CN109443850A - 一种取液装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体过滤检测领域，具体涉及一种取液装置及方法，该装置包括支座、设置在支座上的过滤机构，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；倾倒机构，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构的入口处；接液机构，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构过滤后的液体；放滤纸机构，用于向过滤机构中放入新的过滤纸；刮纸机构，用于把过滤机构中用过的过滤纸刮出过滤机构。该发明的优点在于：本发明为实现智能化取液提供机械结构，大大节约了人力成本，对于精密的测试来说，也可以防止人员介入对试剂的检测结果产生干扰。

Description

一种取液装置及方法

技术领域

本发明涉及液体过滤检测领域，具体涉及一种取液装置及方法。

背景技术

在液体过滤实验中，需要将液体倾倒至过滤机构中，并且根据不同的过滤需要手动替换过滤机构，在这个过程中均需要科研人员参与，并且实验中为避免人员与试剂瓶接触都需要带手套，危险的还需要全身武装，严格的，不同的样本均需要替换服装等，对于样品比较多，检测比较多的领域来说，大大浪费了科研人员的时间，因此急需一种装置和方法来解决该问题。

发明内容

为了给液体过滤的装置提供机械结构，为此，本发明提供一种取液装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种取液装置，包括支座、设置在支座上的

过滤机构，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构的入口处；

接液机构，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构过滤后的液体；

放滤纸机构，用于向过滤机构中放入新的过滤纸；

刮纸机构，用于把过滤机构中用过的过滤纸刮出过滤机构。

对过滤机构的限定，所述过滤机构包括中间过滤槽、过滤网座，还包括驱动中间过滤槽上下运动的第二驱动单元，过滤时中间过滤槽和过滤网座之间夹有可替换的过滤纸，过滤网座的下端部固定在支座上，且支座位于过滤网座中的过滤网正下方设有过滤后的液体通过的过液口。

对过滤机构的进一步限定，所述过滤机构还包括上压盖、第一驱动单元，第一驱动单元用于驱动上压盖盖合在中间过滤槽的上端面远离中间过滤槽上端面，上压盖上还设置有进气管。

对倾倒机构的限定，所述倾倒机构包括用于放置试剂瓶的第一放置槽、驱动第一放置槽朝着过滤机构方向来回移动且可旋转的第三驱动单元，所述第一放置槽内设置有防止试剂瓶从第一放置槽内掉落的固定单元。

对倾倒机构的进一步限定，所述固定单元为穿过第一放置槽侧面的针型气缸。

对接液机构的限定，所述接液机构包括放置接液瓶的第二放置槽，驱动第二放置槽往过液口下方水平移动的第五电机。

对放滤纸机构的限定，所述放滤纸机构包括用于吸附过滤纸的吸盘、一端固定吸盘的悬臂杆、支撑杆，支撑杆一端与悬臂杆的另一端连接，支撑杆另一端与驱动第四驱动单元连接，第四驱动单元驱动支撑杆上的悬臂杆水平转动和上下运动。

对放滤纸机构的进一步限定，所述放滤纸机构还包括产生负压的气体管路上依次设置的压缩机、真空发生器，调节阀，调节阀的气体输出端连接的气体管路的另一端固定在吸盘的下侧面。

对刮纸机构的限定，所述刮纸机构包括刮板、第五驱动单元，第五驱动单元驱动刮板在靠近过滤机构的方向上水平移动，且驱动刮板上下移动。

使用上述的取液装置的方法，包括以下步骤：

S1、过滤机构的驱动使过滤机构的中间过滤槽和过滤网座上下分离，放滤纸机构实现在过滤网座上放置过滤纸，然后过滤机构的驱动中间过滤槽压住过滤网座上的滤纸；同时接液机构驱动接液机构中的第二放置槽移动到过滤机构的下方；

S2、倾倒机构将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽中；

S3、过滤机构的上压盖上设置的第二进气管通气，加速过滤；

S4、过滤完毕后，过滤机构的驱动使过滤机构的中间过滤槽和过滤网座上下分离，刮纸机构刮出过滤网座上使用过的滤纸；

S5、过滤机构复位到初始位置，过滤机构上压盖上设置的第二进液管通清洗液，清洗上压盖和过滤网座之间的腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，上压盖上设置的第二进气管通气风干腔体；

