CN106586555B - 可变容量吸取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变容量吸取装置，它包括吸管、与吸管的一端连通的吸头、与吸管的另一端连接的直线电机，直线电机的定子插入至吸管中，定子在直线电机的驱动下沿吸管的轴向移动，吸管还与真空管接头相连通。该可变容量吸取装置，提供了一种新型的冻存管吸取装置，通过调整定子伸入吸管内的长度，限定吸管一次吸取的冻存管的数量，使每次冻存管吸取的数量可设置，可适应各种不同的吸取需求。

Description

可变容量吸取装置

技术领域

本发明涉及一种可变容量吸取装置。

背景技术

目前，生物样本冻存管存取已实现自动化操作，而真空吸取是取管时经常采用的方式。由于每批都需要取若干个冻存管，且数量不定，若单个吸取，则效率较低；若要一次吸取多个，则常用的固定长度的吸管每次只能吸取固定数量的冻存管，无法适应每批取管数量不定的需求。

同时，为了保证活性，生物样本常储存于深低温环境；而取管时，会使样本暴露在室温环境，温度的剧烈变化会对生物样本造成损伤。

发明内容

为解决现有的冻存管吸取装置每次只能吸取固定数量的冻存管的技术问题，提供一种可变容量吸取装置。

本发明提供了一种可变容量吸取装置，它包括吸管、与吸管的一端连通的吸头、与吸管的另一端连接的直线电机，直线电机的定子插入至吸管中，定子在直线电机的驱动下沿吸管的轴向移动，吸管还与真空管接头相连通。该吸取装置，通过定子在吸管内的长度调节，调节冻存管的吸取数量，能适应各种不同的存取需求。

优选地，直线电机固定在电机固定座上，吸管固定在吸管连接座上，电机固定座与吸管连接座相固定，定子穿过吸管连接座插入至吸管中。

进一步地优选，吸管连接座与定子之间设有上滑套。定子能在上滑套内滑动，上滑套起到为定子导向的作用，限制定子径向晃动，同时，上滑套与定子配合形成良好的密封。

进一步地优选，真空管接头固定在吸管连接座上。

优选地，吸管与定子之间设有下滑套。下滑套也起到为定子导向的作用。

优选地，直线电机还包括控制器和动子，动子与吸管相对固定，动子在控制器的控制下驱动定子移动。定子有多个停止位，停止位由程序控制，程序存储在控制器中，并由控制器执行，定子伸入吸管内的长度决定了一次取管数量的上限。

优选地，吸管的外部套有保温层。保温层可减缓吸管内的温度变化速度，降低对生物样本造成的损伤。

优选地，吸头还设有吸取管限位结构，吸取管限位结构能将吸管内的冻存管限制在吸管内。当吸取装置完成吸取动作后，吸取管限位结构将吸管内的冻存管限制在吸管内，在移送冻存管的过程中冻存管始终位于吸管内，不会掉落。

优选地，吸头包括吸嘴、将吸嘴与吸管连接的吸嘴连接座和套在吸嘴外部的外壳，吸嘴与吸管相连通，外壳能沿吸嘴的轴向上下移动。外壳在不受外力的状态下突出，将吸嘴陷入外壳内，对吸嘴起到保护作用；当将吸头压在冻存管存储容器的吸取口上时，外壳被压在吸取口的端面上，吸嘴伸出与吸取口相接触，吸嘴的内部通道与吸取口相连通，即可开始吸取工作。

进一步地优选，吸嘴上套有复位弹簧，复位弹簧的两端顶在吸嘴连接座、外壳上，吸嘴设有向外凸出的吸嘴限位凸起，外壳设有向内凸出的外壳限位凸起，外壳限位凸起位于吸嘴限位凸起的上方。更进一步地优选，吸嘴限位凸起上设有沿吸嘴的轴向延伸的至少一个吸嘴通气孔，吸嘴通气孔将吸嘴与外壳之间的空间与外部空间相连通。吸嘴通气孔，有助于吸头与吸取口分离时快速地卸掉真空。

