CS213267B1 - Způsob dvoufázového odměřování roztoků a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Řeší se proces odměřování automatickými přetlakovými přelivnými pipetami postupným uplatněním dvou přetlakových pneumatických impulzů. Odpadá pak nutnost zajiěfovat stálou hladinu v zásobníku, ze kterého pipeta roztok odebírá. Princip spočívá v tom, že v primární fázi se tekutina ze zásobku, např. z láhve regulovaným přetlakovým vzduchem na principu monžíku do těla pipety vytlačí, v sekundární fázi se pak z těla přelivné pipety opět regulovaným přetlakovým vzduchem vypustí přičemž trubka přivádějící vzduch do zásobníku sahá k jeho dnu. K regulaci přetlaku vzduchu v primárním i sekundárním tlakovzdušném systému zavádí se proudící vzduch přiváděný v přebytku pod hladinu tekutiny v pomocné nádobce do žádoucích hloubek.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro odměřování přelivnými přetlakovými pipetami postupným použitím dvou přetlakových pneumatických imDulzů.

U všech dosavadních typů přelivných přetlakových i podtlakových pipet bylo zapotřebí standarisovat úroveň hladiny v zásobníku odměřované tekutiny vůči tělu pipety. K tomu účelu sloužily bu3 zásobníky upravené jako plovoucí nádobky ve vaně s konstantně udržovanou hladinou kapaliny neb zvláší upravené výklopné zásobníky, popřípadě systémy založené na principu iíariotte-ových láhví. To působilo komplikace pokud jde o prostorové uspořádání, snižovalo spolehlivost odměřování a představovalo faktor omezující používání přelivných pipet.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje předmět vynálezu. Podstata způsobu dvoufázového odměřování roztoku spočívá v postupném použití dvou přetlakových pneumatických impulzů, kdy v první fázi se tlakovým vzduchem prvního systému tekutina vytlačí ze zásobníku do těla přelivného odměřovacího ústrojí tlakovým vzduchem přivedeným ke dnu zásobníku získaným z prvního pneumatického systému. Ve druhé fázi se z těla přelivného odměřovacího ústrojí vytlačí do požadovaného prostoru tlakovým vzduchem získaným z druhého pneumatického systému. Velikost přetlaku pro druhý i první pneumatický systém se pri tom standardizuje odváděním přebytečného vzduchu, sváděného v obou případech pod hladinu kapaliny do hloubek odpovídajících požadovaným nátokovým výškám.

Podstata zařízení podle vynálezu je následující:

Přelivným odměřovacím ústrojím může být buň přelivná pipeta s odměrnou komůrkou, nebo přelivná pipeta kanálkového typu sestávající ze etoupacího přelivného a výtlačného kanálku. Stoupací kanálek u obou typů pipet je napojen na plnicí trubku procházející uzávěrem zásobníku pro odměřovaný roztok a zasahuje k jeho dnu. Výtlačný kanálek přechází ve výpustnou trubku zakončenou výpustkou ústící do sborníku pro odměřováni tekutiny. Uzávěrem zásobníku prochází též trubka pro přívod vzduchu, sahající rovněž ke dnu a komunikující se zdrojem přetlakového vzduchu a zároveň e trubkou pro regulaci přetlaku sahající pro limitování přetlaku pod hladinou tekutiny. Výtlačný kanálek stoupací kanálek přelivné pipety jsou horem propojeny se zdrojem nebo ovládacím zdrojem přetlakového vzduchu a současně s trubkou pro regulaci přetlaku v pipetě sahající opět pod hladinu v nádobě.

Výhodou popsaného způsobu a na něm založeného zařízení je v prvé řadě skutečnost, že nemusí být v zásobníku roztoku udržována konstantní hladina vůči tělu pipety. Funkce systému je čistě hydraulicko-pneumatická, odpadají tedy jakékoliv mechanické prvky, kde tření může způsobit poruchy v činnosti. Zejména pak vstupuje do popředí výhoda systému, jde-li o to, současně odměřovat řadu různých roztoků. Příslušné odměřovací ústrojí lze totiž ovládat společným zdrojem pneumatických impulzů a společným zařízením pro regulaci přetlaku.

