CN108889747A - 一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置 - Google Patents

一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置 Download PDF

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李婉璐
何海珊
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赵书杰
谷新晨
李金玲
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Abstract

一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，主要是在密封式外壳上面设置有控制面板及自动注液机构，于密封式外壳内设置有清洗机构、试管夹持机构以及废液收集及排出机构。由控制面板中的控制程序控制整个系统运行，速度快，可靠性高，对试管清洁比较彻底，可为化学实验室的实验人员节省大量时间，大大地提高工作效率。由于试管清洗是在密封式外壳内进行的，本发明具有密闭性良好的特点，可有效地防止外壳内部与外界互相影响，对试管的清洗，既安全又彻底。同时，本发明可移动性强，适用于各种各样的实验场合。

Description

一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置
技术领域
本发明涉及一种清洗装置，特别是一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置。它适用于化学实验室实验仪器试管的清洗。
背景技术
试管是化学实验室最常用的实验仪器，它作为少量试剂的反应容器，使用起来十分简单方便。但是在使用过程中，试管的清洗是一件非常枯燥又繁琐的事情。尤其是有大量实验需要进行的时候，大量的试管的清洗需要花费很长的时间，这对于宝贵的实验时间来说，无疑是一种浪费。同时，人工清洗的时候步骤繁多，也存在着有毒液体溅出污染台面的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，它能够克服已有技术的不足，使得试管的清洗安全、高效、彻底，可大大地提高工作效率。
其解决方案是：在密封式外壳上设置有控制面板及自动注液机构，于密封式外壳内设置有清洗机构、试管夹持机构以及废液收集及排出机构，通过控制面板控制整个系统运行的启动、执行及停止。
所述自动注液机构由注液箱及与注液箱相连接的电磁阀，与电磁阀连接的注液导管构成，注液导管又与清洗机构的直流电机连接，当电磁阀自动打开时，通过注液导管向试管中自动注入液体。
所述清洗机构由纵向线性移动机构及与其移动式连接的横向线性移动机构，以及通过直流电机支架与纵向线性移动机构移动式连接的直流电机，与直流电机连接的试管刷构成。
所述纵向线性移动机构由纵向滑台及与其连接的纵向电机构成；所述横向线性移动机构由横向滑台及与其连接的横向电机构成；当纵向线性移动机构的纵向电机正、反转动时，可迫使直流电机转动并沿竖直方向作上、下运动，从而可带动试管刷转动并进入或移出试管；当横向线性移动机构的横向电机正、反转动时，可迫使横向滑台沿水平方向左右横向移动，带动直流电机沿水平方向横向移动，从而实现对试管组的依次清洗。
所述试管夹持机构为表面上分布有排液孔的夹持板，夹持板上固定连接有试管组，通过排液孔将清洗试管时飞溅的液体流入废液池中。
所述控制面板上分布有启动按钮、终止按钮及控制电路板，启动按钮及终止按钮分别与外部电源连接，又分别与控制电路板相连接，通过启动按钮控制外部电源给控制电路板供电，启动整个系统工作，通过终止按钮控制外部电源停止给控制电路板供电，整个系统停止运行，通过存储在控制电路板的控制芯片中的特定控制程序，控制整个系统运行的执行。
所述控制电路板中包含控制芯片，在控制芯片中烧写特定控制程序，该控制芯片分别与系统中的纵向电机、横向电机、直流电机及电磁阀连接，在特定控制程序的控制下，控制芯片发送指令给系统中的纵向电机、横向电机、直流电机及电磁阀并控制它们的工作状态，实
现纵向电机和横向电机的精确角度正、反转，直流电机的转动与停止，电磁阀的打开与关闭，从而实现对试管组中各试管的自动注液和依次清洗;并且，控制电路板也分别与系统中的纵向电机、横向电机、直流电机及电磁阀相连接，通过控制电路板将外部电源转变为纵向电机、横向电机、直流电机及电磁阀工作所需的额定电压，并为它们供电。
本发明采用上述技术方案，由于在密封式外壳上设置有控制面板及自动注液机构，于密封式外壳内设置有清洗机构、试管夹持机构以及废液收集及排出机构。由控制面板中的特定控制程序控制整个系统运行，速度快，可靠性高，对试管清洁比较彻底，可为化学实验室的实验人员节省大量时间，大大地提高工作效率。由于对试管清洁是在密封式外壳内进行，本装置具有密闭性良好的特点，可有效地防止装置内部与外界互相影响，对试管的清洗既安全又彻底。同时，本装置可移动性强，适用于各种各样的实验场合。
附图说明
图1为一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置的结构示意图。
图2为图1中线性移动机构的结构示意图。
图3为图1中控制面板控制电路框图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
