CN217103898U - 一种pcr用热盖密封机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PCR用热盖密封机构，至少包括热盖组件，所述热盖组件包括热盖主体及固定于热盖主体底部的热盖密封圈，所述热盖密封圈包括由软质材料制成的框体，以及设置于框体顶部的多个连接销柱，所述热盖主体上设有多个与所述连接销柱匹配的连接孔，所述连接销柱与连接孔插接配合构成销柱倒压结构，将所述热盖密封圈密封安装于热盖主体底部；所述热盖密封圈的底端渐薄设置，且向内侧弯曲，构成受压后可弯折变形的形变部。该PCR用热盖密封机构，能够针对高度不一致的不同反应管实现自适应调整及良好的密封效果，同时在密封腔体内形成正压，更加有效防止蒸发的水汽在管盖上凝结。

Description

一种PCR用热盖密封机构

技术领域

本实用新型涉及PCR检测技术领域，具体涉及一种PCR用热盖密封机构。

背景技术

在PCR应用领域，尤其是数字PCR应用领用，热盖的作用变得越来越重要，热盖的主要作用是防止蒸发的水汽在管盖上凝结。随着技术的发展，热盖的功能也越来越全面，从早期非可调式热盖逐步发展到可调节式热盖，又发展出了自适应式热盖和自动式热盖。然而目前的热盖面对不同反应管的高度以及反应管内介质种类多样化，对于水汽的防凝结效果以及自适应调整效果并不好，无法满足某些场合的使用。这些不足在很大方面与热盖密封结构的设置有关系。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种PCR用热盖密封机构，针对高度不一致的不同反应管实现自适应调整及良好的密封效果，同时在密封腔体内形成正压，更加有效防止蒸发的水汽在管盖上凝结。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

一种PCR用热盖密封机构，至少包括热盖组件，所述热盖组件包括热盖主体及固定于热盖主体底部的热盖密封圈，所述热盖密封圈包括由软质材料制成的框体，以及设置于框体顶部的多个连接销柱，所述热盖主体上设有多个与所述连接销柱匹配的连接孔，所述连接销柱与连接孔插接配合构成销柱倒压结构，将所述热盖密封圈密封安装于热盖主体底部；所述热盖密封圈的底端渐薄设置，且向内侧弯曲，构成受压后可弯折变形的形变部。

进一步的，所述连接销柱包括与框体顶部连接的底端连接段，位于底端连接段顶端的台型卡固部，以及设于台型卡固部顶端的导引段；其中，所述导引段的直径a＝(0.3～0.8)*d，底端连接段的直径c＝(0.5～1.1)*d，d为热盖主体底面上的连接孔直径；所述台型卡固部的顶部锥面角度A为30°～120°，底部柱形直径略大于底端连接段的直径。

进一步的，所述连接销柱间隔均匀地设置于所述框体的顶面上，且每边上设置的连接销柱不少于两个。

进一步的，所述热盖密封圈由耐温不低于105摄氏度的硅胶或橡胶软质材料一体成型制成。

进一步的，所述热盖主体包括热盖板，设于热盖板顶部容腔内的加热膜和热敏电阻，覆盖所述顶部容腔的热板压盖，以及设于热板压盖和加热膜之间的硅胶垫；所述连接孔设置于热盖板的边缘。

所述热盖组件还包括设置于所述热盖主体上的气动接头，所述气动接头的末端开口于所述热盖主体底部，顶端通过气管连接所述气泵。

进一步的，所述热盖组件还包括连接结构，所述连接结构包括位于热板压盖上并与所述热盖板螺栓连接的固定板，设于所述固定板顶部的丝杠螺母和垫块，所述设于所述固定板两侧的连接块及固定于连接块上的滑块；所述固定板与热盖板之间设有套接于连接螺栓上的弹簧。

进一步的，该热盖密封机构还包括支撑组件和驱动压紧机构，所述支撑组件包括上盖板和支撑上盖板的两块侧板，所述两块侧板的内侧分别设有滑轨，所述热盖组件通过所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述驱动压紧机构设于上盖板上，包括步进电机和气泵，所述步进电机通过丝杠与所述连接结构上的丝杠螺母连接。

进一步的，所述两块侧板的内侧还设有限位结构，所述限位结构上配置有用于检测热盖组件位置的光耦。

本实用新型的PCR用热盖密封机构，在反应容器(装有样品)放入扩增模块中进行扩增时，在热盖板压紧反应容器上表面的同时，安装在热盖板上的热盖密封圈能够压紧扩增模块面罩(扩增模块面罩安装在扩增模块上，实现隔热功能)上，且压紧时，热盖密封圈会产生一定的变形，并形成密封。由于热盖密封圈变形量可调，因此能够匹配不同高度的反应容器。