在步骤S4或S5的同时，接液机构驱动接液机构中的第二放置槽移出到设定位置。

本发明的优点在于：

(1)本发明为实现智能化取液提供机械结构，大大节约了人力成本，对于精密的测试来说，也可以防止人员介入对试剂的检测结果产生干扰。

(2)本发明中中间过滤槽、过滤网座、第二驱动单元的设置可以方便替换滤纸，从而适用于不同的过滤要求。

(3)本发明中上压盖的设置，上压盖、中间过滤槽、过滤网座形成的腔体，使得整个过滤环境只有一个过滤口与外界接触，可以防止外界污染待过滤的液体，并且方便固定进气管，在进气管的作用下，气压加速腔体内液体向过滤网座方向过滤。

(4)倾倒机构可以实现将试剂瓶中的待过滤的液体倾倒至过滤机构内。

(5)针型气缸的设置既可以保证实验时试剂瓶固定在第一放置槽内，当气缸松开后，试剂瓶容易从第一放置槽内取出。

(6)接液机构和过滤机构匹配，当过滤时正好接收过滤机构过滤后的过滤液。

(7)放滤纸机构可以自动放置过滤机构上的滤纸，吸附新滤纸的吸盘通过悬臂杆上转动至中间过滤槽和过滤网座之间，为实现自动放置滤纸提供机械机构。

(8)其中调节阀可以调节负压大小，从而适用于不同的滤纸，也可以适应于叠放后最上端的滤纸与吸盘之间的距离。

(9)刮纸机构可以自动将过滤机构上用过的滤纸刮除。

(10)该方法实现自动取液。

附图说明

图1为本发明一种取液装置的立体图。

图2为图1中A的放大图。

图中标注符号的含义如下：

51-过滤机构 510-上压盖 511-中间过滤槽

512-过滤网座 513-第一顶升杆 514-第二顶升杆

52-倾倒机构 521-第一放置槽 522-顶升气缸 523-第四电机

524-第二清洗单元 525-固定板

53-接液机构 531-第二放置槽 532-第五电机

54-放滤纸机构 541-吸盘 542-悬臂杆 543-支撑杆 544-调节阀

545-第六驱动单元

55-刮纸机构 551-刮板 552-水平驱动气缸 553-竖直驱动气缸

554-驱动固定架

6-支座 61-工作台 611-操作口 62-支撑架

具体实施方式

如图1-2所示，取液装置包括支座6、设置在支座6上的

过滤机构51，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构52，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构51的入口处；

接液机构53，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构51过滤后的液体；

放滤纸机构54，用于向过滤机构51中放入新的过滤纸；

刮纸机构55，用于把过滤机构51中用过的过滤纸刮出过滤机构51。

工作台61在过滤机构51、倾倒机构52、接液机构53之间设置有操作口611，支撑架62用于支撑工作台61、倾倒机构52、接液机构53。

以下对上述机构分别做详细描述。

过滤机构51

如图1-2所示，过滤机构51包括从上到下依次设置的上压盖510、中间过滤槽511、过滤网座512，还包括分别对应驱动上压盖510和中间过滤槽511上下运动的第一驱动单元和第二驱动单元，过滤网座512水平固定在工作台61上，过滤网座512上的过滤网下方的工作台61上开设有过滤后的液体通过的过液口，过滤时，过滤网上与过滤网等大的过滤纸完全覆盖过滤网。第一驱动单元和第二驱动单元包括设置在工作台61下端面的第一驱动气缸和第二驱动气缸，第一驱动气缸驱动垂直穿过工作台61且另一端固定在上压盖510侧边的第一顶升杆513上下运动；第二驱动气缸驱动垂直穿过工作台61且另一端固定在中间过滤槽511侧边的第二顶升杆514上下运动。

过滤机构51还包括第一清洗单元，第一清洗单元包括三通阀515，上压盖510上设置有清洗口，三通阀515设置在清洗口上，三通阀515的另外两端分别与第二进液管和第二进气管连接，其中第二进液管用于清洗上压盖510、中间过滤槽511、过滤网座512形成的腔体，第二进气管不仅用于风干腔体，并且还用于在过滤过程中对腔体进行加压，从而加快过滤。具体的，过液口的正下方设置有废水收集桶，用于收集清洗腔体后的废水，防止污染环境。优化的，上压盖510与中间过滤槽511接触的侧面上设置有密封圈，中间过滤槽511和过滤网座512接触的侧面上也设置有密封圈。可以防止使用气体加压时待过滤的液体溅出腔体。

过滤机构51的工作过程为：

S511、第一驱动气缸驱动上压盖510向上运动运动到设定高度后停止工作，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向上运动到设定高度后停止工作；

S512、放滤纸机构54在过滤网座512上放置过滤纸后，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向下运动压住过滤网座512后停止工作；

S513、倾倒机构52将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽511中后，第一驱动气缸驱动上压盖510向下运动压住中间过滤槽511；

