CN105073264B - 具有改良的控制和容量调节的吸量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备(30)，所述设备包括吸量控制元件(10)；耦合到所述控制元件的旋转驱动装置(32)；可滑动地安装在所述驱动装置上的连接元件(42)，所述连接元件连接到活塞(50)；容量调节装置(54)；限定了用于所述连接元件(42)的螺线形引导路径(64)的旋转装置(62)，所述旋转装置(62)耦合到所述调节装置(54)使得所述调节装置的驱动造成所述旋转装置(62)围绕第二轴线(66)进行旋转，所述路径(64)以第二轴线为中心，这个旋转导致了所述连接元件(42)沿着路径(34)的位移和所述元件(42)相对于所述驱动装置(32)的滑动。

Description

具有改良的控制和容量调节的吸量系统

技术领域

本发明涉及排气吸量领域，尤其涉及一种用于控制吸量和调节将被采样的容量的设备。

背景技术

本发明适用于不同类型的采样系统，尤其是手动操作或电动操作的吸量管以及自动装置。吸量管(也被称为采样吸量管、实验室吸量管或甚至液体转移吸量管)具有专属的应用。这些吸量管旨在将液体迁移和调剂至容器内。

手动操作的吸量管旨在液体采样和调剂操作期间由操作人员握住，这些操作是通过在同一钮上施加轴向压力以移动控制钮来执行。施加到控制钮的轴向压力传递到吸量管的活塞，活塞经历轴向位移并且造成导致采样和调剂操作的排气。对于电动操作的吸量管，如果采样冲程和调剂冲程命令也是通过驱动钮来进行控制，则在另一方面活塞的位移是由通过电子设备驱动的发动机来执行。

为了能够使容量适应吸量管，通常在手动操作的吸量管上提供用于调节这个容量的装置。通过驱动这些装置来移动活塞的初始位置，并且由此修改活塞的吸量冲程。因此，在吸量操作期间，当要被采样的容量发生变化时，通过操作人员来执行的控制钮的位移是不同的。尤其是对于与少的液体容量的采样相关联的低冲程，由此会导致吸量平顺性问题。

在电动操作的吸量管和自动装置上，控制元件的依赖于要被采样的容量的可变幅值位移使得发动机和其电子控制系统复杂化。

因此，无论什么类型的排气吸量系统，都需要对其用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备进行最优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种适用于排气吸量系统(airdisplacement pipetting system)的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备，所述设备包括：

-可平移移位的吸量控制元件；

-旋转驱动装置，所述旋转驱动装置耦合到所述控制元件以便所述控制元件的平移位移造成所述驱动装置围绕第一旋转轴进行旋转；

-可滑动地或可移动地安装在所述驱动装置上的连接元件，所述连接元件旨在被连接到所述吸量系统的活塞；

-用于调节要被采样的容量的装置；

-限定了用于所述连接元件的螺线形引导路径的旋转装置，所述旋转装置耦合到所述调节装置以便所述调节装置的驱动造成所述旋转装置围绕与所述第一轴线平行的第二旋转轴线进行旋转，并且所述螺线形引导路径以所述第二旋转轴线为中心，所述旋转同时导致所述连接元件沿所述螺线形引导路径的相对位移和所述连接元件相对于所述驱动装置的滑动。

值得注意的是，本发明实现了连接元件的适于调节要被采样的容量的螺线形引导路径，而同时无论采样的容量如何，都能够保持恒定的吸量冲程。

在手动操作的吸量管的情况下，因为操作人员能够对所有被采样的容量重复相同的吸量冲程，因此这提高了吸量平顺性。在电动操作的吸量管或自动装置的情况下，由于对于所有的容量使用相同的吸量冲程，用于使吸量控制元件的进行移位所应用的发动机和其电子控制系统可被简化。由此会有利地带来关于吸量系统的成本的增益。

最后，引导连接元件的螺线形路径使连接元件绘制出尤其可靠的并且几乎不会受到误差和阻塞风险制约的大体上的圆周运动，并且还能够向系统提供极高的吸量精确度。

优选地，所述驱动装置包括与构造在所述吸量控制元件上的齿条协作的锯齿状节段。然而，在不超出本发明的保护范围的情况下，其他耦合装置(例如摩擦装置)也是值得考虑的。

优选地，所述驱动装置包括具有槽的指部，其中所述连接元件可滑动地安装在所述槽中。

优选地，所述连接元件为销钉。

优选地，所述第一和第二旋转轴线是大体上重合的。可选地，在不超出本发明的保护范围的情况下，所述第一和第二旋转轴线可被制成互相之间是平行的并且具有一定距离。

优选地，所述容量调节装置是旋转的。

优选地，所述调节装置包括与提供在所述旋转装置上的螺旋齿协作的蜗杆。即使可以选择所设计的将这两个元件进行缠绕(例如通过将这两个元件一个围绕另一个进行同轴排布，)，这些调节装置与所述控制元件是不同的。

