DE1806585A1

DE1806585A1 - Vorrichtung zur Temperierung von Probengefaessen,wie Reagenzroehrchen

Info

Publication number: DE1806585A1
Application number: DE19681806585
Authority: DE
Inventors: Krech Dr Hans; Dr Med M Knedel
Original assignee: B Braun KG
Current assignee: B Braun KG
Priority date: 1968-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1970-05-14
Also published as: DE1806585B2

Description

Vorrichtung zur Temperierung von Probengefäßen wie Reagenzröhrchen Bei vielen chemischen Untersuchungen müssen die zu untersuchenden Proben eine ganz beatimmte Temperatur haben. Bisher hat man das Temperieren von Proben mit Hilfe von Flüssigkeitsbädern, im allgemeinen Wasserbäaern vorgenommen. Dieses Verfahren ist verhaltnismäig umständlich, und zwar einmal wegen der damit verbundenen Befeuchtung der Probengefäße, die ihre weitere Haadhabung erschwert und zum anderen auch wegen des großen Wärmeinhaltes der Heizflüssigkeit, der eine schnelle Änderung der Flilesigkeitstemperatur nicht zuläßt.
Durch die Erfindung nun soll eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, mit deren Hilfe eine äußere Benetzung der Probengefäße vermieden wird und die eine schnelle Temperaturänderung des temperierenden Mediums zuläßt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Gefäßhalter, an dem mehrere Löcher zum Festhalten der Probengefäße vorgesehen sind, eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Gefäßhalters, einen unterhalb des Gefäßhalters angeordneten Luftkanal, in den die Probengefäße hineinragen, eine Einrichtung zum Fördern von Luft durch den Luftkanal, sowie eine thermostatisch gesteuerte Einrichtung zum Erwärmen und/oder Kühlen der Luft.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Heizmedium Luft ist, wird eine äußere Befeuchtung der Probengefäße vollständig vermieden. Die erwärmten Gefäße lassen sich deshalb nach der Temperierung sofort bequem handhaben und brauchen nicht vorher abgetrocknet zu werden. Ein Vorteil ist auch der geringe Wärmeinhalt des erwärmenden Mediums, so daß eine rasche Temperaturänderung und damit auch eine rasche Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse möglich ist.
Der Gefäßhalter kann ein um sein Zentrum drehbarer Ring oder eine kreisrunde Scheibe sein, an den bzw. der die Löcher auf einem zum Zentrum konzentrischen Teilkreis angeordnet sind.
Möglich ist aber auch eine geradlinige Anordnung der Probengefäße oder eine Anordnung längs einer anderen Kurve.
Vorteilhafterweise sind am fäßhalter zwei nach unten weisende Stege vorgesehen, die bei montiertem Gefäßhalter den Außenwänden des Kanales, in den die Probengefäße eintauchen, dicht benachbart sind. Durch die Verwendung solcher Stege wird zwischen dem Kanal und dem sich diesem gegenüber bewegenden Halter eine Spaltdichtung hergestellt, die nur wenig Temperierungsluft entweichen läßt.
Vorteilhafterweise sind mindestens einige Wände des Kanales mit einer wärmeisolierenden Schicht belegt. Durch eine solche Isolierung werden bei Beheizung mit Luft, die eine höhere Temperatur hat als die Umgebungsluft, Wärmeverluste und bei Verwendung von Luft, die eine niedrigere Temperatur hat als die Umgebungsluft, eine unerwtinschte Erwärmung vermieden.
Ftir den Betrieb ist es von Vorteil; im Ringkanal einen höheren Druck aufrechtzuerhalten als den Umgebungsdruck. Hierdurch wird verhindert, daß Umgebungsluft in den Kanal eintritt, was die Regelung bedeutend erschweren wUrde. Die geringen Leckverluste an erwärmter oder gekühlter Luft können in Kauf genommen werden.
Bei einer vorteilhaften Austhrungsform der Erfindung weist der Kanal eine nicht durchströmte Zone auf, die durch die Luft von dieser Zone zurückhaltende Schleusen abgeschlossen ist. Diese Schleusen können durch lappenwörmlge Türen aus elastischem Werkstoff, s.B. aus Gummi gebildet sein. Die durchströmte Zone kann sich bei einem ringförmigen Kanal z.B. über einen Bereich von ca.
900 erstrecken. Lufteintritt und Luftaustritt mUnden außerhalb der nicht durchströmten Zone, vorzugsweise nahe bei den Schleusen.
Die Anordnung einer nicht durchströmten Zone hat den Vorteil, daß das Auswechseln der Probengefäße in diesem Bereich ohne 3eeinflussung durch das erwärmende mittel vorgenommen werden kann. auch entstehen im durchströmten Bereich durch das Herausnehmen der Probengefäße keine Löcher, durch die die Luft entweichen kann.
