CN103874546B - 具有改进的顶出功能的容积式移液管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种容积式取样移液管（1），容积式取样移液管（1）包括控制杆（8），控制杆（8）的下端部（16）对用于夹持活塞（82）的上端部（86）的装置（20）的移位进行控制，该活塞（82）属于与移液管配合的毛细管/活塞组件（84）。根据本发明，移液管包括该毛细管‑活塞组件的顶出杆（86），该顶出杆（86）相对于该控制杆（8）可移动地安装，使得顶出杆（86）的下端部（54）能够在顶出杆（46）和控制杆（8）之间的相对移位的过程中在容纳于夹持装置（20）中的活塞（82）的上端部（86）上施加顶出应力。

Description

具有改进的顶出功能的容积式移液管

技术领域

本发明涉及容积式取样移液管领域。

该移液管意在与毛细管-活塞式组件配合，该毛细管-活塞式组件的活塞被设置为在被顶出或重复利用之前与待取样的样本直接接触。容积式移液管因此具有与更传统的活塞为移液管的整体部分的排气移液管的设计不同的设计。

本发明更具体地涉及毛细管-活塞组件的顶出功能。

背景技术

容积式移液管通常被用于对粘性的挥发性液体和/或污染物进行取样。容积式移液管与“毛细管-活塞”式组件的结合防止了移液管被污染。

这样的移液管例如从文件FR 2 446 672可知。

在从现有技术已知的容积式移液管上设置有控制杆，该控制杆的下端部对用于夹持活塞的上端部的装置的移位进行控制，该活塞属于与移液管配合的毛细管-活塞组件。该夹持装置还称为“卡夹件”。

移液管被设计成使得能够通过设置在移液管的上端部处的控制旋钮由控制杆施加两个连续向下的行程。控制杆的第一行程与用于分配取样的样本的行程相对应。第一行程在抵抗第一弹簧的回复力的情况下执行，第一弹簧优选地为压缩弹簧。控制杆的第二行程与活塞夹持卡夹件的出现和打开相对应。第二行程在抵抗第二弹簧的回复力的情况下执行，第二弹簧优选地为压缩弹簧，第二弹簧沿着与第一弹簧相同的方向被布置并且具有高得多的刚度。

更确切地，第二行程导致卡爪从将其包围的鞘管取出。一旦卡爪从其鞘管被释放，卡爪即能够在将组件安装到移液管上的过程中(另一方面，同时将毛细管装配到了移液管的末端)容易地使活塞的上端部进入。

控制杆在第二弹簧的回复力的作用下的第一上升阶段导致卡爪缩回到卡夹件鞘管中，使得活塞的上端部通过卡爪被保持在夹紧位置。控制杆在具有较低刚度的第一弹簧的回复力的作用下的第二上升阶段导致控制杆以及包围活塞的卡夹件移位到相对于移液管本体的较高位置。

为了执行样本取样，操作者需要再次执行嵌有活塞的控制杆的第一行程，直到第一弹簧的总压缩使活塞处于其下取样点。在此阶段使行程继续进行，即抵抗第二弹簧意外引发第二行程，将导致活塞过度向下移位，并且将导致取样样的量的误差。活塞过度的超行程甚至会由于卡夹件卡爪被将其围绕的鞘管释放并且由于卡爪推压毛细管而导致活塞和毛细管的意外顶出。这样的顶出不仅是在生产率方面的问题，而且在毛细管-活塞组件落入液体容器时产生了液体注射的不可忽略的风险。

当活塞在第一行程的终端已经到达其下部位置时，组件被侵到待取样的液体中。为了确保取样，操作者于是逐渐地释放由他/她的拇指施加到控制按钮上的压力，这使控制杆和活塞能够在第一弹簧的回复力的作用下升起。在升起过程中，与活塞的下端接触的液体进入毛细管。

为了进行分配，在将毛细管放置到用于容纳液体的容器中的情况下，操作者通过将他/她的拇指按压到控制按钮上来再次执行控制杆的第一行程。同样地，在活塞超行程的情况下，活塞会与毛细管一起被意外地顶出，因此再次产生液体意外注射的风险。

