CN113117764A - 一种化学实验用安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学实验用安全保护装置，包括：实验台；防护罩升降机构，安装于所述实验台的顶部；可调节支架组件，数量为两个，分别安装于所述实验台的顶端后侧左右两端；自动倾倒机构，固定安装于位于左侧的可调节支架组件的顶部；玻璃棒夹具，固定安装于位于右侧的可调节支架组件的顶部；烧杯，放置于所述实验台的顶端中间位置。该化学实验用安全保护装置可以控制防护罩上下移动，从而实现防护罩的开启和关闭，操作简单，可将实验过程中迸溅的试验药剂进行阻拦，安全性极高，并且可以实现自动将试验药剂进行倾倒，同时可以快速的调节小烧杯和玻璃棒的位置和角度，从而保证小烧杯中的实验药剂可以准确的倾倒于玻璃棒的外壁。

Description

一种化学实验用安全保护装置

技术领域

本发明涉及化学实验仪器技术领域，具体为一种化学实验用安全保护装置。

背景技术

化学是自然科学的一种，在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律；创造新物质的科学，世界由物质组成，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志，化学中存在着化学变化和物理变化两种变化形式，化学是以实验为基础，在实验中观察现象，总结实验数据，由此可知，实验对化学学科的发展尤为重要，在化学实验的探索中，经常会发生一些不可预见的剧烈反应，例如发生腐蚀性液体迸溅，亦或者产生有毒气体等，对实验人员造成伤害；

现有的化学实验保护装置，大多采用固定的防护玻璃罩，并在玻璃罩的前侧开设两个孔，从而便于操作人员将手深入防护玻璃罩中操作实验仪器，这种方案难于更换防护玻璃罩中的实验器材或是仪器，另一种方案则采用在防护玻璃罩前侧设置有可旋转的玻璃门，并用卡扣的方式将将玻璃门进行卡接，操作复杂，由于实验环境的要求，无法使用橡胶密封条，导致玻璃门密封困难，此外，每次实验需要添加的试验药剂化学性质不同，所需要的电控的滴定管等设备也均不同，酸性溶剂不能使用带有橡胶类溶于酸的材料的滴定管，碱性溶剂则可使毛玻璃表面软化，导致毛玻璃之间粘连，目前还没有有效的酸碱通用的电控滴定管，致使实验药剂的添加需要操作人员必须手动操作，在实验反应过程不确定的实验中，危险性极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学实验用安全保护装置，以至少解决现有技术防护玻璃罩开启困难、实验药剂的添加需要操作人员必须手动操作的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种化学实验用安全保护装置，包括：实验台；防护罩升降机构，安装于所述实验台的顶部；可调节支架组件，数量为两个，分别安装于所述实验台的顶端后侧左右两端；自动倾倒机构，固定安装于位于左侧的可调节支架组件的顶部；玻璃棒夹具，固定安装于位于右侧的可调节支架组件的顶部；烧杯，放置于所述实验台的顶端中间位置；玻璃棒，固定安装于所述玻璃棒夹具的内壁，所述玻璃棒的底端与烧杯的内壁底端接触，且所述玻璃棒的侧壁不与烧杯的顶端接触；PLC控制器，安装于所述实验台的前侧右上角，且所述防护罩升降机构与自动倾倒机构均与PLC控制器电性连接。

优选的，所述防护罩升降机构包括：电机，固定安装于所述实验台的左侧顶部，且与所述PLC控制器电性连接；双头蜗杆，左右两端分别可旋转的安装于所述实验台的内腔左右两侧，所述双头蜗杆的两端螺纹方向相反，且所述双头蜗杆的左端与电机的输出端固定连接；蜗轮，数量为两个，分别可旋转的安装于所述实验台的内腔底部左右两端，且两个所述蜗轮与双头蜗杆的左右两端相适配啮合；螺杆，数量为两个，分别固定安装于两个所述蜗轮的顶端，且两个所述螺杆的螺纹方向相反；导向杆，固定安装于所述实验台的顶端四角；升降座，数量为两个，两个所述升降座的底部前后两端分别可滑动安装于四个导向杆的外壁，且两个所述螺杆的顶端与两个升降座的底部中间位置螺接；防护罩，左右两侧固定安装于两个所述升降座的内侧。

