CN111107940A - 试管真空保持器 - Google Patents

Abstract

实施例能够提供试管真空保持器系统，该试管真空保持器系统包括：外部本体，所述外部本体包括中线板；一个或多个侧壁、底壁和包括通达孔的顶板；试管支架，其包括密封剂环；基部；以及真空管，其包括外部出口；其中，试管支架在外部本体内固定到基部，基部继而固定到中线板；其中，真空管在第一端处连接到试管支架，并且外部出口被构造成连接到真空泵，该真空泵被构造成当将试管插入到通达孔中并放置到试管支架上时将真空力施加到试管支架。

Description

试管真空保持器

领域

本申请要求2017年9月29日提交的美国临时申请序列号62/565,930的优先权，该申请的全部内容通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及一种通过使用部分真空将试管保持在支架中的系统和方法。

背景技术

塑料试管必须被设计成具有牵伸部（略呈锥形状），使得能够从模具将它们移除。保持弹簧施加侧压力以使其在试管承载架上保持就位。因为弹簧被按压在锥上，因此始终向上施加某个力。如果承载架由于任何原因而振动，则试管将趋于向上移动，有可能甚至从承载架中弹出并损坏试管或损失其中所容纳的样品。现有技术依赖于（a）消除振动源、（b）弹簧在试管表面上的轻微“粘性”、以及（c）重力的轻微向下拉以保持试管就位。然而，这些方法并非始终有效。

发明内容

实施例能够提供一种试管真空保持器系统，该试管真空保持器系统包括：外部本体，其包括中线板；一个或多个侧壁、底壁和包括通达孔的顶板；试管支架，其包括密封剂环；基部；以及真空管，其包括外部出口；其中，试管支架在外部本体内固定到基部，基部继而固定到中线板；其中，真空管在第一端处连接到试管支架，并且外部出口被构造成连接到真空泵，该真空泵被构造成当将试管插入到通达孔中并放置到试管支架上时将真空力施加到试管支架。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，通达孔比试管支架密封剂环具有更大的直径。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括O形环。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括球形密封件。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括锥形密封件。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，该试管真空保持器系统还包括：保持器板，其包括通达区域和圆形区域；其中，保持器板被构造成通过将试管支架放置在圆形区域内并将真空管放置在通达区域内来进一步固定试管支架；其中，保持器板在基部上方且顶板下方的位置处附接到外部本体。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，真空泵在内部被收容在外部本体内。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，真空泵在外部被收容在外部本体之外。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，该多试管真空保持器系统包括：外部本体，其包括中线板；一个或多个侧壁、底壁和顶板，该顶板包括第一通达孔、第二通达孔、第一真空出口和第二真空出口；位于第一通达孔下方的第一容座和位于第二通达孔下方的第二容座，所述第一容座和第二容座中的每个包括试管密封剂环和真空室；第一真空管，其将第一真空出口连接到第一容座；第二真空管，其将第二真空出口连接到第二容座；以及真空机械臂，其连接到真空泵；其中，真空泵被构造成当由真空机械臂施加真空时通过第一真空出口将真空力施加到第一容座或通过第二真空出口将真空力施加到第二容座。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，第一真空出口和第二真空出口定位于弧上。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，顶板还包括具有一个或多个支撑翅片的柔性材料，所述支撑翅片被构造成当将试管插入到第一容座或第二容座中时水平地约束试管。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，该多试管真空保持器系统还包括由中心柱固持的一个或多个弹簧，每个弹簧被构造成将试管按压抵靠支撑翅片。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，通达孔比容座密封剂环具有更大的直径。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括O形环。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括球形密封件。

实施例还能够提供一种多试管真空保持器系统，其中，密封剂环包括锥形密封件。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，该试管真空保持器系统包括：容座，其附接到中空杆；中空杆经由弹簧连接到罐；其中，经由连接到真空泵的真空软管将真空施加到罐；其中，中空杆包括槽；其中，当将试管插入到容座中并施加向下的力时，槽通过弹簧的下压而下降到罐中并且真空被转移到中空杆内以将试管固定到容座。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，该试管真空保持器系统还包括电源，该电源被构造成将电力供应到真空泵。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，容座还包括O形环。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，容座还包括球形密封件。

