CN111389835B - 水囊式锥形瓶清洗刷、清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

水囊式锥形瓶清洗刷、清洗系统及方法，该清洗刷包括刷柄，刷柄的内部设置有供液管，刷柄的底部铰链连接有至少两根刷杆，刷柄的底部还设置有与供液管连通的供液柱，供液柱的外壁上设置有上部水囊以及位于上部水囊内部的喷液管，上部水囊上设置有若干第一通孔；清洗状态下，清洗液体持续通过供液管、供液柱进入上部水囊使得上部水囊的体积增大并保持，上部水囊的外壁推动刷杆贴附至锥形瓶的内壁。本发明所提供的清洗刷清洗面积更大，清洗效果更好，并且从根源上排出了安全隐患。基于该清洗刷，本发明还提供了适用于锥形瓶的清洗系统及清洗方法。

Description

水囊式锥形瓶清洗刷、清洗系统及方法

技术领域

本发明涉及实验室设备领域，具体涉及水囊式锥形瓶清洗刷、清洗系统及方法。

背景技术

锥形瓶是医药、化学领域在试剂、中间体、化合物研发阶段重要的实验设备。

医药化学实验后，锥形瓶的内、外壁上会接触、粘附烃类、酮类、芳香杂环类等有机物，不易除去。实验室通常配置盛放有碱液的碱缸，利用碱液溶解脂肪等粘性物质，在清洗时，首先将玻璃器皿放入碱缸中浸泡一段时间，之后将玻璃器皿取出并移至水槽中冲洗掉碱液即可一并除去玻璃器皿上粘附的有机物，十分方便。

为实现锥形瓶自动清洗的目的，现有技术中针对锥形瓶的特殊结构设计了多种试管刷，其中，气囊式试管刷的气囊能够在充气状态下撑开，使得气囊外表面的刷毛能够紧密贴合在锥形瓶的内壁上，进而能够取得较好的内壁清洗效果。例如，专利CN104983179B公开了一种用于生物化学仪器的充气式容量瓶刷，其通过通气控制系统不断向气囊中通气，使得气囊长大呈球形，气囊外壁上的刷毛更好地与玻璃器皿贴合，进而提高清洗效果，可以满足不同规格容量瓶、锥形瓶、广口瓶、漏斗等瓶颈长、瓶体大的玻璃仪器的清洗需求。专利CN207118722U公开了一种化学容器清洗刷，在使用时，第一、第二分刷杆在通过较窄的瓶口进入容器内后，在弹簧的作用下张开，之后利用打气筒通过进气管向气囊内打气直至气囊外表面的刷毛与化学容器内壁充分接触后，转动把手开始对化学容器内壁进行刷洗。

现有技术中的气囊式试管刷虽然能够提高锥形瓶这类特殊玻璃器皿的内壁清洗效果，但仍存在一些问题。首先，这类试管刷在张开后会占用大部分的瓶内体积，导致其外壁与锥形瓶内壁之间的供清洗液，例如碱液流动的空间大幅减少，进而造成碱液对锥形瓶内壁污染物的溶解能力显著下降；其次，气囊撑开后为球体或椭圆球体，其形状更容易贴附容量瓶的内壁而非锥形瓶，当应用于锥形瓶时，锥形瓶的上半部分往往受气囊的挤压力过大，而锥形瓶的下半部分，尤其是锥形瓶的拐角处很难得到有效清洗，不仅清洗效果欠佳，而且挤压力过大处容易造成锥形瓶损坏；再次，气囊内部为封闭空间，且充气过程中并未设置有充气量的门限值，但在充气过程中，为了实现更好地贴附内壁需要加大充气量，当气压不稳定时，瞬时的高压会炸开气囊，不仅导致锥形瓶损坏，还会溅出碱液等清洗剂，故存在安全隐患；最后，现有的气囊式试管刷仅能够清洗锥形瓶的内壁，而无法对锥形瓶的外壁进行有效清洗，故无法适应于浸泡式清洗装置和方法，清洗覆盖面积小、清洗效果差。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种水囊式锥形瓶清洗刷，其通过一个或多个水囊，不仅能够向锥形瓶内输入碱液，而且在供液的过程中，上部水囊能够张开带动刷杆贴合锥形瓶内壁进行清洗，中部水囊能够占据锥形瓶中部的空间，确保水囊与锥形瓶之间足够流动空间的前提下加快清洗液体流动速度，下部水囊能够便捷地清洗锥形瓶的底面，显著地提高了清洗效果，同时由于水囊与锥形瓶内部空间连通，也有效地减小了安全隐患。

在清洗刷的一个优选的实施方式中，该水囊式锥形瓶清洗刷包括刷柄，刷柄的内部设置有供液管，刷柄的底部铰链连接有至少两根刷杆，刷柄的底部还设置有与供液管连通的供液柱，供液柱的外壁上设置有上部水囊以及位于上部水囊内部的喷液管，上部水囊上设置有若干第一通孔；清洗状态下，清洗液体持续通过供液管、供液柱进入上部水囊使得上部水囊的体积增大并保持，上部水囊的外壁推动刷杆贴附至锥形瓶的内壁。

