DE1903557A1

DE1903557A1 - Mikropumpe zur Dosierung von Fluessigkeiten und Vorrichtung zum Fuellen von Behaeltern

Info

Publication number: DE1903557A1
Application number: DE19691903557
Authority: DE
Inventors: Jacques Huret
Original assignee: Compagnie Generale dAutomatisme SA
Current assignee: Compagnie Generale dAutomatisme SA
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1969-08-28
Also published as: CH503267A; BE727311A; LU57829A1; GB1214444A; SE346591B; NL6901090A; FR1561307A; US3554674A

Description

Gorapagnie Generale d'Automat!sme, Paris (Frankreich)

Mikropumpe zur Dosierung von Flüssigkeiten und Vor- richtung zum Füllen von Behältern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren beliebiger flüssiger Produkte und zum Umfüllen genau bestimmter Mengen einer oder mehrerer flüssiger Produkte in die jeweiligen Behälter·

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere bei chemischen, biologischen oder biochemischen Analysen anwendbar.

Gegenstand der Erfindung ist eine per is tal ti sehe Mikropumpe »ur Dosierung von Flüssigkeiten für die Dosier- und Verteilereinrichtung einer Füllvorrichtung sowie eine derartige Füllvorrichtung.

Diβ erfindungsgemäße perletaltIβoho Pumpe ist insbesondere durch mindestens einen rotierenden Arm n»lt einer Hölle gekennaelehnet» die einen «lastiischen Schlauch komprimiert» der schleifenförmig in einer Nut einer Scheibe angeordnet ist, die Binrlohtun* gen aur Verbindung mit der Scheibe einer anderen_ Pumpe zur Bildung einer Gfrupp» ?on «Hai in einer Linie liegenden Pumpen Alt duroh eine gemeinsame Welle angetriebenen Armen

Die%rfindungsgemäfie Füllvorrichtung ist insbesondere durch eine Gruppe derartiger Pumpen gekennzeichnet, deren jede eine mit einem eine zu dosierende und zu verteilende Flüssigkeit odeF ein flüssiges Relnigüngsmlfef«! enthaltenden Behälter verbundene Zufuhrleitung besitzt und deren AUstrittÄleitütlgen über einer Vorrichtung zum Transport der^? kvt fallenden Behälter" in Linie einordnet sin*i-^!-^:;^ <■ -

Ein weiteres Merkmal der Srfihdtshg besteht dari.n» dai3 di« Vorrlöhtung «um Transpoilt'de^.zu füllenden Beh^;ilter ,au* einem durch &%rm schri-fetvieisa arbeitende Vorschubvorrichtung angetrieben^ fiara besteht, dar mehrere Zellen oder ähnliche ^fllillter trägt »die an den Bilden der Austrittsleitungen vörbelgeführt werden*

Weitere Merkmal? und Vorteile äl»r Erfindung ergeben elöh aus der folgenden Beschreibung/eines

wob?i aa?" die teillesende ist*

eänos" Querschnitts

"3*

'-••"Ä .-:-: - ■■■■' BAD

-3-

Flg· 2 und 3 Axialschnitte durch eine erfindungsgemäße Mikropumpe,

Pig. 4 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgeraäßen Vorrichtung zum Dosieren oder Verteilen einer Flüssigkeit,

Fig· 5 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der auf FIg, k dargestellten Vorrichtung.

Eine erflndungsgemäße Mikropumpe besteht aus einem Schlauch I₁ der entweder direkt längs den Rändern der Seitenfläche einer in einer Scheibe 3 vorgesehenen ringförmigen Wut oder Aussparung oder in einer in der Seitenfläche dieser Aussparung vorgesehenen Nut 2 angeordnet ist. Der Schlauch 1 bildet eine Schleife, deren Enden h und 5 die Zufuhrleitung (Saugseite) bzw, die Austrittsleitung (Druckseite) der Pumpe darstellen.