实施例还能够提供一种试管真空保持器系统，其中，容座还包括锥形密封件。

从参考附图进行的对说明性实施例的以下详细描述中，本发明的附加特征和优点将变得显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中将最好地理解本发明的前述和其他方面。为了图示本发明的目的，在附图中示出了当前优选的实施例，然而应理解，本发明不限于所公开的特定手段。附图中包括以下各图：

图1图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统；

图2图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统的透视图；

图3图示了根据本文中所描述的实施例的处于孤立的保持器板的顶视图；

图4图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统的剖视图；

图5A至图5C描绘了根据本文中所描述的实施例的用于试管真空保持器系统的密封机构的实施例；

图6A至图6B描绘了根据替代性实施例的试管真空保持器系统的透视图；

图7A至图7B图示了根据本文中所描述的实施例的待与试管真空保持器系统一起使用的试管的各种实施例；以及

图8A至图8C图示了根据本文中所描述的实施例的多试管真空保持器系统。

具体实施方式

以下公开内容根据针对用于通过使用真空或部分真空将试管保持在支架中的系统和方法的几个实施例描述了本发明。从基本意义上讲，能够将试管的底部放置到带有孔的垫圈或支架上，在该孔中抽取真空，从而产生真空密封件。能够产生部分真空，该部分真空将试管主动固持到承载架。以这种方式，不需要对被动摩擦或重力有任何依赖来竖直地保持试管，从而导致较少的试管滑移和破损或其内容物的损失。在实施例中，真空室能够水平地移动以便支持多种试管直径。

本发明的优点包括主动而不是被动地固留试管，这能够大大降低由于振动所引起的风险，振动可引起试管内容物的损失或竖直移位。对振动的敏感性的降低缓和了在试管运送期间对消除振动的需求。附加地，圆形真空密封件符合多种圆底试管直径，从而允许使用的通用性。替代性地，也能够将平底的试管固定到真空室，所述平底的试管过去通常仅依赖于现有技术的固留方法来进行固定。即使当真空保持器系统倒置或处于微重力环境中时，本发明也能够保持试管。可能的应用能够包括促进开口试管的干燥、使用单个轨道将试管移动到仪器中的不同高度（这能够消除从一个轨道/承载架拾取试管并将其放置到另一轨道/承载架上的增加的复杂性）、增加密封的试管以及处于微重力或零重力环境中的系统的运动自由度。

部分真空能够主动地竖直地保持试管，而不是仅依赖于弹簧摩擦或重力。这能够缓和以下需求：消除在运送期间的振动、通过降低经由弹出造成的样品损失的风险来提高可靠性、通过降低由于试管竖直地移位所引起的处理延迟的风险来提高可靠性、通过更大的轨道连接公差来降低成本、通过不那么严格的轨道组装程序来降低成本，所有这些能够最终导致独特的且可靠性改进的解决方案。

替代性实施例能够包括能够按压在试管的唇部（顶部）上的弹簧，该弹簧可用作主动保持器；或替代性地用于按压在顶部弹簧表面处理或覆盖物上，这可增加弹簧与试管之间的摩擦。在试管拾取/放置操作期间，这种附加的摩擦可能需要减小弹簧压力抑或施加附加的力来拾取或放置试管。附加的替代性实施例能够包括通过较慢的承载架运动来衰减由于轨道未对准所引起的振动。附加地，能够通过紧密的制造公差和仔细的组装来校正由于轨道未对准所引起的振动。

图1图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统。试管真空保持器系统100能够具有外部本体101，该外部本体能够是矩形棱柱或其他形状，其中在外部本体101的顶侧部上具有至少一个通达孔109。试管真空保持器系统100的内部能够包含真空系统。真空系统能够包括试管支架102，该试管支架能够是试管能够装配到其中的圆形开口。试管支架102能够具有密封剂环110，该密封剂环能够具有与试管支架102的内部基本上相同的直径。试管支架102能够落座在基部103的顶部。试管支架102能够具有所附接的真空管104，该真空管能够是从中抽取真空吸力的地方。真空管104能够具有柔性部分105，能够使用该柔性部分以便使真空管104保持稳定性并且在试管支架移位的情况下不折断（如果将具有比正常更大或更小直径的试管与试管真空保持器系统100一起使用，可能是这种情况）。真空管104能够具有弯曲区段106，以便使真空管104具有用于与真空泵连接的外部出口107。在实施例中，外部出口107能够与外部本体109的顶部部分齐平或略微升高。

