CS234397B1

CS234397B1 - Dispensing equipment, in particular for liquid analyzers

Info

Publication number: CS234397B1
Application number: CS913983A
Authority: CS
Inventors: Jan Batik
Original assignee: Jan Batik
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-04-16

Abstract

Vynález řeší dávkovači zařízení vhodné zejména pro dávkování malých objemů vzorků kapalin pro automatické analyzátory. Zařízení obsahuje odměrnou pipetu, alespoň jedno čerpadlo, dva troj čestné elektromagnetické ventily, pracovní nádobku a vypouštěcí prostředek, který může být tvořen buS druhým čerpadlem nebo jen přívodním potrubím vzduchu. Horní konec odměrné pipety je spojen přes první trojcestný elektromagnetický ventil jednak s čerpadlem, jednak s vypouštěcím prostředkem. Dolní konec odměrné pipety je spojen přes druhý trojcestný elektromagnetický ventil jednak s nádobkou se vzorkem, jednak s pracovní nádobkou. Čerpadla a elektromagnetické ventily mohou být napojeny na řídicí programovou jednotku.The invention provides a dosing device suitable in particular for dosing small volumes of liquid samples for automatic analyzers. The device comprises a measuring pipette, at least one pump, two three-way electromagnetic valves, a working container and a discharge means, which may be formed by a second pump or only an air supply pipe. The upper end of the measuring pipette is connected via the first three-way electromagnetic valve to both the pump and the discharge means. The lower end of the measuring pipette is connected via the second three-way electromagnetic valve to both the sample container and the working container. The pumps and electromagnetic valves may be connected to a control program unit.

Description

Vynález se týká dávkovacího zařízení, zejména pro analyzátory kapalin, pozůstávajícího z alespoň jednoho čerpadla, dvou trojčestných elektromagnetických ventilů, odmSrné pipety, pracovní nádobky a vypouštěcího prostředku.The invention relates to a metering device, in particular for liquid analyzers consisting of at least one pump, two three-way solenoid valves, a metering pipette, a working vessel and a discharge means.

Dosud se vzorky dávkují několika způsoby, například odměrnými nádobkami, dávkovacími čerpadly a pístovými dávkovači. Odměrné nádobky ve spojení s elektromagnetickým ventilem zaručují dobré dávkování pro větší objemy. Pro malé objemy se u nich začínají uplatňovat kapilární jevy, čímž se podstatně zhorěuje přesnost dávkování. Dávkovači čerpadla mají zase určitý mrtvý objem, který je nutno dokonale vypláchnout dávkovaným vzorkem, což s sebou přináší komplikace z důvodu neúměrně vysoké spotřeby vzorku. Pouze peristaltická čerpadla mrtvý prostor nemají, avšak jejich použití omezuje chemická odolnost materiálu pružných hadiček, která pro celou řadu chemikálií nevyhoví. Pístové dávkovače různého typu zaručují vysokou přesnost dávkování i malých objemů; jejich nevýhodou je věak značná mechanické složitost.So far, the samples have been dosed in several ways, for example by measuring vessels, metering pumps and piston dosers. Volumetric containers in conjunction with a solenoid valve ensure good dosing for larger volumes. For small volumes, capillary events are beginning to occur, thereby significantly deteriorating dosing accuracy. The dosing pumps, in turn, have a certain dead volume which must be thoroughly rinsed with the dosed sample, which entails complications due to the disproportionately high sample consumption. Only peristaltic pumps do not have a dead space, but their use limits the chemical resistance of the flexible tubing material, which does not suit many chemicals. Piston dispensers of various types guarantee high dosing accuracy even in small volumes; their disadvantage, however, is their considerable mechanical complexity.

Je také známo zařízeni pro dávkování kapalných vzorků obsahující dvě čerpadla, elektromagnetický ventil a odměrnou pipetu, jejíž zúžený konec je zaústěn do ohebné hadičky, zavedené volným koncem do dvoudílné nádoby a ovládané přestavníkem. I když toto zařízení překonává řadu uvedených nedostatků, jeho nevýhodou je, že je nutné zaručit určitou konkrétní polohu vzorku, pracovní nádobka, kam se vzorek dávkuje, nemůže být hermeticky uzavřená, vzorek se dávkuje výhradně vypláchnutím další kapalinou, což nemusí být vhodné pro každý případ.It is also known to dispense liquid samples comprising two pumps, a solenoid valve and a volumetric pipette, the tapered end of which is connected to a flexible tubing, inserted through the free end into a two-part vessel and operated by a displacement device. Although this device overcomes many of the above-mentioned drawbacks, it has the disadvantage that it is necessary to guarantee a particular specimen position, the working vessel where the sample is dispensed cannot be hermetically sealed, the sample is dispensed exclusively by rinsing with additional liquid. .

