DE1992767U - Vorrichtung zum feinstdosieren und einbringen von fluessigkeitsmengen zu analytischen oder behandlungszwecken in ein anderes medium. - Google Patents
Vorrichtung zum feinstdosieren und einbringen von fluessigkeitsmengen zu analytischen oder behandlungszwecken in ein anderes medium.Info
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Description
■' Wolter Kohlhag«n ■ PA- 1 7iU3fl*07 2 Cn "' I
Pateni-^.-nieur LR, 1 / ö Ό JÖ*Z/. 0. faß 18 3 1Q68
Heidelberg, Kion-keshv 1/ P 1499 "
Telefon42192
Dr0 Peter Poga&ar, Heidelberg; Philosophenweg 1a
Yorrio3itungi ZiIm1 Feinstdosieren und Einbringen von Flüssigkeitsmengen
zu analytischen oder Behandlungszwecken in ein anderes
Medium,r
Gegenstand der Heuerung ist eine Vorrichtung zum leindosieren
von ]?lüssigkeitsmengen zu analytischen oder Behandlungszwecken
in ein anderes Medium? welches gegebenen Falles auch unter
Überdruck gegenüber der Atmosphäre stehen kann? wie dies bei einem lebenden Organismus oder auch bei chemischen und physikalischen«,
insbesondere analytischen Zwecken dienenden Apparaturen vielfach der Fall ist= Solange es sich bei den einzubringenden
llüssigkeitsmengen um Größenordnungen von über l/S citr handelt, genügt für die Zwecke der Dosierung eine der
üblichen Injektionsspritzen., wobei vielfach die Flüssigkeit
bereits genau abgemessen in Ampullen zur Verfügung steht und lediglich mit der Spritze aufzuziehen ist» Handelt es sich dagegen.,
wie bei der Behandlung von Kleinlebewesen und bei analytischen. Maßnahmen.,um Mengen von nur einigen Kubikmillimetern
(Mikrolitern)i, ist es äußerst schwierig ^Fehlerquellen mit
Sicherheit auszuschließen,, die in Anbetracht der geringen einzubringenden
Flüssigkeitsmengen das üntersuchungsergebnis verfälschen
oder die Behandlung in höchstem laße beeinträchtigen
wurden. Bisher benutzt man zu den genannten Zwecken sogenannte
Mikrospritzens die im wesentlichen aus einem starkwandigen
Glasrohr mit geeichter längsbohrung von äußerst geringem Durch-
messer und darin verschiebbarem Kolben und daran anzusetzender
nadeiförmiger Kanüle bestehen. Im lalle von gasehromatographischen
Untersuchungen wurde hierbei die Kanüle durch eine G-ummimembran
vor der Chromatographiesäule in die Apparatur eingestochen»
Abgesehen von dem hohen Herstellungspreis einer solchen Mikrospritze ist die Dosierung, selbst wenn der Kolben
der Spritze nur einen Durchmesser you knapp einem Millimeter beträgt, nur bei größter Aufmerksamkeit genau durchzuführen»
Zudem läßt es sich vielfach nicht vermeiden,, daß beim Aufziehen
der flüssigkeit geringe Luftbläsehen in der Kanüle verbleiben/die
jspäter die genaue Einspritzmenge beeinträchtigen,
Es kommt hinzu, daß nicht nur die genaue Herstellung solcher
Spritzen die erwähnten Aufwendungen "bedingt, sondern daß diese
Spritzen auch äußerst empfindlich.sind, und daß ihre von Pail
zu 3?all erforderliche Eeinigung mit Eüeksieht auf die feine
und lange Meßraumbohrung eine Vielzahl von Umständen bereitet
und einen entsprechenden Zeitaufwand erfordert, wobei trotzdem '"keineswegs mit absoluter Sicherheit eine von Fall zu lall
gleiche Ieinstdosierung gewährleistet ist» Dies aber ist vor
allem bei der Durchführung gaschromatographischer Untersuchungen eine zwingende Toraussetzung, wobei erschwerend hinzukommt.5,
daß bei derartigen Untersuchungen in der Apparatur zum
Seil ein erheblicher "Überdruck ansteht, gegen den die zu untersuchende
llüssigkeit einzuspritzen ist.
