CN106076175B - 多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统(2)以及与漩涡振荡器主系统(2)的偏心转动轴相连的旋转平台(7)，在所述旋转平台(7)上设有至少2块垫块(6)，每块垫块(6)通过一个相应的升降装置与旋转平台(7)活动相连；在每块垫块(6)上设置至少一个锥形坑(61)；所述锥形坑(61)的中心线与垫块(6)的上表面相垂直；在漩涡振荡器主系统(2)的外壳上固定设置支撑框架组件(5)，所述支撑框架组件(5)上设有用于柔性固定振荡管上部的振荡管固定组件，所述振荡管固定组件位于垫块(6)的上方。采用该振荡器能实现不需要人力维持的情况下进行多管的全自动漩涡振荡。

Description

多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器

技术领域

本发明属于实验设备领域，尤其涉及一种物料漩涡振荡混合时所需的自动化漩涡振荡器。

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，常见的形式如流体物料的混合，或在流体中溶解固体溶质。在很多情况下，这种混合过程如果靠手震荡是比较费时费力的，而且效果也不理想。因此现在出现了很多机械混合器，比如摇床、滚轴混合器、三维转动混合器，这些虽然都是全自动的，但都是力度较弱的混合方式，而且有些需要震动管具有密封盖，液体会进行上下左右不规则震动，也因此限制了其震动力度不能过大，对需要剧烈混合或难溶体系的溶解是不合适的。目前现有的一种混合器即漩涡振荡混合器可以提供剧烈震荡，其特点是混合管下端做快速偏心圆周运动，上端相对不动，这样就使管内的液体产生剧烈的漩涡转动，提供剧烈的震荡环境，而且因上端位置基本稳定，所以不是振荡管的每一部分都在做与振荡器轴相同幅度的偏心转动，振荡管重心的偏心转动幅度比振荡器轴的偏心转动幅度要小，因此系统较平稳，同时管内混合液的漩涡液高较稳定，液体不会在剧烈震动下溢出振荡管；其工作过程一般都是半自动，即需要依靠手持容器管的上端，下端接触振荡器的托盘来实现，打开漩涡振荡器，托盘进行偏心震动，因此带动与之静摩擦接触的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。

目前市面上的漩涡振荡器基本都属于半自动，其需要依靠手的抓持作用，时间久了手会因为管壁对手指的高频振动而产生痛感，而且震荡时，实验人员必须跟振荡管一起陪同在振荡器旁，浪费时间，尤其是针对难溶物等需要长时间震荡的情况下，以上两个缺点就尤为显著。

设计全自动的漩涡振动器将可以避免上述缺点，同时设计多管同时全自动漩涡振荡是自动化设计的更高目标，将进一步充分解放人力，发挥效率。然而模拟半自动漩涡振荡效果的全自动漩涡振荡器并不好实现，其不能仅靠一个紧固件固定牢振荡管就能替代人手的作用，因为人手的抓持作用其实有一定的柔性，下端做相对较大角度偏心振荡时，上端因为跟下端在一根管内也必须做小角度振荡，因此，如果上端固定死就会导致下端振荡也不能进行。要实现振荡管下端作大角度偏心振动，上端基本不动，但可被迫做小角度跟随运动，需要巧妙的配件和运作方式，同时为了多管同振的实际利用率，也需要灵活稳固方便的振荡管配位方式以同时适应不同尺寸的振荡管，以此来构建漩涡混合剧烈程度以及振荡管稳定性与半自动式完全一样的多管同振全自动漩涡振荡器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，采用该振荡器能实现不需要人力维持的情况下进行多管的全自动漩涡振荡。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统以及与漩涡振荡器主系统的偏心转动轴相连的旋转平台，在旋转平台上设有至少2块垫块，每块垫块通过一个相应的升降装置与旋转平台活动相连；在每块垫块上设置至少一个锥形坑；锥形坑的中心线与垫块的上表面相垂直；