图1至图3中，外壳16由透明材料制成箱体式，该外壳16由前面板17密闭。在密封式外壳16上面设置有控制面板1及自动注液机构，于密封式外壳16内设置有清洗机构、试管夹持机构以及设置在试管夹持机构下方的废液收集和排出机构。所述废液收集和排出机构由位于密封式外壳16底部的废液池14，及位于废液池14侧面底部且与废液池14连通的排污装置15构成。通过排污装置15可将废液池14中收集满的废液排出。
所述自动注液机构由注液箱2，与注液箱2相连接的电磁阀3及与电磁阀3连接的注液导管4构成，而注液导管4的另一端与清洗机构的直流电机5连接。当电磁阀3自动打开时，通过注液导管4可向试管内自动注液。
所述清洗机构由纵向线性移动机构及与其移动式连接的横向线性移动机构，以及通过直流电机支架6与纵向线性移动机构移动式连接的直流电机5，与直流电机5连接的试管刷11构成。而纵向线性移动机构由线性滚珠导轨式纵向滑台7及与其连接的纵向步进电机8构成; 横向线性移动机构由线性滚珠导轨式横向滑台10及与其连接的横向步进电机9构成。直流电机5通过直流电机支架6与纵向线性移动机构的纵向步进电机8的传动轴18移动式连接，而直流电机5的动力输出轴与试管刷11连接，试管刷11可竖直进入试管内部并在直流电机5带动下转动，实现对试管的清洗。纵向线性移动机构的线性滚珠导轨式纵向滑台7通过滑块19与横向线性移动机构的线性滚珠导轨式横向滑台10呈基本垂直状滑移连接。当纵向线性移动机构的纵向步进电机8正、反转动时，可迫使直流电机5竖直上、下运动，可带动试管刷11转动并进入试管内或移出试管。当横向线性移动机构的横向步进电机9正、反转动时，迫使线性滚珠导轨式横向滑台10沿水平方向左、右横向移动，可带动直流电机5沿水平方向横向移动，从而达到对试管组12的依次清洗。所述试管夹持机构为表面上分布有呈蜂窝状的清洗液排液孔的夹持板13，该夹持板13上固定连接有呈横排均布在废液收集和排出机构顶面上的试管组12。通过蜂窝状的清洗液排液孔可将清洗试管时飞溅的液体，流入下面的废液收集和排出机构的废液池14中。
所述控制面板1上分布有启动按钮、终止按钮及控制电路板，启动按钮及终止按钮分别与外部电源连接，又分别与控制电路板相连接，通过启动按钮控制外部电源给控制电路板供电，启动整个系统工作，通过终止按钮控制外部电源停止给控制电路板供电，整个系统停止运行，通过存储在控制电路板的控制芯片中的特定控制程序，控制整个系统运行的执行。
控制电路板中包含单片机控制芯片，它是控制核心。在单片机控制芯片中烧写特定控制程序，该单片机控制芯片分别与纵向线性移动机构的纵向步进电机8、横向线性移动机构的横向步进电机9、直流电机5及电磁阀3相连接，可以进行通信。单片机控制芯片在特定控制程序的控制下，发送指令给纵向线性移动机构的纵向步进电机8、横向线性移动机构的横向步进电机9、直流电机5及电磁阀3并控制它们的工作状态，实现纵向线性移动机构的纵向步进电机8、横向线性移动机构的横向步进电机9的精确角度正、反转，直流电机5的转动与停止，电磁阀3的打开与关闭，从而实现对试管组12中各试管的自动注液和依次清洗;并且，控制电路板也分别与纵向线性移动机构的纵向步进电机8、横向线性移动机构的横向步进电机9、直流电机5及电磁阀3相连接。通过控制电路板将外部电源转变为纵向线性移动机构的纵向步进电机8、横向线性移动机构的横向步进电机9、直流电机5及电磁阀3工作所需的额定电压，并为它们供电。
工作时，按如下步骤进行：
（1）将用于清洗试管的水或清洗剂液体注入注液箱2中，该液体体积时刻保持注液箱2容积的1/3以上。
（2）、初始时，纵向线性滚珠导轨滑台7处于与位于最右端的试管相对应的位置，直流电机支架6及直流电机5位于纵向步进电机传动轴18的顶端，此时将前面板17打开，将5支待清洁的试管固定在夹持板13上，关上前面板17，使外壳16呈密闭状态。按下控制面板1上的启动按钮，装置启动。
（3）启动时，直流电机5对应试管组12中最右边的试管，在控制面板1的控制下，纵向步进电机8反转原设定的角度，迫使直流电机支架6作相应的一段距离下移，并带动直流电机5及与其相连接的试管刷11作相应的下移，可使试管刷11刚好充满试管。此时电磁阀3在控制面板1的控制下自动打开，按原设定的时间t1向试管内注入清洗液体，待清洗液体充满试管后，电磁阀3自动关闭。直流电机5在控制面板1的控制下工作，带动试管刷11转动，与此同时，纵向步进电机8在控制面板1的控制下，按原设定的固定角度正、反转交替进行，使得位于试管内的试管刷11在自转的同时做上、下往复运动，可彻底地清洁试管。上述动作按原设定的固定时间t2运行后，直流电机5停止转动，纵向步进电机8停止转动，直流电机支架6升至纵向线性滚珠导轨滑台7的顶部，完成第一支试管的清洗。
（4）接着，横向步进电机9正转原设定的角度，使得线性滚珠导轨式纵向滑台7左移一段距离至直流电机5刚好对应下一支试管，重复步骤（3），直至5支试管清洗完毕，装置停止运行，此时，线性滚珠导轨式纵向滑台7位于最左端对应试管的位置，直流电机支架6及直流电机5位于纵向步进电机传动轴18的顶端。打开前面板17，取出清洗好的试管，完成一组试管组12的清洗。
（5）执行下一组试管组12清洗时，按上述步骤（3）、步骤（4）进行，所不同的是步骤（4）中的横向步进电机9变为每次反转原设定的角度，而线性滚珠导轨式纵向滑台7右移一段距离。依此直至全部需要清洗的试管清洗结束。
（6）在试管清洗过程中，飞溅的液体可通过夹持板13上的清洗液排液孔流入下面的废液池14中。当废液池14中的废液收集满后，可通过排污装置15将废液排出。
（7）在试管清洗过程中，若出现意外或者人为地想终止系统运行，可按控制面板1上的终止按钮。该按钮可强行终止系统运行。
本发明整个系统运行的执行依赖于存储在控制面板1上的单片机控制芯片中的准确高效的特定控制程序。