与现有技术相同的是，该清洗刷在刷柄的内部设置有供液管，供液管既可以与外部的水源例如碱缸连通，将碱缸中的碱液通过供液管泵入锥形瓶中，也可以与清洗系统的排液管连通，形成循环的碱液以减少碱液排放、提高碱液的利用率。刷杆的铰链连接方式可以采用专利CN207118722U中的结构，也可以采用现有的任一种铰链连接方式例如通过销轴销孔的配合，优选地，在刷杆的顶端、刷柄的底端设置销孔，再通过销轴活动贯穿销孔以实现刷杆与刷柄的铰链连接。刷杆的数量至少为两根，多根刷杆优选沿刷柄底端面的周向均匀分布以在刷杆展开时确保锥形瓶受力均匀。

与现有技术不同的是，刷柄的底部设置有供液柱，供液柱的外壁上设置有上部水囊。供液管中的清洗液体，如碱液或清水，能够通过供液管进入至供液柱内，供液柱中的清洗液体通过喷液管喷射至上部水囊内部，上部水囊中清洗液体的增加导致上部水囊体积逐渐增大，当上部水囊的体积增大至预设体积时，上部水囊中的清洗液体通过撑开的第一通孔喷淋在锥形瓶的内壁上，确保上部水囊的体积和内部压力不会进一步增大。达到预设体积的上部水囊的外壁推动至少两根刷杆贴附在锥形瓶的内壁上，刷杆不仅能够从内部起到稳定锥形瓶的作用，还能够在锥形瓶旋转的过程中刷洗锥形瓶的内壁。在上述情况下，持续流动或循环流动的清洗液体始终不断通过供液管、供液柱、上部水囊进入至锥形瓶，上部水囊引入清洗液体的过程中确保刷杆始终贴附于锥形瓶的内壁，清洗刷进入清洗状态。清洗结束后，改变清洗液体的方向，清洗液体依次通过上部水囊、供液柱、供液管排出，锥形瓶中的水流逐渐排空，排空过程中上部水囊体积减小，刷杆在失去上部水囊支撑后相互靠拢，清洗刷进入收拢状态，通过控制连接臂抬起，能够将刷杆从锥形瓶中取出。

该技术方案中，上部水囊的预设体积可以通过第一通孔的个数、尺寸进行调节，使得清洗液体量少、压力小时较少的清洗液体通过第一通孔排出，在达到预设体积后，被撑大的第一通孔能够允许特定流量的清洗液体进入锥形瓶内部。

上部水囊主要起到向锥形瓶内部喷淋清洗液体同时确保在预设体积下刷杆贴附于锥形瓶的内壁，不同于现有技术中直接利用气囊或气囊上的硬毛清洗锥形瓶内壁，刷杆能够提供受力更加均匀的贴合，对内壁的清洗面积更大，清洗效果更好；另外，上部水囊上的第一通孔使得上部水囊在达到预设体积，或者未达到预设体积但由于锥形瓶容积限制无法进一步增大时，清洗液体能够通过第一通孔进入锥形瓶内，上部水囊不存在会对锥形瓶产生过高压力甚至破裂、炸开的问题，从根源上排出了安全隐患；不仅如此，通过改变清洗液体的流动方向，在清洗完毕后，清洗液体还能够通过供液柱、供液管排出锥形瓶，进一步减少人为操作的同时便于清洗刷由清洗状态向收拢状态切换，提高了装置的便利性。

在清洗刷的另一个优选的实施方式中，该水囊式锥形瓶清洗刷在上部水囊的基础上还设置有中部水囊。具体地，供液柱的外壁上设置有至少一个中部水囊，中部水囊位于上部水囊的下方，供液柱上还设置有若干位于中部水囊内部的喷液孔，所述喷液孔与供液柱的内部连通。供液柱中的部分清洗液体能够通过喷液孔进入中部水囊内部，并促使中部水囊达到预设的体积。中部水囊的预设体积被配置为：确保水囊与锥形瓶之间足够流动空间的前提下加快清洗液体流动速度。锥形瓶在旋转过程中，内部的水流趋向于形成漏斗状的涡流，当锥形瓶中的清洗液体填满锥形瓶中后，涡流消失，但越靠近锥形瓶中心的水流的流动速度越慢。通过设置中部水囊占据了原本漏斗状涡流的空间，一定程度上减小清洗液体的旋转流动的横截面积，提高清洗液体的流动速度，进而更加有效地利用流动的清洗液体溶解和冲洗锥形瓶内壁，显著地提高了清洗效果。

在部分实施例中，中部水囊上可以设置第二通孔。与第一通孔类似，第二通孔的个数、尺寸也可以根据具体产品型号进行设置，确保清洗液体量少、压力小时较少的清洗液体通过第二通孔排出，在达到中部水囊预设的体积后，被撑大的第二通孔能够允许特定流量的清洗液体进入锥形瓶内部。在一个或多个实施例中，中部水囊上也可以不设置任何形式的通孔。