进一步地优选，吸嘴的周面上设有顶柱安装孔，顶柱安装孔内安装有顶柱，顶柱能伸入至吸嘴的内部通道内，顶柱在外壳向上移动时退至吸嘴的内部通道外。当吸取装置完成吸取动作后，顶柱将吸管内的冻存管限制在吸管内，在移送冻存管的过程中冻存管始终位于吸管内，不会掉落。更进一步地优选，顶柱安装孔内设有弹簧内限位面，顶柱上设有弹簧外限位面，弹簧内限位面相对于弹簧外限位面更靠近吸嘴的内部通道，顶柱上套有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别顶在弹簧内限位面、弹簧外限位面上；外壳的内周面上设有锥形导向面，锥形导向面的直径从上至下递增，顶柱伸出至吸嘴外部的一端抵在锥形导向面上并沿锥形导向面上下移动。再进一步地优选，锥形导向面上设有沿外壳的轴向延伸的至少一个外壳通气孔，外壳通气孔将吸嘴与外壳之间的空间与外部空间相连通。外壳通气孔，有助于吸头与吸取口分离时快速地卸掉真空。

进一步地优选，吸嘴连接座与外壳接触的表面设有上密封圈。上密封圈，保证吸取冻存管时，吸嘴连接座与外壳之间保持密封。

进一步地优选，外壳的下端面设有下密封圈。下密封圈，保证吸取冻存管时，外壳与吸取口之间保持密封。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

该可变容量吸取装置，提供了一种新型的冻存管吸取装置，通过调整定子伸入吸管内的长度，限定吸管一次吸取的冻存管的数量，使每次冻存管吸取的数量可设置，可适应各种不同的吸取需求。

附图说明

图1为本发明可变容量吸取装置的结构示意图。

图2为图1所示的可变容量吸取装置的局部放大图。

图3为图1所示的可变容量吸取装置的下滑套的结构示意图。

图4为图1所示的可变容量吸取装置的吸头与吸管的局部剖视图。

图5为图4所示的可变容量吸取装置的局部放大图。

图6为图4所示的可变容量吸取装置的吸头的吸嘴的结构示意图。

图7为图4所示的可变容量吸取装置的吸头的外壳的结构示意图。图8为图1所示的可变容量吸取装置的吸取冻存管时的示意图。图9为图8所示的可变容量吸取装置的吸取冻存管后的示意图。

附图标记说明

1 吸管

2 吸头

21 吸嘴

211 吸嘴限位凸起

212 吸嘴通气孔

213 顶柱安装孔

214 弹簧内限位面

215 倒角

22 吸嘴连接座

221 弹簧上限位面

222 上梯形槽

23 外壳

231 外壳限位凸起

232 锥形导向面

233 外壳通气孔

234 环形容纳槽

235 下梯形槽

24 复位弹簧

25 顶柱

251 弹簧外限位面

26 上密封圈

27 下密封圈

28 压缩弹簧

3 直线电机

31 定子

32 控制器

33 动子

4 真空管接头

5 电机固定座

6 吸管连接座

7 上滑套

8 下滑套

81 滑套通气孔

82 导向孔

9 保温层

10 冻存管

20 冻存管存储容器

201 吸取口

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图9所示，本发明提供一种可变容量吸取装置，它包括吸管1、与吸管1的一端连通的吸头2、与吸管1的另一端连接的直线电机3，直线电机3的定子31插入至吸管1中，定子31在直线电机3的驱动下沿吸管1的轴向移动，吸管1还与真空管接头4相连通。

该吸取装置，将吸头2与冻存管存储容器20的吸取口201相连通，真空管接头4与真空抽气管相连通后，通过抽气使吸管1内产生负压，使冻存管10被逐一吸入吸管1内。冻存管10的吸取数量，可通过定子31在吸管1内的长度调节。如图8所示，当最先吸入的冻存管10抵在定子31的端部时，冻存管10停止吸入。该吸取装置，可调节冻存管10的吸取数量，能适应各种不同的存取需求。

如图2所示，直线电机3固定在电机固定座5上，吸管1固定在吸管连接座6上，电机固定座5与吸管连接座6相固定，定子31穿过吸管连接座6插入至吸管1中。其中，电机固定座5套在吸管连接座6外部并与吸管连接座6螺纹连接，吸管1的上端部插入吸管连接座6中并与吸管连接座6螺纹连接。

