CN103459991A - 具有数字的体积显示的瓶式分配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配料地接收和/或输出液体的配料装置，具有设置在壳体中的活塞机构，并且具有用于确定活塞的位置和/或活塞行程的装置，其中用于确定活塞行程和/或活塞的位置的装置具有至少一个刻度元件和至少一个测量装置，其中刻度元件位置固定地设置在活塞机构的壳体上，并且测量装置间接地或者直接地与活塞连接并且随着所述活塞运动，或者其中刻度元件随着活塞运动地设置在活塞上而测量装置位置固定地设置在壳体上，并且其中刻度元件构成为被绝对编码的刻度器。

Description

具有数字的体积显示的瓶式分配器

技术领域

本发明涉及一种用于配料地接收和/或输送液体的配料装置，具有根据权利要求1的前序部分的设置在壳体中的活塞机构和用于确定活塞行程和/或活塞位置的装置。

背景技术

一开始所提到的这种类型的配料机构例如有助于配料地输送来自容器的液体，例如瓶中的化学品。在此，配料机构能够构成为配料器、移液管、滴定管、滴定装置、稀释器或者用于连续地输送液体体积等的机构，所述机构能手动地被操纵或者机械地被驱动。

瓶式分配器是已知的，其中基本上固定的活塞设置在壳体中，并且所述瓶式分配器与这个活塞共同形成往复活塞机构。如果壳体相对于往复活塞运动，那么容器中的液体经由阀头和伸入到容器中的吸入元件被吸入到在活塞和壳体内壁之间形成的体积中，并且通过壳体的随后的反向运动通过输出元件向外输送。壳体相对于活塞的运动在此确定吸入体积的大小，进而确定待分配的液体的剂量。在此已知的是，在壳体上或者在壳体外设有止挡部，所述止挡部在壳体上能够固定在不同的位置中以用于预设待分配的体积。因此壳体仅能够以所期望的、与所期望的液体量成比例的设置值相对于活塞运动。止挡部的设定经由壳体或活塞上的刻度进行。但是这是相对不准确的并且通常不符合化学实验室的要求。

从DE 35 16 596 A1中已知一种配料机构，所述配料机构具有施加在配料筒上的分度，所述分度能够经由光学的探测器来探测。在此，虽然改进了所述已知的分配机构的读数精度进而改进了设定精度，但是这种设定方式要求显示装置的校准。所述校准不仅在配料装置的第一次启用时是必须的，而是每当例如为了清洁目的将配料活塞从配料筒中取出时也是必须的。这是麻烦的且费时的。

发明内容

以现有技术为出发点，本发明的目的在于，提出一种配料装置，所述配料装置实现了待分配的液体的准确且可靠的确定，其中此外显著地减少校准或者调节耗费。

这个目的通过根据权利要求1的原理的配料装置来实现。

本发明的有利的设计方案是从属权利要求的对象。

用于配料地接收和/或输送液体的根据本发明的配料装置以本身已知的方式首先具有设置在壳体中的活塞机构并且具有用于确定活塞行程和/或活塞位置的装置。在此，活塞机构例如能够构成为线性的往复活塞机构或者旋转的旋转活塞机构。在此壳体同时能够是活塞引导部，例如活塞缸，或者实际上的活塞引导部能够设置在壳体的内部。

根据本发明，例如在线性的往复活塞单元中为了确定活塞行程和/或例如在旋转活塞单元中为了确定活塞位置，所述装置具有至少一个刻度元件和至少一个测量装置。在此，或者刻度元件位置固定地设置在活塞机构的壳体上，并且测量装置间接地或直接地与活塞连接并且与所述活塞一起运动；或者否则刻度元件设置在活塞上，所述刻度元件能够随着所述活塞运动，其中另外测量装置位置固定地设置在壳体上。根据本发明，刻度元件在此构成为被绝对编码的刻度器。

