CH615755A5

CH615755A5 -

Info

Publication number: CH615755A5
Application number: CH705977A
Authority: CH
Inventors: Frederick C Bullock; Alvin Engelhardt; Thomas J Cirincione; Joseph A Williams
Original assignee: Electro Nucleonics
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1980-02-15
Also published as: AU2600377A; AU510059B2; JPS5748975B2; IT1062253B; NL7706292A; SE7706742L; DE2726219A1; GB1565561A; BE855559A; AT367908B; DE2726219C2; JPS5316968A; ATA411977A; CA1097942A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Küvettenanordnung, bestehend aus mehreren, um einen zentralen Punkt radial io nach aussen gerichteten Abteilen. Insbesondere soll die Küvettenanordnung in Zentrifugenanalysatoren verwendbar sein.

Küvettenanordnungen für Zentrifugenanalysatoren sind bekannt, sie sind vorzugsweise aus starrem Material hergestellt. Solche Küvettenanordnungen sind dabei am Rotor eines Analy-i 5 sators befestigt und sind nicht als Verbrauchsmaterial gedacht und müssen daher nach jedem Gebrauch gereinigt werden. Zudem sind sie in aufwendiger Art am Rotor befestigt und benötigen sowohl bei der Montage als auch bei der Demontage viel Zeit, wenn der Analysator benützt werden soll.

20 Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Küvettenanordnung, die einfach zum Herstellen und Gebrauch ist und die zum Wegwerfen bestimmt ist.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die als Verbrauchsmaterial hergestellte Küvettenanordnung aus einer 25 oberen und einer unteren Scheibe aus flexiblem thermoplastischem Material besteht und die untere Scheibe die genannten Abteile aufweist und dass die obere Scheibe und die untere Scheibe miteinander verbunden sind, und die obere Scheibe wenigstens Teile der Abteile in der unteren Scheibe verschliesst.

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Ein Stellungsring kann wegnehmbar auf der oberen Scheibe in einer von mehreren, auf die Abteile ausgerichteten Stellungen angeordnet und gehaltert sein. Es kann vorgesehen werden, dass der Stellungsring Partien aufweist, die bezüglich der Licht-durchlässigkeit variieren, und damit können Signale zur Datenverarbeitung erzeugt werden und zudem kann eines der Abteile als erstes bezeichnet werden. Vorzugsweise ist der Stellungsring an seinem äusseren Rand mit Schlitzen versehen, um den Zweck der Signalerzeugung und Bezeichnung zu erfüllen. Als Alterna-tive dazu könnten die obere und die untere Scheibe in einem

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äusseren Flansch, der radial nach aussen gerichtet ist, enden, welcher Flansch ebenfalls mit Schlitzen versehen sein kann.

Die untere Scheibe kann auf einfache Weise durch Wärmeverformung eines Blattes aus thermoplastischem Material her-gestellt werden. Die obere Scheibe kann auf ähnliche Weise durch Stanzen eines Thermoplastblattes erzeugt werden. Die beiden Scheiben können durch Wärmeverschweissung miteinander verbunden werden, indem die aufeinanderliegenden Flächen der beiden Scheiben erhitzt werden. Der Stellungsring, als einzelnes Stück, kann durch Spritzgiessen hergestellt werden.

Bei der Benützung kann die Küvettenanordnung auf einfache Weise am Rotor des Zentrifugenanalysators befestigt und der Stellungsring zur Anzeige in eine entsprechende Lage gebracht werden. Obwohl die Küvetteanordnung aus flexiblem 55 thermoplastischem Material hergestellt ist, kann sie mittels starrer Gegenelemente des Rotors versteift sein. Eine derartige Küvettenanordnung lässt sich somit auf einfache Weise herstellen und ebenso einfach verwenden und als Wegwerfausführung kann sie nach jedem Gebrauch entfernt werden. Dies sind die 60 entscheidenden Vorteile gegenüber den starren, heute verwendeten Küvettenanordnungen, die nicht einfach zu benützen sind und zudem nach jedem Gebrauch gereinigt werden müssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

f,5 Fig. 1 einen Grundriss einer Küvettenanordnung nach der Erfindung mit einem Stellungsring,

Fig. 2 und Fig. 3 je eine Schnittansicht nach den Schnittlinien 2-2 und 3-3 in Fig. 1,

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Fig. 4 einen Grundriss einer zweiten Ausführungsform einer Küvettenanordnung nach der Erfindung und einen Stellungsring, und

Fig. 5 und Fig. 6 je eine Schnittansicht nach den Schnittlinien 5-5 und 6-6 in Fig. 4.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Küvettenanordnung 10. Die Anordnung ist aus flexiblem thermoplastischem Material hergestellt und besteht aus einer unteren Scheibe 12 und aus einer oberen Scheibe 14. Ein Stellungsring 16 als separates Teil ist auf die obere Scheibe 14 aufgelegt.

