CN112058141B - 实验室搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室搅拌器，包括：搅拌轴，连接有用于驱动搅拌轴变速转动的伺服电机；转盘，设置在所述搅拌轴末端；浮动件，滑动套设在所述搅拌轴上，所述浮动件设置有导向面，所述导向面自上而下向所述浮动件中心收缩。本方案通过伺服电机驱动转盘变速旋转，带动非牛顿流体沿旋转方向作圆周运动，由于非牛顿流体的粘弹性，浮动件和转盘之间具有法向应力，产生二次流旋涡，法向应力产生的向上推力、流体的浮力和浮动件自身的重力所形成的合力，带动浮动件沿搅拌轴上下移动，二次流旋涡随之上下移动，与圆周运动共同作用，提升混合效果，提高搅拌效率，涉及配件少，优化结构，节约成本。

Description

实验室搅拌器

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，特别涉及一种实验室搅拌器。

背景技术

搅拌器是实验室常用的设备之一，实现物料混合，主要用于制备溶液、悬浊液和乳浊液，防止物料沉淀等。目前最常使用的是磁力搅拌器和桨式搅拌器，磁力搅拌器噪音小，使用灵活方便，桨式搅拌器结构简单、搅拌动力较强，但当需要搅拌高粘弹性的非牛顿流体时，随着粉料不断加入，流体粘度增大，加入过程中夹杂的空气进入流体，容易形成气泡，对流体混合均匀性有负面影响，若采用磁力搅拌器，磁子搅拌动力不足，搅拌效率较低，物料难以混合均匀，混合效果较差，若采用桨式搅拌器，能够通过增大桨叶直径或增加桨叶个数，提高搅拌力，但增大桨叶直径同时会增大形体阻力，功率消耗大大增加，采用多个桨叶则会使得装置结构复杂化，使用成本增加。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种实验室搅拌器，能够提高搅拌效率，混合均匀，结构优化，节约使用成本。

根据本发明实施例的实验室搅拌器，包括搅拌轴，连接有用于驱动所述搅拌轴变速转动的伺服电机；转盘，设置在所述搅拌轴末端；浮动件，滑动套设在所述搅拌轴上，所述浮动件设置有导向面，所述导向面自上而下向所述浮动件的中心收缩。

根据本发明实施例的实验室搅拌器，至少具有如下技术效果：在搅拌轴的传动下，通过伺服电机驱动转盘变速旋转，带动非牛顿流体沿旋转方向作圆周运动，由于非牛顿流体的粘弹性，浮动件和转盘之间具有法向应力，产生二次流旋涡，法向应力产生的向上推力、流体的浮力和浮动件自身的重力所形成的合力，带动浮动件沿搅拌轴上下移动，二次流旋涡随之上下移动，与圆周运动共同作用，提升混合效果，提高搅拌效率，涉及配件少，优化结构，节约成本。

根据本发明的一些实施例，所述转盘贯穿设置有多个集气孔。由于二次流旋涡的作用，转盘周边区域的压力小于转盘中部区域的压力，通过设置多个集气孔，转盘下方的气泡运动至转盘上表面，在二次流旋涡作用下，气泡进一步上升、排出。

根据本发明的一些实施例，所述导向面上设置有多个排气通槽，所述排气通槽沿所述浮动件的高度方向设置。排气通槽起导引作用，在二次流旋涡作用下，运动至转盘上表面的气泡沿排气通槽继续上升，最终排放到空气中，实现有效排气。

根据本发明的一些实施例，所述伺服电机与所述搅拌轴之间连接有锁紧套，所述锁紧套与所述搅拌轴螺纹连接。通过锁紧套紧固连接伺服电机和搅拌轴，保证传动可靠，螺纹连接便于拆装、更换。

根据本发明的一些实施例，所述伺服电机连接有控制器，所述控制器上设置有调速旋钮。通过调速旋钮调节伺服电机转速，操作简单便捷。

根据本发明的一些实施例，还包括固定板，所述固定板穿设有若干连接孔，所述伺服电机顶部设置有连接板，所述连接孔中穿设有螺栓，所述螺栓与所述连接板连接。通过螺栓紧固连接伺服电机和固定板，可靠安装搅拌器，螺栓与不同的连接孔连接，能够调节搅拌器水平方向上的安装位置，使用灵活，拆装便捷。

根据本发明的一些实施例，所述固定板两端设置有支架，所述支架底部设置有底板，所述底板上设置有载物杯。通过支架支撑固定板，保证搅拌器安装可靠，载物杯放置在底板上，底板与支架连接，便于载物杯与搅拌轴对应定位放置。

根据本发明的一些实施例，所述支架穿设有若干调节孔，所述调节孔中穿设有调节插销，所述调节插销与所述固定板底面抵接。通过调节插销与不同调节孔配合，能够调节固定板的安装高度，从而适应不同高度的载物杯。

