一种基因工程用离心装置

技术领域

本发明涉及基因工程实验设备技术领域，尤其涉及一种基因工程用离心装置。

背景技术

离心机利用旋转转头产生的离心力，使悬浮液或乳浊液中不同密度、不同颗粒大小的物质分离开来，或在分离的同时进行分析的仪器，应用领域广泛。基因工程用离心机是专业用于实验分析的小型离心机。离心机使绕固定旋转轴旋转的物体受离心力产生模拟地球重力场的作用，使物体做沉降运动，从而对物质中的不同密度、不同分子t的级分进行分离的仪器设备。目前基因工程用离心机已广泛地应用到科学研究和生产部门，并已成为现代科学研究重要仪器设备之一。基因工程用离心机是生物学、医学、农学、生物工程、基因工程等行业科研与生产的必备设备。

为了考虑到离心机的使用安全和保护离心机内的样品，现有离心机通过设置顶盖且离心机工作前应关闭顶盖，现有离心机的顶盖由于不具有锁扣结构，一方面无法对顶盖进行限位固定，同时由于离心机运转中可以打开顶盖，造成离心管因振动而破裂后，玻璃碎片旋转飞出，发生事故，为此我们提出一种基因工程用离心装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在基因工程用离心机的顶盖由于不具有锁扣结构而无法对顶盖进行限位固定的缺点，而提出的一种基因工程用离心装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基因工程用离心装置，包括壳体，所述壳体内设有隔板，所述隔板外侧壁分别固定安装在壳体内侧壁上，所述隔板顶部安装有轴套，所述壳体内底部固定安装有电机，所述电机的输出轴贯穿轴套并可转动的安装在轴套内，所述壳体内设有角转头，所述角转头底部固定安装在电机的输出轴顶端部，还包括导线，所述导线贯穿壳体并与电机电性连接，所述壳体顶部一侧铰接有顶门盖，所述顶门盖顶部一侧固定安装有把手，所述壳体内设有门锁机构，所述门锁机构包括U形板，所述U形板固定安装在壳体内一侧上端，所述U形板内设有套管，所述套管两端分别贯穿U形板和壳体的侧壁，所述套管上套设有圆片，所述圆片与套管固定连接，所述圆片位于U形板内，所述套管上套设有第一弹簧，所述第一弹簧两端分别固定连接在圆片和壳体的侧壁上，所述U形板内两侧均开设有滑槽，所述滑槽内底部均开设有卡槽，所述圆片两侧均固定安装有滑块，所述滑块分别滑动设置在滑槽内，所述滑块底部均固定安装有卡块，所述卡块分别滑动设置在卡槽内，所述圆片底部均固定安装有推动块，所述壳体内一侧固定安装有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定连接在推动块的一侧，所述壳体外固定安装有控制器，所述电动推杆信号连接至控制器，所述控制器用于控制电动推杆，所述顶门盖一侧中部固定安装有套环。