优选地，在所述控制元件的顶部位置，所述连接元件的滑动轴线平行于所述控制元件的平移轴线。换言之，在驱动容量调节装置时，相对于所述驱动装置沿着与所述控制元件的所述平移轴线平行的轴线来滑动所述连接元件，所述控制元件的所述平移轴线通常平行于所述吸量系统的所述活塞的所述滑动轴线。

优选地，从所述控制元件的所述顶部位置到所述控制元件的底部位置的转换导致所述驱动装置旋转了大体上等于180°的角度。在不超出本发明的保护范围的情况下，当然也可以考虑较小的角度。

优选地，所述引导路径具有等于或大于2的圈数，甚至更优选地具有等于或大于4的圈数。然而，其他的可能性也是可以考虑的，例如一圈，甚至不到一圈。

优选地，所述旋转装置采用圆盘的形状，所述螺线形引导路径以穿过的方式构造在所述圆盘内。

本发明还涉及一种排气吸量系统，所述系统包括例如上述的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备。

优选地，所述吸量系统包括可滑动安装的活塞以及用于将所述活塞连接到所述连接元件的装置。优选地，可以选择叶片型或弹性杆型装置(也可以考虑其他装置)来使得能够将所述连接元件在所述螺线形路径中进行的螺线运动传递到所述活塞在吸量期间的滑动运动。所述装置例如可选择的为一个或数个铰链式连接杆。

优选地，所述系统是手动或电动操作的吸量管，所述吸量管包括形成与杆状控制元件装配在一起的顶部部件的手柄，在所述杆状控制元件的端部提供有控制钮。

可选地，所述吸量系统为自动装置。

本发明的其他有益之处和特征将通过以下非限制性的详细描述中给出。

附图说明

将结合以下附图对本发明进行描述，其中：

图1为本发明优选实施例的排气采样吸量管的透视图；

图2为图1所示吸量管的横断面示意图；

图3为前述图中示出的吸量管的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备的透视图；

图4为图3中设备的局部放大视图；

图5a和图5b示出了在吸量操作期间处于不同连续阶段的吸量管；和

图6a和图6b为与图5a和图5b类似的、具有被调节以采样不同的液体容量的吸量管的视图。

具体实施方式

首先结合图1，图1示出了本发明优选实施例的手动操作的排气采样吸量管1。贯穿下列描述，术语“顶部”和“底部”是在吸量位置或接近这个位置以垂直握住的吸量管来考虑。

在图1中，示出了由操作人员的手2握住的吸量管1，操作人员(通过他/她的拇指4)驱动吸量管以对先前已被抽取的液体进行调剂。

更确切地，吸量管1包括形成吸量管的上部主体的手柄6，杆状吸量控制元件10支撑在手柄的顶端，在吸量位置中，杆状吸量控制元件10的上部部件控制钮12旨在承受操作人员的拇指的按压。通过指示，注意到可在手柄6上提供显示屏(未示出)。同样地，由以下描述，还可以在这个手柄6上通过操作人员来使用用于调节要被采样的容量的装置。

在手柄6的下方，吸量管1包括可拆卸底部部件14，可拆卸底部部件14的末端通过容纳消耗品18的椎体保持盖16(也成为采样椎体)朝向底部。按照已知的方式，在吸量之后椎体可被喷射器20机械地射出，喷射器20的驱动钮22例如是突出在手柄的顶部，接近控制钮12的位置处。

图2图示地示出了吸量管1，吸量管1具有被集成在手柄6中的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备30。针对本发明，将在下文中对设备30进行更加详细的描述。还示出了吸量管的活塞50，活塞50能够产生采样操作所必需的排气。活塞50在由底部部件14的内部所限定的吸入腔52内沿着垂直轴线26可滑动地移动。轴线26对应于吸量管的纵轴，多个组件(例如椎体18)以轴线26为中心。