在漩涡振荡器主系统的外壳上固定设置支撑框架组件，支撑框架组件上设有用于柔性固定振荡管上部的振荡管固定组件，振荡管固定组件位于垫块的上方。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的改进：所述振荡管固定组件由位于上层的实体橡皮层和位于下层的镂空橡皮层组成，在镂空橡皮层上设置与每个锥形坑相一一对应的镂空孔，镂空孔位于相对应的锥形坑的正上方；实体橡皮层和镂空橡皮层均与支撑框架组件固定相连。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的进一步改进：每个镂空孔的中心线与相对应的锥形坑的中心线相重合。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的进一步改进：镂空孔为星形镂空孔。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的进一步改进：

升降装置包括固定设置在旋转平台上的竖杆，垫块与竖杆上下滑动的相连，在竖杆上设有用于将垫块定位的锁紧装置。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的进一步改进：锁紧装置包括垫块固定片和与垫块固定片相配套的紧固件，垫块固定片的一端与垫块固定相连、另一端与竖杆上下滑动的相连。

作为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的进一步改进：在漩涡振荡器主系统外壳的底部设置吸盘式支撑脚。

本发明的多管可调式全自动漩涡振荡器，振荡管上部使用双层橡胶共同柔性固定，下端使用高低可调的带锥形坑的垫块配位，实现了不需要人力维持的情况下，多种尺寸的圆底或平底振荡管可同时运转，并做到每根振荡管下端做大角度偏心振动，上端几乎不动、但可做小角度被迫跟随运动，每根振荡管的漩涡混合力度与半自动时相同，振荡管稳定性也跟半自动时一样。

本发明使用锥形坑作为圆底(平底)振荡管底部的配位部件，可提高多管同振的稳定性和可行性；位于顶层的实体橡胶层可以对振荡管顶部提供摩擦固定和下压力，下层带有星形镂空孔的橡胶层可柔性固定振荡管，而且适合不同直径的管，每个星形镂空孔内的多角橡胶的结构有一定的弹力能使管子不跑位，而且经实践，其对振荡管的阻力可忽略，从而振荡能正常进行。

在本发明中，每个镂空的中心线与其下方相对应的锥形坑中心线相重合；由于实际使用时，垫块的上表面与水平面相平行；因此每个镂空孔中心的与垫块锥形坑的锥顶连线垂直于水平面。

在本发明中，与垫块固定片相配套的紧固件可选用快拆式紧固件，快拆式紧固件由可转动螺丝、便捷螺帽和两块固定片组成，可徒手拧紧螺帽，压紧固定片，从而紧固垫块固定片与竖杆的相对位置，快拆式紧固件可在实验中方便地调节垫块的高低。

在本发明中，在漩涡振荡器主系统外壳的底部设置的吸盘式支撑脚，在大气压作用下可使整个仪器牢牢固定在桌面上。

本发明具有以下技术优势：

1、本发明的多管式自动漩涡振荡器可以不需要人力维持，同时自动稳定地振动多根不同尺寸的圆底或平底振荡管。

2、本发明制作成本低，没有使用复杂的配件，采用底部垫块调节高度，上端双橡胶层的高度恒定的方式，使整个仪器结构更精简，使用时调节方便，且都可以徒手快速完成振荡管的装配和垫块的高低调整。

3、本发明适用范围广，星形镂空孔洞对管子直径无特殊要求，只要不过大或过小就行，适合一般的所有管径；垫块上的锥形坑可通配各种直径的圆底或平底管；垫块高低采用连续的无级调整方式，可适用于不同长度的容器管。

4、本发明的每根振荡管振荡形式稳定，机械化模拟了半自动的工作方式。

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为本发明的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器的整体结构示意图；

