一种水浴装置的制作方法

1.本发明属于生物医药技术领域，特别涉及一种水浴装置。


背景技术：

2.水浴装置是实验室中一种常见的装置，其主要作用是对试剂进行加热或冷却，以确保试剂能够稳定维持在所需的实验温度；但由于目前的水浴设备功能单一，仅能进行加热或冷却，无法辅助实验操作人员进行其他相关的实验操作，从而为实验操作人员带来了极大的不便和安全隐患。
3.譬如温敏纳米凝胶栓塞剂为注射型栓塞剂，在其研发生产过程中，需要对注射用水进行杂质检测，注射用水中的硝酸盐含量则为其中一个检测指标。
4.注射用水的硝酸盐检测方法(药典方法)的操作步骤大致如下：
5.1、取待测的注射用水置试管中，并置于冰浴中冷却；
6.2、加氯化钾溶液与二苯胺硫酸溶液，并摇匀试管；
7.3、缓慢滴加硫酸，并摇匀试管；
8.4、将试管转移至水浴锅中进行加热，观察溶液的颜色变化，并与硝酸盐对照品比对。
9.但是在实验进行的过程中会存在以下的问题：
10.1、在进行实验前，需要人工组装进行冰浴的装置，一般是利用试管架放置在托盘上，托盘上会放置冰水，所以当试管放置于试管架后，则可实现对试管内溶液的冷却；但由于托盘的深度非常浅，所以托盘能装载的冰水量不足，难以达到更好的冰浴效果；
11.2、试管架与托盘之间没有任何固定的结构，由于需要手动缓慢滴加硫酸，使得实验过程中容易因为试管架移动导致硫酸滴加失误，降低检测精度，也存在一定程度的安全隐患；
12.3、在将试管转移至水浴锅进行加热的过程中，需要将各支试管进行手动转移，但由于试管内此时已经装载有硫酸，所以手动转移的操作可能会导致硫酸外溅，从而为实验操作人员带来了潜在危险。
13.因此，提供一种适用于检测水中硝酸盐含量的水浴装置已成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

14.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水浴装置。其具体技术方案如下：
15.本发明提供了一种水浴装置，所述水浴装置设有试管架承托轨、制冷腔、加热腔和升降机构；两所述试管架承托轨以平行相对的方式设于所述水浴装置的机顶，两所述试管架承托轨均为直导轨；所述制冷腔和所述加热腔均显露于所述水浴装置的机顶，所述制冷腔和所述加热腔设于两所述试管架承托轨之间，所述制冷腔和所述加热腔沿所述试管架承托轨的长度方向排列布置；所述升降机构与两所述试管架承托轨连接，所述升降机构用于
控制两所述试管架承托轨同步升降。
16.在其中一个实施例中，所述升降机构包括多个伸缩杆，多个所述伸缩杆均设于所述水浴装置内部，多个所述伸缩杆的伸缩端分别与两所述试管架承托轨连接，多个所述伸缩杆的伸缩方向与两个所述试管架承托轨的升降方向一致。
17.在其中一个实施例中，两所述试管架承托轨的两端均与所述伸缩杆的伸缩端转动连接，所述水浴装置具备用于控制两所述试管架承托轨抬升为倾斜状态的功能。
18.在其中一个实施例中，所述伸缩杆的伸缩端设有支撑半球；所述试管架承托轨两端的底部均设有转动腔；在沿所述试管架承托轨的长度方向上，所述转动腔的尺寸大于所述支撑半球的尺寸；在沿所述试管架承托轨的宽度方向上，所述转动腔的尺寸与所述支撑半球的尺寸相匹配；所述支撑半球设于所述转动腔内，所述支撑半球与所述转动腔的内腔壁活动抵接。
19.在其中一个实施例中，所述试管架承托轨的轨道腔内设有多个可转动的滚珠，多个所述滚珠沿所述试管架承托轨的长度方向排列布置。
20.在其中一个实施例中，所述试管架承托轨的轨道腔深度为2厘米～4厘米。
21.在其中一个实施例中，所述试管架承托轨导向行程两端的终点均设有防脱挡块。
