DE1900275A1 - Automatischer chemischer Analysierapparat - Google Patents
Automatischer chemischer AnalysierapparatInfo
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Description
8000 MÜNCHEN-SOLLN
Telefon 796213
BM 2404 München, 30. Dezember 1968
Dr. H./sch
Beckman Instruments, Inc. 2500 Harbor Boulevard ffullerton, California
Y. St. Ä.
Automatischer chemischer Analysierapparat
Priorität: 22. Jan. 1968? Y.St.A.;
Serial-Nr. 699 618
Die Erfindung betrifft 'einen automatischen chemischen Analysierapparat,
der insbesondere dem Zweck dient, im feuchten Zustand befindliche Stoffe oder medizinisch-klinisch anfallende
Flüssigkeiten zu analysieren unter Anwendung von billigen Probenkapseln; die Kapseln sind Hohlkörper und haben einen
offenen Boden und werden automatisch schrittweise, an Bearbeitungsstationen
vorbeigeführt, wobei automatische Mittel vorgesehen sind, um die Kapseln einzuwerfen, eine Probensubstanz
hineinzubringen, Reagensmittel hinzuzufügen, nach der Reaktion die Probensubstanz zu filtrieren, einen Brütvorga"ng
durchzuführen und eine kolorimetrische Messung auszuführen und schließlich, vor dem Abwerfen der Kapsel, sämtliche
flüssigen Bestandteile zu entfernen.
Die Bemühungen um eine Beschleunigung der Analyse biologischer Flüssigkeiten und klinischer Probensubstanzen haben
in den verschiedensten Formen zu der Entwicklung vor. Appara-
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ten geführt, die automatisch die analytischen und verfahrensmäßigen
Schritte durchführen, die im allgemeinen durch einen Laboratoriumstechniker durchgeführt werden.
Die Erfindung bezweckt einen automatischen chemischen Analysierapparat,
. in welchem die verschiedenen Yerfafarensschritte
automatisch und schnell und einfach durchgeführt werden.
Insbesondere ist ein erfindungsgemäßer Analysierapparat in der Konstruktion einfach und in seiner Arbeitsweise daher
zuverlässig.
Die Erfindung bezweckt ferner einen automatischen chemischen Analysierapparat, der billige Einzelkapseln für die Analyse
einer Probe in solcher Weise verwendet, daß eine gegenseitige Beeinträchtigung und Verunreinigung zwischen den Proben
vermieden wird, wobei eine benutzte Kapsel schließlich weggeworfen oder anders verwendet wird.
Weiter bezweckt die Erfindung einen chemischen automatischen Analysierapparat, bei dem die Kapsel schrittweise vor den
BehandlungsStationen vorbeitransportiert wird.
Die Erfindung sieht einen automatischen chemischen Analysierapparat
ferner vor, bei dem durch einen pneumatischen Mechanismus die verschiedenen Apparateteile gesteuert werden und
die pneumatisch-logische Steuervorrichtung durch die zur Beförderung gelangende Kapsel ausgelöst wird.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden bei einem automatischen
chemischen Analysierapparat unter Benutzung der für die Erfindung charakteristischen Gedanken in der Weise gelöst,
daß bei dem automatischen chemischen Analysierapparat
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einzelne Probenkapseln verwendet werden, die billige Hohlkörper sind von Becherform mit offenem Bodenteil und am
Ende angeordneten, als Yerlängerungsstreifen ausgebildeten Füßen, die auf zwei horizontalen Schienen so getragen werden,
daß die Kapseln nebeneinanderliegend schrittweise bei den Behandlungsstationen vorbeigeführt werden und von den Schienen
auf- und abwärtsbewegt werden. Dabei bewegen sich zwei an der Kapeel angreifende Zahnstangen hin und her, wenn die
Transportechienen gesenkt sind, und nehmen die Kapsel von
den Schienen ab, wobei automatisch eine Kapsel wieder auf die Schienen abgesenkt wird und eine Probe von einem Behälter
in einen der Becher eingegeben wird, Reagensmittel hinzugegeben wird, die in Reaktion befindliche Probe filtriert
wird, die Flüssigkeit von einem Becher in einen anderen befördert wird, die Probe einem Brütvorgang unterworfen wird
und eine kolorimetrisch^ Messung oder eine andere Messung,
beispielsweise mittels einea Flammenphotometers, eines Flußmeßgerätes
ο. dgl·, durchgeführt wird und, vor dem Abwerfen der Kapsel, die Flüssigkeit aus sämtlichen Bechern der Kapsel
entfernt wird. Die meisten Funktionen erfolgen daher durch einen pneumatischen Steuermechanismus, der durch pneu-r
matische logische Schaltstufen unter der Steuerung von den
verschiedenen Teilen zugeordneten Relais erfolgt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit
den Figuren. Von den Figuren zeigens
Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen automatischen
chemischen Analysierapparates;
Figur 2 eine die verschiedenen Verfahrensschritte
wiedergebende Tabelle zur Veranschaulichung des Analysenvorgangesι
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Figur 3 eine teilweise gebrochene Vorderansicht
eines erfindungsgemäßen Analysierapparates,
wobei gewisse Teile nicht wiedergegeben
und andere Teile gebrochen dargestellt sind;
Figur 4 eine Teilansicht von der linken Seite, ebenfalls in teilweise vereinfachter bzw. geschnittener
Form;
Figur 5 eine Teilansicht von der rechten Seite in einer den Fig. 3 und 4 ähnlichen Darstellungsweise;
Figur 6 einen Teil des Bewegungsweges einer Kapsel während des Transports durch den Analysierapparat;
Figur 7 eine Draufsicht auf eine bei dem Analysierapparat zur Anwendung gelangende Kapsel;
Figur 8 einen Längsschnitt duroh eine Probenkapsel gemäß Fig. 7}
Figur 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines/Filter vorgesehenen Bechers bei der
als Kapselanordnung gemäß Fig. 7 in einem etwas vergrößerten Maßstab;
Figur 10 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Eingabe eines Reagensmittels und die zugehörige
Haltevorrichtung;
Figur 11 im Vertikalschnitt eine Teilansicht einer als Filter ausgebildeten becherförmigen Abgabevorrichtung
mit Vakuum-Filtermitteln;
Figur 12 eine Draufsicht auf die Zuführungsmittel der als Filter vorgesehenen Bechervorrichtung
gemäß Figo 11;
Figur 13 eine seitliche Teilansicht der zur Abgabe der Kapseln vorgesehenen Vorrichtung;
Figur 14 eine Bodenansicht der zur Abgabe der Kapseln vorgesehenen Vorrichtung;
Figur 15 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zur Weiterbeförderung
der Probe, wobei die Probenvorschubvorrichtung und der für die zu untersuchende Substanz vorgesehene Drehtisch dargestellt
sind;
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Figur 16a
und
Figur 16b
und
Figur 16b
Figur 17
Figur 18
Figur 19
Teile der zum Transport der zu untersuchenden Substanz vorgesehenen Vorrichtung, wobei
Fig. 16a im Schnitt eine Teilanaicht der Probenvorsohubvorrichtung und Fig. 16b einen
Vertikalschnitt des vorgesehenen Drehtisches zeigt;
eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Weiterbeförderung
des Filtrates, wobei gewisse Apparateteile gebrochen dargestellt sind;
eine teilweise gebrochene Seitenansicht der Probeentnahmevorrichtung für die Zwecke der
Kolorimetrie und der Vorrichtung zum Entfernen der Flüssigkeit, wobei dia Verbindung
mit dem zugehörigen Kolorimeter nur schematisch wiedergegeben ist; und
ein Blockschaltbild der verschiedenen Apparateteile des erfindungsgemäßen automatischen
Analysierapparates.
In Fig. 1 ist perspektivisch ein automatischer chemischer Analysierapparat gemäß ,der Erfindung dargestellt, bei dem
auf einem Apparatesockel 20 zwei Schienen 22 angeordnet sind, von denen nur die eine Schiene zu sehen ist, während die an-.
dere Schiene durch die vordere Sockelplatte 21 abgedeokt ist. Probenkapseln 24 werden mittels zweier Zahnstangen 26 auf
den Schienen 22 schrittweise an einer Mehrzahl Behandlungsstationen Torbeigeführt, an denen verschiedene analytische
Verfahrensschritte durchgeführt werden. Das dargestellte Beispiel eines Analysierapparates sieht die Durchführung der
nachstehend angegebenen Analysierschritte vor,· die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf diese Analysierschritte beschränkt,
so daß die einzelnen Verfahrensschritte auch anders gewählt werden können. Der Analysierapparat hat an der
Station A eine Kapselabgabevorriohtung 28, an der automatisch
eine Kapsel auf die Förderschienen 22 abgesenkt wird) eine Probenzuführvorriohtung 30 an der Station B dient dem Zweck,
Ton einem Probendrehtisch 32 aus einem Reagenerohr oder
einem anderen Behälter Probensubstanz in eine Kapsel zu be-
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fördern, die sich unterhalb der Zuführvorrichtung befindet; an der Station D ist eine Filterbecherzuführvorrichtung 34
vorgesehen, und eine Vakuumvorrichtung 36 führt Vakuum an der Station D1 einem Filterbecher zu; an der Station E ist
eine Piltratüberführungsvorrichtung 38 vorgesehen, und die Zugabe von Heagensmitteln erfolgt an den Stationen C, P, H
mittels der Zugabevorrichtungen 40a ... 40c, von denen eine jede Vorrichtung mit einer entsprechenden Pumpe 42a ... 42c
verbunden ist; die Pumpen 44a und 44b sind »ärfe· mit den entsprechenden
Filtriervorrichtungen 30 und 38 verbunden, während
an der Station G eine Brutvorrichtung vorgesehen ist«
Das Bezugszeichen 48 bezeichnet eine Vorrichtung zur Entnahme einer Probe an der Station I, zu dem Zweok, daß die
Probe durch ein Kolorimeter 50 geleitet wird und die kolorimetrischen Werte gemessen und registriert werden. An der
Station J ist eine Aufnahmevorrichtung 52 vorgesehen, die ebenfalls mit Anwendung von Vakuum arbeitet und alle noch in
den Bechern der Kapsel vorhandene Flüssigkeit entfernt, sie in einen Ausguß oder einen Behälter zwecks anderer Verwendung
befördert, worauf eine benutzte Kapsel am Ende der Schienen 22 an der Station K abfällt und in geeigneter Weise
weiterbehandelt wird, beispielsweise verbrannt wird, oder nur in den Abfall geworfen wird, je nach der Natur der
untersuchten Probe. Falls erwünscht, können der Sockel 20 und der Drehtisch 32 auf einem fahrbaren Fahrzeug transportierbar
angeordnet sein.
Im wesentlichen sämtliche Funktionen werden mittels pneumatischer logischer Schaltkreise gemäß den US-Patentschrift en
3 296 941 und 3 322 148 gesteuert. Die verschiedenen Apparateteile
des Analysierapparates weisen pneumatische logische Sohaltstufen oder Flip-Flops und Ventile auf, die mittels
beweglicher Leitungen miteinander verbunden sind und Steuer-
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funktionen an den Apparateteilen auslösen, oder die Flip-Flops
umsteuern, so wie nachstehend noch näher "beschrieben wird. Es wird nachstehend unter einem "Auslaßventil" ein
normalerweise geschlossenes pneumatisches Ventil verstanden, welches, wenn es geöffnet wird, die ein Druckmittel führende
leitung, an die das Ventil angesetzt ist, mit dem Druck der umgebenden Atmosphäre verbindet.
