CN106944440B - 基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于由智能控制单元、三元泵液单元、复合清洗干燥单元、曲轴单元以及鼓风单元组成，三元泵液单元在集成电路控制下通过调节电磁阀实现不同液体自动添加依次进入复合清洗干燥单元，实现了样品瓶清洗的清洗剂、自来水、蒸馏水清洗三个过程智能切换，集智能清洗与烘干一体化的功能，且能通过调整带刷外管型号适应不同类型样品瓶的清洗。本发明具有外形简约、适用性广、智能高效的优点，大大提高了样品瓶的清洗质量和效率。

Description

基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机

技术领域

本发明属于实验设备技术领域，特别是涉及一种基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的大型仪器设备被应用于环境监测中，传统的试管被带有自动进样仪器设备的样品瓶或样品杯所取代，这些样品瓶和样品杯多为有机玻璃或塑料制品，可重复利用，但瓶壁和杯壁上容易附着污染物，且样品瓶容积较小，多介于2-10ml之间，且难以清洗。

对于实验样品容器清洗技术，近年来已有大量研究和创新，中国专利申请303130665501.7提出了“一种全自动试管清洗装置”、中国专利申请303030593044.9提出了“一种清洗烘干机”、中国专利申请303030303086.3提出了“一种化学试管清洗装置”、中国专利申请303030366459.3提出了“一种实验室用试管清洗装置”、中国专利申请303030368031.7提出了“一种适合大批量试管的自动清洗装置”，这些清洗装置多是通过电机驱动转轴或齿轮齿条机构带动试管刷，同时利用水泵和高压设备冲洗试管，实现了机械自动化清洗试管的过程，但对于有附着残留物，尤其是有机污染物的瓶壁和杯壁，需要多次重复清洗才能达到清洗目的。上述清洗装置未提及如何实现清洗剂、自来水、蒸馏水依次重复清洗的自动化，且多没有烘干功能，而实验中很多样品瓶在放入一些精密仪器前都要保证干燥，因此清洗工作还需花费很多人力和时间。

如何减少人力并高效完成自动清洗和烘干工作，以及清洗与试管形状不同的样品瓶，并保证样品瓶的清洗质量，是本技术所解决的关键问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可以减少清洗样品瓶需要的人力，同时使实验室清洗装置面向更广的对象，高效智能地完成实验后期样品容器的清洗和烘干一体化工作的装置。

本发明通过设置智能控制系统，实现样品瓶清洗的清洗剂、自来水、蒸馏水清洗三个步骤自动切换，集自动清洗与烘干一体化的功能，具有外形简约、适用性广、智能高效的优点，大大提高了实验容器的清洗效率。

根据本发明所提出的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，它包括智能控制单元、三元泵液单元、复合清洗干燥单元、曲轴单元以及鼓风单元；其中智能控制单元由集成电路板、防水盒组成；三元泵液单元由抽液泵、四通接头、清洗剂抽液电磁阀、自来水抽液电磁阀、蒸馏水抽液电磁阀、清洗剂管、自来水管、蒸馏水管、注水管组成；复合清洗干燥单元由弹簧、带刷外管、带孔内管、上密封圈、下密封圈、橡胶垫、承压面板、固刷凹槽、储液箱、出水管、出水阀、支撑杆组成；曲轴单元由电机、曲轴、连杆、承托板、盖板、电机固定盒、外箱组成；鼓风单元由热风机、热风管、进气阀组成。智能控制单元固定在在外箱底部的防水盒中；三元泵液单元通过注水管连接在储液箱右侧；复合清洗干燥单元中储液箱通过四根支撑杆固定在外箱中央，下部有出水管，承压面板作为储液箱上盖，边缘有高起薄板形成储水槽，边缘有出水管，带孔内管通过弹簧连接在承压面板上，带刷外管通过螺口连接在承压面板的固刷凹槽上；电机安装在外箱两边侧壁上的电机固定盒中，曲轴固定在电机转子上，连杆一端连接曲轴，另一端连接承托板，用于支撑盖板；鼓风单元通过热风管连接在储液箱左侧；整个装置由智能控制系统单元操控，自动完成样品瓶的清洗和烘干一体化工作。

