CN115178156A - 一种混匀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了液体混匀领域的一种混匀装置，包括框架、样本放置槽、旋转底盘和电机。所述的框架相对于电机输出轴倾斜，并通过螺栓安装在电机上；样本放置槽穿过所述的框架顶部通孔，安装在框架内；旋转底盘安装在电机输出轴上；旋转底盘和样本放置槽通过连杆连接。本发明通过连杆结构，同时实现了样本管轴向运动和径向旋转，轴向运动带动液体晃动为频率较低但振动幅度更大的振动混匀，同时通过样本管的径向旋转，利用样本管内壁和靠外侧液体摩擦力带动外侧液体跟随旋转运动，与内侧液体形成相对运动，也利用旋转的离心力使内侧液体往外侧流动，进而形成漩涡和升降流，最终实现液体混匀的目的。
Description
技术领域
本发明涉及液体混匀领域，具体为一种混匀装置。
背景技术
在液体混匀领域，特别是体外诊断行业内的样本及试剂混匀细分领域，目前存在的主流混匀解决方案有气泡混匀、平面内摇摆混匀、超声波震动混匀、偏心混匀、磁珠混匀等，每种方案都存在一些明显的缺陷。
例如在授权公告号为CN104502178A，授权公告日为2015.04.08的中国发明专利中公开了一种全自动试管液体样本混匀装置及血细胞分析仪，其主要包括：用于驱动试管实现X方向的直线水平运动的X向水平进给机构；用于驱动试管实现Z方向的直线升降动作的Z向抬升机构；用于驱动试管实现绕X轴在YZ 平面内旋转偏摆运动的Y向混匀机构，所述Z向抬升机构通过电机和同步带的带动上下拖动支架沿着第一直线导轨作Z向垂直升降动作；所述Y向混匀机构通过上下拖动支架中的托杆带动在第三直线导轨上做垂直升降动作；所述X向水平进给机构通过电机和同步带带动第二滑块上的水平运动板在第二直线导轨上X方向的直线水平运动，所述Y向混匀机构设置在水平运动板上。但平面内摇摆混匀对空间要求较高，摇摆的轨迹范围内不能放置器部件，混匀效果也并不是太好。
气泡混匀会有气泡残留，且对混匀容器有要求；超声波震动混匀噪声较大，且需要额外放置一个超声波震动装置；偏心混匀结构复杂，成本也很高；磁珠混匀适合本身就有磁珠的试剂，本身无磁珠的液体混匀会引入清洗和携带污染的问题。
在授权公告号为CN 211514555 U，授权公告日为2020.09.18的中国实用新型专利中公开了一种液体混匀装置，包括：电机；混匀底座，混匀底座的底部与电机的输出轴驱动连接，以在电机的驱动下转动，混匀底座顶部设有斜孔，斜孔的轴线相对于电机的输出轴倾斜；杯座，杯座可转动地连接于斜孔内；反应杯，反应杯插设于杯座中。该实用新型涉及的一种液体混匀装置，反应杯在混匀底座的带动下转动，反应杯始终倾斜，能够以较快速度旋转而不用担心液体从杯口飞出，能够达到更快的混匀目的；通过挡板对杯座进行限位，使杯座形成震荡，模拟手摇试管的动作，混匀效果更好；无需额外与液体直接接触，避免交叉污染和产生气泡。但该装置结构复杂，维修困难，且只有径向旋转带动液体混匀，混匀效率不佳。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种混匀装置，通过特殊的空间连杆结构，带动混匀容器。以样本管作为混匀容器举例，将样本管放入混匀装置中，使其同时实现混合容器轴向运动和径向旋转。通过轴向运动带动液体晃动，可以看作是频率较低但振动幅度更大的振动混匀，同时通过样本管的径向旋转，利用样本管内壁和靠外侧液体摩擦力带动外侧液体跟随旋转运动，与内侧液体形成相对运动，利用旋转的离心力使内侧液体往外侧流动，进而形成漩涡和升降流，最终实现液体混匀的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种混匀装置，包括框架、样本放置槽、旋转底盘和电机；所述的框架相对于电机输出轴倾斜，框架顶部与底部中心位置留有通孔，并通过螺栓安装在所述的电机上；所述的样本放置槽穿过所述的框架顶部通孔，与导向套配合，安装在框架上；所述的样本放置槽底部贯穿一连杆，连杆另一端与旋转底盘连接；所述的旋转底盘位于框架内部，安装所述的电机输出轴上。