Es ist offensichtlich, daß in jeder beliebigen Weise die aufgesetzten Kapseln auf den Schienen 22 befördert werden
können, beispielsweise unter Anwendung endloser Ketten mit vorspringenden Zähnen, die an den Kapseln angreifen. Die in
den Fig. 1 und 3-5 dargestellte Fördervorrichtung ist be-
sie
sonders zweckmäßig, weil «β- die bei einem Bandantrieb oder Kettenantrieb zu beachtenden Beförderungstoleranzen vermeidet und Anhäufungsfehlern derartiger Vorrichtungen nicht unterworfen ist, wobei die Vertikalbewegung der Kapseln zur Steuerung der Apparateteile der verschiedenen Stufen des Analysierapparates einleiten kann und ferner zum Ansetzen der Kapseln an die Apparateteile ausgenützt werden kann, so daß die betreffenden Apparateteile an den Bearbeitungsstationen nicht vertikal bewegbar ausgebildet sein müssen.
sonders zweckmäßig, weil «β- die bei einem Bandantrieb oder Kettenantrieb zu beachtenden Beförderungstoleranzen vermeidet und Anhäufungsfehlern derartiger Vorrichtungen nicht unterworfen ist, wobei die Vertikalbewegung der Kapseln zur Steuerung der Apparateteile der verschiedenen Stufen des Analysierapparates einleiten kann und ferner zum Ansetzen der Kapseln an die Apparateteile ausgenützt werden kann, so daß die betreffenden Apparateteile an den Bearbeitungsstationen nicht vertikal bewegbar ausgebildet sein müssen.
Wie in den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, sind Zahnstangen an den Seiten von zwei eine breite Unterfläche aufweisenden,
im wesentlichen U-förmigen Bügeln 54a und 54b angeordnet,und
zwar befindet sich der eine, in Fig. 4 dargestellte Bügel 54a am einen Ende der Zahnstangen und der andere, in Fig. 5
dargestellte Bügel 54b am anderen Ende. Der Bügel 54a ist für die Zwecke der Horizontalbewegung mittels einer Kugellagergleitvorrichtung
58 auf einer.hohlen Tragsäule 56a gelagert, während der Bügel 54b in ähnlicher Weise auf einer
ähnlichen Tragsäule 56b, wie Fig. 5 zeigt, gelagert ist. Die
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Kugellagergleitvorrichtungen 58 bestehen aua einer äußeren
rechteckigen Platte 60, die an einen Träger von kastenförmigem Querschnitt befestigt" ist und. zwecks Bildung von'
Laufflächen 62 für Kugellager nach oben gerichtete Flansche aufweist; eine innere, im wesentlichen rechteckige Platte
64 ist mit dem Boden des U-förmigen Bügels verbunden und hat abgewinkelte Seitenkanten, die Laufflächen 66 bilden,
wobei Kugellager 68 zwischen den beiden Kugellaufflächen 62 und 66 angeordnet sind, so daß eine leichte Gleitbewegung
der Bügel 54a, 54b in bezug auf die Trägersäulen 56a,
56b gewährleistet ist.
Die kastenförmigen Tragsäulen 56a und 56b sind an einer Grundplatte 70 befestigt, d.ie einen Teil der Sockelanordnung
20 bildet. Ein Fuß 72 bildet ebenfalls einen Teil der Sokkelanordnung 20 und ist auf der Platte 70 befestigt und ist
von I-Form mit den beiden horizontalen Querteilen 74 und An-den Enden des Fußes 72, und zwar in Vertiefungen 75 an den
Enden der Querteile 74 und 76, welche den Schienen 22 zugewendet sind, sind zwei Platten 60' vertikal angeordnet, die
in ihrer Ausbildung und Wirkungsweise den Platten 60 der Kugellagergleitvorrichtung 58. ähnlich sind und mit entsprechenden
Platten 64' und dazwischen befindlichen Kugellagern zusammenwirken, ähnlich wie es hinsichtlich der Platten 60 ·
und 64 der Kugellagergleitvorrichtung 58 geschildert wurde. An den Platten 64' ist zwecks GIeitbewegung in vertikaler
Richtung ein länglicher horizontal angeordneter rinnenförmi— ger Teil 78 vorgesehen, und ungefähr in der Mitte desselben
ist ein vertikal angeordneter pneumatischer Zylinder 80 angeordnet, der an dem Teil 76 befestigt ist und mittels einer
Verbindung 82 in Verbindung mit dem rinnenf örmigen Teil 78
steht.
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An dem linken Ende des Teiles 78 ist ein dreieckiger, einen freitragenden Arm bildender Bügel 84 befestigt, an dem die
linken Enden der Schienen 22 und eine Steuerplatte 85 befestigt sind, wobei die rechten Enden der Sohienen auf
einer horizontalen Platte 86 und einer einseitig abgestützten
Trägerplatte 88 befestigt sind, welch letztere an dem Teil 78 angeordnet ist. Auf di'ese Weise ist die Möglichkeit
einer vertikalen Hin- und Herbewegung der Schienen und der Platte 85 aus den noch später erörterten Gründen gegeben.
Eine horizontale Hin- und Herbewegung wird auf die Zahnstangen 26 durch einen horizontal angeordneten pneumatischen
Zylinder 90 übertragen* der auf der kastenförmig ausgebildeten
Säule 56a angeordnet ist und mittels eines Winkelstückes 92 mit einem Bügel 54a, wie Fig. 3 zeigt, verbunden ist. Zwei
Auslaßventile 90a und ;90b sind auf der Tragsäule 56a angeordnet,
und zwar wird das Ventil 9Öb duroh den Bügelarm 92 betätigt und das erstgenannte Ventil durch einen Pinger 93,
der an der -einen der Zahnstangen 26 befestigt ist und mit
denselben bewegbar ist.
Es wurde bereits darauf verwiesen, daß die Schienen 22 Kapseln 24 tragen, die duroh die Zahnstangen 26 längs den
Schienen bewegt werden. Zu diesem Zweck haben die Kapseln 24, wie noch näher erörtert werden wird, eine hohle Bodenkonstruktion
mit als Puß wirkenden Verlängerungen 94, die .auf den Schienen ruhen und durch Streifen 96 aus biegsamem
Material, beispielsweise Silikongummi, auf jeder Schiene gehalten werden. Die Streifen werden duroh im Winkel gebogene
Bügel 98 festgehalten, die in geeigneter Weise an den betreffenden
Schienen befestigt, beispielsweise angeschraubt sind·
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Die Arbeitsweise der Schienen und Zahnstangen zum Zweck der Weiterbeförderung der Kapseln soll nunmehr beschrieben werden.
Der pneumatische Zylinder 80, der die Schienen 22 vertikal bewegt, ist mit einer Druckluftzufuhr verbunden, um
periodisch, beispielsweise einmal in 60 Sekunden, die Schienen abzusenken.· Man erkennt aus Fig. 5, daß in der angehobenen
Stellung der Schienen 22 die Kapsel 24 außer Berührung mit der Zahnstange 26 ist, während in der in Fig. 4 dargestellten
abgesenkten Stellung die Zähne 27, die einen Teil der Zahnstangen 26 bilden, zum Teil oberhalb der Schienen
22 liegen, so daß die Zähne in den hohlen Unterteil der Kapsel 24, die gestrichelt dargestellt ist, hineingreifen.
Nachdem eine Kapsel auf die Schienen abgesenkt wurde, bringt eine Abwärtsbewegung der Schienen die Kapsel in Eingriff mit
zwei Zähnen 27, und es wird das Auslaßventil 85a in Fig. 19 betätigt und der pneumatische Zylinder 90 in Fig. 3 nach
rechts in Bewegung gesetzt, so daß die Kapsel längs den Schienen um einen Abstand, der gleich der Breite einer Kapsel
ist, verschoben wird und durch den Finger 93 das Auslaßventil 90a betätigt wird, worauf der pneumatische Zylinder
80 die Schienen anhebt und das Auslaßventil 85g in Fig. 19 so betätigt, daß die Zahnstangen nach links zurückkehren
und durch den Bügel 92 eine Betätigung des Ventils 90b zu dem noch nachstehend erörterten Zweck erfolgt. Bei
jeder Abwärtsbewegung der Schienen wiederholt sich zyklisch der Vorgang, es wird jedoch die Kapsel in jedem nachfolgenden
Zyklus durch das nächstfolgende Zähnepaar 27 ergriffen· Man erkennt aus der sohematisehen Darstellung der Figo 6,
daß die Bewegung einer jeden Kapsel während eines jeden Vorganges wie folgt istx abwärts gemäß Pfeil 100 über den Zahn
27 hinweg; Pfeil 102, ein der Kapselbreite entsprechender Weg} Halbpfeil 104, aufwärts aus den Zähnen 27 heraus; eine
Ruhepause, die den größten Teil des periodischen Zyklus umfaßt, bis die Schienen wieder in Bewegung gesetzt werden;
dann abwärts, Halbpfeil 106, bis über die Zähne 27 hinaus;
Pfeil 108, Bewegung entsprechend einer Kapselbreite.
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Die Kapsel 24 könnte an sich jede beliebige Form mit einer Mehrzahl becherförmiger Vertiefungen haben und ferner Teile
aufweisen, in die zwecks Verschiebens der Kapsel auf den Schienen 22 die Zähne eingreifen könnten. Eine zweckmäßige
Form einer solchen Kapsel ist in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt. Diese Form ist in besonderer Weise der Art der Auslösung
der Vorgänge und der Durchführung des Filterprozesses bei dem erfindungsgemäßen Apparat angepaßt.
Die Kapsel 24 kann aus einem geeigneten Material leicht und billig hergestellt werden, was deswegen zweckmäßig ist, weil
die Kapsel nach Benutzung vernichtet oder weggeworfen werden soll. Sie kann beispielsweise aus einem Kunststoff wie Polyäthylen,
Polypropylen o. dgl. hergestellt werden, d. h. aus einem Kunststoff, der eine Widerstandsfähigkeit gegenüber
der Probensubstanz und den bei der Analyse zu verwendenden Chemikalien besitzt und sowohl hinreichend biegsam als auch
hinreichend stabil für die Anwendung ist. Gemäß Fig. 7 und besteht die Kapsel 24 aus einem an der Unterseite einen
offenen Bodenteil besitzenden Hohlkörper mit Seitenwänden
110 und Stirnwänden 112 von Trapezform, die an der oberen Kante an einer Deckelfläche 114 angesetzt sind. Die Deckelfläche
114 hat becherförmige Vertiefungen 116 und 118a - 118d,
die sich in den Raum zwischen den Seitenwänden und den Stirn-, wänden hineinerstrecken. Eine schmale Versteifungsrippe 120
erstreckt sich längs der unteren Kante jeder Seitenwandung und läuft in eine einen Fuß bildende Verlängerung 94 aus.