“与活塞连接”在这里不应必须意味着刚性的接合。相反，所述表达例如也应包括下述连接，其中测量装置仅在一个方向上由活塞牵引，而在活塞或者壳体退回时与测量装置的连接能够被解除。

首先，上文中所描述的根据本发明的设计意味着，测量装置对于刻度元件的相对位置与活塞在壳体中的位置成比例，并且因此是用于待接收和/或待输送的液体体积的设置值。在已知的配料装置中刻度元件的刻度仅是增量的标线刻度（Strichskala），然而本发明的刻度元件是绝对刻度器。换句话说，在配料装置中的已知的刻度仅表示刻度和测量装置之间的相对位置，然而能够经由本发明的绝对刻度确定测量装置或活塞的准确位置进而确定准确的预先确定的待配料的体积，使得不需要继续校准，例如为了清洁目的从壳体中移除活塞之后的校准，并且不需要重新装配。在根据本发明的配料装置中，仅须在第一次启用之前进行校准或者调节，以便给至少一个第一绝对刻度值分配特定的体积。

刻度元件例如能够构成为被编码的磁条，所述被编码的磁条由相应的磁敏传感器读取。但是，根据本发明的一个特别优选的实施例，刻度元件构成为能够光学检测的刻度器，其中测量装置具有至少一个光学测量传感器。在此。这种光学传感器是不重要的，只要光学刻度的绝对值是可读取的。优选地，光学测量传感器具有至少一个相机，特别是CCD相机。借助于这种光学相机系统能够拍摄刻度的相对大和广的区域，因此避免或者至少显著减少由光学错误和/或刻度的污损而产生的测量错误。

光学刻度器例如能够构成为基本上楔形的条，所述条的各个宽度相应于活塞位置进而相应于体积。光学刻度器同样能够构成为有规律的线网格，所述线网格每隔一定的间隔例如具有能够由测量装置读取和处理的文字数字标记。但是根据一个特别优选的实施例，刻度器构成为被二进制编码的绝对刻度器，所述被二进制编码的绝对刻度器必要时能够与线网格进行组合。这样编码的刻度器能够以简单和容易的方式由CCD相机识别并且相应地评估。

在此，刻度器能够以基本上任意方式构成、施加、印刷、粘接或者以其它方式制造在平坦的面上，否则也能够在任意弯曲的面上，例如壳体、活塞缸或者活塞的缸的外面上。刻度器能够在配置往复活塞的情况下构成为线性的刻度器而在配置旋转活塞的情况下构成为弧形的，特别是圆弧状的刻度器。

为了评估，根据另一个实施例，测量装置具有微处理器控制的评估单元和显示单元。在所述例如能够通过可编程的微控制器构成的微处理器控制的评估单元中，二进制刻度的被确定的位置标志能够被分析并且例如能够通过对特定的参数，如活塞直径或者缸直径、零值、刻度因子和抬高高度进行图像对比和考量的方式被分配给特定的体积（参数化）。随后，这样被确定的体积能够在显示单元上作为数值示出，或者必要时也能够特别是无线地传送到外部的评估单元上，例如为了在自动配料装置中的存档目的。

为了在光照度不足时也通过测量装置实现刻度的足够的可检测性，所述测量装置能够具有至少一个照明元件，特别是以LED形式的照明元件，以用于至少分段地照明光学可读的刻度器。

根据本发明的一个特别优选的实施例，配料装置构成为瓶式分配器。在此，配料装置具有设置在壳体中的往复活塞机构和能够安放到包含待分配的液体的容器上的阀头，并且具有用于从容器中所取出的液体的吸入通道和输出通道。在此，往复活塞设置在阀头上，使得在相对于往复活塞抬高壳体时，将液体从容器中穿过吸入通道吸入到在往复活塞和壳体壁之间的直接地或者间接地借助于例如玻璃的活塞缸形成的体积中，并且在相对于往复活塞降低壳体时将位于所述体积中的液体通过输出通道输出。