lach der Heuerung werden sämtliche vorgenannten lachteile so-
wohl "bei der Herstellung als auch in der Anwendung zu analytischen
oder Behandlungszwecken durch Anordnung einer Spritzkanüle
vermieden, die hinsichtlich ihrer Inhaltsmenge kalibriert ist. Die Kanüle kann hierbei in ihrer Gesamtheit kalibriert
sein, es kann jedoch der nadeiförmige Teil der Kanüle einen rohrförmigen Yerlängerungsteil "besitzen, wobei lediglich
dieser Yerlängerungsteil kalibriert sein kann» Besonders zweckmäßig ist ess wenn die Kanüle als selbstsaugende Kapillare
ausgebildet und mindestens ihr Verlängerungsteil aus Glas oder einem anderen kapillar wirksamen Werkstoff besteht. Die
Anordnung- kann hierbei so getroffen sein, daß der Yerlängerungs
teil über das Anschlußstück der Kanüle hervortritt, und es besteht
die Möglichkeit j den Yerlängerungsteil abnehmbar mit dem
Anschlußstück zu -verbinden." In 'lallen, in denen die Kanüle
zum Einbringen feindosierter''!Flüssigkeitsmengen in ein unter
Überdruck stehendes Medium benutzt wird, kann die Kanüle in ■an sich bekannter Weise mit einer Druckmittelquelle verbunden
'sein,..'wobei jedoch zwischen dieser und dem unter Überdruck stehenden Medium ein Ventil vorgesehen ist, welches die Kanüle
in Pachtung zu diesem Medium erst bei einem oberhalb von dessen Druck liegenden Spritzdruck freigibt ο Besonders zweckmäßig ist
es, wenn dieses Ventil zwischen der Druckmittelquelle und der Kanüle bzw. deren Verlängerung angeordnet ist und unmittelbar
deren Hinterende abschließt, wobei der Rand dieser Verlängerung
den Sitz des Yentiles bilden kann. Bin besonders einfacher Aufbau
ergibt sich, wenn als Druckmittelquelle eine Pumpe angeordnet
ist, mit deren Kopfstück die Kanüle einschließlich ihrer
Verlängerung und ein aus einem Zylinder und einem darin geführten,
f ederbelasteten,, der Kanüle tzWo deren Verlängerung
gegenüber als Tentil wirkender KoITden derart "verbunden sind,
daß der Pumpendruck die Unterseite dieses Kolbens im Öffnungssinn beaufschlagt« Schließlich kann das aus Glas ododglo bestehendes
den Yerlähgerungsteil bildende Röhrchen als- Ummantelung des Hinterendes der Kanüle ausgeführt und deren Hinterende
im Bereich des Hinterendes der Ummantelung schräg oder gezahnt abgeschnitten sein.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Feuerung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulichte Es zeigeng
!Figur 1 eine Seitenansicht einer Pumpe mit Überdruckventil und angesetzter Meßkanüle in teilweisem längsschnitt,
ligur 2 als Einzelheit eine Kanüle mit rückwärtiger, ummantelter
"Verlängerung,
"figu.r 3 gleichfalls als Einzelheit den mit III bezeichneten Teil
der Iig. 2 im Längsschnitt,
!Figur 4 einen Längsschnitt durch den unteren Seil der Pig, 1,
3?igur 5 einen Querschnitt entsprechend V/V der !Fig.. 4,
Pigur 6 als Einzelheit das Anschlußstück der Kanüle mit abnehm-
bar damit verbundenem Verlängerungsteil„
lach. 51Ig0 1 bestellt die neue rungs gemäße Vorrichtung aus einer
aus einem Zylinder 1 mit Kolben 2 bestehenden kleinen luftpumpe j die nach Art einer der üblichen Injektionsspritzen
aufgebaut sein kann» Diese Pumpe besitzt ein Kopfstück 3? an
welches eine Ka,nüle 4 mit Kopfstück 5 in bekannter Weise anzusetzen
ist und an welches überdies oberhalb der Kanüle 4? 5
ein aus einem Zylinder 6 mit darin abdichtend geführtem und durch eine 3?eder 7 belasteten Kolben 8 bestehendes Überdruckventil
angesetzt ist. Die Druckseite der Pumpe 15 2 ist über
einen Kanal 9 mit dem Raum 10 unterhalb des federbelasteten
Kolbens 8 verbunden. Die Kanüle 4 verfügt über eine über ihr Anschlußstück 5 hervortretende rückwärtige Verlängerung 11 9
die gleichfalls in den Kaum 10 unterhalb des Kolbens 8 mündet= Der
Kolben 8 besitzt an seiner unteren Stirnseite eine Dichtung 12,
die sich unter dem Druck der Feder 7 auf das rückwärtige Ende
der 'Verlängerung 11 der Kanüle abdichtend auflegt» In an sich
bekannter Weise kann .die den Kolben 8 im Sinne des Abschließens
belastende' Druckfeder 7 in ihrer Spannung vermittels einer
Gewindekapp-e! 13 od.dgl. einstellbar ausgeführt sein.
