DE1632032B2 - Instrument zur foerderung und variabel vorwaehlbaren dosierung von fluessigkeiten - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft ein Instrument zur Förderung und variabel vorwählbaren Dosierung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem durchsichtigen graduierten Zylinder, der mit einem Förderkanäle und Rückschlagventile enthaltenden Ventilgehäuse verbunden ist, einem darin axial beweglichen Kolben, der über eine Kolbenstange mit einer diese Kolbenstange übergreifenden, verschiebbaren Hülse in Verbindung steht, sowie aus einer Rückstellfeder für den Kolben.

Ein derartiges Instrument ist als Ausschankvorrichtung für Flaschen, vorzugsweise zum Ausschenken von Likören oder ähnlichen Getränken, die in kleinen Gläsern serviert werden, aus der DT-PS 3 24 629 bekannt.

Instrumente zur rasch wiederholbaren diskontinuierlichen Förderung und variabel vorwählbaren Dosierung von Flüssigkeiten sind als Dispenser bekannt. In der Laboratoriumspraxis hat man bisher zur Entnahme bzw. Dosierung bestimmter Flüssigkeitsmengen diese in eine auf das jeweilige Volumen geeichte Pipette aufgesaugt. Nach Einstellung auf den Eichstrich ließ man die Flüssigkeit daraus wieder ausfließen. Zur Injektion von Flüssigkeiten wird in der Medizin üblicherweise ein Instrument benutzt, das in einer Ausführungsform als »Rekordspritze« handelsüblich ist und einen durchsichtigen graduierten Zylinder mit einem darin axial beweglichen Kolben enthält. Die Dosierung der Menge der zu injizierenden Flüssigkeit muß bei diesem Instrument für jeden Injektionsvorgang gesondert, durch manuelles Heben des Kolbens bis zur jeweiligen Meßmarke erfolgen und erfordert ein erhebliches Maß an Sorgfalt und Geschicklichkeit.

Ähnlich wie bei einer Pipette dient ein einziger Förderkanal und eine öffnung sowohl zum Eintritt als auch zum Austritt der zu injizierenden Flüssigkeit. Man hat sich verschiedentlich auch in der Laboratoriumspraxis solcher Spritzen bedient, um gegen Luftsauerstoff oder Lupfeuchtigkeit empfindliche Flüssigkeiten, oder besonders aggressive Flüssigkeiten, in geschlossene Apparaturen einzuführen. In allen diesen Fällen mußte jedoch die Spritze über dem Vorratsgefäß gefüllt und dann zur Apparatur gebracht und dann dort befestigt und entleert werden.

Besonders in chemischen Laboratorien treten sehr häufig Situationen auf, wo z. B. schon auf diesem kurzen Transportwege entweder Flüssigkeit aus dem Dosierbehälter durch den eigenen Dampfdruck über die Auslaßöffnung austritt oder diese durch Einwirkung von Luftsauerstoff bzw. Luftfeuchtigkeit hinsichtlich des Gehalts an Wirksubstanzen unkontrolliert verarmt, oder eventuell sogar durch solche Reaktionen so weit erwärmt wird, daß sie zur Entzündung kommt.

Sehr unbefriedigend ist die Dosierung mit einer Spritze jedoch auch z. B. bei der Reihenanalyse für große Serien von Untersuchungsmaterial, wo jeweils die gleiche Flüssigkeitsmenge vorgelegt oder zugegeben werden muß und das zu dosierende Flüssigkeitsvolumen nicht gerade dem Maximalvolumen der Spritze entspricht Das jeweilige exakte Einstellen des zu dosierenden Volumens erfordert entweder einen hohen Zeitaufwand oder wird dann auf Kosten der Genauigkeit der Analyse unpräzise ausgeführt.

