DE2026294C3

DE2026294C3 - Einrichtung zum Fördern eines Fluids

Info

Publication number: DE2026294C3
Application number: DE2026294A
Authority: DE
Inventors: Jack Mamaroneck Isreeli; Aaron Brooklyn Kassel
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1969-06-02
Filing date: 1970-05-29
Publication date: 1974-06-12
Also published as: FR2049713A5; DE2026294A1; DE2026294B2; US3583834A; NL7007939A; CH524066A; BE751256A; GB1297862A

Description

Viskosität und mithin die Strömungsgeschwindigkeit der zu fördernden Reagenzien in den Schlangenrohren durch Temperaturschwankungen nachteilig beeinflußt, so daß eine Temperaturregelung erforderlich ist, um eine unzulässig hohe Änderung der Reagenzströmungsgeschwindigkeit zu verhindern. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß hei den bekannten Einrichtungen mit äußeren Druckquellen das Fassungsvermögen der unter Druck stehenden Reagenzbehälter zu klein ist, so daß diese verhältnismäßig oft nachgefüllt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne kostspielige und tnhandliche Bauteile ein Fluid über einen längeren Zeitraum mit einer sehr geringer! konstanten Strömungsgeschwindigkeit von einer Fluidquelle zu einem Analysiergerät zu fördern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs beschriebene Einrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung für Jas unter Druck siehende Hilfsfluid einen hohen Strömungswiderstand aufweist, daß die da* Hilfsfluid unter Druck setzende Vorrichtung einen annähernd konstanten Druck in dem Vorraisgehälter aufrechterhält und daß das Hilfsfluid eine Flüssigkeit hoher Yiskovtät ist.

Durch den konstanten Druck im Vorratsbehälter und den gegenüber einem schwankenden Strömungswiderstand des Analysiergeräts wesentlich höheren Strömungswiderstand in der Hilfsl'luid-Zuleitung wird das Hilfsfluid vorteilhaft mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit bzw. einem konstanten Durchfluß in den gerade an die Zuleitung angeschlossenen Druckbehälter des Druckaustauscher getrieben, so daß das zu fördernde Fluid aus dem anderen Druckbehälter des gleichen Druckaustauscher? mit ebenfalls konstanter Strömungsgeschwindigkeit b/.w. konstantem Durchfluß herausgepumpt und zum Analysierticrät weiterbefördert wird. Dabei wird im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen an Stelle ;ines als Hilfsfluid verwendeten Gases eine Flüssigr.eit hoher Viskosität verwendet, um zum einen iniulge einer gleichbleibenden hohen Viskosität von äußeren Temperaturschwankungen unabhängig zu sein und um zum anderen infolpe der Nichtkomprcssibilität der Hilfsflüssigkeit die Genauigkeit und Feineinstellung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Durchflusses zu erhöhen.

Zur Erzielung eines einfachen und zweckmäßigen Aulbaus ist eine Weiterbildung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für das Hilfsfluid eine Druckkammer und eine Vakuumkammer aufweist, daß an die Vakuumkammer die Zuleitung mit dem hohen Strömungswiderstand und an die Vakuumkammer die Rücklcitung für das Hilfsfluid angeschlossen ist und daß die das Hilfsfluid unter Druck setzende Vorrichtung eine Pumpe enthält, die das Hilfsfluid mit annähernd konstantem Druck von der Vakuumkammer in die Druckkammer pumpt.

Zur noch genaueren Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Hilfsfluids ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung der als Schlangenrohr ausgebildete Strömunpswiderstand in dem unter Druck gesetzten Vorratsbehälter in das Hilfsfluid eingetaucht, und der Hilfsfluid-Vorralsbchälter wird zusammen mit den Dnickaustauschem temperaturgcrcgclt, um die Viskosität der als Hilfsfluid verwendeten Fliissiokeit auf einem konstanten Wert zu halten.