Die untere Scheibe 12 und die obere Scheibe 14 sind vorzugsweise aus Polyvinylchlorid hergestellt. Dieses Material ist besonders gut geeignet, indem es gegen die meisten der verwendeten Prüfflüssigkeiten inert ist, eine gute Lichtdurchlässigkeit aufweist, um das Licht während des Betriebs durchzuleiten und genügend widerstandsfähig ist, um seine Form beizubehalten, während die Küvettenanordnung den Kräften ausgesetzt ist, die durch die Rotation erzeugt werden. Vorzugsweise wird thermoplastisches Material in Blattform verwendet, das dann durch Wärmeverformung in die Form der unteren Scheibe 12 gebracht wird. Beispielsweise kann die Blattdicke vor dem Formen etwa 0,03 cm betragen und dann während der Wärmeverformung gestreckt werden, so dass verschiedene Partien der unteren Scheibe nur noch 0,018 cm dick sind, während andere, nicht gestreckte Partien ungefähr 0,03 cm dick bleiben. Die relativ dünnen Partien der unteren Scheibe befinden sich insbesondere bei der unteren Fläche 12a. Es ist selbstverständlich, dass diese Massangaben als Beispiele zu gelten haben und keinesfalls den Schutzumfang der Erfindung beschränken sollen.

Die untere Scheibe 12 wird in mehrere Abteile 18 geformt. Die Abteile 18 sind äquidistant um einen zentralen Punkt 20 verteilt und sind radial nach aussen gerichtet. Die Abteile 18 bilden eine Reihe innerer Abteile 18a und eine Reihe äusserer Abteile 18b. Jedes der inneren Abteile 18a ist mit jeweils einem der äusseren Abteile 18b verbunden und ist davon durch eine Unterteilungswand 22 getrennt, welche Unterteilungswand 22 aus einer geneigten Wand 22a und aus einer vertikalen Wand 22 gebildet ist. Die untere Scheibe 12 besitzt eine zentrale Nabe 24, die über eine geneigte Wand 24a mit dem inneren Rand der Abteile 18 verbunden ist.

Jedes Abteil 18 weist Seitenwände 26 und 28 auf. Die benachbarten Seitenwände 26,28 von benachbarten Abteilen 18 sind voneinander entfernt, wie bei 30 angedeutet ist und sie sind durch flache Partien 32,34 aus thermoplastischem Material miteinander verbunden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, befinden sich diese flachen Partien aus thermoplastischem Material auf unterschiedlichen Höhen und sind durch geneigte Partien 36 miteinander verbunden, auch diese spezielle Ausführungsform gilt nur als Beispiel. Die untere Scheibe 12 endet in einem äusseren, umfassenden Flansch 38, der in einer Ebene mit den flachen Partien 34 der unteren Scheibe, die die Seitenwände 26,28 miteinander verbinden, liegt. Die obere Scheibe 14 ist in Gebieten der flachen Regionen 34 und des äusseren Flansches 38 der unteren Scheibe 12 mit dieser verbunden. Die Verbindung zwischen oberer und unterer Scheibe 14,12 befindet sich in der kreuzweise schraffierten Gegend 40 in Fig. 1. Die Verbindung der beiden Scheiben kann beispielsweise mittels hochfrequenter Wärmeschweissung hergestellt werden und die Verschweissung isoliert, wie gezeigt, benachbarte Abteile 18 voneinander, um ein unerwünschtes Durchfliessen von Flüssigkeit von einem Abteil ins andere zu verhindern.