优选的，所述壳体外侧设有通电自锁机构，所述通电自锁机构包括外盒体，所述外盒体一侧和上端开口，所述外盒体固定安装在壳体外侧，所述外盒体内设有PTC发热体，所述PTC发热体为套管状，所述PTC发热体一端固定安装在壳体上，所述PTC发热体通过导线与外部电源电性连接，所述PTC发热体内插设有缸套，所述缸套一端固定安装在壳体上，所述缸套外侧壁与PTC发热体贴合且所述缸套为铝合金材质，所述缸套内设有活塞，所述缸套内填充有热敏气体，所述缸套内两侧均开设有滑道，所述活塞两侧均固定安装有活动块，所述活动块分别滑动设置在滑道内，所述滑道内均设有第二弹簧，所述第二弹簧两端分别固定连接在滑道的内侧壁上和活动块上，所述活塞一端中央处固定安装有活塞杆，所述外盒体内底部固定安装有两块间隔分布的竖板，两块所述竖板之间设有花键，所述花键一端固定安装有第一螺杆，所述第一螺杆一端贯穿一侧的竖板并与竖板螺纹连接，所述第一螺杆可螺纹连接在套管内，所述花键另一端固定安装有第二螺杆，所述第二螺杆一端贯穿另一侧的竖板并与竖板螺纹连接，两块所述竖板之间设有第一转轴，所述第一转轴两端分别可转动的设置在两侧的竖板上，所述第一转轴上固定安装有第一齿轮，所述第一齿轮与花键啮合，所述第一转轴一端贯穿竖板，所述第一转轴端部固定安装有蜗轮，位于一侧的所述竖板上固定安装有两块间隔分布的支撑块，两块所述支撑块之间设有蜗杆，所述蜗杆两端分别可转动的设置在支撑块上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述外盒体外侧可转动的设置有第二转轴，所述第二转轴一端贯穿外盒体和一侧的支撑块并与蜗杆固定连接，所述第二转轴上固定安装有第二齿轮，所述第二齿轮位于外盒体内，所述活塞杆端部固定安装有齿条，所述齿条与第二齿轮啮合，所述外盒体顶部两侧均开设有槽，所述外盒体顶端设有盖板，所述盖板底部两侧均固定安装有插板，所述插板可分别插设在槽内。

优选的，所述壳体内设有快速制动机构，所述快速制动机构包括闸轮，所述闸轮套设在电机的输出轴上，所述闸轮位于隔板下方，所述壳体内底部可转动的安装有两个间隔分布的杠杆轴，两个所述杠杆轴分设在电机的两侧，所述杠杆轴上端均固定安装有杠杆，两个所述杠杆的相对侧的一端均铰接有闸瓦，两个所述闸瓦镜像设置，所述闸瓦均与闸轮贴合，两个所述杠杆的相对侧的另一端均固定安装有连接片，所述壳体内底部固定安装有两个间隔分布的支撑板，两个所述支撑板的向背侧均固定安装有第三弹簧，两个所述第三弹簧的一端分别固定连接在连接片上，所述第三弹簧处于收缩状态，所述杠杆轴到闸瓦的距离小于杠杆轴到连接片的距离，两个所述支撑板之间设有两个间隔分布的活动板，两个所述支撑板之间设有两个导向杆，两个所述导向杆均贯穿两个活动板并分设在活动板的两端，所述导向杆两端分别固定安装在两侧的支撑板上，两个所述支撑板之间设有双向丝杆，所述双向丝杆贯穿两个活动板并与两个活动板螺纹连接，所述双向丝杆位于两个导向杆之间且双向丝杆的两端分别可转动的设置在两侧的支撑板上，所述杠杆顶部一端均固定安装有连接块，位于同侧的所述连接块与活动板之间通过钢索连接，所述壳体外一侧可转动的设置有第三转轴，所述第三转轴一端贯穿壳体和一侧的支撑板并与双向丝杆固定连接，所述第三转轴端部和第二转轴的端部均固定安装有链轮，两个所述链轮之间通过链条传动。

优选的，所述壳体底部四角落处均固定安装有固定安装有吸盘。

优选的，所述电机为无碳刷变频电机，所述角转头为碳纤维制造，所述角转头采用小倾角设计。

本发明提出的一种基因工程用离心装置，有益效果在于：通过设置门锁机构配合控制器，通过控制器控制电动推杆启动，电动推杆推动推动块前移，套管一端贯穿套环，套管可卡设在套环内，从而对顶门盖进行限位固定；通过设置通电自锁机构，电机启动时，第一螺杆一端螺纹连接在套管内；因此第一螺杆与套管连为一体，电动推杆无法带动套管移动，因此避免误操作而打开顶门盖，同时通过设置蜗杆、蜗轮传动，且具有自锁性，因此也无法通过人力转动第一螺杆而使第一螺杆脱离套管，从而保证了装置离心状态下无法打开顶门盖。

