CN1319736A - 多通道定量控制阀门装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种多通道定量控制阀门装置,通过对多种液体的转移与输送进行逐次、选择、定量控制,能够使溶液向外部的漏出最小,溶液以脉冲的方式供给,能够防止在排出口末端的液滴的形成现象,从而可以更加严密地定量转移输送液体。其构成如下:控制溶液有选择地进行转移输送的多通道薄膜阀门、将选择的溶液精密地吸入或排出的多个注射器、连接上述阀门与注射器的多个流路、以及驱动注射器活塞的步进式马达。
Description
本发明涉及对多种液体的转移输送进行选择、定量控制的装置,特别是由控制液体可以有选择地转移与输送的多通道薄膜阀门、能够将选择的液体进行精密吸入或排出的多个注射器、以及连接它们的多个流路所构成的多通道定量控制阀门装置。
在各种实验室、化学制品的生产工厂、废水处理设施,或者是这些地方所利用的装置,有必要对多种液体的转移输送进行逐次、选择、定量的控制。
特别是,在最近的遗传基因研究、血液检查、作物种子检查、农产品检疫、微生物环境检查等研究中提出了从多种试样进行核酸的分离与精制加工的要求。核酸的分离以及精制的过程虽然是盐基序列认识、遗传因子放大、最终完成(crowning)等必须的过程,但由于需要将各种溶液向试样中注入和从试样分离的手续,所以需耗费很长的时间和劳动,而且根据操作者的熟练程度不同,得到精制核酸的量也不同。
为了解决这一问题,开发了和正在开发自动化的核酸分离与精制装置,在这样的自动核酸分离与精制的装置中,也必须使用将含有核酸的溶液以及各种试样进行逐次选择并精密定量转移输送的多通道定量控制阀门装置。
然而,迄今为止常用的旋转式多通道阀门中,都存在有在各流路的接点试样向外边漏出,或液体试样在排出口的末端存在有液滴状的残留等问题。因此,不能将移送液体的量精密控制在1μl的误差范围内,这样就难以用于应该对多种试样进行逐次选择和精密地定量转移输送的自动核酸分离精制装置。
所以,在各种实验室、化学制品的生产工厂、废水处理设施,或者是这些地方所利用的装置等中,有必要对多种液体的转移与输送进行逐次、选择、定量的控制。特别是要求开发用于能够将核酸进行自动分离和精制的多通道定量控制阀门装置。
所以,本发明就是为了解决上述问题,其目的是提供一种多通道定量控制阀门装置,能够对多种液体的转移与输送进行逐次的、有选择的、定量的控制,使溶液向外部的漏出达到最小,溶液以脉冲的方式供给,能够防止在排出口末端的液滴的形成,从而具有更加严密的定量转移输送液体的新方式。
为了达到上述目的,本发明的多通道定量控制阀门装置的构成如下:控制溶液有选择地转移输送的多通道薄膜阀门、将选择的溶液精密地吸入或排出的多个注射器、连接上述阀门与注射器的多个流路、以及驱动注射器活塞的步进式马达。
上述多通道薄膜阀门的形式如下,由多个流路、分别连接上述流路的多个内部空间、设置在上述各个内部空间内的薄膜、以及与上述内部空间相连接的空气通路构成本体部,多通道薄膜阀门则由多个本体部结合而成。上述流路是指溶液的转移输送通路,上述空气通路是指为了使薄膜动作而施加空气压力的通路。各通道上都有第一控制阀门1、第二控制阀门2、以及第三控制阀门3,形成为驱动各控制阀门而施加空气压力的第一空气通路10、第二空气通路20、以及第三空气通路21,在各个薄膜阀门中,形成通过流路连接的供给口30、排出口70、以及注射器连接口51。
设置在上述内部空间的薄膜,可以使用氟树脂、硅树脂、或各种橡胶、或诸如合成树脂那样具有弹性、耐化学药品性、耐久性、柔性等为大家所知的材料制成的薄片、膜,或者是由它们叠层或覆盖而得到的为大家所知的薄膜。这样的薄膜插入安置在上述内部空间内,起到在通过上述空气通路的空气压力的作用下使流路开闭的功能。
上述注射器50,通过各通道的注射器连接口51与薄膜阀门本体部相连接,具有在与注射器活塞52相连接的步进式马达53的驱动下,将溶液定量地吸入或排出的功能。
以下参照附图,对本发明的多通道定量控制阀门装置进行更详细的说明。
附图中:
图1是本发明的多通道定量控制薄膜装置本体一部分的截面图。
图2是本发明的多通道定量控制薄膜装置的正面图。
