[实用新型]一种温度转速同步控制的匀浆机

说明书

技术领域

本实用新型属于实验室试验器材，具体是一种用于萃取生物细胞质的匀浆机。

背景技术

生物实验室中需要提取动植物细胞的细胞质，进行进一步研究或萃取其中的成分。该过程中要使用到匀浆机。匀浆机依靠电动机的高速转动，带动匀浆头的转动来打破物料的细胞膜，从而获得细胞质。实际应用中，由于电动机转速很高，匀浆头与物料高速旋转碰撞，会产生高热，因此需要对承装物料的物料杯进行必要的冷却，否则会导致细胞内物质的生物活性的丧失。中国专利文献CN205833096U，于2016年12月28日公开了“一种锂离子电池浆料匀浆机”，包括，匀浆机本体、驱动所述匀浆机本体的驱动装置、给所述匀浆机本体降温的降温系统、控制所述匀浆机本体及所述降温系统的控制系统，所述匀浆机本体包括依次连接的浆料管路、第二冷却器、匀浆机构、第一冷却器和缓冲罐。类似技术方案中，电动机转速由一个控制系统控制，冷却系统的冷却效果是由另一个控制系统控制，操作者需要独立控制两个控制系统，并满足互相的匹配关系，例如，电机转速越高，匀浆头的发热量越大，需要越强的冷却效果对物料进行冷却。而这种匹配性控制的难度较大，即使是熟练的操作者，也只能凭经验来估算什么样的物料配合什么样的电机转速，才能使物料的温度不超过失效临界点。

发明内容

针对前述问题，本实用新型提供一种温度转速同步控制的匀浆机，可以使匀浆头的转速和物料的温度进行自动匹配。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种温度转速同步控制的匀浆机，包括物料杯，物料杯内设有可自由转动的匀浆头，匀浆头由上方的电机带动旋转，还设有封闭的导流箱和气缸；导流箱内设有上小下大的导流筒，导流筒与导流箱的顶面、底面、侧壁间均设有间隙；电机转轴的下端固定有电机桨叶，电机桨叶位于导流筒的内侧上方；匀浆头固定在匀浆转轴的下端，匀浆转轴的上端固定有匀浆桨叶，匀浆桨叶位于导流筒的内侧下方；气缸的缸体包覆在物料杯的外侧，导流箱固定在气缸活塞的顶部可随气缸活塞升降。

本方案将匀浆头与电机之间的轴连接打破，取而代之的是一个柔性的力传递系统，该系统包括一个封闭的导流箱，电机轴的下端设计了电机桨叶，位于导流箱内，匀浆头是固定在匀浆转轴的下端的，而匀浆转轴的上端也设计了匀浆桨叶，同样位于导流箱内。而且，在导流箱内设计了上大下小喇叭形的导流筒，电机桨叶在筒内的上方，匀浆桨叶位于筒内的下方。在电机转动时，电机桨叶搅动周围的流体从上方经过导流筒流向下方，流体的流动推动匀浆桨叶转动，并带动匀浆转轴转动，进而使匀浆转轴下端的匀浆头转动。由于这样的设计，使匀浆头和电机转动不再同步，为根据温度调节匀浆头转速提供了条件。接下来，通过将气缸的缸体覆盖在物料杯外侧，使气缸内的气体可以敏感的感知物料杯内的温度变化，当温度升高时，气缸的缸体内的气体受热膨胀，推动气缸活塞下行，带动导流箱整体下行。此时电机桨叶与匀浆桨叶的相对位置依然不变，但是两者与导流筒的相对位置发生了改变，尤其是匀浆桨叶处于导流筒内侧喇叭形的中部，桨叶外侧端与导流筒筒壁之间的间隙增大，来自电机桨叶的流体中有相当一部分可以从该间隙中流走而不会推动匀浆桨叶，在电机桨叶保持转速不变的情况下，这将使匀浆桨叶的转速会变慢，带来匀浆头的发热量降低。匀浆杯的温度下降后，气缸的缸体内的气体体积减小，拉动气缸活塞上行，带动导流箱整体上行，使更多来自电机桨叶的流体推动匀浆桨叶，使匀浆桨叶带动匀浆头转速提高；如此往复。

作为优选，所述电机为变频电机或步进电机。电机选变频电机或步进电机，可以更为精确的控制电机端的转速，相当于控制住了匀浆头转速的上限。

作为优选，所述导流箱内充满液态介质。液态介质的密度要大于空气，因此对匀浆桨叶的推动效果也要好于空气。

作为优选，物料杯上设有温度传感器，温度传感器与电机通过PLC实现信号连接。温度传感器可以帮助操作者更清晰的掌握温度状况，同时可以将温度信息反馈至PLC控制器，如果温度超过PLC内设定的上限，PLC就能发送停止信息给电机，匀浆头失去动力来源，就会迅速停止转动。

作为优选，物料杯外套接有水冷杯，水冷杯内壁与物料杯外壁之间的间隙充满冷却液。水冷杯用来承装冷却液，辅助物料杯降温。冷却液可以选择冷却水或者冷却油。

作为优选，水冷杯的杯壁上连通有进液口和出液口。设计水冷杯内的液体是可循环的，能进一步提高降温效果。