CN101138742A

CN101138742A - 移液装置

Info

Publication number: CN101138742A
Application number: CNA2007101279816A
Authority: CN
Inventors: J·维尔默
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Epedov Europe
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: US7673532B2; JP2008012533A; DE102006031460B4; JP5213155B2; DE102006031460A1; DE502007005526D1; EP1875966A1; US20080006100A1; CN101138742B; EP1875966B1

Abstract

一种用于计量液体的移液装置，其包括：活塞致动杆；至少一个用于活塞头的接收器，其布置在活塞致动杆的一端，所述接收器在活塞致动杆的轴向上由用于活塞头的抵接表面限定，所述接收器包括与所述活塞头相对的用于活塞杆的通口和用于支撑活塞头且环绕通口的基体；至少一个带有中空空间的气缸；至少一个用于保持移液管尖端的支座；至少一个贯通通道，其将气缸的中空空间连接到支座中的通孔；和至少一个活塞，其可纵向位移地布置在气缸的中空空间内，其带有贯穿接收器的通口延伸的活塞杆和在布置在接收器中的活塞杆端部的活塞头，所述活塞以下表面面向活塞杆的方式位于基体上，所述活塞包括突出到远离活塞杆的上表面之外的回弹体，所述回弹体没有以弹性压缩的方式支承在抵接表面上，或者以部分弹性压缩的方式支承在抵接表面上。

Description

移液装置

技术领域

本发明涉及一种用于计量液体的移液装置。

背景技术

在实验室中，移液装置通常用于计量液体。气室移液管具有至少一个集成的位移单元，所述位移单元包括气缸和可纵向位移地布置在气缸中的活塞。气缸的中空空间经由连接通道连接到用于移液管尖端的支座中的通孔。通过在气缸中移动活塞，可以排出空气柱，以便将样品液体抽取到密封地布置在支座上的移液管尖端内，并由此排出样品液体。在这种连接中，位移单元不与液体接触。只是通常由塑料构成的移液管尖端被弄脏，在使用之后可以更换移液管尖端。

活塞被连接到用于在气缸内移动活塞的驱动器。已知的做法是，将手动驱动或借助于电动线性驱动器驱动的活塞致动杆联接到活塞杆。活塞杆插入到活塞致动杆的接收器内。另外，盘簧或螺旋弹簧插入到接收器内，其以预加张力状态抵靠在活塞弹簧上，以避免游隙。

已知移液装置的装配成本高，这尤其是因为非常小的弹簧难以操持。在使用期间也是不利的，例如，当使用者拆卸和重新装配移液装置以便清洁或高压灭菌或更换缺陷部件时。

发明内容

由此，本发明的目的是提供一种移液装置，其中活塞致动杆和位移单元的装配和拆卸具有较低的成本。

该目的是通过带有权利要求1的零件的移液装置实现的。该解决方案的有利实施例在从属权利要求中披露。

依照本发明的用于计量液体的移液装置包括：

-活塞致动杆，

-至少一个用于活塞头的接收器，其布置在活塞致动杆的一端，所述接收器在活塞致动杆的轴向上由用于活塞头的抵接表面限定，并且包括与所述活塞头相对的用于活塞杆的通口和用于支撑活塞头且环绕通口的基体，

-至少一个带有中空空间的气缸，

-至少一个用于保持移液管尖端的支座，

-至少一个贯通通道，其将气缸的中空空间连接到支座中的通孔，和

-至少一个活塞，其可纵向位移地布置在气缸的中空空间内，其带有贯穿接收器的通口延伸的活塞杆和在活塞杆端部且布置在接收器中的活塞头，所述活塞以下表面面向活塞杆的方式位于基体上，所述活塞包括突出到远离活塞杆的上表面之外的回弹体，所述回弹体没有以弹性压缩的方式支承在抵接表面上，或者以部分弹性压缩的方式支承在抵接表面上。