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje dávkovači zařízení, zejména pro analyzátory kapalin, sestávající z alespoň jednoho čerpadla, dvou troj čestných elektromagnetických ventilů, odměrné pipety a pracovní nádobky podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že horní konec odměrné pipety je spojen přes první trojcestný elektromagnetický ventil jednak s prvním čerpadlem vzorku, jednak s vypouětěcím prostředkem. Dolní konec odměrné pipety je spojen přes druhý trojcestný elektromagnetický ventil jednak s nádobkou se vzorkem, jednak s pracovní nádobkou. Dále je podstatou vynálezu to, Že vypouětěcí prostředek je tvořen buS druhým čerpadlem chemikálie spojeným se zásobníkem chemikálie, nebo přívodním potrubím vzduchu. Rovněž je podstatou vynálezu to, že ve speciálním případě jsou oba trojcestné elektromagnetická ventily mechanicky spojeny v jeden celek.These drawbacks are largely eliminated by a metering device, in particular for liquid analyzers, comprising at least one pump, two three-way solenoid valves, a metering pipette and a working vessel according to the invention. Its essence is that the upper end of the metering pipette is connected via a first three-way solenoid valve to both the first sample pump and the discharge means. The lower end of the volumetric pipette is connected via a second three-way solenoid valve to both the sample container and the working container. It is a further object of the invention that the discharge means is either a second chemical pump connected to the chemical reservoir or an air supply line. It is also an object of the invention that, in a special case, the two-way solenoid valves are mechanically connected together.

Základní výhodou tohoto provedení je přesné dávkování malých objemů kapalných vzorků při zachování značné mechanické jednoduchosti, nebol zařízení obsahuje pouze dva druhy známých a ověřených elektromechanických prvků: čerpadlo a trojcestný elektromagnetický ventil. Ke kompletaci dávkovacího zařízení lze s výhodou použít pístového dávkovacího čerpadla s magneticky ovládaným plstem podle čs. autorského osvědčení č, 217 119. Další výhodou je možnost hermetického uzavření pracovní nádobky, což má velký význam při práci s těkavými kapalinami nebo s kapalinami uvolňujícími agresivní či jedovaté plyny. K přednostem dávkovacího zařízení podle vynálezu patří i skutečnost, že nádobka se vzorkem může být umístěna v libovolné poloze, nebol odběr vzorku se uskutečňuje nuceně pomocí prvního čerpadla vzorku.The basic advantage of this embodiment is the accurate dosing of small volumes of liquid samples while maintaining considerable mechanical simplicity, since the device comprises only two types of known and verified electromechanical elements: a pump and a three-way solenoid valve. A piston dosing pump with a magnetically controlled felt according to U.S. Pat. Another advantage is the possibility of hermetically closing the working vessel, which is of great importance when working with volatile liquids or with liquids releasing aggressive or toxic gases. Advantages of the dosing device according to the invention include the fact that the sample container can be placed in any position, as the sampling is carried out by means of a first sample pump.

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněno příkladné uspořádání dávkovacího zařízení, zejména pro analyzátory kapalin. Na obr. i je zobrazeno základní provedení ae dvěma trojcestnými elektromagnetickými ventily, na obr. 2 je znázorněn vypouětěcí prostředek tvořený druhým čerpadlem chemikálie, na obr. 3 je znázorněn vypouětěcí prostředek tvořený přívodním potrubím vzduchu, obr. 4 znázorňuje takové provedení dávkovacího zařízení, u něhož jsou oba trojcestné elektromagnetické ventily spojeny v Jeden celek ventilu, přičemž tento celek je v základní poloze, zatímco na obr. 5 je celek ventilu v poloze vhodné pro dávkování vzorku do pracovní nádobky.The accompanying drawings show schematically an exemplary dispensing device arrangement, in particular for liquid analyzers. Fig. 1 shows the basic embodiment and two three-way solenoid valves; Fig. 2 shows the discharge means formed by the second chemical pump; Fig. 3 shows the discharge means formed by the air supply pipe; Fig. 4 shows such an embodiment of the dosing device; wherein the two three-way solenoid valves are connected in a single valve assembly, the assembly being in the basic position, while in Fig. 5 the valve assembly is in a position suitable for dispensing the sample into the working vessel.