Eine bekannte Einrichtung zum Fördern eines Fluids und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung werden an Hand von Figuren erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer bekannten Einrichtung;

l· i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer nach der Erfindung verbesserten Einrichtung mit einem Pilot-Strömungsmittel.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 10 enthält

ίο einen Behälter 12 mit einem inerten Gas, z.B. Sticksioff, das unter einem Druck von beispielsweise 154kp.'cm- (2200 psi) steht. Der Behälter 12 ist über einen Druckregler 14 an eine Verteilerleitung 16 angeschlossen. Der Druckregler 14 dient zur Konstanthaltung des Drucks auf einem in der Größenordnung von beispielsweise 66.8 cm Hg liegenden Wert.

Mit Schraubverschlüssen 22 i'.nd 24 versehene Flaschen 18 und 20 enthalten Flüssigkeiten, z.B. farbenerzeugende Reagenzien, für die StrömungsmiiuM-analysiereinrichtung, falls es s""h hei dieser um eine Blutprobenanalysiereinrichtung handelt, und die Flaschen sind durch verhältnismäßig kurze Einlaßleitungen 26 und 28 an die Verteilerleitung 16 ?.ngeschlossen

Eine Auslaßleitung 30 verbindet das Innere der Futsche 18 mit einem Schlangenrohr 32. das einen verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand aufweist, und eine Leitung 34 verbindet den Ausgang des Schlangenrohres mit der Si.önuingsmittclanalysiercinrichtung. In ähnlicher Weise verbindet eine Auslaßleitung 36 das Innere der Flasche 20 mit einem Schlangenrohr 38 und eine Leitung 40 den Ausgang des Schlangenrohres mit der Strömungsmittel analysiereinrichtung.

Der Innendurchmesser der Schlanueiirohre 32 und 38 ist verhältnismäßig gering. z.B. n,25 mm. während die Länge der Schlangenrohre verhältnismäßig groß gewählt ist, z.B. 53? mm. um den nohen Strömungswiderstand und die verhältnismäßig geringe Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen. Außerdem sind die Schlangenrohre 32 und 38 in einem Tcmperaturregclbad 42 angeordnet, de«;:η Temperatur beispielsweise 37 C beträgt, um Druck und Viskosität der durch die Schlangenrohre strömenden Flüs-

sigkeiten weitgehend konstant zu halten. Gewünschtenialls können auch die !laschen 18 und 20 und die Auslaßleilungen 30 und 36 in dem Temperaturregelbad angeordnet sein.

Während d"> Betriebs setzt das aus dem Behälter 12 strömende Gas den Innenraum der Flaschen 18 and 20 unter Druck, so daß die Flüssigkeiten aus den Flaschen über die Schlangenrohre 32 und 38 und aus diesen über die Leitungen 34 und 40 mit einer vorbestimmten, weitgehend konstanten Strömungsgeschvvindigkeit ausströmen.

Die Strömungsgeschwindigkeit der durch die Schlangenrohre 30 und 38 strömenden Flüssigkeiten ergibt sich nach der Gleichung von Hagcn/Poiseuille zu:

.IPnD¹

12811L

wobei Q die Strömungsgeschwindigkeit,

AF der Druckabfall im Schlangenrohr,
D der Innendurchmesser des Schlangcnrohrs, κ die Viskosität der Flüssigkeit und
L die wirksame Länge des Schkingenrohrs
sind.

Wie diese Gleichung zeigt und trotz der Tatsache. einem vorbestimmten Wert weitgehend konstant zu daß Einrichtungen der beschriebenen Art für Blut- halten, so daß auch die Viskosität der darin cnthaltcprobenanalysicrgcräte zufriedenstellend sind, kann es nen Flüssigkeiten einen vorbestimmten, weitgehend sein, daß bei ihrer Herstellung und während ihres konstanten Wert beibehält, wobei als Regler ein Betriebs Schwierigkeiten auftreten, und zwar beson- 5 Thermostat verwendet werden kann,
dcrs bei Blutprobcnanalysicrcinriehtungen. bei denen Eine Zweistcllungs-Austauschventilvorrichtung 62 mit noch geringeren Blutproben- und Rcagcnzströ- kann entsprechend der gewünschten Funktion, die munjjsgcschwindigkcitcn gearbeitet werden soll. Wie noch näher beschrieben wird, ausgebildet sen. So sich im einzelnen aus jener Gleichung ergibt, sind der kann die Austaiischvcntilvnrrichtung beispielsweise Innendurchmesser und die wirksame Länge des io eine obere Ventilplattc 63 und eine untere Ventil-Schlangenrohres besonders maßgebend für die Stm- platte 65. die relativ zueinander bewegbar sind, entmungsgeschwindigkcit. Das heißt, um eine sehr nie- halten. Jede Ventilplatte kann in an sich bekannter drige Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen, muß der Weise Ventilkanäle enthalten.