Zařízení je znázorněno na výkresu, který ukazuje předmětné zařízení pro odměřování jediného roztoku, doplněné směšovacím zařízením pro přimícháváni roztoku ke vzorku.

Podstatu zařízení tvoří přelivná , v uvedeném příkladě kanálková pipeta 1. Pozůstává ze stoupacího kanálku £ a výtlačného kanálku £, kteréžto kanálky jsou propojeny od stoupacího kanálku 2 Šikmo ŮOlfi 91DŠřujíCÍm přepadovým kanálkem χ. Výtlačný kanálek £ spodem navazuje na výpustnou trubku £ ve tvaru 0, která v úrovní nad horním ústím přepadového kanálku 2 je zakonče-.

na výpustkou £ ústící do sborníku 2 pro odměřovanou tekutinu. Stoupací kanálek 2 je spodem

1 3 2 β 7 zapojen na plnicí trubku 8 procházejí uzávěrem 2 zásobníku 10 pro odměřovaný roztok. Za zásobník 10 může sloužit např. běžná láhev, kde za uzávěr £ poslouží např. pryžová zátka. Plnicí trubka 8 je vyvedena ke dnu zásobníku 10. Uzávěrem £ prochází dále trubka 12 pro přívod vzduchu, která, což je podstatné, je přivedena rovněž ke dnu 11 zásobníku 10 může ke dnu zasahovat i trubka 24 pro doplňování roztoku s nálevkou 25. kterážto trubka 24 je rovněž vedena uzávěrem 2· Kromě toho může uzávěrem 2 procházet i odvzduěňovací trubka 26. uzavřená kolíkem 27. Trubka 12 pro přívod vzduchu komunikuje jednak s ventilem pro primární impulz a přes zúžení 22 ee zdrojem 12 přetlakového vzduchu a s trubkou l£ pro regulaci přetlaku v zásobníku 10. Trubka 1£ je do hloubky 18 ponoření zavedena do nádobky 16 pro limitování přetlaku. Stoupací kanálek 2 i výtlačný kanálek £ jsou horem napojeny na potrubí 22 P^ro vyprazdňování pipety 1, kterážto komunikuje s ventilem 21 pro sekundární impulz a případně s trubkou lj pro regulaci přetlaku pipety 1, zasahující do nádobky 16, pro limitování přetlaku, do hloubky 22, a přes zúžení 22. ⁸® zdrojem 12 přetlakového vzduchu. Hloubka 22. ponoru trubky ΐχ pro regulaci přetlaku pipety 1 je volena tak, aby odpovídala vyprazdňovací nátokové výšce 34 pipety 1. Hloubka 18 ponoření trubky 14 pro regulaci přetlaku v zásobníku 10 je pak volena tak, aby odpovídala výšce 12 nad dnem 11 v zásobníku 10, přičemž výška 19 definuje úroveň, vůči níž musí vyústění výpustky 6 ležet výše a naopak horní ústí přepadového kanálku 2 do stoupacího kanálku 2 níže.

Zařízení pro odměřování roztoku se obyčejně a výhodou kombinuje se zařízením pro odměřování vzorku. Na přiloženém vyobrazení je znázorněna jedna z možných takových kombinací. Za sbor nik 2 pro odměřovanou tekutinu může sloužit aměáovač 20, do kterého je periodicky přiváděn přívodem 21 vzorek. Z kuželového dna směšovače 20 je vyveden kanálek 39 vyústěný do výpustné U-tru biče 35. zaústěné do sběrné trubky .36 pro vzorek s nadávkovaným roztokem. Nad úrovní kanálku 39 směšovače je do výpustné U-trubice 35 přivedeno potrubí 37 pro přívod vzduchu do směšovaše 20 napojené přes zúžení 38 na zdroj 13 tlakového vzduchu. Ze směšovače 20 je v úrovni pod ústím výpustky 6 vyvedena přepadová trubka 22. zaústěná nad hladinu nádobky 16 pro limitování přetlaku. Úroveň hladiny v této nádobce 16. která se tak plní přebytečným vzorkem, je udržována na stálé výši přepadem 22» ^z něhož štěká přebytečný vzorek do odpadu.

