带温控电磁搅拌器的制作方法

1.本实用新型涉及自动化设备技术领域，具体而言，涉及一种带温控电磁搅拌器。


背景技术：

2.随着自动化技术在生物医药领域的应用逐渐广泛，有机合成实验正在逐步实现自动化及智能化，有机合成实验中的试剂合成操作过程在机器人协作下的可完成度和集成度也越来越高。
3.目前，试剂合成操作一般在电磁搅拌加热装置上实现。但在实际应用中发现，现有的电磁搅拌加热装置会使不同区域的试剂受热不均匀，不同区域之间的温度差异较大，无法保证合成实验的一致性。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型提出了一种带温控电磁搅拌器，旨在解决不同区域的试剂受热不均匀的问题。
5.本实用新型提出了一种带温控电磁搅拌器，包括：支撑组件；连接于所述支撑组件的电磁发生装置，用于产生周期性变化的磁场；连接于所述支撑组件的试管架本体，所述试管架本体开设有用于放置试管的试管加热孔，所述试管中可旋转地设置有磁子，所述磁子用于在所述周期性变化的磁场的感应下进行旋转；至少两个温度调节装置，各所述温度调节装置均匀分布于所述试管架本体的外周且连接于所述试管架本体，以调节所述试管架本体的温度。
6.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，各所述温度调节装置贴设于所述试管架本体的侧面。
7.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述试管架本体在与所述温度调节装置相对应的侧面形成有第一凸台；所述温度调节装置贴设于所述第一凸台，所述第一凸台或所述温度调节装置贴设于所述第一凸台的侧面设有导热涂层。
8.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中还包括：保温体，所述保温体贴设于所述试管架本体的侧面，和/或，所述保温体贴设于所述试管架本体朝向所述电磁发生装置的底面。
9.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中还包括：至少两个散热器，各所述散热器一一对应地置于各所述温度调节装置的外侧且与所述试管架本体相连接；所述散热器包括等间隔设置的散热鳍片。
10.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，各所述散热器在与所述温度调节装置相对的一侧形成有第二凸台；所述温度调节装置贴设于所述第二凸台，所述第二凸台或所述温度调节装置贴设于所述第二凸台的侧面设有导热涂层。
11.进一步地，上述带温控电磁搅拌器还包括：至少两个风扇，各所述风扇与各所述散热器一一对应地设置且连接于所述试管架本体。
12.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中还包括：至少两个风道钣金，各所述风道板金
一一对应地罩设于所述散热器。
13.进一步地，上述带温控电磁搅拌器还包括：试管架盖板，盖设于所述试管架本体用于放入试管的顶面，所述试管架盖板与所述试管架本体的试管加热孔位置一一对应地开设有试管放置孔，以显露各所述试管加热孔。
14.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述试管架盖板开设有导流孔，所述导流孔用于将所述试管架盖板远离所述试管架本体的一面形成的冷凝水导出；所述试管放置孔在所述试管架盖板远离所述试管架本体的一面设有边缘凸起；所述试管架盖板远离所述试管架本体的一面还设有引流槽。
15.进一步地，上述带温控电磁搅拌器还包括：至少两个温度传感器，各所述温度传感器设置于所述试管架本体的侧面且与各所述温度调节装置位置一一对应，用于获取所述试管架本体的温度；温度控制器，与各所述温度传感器电连接，用于接收所述试管架本体的温度，以及根据获取的所述试管架本体的温度判断各所述温度调节装置是否正常工作。
16.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述温度控制器与各所述温度调节装置电连接，用于根据所述试管架本体的温度调节所述温度调节装置的工作状态，以使所述试管架本体达到预设温度，所述预设温度的取值范围为-5℃至95℃。
17.进一步地，上述带温控电磁搅拌器还包括：与所述温度控制器电连接的温度保护开关，所述温度保护开关还与各所述温度调节装置电连接，用于在温度传感器检测的温度超过温度保护开关的高温阈值或低于低温阈值时断开，以使各所述温度调节装置停止工作。
18.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述温度调节装置的数量为两个，两个所述温度调节装置贴设于所述试管架本体相对的两个侧面；所述试管架本体上的试管加热孔设有3*4个，且每个所述试管加热孔内设有试管定位件，以定位试管。
19.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述试管架本体的侧面开设有嵌入槽，所述温度保护开关嵌设在所述嵌入槽内。