Die Antriebseinrichtung, die Luftfördereinrichtung, die Heiz-und/oder Luftkühleinrichtung und die Regeleinrichtungen können in einem Geräteunterteil untergebracht sein, der vorzugsweise oben durch ein Deckblech abgeschlossen ist.
Der Gefäßhalter ist vorteilhafterweise vom übrigen Gerät abnehmbar. Eine derarige Anbringung des Gefäßhalters hat den Vorteil, daß dieser leicht vom übrigen Gerät abgenommen und entfernt von diesem Gerät mit Probengefäßen bestückt werden kann.
Ein Temperaturfühler, dessen Anzeige als Eingangsgröße für einen elektronischen Temperaturregler dient, wird vorteilhafterweise zwischen der als Gebläse ausgebildeten Luftfördereinrichtung und der Heiz- und/oder Kühleinrichtung angeordnet. Außer diesem Temperatufiihler kann noch ein Kontrollthermometer vorgesehen sein, das in den Luftkanal hineinragt und dessen Ableseskala sich außerhalb dieses Kanals befindet. Am Kontrollthermometer kann jederzeit festgestllt werden, ob das Gerät einwandfrei arbeitet.
Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise ein Schrittschaltwerk, das den Gefäßhalter in gleichen Zeitabständen, z.B. alle 30 Sekunden um einen Gefäßabstand weiterbewegt. Grundsätzlich kann die Vorrichtung aber auch mit kontinuierlicher Bewegung des Gefäßhalters arbeiten.
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Einrichtungen kann ein 1?ttllarm und/oder ein Entnahmearm vorgesehen sein, mit denen die Probengefäße selbsttätig gefüllt und entleert werden. Wenn diese Arme ortsfest angeordnet sind, ist es von Vorteil, wenn der Halter für die Probengefäße schrittweise bewegt wird.
In der Zeichnung ist ein Äusfühuungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1.
Die Hauptteile der Vorrichtung sind ein Gehäuse 1, ein Antriebsmotor 2, eine Heiz- und Kühleinrichtung 9, ein Gebläse 4, eine Steuereinrichtung 5 (vgl. Fig. 2), ein Ringkanal 6 und ein Gefäßhalter 7. Die Beschaffenheit dieser Hauptteile und ihr Zusammenwirken werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Das Gehäuse 1 hat einen Boden 8 und ein« zylindrischen Mantel 9.
Parallel zum Boden 8 ist ein im oberen Bereich des Mantels 9 befestigtes Deckblech 10 vorgesehen. Der Mantel 9 überragt das Deckblech und umgrenzt dadurch den oberhalb des Deckbleches 10 befindlichen Raum 11 nach Seite hin.
Der Ringkanal 6 ist auf dem Deckblech 10 befestigt und hat, wie Fig. 1 zeigt, einen U-förmigen Querschnitt. An den senkrechten Wänden 12, 13 des Ringkanales ist außen eine Wärmeisolierung 14, 15 vorgesehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, befinden sich im Ringkanal 14 zwei Schleusen 16 und 17, die jeweils aus zwei elastischen Lappen 18 und 19 bestehen. Infolge ihrer Eigenelastizität liegen diese Lappen, die z.B. aus Gummi bestehen können, im wesentlichen dicht aneinander, so daß die Schleusen 16 und 17 den dazwischen liegenden Raum 20 abschließen. Der Raum 20 zwischen den Schleusen 16 und 17 erstreckt sich über einen Winkel / von ungefähr 900.
Dicht neben der Schleuse 16 befindet sich eine Lufteinlaßöffnung 21 und neben der Schleuse 17 eine Luftauslaßöffnung 22. Von der Luftauslaßöffnung 22 führt eine Rohrleitung 23 zu dem Heiz- tzw.
Kühlaggregat 3. Der Ausgang des Kühlaggregates 3 ist über eine weitere Rohrleitung 24 mit dem Gebläse 4 verbunden. Die Druckseite des Gebläses 4 ist über eine dritte Rohrleitung 25 mit der Lufteinlaßöffnung 21 verbunden.
Das Heiz- und Kühlaggregat enthält eine Kühlschlange 26 und eine Heizspirale 27. Das Kühlmittel wird der Kühlspirale 26 über eine Leitung 28 zugeführt und über eine Leitung 28 abgefuhrt.
Diese Leitungen sind mit einem nicht dargestellten Kälteerzeuger verbunden. Die Heizspirale 27 wird über die Zuleitungen 30 und 31 mit Heizstrom gespeist. Diese Speisung wird mittels des elektroniDhen Steergerätes 5 gesteuert. Das Steuergerät 5 wird durch einen Temperaturfühler 32 beeinflußt, der in die Rohrleitung 24 hineinragt und die Temperatur der in der Leitung 24 strömenden Luft abtastet.
Das Gebläse 4 ist ein Radialgebläse mit einem Schaufelrad 33, das mittels eines Elektromotors 34 angetrieben wird.
Die am Boden 8 des Gehäuses 1 befestigte Antriebsvorrichtung 2 enthält einen Elektromotor und ein Getriebe. Mit Hilfe dieser Antriebseinrlchtung kann die Achse 35 schrittweise gedreht werden. Auf der Achse 35 ist der scheibenförmige Gefäßhalter 7 mittels einer Rändelschraube 36 gegen einen Auflageteller 37 an der Achse 35 festgeklemmt.
