CN1013348B - 吸管 - Google Patents

Abstract

一种以能够快速改变液体吸取量为特色的吸管，包括一个吸管体(1)，内装有一根带活塞杆(6)且可移动的活塞(5)。为了调节活塞行成的长度，以调节吸液量，设置了一个调节套筒(8)，它和一个用来读出取液量的读数装置一直啮合在一起。利用一个调节螺母(11)来调节套筒(8)的位置，当螺母(11)和套筒(8)脱离时，也可以利用活塞杆顶端的一个按钮来调节套筒(8)的位置。

Description

本发明一般地说和实验室设备有关，更明确地说，本发明涉及一种在整个计量范围内连续控制调节的方式来吸取并移送定量液体而用的吸管。

本发明特别适于生物、生化或化学研究工作中使用，在这些领域中常常必须吸取并移送不同体积的液体或溶液。

本发明也可用在生物、化学、医药领域中进行的分析工作。

这方面已为人所知的有这样一种吸管（参照德意志联邦共和国Ortho    Diagnostic    Systems公司的一份产品开发说明书），用于吸取和移送定量液体，包括一个吸管体，分成顶部和一个锥状底部，可更换的锥形吸管头安装在锥状底部上。吸管体内部有一空腔，空腔底部容有一个带有活塞杆的活塞，活塞杆从吸管的上部穿入。吸管的下部有一个空腔，活塞可在其中自由移动，并通过一个密封帽将吸管下部空腔和上部空腔密封隔绝，密封帽和活塞紧密相贴，且相对于吸管体静止不动。吸管体的上部有一个下部开有螺纹调节套筒，套筒的顶部伸出吸管体之外。套筒上有螺纹的部分和装在吸管体空隙顶部的一个可移动的螺母相啮合。吸管体的顶部装有一个固定螺母，其凸缘位于吸管体的顶端面上。有一根弹簧顶在可移动螺母和吸管体之间，将可移动螺母向上推，直到碰上固定螺母为止，可移动螺母不能绕其自身轴转动，但可作纵向移动。有一根弹簧顶在活塞杆和吸管体之间，将活塞杆推到活塞杆的顶端碰上调节套筒为止。当将调节套筒绕轴转动时，套筒可以在有螺纹的部分的长度范围内上下纵向移动。 当按压套筒顶端时，套筒随同可移动螺母一起作纵向移动。调节套筒的侧面上有直线刻度尺，固定螺母凸缘顶面上有刻度盘。

为了吸取一定量的液体，应该一手拿住吸管体，用同一只手的一个手指按压调节套筒的顶端面，向下按压直到碰上挡块为止，然后将可更换吸管头的底部浸入液体，放开套筒。结果，在活塞底下的吸管空腔中产生负压，并经过可更换吸管头的底部传送到待吸取的液体，从而将一定量的液体吸入可更换吸管头。要从吸管里排出已吸取的液体，只要再按一次套筒就行了;按压在活塞底下造成的正压力将液体排出可更换吸管头之外。为了改变吸液量，需要转动调节套筒，使之上下移动。从两个刻度尺读数，在直线刻度尺上粗读，在刻度盘上精读。

上面所讨论的这种吸管在整个量程范围内，调节吸液量有足够的精度。然而，如果要从一个吸液量值调整到另一个值，必须不断转动调节套筒，以连续地通过两个值中间的所有吸液量值。每当有必要接连多次吸取不同数量的液体时，使用这种吸管是很不方便的。

另一种现有的吸管（参照法国Gilson公司的产品开发说明书）包括一个吸管体，里面有一个可移动的活塞，活塞带有活塞杆。活塞杆伸出吸管体顶部以上，并装有一按钮。活塞杆处在吸管体内的那部分装有一相对其固定不动的挡块，挡块下有一回复弹簧，推动活塞杆向上。吸管体里面有一个固定不动的螺母，以及一个调节套筒，后者和螺母相啮合，当转动时，调节套筒可上下移动。当在回复弹簧的推动下，活塞杆上的挡块和调节套筒碰在一起时，两者就相互制约。在套筒顶部有一固定不动的调节螺母，它的侧表面伸入吸管体上的一个切口之中，而套筒运动时和一个机械计数装置相关联，可以通过吸管 体上的一个窗口看到计数器的读数。吸管体上还装有一个可移动的中间挡套，用弹簧相对吸管体向上顶起这个挡套。活塞杆向下移动时，活塞杆的挡块先和中间挡套在底部位置上发生接触，而这个底部位置和最低位置之间还差一段相当于中间挡套行程长度的距离。

