CZ869488A3 - Dávkovači zařízení malých objemů kapalin o nízké viskositě - Google Patents

Abstract

Dávkovači zařízení malých objemů kapalin o nízké viskozitč slouží kjejich jednorázovému nebo periodickému dávkování na podložku anebo do nádobky, přičemž kapalina je tlačena do měrné kapiláry (1) např. čerpadlem (7) kapaliny. V jakékoli poloze měrné kapiláry (1) sé čerpáním kapaliny do ní dosahuje posunu kapaliny v měrné kapiláře (1) až tato "dosáhne detektoru (2) polohy kapaliny v kapiláře, který posun kapaliny zastaví. Po tomto objemovém odměření je kapalina vytlačena z měrné kapiláry (1) čerpadlem (7‘ pomocného plynu. Dávkovači zařízení sestává z mčrné kapiláry,(1) na níž je pohyblivě umístěn detektor (2) polohy kapaliny v měrné kapiláře (1) spojené s T-kusem (5), který je prvním ramenem spojen přes první spojovací člen (6) s čerpadlem (7) kapaliny. To je napojeno na zásobník (8) kapaliny, přičemž T-kus (5) je druhým ramenem spojen přes druhý spojovací člen (6 ‘ ) s čerpadlem (7‘ ) pomocného plynu. Detektor (2) polohy kapaliny v mčrné kapiláře (1) může být pohyblivě umístěn na měrné kapiláře (1) a může být spojen se zařízením k jeho posunu podél mčrné kapiláry (1), ovládaném servopohonem (3).

Description

. Vynálezů*, je dávkovaní kalých objemů kapalin o nízké viskositě k jejich jednorázovému anebo periodickému dávkování.

Ve farmaceutickém průmyslu, v chemických laboratořích a chemickém průmyslu je často zapotřebí dávkovat malé objemy kapalin. Většina automatických dávkovačích zařízení k jednorázovému, anebo periodickému dávkování malých množství kapalin na podložku, anebo do nádobky, používá zařízení na principu objemového odměření dávky injekční stříkačkou š pístem, vážením, anebo počítáním kapek. Jsou známa' i zařízení, na principu objemového měření jiného typu. Zařízení podle britského patentu 1 598 505 dávkuje kapalinu pomocí impulzního členu, který je periodicky kalibrován pomocí kalibrační nádobky. Je vhodný pro dávkování v rozsahu 100 až 1000 ul. Nevýhodou dávkování na¹principu počítání kapek je omezení volby dávky na skoky, které jsou násobkem dávky jedné kapky a nepřesnost^-způsobena reprodukčí^_kapek. Zařízení tohoto typu je chráněno patentem SSSR č. 619 799· Další nevýhodou objemového měření na principu injekční stříkačky a pístu je chyba způsobená odběrem a.opotřebení pístu. Vyráběná zařízení používají injekční stříkačky o minimálním objemu 100, 50 ul, dávkují s přesností 1 .% zplného rozsahu, takže přesnost dávek o objemu několika ul je malá. Používaný druh odběru nadávkovaného množst- ví na podložku, anebo do nádobky, je-odběr dotykem.

U všech uvedených způsobů, především však u zařízení ’s injekční stříkačkou a pístem, v případě dávkování polymerů, kdy může dojít k zatuhnutí, anebo ke kontaminaci, bývá nutné vyměnit poměrně nákladné zařízení, jako např. přesnou injekční stříkačku s pístem a sadu ventilů apod.

Nyní bylo zjištěno, že uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry automatické dávkování malých objemů kapaliny o nízké viskositě

-----------------.

!. 'i,·'·

t.f J-/'· ·· V · ··' j ύίύ- . ί,/'ύ-·'.-r :':2/ί·' γ :, Ss . , A .// / :·: ’S / ~S S-'·' :.<< — · S.

'tlačena z měrné kapiláry čerpadlem pomocného plynu. Zařízení

y. sestává z měrné kapiláry spojené s T-kusem a ten je jedním ramenem spojen přes spojovací člen s čerpadlem kapaliny, napojené na zásobník kapaliny a druhým ramenem je spojen· přes spojovací člen s čerpadlem pomocného plynu. Spojovací členy mohou být ventily,, Čerpadlo kapaliny anebo čerpadlo pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla mohou být hadičková peristaltická čerpadla s přímočarým, anebo kruhovým pohybem. Čerpadlo kapaliny, anebo čerpadlo pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla, mohou být konstruována pro pohyb oběma směry a přitom mají přítlačné rameno spojeno se servopohonem, který je ovládáo Čerpadlo kapaliny, anebo čerpadlo pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla mohou sestávat z hadičky, dvou ventilů a servopohonu, který ovládá vačku. Vačka má trojúhelníkový průřez, spojovací člen mezi jedním ramenem T-kusu a čerpadlem kapaliny je kapilára a spojovací člen mezi druhým ramenem T-kusu a čerpadlem pomocného plynu je ventile Čerpadlo pomocného plynu může mít pulzní charakter, Konec měrné kapiláry může být opatřen zařízením k oddělování. kapek podJLe%V 8079-88Í Detektor polohy kapaliny v kapiláře může být podle @PV 8370-88Í Detektor kapaliny v kapiláře může být pohyblivě umístěn na měrné kapiláře a je spojen se zařízením k je ho-po sunu-podé1-kapiiáry-ovládaném ~servopohonem, „..