在实施例中，通达孔109能够比试管支架102具有更大的直径，以便使试管真空保持器系统100与不同直径的试管一起使用。在实施例中，通达孔109能够是圆形的或适应试管支架102的水平运动的期望范围所需的任何其他形状。在适应不同尺寸的试管时，试管支架102和基部103能够在试管真空保持器系统100的本体内移动。能够使用一个或多个弹簧来限制试管和/或试管支架的移动并在使用之后使这些部件返回到其原始位置。当试管支架102和基部103移动时，真空管104的柔性部分105能够根据需要收缩或扩展，以确保真空管104维持与试管支架102的牢固连接。为了将附加的稳定性提供给试管支架102，能够围绕试管真空保持器系统的本体101的中间区域来固定保持器板108。保持器板108能够防止试管支架102和基部103竖直移位。

图2图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统的透视图，而图3图示了处于孤立的保持器板的顶视图。在该视图中，未示出试管支架和真空管以更好地图示保持器板108和基部103（图3中未示出）相对于试管真空保持器系统的整个本体101的形状和位置。在实施例中，保持器板108能够具有通达区域201，该通达区域为真空管104、柔性部分105和弯曲区段106提供空间。附加地，保持器板108能够具有圆形区域202，该圆形区域能够用于接纳试管支架。在实施例中，圆形区域202能够具有大于试管支架的直径和等于或大于通达孔109的直径，以便在使用不同直径的试管时促进试管支架的移动。保持器板108能够放置在基部103上方，并且能够围绕试管真空保持器系统的本体101的中间定位。

图4图示了根据本文中所描述的实施例的试管真空保持器系统的剖视图。在该视图中，试管真空保持器系统的外部本体的侧壁已被移除。如所示出的，试管真空保持器系统的外部本体能够具有顶板402，该顶板能够根据需要被移除以通达试管真空保持器系统的内部机构。试管真空保持器系统能够具有一个或多个侧壁401和底壁405，所述侧壁能够界定试管真空保持器系统的侧部。试管真空保持器系统能够具有中线支撑板403，该中线支撑板能够允许竖直放置试管支架102、基部103和真空管104设备。根据该视图，保持板108的位置能够被示为在基部103上方，该基部继而能够安装在中线支撑板403上方。根据该视图，保持板108能够部分地遮挡真空机构的视图，包括试管支架102和真空管104设备。

如所示出的，真空管104能够从试管支架102向外延伸，在试管真空保持器系统的本体之内侧向地延伸，在弯曲区段106处向上成曲线，这能够将真空管104引导到顶板402之外，在该处能够放置有外部出口107。在实施例中，能够在试管真空保持器系统的底半部中留有开放空间404，并且能够由中线支撑板403来界定该开放空间。在实施例中，真空源能够是外部泵或收容在试管真空保持器系统内的内部泵。在实施例中，开放空间404能够包含为特定试管系统所独有的其他部件，诸如永磁体。替代性地，开放空间404能够包含内部电力供应件和/或内部真空泵，在这种情况下，弯曲区段106将向下指向中线支撑板403以与内部真空泵对接。

图5A至图5C描绘了用于试管真空保持器系统的密封机构的实施例。图5A描绘了示出O形环型密封件501的实施例，该O形环型密封件包括O形环504。图5B描绘了球形密封件502。图5C描绘了锥形密封件503。密封剂实施例中的每个均能够包含通达端口505，以允许在试管500的底侧上抽取真空。所有的密封材料均能够是回弹性材料，使得当施加真空力时，能够在其表面和试管500的表面之间形成真空密封。所有实施例的共同特征是支持多种试管直径和类型的圆形密封件。

图6A至图6B描绘了根据替代性实施例的试管真空保持器系统的透视图。在替代性实施例中，能够通过使用容座605将试管600固定到试管真空保持器系统，该容座在其之内能够具有球形密封件、O形环或锥形密封件。容座605能够是柔性的，以便在x抑或y平面中调整方向以适应不同的试管600直径。容座605能够附接在中空杆611的顶部，该中空杆能够延伸到罐606中，能够在该罐中抽取真空。杆611能够经由弹簧603附接到罐606，该弹簧能够用于提供张力和阻力以便在不施加力时将杆611和容座605保持在某个位置中。槽610能够在当处于静置时位于罐606的内部之外的位置处切入杆611中，使得当杆611和容座605处于静置时，存在环境压力并且不施加真空。当将向下的压力施加到容座时（例如，当将试管600插入到容座中时），向下的压力能够作用在弹簧603上，从而将容座605和阀杆611降低到槽610现在在罐606的内部之内的点处，其中能够经由连接到真空泵607的软管604来施加真空，该真空泵继而能够连接到电源608，该电源能够是电池或A/C电力供应件。