Die Scheibe 3 kann aus Metall oder einem beliebigen starren Kunststoff bestehen. Der Schlauch 1 besteht aus natürlichem oder sj^rnthetlschen Gummi oder aus einem beliebigen anderen, weichen und elastischen Kunststoff, der für die zu befördernden Flüssigkeiten un-· durchlässig ist, und der von diesen Stoffen chemisch nicht angegriffen wird,

909835/0261

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die Mikropumpe mindestens einen Arm 6, der auf einer rotierenden, in der Achse der von dem Schlauch 1 gebildeten Schleife angeordneten Welle aufgekeilt ist-. Die Welle 7 kann, wie Im dargestellten Fall, kreisförmigen

Querschnitt oder auch rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzen und wird durch eine beliebige mechanische Vorrichtung (auf Pig« 1 nicht dargestellt) in Drehung versetzt, die beispielsweise aus einem Gleichstrommotor, einem Asynchronmotor oder einem schrittweise arbeitenden Motor besteht. Am Ende des Arms 6 1st eine Rolle 8 oder dergleichen vorzugsweiße auf einer radial verschiebbaren Achse montiert, die mit einer Rückhotleinriohtung ausgerüstet sein kann, so daß die Rolle 8 auf den Schlauch 1 einen Druck ausüben kann, der ausreicht, um diesen zu komprimieren und den Kanal im Inneren dieses Schlauches zu schließen»

Wie auf Fig. 1 dargestellt ist, kann die Mikropumpe mehrere Arme 9, Io besitzen, die ähnlich wie der Arm 6 ausgeführt sind und jeweils eine der Rolle 8 entsprechende Rolle 8", 8^M besitzen. Die Winkelstellung dieser Arme kann beliebig gewählt werden und hängt von den gewünschten Merkmalen.des Pumpendurchsatzes ab. Beispielsweise kann die Mikropumpe zwei diametral einander gegenüber angeordnete Arme oder mehr als zwei Arme besitzen, Diese Arme können beliebig geformt sein·

Fig. 2 stellt einen Axlalsohnltt nach der Linie I-I* durch die auf Flg. 1 dargestellte Mikropumpe dar .Auf

-5-

809835/02·*

BAD

dieaer FIg* 2 ist der Schlauoh 1, der je naoh den von Ihm geforderten Eigenschaften rechteckig oder rund sein kann, in der in der Seitenfläche der Aussparung der Scheibe 3 vorgesehenen Hut 2 angeordnet· Der oder die Arme können auf einer Nabe angebracht sein· Anstelle der Arme kann auch ein aus einem einzigen Stück oder aus mehreren aneinandersitzenden Soheiben bestehendes Rad vorgesehen sein, das Axialschlitze und -nuten zur . Aufnahme der Rolle S und gegebenenfalls der einrichtung zum Bu»ckhol#n dieser Holle beslt-zt. - ι

Beispielsweise kann die Rüokholelnrichtung aus einer Feder bestehint die auf die Achse der Holle 8 direkt oder Über einen Bügelt Schuh oder dergleichen einwirkt. Die die Rollen tragenden Arme Können an der Welle ? befestigt sein oder Einrichtungen besitzen, welche die Drehung deirteile auf diese übertragen.

DeriRotor d*r Mikropumpe kann ferner auch ratt Einrichtungen zur Bineteilung oder Änderung der jeweiligen Winkel Stellungen der Rollen oder Arme versehen sein.

Werde» die Bollen von einer Scheibe 'getragen_f so kann * dieae in der Ebene des Schlauche 1 dadurch gehalten vrerden, daß sie zwisohen zwei Wänden 11 geführt wird· . Die Wände 11 können mit Lagern'1a für die Welle;? versehen sein« Ferner kann auch die Nut 2 ein Profil und eine. Tiefe besitzen» die die Führung der Rollen gq·* statten» so daß keine Lager erforderlich sind.