吸管连接座6与定子31之间还设有上滑套7。定子31能在上滑套7内滑动，上滑套7起到为定子31导向的作用，限制定子31径向晃动，同时，上滑套7与定子31配合形成良好的密封。上滑套7过盈装配于吸管连接座6内。

真空管接头4固定在吸管连接座6上。真空管接头4插入吸管连接座6内并与吸管连接座6螺纹连接。

吸管1与定子31之间设有下滑套8。下滑套8安装在吸管1的上端部，下滑套8也起到为定子31导向的作用。当真空管接头4位于下滑套8的上方时，下滑套8设有连通下滑套8的两端的空间的滑套通气孔81，使真空管接头4通过滑套通气孔81与吸管1相连通。如图3所示，下滑套8为花键滑套，下滑套8的中间设有与定子31配合的导向孔82，沿导向孔82的周向分布有多个滑套通气孔81。该结构既可限制定子31的径向晃动，又可保证气路的畅通。

如图1所示，直线电机3还包括控制器32和动子33，动子33固定在电机固定座5，使动子33与吸管1相对固定，动子33在控制器32的控制下驱动定子31移动。定子31有多个停止位，停止位由程序控制，程序存储在控制器32中，并由控制器32执行，定子31伸入吸管1内的长度决定了一次取管数量的上限。定子31最好为光滑的金属杆，使定子31与上滑套7、下滑套8能良好地密封和配合。

如图1所示，吸管1的外部套有保温层9。保温层9采用的保温材料为聚氨酯发泡材料、真空绝热板材料、XPS挤塑板材料或聚丙烯泡沫塑料中的一种。保温层9可减缓吸管1内的温度变化速度，降低对生物样本造成的损伤。

如图4至图7所示，吸头2包括吸嘴21、将吸嘴21与吸管1连接的吸嘴连接座22和套在吸嘴21外部的外壳23，吸嘴21与吸管1相连通，外壳23能沿吸嘴21的轴向上下移动。外壳23在不受外力的状态下突出，将吸嘴21陷入外壳23内，对吸嘴21起到保护作用。当将吸头2压在冻存管存储容器20的吸取口201上时，外壳23被压在吸取口201的端面上，吸嘴21伸出与吸取口201相接触，吸嘴21的内部通道与吸取口201相连通，即可开始吸取工作。

上述外壳23与吸嘴21之间的相对移动，可通过多种方式实现，如电控制、机械控制等。其中一种具体实施方式如图4所示，吸嘴21上套有复位弹簧24，复位弹簧24的两端顶在吸嘴连接座22、外壳23上，吸嘴21设有向外凸出的吸嘴限位凸起211，外壳23设有向内凸出的外壳限位凸起231，外壳限位凸起231位于吸嘴限位凸起211的上方。当外壳23不受外力时，复位弹簧24对外壳23有向下的作用力，外壳限位凸起231抵在吸嘴限位凸起211上，外壳23与吸嘴21的位置相对固定，吸嘴21陷入外壳23内。当将吸头2压在冻存管存储容器20的吸取口201上时，外壳23被压在吸取口201的端面上，吸取口201对外壳23有一个向上的作用力，使复位弹簧24被压缩，外壳23相对于吸嘴21向上移动，吸嘴21伸出与吸取口201相接触，吸嘴21的内部通道与吸取口201相连通，即可开始吸取工作。吸取工作完成后，将吸头2提起后，外壳23在复位弹簧24的作用下又回复至原位。

如图4所示，吸嘴连接座22面向外壳23的一面设有沿径向延伸的弹簧上限位面221，外壳23的内周面设有沿周向设置的环形容纳槽234，环形容纳槽234延伸至外壳23的上端面，复位弹簧24位于环形容纳槽234内，复位弹簧24的两端分别抵在弹簧上限位面221和环形容纳槽234的下端面上。环形容纳槽234起到容纳和保护复位弹簧24的作用，防止复位弹簧24受到其他外力而变形损坏。

如图6所示，吸嘴限位凸起211上设有沿吸嘴21的轴向延伸的至少一个吸嘴通气孔212，吸嘴通气孔212将吸嘴21与外壳23之间的空间与外部空间相连通。吸嘴通气孔212，有助于吸头2与吸取口201分离时快速地卸掉真空。