22.在其中一个实施例中，两所述试管架承托轨抬升为倾斜状态的倾角为1
°
～5
°
。
23.在其中一个实施例中，所述水浴装置还包括试管架，所述试管架的两侧与两所述试管架承托轨之间为可拆卸的滑动安装结构。
24.在其中一个实施例中，所述水浴装置还包括适配支架，所述适配支架包括插板、斜托板、直挡板和斜挡板，所述插板与所述试管架承托轨之间为可拆卸的滑动安装结构，所述直挡板与所述插板相对布置，所述斜托板以连接夹角为锐角的方式斜向连接于所述插板与所述直挡板之间，所述斜挡板设于所述斜托板的侧部。
25.本发明的有益效果如下：
26.在进行应用时，可以将装有试管的试管架放置量试管架承托轨上，由于所述制冷腔和所述加热腔设于两所述试管架承托轨之间，所述制冷腔和所述加热腔沿所述试管架承托轨的长度方向排列布置，所以实验操作人员可以根据需求将试管放置于制冷腔进行冷却，或将试管放置于加热腔进行加热。
27.而在需要切换冷却和加热操作的切换时，由于所述升降机构与两所述试管架承托轨连接，所述升降机构用于控制两所述试管架承托轨同步升降，所以将可利用升降机构控制两试管架承托轨上升，以实现试管架和试管的悬浮，然后推动试管架移动至加热腔或制冷腔上方，最后利用升降机构控制两试管架承托轨下降，则可完成冷却和加热的操作切换。
28.综上可知，本发明的水浴装置同时具备了冷却和加热功能，而且在试管架承托轨的辅助下，试管还可实现在制冷腔和加热腔之间平稳移动，整个操作安全便捷，即切实解决了现有水浴装置无法实现冷却和加热操作安全切换的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中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方式，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。
30.图1-1是本发明第一个实施例提供的结构示意图；
31.图1-2是图1-1的剖视结构示意图；
32.图1-3是图1-2的伸缩杆伸展状态示意图；
33.图1-4是图1-1的控制电路连接结构示意图；
34.图1-5是图1-1的应用状态图一；
35.图1-6是图1-1的应用状态图二；
36.图1-7是图1-1的应用状态图三；
37.图1-8是图1-1的应用状态图四；
38.图2-1是本发明第二个实施例提供的剖视结构示意图；
39.图2-2是图2-1的倾斜状态调节应状态图一；
40.图2-3是图2-1的倾斜状态调节应状态图二；
41.图2-4是图2-1的a部分放大结构示意图；
42.图2-5是图2-4的正视剖视结构示意图；
43.图3是本发明第三个实施例提供的剖视结构示意图；
44.图4是本发明第四个实施例提供的剖视结构示意图；
45.图5是本发明第五个实施例提供的剖视结构示意图；
46.图6-1是本发明第六个实施例提供的结构示意图；
47.图6-2是图6-1的应用状态示意图；
48.图6-3是图6-1的适配支架结构示意图。
49.附图标记如下：
50.10、试管架承托轨；11、轨道腔；12、转动腔；13、滚珠；
51.20、制冷腔；21、半导体制冷片；22、冷腔温度传感器；
52.30、加热腔；31、加热管；32、热腔温度传感器；
53.40、伸缩杆；41、伸缩端；42、支撑半球；
54.50、控制电路；51、隔热壁；52、隔热材料；
55.60、适配支架；61、插板；62、斜托板；63、直挡板；64、矩形扣合槽；
56.70、试管架；71、试管；
57.a、倾角；h、深度。
具体实施方式
58.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