Schlangenrohr-Durchmesser sehr klein und die Der untere Teil ties Innenraums eines offenen.

Schlangenrohr-Längc sehr groß gewählt werden, so 15 nicht unter Druck stehenden Flüssigkeits/uüihibe-

daß die Herstellung eines derartigen Schlangenrohres hälters 64 steht über eine Flüssigkeitszufuhr'.eiturm

sehr kostspielig wird, insbesondere weil tier Schlan- 68 mit der Austaiisehventilvorrichtung 62 in Verhin-

gennihr-Innendurehmesser hei äußerst niedrigen dung.

Ilerstcllungstoleranzen durchweg weitgehend kon- Eine Pilot-Strömungsmittel-Zuführlcitung 70. de-

stant sein muß. Außerdem steht die Verwendung 10 ren Einlaßende als Schlangenrohr 72 mit hohem

sehr langer Schlangenrohre und umfangreicher Tem- Strömungswiderstand ausgebildet ist, verbindet das

peratiirregelbäder einer kompakten Ausbildung \on Innere der Kammer 58 mit der Austauschventilvor-

Blutprobcnanalysiereinrichtungen entgegen. Lin wci- richtung 62. während eine Pilot-Strömungsmittel-

terer Nachteil, der sich durch die Verwendung langer Rüeklci'ung 74 die Vorrichtung 62 mit der Kammer

Schlangcnrohre ergibt, besteht darin, daß die Lauf- 25 56 verbindet.

zeit der ohnehin schon sehr langsam strömenden In de; Kammer 54 ist eine Strömungsmittel-

Miissigkcit dadurch noch weiter erhöht wird, so daß Druckaustauschflaschc 76 angeordnet. Diese Flasche

die Betriebsgeschwindigkeit der Einrichtung erheb- enthält einen weitgehend strömungsmittcldichten. äu-

lich verringert wird. ßeren Behälter 78 mit festem Volumen und. einen

Außerdem kann es sein, obwohl die Schlangen- 30 weitgehend Strömungsmitteldichten, inneren Behälter

rohr-Inncndurchmcsscr bei der Herstellung sehr 80 mit veränderbarem Volumen, z.B. ein Wellrohr,

genau eingehalten werden, daß sich Bestandteile der in dem Behälter 78. Eine Flüssigkcitszuführleituniz

Flüssigkeiten von der Art der erwähnten Reagenzien 82 verbindet den Behälter 78 mit der Vorrichtung

während längerer Betriebszeiten in den Rohren ab- 62, während eine Pilot-Strömungsmittelzuführ- und

setzen oder auf diesen aufplattieren, so daß sich die 35 -rückleitung 84 den Behälter 80 mit der Vorrichtung

Schlangenrohr-Durchmcsscr so weit verringern, daß 62 verbindet.

die sich dadurch ergebende Änderung der Strö- In der Kammer 54 ist eine weitere Strömungsmitmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit nicht mehr to- tel-Druckaustauschflaschc 86 angeordnet, die cbenleriert werden kann. Infolgedessen müssen die falls einen äußeren Behälter 88 mit festem Volumen Schlangenrohre in regelmäßigen Abständen, in der 40 und einen inneren Behälter 90 mit veränderbarem Praxis täglich, mit Wasser, das durch die Druckpum- Volumen umfaßt. Eine Flüssigkeitszuführleitung 92 peinrichtung durch die Leitungen gepumpt wird, ge- verbindet den Behälter 88 mit der Vorrichtung 62, reinigt werden, so daß die Zeit, in der die Ein- und eine Pilot-Strömungsmittel-Zuführ- und -Rückrichtung benutzt werden kann, erheblich verringert leitung 94 verbindet in ähnlicher Weise den inneren wird. 45 Behälter 90 mit der Vorrichtung 62.