如图4所示，吸嘴21面向吸取口201的端面设有倒角215，倒角215可辅助冻存管10进入吸嘴21内，起到为冻存管10导向的作用。

吸头2还设有吸取管限位结构，当吸取装置完成吸取动作后，吸取管限位结构将吸管1内的冻存管10限制在吸管1内，在移送冻存管10的过程中冻存管10始终位于吸管1内，不会掉落。吸取管限位结构的一种具体实施方式如图4至图5所示，位于吸嘴21的周面上设有顶柱安装孔213，顶柱安装孔213内安装有顶柱25，顶柱25能伸入至吸嘴21的内部通道内，顶柱25在外壳23向上移动时退至吸嘴21的内部通道外。在非工作状态时，外壳23不受力，顶柱25伸入至吸嘴21的内部通道内，在吸取状态时，外壳23向上移动，顶柱25退至吸嘴21的内部通道外，使冻存管10可以顺利地吸入吸管1内。当吸取结束后，顶柱25又重新伸入至吸嘴21的内部通道内，将位于顶柱25上方的冻存管10限制在吸管1内，而位于顶柱25下方的冻存管10自然回落到冻存管存储容器20内。

为实现上述顶柱25跟随外壳23相对移动的功能，顶柱安装孔213内设有弹簧内限位面214，顶柱25上设有弹簧外限位面251，弹簧内限位面214相对于弹簧外限位面251更靠近吸嘴21的内部通道，顶柱25上套有压缩弹簧28，压缩弹簧28的两端分别顶在弹簧内限位面214、弹簧外限位面251上；外壳23的内周面上设有锥形导向面232，锥形导向面232的直径从上至下递增，顶柱25伸出至吸嘴21外部的一端抵在锥形导向面232上并沿锥形导向面232上下移动。

在外壳23不受力的情况下，顶柱25在压缩弹簧28的作用下抵在锥形导向面232较上方的位置，此时，顶柱25伸入至吸嘴21的内部通道内；当外壳23被压在吸取口201的端面上，外壳23相对于吸嘴21向上移动，顶柱25的端部沿锥形导向面232向下移动，在压缩弹簧28的作用下顶柱25退至吸嘴21的内部通道外。

如图7所示，锥形导向面232上设有沿外壳23的轴向延伸的至少一个外壳通气孔233，外壳通气孔233将吸嘴21与外壳23之间的空间与外部空间相连通。外壳通气孔233，有助于吸头2与吸取口201分离时快速地卸掉真空。

为保证吸取冻存管10时，吸嘴连接座22与外壳23之间保持密封，吸嘴连接座22与外壳23接触的表面设有上密封圈26。如图4所示，吸嘴连接座22的弹簧上限位面221上设有上密封圈26。为保证上密封圈26的安装，可在弹簧上限位面221上开设沿周向延伸的上梯形槽222，上密封圈26安装在该上梯形槽222内。其中，上密封圈26可以为O型圈。

为保证吸取冻存管10时，外壳23与吸取口201之间保持密封，外壳23的下端面设有下密封圈27。为保证下密封圈27的安装，可在外壳23的下端面上开设沿周向延伸的下梯形槽235，下密封圈27安装在该下梯形槽235内。其中，下密封圈27可以为O型圈。

如图8所示，当需要吸取冻存管10时，根据本次需要吸取的冻存管10的数量，在直线电机3的控制下驱动定子31移动，调整定子31伸入吸管1内的长度，限定吸管1吸取的冻存管10的数量。正式吸取时，将吸头2压在冻存管存储容器20的吸取口201上，外壳23向上缩回，顶柱25退至吸嘴21的内部通道外，吸嘴21压在吸取口201上，吸嘴21的内部通道与吸取口201相连通。真空管接头4与真空抽气管相连通后，通过抽气使吸管1内产生负压，使冻存管10被逐一吸入吸管1内，当最先吸入的冻存管10抵在定子31的端部时，冻存管10停止吸入。

如图9所示，冻存管10吸取完成后，将吸头2与吸取口201分离，外壳23向下回复至原位，顶柱25又重新伸入至吸嘴21的内部通道内，将位于顶柱25上方的冻存管10限制在吸管1内，而位于顶柱25下方的冻存管10自然回落到冻存管存储容器20内。