Die Kanüle 4 istunterEinbeziehung ihrer rückwärtigen Verlängerung
1 1 derart kalibriert s daß ihr 6-esamtinhalt? der zur
Durchführung einer Untersuchung erforderlichen? einzuspritzenden
Flüssigkeitsmenge entspricht, wodurch die Dosierung dieser
Mengen ganz erheblich vereinfacht wird. Die Kanüle 4 ist dabei
zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß sie als selbstsaugende Kapillare wirkt. Da die Kanüle 4 wie üblich zweckmäßigerweise
8,US einer Metallhohlnadel besteht, deren Kapillarwirkung
vielfach unzureichend ist, kann, um diese Kapillarwirkung sicherzustellen, die rückwärtige Verlängerung 11 der Kanüle
aus einem Röhrchen 11a aus Glas oder einem sonstigen kapillar
Y/irksamen Werkstoff "bestehen» Das Röhrchen 11 a kann hierbei
die rückwärtige Verlängerung 11 der Kanüle 4 mantelartig umschließen,
wobei dann das Hinterende der Verlängerung 11 der
Kanüle, wie Iig. 3 erkennen läßt, im Bereich des hinteren
Randes 11b des Röhrchens 11a schräg oder gezackt abgeschnitten ist. Die Dichtung 12 der unteren Stirnseite des Kolbens 8
legt sich dann bei an das Kopfstück 3 angesetzter Kanüle 4 abdichtend auf den Rand 11b des Rohrchens 11a auf.
Die Arbeitsweise mit der neuerungsgemäßen Spritze ist folgendes
Zunächst wird der Kolben 2 der Pumpe 1 bei abgenommener Kanüle
4 zurückgezogen, so daß die Pumpe Luft ansaugt» Es wird sodann
die durch Eintauchen ihrer rückwärtigen Verlängerung 11, 11a
durch Kapillarwirkung gefüllte, in ihrer G-esamtheit mengenmäßig
kalibrierte Kanüle in bekannter Weise vermittels ihres Anschlußstückes 5 auf das Kopfstück 3 der Pumpe aufgesetzt.
Hierbei wird "der.federbelastete Kolben 8 durch die in den
Raum 10 unterhalb des Kolbens 8 eintretende rückwärtige Verlängerung.
