一种高中化学实验试管清洗装置的制作方法

本实用新型涉及学生用具技术领域，尤其是一种高中化学实验试管清洗装置。

背景技术：

化学是以实验为基础的学科，化学的形成和发展都离不开实验，实验需要用到大量试管，目前，试管的清洗多数都是利用人工擦洗或者半机械半人工擦洗，既浪费人力又浪费财力，且效率低下，因此需要用到试管清洗装置对试管进行清洁，但现有的试管清洗装置只能清洗试管内侧，不能清洗试管外壁，因此有待改善。

在公告号为cn206997274u的高中学生用化学实验试管清洗处理装置，对此做出了努力，通过设置多个试管架对多个试管同时进行清洗，清洗后可对试管烘干处理，节省了人力物力，提高了清洗效率；通过设置连通的蓄水池和清洗室可对试管反复进行冲洗，在提高清洗效率的同时还节约了大量水资源，此设计一定程度上解决了上述问题，但从其结构中可以明显的看出，该装置只能清洗试管内侧，不能清洗试管外壁，因此有待改善。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述技术缺点提供一种高中化学实验试管清洗装置，本实用新型结构设计合理，通过电机带动外壁清洗装置和内壁清洗装置同时运动，通过清洗环上下运动实现试管外壁的清洗，通过弹性夹持块固定试管，清洗刷的转动实现试管内壁的清洗，且清洗后的废液沿挡水板从出水口流出，实现了自动清洗。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案为：一种高中化学实验试管清洗装置，包括l型支撑座、传动装置、外管壁清洗装置、内管壁清洗装置、供水装置和挡水板，所述l型支撑座内部中空，l型支撑座的左侧竖直部分的顶部内壁、右侧水平部分的底部内壁上均设有圆形凹槽，l型支撑座的左侧竖直部分的右侧面设有穿透侧壁的矩形开口，矩形开口的周缘侧壁上开设有连杆槽，l型支撑座的右侧水平部分的顶部设有第一通孔，l型支撑座右侧水平部分的前侧壁上设有出水口；

l型支撑座内部中空，用于安装传动装置、外管壁清洗装置、内管壁清洗装置、供水装置，通过电机、传动装置，带动外管壁清洗装置和内管壁清洗装置，同时对试管的内壁、外壁进行清洗，实现对试管的全面清洗整理。

所述传动装置包括电源适配器、电机、转筒、第一转轴、第二转轴和传动皮带；

所述电源适配器固定安装在l型支撑座左侧的外壁上，电机固定安装在l型支撑座的底部且输出轴竖直向上，第一转轴的下端与电机的输出轴固定连接、顶端与转筒的底部固定连接，所述转筒的顶部中心部分设有嵌接柱且嵌接柱嵌入l型支撑座顶部内壁上的圆形凹槽内并与其相适转动匹配，转筒外壁上设有限位滑槽，限位滑槽由设置于转筒上部的第一横槽、设置于转筒底部的第二横槽、分别连接第一横槽及第二横槽两端的两条斜槽组成，第一横槽、第二横槽与两条斜槽的连接部位均设置为圆滑的弧形过渡转角；

电源适配器接入外部供电，为电机提供动力，电机通过第一转轴带动转筒放置，第一转轴通过传动皮带带动第二转轴同步转动，从而带动筒刷转动。

转筒上端通过嵌接柱嵌接到圆形凹槽内，使得转筒在旋转过程中保持稳定的旋转轴心线；由第一横槽、第二横槽及两根斜槽组合而成的限位滑槽，其平面展开状态为一条圆滑的闭合曲线，当转筒持续旋转时，此闭合曲线循环往复，相对应的，为外管壁清洗装置提供上下循环运动的驱动力。

所述第二转轴设置在l型支撑座右侧水平部分内部且底部也设有嵌接柱，嵌接柱嵌入l型支撑座底部内壁上的圆形凹槽并与其相适转动匹配，第二转轴的上部向上伸出第一通孔且其端部设有安装法兰，所述第一转轴、第二转轴之间通过传动皮带传动连接；

第二转轴通过传动皮带，与第一转轴同步旋转，其底部的嵌接柱嵌接到圆形凹槽内，使第二转轴在旋转过程中保持稳定的旋转轴心线，通过安装法兰与其上部的筒刷固定连接。本领域技术人员也可以通过任意可行的结构实现第二转轴与筒刷的固定连接。