20.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述支撑组件包括：底板；至少两个第一支撑体，各所述第一支撑体的第一端均连接于所述底板；安装板，各所述第一支撑体的第二端均连接于所述安装板，所述电磁发生装置连接于所述安装板；至少两个第二支撑体，各所述第二支撑体的第一端均连接于所述安装板，各所述第二支撑体的第二端均连接于所述试管架本体。
21.进一步地，上述带温控电磁搅拌器中，所述电磁发生装置包括：电机，连接于所述安装板；轴套，套设于所述电机的输出轴；磁铁，通过所述轴套与所述电机的输出轴相连接；电机驱动板，连接于所述安装板的一侧，与所述电机相连接，用于控制所述电机的运转。
22.本实用新型中，温度调节装置均匀分布在试管架本体的侧面，对试管架本体进行均匀加热，使试管架本体的不同位置可保持较好的温度分布均匀性，进而使置于试管加热孔中的试管受热均匀，保证了试管中合成实验的一致性。
23.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
24.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
25.图1为本实用新型实施例中提供的带温控电磁搅拌器的后视图；
26.图2为本实用新型实施例中提供的带温控电磁搅拌器的主视图；
27.图3为本实用新型实施例中提供的带温控电磁搅拌器的立体结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例中提供的带温控电磁搅拌器的又一立体结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例中试管架本体的立体结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例中试管架盖板的立体结构示意图；
31.图7为本实用新型实施例中散热器的立体结构示意图。
具体实施方式
32.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
33.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
34.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
36.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.本实施例中提供了一种带温控电磁搅拌器，该带温控电磁搅拌器主要用于化学有机合成实验自动化过程中试剂的搅拌、加热和制冷。
38.下面结合附图详细描述本实施例中的带温控电磁搅拌器。
39.参见图1至图4，本实施例中的带温控电磁搅拌器包括支撑组件100、电磁发生装置200、试管架本体300和至少两个温度调节装置400。
40.其中，电磁发生装置200和试管架本体300均安装在支撑组件100上。
41.在一个实施例中，支撑组件100包括底板110、至少两个第一支撑体120、安装板130和至少两个第二支撑体140。安装板130设置于底板110的上方，各第一支撑体120的第一端(图1所示的下端)均连接于底板110，各第一支撑体120的第二端(图1所示的上端)均连接于安装板130，电磁发生装置200连接于安装板130。试管架本体300设置于安装板130的上方，各第二支撑体140的第一端(图1所示的下端)均连接于安装板130，各第二支撑体的第二端(图1所示的上端)均连接于试管架本体300。
42.具体地，第一支撑体120和第二支撑体140的数量均为四个。第一支撑体120和第二支撑体140可以为支撑柱、支撑板等。
43.电磁发生装置200用于产生周期性变化的磁场。
44.在一个实施例中，电磁发生装置200包括电机210、电机驱动板220和磁铁230，电机210安装在安装板130上，磁铁230通过轴套240与电机210的轴端进行连接，电机驱动板220通过钣金件固定安装在安装板130的右侧面(相对于图2所示状态而言)。通过电机驱动板220控制电机210的正反转以及转速，电机210带动磁铁230旋转，实现对磁铁230的磁场旋转方向和磁场旋转速度的控制，使磁铁230产生周期性变化的旋转磁场。
45.试管架本体300开设有用于放置试管的试管加热孔310，参见图3至图5，试管中可旋转地设置有磁子(图中未示出)，磁子在周期性变化的旋转磁场的感应下进行旋转，进而实现对试管中的试剂的搅拌功能。其中，试管架本体300上的试管加热孔310的数量可以为一个或多个，且一个试管加热孔310用于放置一个试管。
46.各温度调节装置400均匀分布于试管架本体300的外周且连接于试管架本体300，以调节试管架本体300的温度。
47.在一个实施例中，参见图2，各温度调节装置400设置在试管架本体300的外围且环绕试管加热孔310均匀分布。温度调节装置400为两个，试管架本体300为方形，温度调节装置400对称地分布在试管架本体300的两侧且与试管架本体300的侧壁相连接。温度调节装置400具有加热和制冷双向功能，通过对试管架本体300的侧壁的加热或制冷，进而实现对置于试管加热孔310中的试管的加热或制冷，使试管处于所需的温度范围内。
