CN111203129A - 胶乳微球分散用搅拌装置、分散设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶乳微球分散用搅拌装置、分散设备及方法，包括搅拌端和与驱动元件连接的连接端，搅拌端包括搅拌杆和贴合设置在搅拌杆侧面的搅拌桨；搅拌杆的外端内设有沿搅拌杆轴线向设置的样本抽拉进孔，搅拌杆的外侧壁设有抽拉槽，搅拌杆的侧壁设有连通样本抽拉孔和外界的样本抽拉出孔。本发明的好处是具有较强的样本离散作用和样本均质作用，能够防止样本的组分破坏，搅拌成形的样本离散性好，均匀性高，搅拌效果好；分散设备操作方便。

Description

胶乳微球分散用搅拌装置、分散设备及方法

技术领域

本发明属于胶乳微球分散设备领域，具体是一种胶乳微球分散用搅拌装置、分散设备及方法。

背景技术

胶乳增强免疫比浊试剂盒产品中，R2试剂生产制备采用有机化学中经典的碳二亚胺法将抗体或抗原上的氨基与羧基乳胶微球上的羧基反应形成酰胺键，使抗体或抗原通过化学键牢固的结合在微球表面，试剂的生产工艺和质量控制至关重要；其中在各合成反应后清洗步骤中，离心后胶乳微球固体沉淀在缓冲体系中的重悬分散是试剂生产工艺过程中一关键质量控制点，固体沉淀是否能够完全分散极大影响合成反应的活化率和偶联率的大小，进而对试剂的性能效果、重复性和稳定性造成较大影响。

现有设备的搅拌装置通常采用搅拌桨，例如专利号CN2017219236176，2018年8月7日授权的肌红蛋白检测试剂和生产系统，涉及到所用的搅拌装置，搅拌桨为锚式桨和推进式桨组合而成，其中锚式浆设有一组，推进式浆设有一组或两组。其不足之处在于：1、搅拌桨为对称结构，样本的离散作用主要靠桨叶推动，而桨叶的边缘锐利，容易造成桨叶的组分破坏，影响生产效率；2、样本的搅拌混匀依赖于搅拌桨的搅动，而搅拌桨通过叶片的搅动作用主要为大面积的搅动，搅拌的效果较差，搅拌充分所需的时间较长，难以形成均匀的胶乳微球样本。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种胶乳微球分散用搅拌装置、分散设备及方法，具有较强的样本离散作用和样本均质作用，能够防止样本的组分破坏，搅拌成形的样本离散性好，均匀性高，搅拌效果好。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种胶乳微球分散用搅拌装置，包括搅拌端和与驱动元件连接的连接端，搅拌端包括搅拌杆和贴合设置在搅拌杆侧面的搅拌桨；搅拌杆的外端内设有沿搅拌杆轴线向设置的样本抽拉进孔，搅拌杆的外侧壁设有抽拉槽，搅拌杆的侧壁设有连通样本抽拉孔和外界的样本抽拉出孔。

驱动元件可以为旋转油缸、旋转电机等，本申请在搅拌、分离样本时，搅拌杆与驱动元件如搅拌电机同步转动，搅拌电机驱动搅拌杆转动，搅拌桨完成样本搅拌，在搅拌杆转动时，样本抽拉进孔通过高速转动产生的牵引力带动样本流入到样本抽拉进孔内，再从样本抽拉出孔流出；搅拌桨与搅拌杆侧面贴合，不会由于高速转动对样品产生剪切力，能够提供样本的充分重悬离散，提高实际的稳定性；搅拌桨对样品形成一级搅拌，样本抽拉进孔与样本抽拉出孔的导流形成二级搅拌，进一步加强搅拌效率，样本从样本抽拉出孔流出时，样本从聚集状态瞬间失压，利于样品的分散，具有较强的样本离散作用和样本均质作用。