附图说明

图1为本发明提出的一种基因工程用离心装置的结构示意图一。

图2为本发明提出的一种基因工程用离心装置的结构示意图二。

图3为本发明提出的一种基因工程用离心装置的结构示意图三。

图4为本发明提出的一种基因工程用离心装置的剖视图。

图5为本发明提出的一种基因工程用离心装置的门锁机构的局部放大剖视图。

图6为本发明提出的一种基因工程用离心装置的图4中A处放大示意图。

图7为本发明提出的一种基因工程用离心装置的PTC发热体的放大剖视图。

图8为本发明提出的一种基因工程用离心装置的快速制动机构的放大示意图。

图中：壳体1、电机2、隔板3、轴套4、角转头5、导线6、顶门盖7、把手8、U形板9、套管10、圆片11、第一弹簧12、滑槽13、卡槽14、滑块15、卡块16、推动块17、电动推杆18、控制器19、套环20、外盒体21、PTC发热体22、缸套23、活塞24、热敏气体25、滑道26、活动块27、第二弹簧28、活塞杆29、竖板30、花键31、第一螺杆32、第二螺杆33、支撑块34、蜗杆35、第二转轴36、第二齿轮37、齿条38、闸轮39、支撑板40、杠杆轴41、杠杆42、闸瓦43、连接片44、第三弹簧45、活动板46、导向杆47、双向丝杆48、连接块49、钢索50、第三转轴51、链轮52、链条53、吸盘54、槽55、盖板56、插板57、第一齿轮58、蜗轮59、第一转轴60。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

参照图1-8，一种基因工程用离心装置，包括壳体1，壳体1内设有隔板3，隔板3外侧壁分别固定安装在壳体1内侧壁上，隔板3顶部安装有轴套4，壳体1内底部固定安装有电机2，电机2的输出轴贯穿轴套4并可转动的安装在轴套4内，壳体1内设有角转头5，角转头5底部固定安装在电机2的输出轴顶端部，还包括导线6，导线6贯穿壳体1并与电机2电性连接，壳体1顶部一侧铰接有顶门盖7，顶门盖7顶部一侧固定安装有把手8，壳体1内设有门锁机构，门锁机构包括U形板9，U形板9固定安装在壳体1内一侧上端，U形板9内设有套管10，套管10两端分别贯穿U形板9和壳体1的侧壁，套管10上套设有圆片11，圆片11与套管10固定连接，圆片11位于U形板9内，套管10上套设有第一弹簧12，第一弹簧12两端分别固定连接在圆片11和壳体1的侧壁上，U形板9内两侧均开设有滑槽13，滑槽13内底部均开设有卡槽14，圆片11两侧均固定安装有滑块15，滑块15分别滑动设置在滑槽13内，滑块15底部均固定安装有卡块16，卡块16分别滑动设置在卡槽14内，圆片11底部均固定安装有推动块17，壳体1内一侧固定安装有电动推杆18，电动推杆18的输出端固定连接在推动块17的一侧，壳体1外固定安装有控制器19，电动推杆18信号连接至控制器19，控制器19用于控制电动推杆18，顶门盖7一侧中部固定安装有套环20。通过设置隔板3可防止样品液体泄漏而进入隔板3下方的电机2内，通过设置门锁机构，装置工作时，根据离心机安全操作规范，应先关闭顶门盖7在启动电机2，将离心管按平衡原则放置在角转头5内，将导线6接通电源，操作人员先启动控制器19，通过控制器19控制电动推杆18启动，电动推杆18推动推动块17前移，从而圆片11向靠近角转头5方向移动且第一弹簧12拉伸，套管10也同步向靠近角转头5方向移动，此时可关闭顶门盖7，再通过控制器19控制电动推杆18回复到初始位置，从而套管10一端贯穿套环20，第一弹簧12回复，因此套管10可卡设在套环20内，从而对顶门盖7进行限位固定，关闭顶门盖7后，控制器19控制电机2启动并带动角转头5转动进行离心，离心结束后，同理，控制器19控制电机2停转，角转头5停转后，控制器19控制电动推杆18启动并带动套管10移动，从而可打开顶门盖7，之后控制器19控制电动推杆18启动并带动套管10回到原位；通过设置第一弹簧12，当门锁机构故障时，电动推杆18无法使套管10无法移动，从而第一弹簧12可保持套管10始终处于原位，即套管10可卡住顶门盖7的套环20而无法关闭顶门盖7，因此操作人员可避免门锁机构故障情况下启动离心装置的工作。