48.需要说明的是，具体实施时，温度调节装置400可以为两个，也可以为三个或三个以上，本实施例对温度调节装置400的具体数量不做任何限定。
49.本实施例中，温度调节装置400均匀分布在试管架本体300的侧面，对试管架本体300进行均匀加热，使试管架本体300的不同位置可保持较好的温度分布均匀性，进而使置于试管加热孔中的试管受热均匀，保证了试管中合成实验的一致性。
50.在一个实施例中，温度调节装置400为tec(thermo electric cooler，半导体制冷器)，温度调节装置400贴设于试管架本体300的侧面，利用tec的帕尔贴效应，通过控制tec的制冷和加热，从而实现对与tec贴合的试管架本体300的温度控制。
51.在本实施例中，温度调节装置400为两个，两个温度调节装置400贴设于试管架本体300相对的两个侧面。试管架本体300上的试管加热孔310设有3*4个，且每个试管加热孔
310内设有试管定位件，以定位试管。其中，试管定位件可以为至少一个弹性件，不仅可以用于将试管固定在试管加热孔310内，以防止试管晃动；又可以使试管加热孔310能够兼容不同管径大小的试管，以提高使用率。
52.可以理解的是，试管加热孔310的数量和排布方式可以根据实际需求进行适应性调整，例如试管加热孔310可以是2*4个、3*3个、3*5个、4*5个等等。
53.进一步地，参见图5，试管架本体300在与温度调节装置400相对应的侧面形成有第一凸台320，温度调节装置400贴设于第一凸台320。具体实施时，可以在第一凸台320设有导热涂层，或者在温度调节装置400贴设于第一凸台320的侧面设有导热涂层。
54.本实施例设置的第一凸台320，一方面可以更好地与温度调节装置400相贴合，提高温控效果；另一方面，温度控制装置400和试管架本体300的贴合面的精度越高，贴合度越好，温控效果会越好，第一凸台320有利于较高的加工精度的实现。此外，导热涂层的设置可进一步提高第一凸台320和温度调节装置400的导热效率。其中，导热涂层可以为导热硅脂、导热硅胶、导热石墨烯等。
55.参见图1至图3，上述各实施例还包括：保温体500，保温体500贴设于试管架本体300的侧面，如图3所示，也可以贴设于试管架本体300朝向电磁发生装置200的底面，或者同时贴设在试管架本体300的侧面和底面。
56.具体地，保温体500为保温棉，保温体500和试管架本体300之间可以用耐高温的双面胶粘贴，保温体500也优选为耐高温的保温棉。
57.参见图3和图4，本实用新型的实施例还可以设置至少两个散热器600，各散热器600一一对应地置于各温度调节装置400的外侧(远离试管架本体300的一侧)且与试管架本体300相连接，散热器包括等间隔设置的散热鳍片。散热器600的数量与温度调节装置400的数量相同，图3和图4所示的结构中设置有两个散热器600，两个散热器600分别置于两个温度调节装置400的外侧，以提高温度调节装置400的工作效率。
58.进一步地，参见图7，各散热器600在与温度调节装置400相对的一侧的形成有第二凸台610，温度调节装置400贴设于第二凸台610，第二凸台610为散热器600的传热面，第二凸台610或温度调节装置400贴设于第二凸台610的侧面设有导热涂层。
59.本实施例中通过设置第二凸台610，可提高散热器600与温度调节装置400的贴合度，以进一步提高散热效率。此外，导热涂层的设置可进一步提升第二凸台610和温度调节装置400之间的导热效率。
60.具体实施时，散热器600和温度调节装置400之间的接触面、以及温度调节装置400和试管架本体300之间的接触面均可以涂敷薄层导热硅脂，保证导热充分，提升导热效率，缩短导热时间。此外，试管架本体300、温度调节装置400和散热器600可以采用碟形垫片620保持等扭矩30n.cm拧紧装配。
61.继续参见图1、图3和图4，上述各实施例中还可以设置至少两个风扇700。具体而言，风扇700的数量与散热器600数量相同，各风扇700与各散热器600一一对应地设置且连接于试管架本体300，风扇700通过风扇固定板710与试管架本体300相连接。风扇700可以加速散热器600的散热效果，提高tec的工作效率。
62.再继续参见图2至图4，上述各实施例中还至少两个风道钣金800，各风道板金800一一对应地罩设于散热器600，风道钣金800与散热器600一起组成散热风道。如图所示，风
道钣金800的截面为u型，风道钣金800套合在散热器600上，利用螺钉和蝶形垫片620将试管架本体300、tec和散热器600进行固定。
63.本实施例中，设置有风道钣金800，一方面，在风扇700转动下风道钣金800可使气体沿固定方向流动，不对周围设备产生影响；另一方面，风道钣金800可使散热器600鳍片流过的风量相同，有利于散热均匀。