本发明实现的原理为：本发明的三元泵液单元中抽液泵与三个电磁阀联用，受集成电路控制，通过控制电磁阀的启闭实现清洗剂与自来水、自来水、蒸馏水依次进入复合清洗干燥单元的储液箱，液体通过压强从带孔内管顶端引入到样品瓶内；复合清洗干燥单元中的上、下密封圈使得带刷外管和带孔内管连接通畅，保证足够压强使清洗时的液体进入，橡胶垫在样品瓶上下运动时起缓冲作用，保护样品瓶瓶口不易损坏；承压面板上的固刷凹槽可实现带刷外管的更换，以适应不同型号的样品瓶和日常的老旧更新；带孔内管在清洗环节承担输水功能，且随着弹簧的伸缩使样品瓶内壁与刷毛充分接触，在烘干环节承担支撑和出气功能，清洗完毕后的样品瓶被带孔内管顶起，变为悬置状态，以便鼓风单元将其烘干；通过调节出水阀的开闭，控制压强以及多余的液体从出水管流出，以保障下一轮清洗正常进行；连杆可根据样品瓶高度调节，曲轴在集成电路控制的电机带动下运转，支撑盖板小幅度上下运动，使得刷毛充分接触瓶壁或杯壁，达到清洗效果；各单元由智能控制系统集成电路统一操控，实现功能旋转互换，完成清洗再烘干的一体化。

本发明与现有技术相比其显著优点在于：

一是结构简约。样品瓶在清洗和烘干过程中呈倒扣状态，加速液体的流出，能高效地实现样品瓶清洗烘干智能一体化过程。

二是多元清洗液自动切换。三元泵液单元实现了清洗剂与自来水、自来水、蒸馏水三个过程五遍清洗(自来水洗三遍)的智能添加液体的自动化，无需人工控制，方便快捷。

三是清洗与干燥同机完成。复合清洗干燥单元通过弹簧和带孔内管实现了功能转换，弹簧压缩时，带孔内管承担清洗功能，传输液体；弹簧舒张时，带孔内管承担支撑和输送气体功能，方便鼓风空气的进入。

四是适于多型号的样品瓶清洗。带刷外管采用螺口与承压面板连接，可以自由更换型号和日常更新；连杆能根据样品瓶高度调节长度，保证一定空间上下刷动，适用性广。

本发明拟提供一种结构简约合理，集清洗与烘干功能一体，能自动完成清洗剂与自来水、自来水、蒸馏水三个步骤清洗且通过调整带刷外管型号适应不同类型样品瓶清洗的智能装置。

附图说明

图1为本发明提出的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机的侧视示意图；

图2为本发明提出的三元泵液单元结构示意图；

图3为本发明提出的复合清洗干燥单元清洗和烘干时的结构示意图；

其中标记如下：智能控制单元1、三元泵液单元2、复合清洗干燥单元3、曲轴单元4、鼓风单元5、集成电路板6、防水盒7、抽液泵8、四通接头9、清洗剂抽液电磁阀10、自来水抽液电磁阀11、蒸馏水抽液电磁阀12、清洗剂管13、自来水管14、蒸馏水管15、注水管16、弹簧17、带刷外管18、带孔内管19、上密封圈20、下密封圈21、橡胶垫22、承压面板23、固刷凹槽24、储液箱25、出水管26、出水阀27、支撑杆28、电机29、曲轴30、连杆31、承托板32、盖板33、电机固定盒34、外箱35、热风机36、热风管37、进气阀38。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

结合图1，本发明提出的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于装置包括智能控制单元1、三元泵液单元2、复合清洗干燥单元3、曲轴单元4以及鼓风单元5；其中智能控制单元1由集成电路板6、防水盒7组成；三元泵液单元2由抽液泵8、四通接头9、抽液电磁阀(清洗剂抽液电磁阀10、自来水抽液电磁阀11、蒸馏水抽液电磁阀12)、清洗剂管13、自来水管14、蒸馏水管15、注水管16组成；复合清洗干燥单元3由弹簧17、带刷外管18、带孔内管19、上密封圈20、下密封圈21、橡胶垫22、承压面板23、固刷凹槽24、储液箱25、出水管26、出水阀27、支撑杆28组成；曲轴单元4由电机29、曲轴30、连杆31、承托板32、盖板33、电机固定盒34、外箱35组成；鼓风单元5由热风机36、热风管37、进气阀38组成。

具体来说所述的智能控制单元1为集成电路(深圳市舟佳电子有限公司)，控制各步骤的时间节点以及完成清洗和烘干功能的自动转换，提高了效率，减少了人工操作，省时省力。

所述的三元泵液单元2由抽液泵8和抽液电磁阀10、11、12作为联合体，二者通过四通接头9连接，清洗剂管13、自来水管14和蒸馏水管15分别连接在三个抽液电磁阀10、11、12上，在集成电路控制下，通过不同时间点依次控制抽液泵8和抽液电磁阀10、11、12的开闭，使得控制不同液体的电磁阀与抽液泵8联用，实现清洗剂和自来水、蒸馏水能够在不同过程自动依次进入复合清洗干燥单元2，完成清洗过程。本发明所涉及的入水管和出水管均为硅胶软管。