要吸取一定量的液体，应该按压按钮，使之向下移动，直到碰到中间挡套为止，这可以靠压按钮时的力量大改变来感觉。要排出已吸取的液体，应该使按钮进一步向下移动，越过中间挡套一段相当于中间挡套行程长度的距离。

根据机械计数器上的读数来调节所要求的吸液量。

可以直接读十进数，把吸液量调节到要求的精度。然而，如果要从一个吸液量值调节到另一个值，必须不断转动调节螺母，以连续地通过两个值之间的所有吸液量值。这种吸管的另一个缺点在于调节和读出吸液量的机构结构太复杂，增加了吸管的体积和重量，而且价格昂贵。

本发明的首要目的是提供一种吸管，它能够在整个量程范围内连读调节，而且能利用简单的结构手段，快速而简便地将吸液量值从一个初始值重新调节到另一个所要求的值。

本发明的本质在于，一种吸管，包括具有一个顶部和一个在其上安装可更换吸管头的锥形底部的吸管体;和一个可移动地装在吸管体里的活塞，活塞杆的顶端伸出吸管体顶部以外，并装有按钮;一个具有外螺纹的调节套筒，在吸管体内可移动地装在活塞杆上，活塞杆上有一个挡块，活塞杆通过挡块和调节套筒相互制约，从而靠调整调节套筒的位置来调节活塞行程的长度，还包括一个使活塞杆回弹的回复弹簧，它压在吸管体底部和活塞杆上的挡块之间，还有一个装在套筒 上的调节螺母，它能够转动，还包括一个用来读出吸液量的装置，该装置的运动和套筒的运动相关联，调节螺母安置在吸管体里，可以沿垂直于活塞杆轴线的方向移动，而且可以处在两个位置中的任一位置上，在一个位置上，调节螺母可以和调节套筒上的螺纹啮合，并控制该套筒的轴向运动，在另一个位置上，调节螺母和调节套筒上的螺纹脱开，而读取吸液量的读数装置则做成一个齿轮，它和一个刻度盘和一个标志相连，而且和锁住在吸管体内且不能绕轴转动的套筒一直保持啮合状态。

上面提到的对吸管中调节和读出取液量装置的结构安排，有可能依靠脱离调节螺母和调节套筒之间的啮合，迅速改变调节套筒的位置，一面读着刻度盘上的读数，一面调节所需要的吸液量，而且也可以使调节螺母和调节套筒重新啮合，将后者锁定在调节好的位置上。因此，这种吸管提供了快速重新调节吸液量的可能性，这又反过来节省了研究工作者花费在重新调节吸液量的操作上的时间，而且可在整个计量液体过程中只用一根吸管，不必动用许多根吸管。此外，这种吸管结构比较简单，零件较少，因而重量较轻，体积较小。

使调节螺母有一个大于调节套筒最大横切面尺寸的孔，使调节螺母安放在一个引导调节螺母沿垂直于活塞杆轴线的方向移动用的螺母支座里，并使调节螺母能够在螺母支座中转动，这种方法是切实可行的。

这种对于调节螺母的结构安排，可以不需要多加附加零件，不用复杂的机构来实现调节套筒和调节螺母之间螺纹连接的啮合和脱开，因而使结构更适应于大批量生产，并且提高了器械整体的可靠性。

