一种自动切换排量的活塞式移液枪的制作方法

本实用新型涉及液体加注技术领域，具体说是一种自动切换排量的活塞式移液枪。

背景技术：

移液枪是生物、医学、化学实验室中常用仪器之一，常用于实验室内少量或微量液体的精密提取，活塞式移液枪的工作原理是利用活塞移动产生负压使溶液吸入枪头,而用于微量液体吸取的活塞式移液枪由于体积非常小，从而移液枪枪体内部容腔的直径就要设计得很小，截面积很小，加工难度大，另外为了提高移液枪的精度，就要提高活塞移动的位移精度，而提高位移精度大大增加了加工精度，从而大大增加了制造难度和成本。同时，在实验过程中，需要使用不同量的溶液的吸取，需经常更换移液枪从而需要使用不同排量不同量程的移液枪，增加了操作的难度和劳动强度。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种自动切换排量的活塞式移液枪，能够实现多种量程的自动切换，并且可以提高活塞式移液枪微量档的移液精度，微量档也有较大的内腔尺寸，其加工难度和成本大幅降低。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：包括枪体、活塞、活塞密封圈、枪体密封圈、活塞移动装置、排量切换装置；

所述枪体包括枪身、通气槽、顶孔、枪身凹槽、枪外侧凹槽；

所述活塞包括活塞环、活塞凹槽、活塞杆、顶杆；

所述通气槽设置在所述枪身中，包括第一通气槽和第二通气槽，所述第一通气槽上端孔设在所述枪身侧壁上部，下端孔设在所述枪身侧壁内腔下部，所述第二通气槽上端设在所述枪身顶壁，供所述顶杆穿入，下端设在所述枪身侧壁内腔下部；

所述顶孔和所述枪身凹槽，设在所述枪身顶壁；

所述枪体密封圈放置在所述枪身凹槽中；

所述枪外侧凹槽为圆环形，用于放置所述排量切换装置；

所述活塞环在所述枪身内腔内；

所述活塞凹槽设在所述活塞环侧部；

所述活塞密封圈放置在所述活塞凹槽中；

所述活塞杆一端与所述活塞环相连，另一端穿过所述顶孔与所述活塞移动装置相连；

所述顶杆一端与所述活塞环相连，另一端穿入所述第二通气槽；

所述排量切换装置包括切换环、驱动装置，所述切换环为圆环形，外部设有齿轮，驱动装置安装上枪身外侧，为步进电机驱动齿轮的传动方式，驱动所述切换环绕所述枪外侧凹槽转动，所述切换环可以绕所述枪外侧凹槽转动，设有第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔四组通气孔，所述第一通气孔接通所述第一通气槽的上端孔和所述第一通气槽的下端孔，所述第二通气孔接通所述第一通气槽的上端孔和外侧空气，所述第三通气孔接通所述第二通气槽的上端和所述第二通气槽的下端，所述第四通气孔接通所述第二通气槽的上端和外侧空气。

作为优选，所述枪体还包括限位块，所述限位块设在所述枪身侧壁内腔中，在所述第一通气槽上端孔的下部。

作为优选，所述步进电机上设有编码器。

作为优选，所述第一通气槽至少一个。

作为优选，所述第二通气槽至少一个。

作为优选，所述第三通气槽至少一个。

作为优选，所述第四通气槽至少一个。

作为优选，所述第一通气孔至少一个。

作为优选，所述第二通气孔至少一个。

作为优选，所述第三通气孔至少一个。

作为优选，所述第四通气孔至少一个。

作为优选，可通过对所述顶杆的不同数量以及对所述排量切换装置上的所述第一通气孔、所述第二通气孔、所述第三通气孔、所述第四通气孔四组通气孔进行不同数量、分布的组合，可组合出多种不同量程和对应的精度。

