CS263185B1

CS263185B1 - Suction and dosing apparatus for liquids

Info

Publication number: CS263185B1
Application number: CS868380A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Ing Csc Dedik; Dagmar Mudr Csc Holomanova
Original assignee: Dedik Ladislav; Holomanova Dagmar
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS838086A1

Abstract

Riešenie sa týká vytesnenia neefektívneho priestoru a súčasného utesnenia pracovného piesta nasávacieho a dávkovacieho zariadenia kvapalín v pracovnom válci. Podstatou riešenia je, že neeťektívny priestor v privádzacom potrubí a priestor medzi pracovným piestom a pracovným valcom je vyplněný nasávanou kvapalinou pomocou pružnej membrány s predpatým labyrintom deformovanej vytesňovacím elementom. Nasávacie a dávkovacie zariadenie je možné použit pri konštrukcii odsávacích a dávkovacých pipiet a mikropipiet jedno-a viackanálových.The solution is to displace inefficient space and concurrent sealing suction and dosing device piston fluid in the working cylinder. The essence The solution is that non-protective space in the supply pipe and the space between the working piston and the working cylinder is filled with aspirated liquid using elastic membrane with a labyrinth deformed by the displacement element. suction and the dispensing device is possible used in the construction of aspiration and dosing devices single and multi channel pipettes and micropipettes.

Description

Vynález sa týká nasávacieho a dávkovacieho zariadenia kvapalín s vytesneniem neefektívneho priestoru a súčasným utesneniem pracovného piesta nasávacieho a dávkovacieho zariadenia kvapalín v pracovnom válci.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid suction and dosing device with a displacement of an inefficient space while simultaneously sealing the working piston of a liquid suction and dosing device in a working cylinder.

Doteraz známe riešenia problému vytesnenia neefektívneho priestoru odsávacích a dávkovačích zariadení kvapalín rešia tento problém iba čiastočne, znižovaním výrobnej tolerancie medzi piestom a pracovným valcom pri plestoch plunžerového typu bez tesnenia, alebo osadením konca piesta manžetovým těsněním. Nevýhodou piesta plunžerového typu je skutočnosť, že po opatření piesta alebo steny pracovného valca sa stává zariadenie funkčně nespósobilé.Hitherto known solutions to the problem of displacing the inefficient space of suction and dispensing devices of liquids only partially solve this problem, by reducing the manufacturing tolerance between the piston and the working cylinder for plunger-type felt without sealing, or by fitting the end of the piston with a cuff seal. A drawback of the plunger-type piston is that, after providing the piston or the working cylinder wall, the device becomes functionally unsuitable.

Pri utěsnění piesta manžetou je utesnenie sice vyhovujúce, avšak a ohladom na malé priemery piesta technicky velmi náročné a prevádzkovo Iahko zranitelné. Pri oboch spósoboch je zariadenie velmi citlivé na kuželovú gfiybu pracovného valca, ktorý sa předpokládá vyhotovený vo vysokej kvalitě povrchu z materiálov zaručujúcich presnú geometriu valca například skla. Obidva tieto spósoby však neriešia problematiku mrtvého priestoru v privádzacom potrubí, čo spósobuje ich značnú prevádzkovú nespolahlivosť.While sealing the piston with a cuff, the seal is satisfactory, but due to the small piston diameters it is technically very demanding and operationally vulnerable. In both methods, the device is very sensitive to the tapered cylinder of the work roll, which is assumed to be made in a high surface quality of materials guaranteeing the exact geometry of the roll of, for example, glass. However, both of these methods do not solve the dead space problem in the supply line, which causes them to be highly operationally unreliable.