最后，一旦液体分配操作完成，操作者即可执行控制杆的第二行程以便引起期望的毛细管-活塞组件的顶出。然而，顶出操作仅利用操作者的拇指抵抗第二弹簧的回复力来被执行，顶出操作必须是很明显的以便与第一弹簧的回复力形成对比，并且因此能够确保在第一行程的终端向操作者传递敏感信号的功能。因此，第二弹簧的高的刚度使移液管从人机工程学的角度来看是不完善的，特别是由于这个缺点在上述的将活塞引入之前的卡夹件打开操作的过程中也会发生。

发明内容

因此，本发明的一个目标在于至少部分地克服上述与现有技术的实施例有关的缺点。

为此，本发明的一个目标在于提供一种容积式取样移液管，该容积式取样移液管包括控制杆，控制杆的下端部对用于夹持活塞的上端部的装置的移位进行控制，活塞属于与所述移液管配合的毛细管-活塞组件，移液管还包括用于顶出所述毛细管-活塞组件的杆，该杆相对于所述控制杆可移动地安装，使得在顶出杆和控制杆之间的相对移位期间，该杆的下端部能够在所述活塞的容纳于所述夹持装置中的上端部上施加顶出应力。

本发明的显著之处在于本发明是以这样的设计为基础的：将能够实现移液管的控制功能和毛细管-活塞组件的顶出功能的元件分离。

更确切地，本发明提供了由与控制杆不同的专用杆执行的组件顶出。因此，与现有技术的元件不同，控制杆导致的组件意外顶出的风险有利地被减少至零。因此，在根据本发明的移液管的操纵期间，操作者能够在不担心上述掉落风险的情况下驱动控制杆，这总体来说使功能分化、取样能够再现并且提高了生产率。

这些改进通过所采用的顶出技术而更进一步地增强，顶出技术基于使用顶出杆的下端部产生的活塞推力，进而借助于止挡部在毛细管的行程中驱动毛细管。因此，确保组件顶出的待传送的力能够比先前所需要的抵抗具有高刚度的弹簧的回复力的力小得多，因为不再有必要提供弹簧刚度的高差异以产生针对操作者的感官信号。此外，使活塞从夹持装置分离以及从移液管末端移除毛细管所需要的低的支承力不会引起毛细管-活塞组件的意外掉落风险(如上文已经描述的)。

优选地，所述夹持装置具有卡夹件的形式，卡夹件具有至少两个卡爪，卡爪通过弹性复位装置来复位至夹紧位置，弹性复位装置优选地包围相同的卡爪。这使移液管操纵过程(尤其是关于相同的卡爪上的组件安装)被简化。

关于这点，本发明的一个目标还在于提供使用容积式取样移液管的移液方法，该移液方法包括以下连续的步骤：

(a)将毛细管-活塞组件的毛细管装配到移液管的末端上，并且在所述控制杆进行移位直至下部位置的过程中将职组件的活塞的上端部引入到卡夹件中，所述引入通过使卡爪分开来执行，卡爪通过抵靠活塞的上端部而径向向外偏置，所述分开在使与所述卡爪相关联的所述弹性复位装置变形的情况下进行；

(b)通过驱动所述控制杆对样本进行取样和分配；

(c)通过驱动所述顶出杆将毛细管-活塞组件顶出。

在步骤(a)期间，毛细管的安装和活塞的引入优选地相继被执行。因此，安装操作在不驱动控制杆的情况下，按照与通过常规的排气移液管的方式类似的方式被执行。当完成毛细管的安装时，因此开始将活塞引入到卡夹件中并且活塞引入仅通过利用操作使控制杆移位被执行，操作仅需要操作者付出很小的努力并且大体上受包围卡爪的弹性复位装置的刚度制约。因此，以上操作对于操作者来说是常见的，这增强了移液管的功能分化并且提供了在生产率方面的改进。

应注意，根据替代性的示例，在步骤(a)期间，毛细管的安装和活塞的一卡爪纳入能够在不偏离本发明的范围的情况下被同时执行。

在步骤(a)结束时，活塞处于毛细管中的低止挡位置。因此，为了简化取样过程，在步骤(a)的末尾，所述控制杆被一直保持在下部位置，直至对样本进行取样，在取样期间，控制杆与活塞一起升起以导致液体吸入。