In der hohlen Bodenkonstruktion an der Verbindungsstelle einer jeden der Stirnwände 112 mit der Deckelflache 114
ist das Material verstärkt und bildet Rippen 122, die nach unten gerichtet sind, bo daß die Kapseln übereinander gestapelt
werden können, ohne daß sie dabei sich ineinander ■»erklemmen. Ein Zähnepaar 27 hat eine Größe, die etwas ge-
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ringer ist als der Abstand zwischen den Seitenwänden, und kann daher in die Zwischenräume zwischen den Stirnwänden
112 und den becherförmigen Vertiefungen 116 und 118d eingreifen.
Fig. 9 zeigt einen Filterbecher 130, der mit der Kapsel 24 verwendet werden kann, um das in einem Becher 116 vorhandene
Material zu filtern, wobei der Maßstab für den Filterbecher 130 größer gewählt ist als der Maßstab für die Kapsel. Der
Becher 130 kann in ähnlicher Weise hergestellt werden und aus ähnlichem Material bestehen wie die Kapsel 24, es besteht
jedoch der Boden 132 aus Filterpapier oder einem geeigneten anderen porösen Material. Der Becher hat einen
kegelstumpfförmigen Teil 134, in dessen Bodenfläche 132
das Filterpapier eingekittet ist, und .einen zylindrischen Teil 136 mit einem nach unten gerichteten Absatz 138 und
einem ebenen Flansch 140. Der Becher ist so groß, daß seine Teile 134 und 136 in die becherförmige Vertiefung 116 der
Kapsel 24 hineinpassen»
Die Schulter 138 gestattet ein Aufeinanderstapeln der Filterbecher,
ohne daß dieselben dabei aneinanderkleben, und der Flansch 140 tritt in Berührung mit der Deckelfläche
der Kapsel während des Filtervorganges.
Die Vorrichtung zur automatischen Durchführung des Filtervorganges
ist in Fig. 11 dargestellt, die einen vertikalen Schnitt der zum Einführen der Filterbecher vorgesehenen
Vorrichtung 34 und der Vakuumsaugvorrichtung 36* im Zusammenwirken
mit den auf den Schienen 22 vorgesehenen Kapseln 24 darstellt.
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Die Filterzuführvorrichtung 34 besteht aus einem Filterbechermagazin
144 von zylindrischer Form und hat eine im wesentlichen kreisförmige Austrittsöffnung 146 und eine
Filterbeoherauswurfvorrichtung 148, die dazwischen horizontal bewegbar angeordnet ist. Wie man aus Fig. 12 sieht,
ist die Auswurfvorrichtung 148 mit einem horizontalen pneumatischen Zylinder 149 verbunden und hat eine längliche
öffnung 150 und zwei vertikal gegeneinander versetzte tragende Flächen, von denen die untere tragende Fläche 151
am einen Ende der öffnung vorgesehen ist und unter den Rand 140 des untersten Filterbechers 130 greift, während
die andere Fläche einen im wesentlichen U-förmigen Auswerfer 152 am anderen Ende der öffnung bildet? zwei ■Vorsprünge
154 sind1 an den beiden Seiten der Öffnung 150 vorgesehen.
Die Auswerferplatte 152 kann um eine horizontale
Achse sohwenken und liegt normalerweise in einer horizontalen Ebene mit den Vorsprüngen 154, ist jedoch in Fig« Il
in der unteren Stellung, nämlich der Auswerferstellung, gezeigt.
Während der Bewegung der Auswerfervorrichtung 1.48 aus der normalen Stellung gleitet die tragende Fläche 151
aus ihrer Lage unterhalb des Randes 140 des untersten Filterbechers
heraus, während die'Auswerfervorriohtung 152 und
die Vorsprünge 154 unter den Rand des nächsthöheren Filterbeohers greifen, und etwa am.Ende dieser Bewegung wird die
Auswerferplatte nach unten gekippt und bewirkt dadurch den Ausstoß des untersten Filterbechers durch die öffnung 146.
Der Filterbeoher 130 fällt in die becherförmige Vertiefung
der Kapsel 24 und schwimmt auf der Oberfläche der in der Vertiefung vorhandenen Flüssigkeit 156. Bei der Rückwärtsbewegung
der Ausstoßvorrichtung 148 kehrt die Auswerferplatte
152 wieder in ihre normale horizontale Stellung zurüQk, und die Vorsprünge 154 gleiten von dem unteren Rand
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des nächsthöheren Filterbechers ab, so daß dieser in die untere U-förmige Tragfläche 151 einfällt und die Filterabgabevorrichtung
wieder in ihrem Vorbereitungszustand zur Abgabe eines weiteren Filterbechers ist.
Die Saugvorrichtung 36 zur Erzeugung eines Vakuums an dem Filterbecher der Kapsel besteht aus einem Vakuumkopf 158
von nichtkreisförmigem Horizontalquerschnitt, der um eine Kapselbreite von der Filterbecherauswurfvorrichtung 34 angeordnet
ist und vertikal bewegbar in einer Hülse 160 angeordnet ist. Das untere Ende der Hülse ist zweckmäßigerweise
bei 161 geschlitzt zur Aufnahme des Vakuumkopfes. Der Kopfteil 158 ist mit einem vertikalen pneumatischen Zylinder
162 verbunden und hat einen nach unten gerichteten vorspringenden Teil 164 und eine Schulter 166, um die sich eine
Dichtung 168 aus Schaumgummi o. dgl» erstreckt. Eine kontinuierlich wirkende Vakuumanordnung ist mittels eines
Schlauches 170 angeschlossen, und ein Sohlauchansatzstück 172 ist in einer Bohrung 174 vorgesehen. Die Betätigung des
vertikalen pneumatischen Zylinders 162 ist zeitlich gekoppelt mit dem Anheben der Schienen 22 durch den vertikalen
pneumatischen Zylinder 80, so daß, wenn die Kapsel unterhalb des Vakuumkopfes 158 angehoben wird, der Kopf 158
sioh abwärtsbewegt und die Dichtung 168 gegen den Rand des Filterbechers 130 drückt und eine Abdichtung bewirkt, so
daß die Vakuumvorrichtung den Druck innerhalb des Filterbechers verringert und zur Folge hat, daß ein klares Filtrat
durch den porösen Boden des Filterbechers gesaugt wird. Nachdem der Vakuumkopf 158 zurückgezogen ist, wirkt das untere
Ende der Hülse 160 beiderseits der Schlitze 161 gegen den Rand des Filterbechers, so daß der Filterbecher zurückgehalten
wird und seine Verbindung mit dem Vakuumkopf gelöst wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4, 13 und 14 soll nunmehr die Vorrichtung 28 zur Abgabe der Kapseln an der Station A
beschrieben werden. Die Vorrichtung 28 zum Zuführen der Kapseln besteht aus einem Kapselmagazin 180, das auf einer
Platte 182 einstellbar an dem Querteil 74 des I-förmigen Trägers 72 befestigt ist. Damit das Magazin in einfacher
Weise mit Kapseln gefüllt werden kann, kann es in der Vertikalrichiiung
hälftig geteilt sein, wobei die eine Hälfte an der Platte 182 angelenkt ist und mittels eines Magnetverschlusses
183 mit der festen Hälfte verbunden ist. Die Platte 182 hat eine rechteckige öffnung 184,in bezug auf
die das Magazin 180 und die eine Bodenfläche nicht aufweisende
Rinne 186 zum Zuführen der Kapseln ausgerichtet sind, so daß ein Kapselstapel einem an der Unterseite der Platte
vorgesehenen Zuführmechanismus zugeführt wird. Der Zuführmechanismus besteht aus zwei Schiebern,.die Halter 188 und
188' beiderseits der Enden der Öffnung 182 aufweisen, wobei ein jeder Halter aus einem Block besteht, der eine U-förmige
Schlitz öffnung 190 aufweist,, deren offene Enden aufeinander zu gerichtet sind. In dem Schlitz 190 des Teiles
188 befindet sich ein unterer Schieber 192, der eine flache obere Fläche hat und eine umgekehrt U-förmige Bodenfläche,
die gegen die untere Fläche des Schlitzes und die anliegenden Seitenkanten wirkt, wobei zwei fingerförmige Verlängerungen
194 vorgesehen sind. Ein unterer Schieber 192' ist im wesentlichen ähnlich dem oberen Schieber 192 ausgebildet
und gehört zu einem ähnlichen Halter 188' und weist fingerförmige Vorsprünge 194' auf, die mit den Fingern 194 zusammenwirken
und den Kapselstapel tragen. Einstellschrauben 195 mit Gegenmuttern erstrecken sich in die Schlitze 190
und begrenzen die Verschiebung der Schieber 192, 192'.
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Oberhalb des unteren Schiebers 192 befindet sich ein oberer Schiebeblock 196, der einen breiten Pinger 198 aufweist, der
oberhalb und seitlich der Pinger 194 angeordnet ist. Die U-förmige Oberfläche wirkt gegen die obere Fläche des
Schlitzes 190 in dem Halter 188, wobei der Schieberblock verschiebbar über der oberen Fläche des unteren Schiebers
ist. Der Block 196.ist hohl,und schwenkbar ist darin ein
Auswerfer 200 angeordnet, der durch eine Feder 202 in die in Fig. 13 dargestellte lage gedrückt wird, wobei der Finger
198 bei 204 eine entsprechende Öffnung hat, damit die Schwingbewegung des Auswerfers ermöglicht ist. Bin oberer
Schiebeblock 196' ist in ähnlicher Weise in dem Schlitz 190' des Halters 188' angeordnet und hat einen breiten Finger 198',
einen Auswerfer 200' mit Feder und eine Öffnung 204'.
Die Schieber 192, 192' und die Blöcke 196, 196· sind miteinander
verbunden, so daß sich für die Zwecke der einzelnen Abgabe von Kapseln eine geeignete Koordinierung der Gleitbewegungen
ergibt. Zu diesem Zweck ist ein starrer Arm 206 am einen Ende des Schiebeblockes 196' befestigt, und das andere
Ende des Armes weist einen schmalen, nach oben versetzten Teil 208 auf, der mit dem unteren Schieber 192 in
Verbindung steht. Ein starrer Arm 206' ähnlicher Form überlappt
in entgegengesetzter Richtung den Arm 206 und steht in Verbindung mit dem Schiebeblock 196 und hat einen schmalen,
mit dem Schieber 192' verbundenen Teil 208'. In Anbetracht dieses Schiebergestänges bewegen sich, wenn die
Schieber 192, 192' sich nach innen aufeinander zu bewegen, die Schiebeblöcke 196, 196' nach außen voneinander weg und
umgekehrt.
TJm eine Bewegung der Arme und der damit in Verbindung stehenden Teile zu bewirken, ist ein pneumatischer Zylinder
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an dem Arm 206' mittels eines Bügels 212 befestigt und mit
einem Bügel 214 mit dem Arm 206 verbunden.