Sehr häufig müssen auch aggressive oder besonders gesundheitsschädliche Stoffe dosiert werden. In solchen Fällen würde das Austreten schon geringer Mengen aus dem Dosiergerät auf dem Wege vom Vorratsbehälter zur Entleerungsstelle zu einer erheblichen Gefährdung oder Belästigung des Bedienungspersonals führen bzw. umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen und ein hohes Maß an Sorgfalt erfordern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu bedienendes Instrument zu schaffen, mit dessen Hilfe räch wiederholbar, variabel vorwählbare Flüssigkeitsmengen aus einem Vorratsgefäß gefördert und dosiert werden können, wobei dieses Instrument auch bei rasch aufeinander folgender wiederholter Betätigung eine Dosierung mit reproduzierbar höchster Präzision gewährleisten muß.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Zylinder in einem mit

Längsschlitzen versehenen Gehäuse angeordnet ist, daß die Hülse zur Betätigung des Kolbens zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder einschiebbar ist und daß zur wahlweisen Einstellung einer jeweils maximalen Hubhöhe des Kolbens ein aus einer Ringmutter mit Außengewinde gebildeter Anschlag dient, daß die Ringmutter eine konzentrische, zum Querschnitt der Hülse kongruente, nicht kreisförmige Ausnehmung aufweist und von einem Innengewinde des Gehäuses durch Drehung axial verstellbar gehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine auf dem Zylindermantel des Kolbens im Abstand von der Kolbenunterkante angebrachte Ringmarke vorgesehen, die in der Ruhestellung des Kolbens die vorgewählte Dosis an der Graduierung des Zylinders anzeigt.

Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Rückschlagventile in gegeneinander austauschbaren und in beliebiger Richtung einsetzbaren Kapseln angeordnet.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Rückschlagventile aus in an sich bekannter Weise gegen Federn verschiebbaren Ventilkegeln in Kapseln bestehen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen alle mit der Flüssigkeit in Berührung gelangenden Teile aus Werkstoff mit höchster chemischer Beständigkeit, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, Glas, Polytetrafluoräthylen oder Fluorelastomeren.

Schließlich ist es noch vorteilhaft, wenn der Zylinder eine der Anzahl der Längsschlitzes des Gehäuses entsprechende Anzahl, vorzugsweise zwei um 180° versetzte, Graduierungen, aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Förder- und Dosierinstrument in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform als frei bewegliches Handgerät,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Hülse entlang der Linie/4-ßinFig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Kurbel, und