电机2为无碳刷变频电机，低噪声，免除了碳刷摩擦产生的高频噪声，且因没有了碳粉污染，还可在特定样品分离要求的无菌、无尘实验室内使用，角转头5为碳纤维制造，容量大、重量轻、耐腐蚀性能强，角转头5采用小倾角设计，兼有垂直转头沉降距离小、纵剖面面积大、分离时间短的优点，尤其适于质粒DNA、RNA分离；壳体1底部四角落处均固定安装有固定安装有吸盘54，装置依靠自重和大气压力且也可通过人工下压壳体1使吸盘54吸附支撑面，从而装置工作时紧贴与支撑面，支撑更加平稳。

实施例2：

参照图1-8，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，壳体1外侧设有通电自锁机构，通电自锁机构包括外盒体21，外盒体21一侧和上端开口，外盒体21固定安装在壳体1外侧，外盒体21内设有PTC发热体22，PTC发热体22为套管状，PTC发热体22一端固定安装在壳体1上，PTC发热体22通过导线6与外部电源电性连接，PTC发热体22内插设有缸套23，缸套23一端固定安装在壳体1上，缸套23外侧壁与PTC发热体22贴合且缸套23为铝合金材质，缸套23内设有活塞24，缸套23内填充有热敏气体25，缸套23内两侧均开设有滑道26，活塞24两侧均固定安装有活动块27，活动块27分别滑动设置在滑道26内，滑道26内均设有第二弹簧28，第二弹簧28两端分别固定连接在滑道26的内侧壁上和活动块27上，活塞24一端中央处固定安装有活塞杆29，外盒体21内底部固定安装有两块间隔分布的竖板30，两块竖板30之间设有花键31，花键31一端固定安装有第一螺杆32，第一螺杆32一端贯穿一侧的竖板30并与竖板30螺纹连接，第一螺杆32可螺纹连接在套管10内，花键31另一端固定安装有第二螺杆33，第二螺杆33一端贯穿另一侧的竖板30并与竖板30螺纹连接，两块竖板30之间设有第一转轴60，第一转轴60两端分别可转动的设置在两侧的竖板30上，第一转轴60上固定安装有第一齿轮58，第一齿轮58与花键31啮合，第一转轴60一端贯穿竖板30，第一转轴60端部固定安装有蜗轮59，位于一侧的竖板30上固定安装有两块间隔分布的支撑块34，两块支撑块34之间设有蜗杆35，蜗杆35两端分别可转动的设置在支撑块34上，蜗杆35与蜗轮59啮合，外盒体21外侧可转动的设置有第二转轴36，第二转轴36一端贯穿外盒体21和一侧的支撑块34并与蜗杆35固定连接，第二转轴36上固定安装有第二齿轮37，第二齿轮37位于外盒体21内，活塞杆29端部固定安装有齿条38，齿条38与第二齿轮37啮合，外盒体21顶部两侧均开设有槽55，外盒体21顶端设有盖板56，盖板56底部两侧均固定安装有插板57，插板57可分别插设在槽55内，盖板56可对通电自锁机构内的机构起到防护作用；通过设置通电自锁机构，PTC发热体22与电机2在工作时保持同步通电和同步断电，电机2启动时，PTC发热体温度快速上升并高效率的将热量传导至缸套23上，缸套23温度上升并将热量传导至缸套23内的热敏气体25，热敏气体25受热急剧膨胀并推动活塞24和活塞杆29向外沿着滑道26方向移动，此时第二弹簧28收缩，活塞杆29带动齿条38移动，齿条38带动第二齿轮37转动，第二齿轮37、第二转轴36、蜗杆35一体设置，从而蜗杆35转动并带动蜗轮59转动，蜗轮59、第一转轴60、第一齿轮58一体设置，从而第一齿轮58转动并带动花键31转动，花键31、第一螺杆32、第二螺杆33一体设置，从而第一螺杆32转动，且当活塞24和活塞杆29位移量最大时，第一螺杆32一端螺纹连接在套管10内；因此第一螺杆32与套管10连为一体，此时若误操作而启动控制器19启动电动推杆18工作，电动推杆18无法带动套管10移动，因此避免误操作而打开顶门盖7，同时通过设置蜗杆35、蜗轮59传动，且具有自锁性，因此也无法通过人力转动第一螺杆32而使第一螺杆32脱离套管10，从而保证了装置离心状态下无法打开顶门盖7；当电机2断电时，PTC发热体温度快速下降，热敏气体25体积减小，第二弹簧28由收缩状态回复，第二弹簧28推动活动块27并使活塞24移动，直至活塞24回到初始状态，第一螺杆32也反向转动并脱离套管10，从而可以通过控制器19控制电动推杆18并打开顶门盖7。