作为优选，所述排量切换装置至少一个。

作为优选，所述活塞移动装置可采用螺杆、气缸、油缸、齿轮齿条、连杆机构等产生直线运动的驱动形式。

作为优选，把所述电机和控制器连接，就可以实现排量自动切换功能，控制器的控制功能可采用的公知常识实现，此处不做具体叙述。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、可以排量自动切换排量，使用方便，节省操作时间；

2、小排量下误差降低，可有效保证各排量各量程下的使用精度；

3、微量档可以有效提高活塞式移液枪的移液精度；

4、微量档也有较大的内腔尺寸，加工难度和成本大幅降低，特别适用于微量溶液的吸取。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的典型状态一的结构示意图；

图3是本实用新型的典型状态二的结构示意图；

图4是本实用新型的典型状态三的结构示意图；

图5是本实用新型的典型状态四的结构示意图；

图6是本实用新型的切换环61的典型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合图1至图6详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

参照图1至图6，一种自动切换排量的活塞式移液枪，包括枪体1、活塞2、活塞密封圈3、枪体密封圈4、活塞移动装置5、排量切换装置6，枪体1包括枪身11、通气槽12、顶孔14、枪身凹槽15、枪外侧凹槽16，活塞2包括活塞环21、活塞凹槽22、活塞杆23、顶杆24，通气槽12设置在枪身11中，包括第一通气槽12b和第二通气槽12a，第一通气槽12b上端孔设在枪身11侧壁上部，下端孔设在枪身11侧壁内腔下部，第二通气槽12a上端设在枪身11顶壁，供顶杆24穿入，下端设在枪身11侧壁内腔下部，顶孔14和枪身凹槽15设在枪身11顶壁，枪体密封圈4放置在枪身凹槽15中，活塞环21在枪身11内腔内，活塞凹槽22设在活塞环21侧部，活塞密封圈3放置在活塞凹槽22中，活塞杆23一端与活塞环21相连，另一端穿过顶孔14与活塞移动装置5相连，枪外侧凹槽16为圆环形，用于放置排量切换装置6，顶杆24一端与活塞环21相连，另一端穿入第二通气槽12a。

排量切换装置6包括切换环61、驱动装置62，切换环61为圆环形，外部设有齿轮，驱动装置62安装上枪身11外侧，为步进电机驱动齿轮的传动方式，驱动切换环61绕枪外侧凹槽16转动，切换环61设有第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔四组通气孔，第一通气孔接通通气槽12的上端孔和通气槽12的下端孔，第二通气孔接通通气槽12的上端孔和外侧空气，第三通气孔接通第二通气槽的上端和第二通气槽的下端，第四通气孔接通第二通气槽的上端和外侧空气,可以通过转动排量切换装置6实现第一通气孔与第二通气孔、第三通气孔与第四通气孔的切换。

枪体1还包括限位块13，限位块13设在枪身11侧壁内腔中，在通气槽12上端孔的下部，用于限制活塞环21上移的位置，避免堵住通气槽12上端孔。

活塞杆23与顶孔14通过枪体密封圈4进行密封，当活塞环21上移时，活塞环21上方的空气通过通气槽12排出至枪身11侧壁内腔下部。

活塞环21与枪身11内腔通过活塞密封圈3进行密封。

活塞移动装置5可采用螺杆、气缸、油缸、齿轮齿条、连杆机构等产生直线运动的驱动形式，其结构设置均为现有技术，此处不做具体叙述。

通过对顶杆24的不同数量以及对排量切换装置6上的第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔四组通气孔进行不同数量、分布的组合，可组合出多种不同量程和对应的精度。

参照图2，当排量切换装置6转动把第二通气孔切换成第一通气孔连接时，活塞环21上方的空气通过第二通气槽12a经排量切换装置6的第一通气孔至枪身11侧壁内腔下部，此时移液枪的排量降低，对应的量程和误差也会降低，第一通气孔参与工作的数量越多，排量就降低越多，对应的量程和误差也会降低越多。

