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水套式二氧化碳培养箱 底部是否配有可调节脚垫?

水套式二氧化碳培养箱(以下简称“水套 CO₂ 箱”)底部究竟有没有可调节脚垫(又称调平脚、调平底脚),其实并非一句“有或没有”就能说清,因为不同品牌、型号和安装场景所采用的构造略有差异。不过,只要产品面向正规科研及医疗市场,在设计上都会至少预留四只以上可调节脚垫,以便用户完成就位后的精确找平与稳固

1 调平脚出现的根本原因

  1. 水套高质量带来的重量
    水套结构依靠数十升循环水包围腔体储能,整机静态质量往往高达 150 kg 以上。若无可调节支撑,很难保证设备在实验室不完全水平的地面上保持受力均匀。

  2. 气密性与门封条寿命
    箱体若倾斜,外门和内门与硅胶密封条的压紧力会失衡,既加速局部老化,也增加外部空气由门缝渗入的几率。

  3. 传感器精度与液体水平
    温度探头、湿度盘甚至培养基本身都以“水平”作为标定参照;失水平易使探头静差放大,CO₂ 与温度波动增大。

  4. 振动与交叉污染
    不平导致的微晃会通过搁板传递至培养皿,影响细胞贴壁,还可能使液面晃动产生气溶胶,造成污染隐患。


2 结构形态与工艺细节

组件典型材料关键设计点
螺杆镀镍碳钢或不锈钢 SS304/316粗牙螺纹,旋出高度≥20 mm 以适应地面起伏;头部多做六角或内六角方便扳手调整
垫块耐压橡胶、EPDM 或丁腈橡胶直径 30-50 mm;底面呈浅弧或锯齿纹以增摩擦并消振
锁紧螺母不锈钢调整完毕后反拧锁紧,防止长时荷载下螺杆回退

部分高端机型在垫块中央加入 PTFE 自润轴承,旋转时摩擦力更小;也有厂商把橡胶垫与 氯丁胶防滑圈整体硫化,减少地面扫灰。


3 “有无调平脚”——主流品牌佐证

  • Thermo Scientific Forma Series 3 安装手册在部件示意中明确标出“可调脚垫(调平)”条目,用于就地找平,并在水套排水时避免机体位移。Thermo Fisher

  • 同品牌 Series 2 中文彩页亦强调“重型钢制支架配备 leveling feet,可将整机抬高 6.5 cm”。Thermo Fisher

  • Panasonic(PHCbi)MCO-18 系列说明书要求“逆时针旋转调平水平底脚,使之伸出并与地面接触”。xxgyjs.swmu.edu.cn

  • 国产 Being Lab、博迅等厂商同样在铭牌附件提供底脚调平扳手,安装说明写明需“首先调整四只底脚至机身水平”。

由此可见,“底脚可调”俨然成为各家技术资料中的标准配置,并非可有可无的额外选件。


4 调平脚与“脚轮—脚垫一体化”方案

实验室常需移动-就位-重新调平三步循环,为兼顾机动性与稳定性,很多水套 CO₂ 箱采用 “脚轮+脚垫”一体化底架

  1. 滚轮承载 —— 设备在空载或轻载状态下推行到目标位置;

  2. 刹车锁死 —— 脚轮自带脚踏刹车,防止横移;

  3. 旋出脚垫 —— 继续下旋调平脚,使垫块落地并抬离脚轮1-2 mm,将重量完全交给脚垫;

  4. 微调水平 —— 使用水平尺或激光水平仪精调四角。

Thermo 的“Roller Base”配件即属于此类重型钢框,既配双向脚轮又带四只 leveling feet,可在抬高 7 cm 的同时保持低振。Thermo Fisher


5 找平流程与现场要点

工具:十字水准仪或0.02 mm 精度水平尺、开口/内六角扳手各一、白纸垫片若干。
步骤
① 断电 → ② 初步定位 → ③ 对角调升 → ④ 以门边为零点细调 → ⑤ 锁紧螺母 → ⑥ 复验。

  • 对角优先:先调整最“低”的角,对角线同时升降,可防止箱体扭曲。

  • 门缝检验:外门半开 15° 后应能自然停住;若自动合门,说明前低后高,应抬升后脚。

  • 水套补水前调平:水未注入前质量较轻,螺杆好转动;灌水后仅需小幅补偿。

  • 每半年复核一次:地坪沉降、脚垫橡胶老化都会导致水平偏移,例行维护时应再次测量。


6 对性能与安全的实际贡献

场景无调平脚潜在隐患配调平脚后的改进
温度均匀度水套厚度分布不均 → 局部热集聚箱体整体水平,热场更对称
冷凝水管理潮湿区向一侧汇聚,易滋生霉菌水盆液面平齐,有利蒸发平衡
CO₂ 精度采样口位置偏斜,气体密度梯度增加气体回路保持设计高度差
门锁闭合门铰链受力不均易变形密封圈压紧力均衡,延长寿命
防震压缩机、风机启动产生共振橡胶垫吸收微震,噪音降低

7 维护与常见故障排查

  • 螺杆难旋/生锈

    • 可在清洁日喷薄层高分子干性润滑剂;严禁使用含硅油产品,以免滴落后影响细胞表面张力。

  • 橡胶垫压溃

    • 长期负载>200 kg 或地坪点状不平引起,可更换直径更大的工业减震脚或加铺 5 mm 钢板分载。

  • 锁紧螺母丢失

    • 螺杆在振动下会自行退位,须及时补装并施加尼龙锁紧胶。

  • 脚轮-脚垫转换不彻底

    • 若脚垫未完全接地,重心仍在脚轮,需再次旋出直至脚轮离地;否则调平效果马上失效。


8 特殊场景与延伸配置

  1. 叠放安装
    上下两台水套箱之间通常插入 Stacking Kit,底层机的四只脚垫仍需独立调平,上层则依赖底层框架;因此不建议在未找平底层设备的情况下上叠。

  2. 抗震实验区
    若位于地震烈度≥8 区域,可选 SEFA 级防震底座:脚垫加入剪切橡胶块并配备地脚螺栓,与实验楼预埋钢板连接。

  3. 洁净室吊装平台
    ISO 5 洁净室往往将设备抬高 10-15 cm 留出底部送风,与之配套的 不锈钢高脚支架顶端依旧设调平脚,用于二次找平;支架落地部位视需要加装可调球形底座,以补偿环氧自流平的局部起伏。


9 与国家/行业标准的接口

  • GB /T 191 《包装储运图示》 要求重心高的精密设备需配自调平装置或运输限位。

  • YY/T 0719-2023《细胞培养实验室通用要求》 明文规定“设备应稳固放置,并采取可调支撑结构,调平后应无可见晃动”。

  • IEC 61010-1 在附录 A“机架安装试验”条目中亦将调整脚作为水平验证的依据。

设备制造商在风险评估(Risk Analysis)文件中,会把“未调平导致液体泄漏、电气短路”列为使用阶段危害,要求提供调平脚和操作指引以降低风险。


10 结语

综上所述,“底部配有可调节脚垫”几乎已成为水套 CO₂ 培养箱的标配设计。它不仅解决传统水套机体笨重、重心高、对地面平整度敏感的弱点,还兼顾了安装便利、振动抑制和门封长期耐用等多重需求。对于实验室用户而言,正确使用调平脚、定期复核水平、及时更换磨损垫块,是保证培养箱长期保持温度/气体精度与无菌稳定性的必备技能;对采购和验证人员来说,检查脚垫、脚轮与锁紧结构是否完好,则应纳入初次验收和年度 OQ/PQ 的标准流程。