通过上述设置，中部水囊能够确保在清洗状态下水囊和锥形瓶内壁之间具有足够的供清洗液体流动的空间，进而显著地提高碱液对锥形瓶内壁污染物的溶解能力；同时，中部水囊能够减小清洗液体的旋转流动的横截面积，提高清洗液体的流动速度，进而更加有效地利用流动的清洗液体溶解和冲洗锥形瓶内壁，显著提高清洗效果。

进一步地，所述供液柱的内部包括第一供液区和第二供液区，所述第一供液区的直径大于第二供液区的直径，其中，所述第一供液区与喷液管连通，所述第二供液区与喷液孔连通。供液柱内的变径设置使得水流更多集中在第一供液区，并更多地通过喷液管进入至上部水囊中，最终通过上部水囊的第一通孔进入锥形瓶内部。该设计根据上部水囊、中部水囊的主要用途合理地分配了供液柱的水流量和水压，进一步提高了上部、中部水囊的作用。优选地，第一供液区的直径为第二供液区的直径的1.5～2.5倍。优选地，喷液管的最小内径为喷液孔直径的1.2～1.8倍。

进一步地，所述供液柱的底部设置有下部水囊，供液柱中的清洗液体能够进入至下部水囊以增大下部水囊的体积，所述下部水囊的外表面上设置有若干第一刷毛。供液柱底部设置出液孔，出液孔连通第二供液区和下部水囊内部，使得部分清洗液体能够通过出液孔进入下部水囊并使得下部水囊体积增大至预设体积。体积增大的下部水囊能够利用其表面的第一刷毛清洗锥形瓶的底面，使得清洗刷的清洗面积进一步增大，实现内壁的全覆盖。

在部分实施例中，下部水囊上可以设置第三通孔，第三通孔将下部水囊中的清洗液体喷淋在底面上，以提高对底面的清洗效果。与第一、第二通孔类似，第三通孔的个数和尺寸亦需根据具体产品型号进行设置，以在确保维持下部水囊预设体积的前提下提高底面的冲洗效果。在一个或多个实施例中，第三通孔的直径为0.3～1.5mm，第三通孔的个数为1～3个。

本发明的另一个目的在于提供水囊式锥形瓶清洗刷，其在上述水囊结构的基础上，增加了外壁清洗机构，结合一个或多个水囊的结构能够很好地对锥形瓶的内壁和外壁进行清洗，清洗面积大、清洗效果好。

具体地，该水囊式锥形瓶清洗刷的刷柄的外壁上套设有安装板，安装板的底部设置有限位台，限位台的内壁与刷柄的外壁通过螺纹连接，安装板上可拆卸地设置有若干连接杆，连接杆的底部铰链连接有刷板，刷板用于稳定、清洗锥形瓶的外壁。

限位台的内壁上可设置内螺纹/外螺纹，刷柄的外壁上可设置相匹配的外螺纹/内螺纹，通过螺纹连接，限位台能够可调地沿刷柄上下移动，进而改变安装板在刷柄上的位置，改变连接杆底端铰接的刷板的高度，使刷板更好地贴合在锥形瓶的外壁上。贴合在锥形瓶外壁上的刷板能够起到稳定锥形瓶的作用，同时，在锥形瓶旋转的过程中，静止的刷板能够清洗锥形瓶的外壁。

在部分实施例中，连接杆为可伸缩结构，其包括安装在安装板下表面的套筒，套筒内设置有容纳腔，容纳腔中设置有伸缩杆，伸缩杆的底端贯穿套筒的底端并延伸至套筒下方，伸缩杆的外壁与容纳腔的内壁通过螺纹连接。在调节好限位台的高度后，通过将伸缩杆旋入或旋出容纳腔，能够增长或缩短连接杆的整体长度，实现进一步微调，使得各刷板对锥形瓶的作用力大致相等。

本发明的又一个目的在于将上述清洗刷应用于锥形瓶清洗系统，该清洗系统采用内、外双筒式装配，在清洗过程中清洗刷静止，锥形瓶由内筒带动旋转，进而相对于清洗刷转动，实现锥形瓶内外壁面的浸泡式清洗的同时实现碱液循环，完成浸泡式流动清洗，显著地提高清洗效果。

在清洗系统的一个优选的实施例中，清洗系统包括清洗刷和清洗容器组件。其中，清洗刷采用前述任一种清洗刷，清洗刷安装于连接臂上，连接臂通过外部升降机构例如液压缸进行竖直和/或横向移动，进而调节清洗刷的高度以及其在锥形瓶上方的位置；

清洗组件采用内外双筒结构。具体地，清洗容器组件包括外筒，所述外筒的壁面中设置有排液腔，外筒的内壁上设置有溢流口，外筒的外壁上设置有排液管，所述溢流口、排液管均与排液腔连通；外筒内部设置有电机，所述电机的输出端上连接有驱动轴，所述驱动轴的顶端连接有用于放置锥形瓶的内筒，所述内筒的顶部设置有翻边，所述翻边放置在溢流口的底面上；所述内筒的底面上设置有固定机构，所述固定机构由氟橡胶制成，固定机构上设置有夹持腔，所述夹持腔用于稳定地夹持锥形瓶的外壁，确保内筒能够通过固定机构带动锥形瓶共同旋转。

