CS227189A3 - Pipette - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je ipMtsá. pipeta tvořící laboratorní pří-stroj a sloužící k odebírání, přenášení a dávkování kapaliny opřesně určeném objemu. Z patentového popisu NSR č. 2,921.442 je známa FS5S3- pipetas regulovatelným objemem, která se skládá z krytu tvořícího zá-roveň její držák obsahující na dolním konci válec spojený s trub-kovými koncovkami, z ve válci umístěného pístu stlačovaného dolůpomocí ovladače a dříku pístu působícího proti síle vzbuzovanépružinou, která způsobuje návrat pístu do horní polohy, z hornídorazové objímky s vnitřním závitem, která je našroubována na zá-vit dříku pístu a zaručuje horní polohu pístu. Horní objímka a krytmají mezi sebou spolupracující drážku/výstupek, které znemožňu-jí otáčení, ale umožňují pohyb objímky podél dříku pístu, takžepo otočení tlačítka určujícího horní polohu pístu áe může objím-ka přesunout nahoru a dolů vůči dříku pístu a mění se objem pipe-ty, který je indikován na stupnici v krytu. Při pipetování se stiskne ovladač, což způsobí pohyb objímkya pístu dolů, až se ovladač dotlačí do opěry. Počínaje od tohotomísta je možné další zatlačení ovladače pístu spolu s částí opě-ry umístěné mimo kryt. Pohyb pístu vzhůru omezuje příruba v kry-tu, ke které přilehne horní omezující objímka po návratu pistudo horní polohy. Z jiného patentového popisu NSR č.2,549.477 je známo ručnípipetovací zařízení, které se skládá ze štíhlého kuželového těle-sa, jehož horní část plní funkci rukojeti a dolní část je zakon-čena výstupní přírubou vyčnívající mimo těleso, na které se nasa-zuje výměnná pracovní koncovka pipety. Uvnitř tělesa je dávkova-či mechanizmus, který se uvádí do Činnosti tlačítkem vyčnívajícímnad horní část tělesa. Mechanizmus pipety se skládá v principuz několika funkčních celků situovaných na jedné ose probíhajícípodél celé osy symetrie pipety. Horní část mechanizmu tvoří jed-notka odměřování objemu dávky. Tato jednotka se skládá z dříku,na jehož konci je ovladač vyčnívající nad těleso, vratné pružinynasazené na dříku a z omezovače s otvorem ve dnu, kterým prochá-zí konec dříku. V dolní části ve výšce omezovače na obvodu dříkuje šest symetricky rozestavených zarážek v páre.ch ve třech růz-ných výškách, které znamenají tři různé délky zdvihu pistu. Ve dně omezovače jsou naopak vyvrtány průchozí kanálky odpovídající roz-teči dvou párů zarážek. Nad omezovačem je do tělesa zašroubovánpevný kroužek určující horní základní polohu pístu a celého me-chanizmu. Tento kroužek a omezovač jsou provedeny jako permanentnímagnety. V klidu vlivem magnetického pole přiléhá mechanizmus o- “ mezovače svým horním obvodem příruby ke kroužkovému dorazu.

Jiné řešeni je známo z patentového popisu USA č. 4,009.611. ? Mechanizmy pipetování a výtoku jsou sice na jedné ose, ale jsouúplně odděleny od mechanizmu shazování pracovní koncovky.

Pipeta popsaná v patentovém spise USA č. 4,009·611 má válcovétěleso tvořící rukojet a postupně vně se zužující válec, který jeprodloužením tohoto tělesa s nasazenou na něm rovněž se zužujícíobjímkou vyhazovače. Uvnitř tělesa je umístěn druhý dřík zakonče-ný rovněž dlouhým tyčovým plunžrem zasazeným ve válci a na obvo-dě utěsněným od, horní části systému. V horní části je do tělesa vlisována objímka, jejíž délka ur-čuje zdvih pístu. Pod objímkou je pohyblivý kroužek navlečený nadřík a dotlačovaný zdola spirálovou pružinou tak, že tvoří roze-bíratelné dno objímky. Pod kroužkem je druhá objímka, rovněž na-trvalo vlisovaná do tělesa. Uvnitř této objímky je vratná pruži-na nasazená na dřík, opřená dolním koncem o dno tělesa a hornímo obvodový omezovač upevněný na dřík pod kroužkem tvořícím dnohorní objímky. Horní konec dříku přechází dovnitř horní objímkya vyčnívá nad těleso, kde je dřík ukončen ovladačem. Ovladač máv příčném řezu tvar pravoúhlého trojúhelníka se zaoblenou a rý-hovanou odvěsnou pro lepší oporu prstu. Na dříku v oblasti hor-ní objímky je upevněn kroužkový doraz, který - je-li mechanizmusv klidu - je dotlačován vratnými pružinami k horní vnitřní stěnětělesa.