Da das Fassungsvermögen der Flaschen 18 und 20 Eine Pumpvorrichtung 96 steht mit ihrem Einlaßzudcm zwangläufig beschränkt ist, müssen sie in re- stutzen 98 mit der Kammer 56 und mit ihren Ausgelmäßigen Abständen während des Betriebs der Ein- laßstutzen 100 mit der Kammer 58 in Verbindung, richtung" nachgefüllt werden. Deshalb, und weil die um das Strömungsmittel aus der Kammer 56 in die Flaschen als Druckbehälter wirken, kann es sein, daß 50 Kammer 58 zu pumpen. Eine Auslaßvorrichtung die Einrichtung weitgehend unwirksam wird, wenn 102, die vorzugsweise eine nicht dargestellte Luftdie Schraubverschlüsse nach dem Nachfüllen nicht filtervorrichtung enthält, ist in der oberen Wand der wieder vollständig dicht geschlossen werden, wie Kammer 56 vorgesehen, um das Auspumpen des wiederholt festgestellt worden ist. Da auch die unter Strömungsmittels durch die Pumpvorrichtung zu erDruck stehende Strömungsmittel-Zuführvorrichtung 55 möglichen.

12 in regelmäßigen Abständen nachgefüllt werden Eine Überdruckventilvorrichtung 104 ist in der

muß, können auch hierbei Fehler entstehen, die zu oberen Wand der Kammer 58 angeordnet und ver-

einem Ausfall der Einrichtung führen. hindert, daß der Strömungsmitteldruck in der

Die in F i g. 2 dargestellte Einrichtung 46 mit Pi- Kammer einen vorbestimmten Maximalwert über-

lot-Strömungsmittel nach der Erfindung enthält 60 schreitet.

einen weitgehend Strömungsmitteldichten Behälter Eine Einrichtungsauslaßleitung 106 erstreckt sich

48, der als Druckkessel ausgebildet und durch von der Strömungsmittelaustauschventilvorrichtung

Wände 50 und 52 in Strömungsmitteldichte Kam- 62 bis zu der Stelle, wo die von der Einrichtung ge-

mern 54, 56 und 58 unterteilt ist. Eine Temperatur- pumpte Flüssigkeit benötigt wird,

regelvorrichtung 60, bei der es sich beispielsweise um 65 In den unteren Teilen der Kammern 54 und 58

ein Temperaturregelbad handeln kann, steht mit dem sind jeweils Strömungsmittelbewegungsvorrichtungen

Behälter 48 in Verbindung, um dessen Temperatur 107 und 108 angeordnet. Die Strömungsmittelbewe-

und die der darin enthaltenden Flüssigkeiten auf gungsvorrichtungen können in an sich bekannter

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Weise ausgebildet sein und in herkömmlicher Weise angetrieben werden. z.B. von eier nicht dargestellten Pumpenantrieb:: vorrichtung.

In der Kammer 58 können zusätzliche Piiot-Strömungsmittcl-Zufiihrleitungen 109 und 112, die jeweils Rohrschlangen 114 und 116 am Einlaßende mit 'vjhcm Strömungswiderstand enthalten, vorgesehen scm. Sie würden sieh bis zur Strömungsmittcl-Aiistaiisch-Vcntilvorrichtung 62 oder einer ähnlichen Strömimgsmittcl-AusUiusch-Ventilvorrichtung er- ic· strecken, um die Kapazität der Hinrichtung oder die Anzahl der Flüssigkeiten, die durch die Hinrichtung nach der Erfindung gepumpt werden kann, zu erhöhen. Dies wird noch ausführlicher beschrieben.

Die Austauschvenlihorrichlung 62 ist entweder von Hand oder durch eine selbsttätige, zeitlich gesteuerte Ventilvo! riehtungsbetätigungsvorrichlung 110 zwischen zwei Stelluneen hin- und her \eischicbbar.