在此，在壳体的外壁上能够设置有导轨，在所述导轨上朝活塞方向以移动的方式间接或直接地引导测量装置，其中刻度元件能够设置在导轨上或者导轨旁。导轨能够基本上近似任意地成形，例如弯曲地作为壳体的圆柱形的外壁的部分或与其平行否则也优选作为基本上与壳体的缸外面相切地设置在所述壳体上的平坦的面。导轨能够被铣切到壳体中、与壳体一件式地成形、模制到壳体上或者构成为独立的构件。

在导轨上直接地引导测量装置的情况下，测量装置本身构成为滑块状并且在导轨上能够在两个方向上移动。但是，根据本发明的另一个实施例，设有在导轨上以移动的方式被引导的导向滑块，测量装置设置在所述导向滑块上，其中所述导向滑块以随着所述往复活塞运动的方式与所述往复活塞连接。在这个设计方案中，测量装置在结构上与活塞配置基本上无关，以至于例如在损坏后能够容易地实现更换测量装置并且此外测量装置能够用于不同的配料装置。

测量装置或导向滑块在导轨上的引导例如能够经由在导轨的中心延伸的导槽实现，测量装置上或者导向滑块上的至少一个形状互补和/或功能互补的指部接合到所述导槽中。但是，导轨优选具有在两侧设置的基本上在导轨的整个长度上延伸的导槽，测量装置和/或导向滑块的相应的形状互补和/或功能互补的导向元件能够接合到所述导槽中。因此，实现了可靠的引导，其中能够有效地排除卷边或者至少能够显著地降低卷边的危险。

根据本发明的一个特别优选的实施例，测量装置以能拆卸的方式设置在导轨上或者设置在导向滑块上。这例如能够通过旋紧或者以夹紧连接的方式来实现。因此，为了例如清洁的目的能够以特别简单的方式将测量装置从活塞-壳体装置拆下，以至于这个测量装置能够容易被清洁或者能够在高压灭菌器中被消毒，而不使测量装置受损伤。在使用导向滑块时，这个导向滑块能够保留在壳体上，以至于安装耗费被限制为最小值。

特别地，如果应预设待分配的液体体积，那么能够在测量装置或者导向滑块上设置固定机构，借助于所述固定机构，测量装置能够固定在壳体上的已限定的位置中。在此，为了调节所述体积，壳体首先相对于往复活塞运动，也就是说从这个往复活塞脱离，其中壳体内壁和活塞之间的配料体积增大，其中通过设置在活塞上的同步件，使测量装置或者承载测量装置的导向滑块联动。如果测量装置显示所期望的体积，那么测量装置由固定机构固定在壳体上并且当活塞为了吸入和输出液体来回地往复运动时将所述测量装置用作用于所述活塞的止挡部。

根据另一个优选的实施例，在壳体上还能够设有用于测量装置或导向滑块的、特别是可调节的止挡元件，借助于所述止挡元件在制造或者校准配料装置时测量装置的零点能够一次性被设定。在此能够保证，刻度的位置标志“零”实际上相应于体积“零”。

附图说明

在下文中根据仅示出一个实施例的附图详细阐述本发明。附图示出：

图1在示出根据本发明的配料装置的一个实施例的立体示意图；

图2示出根据图1的实施例的前视图；

图3示出根据图1和2的实施例的俯视图；

图4示出根据图1至3的实施例的刻度的放大图。

具体实施方式

在附图中示出的实施例涉及用于从未示出的容器中输出液体的瓶式分配器。所述瓶式分配器具有在附图中未示出的常规的阀头，所述阀头具有浸入容器的液面中的吸入管，并且具有以排出管形式的输出元件，通过所述输出元件从容器取出的并且在根据本发明的装置中将被配料的液体输出。就此而言，所述构造完全相应于从现有技术中已知的分配器。