Die erfiniiungagemäße Mikropumpe arbeitet auf folgende Wenn eich der Arm oder die Scheibe 6 In der auf

BAD

Fig· 1 mit einem Pfeil angegebenen Richtung dreht, so wird die In dem von der Innenfläche des Schlauche zwischen den durch die Hollen 8 und 8» komprimierten Stellen umgrenzten Baum befindliche Flüssigkeit in derselbe« Sichtung bewegt« DSi in der Zuführleitung k des SohlftUühe befindliche flüssigkeit wird angesagt und die In der Austrittsleitimg 5 befindliche Flüssigkeit Wird gedrückt· Wenn eicht der Pumpenrotor dreht, hängt das von dm? fumpe gelieferte Flüssigkeitsvolumen von der Länge und dem Querschnitt des Sohlcuchs und der Anzahl und den Abmessungen der Rollen 8 ab*

Her Durchsatz der Pumpe ist Jedoch nlciit konstant, sonderii 2erhftol4t| die Pumpe liefert nacheinander Flüssigkeit «mengen* d|e von dem Jeweiligen Winkelabstand der Hollen abhängen· Venn die Hollen beispielsweise gleichmäßig verteilt Angeordnet ilnd, so wird eine Reihe gleichgroßer Flüssigkeitsmengen gefördert« Diese Eigenschaft wird erflndungsgemltft au* Durchführung von Flüssigkeit sdcsierungen verwendet«

Di« «rfindunßGgemäße Mlkrop.uiBse besitzt eine Hinrichten« _t mittels welcher %w»i oder mehrere Hikropumpen zur Bildung einer durch eine einzige Welle angetriebenen SoBiergrupp© aneinandergeeetsst werden können*

Bei eimc Ausführungflforia der Erfindung (Fig. X) besitet die fjcheibe 3_% Bohrungen i% dl· den Zusammenbau

mittels 8ohrftub«n

bad

jr 1903567

GemäQ einer anderen, auf Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist in der Seitenfläche bzw, in der Innenfläche der In der Scheibe 3 vorgesehenen Aussparung eine Nut l*f vorgesehen. Diese Nut dient zur Aufnahme eines entsprechenden hervorstehenden Teils einer anderen Mikropumpe, Dieses hervorstehende Teil kann beispielsweise dtirch Ausfräsen einer Nut 15 auf der äußeren Mantelfläche der Scheibe 3 oder direkt bei Formung der Platte 3 gebildet werden» Ferner kann dieses hervorstehende Teil aus einer Muffe, beispielsweise einer Muffe 16 oder 18 (FIg, 3), gebildet sein, die in die Aussparung 17 der Scheibe 3 eingreift. Die Muffe kann durch eine Querwand 19 geschlossen sein, die gegebenenfalls ein Lager 2o zur Lagerung der gemeinsamen Welle der aneinandergesetzten Pumpen besitzt.

Die auf diese lieise ausgebildete Mikropumpengruppe kann nur zwei Lager besitzen^ die Jeweils an den Enden der Gruppe vorgesehen sind. Die Rotoren nind auf der !teile aufgekeilt oder Jeweils mit Führungseinrichtungen Versehen,

Flg. k zeigt eine perspektlvleohe Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren und Verteilen von Flüssigkeiten,

Diese Vorrichtung besitzt eine Gruppe, von Mikropumpen 21, 23 ... 2k, die aneinaridergesetzt elnd und Über eine

909835/0265

BAO

-3-

einzige Welle 26 von einem Motor 25 angetrieben werden. Bei einer Ausführungsform Bind die Zufuhrleitungen der Hikropumpen, von denen auf Flg. h nur .eine einzige Leitung 26 dargestellt let, mit einem geraeinsamen Behälter verbunden» der beispielsweise aus einer vorzugsweise mit einem Deckel verschlossenen Wanne 27 besteht. Dieser Wanne 27 let ein Behälter 28, der die zu dosierende Flüssigkeit enthält, und gegebenenfalls ein Behälter 29 für eine Reinigungsflüssigkeit beigegeben. Diese Behälter sind mit der Wanne 27 über Leitungen mit Ventilen 3o (schematise!! dargestellt) verbunden;

Die AUstrittsleltungen 31 der Mikropumpen sind In der Bewegungsbahn einer Reihe von Behältern, die durch einen sich schrittweise vorbewegenderi Förderer geradlinig bewegbar sind, in einer Linie angeordnet. Dieser Förderer kann beliebig ausgeführt sein. Beispielsweise kann ein horizontaler Förderer vorgesehen sein. Ebenso können die Behälter beliebige Ausführung haben.