在依照本发明的移液装置中，活塞具有回弹体，当活塞头布置在接收器中时，所述回弹体没有被弹性压缩或者被部分弹性压缩，以便补偿游隙。在这样连接的情况下，回弹体支承在接收器的抵接表面上，活塞头的下表面支承在基体上。回弹体比其上布置有回弹体的活塞和/或活塞头具有明显大的弹性。回弹体不是独立部件，其布置在活塞上，并且可以与所述活塞和/或位移装置一起安装在活塞致动杆上。在这样连接的情况下，无需操作单独的、特别小的弹簧，以便减少装配成本和拆卸成本，避免装配误差。为了使回弹体不以弹性压缩的方式支承在抵接表面上，或者以部分弹性压缩的方式支承在抵接表面上，非压缩状态的回弹体在活塞杆的轴向上超过下表面的重叠量，等于或大于基体到抵接表面的距离。

依照本发明的移液装置是，例如，手动移液管或计量站或工作站中的移液装置。

依照一个实施例，移液装置为单通道移液装置，即，它只包括一个单独的位移单元，该位移单元连接到用于移液管尖端的单个支座。

依照本发明另一个的实施例，移液装置为多通道移液装置，即，它包括一个或多个连接到用于多个移液管尖端的多个支座的位移单元。

依照本发明另一个的实施例，活塞致动杆包括：横构件，其相对于活塞致动杆的纵向轴线横向地布置，并且具有多个彼此相邻布置的用于活塞头的接收器；和多个平行气缸，其带有多个在其中引导的活塞，活塞的活塞头布置在接收器中。在这种带有多个位移装置的多通道移液装置中，装配和拆卸成本的减少特别大。

为了将活塞头插入到接收器内，可以考虑不同的可能性。依照一个实施例，活塞头和通口具有这样的横截面，该横截面形成为使得可以将活塞头在相对于通口的特定转动位置轴向地插入接收器中，在随后的转动运动(例如90°)不能退出之后，就如其定位在基体上。也可以在小突起之间的该固定转动位置引导活塞，所述小突起从基体轴向突出，借助于所述小突起，通过压紧抵接表面并进一步轴向压缩回弹体仅使活塞头可转动。依照另一个实施例，基体由可以可拆卸地连接(例如通过圆盘状板的圆周上的螺纹或借助于附加的螺钉)到活塞致动杆的端部的板形成，以便使基体和接收器的通口形成在一起和/或从接收器移除基体。

依照一个实施例，接收器具有与活塞致动杆成横向地延伸且用于活塞头和活塞杆的插口。活塞与活塞头和活塞杆一起可以容易地插入到该插口内，也可以容易从该插口中取出。当移动活塞时，力的传递垂直于插口进行，这样，活塞不会滑脱。在这样连接的情况下，活塞可以由部分压缩的回弹体固定在接收器中。此外，用于固定活塞的插口可以由移液装置的可移除外壳部分覆盖。

活塞头的各种实施例都是可以的，例如带有球形、平面的或圆锥形的下表面的活塞头。依照一个实施例，活塞头在基体上由环形盘支撑。依照另一个的实施例，活塞头包括环形盘与活塞杆之间的锥形部分。

回弹体可以以不同的方式紧固到活塞上。可以通过强制连接和/或摩擦连接和/或材料连接进行紧固。

在强制连接中，例如，回弹体具有在外部结合活塞头的一个边缘周围的外部边缘，回弹体以这种方式固定到活塞头上。依照另一个的强制连接，回弹体借助于突出元件附着到活塞头的上表面中的相应凹进部分的下表面。

依照一个实施例，活塞在活塞头的上表面上包括盲孔，回弹体部分地布置在所述盲孔中。例如，回弹体通过压入和/或通过摩擦连接固定在盲孔中。依照一个实施例，盲孔在与其开口隔开一段距离处包括加宽部分，回弹体通过接合在加宽部分中强制地固定在盲孔中。依照一个实施例，盲孔包括在直径上彼此相对的加宽部分。依照另一个实施例，径向加宽部分从盲孔的底部的凹进部分延伸。