作为优选，搅拌桨内设有朝外开口的打散腔，打散腔包括相对设置的缓冲腔和射出孔，射出孔的横截面为顶角朝外的等腰梯形；缓冲腔和射出孔之间设有隔绝两者的弹性薄膜。搅拌桨转动来带动样本高速流动，由于样本内的流体并不均匀，在较轻介质流动到搅拌桨表面时，流速较快，缓冲腔内由于介质量恒定，设此时射出孔内填充清介质，介质量为p，在搅拌桨表面介质由清转浊时，介质的密度增加，在搅拌桨表面的流速相对清介质较慢，压强较低，因此射出孔内的清介质从射出孔喷出，能够打散高密度的浊介质，减小搅拌桨表面的介质密度；在搅拌桨表面介质由浊转清时情况相反，由此通过打散腔能够高效的搅拌均匀容器内的胶乳微球，搅拌效率高。

作为优选，连接端侧面设有若干个关于连接端轴线阵列设置的压力传感器。由于在搅拌前期，样本各区域的介质密度不同，在搅拌端搅拌样本时的受力始终在变，而在搅拌进行的后期，由于样本各区域的介质密度开始相对均匀，压力传感器的示数趋于稳定，从而通过连接端侧面的压力传感器能够可靠判断容器内介质的均匀情况；此外通过打散腔，由于在不同密度的样本介质经过打散腔时的流速和压强不同会带动打散腔内喷射出或吸入介质，引起搅拌端的质量变化，进一步加强介质不均匀时对连接端压力不稳定的反馈，从而能够提高判断容器内介质均匀情况的可靠性；除了压力传感器外还可以使用扭矩传感器，通过检查连接端侧面的扭矩来判断样本的搅拌情况。

作为优选，搅拌桨的形状为长条形，搅拌桨平行搅拌杆的轴线。搅拌桨随搅拌杆同步设置，较小搅拌桨转动时的阻力，使搅拌作用平稳可靠。

作为优选，搅拌桨包括尺寸不同的搅拌大桨和搅拌小桨，搅拌大桨和搅拌小桨分别设有若干个。尺寸不同的搅拌大桨和搅拌小桨在搅拌杆表面形成不对称结构，具有更强的样本离散作用。

作为优选，搅拌大桨和搅拌小桨均设有两个，两个搅拌大桨绕搅拌杆轴线中心对称设置，两个搅拌小桨位于两个搅拌大桨所夹的一侧，抽拉槽位于搅拌大桨与搅拌小桨之间；搅拌大桨的外侧中线处也设有抽拉槽。通过抽拉槽导流，能够方便搅拌桨表面的样品的循环抽拉，提高样品均质。

作为优选，样本抽拉进孔的轴线与搅拌杆的轴线平行。样本抽拉进孔与搅拌杆不同轴，也就是样本抽拉进孔与搅拌杆偏心，加强样本抽拉进孔的引流作用，加强搅拌装置的引流搅拌能力。

作为优选，搅拌杆的端部设有从搅拌桨向外凸出的引流齿。引流齿的设置能增强搅拌杆端部的扰流能力，进而加强搅拌装置中样品抽拉进孔与样本抽拉出孔之间的流体回路的构建。

一种基于上述任一项所述的胶乳微球分散用搅拌装置的分散设备，其特征是，包括搅拌装置，还包括与连接端连接的搅拌电机，搅拌电机固定在一升降装置上，搅拌装置的下端设有盛放样本的容器，容器的侧面设有超声波发生器，容器外侧包覆有控温装置，控温装置包括冷却容器的制冷元件，控温装置外设有完成制冷元件散热的散热装置。通过分散设备能够控制样本搅拌温度，可将容器内温度控制为4摄氏度，此时水的密度最大，分子结合紧密，有利于胶乳微球的样本搅拌试剂的制备，提高样本稳定性，混匀搅拌效率高；分散设备利用搅拌装置能够完成样本的快速搅拌混匀，搅拌效果好。