Zařízení pracuje následovně:

Předpokládá se, že od dříve je nádobka 16 pro limitování přetlaku po úroveň přepadu 23 naplněna vzorkem, že výpustná U-trubice 35 je zaplněna vzorkem s přídavkem roztoku a že výpustná trubka 2 přelivné pipety 1 je zaplněna odměřovaným roztokem. Zapínání zdroje 13 přetlakového vzduchu, který může být malé vzduchové čerpadlo etejně tak jako otvírání a zavírání ventilů 28 a 21 ⁸ též vypouštění vzorku přívodu 21 je programově řízeno. Nejprve ae zapíná zdroj 12 přetlakového vzduchu při zavřeném ventilku 28 a otevřeném ventilku 21· Trubkou 14 pro regulaci přetlaku v zásobníku 10 začne proudit vzduch a v trubce 12 pro přívod vzduchu se proto utvoří přetlak odpovídající hloubce 18 ponoření. Proto se na principu monžíku vytlačí roztok ze aásobníku 10 do přelivné pipety i, kde přeteče přepadovým kanálkem 2 úo výtlačného kanálku £, aniž by však vystoupil až do úrovně vyústění výpustky £. Tato podmínka je splněna právě tím, že trub ka 12 pro přívod vzduchu je vyvedena právě tak, jako plnicí trubka 2 ke dnu, či lěpe téměř ke dnu 11 zásobníku 10. Přetlak v prostoru nad tekutinou v zásobníku 10 je totiž vždy právě o tolik menší, o kolik je více zásobník 10 tekutinou naplněn a tak je konečná úroveň hladiny v pi213 267 potě 1 daná výškou 19 nad dnem po jejím naplnění dokonale reprodukovatelná. Mezitím se na krátkou dobu přívodem 21 vzorku přivádí tento do směšovače 20; Jeho provádění se skončí, jakmile vzorek v dostatěném přebytku přeteče přepadovou trubkou 22 do nádobky 16 pro limitování přetlaku a odtud přepadem 23 do odpadu. Vzorek ae při tom ve směšovači 20 v množství daném objemem nádobky směšovače 20 shromažSuje, poněvadž vzduch proudící zúžením 38 a potrubím 37 vytváří ve výpustné U-trubici 35 vzduchový polštář a proudí zároveň kanálkem 39 aby obstarával promíchání obsahu v nádobce směšovače 20. Poté se otevře ventil 28. čímž se zruší přetlak v trubce 12 a částečně i ve vzdušném prostoru v zásobníku 10 nad hladinou roztoku. Pak se uzavře ventil 31. takže přes zúžení 33 pronikne přetlakový vzduch, regulovaný trubkou 17 do potrubí 30 a odměřený roztok pipetou 1 se pžetlačí do směšovače 20, kde se promíchá se vzorkem. Nakonec se přeruší chod zdroje 13 přetlakového vzduchu a přetlak v celém rozvodu tlakového vzduchu se zruší dík otevřenému ventilu 28. Tím také unikne vzduch ze vzduchového prostoru ve výpustné U-trubici 35 a obsah směšovače 20 vyteče do sběrné trubky 36. Jde-li o to, doplnit roztok v zásobníku 10, uvolní se kolík 22 a potřebné množství roztoku se naleje do nálev·? ky 25. Kolík 27 se opět zasune.