Die obere Scheibe 14 ist ein flacher Ring, der vorzugsweise durch Ausstanzen aus einem thermoplastischen blattförmigen Material hergestellt wird. Die Dicke dieses Blattes kann beispielsweise 0,05 cm betragen. Die obere Scheibe 14 verschliesst wenigstens teilweise die Abteile 18, je nach der radialen Breite der oberen Scheibe. Die obere Scheibe 14 weist ausgeschnittene

Partien 14a auf, die auf die Abteile 18 ausgerichtet sind; dabei erstrecken sich die ausgeschnittenen Partien 14a in radialer Richtung über beide Teile 18a und 18b der Abteile 18, damit die Flüssigkeit in beide Teile eingeführt werden kann. Um die 5 ausgeschnittenen Partien 14a gut sichtbar zu machen, können diese Partien der oberen Scheibe mit dunklem Material 42 überzogen werden, wie beispielsweise durch Seidensiebmaterial. Es ist zu bemerken, dass das thermoplastische Material, das für die obere Scheibe 14 und die untere Scheibe 12 verwendet H1 ist, vorzugsweise transparent ist und deshalb könnte es schwierig sein, die ausgeschnittenen Partien 14a zu sehen. Das Überziehen dieser Partien zum dunkel machen behebt dieses Problem.

Als Hilfe zum Plazieren der oberen Scheibe 14 bezüglich der unteren Scheibe 12, vor dem Verbinden der beiden Schei-i5 ben, können Steckköpfe 44 benützt werden, die als Teile der unteren Scheibe 12 gebildet wurden. In Fig. 1 sind vier solcher Steckköpfe 44 dargestellt; diese Anzahl ist bezeichnend und sie sind unter gleichen Zwischenwinkeln voneinander entfernt auf der unteren Scheibe 12 verteilt. In der oberen Scheibe 14 sind 2(i entsprechende Löcher 46 vorgesehen, die auf die Steckköpfe ausgerichtet sind und diese gestatten ein sauberes Ausrichten der oberen und der unteren Scheibe, insbesondere derart, dass die ausgeschnittenen Partien 14a über die zentralen Regionen der Abteile 18 zu liegen kommen und ferner dass die Schlitze in 25 der Randpartie der oberen Scheibe 14, die noch zu beschreiben sind, genau auf die ihnen zugeordneten Abteile ausgerichtet sind.

Die obere Scheibe 14 endet in einem äusseren umfassenden Flansch 14b, der sich radial von den Abteilen 18 in der unteren 3« Scheibe 12 nach aussen erstreckt. Dieser Flansch kann lichtundurchlässig gemacht werden, indem lichtundurchlässiges Material 48 darauf aufgebracht wird, wie beispielsweise durch eine Seidenauflage. Der Flansch 14b ist mit Schlitzen 50 und 52 versehen, um die Lichtdurchlässigkeit zu verändern und Signale 35 für eine Datenverarbeitung zu erzeugen. Es ist festzuhalten,

dass die Schlitze 50 in Umfangsrichtung leicht breiter und in radialer Richtung leicht länger werden, verglichen mit den Schlitzen 52. Die Schlitze 50 sind auf die zentralen Regionen der Abteile 18 ausgerichtet und die Schlitze 52 auf die Seiten-4o wände 26, 28 dieser Abteile. Wird diese Küvettenanordnung in einem Zentrifugenanalysator rotiert, können die Schlitze 50 und 52 einen Lichtstrahl abtasten und der unterbrochene Lichtstrahl kann als Signal zur Datenverarbeitung aufbereitet werden.

Der Stellungsring 16, der oben kurz beschrieben wurde, 45 wird dazu verwendet, um ein Abteil 18, das als erstes Abteil angesehen wird, zu bezeichnen. Der Ring 16 selbst kann aus thermoplastischem Material hergestellt sein, z.B. als Spritzgussteil. Der Ring 16 weist eine Reihe Löcher 16a auf, einige davon sind im Eingriff mit den Steckköpfen 44, die sich von der so unteren Scheibe 12 durch die obere Scheibe 14 nach oben erstrecken. Um die Steckköpfe 44 besser sichtbar zu machen, kann die obere Scheibe 14 um jeden Steckkopf herum mit einem Ring aus dunklem Material 54 bezeichnet werden. Der Stellungsring 16 ist mit Zahlen versehen. In der dargestellten 55 Ausführungsform gemäss Fig. 1 trägt der Stellungsring die Zahlen 2 bis 20. Jede Zahl befindet sich in der Nähe einer entsprechenden Öffnung 16b im Stellungsring. Der Ring trägt noch einen Pfeil 56 in der Nähe derjenigen Öffnung 16b, die als erste Öffnung bezeichnet ist. Ebenso befindet sich bei dieser 6o Öffnung im Rand des Ringes ein einzelner Schlitz 16c. Dieser Schlitz 16c ist auf einen Schlitz 50 im Rand des äusseren Flansches 48 der oberen Scheibe 14 ausgerichtet. Auf diese Weise wird ein Schlitz 50 als erster Schlitz bezeichnet und entsprechend wird das zugehörige Abteil 18 als erstes Abteil 65 festgelegt. Die restlichen Schlitze 50 werden teilweise durch den Stellungsring 16 abgedeckt, wodurch derjenige Schlitz 50, der als erster Schlitz ausgewählt wurde, auf seiner gesamten radialen Länge durch den Schlitz 16c im Ring unverdeckt bleibt. Es