一种基于上述胶乳微球分散用搅拌装置的分散设备的方法，包括以下步骤：

A、控温装置预热达到预设温度；

B、设备计入待机状态，容器在控温装置内到位，搅拌装置通过升降装置控制下降，搅拌装置在容器内到位后，搅拌电机带动搅拌装置转动；

C、搅拌电机转动至连接端的压力传感器示数稳定后继续工作一段时间后停止，超声波发生器对样本进行超声波震荡；

D、超声波发生器工作预设时间后停止，升降装置带动搅拌装置上移，搅拌完成。

综上所述，本发明的有益效果是：具有较强的样本离散作用和样本均质作用，能够防止样本的组分破坏，搅拌成形的样本离散性好，均匀性高，搅拌效果好；操作方便。

附图说明

图1是本发明搅拌装置的结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是图1中B-B部的剖视放大图。

图4是本发明分散设备的结构示意图。

图5是本发明中分散设备所用控温装置的剖视图。

图中：设备支架1 开关11 集成电路板12 容器装载传感器13 搅拌电机21 搅拌装置22 连接端221 搅拌端222 搅拌杆23 搅拌桨230 搅拌大桨231 搅拌小桨232 引流齿24抽拉槽25 样本抽拉进孔26 样本抽拉出孔27 打散腔28 缓冲腔281 射出孔282 弹性薄膜283 压力传感器29 升降平台3 升降丝杆31 升降滑块32 导杆33 升降电机34 控温装置5安装壳体51 容器52 超声波发生器53 制冷元件54 散热翅片55 保温壳体56 隔热腔561。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1到3所示的实施例，为一种胶乳微球分散用搅拌装置，包括搅拌端222和连接一驱动元件的连接端221，连接端221为圆柱形，驱动元件采用与连接端221通过联轴器直连的旋转电机，连接端221侧面设有四个关于连接端221轴线阵列设置的压力传感器29。实际应用中，压力传感器29位于联轴器和连接端221之间，此外也可以采用扭矩传感器，扭矩传感器直接设置在连接端221外侧即可。搅拌杆23与驱动电机同步转动，驱动电机驱动搅拌杆23转动，搅拌桨230完成样本搅拌。

搅拌端222包括搅拌杆23和贴合设置在搅拌杆23侧面的搅拌桨230；搅拌桨230为长条形，搅拌桨230平行搅拌杆23的轴线。搅拌杆23的外侧壁设有抽拉槽25，搅拌桨230包括尺寸不同的搅拌大桨231和搅拌小桨232，搅拌大桨231和搅拌小桨232均设有两个，两个搅拌大桨231绕搅拌杆23轴线中心对称设置，两个搅拌小桨232位于两个搅拌大桨231所夹的一侧，抽拉槽25位于搅拌大桨231与搅拌小桨232之间；搅拌大桨231的外侧中线处也设有抽拉槽25。抽拉槽25的横截面形状为半圆形，抽拉槽25平行搅拌杆23轴线延伸。搅拌杆23的端部设有从搅拌桨230向外凸出的引流齿24。引流齿24的端部曲线为两侧尖角向中间内凹的弧线形，形成稳定的扰流面。

搅拌大桨231和搅拌小桨232在搅拌杆23表面的高度相等，搅拌大桨231被其内的抽拉槽25分为对称的两个部分，搅拌大桨231的每个部分的横向尺寸均与搅拌小桨232的横向尺寸相等。

搅拌杆23的外端内设有沿搅拌杆23轴线方向设置的样本抽拉进孔26，具体的样本抽拉进孔26的轴线与搅拌杆23的轴线平行。样本抽拉进孔26的轴线为搅拌杆23轴线向两搅拌小桨232中线偏移2毫米，搅拌杆23的侧壁设有连通样本抽拉进孔26和外界的样本抽拉出孔27。样本抽拉出孔27为细小孔，孔径为样本抽拉进孔26的1/10。搅拌桨230内设有朝外开口的打散腔28，打散腔28为长条形；打散腔28包括相对设置的缓冲腔281和射出孔282，射出孔282的横截面为顶角朝外的等腰梯形；缓冲腔281和射出孔282之间设有隔绝两者的弹性薄膜283。在本实施例中，样本抽拉出孔27位于搅拌大桨231内的抽拉槽25上；打散腔28位于搅拌小桨232上。由于搅拌小桨232在搅拌杆23侧面非对称设置，打散腔28位于搅拌小桨232上能够起到更好的扰流效果，通过搅拌小桨232内打散腔28的吸收和射出能够调节搅拌杆23的搅拌受力，更为方便的通过压力传感器29来判断容器内的搅拌效果。