S514、第二进气管通气，加速过滤；

S515、过滤完毕后，第一驱动气缸驱动上压盖510向上运动运动到设定高度后停止工作，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向上运动到设定高度后停止工作，刮纸机构55刮出过滤网座512上使用过的滤纸；

S516、第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向下运动压住过滤网座512后停止工作，第一驱动气缸驱动上压盖510向下运动压紧中间过滤槽511；

S517、第二进液管通清洗液，清洗腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，第二进气管通气风干腔体。

2、倾倒机构52

如图2所示，倾倒机构52包括放置试剂瓶的第一放置槽521、清洗试剂瓶的第二清洗单元524，第一放置槽521的外侧面上设置有使第一放置槽521前后移动且旋转的第三驱动单元。第一放置槽521包括三个工位，第一个工位是位于放置试剂瓶的机械手装置7的正下方。第二个工位是位于过滤机构51侧边且第一放置槽521内的试剂瓶口向上压盖510下方的中间过滤槽511内倒入待过滤的混合液。第三个工位是将第一放置槽521中的试剂瓶对准第二清洗单元524。

由于试剂瓶随着第一放置槽521旋转，为防止试剂瓶从第一放置槽521内掉落，因此需要将试剂瓶固定在第一放置槽521内，本实施例中，第一放置槽521内侧壁上安装有顶升气缸522，具体的，为SMC型微型外螺纹针型气缸，当机械手装置7将试剂瓶放置到第一放置槽521内后，顶升气缸522工作顶住试剂瓶的外侧壁从而将试剂瓶固定在第一放置槽521内。

第三驱动单元包括第三驱动气缸、第四电机523、固定板525，第三驱动气缸的固定端固定在支撑架62上，驱动端与固定板525一端固定连接，所述第三驱动气缸驱动固定板525前后移动，固定板525另一端从操作口611处伸出且固定有第四电机523，固定板525上设置有第四电机523驱动端穿过的孔，第四电机523的驱动端端部固定有第一放置槽521，第四电机523驱动第一放置槽521相对于固定板525绕第四电机523的驱动端的中轴线转动。

第二清洗单元524固定在支撑架62上且为倾斜向上的状态，当试剂瓶需要清洗时，试剂瓶旋转至设定角度对准第二清洗单元524的端口，清洗后的废液回流至第二清洗单元524的废液槽中。另外的实施例中，第二清洗单元524位于试剂瓶在第一工位时的正下方，此时第一放置槽521的第三工位相对于第一工位是将第一放置槽521倒置。

倾倒机构52的工作过程为：

S521、第三驱动气缸开始工作，第三驱动气缸驱动第一放置槽521向靠近过滤机构51的方向运动，移动到设定距离，实现倾倒前的水平位移；

S522、第三驱动气缸停止工作，第四电机523开始工作，驱动第一放置槽521旋转，直至设定角度，实现倾倒，设定时间后第四电机523回转第一放置槽521，即倾倒完毕后第一放置槽521回正，防止试剂瓶内的残留液在运送时滴落；

S523、第四电机523停止工作，第三驱动气缸开始工作，驱动第一放置槽521回到第一工位后，第三驱动气缸停止工作；

S524、启动第四电机523工作，直至试剂瓶的端口对准第二清洗单元524，开始启动第二清洗单元524对试剂瓶进行清洗。优化的，第二清洗单元524还可以包括风干部件，使得试剂瓶在工作完毕后为干燥状态。

3、接液机构53

如图2所示，接液机构53包括第四驱动单元532、第五驱动单元、第二放置槽531，第四驱动单元532的固定端固定在操作口611下方的支撑架62上，第四驱动单元532的驱动端与第五驱动单元的固定端连接，第五驱动单元的驱动端与第二放置槽531固定连接。第二放置槽531内放置接液瓶，第四驱动单元532驱动第二放置槽531水平方向上移动，第五驱动单元驱动第二放置槽531在竖直方向上移动。在该实施例中，第四驱动单元532和第五驱动单元均为气缸。

接液机构53的工作过程为：

S531、第四驱动单元532驱动第二放置槽531内的接液瓶水平运动至工作台61上过液口的正下方，从第一工位运动到第二工位，获取过滤机构51过滤后的液体；

S532、待过滤完毕后，第四驱动单元532驱动接液瓶水平运动至操作口611处，且位于机械手装置7的正下方，第二放置槽531从第二工位回到第一工位，第五驱动单元驱动接液瓶向上运动穿过操作口611水平高度超过工作台61，第二放置槽531从第一工位运动到第三工位；