所述外管壁清洗装置包括外洗环仓和连接杆，所述外洗环仓内部中空、内侧壁上设有多个喷水孔并设置有多簇刷毛，刷毛与喷水孔间杂排布，外洗环仓的外壁上固定安装有一根连接杆，连接杆另一端的端部设置有滑珠，所述滑珠嵌入转筒外壁上的限位滑槽并与限位滑槽相适滑动匹配，所述外洗环仓外侧壁上设有第一进水口，所述连接杆上固定有环片，环片嵌入连杆槽且其厚度与连杆槽的宽度相适匹配；

外洗环仓的作用是套在试管上，利用内壁上设置的喷水口和刷毛，实现对试管外壁的清洗；连接杆端部的滑珠嵌入限位滑槽，转筒在旋转的过程中，限位滑槽对滑珠提供推动力，滑珠沿限位滑槽的闭合曲线运动。由于连接杆上设置了环片，环片嵌接到连杆槽内，且环片与连接杆相对固定，环片与滑珠之间的距离是固定的，滑珠与矩形开口之间的距离也是固定的，因此连接杆只能在矩形开口内上下垂直运动而不能在水平方向移动，也因此滑珠在水平方向不会移动，只能在竖直方向内运动，从而带动连接杆在矩形开口内上下移动，且连接杆上下往复位移的过程与转筒的旋转过程同步，实现往复循环。

本领域技术人员应当可以理解，可以采用任何可行的公知技术手段，将环片与连接杆固定连接，使得“环片与滑珠之间的距离”等于“限位滑槽与连杆槽的距离”，不赘述。

所述内管壁清洗装置包括筒刷和内洗环仓，所述筒刷外壁上设有多簇刷毛，筒刷的底端设有与第二转轴顶端的安装法兰相适匹配的法兰盘，所述内洗环仓为下端面封闭、上端面设置有多个喷水孔、中心部分设有穿轴孔、内部中空的结构体，穿轴孔的孔径大于第二转轴的轴径，内洗环仓固定安装在l型支撑座右侧水平部分的顶壁上，其上部伸入第一通孔并与第一通孔的孔径相适匹配，所述内洗环仓下部的外侧壁上设有第二进水口；

试管开口向下，经外洗环仓向下插入，直到试管口接触内洗环仓的上端面，此时筒刷插入试管内部；筒刷利用法兰盘与第二转轴的安装法兰固定连接，从而在第二转轴的带动下旋转，在旋转过程中，利用刷毛实现对试管内壁的清洗。

对本领域技术人员来说，将内洗环仓固定在第一通孔所在位置上，是司空见惯的公知技术，本领域技术人员采用螺钉或其它任意可行的技术将其固定，均是可行的，不赘述。

外洗环仓、内洗环仓、第二转轴、筒刷的轴心线重合，四者轴心线重合，保证了试管在清洗过程中状态稳定、始终处于垂直状态。

所述供水装置包括水泵、进水管、第一给水管和第二进水管，所述水泵固定安装在l型支撑座内部，进水管的一端与水泵的进水管路连通，另一端伸出l型支撑座；

第一给水管、第二给水管均与水泵的出水管路连通，第一给水管的另一端穿过l型支撑座的左侧竖直部分的矩形开口并与外洗环仓外侧壁的第一进水口连通；第二给水管的另一端与内洗环仓外侧壁上的第二进水口连通；

进水管接入外部供水管路，为水泵供水；水泵通过第一给水管为外洗环仓泵水，通过第二给水管为内洗环仓泵水。外洗环仓内的水经内壁上的喷水孔喷出，在外洗环仓上下往下运动的过程中，实现对试管外壁的清洗；内洗环仓内的水经上端面的喷水孔向上喷出，在筒刷旋转的过程中，实现对试管内壁的清洗。

本领域技术人员应当能够理解，试管的管口朝下放置于内洗环仓的上端面，内洗环仓上端面的多个喷水孔有些位于试管口外侧、有些位于试管口内侧，位于试管口内侧的喷水孔喷出的水会在试管内部向上，由此实现对试管内壁的冲洗，位于试管口外侧的喷水孔喷出的水可能会喷洒到试管的外壁上，也可能落空、不起作用，申请人在内洗环仓的整个上端面设置喷水孔的目的，是为了适应不同口径的试管，使得无论试管口径大小，均能实现内壁清洗。