Dávkovači zařízení, zejména pro analyzátory kapalin, znázorněné na obr. 1 , obsahuje odměrnou pipetu 10. která je spojena svým horním zúženým koncem přes první trojcestný elektromagnetický ventil 11 jednak s prvním čerpadlem 20 vzorku, jednak s vypouětěcím prostředkem 30. Dolní zúžený konec pipety 10 je spojen přes druhý troj čestný elektromagnetický ventil 12 jednak s nádobkou 40 se vzorkem, jednak s pracovní nádobkou 50. Do nádoby 21 pro odpad je zaústěno odpadní potrubí 22 vzorku, které spojuje první trojcestný elektromagnetický ventil 11 s nádobou 21 pro odpad přes první čerpadlo 20 vzorku. Nádobka 40 se vzorkem je s druhým trojcestným elektromagnetickým ventilem 12 spojena sacím potrubím 41 vzorku, zatímco do pracovní nádobky 50 ústí vypouStěoí potrubí 52. Pokud je pracovní nádobka 50 hermeticky uzavřená, je vybavena odvzduěňovacím potrubím 51.The metering device, in particular for the liquid analyzers shown in FIG. 1, comprises a metering pipette 10 which is connected by its upper constricted end via a first three-way solenoid valve 11 to a first sample pump 20 and a discharge means 30. is connected via the second three-way solenoid valve 12 to both the sample container 40 and the working container 50. The waste container 21 is provided with a sample discharge pipe 22 connecting the first three-way solenoid valve 11 to the waste container 21 via the first pump 20 sample. The sample container 40 is connected to the second three-way solenoid valve 12 by the sample intake line 41, while a discharge pipe 52 opens into the working container 50. When the working container 50 is hermetically sealed, it is provided with a vent line 51.

Vzorek se nasává sacím potrubím 41 vzorku z nádobky 40 se vzorkem přes druhý trojceatný elektromagnetický ventil 12. odměrnou pipetu 10 a první trojcestný elektromagnetický ventil 11 odpadním potrubím 22 vzorku do prvního čerpadla 20 vzorku, které vzorek přečerpává do nádoby 21 pro odpad. Po dokonalém propláchnutí odměrné pipety 10 přestane první čerpadlo 20 vzorku čerpat a první trojcestný elektromagnetický ventil 11 i druhý trojcestný elektromagnetický ventil 12 se přepnou do druhé polohy. Vzorek se pomocí vypouštěcího prostředku JO., spojeného s prvním trojcestným elektromagnetickým ventilem 11 . vypustí z odměřné pipety 10 přes druhý trojcestný elektromagnetický ventil 12 do pracovní nádobky 22·The sample is sucked through the sample intake line 41 from the sample container 40 through a second three-way solenoid valve 12, a volumetric pipette 10 and a first three-way solenoid valve 11 through the sample line 22 into a first sample pump 20 which pumps the sample into a waste container 21. After thoroughly flushing the metering pipette 10, the first sample pump 20 stops pumping and the first three-way solenoid valve 11 and the second three-way solenoid valve 12 are switched to a second position. The sample is discharged by means of a discharge means 10 connected to the first three-way solenoid valve 11. discharges from the metering pipette 10 through the second three-way solenoid valve 12 into the working vessel 22;

Na obr. 2 je znázorněn vypouětěcl prostředek 30 vzorku, který je tvořen druhým čerpadlem 31 chemikálie se zásobníkem 32 chemikálie. Druhé čerpadlo 31 chemikálie je spojeno pomocí potrubí 33 chemikálie s prvním trojcestným elektromagnetickým ventilem 11. Vzorek obsažený v odměrné pipetě 10 se pomocí druhého čerpadle 31 vytlačuje chemikálií nasávanou ze zásobníku 32 chemikálie.In Fig. 2, the sample means 30 is discharged, consisting of a second chemical pump 31 with a chemical reservoir 32. The second chemical pump 31 is connected via the chemical line 33 to the first three-way solenoid valve 11. The sample contained in the metering pipette 10 is discharged by the chemical pump sucked from the chemical container 32 by the second pump 31.

