一種電磁攪拌超聲水浴裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴鍋、超聲換能器、設(shè)置在水浴鍋上的矩形電磁鐵以及分別控制水浴、超聲和電磁攪拌的溫度控制器、超聲發(fā)生控制器以及電磁攪拌控制器，矩形電磁鐵圍繞水浴鍋中的水浴槽設(shè)置，并且在矩形電磁鐵上設(shè)置兩組線圈，每組線圈中設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的線圈，并具有相同的電流方向。本實(shí)用新型通過(guò)電磁攪拌控制器內(nèi)產(chǎn)生變化的直流電流，在矩形電磁鐵所圍成的水浴槽內(nèi)產(chǎn)生規(guī)律旋轉(zhuǎn)的電磁場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)放置于水浴槽任意位置的多個(gè)樣品中的永磁攪拌子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而克服電磁攪拌只能對(duì)區(qū)域中心點(diǎn)處的單一樣品進(jìn)行攪拌的缺陷，提高電磁攪拌的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電磁攪拌超聲水浴裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種超聲水浴裝置，具體說(shuō)是一種可同時(shí)對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行電磁攪拌處理的超聲水浴裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲水浴裝置作為一種超聲裝置在實(shí)驗(yàn)室有著廣泛的用途。例如超聲清器，在實(shí)驗(yàn)室除了用于清洗玻璃器皿等實(shí)驗(yàn)器具外，往往還會(huì)被用于其它需要超聲處理的試驗(yàn)場(chǎng)合，來(lái)考察超聲對(duì)試驗(yàn)材料和結(jié)果的影響。在有些試驗(yàn)中，試驗(yàn)材料往往需要在超聲水浴的同時(shí)不斷攪拌。攪拌器和傳統(tǒng)磁攪拌裝置只能對(duì)單一樣品進(jìn)行攪拌處理，這大大的限制了超聲水浴裝置對(duì)試驗(yàn)材料處理效率的提升。
[0003]磁攪拌是通過(guò)磁場(chǎng)方向的改變來(lái)驅(qū)動(dòng)永磁攪拌子的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行攪拌的一種裝置。磁攪拌裝置可以對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行密閉條件下的攪拌，在防止揮發(fā)、無(wú)菌攪拌等方面的試驗(yàn)中有著巨大的優(yōu)勢(shì)。但是傳統(tǒng)磁攪拌裝置是通過(guò)直流電機(jī)帶動(dòng)永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一個(gè)以某一點(diǎn)為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)處在該圓心處的永磁攪拌子隨磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。因此，一個(gè)磁攪拌裝置往往只能對(duì)單一的永磁攪拌子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，處理單一樣品，這就影響了對(duì)試驗(yàn)材料攪拌處理的效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠同時(shí)進(jìn)行電磁攪拌的超聲水浴裝置，通過(guò)對(duì)電磁攪拌裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在超聲水浴裝置中對(duì)多份試驗(yàn)樣品進(jìn)行電磁攪拌處理。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是:一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴機(jī)構(gòu)、超聲機(jī)構(gòu)和電磁攪拌機(jī)構(gòu)，其中，水浴機(jī)構(gòu)由水浴鍋和溫度控制器組成，水浴鍋為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，包括水浴槽、水浴槽蓋和水浴槽底部的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)上部為水浴功能區(qū)，下部為加熱區(qū)，在水浴功能區(qū)的內(nèi)壁上設(shè)置超聲換能器，并與超聲發(fā)生控制器連接，超聲換能器與超聲發(fā)生控制器構(gòu)成所述的超聲機(jī)構(gòu)，所述的電磁攪拌機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在所述水浴槽外側(cè)的矩形電磁鐵以及設(shè)置于水浴鍋上的電磁攪拌控制器，所述的矩形電磁鐵的下表面與所述的篩網(wǎng)上表面水平，矩形電磁鐵中的矩形鐵芯成回字形結(jié)構(gòu)，并在矩形鐵芯內(nèi)側(cè)的四角分別設(shè)置穿線槽，相鄰的穿線槽之間形成纏繞線圈的繞線板，矩形電磁鐵中的線圈分為兩個(gè)線圈組，每個(gè)線圈組中分別包括兩個(gè)相互連接的具有相同纏繞方向的線圈，并且分別設(shè)置在相對(duì)的兩個(gè)繞線板上，電磁攪拌控制器依次向兩個(gè)線圈組通入方向變化的、電流強(qiáng)度相等的直流電流，使得所述的矩形電磁鐵形成旋轉(zhuǎn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
[0006]所述的電磁攪拌控制器設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、整流電路和換向電路，整流電路和換向電路向所述的矩形電磁鐵傳輸電流方向變化、電流強(qiáng)度相等的直流電流。
[0007]所述超聲發(fā)生控制器包含電源開(kāi)關(guān)以及超聲發(fā)生線路板，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器。
[0008]所述的加熱區(qū)內(nèi)設(shè)置有溫度探測(cè)器和電加熱棒，所述的溫度控制器通過(guò)溫度探測(cè)器測(cè)得的水浴槽內(nèi)的水溫，控制電加熱棒的加熱，所述溫度控制器設(shè)有電源開(kāi)關(guān)。
[0009]所述的線圈與相應(yīng)的繞線板的邊沿平行。
[0010]所述矩形電磁鐵中矩形鐵芯的厚度在3cm到1cm不定，取決于矩形鐵芯所圍成區(qū)域的大小，所圍區(qū)域越大，矩形鐵芯就越厚。
[0011]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]第一，本實(shí)用新型通過(guò)在超聲水浴裝置上設(shè)置電磁攪拌裝置，可對(duì)水浴槽內(nèi)多個(gè)樣品進(jìn)行超聲水浴的同時(shí)進(jìn)行密閉的磁攪拌處理。這一功能的實(shí)現(xiàn)不僅拓寬了超聲水浴的使用范圍，而且也提高了對(duì)試驗(yàn)材料的處理能力和效率。
[0013]第二，本實(shí)用新型所采用的電磁攪拌裝置通過(guò)對(duì)鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并向繞組線圈通入規(guī)律變化的電流，進(jìn)而在矩形鐵芯所圍成的空間內(nèi)，也就是水浴裝置內(nèi)產(chǎn)生方向有序變化的旋轉(zhuǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，繼而驅(qū)動(dòng)多個(gè)永磁攪拌子的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)樣品同時(shí)進(jìn)行攪拌的目的。
[0014]第三，本實(shí)用新型同時(shí)具有超聲、水浴和電磁攪拌三項(xiàng)功能，并且通過(guò)其相互獨(dú)立的控制其可以分開(kāi)進(jìn)行控制，相互獨(dú)立，可根據(jù)需要隨機(jī)組合。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型中矩形電磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記:1、水浴鍋、2、水浴槽，21、水浴功能區(qū)，22、加熱區(qū)，3、水浴槽蓋，4、篩網(wǎng)，
5、超聲換能器，6、矩形電磁鐵，61、矩形鐵芯，62、穿線槽，63、線圈，64、繞線板，7、溫度探測(cè)器，8、電加熱棒，9、出水管，10、閥門(mén)，11、超聲發(fā)生控制器，12、電磁攪拌控制器，13、溫度控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如圖所示，一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴鍋1、超聲換能器5、設(shè)置在水浴鍋I上的矩形電磁鐵6以及分別控制水浴、超聲和電磁攪拌的溫度控制器13、超聲發(fā)生控制器11以及電磁攪拌控制器12。
[0020]所述的水浴鍋I為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，設(shè)置有水浴槽2、水浴槽蓋3和篩網(wǎng)4，篩網(wǎng)4位于水浴槽I的底部，并將水浴槽I水浸區(qū)域分成兩部分，篩網(wǎng)4上部為水浴功能區(qū)21，下部為加熱區(qū)22，在加熱區(qū)22設(shè)置裝有溫度探測(cè)器7和電加熱棒8，水浴槽I的內(nèi)壁設(shè)置超聲換能器5,超聲換能器5和超聲發(fā)生控制器11相連,負(fù)責(zé)將超聲發(fā)生控制器11傳輸過(guò)來(lái)的電能轉(zhuǎn)化為超聲波能，水浴槽2最低端設(shè)有出水管9和閥門(mén)10，在水浴槽2的外側(cè)，圍繞水浴槽2側(cè)壁設(shè)置矩形電磁鐵6，矩形電磁鐵6的下表面與所述的水浴槽2內(nèi)的篩網(wǎng)4上表面水平。
[0021]所述超聲發(fā)生控制器11包含電源開(kāi)關(guān)、超聲發(fā)生線路板、頻率調(diào)節(jié)按鍵、頻率顯示窗口、功率調(diào)節(jié)按鍵、功率顯示窗口，電源開(kāi)關(guān)可獨(dú)立控制超聲功能的開(kāi)與關(guān)，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器5。
[0022]所述溫度控制器13設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、溫度顯示窗口、溫度設(shè)定鍵和溫度調(diào)節(jié)按鍵，電源開(kāi)關(guān)可獨(dú)立控制溫控部分電源的開(kāi)與關(guān)。
[0023]所述溫度探測(cè)器7與溫度控制器13連接，溫度控制器13通過(guò)溫度探測(cè)器7的探頭感知水浴槽2內(nèi)的水溫高低，從而控制加熱棒8的加熱與否。
[0024]所述電磁攪拌控制器12設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)速顯示窗口、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕、整流電路、換向電路，該電源開(kāi)關(guān)能獨(dú)立控制電磁攪拌功能的開(kāi)與關(guān)，整流和換向電路負(fù)責(zé)向矩形電磁鐵6傳輸有規(guī)律換向的直流電源。
[0025]所述水浴鍋1、水浴槽2、篩網(wǎng)4、溫度探測(cè)器7、加熱棒8和超聲換能器5等均選用不銹鋼材質(zhì)，最大限度降低它們對(duì)磁場(chǎng)的影響。
[0026]所述矩形電磁鐵6所用的矩形鐵芯61由多個(gè)回字形的硅鐵片疊加而成，所述的回字形硅鐵片由四個(gè)矩形硅鐵片圍成，所述的矩形鐵芯內(nèi)側(cè)的四個(gè)角分別設(shè)有四個(gè)穿線槽62，相鄰的兩個(gè)穿線槽62之間設(shè)置纏繞線圈63的繞線板64，相對(duì)繞線板64上的兩個(gè)線圈63為一組，因此在矩形鐵芯61上形成兩組線圈63，并且，每一個(gè)線圈組中兩個(gè)線圈63的一端互相連接，而且這兩個(gè)線圈63纏繞方向一致，具有同樣的電流方向，如此，這每個(gè)線圈組和矩形鐵芯61就組成了一個(gè)磁場(chǎng)封閉的電磁鐵，整個(gè)矩形電磁鐵6相當(dāng)于兩個(gè)磁場(chǎng)方向垂直的電磁鐵，線圈63在纏繞矩形鐵芯61時(shí)，要保持繞線方向與所在繞線板64的邊平行。
[0027]在為上述其中一個(gè)線圈組中通入一定方向的直流電后，在該組線圈63上形成磁場(chǎng)，所形成的磁場(chǎng)沿著矩形鐵芯61未通電的兩邊傳遞接通，并在所圍成的區(qū)域內(nèi)形成勻強(qiáng)磁場(chǎng)。所以，相對(duì)于開(kāi)放的電磁鐵，這種封閉的電磁鐵可以避免漏磁。當(dāng)電流通向另外一組線圈組時(shí)，磁場(chǎng)方向即發(fā)生90度旋轉(zhuǎn)，如此循環(huán)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)永磁攪拌子的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的永磁攪拌子就是外面設(shè)置有保護(hù)層的永磁磁鐵，呈棒狀，使用時(shí)直接放入需要攪拌的容器內(nèi)，再把該容器放入所述的水浴槽2內(nèi)的篩網(wǎng)4上，在磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，攪拌子旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到攪拌的效果。
[0028]如圖2所示，為了更清楚地表述本實(shí)用新型中旋轉(zhuǎn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的產(chǎn)生，可以將矩形鐵芯61左右兩側(cè)的線圈63設(shè)置為A組線圈，上下兩側(cè)線圈設(shè)置為B組線圈，當(dāng)A組線圈的電流向下時(shí)，磁場(chǎng)方向向右；B組線圈電流向右時(shí)，磁場(chǎng)方向向上；A組線圈電流向上時(shí)，磁場(chǎng)方向向左；B組線圈電流向左時(shí)，磁場(chǎng)方向向下，完成一次循環(huán)，從而使得磁場(chǎng)方向進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，多次連續(xù)不斷的循環(huán)該過(guò)程，即可形成旋轉(zhuǎn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0029]上述內(nèi)容中，方向依次變化的直流電的獲得是通過(guò)整流得到的，直流電通過(guò)換向器和集電環(huán)與兩組線圈連接。換向器和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來(lái)自帶有調(diào)速器的微型直流馬達(dá)。
[0030]本實(shí)用新型多管磁攪拌超聲水浴裝置的三項(xiàng)功能:超聲，水浴，磁攪拌分開(kāi)控制，相互獨(dú)立，可隨機(jī)組合。使用該裝置時(shí)，首先檢查水浴槽2內(nèi)水位，然后根據(jù)需要打開(kāi)溫度控制器13的電源開(kāi)關(guān)，通過(guò)溫度設(shè)定鍵和溫度調(diào)節(jié)鍵設(shè)定水浴溫度，待溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，將永磁攪拌子放入實(shí)驗(yàn)樣品中，并將實(shí)驗(yàn)樣品放入水浴槽2內(nèi)，蓋上水浴槽蓋3 ;然后打開(kāi)超聲發(fā)生控制器11的電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)按鍵和功率調(diào)節(jié)按鍵，設(shè)定頻率和功率；打開(kāi)電磁攪拌控制器12的電源開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕，設(shè)定攪拌速度，即可進(jìn)行超聲水浴以及電磁攪拌。