64.参见图3和图6，上述各实施例中还可以设置试管架盖板900，盖设于试管架本体300用于放入试管的顶面，试管架盖板900与试管架本体300的试管加热孔310位置一一对应地开设有试管放置孔910，以显露各试管加热孔310。具体地，试管架盖板900可以为由pbt材质、abs材质等制成。
65.本实施例通过增设试管架盖板900以覆盖试管架本体300的顶面，减少了试管架本体300的顶面与空气的接触面积，低温制冷时减少冷凝水的产生，同时也能降低试管架本体300顶面与空气的热对流，起到一定的保温作用。
66.本实施例中，试管架盖板900远离试管架本体300的一面开设有冷凝水引流槽(图中未示出)及导流孔920，引流槽的作用是将冷凝水引入导流孔920，在导流孔920下连接导流管，由导流孔920将试管架盖板900远离试管架本体300的一面形成的冷凝水导出至外部。
67.本实施例中，试管放置孔910在试管架盖板900远离试管架本体300的一面设有边缘凸起，以使冷凝水无法进入试管放置孔910内，只能沿着试管架盖板900表面或引流槽进入导流孔920。
68.参见图1和图2，在上述各实施例中还可以设置温度控制器330和温度传感器340。温度传感器340的数量与温度调节装置的数量相同，各温度传感器340设置于试管架本体300的侧面且与各温度调节装置位置一一对应，用于检测试管架本体300的温度。温度控制器330与各温度传感器340均电连接，用于接收试管架本体300的温度，以及根据获取的试管架本体300的温度判断各温度调节装置是否正常工作。
69.温度传感器340为两个且对称设置在试管架本体300的两侧，目的是测试温度分布的均匀性及判断两个tec是否同时在正常工作。
70.具体地，温度传感器340的探头表面涂敷薄层导热硅脂，温度传感器340固定在试管架本体300的预留孔内。温度控制器330通过钣金件固定在安装板130的左侧面(相对于图2所示状态而言)，与电机驱动板220对称分布。温度控制器330和电机驱动板220的外部均设置有防护罩150，参见图1和图4。
71.上述各实施例中，温度控制器330与各温度调节装置400电连接，用于根据试管架本体300的温度调节温度调节装置400的工作状态，以使试管架本体300达到预设温度，处于恒温保持状态，该预设温度的取值范围可以为-5℃至95℃。温度控制器330通过检测温度传感器340反馈的温度数据来调整tec的工作状态，通过tec的持续工作保持温度维持在一个稳定的状态。通过温度控制器330接收温度传感器340的温度数据，温度控制器330还与风扇700电连接，还可同时控制调节tec的输出功率和风扇700的转速，可在-5℃和95℃之间进行精确的温控调节并恒温保持，易于进行自动化工站的集成。
72.需要说明的是，具体实施时，试管架本体300的预设温度可以根据实际情况进行设定，本实施例对其不做任何限制。
73.在一个实施例中，tec、温度传感器340、风扇700、散热器600和风道钣金800均对称
分布在试管架本体300的两侧，通过温度控制器330和电机驱动板220同时对电机和tec进行控制，可实现在电磁搅拌过程中同时调节试管架本体300温度。另外，本技术中的带温控电磁搅拌器整体结构呈对称设置，结构简单、美观，组装难度小。
74.参见图1，上述各实施例中还可以设置温度保护开关350，温度控制器330与温度保护开关350和各温度调节装置400电连接，用于在温度传感器340检测的温度超过温度保护开关350的高温阈值或低于低温阈值时断开，以使各温度调节装置400停止工作。温度保护开关350串联接入tec，当温度超过设定范围时温度保护开关350断开，起到保护电路的作用。
75.在一个实施例中，tec为两个且串联，温度保护开关350为一个，温度保护开关350串联在两个tec中，这样如果温度保护开关350断开，两个tec都停止工作。温度保护开关350设置有高温阈值和低温阈值，温度控制器330若检测到温度超过温度保护开关350的高温阈值，电路断开，防止tec工作异常导致高温起火；同理，温度控制器330若检测到温度低于低温阈值，温度保护开关350也会断开，以防止设备因温度过低而无法正常运作，从而提高了设备的使用寿命。
76.为了便于操作，在试管架本体300的侧面开设有嵌入槽(图中未示出)，温度保护开关350嵌设在嵌入槽内。
77.需要说明的是，具体实施时，本实施例中的电连接可以是物理接触的电路连接，比如通过铜箔或导线连接不同的元器件；也可以是无线通信连接，本实施例不作限定。
78.本实用新型实施例的工作原理：利用tec的帕尔贴效应和温度控制器，对试管架本体进行加热和制冷，结合散热器和风扇提升tec的工作效率，缩短加热和制冷的时间，同时配合由电机带动磁铁产生的旋转磁场，对试管架本体内试管中磁子产生感应带动磁子旋转，最终产生温控和搅拌的双重作用。
79.本实施例在实现电磁搅拌的同时，也可实现短时间内从-5℃至95℃之间的任意温度调节并保持较高的温度调节精度，经试验，调节精度可达到0.1℃，而且恒温后，在试管架本体不同位置均可保持较好的温度均匀性。
80.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。