所示出的瓶式分配器此外具有壳体1，所述壳体基本上构成为圆柱形，并且容纳未示出的活塞。在此，壳体1或者形成活塞缸，或者活塞缸，例如由耐腐蚀、耐磨和容易清洗的材料特别是玻璃构成的活塞缸设置在壳体内部。活塞以其第一端部基本上刚性地设置在阀头上；壳体1能够相对于阀头进而也相对于活塞在活塞的轴向方向上运动。为了吸入液体，壳体1从阀头脱开，因此在活塞与壳体内壁或与活塞缸内壁之间形成的体积填充有液体。如果在壳体中是所期望的活塞位置进而在缸中是所期望的液体量，那么壳体朝阀头方向运动，因此体积减小并且液体从壳体或者活塞缸通过排出管被输出。所述构造和所述功能也完全相应于已知的瓶式分配器。

壳体1由塑料材料构成并且在其外壁上具有一件式形成的导轨2。导轨2在所示出的实施例中基本上构成为平的，并且具有沿未示出的活塞的轴向方向延伸的槽3，所述槽完全地穿透导轨2和壳体1的壁，并且朝向壳体1的内腔进而朝向活塞敞开。

导轨2在两侧上具有两个缝隙状的导槽4和5。此外，在导轨上设有基本上U形的导向滑块6，所述导向滑块在其两个腿部7和8上具有钩状的闭锁元件9，所述闭锁元件接合到这两个引导槽4和5中或者从后面接合到导轨的边缘区域。U形的导向滑块6的基底到达紧靠在导向滑块上，以至于导向滑块由闭锁元件9引导并且在导轨的面上的支架可移动地设在导轨上。

U形的导向滑块的基底具有锥形的同步件，所述同步件穿过槽3伸入壳体1的内腔中并且在该处到达设置在活塞上的止挡部的区域中。这个止挡部构成为，使得在将壳体1远离阀头移动时，活塞上的止挡部紧靠在导向滑块的同步件上并且因此使导向滑块相对于壳体1和导轨2运动。如果壳体1为了输送液体朝阀头方向运动，那么活塞上的止挡部不紧靠在导向滑块的同步件上，以至于所述同步件保持在这个位置上，所述位置相应于最低的活塞位置进而相应于所输送的配料体积。此外，导向滑块具有未示出的固定机构，借助于所述固定机构，导向滑块能够被固定、例如夹紧在导轨2上的任意位置上。

此外，测量装置10以能拆卸的方式设置、例如拧紧或夹紧在导向滑块6上。因此，例如为了活塞/缸装置或者活塞/壳体装置的清洁或者消毒，能够将测量装置10以简单的方式取下。在此，导向滑块6保持在壳体1上或者导轨2上。

测量装置具有其中设置有实际的测量装置的箱形的壳体或者箱形的框架12。这个测量装置具有仅示意性表示的CCD相机装置11、显示元件和微处理器机构，其中在本实施例中，以LCD显示器形式的显示元件和微处理器机构概括为微控制器13。此外，测量装置10具有以电池机构14形式的电源和两个操纵元件15和16，借助于所述操纵元件，测量装置一方面能够被激活并且另一方面能够被重启（Reset）。

在相机装置11的区域中，壳体12和导向滑块6的后壁具有凹槽，通过所述凹槽，相机能够拍摄导轨2的相关联的面。

在导轨2的由相机装置拍摄的区域中，在导轨2上设置有刻度元件或者刻度器17。在此，刻度器能够直接被印在导轨上或者在导轨上压入。但是，在这里所示出的实施例中，刻度17印在粘贴在导轨2上的薄膜元件上。