如图1到图5所示实施例，一种基于上述实施例的胶乳微球分散用搅拌装置22的分散设备，包括搅拌装置22，还包括与连接端221连接的搅拌电机21，包括设备支架1，设备支架1上设有控制设备运行的开关11和集成电路板12。设备支架1的侧面从上到下依次设有搅拌装置22和盛放胶体的容器52，设备支架1上设有对应在容器52端部的容器52装载传感器13。

搅拌装置22在设备支架1上可升降设置，搅拌装置22与容器52同轴。搅拌电机21固定在一升降平台3上，设备支架1上设有配合升降平台3的升降装置。升降装置和搅拌装置22分别位于设备支架1相对的两侧。设备支架1在对应控温装置5的背面设有散热风扇，散热风扇与升降装置相对。升降装置包括与升降平台3连接的升降滑块32，设备支架1的侧面设有与升降滑块32配合的升降丝杆31，升降丝杆31的两侧分别设有导杆33。导杆33贯穿升降平台3。升降平台3和升降滑块32采用一体的平板结构，升降丝杆31通过齿轮组连接一升降电机34。散热风扇产的气流能吹过升降电机，防止升降电机产生的热量流动控温装置处。控温装置5包括导热的安装壳体51，安装壳体51在安装容器52的一端设有包覆容器52外的保温壳体56，安装壳体51内从保温壳体56内向外依次设置有容器52、超声波发生器53和制冷元件54，散热装置采用散热翅片55，安装壳体51在外侧设有贴合制冷元件54的散热翅片55。安装壳体51为纯铜材质制成。保温壳体56的横截面为“U”形，保温壳体56的壁面内设有中空的隔热腔561。隔热腔561与设备基座安装后可以在内部抽真空。容器52为直筒状的试管形状，容器52位于安装壳体51可伸入保温壳体56的一端；超声波发生器53位于容器52侧面。超声波发生器53的形状为长条形，超声波发生器53设有与容器52侧面共轴线的弧面，加强超声波振荡效果。安装壳体51包括垂直连接的横侧壁和竖侧壁，保温壳体56的腔室配合安装壳体51的横侧壁与竖侧壁，能够实现卡接，卡接后的安装壳体51与保温壳体56可通过粘接的方式固定，也可以通过螺钉连接。竖侧壁的其中一端部连接横侧壁的中线；容器52位于竖侧壁的另一端部，超声波发生器53位于竖侧壁上；制冷元件54可以采用半导体制冷片，半导体制冷片的两侧面分别贴合安装壳体51和散热翅片55。

一种基于上述胶乳微球分散用搅拌装置22的分散设备的方法，包括以下步骤：

A、控温装置预热达到预设温度；将容器52内温度控制为4摄氏度，此时水的密度最大，分子结合紧密，有利于胶乳微球的样本搅拌试剂的制备，提高样本稳定性，混匀搅拌效率高；

B、设备计入待机状态，容器52在控温装置内到位，搅拌装置22通过升降装置控制下降，由于容器和搅拌装置22均为直筒状，长度确定，因此可以通过测量后预设搅拌装置22的下降高度，无需配备升降检测装置；搅拌装置22在容器内到位后，搅拌电机21带动搅拌装置22转动；