本领域技术人员如果针对统一口径的试管采用本技术方案，可以设置仅在试管口所在位置的上端面上设置喷水孔，而在周缘不设置喷水孔，申请人不作赘述。

所述挡水板为前端窄、后端宽的梯形结构体，挡水板后端两侧对称设有两个第二通孔，挡水板两侧的斜边上设有竖直的挡水条，挡水板的前端向下倾斜、后端与l型支撑座的内侧壁固定紧密连接，挡水板较窄的前端向垂直于后端底边的方向延伸形成拢水口，且拢水口两侧同样设有竖直的挡水条，拢水口向外伸出l型支撑座侧壁上的出水口；

所述第一转轴、第二转轴分别穿过挡水板上的两个第二通孔并与第二通孔滑动配合；

挡水板后端与l型支撑座的内壁紧密连接，以及在两侧设置挡水条，且挡水板前端向下倾斜，使得经矩形开口、第一通孔流下来的废水只能向挡水板前端的拢水口流动，再通过出水口排出l型支撑座。

第一转轴、第二转轴分别与两个第二通孔滑动配合，对本领域技术人员来说，依据公知的普通知识和技术，可以选择合适的转轴规格与第二通孔的间隙较小且不影响第一转轴、第二转轴的正常旋转运行。此外，由于第一转轴、第二转轴保持旋转状态，废水在接触第一转轴、第二转轴时，会被甩飞，保证了不废水不会经由“第一转轴、第二转轴与第二通孔之间的间隙”流下。

所述电机、水泵均与电源适配器电性连接，电源适配器接电后，电机、水泵同步启动。

所述转筒上的第一横槽与第二横槽在垂直方向上的距离，与矩形开口的高度相等，使得滑珠受限位滑槽的驱动而上下运动至最高点时，连接杆正处于矩形开口的顶部，滑珠运动至最低点时，连接杆正处于矩形开口的底部，在尽可能增加上、下行程的同时，减少废水从矩形开口处流入l型支撑座内部的量。

所述第一通孔的侧壁上对称安装有两个弹性夹持块，内洗环仓的上端面低于弹性夹持块的下缘。在第二转轴带动筒刷旋转的过程中，由于筒刷外壁上的刷毛与试管内壁接触，会形成一定的摩擦力，从而导致试管跟随转动的问题，设置对称的两个弹性夹持块(司空见惯的公知技术手段，不赘述)，使得试管被固定在第一通孔内保持不动，提高内壁清洗的效率。对本领域技术人员来说，应当能够理解，当使用弹性夹持块对试管进行夹持时，必须使得内洗环仓的上端面低于第一通孔的下缘，这样才能在第一通孔的内壁上安装弹性夹持块，同时也应尽量使得内洗环仓的上端面低于弹性夹持块的下缘，以适应更多口径的试管。

上述技术方案运行过程中，第一转轴带动转筒旋转一周，即滑珠沿限位滑槽的闭合曲线运行一次，连接杆在矩形开口内同步上下垂直往复一次，也即外洗环仓套接在试管外部上下垂直往复一次，第二转轴带动筒刷同步旋转一周，且在此过程中，水泵经第一给水管、第二给水管，分别给外洗环仓、内洗环仓供水喷射一次。如此循环往复，完成试管的内外壁同步清洗工作，清洗后的废水经矩形开口、第一通孔流入l型支撑座内部的挡水板上，再经由拢水口、出水口从l型支撑座内排出。

本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型结构设计合理，通过电机带动外壁清洗装置和内壁清洗装置同时运动，通过清洗环上下运动实现试管外壁的清洗，通过弹性夹持块固定试管，清洗刷的转动实现试管内壁的清洗，且清洗后的废液沿挡水板从出水口流出，实现了自动清洗，具有良好的推广前景。

附图说明

附图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图2为本实用新型所述连接杆与环片的结构示意图。

附图3为本实用新型所述环片与矩形开口的结构示意图。

附图4为本实用新型所述挡水板的结构示意图。

附图5为本实用新型所述第一通孔与内洗环仓组合后的示意图。

附图6为本实用新型所述第一通孔与内洗环仓的组装示意图。

附图7为本实用新型所述外洗环仓内壁的喷水孔的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1～附图7对本实用新型做以下详细说明。

如图1～图7所示，包括l型支撑座1、传动装置、外管壁清洗装置、内管壁清洗装置、供水装置和挡水板2，所述l型支撑座1内部中空，l型支撑座1的左侧竖直部分的顶部内壁、右侧水平部分的底部内壁上均设有圆形凹槽1-1，l型支撑座1的左侧竖直部分的右侧面设有穿透侧壁的矩形开口1-2，矩形开口1-2的周缘侧壁上开设有连杆槽1-3，l型支撑座1的右侧水平部分的顶部设有第一通孔3，l型支撑座右侧水平部分的前侧壁上设有出水口4；

l型支撑座1内部中空，用于安装传动装置、外管壁清洗装置、内管壁清洗装置、供水装置，通过电机、传动装置，带动外管壁清洗装置和内管壁清洗装置，同时对试管的内壁、外壁进行清洗，实现对试管的全面清洗整理。

传动装置包括电源适配器5、电机6、转筒7、第一转轴8、第二转轴9和传动皮带10；

所述电源适配器5固定安装在l型支撑座1左侧的外壁上，电机6固定安装在l型支撑座1的底部且输出轴竖直向上，第一转轴8的下端与电机6的输出轴固定连接、顶端与转筒77的底部固定连接，所述转筒7的顶部中心部分设有嵌接柱11且嵌接柱11嵌入l型支撑座1顶部内壁上的圆形凹槽1-1内并与其相适转动匹配，转筒7外壁上设有限位滑槽12，限位滑槽12由设置于转筒上部的第一横槽12-1、设置于转筒底部的第二横槽12-2、分别连接第一横槽及第二横槽两端的两条斜槽12-3组成，第一横槽12-1、第二横槽12-2与两条斜槽12-3的连接部位均设置为圆滑的弧形过渡转角；

电源适配器5接入外部供电，为电机6提供动力，电机6通过第一转轴8带动转筒7放置，第一转轴8通过传动皮带10带动第二转轴9同步转动，从而带动筒刷13转动。

转筒7上端通过嵌接柱11嵌接到圆形凹槽1-1内，使得转筒7在旋转过程中保持稳定的旋转轴心线；由第一横槽12-1、第二横槽12-2及两根斜槽12-3组合而成的限位滑槽12，其平面展开状态为一条圆滑的闭合曲线，当转筒7持续旋转时，此闭合曲线循环往复，相对应的，为外管壁清洗装置提供上下循环运动的驱动力。

所述第二转轴9设置在l型支撑座1右侧水平部分内部且底部也设有嵌接柱11，嵌接柱11嵌入l型支撑座1底部内壁上的圆形凹槽1-1并与其相适转动匹配。

本实施例中，第二转轴9的上部向上伸出第一通孔1-4且其端部设有安装法兰9-1，所述第一转轴8、第二转轴9之间通过传动皮带10传动连接；本领域技术人员也可以通过任意可行的结构实现第二转轴9与筒刷13的固定连接。

本实施例中，第二转轴9通过传动皮带10，与第一转轴9同步旋转，其底部的嵌接柱11嵌接到圆形凹槽1-1内，使第二转轴9在旋转过程中保持稳定的旋转轴心线，通过安装法兰9-1与其上部的筒刷13固定连接。

所述外管壁清洗装置包括外洗环仓14和连接杆15，所述外洗环仓14内部中空、内侧壁上设有多个喷水孔16并设置有多簇刷毛17，刷毛17与喷水孔16间杂排布，外洗环仓14的外壁上固定安装有一根连接杆15，连接杆15另一端的端部设置有滑珠15-1，所述滑珠15-1嵌入转筒7外壁上的限位滑槽12并与限位滑槽12相适滑动匹配，所述外洗环仓14外侧壁上设有第一进水口14-1，所述连接杆15上固定有环片15-2，环片15-2嵌入连杆槽1-3且其厚度与连杆槽1-3的宽度相适匹配；

外洗环仓14的作用是套在试管上，利用内壁上设置的喷水口16和刷毛17，实现对试管外壁的清洗；连接杆15端部的滑珠15-1嵌入限位滑槽12，转筒7在旋转的过程中，限位滑槽12对滑珠15-1提供推动力，滑珠15-1沿限位滑槽12的闭合曲线运动。由于连接杆15上设置了环片15-2，环片15-2嵌接到连杆槽1-3内，且环片15-2与连接杆15相对固定，环片15-2与滑珠15-1之间的距离是固定的，滑珠15-1与矩形开口1-2之间的距离也是固定的，因此连接杆15只能在矩形开口1-2内上下垂直运动而不能在水平方向移动，也因此滑珠15-1在水平方向不会移动，只能在竖直方向内运动，从而带动连接杆15在矩形开口1-3内上下移动，且连接杆15上下往复位移的过程与转筒7的旋转过程同步，实现往复循环。

本领域技术人员应当可以理解，可以采用任何可行的公知技术手段，将环片15-2与连接杆15固定连接，使得“环片15-2与滑珠15-1之间的距离”等于“限位滑槽12与连杆槽1-3的距离”，本实施例中(如图2所示)，采用的是锁紧螺栓(图中所示15-3)的固定方式，可以调节环片15-2在连接杆15上的位置(此调节仅为装置方便)。

所述内管壁清洗装置包括筒刷13和内洗环仓18，所述筒刷17外壁上设有多簇刷毛17，筒刷13的底端设有与第二转轴9顶端的安装法兰9-1相适匹配的法兰盘13-1，所述内洗环仓18为下端面封闭、上端面设置有多个喷水孔16、中心部分设有穿轴孔18-1、内部中空的结构体，穿轴孔18-1的孔径大于第二转轴9的轴径，内洗环仓18固定安装在l型支撑座1右侧水平部分的顶壁上，其上部伸入第一通孔1-4并与第一通孔1-4的孔径相适匹配，所述内洗环仓18下部的外侧壁上设有第二进水口18-2；

试管开口向下，经外洗环仓14向下插入，直到试管口接触内洗环仓18的上端面，此时筒刷13插入试管内部；筒刷13利用法兰盘13-1与第二转轴9的安装法兰9-1固定连接，从而在第二转轴9的带动下旋转，在旋转过程中，利用刷毛17实现对试管内壁的清洗。

对本领域技术人员来说，将内洗环仓18固定在第一通孔1-4所在位置上，是司空见惯的公知技术，本领域技术人员采用螺钉或其它任意可行的技术将其固定，均是可行的。本实施例中(如图6所示)，采用的是安装片与螺栓固定的结构(图中未标号)，不赘述。

外洗环仓14、内洗环仓18、第二转轴9、筒刷13的轴心线重合，四者轴心线重合，保证了试管在清洗过程中状态稳定、始终处于垂直状态。

所述供水装置包括水泵19、进水管20、第一给水管21和第二进水管22，所述水泵19固定安装在l型支撑座1内部，进水管20的一端与水泵19的进水管路连通，另一端伸出l型支撑座1；

第一给水管21、第二给水管22均与水泵19的出水管路连通，第一给水管21的另一端穿过l型支撑座1的左侧竖直部分的矩形开口1-2并与外洗环仓14外侧壁的第一进水口14-1连通；第二给水管22的另一端与内洗环仓18外侧壁上的第二进水口18-2连通；

进水管20接入外部供水管路，为水泵19供水；水泵19通过第一给水管21为外洗环仓14泵水，通过第二给水管22为内洗环仓18泵水。外洗环仓14内的水经内壁上的喷水孔16喷出，在外洗环仓14上下往下运动的过程中，实现对试管外壁的清洗；内洗环仓18内的水经上端面的喷水孔16向上喷出，在筒刷旋转的过程中，实现对试管内壁的清洗。

本领域技术人员应当能够理解，试管的管口朝下放置于内洗环仓18的上端面，内洗环仓18上端面的多个喷水孔16有些位于试管口外侧、有些位于试管口内侧，位于试管口内侧的喷水孔16喷出的水会在试管内部向上，由此实现对试管内壁的冲洗，位于试管口外侧的喷水孔16喷出的水可能会喷洒到试管的外壁上，也可能落空、不起作用，申请人在内洗环仓18的整个上端面设置喷水孔16的目的，是为了适应不同口径的试管，使得无论试管口径大小，均能实现内壁清洗。

本领域技术人员如果针对统一口径的试管采用本技术方案，可以设置仅在试管口所在位置的上端面上设置喷水孔，而在周缘不设置喷水孔，申请人不作赘述。

所述挡水板2为前端窄、后端宽的梯形结构体，挡水板2后端两侧对称设有两个第二通孔2-1，挡水板2两侧的斜边上设有竖直的挡水条2-2，挡水板2的前端向下倾斜、后端与l型支撑座1的内侧壁固定紧密连接，挡水板2较窄的前端向垂直于后端底边的方向延伸形成拢水口2-3，且拢水口2-3两侧同样设有竖直的挡水条2-2，拢水口2-3向外伸出l型支撑座1侧壁上的出水口4；

所述第一转轴8、第二转轴9分别穿过挡水板2上的两个第二通孔2-1并与第二通孔2-1滑动配合；

挡水板2后端与l型支撑座1的内壁紧密连接，以及在两侧设置挡水条2-2，且挡水板2前端向下倾斜，使得经矩形开口1-2、第一通孔1-4流下来的废水只能向挡水板2前端的拢水口2-3流动，再通过出水口4排出l型支撑座1。

第一转轴8、第二转轴9分别与两个第二通孔2-1滑动配合，对本领域技术人员来说，依据公知的普通知识和技术，可以选择合适的转轴规格与第二通孔2-1的间隙较小且不影响第一转轴8、第二转轴9的正常旋转运行。此外，由于第一转轴8、第二转轴9保持旋转状态，废水在接触第一转轴8、第二转轴9时，会被甩飞，保证了不废水不会经由“第一转轴8、第二转轴9与第二通孔2-1之间的间隙”流下。

所述电机6、水泵19均与电源适配器5电性连接，电源适配器5接电后，电机6、水泵19同步启动。

所述转筒7上的第一横槽12-1与第二横槽12-2在垂直方向上的距离，与矩形开口1-2的高度相等，使得滑珠15-1受限位滑槽12的驱动而上下运动至最高点时，连接杆15正处于矩形开口1-2的顶部，滑珠15-1运动至最低点时，连接杆15正处于矩形开口1-2的底部，在尽可能增加上、下行程的同时，减少废水从矩形开口1-2处流入l型支撑座1内部的量。

所述第一通孔1-4的侧壁上对称安装有两个弹性夹持块13，内洗环仓18的上端面低于弹性夹持块23的下缘。在第二转轴9带动筒刷13旋转的过程中，由于筒刷13外壁上的刷毛17与试管内壁接触，会形成一定的摩擦力，从而导致试管跟随转动的问题，设置对称的两个弹性夹持块13(司空见惯的公知技术手段，不赘述)，使得试管被固定在第一通孔1-4内保持不动，提高内壁清洗的效率。

对本领域技术人员来说，应当能够理解，当使用弹性夹持块23对试管进行夹持时，必须使得内洗环仓18的上端面低于第一通孔1-4的下缘，这样才能在第一通孔1-4的内壁上安装弹性夹持块，同时也应尽量使得内洗环仓18的上端面低于弹性夹持块23的下缘，以适应更多口径的试管。

本实施例在使用时，首先将试管口向下，从上端的外洗环仓14的中心向下插入，直至试管口接触内洗环仓18的上端面，使用弹性夹持块23将试管夹住。之后，接入电源，电源适配器5为电机6和水泵19供电。

上述技术方案运行过程中，第一转轴8带动转筒7旋转一周，即滑珠15-1沿限位滑槽12的闭合曲线运行一次，连接杆15在矩形开口1-2内同步上下垂直往复一次，也即外洗环仓14套接在试管外部上下垂直往复一次，第二转轴9带动筒刷13同步旋转一周，且在此过程中，水泵19经第一给水管21、第二给水管22，分别给外洗环仓14、内洗环仓18供水喷射一次。如此循环往复，完成试管的内外壁同步清洗工作。

清洗后的废水经矩形开口1-2、第一通孔2-1流入l型支撑座1内部的挡水板2上，再经由拢水口2-3、出水口4从l型支撑座1内排出。