优选地，所述顶出杆容纳在中空的控制杆的内部，但在不偏离本发明的范围的情况下可以有所不同。利用指示性示例，顶出杆能够围绕控制杆容纳在外部移液管本体内，并且具有进入夹持装置内部的下端部以能够将本发明特定的顶出力施加到活塞的上端部上。

优选地，移液管包括布置在控制杆的上端部处的控制旋钮以及布置在顶出杆的上端部处的顶出旋钮。因此，所述顶出旋钮优选地布置在控制旋钮和形成手柄的移液管本体之间。

优选地，所述顶出旋钮由支撑件携带，该支撑件安装在顶出杆上并且穿过设置在该控制杆中的长形通道，所述支撑件能够在所述长形通道中滑动。

优选地，所述移液管配备有弹性复位装置，弹性复位装置使所述顶出杆复位到相对于所述控制杆的较高位置。该弹性复位装置优选地为压缩弹簧。

优选地，将所述顶出杆复位到相对于所述控制杆的较高位置的所述弹性复位装置被设计为使得基于驱动该顶出旋钮，第一行程导致在所述弹性复位装置的作用下所述顶出杆连同所述控制杆一起被驱动，并且当控制杆的移位通过所述第一行程的终端处的止挡部而在平移中被止挡时，引发第二行程，所述第二行程导致顶出杆和控制杆之间的所述相对移位，从而引起所述活塞的上端部上的所述顶出应力。

优选地，移液管被设计为使得在所述第一行程的终端处，被止挡的所述控制杆将所述夹持装置定位成至少部分地从移液管末端向下突出，所述毛细管-活塞组件的毛细管将被装配在该移液管末端上。这特别地能够通过将活塞的上端部引入使卡爪容易地分开。

优选地，用于所述控制杆的下部止挡部被布置在移液管的结合有末端的下部部分上，并且该止挡部优选地被设计为与止挡部配合，该止挡部设置在置于所述控制杆和下部止挡部之间的所述夹持装置上。替代性地，在不偏离本发明的范围的情况下，控制杆能够配备有使控制杆能够直接抵靠移液管的下部部分的止挡部的止挡部。

最后，应注意，移液管可以为单一容积取样类型或包括用于调整将被取样的样本容积的装置。

本发明的进一步的优点和特征将出现在以下的非限制性详细描述中。

附图说明

将参考附图来进行描述，在附图中：

图1表示根据本发明的实施例的容积式取样移液管的纵向剖视图；

图2表示配备前一附图中示出的移液管的控制杆的正视图；

图3表示配备图1中示出的移液管的活塞卡夹件的透视图；

图4表示前一附图中示出的卡夹件的局部纵向剖视图；

图5-8表示概要地示出前述附图中示出的移液管的操作的不同的视图。

具体实施方式

首先，参考图1，示出了根据本发明的优选实施例的容积式取样移液管1。

在以下的所有描述中，术语“上部”和“下部”将在移液管处于移液位置时或接近于这个位置时而被竖直地保持的情况下进行考虑。

移液管1具有外部本体，该外部本体的上部部分形成了用于操作者的手柄2，并且该外部本体的下部部分4更为细窄，由此向下终止于末端6，毛细管将被装配到该末端6。下部部分4优选地旋拧安装到手柄形成本体2上，以便于组装/拆卸。

移液管结合有可滑动地容纳在移液管外部本体内部的控制杆8。控制杆8是中空的并且沿着移液管的纵向轴线10设置。控制杆8的上端部从手柄形成本体2向上突出并且带有控制旋钮12，控制旋钮12将在操作者用他/她的手保持本体2的情况下由操作者的拇指进行驱动。如图2中示出的，该控制杆具有非圆形(在此，为六边形的或八边形)的横剖面。控制杆8通过螺旋件14可滑动地容置，以调节将被取样的体积，螺旋件14的内中空部分具有与控制杆8的外表面互补的形状，并且螺旋件14的外表面加工有螺纹，以便旋拧安装到手柄形成本体2的下端部。