综上所述，本发明可变容量吸取装置，提供了一种新型的冻存管吸取装置，通过调整定子伸入吸管内的长度，限定吸管一次吸取的冻存管的数量，使每次冻存管吸取的数量可设置，可适应各种不同的吸取需求。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种可变容量吸取装置，其特征在于：它包括吸管(1)、与所述吸管(1)的一端连通的吸头(2)、与所述吸管(1)的另一端连接的直线电机(3)，所述直线电机(3)的定子(31)插入至所述吸管(1)中，所述定子(31)在所述直线电机(3)的驱动下沿所述吸管(1)的轴向移动，所述吸管(1)还与真空管接头(4)相连通；

所述直线电机(3)固定在电机固定座(5)上，所述吸管(1)固定在吸管连接座(6)上，所述电机固定座(5)与所述吸管连接座(6)相固定，所述定子(31)穿过所述吸管连接座(6)插入至所述吸管(1)中；

所述直线电机(3)还包括控制器(32)和动子(33)，所述动子(33)与所述吸管(1)相对固定，所述动子(33)在所述控制器(32)的控制下驱动所述定子(31)移动。

2.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸管连接座(6)与所述定子(31)之间设有上滑套(7)。

3.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述真空管接头(4)固定在所述吸管连接座(6)上。

4.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸管(1)与所述定子(31)之间设有下滑套(8)。

5.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸管(1)的外部套有保温层(9)。

6.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸头(2)还设有吸取管限位结构，所述吸取管限位结构能将所述吸管(1)内的冻存管(10)限制在所述吸管(1)内。

7.根据权利要求1所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸头(2)包括吸嘴(21)、将所述吸嘴(21)与所述吸管(1)连接的吸嘴连接座(22)和套在所述吸嘴(21)外部的外壳(23)，所述吸嘴(21)与所述吸管(1)相连通，所述外壳(23)能沿所述吸嘴(21)的轴向上下移动。

8.根据权利要求7所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸嘴(21)上套有复位弹簧(24)，所述复位弹簧(24)的两端顶在所述吸嘴连接座(22)、外壳(23)上，所述吸嘴(21)设有向外凸出的吸嘴限位凸起(211)，所述外壳(23)设有向内凸出的外壳限位凸起(231)，所述外壳限位凸起(231)位于所述吸嘴限位凸起(211)的上方。

9.根据权利要求8所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸嘴限位凸起(211)上设有沿所述吸嘴(21)的轴向延伸的至少一个吸嘴通气孔(212)，所述吸嘴通气孔(212)将所述吸嘴(21)与所述外壳(23)之间的空间与外部空间相连通。

10.根据权利要求7所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸嘴(21)的周面上设有顶柱安装孔(213)，所述顶柱安装孔(213)内安装有顶柱(25)，所述顶柱(25)能伸入至所述吸嘴(21)的内部通道内，所述顶柱(25)在所述外壳(23)向上移动时退至所述吸嘴(21)的内部通道外。

11.根据权利要求10所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述顶柱安装孔(213)内设有弹簧内限位面(214)，所述顶柱(25)上设有弹簧外限位面(251)，所述弹簧内限位面(214)相对于所述弹簧外限位面(251)更靠近所述吸嘴(21)的内部通道，所述顶柱(25)上套有压缩弹簧(28)，所述压缩弹簧(28)的两端分别顶在所述弹簧内限位面(214)、弹簧外限位面(251)上；所述外壳(23)的内周面上设有锥形导向面(232)，所述锥形导向面(232)的直径从上至下递增，所述顶柱(25)伸出至所述吸嘴(21)外部的一端抵在所述锥形导向面(232)上并沿所述锥形导向面(232)上下移动。

12.根据权利要求11所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述锥形导向面(232)上设有沿所述外壳(23)的轴向延伸的至少一个外壳通气孔(233)，所述外壳通气孔(233)将所述吸嘴(21)与所述外壳(23)之间的空间与外部空间相连通。

13.根据权利要求7所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述吸嘴连接座(22)与所述外壳(23)接触的表面设有上密封圈(26)。

14.根据权利要求7所述的可变容量吸取装置，其特征在于：所述外壳(23)的下端面设有下密封圈(27)。

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