所述的复合清洗干燥单元3中以承压面板23为界分为上下两个空间，承压面板23有一定厚度，上带有三十六个固刷凹槽24，四周有薄面板围起形成集水槽，边缘有出水管26，当完成清洗环节，样品瓶被顶起时有部分液体会留在承压面板23上面，此部分废液直接从出水管26排出到废液瓶，防止废液堆积，保证烘干环节顺利进行。复合清洗干燥单元3上部空间中带刷外管18和带孔内管19由上密封圈20和下密封圈21连接组成一个相对封闭的系统，带刷外管18下端带螺口，固定在承压面板23的固刷凹槽24上。带刷外管材质为PVC硬质塑料，设有型号为10mm×70mm、31mm×95mm、30mm×95mm、30mm×315mm(外径×高度)等不同型号，可更替，有较广的适用性。。带孔内管19为不密封的空心管，管壁上布满细密小孔，孔径为2mm-5mm，带孔内管19底部与弹簧17相连接，在不同环节发挥不同作用，当装置处于清洗环节，弹簧17压缩，带孔内管19做出水功能；当装置处于烘干环节，弹簧17舒张，带孔内管19兼顾支撑和出气功能。橡胶垫22安装在带刷外管18外侧底部，起到密闭和缓冲作用，当样品瓶倒扣，盖板在曲轴30带动下上下运动使刷毛充分接触瓶壁或杯壁时，瓶口会受到一定冲击，此时橡胶垫22保证了清洗空间有较好的密闭性的同时也不会损坏瓶口。下部空间中储液箱25被四根支撑杆28支起，固定在外箱35中央，它作为中间载体，在清洗环节时，接纳从注水管16出来的液体，通过压强作用使液体进入复合清洗干燥单元的带孔内管19中，从带孔内管19顶端溢出进入带刷外管18和样品瓶间进行清洗。当完成清洗后，打开底部的出水阀27，从出水管26排出多余的液体以便进行烘干步骤；在烘干环节时，传输从鼓风单元5出来的热气，通过带孔内管19的小孔出去烘干样品瓶。由于所清洗的样品瓶可能带有强酸强碱或氧化剂，故设置承压面板23、储液箱25、带刷外管18的管子和带孔内管19为PVC硬质塑料，带刷外管18上的刷子材质为尼龙，密封圈与橡胶垫22为橡胶制品，支撑杆28为不锈钢。

所述的曲轴单元4由电机29、曲轴30、连杆31、承托板32、盖板33、电机固定箱34和外箱35组成，电机29安装在外箱两边侧壁上的电机固定盒34中，曲轴30固定在电机29转子上，连杆31一端连接曲轴30，另一端连接承托板32用于支撑盖板33，盖板33有较大的重量，连杆31可调节长短。曲轴30仅在清洗环节工作，在曲轴30带动下，盖板33小幅度上下运动，上升时，弹簧17控制带孔内管19小幅顶起样品瓶，下降时，盖板33压住样品瓶，循环往复，使毛刷与样品瓶内壁充分摩擦，达到清洗效果。曲轴30为小型传动机械装置，承托板32、盖板33为密度较大的木板，电机固定盒34和外箱35为PVC硬质塑料。

所述的鼓风单元5由一个热风机36、热风管37和控制鼓风空气进入的进气阀38组成，热风机36安装在外箱35底板上，通过热气管37与储液箱25连接，当完成清洗环节后，打开热风机36和进气阀38，气体穿过带孔内管19，从顶端和管壁上的细密小孔出来对样品瓶进行烘干。热风管37材质为耐高温硅胶布，保证烘干过程的安全，所述材料均容易获得。

以下结合图1、图2和图3，进一步说明本发明的具体操作步骤：

本发明所提出的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，它包括智能控制单元1、三元泵液单元2、复合清洗干燥单元3、曲轴单元4以及鼓风单元5。

步骤一：清洗前，根据所清洗的样品瓶型号选择尺寸合适的带刷外管18，安装完毕后调整橡胶垫22位置使其包围在带刷外管18的外侧底部，将需要清洗的样品瓶倒扣在带刷外管上。