In der einen Stellung verbindet die Austauschvcn- !!!vorrichtung 62 die Pilot-Strömungsmittel-Zuführleitung 70 mit der Pilot-Strömungsinittel-Zuführ- und -Riickleitung 84. die Flii^^igkcits/tifülirlcitung 68 mit der Flüssigkcitszufühileitung 92. die Pilot-Einfluß auf die Gesamttcmperatur und mithin die Viskosität des in der Kammer enthaltenen Siliconöls hat.

Außerdem wäre die Pumpvorrichtung 96 in diescm Anwendungsfall so ausgelegt, daß sie das SiIiconöl-Pilot-Ströniungsmittcl schnell transferiert und danach luft aus der Kammer 56 in die Kammer 58 pumpt und dabei auf Grund der Verengung 102 in der Kammer 56 einen Saugdruck von etwa 0.2 k|V cm- bis 0.4 kp cm- erzeugt und über dem ölspiegel in der Kammer 58 einen Luftdruck von etwa 1.1 kp' cm- bei den Gesamircagenzströmungsgeschwindiukcitcn ausbildet. Bei diesen Verhältnissen wäre das Überdruckventil 104 so eingestellt, daß es bei einem Druck von 1.1 kp cm- öffnet.

Auch die St 1 öm u η gsm it te Id ruck austausch flusch en 76 und 86 wären vorzugsweise so ausgelegt, wie es durch die Gesamt rcagcnzslrönuingsgesehwindinkeil aus der Hinrichtung bestimmt wird, um eine einsuindigc Rcagenzzuführung zu gewährleisten und einen einsiündigen Beirieb der Einrichung ohne Betätigung der Austausclnentilvorrichtung 62 zu ermöglichen. Obwohl der Behälter 48, der Flüssigkeitsbehälter 64 und die Aiistauschventilvorrichtuni: 62 zur Vercinfa-

Strömungsmittel-Zuführ und -Riickleitung 94 mit tier 25 chung der Darstellung verhältnismäßig weit ausein-Pilot-Strömungsmittel-Rückleitung 74 und die Flüs- anderliegcid dargestellt sind, sind diese in Wirklichsigkeitszuführlcitung 82 mit der Einrichtungsauslaß- keil so dicht beieinander angeordnet, wie dies praklcitiing 106. tisch möglich ist. um die betreffenden Verbindungs-

Ifi der anderen Stellung verbindet die Strömungs- leitungen kurz und deren nachteiligen Einfluß auf mittel-Austaiischventilvorrichtung die Leitung 70 mit 30 einen gleichbleibenden Pumpbetrieb.der Einrichtung der Leitung 94. die Leitung 68 mit der Leitung 82. so gering wie möglieh zu halten,
tue Leitung 84 mit der Leitung 74 und die Leitung Es sei jetzt angen nmen. daß der Betrieb der Ein-

92 mit der Leitung 106. richtung einen stationären Zustand erreicht hat. bei

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Er- dem die äußeren Behälter 78 und 88 mit dem Reafindune sei an Hand eines Anwendungsbcispiels bc- 3.=> genz und die inneren Behälter 80 und 90 mit SiIischriebcn. bei dem ein farbenerzeugendes Reagenz in conöl gefüllt und jeweils vollständig zusammengezogen und vollständig expandiert sind und die Austauschvcntilvorrichtung 62 gerade von der anderen (zweiten) in die erste (eine) Stellung umgestellt nach der USA.-Patentschrift 3 241 432, bei der die 40 wurde. Die Wirkungsweise der Druckpumpeinrieh-

cme verbesserte Blutprobcnanalysiercinrichtung mit gerinizercr. weitgehend konstanter Strömungsgeschwindigkeit gepumpt wird. z. B. die Einrichtung

Blutprobenströmungsgeschwindigkeit beispielsweise 0.05 ml/min und die Reagcnzströmungsgeschwindigkcit 0.50 ml/min beträgt. Der Flüssigkeitsbehälter 64 ist dann weitgehend mit diesem Reaeenz eefüllt.

tung nach der Erfindung ist dann folgende:

Der durch die Pumpvorrichtung 96 erzeugte überdruck drückt das Siliconöl aus der Kammer 58 mit vorbestimmter, weitcehcnd konstanter Geschwindis-

währcnd die Kammern 54. 56 und 58 bis zur an»c- 45 kcit durch das Schlanccnrohr 72 und über das Rohr

deuteten Höhe ein Pilot-Strömungsmittel enthalten. z. B. ein Siliconöl. das den Vorteil hat. chemisch weitgehend inert zu sein, sich nicht abzusetzen, eine Langzcitstabililät und eine verhältnismäßig hohe Vis-