本发明进一步设置为：框架底部设置有螺纹安装孔，用于与电机连接。
本发明进一步设置为：所述的框架由四面组成，框架向任意一个无封闭面方向相对于所述的电机输出轴倾斜，倾斜角度＜90°。
本发明进一步设置为：所述的框架底面与水平面平行，框架顶面垂直于框架侧面任意一条斜边。
本发明进一步设置为：所述的框架侧面设置有对射式光耦。
本发明一步设置为进：所述的样本放置槽内设置有密封圈安装槽，所述的密封圈优选O 型密封圈或U型密封圈。
本发明一步设置为进：所述的旋转底盘为不规则圆形凹槽。
本发明一步设置为进：所述的旋转底盘底部中心设置有通孔，与电机输出轴直接连接，电动机可直接带动旋转底座径向旋转。
本发明一步设置为进：所述的旋转底盘一侧凸出，凸出面上设置有通孔。
本发明一步设置为进：所述的凸出面上的通孔安装有关节轴承，与所述样本放置槽底部连杆连接。
本发明一步设置为进：所述的连杆与关节轴承形成间隙配合，关节轴承在运动时可以使连杆在任意角度旋转摆动，带动样本放置槽同时进行径向和轴向运动。
本发明一步设置为进：所述的旋转底盘另一侧凹陷，为连杆可以与关节轴承配合，带动样本放置槽在旋转底盘内部做轴向运动留出空间，避免样本放置槽与旋转底座侧面发生碰撞。
本发明进一步设置为：所述的旋转底盘上设置有检测杆，与所述的安装于框架侧面的对射式光耦配合，确定旋转底盘的旋转位置。当电机带动旋转底盘旋转，检测杆经过对射式光耦的发射器和接收器之间阻断光线，即可产生信号，确定旋转底盘的位置。
工作过程中，启动电机，电机输出轴带动旋转底座旋转，安装在旋转底座上的连杆带动样本放置槽旋转运动。同时，由于样本放置槽安装在带有斜度的框架内，因此样本放置槽和电机输出轴之间也存在倾斜角度。由于样本放置槽与旋转底座之间采用连杆与关节轴承间隙配合，关节轴承在运动时可以使连杆在任意角度旋转摆动，带动样本放置槽同时进行径向和轴向运动。因此样本放置槽在随着旋转底座旋转的同时，也会被连杆带动沿框架倾斜方向作上下运动，上下运动的行程与关节轴承球心旋转的半径成三角函数关系。
综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明的运动周期与电机的转动周期完全一致，混匀效率更高。
2、本发明通过连杆结构，同时实现了样本管轴向运动和径向旋转，通过轴向运动带动液体晃动，可以看作是频率较低但振动幅度更大的振动混匀，同时通过样本管的径向旋转，利用样本管内壁和靠外侧液体摩擦力带动外侧液体跟随旋转运动，与内侧液体形成相对运动，也利用旋转的离心力使内侧液体往外侧流动，进而形成漩涡和升降流，最终实现液体混匀的目的。
3、本发明结构简单，整体占用空间小，便于安装和拆卸，成本低适用多种使用场合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为旋转底座结构示意图；
图3为框架结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-框架，2-样本放置槽，3-导向套，4-连杆，5-关节轴承，6-旋转底盘，7-电机输出轴， 8-电机，9-对射式光耦，10-检测杆。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，为本发明较佳实施例的基本结构，一种混匀装置装置，包括框架1、样本放置槽2、旋转底盘6和电机8，其特征在于，所述的框架1为带有倾斜角度的框架，且顶部与底部中心位置留有圆形通孔，并通过螺栓安装在所述的电机8上；所述的样本放置2槽穿过所述的框架1顶部通孔，安装在所述框架1上，框架1侧面设置有对射式光耦9；所述的样本放置槽 2底部贯穿连杆4一端，所述的连杆4另一端通过关节轴承5安装在旋转底盘6上，所述的连杆4 与关节轴承5形成间隙配合；所述的旋转底盘6中心设置有通孔，与电机输出轴7直接连接；侧面设置有检测杆10，与所述的安装于框架侧面的对射式光耦9配合，确定旋转底盘6的旋转零位。
