一种非接触式混匀系统

文档序号:1806733 发布日期:2021-11-09 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种非接触式混匀系统 (Non-contact blending system ) 是由 杨基恒 李恒 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种非接触式混匀系统,动力源通过同步机构的连接带动主曲轴围绕主同心轴旋转,进而带动主偏心轴及主偏心轴上的反应杯座座子、反应杯座做偏心旋转运动,此时次曲轴的次偏心轴在反应杯座座子的带动下也会做偏心旋转运动,由于主曲轴与次曲轴会形成平行双曲柄结构,从而完全限制住反应杯座的自转,并让所有个混匀孔位的运动走势一致,保证所有混匀孔位具有一样的混匀效果,即在保证混匀效果一致的前提下仅需一个动力源即可实现多个混匀位混匀,比如三个、五个、七个甚至十个混匀位的并行式混匀,大大提升混匀效率的前提下降低了成本。(The invention discloses a non-contact blending system, wherein a power source drives a main crankshaft to rotate around a main concentric shaft through the connection of a synchronous mechanism, so as to drive a main eccentric shaft and a reaction cup seat on the main eccentric shaft to do eccentric rotation motion, and a secondary eccentric shaft of a secondary crankshaft can also do eccentric rotation motion under the drive of the reaction cup seat, and the main crankshaft and the secondary crankshaft can form a parallel double-crank structure, so that the rotation of the reaction cup seat is completely limited, the motion trends of all blending hole sites are consistent, all blending hole sites are ensured to have the same blending effect, namely, a plurality of blending positions can be mixed by only one power source on the premise of ensuring the consistent blending effect, for example, three, five or even seven blending positions are mixed in a parallel mode, and the cost is reduced on the premise of greatly improving the blending efficiency.)

一种非接触式混匀系统

技术领域

本发明涉及化学发光分析技术领域,尤其涉及一种非接触式混匀系统。

背景技术

化学发光免疫分析法是将发光分析和免疫反应相结合而建立起来的一种新型免疫分析技术,并且由于灵敏度高、特异性强、易自动化等特点,近些年来化学发光逐渐替代酶联免疫等技术成为免疫检测的主流技术。

化学发光免疫检测一般包括添加样本试剂、混匀、孵育、磁分离、添加底物、混匀、孵育。其中混匀分为接触式与非接触式,接触式混匀会引进交叉污染的风险,而非接触式混匀,则有效避免此类问题,且在规定的混匀时间内,能够混匀更多的反应杯,可以提升整机的工作效率,但非接触式混匀容易导致实现结构复杂。

目前在传统的混匀机构中,一般仅设计单个混匀位,混匀的效率不算高,若为提升仪器混匀通量,增加多个分离的混匀模块,虽提升了混匀效率,却势必增加了仪器成本,耗费仪器空间,若将多个混匀位设为一体,又难以保证所有混匀位混匀效果的一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式混匀系统,旨在解决现有技术中的混匀机构中,一般仅设计单个混匀位,混匀的效率不算高,若为提升仪器混匀通量,增加多个分离的混匀模块,虽提升了混匀效率,却势必增加了仪器成本,耗费仪器空间,若将多个混匀位设为一体,又难以保证所有混匀位混匀效果的一致的技术问题。

为实现上述目的,本发明采用的一种非接触式混匀系统,包括放置混匀杯的混匀机构,支撑所述混匀机构的底板,驱动所述混匀机构的同步机构,以及为所述同步机构提供动力的动力源;

所述动力源和所述同步机构分别设置于所述底板上;

所述混匀机构包括反应杯座、反应杯座座子、主曲轴、次曲轴和轴承座子,所述反应杯座固定安装在所述反应杯座座子上,所述轴承座子固定安装于所述底板上,用于放置轴承,所述主曲轴和所述次曲轴分别贯穿所述轴承座子,所述主曲轴的一端与所述反应杯座座子固定连接,所述主曲轴的另一端与所述同步机构转动连接,所述次曲轴的一端与所述底板固定连接,所述次曲轴的另一端与所述反应杯座座子滑动连接。

