单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的制作方法

本发明属于实验设备领域，尤其涉及物料漩涡振荡混合时所需的自动化漩涡振荡器。

背景技术：

在自然科学实验中，往往要将几种物料进行混合至均一，常见的形式如流体物料的混合，或在流体中溶解固体溶质。在很多情况下，这种混合过程如果靠手震荡是比较费时费力的，而且效果也不理想。因此现在出现了很多机械混合器，比如摇床、滚轴混合器、三维转动混合器，这些虽然都是全自动的，但都是力度较弱的混合方式，而且有些需要震动管具有密封盖，液体会进行上下左右不规则震动，也因此限制了其震动力度不能过大，对需要剧烈混合或难溶体系的溶解是不合适的。目前现有的混合器即漩涡振荡混合器可以提供剧烈震荡，其特点是混合管下端做快速偏心圆周运动，上端相对不动，这样就使管内的液体产生剧烈的漩涡转动，提供剧烈的震荡环境，而且因上端位置基本稳定，所以不是振荡管的每一部分都在做与振荡器轴相同幅度的偏心转动，振荡管重心的偏心转动幅度比振荡器轴的偏心转动幅度要小，因此系统较平稳，同时管内混合液的漩涡液高稳定，液体不会在剧烈震动下溢出振荡管；其工作过程一般都是半自动，即需要依靠手持容器管的上端，下端接触振荡器的托盘来实现，打开漩涡振荡器，托盘进行偏心震动，因此带动与之静摩擦接触的容器管下端也进行偏心震动，从而使容器管内的混合液自下而上产生漩涡式旋转。

目前市面上的漩涡振荡器基本都属于半自动，其需要依靠手的抓持作用，时间久了手会因为管壁对手指的高频振动而产生痛感，而且震荡时，实验人员必须跟振荡管一起陪同在振荡器旁，浪费时间，尤其是针对难溶物等需要长时间震荡的情况下，以上两个缺点就尤为显著。

模拟半自动漩涡振荡效果的全自动漩涡振荡器并不好实现，其不能仅靠一个紧固件固定牢振荡管就能替代人手的作用，因为人手的抓持作用其实有一定的柔性，下端做相对较大角度偏心振荡时，上端因为跟下端在一根管内也必须做小角度振荡，因此，如果上端固定死就会导致下端振荡也不能进行。要实现振荡管下端作大角度偏心振动，上端基本不动，但可被迫做小角度跟随运动，需要巧妙的配件和运作方式，来构建漩涡混合剧烈程度以及振荡管稳定性与半自动式完全一样的全自动漩涡振荡器。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器，采用该振荡器能实现不需要人力维持的情况下进行全自动漩涡振荡。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统以及与漩涡振荡器主系统的偏心转动轴相连的旋转托盘，在漩涡振荡器主系统的外壳上固定设置具槽竖杆，套装在具槽竖杆上的横梁可沿着具槽竖杆上下滑动；横梁位于旋转托盘的上方；横梁上设有用于与具槽竖杆相定位的锁紧装置；

用于柔性夹持振荡管的紧固件装置依靠弹簧与横梁的端部相连；弹簧的轴线与具槽竖杆相平行。

使用上述结构的紧固件装置能实现柔性夹持振荡管。

作为本发明的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的改进：紧固件装置位于旋转托盘的正上方；

所述紧固件装置包括通过紧固件调节螺丝相连的定夹片和动夹片，弹簧与定夹片固定相连。

作为本发明的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：定夹片和动夹片上均分别设置有上沿凸缘。

作为本发明的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：所述锁紧装置为紧固螺丝；在具槽竖杆上沿着具槽竖杆的长度方向设置凹槽，依靠紧固螺丝拧紧并顶住具槽竖杆上的凹槽，实现横梁与具槽竖杆的相定位。

作为本发明的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：在漩涡振荡器主系统外壳的底部设置吸盘式支撑脚。