优选的，所述防护罩的材质为玻璃。

优选的，所述可调节支架组件包括：底座，两个所述可调节支架组件的底座分别安装于所述实验台的顶端后侧左右两端；支杆，固定安装于所述底座的顶端中间位置；固定套，可上下滑动的套装于所述支杆的外壁，且所述固定套的后侧中间位置开设有凹槽；按压手柄，通过销轴连接于所述固定套的后侧中部，与所述固定套的凹槽插接，所述按压手柄与所述支杆卡接；弹簧，一端卡接于所述固定套的后侧底端，且另一端卡接于所述按压手柄的前侧底端；第一连杆，一端可旋转的安装于所述固定套的顶端；第二连杆，一端可旋转的安装于所述第一连杆的另一端，所述自动倾倒机构固定安装于位于左侧的可调节支架组件的第二连杆的另一端，且所述玻璃棒夹具固定安装于位于右侧的可调节支架组件的第二连杆的另一端。

优选的，所述支杆的后侧壁从上至下等距的设置有若干个齿槽，所述按压手柄的前侧设置有齿牙，且所述按压手柄与所述支杆卡接。

优选的，所述自动倾倒机构包括：安装座，固定安装于位于左侧的可调节支架组件的第二连杆的另一端；舵机，固定安装于所述安装座的后侧，且与所述PLC控制器电性连接；转盘，可旋转的安装于所述安装座的前侧，且与所述舵机的输出端固定连接；连接杆，固定安装于所述转盘的前侧左端；小烧杯，固定安装于所述连接杆的前端。

优选的，所述小烧杯的顶端右侧开设有倾倒口，且所述倾倒口与转盘的回转中心位置相对应。

优选的，所述小烧杯的倾倒口位于与玻璃棒的上方。

优选的，所述烧杯的材质为玻璃。

本发明提出的一种化学实验用安全保护装置，有益效果在于：

1、本发明通过PLC控制器驱动电机的输出端带动双头蜗杆旋转，在双头蜗杆和蜗轮的啮合作用下带动两个螺杆反向旋转，在螺纹驱动力的作用下两个升降座可以带动防护罩上下移动，从而实现防护罩的开启和关闭，操作简单，并且防护罩一体成型，可将实验过程中迸溅的试验药剂进行阻拦，安全性极高。

2、本发明通过PLC控制器驱动舵机带动旋转盘旋转，在连接杆的连接作用下，使小烧杯旋转并将小烧杯中的试验药剂倾倒于玻璃棒的侧壁，玻璃棒起到导流的作用，防止试验药剂飞溅，按动按压手柄，旋转第一连杆和第二连杆，可以快速的调节小烧杯和玻璃棒的位置和角度，从而保证小烧杯中的实验药剂可以准确的倾倒于玻璃棒的外壁。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主视图；