由于装置离心后角转头5转动速度较快而需要一定时间等待角转头5转速降至零，考虑到能对角转头5进行快速制动，从而节约时间，壳体1内设有快速制动机构，快速制动机构包括闸轮39，闸轮39套设在电机2的输出轴上，闸轮39位于隔板3下方，壳体1内底部可转动的安装有两个间隔分布的杠杆轴41，两个杠杆轴41分设在电机2的两侧，杠杆轴41上端均固定安装有杠杆42，两个杠杆42的相对侧的一端均铰接有闸瓦43，两个闸瓦43镜像设置，闸瓦43均与闸轮39贴合，两个杠杆42的相对侧的另一端均固定安装有连接片44，壳体1内底部固定安装有两个间隔分布的支撑板40，两个支撑板40的向背侧均固定安装有第三弹簧45，两个第三弹簧45的一端分别固定连接在连接片44上，第三弹簧45处于收缩状态，杠杆轴41到闸瓦43的距离小于杠杆轴41到连接片44的距离，两个支撑板40之间设有两个间隔分布的活动板46，两个支撑板40之间设有两个导向杆47，两个导向杆47均贯穿两个活动板46并分设在活动板46的两端，导向杆47两端分别固定安装在两侧的支撑板40上，两个支撑板40之间设有双向丝杆48，双向丝杆48贯穿两个活动板46并与两个活动板46螺纹连接，双向丝杆48位于两个导向杆47之间且双向丝杆48的两端分别可转动的设置在两侧的支撑板40上，杠杆42顶部一端均固定安装有连接块49，位于同侧的连接块49与活动板46之间通过钢索50连接，壳体1外一侧可转动的设置有第三转轴51，第三转轴51一端贯穿壳体1和一侧的支撑板40并与双向丝杆48固定连接，第三转轴51端部和第二转轴36的端部均固定安装有链轮52，两个链轮52之间通过链条53传动，离心流程中，当装置中电机2开始启动时，由于通电自锁机构中第二转轴36开始转动，第二转轴36与一侧的链轮52一体设置，一侧的链轮52转动并通过链条53带动另一侧的链轮52转动，另一侧的链轮52、第三转轴51、双向丝杆48一体设置，从而双向丝杆48转动并配合导向杆47使两块活动板46相互靠近运动，从而两块活动板46通过钢索50带动两侧的杠杆42的端部朝向活动板46运动，钢索50拉力带动杠杆42绕杠杆轴41转动，且克服第三弹簧45的弹力，使闸瓦43离开闸轮39，从而电机2正常转动，电机2断电时，第二转轴36反向转动，同理，闸瓦43与闸轮39贴合，且第三弹簧45回到初始状态下的收缩状态，第三弹簧45的弹力施加在杠杆42的一端部，使杠杆42的另一端部的闸瓦43紧贴闸轮39，从而对电机2的转轴起到制动效果，因此装置停机后可实现快速制动。