Výhodou navrženého způsobu a zařízení je, že nemusí k přesnému dávkování používat přesných kalibrovaných součástek, jako je injekční stříkačka s pístem v dávkovačích zařízeních pracujících na principu měření objemu, stačí kapilára se stejným průměrem po celé její délce. Tyto kapiláry jsou průmyslově běžně vyráběny a. jsou oproti přesným řádově levnější. Při výměně kapiláry vložíme do mikroprocesoru, ovládajícím dávkovači- zařízení, její průměr a automaticky dojde k přestavení polohy detektoru na základě výpočtu,. Použitím vhodných čerpadel pro kapalinu a pomocný plyn, kterým bude ve většině případů vzduch, odstraníme nevýhodu pístových zařízení,, jakýnr je nutnost výměny páru s.tříkačka-píst při opotřebení- pístu. V případě dávkování kapalin, které mohou zatuhnout . v systému je výhodou zařízení podle vynálezu, že výměnou zatuhlé části dojde k výměně velmi levných součástí jako jsoui kapilára, silikonová hadička peristaltického čerpadla 4včetne ventilů, které mohou být typu tlačkového ventilu na hadičce peristaltického čerpadla)^ Výhodou použití detektoru podle (TV 8370-88)'je snadné nastavení jedním ovládacím prvkem při výměně měrné kapiláry, přičemž stejným nastavovacím prvkem se zvolí i režim detektoru pro

- 3 druh kapaliny - neabsorbující záření, anebo částečně anebo úplně absorbující.» Doplněním dávkovacího zařízení podle vynálezu o zařízení k oddělování kapek podle Q?V 8079-88^ získá zařízení výhodu na dávkování zvoleného objemu, včetně objemů menších jako kapka, přímo na podložku, anebo do nádobky· Přičemž citlivost tohoto zařízení je až 1/100 velikosti kapky, která odpadá vlastní vahou· Pokud Čerpadlo pomocného plynu má pulzní charakter, dojde k odképnutí kapek menších, než jsou kapky, které odkápnou VlastΤ' ní vahou, až do limitní velikosti© , Zařízení je znázorněno blokově na obr. lo Lávkovaná kapali- na ze zásobníku 8 kapaliny je Čerpána čerpadlem 2 přes spojovací člen 6₉ kterým je ventil a přes T-kus 2 úo měrné kapiláry 1© Ventil 6 je otevřeno Když kapalina dosáhne detektor 2 kapaliny v kapiláře, jehož polohu na kapiláře lze nastavit pomocí servopohonu 2 detektoru, dojde k zastavení čerpadla 2 kapaliny® Dojde k uzavření ventilu 6 a otevření spojovacího členu 6* *, kterým je v tomto případě ventil© Čerpadlo 2** pomocného plynu 2* vytlačí přes ventil 6* a T-kus £-kapalinu, která byla objemově odměřena mezi T-ku- . sem a detektorem 2. kapaliny v měrné kapiláře 1© Pokud jsou óerpadla 2* ^a’2 peristaltická, hadičková jsou vybavena přítlačnou vačkou ovládanou servopohonem, který přítlačnou vačku při zpětném _s pohybu čerpadla uvolní. Při zpětném pohybu čerpadel 2 ^a 2* jsou _oba ventily 6 a 6* uzavřeny. Použitím čerpadla znázorněného' na_ obr. 2 jako čerpadla 2 kapaliny a peristaltického čerpadla s jednou přítlačnou vačkou jako čerpa‘dla 2* pomocného plynu, lze vypustit servopohony ovládající vačky peristaltických čerpadel© ♦ V tomto případě je spojovací člen 6* kapilára© Punkce čerpadla znázorněného na obr. 2: Když ventil 10 je otevřen, ventil 10* je uzavřen, servopohon 11 pohybuje vačkou 12 směrem k hadičce j), dochází k čerpání kapaliny v hadičce % směrem k ventilu 10. Když * je ventil 10 uzavřen, ventil 10* otevřen a hadička <) je vačkou 12 stlačena, dochází při pohybu vačky 12 směrem od hadičky % k čerpání kapaliny směrem od ventilu 10* do hadičky 2.» Trojúhelníkový průřez vačky 12 zajistí v části rozsahu čerpání závislost, která se biíží lineární závislosti mezi pohybem vačky 12 a dávkovaným množstvím. Jestliže čerpadlo 2* pomocného plynu má pulzní charakter, lze dosáhnout v kombinaci s velikostí průměru ústí dávkovacího zařízení a jeho materiálu, že po ukončení'cyklu dávkovacího zařízení samy odpadnou i kapky utvořené na ústí dávkovacího zařízení_ř- které by v statickém stavu neodpadly© K odpadnutí porna- 4 há těmto kapkám složka kinetické energie získaná od čerpadla 2* pomocného plynu a složka síly, kterou kapka získá od pulzního chodu tohoto čerpadla© r's