Kromě toho je známa z polské patentové přihlášky č. P 242.647laboratorní mikropipeta k odběru a dávkování určitých objemů ka-palin s velmi vysokou přesností. Laboratorní mikropipeta je vyz-načena tím, Že v horní části dvoudílného rozebíratelného tělesanad pístem je přepážka, pod níž je umístěna hlavní pružina spo-lupracující s pístem.

Nad přepážkou je pomocná pružina působící na objímku umístě-nou centricky a pohyblivě uvnitř regulační objímky zdvihu pístua je zašroubována do otvoru horní Části tělesa nad pomocnou pru-žinou. Uvnitř objímky je umístěn centricky pohyblivý dřík pístu S hlavicí ovladače. ’ ’ ' ’ "

Známé pipety mají komplikovanou konstrukci, protože obsahujívelké množství součástek. Kromě toho u současných řešení pipetpohybu ovladače v celé jeho délce je přiřazen pohyb pístu.. Barié-ru síly tu představuje ohýbající se doraz. Způsobuje to nebezpe-čí slabšího nebo silnějšího přítlaku v obavě o nepřekročení silo-vé bariéry, nejsou tu dostatečně rozděleny pohybové fáze ovládá- .če, což způsobuje, že není plná záruka přesné reprodukovatelnostivýsledků při odebírání kapalíny.

Pipeta podle vynálezu je vyznačena tím, že centrálně v ose sy-metrie tělesa krytu přímo pod ovladačem je kalibrační jednotka.

Kalibrační jednotka obsahuje mnohastupňovou kalibrační objím-ku opírající se o vnitřní výstupek tělesa krytu, která je znehyb-něná shora dorazem zašroubovaným do tělesa krytu. Uvnitř kalibrač-ní objímky je suvně upevněn a spojen s ovladačem dřík, umístěnýuvnitř podélné objímky tvořící posouvač, který se -shora svou pří-rubou opírá o čelo dorazu zašroubovaného do vnitřního závitu ka- .librační objímky. Shora je vyvíjen tlak na přírubu táhla na výto-kovou pružinu, která se nahoře opírá o stupňovitou podložku zne-,hybněnou kroužkem vloženým do výřezu dříku. Dolní část táhla.sestýká s přírubou pístu, přičemž mezi přírubou pístu a koncem dří-ku je úzká mezera. Vnitřní dolní příruba kalibrační objímky tvo-ří opěrný bod pro táhlo, které se pohybuje dolů společně s dříkem.Píst pipety se skládá ze dvoustupňové příruby, dílu ve tvaru ko-molého kužele obráceného menším průměrem ve směru podélného dříkupístu zakončeného dolní kuželovou částí. V místě spojení tělesakrytu s dříkem je systém těsněni pístu skládající se z matice,do jejíhož vnitřního závituj je zašroubována objímka s přírubou tvo-řící doraz, který přes objímku dotlačuje do čela dříku kroužeka těsnící objímku. U druhé verse pipety podle vynálezu se skládápíst z dvoustupňové příruby , krátké válcové .části,, podélného ..dří-ku a tenkého dříku pístu. V místě spojení tělesa krytu s dříkemse nachází systém těsnění pístu skládající se z matice v níž jenašroubován doraz, který pak přes pružinu vyvozuje tlak na dora-zovou objímku, která vsunuta do otvoru dříku přitlačuje k čeludříku kroužek a těsnicí objímku. Ovladač pipety má tvar okrouhléz jedné strany uzavřené objímky, ke které zevnitř je upevněn dřík, vně mě kryt vyrobený z průhledné umělé hmoty. Nahoře okolo obvo-du ovladače je pravoúhlá drážka, ve které je umístěn informačnípásek.

Pipeta podle vynálezu díky jednoduché konstrukci je při výro-bě technologicky jednodušší.