59.在现有技术中，水浴装置是一种功能极其单一的装置，仅仅用于实现水浴加热的作用，但在实际的实验过程中，水浴加热仅是实验中的一环，整个实验还需要进行各种各样的操作，而冷却操作便是其中一种。
60.譬如实验过程中常需要在冷却和加热状态之间进行切换，但目前的水浴装置无法独自实现冷却和加热操作的切换，这不但导致实验操作不便，而且还带来了各种的安全隐患，所以研发一种能够安全实现冷却和加热操作切换的水浴装置已成为亟待解决的问题。
61.为解决上述问题，本发明提供了一种全新的水浴装置，此水浴装置设有试管架承
托轨、制冷腔、加热腔和升降机构，试管架承托轨和升降机构的配合用于实现加热和冷却操作的切换，制冷腔和加热腔则分别用于实现冷却和加热操作。
62.在采用上述设置方式后，水浴装置不但能够实现水浴加热和水浴制冷，还能确保加热和冷却操作切换的安全平稳，为了更好的对此水浴装置进行阐述，下文将提供多个实施例进行解释。
63.实施例一
64.从上文可知，本发明利用升降机构与两试管架承托轨连接，升降机构用于控制两试管架承托轨同步升降，但升降机构的实现方式却多种多样；譬如可以是手动抬升，在试管架承托轨抬升至指定位置后，利用固定结构实现其高度的固定；也可以是自控抬升，譬如利用丝杆自转实现的升降结构、利用液压杆实现的升降结构、以及利用直线电机实现的升降结构等。
65.而在升降机构众多可行的实现方案中，伸缩杆则是其中一种高效可行的方案，具体如图1-1至图1-3所示，此实施例的水浴装置设有两条试管架承托轨10、一个制冷腔20、一个加热腔30和四个伸缩杆40。
66.有关上述的试管架承托轨10，如图1-1、以及图1-5至图1-8所示，两试管架承托轨10以平行相对的方式设于水浴装置的机顶，两试管架承托轨10均为直导轨，每条试管架承托轨10的顶面均设有直线状的轨道腔11，该轨道腔11 用于插入试管架70的侧板，以此实现试管架承托轨10与试管架70之间的安装定位、以及对试管架70的滑动导向。
67.需要指出，此实施例限定试管架承托轨10为直导轨，其实质在于限定轨道腔11沿直线布置，以使得试管架承托轨10能够实现与直导轨相同的功能——限制试管架承托轨10上的滑动件进行直线移动，在满足此功能后，对试管架承托轨10其余部位的形状设置并无特殊限制。
68.另外，由于两试管架承托轨10分别用于承托试管架70的两侧，所以两试管架承托轨10的间距设置需要根据试管架70的尺寸进行匹配设置；由于试管架70属于实验室中常用器件，其尺寸已经形成固有标准，所以在进行水浴装置的生产设计时，可以根据实验室最常用的试管架70尺寸限定两试管架承托轨10 的间距，以确保试管架承托轨10能够必然实现此类试管架70的承托，如孔数规格为4*10的试管架70则是一种较常用的选择。
69.而且为提高水浴装置与不同尺寸试管架70之间的适配性，此实施例还设置轨道腔11的宽度为2厘米，以使得轨道腔11具备了一定的宽度余量，从而便于承托更多不同尺寸试管架70。
70.当然，轨道腔11上述的宽度尺寸并不唯一，但考虑试管架承托轨10的可用空间和水浴装置的整体紧凑性，建议设置轨道腔11的宽度在1厘米～2厘米内，如1厘米、1.25厘米、1.5厘米、1.75厘米和2厘米等。
71.有关上述的制冷腔20和加热腔30，如图1-1和图1-4所示，制冷腔20和加热腔30均显露于水浴装置的机顶，制冷腔20和加热腔30设于两试管架承托轨 10之间，制冷腔20和加热腔30沿试管架承托轨10的长度方向排列布置。
72.对于该制冷腔20而言，其作用在于产生低温，以便于降低其内部水温；为实现此目的，此实施例在水浴装置内部设有半导体制冷片21，半导体制冷片21 与制冷腔20的外壁贴合，所以当半导体制冷片21产生低温时，则可实现制冷腔20内部的降温。