实施例：
以样本管作为混匀容器，框架倾斜角度为15°为例。将样本管放入位于倾斜框架1内的样本放置槽2中，样本放置槽2内部的O性密封圈对样本管施加一定的压力，使得样本管可以跟随样本放置槽运动。
启动电机8，电机输出轴7旋转带动旋转底盘6旋转，由于旋转底盘6通过连杆4与样本放置槽2的底部连接，且所述的连杆4是通过关节轴承5安装在旋转底盘6上，连杆4与关节轴承5形成间隙配合，而关节轴承5在运动时可以使连杆4在任意角度旋转摆动。由于样本放置槽2安装在15°倾斜的框架1上，样本放置槽2的轴向也与旋转运动的电机输出轴7存在倾斜角度，因此连4杆带动样本放置2槽旋转的同时，会推动样本放置槽2沿框架1的倾斜的轴向方向作上下运动，上下运动的行程与关节轴承5 球心旋转的半径成三角函数关系。
当电机8带动旋转底盘6旋转，检测杆10经过对射式光耦9的发射器和接收器之间阻断光线，即可产生信号，确定旋转底盘6的旋转零位。
通过轴向运动带动液体晃动，可以看作是频率较低但振动幅度更大的振动混匀，同时通过样本管的径向旋转，利用样本管内壁和靠外侧液体摩擦力带动外侧液体跟随旋转运动，与内侧液体形成相对运动，也利用旋转的离心力使内侧液体往外侧流动，进而形成漩涡和升降流，最终实现液体混匀的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混匀装置，其特征在于，包括框架、样本放置槽、旋转底盘和电机；所述的框架顶部与底部留有通孔，并通过螺栓安装在所述的电机上；电机的输出轴穿过框架底部通孔，位于框架内部，所述的框架相对于电机输出轴倾斜；所述的框架侧面设置有对射式光耦；所述的样本放置槽穿过所述的框架顶部通孔，与导向套配合，安装在框架上；所述的样本放置槽底部贯穿一连杆，连杆一端与旋转底盘连接；所述的旋转底盘位于框架内部，安装所述的电机输出轴上。
2.根据权利要求2所述一种混匀装置，其特征在于，所述的框架由四面组成，所述的框架向任意一个无封闭面方向相对于所述的电机输出轴倾斜，倾斜角度＜90°。
3.根据权利要求3所述一种混匀装置，其特征在于，所述的框架底面与水平面平行，顶面垂直于框架侧面任意一条斜边。
4.根据权利要求1所述一种混匀装置，其特征在于，所述的样本放置槽内设置有密封圈安装槽，所述的密封圈为O型密封圈或U型密封圈。
5.根据权利要求1所述一种混匀装置，其特征在于，所述的旋转底盘为不规则圆形凹槽。
6.根据权利要求5所述一种混匀装置，其特征在于，所述的旋转底盘底部中心设置有通孔，与电机输出轴直接连接。
7.根据权利要求6所述一种混匀装置，其特征在于，所述的旋转底盘一侧凸出，凸出面上设置有通孔。
8.根据权利要求7所述一种混匀装置，其特征在于，所述的凸出面上通孔安装有关节轴承，与所述样本放置槽底部贯穿的连杆连接，所述的连杆与关节轴承形成间隙配合。
9.根据权利要求8所述一种混匀装置，其特征在于，所述的旋转底盘另一侧凹陷，使连杆可以与关节轴承配合，带动样本放置槽在旋转底盘内部做轴向运动。
10.根据权利要求5所述一种混匀装置，其特征在于，所述的旋转底盘上设置有检测杆，与所述的安装于框架侧面的对射式光耦配合，确定旋转底盘的旋转零位。
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