依照一个实施例，回弹体包括从活塞头突出的球形部分。球形部分随弹性回复力的逐渐增大而逐渐弹性变形。

依照一个实施例，活塞在远离活塞头的端部具有锥形部分，气缸和/或内部的连接通道具有相应的锥形。这有助于气缸的完全排空。由于活塞和活塞致动杆的弹性联接，免除了锥形部分在锥形中的压入和/或夹紧。

活塞可以以不同的方式密封在气缸中。可以将活塞的外周圆直接密封在气缸的内圆周上。依照一个实施例，活塞在远离活塞头的端部具有至少一个圆周活塞密封件。活塞密封件比活塞具有更大的弹性。即使当活塞和气缸彼此没有高精度地校准的时候，也可以实现可靠的密封。

依照一个实施例，活塞密封件是插入到活塞圆周上的环形凹槽内的活塞密封环。

例如，气缸经由小的管或导管连接到支座上。依照一个实施例，气缸被构造为支座成一体。

例如，支座是用于插入移液管尖端的接收器。移液管尖端通过夹紧其上边缘区域固定在接收器中。按照另一个例子，支座是其上可以安装移液管尖端的圆柱形附着件(attachment)，这样移液管尖端可以通过夹紧在支座上而固定。依照一个实施例，支座是用于安装移液管尖端的锥形部分。

移液管尖端可以密封地直接固定到支座上。依照一个实施例，支座具有用于密封安装和/或插入的移液管尖端的至少一个圆周支座密封件。依照另一个实施例，支座密封件是插入到支座圆周上的另一个环形凹槽内的密封环。

依照一个实施例，回弹体和/或活塞密封件和/或支座密封件包括回弹体，即，该回弹体完全地或部分地由弹性体构成。

依照另一个实施例，回弹体和/或活塞密封件和/或支座密封件由硅树脂和/或热塑性弹性体构成。

例如，回弹体和活塞单独制造，然后彼此连接。依照一个实施例，活塞由塑料制造，尤其通过注模而成。依照一个实施例，回弹体被注模在活塞上。通过将回弹体注模在活塞上，回弹体和活塞可以通过强制连接和/或摩擦连接和/或材料连接彼此连接在一起，例如后者，如果选择材料使得在接触区域将它们熔合在一起。依照另一个实施例，活塞和回弹体用多组分注射模制方法制造。

依照一个实施例，移液装置具有外壳，所述外壳包围活塞致动杆、带有至少一个活塞的至少一个气缸和在外壳的一侧从外部可接近的至少一个支座。例如，移液装置设有也布置在外壳中的单独的手动或电力驱动装置。

依照另一个实施例，活塞致动杆的端部在外壳的一侧从外部可以接近。因而，移液装置形成可以连接到驱动装置上的移液工具。

而驱动装置可以是手动致动的驱动装置或电动驱动的驱动装置。

依照一个实施例，活塞致动杆从外壳的侧面突出，以便联接到驱动装置的驱动构件上。为此，依照一个实施例，轴向向外悬挂的活塞致动杆轴向地支承在驱动装置的可线性位移的致动构件上。依照另一个实施例，活塞致动杆包括在远离接收器的端部的用于连接到驱动装置的联接装置。

依照一个实施例，外壳包括用于将移液装置紧固到驱动装置的紧固装置。例如，紧固装置是用于安装到驱动装置的可枢转的抓握和/或夹紧装置上的螺旋螺纹和/或接合销钉连接装置和/或凸缘和/或径向突出边缘。