图3为A处放大图；

图4为本发明右视图；

图5为本发明俯视图；

图6为防护罩升降机构右视剖面图；

图7为防护罩升降机构主视剖面图；

图8为可调节支架组件结构示意图；

图9为可调节支架组件右视剖面图；

图10为自动倾倒机构结构示意图。

图中：2、实验台，3、防护罩升降机构，31、电机，32、双头蜗杆，33、蜗轮，34、螺杆，35、导向杆，36、升降座，37、防护罩，4、可调节支架组件，41、底座，42、支杆，43、固定套，44、按压手柄，45、弹簧，46、第一连杆，47、第二连杆，5、自动倾倒机构，51、安装座，52、舵机，53、转盘，54、连接杆，55、小烧杯，6、玻璃棒夹具，7、玻璃棒，8、烧杯，9、PLC控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种化学实验用安全保护装置，包括：实验台2、防护罩升降机构3、可调节支架组件4、自动倾倒机构5、玻璃棒夹具6、玻璃棒7、烧杯8和PLC控制器9，防护罩升降机构3安装于实验台2的顶部，可调节支架组件4数量为两个，分别安装于实验台2的顶端后侧左右两端，自动倾倒机构5固定安装于位于左侧的可调节支架组件4的顶部，玻璃棒夹具6固定安装于位于右侧的可调节支架组件4的顶部，烧杯8放置于实验台2的顶端中间位置，玻璃棒7固定安装于玻璃棒夹具6的内壁，玻璃棒7的底端与烧杯8的内壁底端接触，且玻璃棒7的侧壁不与烧杯8的顶端接触，玻璃棒7起到导流的作用，从而使试验药剂可以倾倒于玻璃棒7的外壁，从而防止试验药剂的飞溅，PLC控制器9安装于实验台2的前侧右上角，且防护罩升降机构3与自动倾倒机构5均与PLC控制器9电性连接，PLC控制器9由内部CPU，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

作为优选方案，更进一步的，防护罩升降机构3包括：电机31、双头蜗杆32、蜗轮33、螺杆34、导向杆35、升降座36和防护罩37，电机31固定安装于实验台2的左侧顶部，且与PLC控制器9电性连接，双头蜗杆32左右两端分别可旋转的安装于实验台2的内腔左右两侧，双头蜗杆32的两端螺纹方向相反，且双头蜗杆32的左端与电机31的输出端固定连接，从而使两个蜗轮33可以同步反向旋转，蜗轮33数量为两个，分别可旋转的安装于实验台2的内腔底部左右两端，且两个蜗轮33与双头蜗杆32的左右两端相适配啮合，螺杆34数量为两个，分别固定安装于两个蜗轮33的顶端，且两个螺杆34的螺纹方向相反，两个螺杆34反向旋转可以驱动升降座36带动防护罩37进行上下移动，导向杆35固定安装于实验台2的顶端四角，用于增加防护罩37移动过程中的稳定性，升降座36数量为两个，两个升降座的底部前后两端分别可滑动安装于四个导向杆35的外壁，且两个螺杆34的顶端与两个升降座36的底部中间位置螺接，防护罩37左右两侧固定安装于两个升降座36的内侧。

作为优选方案，更进一步的，防护罩37的材质为玻璃，从而保证操作人员可以从外部观察内部化学反应的反应过程。

作为优选方案，更进一步的，可调节支架组件4包括：底座41、支杆42、固定套43、按压手柄44、弹簧45、第一连杆46和第二连杆47，底座41两个可调节支架组件4的底座41分别安装于实验台2的顶端后侧左右两端，支杆42固定安装于底座41的顶端中间位置，固定套43可上下滑动的套装于支杆42的外壁，且固定套43的后侧中间位置开设有凹槽，按压手柄44通过销轴连接于固定套43的后侧中部，与固定套43的凹槽插接，按压手柄44与支杆42卡接，弹簧45一端卡接于固定套43的后侧底端，且另一端卡接于按压手柄4的前侧底端，弹簧45为旋转弹簧，受到拉伸或挤压后产生弹性形变，去除外力后恢复至初始状态，借助弹簧45的弹力可使按压手柄44与支杆42上的齿槽稳定卡接，第一连杆46一端可旋转的安装于固定套43的顶端，第二连杆47一端可旋转的安装于第一连杆46的另一端，自动倾倒机构5固定安装于位于左侧的可调节支架组件4的第二连杆47的另一端，且玻璃棒夹具6固定安装于位于右侧的可调节支架组件4的第二连杆47的另一端。

作为优选方案，更进一步的，支杆42的后侧壁从上至下等距的设置有若干个齿槽，按压手柄44的前侧设置有齿牙，且按压手柄44与支杆42卡接，便于调整固定套43的高度，进而实现玻璃棒7和小烧杯55高度的调整。

