DE1523046B2

DE1523046B2 - Vorrichtung zum selbsttätigen abwechselnden Zuführen einer Flüssigkeitsprobe bzw. einer Waschflüssigkeit zu einem automatischen Analysiergerät

Info

Publication number: DE1523046B2
Application number: DE19621523046
Authority: DE
Inventors: Eduard B . M. de Burg TiIburg Jong (Niederlande)
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1961-10-20
Filing date: 1962-10-18
Publication date: 1970-09-17
Also published as: US3134263A; DE1523046A1; SE310803B; NL113309C; CH409468A; GB978794A; BE623890A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung richtung von oben, die an ein Analysiergerät ange-

zum selbsttätigen abwechselnden Zuführen einer schlossen ist,

Flüssigkeitsprobe bzw. einer Waschflüssigkeit zu F i g. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab

einem automatischen Analysiergerät, bestehend aus eines Teiles, der in F i g. 1 von einer unterbrochenen

einem Drehtisch zur Halterung von Probengefäßen, 5 Linie umschlossen ist,

aus einer Entnahmevorrichtung mit einem Entnah- F i g. 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene

merohr zum Absaugen der Flüssigkeitsproben aus Ansicht eines Teiles der Probenzuführvorrichtung,

den Probengefäßen bzw. der Waschflüssigkeit und aus F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der

einem Antriebsmechanismus, durch den aufeinander- F i g. 3,

folgende Probengefäße in eine Stellung unterhalb des io F i g. 5 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab

Entnahmerohres gebracht werden und das Entnahme- längs der Linie 5-5 der F i g. 3,

rohr in jedes Probengefäß eingetaucht und aus F i g. 6 die Ansicht eines Teiles des Gerätes von

diesem wieder herausgehoben wird. oben, wobei Teile weggelassen sind,

Bei derartigen Vorrichtungen soll in einfacher F i g. 7 einen Vertikalschnitt in vergrößertem Maß-

und zuverlässiger Weise eine Reinigung der Rohr- 15 stab längs der Linie 7-7 der F i g. 1.

leitungen vorgesehen werden, ohne daß dabei eine Wie aus den Figuren im einzelnen hervorgeht,

Bedienungsperson notwendig ist und ohne daß enthält eine Flüssigkeitszuführvorrichtung 10 einen

die Arbeitskapazität" der Vorrichtung : vermindert Träger, z. B. einen Drehtisch 12, der von einem in

wird. einem Gehäuse 14 untergebrachten Mechanismus

Bisher hat man, um die Waschflüssigkeit einzu- 20 gemäß den F i g. 3, 6 und 7 schrittweise weiterge-

führen, jeden zweiten Becher des Drehtisches mit dreht wird. Der Drehtisch 12 enthält eine Platte 16,

der Waschflüssigkeit gefüllt. Dadurch wird aber die die mehrere herausnehmbare Becher 18 für die Flüs-

Analysenzeit verdoppelt. Außerdem können nur halb sigkeitsproben trägt; die Becher 18 sind seitlich

so viele Proben in dem Drehtisch gelagert werden, nebeneinander in einer kreisförmigen Reihe ange-

so daß bei selbst völliger Automatisierung die Be- 25 ordnet. Zu diesem Zweck enthält die Platte 16 eine

dienungsperson in sehr viel kleineren Zeitabständen Reihe von Löchern 20, auf deren Rändern eine

zur Apparatur zurückkehren muß. Schulter 22 der Becher 18 ruht, und aus denen die

Auch die in der Zeitschrift »Regelungstechnik«, Becher 18 herausragen, wie in den Fig. 4 und 7

1957, Seite 239 gegebene Anweisung, bei einer auto- gezeigt ist.

matischen Titration das Meßgefäß zu entfernen, zu 30 An der Oberseite des Gehäuses 14 ist seitlich von spülen und wieder, unter die Bürette zu stellen, gibt der Platte 16 und seitlich von einem ortsfesten .Gefäß keinen Hinweis, wie man technisch diese Aufgabe 26, das eine Waschflüssigkeit enthält, eine Entlösen soll. nahmevorrichtung 24 angebracht. Das Gefäß 26 ist