当活塞式移液枪进行吸液时，活塞移动装置5带动活塞2往上移动，活塞环21上方的空气通过第二通气槽12a经排量切换装置6的第一通气孔至枪身11侧壁内腔下部，当活塞2上移时，活塞环21下部空间增大，活塞环21上部空间减小，由于活塞环21下方的面积大于上方的面积，所以上部空间减小量即从上部通过第二通气槽12a排至下部的空气的量小于下部空间的增大的量，所以枪体1的内腔会产生一定的负压使溶液吸入枪头，上部通过第二通气槽12a排至下部的空气的量与下部空间的增大的量的差值即为吸入溶液的体积，在活塞2移动的距离相同的情况下，活塞环21上下面积之差越小，吸入溶液的体积就越小。

参照图2，当排量切换装置6转动把第一通气孔切换成第二通气孔连接时，活塞环21上方的空气通过通气槽12经排量切换装置6的第二通气孔至枪身11外侧，此时移液枪的排量增加，对应的量程和误差也会增加，第二通气孔参与工作的数量越多，排量就增加越多，对应的量程和误差也会增加越多。

参照图3，当排量切换装置6转动把第四通气孔切换成第三通气孔连接时，活塞环21上方的空气通过通气槽12经排量切换装置6的第一通气孔至枪身11侧壁内腔下部，此时移液枪的排量降低，对应的量程和误差也会降低，第三通气孔参与工作的数量越多，排量就降低越多，对应的量程和误差也会降低越多。

参照图4，当排量切换装置6转动把第三通气孔切换成第四通气孔连接时，活塞环21上方的空气通过通气槽12经排量切换装置6的第一通气孔至枪身11侧壁内腔下部，此时移液枪的排量降低，对应的量程和误差也会降低，第三通气孔参与工作的数量越多，排量就降低越多，对应的量程和误差也会降低越多。

下面对比一下本实用新型和现有技术的活塞式移液枪的精度：

在活塞环21的截面积、活塞杆23的截面积相同的情况下，活塞环21的截面积为s1，活塞杆23的截面积为s2，单根顶杆24的截面积为s3，顶杆24的数量为n，顶杆24通过第一通气孔连通到外界的数量为n，活塞2移动误差为δl；

现有技术的活塞式移液枪的体积误差为δv=s1δl；

当排量切换装置6转动使第三通气孔连通时,本实用新型的活塞式移液枪的体积误差为δv=(s2+n×s3)δl，所以本实用新型和现有技术的体积误差之比为(s2+n×s3)/s1，顶杆24通过第一通气孔连通到外界的数量n越小，本实用新型和现有技术的体积误差之比越小，当所有的顶杆24都通过第一通气孔连通到活塞环21下端时，本实用新型和现有技术的体积误差之比为s2/s1,此时精度最高，排量和量程最低；

由于上部通过通气槽12排至下部的空气的量与下部空间的增大的量的差值即为吸入溶液的体积，在量程相同的情况下，本实用新型的内腔尺寸即活塞环21的截面积为s1就可以做得更大，所以大的内腔尺寸也能实现微量溶液的吸取，其加工难度和成本大幅降低，当s2/s1=0.05时，本实用新型的误差是现有技术精度的1/20，可大幅降低活塞移动误差对吸取溶液误差的影响；

排量切换装置6转动使第四通气孔连通时,本实用新型的活塞式移液枪的体积误差为δv=(n×s3+s1-n×s3)δl，所以本实用新型和现有技术的体积误差之比为(n×s3+s1-n×s3)/s1。

顶杆24的数量越多，排量切换装置6的第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔的分布组合越多，排量切换装置6数量越多，本实用新型的活塞式移液枪的排量越多，量程也越多，图6为顶杆24的数量为3，排量切换装置6的第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔的某一种分布组合的结构示意图，每次旋转的角度为30度。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。