另一个优点在于，在这里提出的吸管的结构中，调节螺母的支座 和吸管体之间，用一根弹簧沿垂直于活塞杆轴线的方向撑紧。

这种结构安排能够使调节螺母和调节套筒保持恒定的啮合，除非在重新调节吸液量的时候，那时不需要让这一机构返回到使螺母和套筒保持啮合的位置上去。

在这里提出的吸管结构中，最好在吸管顶部一侧，用一根弹簧支撑在调节套筒和吸管体之间。

套筒的这种结构特点，使我们能够借助于用来吸取或排出液体的同一个按钮，快速重新调节吸液量。

在上述吸管结构中，调节螺母上带有用于精确读出吸液量的柱面刻度尺。

调节螺母的这种结构使我们能够通过调节螺母上的刻度，更为精确地调节吸液量。

在另一种调节套筒实施方案中，调节套筒上和调节螺母相互作用的部位做有外螺纹，而在和吸液量读数装置中的齿轮相作用的部位上。则加工成齿条。

调节套筒的这种实施方案改善了套筒和齿轮的啮合，提高了可靠性和使用寿命。

在上述吸管中，在吸液量读数装置中的齿轮上，最好在齿轮表面上设有一刻度盘，标志最好做成读数指针，相对于吸管体固定不动。

由于将零件之间机械连结的功能和指示调节吸液量的功能统一在同一个零件中，这种结构，简化了吸管的结构，并使之更容易适应大规模生产。

结合附图，从下述的实施例可以进一步看清本发明的目的和优点。在各附图中：

图1是本发明吸管的总图。

图2是吸管顶部的放大了的剖面图。

图3是沿着图1中Ⅲ-Ⅲ线的剖面图。

图4是图1中沿A方向的带有园柱面刻度尺的调节螺母的视图。

按照本发明，吸管包括一个吸管体1（图1），它由一个顶部2和一个锥状底部3组成，锥形底部3上安装着可更换的锥形吸管头4。锥形底部3可以从吸管体1的其他部分上拆卸下来，而且可以有不同长短，以适应这种特殊要求。吸管体1内部有一空腔，里面装着可移动的带有活塞杆6的活塞5。活塞杆6的顶端伸出吸管体1的顶部2以外。活塞杆6的伸出的顶端上装有一个按钮7。

活塞5和沿活塞杆6可以做成柱塞的形式，在其全长上直径相同，如图1所示那样，也可以做成在其全长上直径有所不同。

吸管体1的内部，装有一个带有外螺纹的调节套筒8（图2）。该套筒又装在活塞杆6上，而且能够作纵向移动。活塞杆6上有一个挡块9，活塞杆6靠着挡块9受制于调节套筒8，所以活塞5行程的长度就取决于套筒8在吸管体1内腔里的位置，这样就可调节吸取的液体总量。调节套筒8在吸管体1里面不能绕自身的轴转动。为此目的，例如，可将调节套筒8设计成具有三个互成90度角的纵向平面的结构，而将吸管体1的内腔设计成矩形横截面，其尺寸要保证套筒8只能做纵向移动，而不能绕轴旋转。

活塞杆6的挡块9以下部分装有一个弹簧10（图1），用来使活塞杆6往回运动。该弹簧支撑在吸管体的底部3，推动活塞杆6，相对于吸管体1作向上运动，直到挡块9顶到套筒8为止。

吸管体1上的一个凹槽里，装有一个调节螺母11（图1、图 2），它能够转动，也能够沿着一个和活塞杆6的轴相垂直的方向移动。这个调节螺母11能处于两个位置中的一个，在一个位置上，它和调节套筒8上的螺纹相啮合，在另一个位置上，它和该螺纹脱开。在前一位置上，套筒8被螺母11锁住，不能做纵向运动，而在后一位置上，套筒8可以纵向运动，不受螺母11制约。当套筒8和螺母11互相啮合时，可以转动螺母11，使套筒8作纵向运动。

该吸管有一个可从中读出液体吸取量的装置，该读数装置实际上是一个齿轮12（图2、图3），它总是和套筒8啮合在一起，而且，和一个带有一标志14的刻度盘13（图1）的运动相关。套筒8（图2，图3）、齿轮12、带标志14的刻度盘13（图1）三者之间是互相关联的，从而保证刻度盘13和标志14互相间的位置唯一地取决于套筒8在吸管体1里的位置。

为了使调节螺母11能够和调节套筒8脱开，螺母11中间的孔应大于套筒8横剖面的最大尺寸。这样，为了防止因转动螺母11而造成套筒8有可能沿纵向活动，可以将螺母11可转动地安装在螺母支座15（图2）里，而螺母支座15引导螺母11沿着和活塞杆6的轴相垂直的方向移动，这样螺母11能和调节套筒8脱开。螺母支座可以做成一个独立于吸管体1的部件，也可以做成吸管体1中的一个插口，螺母11就装在这插口里。

为了锁定和套筒8相啮合的螺母11，用一根压在可移动的螺母支座15来作用于螺母11的弹簧16，沿垂直于活塞杆6的轴线方向，紧撑在螺母支座15和吸管体1之间。当螺母11处于第一位置时，弹簧16通过支座15作用于螺母11，使螺母11上的螺纹和套筒8上的螺纹啮合。如果与弹簧16的作用力相反的方向推压螺母11（或支座15），螺母11横向移动，与套筒8的螺纹脱离，进 入第二位置。在结构上，支座15的尺寸和形状要设计得能够保证当将螺母11（或支座15）推到头时，螺母11正好处在第二位置上，而且横向移动只能有一个方向。