Die genannten Schwierigkeiten werden gemäß der an der Oberseite des Gehäuses 14 seitlich außerhalb Erfindung dadurch beseitigt, daß neben dem Dreh- 35 des Drehtisches 12 montiert. Die Entnahmevorrichtisch ein Behälter für die Waschflüssigkeit angeordnet rung 24 ist so angebracht, daß das Einlaßende 36 ist und der Antriebsmechanismus derart ausgebildet eines Entnahmerohres 30 sowohl über die Becher 18 ist, daß nach dem Herausheben des Entnahmerohrs wie das Gefäß 26 gestellt werden kann, anschließend aus einem der Probengefäße das Entnahmerohr über in die Becher 18 bzw. das Gefäß 26 eintauchen und den Behälter für die Waschflüssigkeit geschwenkt, 40 dann die Probe bzw. die Waschflüssigkeit herausin diesen eingetaucht, aus diesem herausgehoben und ziehen kann. Die Entnahmevorrichtung 24 enthält anschließend über die Bahn der Probengefäße zu- ein hakenförmiges Rohr 28, durch das das Entrückgeschwenkt wird. nahmerohr 30 hindurchläuft, das an einer Pumpe 32

Vorzugsweise weist der Behälter zwei Öffnungen (F i g. 1) eines Analysiergerätes 34 angeschlossen ist,

für eine kontinuierliche Zu- und Abfuhr der Wasch- 45 damit die Probeflüssigkeit aus dem Becher 18 bzw.

flüssigkeit auf. die Waschflüssigkeit aus dem Gefäß 26 angesaugt

Ferner ist es zweckmäßig, daß der Behälter eine werden können. Wenn die Entnahmevorrichtung 24 Kammer, in die das Entnahmerohr eingeführt wird, aus den Bechern 18 bzw. dem Gefäß 26 herausge- und einen Überlauf aufweist, durch den eine kon- hoben ist, liegt das Einlaßende 36 der Entnahmestante Höhe der Waschflüssigkeit in der Kammer 50 röhre 30 frei an der Luft, so daß die Entnahmevorgewährleistet ist. richtung 24 dann infolge der Tätigkeit der Pumpe 32

Der Behälter kann ferner eine weitere Kammer Luft ansaugen kann und eine Strömung aus in Längsaufweisen, die durch den Überlauf mit der anderen richtung getrennten Flüssigkeitsproben 5 entsteht, in Kammer verbunden ist, wobei die Kammern je mit der die Proben durch Schübe von Waschflüssigkeit W einer der beiden unterhalb des Überlaufs liegenden 55 mit dazwischenliegenden Lufteinschlüssen A getrennt Öffnungen nach außen versehen sind. sind, wie aus F i g. 2 hervorgeht. Die Einschlüsse der

Die Vorrichtung ist ferner vorzugsweise so aus- Waschflüssigkeit reinigen die Wände der röhrengeführt, daß der Antriebsmechanismus eine schritt- förmigen Durchgänge des Analysiergerätes und verweise arbeitende Fortschaltvorrichtung für den Dreh- hindern eine Verunreinigung der einen Probe durch tisch aufweist. Das Entnahmerohr wird in den Be- 60 die vorhergehende Probe. Diese Reinigung vollzieht hälter für die Waschflüssigkeit hinein- und aus ihm sich neben der Reinigung, die von den dazwischenherausbewegt, während die Probengefäße mit dem liegenden Lufteinschlüssen bewirkt wird.
Drehtisch weiter bewegt werden, und das Entnahme- Das Gefäß 26 für die Waschflüssigkeit ist ein rohr wird in ein Probengefäß hinein- und aus ihm rechtwinkliger Block aus Kunststoff mit zwei nach herausbewegt, während der Drehtisch stillsteht. 65 oben offenen Kammern 38 und 40, die durch einen

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Überlauf 42 miteinander verbunden sind. Die Kam-

Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt mer 38 ist mit einem Einlaß 44 versehen, der mit

