一種物料添加裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種固體顆粒及粘稠液體的添加裝置，具體的是利用物料輸送機(jī)構(gòu)和傳感器控制物料的自動(dòng)添加。屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化物料添加領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]前化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中稱量固體化學(xué)試劑大多采用分析天平手動(dòng)加樣稱量。眾所周知，化學(xué)試劑樣品種類多，取樣量少，要求精度高，且此工作單調(diào)乏味，人工手動(dòng)稱量效率低。
[0003]在部分實(shí)驗(yàn)操作中，例如蛋白質(zhì)純化采用的鹽析操作方法，需要按照一定的速度添加特定量的化學(xué)試劑，使溶液達(dá)到相應(yīng)的離子濃度。目前在生物實(shí)驗(yàn)室大多采用手工添加，而人工操作很難保證一致性。
[0004]US 7996107 B2公開了一種自動(dòng)稱量固體物料的裝置。該裝置采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣品瓶上的齒輪，進(jìn)而帶動(dòng)瓶內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)，從而擠出物料，進(jìn)行稱量。該裝置的一個(gè)弊端是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣品瓶旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，瓶內(nèi)的物料隨樣品瓶一同旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在涉及到大量的樣品稱量時(shí)，首先瓶內(nèi)需要儲(chǔ)存大量物料，隨著瓶內(nèi)儲(chǔ)存物料重量的增加，瓶身在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將劇烈擺動(dòng)。為穩(wěn)定樣品瓶，需要復(fù)雜的固定和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這不但增加的設(shè)備的復(fù)雜度和制造難度，增加成本，還限制了快速更換樣品瓶的便捷性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中人工稱量效率低、誤差大等問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、精密自動(dòng)的物料添加裝置，具有保存物料、防止污染、快速更換物料，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種物料添加裝置，包括物料輸送裝置、傳感器和控制器，物料輸送裝置包括樣品瓶和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的樣品瓶包括上瓶蓋、瓶身、料筒、螺桿支架、螺桿、下瓶蓋，所述的上瓶蓋及下瓶蓋分別位于瓶身的上下端，并與瓶身固定連接。所述的螺桿支架固定在樣品瓶內(nèi)，所述的螺桿與所述的螺桿支架固定連接，螺桿一部分延伸至料筒內(nèi)；所述下瓶蓋中空，所述的料筒與下瓶蓋同心，穿過下瓶蓋，可繞螺桿旋轉(zhuǎn)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可固定下瓶蓋、并驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)；所述的控制器分別與所述的傳感器、物料輸送裝置相連接。
[0008]優(yōu)選的，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪組、底座，所述的電機(jī)固定在底座上，所述的齒輪組位于所述的底座內(nèi)，所述的電機(jī)與所述的齒輪組相連接，所述的底座還包括一個(gè)卡槽，所述的卡槽可通過固定下瓶蓋進(jìn)而固定整個(gè)樣品瓶，所述的齒輪組中位于卡槽下方齒輪的內(nèi)孔與所述的料筒的外壁相扣合，可驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選的，所述的控制器內(nèi)有信號發(fā)射及接收裝置，并分別與傳感器與物料輸送裝置連接。
[0010]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)中可設(shè)定按照一定的速度連續(xù)或定時(shí)添加物料。
[0011]優(yōu)選的，所述的傳感器為重量傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器、pH傳感器、壓力傳感器中任一或多個(gè)的結(jié)合。
[0012]當(dāng)所述傳感器為電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器，pH傳感器或壓力傳感器時(shí)，此時(shí)傳感器設(shè)置在物料輸送裝置下方的容器內(nèi)，測定容器內(nèi)的參數(shù)，必要時(shí)添加攪拌裝置。
[0013]使用時(shí)，物料裝于樣品瓶內(nèi)部，樣品瓶通過卡槽固定在底座上。控制器根據(jù)輸入的指令，結(jié)合傳感器反饋的信號，控制物料輸送裝置中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制物料輸送。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)螺桿輸送機(jī)構(gòu)中通常采用驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，料筒靜止的技術(shù)偏見。創(chuàng)造性的采用了驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)的物料輸送方式。對于同樣結(jié)構(gòu)的螺桿和料筒，采用料筒旋轉(zhuǎn)的方式輸送物料，由于料筒表面光滑，與物料接觸面積相對減少，效率要低于采用螺桿旋轉(zhuǎn)的方式。但是這個(gè)特點(diǎn)特別適合微量物料的精密輸送和計(jì)量，對于同樣結(jié)構(gòu)的螺桿、料筒、傳感器和控制系統(tǒng)，采用料筒旋轉(zhuǎn)的方式輸送物料，能夠顯著提高輸送精度，降低偏差。同時(shí)，對于同樣的精度要求，可以降低對零件加工精度和控制系統(tǒng)性能的要求度。