其中,所述主曲轴包括与所述同步机构连接的主同心轴,所述主同心轴穿过所述轴承座子后与所述同步机构连接,所述主同心轴的顶部一体设置有主轴大台阶,所述主轴大台阶的顶部一体设置有主偏心轴,所述主偏心轴的外侧一体固定有主轴小台阶,所述主偏心轴与所述反应杯座座子通过轴承连接。

其中,所述次曲轴包括固定在所述底板上的次同心轴,所述次同心轴的顶部一体固定有次轴大台阶,所述次轴大台阶的顶部一体固定有次偏心轴,所述次偏心轴与所述反应杯座座子通过轴承连接。

其中,所述同步机构包括转动设置在所述底板底部的主动轮,所述主动轮与所述动力源的输出端连接;所述主动轮的外侧套设有同步带,所述同步带的一侧与所述主动轮连接,所述同步带的另一侧与从动轮连接,所述从动轮与所述主同心轴固定连接,并转动设置在所述底板上。

其中,所述同步机构还包括挡圈,所述挡圈设置于所述从动轮上,并配合传感器监测所述从动轮的转速、确定所述从动轮的初始位置。

其中,所述混匀机构还包括轴承压板,所述轴承压板设置于所述轴承座子上,并对所述轴承座子内部的轴承限位。

其中,所述底板上设有轴承座子安装孔,所述轴承座子通过所述安装孔与所述底板固定连接。

其中,所述底板上还设有动力源安装孔,所述动力源通过所述动力源安装孔与所述底板固定连接。

其中,所述底板上还设有支撑柱安装孔,所述非接触式混匀系统还包括支撑柱,所述支撑柱通过所述支撑柱安装孔与所述底板固定连接。

其中,所述反应杯座座子具有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔内放置轴承,所述主偏心轴与所述第一通孔内的轴承配合;所述第二通孔内放置轴承,所述次偏心轴与所述第二通孔内的轴承配合。

本发明的一种非接触式混匀系统,动力源通过同步机构的连接带动主曲轴围绕主同心轴旋转,进而带动主偏心轴及主偏心轴上的反应杯座座子、反应杯座做偏心旋转运动,此时次曲轴的次偏心轴在反应杯座座子的带动下也会做偏心旋转运动,由于主曲轴与次曲轴会形成平行双曲柄结构,从而完全限制住反应杯座的自转,并让所有个混匀孔位的运动走势一致,保证所有混匀孔位具有一样的混匀效果,即在保证混匀效果一致的前提下仅需一个动力源即可实现多个混匀位混匀,比如三个、五个、七个甚至十个混匀位的并行式混匀,大大提升混匀效率的前提下降低了成本。还需要说明的是,两根曲轴的平行双曲柄结构实际使用中可能会存在死点不确定性的问题,因此在该混匀系统的实际使用中可根据需求增加第三根曲轴,从而使机构强制渡过死点位置,以解决平行双曲柄结构的死点不确定性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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例,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。

图1是本发明的混匀系统整体结构示意图。

图2是本发明的混匀系统底板的结构示意图。

图3是本发明的混匀系统的爆炸图。

图4是本发明的主曲轴和次曲轴的安装结构图。

图5是本发明的平行双曲柄结构示意图。

图中:1-混匀机构、2-底板、3-同步机构、4-动力源、5-支撑柱、11-反应杯座、12-反应杯座座子、13-主曲轴、14-次曲轴、15-轴承座子、16-轴承压板、21-轴承座子安装孔、22-动力源安装孔、23-支撑柱安装孔、24-螺栓孔、31-主动轮、32-同步带、33-从动轮、34-挡圈、121-第一通孔、122-第二通孔、131-主同心轴、132-主轴大台阶、133-主偏心轴、134-主轴小台阶、141-次同心轴、142-次轴大台阶、143-次偏心轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图5,本发明提供了一种非接触式混匀系统,包括放置混匀杯的混匀机构1,支撑所述混匀机构1的底板2,驱动所述混匀机构1的同步机构3,以及为所述同步机构3提供动力的动力源4;