Kromě toho pipeta podle vynálezu s použitím kalibračního sys-tému umožňuje při zatlačování ovladače dolů rozdělení tří pohybo-vých fází a jejich oddělení dvěma silovými bariérami, kdy pouzeběhem první a třetí pohybové fáze ovladače se píst pohybuje. V dru-hé pohybové fázi pístu vykonává se jalový pohyb pipety, který od-děluje cyklus dávkování od cyklu vypouštění.

Taková vlastnost pipety zajištuje, že při práci jsou výsledkypři odběru kapalin dosahovány s vysokou opakovaností. Předmět vynálezu je znázorněn na příkladu provedení na výkre-se, na kterém obr. 1 představuje rrawn pipetu v celkovém pohle-du, obr. 2 a 3 rovnou pipetu s delším pracovním cyklem v podélnémřezu.·, obr. 4 a 5 rovnou pipetu s kratším pracovním cyklem v podél- -i némřezu, obr. 6 kalibrační jednotku v klidovém stavu a osovémřezu, obr. 7 kalibrační jednotku v první fázi pohybu ovladače··'v o-sovém řezu, obr. 8 kalibrační jednotku v druhé fázi pohybu ovla-dače a obr. 9 znázorňuje kalibrační jednotku ve třetí fázi pohy- % bu ovladače v osovém řezu. Ϊ

Obr. 1,2 a 3 představuje pipetu sloužící k odběru kapa- $ lin v rozmezí od 100 do 1000. ml. Skládá se z okrouhlého tělesakrytu z umělé hmoty, který tvoří současně rukojeí pro osoby,které ji obsluhují. Do dolní Části tělesa krytu j_ je upevněn dřík3, pomocí okrouhlé matice 2 zašroubované na konec tělesa krytu J_,který má tvar mnohastupňové prodloužené objímky. Uvnitř matice 2je systém těsnění plunžru 4, který se skládá z dorazu 5. ve tvaruobjímky s přírubou. Doraz 5, našroubovaný do vnitřního závitu ma-tice 2 přes objímku 6 přitlačuje do čela dříku 3. kroužek 7 a těs-nicí objímku 8, které spolu těsní dřík. plunžru 4 posouvajícího sev otvoru dříku 3. Volný konec dříku je přizpůsoben k nasazová-ní koncovky odběru kapaliny, která na obrázku není zakreslena.

Uvnitř tělesa krytu tvořícího válec 9 je umístěn plunžr 4.

Plunžr £ se skládá z dvoustupňové příruby 10 spojené s kuželovoučástí 11 zužující se směrem dolů, dále z válcové části tvořícídřík 21, který má dole rovněž kuželovou část 12 zužující se smě- · -5- rem dolů. Na kuželové straně části 11. opíraje se o přírubu 10z jedné strany a o doraz £ z druhé strany je válcová pružina 1 3zvedající plunžr 4. Shora tlačí na přírubu 10 táhlo 14 s dříkem1 5, na jehož horním konci je upevněn ovladač 16, přičemž pohybtáhla 14 a dříku 15 přímo spolu nesouvisí. Dřík 15 má tvar dvou-stupňové kulaté tyče, která má jedno vybrání v místě upevnění ov-ladače 16 a druhé v místě upevnění kroužku 1? a stupňovité podlož-ky J_g. Přímo pod ovladačem 16 je kalibrační jednotka, která určujepro plunžr 4. jednotlivé pohybové fáze a obsahuje dovnitř tělěsakrytu vloženou vícestupňovou kalibrační objímku J_2, .do které jezašroubován krátký doraz 20 ve tvaru objímky. Uvnitř kalibračníjednotky je umístěn dřík 15 svým větším průměrem ve středu podél-ného táhla 14 ve tvaru stupňové objímky,které shora je přitlačo-váno k přírubě dříku 15 výstupní pružinou 22. Příruba táhla 14se v klidu opírá o čelo krátkého dorazu 20. Současně na táhlo 14tlačí zdola přes přírubu 10 zvedací pružina 13,přičemž mezi pří-rubou 10 a koncem dříku 15' je zachována- úzké mezera 23» Vnitrnípříruba kalibrační objímky 19 určuje místo dolního dorazu pro do-lů se posouvající táhlo 14 s dříkem 15» Kalibrační jednotka jeuzavřena shora do vnitřního závitu; tělesa krytu J_ zašroubovaným dorazem 24 ve tvaru kroužku, který znehybňuje shora kalibračníobjímku 19» Současně se o stupňovou podložku 18 posouvající sedolů společně s dříkem 15 opírá pružina 22, které spolu s dříkem;?.15 se přesouvá vůči kalibrační objímce 19.