Uvedené nevýhody sú odstránené odsávacím a dávkovacím zariadením kvapalín podlá vynálezu, ktorého podstata je, že vyplňuje neefektívny priestor v privádzacom potrubí a v priestore medzi dávkovacím pracovným piestom a pracovným valcom nasávanou kvapalinou za pomoci pružnej membrány s predpStým labyrintom, deformovanej vytesňovacím elementom, pričom vzduch z týchto priestorov je koncentrovaný do záměrně vytvořeného kuželového priestoru pod tesniacou membránou, ktorá po ukončení dávkovania odstráni kvapalinu z neefektívnych priestorov zariadenia pretlakom vzduchového vankúša, ktorý z kuželového preistoru vypudí pružná membrána za pomoci vytesňovacieho elementu. Pri vytěsňovaní neefektívneho priestoru pracovnou nasávanou kvapalinou i pri jej vypudzovaní z týchto priestorov předpokládáme, že pracovný dávkovači piest je úplné Zasunutý v pracovnom válci. Ak mechanicky zabezpečíme, aby sa piest pohyboval iba mimo vzduchového vankúša, dosiahneme spolahlivú funkciu nasávacieho a dávkovacieho zariadenia pri dalšom nasávaní a dávkovaní kvapaliny pohybom pracovného piesta v pracovnom válci. Pretože pri deformácii membránového tesnenia dochádza i k zvSčšeniu tesniaceho otvoru membrány s labyrintom, předpokládáme, že je konštrukčné riešená ako labyrint bez vóle obopí^ajúci pracovný piest i pri jej deformácii vytesňovacím elementom.These drawbacks are overcome by the liquid aspirating and dispensing device of the present invention which fills an inefficient space in the supply line and in the space between the dispensing working piston and the working cylinder sucked in by a flexible diaphragm with a pre-stressed labyrinth deformed by the displacement element. of the space is concentrated into a deliberately formed conical space below the sealing membrane, which upon completion of dosing removes liquid from the inefficient spaces of the device by overpressing the air cushion which expels the flexible membrane from the conical space by means of a displacement element. When displacing the inefficient space with the working suction fluid and expelling it from these spaces, it is assumed that the working dispensing piston is fully inserted in the working cylinder. By mechanically ensuring that the piston moves only outside the air cushion, a reliable function of the suction and dosing device is achieved in the subsequent suction and dosing of the liquid by moving the working piston in the working cylinder. Since the sealing of the diaphragm seal also increases with the labyrinth of the diaphragm seal, it is assumed that it is designed as a labyrinth without a clearance around the working piston, even when deformed by the displacement element.

»»

Vytesnenie neefektívneho priestoru a súčasné utesnenie piesta nasávacieho a dávkovacieho zariadenia s membránovým těsněním nevyžaduje přísné válcový tvar pracovného valca ]_ nemusí pri ňom dochádzať k priamemu styku piesta s pracovným valcom. Tým, že pracovná kvapalina zaujímá plné neefektývny priestor, blíži sa nasávacie a dávkovačie zariadenie s pružnou membránou ideálnemu bezvólovému zariadeniu bez neefektývnych priestorov. To má za následok vysoků presnosť dávkovania i nasávania pracovnej kvapaliny. Jednoduchost konštrukcie membrány ako tesniaceho elementu prináša minimálně náklady na opravu zariadenia vplyvom jej netěsnosti výměnou za novů. Zariadenie nevyžaduje přísné válcový tvar pracovného valca, ani vysoků kvalitu jeho povrchu.The displacement of the inefficient space and the simultaneous sealing of the piston of the suction and metering device with the membrane seal do not require a strict cylindrical shape of the working cylinder. As the working fluid occupies a full inefficient space, the suction and dosing device with a flexible membrane approaches an ideal free-flow device without inefficient spaces. This results in high dosing and suction accuracy of the working fluid. The simplicity of construction of the membrane as a sealing element brings at least the cost of repairing the device due to its leakage in exchange for new ones. The device does not require a strict cylindrical shape of the working cylinder nor a high quality of its surface.

Na pripojenom výkrese sú zobrazené tri osové řezy nasávacieho a dávkovacieho zariadenia s membránovým těsněním, pričom pracovný piest je plné zasunutý v pracovnom válci. Na obr. 1 je zariadenie v kludovej polohe, na obr. 2 je zariadenie pod vplyvom vytesňujúcej sily, čiastočne vnořené do nádoby s nasávanou pracovnou kvapalinou, na obr. 3 je zariadenie po odstránení vytesňujúcej sily, pričom kvapalina zaujala neefektívny priestor.The attached drawing shows three axial sections of a suction and dosing device with a diaphragm seal, the working piston being fully inserted in the working cylinder. In FIG. 1 shows the device in a rest position, FIG. 2 shows the device under the influence of a displacement force partially embedded in a container with sucked working fluid, FIG. 3 is a device after removal of the displacement force, wherein the liquid has taken up an inefficient space.