所述动力源4和所述同步机构3分别设置于所述底板2上;

所述混匀机构1包括反应杯座11、反应杯座座子12、主曲轴13、次曲轴14和轴承座子15,所述反应杯座11固定安装在所述反应杯座座子12上,所述轴承座子15固定安装于所述底板2上,用于放置轴承,所述主曲轴13和所述次曲轴14分别贯穿所述轴承座子15,所述主曲轴13的一端与所述反应杯座座子12固定连接,所述主曲轴13的另一端与所述同步机构3转动连接,所述次曲轴14的一端与所述底板2固定连接,所述次曲轴14的另一端与所述反应杯座座子12滑动连接。

进一步地,请参阅图4,所述主曲轴13包括与所述同步机构3连接的主同心轴131,所述主同心轴131穿过所述轴承座子15后与所述同步机构3连接,所述主同心轴131的顶部一体设置有主轴大台阶132,所述主轴大台阶132的顶部一体设置有主偏心轴133,所述主偏心轴133的外侧一体固定有主轴小台阶134,所述主偏心轴133与所述反应杯座座子12通过轴承连接。

进一步地,请参阅图4,所述次曲轴14包括固定在所述底板2上的次同心轴141,所述次同心轴141的顶部一体固定有次轴大台阶142,所述次轴大台阶142的顶部一体固定有次偏心轴143,所述次偏心轴143与所述反应杯座座子12通过轴承连接。

在本实施方式中,系统的动力源4为一个步进电机,电机通过安装腰孔固定于底板2上;反应杯座11上设有三个甚至更多的直线等距排列的混匀孔用于混匀时放置反应杯,混匀孔位直线排列不是必须的,仅是为了配合只能做直线运动的加样针,且反应杯座11与反应杯座座子12连接固定;主曲轴13分为主偏心轴133、主同心轴131两部分,主偏心轴133穿过反应杯座座子12的通孔并顶住反应杯座座子12,限制反应杯座座子12竖直方向上的运动,主同心轴131穿过底板2的安装孔并与底板2接触贴合;次曲轴14也分为次偏心轴143与次同心轴141两部分,次偏心轴143穿过反应杯座座子12的通孔,但对反应杯座座子12没有其它限制,次同心轴141穿过底板2的安装孔并固定在底板2上;需要注意,主曲轴13和次曲轴14的偏心轴偏心距离相等,反应杯座座子12两个通孔的距离与底板2上两个曲轴安装孔的距离相等,从而形成平行双曲柄结构,从而完全限制反应杯座座子12自转的趋势;在该混匀系统工作时,动力源通过同步机构3的连接带动主曲轴13围绕主同心轴旋转,进而带动主偏心轴及主偏心轴上的反应杯座座子12、反应杯座11做偏心旋转运动,此时次曲轴14的次偏心轴143在反应杯座座子12的带动下也会做偏心旋转运动,由于主曲轴13与次曲轴14会形成平行双曲柄结构,从而完全限制住反应杯座11的自转,并让所有个混匀孔位的运动走势一致,保证所有混匀孔位具有一样的混匀效果,即在保证混匀效果一致的前提下仅需一个动力源4即可实现多个混匀位混匀,比如三个、五个、七个甚至十个混匀位的并行式混匀,大大提升混匀效率的前提下降低了成本。

进一步地,请参阅图3和图4,所述同步机构3包括转动设置在所述底板2底部的主动轮31,所述主动轮31与所述动力源4的输出端连接;所述主动轮31的外侧套设有同步带32,所述同步带32的一侧与所述主动轮31连接,所述同步带32的另一侧与从动轮33连接,所述从动轮33与所述主同心轴131固定连接,并转动设置在所述底板2上。