70 in die Vorrichtung 62. Das unter Druck stehende öl wird aus der Vorrichtung 62 über die Leitung 84 in den inneren Behälter 80, dessen Volumen veränderbar ist, geleitet und dehnt diesen aus. Dadurch kosität, die gegenüber mäßigen Temperaturschwan- 50 verringert sich das zur Verfügung stehende Volumen kungen verhältnismäßig unempfindlich ist. aufzuwei- des Behälters 78, so daß das Reagenz aus diesem Besen, halter 78 über die Leitung 82 in die Vorrichtung 62

Wie sich aus der oben angegebenen Hagen/Poiseu- und \on dort über die Leitung 106 ausströmt.
ille-Gleichung ergibt, hat diese verhältnismäßig hohe Gleichzeitig erzeugt die Pumpvorrichtung 96 einen

Ölviskosität zur Folge, daß man die gewünschte nie- 55 Unterdruck in der Kammer 56, um aus dem inneren drige Strömungsgeschwindigkeit auch ohne ein Behälter 90 mit veränderbarem Volumen über die Schlangenrohr 72 mit hohem Strömungswiderstand Leitung 94. die Vorrichtung 62 und die Leitung 74

öl in diese Kammer zu saugen und den inneren Behälter 90 zusammenzuziehen. Dadurch vergrößert sich das verfügbare Volumen des Behälters 88 bei gleichzeitiger Ausbildung eines Unterdrucks, so daß

und extrem großer und'oder unhandlicher Länge erhält. Dies bedeutet, daß das Schlangenrohr verhältnismäßig kurz ausgebildet werden kann.

Bei diesem Anwendungsbeispiel wird die Temperaturregelvorrichtung 60 vorzugsweise so eingestellt, daß sie die Temperatur im Behälter 48 auf 37' C weitgehend konstant hält und das Volumen des Behälters 48 kann so groß gewählt werden, daß das über die Rückleitung 70 mit etwa Umgebungstemperatur zurückgeleitete Pilot-Strömungsmittel-Siliconöl. wenn überhaupt, dann nur einen vernachlässigbaren das Reagenz aus dem Reagenzbehälter 64 über die Leitung 68. die Vorrichtung 62 und die Leitung 92 in den Behälter 88 gesaugt wird.

Dieser Betrieb geht so lange weiter, bis das brauchbare Volumen des Reagenz durch die Ausdehnung des inneren Behälters 80 aus dem äußeren Behälter 78 und aus der Einrichtung ausgestoßen isf: In

diesem Augenblick wird das Aiistauschventil 62 von Hand oder selbsttätig in die zueile Stellung umgeschaltet. In diesem Augenblick hat sich das Volumen des inneren Behälters 90 auch bis auf den maximal möglichen V'crt verringert, bei dem das Fassungsvermögen des Laßeren Behälters 88 seinen größten Wert aufweist und dementsprechend die maximal mögliche Menge des Reagenz aus dem Reagenzbehälter 64 aufnimmt.

Nach dieser Umschaltung der Auslauschvcntilvorrichtiing 62 strömt das unter Druck sichende öl aus der Kammer 58 über das Schlangenmhr 72, die Leitung 70, die Vorrichtung 62 und die Leitung 94 in den inneren Behälter 9*· und dehnt diesen erneut aus. so da» das Reagenz aus dem festvolumigen äußeren Behälter 88 über die Leitung 92, die Vorrichtung 62 und die Leitung J 06 ausströmt.

Das Absaugen des öls aus dem volumenverändcrbarcn inneren Behälter 80 über die Leitung 84, die Vorrichtung 62 und die Rückleitung 74 in die Kammer 56 bewirkt eine erneute Zusammenziehung dieses Behälters, so daß das Reagenz aus dem Reagenzbehälter 64 über die Leitung 82, die Vorrichtung 62 und die Leitung 68 in den festvolumigen äußeren Behälter 78 gesaugt wird.