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wird noch festgehalten, dass der Stellungsring durch das Bedienungspersonal des Zentrifugenanalysators bewegt werden kann, um jedes Abteil 18 als erstes zu bezeichnen. Damit kann die Küvettenanordnung auch nur teilweise benützt werden, indem nur einige Abteile 18 verwendet sind. Anschliessend kann der Stellungsring 16 verschoben werden, um eines der bisher nicht benützten Abteile als erstes zu bezeichnen und damit kann mit diesen letztgenannten Abteilen eine oder mehrere weiteren Analysen durchgeführt werden. Durch diese bewegliche Anordnung des Stellungsringes 16 auf der oberen Scheibe 14 und dessen Befestigung in irgend einer ausgerichteten Lage bezüglich der Abteile 18 kann die Küvettenanordnung mehrfach benützt werden, bis alle Abteile 18 in verschiedenen Analysen benützt wurden.

Der Stellungsring 16 ist vorzugsweise dunkel. Die Öffnungen 16b stellen Fenster dar, deren Lage mit den äusseren Teilen 18b der Abteile 18 übereinstimmt; somit kann Licht in die äusseren Teile einfallen, um die Flüssigkeit zu prüfen. Der Stellungsring 16 weist zudem Fahnen 58 an seinem Innenrand auf, die dazu dienen, den Stellungsring auch gegenüber der oberen Scheibe 14 zu haltern. Bei der Benützung hat der Zentrifugenanalysator Bestandteile, die auf diesen Fahnen 58 des Stellungsringes aufliegen, um diesen an Ort zu haltern.

Fig. 4 bis 6 zeigen eine leicht abgewandelte Version der Küvettenanordnung und des Stellungsringes gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3. In diesen Fig. 4 bis 6 wurden dieselben Referenzzahlen verwendet, um die gleichen Bestandteile der Anordnung in Fig. 1 bis 3 zu bezeichnen. Die einzige Änderung in der Anordnung gemäss Fig. 4 bis 6 besteht darin, den äusseren geschlitzten Flansch 14b an der oberen Scheibe 14 wegzulassen und dieses Teil mit dem Stellungsring 16 zu verbinden. Die Steckköpfe 44 werden genügend durch die Abmessungen der Löcher 16a im Stellungsring 16 gehaltert, um die beiden

Scheiben 12 und 14 mittels des Stellungsringes zusammenzuhalten. Damit weist gemäss Fig. 4 bis 6 der Stellungsring 16 eine äussere Partie 16d auf, die mit Schlitzen 50 und 52 versehen ist. Die Randpartie 16d kann dabei dünner sein als das übrige Teil 5 des Ringes, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, um die Ausrüstung in den Abmessungen für den Einbau in Zentrifugenanalysatoren klein zu halten. In diesem Fall hat der Stellungsring 16 nur einen einzigen Schlitz 50d mit grösserer radialer Ausdehnung als die übrigen Schlitze 50, um damit das erste Abteil zu io bezeichnen.

Indem die Schlitze dem Stellungsring 16 und nicht der oberen Scheibe zugeordnet sind, wird die Herstellung der oberen Scheibe stark vereinfacht. Die teure Seidenauflage auf dem äusseren Rand entfällt und damit können die Kosten für die 15 obere Scheibe stark vermindert werden. Trotzdem ist es möglich, die Abmessungen und die Schlitze der oberen Scheibe 14 gemäss Fig. 1 bis 3 beizubehalten, auch wenn die Seidenauflage nicht vorhanden ist. Der Stellungsring 16 kann auch weiter einwärts ausgedehnt werden; in diesem Fall kann er entspre-211 chend den Ausschnitten 14a geschlitzt sein. Auf diese Weise kann jegliches Behandeln der oberen Scheibe 14 entfallen.

