一种超声波振荡节能控温水浴锅的制作方法

本发明涉及水浴锅技术领域，尤其涉及一种超声波振荡节能控温水浴锅。

背景技术：

水浴锅是实验室设备中一个常用设备，主要用于实验室中蒸馏，干燥，浓缩，及温渍化学药品或生物制品，也可用于恒温加热和其它温度试验，是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、化验室、分析室、教育科研的必备工具。现有技术中在实验时用的常规水浴锅具有很多使用上的缺陷，例如，锅内没有方便固定样品管的装置，样品管放入后容易倾倒，样品管必须每个标记清楚，否则水浴过程中容易混淆。再例如，很多实验要求水浴过程中要不断地晃动样品以达到更好的样品处理效果，这些需要人工手动操作，温度较高时再去进行手动操作容易造成烫伤。

为了改进水浴锅，人们对水浴锅的具体结构进行了很多研究。

例如，中国专利文献中授权公告号为cn208865661u，授权公告日为2019年5月17日公开的名为“一种恒温水浴锅”的实用新型专利，该申请案公开了一种生化试验用加热仪器，具体公开了一种恒温水浴锅，通过密封凸环和密封圈提高锅体内的密封能力，旨在减小功耗，其不足之处在于：没有搅拌功能，不能完成水浴锅内的烧杯搅拌，若要搅拌烧杯内的样品需要打开上盖体，仍会造成热量外泄，且温度较高时手动操作容易烫伤。

再例如，中国专利文献中授权公告号为cn208894259u，授权公告日为2019年5月24日公开的名为“一种带搅拌功能的电热水浴锅”的实用新型专利，该申请案公开了一种带搅拌功能的电热水浴锅，包括锅体和电加热装置和搅拌装置，锅体包括水槽和水槽上方的盖板，盖板上设有一矩形缺口，锅体一侧的上部设有水槽进水口、另一侧的下部设有水槽排水口；还包括支撑网架，支撑网架包括上端敞口的滤网状盒体、固接在滤网状盒体上部的框形板以及对称固接在框形板两侧的两抓手部，搅拌装置包括均匀固设在锅体侧壁的多根立柱、搅拌组件以及夹持组件，搅拌组件包括套设在立柱上的第一水平支撑杆和设置在第一水平支撑杆端部的搅拌电机。其不足之处在于，通过搅拌电机搅拌，搅拌电机搅拌水体，而不是震动搅拌支撑网架，因此不能进行整体搅拌，若水浴锅内设有容器，也不能对水浴锅内的容器进行明显的晃动作用，搅拌作用不理想；通过电机搅拌，耗能大；不能锁住水浴锅内的热量，使用时热量损坏大。

因此设计一种节能控温的、能量损耗低的、通过纯机械结构无需外部动力实现搅拌的超声波振荡节能控温水浴锅可就很有必要了。

技术实现要素：

本发明要克服现有技术中的实验室水浴锅搅拌不便，热量损耗大，手工搅拌容易烫伤，电机搅拌增加耗能的不足，提供了一种超声波振荡节能控温水浴锅，能够利用浴锅内水体在沸腾状态或超声波作用下产生的气泡作用，通过浮子提供搅拌动力，浮子带动机械结构完成水浴锅内的搅拌，无需外部动力，能量损耗低。

发明为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种超声波振荡节能控温水浴锅，其特征是，包括：壳体，内设加热器，上方设有带泄压阀的壳盖；浴锅，位于壳体内，加热器加热位于浴锅内部的液体；浴锅上端设有锅盖；支架，位于浴锅内，用于放置容器；支架可在浴锅内位移；支架包括位于其上方的支撑杆，支撑杆贯穿锅盖限位；竖直升降机构，用于带动支撑杆和支架升降运动，包括位于浴锅内的升降浮子，锅盖上设有水平杠杆，水平杠杆可转动连接在锅盖上，升降浮子和支撑杆均与水平杠杆形成可转动连接；水平推动机构，包括位于浴锅内的推动浮子，锅盖上设有能将推动浮子的上下运动转化为水平推动的变向机构，变向机构包括水平设置的推动杆；推动杆的一端设有横向弹簧，推动杆带动支架和支撑杆水平运动；浴锅的外侧面设有超声波发生器。