Příklad vyhotovenla nasávacieho a dávkovacieho zariadenia kvapalín s vytěsněním neefektívneho priestoru použitím membránového tesnenia s labyrintom je na priloženom výkrese. Zariadenie pozostáva z telesa nasávacieho a dávkovacieho zariadenia 2_ v krotom je vytvořený pracovný válec T_, kuželový priestor 8 a připevněné privádzacie potrubie 3. Nad kuželovým priestorom ji je vo vybraní uložená pružná membrána ji s predpStým labyrintom 9 obopinajúcim pracovný dávkovači piest 1^ na ktorom je volné nasunutý vytesňovací element j4. Vytesňovacia pružná membrána jj je vo vybraní telesa 2 přidržovaná príložkou 6, ktorá v mnohých aplikáciach nie je nevyhnutá. Pósobením vytesnovacej sily 13 na vytesňovací element 4 sa membrána 5 de form deformuje a vyplňa kuželový priestor £L Nádoba 15 obsahuje pracovnú nasávanú kvapalinu s hladinou 11. Po odstránení vynulovaní vytesnovacej sily 13 na vytesnovací element 4^ membrána 5 zaujme póvodnú kludovú polohu. Pomocou nasávacieho prívodného potrubia 3, ktoré je ponořené do nádoby s pracovnou kvapalinou 15 dójde k nasatiu kvapaliny do priestoru medzi praoovným piestom i a pracovným valcom J_ ako i do prívodného potrubia 3. Kužel 8. obahuje sústredený vzduchový vankúš 16 odsátý z neefektívnyoh priestorov. Spodnú hranu vankúša tvoří hladina kvapaliny v pracovnom válci 12, hornú spodná hrana pružnej membrány 5. V nádobě 15 sa ustáli hladina pracovnej nasávanej kvapaliny 14. Pracovný piest je v úplné zasunutéj polohe v pracovnom válci počas celého vytesňovania. Pri odstraňovaní kvapaliny po uknčenom dávkovaní z neefektývnyoh priestorov medzi pracovným piestom JL a pracovným valcom T_ ako i z mrtvého priestoru privádzacieho potrubia 10 postupujeme tak, že vytesňovacou silou 13 pĎsobíme na vytesňovací element £, ktorý deformuje pružnú membránu tak, že táto vytlačí vzduchový vankúš 16 z kužela a tento zaujme priestor pracovnej kvapaliny v neefektívnych priestoroch nasávacieho a dávkovacieho zariadenia. Vlastně nasávanie a dávkovanie pracovnej kvapaliny sa deje krokovým alebo kontinuálnym pohybom piesta 1^ v pracovnom válci 6.An example of an embodiment of a liquid suction and dosing device with displacement of an inefficient space using a diaphragm seal with a labyrinth is in the attached drawing. The device consists of the body of the suction and dosing device 2, in which the working cylinder T, the conical space 8 and the supply line 3 are formed. Above the conical space there is a resilient diaphragm mounted in the recess with a pre-emptive labyrinth 9. free push-in displacement element j4. The displacement resilient diaphragm 11 is retained in the recess of the body 2 by a shim 6, which is not necessary in many applications. By applying an expulsion force 13 to the expulsion element 4, the diaphragm 5 deforms and fills the conical space. The vessel 15 comprises a working suction liquid with a level 11. After removal of the expulsion force 13 on the expulsion element 4, the membrane 5 assumes the original rest position. By means of the intake manifold 3 which is immersed in the working fluid container 15, the liquid is sucked into the space between the piston piston 1 and the working cylinder 11 as well as the inlet pipe 3. The cone 8 comprises a concentrated air cushion 16 sucked from inefficient spaces. The lower edge of the cushion is formed by the liquid level in the working cylinder 12, the upper lower edge of the resilient membrane 5. In the container 15, the working fluid level 14 has stabilized. The working piston is in the fully retracted position in the working cylinder during the entire displacement. To remove liquid after stagnant dosing from the inefficient spaces between the working piston 11 and the working cylinder T as well as from the dead space of the supply line 10, the displacement element 13 acts on the displacement element 8 which deforms the elastic membrane so as to expel the air cushion 16. This cone occupies the working fluid space in the inefficient spaces of the suction and dosing device. Actually, the suction and dosing of the working fluid is effected by the step or continuous movement of the piston 1 in the working cylinder 6.

Nasávaoie a dávkovacie zariadenie kvapalín pružným membránovým těsněním s labyrintom je možné použit pri konštrukcii odsávacích a dávkovačích pípiet a mikropipiet a to jednoi viackanálových. Pri konštrukcii je možné v plnej šírke využit priehladných plastických hmůt, ktoré umožňujú optickú kontrolu nasávanej a dávkovanej kvapaliny ako i správnu polohu vzduchového vankúša vo vytesňovacom kuželi.Liquid suction and dosing device with flexible membrane seal with labyrinth can be used in the construction of suction and dosing beeps and micropipettes, both multichannel. Throughout the design, transparent plastic materials can be utilized in full width, which allow optical control of the suction and dosing liquid as well as the correct position of the air cushion in the displacement cone.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

The liquid suction and dosing device consists of a working cylinder closed at the bottom by a supply line, on the front side with a conical-shaped cavity above which there is a sealing elastic diaphragm with a tab, characterized in that the rigid ball-shaped cylindrical displacement element (4) is movable mounted on the working piston (1), which is fitted with an overlap in the opening (9) of the sealing membrane (5).