Na konci dříku 15 je upevněn ovladač 16 sloužící k uvedenípipety do pohybu a posouvající se v . tělese krytu JL Ovladač 16má tvar okrouhlé shora uzavřené objímky. Z vnější strany je naovladač 16 nasazen kryt 25 ovladače 16 z průhledné umělé hmoty. V horní části okolo svého obvodu má ovladač 16 pravoúhloudrážku 26, ve které je umístěn informační pásek 27 indikujícíobjem pipety. V horní části tělesa krytu J_vmístě, kde je zamontován ovla-dač 16 jsou po bou stranách tělesa krytu situovány držáky 28ve tvaru křidélek s polokruhovými dolními plochami, které usnadňu-jí ovládání pipety a tvoří s tělesem krytu _1_ rukojeí jako jedencelek. Oba držáky 28 jsou přikryty pravoúhlým krytem 29'»

Obr. 1,4 a 5 znázorňují rovnou pipetu k odběru malých množstvíkapaliny v rozsahu 5-50 ml, která se liší konstrukcí plunžru 4způsobem těsnění plunžru £ v dříku £ a má dlouhý doraz 30. Plunžr4 má tvar vícestupňového dříku a skládá se z dvoustupňové příru-by 10, o kterou se opírá zvedací pružina 13 a dále z krátké vál-cové části 31 zakončené podélným dříkem 32. na jehož konci je ten-ký dřík 2£, který se posouvá v otvoru dříku 2· V místě spojenítělesa krytu £ s dříkem 3 je těsnicí jednotka dříku 21 sestáva-jící z matice 6 našroubované na těleso krytu £, uvnitř které jezašroubován doraz.; 5 ve tvaru objímky se zvednutou přírubou,o nižse opírá zvedací pružina 13. Doraz přes pružinu 33 vytváří tlakna přítlačnou objímku 34, která je zasunuta do centrálního otvo-ru dříku £ a tlačí k Čelu dříku 3 kroužek 35 a těsnicí objímku 36která těsní dřík 21 posouvající se v druhém otvoru dříku J. Výše uvedená pipeta pracuje následujícím způsobem: při stlačování ovladače dolů lze rozlišit tři pohybové fáze rozděle-né mezi setou dvěma silovými bariérami.

Na obr. 6 je znázorněna kalibrační jednotka pipety v klidu,když. je ovladač ££ vysunut, obr. 7 představuje první fázi pohybuovladače £6.Stlačováním ovladače 1S se pohybuje dolů táhlo 14.Příruba táhla 14 se oddělí od povrchu dorazu 20 nebo 30. Táhlo 14pohání plunžr 4 a způsobí ohyb zvedací pružiny 13« První fáze po-hybu končí, když. se příruba táhla 14 opře o dolní výstupek kalib-rační objímky 19. Nyní vnímáme první silovou bariéru. Po uvolně-ní ovladače 16 v této pohybové fázi následuje odběr kapaliny.

Obr. 8 znázorňuje druhou pohybovou fázi ovladače £6. Při stlače-ní ovladače 16 je třeba překonat sílu pružiny 22 výtoku, což způ-sobí pocit první silové bariéry. Po jejím překonání způsobí pohybovladače 16 přemístění dříku £5 vůči nepohybujícímu se.táhlu 14.Ohýbá se pružina 22 výtoku a plunžr 4 zůstává v klidu. Druhá po-hybová fáze trvá do okamžiku styku čela dříku 15 s přírubou 10plunžru. Lze.pocítit druhou silovou bariéru. Druhá pohybová fá-ze je oddělena od první a třetí silovou bariérou. V této pohybo-vé fázi nenastává žádná fupkce pipety, je to fáze ochranná.

Obr. 9 znázorňuje třetí pohybovou fázi ovladače £6. Po stisk-nutí ovladače 16 je třeba překonat druhou silovou bariéru. V okam-žiku kdy plunžr 4 začíná být poháněn čelem dříku £5, obě pružiny -7- zvedací i~výtokové -13.-a- 22 -začínají .fungovat paralelně a ne jakodosud sériově. Napětí zvedací pružiny 13 se sčítá s napětím výto-kové pružiny 22. Po překonání druhé silové bariéry dřík 15 poháníplunžr 4 do okamžiku, až ovladač 16 se opře o doraz 24. Následujekonec pohybu. Tato přídavná pohybová fáze slouží k úplnému očiš-tění pipety od kapaliny. Jen první a třetí pohybové fázi je při-řazen pohyb plunžru 4 dolů. Proto při stiskování ovladače 16 zaúčelem odběru kapaliny je třeba vždy překonat první silovou bariéru a ovladač 16 zadržet před druhou silovou bariérou. Zajišťujeto vysokou opakovatelnost výsledků.