图2至图4示出了用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备30。首先设备包括相对于手柄6沿着与轴线26平行的平移轴线25平移可移位的杆状控制元件10。杆10在其低端具有齿条10a。

设备30还包括相对于手柄能够6围绕优选地与轴线25、26正交的第一旋转轴线34可旋转地安装的旋转驱动装置32。装置32具有与齿条10a啮合的锯齿状节段(具体地由图3所示)。因此，杆10沿着轴线25的平移造成装置32围绕轴线24进行旋转。这里，节段36对应于大约180°的圆盘节段。

装置32还包括与节段36可旋转地接合的指部38，指部被排布在与第一旋转轴线34正交的平面内并且沿着切断这个轴线34的方向延伸。如图4所示，指部38与沿着这个指部的纵向方向延伸的直槽40装配在一起。在槽40中，销钉状连接元件42可进行自由滑动地安装。销钉42被提供以连接到活塞50以便应用到吸量操作所必需的上升/下降运动。为此，提供弹性杆或弹性片44，其顶端安装在销钉42上而其底端安装在活塞50的顶端上。

设备30还包括用于调节要被采样的容量的装置。这些装置是具有通过传动轴56延伸的蜗杆54的旋转装置，与吸量控制钮12不同的调节钮58位于传动轴56的内部。可以从手柄6的外部来控制调节钮58。这些调节装置沿着与轴线34、26中的每一个正交的轴线60进行排布。

最后，设备30包括具有限定了用于连接元件的螺线形引导路径64的整体上圆盘形状的旋转装置62。路径64采用通槽或狭道的形状，销钉42被引导在路径64中。在这方面，销钉的直径大体上等于按照螺线形(优选地按照阿基米德螺线)延伸的槽/狭道的宽度。路径64的圈数例如是在2和6之间。螺线是以第二旋转轴线66为中心，第二旋转轴线66大体上与上述第一旋转轴线重合。这个轴线66对应于一个圆盘62，圆盘62因此位于与轴线25、26平行的平面内。

圆盘62在其边缘68处具有与蜗杆54啮合的螺旋齿(未示出)。由于这个原因，圆盘被耦合到容量调节装置以便驱动调节装置进行旋转来造成圆盘62围绕第二旋转轴线66进行旋转。

图5a和5b示出了在活塞50的下降操作期间不同阶段的吸量管的一部分。这个下降操作是在对液体进行采样之前执行的，或者对应于在采样之后执行的液体调剂操作。

为了完成这个操作，操作人员驱动控制钮12以造成杆10的下降。在这个下降期间，齿条10a和锯齿状节段36之间的啮合导致装置32围绕轴线34进行旋转。在由杆10的下降所维持的这个旋转期间，产生了销钉42沿着提供在圆盘62上保持固定的螺线引导路径64的相对位移以及同时发生的这个销钉在槽40中的滑动。这个滑动是应对下降操作期间销钉被引导所在的圈的直径的渐进变化所必需的。

在控制杆10的下降期间，销钉42沿着从相对于吸量管主体的顶点开始的路径64朝着低点通过遵循螺线轨道进行移位。由于这个原因，在下降期间，销钉42还从轴线26偏离(销钉的初始位置在轴线26上，控制杆在顶部位置处)，这导致了片44进行有弹性地弯曲变形。然后这个片驱使朝着活塞50的底部进行滑动运动。

在给出的实施例中，通过控制杆10的导致锯齿状节段36旋转大约180°角度的完全向下冲程来获得活塞的完全下降冲程。此外，在下降冲程结束时，销钉42在偏离了轴线26之后通过再次被排布在同一轴线26上而回到底部位置。在这个冲程期间，销钉42由此运行了螺线64的半圈。

按照惯例，然后通过释放控制钮12并且在复位弹簧(未示出)的作用下升起装置。作出例如用于对液体进行采样的这个升起后紧跟着新的用于对被采样的液体进行调剂的向下冲程。

图6a和图6b中示出了分别处于活塞下降操作的开始和结束时具有不同的采样容量的吸量管。为了适应容量，旋转调节钮58导致圆盘62进行旋转，而驱动装置32保持固定。这里，这个旋转再次同时导致了销钉42沿着螺线引导路径64的相对位移以及这个销钉在槽40中的滑动。在这个滑动期间，销钉倾向于根据旋转的方向向上或向下移位用其自身驱动活塞50，活塞50的顶部位置根据相同的幅值进行改变。