按照已知的方式，通过控制杆8的旋钮12使控制杆8进行旋转，能够使调整螺旋件沿着轴线10的方向相对于移液管外部本体移位，并由此导致将被取样的样本体积的变化。

控制杆8的下端部充当设置在下部部分4内的孔18中的引导件，下端部轴向地抵靠卡夹件20，卡夹件20也滑动地安装在孔18中。

如能够在图1、图2和图4中看到的，卡夹件20包含用于接触控制杆的下端部16的本体24，本体24通过两个或多个卡爪向下延伸。以示意性示例的方 式，设置有两个卡爪26，一个卡爪与卡夹件本体24制成整体，并且另一个卡爪被安装到相同的卡夹件本体。弹性复位装置使两个卡爪都能够复位到夹紧位置，其中两个卡爪径向向内收缩。分隔两个卡爪的滑距(slip)30于是具有较小尺寸。

为此，弹性复位装置优选地通过包围相同的卡爪来径向向内地偏压卡爪26。因此，弹性复位装置能够是具有一般环形形状的弹簧32，当弹簧32径向向外受压时，弹簧32的直径能够增大。在附图中示出的示例中，弹簧32采用围绕卡爪26的外表面的螺旋弹簧的形状。

如能够在图4中更好地看到的，每个卡爪26具有倒角端36以便有利于活塞的插入(下文将进行说明)。

此外，卡夹件本体24具有向下指向的第一肩部38，第一肩部38背离设置在下部部分4上的肩部40，肩部40靠近末端6。复位弹簧42通过支承在两个肩部38、40之间被容纳，以便在该卡夹件20和控制杆(其抵靠卡夹件20并从卡夹件20延伸)的较高位置处组成复位弹簧。由压缩弹簧42形成的复位力有效地导致控制杆8呈现其相对于外部本体的较高位置，常规的高位止挡部(未示出)被设置到相同的外部本体上的端部。

卡夹件20包括第二肩部44，第二肩部44也向下指向并背离肩部40。第二肩部44相对于第一肩部38位于较下部并且径向向内。因此，第二肩部44被弹簧42包围。如下文将描述的，设置成组成用于卡夹件20和抵靠相同的卡夹件的控制杆8的下止挡部。在图1中示出的高位置中，卡夹件卡爪的端部36位于末端6中，端部36在相同的末端内部的收缩位置。在另一方面，末端的内部直径具有接近于卡夹件20使其卡爪26处于夹紧位置时的平均直径的值。

本发明的其中一个特征在于存在滑动地安装在中空的控制杆8的内部的顶出杆46。该顶出杆46具有与控制杆8的内表面互补的外表面。顶出杆46的上端部布置在控制旋钮12和手柄形成本体2之间，并且携带有顶出旋钮48。为此，旋钮48由支撑件50承载，支撑件50具有销的形状，支撑件50安装到顶出杆46上并且穿过设置在控制杆中的长形通道52(图2中示出)。于是，支撑 件50在控制杆8和顶出杆46对应于沿轴线10的方向滑动的相对移位期间能够在长形通道52中滑动。

顶出杆46的下端部54更为细窄，下端部54具有圆柱形状和圆形横截面。下端部54进入设置在中空本体内的孔58内，进而穿过卡夹件之间限定的空间60的上部。

在下端部54和顶出杆46的较高部分之间的形状变化处限定有向下指向的肩部66，肩部66背离设置在孔58中的卡夹件20上的肩部68。复位弹簧64支承在两个肩部66、68之间被容纳，以便组成用于顶出杆46的、相对于向外的控制杆8处于较高位置的复位弹簧。由该压缩弹簧64形成的复位力有效地导致顶出杆46呈现其相对于控制杆8的较高位置，高部止挡通过将包围控制杆8的顶出旋钮压靠到控制旋钮12的下端部上形成(如图1中能够看到的)。这样的止挡能够替代性地通过将支撑件50压靠到横向地设置在控制杆上的长形通道52的上端部上形成。