C、搅拌电机21转动至连接端221的压力传感器29示数稳定后继续工作15秒后停止，超声波发生53器对样本进行超声波震荡；

D、超声波发生器53工作20秒后停止，升降装置带动搅拌装置22上移复位，搅拌完成。

本申请在搅拌、分离样本时，搅拌杆23与搅拌电机21同步转动，搅拌电机21驱动搅拌杆23转动，搅拌桨230完成样本搅拌，在搅拌杆23转动时，样本抽拉进孔26通过高速转动产生的牵引力带动样本流入到样本抽拉进孔26内，再从样本抽拉出孔27流出；搅拌桨230与搅拌杆23侧面贴合，不会由于高速转动对样品产生剪切力，能够提供样本的充分重悬离散，提高实际的稳定性；搅拌桨230对样品形成一级搅拌，样本抽拉进孔26与样本抽拉出孔27的导流形成二级搅拌，进一步加强搅拌效率，样本从样本抽拉出孔27流出时，样本从聚集状态瞬间失压，利于样品的分散，具有较强的样本离散作用和样本均质作用。搅拌桨230转动来带动样本高速流动，由于样本内的流体并不均匀，在较轻介质流动到搅拌桨230表面时，流速较快，缓冲腔281内由于介质量恒定，设此时射出孔282内填充清介质，介质量为p，在搅拌桨230表面介质由清转浊时，介质的密度增加，在搅拌桨230表面的流速相对清介质较慢，压强较低，因此射出孔282内的清介质从射出孔282喷出，能够打散高密度的浊介质，减小搅拌桨230表面的介质密度；在搅拌桨230表面介质由浊转清时情况相反，由此通过打散腔28能够高效的搅拌均匀容器内的胶乳微球，搅拌效率高。由于在搅拌前期，样本各区域的介质密度不同，在搅拌端222搅拌样本时的受力始终在变，而在搅拌进行的后期，由于样本各区域的介质密度开始相对均匀，压力传感器29的示数趋于稳定，从而通过连接端221侧面的压力传感器29能够可靠判断容器内介质的均匀情况；此外通过打散腔28，由于在不同密度的样本介质经过打散腔28时的流速和压强不同会带动打散腔28内喷射出或吸入介质，引起搅拌端222的质量变化，进一步加强介质不均匀时对连接端221压力不稳定的反馈，从而能够提高判断容器内介质均匀情况的可靠性；除了压力传感器29外还可以使用扭矩传感器，通过检查连接端221侧面的扭矩来判断样本的搅拌情况。

Claims (10)

1.一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，包括搅拌端和与驱动元件连接的连接端，搅拌端包括搅拌杆和贴合设置在搅拌杆侧面的搅拌桨；搅拌杆的外端内设有沿搅拌杆轴线向设置的样本抽拉进孔，搅拌杆的外侧壁设有抽拉槽，搅拌杆的侧壁设有连通样本抽拉孔和外界的样本抽拉出孔。

2.根据权利要求1所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述搅拌桨内设有朝外开口的打散腔，打散腔包括相对设置的缓冲腔和射出孔，射出孔的横截面为顶角朝外的等腰梯形；缓冲腔和射出孔之间设有隔绝两者的弹性薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述连接端侧面设有若干个关于连接端轴线阵列设置的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述搅拌桨的形状为长条形，搅拌桨平行搅拌杆的轴线。

5.根据权利要求1或4所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述搅拌桨包括尺寸不同的搅拌大桨和搅拌小桨，搅拌大桨和搅拌小桨分别设有若干个。

6.根据权利要求5所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述搅拌大桨和搅拌小桨均设有两个，两个搅拌大桨绕搅拌杆轴线中心对称设置，两个搅拌小桨位于两个搅拌大桨所夹的一侧，抽拉槽位于搅拌大桨与搅拌小桨之间；搅拌大桨的外侧中线处也设有抽拉槽。

7.根据权利要求1所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述样本抽拉进孔的轴线与搅拌杆的轴线平行。

8.根据权利要求1或4所述的一种胶乳微球分散用搅拌装置，其特征是，所述搅拌杆的端部设有从搅拌桨向外凸出的引流齿。

9.一种基于上述权利要求1-8任一项所述的胶乳微球分散用搅拌装置的分散设备，其特征是，包括搅拌装置，还包括与连接端连接的搅拌电机，搅拌电机固定在一升降装置上，搅拌装置的下端设有盛放样本的容器，容器的侧面设有超声波发生器，容器外侧包覆有控温装置，控温装置包括冷却容器的制冷元件，控温装置外设有完成制冷元件散热的散热装置。

10.一种基于上述权利要求9所述的胶乳微球分散用搅拌装置的分散设备的方法，包括以下步骤：

A、控温装置预热达到预设温度；

B、设备计入待机状态，容器在控温装置内到位，搅拌装置通过升降装置控制下降，搅拌装置在容器内到位后，搅拌电机带动搅拌装置转动；

C、搅拌电机转动至连接端的压力传感器示数稳定后继续工作一段时间后停止，超声波发生器对样本进行超声波震荡；

D、超声波发生器工作预设时间后停止，升降装置带动搅拌装置上移，搅拌完成。

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