CN218444713U - 夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种夹紧机构，该夹紧机构包括气缸，气缸包括气缸腔室和气缸腔室内的活塞，活塞将气缸腔室分隔成包括第一端口的第一腔室和包括第二端口的第二腔室；气体输送管路，其分别流体联接于第一端口和第二端口，使得气体输送管路中的气体能流入或流出第一腔室和第二腔室，从而允许活塞在气缸内移动，以及夹持构件，气缸通过活塞的移动而作用于夹持构件，从而通过夹持构件来夹持目标容器。夹紧机构还包括流量调节构件，该流量调节构件在其内部形成有气体通路，该气体通路由至少一个管段形成，其中，流量调节构件安装于气体输送管路中，使得气体输送管路中的气体经由气体通路流动，且至少一个管段的最大直径和最小直径之间的比例小于等于1.1。

Description

夹紧机构

技术领域

本实用新型涉及一种用于样品萃取的组件，并且更具体地涉及一种夹紧机构。

背景技术

在现代生产业中，期望从各种样品中萃取所需物质以进行研究，例如从诸如从土壤中萃取残留能量、从树叶中萃取叶绿素等。为此，需要将样品放入萃取池中，利用夹紧机构将萃取池夹持住，然后利用穿过夹紧机构的流动路径将所需物质“冲洗”出来。

对于不同的样品，需要配备有不同长度的萃取池40。如图1A和1B所示，在进行萃取之前，为了夹持不同长度的萃取池40，夹紧机构1通常需要伸长或缩短。一种常见的方法是利用气缸10和活塞11的移动来调整夹紧机构1的位置。

为了使夹紧机构能够在预定时间内安全地达到预期的长度，通常需要对气缸的活塞11移动速度进行控制。控制气缸的气体流量是调整气缸活塞移动速度的一种常用方法。如图2所示，目前用于气缸10的流量的流量控制部分20包括气体输送管路21、空气压缩机22、二位五通阀23、节流阀24和消音器25。通常一个气缸的流量控制使用两个节流阀，使得两个端口中的一个端口引入气体，并且另一个端口排出气体。

节流阀24由三个主要部分组成：调节螺钉26、阀体27和密封部分28，如图3所示。调节螺钉26与阀针相连，当调节螺钉被扭动时，阀针在阀芯中的深度发生变化。这导致针头和密封部分之间的面积发生变化，因此气体流动面积将发生变化。然后，气缸的气体流速将被改变。

如图3所示，节流阀24经常发生故障，因为气体中的颗粒很容易堵塞流动区域，这将导致气缸中活塞的移动速度比正常情况下慢。活塞较慢的移动速度使得在萃取开始时夹紧机构仍未到达期望的位置，这容易导致萃取液泄漏。这意味着气缸中使用的空气需要格外纯净，从而导致高成本。

此外，如果调节螺丝松动，流动面积将被改变，最终导致气缸移动速度改变。

该阀的另一个缺点是，流量太难调节。调节螺杆需要一个精密的流量计和足够短的螺杆间距。但螺距越短，调整阀芯位置就越困难。

因此，目前需要一种新的控制活塞移动的组件，其能够更好地控制气缸的气体流量。

实用新型内容

为了克服气体中的颗粒堵塞流动区域而导致流速变慢的问题，本实用新型提供了一种夹紧机构，这种夹紧机构能够避免颗粒造成的堵塞，提高气缸移动的可靠性。此外，这种夹紧机构相对于阀能够降低成本。

具体地，这种夹紧机构包括气缸，气缸包括气缸腔室和容纳在气缸腔室内的活塞，活塞将气缸腔室分隔成第一腔室和第二腔室，第一腔室包括第一端口，第二腔室包括第二端口；气体输送管路，气体输送管路分别流体联接于第一端口和第二端口，使得气体输送管路中的气体能流入或流出第一腔室和第二腔室，从而允许活塞在气缸腔室内移动；以及夹持构件，气缸通过活塞的移动而作用于夹持构件，从而通过夹持构件来夹持目标容器。本文所述的夹紧机构还包括流量调节构件，流量调节构件在其内部形成有气体通路，气体通路由至少一个管段形成，其中，流量调节构件能够安装于气体输送管路中，使得气体输送管路中的气体能够经由气体通路流动，且至少一个管段的最大直径和最小直径之间的比例小于等于1.1。

在本实用新型的实施例中，流量调节构件不包括节流阀，而替代地使用流量调节构件，由此来避免颗粒堵塞流动区域的问题。

优选地，流量调节构件的至少一个管段的最小直径的范围在0.25毫米至2毫米之间。更优选地，流量调节构件的至少一个管段的最小直径为0.75毫米。

在一种实施例中，流量调节构件可选地安装于联接于第一端口的气体输送管路和联接于第二端口的气体输送管路中的至少一者中，以控制活塞沿单个方向的移动或同时控制活塞沿两个方向的移动。

流量调节构件包括具有内腔的外壳，外壳联接于气体输送管路，使得内腔与气体输送管路连通，其中，至少一个管段设置在外壳的内腔中，其中，至少一个管段具有预定的直径和长度。

在本实用新型的实施例中，至少一个管段包括沿着流量调节构件的轴向方向串联设置的多个管段。由此通过调节管段的数量能够调节气体流量。

优选地，多个管段中的每一个具有相等的最小直径。更优选地，多个管段中的每一个具有相等的长度。由此通过调节管段的数量能够以分段方式调节气体流量。

在优选实施例中，流量调节构件的外壳由盖部和本体形成，盖部与本体装配在一起，其中，盖部和本体各自包括通孔，使得盖部的通孔、本体的通孔、外壳的内腔与气体输送管路连通。这种设计可以容易地对外壳中的管段进行操作。

进一步地，流量调节构件还包括弹簧，弹簧构造成在内腔中使其一端邻抵至少一个管段，以使至少一个管段在内腔中保持在位。管段可以借助弹簧稳定地保持在外壳中，而不会因为气流的干扰而大幅运动。

更进一步地，流量调节构件还包括配件，配件包括通孔，并且构造成安装在流量调节构件的外壳的两端处，并将外壳联接到气体输送管路中，使得配件的通孔、盖部的通孔、本体的通孔、外壳的内腔与气体输送管路连通。配件可以保证流量调节构件的气密性。

本文所描述的框架部件的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的具体实施方式以及附图。

附图说明

参考以上目的，本实用新型的技术特征在下面的权利要求中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本实用新型的优选实施例，而不限制本实用新型构思的范围。

图1A和1B分别示出了处于不同状态的夹紧机构，用于夹持不同的萃取池；

图2示出了现有技术的气缸以及流量控制部分的示意图；

图3示出了现有技术的节流阀的剖视图，其中示出了阀芯处的细节；

图4示出了根据本实用新型的一实施例的具有流量调节构件的夹紧机构的示意图；以及

图5示出了根据本实用新型的一实施例的夹紧机构的流量调节构件的剖视图。

附图标记

1 夹紧机构；

10 气缸；

11 活塞；

12 活塞杆；

13a 第一腔室；

13b 第二腔室；

14a 第一端口；

14b 第二端口；

20 流量控制部分；

21 气体输送管路；

22 空气压缩机；

23 二位五通阀；

24 节流阀；

25 消音器；

26 调节螺钉；

27 阀体；

28 密封部分；

30 夹持构件；

31a、31b 框架；

32a、32b 夹持末端；

40 容器；

100 流量调节构件；

110 管段；

120 外壳；

120a 内腔；

121 盖部；

121a 通孔；

122 本体；

122a 通孔；

130 O形环；

140 弹簧；

150 配件；

150a 通孔。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在本文中使用的术语“直径”是指管段或者管路中起到限流作用的部段的内径，除非文中另有说明。

在本文中使用的术语“最小直径”是指在工作中管段的直径的最小值，而“最大直径”是指在工作中管段的直径的最大值。

为了便于说明，使用了方位词语“上”、“下”，并且这些词语仅描述图中所示的构造或者部件在安装位置中的定向。

为了便于说明，在以下的描述中，相同或相似的部件使用相同的参考标记。应当理解的是，本文中的“第一”和“第二”可以进行互换而不影响对实施例的描述。

图4示出了根据本实用新型的一实施例的夹紧机构1。该夹紧机构1包括气缸10、流量控制部分20以及夹持构件30。

参照图4，并附加地参照图1A-1B，气缸10包括气缸腔室和容纳在气缸腔室内的活塞11，该活塞11具有活塞杆12，并且将气缸10的气缸腔室分隔成第一腔室13a和第二腔室13b，第一腔室13a包括第一端口14a，并且第二腔室13b包括第二端口14b。第一端口14a和第二端口14b示出为分别设置在气缸10的两端处，但应当理解的是，气缸10上的第一端口14a和第二端口14b可以设置在分别与第一腔室13a和第二腔室13b连通的任何位置处。

流量控制部分20包括如上所述的气体输送管路21、空气压缩机22、二位五通阀23、消音器25和流量调节构件100，而不包括节流阀。空气压缩机22与二位五通阀23流体联接，并且气体输送管路21流体联接于二位五通阀23。空气压缩机22作为气体源供应气体(例如环境空气)。二位五通阀23能够利用例如通电和断电来改变气体流动的路径，以将来自空气压缩机22的气体的馈送至气体输送管路21中的任一条并将气体输送管路21中的另一条内的气体排出。消音器25联接于二位五通阀23，其有助于降低气体释放的瞬间所产生的声响。气体输送管路21分别流体联接于第一端口14a和第二端口14b，使得气体输送管路21允许来自空气压缩机22的气体经由第一端口14a和第二端口14b流入或流出第一腔室13a和第二腔室13b，从而允许活塞11在气缸10内移动，并带动活塞杆12的移动。具体地，流体联接于第一端口14a的气体输送管路21可以将气体输送至第一腔室13a，而流体联接于第二端口14b的气体输送管路21可以将气体从第二腔室13b排出，使得活塞杆12从气缸10中延伸出来。类似地，流体联接于第二端口14b的气体输送管路21可以将气体输送至第二腔室13b，而流体联接于第一端口14a的气体输送管路21可以将气体从第一腔室13a排出，使得活塞杆12缩回到气缸10中。

气缸10通过活塞11的移动而作用于夹持构件30，从而通过夹持构件30来夹持目标容器40。具体地，如图4所示，夹持构件30的框架31a固定地联接于气缸10的靠近第一腔室13a的一端，并且夹持构件30的框架31b联接于活塞杆12，使得活塞11的移动带动框架31b的运动。具体地，当活塞11移动时，夹持构件30的框架31a保持在原位，而框架31b随着活塞杆12的移动而沿着上下方向移动。框架31a、31b包括至少一组相对的夹持末端32a、32b，夹持末端32a、32b平行于活塞11的移动方向设置，使得夹持末端32a、32b可以随着活塞11的移动来彼此接近或远离，具体地是夹持末端32b向下移动以远离夹持末端32a或者向上移动以接近夹持末端32a，从而实现夹持不同尺寸的容器40。

总之，参照图4并附加地参照图1A-1B，当期望夹持较长的容器40时，空气压缩机22供应气体，并且二位五通阀23例如可选地通电，使得气体经由二位五通阀23和气体输送管路21通过端口14馈送至第一腔室13a，并且使来自第二腔室13b的气体通过第二端口14b经由气体输送管路21和二位五通阀23排出，以使活塞向下移动，由此带动框架31b和夹持末端32b向下移动，从而实现夹持较长的容器40。相对地，当期望夹持较短的容器40时，二位五通阀23可选地断电，使得气体经由二位五通阀23和气体输送管路21通过第二端口14b馈送至第二腔室13b，并且使来自第一腔室13a的气体通过第一端口14a经由气体输送管路21和二位五通阀23排出，以使活塞向上移动，由此带动框架31b和夹持末端32b向上移动，从而实现夹持较短的容器40。

下文详细描述流量控制部分20中的流量调节构件100。

如图4所示，流量调节构件100能够安装于气体输送管路21中(如图所示，气体输送管路21是位于气缸10与二位五通阀23之间的管路)，使得气体输送管路21中的气体能够经由在流量调节构件100的内部形成的气体通路流动。注意，在图中示出了流量调节构件100安装于联接于第一端口14a的气体输送管路21和联接于第二端口14b的气体输送管路21两者中，但如果只需要控制活塞沿一个方向的移动，则流量调节构件100能够安装于联接于第一端口14a的气体输送管路21和联接于第二端口14b的气体输送管路21中的任一者中。

流量调节构件100内部的气体通路由至少一个管段110形成(管段110在图5中示出)。为了使管段110形成的气体通路实现像流量控制阀那样的限流作用，需要对管段110的特定尺寸进行限制。

当气体流经管段110时，可以根据Poiseuille定律计算出流动阻力R与体积流量Q的关系：ΔP＝RQ，其中，ΔP为上下游压强差。

管段110中的流阻R与管段110的长度与直径以及流体的粘滞系数有关。由此可以得到当压强差ΔP以及流体的粘滞系数不变时，体积流量Q(或流速)可以通过管段110的长度与直径来控制。换言之，如果期望将气流流速(或活塞移动的时间)限制为一特定值，那么在管段110的长度不变的情况下，管段110的直径应基本上保持不变。在颗粒或其它可能的干扰下，管段110的最大直径和最小直径期望保持在一定范围之内。

根据实验数据计算得到，管段110的最大直径和最小直径之间的比例小于等于1.1，此时包括管段110的流量调节构件100能够实现稳定的限流作用。

优选地，为了保证起到限流的作用，流量调节构件100的至少一个管段110的最小直径大于0.25毫米，并且最大直径小于2毫米。更优选地，管段110的最大直径为0.75毫米。

此外，优选地，管段110形成的气体通路的长度在100毫米至400毫米之间。更优选地，管段110形成的气体通路的长度为250毫米。

在表1中示出了优选的管段与节流阀的比较。以内径16毫米、长度120毫米的气缸为例。并假设气体为N₂，压力为140PSI。目标是控制活塞进出的时间为1秒。

表1：管段与流量控制阀的比较

可以看到，与使用流量控制阀相比，使用管段的方式成本更低，尺寸更小。并且管段的流动直径远大于节流阀所允许的流动直径，容忍的颗粒直径也远大于节流阀的容忍颗粒直径，从而避免了空气中的颗粒堵塞流动区域的隐患。因此这是一种用于气缸的速度控制的好方法。

图5示出了根据本实用新型的一实施例的夹紧机构的流量调节构件100的具体构造。流量调节构件100包括具有内腔120a的外壳120，外壳120联接于气体输送管路，使得内腔120a与气体输送管路连通，其中，管段110设置在外壳120的内腔120a中。管段110的形状与外壳120的内腔120a相匹配，并且不限于圆柱形。管段110具有预定的直径和长度。

在本文的实施例中，流量调节构件的外壳120由盖部121和本体122形成，盖部121与本体122经由例如压配接合、螺纹接合等方式装配在一起。盖部121和本体122各自包括通孔121a和122a，使得盖部的通孔121a、本体的通孔122a、外壳120的内腔120a与气体输送管路21连通。

在图5中示出了多个管段110，这些管段110沿着流量调节构件100的轴向方向串联设置，并且在管段110之间以及管段110与外壳120之间采用O形环130进行密封。多个管段110中的每一个具有相等的直径。进一步地，多个管段110中的每一个具有相等的长度，例如具有50毫米的长度。这种相等的直径和长度允许操作人员通过改变内腔120a中管段110的数量，即通过阶梯式地改变管段110的长度来以分段方式调节气体流量。

流量调节构件还包括弹簧140，弹簧140构造成在内腔120a中使其一端邻抵至少一个管段110，以使管段110在内腔120a中保持在位而不会因为气流的干扰而大幅运动。在需要增加或减少管段110的数量时，弹簧140可以从外壳120的内腔120a中移除以便于上述操作。在其它示例中，弹簧140的另一端可选地固定于外壳120的盖部121，使得弹簧140和盖部121可以一起移除。

流量调节构件可选地还包括配件150，配件150包括通孔150a，并且构造成安装在流量调节构件100的外壳120的两端处。在本实施例中，配件150是快插件，其插设在外壳120的两端处。配件150将外壳联接到气体输送管路中，使得配件150的通孔150a、盖部121的通孔121a、本体122的通孔122a、外壳120的内腔120a与气体输送管路21连通，同时保证流量调节构件的气密性。

虽然以上结合了较佳实施例对本实用新型的结构进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以对本实用新型进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本申请所附权利要求书所限定的范围之内。

Claims (13)

1.一种夹紧机构，所述夹紧机构包括：

气缸，所述气缸包括气缸腔室和容纳在气缸腔室内的活塞，所述活塞将所述气缸腔室分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室包括第一端口，所述第二腔室包括第二端口，

气体输送管路，所述气体输送管路分别流体联接于所述第一端口和所述第二端口，使得所述气体输送管路中的气体能流入或流出所述第一腔室和所述第二腔室，从而允许所述活塞在所述气缸腔室内移动，以及

夹持构件，所述气缸通过所述活塞的移动而作用于所述夹持构件，从而通过所述夹持构件来夹持目标容器，

其特征在于，还包括流量调节构件，所述流量调节构件在其内部形成有气体通路，所述气体通路由至少一个管段形成，其中，所述流量调节构件能够安装于所述气体输送管路中，使得所述气体输送管路中的气体能够经由所述气体通路流动，且所述至少一个管段的最大直径和最小直径之间的比例小于等于1.1。

2.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件不包括节流阀。

3.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件的所述至少一个管段的所述最小直径的范围在0.25毫米至2毫米之间。

4.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件的所述至少一个管段的所述最小直径为0.75毫米。

5.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，

由所述至少一个管段形成的所述气体通路的长度在100毫米至400毫米之间。

6.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件安装于联接于所述第一端口的气体输送管路和联接于所述第二端口的气体输送管路中的至少一者中。

7.如权利要求2所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件包括具有内腔的外壳，所述外壳联接于所述气体输送管路，使得所述内腔与所述气体输送管路连通，其中，所述至少一个管段设置在所述外壳的内腔中，其中，所述至少一个管段具有预定的直径和长度。

8.如权利要求7所述的夹紧机构，其特征在于，

所述至少一个管段包括沿着流量调节构件的轴向方向串联设置的多个管段。

9.如权利要求8所述的夹紧机构，其特征在于，

所述多个管段中的每一个具有相等的最小直径。

10.如权利要求8或9所述的夹紧机构，其特征在于，

所述多个管段中的每一个具有相等的长度。

11.如权利要求7所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件的外壳由盖部和本体形成，所述盖部与所述本体装配在一起，其中，所述盖部和所述本体各自包括通孔，使得所述盖部的通孔、所述本体的通孔、所述外壳的内腔与所述气体输送管路连通。

12.如权利要求11所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件还包括弹簧，所述弹簧构造成在所述内腔中使其一端邻抵所述至少一个管段，以使所述至少一个管段在所述内腔中保持在位。

13.如权利要求12所述的夹紧机构，其特征在于，

所述流量调节构件还包括配件，所述配件包括通孔，并且构造成安装在所述流量调节构件的外壳的两端处，并将所述外壳联接到所述气体输送管路中，使得所述配件的通孔、所述盖部的通孔、所述本体的通孔、所述外壳的内腔与所述气体输送管路连通。

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