F i g. 4 das Ventilgehäuse der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform, wobei die Ventilkapseln zur Umkehr der Förderrichtung in umgekehrter Richtung eingebaut sind.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Förder- und Dosierinstruments weist eine Hülse 11 einen in F i g. 2 dargestellten abgeflacht runden Querschnitt auf. Ein Anschlag besteht aus einer Ringmutter 13 mit Außengewinde, die eine konzentrische, zum Querschnitt der Hülse 11 kongruente, nicht kreisförmige Ausnehmung besitzt und von einem Innengewinde 12 des Gehäuses 3, durch Drehung axial verstellbar, gehalten wird. Durch Drehen der Hülse 11 kann die Ringmutter 13 so weit verstellt werden, bis der über einen Kegel 10, einen Stempel 7 und eine Kolbenstange 4 mit der Hülse 11 in Verbindung stehende Kolben 1 mit einer nicht dargestellten peripheren Ringmarke unter einer Marke für das gewünschte Dosiervolumen steht. Der Kegel 10 greift in eine Vertiefung oder Durchbohrung der Hülse 11 ein und zentriert dadurch den Kolben 1. Ferner wird dadurch die Verstellung der Ringmutter erleichtert. Zweckmäßig ist die Kolbenstange 4 aus einem elastischen Werkstoff hergestellt. Eine zwischen einem Bund 8 am Stempel 7 und einem Bund 6 an einer Buchse 5 gehaltene Feder 9 drückt den Kolben 1 in seine obere Ruhestellung, die über die Hülse 11 von der Stellung der Ringmutter 13 verstellbar vorgegeben ist. Durch Eindrücken der Hülse 11 gegen die Kraft der Feder 9 wird der Kolben 1 bis zu seiner unteren Endstellung bewegt und schiebt dabei die zu dosierende Flüssigkeit über ein Rückschlagventil 19, 20, 21 heraus. Sobald danach die Hülse 11 entlastet wird, hebt die Feder 9 den Kolben 1 wieder in seine Ruhestellung, wobei über einen Rohrstutzen 22 am Anschlußteil 17 und durch eine Ventilkapsel 19' aus dem Vorratsgefäß nachströmende Flüssigkeit von dem Kolben freigegebenen Zylinderraum füllt Durch erneutes Eindrücken der Hülse 11 kann der Dosiervor- und Fördergang wiederholt werden. Sofern erforderlich, kann jedoch zuvor durch Drehen der Hülse 11 ein anderes, bzw. korrigiertes, Dosiervolumen eingestellt werden. Die in den Förderkanälen angeordneten Rückschlagventile bestehen aus Ventilkegeln 21,21' und Ventilfedern 20,20' und sind in Ventilkapseln 19, 19' zu einer austauschbaren und gegebenenfalls in umgekehrter Richtung einsetzbaren Einheit zusammengefaßt. Die äußere Form des Ventilgehäuses 16 ist in dem Bereich zwischen den Ebenen I und II konisch ausgebildet, wobei die Abmessungen dieses Konus denen eines Normalschliffes, vorzugsweise denen des NS 29 oder Λΰ>24 entsprechen. Die Ventilkapseln 19,19' sind in dem Ventilgehäuse 16 durch die eingeschraubten Anschlußstücke 17 bzw. 18 fixiert. Der Bund der Anschlußstücke 17 bzw. 18 ist als Sechskant ausgebildet. Diese können daher mit Hilfe einer (in Fig.3 abgebildeten) Kurbel 24, die auf der einen Seite eine zu diesem Sechskant kongruente Ausnehmung 26 besitzt, leicht und rasch ein- und ausgebaut werden. Das Anschlußstück 17 besitzt einen konischen Rohrstutzen 22, der zur Steckverbindung mit einer Ansaugschlauchleitung dient Vorzugsweise weist dieser Konus die Abmessungen eines sogenannten »Luer-Konus« auf und kann dann mit in Laboratorien üblichen Schlauchsteckverbindungen verbunden werden. Das Anschlußstück 18 wird dagegen vorzugsweise so ausgebildet, daß sein Rohrstutzen 23 das Gegenstück eines zur Befestigung von Kanülen üblichen Bajonettverschlusses (»Luer-Lok-Verschluß«) darstellt.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform des Förder- und Dosierinstruments kann über den Rohrstutzen 22 durch eine Schlauchleitung mit einem oder abwechselnd auch verschiedenen Vorratsgefäßen verbunden werden. In dieser Anordnung dient sie z. B. zur Schnellabmessung bestimmter Flüssigkeitsmengen bei Reihenuntersuchungen, indem der Rohrstutzen 23 über das jeweilige zu beschickende Gefäß gehalten und durch vollständiges Herabdrücken der Hülse 11 die Flüssigkeit aus dem Vorratsgefäß dorthin gefördert und dosiert wird. In dieser Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Instrument jedoch auch mit seinem Norm-Konusteil z. B. in eine Schliffapparatur eingesetzt werden. Wie z. B. bei chemischen Umsetzungen häufig erforderlich, lassen sich damit in beliebiger zeitlicher Folge diskontinuierlich genau dosierte Flüssigkeitsmengen zuführen, ohne daß auf dem Wege vom Vorratsgefäß zur geschlossenen Apparatur eine Berührung mit der Atmosphäre stattfindet Wie besonders bei brennbaren Flüssigkeiten sehr wesentlich, kann auf diese Weise nun das Vorratsgefäß mit der Hauptmenge der zu dosierenden Flüssigkeit in größerer Entfernung vom Reaktionsgefäß angeordnet werden.

Um Verschleppungen von Reagenzien bei abwechselnden Dosiervorgängen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die zugehörigen Vorratsgefäße mit je einem

geeigneten Dispensierverschluß samt zugehörigem Schlauch zu versehen, so daß jedem Vorratsgefäß ein eigener Verbindungsschlauch zugeordnet ist.

Die Ventilkapseln 19 und 19' sind in ihren äußeren Abmessungen identisch und symmetrisch. Sie können daher sowohl gegeneinander ausgetauscht als auch in umgekehrter Richtung eingesetzt werden.