清洗时，电机能够通过驱动轴带动内筒旋转，内筒旋转时，通过固定机构带动锥形瓶旋转，锥形瓶在旋转过程中受内壁上贴合的刷杆、外壁上贴合的刷板的作用，能够进一步保持稳定，同时由于清洗过程中刷柄保持静止，锥形瓶相对刷杆、刷板旋转时，其内外壁能够得到很好的清洗。清洗过程中，不断向内筒中通入清洗液体，多余的清洗液体通过内筒的翻边进入溢流口，流动至排液腔中储存，储存在排液腔中的清洗液体通过排液管流动至外筒外部，进入设置有水泵的循环系统重新进入至供液管中，流动至碱缸中储存，或是直接排出(清水)。此种浸泡、循环式清洗系统不仅清洗效率更高、清洗力度更强，而且能够实现碱液、清洗剂等清洗液体的循环利用，降低了清洗成本、减少了环境污染。

固定机构可以采用多种设置方式，例如采用发明人在先申请的发明《药物合成用锥形瓶的清洗机构、系统及方法》中的夹持件的方式。在本技术方案中，固定机构整体由氟橡胶制成，氟橡胶固定机构上设置有夹持腔，所述夹持腔顶部开口的截面积小于锥形瓶的底面积，更确切地说，夹持腔顶部开口的截面面积应当略小于锥形瓶设定的被夹持高度的横截面积，使得锥形瓶放入夹持腔后，夹持腔开口处产生一定形变后能够紧密地夹持锥形瓶的外壁。优选地，在一个或多个实施例中，开口处的氟橡胶内部设置有金属爪，进一步提高开口处的刚度，提高夹持力度。

本发明的还一个目的在于提供一种锥形瓶的清洗方法，其基于清洗刷和清洗系统，碱液依次通过供液管、供液柱、水囊、锥形瓶内、内筒、外筒、供液管形成循环流动，在循环流动过程中碱液溶解、冲洗掉锥形瓶内外表面的污染物，不仅清洗效率高、力度强、成本低，且不会对外部环境造成污染。

在清洗方法的一个优选的实施例中，采用前述的任一种锥形瓶清洗系统，该清洗方法包括以下步骤：

将待清洗的锥形瓶放入内筒中，通过固定机构稳定夹持锥形瓶；

将锥形瓶放入内筒后，撑开夹持腔的开口，放入锥形瓶后，开口在不受外力的作用下缩小，其侧面与锥形瓶的外壁贴合；

通过控制连接臂将清洗刷的刷杆放入锥形瓶内；

纵向和/或横向控制连接臂，以驱动清洗刷移动，将清洗刷的刷杆整体放入锥形瓶内；

调整限位台的高度和连接杆的长度，使得刷板与锥形瓶的外壁贴合；

通过供液管向锥形瓶内通入清洗液体，清洗液体使得水囊体积增大并保持该体积，体积增大的水囊推动刷杆贴附至锥形瓶的内壁；持续通入的清洗液体通过水囊上的通孔进入锥形瓶内部，再通过锥形瓶的瓶颈进入内筒内部，内筒内部的清洗液体经过溢流口、排液腔和排液管排出外筒；

清洗液体循环一段时间后，开启电机，电机的输出端通过驱动轴带动内筒旋转，旋转的内筒通过固定机构带动锥形瓶转动，在锥形瓶转动过程中，静止的刷板、刷杆分别清洗锥形瓶的外壁、内壁；

清洗完毕后，改变清洗液体的流动方向，锥形瓶中的清洗液体依次通过水囊、供液柱、供液管排出锥形瓶。

上述清洗液体可以为碱液、清水，在采用碱液清洗、循环、回收完毕后，采用清水重复上述步骤清洗。不同的是，清水清洗步骤中，清水无需循环，清水稀释后的碱液可储存在排液腔中集中排出，也可直接排出至清洗槽中。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例中清洗刷在收拢状态下的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中清洗刷在清洗状态下的结构示意图；

图3为本发明具体实施例中另一种清洗刷在清洗状态下的结构示意图；

图4为本发明具体实施例中供液柱的剖面示意图；

图5为本发明具体实施例中又一种清洗刷在收拢状态下的结构示意图；

图6为本发明具体实施例中连接杆的剖面示意图；

图7为本发明具体实施例中清洗系统的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-刷柄，2-刷杆，3-上部水囊，31-第一通孔，4-中部水囊，5-下部水囊，6-柔性刷毛部，7-供液管，8-定位槽，9-供液柱，91-第一供液区，92-喷液管，93-喷液孔，94-第二供液区，10-通液管，11-限位台，12-安装板，13-连接杆，131-套筒，132-伸缩杆，133-容纳腔，134-柔性连接部，14-刷板，15-内筒，16-外筒，17-翻边，18-排液管，19-电机，20-驱动轴，21-固定机构，22-通液孔，23-放置条，24-锥形瓶，25-连接臂。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