壳盖和泄压阀锁住壳体内的热量，提高水浴锅内热量的利用率，起到节能的作用；加热器加热水浴锅内，水浴锅内沸腾时，滚动的气泡推动升降浮子和推动浮子上下升降，升降浮子通过水平杠杆推动支撑杆和支架上下运动，推动浮子通过变向机构水平推动支撑杆，又由于水平杠杆和水平推动机构的对支撑杆形成限位作用，因此能够支架内的容器形成稳定的摇晃路径明晰的晃动搅拌作用，搅拌效率高，且无需外部动力，利用水浴锅内本身的浮力变化，起到水浴锅内自搅拌的作用；超声波振荡提高水浴锅内搅拌作用的均匀性，超声波振荡还能在浮子外产生气泡，从而即使在非沸水状态下浮子也能带动水浴锅内容器晃动搅拌，提高水浴锅的物质混合的充分性。

作为优选，变向机构还包括位于推动浮子的上端的顶出角，推动杆侧面设有对应顶出角的限位角，限位角度数大于顶出角的度数。限位角与顶出角配合，由于推动杆的一端设有横向弹簧，限位角的度数大于顶出角的度数，横向弹簧拉动限位角与顶出角错位，在推动浮子上浮时限位角和顶出角对中，从而使推动杆能够来回拉动支撑杆和支架，实现支架上容器的晃动搅拌，搅拌效率高。

作为优选，推动杆与支撑杆通过铰链连接，支撑杆的中部设有限位球，支撑杆的轴线经过限位球的球心，锅盖上设有横向滑槽，横向滑槽的底面为配合限位球的半圆柱形，横向滑槽底部设有与支撑杆间隙配合的通槽。横向滑槽为支撑杆提供晃动的路径，方便控制支架的晃动轨迹，从而提供高效的晃动；限位球与横向滑槽配合，限位球一方面能够限位支撑杆，防止支撑杆整根沉入水浴锅内，同时由于限位球与横向滑槽的弧面配合，因此限位球能在横向滑槽内晃动，从而提高支架的晃动幅度，提高搅拌效率。

作为优选，横向滑槽从中间向两端设有从低到高的坡度。支撑杆沿横向滑槽横向滑动时具有自动回位的功能，方便搅拌的进行。

作为优选，推动杆和支撑杆通过齿轮齿条相连，齿条与推动杆平行固定；齿轮套设在支撑杆外，齿轮与支撑杆通过滚珠花键径向限位连接；支撑杆的上端轴向限位可径向转动连接一铰接环，铰接环与水平杠杆连接。推动杆被推动浮子和横向弹簧推动时发生横向运动，齿条推动齿轮转动，从而齿轮能带动支撑杆及支撑杆固定的支架同步转动，又由于铰接环与水平杠杆连接，滚珠花键连接齿轮和支撑杆，因此支撑杆既能在径向转动，也能在轴向上下升降，并且能实现螺旋转动，支架内的容器晃动搅拌效率高。

作为优选，水平杠杆包括三段式的收缩杆，水平杠杆的可转动位置分别位于不同段的收缩杆上。水平杠杆转动过程中在其各转动位置的水平距离会发生变化，通过收缩杆的收缩位移，可以对水平杠杆的各位置进行调节，从而方便支撑杆和升降浮子纵向位移的进行。

作为优选，变向机构包括限位在锅盖的导向块，导向块可绕其轴线转动，推动浮子上设有配合导向块的旋转丝杆，旋转丝杆与导向块形成丝杆滑块机构，导向块外设有齿形纹，推动杆上设有配合齿形纹的齿形条。推动浮子和旋转丝杆同步升降，旋转丝杆升降带动导向块转动，导向块外部的齿形纹带动齿形条转动，从而将推动浮子的上下升降转换为推动杆的横向推动，控制方便。

作为优选，水平杠杆连接升降浮子的一端向外设有配重端，配重端上设有配重模块。通过配重块能够调节水平杠杆处在平衡状态，使升降浮子受到的浮力变化能够完全转变为支架和其内容器的升降作用力，从而提高搅拌效率。

作为优选，推动杆包括与横向弹簧连接的转向杆和与支撑杆配合的传动杆，转向杆和传动杆通过竖向放大杠杆相连。通过放大杠杆提高推动杆对于支撑杆和支架的推动作用，提高水浴锅使用时内部的搅拌效率。

本发明的有益之处在于：热量损耗小，节能；通过浮子受到的浮力变化搅拌支架，能量利用率高，损耗低；水浴锅内搅拌的均匀性高，水浴锅的物质混合的充分性高。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图。

图2是图1所示发明实施例的水浴锅的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2中a处的放大图。

图5是本发明另一种实施例的水浴锅的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图5中b处的放大图。

图8是本发明第三种实施例的水浴锅的结构示意图。

图9是图8中c处的放大图。

图中：壳体1加热器11壳盖12泄压阀121超声波发生器13浴锅2锅盖21横向滑槽211通槽212支架3支撑杆31限位球311连接杆312竖直升降机构4升降浮子41水平杠杆42配重端421拉伸弹簧43水平推动机构5推动浮子51顶出角511变向机构6推动杆61传动杆611转向杆612竖向放大杠杆613限位角614横向弹簧62齿条70齿轮71滚珠花键72铰接环73圆环凸起731导向块80旋转丝杆81齿形纹82齿形条83长键槽84。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步描述。