Zur Koordinierung der Bewegungen der Schieber und der
Sohiebeblöcke weist der Schieber 192' einen Zapfen 216 und
der Block 1961 einen Zapfen 218 auf, und die Zapfen 216 und
218 greifen in Nockenschlitze 220 und 222, die in einer Sektorplatte 224 gebildet sind. Die Sektorplatte 224 hat,
wie Pig. 14 zeigt, eine Lagerhülse 226, die auf einem Lagerzapfen 228 des Halters 188* gelagert ist.
Bs ergibt'sich aus den Pig. 4, 13 und 14, daß die Schieber
192, 192» und die Schiebeblöcke 196, 196' sich in einer
Zwischenstellung befinden und normalerweise der pneumatische Zylinder 210 ausgefahren ist, wobei die Pinger 194 und
194' in ihrer nach innen gerichteten ausgefahrenen Schließstellung
sich befinden und die Finger 198 und 198' am weitesten auseinanderstehen, so daß der Kapselstapel in dem
Magazin durch die Pinger 194 und 194' gehalten wird und die
Enden der vorspringenden Püße der untersten Kapsel 24 auf den Fingern ruhen und die Enden der vorspringenden Püße der
nächsthöheren Kapsel sich oberhalb der Pinger 198, 198' befinden, wobei die Kapseln gestrichelt gezeichnet-sind, um
Verwechslungen mit anderen Linien zu vermeiden. Ein Einziehen
des pneumatischen Zylinders 210 bewirkt, daß die Pinger 194 und 194* aueeinandergesohoben werden und die Pinger 198,
198' näher zusammentreten, und in einer Zwiechenphase dieser
Bewegung haben die Pinger die in Fig. 13 dargestellten Lagen, in denen die finger 194 und 194' fast ganz zurückgezogen
sind unterhalb der Enden der vorspringenden Püße der untersten Kapsel und die Pinger 198 und 198' in den Zwischenraum
unterhalb der vorspringenden Püße der nächsthöheren Kapsel getreten sind. Bei weiterer Bewegung der Schieber und der
Schiebeblöcke gleiten die Pinger 194 und 194' weg unterhalb
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der untersten Kapsel und erlauben das Abfallen derselben,
und die nächsthöhere Kapsel wird durch die Finger 198, 198' aufgefangen.
Um eine Trennung der untersten Kapsel von der darüberliegenden
Kapsel zu bewirken, werden die Auswerfer 200, 200' nach unten in der Endstellung der.Einwärtsbewegung der Schiebeblöcke
196, 196' geschwenkt. Dies erfolgt durch Vorsprünge 230, beispielsweise einstellbare Schrauben o. dgl., die in
dem Weg der Auswerfer angeordnet sind und von Haltern 232 getragen werden, die an den Schieberhaltern 188, 188· befestigt
sind, wie Pig. 13 zeigt.
Nach Zurückbewegung des pneumatischen Zylinders 210 in seine
Ausgangsstellung gleiten die Pinger 198, 198* von unterhalb der Enden der Püfle der Kapseln nach außen, und der Kapselstapel
senkt sich und wird durch die Finger 194, 194' abgefangen,
die sich in der Zwischenzeit wieder in ihre innere Abfangstellung bewegt haben, so daß die Kapselzuführvorrichtung
28 wieder vorbereitet ist, eine weitere Kapsel abzugeben·
Die Pig. 15, 16a und 16b zeigen gewisse Einzelheiten der Probenzuführvorrichtung an de,r Station B, die aus dem Zuführmechanismus
30 und einem Probendrehtisch 32 besteht. Wie Pig. 15 und 16a erkennen lassen, ist die Probenzuführvorrichtung
30 an dem mit 74 bezeichneten Teil des I-Trägers 72 mittels eines Teiles 241 in Querrichtung zu den Schienen
22 und in der Nähe der Kapselfüllstation 28 angeordnet. Die Anordnung
besteht aus einem langgestreckten TT-f örmigen Träger
240 aus Blech oder einem anderen Material, in dem sich ein Block 242 befindet, der eine hin- und hergehende Horizontalbewegung
ausführen kann, wobei ein pneumatischer Zylinder 244 diese Bewegung bewirkt. Der Block 242 trägt ein ·
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vertikal angeordnetes Probengefäß 243 in Form eines aus Kunststoff bestehenden Rohres o. dgl. Der Träger 240 weist
ferner eine Mehrzahl pneumatischer Steuerventile 246a - e
auf, deren Zweck nachstehend noch erörtert wird, wobei die Steuerventile 246 a und 246b einstellbar mittels einer
Schlitzbefestigung 247 an dem Träger 240 angeordnet sind und die Ventile 246c und 246d schwenkbar an einem Halter
248 befestigt sind, der in vertikaler oder zurückgeklappter Stellung durch eine federbelastete Rastvorrichtung 250, die
in einer von zwei Vertiefungen 252 einrastet, gehalten wird. Ein Steuerventil 246e ist am unteren Ende eines Armes 253
vorgesehen, wie Fig. 16a zeigt. Es ist offensichtlich, daß
der· Zylinder 244 einstellbar so angeordnet sein kann, daß das Probenentnahmegefäß 243 oberhalb irgendeiner becherförmigen
Vertiefung der Kapsel 24 gebracht werden kann.
Unterhalb des Armes 248 ist der Probendrehtisch 32 angeordnet, der eine Mehrzahl auf einem Kreis im gleichen Abstand
voneinander angeordneter Öffnungen 260 aufweist und so ausgebildet ist, daß, wenn der pneumatische Zylinder 244 ausgefahren
wird, sich eine Probe 243 vertikal über einer Öffnung befindet. Jede Öffnung 260 nimmt ein Probenreagensrohr'
262 auf, und elastische Finger 264 aus Kunststoff o. dgl« dienen dem Zweck, unter Reibung die Reagensrohre so zu halten,
daß das Hiveau der Probenflüssigkeit sich in derselben Höhe wie die Oberkante des Drehtisches befindet und dadurch
die Flüssigkeitsspiegel in den verschiedenen Rohren gleich hoch liegen.
Wie Fig. 16b zeigt, ist der Drehtisch 32 auf einem Gehäuse 266 angeordnet, das die Form eines umgekehrten Bechers hat
und das selbst auf einer vertikal bewegbaren Kolbenstange 268 gelagert ist, die zu einem pneumatischen Zylinder 270
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gehört. Ein Drehzapfen 268 durchsetzt die im Mittelpunkt angeordnete
Nabe 271 de^Drehtisches. Der Zylinder 270 ist auf einer Grundplatte 272 angeordnet und hat eine ringförmige
Rippe 274, auf der der Ösenteil 276 eines Armes 278 aufliegt und dabei dicht das Gehäuse umschließt. Der Teil 276 des
Armes 278 hat einen Stift 280, der in eines der auf einem Kreis angeordneten Löcher 282 einer kreisförmigen Scheibe
284 eingreift, die am unteren Ende des Gehäuses 2'66 vorgesehen ist. Bin ähnlicher Stift 280* kann an dem Teil 276
dem Stift 280 gegenüberliegend angeordnet sein. Die Löcher 282 haben den* gleichen Winkelabstand voneinander wie die
Öffnungen 260 und sind radial mit denselben ausgerichtet, und dasselbe gilt für Vertiefungen 286 an der inneren Peripherie
der Scheibe 284, in .die ein mit dem Zylinder 270 verbundener Teil 288 eingreift.
Ein horizontal wirkender pneumatischer Zylinder 290 ist mit dem Arm 278 verbunden und in geeigneter Weise auf der Grundplatte
272 befestigt, zu dem Zweck, bei Betätigung den Arm 278 und damit den Drehtisch 32 um einen kleinen Drehwinkel
zu drehen, der gleich dem winkelmäßigen Abstand zwischen den Öffnungen 260 ist, wonach der Arm dann wieder in seine Ausgangsstellung
zurückgeschwenkt wird. Die Betätigung des Armes 278 steuert Steuerventile 292a-e, durch die noch näher zu
erläuternde automatische Punktionen des erfindungsgemäßen
Analysenapparates ausgelöst werden·
Wenn eine Kapsel 24 unter der ProbenverschiebevorriGhtung angehoben wird, wird ein Steuerventil 246e betätigt, das
zur Folge hat, daß die Probe 243, wie in Fig. 16a gestrichelt
dargestellt, von dem Drehtisch 32 abgehoben wird, so daß danach der pneumatische Zylinder 290 den Arm 278 schwenkt
und den Tisch etwas in solcher Weise dreht, daß das nächste Reagensrohr 262 direkt unter die Probenentnahmevorrichtung
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gedreht wird und dabei das Ventil 292d zum Anheben dea Tisches betätigt wird. Dadurch wird die Probenaubatanz in
dem Reagenarohr angehoben bia zu der Probenentnahmevorrichtung
243, die geatrichelt in den Fig. 16a und 16b angegeben ist; die Scheibe 284 wird außer Eingriff mit dem Stift 280
dea Armes 278 gebracht, und daa'Keilstück 288 tritt in .die
Nut 286, die radial mit dem Stift ausgerichtet ist. Wenn · der Tisch 32 angehoben ist, werden die Steuerventile 246c
und 246d betätigt, und es wird ein Verfahrensschritt eingeleitet, der eine bestimmte Menge der Probensubstanz in
das Probenentnahmerohr 243 saugt, und ferner wird der Arm 278, der außer Eingriff mit der Scheibe 284 gebracht wurde,
zurückgedreht. Es wird dann der Tisch 32 gesenkt, und die Betätigung des Ventils 294 in Fig. 16b bewegt die Probenentnahme
vor richtung 243 zurück, und nachdem die Probenentnahmevorrichtung in die geeignete Lage oberhalb der Kapsel
gebracht wurde, betätig-t/das Steuerventil 246a zum Auapumpen der aufgenommenen Probenmenge zusätzlich mit einem bestimmten
Wasservolumen, um die Probenentnahmevorrichtung auszuspülen und die Probensubstanz zu verdünnen, wobei die
Durchmischung durch die Pumpgeechwindigkeit dea Waaaers bewirkt
wird. Es ist dann die Probenentnahmevorrichtung wieder vorbereitet, durch die nächste Kapsel in Tätigkeit gesetzt
zu werden.
In Pig. 17 ist eine andere Probenentnahmeanordnung 300 beschrieben,
die an der Station E verwendet werden kann, um das klare Filtrat aus einem Filterbecher in eine andere
becherförmige Vertiefung der Kapsel zu befördern. Die Vorrichtung 300 besteht aus einem langgestreckten U-förmigen
Arm 302 aus einem Metallstreifen, der an einem Block 304 befestigt ist, welcher einstellbar an dem Teil 74 angeordnet
ist. Eine horizontale Stange 306 ist an dem Träger 302
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angeordnet und trägt verschiebbar einen Probenschlitten 308, an' dem ein Probenarm 310 von der Form eines Winkelstückes
schwenkbar um den Drehpunkt 312 angeordnet ist, während eine Zugfeder 314 zwischen dem Schlitten und dem Probenarm
angeordnet ist und letzteren nach oben zieht. Anschläge und 318 begrenzen den Bewegungsweg des Probenarmes 310 und
aind einstellbar in einem Schlitz 320 des Trägers 302 angeordnet.