Na výkresu je jako příklad uspořádání uveden systém s kanálkovou pipetou podle čs. autorského osvědčení č. 193 804. Samozřejmě může být na jejím místě použito jakékoli jiné přetlakové pipety. Byl také uveden případ, kdy se odměřuje jediný roztok. Zejména je však možné využít předmětného principu pro současné, popř. postupné odměřování celé řady roztoků, kdy pro každý roztok slouží k odměřování příslušný zásobník s pipetou, zatímco zdroj 13 přetlakového vzduchu, ovládací ventily, systém regulace přetlaku jakož i celý rozvod přetlakového vzduchu může být épolečný. Také programové řízení přetlakových impulzů pomocí ventilů je uvedeno jako příklad. Stejně je možné pro primární impulz a pro sekundární impulz použít dvou zvláštních čerpadel.

Způsob i zařízení může být použito pro automaticky pracující laboratorní aparatury všude kde je zapotřebí dávkovat roztoky činidel jako např. při automatizaci fotometrických stanovení, při automatizovaném měření iontově selektivními elektrodami apod.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob dvoufázového odměřování roztoků postupným použitím dvou přetlakových pneumatických impulzů, vyznačený tím, že v první fázi se tekutina vytlačí ze zásobníku do těla přelivného odměřovacího ústrojí tlakovým vzduchem přivedeným ke dnu zásobníku získaným z prvního pneumatického systému, ve druhé fázi se z těla přelivného odměřovacího ústrojí vytlačí do požadovaného prostoru tlakovým vzduchem získaným z druhého pneumatického systému, přičemž velikost přetlaku pro druhý i první pneumatický systém se standardizuje odváděním přebytečného vzduchu zaváděného v obou případech pod hladinu kapaliny do hloubek odpovídajících požadovaným nátokovým výškám.
2. 2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, obsahující zásobník, nejméně jednu přelivnou pipetu, jato např. pipetu s přelivnou komůrkou, nebo pipetu kanálkového typu a hydraulický regulátor přetlaku, vyznačený tím, že alespoň jedna přelivná pipeta (1) sestávající ze stoupacího kanálku (2), přepadového kanálku (3) a výtlačného kanálku (4) přecházejícího ve výpustnou

   213 267 trubku (5) zakončenou výpustkou (6) ústící do sborníku (7) pro odměřování tekutiny, má stoupací kanálek (2) napojen na plnicí trubku (8) procházející uzávěrem (9) zásobníku (10) pro odměřovaný roztok a sahající k jeho dnu (11) a uzávěrem (9) zásobníku (10) pro odměřovaný roztok a sahající k jeho dnu (11) a uzávěrem (9) prochází též trubka (12) pro přívod vzduchu, sahající rovněž ke dnu (11) a komunikující se zdrojem (13) přetlakového vzduchu a zároveň s trubkou (14) pro regulaci přetlaku zasahující do nádobky (16) pro limitování přetlaku pod hladinou (15), přičemž výtlačný kanálek (4) a stoupací kanálek (2) přelivné pipety (1) jsou horem propojeny se zdrojem (13) přetlakového vzduchu a současně a trubkou (17) pro regulaci přetlaku v přelivné pipetě (1) zasahující opět pod hladinu (15) v nádobce (16).
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že hloubka (18) ponoření trubky (14) pro regulaci přetlaku je stejná jako nátoková výška (19), tj. výška plnicí úrovnš nad dnem (11), kterážto plnicí úroveň je výše než zaústění přepadového kanálku (3) do stoupacího kanálku (2) a níže než ústí výústky (6) do eborníku (7).
4. 4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačené tím, že trubky (12) pro přívod vzduchu jednotlivých zásobníků (10) jsou propojeny a společně komunikují s jedinou trubkou (14) pro regulaci přetlaku zásobníků, popřípadě jsou propojeny i pneumatické obvody přelivných pipet (1), které tak komunikují společně a jedinou trubkou (17) pro regulaci přetlaku.