图2是图1放大后的局部示意图(主要体现垫块锁紧装置)；

图3是图1中的镂空橡皮层3的放大示意图。

图中：

吸盘式支撑脚1、漩涡振荡器主系统2、镂空橡皮层3、实体橡皮层4、支撑框架组件5、垫块6、旋转平台7、垫块固定片8、竖杆9、调速开关10、紧固件11；

镂空孔31、支撑杆51、上方框52、下方框53、锥形坑61。

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、一种多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，如图1～图3所示，包括漩涡振荡器主系统2和旋转平台7，漩涡振荡器主系统2上设有调速开关10，旋转平台7与漩涡振荡器主系统2的偏心转动轴相连；调速开关10用于控制振动速度；上述内容属于现有技术。

在旋转平台7上设有3块垫块6，在每块垫块6上设置2个锥形坑61；锥形坑61的中心线与垫块6的上表面相垂直。3块垫块共6个锥形坑，其尺寸都相同，可通配不同规格的任意圆底或平底管子，因垫块6一直处于水平状态，所以同一垫块6上的两个锥形坑61只能同时使用同长度的振荡管。因此，图1所述的自动漩涡振荡器属于可同时使用三种非特定长度型号的圆底或平底管、共六管可同振的自动漩涡振荡器。每块垫块6通过一个相应的升降装置与旋转平台7活动相连。

每个升降装置的结构具体如下：在垫块6的两侧各设置一个竖杆9，竖杆9与旋转平台7的上表面固定相连，在垫块6的两侧各设置一块与竖杆9相配套的垫块固定片8，该垫块固定片8的一端与垫块6的侧面固定相连、另一端套装在竖杆9上可沿着竖杆9上下滑动，从而实现垫块6与竖杆9可上下滑动的相连。与垫块固定片8相配套的紧固件11能锁紧垫块固定片8与竖杆9的相对位置关系，即，能实现垫块6与竖杆9的定位。

在漩涡振荡器主系统2的外壳上固定设置支撑框架组件5，支撑框架组件5上设有用于柔性固定振荡管上部的振荡管固定组件，振荡管固定组件位于垫块6的上方。具体如下：

支撑框架组件5由4根支撑杆51和2个水平方框(即，上方框52和下方框53)组成，4根支撑杆51均匀位于漩涡振荡器主系统2的外围，支撑杆51的下半部与漩涡振荡器主系统2的外壳固定相连。在支撑杆51的顶部设置上方框52，在支撑杆51的中上部设置下方框53。振荡管固定组件由位于上层的实体橡皮层4和位于下层的镂空橡皮层3组成，实体橡皮层4被固定于上方框52内，镂空橡皮层3被固定于下方框53内。

在镂空橡皮层3上设置与每个锥形坑61相一一对应的镂空孔31(即，镂空孔31的数量等于锥形坑61的数量；如图1所述，为6个)，镂空孔31为星形镂空孔；镂空孔31位于相对应的锥形坑61的正上方，每个镂空孔31的中心线与相对应的锥形坑61的中心线相重合；由于锥形坑61的中心线与垫块6的上表面相垂直，且垫块6的上表面与水平面相平行，因此，镂空孔31的中心与锥形坑61的锥顶连线垂直于水平面，从而保证锥形坑61和镂空孔31之间装入的振荡管能正确配位并保持振荡管处于竖直方位。每个镂空孔31可用于柔性固定1个振荡管，每个镂空孔31尺寸都相同，可通配不同管径的振荡管。

一般而言，该星形镂空孔设置有20～30个的橡皮角。实际使用时，振荡管的管径应该大于星形镂空孔的最小内径(即每个孔中的橡皮尖角顶点所围成的类圆的直径)、且约小于星形镂空的最大直径(即每个孔中的橡皮尖角底边所围成的类圆的直径)的4/5。

旋转平台7为方形，其尺寸略小于漩涡振荡器主系统2外壳的尺寸(即，小于上方框52或下方框53的尺寸)，这样能保证在振荡时旋转平台7不会与支撑杆51触碰。

在漩涡振荡器主系统2外壳的底部设置吸盘式支撑脚1。

具体工作过程如下：

1)、根据需要选择圆底或平底振荡管(最多可选择与锥形坑61数量相一致的振荡管，如图1所述，最多为6根，同一垫块6同时只能使用同长度的圆底或平底振荡管，在此前提下可任意选择共使用几管、放入哪几个锥形坑61)，管内加入适量需要混合的物料，将振荡管从下往上穿过镂空橡皮层3的镂空孔31，并将振荡管底部放入垫块6中对应的锥形坑61。