[0015]本實(shí)用新型的另外一個(gè)有益效果是，相比US 7996107 B2采用驅(qū)動(dòng)樣品瓶進(jìn)而驅(qū)動(dòng)螺桿的方式，此時(shí)瓶內(nèi)物料隨瓶身旋轉(zhuǎn)，瓶內(nèi)物料增加則轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，如果瓶內(nèi)物料分布不均衡，將引發(fā)劇烈抖動(dòng)，則需要復(fù)雜的傳動(dòng)和固定機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)的方式，即使瓶內(nèi)物料增加或換用大體積樣品瓶，由于是驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量基本不變。能夠避免樣品瓶內(nèi)物料增加造成的穩(wěn)定性降低問題，能夠增強(qiáng)輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，降低驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜度。進(jìn)而減少干擾，提高自動(dòng)稱量精度，降低成本。
[0016]傳統(tǒng)自動(dòng)稱量解決方案的目的一般是盡可能快的稱量一定量的物料。本實(shí)用新型可以在控制系統(tǒng)中設(shè)定按照一定的速度連續(xù)或定時(shí)添加特定量的物料。此功能對于鹽析一類的實(shí)驗(yàn)操作，能提高操作精度和節(jié)省人力。
[0017]對于鹽析類實(shí)驗(yàn)操作，不僅可以使用重量傳感器控制添加特定重量的化學(xué)試劑，還可以單獨(dú)采用或結(jié)合電導(dǎo)率傳感器，直接測量溶液中離子濃度，進(jìn)而更精確的控制鹽析過程。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明:
[0019]圖1為實(shí)施例1的物料添加裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為實(shí)施例1中的樣品瓶的示意圖；
[0021]圖3為實(shí)施例1中的樣品瓶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為實(shí)施例1中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為實(shí)施例2的物料添加裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]1.支架；2.重量傳感器；3.容器；4.物料輸送裝置；41.樣品瓶；411.上瓶蓋；412.瓶身;413.螺桿支架;414.螺桿;415.料筒;4151.攪拌棒;4152.密封結(jié)構(gòu);4153.卡槽；416.下瓶蓋；4161.卡槽；421.電機(jī)；422.卡槽；423.齒輪；424.卡槽；425.軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例1:
[0027]由圖1-4可見:物料輸送裝置4位于支架1頂部，容器3置于重量傳感器2上表面。樣品瓶41由上瓶蓋411、瓶身412、螺桿支架413、螺桿414、料筒415、下瓶蓋416組成，各部分由瓶身上的螺紋連接一體；螺桿414固定于螺桿支架413上；料筒415與下瓶蓋416同心，能在下瓶蓋416內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)；料筒415頂部有攪拌棒4151，與下瓶蓋416對應(yīng)處有密封結(jié)構(gòu)4152，料筒415外周有卡槽4153用于驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)；下瓶蓋416外周是有一定錐度的卡槽4161，該卡槽與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上的卡槽422相對應(yīng)，用于固定樣品瓶41，一定的錐度能保證料筒415與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的卡槽424同心。本實(shí)施例中的螺桿414和料筒415可以是螺桿414表面有螺紋槽，料筒415內(nèi)壁光滑，也可以是螺桿414表面光滑，料筒415內(nèi)壁有螺紋槽。
[0028]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)421、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上的卡槽422、齒輪組423、軸承425和位于齒輪上的卡槽424構(gòu)成。
[0029]使用本實(shí)用新型時(shí)，物料儲(chǔ)存于樣品瓶內(nèi)部。將樣品瓶的料筒415插入驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的卡槽424內(nèi)，料筒415的卡槽4153與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的卡槽424扣合。與此同時(shí)樣品瓶41通過下瓶蓋416上的卡槽4161與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底座上的卡槽422扣合，達(dá)到固定樣品瓶的目的?？刂破鲗⒃O(shè)定的稱量值與重量傳感器2的反饋值相比較，進(jìn)而控制電機(jī)421驅(qū)動(dòng)料筒415旋轉(zhuǎn)擠出物料至容器3，直到設(shè)定值與重量傳感器2的差值在可接受范圍內(nèi)。