本发明的实施例和实施方式主要介绍了碱液、清水作为清洗液体的情况。本领域技术人员应当理解，其他的清洗液体例如市售的清洗剂、酸液等清洗液体同样适用于本发明的实施例和实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

【实施例1】

图1为本发明一个或多个实施例中的清洗刷在收拢状态下的结构示意图，该水囊式锥形瓶清洗刷包括刷柄1，刷柄1的内部设置有供液管7，刷柄1的底部铰链连接有至少两根刷杆2，所述刷柄1的底部还设置有与供液管7连通的供液柱9，供液柱9的外壁上设置有上部水囊3以及位于上部水囊3内部的喷液管92，所述上部水囊3上设置有若干第一通孔31；清洗状态下，清洗液体持续通过供液管7、供液柱9进入上部水囊3使得上部水囊3的体积增大并保持，上部水囊3的外壁推动刷杆2贴附至锥形瓶24的内壁。

供液管中的清洗液体，如碱液或清水，能够通过供液管进入至供液柱内，供液柱中的清洗液体通过喷液管喷射至上部水囊内部，上部水囊中清洗液体的增加导致上部水囊体积逐渐增大，当上部水囊的体积增大至预设体积时，上部水囊中的清洗液体通过撑开的第一通孔喷淋在锥形瓶的内壁上，确保上部水囊的体积和内部压力不会进一步增大。达到预设体积的上部水囊的外壁推动至少两根刷杆贴附在锥形瓶的内壁上，刷杆不仅能够从内部起到稳定锥形瓶的作用，还能够在锥形瓶旋转的过程中刷洗锥形瓶的内壁。在上述情况下，持续流动或循环流动的清洗液体始终不断通过供液管、供液柱、上部水囊进入至锥形瓶，上部水囊引入清洗液体的过程中确保刷杆始终贴附于锥形瓶的内壁，清洗刷进入如图2和图3所示的清洗状态。清洗结束后，改变清洗液体的方向，清洗液体依次通过上部水囊、供液柱、供液管排出，锥形瓶中的水流逐渐排空，排空过程中上部水囊体积减小，刷杆在失去上部水囊支撑后相互靠拢，清洗刷进入如图1所示的收拢状态，通过控制连接臂抬起，能够将刷杆从锥形瓶中取出。

上部水囊主要起到向锥形瓶内部喷淋清洗液体同时确保在预设体积下刷杆贴附于锥形瓶的内壁，不同于现有技术中直接利用气囊或气囊上的硬毛清洗锥形瓶内壁，刷杆能够提供受力更加均匀的贴合，对内壁的清洗面积更大，清洗效果更好；另外，上部水囊上的第一通孔使得上部水囊在达到预设体积，或者未达到预设体积但由于锥形瓶容积限制无法进一步增大时，清洗液体能够通过第一通孔进入锥形瓶内，上部水囊不存在会对锥形瓶产生过高压力甚至破裂、炸开的问题，从根源上排出了安全隐患；不仅如此，通过改变清洗液体的流动方向，在清洗完毕后，清洗液体还能够通过供液柱、供液管排出锥形瓶，进一步减少人为操作的同时便于清洗刷由清洗状态向收拢状态切换，提高了装置的便利性。

在部分实施例中，刷杆2面向上部水囊3的一侧还设置有定位槽8，定位槽8的宽度和深度可根据气囊的预设体积进行设置。定位槽8不仅能够有效避免刷杆2对上部水囊3表面的刮擦，还能够增大上部水囊3与刷杆2的接触面积，使得撑大后的上部水囊3的弧面能够更好地限位在定位槽8中，在锥形瓶旋转过程中避免刷杆相对于上部水囊3产生位移，提高清洗刷在清洗状态下的稳定性和可靠性。在一个或多个实施例中，定位槽8内设置有氟橡胶层，氟橡胶层被设置为弧形结构，所述弧形结构的弧度与上部水囊3在预设体积下位于定位槽8中的部分的弧度相匹配。

在部分实施例中，喷液管92的内径被设置为由内向外逐渐减小的结构。该结构使得大部分的清洗液体能够进入喷液管中，并在喷液管中被逐渐减小的内径加速，最终从喷液管92的出口喷射至上部水囊3的内表面，有助于上部水囊3撑起并保持整体球体或椭圆球体的结构，即使供液管7中水压出现波动或略有降低，上部水囊3仍然能够保持在预设体积，提高了刷杆2与锥形瓶24内壁贴合的稳定性。

在部分实施例中，所述刷杆的底部设置有柔性刷毛部6，所述柔性刷毛部6由氟橡胶制成，柔性刷毛部6上设置有若干第二刷毛。柔性刷毛部6在于锥形瓶24的拐角接触时能够产生一定的形变，进而更好地与锥形瓶拐角贴合，并利用其上的第二刷毛清洗锥形瓶的拐角，提高拐角处的清洗效果。