在本发明中，弹簧一般使用短弹簧，其自由长度约25～35mm。

本发明是对普通的半自动漩涡振荡器进行改进而得的，本发明属于全自动漩涡振荡器，振荡管的上端固定利用弹簧(特别是短弹簧)与紧固件装置配合使用，弹簧一端固定于横梁上，实现了不需要人力维持的情况下，振荡管下端做较大角度转动，振荡管上端几乎不动，但可做小角度被迫跟随运动，其漩涡混合力度与目前现有的半自动漩涡振荡器完全相同，振荡管稳定性也跟半自动时一样，而且可适合各种型号的振荡管，灵活应用。

在本发明中，横梁与具槽竖杆相垂直。本发明依靠紧固螺丝的拧紧并顶住具槽竖杆上的凹槽，使横梁在具槽竖杆上实现定位。即，通过紧固螺丝固定于凹槽位置以此限制了横梁的高度。

本发明中，通过调节紧固件调节螺丝从而改变动夹片相对于定夹片的位置(即，调节动夹片和定夹片的距离)，从而实现固定不同尺寸的振荡管。由于在定夹片和动夹片上均分别设置有上沿凸缘，此上沿凸缘可部分盖住振荡管顶部，从而可通过调节横梁的高低对振荡管提供向下的压力；因此，紧固件装置不仅能提供夹持振荡管的径向力，还对振荡管施以向下压力。

在本发明中，紧固件调节螺丝可徒手拧紧，从而方便实验中的装载和拆卸振荡管。

在本发明中，利用吸盘式支撑脚，可在大气压作用下使整个仪器牢牢固定在桌面上。

本发明具有以下技术优势：

1、本发明的自动漩涡振荡器可以不需要人力维持，装好后可以稳定振动需要的时间，解放人力，提高效率。

2、本发明适用范围广，横梁相对于具槽竖杆的高低位置、以及动夹片与定夹片的距离均可实现无级调节，因此可适用于不同长度不同直径的各种容器管。

3、本发明制作成本低，没有使用复杂的配件，使用时调节方便，都可以徒手快速完成振荡管的装拆和高低调整。

4、本发明的振荡管振荡形式稳定，机械化模拟了半自动的工作方式。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1本发明的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器的整体示意图。

图2是图1中俯视状态下放大后的局部示意图(主要体现具槽竖杆7、横梁5等)。

图3是图1仰视状态下放大后的局部示意图(视线从紧固件装置下方往紧固件装置看，主要体现紧固件装置)。

图中：

旋转托盘1、紧固件调节螺丝2、弹簧4、横梁5、紧固螺丝6、具槽竖杆7、漩涡振荡器主系统8、调速开关9、吸盘式支撑脚10、上沿凸缘11、定夹片31、动夹片32、凹槽71。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、一种单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器，如图1～图3所述，包括漩涡振荡器主系统8、旋转托盘1，漩涡振荡器主系统8带有调速开关9，置于漩涡振荡器主系统8上的旋转托盘1与漩涡振荡器主系统8的偏心转动轴相连；上述内容属于现有技术。

在漩涡振荡器主系统8的外壳上固定设置具槽竖杆7，即，具槽竖杆7牢固地直立于主系统8的外壳上表面；该具槽竖杆7上设置有竖向的凹槽71(即，在具槽竖杆7上沿着其长度方向设置凹槽71)；套装在具槽竖杆7上的横梁5能沿着具槽竖杆7上下滑动；横梁5位于旋转托盘1的上方；横梁5上设有用于与具槽竖杆7相定位的锁紧装置，此锁紧装置为紧固螺丝6，依靠紧固螺丝6拧紧并顶住具槽竖杆7上的凹槽71，实现横梁5与具槽竖杆7的相定位，此时，横梁5不能相对于具槽竖杆7上下移动。