另外，本实用新型的PCR用热盖密封机构，可根据反应容器的高度，调整热盖高度使得热盖板压紧在反应容器的上表面，并通过固定在固定板与热盖板间的四个弹簧提供一定的压紧力。热盖板通过加热膜加热实现升温，硅胶垫能够实现隔热，避免加热膜热量向其他方向传递，同时热盖板中的热敏电阻能够读数热盖板的实时温度，并在热盖板达到一定温度后停止加热，并维持恒定的温度。同时，通过气泵对热盖密封圈形成的密封空间进行加压，可以有效避免可能的水沸腾产生，同时也可以减少挥发和可能的凝结。

附图说明

图1为本实用新型的PCR用热盖密封机构实施例整体结构示意图。

图2为本实用新型的PCR用热盖密封机构实施例中热盖组件爆炸图。

图3为本实用新型的PCR用热盖密封机构实施例中热盖密封圈结构示意图。

图4为本实用新型的PCR用热盖密封机构实施例中热盖密封圈局部示意图。

图5为本实用新型的PCR用热盖密封机构实施例中支撑组件和驱动压紧机构结构示意图。

图6为本实用新型的PCR用热盖密封机构应用实例的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

参考附图1，本实用新型实施例提供了一种PCR用热盖密封机构，包括热盖组件1，支撑组件及驱动压紧机构2和扩增加热模块3(仅用于辅助说明技术方案)；其中，驱动压紧机构能够驱动热盖组件1沿上下方向移动。

参考附图2，热盖组件1包括丝杠螺母101，限位螺柱102，垫块103，上下挡片104，连接块105，滑块106，固定板107，弹簧108，热板压盖109，硅胶垫110，加热膜111，气动接头112，热盖板113，热敏电阻114和热盖密封圈115。其中，热板压盖109，硅胶垫110，加热膜111，热盖板113，热敏电阻114和热盖密封圈115组成热盖主体，丝杠螺母101，限位螺柱102，垫块103，上下挡片104，连接块105，滑块106和固定板107组成连接机构，弹簧108设于固定板107和热盖板113之间，气动接头112设于热盖主体上，末端开口于热盖板113底部。工作时，加热膜111提供加热能量，直接传递至热盖板113，热盖板内部的热敏电阻114可以实时读取热盖板的温度，硅胶垫110起到隔热保温作用，热盖压板109能够让加热膜111与热盖板113紧密接触。

具体的，参考附图3，本实施例中，热盖密封圈115包括由软质材料制成的框体，以及设置于框体顶部的多个连接销柱1150。优选的，热盖密封圈115由耐温不低于105摄氏度的硅胶或橡胶软质材料一体成型制成，连接销柱1150间隔均匀地设置于框体的顶面上，且每边上设置的连接销柱不少于两个。

参考附图4，连接销柱1150包括与框体顶部连接的底端连接段，位于底端连接段顶端的台型卡固部，以及设于台型卡固部顶端的导引段。其中，导引段的直径a＝(0.3～0.8)*d，底端连接段的直径c＝(0.5～1.1)*d，d为热盖主体上的连接孔直径；台型卡固部的顶部锥面角度A为30°～120°，底部柱形直径略大于底端连接段的直径。其中一组典型值为：a＝1.2mm；b＝16mm，c＝2.6mm，A＝80°。框体高度b＝4～30mm。与之对应的，热盖板113的边缘设有多个与连接销柱1150匹配的连接孔，两者插接配合构成销柱倒压结构，将热盖密封圈115密封安装于热盖主体底部。另一方面，热盖密封圈115的底端渐薄设置，且向内侧弯曲，构成受压后可弯折变形的形变部。

参考图1和图5，本实施例中，支撑组件及驱动压紧机构2包括步进电机201，气泵202，上盖板203，扩增PCB板204，侧板205，铜柱螺丝206，压线块207，导轨208，光耦209等零部件。其中，两个侧板205和上盖板203构成支撑组件，两根导轨208固定在两块侧板205上，光耦209固定在其中一块侧板205上，铜柱螺丝206固定在两块侧板上，扩增PCB板204和压线块207分别固定在铜柱螺丝206上；热盖组件通过滑块106与导轨208滑动连接。