Ein Anschlag 316 weist eine Einstellschraube 322 oberhalb der Drehachse 312 auf und wirkt am einen Ende des
Bewegungsweges gegen den Probenarm 310 und gestattet, denselben abwärts zu schwenken. Eine Einstellschraube 324 ist
unterhalb der Drehachse 312 an dem Teil 318 vorgesehen und übt dieselbe Funktion am anderen Ende des Bewegungsweges
aus. Der Probenschlitten 308 wird durch den horizontalen pneumatischen Zylinder 326 bewegt. Der Probenarm 310 wird
daher am einen Ende seines Bewegungsweges nach unten geschwenkt, und ein an dem Probenarm angeordnetes Probenrohr
328 taucht in den Filterbecher ein,und die Pumpe 44b wird gleichzeitig durch den Schlitten 308 und das Steuerventil
330, das an dem Teil 316 angeordnet ist, in Tätigkeit gesetzt. Die Bewegung des Probenträgers von dem als Anschlag
wirkenden Teil 316 gestattet ein Anheben des Probenarmes infolge der Wirkung der Feder 314. Am anderen Ende des Bewegungsweges
wird der Probenaam 310 wiederum abwärts geschwenkt, diesmal jedoch taucht das Probenrohr 328.in eine
andere becherförmige Vertiefung der Kapsel, und das Steuerventil 332 wird durch den Schlitten 308 betätigt und schaltet
die Pumpe 44b ein, so daß die klare Filterflüssigkeit,
die aus dem Filterbecher abgesaugt wurde, ausgestoßen wird. Die Anfangsbewegung des Probenschlittens 308 wird dadurch
ausgelöst, daß eine Kapsel in Berührung mit dem Steuerventil 334 des Trägers 302 tritt.
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Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Probenverarbeitungsvorrichtung,
die an der kolorimetrischen Station I zur Entnahme der dem Kolorimeter zuzuführenden Probenmenge
dient. Es ist ebenfalls ein U-förmiger Träger 342 vorgesehen,
und an dem Teil 74 der I-Sohiene ist ein Block einstellbar angeordnet. Der Träger 342 hat einen langgestreckten
Schlitz 346, in dem einstellbar ein Block 348 befestigt ist, der einen vertikalen pneumatischen Zylinder
350 trägt, von dem der Probenarm 352 mit dem Probenrohr getragen wird. Die Probenentnahme wird dadurch eingeleitet,
daß die Kapsel in Berührung mit dem unteren Ende des durch eine Druckfeder vorgespannten Kolbens 355 tritt; der. Kolben
"355 schließt einen normalerweise geöffneten Mikroschalter 356 und schaltet dadurch den Stromkreis für die
Pumpe 358 ein, die die dem Kolorimeter zugeführte Lösungsmenge bemißt und duroh einen Elektromotor 360 mittels einer
Nockenscheibe 362 betätigt wird. Die Nockenscheibe 362 schwenkt intermittierend einen Hebel 363 zur Betätigung der
Steuerventile 364a und 364b der Flip—Flop-Anordnung 366,
und dadurch wird der pneumatische Zylinder 350, der durch eine Feder nach oben vorgespannt ist, in Tätigkeit gesetzt,
so daß der Probenarm 352 das Probenrohr 354 eintaucht und eine bestimmte Menge der Probensubstanz aufnimmt, um diese
Menge durch das Kolorimeter 50 zu leiten. Der Motor 360 wird ·■ durch den einen vollen Zyklus ausführenden Schalter 368
gesteuert, der wiederum durch ein Zeitwerk 500 gesteuert wird.
Auf dem Träger 342 ist ein Kunststoffblock 370 angeordnet,
der bei 372 eine geeignete Bohrung hat zur Aufnahme stationärer Probenrohre 374, bis zu denen die Kapsel an der den
Zwecken der Entfernung der Flüssigkeit dienenden Station J angehoben wird, wobei die Probenrohre 374 einen der Kapselbreite entsprechenden Abstand hinter dem Probenarm 352 haben.
Sämtliche Bohrungen 372 stehen mit einem Kanal 376 in
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Verbindung, der mittels eines Rohres 378 mit einer ein
niedriges Vakuum liefernden Leitung verbunden ist zu dem Zweck, die restliche Flüssigkeit in den becherförmigen Vertiefungen
abzusaugen, wenn die Kapsel bis zu den Probenrohren 374 angehoben wird.
Fig» 10 zeigt eine Vorrichtung, die an den Stationen 0, F,
H Reagensflüssigkeit hinzugibt. Die Vorrichtung besteht aus
" einem Arm 380, der ein langgestreckter U-förmiger Streifen
ist und einen Block 382 aufweist, der einstellbar an dem Teil 74 befestigbar ist. In dem Träger ist ein Probentragblock
384 vorgesehen, durch den in Form eines Kunststoffrohres oder einer ähnlichen Leitung ein Probenrohr 386 geführt
ist, das am unteren JEnde hervorsteht. Der Block 384 kann aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material
bestehen und hat an jeder Seite einen biegsamen Teil 388, der elastisch in Berührung mit der Innenseite des U-förmigen
Trägers steht, so daß der Block in der Längsrichtung verschiebbar ist. Ein Steuerventil 390 ist an dem Träger angeordnet
und wird in Tätigkeit gesetzt, wenn die Kapsel 24
ι angehoben wird, zu dem Zweck, eine Abgabe der Reagensflüssigkeit
zu bewirken«.
Der Block 384 trägt ferner ein Durchmischungsmittel in Form
einer Druokluftleitung 392, die an einem Arm 394 befestigt ist. Der Arm 394 hat einen sich verjüngenden Teil und ist
unter Reibung in eine konische öffnung des Blockes eingepaßt, bo daß die Lage der Leitung in bezug auf das Probenrohr
und den Becher einstellbar ist. Mit der Leitung 392 steht eine Druokluftquelle in Verbindung, und der austretende
Luftstrahl dient dem Zweck, den Inhalt der becherförmigen Vertiefung in Bewegung zu setzen und durchzumischen.
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Häufig ist es erforderlich, eine Probensubstanz so zu verarbeiten,
daß sie erhitzt wird, damit es zur Ausbildung einer bestimmten Phase bei der Analyse kommt. Für diesen
Zweck wurde eine Brutvorrichtung 400 entwickelt, welche
sich insbesondere für einen erfindungsgemäßen chemischen
Analyseapparat eignet. In den Fig. 3 und 5 besteht die Brutvorrichtung 400 im wesentlichen aus' einem massiven Aluminiumblock
402 oder einem Block aus einem anderen geeigneten Material, der gezahnt ausgebildet ist, so daß ein jeder Zahn
404 in den hohlen Körperunterteil der Kapsel hineinpaßt und ausgehöhlt ist und eine Vertiefung 406 bildet, die innig
die Außenseite einer oder mehrerer becherförmiger Vertiefungen
der Probenkapsel umschließt, damit sich ein Wärmeaustausch ergibt. Die Brutvorrichtung 400 ist auf einem
langgestreckten Rahmen 408 so angeordnet, daß sie auf den beiden Kugellagern 58 vertikal verschoben werden kann; entsprechende
rechteckige Platten 60''und 64flsind in geeigneter
Weise an den Enden des Rahmens 408 und den Enden des langgestreckten Trägerrahmens 410 verbunden, der einstell-
-bar an dem Rahmen 70 angeordnet ist. Der Trägerrahmen 410 trägt einen vertikalen pneumatischen Zylinder 412, der in
geeigneter Weise mit dem vertikal bewegbaren Rahmen 408 bei 414 verbunden ist; die Tätigkeit des durch luft gesteuerten
Zylinders ist mit der Tätigkeit des für die Schienen 22 vorgesehenen vertikalen TransportZylinders 80 synchronisiert.
Eine Einstellung des Rahmens 410 gestattet, die Brutvorrichtung in eine solche Lage zu bringen, daß
die Probensubstanz in einem bestimmten Becher gebrütet wird. Damit sämtliche Becher zugänglich sind, können die Rahmen
408 und 410 umgekehrt werden, damit die Brutvorrichtung in •jede beliebige Stellung in bezug auf die anderen Becher
gebracht wird. Es ist natürlich möglich, eine Mehrzahl Brütblöcke nebeneinander vorzusehen, um die Probensubstanzen in
mehreren becherförmigen Vertiefungen gleichzeitig zu erwärmen und anzubrüten.
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Ea soll nunmehr die Gesamtwirkungaweise des "beschriebenen
Analyseapparates unter Zugrundelegen des in Fig. 2 wiedergegebenen· Analyseprogrammes erörtert werden. Es könnte
selbstverständlich der Analyseapparat auch entsprechend einem anderen Programm ausgelegt sein. Es können auch bestimmte
Stationen in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sein, daß sich der erforderliche Zeitunterschied
zwischen den verschiedenen Verfahrensschritten ergibt. Beispielsweise
könnte nach Zugabe eines Reagens zu der^robenaubstanz
die nächste Station in einem solchen Abstand angeordnet sein, daß eine Mehrzahl Zyklen des Transportsystems
stattfinden, bis die Probensubstanz an die Station gelangt, so daß auf diese Weise eine hinreichende Zeit für die Aktion
des Reagens gewährleistet ist. Wenn daher nachfolgend gesagt wird, daß die Kapsel weiterbewegt wurde zu einer anderen
Station, so ist dadurch nicht ohne weiteres die Anzahl Zyklen des Transportsystem^ charakterisiert, die erforderlich
ist, um die Kapsel zu der betrachteten Station zu bringen. Es kann auch das einen Zyklus umfassende Zeitintervall
unterschiedlich gewählt sein, um den gewünschten Zeitablauf zu erhalten.
In Fig. 19 sind pneumatische logische Schaltstufen zwischen den verschiedenen Teilen der verschiedenen Stationen vorgesehen,
und,es wird ein vierstelliger Schlüssel gemäß Tafel I
verwendet, um die Funktionen einer Verbindungaleitung zwischen
zwei Apparateteilen zu bezeichnen, wobei die erste und die zweite Stelle der verschlüsselten Zahl die betroffenen
Apparateteile bezeichnen; das Bezugszeichen des Teils erscheint dahei in Klammern hinter der Bezeichnung in der
Tabelle. Die dritte Ziffer der verschlüsselten Zahn bringt zum Ausdruck, ob es sich um ein Steuerrelais, eine Speichsr-
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stufe oder eine Kraftleitung handelt. Die vierte Ziffer gibt an, ob das betreffende Element ausgefahren oder zurückgezogen
werden soll. Als ein Beispiel bezeichnet die Verschlüsselung 1132, daß die Leitung Druckluft zur Betätigung
des Vertikalzylinders 80 für die Zwecke des Zurückziehens und Senkens der Schienen 22 führt.