S533、机械手装置7从第二放置槽531中取出接液瓶至检测工序中，第五驱动单元驱动第二放置槽531向下运动回到第一工位。

4、放滤纸机构54

如图2所示，所述工作台61上还设置有放置滤纸的凹槽，放滤纸机构54包括吸盘541、一端固定吸盘541的悬臂杆542、支撑杆543，支撑杆543一端与悬臂杆542的另一端连接，支撑杆543另一端穿过工作台61与固定在工作台61下方支撑架62上的第六驱动单元545连接，第六驱动单元545驱动支撑杆543上的悬臂杆542绕支撑杆543的中轴线水平转动和上下运动。悬臂杆542在水平转动时包括两个工位，一个工位是使吸盘541位于凹槽的正上方，一个工位是使吸盘541位于过滤机构51中过滤网座512的正上方。第六驱动单元545驱动吸盘541上下运动，从而使悬臂杆542上的吸盘541的水平高度与凹槽内的滤纸叠放后的高度适配，同时保证吸盘541与过滤网座512在工作台61上的高度适配，当吸盘541朝过滤机构51方向转动时，如果高度不够，吸盘541就会撞到过滤网座512的侧边，当高度过高，会撞击到中间过滤槽511的侧边，均不能将过滤纸放置到过滤网上。当吸盘541朝凹槽处转动时，如果高度不够，则可能将过滤纸推出凹槽，如果高度过高，可能造成吸盘541的负压不能吸住过滤纸。

放滤纸机构54还包括气路上依次连接的压缩机、真空发生器、调节阀544、调节阀544的气体输出端连接的气体管路的另一端固定在吸盘541的下侧面，压缩机通过真空发生器产生负压气体，负压气体通过调节阀544调节大小，然后吸取吸盘541下方的滤纸。

放滤纸机构54的工作过程如下：

S541、调节好调节阀544后启动压缩机，吸盘541从凹槽内吸附一张过滤纸；

S542、第六驱动单元545驱动旋转悬臂杆542和调节悬臂杆542的水平高度后停止工作，使吸盘541位于过滤网座512上方；

S543、关闭压缩机，吸盘541上的滤纸掉落到过滤网座512上；

S544、启动第六驱动单元545选准悬臂杆542返回到吸盘541的第一工位；

S545、依次循环上述四个步骤至指定次数后，吸盘541回到第一工位时，第六驱动单元545驱动吸盘541向下运动，调节吸盘541与凹槽内最上方滤纸的距离。

5、刮纸机构55

如图2所示，刮纸机构55包括刮板551，刮板551固定在第七驱动单元上，第七驱动单元驱动刮板551在靠近过滤机构51的方向上水平移动，且驱动刮板551上下移动。

详细地说，第七驱动单元包括水平驱动气缸552、竖直驱动气缸553、驱动固定架554，竖直驱动气缸553驱动水平驱动气缸552竖直方向上上下运动，水平驱动气缸552的驱动端与刮板551固定连接，水平驱动气缸552驱动刮板551水平移动。优化的，刮板551与过滤网座512相对的下底面上设置弹性材料，防止刮板551在刮滤纸时损坏过滤网座512上表面。

刮纸机构55的工作过程如下：

S551、待过滤机构51过滤完毕后，上压盖510和中间过滤槽511向上运动到设定高度后，第七驱动单元驱动刮板551向上运动且向上前运动，刮板551穿过中间过滤槽511和过滤网座512之间，刮板551运动时穿过过滤网座512上过滤纸的直径；

S552、第七驱动单元驱动刮板551向下运动，直至刮板551与过滤纸接触，第七驱动单元驱动刮板551水平回收，使得过滤纸离开过滤网座512从操作口611处掉落到废纸回收箱内。然后刮板551回归到最初位置。

该取液装置的工作方法步骤如下：

S1、过滤机构51的驱动使过滤机构51的中间过滤槽511和过滤网座512上下分离，放滤纸机构54实现在过滤网座512上放置过滤纸，然后过滤机构51的驱动中间过滤槽511压住过滤网座512上的滤纸；同时接液机构53驱动接液机构53中的第二放置槽531移动到过滤机构51的下方；

S2、倾倒机构52将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽511中；

S3、过滤机构51上压盖510上设置的第二进气管通气，加速过滤；

S4、过滤完毕后，过滤机构51的驱动使过滤机构51的中间过滤槽511和过滤网座512上下分离，刮纸机构55刮出过滤网座512上使用过的滤纸；

S5、过滤机构51复位到初始位置，过滤机构51上压盖510上设置的第二进液管通清洗液，清洗上压盖510和过滤网座512之间的腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，第二进气管通气风干腔体。