附图说明

参照实施例的附图，下文将更加详细地描述本发明，其中：

图1显示了多通道移液装置的横截面；

图2显示了所述多通道计量装置的活塞的放大侧视图；

图3显示了所述多通道计量装置的活塞的横截面。

具体实施方式

依照图1，移液装置具有U形基本结构1，该基本机构1包括基体2和在边缘上从基体2垂直地突出的两个臂3、4。中空圆柱形紧固装置5从基体2向外突出。

例如，基本结构1由金属或刚性的固体塑料制成。

带有外螺纹7的紧固套筒6布置在紧固装置5的外部，并且相对于该紧固装置5可转动，但轴向不可动。紧固套筒6也由金属或刚性的固体塑料制成。

通孔8同轴地延伸到紧固装置5且横向地穿过基体2。

活塞致动杆9同轴地穿过紧固装置5和通孔8。活塞致动杆9在一端具有联接装置10，所述联接装置10从紧固装置5向外突出，用于连接到驱动装置上，所述联接装置10包括两个圆周圆盘状轴环11、12，凹槽13位于两个轴环11、12之间。

活塞致动杆9在基体2的内部连接到横构件14上，所述横构件14横向于活塞致动杆9布置。

在紧固装置5中布置有螺旋弹簧15，其一端支撑在基体2的外表面上，另一端支撑在环形螺母形式的抵接件16上，该环形螺母在紧固装置5开口附近旋在活塞致动杆9上。螺旋弹簧15处于在预加张力状态所示的位置，这样，螺旋弹簧15将横构件14压紧在基体2的内部。

横构件14在远离基体2的一侧具有多个平行接收器17，一个接收器17用于一个活塞头。各接收器17在远离基体2面向的一侧上可从外部穿过基体19中的通口18接近。从而，基体19形成限定通口18的边缘，该边缘相对于位于其上的接收器17的部分向内突出。

各接收器具有相对于通口18在轴向上的抵接表面20。此外，各接收器17可从外部穿过垂直于活塞致动杆9和横构件14(和/或垂直于附图平面)延伸的插口21接近。

例如，活塞致动杆9和横构件14由金属材料或刚性的固体塑料制成。

多部件构成的外壳22被固定到基本结构1上。外壳22较平坦，即，其垂直于附图平面的外部尺寸只是在附图平面中所示的外部尺寸的一小部分。

在外壳22中，平行于基体2延伸的穿孔板23直接邻近臂3、4的端部，并且穿孔板23上有在活塞致动杆9的轴线方向延伸并与通口18对齐的引导孔24。

在进一步离开基体2的距离上，布置有另一个带有螺纹孔26的穿孔板25，螺纹孔26与引导孔24同轴。另一个穿孔板25在所述前表面密封外壳22。

外壳22由刚性的固体塑料或金属材料制成。

此外，移液装置包括多个带有圆柱形中空空间28的气缸27，圆柱形中空空间28一体地连接到用于移液管尖端的为锥形部分形式的支座29。圆柱形中空空间28经由锥形的贯通通道30连接到在支座29的前表面上的通孔31。

各气缸27均具有圆周凸缘32。此外，各气缸27在凸缘32附近的支座29的一侧上具有外螺纹33。气缸26由金属材料或刚性的固体塑料制成。

各气缸27被插入引导孔24内，并旋入与之同轴的螺纹孔26中，以便凸缘32定位在另一个穿孔板25的内侧。除此之外，气缸27也可以设计成不带有外螺纹33，而是被插入到另一个穿孔板25的无螺纹孔中。弹簧可以保持凸缘32抵靠在另一个穿孔板25上。在该位置上，支座29向外突出到外壳22的相邻前表面之外。