Dieser Betrieb geht so lange weiter, wie die Pumpenvorrichtung 96 in Betrieb bleibt, die Austauschventilvorrichtung 62 in geeigneter Weise zwischen ihren beiden Stellungen umgeschaltet wird ufltfTm Reagenzbehälter 64 eine hinreichende Menge Reagenz vorhanden ist oder nachgefüllt wird.

Die zusätzlichen Pilot-Strömungsmittel-Zuführleitungcn 109 und 112 und die zugehörigen Schlangenrohre 114 und 116 können für eine Betriebsverbindung über Austauschventilvorrichtungen von der Art der Austauschventilvonichtung 62 mit zusätzlichen Vendlkanälen vorgesehen sein, um zusätzliche Paare von Strömungsmitteldruckaustauschflaschen zu betreiben, denen ihrerseits ein zweites und drittes Reagenz aus einem zweiten und einem dritten Reagenzbehälter zugeführt werden kann, um das gleichzeitige Auspumpen der erfindungsgemäßen Einrichtung mit weitgehend konstanter (oder konstanten) und vorbeslimir.ter (oder vorbestimmten) Strömungsgeschwindigkeit (oder Strömungsgeschwindigkeiten) zu eriiKiglichi.il. Statt dessen können der zweite und dritte Behälter auch Flüssigkeiten in der Art von klinisch reinem Wasser zur Bildung von Rezipicnten-Stmmuiigen und/oder Verdünnungsmittel in der Blutproben analysiere! η rieh tun» enthalten.

ίο Bezüglich des Schlangenrolirs 72 sei darauf hingewiesen, daß ein einziges Schlangenrohr verwendet werden kann, um für praktisch alle Reagenzien die gleiche Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen, da das Siliconöl. und nicht das Reagenz, durch dieses Schlangenrohr gepumpt und der Strömungswiderstand des Schlangenrolirs wesentlich größer als der Ciesamtströmungswiderstand der übrigen Einrichtung ist. Ein weiterer Vorteil Hinsichtlich des Schlangenrohrs 72 mit hohem Strömungswiderstand und der Siliconölkammer 58 besteht darin, daß, da das Siliconöl in der Kammer 58 selbsttätig auf der richtigen Temperatur gehalten wird, bevor es in das Schlangenrohr strömt, das Schlangeiirohr keine temperaturgeregelte. lange Einlaßleitung aufzuweisen braucht, wie dies bei der bekannten Einrichtung nach Fig. 1 der Fall ist.

Hinsichtlich der Zeit, die jeweils zum Füllen der festvolumigen äußeren Behälter 78 und 88 mit Reaktionsmittel erforderlich ist, ist ohne weiteres cinzusehen, daß diese verhältnismäßig kurz ist, weil die SiIiconöl-Rücklciiiing 74 kein Schlangenrohr mit hohem Strömungswiderstand enthält. Mithin geht auch für das Nachfüllen des Reagenz (bzw. Reaktionsmittels) keine Analysierzeit verloren.

Da es sich bei dem Reagenzbehälter 64 um einen offenen, nicht unter Druck stehenden Behälter handelt, ist dieser leicht zu handhaben, 'ihne daß darauf geachtet werden muß, daß der Behälter richtig abgedichtet ist. wie dies bei den abgedichteten Reagenzbehältern 18 und 20 der bekannten Einrichtung nach Fig. 1 der Fall ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