F i g. 1 die Ansicht einer Flüssigkeitszuführvor- einer die Waschflüssigkeit liefernden Quelle ver-

bunden ist, von der über eine Leitung 46 durch die Pumpe 32 die Waschflüssigkeit zugeführt wird. Die Kammer 40 ist mit einem Auslaß 48 versehen, der an eine Leitung 50 angeschlossen ist, damit die Waschflüssigkeit von der Pumpe 32 aus dem Gefäß 26 herausgepumpt werden kann. Die Öffnung 52 des Auslasses 48 ist größer als die Öffnung 54 des Einlasses 44, so daß überschüssige Waschflüssigkeit, die aus der Kammer 38 durch den Überlauf 42 in die Kammer 40 gelangt, durch den Auslaß 48 leicht wegbefördert wird und aus dem Gefäß 26 nicht überläuft. Wie zuvor angegeben, dreht sich die Platte 16 schrittweise weiter, so daß alle Becher 18 der Reihe nach der Entnahmevorrichtung 24 dargeboten werden; während dieser Drehbewegung befindet sich die Entnahmevorrichtung 24 in ihrer herausgehobenen Lage oberhalb des Bechers 18 und saugt somit durch das Entnahmerohr 30 Luft an. Wenn der Probenbecher 18 an den richtigen Platz gebracht wird und sich unter dem Einlaßende 36 des Entnahmerohres 30 befindet, bleibt die Platte 16 stehen. Die Entnahmevorrichtung 24 senkt sich dann nach unten, so daß das Einlaßende 36 des Entnahmerohres 30 in die Flüssigkeitsprobe eintaucht und einen Teil der Probe absaugt. Nachdem ein Teil der Probeflüssigkeit aus dem Becher 18 herausgesaugt ist, bewegt sich die Entnahmevorrichtung 24 nach oben in die herausgehobene Lage, in der das Einlaßende 36 freiliegt und durch dieses erneut Luft angesaugt werden kann. Die Entnahmevorrichtung 24 wird dann in ihrer herausgehobenen Lage seitwärts bewegt und schwenkt gegen den Uhrzeigersinn (vgl. Fig. 1) an einen Platz, an dem sich das Einlaßende 36 des Entnahmerohres 30 oberhalb der Kammer 38 des Gefäßes 26 befindet-und auf diese ausgerichtet ist. Die Entnahmevorrichtung 24 wird darauf nach unten bewegt, so daß das Einlaßende 36 in die Waschflüssigkeit in der Kammer 38 eintaucht und einen Teil dieser Flüssigkeit herauszieht. Nachdem dieser Anteil abgesaugt ist, bewegt sich die Entnahmevorrichtung nach oben in die herausgehobene Stellung, in der wiederum durch das Entnahmerohr 30 Luft angesaugt wird. Dann wird die Entnahmevorrichtung 24 seitwärts im Uhrzeigersinn (vgl. Fig. 1) geschwenkt, bis das Einlaßende 36 des Entnahmerohres 30 sich oberhalb des nächsten Bechers 18 befindet, der die nächste Flüssigkeitsprobe enthält; dieser Becher 18 ist zuvor in diese Lage gebracht worden, nachdem das Entnahmerohr 30 aus dem vorhergehenden Probebecher 18 herausgezogen ist. Eine Weiterdrehung der Platte 16 findet stets dann statt, wenn das Entnahmerohr 30 aus dem Becher 18 herausgehoben ist.

Im folgenden wird der Mechanismus, der die Entnahmevorrichtung 24 nach oben hebt, nach unten bewegt und seitlich schwenkt, an Hand der F i g. 3, 6 und 7 beschrieben. Das hakenförmige Rohr 28 ist an einem vertikalen Stab 56 befestigt, der in einer Hülse 58 des Gehäuses 14 vertikal bewegbar ist. Am unteren Teil des Stabes 56 ist ein mit einer Rille 72 versehenes Rad 60 befestigt. Ein Arm 62 ist an einer Stelle 64 einer Halterung 66 schwenkbar angebracht und mit einem gabelartigen Ende 68 versehen, das zwei Stifte 70 aufweist, deren Enden in der am Umfang des Rades 60 befindlichen Rille 72 liegen. Der Arm 62 wird von einer Zugfeder 74 nach oben gezogen, deren gegenüberliegendes Ende am Gehäuse 14 festgemacht ist; eine von dem Arm 62 getragene Rolle 76 wird von der Feder 74 mit einer Führungsscheibe 78 in Eingriff gehalten, so daß sich bei einer Drehung der Führungsscheibe 78 die Entnahmevorrichtung 24 in einem gewissen zeitlichen Zusammenhang zu der Drehung der Trägerplatte 16 vertikal nach oben und unten bewegt.