Wie weiter oben angeführt, ist die Küvettenanordnung aus flexiblem Thermoplastmaterial hergestellt. Die zusammenge-25 baute Anordnung kann gebogen werden und wird am Rotor des Zentrifugenanalysators mittels Teilen des Rotors gehaltert, die an den verschiedenen nach aussen vorstehenden Flächen der unteren Scheibe 12 aufliegen. Die Küvettenanordnung wird damit an Ort gehalten und kann sich durch die Rotation des 30 Rotors nicht deformieren. Zusätzlich bringen die Seitenwände 26,28 noch eine Versteifung an der Küvettenanordnung an, die radial gerichteten Kräften infolge der Rotation des Zentrifugenrotors widersteht.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Küvettenanordnung, bestehend aus mehreren, um einen zentralen Punkt nach aussen gerichteten Abteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvettenanordnung (10) aus einer oberen und einer unteren Scheibe (14,12) aus flexiblem thermoplastischem Material besteht und die untere Scheibe (12) die genannten Abteile (18) aufweist, und dass die obere Scheibe (14) und die untere Scheibe (12) miteinander verbunden sind und die obere Scheibe (14) wenigstens Teile der Abteile (18) in der unteren Scheibe (12) verschliesst.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Scheibe eine zentrale Nabe aufweist und die Abteile von der Nabe aus nach aussen gerichtet sind, und dass die Seitenwände von benachbarten Abteilen einen Abstand voneinander aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Paar von benachbarten Seitenwänden der Abteile in der unteren Scheibe wenigstens teilweise durch eine flache Partie aus thermoplastischem Material miteinander verbunden sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Scheibe einen Flansch um den Aussenrand trägt und die obere Scheibe bei den flachen Partien und beim Flansch mit der unteren Scheibe verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Partien und die obere Fläche des Flansches in einer Ebene liegen, und dass die obere Scheibe ein flacher Ring ist, der bei den flachen Partien und beim Flansch mit der unteren Scheibe verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Scheibe ausgeschnittene Partien aufweist, die mit den Abteilen der unteren Scheiben übereinstimmen, um das Eingeben von Flüssigkeiten in die Abteile zu ermöglichen.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteile in der unteren Scheibe eine Reihe radial angeordnete innere und eine Reihe radial angeordnete äussere Abteile darstellen, die je gleichmässig um einen zentralen Punkt angeordnet sind, dass je ein Abteil der inneren Reihe mit je einem Abteil der äusseren Reihe kommuniziert, und dass je eine ausgeschnittene Partie der oberen Scheibe mit einem Paar der kommunizierenden Abteile übereinstimmt.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Scheibe an ihrem Umfang einen radial nach aussen gerichteten Flansch aufweisen und dass Teile davon bezüglich der Lichtdurchlässigkeit verändert sind, um Signale zur Datenverarbeitung zu liefern.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch am Umfang ein Teil der oberen Scheibe ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen wegnehmbaren Stellungsring auf der oberen Scheibe mit mehreren, auf die Abteile ausgerichteten Stellungen.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsring Partien mit veränderter Lichtdurchlässigkeit aufweist, die zur Abgabe von datenverarbeitbaren Signalen verwendbar sind, um ein erstes Abteil festzulegen.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsring an seinem Umfang geschlitzt ist, dass die Schlitze mit den Abteilen übereinstimmen, und dass ein Schlitz eine besondere Form hat, um das erste Abteil festzulegen.
13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsring an seinem inneren Rand Fahnen zur Halterung an der oberen Scheibe aufweist.
14. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Scheibe Steckköpfe aufweist, die von der unteren Scheibe nach oben gerichtet sind und durch den Stellungsring in einer von mehreren Stellungen gef asst sind, um den Stellungsring in verschiedenen Stellungen bezüglich der Scheibe anzuordnen.
15. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Scheibe wenigstens angenähert gleiche Durchmesser aufweisen, und dass der Stellungsring einen grösseren Durchmesser hat.