环形凹槽34形成在支座29的圆周周围，在环形凹槽34中布置有支座密封环35。

所有的引导孔24和螺纹孔26以上述方式与气缸27装备在一起。在附图中，只显示了一个气缸27，以便简化。

活塞36可在各个气缸27中被轴向位移地引导。

各活塞36在从气缸27突出的活塞杆37的端部均具有活塞头38。

各活塞头38包围环形盘39和锥形部分40(参见图2和3)，锥形部分40布置在环形盘39与活塞杆37之间。

在活塞杆37的侧面，活塞头38具有下表面41和在相对侧的平的上表面42。

从上表面42开始，活塞包括在基体上具有凹进部分44的盲孔43。所述凹进部分具有径向加宽部分45、46，所述径向加宽部分45、46垂直于图1的附图平面延伸到锥形部分40(参见图2)的圆周。

回弹体47布置在盲孔43中。回弹体47在盲孔43的区域中为圆柱形，在突出到上表面42之外的区域为球形。在该例子中，突出到上表面42之外的回弹体47的区域48具有半球形状。

回弹体通过布置在凹进部分44中的条状部分49和加宽部分45、46锚固在活塞头38下方。

活塞36与活塞头38相对的端部包括窄的锥形部分50，锥形部分50的锥角与贯通通道30的锥角相当。圆周环形凹槽51位于锥形部分50与活塞杆37之间，圆周环形凹槽51接收为活塞密封环形式的活塞密封件52。

活塞36以两组分注模方法制造。在这种情况下，活塞36由硬塑料制成，例如由诸如Fortron(Hoechst公司的玻璃纤维加强聚乙烯硫化物)的热塑塑料制成。回弹体47在第二注射循环中由硅树脂(橡胶)或热塑性弹性体注模在活塞36上。

各活塞36与锥形部分50和活塞密封件52一起布置在圆柱形中空空间28中，即使活塞36被从气缸27取出最大程度(图1)。

各活塞头38位于与气缸27同轴的接收器17中。在这种情况下，活塞杆37延伸通过通口18。

活塞头38以下表面41在基体19上的方式定位在圆盘30的区域中。

此外，回弹体47的球形区域48定位在抵接表面20上。回弹体47在球形区域48中被略微地弹性压缩。

各活塞36可以通过将活塞头38穿过插口21简单地插入到接收器17中与横构件14连接在一起。由于回弹体47的弹性压缩，它保持在接收器17内的限定位置中，由此补偿活塞头38和接收器17之间的游隙。反之，可以极其容易地拆卸活塞36。

为了移液，移液装置连接于驱动装置53。为此，用紧固装置5将移液装置插入到驱动装置53的紧固接收器54中，并通过将紧固环6旋入与之相连的紧固接收器54的内螺纹55内。在这样连接的情况下，紧固装置5以其前端在紧固接收器54的底部上的方式定位。

此外，联接装置10连接到与之对准的驱动装置53的线性驱动器57的另一个联接装置56上。

通过线性驱动器57的轴向位移，可以移动活塞致动杆9和与之相连的活塞36。在这种情况下，活塞36在中空空间28和连接通道30的内部排出空气柱，以便从安装在支座29上的移液管尖端排出液体和/或将液体吸入移液管尖端。

Claims

1.一种用于计量液体的移液装置，其包括：

-活塞致动杆(9)，

-至少一个用于活塞头(38)的接收器(17)，其布置在活塞致动杆(9)的一端且在活塞致动杆(9)的轴线方向上由用于活塞头(38)的抵接表面(20)限定，并且包括与所述活塞头相对且用于活塞杆(36)的通口(18)和用于支撑活塞头(38)且环绕通口(18)的基体(19)，

-至少一个带有中空空间(28)的气缸(27)，

-至少一个用于保持移液管尖端的支座(29)，

-至少一个贯通通道(30)，其使气缸(27)的中空空间(28)与支座(29)中的通孔(31)相连，和

-至少一个活塞(36)，其可纵向位移地布置在气缸(27)的中空空间(28)中，其带有延伸通过接收器(17)的通口(18)的活塞杆(37)和在活塞杆(37)端部且布置在接收器(17)中的活塞头(38)，所述活塞(36)以下表面(41)面向活塞杆(37)的方式位于基体(19)上，所述活塞(36)包括突出到远离活塞杆(37)的上表面(42)之外的回弹体(47)，所述回弹体(47)没有以弹性压缩的方式支承在抵接表面上，或者以部分弹性压缩的方式支承在抵接表面(20)上。