Obr. 3 zachycuje vypouětěcl prostředek 30 vzorku, tvořený pouze přívodním potrubím Ji vzduchu, která je spojeno s prvním trojcestným elektromagnetickým ventilem 11. Vzorek obsažený v odměrné pipetě 10 pak volně vytéká v důsledku výěkové diference mezi prvním trojcestným elektromagnetickým ventilem 11 a druhým trojcestným elektromagnetickým ventilem 12.Giant. 3, the sample means 30, consisting only of the air inlet duct 11 which is connected to the first three-way solenoid valve 11, receives the sample.

Na obr. 4 a 5 je znázorněno provedení, u něhož jsou oba trojcestné elektromagnetické ventily mechanicky spojeny v jeden celek 13 ventilu, kteřý je tvořen pevnou deskou 15. zakotvenou v podložce 14. posuvnou deskou 16, přítlačným prvkem 17 a ovládacím elektromagnetickým prvkem 18. Obr. 4 znázorňuje dávkovači zařízení ve fázi proplachování odměrné pipety 12 vzorkem, zatímco obr. 5 zachycuje fázi dávkování vzorku do pracovní nádobky 50 při přesunuté' posuvné desce 16. Přímočarý posun posuvné desky 16 je vyrovnán v tomto případě ohebností hadiček, z nichž je zhotoveno sací potrubí 41 vzorku, potrubí 33 chemikálie, odpadní potrubí 22 vzorku a vypouštěcí potrubí 52.Figures 4 and 5 show an embodiment in which the two three-way solenoid valves are mechanically connected to a single valve assembly 13, which is formed by a fixed plate 15 anchored in the support 14 by a sliding plate 16, a thrust element 17 and a control electromagnetic element 18. Giant. 4 shows the dispensing device in the phase of flushing the volumetric pipette 12 with the sample, while FIG. 5 shows the phase of dispensing the sample into the working container 50 with the displaceable plate 16. The linear displacement of the displaceable plate 16 is compensated in this case. 41 of the sample, the chemical line 33, the sample discharge line 22 and the discharge line 52.

Chod prvního čerpadla 20 vzorku, eventuálně druhého čerpadla 31 chemikálie, prvního trojcestného elektromagnetického ventilu 11 . druhého trojcestného elektromagnetického ventilu 12 nebo případně celku 13 ventilu může být programově řízen nezakreslenou řídicí jednotkou.Operation of the first sample pump 20, possibly the second chemical pump 31, of the first three-way solenoid valve 11. The second three-way solenoid valve 12 or, optionally, the valve assembly 13 can be programmatically controlled by a control unit (not shown).

Dávkovači zařízení je určeno zejména pro automatické analyzátory kapalin, u nichž je zapotřebí přesně dávkovat malé objemy vzorků. Principu zařízení věak lze využít i pro dávkování velkých objemů různých druhů činidel do procesů například v chemickém průmyslu.The dosing device is designed especially for automatic liquid analyzers, in which small volumes of samples need to be accurately dosed. The device principle can also be used to dispense large volumes of different types of reagents into processes, for example in the chemical industry.

Claims

Dispensing device, in particular for liquid analyzers, comprising at least one pump, two three-way solenoid valves, a volumetric pipette and a working vessel, characterized in that the upper end of the volumetric pipette (10) is connected via a three-way solenoid valve (11) to a first sample pump (20), on the one hand, with a sample discharge means (30), while the lower end of the metering pipette (10) is connected via a second three-way solenoid valve (12) to both the sample container (40) and the working container (50) .

Dispensing device according to claim 1, characterized in that the discharge means (30) consists of a second chemical pump (31) connected to the chemical reservoir (32) and to the first three-way solenoid valve (11).

Dispensing device according to claim 1, characterized in that the discharge means (30) is formed by an air supply line (34) connected to the first three-way solenoid valve (11).

Dispensing device according to Claims 1 and 2, characterized in that the first three-way solenoid valve (11) and the second three-way solenoid valve (12) are mechanically connected to one valve unit (13).