[0030]稱量不同的物料時(shí)可以直接更換相應(yīng)的樣品瓶41，不同物料之間沒有接觸，能夠避免交叉污染。在樣品瓶41的料筒415的端部添加瓶塞，能夠密封樣品瓶，剩余的物料可以在樣品瓶內(nèi)長期儲(chǔ)藏存放。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]由圖5可見:重量傳感器2位于支架1上部，物料輸送機(jī)構(gòu)懸掛于重量傳感器2下部。此時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)集成電源并通過無線信號與控制器相連接。重量傳感器根據(jù)物料輸送機(jī)構(gòu)重量的變化計(jì)算物料的輸出量和輸出速度。采用無線方式連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制器，可以避免線纜連接對重量傳感器的影響。對于電磁力重量傳感器則不必考慮線纜連接對傳感器的影響。
[0033]當(dāng)容器內(nèi)存在攪拌裝置時(shí)，本安裝方式可將攪拌對容器產(chǎn)生的影響與重量傳感器隔離。保證加樣精度。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]容器位于物料輸送裝置下部，容器內(nèi)存在一定液體，并設(shè)置攪拌裝置。電導(dǎo)率傳感器測定容器內(nèi)相應(yīng)參數(shù)，并反饋給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的指令和反饋的參數(shù)控制物料輸送機(jī)構(gòu)添加物料。
[0036]實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三都可以在控制器中設(shè)定按照一定的速度添加物料、定時(shí)添加物料等程序。方便對物料添加的控制。
[0037]雖然已經(jīng)參照一些優(yōu)選實(shí)例來對本實(shí)用新型進(jìn)行公開，但是在不偏離所附的權(quán)利要求書中限定的本實(shí)用新型的領(lǐng)域和范圍的情況下，所描述的實(shí)施例的許多修改、變化和改變是可行的。因此，意圖的是本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施例，而是本實(shí)用新型具有所附的權(quán)利要求書的語言及其等效物所限定的全部范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物料添加裝置，包括物料輸送裝置（4)、傳感器和控制器，物料輸送裝置（4)包括樣品瓶（41)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的樣品瓶（41)包括瓶身（412)、料筒（415)、螺桿支架(413)、螺桿（414)、下瓶蓋（416)，所述的螺桿支架（413)固定在樣品瓶（41)內(nèi)，所述的螺桿支架（413)與所述的螺桿（414)固定連接；所述的料筒（415)設(shè)置在所述的螺桿支架（413)與下瓶蓋（416)之間，可旋轉(zhuǎn)；所述的螺桿（414)位于所述的料筒（415)內(nèi)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可固定樣品瓶（41)、并驅(qū)動(dòng)料筒（415)旋轉(zhuǎn)；所述的控制器分別與所述的傳感器、物料輸送裝置（4)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料添加裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(421)、齒輪組（423)、底座，所述的電機(jī)（421)與底座固定，所述的底座還包括一個(gè)卡槽(422)，所述的卡槽（422)可固定樣品瓶（41);所述的齒輪組（423)可驅(qū)動(dòng)料筒（415)旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一所述的物料添加裝置，其特征是傳感器為重量傳感器（2)、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器、pH傳感器、壓力傳感器中任一種或多種傳感器的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一所述的物料添加裝置，其特征在于，所述的控制器內(nèi)有信號接收及發(fā)射裝置，并分別與傳感器與物料輸送裝置連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的物料添加裝置，其特征在于，所述的樣品瓶（41)還包括上瓶蓋（411 )、瓶身（412)，所述的上瓶蓋及下瓶蓋分別位于瓶身（412)的上下端，并與瓶身連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料添加裝置，其特征在于：所述的料筒（415)上設(shè)置有攪拌棒（4151)〇
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種物料添加裝置，尤其是微量物料的自動(dòng)化添加。由物料輸送機(jī)構(gòu)、傳感器和控制器構(gòu)成。本發(fā)創(chuàng)造性的采用驅(qū)動(dòng)料筒旋轉(zhuǎn)，螺桿相對靜止的螺旋輸送方式控制物料的添加。螺桿、料筒和樣品瓶一體化結(jié)構(gòu)。不但能精確地控制物料添加量，還能快速的更換樣品瓶，更換物料，防止不同物料之間的交叉污染。
【IPC分類】B65G69/00, B65G65/46
【公開號】CN205061003
【申請?zhí)枴緾N201520427268
【發(fā)明人】史運(yùn)杰
【申請人】史運(yùn)杰
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年6月19日