现在参考图5-8，将描述移液管1的操作。

首先，通过手柄2紧握移液管的操作者将末端6接合到毛细管-活塞组件零件84(优选地布置在壳体中，也称作“支架”)的毛细管80中。通过将向下的竖直压力施加到移液管上，他/她完成将毛细管80安装到末端6，就像将毛细管或常规的圆锥体安装到常规的排气移液管。这样的套装已经在图5中示意性地示出。

然后，如图6中能够看到的，操作者按压控制旋钮12，以便促使控制杆和卡夹件进入较低位置。该移位的目标是导致组件84的活塞82的上端部86引入到卡夹件24中。下文将详细描述这种活塞引入。

在控制杆8抵抗弹簧42的复位力的下降期间，卡爪的倒角端开始接触活塞82的端部86，因此，倒角端推进至毛细管80中的低位置中(如果未形成)。当位于活塞82的上端部86下方的凸缘90邻接毛细管80内部的相应的肩部92时，到达该低位置。

然后，随着继续发生下降，卡爪36通过抵靠卡爪的倒角端36的活塞86 的上端部被径向向外偏压。这导致卡爪分开，分开在包围卡爪的螺旋弹簧32加压的情况下进行并且通过末端6中的足够的孔径实现。而且，在下降期间，卡爪的下部部分意在从末端6突出，以便使卡爪能够更径向向外地变形。

当卡爪分开并且控制杆的下降继续进行时，这导致将活塞的上端部86逐渐引入到由卡爪限定的空间60中。当卡爪的端部36邻接活塞的凸缘90并进而邻接肩部92时，完成了引入(如图6中示出的)。于是，活塞首先对应于控制杆和抵靠该杆的卡夹件的低位置，因为卡夹件20通过肩部44、40之间的接触而处于下部本体4上的低止挡位置中。在此阶段，弹簧42被压缩到两个肩部38、40之间的最大值。

在此步骤的结束处，活塞位于毛细管中的低止挡部位置处。因此，为了简化取样过程，控制杆8被一直保持在低位置，直到对样本进行取样，在取样期间，控制杆通与活塞一起升起，以导致液体吸入。

于是，按照与用于夹紧活塞所执行的方式相同的方式，通过使控制杆移位(通过其旋钮12)来执行液体样本的分配。实际上，行程是相同的，行程使控制杆到达到肩部44、40之间接触的低位置(如图6所示)。

最后，组件84的顶出通过使用顶出杆46而被执行，顶出杆46通过其控制旋钮48驱动。

复位弹簧64的刚度使得在第一行程期间，该弹簧不被压缩并且移位的顶出杆46通过弹簧驱动控制杆8。该阶段已经在图7中示意性地示出。

当控制杆8被移位并且卡夹件20利用肩部44、40的止挡部来横向止挡以及旋钮48持续被向下驱动时，于是，发生了顶出杆的第二行程，在此期间，顶出杆46相对于保持固定的控制杆8存在相对移位。这导致顶出杆46的下端部54与活塞82的上端部86接触并且于是导致向该活塞的相同的上端部施加顶出力。顶出杆46因此将活塞82驱离，通过活塞82的凸缘90进行抵靠而对毛细管80与活塞82一起进行驱动，直到组件84被顶出为止(如图8中已经示意性示出的)。就这一点而言，顶出杆46的端部54的形状能够被优化成最好地适贴配合活塞82的上端部86，以便促进两个部之间的对中接触。

当然，本领域技术人员能够对仅通过非限制性示例所描述的本发明做出各种变化。

Claims (15)

1.一种容积式取样移液管(1)，包括控制杆(8)，所述控制杆(8)的下端部(16)对用于夹持活塞(82)的上端部(86)的夹持装置(20)的移位进行控制，所述活塞(82)属于与所述移液管配合的毛细管-活塞组件(84)，

其特征在于，所述移液管(1)包括用于顶出所述毛细管-活塞组件的顶出杆(46)，所述顶出杆(46)相对于所述控制杆(8)可移动地安装，使得在所述顶出杆(46)和所述控制杆(8)之间的相对移位期间，所述顶出杆(46)的下端部(54)能够在所述活塞(82)的容纳于所述夹持装置(20)中的上端部(86)上施加顶出应力。