在步骤S4或S5的同时，接液机构53驱动接液机构53中的第二放置槽531移出到设定位置。

本发明中各驱动单元中驱动相应部件水平运动、竖直运动、转动的均属于现有技术，并且启动相应驱动单元内的相应电机在特定时间内工作，涉及到电路部分，均属于现有技术，再该实施例中不做具体的描述。而本发明主要保护的是基于现有技术中的电路部分为实现自动取液的机械结构。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种取液装置，其特征在于，包括支座(6)、设置在支座(6)上的

过滤机构(51)，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构(52)，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构(51)的入口处；

接液机构(53)，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构(51)过滤后的液体；

放滤纸机构(54)，用于向过滤机构(51)中放入新的过滤纸；

刮纸机构(55)，用于把过滤机构(51)中用过的过滤纸刮出过滤机构(51)。

2.根据权利要求1所述的一种取液装置，其特征在于，所述过滤机构(51)包括中间过滤槽(511)、过滤网座(512)，还包括驱动中间过滤槽(511)上下运动的第二驱动单元，过滤时中间过滤槽(511)和过滤网座(512)之间夹有可替换的过滤纸，过滤网座(512)的下端部固定在支座(6)上，且支座(6)位于过滤网座(512)中的过滤网正下方设有过滤后的液体通过的过液口。

3.根据权利要求2所述的一种取液装置，其特征在于，所述过滤机构(51)还包括上压盖(510)、第一驱动单元，第一驱动单元用于驱动上压盖(510)盖合在中间过滤槽(511)的上端面远离中间过滤槽(511)上端面，上压盖(510)上还设置有进气管。

4.根据权利要求1所述的一种取液装置，其特征在于，所述倾倒机构(52)包括用于放置试剂瓶的第一放置槽(521)、驱动第一放置槽(521)朝着过滤机构(51)方向来回移动且可旋转的第三驱动单元，所述第一放置槽(521)内设置有防止试剂瓶从第一放置槽(521)内掉落的固定单元。

5.根据权利要求4所述的一种取液装置，其特征在于，所述固定单元为穿过第一放置槽(521)侧面的针型气缸。

6.根据权利要求2所述的一种取液装置，其特征在于，所述接液机构(53)包括放置接液瓶的第二放置槽(531)，驱动第二放置槽(531)往过液口下方水平移动的第五电机(532)。

7.根据权利要求1所述的一种取液装置，其特征在于，所述放滤纸机构(54)包括用于吸附过滤纸的吸盘(541)、一端固定吸盘(541)的悬臂杆(542)、支撑杆(543)，支撑杆(543)一端与悬臂杆(542)的另一端连接，支撑杆(543)另一端与驱动第四驱动单元(545)连接，第四驱动单元(545)驱动支撑杆(543)上的悬臂杆(542)水平转动和上下运动。

8.根据权利要求7所述的一种取液装置，其特征在于，所述放滤纸机构(54)还包括产生负压的气体管路上依次设置的压缩机、真空发生器，调节阀(544)，调节阀(544)的气体输出端连接的气体管路的另一端固定在吸盘(541)的下侧面。

9.根据权利要求1所述的一种取液装置，其特征在于，所述刮纸机构(55)包括刮板(551)、第五驱动单元，第五驱动单元驱动刮板(551)在靠近过滤机构(51)的方向上水平移动，且驱动刮板(551)上下移动。

10.使用权利要求1-9任意一项所述的取液装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、过滤机构(51)的驱动使过滤机构(51)的中间过滤槽(511)和过滤网座(512)上下分离，放滤纸机构(54)实现在过滤网座(512)上放置过滤纸，然后过滤机构(51)的驱动中间过滤槽(511)压住过滤网座(512)上的滤纸；同时接液机构(53)驱动接液机构(53)中的第二放置槽(531)移动到过滤机构(51)的下方；

S2、倾倒机构(52)将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽(511)中；

S3、过滤机构(51)的上压盖(510)上设置的第二进气管通气，加速过滤；

S4、过滤完毕后，过滤机构(51)的驱动使过滤机构(51)的中间过滤槽(511)和过滤网座(512)上下分离，刮纸机构(55)刮出过滤网座(512)上使用过的滤纸；

S5、过滤机构(51)复位到初始位置，过滤机构(51)上压盖(510)上设置的第二进液管通清洗液，清洗上压盖(510)和过滤网座(512)之间的腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，上压盖(510)上设置的第二进气管通气风干腔体；

在步骤S4或S5的同时，接液机构(53)驱动接液机构(53)中的第二放置槽(531)移出到设定位置。