实施例1；

图1到图4中，一种超声波振荡节能控温水浴锅，包括壳体1、浴锅2、支架3、竖直升降机构4和水平推动机构5。壳体1内设加热器11，壳体1上方可拆卸固定设有带泄压阀121的壳盖12；壳盖12与壳体1可通过间隔的弧线段转动连接。浴锅2位于壳体1内，加热器11位于浴锅2的底部，加热器11加热位于浴锅2内部的液体；加热器11可采用电加热器11，通过涡流加热水体，控温方便。浴锅2内设有温度计，温度计与加热器11通过控制电路相连，在加热前可以设置水浴温度，通过温度计能够监测水浴温度，控制电路控制加热器11运行，使浴锅2内温度保持稳定。浴锅2的外侧面设有超声波发生器13。两个超声波发生器13在浴锅2两侧对称设置。浴锅2的上端设有锅盖21；锅盖21与浴锅2可以卡接固定。支架3位于浴锅2内，支架3用于放置容器；支架3可在浴锅2内位移；支架3包括位于其上方的支撑杆31，支撑杆31贯穿锅盖21限位；支撑杆31的下端连接四根均匀间隔设置的连接杆312，连接杆312的端部通过金属压扣与支架3可拆卸固定。竖直升降机构4用于带动支撑杆31和支架3升降运动，包括位于浴锅2内的升降浮子41，锅盖21上设有水平杠杆42，水平杠杆42可转动连接在锅盖21上，升降浮子41和支撑杆31均与水平杠杆42形成可转动连接；水平杠杆42包括三段式的收缩杆，水平杠杆42的可转动位置分别位于不同段的收缩杆上。水平杠杆42连接升降浮子41的一端向外设有配重端421，配重端421上设有配重模块。配重模块采用拉伸弹簧43，当然，配重模块也可以采用悬挂砝码。水平推动机构5，包括位于浴锅2内的推动浮子51，锅盖21上设有能将推动浮子51的上下运动转化为水平推动的变向机构6，变向机构6包括水平设置的推动杆61；变向机构6还包括位于推动浮子51的上端的顶出角511，推动浮子51的上端伸出锅盖21向外，推动浮子51的上端截面形状为正方形，锅盖21内设有通孔与推动浮子51上端配合，防止推动浮子51自转。推动杆61侧面设有对应顶出角511的限位角614，限位角614度数大于顶出角511的度数。推动杆61的一端设有横向弹簧62，推动杆61带动支架3和支撑杆31水平运动。限位角614与顶出角511配合，由于推动杆61的一端设有横向弹簧62，限位角614的度数大于顶出角511的度数，横向弹簧62拉动限位角614与顶出角511错位，在推动浮子51上浮时限位角614和顶出角511对中，从而使推动杆61能够来回拉动支撑杆31和支架3。

推动杆61与支撑杆31通过铰链连接，支撑杆31的中部设有限位球311，支撑杆31的轴线经过限位球311的球心，锅盖21上设有横向滑槽211，横向滑槽211的底部底面为配合限位球311的半圆柱形，横向滑槽211底部设有与支撑杆31间隙配合的通槽212。横向滑槽211从中间向两端设有从低到高的坡度。推动杆61包括与横向弹簧62连接的转向杆612和与支撑杆31配合的传动杆611，转向杆612和传动杆611通过竖向放大杠杆613相连。传动杆611和转向杆612分别位于竖向放大杠杆613的两端，竖向放大杠杆613竖直设置，竖向放大杠杆613上设有与锅盖21固定的铰接点，铰接点到转向杆612的距离是铰接点到传动杆611距离的一半。因此转向杆612移动的距离能放大两倍至传动杆611上，从而提高晃动支架3的幅度。