如特别是从图4中可以看出的，刻度器17具有标线刻度形式的区域18和被二进制编码的区域19。在此，标线刻度区域能够用于增量式地测量导向滑块的运动进而测量装置的运动。相反，被二进制编码的区域19为刻度器上每个任意的位置分配单一的值，并且与评估单元相关联地给相机装置提供导向滑块6的、测量装置10的和活塞的单一的并且绝对的位置说明，以至于经由参数活塞直径或缸直径和位置，能够确定用于活塞的每个位置的准确的体积说明。

为了实现配料装置的校准，能够将用于测量装置10的可调节的止挡元件插入到缝隙状的槽中，以便实际上将刻度的零点设置于活塞/缸装置的零体积。

Claims (13)

1.一种用于配料地接收和/或输出液体的配料装置，所述配料装置具有设置在壳体中的活塞机构，并且具有用于确定所述活塞的位置和/或活塞行程的装置，

其特征在于，

所述用于确定所述活塞的所述位置和/或所述活塞行程的装置具有至少一个刻度元件和至少一个测量装置，

其中所述刻度元件位置固定地设置在所述活塞机构的壳体上，并且所述测量装置间接地或者直接地与所述活塞连接并且随着所述活塞运动，或者其中所述刻度元件随着所述活塞运动地设置在所述活塞上而所述测量装置位置固定地设置在所述壳体上，并且

其中所述刻度元件构成为被绝对编码的刻度器。

2.根据权利要求1所述的配料装置，

其特征在于，

所述刻度器构成为能光学检测的刻度器，并且所述测量装置具有至少一个光学测量传感器。

3.根据权利要求2所述的配料装置，

其特征在于，

所述光学测量传感器具有至少一个相机，特别是CCD相机。

4.根据权利要求1至3之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述刻度器构成为被二进制编码的绝对刻度器。

5.根据权利要求1至4之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述测量装置具有微处理器控制的评估单元和显示单元。

6.根据权利要求2至5之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述测量装置具有至少一个照明元件，特别是以LED形式的照明元件，以用于至少分段地照明光学可读的所述刻度器。

7.根据权利要求1至6之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述配料装置构成为瓶式分配器，具有设置在所述壳体中的往复活塞机构和能够安放在包含所述待分配的液体的容器上的阀头，并且具有用于从所述容器中取出的液体的吸入通道和输出通道，其中所述往复活塞设置在所述阀头上，使得在相对于所述往复活塞抬高所述壳体时，所述液体从所述容器通过所述吸入通道被吸入到在所述往复活塞与所述壳体壁之间的直接地或者间接地形成的体积中，而在相对于所述往复活塞降低所述壳体时，位于所述体积中的液体通过所述输出通道被输出。

8.根据权利要求7所述的配料装置，

其特征在于，

在所述壳体的所述外壁上设置有导轨，在所述导轨上，所述测量装置朝活塞方向以移动的方式间接地或直接地被引导，其中所述刻度元件设置在所述导轨上或所述导轨旁。

9.根据权利要求8所述的配料装置，

其特征在于，

所述配料装置具有在所述导轨上以移动的方式被引导的导向滑块，所述测量装置设置在所述导向滑块上，其中所述导向滑块以随着所述往复活塞运动的方式与所述往复活塞连接。

10.根据权利要求8或9所述的配料装置，

其特征在于，

所述导轨具有在两侧设置的基本上在所述导轨的整个长度上延伸的导槽，所述测量装置的和/或所述导向滑块的相应的形状互补和/或功能互补的导向元件能够接合到所述导槽中。

11.根据权利要求8至10之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述测量装置以能拆卸方式设置在所述导轨或者所述导向滑块上。

12.根据权利要求8至11之一所述的配料装置，

其特征在于，

在所述测量装置或所述导向滑块上设置有固定机构，借助于所述固定机构，所述测量装置能够固定在所述壳体上的已限定的位置中。

13.根据权利要求8至12之一所述的配料装置，

其特征在于，

所述配料装置具有用于在所述壳体上的所述测量机构或者所述导向滑块的优选能调节的止挡元件。

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