在例如图6a所示的控制元件10的顶部位置中，销钉42的滑动轴线70优选地大体上与轴线26重合。因此，对应于槽40的纵向方向的这个轴线70被排布以便驱动调节钮58来造成销钉42沿着螺线的垂直直径进行移位而同时保持在轴线26上。通过所指示的示例，由圆盘62的关于图2所示的用于采样最大容量的位置的两个整转来达到图6a中呈现的调节。

同样地，在由图6a的调节所执行的下降操作期间，如同用于调节要被采样容量的所有其他位置中的每一个位置一样，控制杆10的完全冲程导致驱动装置32枢转大约180°。因此，如图6b所示，销钉42沿着从相对于吸量管主体的顶点开始的路径64朝着低点随着螺线轨道进行移位，螺线轨道在再次在低点与销钉汇合之前使销钉偏离轴线26。

在图6a和图6b所示的示例中，销钉42按照与图5a和图5b所示的配置相比更接近旋转轴线34的配置来旋转大约180°，活塞50和这个销钉42的沿轴线26的位移都是较小的。因此，这样就能够采样明显较少的液体容量。

因此，本发明有利地使不同的液体容量被可靠地和准确地采样，而同时保持待大体上相同的吸量冲程。

注意到上述设备30可具有在调剂之后能够实现吸量管的排水操作的可分离体。

本发明是通过非限制性示例进行描述的，本领域技术人员当然可以引入针对本发明的各种变体。本发明尤其能够应用于电动操作的吸量管或自动装置，控制元件的平移位移通过发动机来执行。

Claims (16)

1.一种适用于排气吸量系统的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备(30)，所述设备包括：

可平移移位的吸量控制元件(10)；

旋转驱动装置(32)，所述旋转驱动装置(32)耦合到所述吸量控制元件以便所述吸量控制元件的平移位移造成所述驱动装置(32)围绕第一旋转轴线(34)进行旋转；

可滑动地并可移动地安装在所述驱动装置(32)上的连接元件(42)，所述连接元件(42)旨在被连接到所述吸量系统的活塞(50)；

用于调节要被采样的容量的调节装置(54)；

限定了用于所述连接元件(42)的螺线引导路径(64)的旋转装置(62)，所述旋转装置(62)耦合到所述调节装置(54)以便对所述调节装置(54)的驱动造成所述旋转装置(62)围绕与所述第一旋转轴线平行的第二旋转轴线(66)进行旋转，并且所述螺线引导路径(64)以所述第二旋转轴线(66)为中心，所述旋转同时导致所述连接元件(42)沿着所述螺线引导路径(64)的相对位移以及所述连接元件(42)相对于所述驱动装置(32)的滑动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述驱动装置(32)包括与构造在所述吸量控制元件(10)上的齿条(10a)协作的锯齿状节段(36)。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述驱动装置(32)包括具有槽(40)的指部(38)，所述连接元件(42)可滑动地安装在所述槽(40)中。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述连接元件(42)为销钉。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一旋转轴线(34)和第二旋转轴线(66)为大体上重合的。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节装置(54)是旋转的。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述调节装置包括与提供在所述旋转装置(62)上的螺旋齿(68)协作的蜗杆。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述吸量控制元件(10)的顶部位置中，所述连接元件(42)的滑动轴线(70)平行于所述吸量控制元件(10)的平移轴线(25)。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，从所述吸量控制元件(10)的所述顶部位置到所述吸量控制元件(10)的底部位置的转换造成所述驱动装置(32)旋转了大体上等于180°的角度。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述螺线引导路径(64)具有等于或大于2的圈数。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述螺线引导路径(64)具有等于或大于4的圈数。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述旋转装置(62)采用圆盘形状，所述螺线引导路径(64)以穿过的方式构造在所述圆盘内。

13.一种排气吸量系统，包括权利要求1所述的用于控制吸量和调节要被采样的容量的设备(30)。

14.根据权利要求13所述的吸量系统，其特征在于，所述吸量系统包括可滑动安装的活塞(50)以及用于将所述活塞连接到所述连接元件(42)的装置(44)。

15.根据权利要求13所述的吸量系统，其特征在于，所述吸量系统为手动操作或电动操作的吸量管(1)，所述吸量管(1)包括形成与所述吸量控制元件(10)装配在一起的顶部部件的手柄(6)，在所述吸量控制元件(10)的端部提供有控制钮(12)。

16.根据权利要求13所述的吸量系统，其特征在于，所述吸量系统为自动装置。