真空力能够将容座605和杆611固持在下压的位置中。在试管600被放置（即，被插入）之后，真空密封件的摩擦力加上弹簧力能够将容座605保持在闭合位置中。当拾取（即，移除）试管600时，初始拉力将提起试管600和杆611两者，以将狭缝610暴露于环境空气。在暴露于环境空气时，将损失真空，并且将从容座605释放试管600。在实施例中，容座605、杆611和罐606能够是可通达的，以进行清洁。

图7A至图7B图示了根据本文中所描述的实施例的待与试管真空保持器系统一起使用的试管的各种实施例。如图7A中所示，通过使用O形环702，能够使用小直径的试管700连同大直径的试管701。替代性地，能够使用平底的试管703，然而，除非将成角度的边缘用作引导件以使其与O形环704对准，否则平底的试管703可难以经由真空固定。在实施例中，平底的试管703的直径能够与O形环704的直径匹配，并且基部705能够是平滑的。尽管所描绘的试管能够具有成曲线的或平坦的底部，但是附加地构想锥形试管和具有非传统几何形状的试管。此外，试管真空保持器系统能够被设计成与由包括但不限于玻璃、塑料及其复合材料的材料制成的试管一起工作。

图8A至图8C图示了根据本文中所描述的实施例的多试管真空保持器系统。多试管真空保持器系统800能够具有第一通达孔803和第二通达孔804，所述第一通达孔和第二通达孔中的每个的形状能够为槽形的，以允许和约束试管的侧向运动并且使得多试管真空保持器系统800能够接受不同直径的试管。孔803、804能够由支撑翅片805来界定。由中心柱816固持的弹簧815能够将试管水平地按压抵靠支撑翅片805，以水平地将试管牢固地定位并迫使试管相对于顶板820维持竖直取向。第一真空出口801和第二真空出口802能够用于分别将真空力供应到第一通达孔803和第二通达孔804。第一真空出口801和第二真空出口802能够沿着弧806对准，该弧能够对应于在较大组件中用来施加真空压力的机械臂807的路径。

如图8B的剖视图中所示，第一通达孔803（图8B中未示出）能够具有安装在第一基部810的顶部上的第一容座813，而第二通达孔804（图8B中未示出）能够具有安装在第二基部811的顶部上的第二容座812。第一管814能够将第一真空出口801连接到第一基部810，而第二管815能够将第二真空出口802连接到第二基部811。多试管真空保持器系统中的真空系统中的每个能够以与单试管真空保持器系统模型中基本上相同的方式起作用。

在实施例中，使用多试管真空保持器系统的放置序列能够涉及：在固持试管的夹持器移动到第一通达孔803的同时，将真空机械臂807移动到第一真空出口801。夹持器能够将试管放置到第一通达孔803中，释放试管，且然后真空机械臂807能够将真空施加到第一真空出口801，从而将试管在第一通达孔803中固定就位。试管真空保持器系统能够在施加真空的同时监测压力以验证密封情况。系统能够针对第二真空系统执行类似的步骤。拾取序列能够涉及：在夹持器移动到第一通达孔803的同时，将真空机械臂807移动到第一真空出口801。真空机械臂807能够释放第一真空出口801中的真空，同时夹持器夹持试管并将试管从第一通达孔803移除。试管真空保持器系统能够监测压力以验证密封情况，此时它能够释放真空。然后，真空机械臂807能够移动远离第一真空出口801。

尽管本文中已公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。本文中所公开的各个方面和实施例是用于说明的目的，而不旨在是限制性的，其中真实的范围和精神由所附权利要求指示。

本文中的功能和过程步骤可响应于用户命令而自动地或全部地或部分地执行。自动地执行的活动（包括步骤）是响应于一个或多个可执行指令或装置操作来执行的，而用户并未直接起始活动。