【实施例2】

在实施例1的基础上，如图1至图4所示，供液柱9的外壁上设置有至少一个中部水囊4，中部水囊4位于上部水囊3的下方，供液柱9上还设置有若干位于中部水囊4内部的喷液孔93，所述喷液孔93与供液柱9的内部连通。

中部水囊的预设体积被配置为：确保水囊与锥形瓶之间足够流动空间的前提下加快清洗液体流动速度。锥形瓶在旋转过程中，内部的水流趋向于形成漏斗状的涡流，当锥形瓶中的清洗液体填满锥形瓶中后，涡流消失，但越靠近锥形瓶中心的水流的流动速度越慢。通过设置中部水囊占据了原本漏斗状涡流的空间，一定程度上减小清洗液体的旋转流动的横截面积，提高清洗液体的流动速度，进而更加有效地利用流动的清洗液体溶解和冲洗锥形瓶内壁，显著地提高了清洗效果。

通过上述设置，中部水囊能够确保在清洗状态下水囊和锥形瓶内壁之间具有足够的供清洗液体流动的空间，进而显著地提高碱液对锥形瓶内壁污染物的溶解能力；同时，中部水囊能够减小清洗液体的旋转流动的横截面积，提高清洗液体的流动速度，进而更加有效地利用流动的清洗液体溶解和冲洗锥形瓶内壁，显著提高清洗效果。

在部分实施例中，如图2所示，中部水囊的个数为一个，中部水囊在撑大后整体为球体或椭圆球体结构。

在部分实施例中，如图3所示，中部水囊的个数为至少两个，中部水囊在撑大后整体呈圆柱体结构，且各中部水囊的直径从上至下逐渐增大，以更好地抵消漏斗状涡流中心流速缓慢的流体，进一步提高清洗液体的利用率。在一个或多个实施例中，相邻的两个中部水囊之间设置有通液管10，以提高清洗液体进入或排出中部水囊的速度。

【实施例3】

在上述实施例的基础上，如图1至图4所示，供液柱9的底部设置有下部水囊5，供液柱9中的清洗液体能够进入至下部水囊5以增大下部水囊5的体积，所述下部水囊5的外表面上设置有若干第一刷毛。

供液柱底部设置出液孔，出液孔连通第二供液区和下部水囊内部，使得部分清洗液体能够通过出液孔进入下部水囊并使得下部水囊体积增大至预设体积。体积增大的下部水囊能够利用其表面的第一刷毛清洗锥形瓶的底面，使得清洗刷的清洗面积进一步增大，实现内壁的全覆盖。

【实施例4】

在上述实施例的基础上，如图4所示，供液柱9的内部包括第一供液区91和第二供液区94，第一供液区91的直径大于第二供液区94的直径，其中，所述第一供液区91与喷液管92连通，所述第二供液区94与喷液孔93连通。

该设计根据上部水囊、中部水囊的主要用途合理地分配了供液柱的水流量和水压，进一步提高了上部、中部水囊的作用。优选地，第一供液区的直径为第二供液区的直径的1.5～2.5倍。优选地，喷液管的最小内径为喷液孔直径的1.2～1.8倍。

【实施例5】

在上述实施例的基础上，如图5所示，清洗刷还包括外壁清洗机构，具体地，刷柄1的外壁上套设有安装板12，安装板12的底部设置有限位台11，限位台11的内壁与刷柄1的外壁通过螺纹连接，安装板12上可拆卸地设置有若干连接杆13，连接杆13的底部铰链连接有刷板14，所述刷板14用于稳定、清洗锥形瓶24的外壁。

限位台的内壁上可设置内螺纹/外螺纹，刷柄的外壁上可设置相匹配的外螺纹/内螺纹，通过螺纹连接，限位台能够可调地沿刷柄上下移动，进而改变安装板在刷柄上的位置，改变连接杆底端铰接的刷板的高度，使刷板更好地贴合在锥形瓶的外壁上。贴合在锥形瓶外壁上的刷板能够起到稳定锥形瓶的作用，同时，在锥形瓶旋转的过程中，静止的刷板能够清洗锥形瓶的外壁。

在部分实施例中，如图6所示，所述连接杆13包括安装在安装板12下表面的套筒131，套筒131内设置有容纳腔133，所述容纳腔133中设置有伸缩杆132，伸缩杆132的底端贯穿套筒131的底端并延伸至套筒131下方，伸缩杆132的外壁与容纳腔133的内壁通过螺纹连接。

在调节好限位台的高度后，通过将伸缩杆旋入或旋出容纳腔，能够增长或缩短连接杆的整体长度，实现进一步微调，使得各刷板对锥形瓶的作用力大致相等。

在部分实施例中，如图6所示，套筒131上设置有柔性连接部134，柔性连接部134采用氟橡胶制成，其能够在锥形瓶旋转受力不均时，产生一定的形变，卸除不均匀受力后复位，使得锥形瓶整体受力大致均匀，进而提高锥形瓶旋转过程中的稳定性。