Claims (3)

1. -8- PATENTOVÉ NÁROKY i , 1. 2. 3· . T ! Rwaá pipeta skládající se z okrouhlého krytu tvořícího součas-ně její rukojet, obsahující na svém dolním konci trubkový ví-cestupňový dřík spojený s krytem, v níž se nalézá plunžr vetvaru kulaté tyče, ovladač, rovný dřík. a hlavní pružina, druhápomocná pružina a pohyblivá objímka umístěná na dříku v horníčásti krytu vyznačená tím, že centrálně v ose symetrietělesa krytu /1/ přímo pod ovladačem /16/ je kalibrační jed-notka obsahující mnohastupňovou kalibrační objímku /19/ opíra-jící se o vnitřní výstupek tělesa krytu /1/, která je znehyb-něna zhořa dorazem /24/ zašroubovaným do tělesa krytu /1/, uv-nitř níž je upevněn posuvně dřík /15/ spojený s ovladačem /16/umístěný uvnitř podélné objímky tvořící táhlo /14/, které seshora svou přírubou opírá o čelo dorazu /30/ zašroubovanéhodo vnitřního závitu kalibrační objímky /19/, současně na pří-rubu shora /14/ shora je vytvářen tlak na pružinu výtoku /22/,která se nahoře opírá o stupňovou podložku /18/, která je zne-hybněna kroužkem /17/ nasazeným do vybrání dříku /15/, součas-ně zdola se táhlo /14/ dotýká příruby plunžru /10/, přičemžmezi přírubou /10/ plunžru a koncem dříku /15/ όθ úzká mezera/23/, zatím co vnitřní dolní příruba kalibrační objímky /19/tvoří opěrný bod pro dolů se. posouvájící táhlo /14/ spolu s dří-kem. /15/. Pipeta podle bodu 1 vyznačená tím, že plunžr /4/ seskládá ze stupňovité příruby /10/, kuželové části /11/ ve tva-ru komolého kužele obráceného menším průměrem ve směru podél-ného dříku /21/ plunžru /4/ zakončeného druhou kuželovou čás-tí /12/, přičemž v místě spojení tělesa krytu /1/ s dříkem /3/je těsnicí jednotka /37/ plunžru /4/. Pipeta podle bodu 2 vyznačená tím, -že těsnicí jed-notka /37/ plunžru /4/ se skládá z matice /2/, která spojujezávitem těleso krytu /1/ s dříkem /3/,přičemž do 'vnitřního zá-vitu matice /2/ je zašroubována objímka s přírubou tvořící do-raz /5/, který přes objímku /6/ tlačí na čelo dříku /3/kroužek/7/ a těsnicí objímku /8/. aj > o O < C· iCJη <r r· w-< m .,'1 < cr. -9- 4'. Pipeta podle bodu 1 vy z nač e n. á tím,, že plunžr„/4/ seskládá ze dvoustupňové příruby /10/,krátké válcové části /31/,dále z podélného dříku /32/ a tenkého dříku plunžru /4/, při-čemž v místě spojení tělesa krytu /1/ s dříkem /3/ je těsnicíjednotka' fyi/ plunžru /4/.
2. 5. Pipeta podlé bodu 1 nebo 2 vyznačená tím, že těsnicíjednotka /yV plunžru /4/ se skládá z matice /2/, která spojujezávitem těleso krytu /1/ s dříkem /3/,uvnitř níž je doraz /5/,který přes pružinu /33/ tlačí na dorazovou objímku /34/, kterázasunuta do otvoru dříku /3/ vytváří tlak na čelo dříku /3/,kroužek /35/ a těsnicí objímku /36/*
3. 6. Pipeta podle bodu 1 vyznačená tím, že ovladač /16/má tvar okrouhlé, z jedné strany uzavřené objímky, do které jeuvnitř natrvalo upevněn dřík /15/, zevně má nasazen kryt /25/z průhledné umělé hmoty, přičemž nahoře okolo obvodu ovladače/16/ je pravoúhlá drážka /26/ve které je umístěn informačnípásek. 1 Φ Zástupce: 12. 06. 89 Z 2846