Tafel I
Apparateteile und
(1. und 2. Ziffernstelle)
Punktionsweise der
Leitung
(3. Ziffernstelle;
Operation
(4. Zifferr
stelle)
11 - Transport - Vertikal
zylinder (80)
12 - Transport - Horizontal
zylinder (90)
13 - Kapselabgabezylinder
(210)
14 - Filterbecherabgabezylin-
der (149)
15 - "Ul!TD«-Flip-Flop (508)
16 - Probentransportzylinder
(244)
17 - Probentischdrehzylinder
(290)
18 - Probentischaihebezylinder
(270)
19 - Kolorimeterentnahmezylin-
der (350)
22 - Brutapparatzylinder (412)
24 - Filtervakuumkopfzylinder
(162)
25 - Filtratübertragungspumpe
(427) - Filtrattransportzylinder (326)
28 - Reagenszugabepumpen (42a-n)
1 - Steuerrelais
2 - Speicherung
3 - Energie
1 - Ausfahren
2 - Zurück
ziehen
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In der rechten unteren Ecke der Fig. 19 ist ein Zeitwerk
500 dargestellt, das periodisch ein pneumatisches Ventil
501 öffnet, um den Druck in einer leitung 1112 zu steuern,
die verbunden ist mit dem Transport-Flip-Flop 502 einer logischen Steueranordnung 504 und der Leitung 1132 Druck zuführt,
um den.Vertikaltransportzylinder 80 rückwärts zu steuern und die Schienen 22 und die Relaisplatte 85 abwärts
zu bewegen. Die Relaisplatte 85 erstreckt sich in eine geeignete Öffnung 505 der logischen Steuervorrichtung 504.
In der Abwärtsstellung betätigt die Ventilplatte 85 die Steuerventile*85a-f, die an die Enden der Leitungen 1211,
1311, 1412, 1512, 1621 und 1721 angeschlossen sind. Die Leitung 1211 ist mit dem Horizontaltransport-Flip-Flop 506
verbunden und steuert die dem Horizontaltransportzylinder 90 über die Leitung 1231 zugeführte Leistung, so daß der
Zylinder ausgefahren wird und die Zahnstangen 26 um eine Kapselbreite verschiebt. Dadurch berührt der Finger 93 das
Steuerventil 90a am Ende der Leitung 1111 und betätigt es, wobei die genannte Leitung mit dem Vertikaltransport-Flip-Flop
502 verbunden ist und die Leistung steuert, die über die Leitung 1131 dem Vertikaltransportluftzylinder 80 zugeführt
wird zu dem Zweck, die Schienen 22 und die Steuerplatte 85 in die ursprüngliche Lage zu bringen, in der die
Platte 85 das Steuerventil 85g am Ende der Leitung 1212 betätigt, die mit dem Horizontaltransport-Flip-Flop 506 verbunden
ist und die Zuführung von Leistung über die Leitung 1232 bewirkt, damit der Horizontaltrahsportluftzylinder 90
eingezogen wird. Am Ende der Umkehrbewegung des Zylinders -90
betätigt der Träger 92 das Steuerventil 90b am"Ende der Leitung
1511, und dadurch ergibt sich ein Eingangssignal zu dem logiechen UND-Flip*Flop 508.
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Bei der Rückwärtsbewegung der Steuerplatte 85 wird die Leitung 1311 an den Flip-Flop 510 der Kapselabgabevorrichtung
■angeschaltet, und es wird über die Leitung 1331 Steuerleistung dem Kapselabgabezylinder 210 zugeführt, so daß derselbe
ausgefahren wird und die Finger 194 und 194' in ihre einander nächste Stellung gebracht werden und die Finger
198 und 198' auseinandergezogen werden, wodurch die unterste
Kapsel in dem Kapselabgabemagazin durch die Finger 194 und 194' gehalten wird, was die normale Stellung dieser
Teile in der Kapselabgabevorrichtung 28 an der Station A darstellt. Die Aktivierung der Leitung 1412 wird später im
Zusammenhang mit der Wirkungsweise der Filterbecherabgabevorrichtung 34 erörtert. Die Betätigung des Steuerventils
85d am Ende der Leitung 1512 liefert ein Eingangssignal an die "UND"-Flip-Flop-Stufe 508, wodurch sich eine Druckentlastung
der Leitung 1532 ergibt, die zwischen dem Flip-Flop 508 und einer pneumatischen UND-Torstufe 511 angeordnet ist.
Die Aktivierung dar Steuerrelais 85e und 85f an den Enden der Leitungen 1621 und 1721 liefert Speichereingangssignale
an den Flip-Flop 512, der für die Probenaufnahmevorrichtung vorgesehen ist, und für-den Flip-Flop 514, der zum Drehen
des Probentisches vorgesehen iste
In der linken unteren Ecke der Fig. 19 ist das Steuerventil 292b an eine Leitung 1312 über ein Ventil 516 und ein
Steuerventil 518 angeschlossen. ,Die Leitung 1312 ist mit dem für die Kapselabgabevorrichtung vorgesehenen 'Flip-Flop
510 verbunden, und das Steuerventil 292b wird durch das
Ausfahren des zum Drehen des Probentisches vorgesehenen
Luftzylinders 290 aktiviert. TJm die Analysentätigkeit des Ahalyseapparates einzuleiten, wobei das Ventil 516 geöffnet
ist, wird das Steuerventil 518 aktiviert, so daß es Leistung an der leitung 1332 über die Leitung 1312 und den,Flip-Flop
510 bewirkt für die Zwecke des Zurückziehen des Zylinders 210 der Kapselabgabevorriohtung, wobei die Finger 194 und
194' eingezogen werden und die unterste Kapsel auf die Schienen 22 an der Station A abfällt. Die Kapsel gleitet dann
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längs den Schienen durch den Horizontaltransportzylinder 90 in Abhängigkeit der Aktivierung des Steuerventils 85a
am Ende der leitung 1211 weiter, wobei die Leitung 1231 des Horizontaltransportzylinders 90, wie bereits erwähnt, Druckleistung
erhält. Der Zylinder 90 erteilt der Kapsel eine Bewegung
und bewegt sie zu der Station B. Dort wird die Kapsel unter die Probenübertragungsvorrichtung 30 an der Probensubstanzübertragungsstelle
gebrachte
Unter Bezugnahme auf den linken oberen Teil der Pig. 19 ist zu beachten, daß das Anheben der Schienen 22 die Kapsel
an der Station B gegen das Steuerventil 246e anhebt, das am Ende der Leitung 1611 angeschlossen ist, die zu dem für
die Steuerung des die Probensubstanz aufnehmenden Probenrohres vorgesehenen Flip-Flop 512 angeschlossen ist; die
Betätigung des Steuerventils aktiviert die Leitung 163I5
die zu dem pneumatischen Zylinder 244 der das Probenrohr betätigenden Vorrichtung führt und den Zylinder ausfährt
und das Probenrohr 243 über den die Probensubstanzen enthaltenden
Drehtisch 32 bewegt. Das Ausfahren des pneumatischen Zylinders 244 aktiviert das Steuerventil 246b am
Ende der Leitung 1711, die zu der UND-Torstufe 511 führt| die genannte Torstufe wurde bereits durch das frühere Signal
auf der Leitung 1512, das ihr von dem Flip-Flop 508 und über die Leitung 1532 zugeführt wurde, voraktiviert,
so daß das Signal, das bei Aktivierung des Steuerventils 246b erzeugt wurde, durch die UND-Stufe weitergeleitet und
dem Flip-Flop 514 zum Drehen des die Probensubstanzen enthaltenden
Drehtisches weitergeleitet wird. Dadurch wird die Leitung 1731 in Tätigkeit gesetzt, und es wird der zum
Drehen des Probentisches vorgesehene pneumatische Zylinder 290 in solcher Weise ausgefahren, daß üer Probensubstanztisch
32 um einen kleinen Winkel gedreht wird und eines der auf ihm befindlichen, die Probensubstanz enthaltenden
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Reagensrohre direkt unterhalb das Probenrohr 243 dreht und außerdem die Steuerventile 292b, c, d an den Enden der
Leitungen 1312, 1722 und 1811 aktiviert werden und dadurch eine Kapsel zum Abfallen gebracht wird und der zum Drehen
des Probentisches vorgesehene Flip-Flop 514 ein Speichersignal enthält und ein zur Steuerung des Anhebevorganges des
Probentisches vorgesehener Flip-Flop 520 aktiviert wird für die Zwecke, die das Druckmittel führende Leitung 1831
in Betrieb zu setzen,und den zum Anheben des Probendrehtisches vorgesehenen pneumatischen Zylinder 270 ausfährt
und das Reagensrohr, das direkt unterhalb des Probenrohres 243 befindlich ist, zum Eintauchen des Probenrohres gemäß
Fig... 16a anhebt. Am Ende dieser Aufwärtsbewegung betätigt der Drehtisch 32 die Steuerventile 246c und g, die an den
Enden der Leitungen 1512 und 1622 vorgesehen sind, von denen die erstere zu dem der Pumpe 44a zugeordneten Flip-Flop
522 führt und die letztere zu dem für die Steuerung der Probensubstanzentnahm^vorgesehenen Flip-Flop 512 zwecks
Lieferung eines Eingangsspeichersignals führt. Durch Inbetriebsetzen der Leitung 1512 wird die Pumpe 44g4n Betrieb
gesetzt,und bei ihrem Rückwärtshub wird Probensubstanz aus
dem Probenreagensrohr angesaugt und in die Kunststoffleitung
gebracht, die an das Probenrohr 243 angeschlossen ist, und es wird auch etwas Waschwasser von einem nichtdargestellten
Reservoir angesaugt. Am Ende des Saugvorganges steuert die Pumpe ein pneumatisches Steuerventil 524 am Ende der Leitung
1712, die mit einem pneumatischen Torsteuerventil 526 des zur Steuerung der Probensubstanztischdrehung vorgesehenen
Flip-Flops 514 verbunden ist, so daß die Aktivierung der Leitung 1712 ein Signal liefert, welches zusammen'mit dem
Speichersignal der Leitung 1722 eine Aktivierung der Leitung 1732 bewirkt, zu dem Zweck der Rückbewegung des zum Drehen
des Prolaentisches vorgesehenen pneumatischen Zylinders 290.