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Gruppe gleichartiger Mikropumpen 21, 23 ... 2k von Flg. h_% wobei Tolle weggebrochen sind. Jede Mikropumpe besltet eine Scheibe 3 mit einer Aussparung 3o, in deren Mitte eine kreisförmige Bohrung 31 vorgesehen ist. Der Schlauch 1 (nicht dargestellt) liegt an der Seltenfläche der Aussparung 3ο an und wird durch zwei einander diame tral gegenüberliegende Rollen 8 gegen diese Seitenwand gepreßt, und dadurch zusammengedrückt. Diese Rollen befinden eioh Jeweils In einer In dem Arn 6 vorge-

-9-

ooiiis/oiie

BAD ORlOJNAL

-ersehenen Ausnehmung 65 und sind um an dem Arm 6 befe stigte Achsen 3ο drehbar· Der Arm 6 1st einstückig und 1st in seiner Mitte mit einer quadratischen öff nung 7 versehen, an" deren Händern an einer der Seiten des Armes eine kreisförmige Erhebung 6l vorgese hen ist, die in die Bohrung 31 eingreift·

Auf der der Aussparung 3o entgegengesetzten Seite der Mikropumpe 1st ein ringförmiger Kragen 35 vorgese- · hen» dessen Durohmesser im wesentlichen gleich dem der Aussparung 3o 1st, so daß er in die Aussparung eines benachbarten Pumpenelements, beispielsweise der Pumpe 23 auf .Pig· 5i zwischen dem Arm 6 und der Seitenwand der Aussparung 3o eingreifen kann. Die Blemente 21, •••24 werden mittelB Schrauben oder dergleichen miteinander Gefestigt, welche Bohrungen 13 durchqueren.

Anschließend wird die mit einem Motor verbundene An-

triebswell* in die Öffnungen 7 eingeführt.

Bei einer bisonderen Ausführungsform der Erfindung insbesondere zur Dosierung onemischer oder biologischer Produkte· in einer Analysier- oder Behandlungsgerätesruppe besteht der Förderer aus einem in einer waagereohten oder aenkreohten Bbenp angeordneten PlIm₉ an dem Zellen vorgesehen sind, dl· an der» Oberseite eine Öffnung aufweisen« Diese öffnungen werden an den Enden der Leitungen 31 vorbe!geführt,

Auf 91g· ^ ist eine bevorzugte Ausführungsform mit einem Film 32 mit Zellen 33 dargestellt,Dieser Film 1st in el-

809131/9215

BAD

-loner senkrecht-en Ebene angeordnet und wird durol| eine schenatisch durch die Rollen Jb und 35 dargestellte Vorrichtung angetrieben·

Wenn ein einziger Behinter 2? vorgesehen Ist, so wird durch Inbetriebnahme des Motors 25t der sich um einen festgelegten Winkel dreht, eine bestimmte Plüssigkeltsmenge In Jede der tor die Leitungen 31 gebrachten Zellen 33 umgefüllt. Die Vorrichtung 3^-35 bewirkt dann den Vorschub des Filme, so daß eine neue Reihe von Zellen vor die Leitungen 31 gelangt und derselbe Vorgang sich niederholt.

Soll die umzufüllende Flüssigkeit gewechselt werden, so wird die Wanne entleert und anschließend mit einer gewissen Menge an Reinigungsflüssigkeit (beispielsweise bei der Behandlung von Bakterienkulturen mit eintr Sterlllsierungaflüssigkeit wie Formol) gefüllt· Dann wird die iumpengruppe in Betrieb gesetzt, so daß dies· sowie dl· Leituneen gewaschen werden und dl· Wanne Zf geleert wird·

Β·1 Verwendung mehrerer mit verschiedenen Flüssigkeiten gefüllter Behälter anstelle einer einzigen Wanne können auoh dosierte Mischungen dieseν Produkte hergestellt werden.