2)、松开紧固件11，调节垫块6的高度至各自的振荡管顶部触到实体橡皮层4，并使实体橡皮层4和锥形坑61的坑壁都受有一定压力，(即，使实体橡胶层4产生约1mm的变形)，从而保证振荡管在转动中始终与垫块6接触良好，然后锁紧紧固件11，从而固定垫块6的高度。再按压吸盘式支撑脚1以固定仪器在桌面的位置，开启调速开关10进行全自动漩涡振荡。

具体而言，紧固件11选用快拆式紧固件，快拆式紧固件由可转动螺丝、便捷螺帽和两块固定片组成，可徒手拧紧螺帽，压紧固定片，从而紧固垫块固定片8(即垫块6)与竖杆9的相对位置。

采用实施例1所述的自动漩涡振荡器及其工作方式进行如下实验：

实验1、

在三个垫块6上，从左往右，分别使用两根50ml圆底刻度离心管，两根15ml平底刻度离心管，两根15ml圆底刻度离心管，共六根离心管作为振荡管，任意挑选一根振荡管，如最左边垫块中的其中一根50ml管，向其中加入果胶多糖样品6mg，再加蒸馏水10ml，剩下的50ml离心管则只加10ml蒸馏水，15ml离心管只加5ml蒸馏水，都不加果胶样品，因为只要形成有效的漩涡液面且液面高度是一样的，则震荡程度就是一样的，因此只要评估每根管的漩涡液面高度，抽一根管验证一下溶解样品的效果即可。将这些离心管装配于实施例1中的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器中，按压吸盘式支撑脚1固定仪器，并记录仪器在桌面的位置，以供实验结束评价仪器的稳定性。开启调速开关10，并设置转速到最大值。以其中一管果胶多糖溶解状况，各管漩涡液面平均高度(使用在刻度离心管上的体积刻度评估)，仪器移动距离这些指标综合评价本发明多管式自动漩涡振荡器的效果，实验结果见表1。

表1、多管式自动漩涡振荡器效果检测

注：同容积同液体体积的振荡管所形成漩涡液面高度几乎一样，所以对同容积振荡管的漩涡液面高度使用一个平均值表示，下同。

由上表1可以看出，本发明的多管式自动漩涡振荡器能长时间较稳定地运行，仪器漂移距离可接受，实验发现垫块6高度能始终稳定，因此也始终有上表中稳定的漩涡液面高度，漩涡混合有效，能自动有效地溶解较难溶样品。

实验2、

只使用一根50ml平底刻度离心管和一根15ml圆底刻度离心管，分别放于从右往左两个垫块6的前面的锥形坑61，其余的管位都空置，50ml刻度离心管加果胶样品和蒸馏水，15ml刻度离心管可以只加蒸馏水，加样量同实验1，其余操作也同实验1。效果评估结果见表2。

表2多管式自动漩涡振荡器效果检测

由表1、2可见，本发明多管式自动漩涡振荡器可以选择性地使用非满载荷振荡或满载荷振荡，都能较稳定的长时间运行，漩涡液面稳定，漩涡混合有效，可以自动有效地溶解较难溶样品。

实验3、

使用六根50ml圆底刻度离心管作为振荡管，进行对称满载荷振荡，选其中一根离心管加果胶样品和蒸馏水，加样量同实验1中加果胶样品的50ml离心管，其余离心管可以只加蒸馏水，加样量也同实验1中只加蒸馏水的50ml离心管，其余操作也同实验1。效果评估结果见表3。