作为优选方案，更进一步的，自动倾倒机构5包括：安装座51、舵机52、转盘53、连接杆54和小烧杯55，安装座51固定安装于位于左侧的可调节支架组件4的第二连杆47的另一端，舵机52固定安装于安装座51的后侧，且与PLC控制器9电性连接，舵机52是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，转盘53可旋转的安装于安装座51的前侧，且与舵机52的输出端固定连接，连接杆54固定安装于转盘53的前侧左端，小烧杯55固定安装于连接杆54的前端。

作为优选方案，更进一步的，小烧杯55的顶端右侧开设有倾倒口，且倾倒口与转盘53的回转中心位置相对应，从而保证在旋转过程中小烧杯55的倾倒口位置保持不变。

作为优选方案，更进一步的，小烧杯55的倾倒口位于与玻璃棒7的上方，从而保证在玻璃棒7的导流作用下使实验药剂沿玻璃棒7流入烧杯8中，从而防止试验药剂飞溅。

作为优选方案，更进一步的，烧杯8的材质为玻璃，从而保证烧杯8不会参与反应过程。

其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。

步骤一，通过可调节支架组件3调节玻璃棒7的底端与烧杯8底部接触，并且保证玻璃棒7的中部不与烧杯8顶部接触，并调节小烧杯55的倾倒口至玻璃棒7的正上方，从而使小烧杯55中的试验药剂可以倾倒于玻璃棒7的外壁，从而防止试验药剂的飞溅，按压手柄44，使按压手柄44底端向下旋转，此过程中挤压弹簧45压缩，按压手柄44前侧顶端的齿牙从支杆42后侧的齿槽脱离，解除对固定套43的限位，上下移动两个固定套43调节玻璃棒7和小烧杯55的高度，撤销对挤压手柄44的压力，挤压手柄44在挤压弹簧45的弹力作用下绕销轴向上旋转，按压手柄44前侧顶端的齿牙和支杆42后侧的相对应位置齿槽卡接，对固定套43进行限位，旋转第一连杆46和第二连杆47，完成对玻璃棒7和小烧杯55高度和位置的调节；

步骤二，将防护罩37关闭，通过PLC控制器9控制电机31驱动双头蜗杆32旋转，由于双头蜗杆32的两端螺纹方向相反，在双头蜗杆32和蜗轮33的啮合作用下，使两个蜗轮33反向旋转，两个蜗轮33带动两个螺杆34反向旋转，在螺纹驱动力的作用下，使两个升降座36带动防护罩37向下移动，并使防护罩37的底端与实验台2顶端接触，完成防护罩37的闭合；

步骤三，试验药剂的倾倒，通过PLC控制器9驱动舵机52带动转盘53旋转，在连接杆54的连接作用下，使小烧杯55顺时针旋转，并且在旋转过程中小烧杯55的倾倒口位置保持不变，使小烧杯55中的试验药剂通过倾倒口倾倒于玻璃棒7的外壁，在玻璃棒7的导流作用下使实验药剂沿玻璃棒7流入烧杯8中，从而防止试验药剂飞溅；

本装置可以控制防护罩上下移动，从而实现防护罩的开启和关闭，操作简单，可将实验过程中迸溅的试验药剂进行阻拦，安全性极高，并且可以实现自动将试验药剂进行倾倒，同时可以快速的调节小烧杯和玻璃棒的位置和角度，从而保证小烧杯中的实验药剂可以准确的倾倒于玻璃棒的外壁。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种化学实验用安全保护装置，其特征在于，包括：

实验台(2)；

防护罩升降机构(3)，安装于所述实验台(2)的顶部；

可调节支架组件(4)，数量为两个，分别安装于所述实验台(2)的顶端后侧左右两端；

自动倾倒机构(5)，固定安装于位于左侧的可调节支架组件(4)的顶部；

玻璃棒夹具(6)，固定安装于位于右侧的可调节支架组件(4)的顶部；

烧杯(8)，放置于所述实验台(2)的顶端中间位置；

玻璃棒(7)，固定安装于所述玻璃棒夹具(6)的内壁，所述玻璃棒(7)的底端与烧杯(8)的内壁底端接触，且所述玻璃棒(7)的侧壁不与烧杯(8)的顶端接触；

PLC控制器(9)，安装于所述实验台(2)的前侧右上角，且所述防护罩升降机构(3)与自动倾倒机构(5)均与PLC控制器(9)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：