在部分实施例中，安装板12为圆环结构，连接杆13沿安装板的周向均匀分布。

【实施例6】

如图7所示，一种锥形瓶清洗系统，包括清洗刷和清洗容器组件，清洗刷采用前述实施例中任一种清洗刷，清洗刷安装于连接臂25上，连接臂25通过外部升降机构例如液压缸进行竖直和/或横向移动，进而调节清洗刷的高度以及其在锥形瓶24上方的位置；

清洗组件采用内外双筒结构。清洗容器组件包括外筒16，外筒16的壁面中设置有排液腔，外筒16的内壁上设置有溢流口，外筒16的外壁上设置有排液管18，溢流口、排液管18均与排液腔连通；外筒16内部设置有电机19，电机19的输出端上连接有驱动轴20，驱动轴20的顶端连接有用于放置锥形瓶24的内筒15，内筒15的顶部设置有翻边17，翻边17放置在溢流口的底面上；内筒15的底面上设置有固定机构21，固定机构21由氟橡胶制成，固定机构21上设置有夹持腔，夹持腔用于稳定地夹持锥形瓶24的外壁，确保内筒15能够通过固定机构21带动锥形瓶24共同旋转。

清洗时，电机能够通过驱动轴带动内筒旋转，内筒旋转时，通过固定机构带动锥形瓶旋转，锥形瓶在旋转过程中受内壁上贴合的刷杆、外壁上贴合的刷板的作用，能够进一步保持稳定，同时由于清洗过程中刷柄保持静止，锥形瓶相对刷杆、刷板旋转时，其内外壁能够得到很好的清洗。清洗过程中，不断向内筒中通入清洗液体，多余的清洗液体通过内筒的翻边进入溢流口，流动至排液腔中储存，储存在排液腔中的清洗液体通过排液管流动至外筒外部，进入设置有水泵的循环系统重新进入至供液管中，流动至碱缸中储存，或是直接排出(清水)。此种浸泡、循环式清洗系统不仅清洗效率更高、清洗力度更强，而且能够实现碱液、清洗剂等清洗液体的循环利用，降低了清洗成本、减少了环境污染。

在部分实施例中，如图7所示，夹持腔的底面上设置有若干放置条23，夹持腔上还设置有若干通液孔22，所述通液孔22连通夹持腔和内筒15内部。当锥形瓶24放入夹持腔后，放置条23使得锥形瓶24的底面和夹持腔的底面之间保持间隙，在锥形瓶24旋转过程中，内筒16中的清洗液体不断通过通液孔22进入夹持腔，流动的清洗液体能够有效地清洗锥形瓶24的外壁。由此可见，该结构不仅能够有效地夹持锥形瓶24，保护锥形瓶24的拐角处不受损坏，而且还能够确保足够大的清洗液体接触面积，提高锥形瓶24外壁的清洗效果。

在部分实施例中，夹持腔的内部结构与锥形瓶24被夹持区域的结构相匹配。

在部分实施例中，夹持腔为矩形结构，锥形瓶24的外壁与夹持腔的内壁之间存在供清洗液体流动的间隙。

【实施例7】

一种锥形瓶清洗方法，采用前述任一种锥形瓶清洗系统清洗锥形瓶，方法包括以下步骤：

将待清洗的锥形瓶24放入内筒15中，通过固定机构21稳定夹持锥形瓶24；

通过控制连接臂25将清洗刷的刷杆2放入锥形瓶24内；

调整限位台11的高度和连接杆13的长度，使得刷板14与锥形瓶24的外壁贴合；

通过供液管7向锥形瓶24内通入清洗液体，清洗液体使得水囊体积增大并保持该体积，体积增大的水囊推动刷杆2贴附至锥形瓶24的内壁；持续通入的清洗液体通过水囊上的通孔进入锥形瓶24内部，再通过锥形瓶24的瓶颈进入内筒15内部，内筒15内部的清洗液体经过溢流口、排液腔和排液管18排出外筒16；

清洗液体循环一段时间后，开启电机19，电机19的输出端通过驱动轴20带动内筒15旋转，旋转的内筒15通过固定机构21带动锥形瓶24转动，在锥形瓶24转动过程中，静止的刷板14、刷杆2分别清洗锥形瓶24的外壁、内壁；

清洗完毕后，改变清洗液体的流动方向，锥形瓶24中的清洗液体依次通过水囊、供液柱9、供液管7排出锥形瓶24。

上述清洗液体可以为碱液、清水，在采用碱液清洗、循环、回收完毕后，采用清水重复上述步骤清洗。不同的是，清水清洗步骤中，清水无需循环，清水稀释后的碱液可储存在排液腔中集中排出，也可直接排出至清洗槽中。

本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一供液区、第二供液区)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.水囊式锥形瓶清洗刷，包括刷柄（1），所述刷柄（1）的内部设置有供液管（7），刷柄（1）的底部铰链连接有至少两根刷杆（2），其特征在于，所述刷柄（1）的底部还设置有与供液管（7）连通的供液柱（9），所述供液柱（9）的外壁上设置有上部水囊（3）以及位于上部水囊（3）内部的喷液管（92），所述上部水囊（3）上设置有若干第一通孔（31）；清洗状态下，清洗液体持续通过供液管（7）、供液柱（9）进入上部水囊（3）使得上部水囊（3）的体积增大并保持，上部水囊（3）的外壁推动刷杆（2）贴附至锥形瓶（24）的内壁；所述供液柱（9）的外壁上设置有至少一个中部水囊（4），所述中部水囊（4）位于上部水囊（3）的下方，供液柱（9）上还设置有若干位于中部水囊（4）内部的喷液孔（93），所述喷液孔（93）与供液柱（9）的内部连通；所述刷柄（1）的外壁上套设有安装板（12），所述安装板（12）的底部设置有限位台（11），所述限位台（11）的内壁与刷柄（1）的外壁通过螺纹连接，安装板（12）上可拆卸地设置有若干连接杆（13），所述连接杆（13）的底部铰链连接有刷板（14），所述刷板（14）用于稳定、清洗锥形瓶（24）的外壁。

2.根据权利要求1所述的清洗刷，其特征在于，所述供液柱（9）的内部包括第一供液区（91）和第二供液区（94），所述第一供液区（91）的直径大于第二供液区（94）的直径，其中，所述第一供液区（91）与喷液管（92）连通，所述第二供液区（94）与喷液孔（93）连通。

3.根据权利要求1或2所述的清洗刷，其特征在于，所述供液柱（9）的底部设置有下部水囊（5），供液柱（9）中的清洗液体能够进入至下部水囊（5）以增大下部水囊（5）的体积，所述下部水囊（5）的外表面上设置有若干第一刷毛。

4.根据权利要求1所述的清洗刷，其特征在于，所述连接杆（13）包括安装在安装板（12）下表面的套筒（131），所述套筒（131）内设置有容纳腔（133），所述容纳腔（133）中设置有伸缩杆（132），所述伸缩杆（132）的底端贯穿套筒（131）的底端并延伸至套筒（131）下方，伸缩杆（132）的外壁与容纳腔（133）的内壁通过螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的清洗刷，其特征在于，所述刷杆（2）的底部设置有柔性刷毛部（6），所述柔性刷毛部（6）由氟橡胶制成，柔性刷毛部（6）上设置有若干第二刷毛。

6.一种锥形瓶清洗系统，包括清洗刷和清洗容器组件，其特征在于，所述清洗刷采用权利要求1~5中任一项所述的清洗刷，所述清洗刷安装于连接臂（25）上，所述连接臂（25）能够调节清洗刷的高度；

所述清洗容器组件包括外筒（16），所述外筒（16）的壁面中设置有排液腔，外筒（16）的内壁上设置有溢流口，外筒（16）的外壁上设置有排液管（18），所述溢流口、排液管（18）均与排液腔连通；外筒（16）内部设置有电机（19），所述电机（19）的输出端上连接有驱动轴（20），所述驱动轴（20）的顶端连接有用于放置锥形瓶（24）的内筒（15），所述内筒（15）的顶部设置有翻边（17），所述翻边（17）放置在溢流口的底面上；所述内筒（15）的底面上设置有固定机构（21），所述固定机构（21）由氟橡胶制成，固定机构（21）上设置有夹持腔，所述夹持腔用于稳定地夹持锥形瓶（24）的外壁，确保内筒（15）能够通过固定机构（21）带动锥形瓶（24）共同旋转。

7.根据权利要求6所述的清洗系统，其特征在于，所述夹持腔的底面上设置有若干放置条（23），夹持腔上还设置有若干通液孔（22），所述通液孔（22）连通夹持腔和内筒（15）内部。

8.一种锥形瓶清洗方法，其特征在于，采用权利要求6或7中所述的锥形瓶清洗系统，所述方法包括以下步骤：

将待清洗的锥形瓶（24）放入内筒（15）中，通过固定机构（21）稳定夹持锥形瓶（24）；

通过控制连接臂（25）将清洗刷的刷杆（2）放入锥形瓶（24）内；

调整限位台（11）的高度和连接杆（13）的长度，使得刷板（14）与锥形瓶（24）的外壁贴合；

通过供液管（7）向锥形瓶（24）内通入清洗液体，清洗液体使得水囊体积增大并保持该体积，体积增大的水囊推动刷杆（2）贴附至锥形瓶（24）的内壁；持续通入的清洗液体通过水囊上的通孔进入锥形瓶（24）内部，再通过锥形瓶（24）的瓶颈进入内筒（15）内部，内筒（15）内部的清洗液体经过溢流口、排液腔和排液管（18）排出外筒（16）；

清洗液体循环一段时间后，开启电机（19），电机（19）的输出端通过驱动轴（20）带动内筒（15）旋转，旋转的内筒（15）通过固定机构（21）带动锥形瓶（24）转动，在锥形瓶（24）转动过程中，静止的刷板（14）、刷杆（2）分别清洗锥形瓶（24）的外壁、内壁；

清洗完毕后，改变清洗液体的流动方向，锥形瓶（24）中的清洗液体依次通过水囊、供液柱（9）、供液管（7）排出锥形瓶（24）。

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