Die seitliche Schwenkbewegung der Entnahmevorrichtung 24 wird von einer Führung 80 bewirkt, die mit einer Rolle 82 in Eingriff steht, die an einem Arm 84 befestigt ist. Das eine Ende des Arms ist an einer Stelle 86 horizontal schwenkbar gelagert, während das andere Ende einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 88 aufweist. Am Stab 56 ist das eine Ende eines Gliedes 90 befestigt, während am anderen Ende ein Stift 92 vorgesehen ist, der im Schlitz 88 des Arms 84 gleitet; letzterer ist von einer Zugfeder 94 vorgespannt, damit die Rolle 82 stets in Eingriff mit der Führung 80 steht. Eine Drehung der Führungsscheibe 78 führt somit neben der Auf- und Ab- zu einer seitlichen Hin- und Herbewegung der Entnahmevorrichtung 24, die in einer zeitlichen Beziehung zu der zeitweiligen Drehung der Platte 16 und zur Auf- und Abbewegung der Entnahmevor- "·*- richtung 24 steht. Der Mechanismus zur Drehung des Drehtisches 12 ist bereits anderweitig vorgeschlagen worden. Insbesondere ist ein Malteserrad 96 auf einer Welle 98 montiert, die an einer Platte 100 des Gehäuses 14 befestigt ist. Auf der Welle 98 ist ein Ritzel 102 drehbar angebracht, an dessen Nabe das Malteserrad 96 festsitzt. Das Ritzel 102 greift in ein Zwischenrad 104 ein, das ein Zahnrad 106 antreibt, welches auf einer Welle 108 festgemacht ist, an der die Platte 16 zwecks zeitweiliger Drehung festsitzt.

Der Antrieb für das Malteserrad 96 wird von einem Stift 110 bewirkt, der von einem Rad 112 nach oben absteht, das einen Teil eines die Geschwindigkeit ändernden Mechanismus darstellt, der von einem Hebel 114 (vgl. F i g. 6) bedient wird. Ein Elektromotor 116 dreht eine Reihe von Rädern 117, die auf der Antriebswelle des Motors 116 sitzen und einen Teil des Mechanismus zur Änderung der Geschwindigkeit bilden; ein Triebrad 118 greift in das Rad 112 ein und treibt dadurch den Stift 110 an, der das Malteserrad 96 zur zeitweiligen Drehung der Platte 16 in Gang setzt.

Die seitliche Schwenkbewegung und die Auf- und Abbewegung der Entnahmevorrichtung 24 werden ebenfalls von dem Mechanismus mit dem Malteserrad 96 bewirkt, da das Rad 112 in ein Rad 120 eingreift, an dem die Führungen 78 und 80 festgemacht sind. Eine Drehung des Stiftes 110 und des Rades 112 führt zu einer gleichzeitigen Drehung des Rades 120 und zu einer Betätigung der Führungsscheiben 78 und 80, so daß die Arbeitsweise der Entnahmevorrichtung 24 in zeitlicher Beziehung zu der zeitweiligen Drehung der Platte 16 des Drehtisches 12 steht.

Die Flüssigkeitszuführvorrichtung 10 ist insbesondere dann verwendbar, wenn flüssige Proben, die durch je einen dazwischenliegenden Schub aus Waschflüssigkeit und je zwei Lufteinschlüsse getrennt sind, zum Analysiergerät 34 strömen sollen, das z. B. in der USA.-Patentschrift 2 797 149 beschrieben ist. Ein solches Gerät enthält die bereits erwähnte Pumpe 32, die vorzugsweise eine Dosierpumpe nach der USA.-Patentschrift 2 935 028 ist, einen Dialysator 122, ein Kolorimeter 124 und ein Registriergerät 126, das von dem Kolorimeter 124 übermittelte Er-