73.类似的，对于加热腔30而言，其作用在于产生高温，以便提高其内部水温；为实现此目的，此实施例在水浴装置内部设置加热管31，加热管31与加热腔 30的外壁贴合，所以当加热管31产生高温时，则可实现加热腔30内部的升温。
74.需要指出，用于制冷的元器件并不仅限于上述的半导体制冷片21，用于加热的元器件也并不仅限于上述的加热管31，只要能够实现加热制冷、以及便于转用至水浴装置的元器件也可进行采用。
75.在进行使用时，由于此实施例制冷腔20的内部设有冷腔温度传感器22，加热腔30的内部设有热腔温度传感器32，冷腔温度传感器22和热腔温度传感器 32均与水浴装置内的控制电路50电性连接，所以制冷腔20和加热腔30的温度信息将可及时反馈至控制电路50，控制电路50将可及时对半导体制冷片21的制冷温度、以及加热管31的加热温度进行调控，以维持制冷腔20和加热腔30 内的温度维持于实验操作人员设定的范围内。
76.而且此实施例为确保制冷腔20和加热腔30的温控精准，还设置了制冷腔 20与加热腔30之间为隔热结构，具体如图1-1和图1-4所示，此时的水浴装置设有隔热壁51，隔热壁51设于制冷腔20与加热腔30之间，隔热壁51内部填充有隔热材料52，所以在设置隔热壁51和隔热材料52后，制冷腔20与加热腔 30之间将难以实现温度传递，从而确保了两者之间温度独立控制的精准性。
77.其中，隔热材料52的选择范围非常广，传统隔热材料可以是玻璃纤维、石棉、岩棉或硅酸盐等，新型隔热材料可以是气凝胶毡或真空板等，而综合考虑隔热材料52在此实施例中的使用环境，此实施例优选石棉作为隔热材料52。
78.有关上述的伸缩杆40，如图1-1至图1-3所示，四个伸缩杆40均以竖直布置的方式设于水浴装置内部的四个端角处，水浴装置顶面的四个端角均设有穿孔，从而便于伸缩杆40的伸缩端41穿过穿孔与试管架承托轨10的底面连接固定，以确保试管架承托轨10的两端均能获得伸缩杆40的稳定承托。
79.当然，伸缩杆40的数量并无特殊限制，可以设置更多的伸缩杆40对试管架承托轨10进行升降控制，也可设置一个伸缩杆40单独控制试管架承托轨10 的升降，但为了确保实验的安全进行，必须保证试管架承托轨10的升降平稳；所以当采用伸缩杆40进行升降控制时，建议设置升降机构包括多个伸缩杆40，多个伸缩杆40均设于水浴装置内部，多个伸缩杆40的伸缩端41分别与两试管架承托轨10连接，多个伸缩杆40的伸缩方向与两个试管架承托轨10的升降方向一致，以确保试管架承托轨10能够获得全面的稳定承托。
80.通过上文已经可知水浴装置各个主要结构的设置方式和工作原理，但为更清楚反映水浴装置的应用方式，下文将以注射用水中的硝酸盐含量检测作为应用场景进行说明，参考图1-5至图1-8，具体如下：
81.s1，启动水浴装置，设置试管架承托轨10下降至最低位，并在制冷腔20 和加热腔30内注水，以调节制冷腔20和加热腔30的内部水温到达实验所需的温度；
82.s2，将检测的注射用水加入到试管71中，并将试管71插入试管架70内，并使得试管71置于制冷腔20内进行冷却；
83.s3，参照药典规定，在试管71内加入氯化钾溶液与0.1％二苯胺硫酸溶液，然后从试管架70内取出试管71进行摇匀，摇匀后的试管71重新放回试管架70 内；
84.s4，将缓慢滴加硫酸5ml至试管71内，然后从试管架70内取出试管71进行摇匀，摇
匀后的试管71重新放回试管架70内；
85.s5，利用水浴装置进行抬升操作，此时四个伸缩杆40将同步往上伸展，以平稳的抬升试管架承托轨10、试管架70和试管71；待四个伸缩杆40伸展至最大行程后，试管架70和试管71将完全悬浮于制冷腔20的上方，所以实验操作人员只需推动试管架70水平移动至加热腔30上方，然后利用水浴装置进行下降操作，四个伸缩杆40将同步往下收缩，直至试管71移动至加热腔30内部进行加热；
86.s6，控制试管71在加热腔30内加热至溶液产生蓝色且颜色不再变化，然后，将试管71连同试管架70一起从水浴装置中取出，之后与硝酸盐标准品进行颜色对比。
87.显然，此方案增加了制冷腔20，从而使得水浴装置同时具备了冷却和加热功能，而且在试管架承托轨10的辅助下，试管71还可实现在制冷腔20和加热腔30之间平稳移动，整个操作安全便捷，即切实解决了现有水浴装置无法实现冷却和加热操作安全切换的问题。
88.实施例二
89.如图2-1至图2-3所示，与本发明水浴装置的第一个实施例相比，此实施例的区别在于，两试管架承托轨10的两端均与伸缩杆40的伸缩端41转动连接，水浴装置具备用于控制两试管架承托轨10抬升为倾斜状态的功能，以此实现了试管架的横向移动控制，进一步提高了水浴装置的全自动化操作程度。
90.如图2-1所示，此时试管架承托轨10已经移动至最高处，以便于水平放置试管架；如图2-2所示，假若需要控制试管架往左移动，只需控制左侧的伸缩杆 40往下收缩，以使得试管架承托轨10呈往左下方倾斜的状态，试管架便可利用自重实现往左的平移；同理，如图2-3所示，假若需要控制试管架往右移动，只需控制右侧的伸缩杆40往下收缩，以使得试管架承托轨10呈往右下方倾斜的状态，试管架便可利用自重实现往右的平移。
91.需要指出，试管架承托轨10与伸缩杆40之间的转动连接方式多种多样，譬如两者之间可以是铰接，也可以是利用万向节实现转动连接，而此实施例则优选设置为图2-1、图2-4和图2-5所示，此时伸缩杆40的伸缩端41设有支撑半球42，试管架承托轨10两端的底部均设有转动腔12，在沿试管架承托轨10 的长度方向上，转动腔12的尺寸大于支撑半球42的尺寸，在沿试管架承托轨 10的宽度方向上，转动腔12的尺寸与支撑半球42的尺寸相匹配，支撑半球42 设于转动腔12内，支撑半球42与转动腔12的内腔壁活动抵接。
92.以图2-4所示方向为参考，由于此时在沿试管架承托轨10的长度方向上，转动腔12的尺寸大于支撑半球42的尺寸，所以支撑半球42可在转动腔12内左右移动，从而确保在伸缩杆40进行升降后，伸缩杆40与试管架承托轨10能够通过相对转动保持连接固定；而以图2-5所示方向为参考，由于此时在沿试管架承托轨10的宽度方向上，转动腔12的尺寸与支撑半球42的尺寸相匹配，所以此视角下的伸缩杆40与试管架承托轨10将无法进行左右移动，即维持了试管架承托轨10顶面始终朝上的状态，从而防止了试管架承托轨10出现侧向翻转现象。
93.实施例三
94.如图3所示，与本发明水浴装置的第二个实施例相比，此实施例的区别在于，两试管架承托轨10抬升为倾斜状态的倾角a为3
°
，以防止试管架承托轨 10倾斜角度过大，从而避免了试管架因高速滑动而脱出，为试管架的安全横移提供了更好的保障。
95.当然，倾角a的设置范围并不唯一，可以将倾角a的范围设置在1
°
～5
°
内，如1
°
、
1.5
°
、2
°
、2.5
°
、3
°
、3.5
°
、4
°
、4.5
°
和5
°
等。
96.实施例四
97.如图4所示，与本发明水浴装置的第三个实施例相比，此实施例的区别在于，试管架承托轨10的轨道腔11内设有多个可转动的滚珠13，多个滚珠13沿试管架承托轨10的长度方向排列布置。
98.在增设多个滚珠13后，将使得试管架与试管架承托轨10之间从滑动接触变为滚动接触，即降低了试管架移动时的摩擦力，从而避免了试管架会出现移动不顺畅、不到位等的问题。
99.其中，因为试管架承托轨10的倾角较小，所以多个滚珠13即使直接铺设于试管架承托轨10的轨道腔11内，也不会出现滚珠13脱落至试管架承托轨10 外的问题；当然，为了彻底避免上述情况的出现，也可以在轨道腔11的内部设置限位槽结构实现滚珠13的定位安装。
100.实施例五
101.如图5所示，与本发明水浴装置的第四个实施例相比，此实施例的区别在于，此实施例设置试管架承托轨10的轨道腔11深度h为3厘米，确保了轨道腔11具备足够的深度，以便试管架放置于轨道腔11内时，两者的装配更为稳定，即进一步降低了试管架承托轨10脱出的风险。
102.当然，轨道腔11深度h的设置范围并不唯一，可以设置试管架承托轨10 的轨道腔11深度为2厘米～4厘米，如2厘米、2.5厘米、3厘米、3.5厘米或4 厘米等。
103.实施例六
104.对于尺寸过大的试管架，只需将试管架直接承横跨两试管架承托轨10进行承托，同样能够满足实验使用需求，但面对尺寸过小的试管架，则需要采用其他技术手段解决此问题。
105.而本发明水浴装置的第六个实施例则用于解决上述问题，如图6-1至图6-3 所示，与本发明水浴装置的第四个实施例相比，此实施例的区别在于，水浴装置还包括适配支架60，适配支架60包括插板61、斜托板62和直挡板63，插板 61与试管架承托轨10之间为可拆卸的滑动安装结构，直挡板63与插板61相对布置，斜托板62以连接夹角为锐角的方式斜向连接于插板61与直挡板63之间，以使得插板61、斜托板62和直挡板63将连接为截面近似为n形的结构。
106.譬如当实验室的试管架尺寸较小，无法直接承托于两试管架承托轨10上时，则可将两适配支架60的插板61插入两试管架承托轨10的轨道腔11内，并使得两适配支架60的斜托板62均置于两试管架承托轨10之间，然后便可实现对小尺寸试管架的适配使用。
107.其中，插板61与斜托板62之间形成有矩形扣合槽64，矩形扣合槽64与轨道腔11的腔壁扣合连接，从而加强了适配支架60与试管架承托轨10之间的安装牢固度，以确保适配支架60在对试管架进行承托后，适配支架60依然能够与试管架承托轨10维持稳定牢固的安装状态。
108.还需要指出，无论是尺寸偏大的试管架还是尺寸偏小的试管架，两者由于均无法直接与两试管架承托轨10直接匹配安装，所以当两者需要进行滑动平移时，均存在移动过度而脱出的风险。
109.所以为解决此问题，此实施例还在试管架承托轨10导向行程两端的终点均设有防脱挡块14，以及设置适配支架60还包括斜挡板65，斜挡板65设于斜托板62的侧部；所以当大尺寸试管架进行横移时，防脱挡块14能够阻止大尺寸试管架脱离试管架承托轨10，而当小尺寸试管架进行横移时，则可以利用斜挡板65阻止小尺寸试管架的脱出，从而为实验的安全进行提供了重要保障。
110.当然，防脱挡块14和斜挡板65均是用于产生阻挡作用，其外形并无特殊限制，只需确保大小、面积适宜，能够充分发挥阻挡功能即可。
111.综上可知，适配支架60的设置是为了应对过小尺寸试管架的匹配应用，防脱挡块14的设置是为了应对过大尺寸试管架的匹配应用，即在实际使用场合中，实验室并不必然配合合适的试管架。
112.所以为解决上述问题，建议将水浴装置共给至实验操作人员时，一并提供能够匹配使用的试管架，譬如可设置水浴装置还包括试管架，试管架的两侧与两试管架承托轨之间为可拆卸的滑动安装结构，即可为实验操作人员提供了更大的选择空间。
113.以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。