11, 11a,der Kanüle 4 entgegen dem Druck der leder
angehoben«, wobei er gleichzeitig den rückwärtigen Rand der
Kanüle bz?<r. von deren Verlängerung 11,11a dicht abschließt»
Da in gas ehr oniat ο graphischen Apparaturen der Gasstrom unter
einem Druck γοη 3-A Atü steht, ist die Druckfeder 7 auf einen
etwas höher liegenden Druck eingestellt» Die Kanüle 4 kann daher in mit der Pumpe 1,2 über das Kopfstück 3 verbundenem
Zustand in üblicher, bekannter Weise durch eine Gummimembran (nicht dargestellt) im Einspritzblock (gleichfalls nicht dargestellt)
der Apparatur vor der Öhromatographie-Säule eingestochen
f/erden, ohne daß aus der Apparatur Druckgas entweichen
und die in der Kanüle 4 enthaltene, zu prüfende flüssigkeit
aus der Kanüle herausdrücken kann„ Es genügt dann, den Kolben
2 der Pumpe 1,2 herabzudrücken, wobei unterhalb von diesem
und über die Bohrung 9 im Raum 10 unterhalb des federbelasteten
Kolbens. 8 Druck entsteht» Sobald dieser Druck die Tor·*·
spannung der leder 7 und damit den Innendruck in der zu speisenden
Apparatur übersteigt, wird der Kolben 8 durch diesen Druck angehoben,.wobei"er das Ende der rückwärtigen Verlängerung
11 j, 11a der Kanüle 4 freigibt und deren Inhalt durch diesen
Luftdruck in den Gasstrom der Apparatur eingespritzt wird. Ss ergibt sich dabei der Vorteil, daß die Einspritzung der zu
prüfenden llüssigkeitsmengen von lall zu lall immer unter
gleichbleibendem Druck stattfindet„
Soll anschließend eine andere llüssigkeit gaschromatographisch
analysiert werden, so bedarf es lediglich dea Wechsels der
Kanüle 49 ohne daßeine Reinigung der Spritze selbst vorge-
noinmen werden muß, weil in diese keine: Prüf flüssigkeit eindringt.
Die Pumpe selbst kann trotz ihrer Vereinigung mit einem Überdruckventil unter geringem Kostenaufwand hergestellt
werden, da sie keinerlei Eichung erfordert«, Kanülen
von kalibriertem Inhalt aber lassen sich ohne weiteres als
MassenerZeugnis unter geringstem Aufwand anfertigen,
Ss besteht nach Sig, 6 auch die Möglichkeit $ die Kanüle 4
selbst mengenmäßig unkalibriert zu lassen,, Es ist dann lediglich
die rückwärtige Verlängerung Ha als kalibriertes Röhrchen ausgeführt. Dieses Röhrchen 11a: kann nach Figo 6 mit
der Kanüle 4 bzw« mit deren Jbischluß stück 5 abnehmbar bzw«
auswechselbar verbunden sein» Injdiesem Pall endet- die nadeiförmige Kanüle 4 im Kopfstück 5S in.welches ein elastischer
Dichtungsring 14 eingelegt ist« Das Kopfstück 5 ist ferner
nach Pig« 6 mit einem Innengewinde 15'versehen, in welches
ein Gewinde s tut ζ en 16 eingeschraubt wird» Dieser G-ewindestutzen
besitzt eine Längsbohrung 17 von etwas größerem
Durchmesser als das Röhrchen 11a und in seinem rückwärtigen
Ende eine konische Bohrung 18 zur Verbindung, mit dem Kopfstück 3 der Pumpe 1S2. Das Röhrchen,11a ist als kalibriertes
Kapillarröhrchen ausgeführt und kann durch einfaches Eintauchen in die einzubringende !Flüssigkeit mit einer genaues tens
feindosierten Plüssigkeitsmenge gefüllt werden. Es wird sodann
bei gelockertem Gewindestutzen 16 an diesen un die elastische
Dichtung 14 eingeführt und der Gewindesttrtzen 16 dann
angezogen;, wobei er den Dichtungsring 14 unter Spannung setzt
-. 9
•und eine zuverlässige Abdichtung und Verbindung des Verlängerungsröhrchens
11a mit der Kanüle 4 bewirkt«
Selbstverständlich könnte eine derart kalibrierte Kanüle auch
auf andere ¥eise als durch Kapillarwirkung unter einwandfreier Festlegung genauer Inhaltsmengen gefüllt werden» Is
γ faxe z.B. möglich, durch Einwirkung von Unterdruck auf die
