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Vorrichtung zum Dosieren von Reagenzien in selbsttätigen Analysatoren oder in anderen intermittierend arbeitenden chemischen Apparaturen
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Dosieren von Reagenzien für automatisch arbeitende Analysatoren, gegebenenfalls für andere intermittierend arbeitende chemische Apparate.
Die Automatisierung und das damit zusammenhängende Bedürfnis nach systematischer Kontrolle der Produktionsprozesse erfordern in steigendem Masse die Anwendung von selbsttätig wirkenden Analy- satoren zur periodischen Untersuchung gewisser Flüssigkeiten und Feststellung ihres Gehaltes an be- stimmten Substanzen. In derartigen Analyseapparaten werden zu selbsttätig abgenommenen Proben der untersuchten Flüssigkeit gleichbleibende Dosen von Reagenzien zugesetzt, die mit den in der Probe enthaltenen Substanzen reagieren und direkt oder indirekt charakteristische Änderungen hervorrufen, nach denen der Gehalt an zu bestimmenden Stoffen kolorimetrisch oder nach anderen Prinzipien ermittelt wird. Die Ergebnisse derartiger Analysen hängen in erster Linie von verlässlicher und genauer Dosierung der Reagenzien ab.
Bei den meisten bisher bekannten Apparaten wird die Dosierung nach dem Volumen so vorgenommen, dass die Reagens in einem Gefäss von entsprechendem Inhalt abgemessen wird, das mit Hilfe von Ventilen gefüllt und entleert wird. Andere Arbeitsweisen beruhen auf der Dosierung von Reagenzien mit Kolben- oder Membranpumpen, die im Rahmen eines entsprechenden Arbeitszyklus in Betrieb gesetzt werden. Ferner sind Methoden bekannt, bei denen die Dosierung unter konstantem Druck über der Ausflussöffnung erfolgt, wobei die Menge des zugesetzten Reagens von der Ausflusszeit abhängig ist. Wieder andere Vorrichtungen wenden zum dosierten Ansaugen des Reagens den Unterdruck an, der beim Durchfluss der untersuchten Flüssigkeitsprobe entsteht.
Die angeführten Verfahren weisen zahlreiche Unzulänglichkeiten auf : Sie enthalten entweder eine Reihe von mechanisch beanspruchten Funktionselementen, die oft recht kompliziert sind und daher zu Störungen Anlass geben, oder ist bei einfacheren Methoden die Genauigkeit der Dosierung nicht gewährleistet, die u. a. von Form und Grösse der Ausflussöffnung und von den hydrodynamischen Verhältnissen beim Durchfliessen abhängig ist ; in Betracht kommen auch Störungen durch Gasblasen und die Einflüsse von Temperatur und Viskosität.
Alle diese Nachteile werden durch vorliegende Erfindung vermieden. Die Dosierung des Reagens wird hier unmittelbar vom Durchfluss der untersuchten Flüssigkeit gesteuert, ohne dass irgendwelche mechanisch beanspruchten Teile benötigt werden. Infolge der überaus einfachen Ausführung arbeitet diese Vorrichtung absolut verlässlich, störungsfrei und unterliegt keiner Abnutzung. Die der Erfindung zugrunde liegende Vorrichtung ermöglicht eine völlig genaue volumenmässige Dosierung bei intermittierendem Gang eines Analysators oder einer anderen chemischen Apparatur, ist leicht kontrollierbar und praktisch unabhängig von Temperatur und Viskosität.
Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die beiliegende schematische Zeichnung verwiesen, in der 1 ein doppelt gebogenes Dosierungsrohr in Form eines liegenden "S" darstellt, 2 eine mit dem Vorratsgefäss 3 verbundene Zuflussröhre, 4 ein intermittierend von der zu untersuchenden Probe durchflossenes Rohr, 6 das Verbindungsrohr zwischen Dosierungsrohr 1 und dem Durchflussrohr 4, und 5 das Sammelgefäss, in das sowohl der Abfluss von 4 als auch der Abflusszweig von 1 münden.
Die hier dargestellte Vorrichtung arbeitet in folgender Weise : Aus dem Vorratsgefäss 3 strömt Reagens durch die Zuflussröhre 2 in das Dosierungsrohr 1 ein, wobei es in seinem nach oben gebogenen Abfluss, zweig hochsteigt. Das Niveau des Reagens im Vorratsgefäss 3, das auf konstanter Höhe gehalten wird, liegt unter der oberen Biegung des Abflusszweiges des Dosierungsrohres 1, so dass im Ruhezustand kein Reagens überfliessen kann.
Im nun folgenden Arbeitszyklus füllt sich das Durchflussrohr 4 mit einer abgemessenen Probe der Flüssigkeit, der das dosierte Reagens zugesetzt werden soll ; die Verengung im unteren Teil des Durchflussrohres 4 bewirkt, dass die Flüssigkeit im Verbindungsrohr 6 hochsteigt. Der Einlass des Durchflussrohres 4 liegt unter dem Niveau der oberen Biegung des Verbindungsrohres 6, so dass die zu untersuchende Flüssigkeit nicht in das Dosierungsrohr 1 überlaufen kann. Die hochsteigende Flüssigkeit übt auf die
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Luftsäule im Verbindungsrohr 6 einen Druck aus, welcher das im Dosierungsrohr 1 angesammelte Reagens herausdrückt.
Der Überdruck verhindert zugleich das Zuströmen von weiterem Reagens aus dem Vorratsgefäss 3 in das Dosierungsrohr 1, solange der Druck nicht durch vollständigen Abfluss des Reagens ausgeglichen ist. Die dosierte Reagensmenge fliesst in das Sammelgefäss 5 ab, wo sie mit der Flüssigkeitsprobe vermischt und sodann in den Messzyklus weitergeleitet wird. Nach völligem Entleeren des Durchflussrohres 4 und des Verbindungsrohres 6 strömt frisches Reagens in das Dosierungsrohr 1 ein, und das Gerät ist zu weiterer Dosierung bereit.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen bestehen darin, dass alle beweglichen Funktionselemente fortfallen, dass die Menge des dosierten Reagens genau durch das Volumen des Dosierungsrohres gegeben ist und auch bei geänderten Arbeitsbedingungen gleich bleibt, wobei die Vorrichtung keiner Wartung bedarf und keiner Abnützung unterliegt.