2.根据权利要求1所述的移液管，其特征在于，所述顶出杆(46)容纳在所述控制杆(8)的内部。

3.根据权利要求1所述的移液管，其特征在于，所述移液管包括布置在所述控制杆(8)的上端部处的控制旋钮(12)以及布置在所述顶出杆(46)的上端部处的顶出旋钮(48)。

4.根据权利要求3所述的移液管，其特征在于，所述顶出旋钮(48)布置在所述控制旋钮(12)和形成手柄的移液管本体(2)之间。

5.根据权利要求4所述的移液管，其特征在于，所述顶出旋钮(48)由支撑件(50)承载，所述支撑件(50)安装在所述顶出杆(46)上并且穿过设置在所述控制杆(8)中的长形通道(52)，所述支撑件(50)能够在所述长形通道(52)中滑动。

6.根据权利要求1所述的移液管，其特征在于，所述夹持装置(20)呈卡夹件的形式，所述卡夹件具有至少两个卡爪(26)，所述至少两个卡爪(26)通过弹性复位装置(32)复位到夹紧位置。

7.根据权利要求6所述的移液管，其特征在于，所述弹性复位装置(32)通过围绕所述卡爪(26)而与所述卡爪(26)相关联。

8.根据权利要求1所述的移液管，其特征在于，所述移液管配备有弹性复位装置(64)，所述弹性复位装置(64)将所述顶出杆(46)复位到相对于所述控制杆(8)的较高位置。

9.根据权利要求3所述的移液管，其特征在于，所述移液管配备有弹性复位装置(64)，所述弹性复位装置(64)将所述顶出杆(46)复位到相对于所述控制杆(8)的较高位置；并且

将所述顶出杆(46)复位到相对于所述控制杆(8)的较高位置的所述弹性复位装置(64)被设计为使得基于驱动所述顶出旋钮(48)，第一行程导致在所述弹性复位装置(64)的作用下所述顶出杆(46)连同所述控制杆(8)一起被驱动，并且当所述控制杆(8)的移位通过所述第一行程的终端处的止挡部而在平移中被止挡时，引发第二行程，所述第二行程导致所述顶出杆(46)和所述控制杆(8)之间的相对移位，从而引起所述活塞(82)的上端部(86)上的所述顶出应力。

10.根据权利要求9所述的移液管，其特征在于，所述移液管被设计为使得在所述第一行程的终端处，被止挡的所述控制杆(8)将所述夹持装置(20)定位成至少部分地从移液管末端(6)向下突出，所述毛细管-活塞组件(84)的毛细管(80)将被装配到所述移液管末端(6)上。

11.根据权利要求10所述的移液管，其特征在于，用于所述控制杆(8)的下部止挡部(40)被布置在移液管的结合有所述末端(6)的下部部分(4)上。

12.根据权利要求11所述的移液管，其特征在于，所述下部止挡部(40)被设计为与另一止挡部(44)配合，所述另一止挡部(44)设置在置于所述控制杆(8)和所述下部止挡部(40)之间的所述夹持装置上。

13.根据权利要求1所述的移液管，其特征在于，所述移液管包括用于调整将被取样的样本体积的装置(14)。

14.一种使用根据权利要求6所述的容积式取样移液管(1)的移液方法，包括以下连续的步骤：

(a)将所述毛细管-活塞组件(84)的毛细管(80)装配到所述移液管的末端上，并且在所述控制杆(8)进行移位直至下部位置的过程中将所述组件的活塞的上端部(86)引入到所述卡夹件中，所述引入通过使所述卡爪(26)分开来执行，所述卡爪(26)通过抵靠所述活塞的上端部(86)而径向向外偏置，所述分开在使与所述卡爪相关联的所述弹性复位装置(32)变形的情况下进行；

(b)通过驱动所述控制杆(8)对样本进行取样和分配；

(c)通过驱动所述顶出杆(46)将毛细管-活塞组件(84)顶出。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤(a)的末尾，所述控制杆(8)被一直保持在下部位置，直至对样本进行取样。