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Am Ende der Bewegung des Zylinders 290 steuert der Arm 278 ein Steuerventil 292a, das am Ende einer Leitung 1812
vorgesehen ist, welche mit dem zur Steuerung des Anheba-.Vorganges
des Pro"bentisches vorgesehenen Flip-Flop 520 verbunden ist.jund durch Aktivierung der Druckleitung 1832 wird
eine Rückwärtsbewegung des die Vertikalbewegung des Probendrehtisches
steuernden pneumatischen Zylinders 270 bewirkt. In seiner unteren Stellung aktiviert der Drehtisch 32 das
Steuerventil 294 am Ende einer Leitung 1612, die mit dem die Bewegung des zur Aufnahme der Probensubstanz vorgesehenen
Probenrohres steuernden Flip-Flop 512 verbunden ist, und dieses Signal zusammen mit einem Speichersignal der
Leitung 1622 bewirkt eine Aktivierung der Leitung 1632 und veranlaßt den zur Verschiebung des Probenrohres vorgesehenen
pneumatischen Zylinder 244 in solcher Weise, daß ein Zurückziehen und eine Rückkehr des Probenrohres 243 in eine Stellung
oberhalb einer becherförmigen Vertiefung der Kapsel 24
erfolgt. Am Ende dieser Rückwärtsbewegung betätigt der pneumatische
Zylinder 244 das Steuerventil 246a am Ende der Leitung 2511, die mit dem Flip-Flop 522 der Pumpe 44a rerbunden
ist, und dadurch bewirkt der Flip-Flop eine Betätigung der Pumpe und Ausfahren derselben und Auspumpen der
aufgenommenen Probensubstanz und des aufgenommenen Wasehwassers
in eine becherförmige'Ausnehmung der Kapsel, worauf
das Probenrohr wieder vorbereitet ist, durch die nächste Kapsel in Tätigkeit gesetzt zu werden. Das Ausfahren der Pumpe
44a bewirkt ein Schließen des Ventils 524, und dadurch wird die Leitung 1712 unter Druck gesetzt, wodurch das Signal des
Flip-Flops 514 auf der Leitung 1712 gelöscht wi«rd. Nunmehr
wird die Kapsel zu der Station C vorgeschoben, die eine Reagenseingabestation
ist. Der rechte Teil der Fig. 19 veranschaulicht, daß das Anheben der Kapsel 24 ein Steuerventil 390
aktiviert, das am Ende der Leitung 2811 vorgesehen ist und ein Eingangssignal für die UKD-Torstufe 528 liefert, so daß
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dieses Signal zusammen mit einem Ausgangssignal des logischen
UND-Flip-Flops 508, welches über die Leitung 1531 und
die Schaltvorrichtung 530 geliefert wird, die Betätigung der Pumpe 42a zur Abgabe einer vorbestimmten Menge eines
Reagens zu der Probensubstanz in der Kapsel zur Folge hat, um eine* Reaktion auszulösen.
Ea ist zu betonen, daß irgendeine beliebige Anzahl Reagens-Stationen
vorgesehen sein kann, damit die gewünschte Analyse durchgeführt wird, wobei das Ausgangssignal auf der Leitung
1531 duroh die Schaltvorrichtung 530 geliefert wird, deren Kapazität der vorgesehenen Anzahl Pumpen angepaßt ist; Reagensmittel
werden sämtlichen Kapseln zugeführt, welche an den Reagenezugabeqtationen Steuersignale erzeugen. Es ist
zu beachten, daß die Bezugnahme auf eine Reagenszugabesiation
an jeder der Stationen C, F und H sich nicht notwendigerweise auf nur eine solche beschränkt} die Anzahl Reagenszugab
evorr ich tungen, die an jeder der Stationen C, F und H
vorgesehen sein könnte, ist beliebig, und die Wirkungsweise .der Pumpe 42a iBt charakteristisch für alle derartigen
Reagenszugabepumpen, und dementsprechend wurde eine solche Bezugnahme in Fig. 19 duroh Bezugszeichen 42a-η und hinsichtlich
': der Reagenszugabevorrichtungen mit 40a-n vorgenommen.
Nach der Weiterbewegung zu der nächsten Station D wird ein
Filterbecher nach erfolgter Reaktion auf die Probensubstanz
zum Abfallen gebracht, was in der Weise erfolgt, daß die
Kapsel an der Station angehoben wird und ein am Ende der Leitung 1411 (dargestellt im oberen Teil von Fig. 19) vorgesehenes
Steuerventil 532 betätigt wird; die Leitung 1411 .steht mit einem zur Steuerung der Filterbecherabgabevorrichtung
vorgesehenen Flip-Flop 534 in Verbindung, und dadurch wird die Druckleitung 1431 aktiviert und der pneumatische
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Zylinder 149 der Filterbecherabgabevorrichtung ausgefahren und ein Filterbecher zum Abfallen auf die zuvor der Reaktion
unterworfene Probensubstanz gebracht. Eine Abwärtsbewegung der Schienen 22 senkt die Kapsel, und dadurch wird
die Leitung 1412 des Flip-Flops 534 aktiviert, der zur Aktivierung der Leitung 1432 und zum Zurückziehen des Zylinders
149 vorgesehen ist. Eine Weiterbewegung zu der Station D* bringt die Kapsel unter die Vorrichtung 36, die
an dem Filterbecher ein Vakuum erzeugt, wobei die Vorrichtung dadurch in Betrieb gesetzt wird, daß der Steuerzylinder
162 des vertikal sich bewegenden Vakuumkopfes aktiviert wird; der Steuerzylinder ist mit den Leitungen 1131 und
1132 über die Leitungen 2431 bzw. 2432 verbunden, so daß
seine Bewegung koordiniert ist mit der Vertikalbewegung des pneumatischen Zylinders 80. Da jedoch der Zylinder 162 umgekehrt
wirkend angeordnet ist, so wird, wenn der pneumatische Zylinder 80 ausgefahren wird zum Anheben der Schienen
22, der pneumatische Zylinder 162 ausgefahren zum Senken des Vakuumkopfes 158 unter der Wirkung der Leitung 2431 und
umgekehrt unter der Wirkung der Leitung 2432 wieder zurückbewegt.
Bs wird dann die Kapsel zu der Station E transportiert, der
Filtratübertragungsstation, an. der das Probenrohr 310 das Filtrat aus dem Filterbecher in einen anderen Becher der
Kapsel befördert. Dies erfolgt durch das von der Kapsel gesteuerte Steuerventil 334 am Ende der Leitung 2711, wodurch
ein Signal für die UND-Stufe 536 erzeugt wird, das in Zusammenwirken
mit dem logischen UND-Ausgangssignal der Leitung
1531 und der Steuervorrichtung 530 eine Aktivierung des zur Steuerung der Bewegung des Probenrohres vorgesehenen
Flip-Flops 538 bewirkt, so daß die Leitung 2731 aktiviert wird und der zur Steuerung der Probenrohrbewegung vorgesehene
pneumatische Zylinder 326 ausgefahren wird. Am Ende der
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dem Probenrohr 310 erteilten Bewegung wird dasselbe abwärts geschwenkt, so daß es in das Filtrat des Filterbechers eintaucht und gleichzeitig das Steuerventil 330 am Ende der
leitung 2612 aktiviert, wodurch der zu der Pumpe 44b gehörige Flip-Flop 540 betätigt wird. Durch den Rückwärtshub
der Pumpe wird ein bestimmtes Filtratvolumen mit einem bestimmten Volumen Waschwasser von einem Reservoir, das nicht
dargestellt ist, angesaugt. Wenn die Pumpe 44b zurückbewegt wird, betätigt sie ein pneumatisches Steuerventil 542 am
Ende der Leitung 2712, und dadurch wird der Flip-Flop 538 aktiviert, der die Druckleistung der leitung 2732 steuert,
und es wird der pneumatische Zylinder 326 zurückgezogen, weleher das Probenrohr 310 über einen der Becher der Kapsel
bringt und das Steuerventil 332 am Ende der Leitung 2611 betätigt zur Aktivierung des Flip-Flops 540 zwecks Ausfahrens
der Pumpe 44b und Auspumpensder Menge Filtratflüssigkeit
und einer nachfolgenden Menge Waschwasser.
Die Kapsel wird dann zu der nächsten Station F bewegt, die eine Station zur Zugabe eines Farbreagens ist. Beim Eintreffen
an dieser Station wird eine vierte Pumpe, nämlich die Pumpe 42b betätigt und liefert eine bestimmte Menge eines
Reagens zu dem verdünnten FiItrat, in derselben Weise, wie
das durch die Pumpe 42a erfolgte. Je nach der Natur der chemischen Analyse werden mehrere Reagenzien zugefügt, wobei
es offensichtlich ist, daß die Anzahl der Pumpen 42a~n und
Reagenszugabestationen 40a-n entsprechend gewählt wird. Der Zweck dieses Yerfahrensschrittes besteht darin, eine Farbe
zu erzeugen, die in einem Kolorimeter ausgewertet werden kann.
Je nach der Art der zur Durchführung gelangenden Analyse kann die Kapsel zu einer Station G gebracht werden, die
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einen Brutapparat 46 aufweist und durch einen vertikal wirkenden pneumatischen Zylinder 412 gesteuert wird. Der Zylinder
412 wird durch die leitungen 2231 und 2232 gesteuert und duroh die Druckleitungen 1131 und 1132 des für den
Vertikaltransport vorgesehenen Zylinders 80 betätigt und wird in Übereinstimmung mit demselben ausgefahren und zurückgezogen,
kann jedoch einen größeren Bewegungshub haben. Bei Aktivieren der Leitungen 1131 und 1132 werden die Lei-'
tungen 2231 und 2232 ebenfalls unter Druck gesetzt und fahren den zur Steuerung der Brutvorrichtung vorgesehenen pneumatischen
Zylinder 412 aus bzw. ziehen ihn wieder ein, so daß die zum Wärmeaustausch vorgesehene Vorrichtung angeho-
die
ben wird, um den Becher, der/zu beheizende Probesubstanz enthält, wobei nacheinander bei dem Transport der Kapsel der Becher von einer Wärmeaustauschstation zu der anderen gelangt, Während der Ruhezeit, in der sich die Kapsel in der angehobenen Stellung befindet, findet ein Wärmetransport durch das Material der Kapsel statt, und es wird ein Brüten der Probensubstanz in dem Probenbecher bewirkt, das jedesmal bei jeder Wärmeaustauschstation erfolgt, wenn eine Kapsel die Schienen hinuntergeschoben wird. Durch Anwendung einer entsprechenden Wärmeaustauschstation und Wahl der Temperatur, auf der die Brutvorrichtung gehalten wird, wird eine Brutzeit erreicht, die hinreichend für eine Parbentwicklung in der Probensubstanz ist.
ben wird, um den Becher, der/zu beheizende Probesubstanz enthält, wobei nacheinander bei dem Transport der Kapsel der Becher von einer Wärmeaustauschstation zu der anderen gelangt, Während der Ruhezeit, in der sich die Kapsel in der angehobenen Stellung befindet, findet ein Wärmetransport durch das Material der Kapsel statt, und es wird ein Brüten der Probensubstanz in dem Probenbecher bewirkt, das jedesmal bei jeder Wärmeaustauschstation erfolgt, wenn eine Kapsel die Schienen hinuntergeschoben wird. Durch Anwendung einer entsprechenden Wärmeaustauschstation und Wahl der Temperatur, auf der die Brutvorrichtung gehalten wird, wird eine Brutzeit erreicht, die hinreichend für eine Parbentwicklung in der Probensubstanz ist.
Nach dem Brutvorgang der Probeneubstanz wird die Kapsel zu
der Station H weiterbewegt, wo eine der Pumpen 42a-n (42c) eine bestimmte Menge eines die Farbreaktion abstoppenden
Reagens zugibt; die Pumpe wird in gleicher Weise gesteuert wie die zuvor beschriebene Pumpe 42a.
Die Probensubstanz befindet sich nunmehr in einem Zustand,
in dem ihre Farbe bestimmt werden kann, was an der nächsten
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Station, der Kolorimeterstation I, erfolgt, nachdem die
Probensubstanz dahinbewegt wurde. Das Anheben der Kapsel an dieser Station schließt den Mikroschalter 356, der einen
elektrischen Pumpenmotor der Pumpe 358 in Bewegung setzt bei vorübergehender Aktivierung des Flip-Flops 366 über die
Leitungen 1911 und 1912, so daß "die Leistungder Leitung.1931
periodisch den durch eine Feder vorgespannten pneumatischen Zylinder 350 zum Ausfahren des Probenrohrhalters 352 veranlaßt
und bewirkt, daß das Kolorimeterprobenaufnahmerohr in die Kolorimeterprobensubstanz eintaucht und eine bestimmte
Menge abpumpt und durch das Kolorimeter leitet.