Claims (7)

1.一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，在密封式外壳（16）上设置有控制面板（1）及自动注液机构，于密封式外壳（16）内设置有清洗机构、试管夹持机构以及废液收集排出机构；通过控制面板（1）控制整个系统运行的启动、执行及停止。
2.如权利要求1所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，所述自动注液机构由注液箱(2)，及与注液箱(2)相连接的电磁阀（3），与电磁阀（3）连接的注液导管（4）构成，注液导管（4）又与清洗机构的直流电机（5）连接，当电磁阀（3）自动打开时，通过注液导管（4）向试管中注入液体。
3.如权利要求1所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，所述清洗机构由纵向线性移动机构及与其移动式连接的横向线性移动机构，以及通过直流电机支架（6）与纵向线性移动机构移动式连接的直流电机（5），与直流电机（5）连接的试管刷（11）构成。
4.如权利要求3所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，所述纵向线性移动机构由纵向滑台（7）及与其连接的纵向电机（8）构成；所述横向线性移动机构由横向滑台（10）及与其连接的横向电机（9）构成；当纵向线性移动机构的纵向电机（8）正、反转动时，可迫使直流电机（5）转动并沿竖直方向作上、下运动，从而带动试管刷（11）转动并进入或移出试管；当横向线性移动机构的横向电机（9）正、反转动时，可迫使横向滑台（10）沿水平方向左右横向移动，带动直流电机（5）沿水平方向横向移动，从而实现对试管组（12）的依次清洗。
5.如权利要求1所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，所述试管夹持机构为分布有排液孔的夹持板（13），夹持板（13）上固定连接有试管组（12），通过排液孔将清洗试管时飞溅的液体流入废液池（14）中。
6.如权利要求1所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置，其特征在于，所述控制面板（1）上分布有启动按钮、终止按钮及控制电路板，启动按钮及终止按钮分别与外部电源连接，又分别与控制电路板相连接，通过启动按钮控制外部电源给控制电路板供电，启动整个系统工作，通过终止按钮控制外部电源停止给控制电路板供电，整个系统停止运行，通过存储在控制电路板的控制芯片中的特定控制程序，控制整个系统运行的执行。
7.如权利要求6所述的一种可用于环境科学实验领域的柱状容器自动清洗装置 ，其特征在于，所述控制电路板中包含控制芯片，在控制芯片中烧写特定控制程序，该控制芯片分别与纵向线性移动机构的纵向电机（8）、横向线性移动机构的横向电机（9）、直流电机（5）、电磁阀（3）连接，控制芯片在特定控制程序的控制下，发送指令给纵向线性移动机构的纵向电机8、横向线性移动机构的横向电机9、直流电机5及电磁阀3并控制它们的工作状态，实现纵向电机（8）和横向电机（9）的原设定角度正、反转，直流电机（5）的转动与停止，电磁阀（3）的打开与关闭，从而实现对试管组(12)中各试管的自动注液和依次清洗;并且，控制电路板也分别与纵向线性移动机构的纵向电机（8）、横向线性移动机构的横向电机（9）、直流电机（5）及电磁阀（3）相连接，通过控制电路板将外部电源转变为纵向线性移动机构的纵向电机（8）、横向线性移动机构的横向电机（9）、直流电机（5）、电磁阀（3）工作所需的额定电压，并为它们供电。
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