图3是本发明的多通道薄膜阀门的正面图。
图4是本发明的多通道薄膜阀门的平面图。
图5是本发明的多通道薄膜阀门的分解立体图。
图6是构成本发明的多通道薄膜阀门的多个板块中第二板块的平面图与侧截面图。
图1为本发明的多通道定量控制阀门装置的截面图。
如图1所示,在薄膜阀门本体内,形成有5个流路44至48,以及与流路相连接的3个内部空间80至82。在内部空间80至82中设置有薄膜,当通过上述空气通路施加空气压力时,上述薄膜就将内部空间的下部所形成的流路口遮断,从而停止溶液的转移输送。当施加的空气压力去除时,薄膜复原,使内部空间下部的流路口开通,则溶液能够转移输送。
图2是多通道薄膜阀门与多个注射器相结合的,本发明的多通道定量控制阀门装置的正面图。
图3是多通道薄膜阀门的正面图,图4是多通道薄膜阀门的平面图,该图表示了由12个通道组成的多通道薄膜阀门的实施例。如图4所示,各通道上形成有,施加遮断供给口与注射器之间流路的空气压力的空气通路10、施加遮断各注射器之间流路的空气压力的空气通路20、以及遮断注射器与排出口之间流路的空气通路21。
如图5所示,本发明的多通道薄膜阀门的本体是由多个板块组合而成。图6是构成本发明的多通道薄膜阀门的多个板块中第二板块的平面图与侧面图。图5与图6表示了由12个通道组成本发明的多通道薄膜阀门。
作为本发明的多通道薄膜阀门的一个实施例,如图20所示,空气通路20与同六个通道之一相连的第二连接通路90相连接,所以一次的加压操作能够对各通道的第二控制阀门的开闭进行同时调节。空气通路21也象空气通路20一样,为了使一次的加压操作能够对各通道的第三控制阀门的开闭进行同时调节,而通过第三连接通路91使其相互连接。上述第二、第三连接通路在本发明的多通道定量控制阀门装置中是可选择的。
而且,如图6的第二板块的平面图所示,与各通路供给口相连接的各流路,在经过第一控制阀门后,通过连接流路92相互连接。这样的连接流路92在本发明的多通道定量控制阀门装置中也是可选择的。
以下对本发明中多通道薄膜阀门与注射器工作时,选择必要的溶液且逐次、定量转移输送的方法加以说明。但是,下面的说明仅仅是本发明的多通道定量转移输送阀门装置工作的一个例子,本发明装置的内容并不限于此。
各个通道都包括第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门。
第一控制阀门1的构成为:供给口30、第一空气通路10、第一内部空间80、连接第一内部空间80与供给口30的流路44、连接第一内部空间80与第二控制阀门2的流路45、以及设置在第一内部空间80内的薄膜结合而成。
第二控制阀门2的构成为:注射器连接口51、第二空气通路20、第二内部空间81、连接第二内部空间81与注射器50的流路46、连接第二内部空间81与第一控制阀门1的流路45、以及设置在第二内部空间81内的薄膜结合而成。
第三控制阀门3的构成为:排出口70、第三空气通路21、第三内部空间82、连接第三内部空间82与排出口70的流路48、连接第三内部空间82与注射器50的流路47、以及设置在第三内部空间82内的薄膜结合而成。
可以有选择地通过连接流路92将连接各通道的第一内部空间与第二控制阀门的流路相互连接,通过第二连接通路90将各通道的第二空气通路20相互连接,通过第三连接通路91将各通道的第三空气通路21相互连接。
第一控制阀门1开放时,溶液经过溶液供给口30和流路而供给,此时,第二控制阀门2遮断,溶液不能流入注射器内。接着,第一控制阀门1遮断,第二控制阀门2开放,同时,由于马达驱动活塞的作用,溶液能够定量地被吸入注射器50内,定量吸入注射器内的溶液,由被驱动的活塞的作用而定量地排出,溶液是经过开放的第三控制阀门而由排出口排出,由于第二控制阀门的遮断而不会在供给口形成逆流。
在各供给口供给相互不同种类溶液的同时,欲从这样多种溶液中选择特定的溶液进行转移输送的情况下,供给特定溶液的通道的第一控制阀门开放,而供给其它溶液的通道的第一控制阀门则遮断。通过特定通道的第一控制阀门供给的溶液,通过第二控制阀门与连接流路而提供给全部通道,被各通道的注射器定量地吸收。接着,第一控制阀门与第二控制阀门遮断,第三控制阀门开放,通过注射器的工作,使特定溶液经过各通道的排出口定量地排出。