所述防护罩升降机构(3)包括：

电机(31)，固定安装于所述实验台(2)的左侧顶部，且与所述PLC控制器(9)电性连接；

双头蜗杆(32)，左右两端分别可旋转的安装于所述实验台(2)的内腔左右两侧，所述双头蜗杆(32)的两端螺纹方向相反，且所述双头蜗杆(32)的左端与电机(31)的输出端固定连接；

蜗轮(33)，数量为两个，分别可旋转的安装于所述实验台(2)的内腔底部左右两端，且两个所述蜗轮(33)与双头蜗杆(32)的左右两端相适配啮合；

螺杆(34)，数量为两个，分别固定安装于两个所述蜗轮(33)的顶端，且两个所述螺杆(34)的螺纹方向相反；

导向杆(35)，固定安装于所述实验台(2)的顶端四角；

升降座(36)，数量为两个，两个所述升降座的底部前后两端分别可滑动安装于四个导向杆(35)的外壁，且两个所述螺杆(34)的顶端与两个升降座(36)的底部中间位置螺接；

防护罩(37)，左右两侧固定安装于两个所述升降座(36)的内侧。

3.根据权利要求2所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：所述防护罩(37)的材质为玻璃。

4.根据权利要求1所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：

所述可调节支架组件(4)包括：

底座(41)，两个所述可调节支架组件(4)的底座(41)分别安装于所述实验台(2)的顶端后侧左右两端；

支杆(42)，固定安装于所述底座(41)的顶端中间位置；

固定套(43)，可上下滑动的套装于所述支杆(42)的外壁，且所述固定套(43)的后侧中间位置开设有凹槽；

按压手柄(44)，通过销轴连接于所述固定套(43)的后侧中部，与所述固定套(43)的凹槽插接，所述按压手柄(44)与所述支杆(42)卡接；

弹簧(45)，一端卡接于所述固定套(43)的后侧底端，且另一端卡接于所述按压手柄(4)的前侧底端；

第一连杆(46)，一端可旋转的安装于所述固定套(43)的顶端；

第二连杆(47)，一端可旋转的安装于所述第一连杆(46)的另一端，所述自动倾倒机构(5)固定安装于位于左侧的可调节支架组件(4)的第二连杆(47)的另一端，且所述玻璃棒夹具(6)固定安装于位于右侧的可调节支架组件(4)的第二连杆(47)的另一端。

5.根据权利要求4所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：所述支杆(42)的后侧壁从上至下等距的设置有若干个齿槽，所述按压手柄(44)的前侧设置有齿牙，且所述按压手柄(44)与所述支杆(42)卡接。

6.根据权利要求1所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：

所述自动倾倒机构(5)包括：

安装座(51)，固定安装于位于左侧的可调节支架组件(4)的第二连杆(47)的另一端；

舵机(52)，固定安装于所述安装座(51)的后侧，且与所述PLC控制器(9)电性连接；

转盘(53)，可旋转的安装于所述安装座(51)的前侧，且与所述舵机(52)的输出端固定连接；

连接杆(54)，固定安装于所述转盘(53)的前侧左端；

小烧杯(55)，固定安装于所述连接杆(54)的前端。

7.根据权利要求6所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：所述小烧杯(55)的顶端右侧开设有倾倒口，且所述倾倒口与转盘(53)的回转中心位置相对应。

8.根据权利要求8所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：所述小烧杯(55)的倾倒口位于与玻璃棒(7)的上方。

9.根据权利要求1所述的一种化学实验用安全保护装置，其特征在于：所述烧杯(8)的材质为玻璃。

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