-U-

90983S/C2II

BADORlOlNAt

Claims

-11-Fjtentansprüche

1. Tilleropumpe zur gleichzeitigen Dosierung bestlmrater PlüGBigkeltsmengen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren Pumpeneinheiten (21, 23» 2^) nit jeweils mindestens einem Arm (*6) besteht, der mit einer Öffnung (7) versehen let, In welche eine Welle zum Drehantrieb des Armes einfUhrbar ist, und der eine Rolle (^) trägt, die einen in Form einer Schleife verlaufenden und an einer Scheibe (3) anliegenden Schlauch (1) aus elastischem Iiaterlal (1) komprimiert, welche Scheibe mit Einrichtungen (15, 1^| 18| 35) zum Aneinandersetzen der Pumpeneinheiten zusammenwirkt, daß die in den Armen vorgesehenen Öffnungen (7) zum Antrieb dieser Arme durch eine gemeinsame Welle axial In einer Linie liegen, und daß Einrichtungen (13) zum AneInanderpressen dieser Anzahl von Pumpeneinheiten vorgesehen sind»

2. Mikropumpe nach Anspruch I₁ da-durch ge kennzeichnet, daß die jenells von einem der beiden Enden jedeß Schläuche (1) gebildeten Auntrlttsleltungon (31) der Fumpenelnlielten (21, 23, ?Λ) in der Bewegungebahn mehrerer durch einen Förderer (32) geradlinig bewegbaren Behälter (33) in einer Linie liegen.

3. Mikropumpe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η-ze lohnet, daß die Jeweils von den anderen Enden der Schläuche (1) gebildeten Zufuhrleltungen (26) dieser

-12-

BAD

1903657

Pumpenelnhelten (21, 23» 2^) mit einem gemeinsamen, die zu dosierende Flüssigkeit enthaltenden Behälter (27) verbunden sind.

k. Mikropumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jede Pumpeneinheit (21, 23» 2.k) zwei ein einziges Stück (6) bildende Arme mit zwei einander diametral entgegengesetzt angeordneten Ausnehmungen (65) besitzt, die die beiden Rollen (8) teilweise aufnehmen und in denen diene befestigt Bind. ·

5· Mikropumpe nach Anspruch ^, dadurch g « k e η η zeichnet, daß die Einrichtungen sum Aneinander- . setzen der Fumpeneinhelten auf jeder der Scheiben (3)

an
vorgesehen sind und aus/den Seitenflächen jeder Scheibe vorgesehenen Stufen (l*i-, %S) bestehen, die ein hervorstehendes Teil und eine Aussparung bilden, dt· beide mit den entsprechenden Stufen einer anderen Scheibe zusammenwirken.

6. Mikropumpe nach Anspruoh M-, dadurch gekennzeichnet» daß jede Scheibe (3) In der Mitte mit einer Aussparung (3o) versehen 1st, In welcher¹ eich der Arm (6) befindet, und daß die Einrichtungen turn Anetnanderseteen der Pumpeneinheiten aüe Muffen (16, 18) beetehen, die in jede Aussparung eneier aufeinanderfolgender Scheiben zwischen deren Inneren Seltenflächen Und den beiden entsprechenden Armen eingreifen* . :

-U-

^ 90θβΙ5/02·§

8AO ORI0f«Äl.

7. Mikropumpe nach Anspruch k, dadurch ge kennzeichnet, daß jede der Scheiben (3) auf einer Seite mit einer Aussparung (3o) versehen ist, in welcher sich der Arm (6) befindet, und daß die Öffnung (7) des Armes auf einer Selbe dieses Armes einen vorstehenden Rar-nd (6l) besitzt, der in eine in der Mitte der Aussparung (3o) der Scheibe vorgesehene Bohrung (31) eingreift.

3, Mikropumpe nach Anspruch 7» dadurch ge k e η η ζ e lehnet, daß die Einrichtungen zum Aneinandersetzen der Pumpeneinheiten (21, 23_f 2^) aus einer kreisförmigen Erhebung (35) bestehen, die auf der der Aussparung (3o) entgegengesetzten Seite jeder Scheibe (3) vorgesehen, ist und zwischen den Arm (6) und die Seitenwände der Aussparung (3o) der benachbartenr Scheibe (3) eingreift„

909335/02IS

Leerseite