进一步地,请参阅图4,所述同步机构3还包括挡圈34,所述挡圈34设置于所述从动轮33上,并配合传感器监测所述从动轮33的转速、确定所述从动轮33的初始位置。

在本实施方式中,该系统的同步机构3包括一个主动轮31、一个从动轮33及一条同步带32,主动轮31通过轮上的轴孔与电机直接固定,从动轮33上除了轴孔还设有一个挡圈34,在主曲轴13同心轴穿过底板2后,从动轮33通过轴孔与同心轴连接固定,从动轮33挡圈34用于和光电传感器配合监测工作过程中的转速,同时决定反应杯座11的初始位位于何处,如此通过电机轴旋转带动主动轮31转动,并通过同步机构3的连接带动从动轮33转动,从动轮33带动主曲轴13的同心轴旋转,进而带动主偏心轴及主偏心轴上的反应杯座座子12、反应杯座11做偏心旋转运动。

进一步地,请参阅图3,所述混匀机构1还包括轴承压板16,所述轴承压板16设置于所述轴承座子15上,并对所述轴承座子15内部的轴承限位。

在本实施方式中,所述轴承压板16与所述轴承座子15通过螺栓可拆卸连接,所述轴承压板16具有与所述轴承座子15位置、孔径相同的孔,使得主曲轴13和次曲轴14能够贯穿轴承压板16和轴承座子15,轴承压板16能够实现对轴承座子15上的轴承的抵制,避免轴承座子15上的轴承发生轴向移动。

进一步地,请参阅图2,所述底板2上设有轴承座子安装孔21,所述轴承座子15通过所述安装孔与所述底板2固定连接。

在本实施方式中,轴承座子安装孔21为矩形孔,并贯穿所述底板2,轴承座子15通过螺栓安装在轴承座子安装孔21内,轴承座子15用于对轴承的支撑。

进一步地,请参阅图2,所述底板2上还设有动力源安装孔22,所述动力源4通过所述动力源安装孔22与所述底板2固定连接。

在本实施方式中,底板2上的动力源安装孔22为腰孔,动力源安装孔22为腰孔是为了方便同步机构3安装的张紧,在动力源安装孔22的四周分别设置有四个螺栓孔24,用于对将螺栓安装在底板2上。

进一步地,请参阅图2,所述底板2上还设有支撑柱安装孔23,所述非接触式混匀系统还包括支撑柱5,所述支撑柱5通过所述支撑柱安装孔23与所述底板2固定连接。

在本实施方式中,支撑柱5安装于底板2下并同时固定于分析仪上,底板2上支撑柱安装孔23为腰孔,支撑柱安装孔23为腰孔是为了方便整个系统的位置调试。

进一步地,请参阅图4,所述反应杯座座子12具有第一通孔121和第二通孔122,所述第一通孔121内放置轴承,所述主偏心轴133与所述第一通孔121内的轴承配合;所述第二通孔122内放置轴承,所述次偏心轴143与所述第二通孔122内的轴承配合。

在本实施方式中,反应杯座座子12上设有安装轴承的通孔,其中通孔包括连通两根曲轴的第一通孔121和第二通孔122,第一通孔121内置有轴承,用于对主偏心轴133进行转动安装,第二通孔122内置有轴承,用于对次偏心轴143进行安装。

本发明提供了一种非接触式混匀系统,如图1所示,该例中的混匀系统包括了支撑混匀系统的支撑柱5、一个动力源4、一个混匀机构1以及安装动力源4与混匀机构1的底板2。其中支撑柱5安装于底板2下并同时固定于分析仪上,动力源4与混匀机构1通过同步带32相连并固定于安装底板2上。

如图2,底板2上分别设有安装支撑柱5的支撑柱安装孔23、安装动力源4的动力源安装孔22、安装轴承座子15的轴承座子安装孔21,底板2上支撑柱安装孔23与动力源安装孔22都为腰孔,支撑柱安装孔23是为了方便整个系统的位置调试,安装动力源安装孔22是为了方便同步机构3的张紧。