rückwärtige Verlängerung 1.1,11a der Kanüle, beispielsweise über ein auf die Verlängerung 11,11a?aufzuschiebendes enges
Schlauchstück od.dgl., über die Kanüle 4 Prüfflüssigkeit anzusaugen,
bis diese noch zu einem gewissen leil in den Saugschlauch
eintritt, und diesen dann wieder abzunehmen» Es wäre
ferner auch möglich, anstelle des federbelasteten Kolbens 8
am Kopfstück 5 der Pumpe ein in Richtung zum Inneren der
■Apparatur öffnendes, unter dem G-asdruck der Apparatur geschlossenes
Ventil zwischen der Kanüle 4 und dem Binspritzblock
derChromatographie-Apparatur anzuordnen, wobei lediglich
dafür Sorge zu tragen wäre, daß zwischen diesem Ventil und dem Vorderende der Kanüle 4 kein schädlicher Totraum
verbleibtο Die Kanülen selbst erleichtern nicht nur die
Dosierung der Prüfflüssigkeit, sondern sie können, da billig
herstellbar, in großer Zahl vorrätig gehalten und durch einfaches Durchspülen überdies leicht und rasch gereinigt werden»
Claims (1)
- Waffer Kofilhogeii. . «, \ ?oPMi ■ Rft. * « °PWenMngenieur
Hefd©iberg, Molfkestr. 17Telefon 42192JL_0JOLJE. UirSPE.f GHlc Vorrichtung zum leinstdosieren und Einbringen von llüssigkeitemengen zu analytisehen oder. Behandlungszwecken in ein anderes Medium, gekennzeichnet durch eine Kanüle (4,1Ij1IIa), die hinsichtlich ihrer Inhältsmenge kaliToriert ist»2„ "vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnets daß der nadeiförmige leil (4) der Kanüle mit einem rohrförmigen Yerlängerungsteil (H5Ha,) versehen ist»3. Torrichtung na,ch Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (4,11,11a) als selbstsaugende Kapillare ausgebildet und mindestens ihr Yerlängerungsteil (11a) aus Glas oder einem anderen kapillar wirksamen Werkstoff "besteht»4. Torrichtung nach Ansprüchen 1 bis.3? dadurch gekennzeichnet,daß lediglich der Yerlängerungsteil (11a) der Kanüle kalibriert ist ο :5» Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Yerlängerungsteil (11 ,1'Ia-) über das Anschluß stück (5) der Kanüle hervortritt»6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Yerlängerungsteil (Ha) abnehmbar mit dem Anschlußstück (5) verbunden ist» . -..- 27. Torrichtung nach Ansprüchen 1 "bis 6?. dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (4,11? 11a) zur Einbringung der dosierten !Flüssigkeit in ein unter Überdruck stehendes Medium in an sich bekannter Weise mit einer Druckmittelquelle (1 s 2) verbunden istj wobei jedoch zwischen dieser und dem unter Überdruck stehendem Medium ein Tentil (7?8<, 12) vorgesehen ist;, welches die Kanüle (4,11,11a) in Richtung zu diesem Medium erst bei einem oberhalb von dessen Druck liegenden Spritzdruck freigibt,8. Torrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7s dadurch gekennzeichnet, daß das Tentil (7,8 9 12) zwischen der Druckmittelquelle (1,2) und-der-Kanüle (4,11,11a)angeordnet ist und unmittelbar deren Hinterende (11?11b) abschließt„9. Torrichtung naehjilnsprüehen 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine als Druckmittel wirkende Pumpe (1,2), mit deren Kopfstück (3) die Ifenüle (4,11,11a) und ein aus einem Zylinder (β) und einem 'darin geführten federbelasteten, der Kanüle gegenüber als Tentil wirkender Kolben (8) derart verbunden sind, daß der Pumpendruck die Unterseite dieses Kolbens im Öffnungssinn beaufschlagt»10, Torrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet? daß das aus Glas od.dgl» Höhrchen(iia) als Ummantelung der rückwärtigen Terlängerung (11 -■). der Kanüle ausgeführt und deren Hinterende im Bereich des Hinterendes der Ummantelung schräg oder gezahnt abgeschnitten isto
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