附图的系统和过程不是排他性的。可根据本发明的原理导出其他系统、过程和菜单，以实现相同的目的。尽管已参考特定实施例描述了本发明，但是将理解，本文中所示出和描述的实施例和变型仅用于说明目的。在不脱离本发明的范围的情况下，可由本领域技术人员实现对当前设计的修改。如本文中所描述的，能够使用硬件部件、软件部件和/或其组合来实现各种系统、子系统、代理、管理器和过程。本文中权利要求要素不应根据35U.S.C. 112条第6段的规定解释，除非使用短语“用于……的装置”明确地叙述该要素。

Claims (21)

1.一种试管真空保持器系统，所述试管真空保持器系统包括：

外部本体，所述外部本体包括中线板；一个或多个侧壁、底壁和包括通达孔的顶板；

试管支架，所述试管支架包括密封剂环；

基部；以及

真空管，所述真空管包括外部出口；

其中，所述试管支架在所述外部本体内固定到所述基部，所述基部继而固定到所述中线板；

其中，所述真空管在第一端处连接到所述试管支架，并且所述外部出口被构造成连接到真空泵，所述真空泵被构造成当将试管插入到所述通达孔中并放置到所述试管支架上时将真空力施加到所述试管支架。

2.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述通达孔比所述试管支架密封剂环具有更大直径。

3.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括O形环。

4.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括球形密封件。

5.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括锥形密封件。

6.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，所述试管真空保持器系统还包括：

保持器板，所述保持器板包括通达区域和圆形区域；

其中，所述保持器板被构造成通过将所述试管支架放置在所述圆形区域内并将所述真空管放置在所述通达区域内来进一步固定所述试管支架；

其中，所述保持器板在所述基部上方且所述顶板下方的位置处附接到所述外部本体。

7.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述真空泵在内部被收容在所述外部本体内。

8.根据权利要求1所述的试管真空保持器系统，其中，所述真空泵在外部被收容在所述外部本体之外。

9.一种多试管真空保持器系统，所述多试管真空保持器系统包括：

外部本体，所述外部本体包括中线板；一个或多个侧壁、底壁和顶板，所述顶板包括第一通达孔、第二通达孔、第一真空出口和第二真空出口；

位于所述第一通达孔下方的第一容座、和位于所述第二通达孔下方的第二容座，所述第一容座和所述第二容座中的每个包括试管密封剂环和真空室；

第一真空管，所述第一真空管将所述第一真空出口连接到所述第一容座；

第二真空管，所述第二真空管将所述第二真空出口连接到所述第二容座；以及

真空机械臂，所述真空机械臂连接到真空泵；

其中，所述真空泵被构造成当由所述真空机械臂施加真空时，通过所述第一真空出口将真空力施加到所述第一容座或通过所述第二真空出口将真空力施加到所述第二容座。

10.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述第一真空出口和所述第二真空出口定位于弧上。

11.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述顶板还包括具有一个或多个支撑翅片的柔性材料，所述支撑翅片被构造成当将试管插入到所述第一容座或所述第二容座中时水平地约束所述试管。

12.根据权利要求11所述的多试管真空保持器系统，所述多试管真空保持器系统还包括由中心柱固持的一个或多个弹簧，每个弹簧被构造成将试管按压抵靠所述支撑翅片。

13.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述通达孔比所述容座密封剂环具有更大的直径。

14.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括O形环。

15.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括球形密封件。

16.根据权利要求9所述的多试管真空保持器系统，其中，所述密封剂环包括锥形密封件。

17.一种试管真空保持器系统，所述试管真空保持器系统包括：

容座，所述容座附接到中空杆；

所述中空杆经由弹簧连接到罐；

其中，经由连接到真空泵的真空软管将真空施加到所述罐；

其中，所述中空杆包括槽；

其中，当将试管插入到所述容座中并施加向下的力时，所述槽通过所述弹簧的下压而下降到所述罐中并且所述真空被转移到所述中空杆内以将所述试管固定到所述容座。

18.根据权利要求17所述的试管真空保持器系统，所述试管真空保持器系统还包括：

电源，所述电源被构造成将电力供应到所述真空泵。

19.根据权利要求17所述的试管真空保持器系统，其中，所述容座还包括O形环。

20.根据权利要求17所述的试管真空保持器系统，其中，所述容座还包括球形密封件。

21.根据权利要求17所述的试管真空保持器系统，其中，所述容座还包括锥形密封件。

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