如上所述,由于第一控制阀门具有从多数溶液中选择欲转移输送的特定溶液的功能,所以尽管各通道的控制阀门可以相互独立的开闭,但是能够起到使经由第一控制阀门流入的特定溶液供给给全部通道的注射器的各通道间的连接流路进行开闭,或在注射器的溶液排出时进行遮蔽,防止溶液在供给口逆流作用的各通道的第二控制阀门,进行这些开闭动作时没必要在各通道独立。所以,驱动各通道的第二控制阀门的薄膜的第二空气通路20,通过第二连接通路90而相互连接。因此,希望能由通过其中任意一个第二空气通路的空气压力的作用,使全部通道的第二控制阀门开闭,没有必要在全部通道的每一个中都设置第二空气通路。这种情况下,希望每六个通道中设置1至3个第二空气通路。
而且,由于具有将注射器排出的溶液送到排出口的流路进行开闭功能的各通道的第三控制阀门也同时进行开闭,所以为了使由于对希望的其中一个第三空气通路的空气压力作用,能够使各通道全部的第三控制阀门开闭,第三空气通路也通过第三连接通路而相互连接。在这样的情况下,希望每六个通道中设置1至3个第二空气通路。
另一方面,在本发明的详细说明中,虽然对特定的所希望的实施例进行了说明,但是在不超出本发明范围的限度内还可以有多种其它形式,这对于本领域技术人员来说,都是可以明白的。
如以上的说明,本发明的多通道定量控制阀门装置,可以对多种溶液进行选择,并同时通过多个排出口定量地转移输送。与传统的旋转式多通道阀门不同,能够使溶液向外部的漏出降低到最小,溶液通过薄膜阀门的作用以脉冲的方式供给,能够解决象在排出口末端的残留液滴的形成等旋转式多通道阀门中的问题,从而可以更加严密地定量转移输送液体。
而且,本发明的多通道定量控制阀门装置,可作为在各种实验室、化学制品的生产工厂、废水处理设施,或者是这些地方所使用的装置,特别是自动核酸分离和精制装置等对多种液体进行逐次、选择、定量移送的装置。
标号的说明
10、20、21空气通路
30供给口
44~48流路
51注射器连接口
53步进式马达
70排出口
80~82内部空间
90第二连接通路
91第三连接通路
92连接流路
Claims (4)
1.一种多通道定量控制阀门装置,其特征为,它包括:
由供给口(30)、第一空气通路(10)、第一内部空间(80)、连接第一内部空间(80)与供给口(30)的流路(44)、连接第一内部空间(80)与第二控制阀门(2)的流路(45)、以及设置在第一内部空间(80)内的薄膜所构成的第一控制阀门(1);
由注射器连接口(51)、第二空气通路(20)、第二内部空间(81)、连接第二内部空间(81)与注射器(50)的流路(46)、连接第二内部空间(81)与第一控制阀门(1)的流路(45)、以及设置在第二内部空间(80)内的薄膜所构成的第二控制阀门;
由排出口(70)、第三空气通路(21)、第三内部空间(82)、连接第三内部空间与排出口的流路(48)、连接第三内部空间(82)与注射器(50)的流路(47)、以及设置在第三内部空间(82)内的薄膜所构成的第三控制阀门(3);
由2个以上上述控制阀门形成的薄膜阀门本体结合而成的多通道薄膜阀门;
与上述薄膜阀门本体各自的注射器连接口(51)相连接的多个注射器(50);以及
使上述多个注射器(50)的活塞52工作的步进式马达(53)。
2.如权利要求1所述的多通道定量控制阀门装置,其特征为,包含使各流路(45)相互连接的连接流路(92),该流路(45)则连接在上述各薄膜阀门本体的内部形成的各通道的第一内部空间(80)与第二控制阀门(2)上。
3.如权利要求2所述的多通道定量控制阀门装置,其特征为,设置有将上述各薄膜阀门本体的内部形成的各通道的第二空气通路(20)相互连接的第二连接通路(90)。
4.如权利要求3所述的多通道定量控制阀门装置,其特征为,设置有将上述各薄膜阀门本体的内部形成的各通道的第三空气通路(21)相互连接的第三连接通路(91)。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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