步进电机201和气泵202固定在上盖板203上，构成驱动压紧机构。其中，步进电机201通过丝杠与热盖组件连接结构上的丝杠螺母连接，气泵202通过气管与热盖主体上的气动接头连接。

参考附图6，为本实施例的热盖密封机构使用状态的剖面结构示意图，其中气动接头112，热盖板113为热盖组件部件。下面为装有样品的反应容器301，实际使用中反应容器301可能有不同规格高度。加热模块302，模块面罩303为辅助结构。模块面罩303罩在加热模块302上，起到隔热保护作用。

本实施例的热盖密封机构具体使用流程和工作原理如下：

将装有样品的反应容器301放置在加热模块302上，驱动压紧机构2根据反应容器301的高度，通过步进电机201驱动丝杠螺母101向模块方向移动(向下)，丝杠螺母101通过滑块106，导轨208带动热盖组件1向下移动，直至热盖板113压紧反应容器301(含盖子)，其中的弹簧108可以让热盖板113对反应容器301形成一定的压力，具有良好的接触和热传递。

热盖板113根据设定的温度(一般设为105℃)，开始加热，并通过热敏电阻114实时读取热盖板113的温度。当热盖板113达到指定温度时，停止加热，并保持恒定的温度，当温度低于设定温度时，加热膜111开始加热，热盖板113的温度始终处于相对稳定的设定值中。

热盖组件1下压时，固定在热盖板113上的热盖密封圈115也随之下压，并压住模块面罩303，与热盖板113形成相对密闭的区域，其中气动接头112与该区域相连，气动接头112连接气管(图中未示出)，气管连接气泵202，气泵202可以提供正向压力，当气泵提供的压力大于1.2个标准大气压时，水在105℃不会发生沸腾，可以有效减小水分的挥发和形成的凝结。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种PCR用热盖密封机构，其特征在于，至少包括热盖组件，所述热盖组件包括热盖主体及固定于热盖主体底部的热盖密封圈，所述热盖密封圈包括由软质材料制成的框体，以及设置于框体顶部的多个连接销柱，所述热盖主体上设有多个与所述连接销柱匹配的连接孔，所述连接销柱与连接孔插接配合构成销柱倒压结构，将所述热盖密封圈密封安装于热盖主体底部；所述热盖密封圈的底端渐薄设置，且向内侧弯曲，构成受压后可弯折变形的形变部。

2.如权利要求1所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述连接销柱包括与框体顶部连接的底端连接段，位于底端连接段顶端的台型卡固部，以及设于台型卡固部顶端的导引段；其中，所述导引段的直径a＝(0.3～0.8)*d，底端连接段的直径c＝(0.5～1.1)*d，d为热盖主体底面上的连接孔直径；所述台型卡固部的顶部锥面角度A为30°～120°，底部柱形直径略大于底端连接段的直径。

3.如权利要求2所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述连接销柱间隔均匀地设置于所述框体的顶面上，且每边上设置的连接销柱不少于两个。

4.如权利要求1所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述热盖密封圈由耐温不低于105摄氏度的硅胶或橡胶软质材料一体成型制成。

5.如权利要求1-4任一项所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述热盖主体包括热盖板，设于热盖板顶部容腔内的加热膜和热敏电阻，覆盖所述顶部容腔的热板压盖，以及设于热板压盖和加热膜之间的硅胶垫；所述连接孔设置于热盖板的边缘。

6.如权利要求5所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述热盖组件还包括设置于所述热盖主体上的气动接头，所述气动接头的末端开口于所述热盖主体底部，顶端通过气管连接气泵。

7.如权利要求6所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述热盖组件还包括连接结构，所述连接结构包括位于热板压盖上并与所述热盖板螺栓连接的固定板，设于所述固定板顶部的丝杠螺母和垫块，所述设于所述固定板两侧的连接块及固定于连接块上的滑块；所述固定板与热盖板之间设有套接于连接螺栓上的弹簧。

8.如权利要求7所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，还包括支撑组件和驱动压紧机构，所述支撑组件包括上盖板和支撑上盖板的两块侧板，所述两块侧板的内侧分别设有滑轨，所述热盖组件通过所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述驱动压紧机构设于上盖板上，包括步进电机和气泵，所述步进电机通过丝杠与所述连接结构上的丝杠螺母连接。

9.如权利要求8所述的PCR用热盖密封机构，其特征在于，所述两块侧板的内侧还设有限位结构，所述限位结构上配置有用于检测热盖组件位置的光耦。

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