gebnisse aufzeichnet. Die strömende Probenflüssigkeit mit den Waschflüssigkeitsschüben und Lufteinschlüssen wird von der Entnahmevorrichtung 24 über eine Leitung 128 weiterbefördert, in die an einer Abzweigung 130 Luft eingeführt wird, damit solche Flüssigkeitsschübe entstehen wie in F i g. 2 gezeigt; Lufteinschlüsse AS reinigen zusätzlich die Wände der röhrenförmigen Durchgänge des Gerätes. Die Lufteinschlüsse werden unter der Wirkung der Pumpe 32 über eine Leitung 132 zur Abzweigung 130 befördert. Eine der Behandlung dienende Flüssigkeit wird über eine Leitung 133 herangeführt und mit der strömenden Probenflüssigkeit in einer horizontalen, schraubenförmigen Mischspule 134 vermengt und durch den Dialysator 122 auf der einen Seite von dessen Membran weiterbefördert. Eine Lufteinschlüsse enthaltende Flüssigkeitsströmung wird über eine Leitung 136 durch den Dialysator 122 auf der anderen Seite von dessen Membran herangeführt; eine Strömung, die den durch den Dialysator 122 hindurchgegangenen Stoff enthält, wird von dem Dialysator 122 aus durch eine schraubenförmige Mischspule 138 zum Kolorimeter 124 befördert, in dem eine kolorimetrische Prüfung der behandelten Probe stattfindet. Die Prüfungsergebnisse werden von dem Registriergerät 126 aufgezeichnet. Eine weitere durch eine Leitung 140 herangeführte Flüssigkeit kann ein Farbreagenzmittel enthalten und wird mit Lufteinschlüssen versehen, wobei die Luft durch eine Leitung 142 zugeführt wird. Die Lufteinschlüsse in der den dialysierten Stoff enthaltenden Strömung können vor der kolorimetrischen Prüfung durch eine Röhre 144 mit Entlüftungsöffnung entfernt werden. Der nichtdiffundierte Anteil der in Schübe zerlegten Probeflüssigkeit wird aus dem Dialysator durch einen Auslaß 146 abgegeben.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen abwechselnden Zuführen einer Flüssigkeitsprobe bzw. einer Waschflüssigkeit zu einem automatischen Analysiergerät, bestehend aus einem Drehtisch zur Halterung von Probengefäßen, aus einer Entnahmevorrichtung mit einem Entnahmerohr zum Absaugen der Flüssigkeitsproben aus den Probengefäßen bzw. der Waschflüssigkeit und aus einem Antriebsmechanismus, durch den aufeinanderfolgende Probengefäße in eine Stellung unterhalb des Entnahmerohres gebracht werden und das Entnahmerohr in jedes Probengefäß eingetaucht und aus diesem wieder herausgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Drehtisch (12) ein Behälter (26) für die Waschflüssigkeit angeordnet ist und der Antriebsmechanismus (56, 62, 76, 78, 82 bis 92) derart ausgebildet ist, daß nach dem Herausheben des Entnahmerohres (30) aus einem der Probengefäße (18) das Entnahmerohr (30) über den Behälter (26) für die Waschflüssigkeit geschwenkt, in diesen eingetaucht, aus diesem herausgehoben und anschließend über die Bahn der Probengefäße (18) zurückgeschwenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (26) zwei Öffnungen (44, 48) für eine kontinuierliche Zu- und Abfuhr der Waschflüssigkeit aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (26) eine Kammer (38), in die das Entnahmerohr eingeführt wird, und einen Überlauf (42) aufweist, durch den eine konstante Höhe der Wäschflüssigkeit in der Kammer (38) gewährleistet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (26) eine weitere Kammer (40) aufweist, die durch den Überlauf (42) mit der anderen Kammer (38) verbunden ist, und daß die Kammern (38, 40) je mit einer der beiden unterhalb des Überlaufs (42) liegenden Öffnungen (44, 48) nach außen versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus eine schrittweise arbeitende Fortschaltvorrichtung (96) für den Drehtisch (12) aufweist, daß das Entnahmerohr (30) in den Behälter (26) für die Waschflüssigkeit hinein- und aus ihm herausbewegbar ist, während die Probengefäße (18) mit dem Drehtisch (12) weiterbewegt werden, und daß das Entnahmerohr (30) in ein Probengefäß (18) hinein- und aus ihm herausbewegbar ist, während der Drehtisch (12) stillsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen