CN106076174B - 配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，包括容器管(1)，在容器管(1)的内壁上设置凸起条带(2)；所述凸起条带(2)上设置有孔洞(3)；所述凸起条带(2)的顶端与容器管(1)的管口齐平，所述凸起条带(2)的底端与容器管(1)的管底中心相连。采用该剪切混匀管能有效快速地溶解容器管内的物质，缩短所需时间。

Description

配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管
技术领域
本发明属于实验设备领域，尤其涉及物料混合或样品溶解实验中的配合漩涡振荡器使用的混匀管。
背景技术
在自然科学实验中，往往要将几种物料进行混合至均一，常见的形式如固体物料的溶解，其本质就是物料在相应溶剂中的充分分散形成分散系的过程。对于易溶的溶质，往往用手摇试管轻轻振荡就可以快速溶解样品，但还存在很多较难溶的样品，其溶解过程用手摇试管实现比较费劲，这就出现了漩涡振荡器辅助振荡，极大地提高了手摇试管的效率。其过程是手持容器管的上端，下端接触振荡器的托盘，打开漩涡振荡器，托盘进行偏心震动，并带动容器管下端也进行偏心震动，从而使容器管内的混合液自下而上产生漩涡式旋转，加速溶质与溶剂的接触及交换过程。
目前市面上用于漩涡振荡器的容器管都是常规配件，如试管或离心管等，当其用于更难溶的物质，尤其是部分大分子聚合物类时，漩涡振荡器振动溶解依然需要较长时间，期间手须忍受容器管从底部传来的震动，时间长了，体验不佳。而用手摇式虽无振荡产生的痛感，但要溶解难溶大分子，时间上漫长到几乎不可能。其实，用常规的试管或离心管进行漩涡振荡溶解物质时，常规管并没有很好地将漩涡振荡的能量全部引用到有效的物料剪切和混合上，有部分能量做了无用功，而这个缺陷并未得到发掘和重视，用于漩涡振荡器的振荡管几乎理所当然的就是常规管，没有为了有效利用能量设计的特殊管。因此设计专门的漩涡振荡器配套容器管，进一步提高漩涡振荡的效率是较好的目标与出路；以缩短手持时间，提升体验，同时也加速实验的进程，尤其是极大地服务于涉及难溶物质的实验。因此，需要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，采用本发明的剪切混匀管能有效快速地溶解容器管内的物质，缩短所需时间。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种配合漩涡振荡器使用的混匀管，包括容器管，在容器管的内壁上设置凸起条带；所述凸起条带上设置有孔洞。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的改进：凸起条带的顶端与容器管的管口齐平，所述凸起条带的底端与容器管的管底中心相连。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：所述孔洞为斜孔，倾斜角度为30±2度。
倾斜角度是指孔洞的中心轴线与容器管的管口平面所成的夹角。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：所述凸起条带上等间距的设置有至少3个孔洞。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：孔洞贯穿凸起条带的宽度。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：孔洞为圆柱形孔洞。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：位于容器管竖直侧壁(即，内侧竖直壁)上的凸起条带为等宽，位于容器管倾斜底部上的凸起条带逐渐变窄且变薄，直至到容器管的管底中心呈点状。
作为本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的进一步改进：容器管为尖底管或圆底管。
本发明的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管的容器管管体即为常规的离心管或试管。
本发明通过在容器管中设置一条多孔的凸起条带作为剪切带，使物料在漩涡作用下快速运动的同时也受到多孔剪切带的剪切作用，使动能的一部分用在提供剪切的动力上，在快速旋转运动和剪切的共同作用下，显著加速难溶物料的分散与溶解过程，从而弥补传统常规容器管在漩涡振荡溶解难溶物料时剪切作用不明显的弱点。
本发明的剪切混匀管实际工作时，在漩涡作用下，凸起条带的孔洞是接近容器管管壁的混合液的必经之路，而液体经过孔洞的过程即被剪切，而且在旋转离心力的作用下，质量大的聚集颗粒越容易被离心到容器管的外圈而使其经过孔洞受到剪切，循环往复，较大颗粒物优先被有效地剪切而迅速分散，直至整个体系形成均一的分散系。
在本发明中，孔洞为圆柱孔洞，且均布于凸起条带中，这样的设计方便加工，也使液体经过孔洞的剪切过程更充分。
在本发明中，孔洞为上斜孔，即，混合液漩涡转动时，孔洞的混合液入口处要低于孔洞的混合液出口端。这有利于更充分地剪切以及振荡结束或振荡间断后液体回流出孔洞。
在本发明中，位于容器管内侧竖直壁上的凸起条带为等宽，位于容器管底部倾斜壁上的凸起条带逐渐变窄且变薄，直至到容器管的管底中心呈点状；即，条带底端慢慢变细，收拢至管底部的尖顶；具有更好的流线型。
本发明具有以下技术优势：
1.本发明与漩涡振荡器配合使用，使振荡的能量充分利用，极大提高物料的混合效率，尤其对解决难溶物料的溶解效率问题有显著成效。对有溶解难溶物料等需求的市场有较好的前景。
2.本发明制作成本低，只是制作模具需要额外的成本。
3.本发明的孔洞倾斜设计不仅使剪切充分，而且混合液收集方便，与常规管相比混合液的浪费可忽略不计。
4、该剪切混匀管用于溶解难溶的大分子多糖，使用漩涡振荡器振荡，溶解速度显著加快。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是实施例1的剪切混匀管的全剖视结构示意图(即图2中的A-A剖的剖视图)；
图2是实施例1的剪切混匀管的俯视结构示意图；
图3是实施例1的剪切混匀管侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1、一种配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，如图1～图3所示，包括容器管1和一根凸起条带2，容器管1为尖底管。
所述凸起条带2设置在容器管1的内壁上；凸起条带2的顶端与容器管1的管口齐平，凸起条带2的底端与容器管1的管底中心相连；位于容器管1内侧竖直壁上的凸起条带2为等宽，位于容器管1底部倾斜壁上的凸起条带2逐渐变窄且变薄，直至到容器管1的管底中心呈点状(即，在管底部倾斜区段的凸起条带2为类似锥体条带)。即，凸起条带2底端慢慢变细，收拢至容器管1管底部的尖顶。
所述凸起条带2上设置若干个等间距的孔洞3。孔洞3为上斜孔，即，混合液漩涡转动时，孔洞3的混合液入口处要低于孔洞3的混合液出口端。倾斜角度为30度。倾斜角度是指孔洞3的中心轴线与容器管1的管口平面所成的夹角。孔洞3贯穿凸起条带2；即，孔洞3的水平深度等于凸起条带2的宽度。孔洞3为圆柱形孔洞。
实验1、使用实施例1所述结构的剪切混匀管，容器管1为尖底管，其内径(内直径)为20mm，竖直部分高度为85mm；底部倾斜部分的垂直高度为15mm。该凸起条带2(特指位于容器管1的内侧竖直壁上的部分)的横截面尺寸为4×2.5mm，其中凸起厚度为4mm；孔洞3中心轴线的间距为5mm，孔洞3的孔径为2mm。
该混匀管内装10ml的水以及属于较难溶于水的果胶多糖物质15mg。
使上述混匀管与漩涡振荡器相接触，设置漩涡振荡器的转速为最大值(2800转/分)。按照不同的振荡时间设置相应的实验组，振荡时间到达后，进行溶解结果的判断。具体如表1所述。
表1
振荡时间(min) 一定振荡时间后，目测观察溶解情况
实验组1 2 大颗粒分散，还有较多小颗粒
实验组2 7 还有部分小颗粒
实验组3 12 全部溶解，无肉眼可见颗粒
对比例1、取消实施例1中的“凸起条带2底端慢慢变细，收拢至容器管1管底部的尖顶”，即，容器管1内侧竖直壁上的凸起条带2以及位于容器管1倾斜底部上的凸起条带2始终为等宽且等厚。其余等同于实验1中的混匀管。
将此混匀管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
对比例2、取消实施例1中的设置在容器管1倾斜底部上的凸起条带2，即，仅仅在容器管1内侧竖直壁上设置等宽的凸起条带2。其余等同于实验1中的混匀管。
将此混匀管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
对比例3、将实施例1中的孔洞3由斜孔改成直孔，即倾斜角度为0度。其余等同于实验1中的混匀管。
将此混匀管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
对比例4、取消实施例1中凸起条带2上的孔洞3的设置，即，仅为实心的凸起条带。其余等同于实验1中的混匀管。
将此混匀管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
对比例5、使实施例1的容器管1的内壁上对称的设置两个凸起条带2(包括相应的孔洞3)，其余等同于实验1中的混匀管。
将此混匀管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
对比例6、取消实施例1中凸起条带2上包括相应的孔洞3的设置，即，仅仅为实验1中的容器管1。
将此管如同实验1进行检测，所得结果如表2所述。
表2
可见，对比例1～对比例6的效果均不如实验1。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，包括容器管(1)，其特征是：在容器管(1)的内壁上设置一根凸起条带(2)；所述凸起条带(2)上设置有孔洞(3)；
位于容器管(1)竖直侧壁上的凸起条带(2)为等宽，位于容器管(1)倾斜底部上的凸起条带(2)逐渐变窄且变薄，直至到容器管(1)的管底中心呈点状；
所述凸起条带(2)的顶端与容器管(1)的管口齐平，所述凸起条带(2)的底端与容器管(1)的管底中心相连；
所述孔洞(3)为斜孔，倾斜角度为30±2度。
2.根据权利要求1所述的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，其特征是：所述凸起条带(2)上等间距的设置有至少3个孔洞(3)。
3.根据权利要求2所述的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，其特征是：孔洞(3)贯穿凸起条带(2)的宽度。
4.根据权利要求3所述的配合漩涡振荡器使用的剪切混匀管，其特征是：所述孔洞(3)为圆柱形孔洞。
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