[0031 ] 本實(shí)用新型中的電磁攪拌裝置明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁攪拌裝置。傳統(tǒng)電磁攪拌裝置是旋轉(zhuǎn)的永磁磁鐵產(chǎn)生的單一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，只能驅(qū)動(dòng)位于磁場(chǎng)中心部位的單一永磁攪拌子，因此，只能攪拌一個(gè)樣品，攪拌效率很低，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足試驗(yàn)以及生產(chǎn)的需要；而本實(shí)用新型的磁場(chǎng)是由水浴鍋外設(shè)置的矩形電磁鐵產(chǎn)生的方向有序變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)改變電流的方向，使得每次磁場(chǎng)方向變化都向單一方向變化90°，從而形成旋轉(zhuǎn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可以驅(qū)動(dòng)位于電磁鐵所圍成的矩形區(qū)域內(nèi)的任意一點(diǎn)的永磁攪拌子運(yùn)動(dòng)，因此，可以同時(shí)對(duì)多份樣品進(jìn)行攪拌，極大地提高了攪拌處理的效率。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴機(jī)構(gòu)、超聲機(jī)構(gòu)和電磁攪拌機(jī)構(gòu)，其中，水浴機(jī)構(gòu)由水浴鍋(I)和溫度控制器(13)組成，水浴鍋(I)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，包括水浴槽(2)、水浴槽蓋(3)和水浴槽(2)底部的篩網(wǎng)(4)，篩網(wǎng)(4)上部為水浴功能區(qū)(21)，下部為加熱區(qū)(22)，在水浴功能區(qū)(21)的內(nèi)壁上設(shè)置超聲換能器(5)，并與超聲發(fā)生控制器(11)連接，超聲換能器(5)與超聲發(fā)生控制器(11)構(gòu)成所述的超聲機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的電磁攪拌機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在所述水浴槽(2)外側(cè)的矩形電磁鐵(6)以及設(shè)置于水浴鍋(I)上的電磁攪拌控制器(12)，所述的矩形電磁鐵(6)的下表面與所述的篩網(wǎng)(4)上表面水平，矩形電磁鐵(6)中的矩形鐵芯(61)成回字形結(jié)構(gòu)，并在矩形鐵芯(61)內(nèi)側(cè)的四角分別設(shè)置穿線槽(62)，相鄰的穿線槽(62)之間形成纏繞線圈(63)的繞線板(64)，矩形電磁鐵(6)中的線圈(63)分為兩個(gè)線圈組，每個(gè)線圈組中分別包括兩個(gè)相互連接的具有相同纏繞方向的線圈(63)，并且分別設(shè)置在相對(duì)的兩個(gè)繞線板(64)上，電磁攪拌控制器(12)依次向兩個(gè)線圈組通入方向變化的、電流強(qiáng)度相等的直流電流，使得所述的矩形電磁鐵(6)形成旋轉(zhuǎn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的電磁攪拌控制器(12)設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、整流電路和換向電路，整流電路和換向電路向所述的矩形電磁鐵(6)傳輸電流方向變化、電流強(qiáng)度相等的直流電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述超聲發(fā)生控制器(11)包含電源開(kāi)關(guān)以及超聲發(fā)生線路板，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的加熱區(qū)(22)內(nèi)設(shè)置有溫度探測(cè)器(7)和電加熱棒(8)，所述的溫度控制器(13)通過(guò)溫度探測(cè)器(7)測(cè)得的水浴槽(2)內(nèi)的水溫，控制電加熱棒(8)的加熱，所述溫度控制器(13)設(shè)有電源開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的線圈(63)與相應(yīng)的繞線板(64)的邊沿平行。
【文檔編號(hào)】B01L7/02GK203990698SQ201420473444
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】馬麗蘋(píng), 焦昆鵬, 牛明福, 侯穎, 康懷彬, 原江鋒, 汪倫記, 邱智軍 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)