Nach Weiterbewegung zu der Station J, an der die Entfernung der Flüssigkeit er.folgt,- wird die Kapsel unter den Kunststoffblock
370 angehoben, und die Probenrohre 374 tauchen bis auf die Bodenflächen der beoherförmigen Vertiefungen
der Kapsel ein, und es wird ein Vakuum an den Probenrohren zur Einwirkung gebracht, um die übriggebliebene Flüssigkeit
zu entfernen.
Ein weiterer Arbeitsschritt der Transportvorrichtung schiebt die Kapsel von dem Ende der Schienen ab in einen Sehälter
an der Station K1 damit die Kapseln weggeworfen oder anders
verwendet werden können.
Die Wirkungsweise des automatischen Analysierapparatee gemäß
der Erfindung wurde beschrieben unter Bezugnahme auf die Verarbeitung einer einzelnen Kapsel, es ist jedoeh offensichtlich,
daß, nachdem eine bestimmte Anzahl Kapseln auf die Schienen abgesetzt wurde, an verschiedenen Statio-•neri
gleichzeitig mit den dort vorhandenen Kapseln Analysenschritte durchgeführt werden.
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Wenn die Arbeitsweise des Analysegerätes beendet werden soll, wird das Ventil 516 geschlossen, so daß eine Entlüftung
der Leitung 1312 durch das Steuerventil 292b nicht stattfindet und kein Auslösesignal/den für die Kapselabgabevorrichtung
vorgesehenen Flip-Flop 510 erzeugt wird und keine Kapsel auf die Schienen abgesenkt wird. Wenn
keine Kapseln an den Stationen vorhanden sind, bei denen für das In-Tätigkeit-Treten der Station eine Kapsel erforderlich
ist, so wird der an der betreffenden Station vorgesehene Mechanismus nicht in Tätigkeit gesetzt und bleibt
in seiner Ruhelage.
Die Erfindung beschreibt somit einen automatischen Analyseapparat,
der automatisch eine Analyse einer Probensubstanz in schneller, einfacher und zuverlässiger Weise durchführt,
ohne daß die Gefahr einer gegenseitigen Verschmutzung besteht;
verschiedene analytische Schritte können an verschiedenen Probensubstanzen gleichzeitig durchgeführt werden,
so daß während einer vorbestimmten Zeitspanne eine beträchtliche Anzahl von Proben verarbeitet werden kann.
Patentansprüche;
Claims (23)
1. Automatischer chemischer Analyseapparat mit einer Mehrzahl Verarbeitungsstationen und mit Anwendung von Kapseln
mit becherförmigen Vertiefungen zur Aufnahme der zu verarbeitenden
Probeneubstanz, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Transportvorrichtung (22, 26, 90) zum automatischen Transportieren der Kapsel (24) zu den
Verarbeitungsstationen (B...K) vorgesehen ist und eine Kapselabgab evorrichtung (A, 28) die automatische Abgabe von
Kapseln (24) auf die Transportvorrichtung bewirkt und eine Probensubstanzeinführvorrichtung (B, 30) vorgesehen ist,
die automatisch Probensubstanz von Probensubstanzbehältern (262) in eine becherförmige Ausnehmung (116) der Kapsel (24)
einführt (Fig. 1).
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung aus einem
horizontal angeordneten Kapselträger (22) besteht und derselbe vertikal anhebbar ist, um die Kapseln in Arbeitsstellung
an den betreffenden Verarbeitungsstationen zu bringen,
und horizontale Vorschubmittel (26) an den Kapseln angreifen und dieselben längs des genannten Kapselträgers (22) verschieben
(Fig. 3 - 5).
3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselabgabevorrichtung (28)
als Halter wirkende Pinger (194, 194', 198, 198') aufweist,
durch deren Betätigung eine Kapsel auf den Kapselträger (22) der Transportvorrichtung abgesenkt wird (Pig. 13, 14)ο
4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kapselabgabevorrichtung (28)
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unter die unterste Kapsel (24) greifende Finger (194, 194', 198, 198') vorgesehen sind und die Finger unter die unterste
Kapsel (24) eines Kapeelstapels greifen und dieselbe
tragen und zurückziehbar ausgebildet sind und daß durch ein Steuergestänge (206, 208, 206', 208', 224) die Fingerpaare
wechselweise betätigt werden (Fig, 13, Fig. 14)·
5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
, daß zwei starre Verbindungsstangen (206,
206', 208, 208') zur wechselweisen Betätigung der Fingerpaare
vorgesehen sind und daß, wenn das eine Fingerpaar unter der untersten Kapsel fortgezogen wird, das andere
Fingerpaar an der darüberliegenden Kapsel angreift und
dieselbe zurückhält und umgekehrt,(Fig. 13, Fig. 14).
6. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Probensubstanzeinführvorrichtung
(30) aus einem horizontal aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegbaren Probenrohr (243) besteht und ein
. die
schrittweise weiterdrehbarer Drehtisch (32) die/Probensubstanz enthaltenden Reagensrohre (262) direkt unterhalb des
Probenrohres (243) in einer Endstellung desselben zu drehen gestattet und der Drehtisch (32) anhebbar ist, so daß das
Probenrohr■(243) in die in dem Reagensrohr (262) enthaltene
Probensubstanz eintaucht (Fig. 15, 16a, 16b).
7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehtisch (32) eine Mehrzahl
winkelmäßig in gleichem Abstand voneinander an seinem Rand angeordnete Öffnungen (260) aufweist und daß eine jede öffnung
(260) eine Mehrzahl nachgiebiger Zungen (264) aufweist, die in jeder beliebigen Höhe unter Reibung ein eine Proben- substanz
enthaltendes Reagensrohr (262) festhalten, so daß
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die Reagensrohre (262) derart höhenmäßig einstellbar sind, daß das Probenrohr (243) stets mit vorgegebener Tiefe eintaucht
(Pig. 15, Fig. 16b).
8. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß an deojProbensubstanzeinführvorrichtung
(30) Schaltmittel (246e) vorgesehen sind, die durch ■ eine Kapsel (24) ausgelöst werden und die Bewegung des Probenrohres
(243) über den Drehtisch (32) bewirken,und daß von dem Probenrohr (243) betätigte Schaltmittel (246b)
eine Weiterdrehung des Drehtisches (32) um einen kleinen Winkel bewirken, so daß ein die Probensubstanz enthaltendes
Reagensrohr unterhalb des Probenrohres (243) gedreht und der Drehtisch (32.) angehoben wird, und daß durch das Anheben
des Drehtisches (32) eine Schaltvorrichtung (246c) betätigt wird, die eine Aufnahme von Probensubstanz durch
das Probenrohr (243) und die Rückkehr des Probenrohres (243) in eine Stellung oberhalb der Kapsel (24) bewirkt, und daß
Schaltmittel durch die Rückkehr des Probenrohres (243) in die genannte Lage ausgelöst werden und eine Abgabe der aufgenommenen
Probensubstanzmenge in eine becherförmige Ausnehmung der Kapsel (24) und ein,Absenken des Drehtisches
(32) auslösen.
9. Apparat nach Anspruch I1 daduroh gekennzeichnet
, daß eine Reagenseingabevorrichtung (386,
388) zur automatischen Eingabe eines Reagenamittela vorgesehen 1st (flg. 10).
10. Apparat na oh Anspruch 9, daduroh gekennzeichnet , da8 die Reagenseingabe dureh eine durch
die Kapsel (24) betätigte Schaltvorrichtung ausgelöst wird.
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11. Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekenn· zeichnet , daß an der Reagenseingabevorrichtung
(388) eine· Vorrichtung (392) zum Durchschütteln der Probensubstanz
vorgesehen ist (Pig. 10).
12. Apparat nach'Anspruch 11, dadurch g β kennz
eichnet , daß an der Reagenseingabevorrichtung (388) eine Düse (392) zur Erzeugung eines auf die
Prohensubstanz gerichteten Luftstrahles vorgesehen iat
(Pig. 10).
13. Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingabe eines einen Niederschlag
bewirkenden Reagens vorgesehen ist und daß eine Filtrierstation (D, D') aus einer Filterbecherabgabevorriehtung (34)
besteht, die einen Filterbecher auf die becherförmige Vertiefung oberhalb des Probensubstanzniederschlags absetzt,
und daß eine Vakuumvorrichtung (36) ein Vakuum in dem Filterbecher erzeugt und das Filtrat in denselben hineinsaugt
(Fig. 11).
14. Apparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß eine Filtratabsaugvorrichtung (328)
Filtrat aus dem Filterbecher (138) in eine andere becher
förmige Vertiefung (118) der Kapsel (24) überträgt .(Pig. 17).
15. Apparat nach Anspruch 14f dadurch gekennz
ei c h η e t , daß die Filterabsaugvorrichtung aus einem Probtnrohr (328) besteht, das zwischen dem Filterbeoher
(138) und einer anderen becherförmigen. Vertiefung (118) der Kapael (24) bewegbar ist (Fig. 13).
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16. Apparat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet
, daß das Probenrohr (328) an einem horizontal beweglichen Schlitten (308) angeordnet ist
und daß Endschalter (322, 330, 332) zur Bewegung des Schlittens (308) und zum Schwenken des das Probenrohr tragenden
Armes (310) vorgesehen sind (Fig. 17).
17. Apparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet
, daß eine Station zur Eingabe eines eine Farbreaktion bewirkenden Reagens und eine andere
Station zur Zugabe eines die Farbreaktion beendenden Reagens vorgesehen ist.
18. Apparat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet
, daß eine Brutanordnung (400) vorgesehen ist, an der nach der Zugabe des Farbreagens das
entnommene Filtrat vor der Zugabe des die Farbreaktion unterbrechenden Reagens erhitzt wird (Figo 3).
19. Apparat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß an der Kolorimeterstation
automatische Aufnahmemittel für die Probensubstanzzuführung
zu dem Kolorimeter vorgesehen sind.
20. Apparat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (350, 354) zur
automatischen Entnahme der Probensubstanz und Zuführung zu dem Kolorimeter vorgesehen sind (Figo 18).
21. Apparat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (374) zur Entfernung
der Flüssigkeitsreste in den becherförmigen Vertiefungen
(118) der Kapsel (24) vorgesehen sind (Fig· 18).
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22. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Brutmittel (400) zum automatischen
Erhitzen der Probensubstanz in der Kapsel (24) Vorgesehen
sind (Fig. 3).
23. Apparat nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Brutmittel (400) aus einer Mehrzahl
Wärmeaustauschstationen (404) bestehen, die so ausgebildet sind, daß sie während der Weiterbewegung einer Kapsel
mit Wärmekontakt eine becherförmige Vertiefung (118). der Kapsel umschließen und ein Weitertransport einer Kapsel
(24) von einer Wärmeaustauschstation zur nächsten erfolgt.
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