根据本发明的一些实施例，所述支架与所述底板之间设置有固定垫板。支架通过固定垫板定位安装在底板上，定位连接可靠。

根据本发明的一些实施例，所述支架底端两侧设置有加强筋板。由于支架与底板连接处形成悬臂结构，所受应力较大，容易歪斜、断裂，采用加强筋板加固支架与底板的连接处，保证结构稳固可靠。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例一的实验室搅拌器的结构示意图；

图2是图1中所示的转盘的结构示意图；

图3是图1中所示的转盘的另一种结构示意图；

图4是图1中所示的浮动件的结构示意图；

图5是图1中所示的载物杯内的流体运动示意图；

图6是根据本发明实施例二的浮动件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例三的浮动件的结构示意图；

图8是根据本发明实施例四的浮动件的结构示意图；

图9是根据本发明实施例五的浮动件的结构示意图；

图10是根据本发明实施例六的浮动件的结构示意图。

附图标记：

搅拌轴100、伺服电机110、锁紧套120、连接板130、

转盘200、集气孔210、

浮动件300、导向面310、尖头311、排气通槽320、

固定板400、连接孔401、螺栓402、紧固螺母403、支架410、调节孔411、调节插销412、底板420、固定垫板430、加强筋板431、载物杯440、

控制器500、调速旋钮510。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1所示，根据本发明实施例一的实验室搅拌器，包括搅拌轴100，搅拌轴100连接有驱动搅拌轴100变速转动的伺服电机110，搅拌轴100末端设置有转盘200，搅拌轴100上滑动套设有浮动件300，浮动件300设置有导向面310，导向面310自上而下向浮动件300的中心收缩。

具体地，伺服电机110通过搅拌轴100控制转盘200变速转动，采用周期性边转速驱动，转盘200设置为圆盘，搅拌轴100与圆盘的圆心所在位置连接，转盘200的圆心处设置有内螺纹盲孔，搅拌轴100末端具有外螺纹，搅拌轴100与转盘200螺纹连接。进一步地，伺服电机110与搅拌轴100之间连接有锁紧套120，锁紧套120和搅拌轴100螺纹连接，保证传动可靠，便于拆装、更换。

进一步地，伺服电机110连接有控制器500，控制器500上设置有调速旋钮510，通过调速旋钮510调节伺服电机110转速，操作简单便捷。

在本发明的一些具体实施例中，还包括固定板400，固定板400穿设有若干连接孔401，伺服电机110顶部设置有连接板130，连接孔401中穿设有螺栓402，螺栓402与连接板130连接，螺栓402上套设有紧固螺母403。

进一步地，固定板400两端设置有支架410，支架410底部设置有底板420，支架410与底板420之间设置有固定垫板430，支架410底部两侧设置有加强筋板431，加强筋班与固定垫板430连接，底板420上设置有载物杯440，更进一步地，支架410穿设有若干调节孔411，调节孔411中穿设有调节插销412，调节插销412与固定板400的底面抵接。

可以理解的是，固定板400和支架410用于安装伺服电机110和搅拌轴100，底板420用于放置载物杯440，安装后，搅拌轴100的下部伸入载物杯440中进行搅拌，便于载物杯440与搅拌轴100对应定位放置，由于支架410与底板420连接处形成悬臂结构，所受应力较大，容易歪斜、断裂，通过截面呈三角形的加强筋板431设置在支架410与底板420的连接处，加固连接，保证结构稳固可靠，通过调节螺栓402与不同连接孔401连接，能够调节搅拌器水平方向上的安装位置，使用灵活，拆装便捷，调节插销412与不同调节孔411配合，能够调节固定板400的安装高度，从而适应不同高度的载物杯440。

如图2和图3所示，在本发明的一些具体实施例中，转盘200上穿设有多个集气孔210，由于转盘200设置为圆盘，集气孔210在转盘200表面上周向分布，例如，如图2所示，转盘200自外沿向中心，集气孔210的分布密度逐渐减小，在转盘200表面上以外密内疏的方式排布，如图3所示，转盘200自外沿向中心，集气孔210的分布密度逐渐增加，在转盘200表面上以外疏内密的方式排布。

如图4所示，在本发明的一些具体实施例中，导向面310上设置有多个排气通槽320，排气通槽320沿浮动件300的高度方向设置。

具体地，浮动件300呈倒锥形，顶部设置为圆形平面，导向面310为锥面，搅拌轴100贯穿安装在浮动件300的中心轴位置，排气通槽320均匀分布在导向面310上，且排气通槽320设置为直槽，排气通槽320沿自浮动件300顶面至导向面310底端的方向设置。

进一步地，浮动件300具有多种设计方式，如图6所示，浮动件300的导向面310上设置有尖头311，尖头311设置在相邻的排气通槽320之间，且尖端朝下，如图7所示，导向面310上的排气通槽320可以设置为弧形槽，如图8所示，浮动件300呈酒杯的杯体状，导向面310上部的收缩幅度较小，下部收缩幅度较大，如图9所示，浮动件300呈倒置的圆台状，且排气通槽320设置为弧形槽，如图10所示，浮动件300的上部为柱状，下部为倒置的圆台状，柱状部分的底面和圆台状部分的顶面接合，同时，排气通槽320设置为弧形槽。

可以理解的是，如图5所示，伺服电机110驱动转盘200变速转动，使得圆盘转速忽快忽慢，带动非牛顿流体沿旋转方向作圆周运动，由于非牛顿流体的粘弹性，浮动件300和转盘200之间具有法向应力，在法向应力的定向输运作用下，转盘200和浮动件300之间产生垂直于圆周运动的大尺度二次流旋涡，转盘200和浮动件300之间存在转速差，浮动件300受法向应力产生的向上推力、流体的浮力和浮动件300自身的重力所形成的合力，当转盘200转速提高时，合力推动浮动件300沿搅拌轴100向上运动，当转盘200转速降低时，合力向下，使得浮动件300沿搅拌轴100向下运动，由于浮动件300的上下运动，导致二次流旋涡随之上下移动，旋涡中心位置不断变化，产生混沌混合作用，提高搅拌效率，改善混合效果。同时，二次流旋涡使得转盘200周边区域的压力小于转盘200中部区域的压力，转盘200下方的气泡在转盘200外围的低压区域溢出，沿集气孔210运动至转盘200上表面，在二次流旋涡的作用下，继续上行，沿排气通槽320运动，最后排放到空气中，有效实现排气。搅拌器结构优化设置，涉及的配件数量少，节约成本。

下面参考图1至图10以具体实施例详细描述根据本发明实施例的实验室搅拌器。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

实施例一

如图1至图5所示，根据本发明实施例一的实验室搅拌器，包括水平安装的固定板400、与固定板400两端连接的支架410，以及设置在支架410底部的底板420，支架410与底板420之间设置有固定垫板430，支架410底部两侧设置有加强筋板431，底板420上放置有载物杯440，支架410穿设有若干调节孔411，调节孔411贯穿有调节插销412，调节插销412与固定板400的底面抵接。

固定板400连接有伺服电机110，固定板400穿设有多个连接孔401，连接孔401中贯穿有螺栓402，伺服电机110顶部设置有连接板130，螺栓402与连接板130连接，螺栓402上套设有紧固螺母403，伺服电机110通过锁紧套120螺纹连接有搅拌轴100，搅拌轴100末端螺纹连接有转盘200，转盘200设置为圆盘，转盘200穿设有多个集气孔210，集气孔210在转盘200表面上周向分布，且分布密度自转盘200外沿至中心逐步降低，搅拌轴100上滑动套设有浮动件300，浮动件300外壁设置有导向面310，导向面310自上而下向浮动件300中心收缩，浮动件300呈倒置圆锥状，顶部为平面，导向面310为锥面，导向面310上均布设置有多个排气通槽320，排气通槽320沿浮动件300高度方向设置，且设置为直槽。

实施例二

如图6所示，相比实施例一，浮动件300的导向面310上设置有尖头311，尖头311设置在相邻的排气通槽320之间，且尖端朝下，搅拌时，尖头311能够辅助搅拌，进一步改善混合效果。

实施例三

如图7所示，相比实施例一，导向面310上的排气通槽320设置为弧形槽。

实施例四

如图8所示，相比实施例一，浮动件300呈酒杯的杯体状，导向面310上部的收缩幅度较小，下部收缩幅度较大。

实施例五

如图9所示，浮动件300呈倒置的圆台状，且排气通槽320设置为弧形槽。

实施例六

如图10所示，浮动件300的上部为柱状，下部为倒置的圆台状，柱状部分的底面和圆台状部分的顶面接合，同时，排气通槽320设置为弧形槽。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种实验室搅拌器，其特征在于，包括：

搅拌轴，连接有用于驱动所述搅拌轴变速转动的伺服电机；

转盘，设置在所述搅拌轴末端；

浮动件，滑动套设在所述搅拌轴上，所述浮动件设置有导向面，所述导向面自上而下向所述浮动件的中心收缩；

所述转盘贯穿设置有多个集气孔，所述转盘设置为圆盘，所述集气孔在所述转盘表面上周向分布，自所述转盘外沿向中心，所述集气孔的分布密度逐渐减小或逐渐增加；

所述导向面上设置有多个排气通槽，所述排气通槽沿所述浮动件的高度方向设置。

2.根据权利要求1所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述伺服电机与所述搅拌轴之间连接有锁紧套，所述锁紧套与所述搅拌轴螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述伺服电机连接有控制器，所述控制器上设置有调速旋钮。

4.根据权利要求1所述的实验室搅拌器，其特征在于：还包括固定板，所述固定板穿设有若干连接孔，所述伺服电机顶部设置有连接板，所述连接孔中穿设有螺栓，所述螺栓与所述连接板连接。

5.根据权利要求4所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述固定板两端设置有支架，所述支架底部设置有底板，所述底板上设置有载物杯。

6.根据权利要求5所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述支架穿设有若干调节孔，所述调节孔中穿设有调节插销，所述调节插销与所述固定板底面抵接。

7.根据权利要求5所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述支架与所述底板之间设置有固定垫板。

8.根据权利要求5所述的实验室搅拌器，其特征在于：所述支架底端两侧设置有加强筋板。

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