工作原理：装置工作时，根据离心机安全操作规范，应先关闭顶门盖7在启动电机2，将离心管按平衡原则放置在角转头5内，将导线6接通电源，操作人员先启动控制器19，通过控制器19控制电动推杆18启动，电动推杆18推动推动块17前移，从而圆片11向靠近角转头5方向移动且第一弹簧12拉伸，套管10也同步向靠近角转头5方向移动，此时可关闭顶门盖7，再通过控制器19控制电动推杆18回复到初始位置，从而套管10一端贯穿套环20，第一弹簧12回复，因此套管10可卡设在套环20内，从而对顶门盖7进行限位固定，关闭顶门盖7后，控制器19控制电机2启动并带动角转头5转动进行离心，离心结束后，同理，控制器19控制电机2停转，角转头5停转后，控制器19控制电动推杆18启动并带动套管10移动，从而可打开顶门盖7，之后控制器19控制电动推杆18启动并带动套管10回到原位。

通过设置通电自锁机构，PTC发热体22与电机2在工作时保持同步通电和同步断电，电机2启动时，PTC发热体温度快速上升并高效率的将热量传导至缸套23上，缸套23温度上升并将热量传导至缸套23内的热敏气体25，热敏气体25受热急剧膨胀并推动活塞24和活塞杆29向外沿着滑道26方向移动，此时第二弹簧28收缩，活塞杆29带动齿条38移动，齿条38带动第二齿轮37转动，第二齿轮37、第二转轴36、蜗杆35一体设置，从而蜗杆35转动并带动蜗轮59转动，蜗轮59、第一转轴60、第一齿轮58一体设置，从而第一齿轮58转动并带动花键31转动，花键31、第一螺杆32、第二螺杆33一体设置，从而第一螺杆32转动，且当活塞24和活塞杆29位移量最大时，第一螺杆32一端螺纹连接在套管10内；因此第一螺杆32与套管10连为一体，此时若误操作而启动控制器19启动电动推杆18工作，电动推杆18无法带动套管10移动，因此避免误操作而打开顶门盖7，同时通过设置蜗杆35、蜗轮59传动，且具有自锁性，因此也无法通过人力转动第一螺杆32而使第一螺杆32脱离套管10，从而保证了装置离心状态下无法打开顶门盖7；当电机2断电时，PTC发热体温度快速下降，热敏气体25体积减小，第二弹簧28由收缩状态回复，第二弹簧28推动活动块27并使活塞24移动，直至活塞24回到初始状态，第一螺杆32也反向转动并脱离套管10，从而可以通过控制器19控制电动推杆18并打开顶门盖7；离心流程中，当装置中电机2开始启动时，由于通电自锁机构中第二转轴36开始转动，第二转轴36与一侧的链轮52一体设置，一侧的链轮52转动并通过链条53带动另一侧的链轮52转动，另一侧的链轮52、第三转轴51、双向丝杆48一体设置，从而双向丝杆48转动并配合导向杆47使两块活动板46相互靠近运动，从而两块活动板46通过钢索50带动两侧的杠杆42的端部朝向活动板46运动，钢索50拉力带动杠杆42绕杠杆轴41转动，且克服第三弹簧45的弹力，使闸瓦43离开闸轮39，从而电机2正常转动，电机2断电时，第二转轴36反向转动，同理，闸瓦43与闸轮39贴合，且第三弹簧45回到初始状态下的收缩状态，第三弹簧45的弹力施加在杠杆42的一端部，使杠杆42的另一端部的闸瓦43紧贴闸轮39，从而对电机2的转轴起到制动效果，因此装置停机后可实现快速制动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。