F i g. 4 zeigt den Ventilteil des gleichen Ausführungsbeispieles wie es in F i g. 1 dargestellt ist, wobei lediglich die Ventilkapseln 19 und 19' in umgekehrter Richtung eingesetzt sind. In dieser Anordnung der Ventile wird das Instrument gemäß dem Ausführungsbeispiel vorzugsweise auf Vorratsgefäße aufgesetzt, die einen mit dem entsprechenden Normschliff versehenen Flaschenhals besitzen. Bei Betätigung der Hülse 11 wird dann über das Anschlußstück 17 und den Rohrstutzen 22 und eine daran befestigte Schlauchleitung eine vorgewählte Flüssigkeitsdosis an die jeweilige zu beschickende Stelle gefördert und bei der Rückkehr des Kolbens 1 in die Ruhestellung durch eine am Anschlußstück 18 mit dem Rohrstutzen 23 angeschlossene Kanüle neues Fördergut aus der Vorratsflasche angesaugt

In einem abgeänderten, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, das sich von dem in Fig.4 dargestellten dadurch unterscheidet, daß auch die Anschlußstücke 17 und 18 gegeneinander ausgetauscht sind, eignet sich das erfindungsgemäße Instrument zur Dosierung von Lösungen bei Reihenuntersuchungen. Das Instrument kann so über den Rohrstutzen 22 rasch auf das Vorratsgefäß aufgesetzt und mit dem Reagenzien-Transportschlauch, der dann ständig in der Vorratsflasche verbleibt, verbunden werden. Nach

ίο Gebrauch wird das Instrument durch Aufsetzen auf einen, am Spezialverschluß dieser Vorratsflaschen angebrachten Zapfen — er dient während des Entnahmevorgangs zum Druckausgleich — abgestellt. Die Vorratsflasche ist dann dadurch luftdicht verschlossen, und auf diese Weise wird jeglicher Verlust bzw. Verschleppung des Fördergutes oder Veränderung seines Titers vermieden. Nach Belieben können solche mit einem erfindungsgemäßen Instrument ausgerüsteten Vorratsgefäße zu Reagenziensätzen zusammengestellt und damit Serien-Analysen mit einem minimalen Zeitaufwand bei gleichzeitig höchster Präzision ausgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Instrument zur Förderung und variabel vorwählbaren Dosierung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem durchsichtigen graduierten Zylinder, der mit einem Förderkanäle und Rückschlagventile enthaltenden Ventilgehäuse verbunden ist, einem darin axial beweglichen Kolben, der über eine Kolbenstange mit einer diese Kolbenstange übergreifenden, verschiebbaren Hülse in Verbindung steht, sowie aus einer Rückstellfeder für den Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder

(2) in einem mit Längsschlitzen versehenen Gehäuse

(3) angeordnet ist, daß die Hülse (11) zur Betätigung des Kolbens (1) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Zylinder (2) einschiebbar ist und daß zur wahlweisen Einstellung einer jeweils maximalen Hubhöhe des Kolbens (1) ein aus einer Ringmutter (13) mit Außengewinde gebildeter Anschlag dient, daß die Ringmutter (13) eine konzentrische, zum Querschnitt der Hülse (11) kongruente, nicht kreisförmige Ausnehmung aufweist und von einem Innengewinde (12) des Gehäuses (3) durch Drehung axial verstellbar gehalten wird.

2. Förder- und Dosierinstrument gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf dem Zylindermantel des Kolbens (1) im Abstand von der Kolbenunterkante angebrachte Ringmarke, die in der Ruhestellung des Kolbens (1) die vorgewählte Dosis an der Graduierung des Zylinders (2) anzeigt.

3. Förder- und Dosierinstrument gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (19, 20, 21; 19', 20', 21') in gegeneinander austauschbaren und in beliebiger Richtung einsetzbaren Kapseln (19,19') angeordnet sind.

4. Förder- und Dosierinstrument gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (19, 20, 21; 19', 20', 21') aus in an sich bekannter Weise gegen Federn (20, 20') verschiebbaren Ventilkegeln (21,21') in Kapseln (19,19') bestehen.

5. Förder- und Dosierinstrument gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit der Flüssigkeit in Berührung gelangenden Teile aus Werkstoff mit höchster chemischer Beständigkeit, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, Glas, Polytetrafluoräthylen oder Fluorelastomeren bestehen.

6. Förder- und Dosierinstrument gemäß Anspruch

1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) eine der Anzahl der Längsschlitze des Gehäuses (3) entsprechende Anzahl, vorzugsweise zwei um 180° versetzte, Graduierungen aufweist