用于夹持振荡管的紧固件装置依靠弹簧4与横梁5的端部相连；弹簧4的轴线与具槽竖杆7相平行。弹簧4一般选用短弹簧，例如选用φ1.5×10×30×7N规格(即，线径1.5mm，外径10mm，自由长度30mm，有效圈数7圈)的圆柱压缩弹簧。

紧固件装置位于旋转托盘1的正上方；紧固件装置包括通过紧固件调节螺丝2相连的定夹片31和动夹片32，弹簧4与定夹片31固定相连。在定夹片31和动夹片32上均分别设置有上沿凸缘11。

在漩涡振荡器主系统8外壳底部的4个角上分别设置1个吸盘式支撑脚10。

具体工作过程如下：

1)、根据需要选择振荡管，管内加入适量需要混合的物料，将管上端夹持于紧固件装置内，使振荡管的上边缘顶到上沿凸缘11，调节紧固件调节螺丝2，使动夹片32相对于定夹片31移动，直至稳稳夹持住振荡管。

2)、松开紧固螺丝6，调节横梁5相对于具槽竖杆7的高低位置，使振荡管的底部正好触到旋转托盘1并有一定压力(即，弹簧微微压缩，弹簧长度大约减少1mm)，从而保证振荡管与旋转托盘1有效的静摩擦使振荡管在转动中始终与旋转托盘1接触良好，拧紧紧固螺丝6，再按压吸盘式支撑脚10以在桌面上固定仪器，开启调速开关9进行全自动漩涡振荡。

采用实施例1所述的单弹簧紧固式单管自动漩涡振荡器及其工作方式进行如下实验：

实验1、使用15ml刻度离心管作为振荡管，管中加入果胶多糖样品3mg，再加蒸馏水5ml，记录横梁5的高度位置和仪器在桌面的位置，以供实验结束评价仪器的稳定性。开启调速开关9，并设置转速到最大值。以果胶多糖溶解状况，漩涡液面高度(使用在刻度离心管上的体积刻度评估)，横梁5移动距离，仪器移动距离这些指标综合评价本发明自动漩涡振荡器的效果，实验结果见表1。

表1、自动漩涡振荡器效果检测

由上表1可以看出，本发明的自动漩涡振荡器能长时间稳定地运行，根据漩涡液面高度可看出本发明能形成有效的漩涡，并自动有效地溶解了较难溶样品。

对比例1、取消实施例1中的弹簧4，即，将定夹片31直接固定于横梁5上，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表2。

表2、对比例1中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置不能对振荡管内液体形成有效漩涡，所以几乎无震荡作用，转台运转阻力大，所以只需验证1min，不需要再长时间的评估，长时间运转甚至会损伤振荡器主系统。

对比例2、取消实施例1中的吸盘式支撑脚10，改成普通橡胶脚，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表3。

表3、对比例2中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置漩涡混合效果依然可以，漩涡能有效形成，但振动时间长了之后仪器有所漂移。

对比例3、将实施例1中的具槽竖杆7改成圆柱竖杆，即，取消竖向的凹槽71的设置，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表4。

表4、对比例3中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置虽然仍有可接受的漩涡混合效果，但仪器不够稳定，随运转时间的延长，横梁5有松动，漩涡起初能有效形成，随着横梁5的偏移效果有所下降。

对比例4、取消定夹片31和动夹片32上设置的上沿凸缘11；其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表5。

表5、对比例4中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置虽然仍有可接受的漩涡混合效果，但紧固件夹片(即，定夹片31和动夹片32)对振荡管提供的下压力不稳定，随运转时间延长，下压力逐渐减小，漩涡液面高度减小，混合效果下降。

对比例5、采用目前现有的半自动漩涡振荡器，即改成手持振荡管进行普通的旋涡振荡实验，其余同实验1进行。结果见表6。

表6、对比例5中普通漩涡振荡器的效果对比测试

此半自动的普通漩涡振荡器效果跟实验1自动漩涡振荡器一样，但其需要手持振荡管，费时费力；无法体现全自动化的优势。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。