步骤二：依据样品瓶高度调节连杆31的长度，盖上盖板33，由于橡胶垫22质地较软，盖板33又有一定的重量，压缩弹簧17使瓶口与橡胶垫22接触紧密，且在盖板上下运动时有较好的缓冲作用，防止瓶口损坏。检查确保进气阀38与出水阀27处于关闭状态。

步骤三：开始清洗，智能控制单元1打开抽液泵8的开关和清洗剂抽液电磁阀10和自来水抽液电磁阀11(可设定抽液电磁阀10一段时间后即关闭，保证抽取足够量的清洗剂即可)，三元泵液单元2开始工作，抽液泵8将清洗剂和自来水泵入储液箱25，经过一段时间，储液箱25的液体充满以后由于压强作用通过带孔内管19的顶端溢出进入样品瓶内。

步骤四：智能控制单元1控制电机29工作，随电机27转动的曲轴30带动盖板33上下运动，弹簧17会在盖板上下时舒张和压缩，样品瓶会被顶起和压住，循环往复，使得毛刷与瓶壁或杯壁充分接触，设置30-60s以后电机29停止工作。

步骤五：此时系统处于抽液泵8泵入自来水阶段，重复上述步骤四，设置用自来水清洗三遍，由于清洗剂清洗时储液箱25和管道内有残液，故用自来水多次清洗，保证清洗剂被完全冲走。

步骤六：智能控制单元1关闭自来水抽液电磁阀11，同时打开蒸馏水抽液电磁阀12，用蒸馏水重复步骤四完成第五遍清洗工作。由于样品瓶常被有机溶液等污染物附着，所以需要进行清洗剂、自来水、蒸馏水三个过程共五遍清洗，保证每次使用不影响实验的准确性和科学性。

步骤七：智能控制单元1关闭步骤六中所有开关，拿起盖板33，在弹簧17的作用下带孔内管19将样品瓶顶起，同时打开出水阀27，让多余的液体流出，此时清洗环节完成。

步骤八：关闭出水阀27，保持储液箱25封闭，同时打开进气阀38，智能控制单元1控制打开热风机36，吹出的气体从带孔内管19的顶端和管壁的细密小孔出来对悬置的样品瓶进行烘干，使得被带孔内管19顶起的样品瓶充分干燥。当样品瓶内壁无液体时，关闭热风机36，取出样品瓶，此时烘干环节完成。

以上具体实施方式是对应用本发明提出的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机的技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (9)

1.基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于包括智能控制单元、三元泵液单元、复合清洗干燥单元、曲轴单元以及鼓风单元；其中智能控制单元由集成电路板、防水盒组成；三元泵液单元由抽液泵、四通接头、抽液电磁阀、清洗剂管、自来水管、蒸馏水管、注水管组成；复合清洗干燥单元由弹簧、带刷外管、带孔内管、上密封圈、下密封圈、橡胶垫、承压面板、固刷凹槽、储液箱、出水管、出水阀、支撑杆组成；曲轴单元由电机、曲轴、连杆、承托板、盖板、电机固定盒、外箱组成；鼓风单元由热风机、热风管、进气阀组成；所述的智能控制单元通过数据交换控制三元泵液单元、复合清洗干燥单元、曲轴单元以及鼓风单元。

2.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的智能控制单元中的集成电路板，固定在外箱底部的防水盒中。

3.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的抽液泵底端连接一个四通接头，四通接头上面固定有三个抽液电磁阀，抽液电磁阀另一端分别连接清洗剂管、自来水管和蒸馏水管，抽液泵左端出口处连接注水管，抽液泵和抽液电磁阀分别连接到集成电路中。

4.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的带刷外管底端设有与固刷凹槽相契合的螺纹，通过旋转螺口与固刷凹槽相连接，固定在承压面板上。

5.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的带孔内管通过弹簧连接在承压面板上，带孔内管为两端不封闭的空心管，管壁布满细密小孔。

6.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的承压面板设置有八个固刷凹槽，四周有薄面板围起形成集水槽，集水槽底部边壁开设小口连接出水管。

7.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的储液箱被四根不锈钢材质的支撑杆支起，右侧连接注水管，左侧连接热风管，上盖为承压面板，底端设有带出水阀的出水管，形成一个密闭空间，出水阀连接到集成电路中。

8.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的曲轴固定在电机的转子上，连杆一端与曲轴连接，另一端装有一定厚度的承托板，电机转动受集成电路控制。

9.根据权利要求1所述的基于三元清洗系统的样品瓶智能净干机，其特征在于所述的连杆可根据样品瓶的高度调节，在曲轴带动下支撑盖板小幅度上下运动。