in der Scheibe 7 befindet sich längs eines zur Achse 35 konzentrischen Kreises eine Reihe von Löchern 38, in die Reagenzgläser 39 einsteckbar sind. vr Teilkreis längs dem die Löcher 38 angeordnet sind, ist auf die Mitte des Ringkanales 6 aurzerichtet.
Von dem ebenen Scheibenteil 40 aus erstrecken sich ringförmige Stege 41 und 42 nach unten. Diese ringförmigen Stege schließen zusammen mit den Isolierbelägen 14, 15 schmale Spalte 43 und 44 ein. Der innenliegende Steg 42 ist etwas länger auagebildet als der äußere Steg 41. buf diese Weise ist die äußere Wand 12 des Ringkanales zugänglich, so daß dort ein Kontrollthermometer 45 eingeführt werden konnte.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In die in den Löchern 38 eingesteckten Reagenzgläser 39 wird von Hand oder mittels eines nicht dargestellten Beschickungsarmes automatisch die zu temperierende Flüssigkeit eingefüllt. Am Steuergerät 5 ist eine bestimmte Temperatur eingestellt, die sich nach der gewünschten Endtemperatur des Inhaltes der Reagenzgläschen 39 richtet. Diese Temperatur wird vom Temperaturfühler 32 abgetastet und im Gerät 5 wird ständig verglichen, ob die tatsächliche Temperatur gleich der gewünschten Temperatur ist. Ist die Luft zu kühl, so wird die Heizspirale 27 mit Strom beschickt. Da die Luft an dieser Heizspirale vorbeiströmt, wird sie erwärmt. Wird kühle Luft gebraucht, 8o wird ein Kühlmittel, z.B. eine Kühlsole durch die Kühlschlange 26 geschickt. Die Luft gibt beim Vorbeistreichen an der Kühlschlange Wärme ab und wird dadurch abgekühlt.
Die Luft führt im übrigen einen ständigen Kreislauf aus, wie dies durch die in die Zeichnung eingezeichneten Pfeile dargestellt ist. Die Luft wird ständig durch die Öffnung 22 mit Hilfe des Gebläses 4 abgesaugt. Das Gebläse 4 saugt die Luft dann durch das EUhl- und Heizaggregat 3 hindurch und drückt sie über die Öffnung 21 in den Ringkanal 6. Die erwärmte Luft streicht nun mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit an den Reagenzgläschen 39 entlang und gibt dabei Wärme ab oder nimmt im Falle der Kühlung Wärme auf. Durch die Wärmeisolierung 14, 15 wird sichergestellt, daß nicht zu viel Wärme abgeführt bzw. im Falle der Kühlung zugeführt wird. Da die Luft nur über die schmalen Spalte 43, 44 entweichen kann, sind die Luftverluste gering. Im Ringkanal 6 wird ständig ein gewisser Überdruck gegenüber der Umgebung aufrechterhalten, um zu gewährleisten, daß keine Umgebungsluft in den Ringkanal 6 eindringen kann.
Über den Umfang der Scheibe 7 können z.B. 60 Reagenzgläser 39 angeordnet werden. Die Antriebsvorrichtung ist dann so gebaut, daß sie bei jedem Schaltschritt, der z.B. alle 30 Sekunden erfolgen kann, den Teller um eine 1/60 Drehung (= 60) weiterbewegt. Die Flüssigkeit wird etwas hinter der Einströmöffnung 21 beim Punkt A eingefüllt und kann irgendwo längs des Bewegungsweges B entnommen werden, was ebenfalls wieder automatisch mit Hilfe eines Entnahmekopfes geschehen kann, von dem aus ein Schlauch in die zu entleerenden Reagenzgläser gesenkt wird. Versuche haben gezeigt, daß mit der Vorrichtung eine Temperierung mit einer Genauigkeit von t 0,5 °O erreichbar ist.
Die Gläser können bei Bewegung der Scheibe 7 in Richtung des Pfeiles 46 durch die Schleusen 17 und 16 hindurchtreten, da' sich die Lappen 18, 19 durch den Andruck der Gläser leicht beiseite drücken lassen. Während der Bewegung im Raum 20 können die Gläser dann zum Zwecke der Reinigung entnommen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Temperierung von Probengefäßen, wie Reagenzröhrchen, gekennzeichnet durch einen Gefäßhalter (7), an dem mehrere Löcher (38) zum Festhalten der Probengefäße (39) vorgesehen sind, eine Antriebseinrichtung (2) zum Bewegen des Gefäßhalters (7), einen unterhalb des Gefäßhalters (7) angeordneten Luftkanal (6), in den die Probengefäße (39) hineinragen, eine Einrichtung (4) zum Fördern von Luft durch den Luftkanal (6), sowie eine thermostatisch gesteuerte Einrichtung t3) zum Erwärmen und/oder Kühlen der Luft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßhalter ein um sein Zentrum drehbarer Ring oder eine kreisrunde Scheibe (7) ist, an dem bzw. der die Löcher (38) auf einem zum Zentrum konzentrischen Teilkreis angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gefäßhalter (7) zwei nach unten weisende Stege (41, 42) vorgesehen sind, die bei montiertem Gefäßhalter (7) den Außenwänden (13, 14) des Kanales (6), in den die Probengefäße (39) eintauchen, dicht benachbart sind.

4. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Wände (12, 13) des Kanales (6) mit einer wärmeisolierenden Schicht (14, 15) belegt sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (6) ein höherer Druck herrscht als der Umgebungsdruck.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6) eine nicht durchströmte Zone (20) aufweist, die durch die Luft von dieser.

Zone (20) zurücklialtende Schleusen (16, 17) abgeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusen (16, 17) durch la-enförmige Türen (18, 19) aus elastischem Werkstoff, z.B. aus Gummi gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Lufteintritt (21) und Luftaustritt (22) außerhalb der nicht durchströmten Zone (20) nahe bei den Schleusen (16, 17)-angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (2)> die LuftfördeTeinrichtung (4), die Luftheiz- und/oder Luftkühleinrichtung (3) und die Regeleinrichtungen (5) in einem Geräteunterteil (1) untergebracht sind, der vorzugsweise oben durch ein Deckblech (10) abgeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßhalter (7) vom übrigen Gerät abnehmbar ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der als Gebläse (4) ausgebildeten Luftfördereinrichtung und der Heiz- und/oder Kühleinrichtung (3) ein Temperaturfühler (32) angeordnet ist, der die Eingangsgröße für einen elektronischen Temperaturregler liefert.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftkanal (6) ein mit seiner Ableseskala nach außen ragendes Kontrollthermometer (45) mündet.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Schrittschaltwerk aufweist, das den Gefäßhalter (7) in gleichen Zeitabständen, z.B. alle 30 Sekunden, um einen Gefäßabstand weiter bewegt.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Füllarm und einen Entnahmearm, mit denen die Probengefäße (39) selbsttätig gefüllt und entleert werden.

L e e r s e i t e