如图3及图4,该例中的动力源4即为步进电机,同步机构3中的主动轮31通过轴孔与电机轴连接固定,且主动轮31端面与电机轴端面重合,以方便装配,电机通过安装孔直接固定在底板2上,主动轮31穿过腰孔与底板2不接触。

如图3,该例中的混匀机构1包括了反应杯座11、反应杯座座子12、主曲轴13、次曲轴14及轴承座子15。

按照安装顺序,首先要将轴承座子15装于底板2上的轴承座子安装孔21中并固定,轴承座子15用于放置轴承。

其次,将主曲轴13和次曲轴14均穿过轴承座子15。主曲轴13分为主偏心轴133与主同心轴131两部分,主偏心轴133与主同心轴131间有一个主轴大台阶132,主偏心轴133与主轴大台阶132间还存在主轴小台阶134;次曲轴14结构与主曲轴13结构相似,但只有一个次轴大台阶142。

对于主曲轴13,其主同心轴131穿过轴承座子15后继续穿过从动轮33,从动轮33通过轴孔固定于主同心轴131上,与台阶共同完成对主曲轴13的固定。需要注意的是,从动轮33与主动轮31结构相似,但从动轮33带有挡圈34,挡圈34与安装于底板2上的光电传感器配合,作用是监测工作过程中的转速是否正常,同时决定该混匀系统的初始位位于何处。对于次曲轴14,通过底板2下的螺钉与次曲轴14的台阶完成对它的固定。

然后,反应杯座座子12设有第一通孔121和第二通孔122,第一通孔121和第二通孔122内分别放置轴承,主偏心轴133、次偏心轴143分别通过第一通孔121和第二通孔122,并分别与轴承配合,且主轴小台阶134顶住轴承孔中轴承的内圈,实现反应杯座座子12与主偏心轴133的连接固定,限制反应杯座座子12竖直方向上的运动,但次偏心轴143对反应杯座座子12没有竖直方向上的限制。

最后,将反应杯座11固定于反应杯座座子12上,且反应杯座11与反应杯座座子12间存在定位措施,以防安装偏差导致的工作误差。反应杯座11上设有三个直线等距排列的混匀孔,混匀孔位数量可依据需求增加或减少,混匀孔用于混匀时放置反应杯,而混匀孔直线排列有助于混匀孔与仅支持直线运动的加样针配合工作。

在动力源4与混匀机构1均安装至底板2上后,将同步带32分别套于主动轮31与从动轮33上,由于底板2上安装电机的孔为腰孔,因此套入同步带32后,可略微移动电机位置以实现同步带32的张紧。

此混匀系统的工作过程如下:

该混匀系统工作时,电机驱动电机轴旋转,并通过主动轮31、从动轮33及同步带32的连接带动主曲轴13围绕同心轴旋转,进而带动主偏心轴133及主偏心轴133上的反应杯座座子12、反应杯座11做偏心旋转运动,进一步带动反应杯偏心旋转以实现反应杯中反应液的混匀。

由于混匀机构1质量较轻,因此设置主动轮31直径比从动轮33直径大,采用此模式传动,在混匀转速不变的情况下,电机可以用更小的速度运转,从而更容易保证控制精度,延长电机使用寿命。

系统工作时,次曲轴14的次偏心轴143在反应杯座座子12的带动下也会做偏心旋转运动,主曲轴13的主偏心轴133和次曲轴14的次偏心轴143的偏心距离设置为相等,反应杯座座子12两个通孔的距离与底板2上两个曲轴安装孔的距离相等,由此主曲轴13与次曲轴14会形成如图5所示的平行双曲柄结构,从而完全限制住反应杯座11的自转趋势,让所有混匀孔位的运动走势于与偏心轴走势保持一致,保证三个混匀孔位具有一样的混匀效果,提高了混匀的稳定性,如果有需求,可以增加更多混匀孔位,理论上,只要驱动力足够,混匀孔位数量可达到很高的上限,且依然能保持一致的混匀效果,大大节省经济成本。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

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