K detekci kapaliny uvnitř kapiláry používá zařízenídetektor polohy kapaliny uvnitř kapiláry podle PV 8370-88^' ÍC oddělení kapek, které ulpí na konci dávkovacího zařízení po skončení dávkovacího cyklu, anebo po čas cyklu vytlačení kapaliny z měrné kapiláry, používá zařízení PV 8079-88.-'Při řízení dávkovacího Čerpadla mikroprocesorem, za použití tohoto zařízení, je výhodné z hlediska dosažení maximální přesnosti odběru nadávkovaného ·' množství použit odběr dvěma impulzy· Princip tohoto odběru spočívá v tom, že mikroprocesor vypočítá vhodnou dobu pro první odběr po čas vytlačení kapaliny z měrné kapiláry tak, že výsledná kapička, která ulpí na konci dávkovacího zařízení bude mít velikost, která byla vypočtena a bude nejvhodnější z hlediska přesného odběru. Po skončení dávkovacího procesu je vyslán impulz k druhému odběru₀

Příklad 1

V postavené funkční jednotce byly použity peristaltická ha—di čko vé -čerpadla-o - průměru -45 mm, - měrná. kap ilára. o ..vně j ším. prů-.__ měru 2 mm a vnitřním průměru 0^4 mm, a délce 125 'mmK Peristaltické čerpadlo má jednu vačku ovládanou elektro magnetem. Jako spojovací členy jsou použity tlačkové elektromagnetické ventily. Peristaltická čerpadla jsou poháněna krokovými motory a zařízení je sekvenčně řízeno. A,

Claims (9)

1. Dáv-kovíoíZmalých objemů kapalin o nízké viskositě vyznačené tím, že sestává z měrné kapiláry (1), na níž je pohyblivě umístěn detektor (2) polohy kapaliny v kapiláře, spojené s T-kusem (5)j který je jedním ramenem spojen přes spojovací Člen . (6) s čerpadlem (7) kapaliny,.které je napojeno na zásobník (8) kapaliny i-· při čemž T-kus (5) je druhým ramenem spojen přes spojovací člen (6 ) s čerpadlem.-(7-) pomocného .plynu.—

2. podle~řioúu” 1, ? fspo j ovací čí eny (6. a /) jsou ventily.

/*·'

3. 2- 7podle bodu 1 vyznačené tím, že čerpadlo (7) kapaliny, anebo čerpadlo (7 ) pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla jsou hadicková peristaltická čerpadla s přímočarým, anebo kruhovým pohybem.

4. . >-A-C K^odle bodu 3 vyznačené tím. že čerpadlo (7) kapaliny, anebo čerpadlo (7 ) pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla<

·. . mají přítlačné rameno spojeno se servopohoneni/44) . JT) obtovaJ j

5. ' podle bodu 1 vyznačené tím, že čerpadlo (7) kapaliny, anebo čerpadlo (7 ) pomocného plynu, anebo obě tato čerpadla sestávají z hadičky (9) ventiiů7(10.' a 10*), servopohonu (11), který ovládá vačku (12), přičemž tato má trojúhelníkový průřez a spojovací člen (6) je tvořen kapilárou a spojovací člen (6*) je ventil.

6. i ZpOdle ^_bódu 1 vyznačené tím, že čerpadlo (7*) pomocného plynu má pulzní charakter.

\ [)<Jv b-GisO & ' i

7. ' poaiebodul vyznačené, tím, že konec měrné kapiláry je opatřen zařízením k oddělování kapek.

Q>í/ Ct'

8. ‘ ,-.-Σ. < « podle bodu Γ vyznačené tím, že detektor *(2) polohy kapaliny v kapiláře je optický detektor.

X i

9. Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že detektor (2) kapaliny v kapiláře je pohyblivě umístěn na měrné kapiláře (1) a je spojen se zařízením k jeho posunu podél kapiláry//i servopohonem (3).