表3、多管式自动漩涡振荡器效果检测

由上表3可知，本发明的多管式自动漩涡振荡器能长时间较稳定地运行，仪器漂移距离可接受，漩涡液面稳定，漩涡混合有效，可以自动有效地溶解较难溶样品。

对比例1

取消实施例1的镂空橡皮层3，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果振荡进行10s后，5根管倒翻，漩涡液面也不稳定，无法达到振荡效果，无需再继续验证，显然不如实验1的效果。

对比例2、取消实施例1中的吸盘式支撑脚1，改成普通橡胶脚，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表4。

表4、对比例2中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置漩涡混合效果依然可以，漩涡能有效形成，但振动时间长了之后仪器有所漂移，不推荐使用。

对比例3、取消实施例1中的实体橡胶层4，其余同实施例1。采用如实验3所述方式进行该装置的效果评估。结果见表5。

表5、对比例3中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置因为没有顶层实体橡胶层4提供下压力，所以垫块6的动力传递不充分，不能形成有效的漩涡液面，混合效果差，无需再继续验证，显然不如实验3的效果。

对比例4、将实施例1中的镂空孔31由星形镂空孔改成普通圆孔，圆孔大小与50ml刻度离心管直径相同，正好能套紧50ml刻度离心管，其余同实施例1。采用如实验3所述方式进行该装置的效果评估。结果见表6。

表6、对比例4中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置的普通圆孔橡胶层不能对振荡管进行柔性固定，其对管的振动形成阻碍，使振荡管不能形成有效的漩涡液面，混合效果差，无需再继续验证，显然不如实验3的效果。

对比例5、将实施例1中的镂空孔31由星形镂空孔改成普通圆孔，圆孔的孔径比50ml刻度离心管直径大2mm，其余同实施例1。采用如实验3所述方式进行该装置的效果评估。结果见表7。

表7、多管式自动漩涡振荡器效果检测

由表7可知，有一定漩涡形成，但振荡管的转动受到圆孔的束缚，不能形成有效的理想漩涡液面，仪器虽能稳定运行，但震荡效果有限，样品溶解不理想。且对比例5中的装置不能适用于不同管径的振荡管，综合来看效果都显然不如实验3。

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.多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统(2)以及与漩涡振荡器主系统(2)的偏心转动轴相连的旋转平台(7)，其特征是：在所述旋转平台(7)上设有至少2块垫块(6)，每块垫块(6)通过一个相应的升降装置与旋转平台(7)活动相连；在每块垫块(6)上设置至少一个锥形坑(61)；所述锥形坑(61)的中心线与垫块(6)的上表面相垂直；

在漩涡振荡器主系统(2)的外壳上固定设置支撑框架组件(5)，所述支撑框架组件(5)上设有用于柔性固定振荡管上部的振荡管固定组件，所述振荡管固定组件位于垫块(6)的上方；

所述振荡管固定组件由位于上层的实体橡皮层(4)和位于下层的镂空橡皮层(3)组成，在镂空橡皮层(3)上设置与每个锥形坑(61)相一一对应的镂空孔(31)，所述镂空孔(31)位于相对应的锥形坑(61)的正上方；实体橡皮层(4)和镂空橡皮层(3)均与支撑框架组件(5)固定相连；

所述每个镂空孔(31)的中心线与相对应的锥形坑(61)的中心线相重合；

所述镂空孔(31)为星形镂空孔。

2.根据权利要求1所述的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，其特征是：所述升降装置包括固定设置在旋转平台(7)上的竖杆(9)，所述垫块(6)与竖杆(9)上下滑动的相连，在竖杆(9)上设有用于将垫块(6)定位的锁紧装置。

3.根据权利要求2所述的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，其特征是：所述锁紧装置包括垫块固定片(8)和与垫块固定片(8)相配套的紧固件(11)，所述垫块固定片(8)的一端与垫块(6)固定相连、另一端与竖杆(9)上下滑动的相连。

4.根据权利要求1～3任一所述的多管可调式双橡胶层自动漩涡振荡器，其特征是：在漩涡振荡器主系统(2)外壳的底部设置吸盘式支撑脚(1)。