实施例2；

实施例2具有与实施例1部分相同的结构。一种超声波振荡节能控温水浴锅，包括壳体1、浴锅2、支架3、竖直升降机构4和水平推动机构5。壳体1内设加热器11，壳体1上方设有带泄压阀121的壳盖12；浴锅2位于壳体1内，加热器11加热位于浴锅2内部的液体；浴锅2的外侧面设有超声波发生器13。如图5和图7中，浴锅2上端设有锅盖21；支架3位于浴锅2内，用于放置容器；支架3可在浴锅2内位移；支架3包括位于其上方的支撑杆31，支撑杆31贯穿锅盖21限位。锅盖21上设有与支撑杆31间隙配合的通孔。竖直升降机构4包括位于浴锅2内的升降浮子41，锅盖21上设有水平杠杆42，水平杠杆42包括三段式的收缩杆，水平杠杆42的可转动位置分别位于不同段的收缩杆上。水平杠杆42连接升降浮子41的一端向外设有配重端421，配重端421上设有配重模块。配重模块采用弹簧，配重模块也可以采用悬挂砝码。水平杠杆42可转动连接在锅盖21上，升降浮子41和支撑杆31均与水平杠杆42形成可转动连接；水平推动机构5包括位于浴锅2内的推动浮子51，锅盖21上设有能将推动浮子51的上下运动转化为水平推动的变向机构6，变向机构6包括水平设置的推动杆61；推动杆61的一端设有横向弹簧62，变向机构6还包括位于推动浮子51的上端的顶出角511，推动浮子51的上端伸出锅盖21向外，推动浮子51的上端截面形状为正方形，锅盖21内设有通孔与推动浮子51上端配合，防止推动浮子51自转。推动杆61侧面设有对应顶出角511的限位角614，限位角614度数大于顶出角511的度数。推动杆61带动支架3和支撑杆31水平运动。推动杆61包括与横向弹簧62连接的转向杆612和与支撑杆31配合的传动杆611，转向杆612和传动杆611通过竖向放大杠杆613相连。

实施例2与实施例1的不同之处在于：推动杆61和支撑杆31通过齿轮71齿条70相连，齿条70与推动杆61平行固定；齿条70设置在传动杆611上。齿轮71套设在支撑杆31外，支撑杆31为圆柱形。齿轮71与支撑杆31通过滚珠花键72径向限位连接；支撑杆31的外侧设有花键，齿轮71内设有配合花键的键槽，键槽内还限位设有降低摩擦用的滚珠。齿轮71固定在齿轮71座内，齿轮71的下端贴合设有转动轴承，齿轮71座的上端设有能容纳支撑杆31外侧花键伸出的凹槽。支撑杆31的上端轴向限位连接一铰接环73，支撑杆31和铰接环73可相对支撑杆31轴线径向转动。支撑杆31的上端外侧面设有圆环凸起731，铰接环73的下端内设有配合圆环凸起731的圆环凹槽，圆环凸起731卡合进圆环凹槽内，因此支撑杆31与铰接环73能在支撑杆31径向截面上转动。铰接环73与水平杠杆42铰接连接。

实施例3；

实施例3与实施例2的不同之处在于应用了不同形式的变形机构。如图8到图9所示，变向机构6包括限位在锅盖21的导向块80，导向块80可绕其轴线转动，推动浮子51上设有配合导向块80的旋转丝杆81，旋转丝杆81与导向块80形成丝杆滑块机构，旋转丝杆81从锅盖21向上伸出浴锅2，旋转丝杆81的下端为光杆，光杆上设有平键，锅盖21上设有配合平键的长键槽84，平键和长键槽84配合防止旋转丝杆81绕其轴线自转。导向块80外设有齿形纹82，推动杆61上设有配合齿形纹82的齿形条83。推动浮子51和旋转丝杆81同步升降，旋转丝杆81升降带动导向块80转动，导向块80外部的齿形纹82带动齿形条83转动，从而将推动浮子51的上下升降转换为推动杆61的横向推动，控制方便。

以实施例1为例介绍本申请的具体工作过程：支架3内可放置烧杯、样品管等容器，支架3通过金属压扣可拆卸固定在连接杆312的端部。将锅盖21与浴锅2对准后卡接固定，通过控制电路预设置水浴温度，盖上壳盖12。在浴锅2内水体未沸腾时，通过超声波发生器13提供浮力变化，超声波发生器13在升降浮子41和推动浮子51表面产生气泡，浮子受到的浮力改变；在浴锅2内水体沸腾时，通过沸水滚动提供浮力变化作为升降浮子41和推动浮子51的动力来源。浴锅2内浮力变化时，升降浮子41在锅盖21的限位下作上下升降运动，升降浮子41带动水平杠杆42转动，水平杠杆42又带动支撑杆31升降运动，而同步的，推动浮子51也在锅盖21的限位下作上下升降运动，由于顶出角511和限位角614配合后，推动浮子51上升时能够使顶出角511与限位角614对中，推动浮子51下降后横向弹簧62能拉动推出杆横向移动而造成顶出角511与限位角614错位，因而在推动浮子51升降的过程中能带动支架3在横向滑槽211内作用移动并晃动，通过推动浮子51和升降浮子41的共同作用实现支架3内容器的晃动搅拌，提高水浴效果。