当螺母11和套筒8的螺纹脱离以后，套筒8不再受螺母11的约束，可以在纵向自由移动，但仍和取液量读数装置保持啮合。

如果螺母11处在上述第二位置上，套筒8的位置和活塞杆6的位置之间可以建立一定的机械上的关系。这就使我们有可能利用按钮7来控制套筒8的纵向位置。为此目的，在吸管体1内活塞杆6的上部，设置了一根弹簧17，该弹簧支撑在套筒8和吸管体1的顶部2之间。

每当螺母11和套筒8的螺纹脱离之后，不管活塞杆6处在什么位置上，弹簧17的弹力都将套筒8推到活塞杆6的挡块9上。用按钮7推动活塞杆6，可以把套筒8送到任何可能的纵向位置上，因而调节限止了活塞5行程的长短（图1），而且能够从读数装置上读出液体吸取量。

为了提高调节液体吸取量的精度，可以在调节螺母11上做有一个柱面刻度尺18（图4），用来精密读取液体吸取量。如果刻度盘13（图2）中分度相当于螺母11绕轴转动一整周的整数倍，那未不管调节套筒8移动到那里，刻度盘13的读数和柱面刻度尺18的读数总是成恒定比例的。

为了提高可靠性和延长液体吸取量调节机构的寿命，在我们提出的吸管里，在调节套筒8（图3）与螺母11啮合的部位上刻有螺纹，而在套筒8和齿轮12啮合的部位上则做成齿条。在这种情形下，在吸管体1上螺母11和齿轮12必须安置妥当，保证不管套筒8处在 什么位置上，螺母11只和螺纹啮合，而齿轮12只和齿条啮合。

为了进一步简化吸管的结构，使之便于产生，刻度盘13（图3）可以安置在齿轮12的表面上。这时可以将齿轮12和刻度盘13做成一个整体，作为一个单件安装在吸管体1上的一个凹座里，固定在吸管体的一定位置上，而在靠近刻度盘13的一面，用一个透明的园形盖19封住凹槽，其外面和吸管体1的外表面齐平。刻度盘13标志14可以位于在盖19上。

为了消除齿轮12（图2）和套筒8啮合齿隙，以提高液体吸取量读数的精度，可以用一根螺旋弹簧（图中没有画出）按绕其轴转动的方向，撑在吸管1上将齿轮12压紧。

和同类型的其它吸管一样，这里提出的吸管也可以有一个中间挡块机构。这样当要把已吸取的液体排出吸管时，活塞5（图1）就可能有一段外加的行程，超出为吸取每一特定量的液体所需的严格规定的行程长度之外。例如，这种机构可以做成包括一个中间挡块的衬套20（图1、图2）和一根弹簧21，弹簧21推动衬套20相对于吸管体1向上运动，直到和吸管体1的顶部2互相顶住为止。衬套20的顶端面突出在吸管体1的顶部2之外。弹簧21的压力应该选择成这样，当按钮7碰上衬套20的顶端面时，手指推动按钮7继续前进时所感到的阻力会有明显的改变。

使用这里提出的吸管来吸取或排出一定量的液体，其操作过程和在同样应用场合下使用其它吸管一样。可更换吸管头4安装在吸管体的圆锥底部。用一只手拿住吸管体1，用同一手的一个手指推压按钮7，直到按钮碰上中间挡块即衬套20为止。将可更换吸管头4的下部浸入液体中，然后放开按钮。结果，由于活塞5以下的空间和大气 之间的压力差，一定量的液体就涌进吸管头4去。要排出已吸取的一定量液体，则应该再按按钮7，克服中间挡块弹簧21的附加压力，越过中间挡块，保证将已吸入的液体全部排出。

对于我们提出的吸管来说，其重新调节液体吸入量的方法，和其它以全量程无级调节为特色的吸管是一样的。为此目的，可以一边注意读数装置的读数，一边转动调节螺母11，经过一系列的中间值，直到去得所要的液体吸取量为止。转动和套筒8相啮合的螺母11，可以使前者作纵向移动到达新的位置。这个新位置对应着新的液体吸取量。要从一个吸取量调节到另一个数值相差很大的吸取量，螺母11要转许多圈，浪费了时间。在日常实验室工作里，时常需要多次重复调节，时间浪费就相当可观了，而重新调节时的操作不便也是不容忽视的。