2.如权利要求1所述的移液装置，其为单通道移液装置。

3.如权利要求1所述的移液装置，其为多通道移液装置。

4.如权利要求1-3之一所述的移液装置，其中活塞致动杆(9)包括横构件(14)，横构件(14)相对于活塞致动杆的纵向轴线横向地布置，并且具有用于活塞头(38)的多个相邻布置的接收器(17)，所述横构件(14)包括多个平行气缸(27)，多个活塞(36)在多个平行气缸(27)中被引导且其活塞头(38)布置在接收器(17)中。

5.如权利要求1-4之一所述的移液装置，其中接收器(17)具有与活塞致动杆(9)成横向地延伸且用于活塞头(38)和活塞杆(37)的插口(21)。

6.如权利要求1-5之一所述的移液装置，其中活塞头(38)在基体(19)上由环形盘(39)支撑。

7.如权利要求1-6之一所述的移液装置，其中活塞头(38)包括位于环形盘(39)与活塞杆(37)之间的锥形部分(40)。

8.如权利要求1-7之一所述的移液装置，其中活塞(36)在活塞头(38)的上表面(42)上包括盲孔(43)，回弹体(47)部分地布置在盲孔(43)中。

9.如权利要求8所述的移液装置，其中盲孔(43)在与其开口隔开一段距离处包括至少一个加宽部分(45，46)，回弹体(47)接合在所述加宽部分(45，46)中。

10.如权利要求9所述的移液装置，其中盲孔(43)包括在直径上彼此相对的加宽部分(45，46)。

11.如权利要求9所述的移液装置，其中加宽部分(45，46)在盲孔(43)底部从凹进部分(44)延伸。

12.如权利要求1-11之一所述的移液装置，其中回弹体(47)包括从活塞头(38)突出的球形部分(48)。

13.如权利要求1-12之一所述的移液装置，其中活塞(36)在远离活塞头(38)的端部上具有锥形部分(40)，气缸(27)和/或连接通道(30)在内部具有相应的锥形。

14.如权利要求1-13之一所述的移液装置，其中活塞(36)在远离活塞头(38)的端部上包括至少一个圆周活塞密封件(52)。

15.如权利要求14所述的移液装置，其中活塞密封件(52)是插入到活塞(36)的圆周上的环形凹槽(51)内的活塞密封环。

16.如权利要求1-15之一所述的移液装置，其中回弹体(47)和/或活塞密封件(52)包括弹性体。

17.如权利要求1-16之一所述的移液装置，其中回弹体(47)和/或活塞密封件(52)由硅树脂和/或热塑性弹性体构成。

18.如权利要求1-17之一所述的移液装置，其中活塞(36)由塑料制成。

19.如权利要求1-18之一所述的移液装置，其中回弹体(47)被注模在活塞(36)上。

20.如权利要求18和19所述的移液装置，其中活塞(36)和回弹体(47)由多组分注模方法制造。

21.如权利要求1-20之一所述的移液装置，其带有外壳(22)，所述外壳(22)包围活塞致动杆(9)、带有至少一个活塞(36)的至少一个气缸(27)和在外壳(22)的一侧可从外部接近的至少一个支座(30)。

22.如权利要求1-21之一所述的移液装置，其中活塞致动杆(9)的一端在外壳(22)的一侧从外部可接近。

23.如权利要求22所述的移液装置，其中活塞致动杆(9)从外壳(22)的侧面突出。

24.如权利要求1-23之一所述的移液装置，其中外壳(22)包括用于将移液装置紧固到驱动装置(53)的紧固装置(5)。