对于这里所提出的吸管来说，有可能实施另一种重新调节吸液量值的方法，操作只要几秒钟的时间就行了。要重新调节吸液量的值，只要按照垂直于活塞杆6的轴的方向推动螺母11（或支座15），然后上下移动按钮7，同时看着刻度盘13上的读数，在刻度盘13上调节好所要的值。放开螺母11（或支座15），锁定选好的值，少许转动螺母11，就可以靠柱面刻度尺18（图4）调节出一个精确值。这时的机械上的相互制约是这样的：每当横向压下螺母11（或支座15）（图2），套筒8就和螺母11脱开，靠弹簧17的压力推向活塞杆6的挡块9，和挡块9顶住后，套筒8就和活塞杆6一起纵向移动。和套筒8啮合在一起的齿轮12随着套筒8的移动而转动，从而改变连在齿轮12上的刻度盘的位置。放开螺母11（或支座15）后，套筒8和螺母11重新啮合，这时如果再推压按钮7 就不能再改变套筒8的选定位置，这就限止了活塞杆6和活塞5的行程长度。如果转动螺母11来精密调节吸液量的值，套筒8就在小范围内纵向移动，把活塞杆6的行程限制在所要求的精度范围。

除了上面提到的操作简便这一优点外，和其它现有的无级控制调节的吸管相比，我们提出的吸管的读数装置结构简单，而且吸管的重量较轻，尺寸较小。

在生物、生化、化学、医学实验室日常工作中，有时须要计量多种液体，而实际条件又要求必须时常改变被计量液体的吸取量的值，在这些场合，最适合使用我们所提出的这种吸管。由于操作简便和结构简单，有利于大规模生产和降低成本，使得这种吸管在有类似用途的其它场合也有竞争能力。

Claims (6)

1、一种吸管，它包括一个具有顶部(2)和装有可更换锥形吸管头(4)的锥形底部(3)的吸管体(1)；一个活塞(5)，可移动地安装在吸管体(1)里，活塞杆(6)的顶端伸出在吸管体顶部(2)以外，其顶上装有按钮(7)；一个调节套筒(8)，上面有外螺纹，且在吸管体内可移动地安装在活塞(5)的活塞杆(6)上，该活塞杆(6)上有一个挡块(9)，活塞杆通过挡块(9)和套筒(8)相互作用，因而靠调节套筒(8)的位置来调节活塞行程的长短；还包括一根用于推动活塞杆(6)的回复弹簧(10)，该弹簧压在吸管体底部(3)和挡块(9)之间，一个调节螺母(11)，它和套筒(8)相配合，而且能够转动，还包括一个读出取液量用的读数装置，该装置的运动和套筒(8)的运动相关联，这种吸管，其特征在于调节螺母(11)装在吸管体(1)里，可以沿垂直于活塞杆(6)轴线方向移动，可以处在二个位置中的一个上，其中一个位置，螺母和调节套筒(8)上的螺纹相啮合，使后者进行轴向运动，在另一个位置上，由于螺母有一个大于调节套筒最大横截面尺寸的孔，螺母和调节套筒(8)上的螺纹脱开，而用于读出取液量的读数装置被做成安置在吸管体(1)里的一个齿轮(12)形式，齿轮和刻度盘(13)和一个标志(14)相连结，而且一直和调节套筒(8)啮合在一起，而调节套筒(8)本身则锁在吸管体(1)里，不能绕其轴转动。

2、根据权利要求1所述的吸管，其特征在于调节套筒（8）在其与调节螺母（11）相配合的部位上备有外螺纹，而在与读出取液量的读数装置上的齿轮（12）相配合的部位上，其表面做成齿条。

3、根据权利要求2所述的吸管，其特征在于用弹簧在垂直于活塞杆（6）轴线方向上支撑在支座（15）与吸管体之间。

4、根据权利要求1到3中的任一项所述的吸管，其特征在于用弹簧从吸管体顶部（2）将调节套筒（8）和吸管体（1）撑开。

5、根据权利要求1至3任一项所述的吸管，其特征在于：调节螺母（11）可转动地安装在螺母支座（15）里，螺母支座（15）引导螺母（11）沿着和活塞杆（6）的轴相垂直的方向移动，该调节螺母（11）上做有一个柱面刻度尺（18），用来更精密读取液体吸取量。

6、根据权利要求1到3中任一项所述的吸管，其特征在于刻度盘（13）就安置在取液量读数装置的齿轮（12）的表面上，而标志（14）做成相对于吸管体固定不动，作读数指针用。

Images