I. Einrichtung zum Fördern eines Fluids von einer Fluidquelle zu einem Analysiergerät unter Verwendung eines Hilfsfluids mit einer das Hilfsfluid in einem Vorratsbehälter unter Druck setzenden Vorrichtung, mit zwei Druckaustauschcrn, von denen jeder einen Druckbehälter für das zu fördernde Fluid und einen Druckbehälter für das Hilfsfluid enthält, wobei mindestens einer dieser Druckbehälter ein veränderbares Volumen aufweist und beide Druckbehälter betriebsmäßig derart gekoppelt sind, daß bei einer Volumenzunahme des einen Druckbehälters das Volumen des anderen Druckbehälters annähernd proportional dazu abnimmt, und umgekehrt, und mit einer Umschaltvorrichtung, mit der der Vorratsbehälter über eine Zuleitung für das unter Druck stehcndc Hilfsfiuid alternierend an die einen Druckbehälter der beiden Druckaustauscher und jeweils der gerade nicht über die Zuleitung mit dem Vorratsbehälter verbundene Druckbehälter an eine zum Vorratsbehälter zurückführende Rückleitung für das Hilfsfluid anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (70. 109. 112) für das unter Druck stehende Hilfsfluid einen hohen Strömungswiderstand (72, 114. 116) aufweist, daß die das Hilfsfluid unter Druck setzende Vorrichtung (96, 104) einen annähernd konstanten Druck in dem Vorratsbchälter (58) aufrechterhält und daß das Hilfsfluid eine Flüssigkci' hoher Viskosität ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für das Hilfsfluid eine Druckkammer (58) und eine Vakuumkamnier (56) aufweist, daß an die Vakuumkammer die Zuleitung (70, 109, 112) mit dem hohen Strömungswiderstand und an die Vakuumkammer die Rückleitung (74) für das Hilfsfluid angeschlossen ist und daß die das Hilfsfluid unter Druck setzende Vorrichtung eine Pumpe (96) enthält, die das Hilfsfluid mit annähernd konstantem Druck von der Vakuumkammer in die Druckkammer pumpt.
3. Einrichtung nach An>*pruch 2, dadurch gckennzeichnet, daß der in die Druckkammer (58) ragende Einlaßabschnitt der Zuleitung (70, 109, 112) als Schlangenrohr (72. 114, 116) mit dem hohen Strömungswiderstand ausgebildet und in das Hilfsfluid eingetaucht ist. '
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaustauscher (76. 86) in einer Kammer (54) angeordnet sind, die das Hilfsfluid bis zu einer Höhe enthält, bei der die Druckaustauscher in das Hilfsfluid eingetaucht sind, und daß der Driickaustauschcrkamnicr (54) sowie der Vakuumkammer (56) und der Druckkammer (58) für das Hilfsfluid eine Tcmperaturregclvorrichtting (60) zugeordnet ist, die die in den Kammern enthaltencn Fluide auf einer annähernd konstanten vorbestimmten Temperatur hält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Druckkammer (58) als auch die Druckaiistauschcrkammer (54) direkt neben der Vakuumkammer (56) angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fördern eines Fluids von einer Fluidquelle zu einem Analysiergerät unter Verwendung eines Hilfsfluids mit einer das Hilfsfluid in einem Vorratsbehälter unter Druck setzenden Vorrichtung, mit zwei Druckaustauschern, von denen jeder einen Druckbehälter für das zu fördernde Fluid und einen Druckbehälter für das Hilfsfluid enthält, wobei mindestens einer dieser Druckbehälter ein veränderbares Volumen aufweist und beide Druckbehälter betriebsmäßig derart gekoppelt sind, daß bei einer Volumenzunahme des einen Druckbehälters das Volumen des anderen Druckbehälters annähernd proportional dazu abnimmt und umgekehrt, und mit einer LJm-SL/ialtvorrichtung, mit der der Vorratsbehälter über eine Zuleitung für das unter Druck stehende Hilfsfluid alternierend an die einen Druckbehälter der beiden Druckaustauscher und jeweils der gerade nicht über die Zuleitung mit dem Vufiut.sbehälter \erbundcne Druckbehälter an eine zum Vorratsbehälter zurückführende Rückleitung für das Hilfsfluid anschließbar ist.

Der grundsätzliche Aufbau einer derartigen Einrichtung zum Fördern eines Fluids ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 419 993 bekannt. Diese bekannte Pumpeinrichtung soll eine schwierig /u handhabende Flüssigkeit, beispielsweise ein flüssige* Schleifmittel, mit einer stets maximal möglichen Pump- bzw. Strömungsgeschwindigkeit fördern und ist dazu derart ausgelegt, daß sich die Pumpgeschwindigkeit und damit die Strömungsgeschwindigkeit automatisch äußeren Druckschwankungen, unterschiedlichen Viskositäten der zu fördernden Flüssigkeit und veränderlichen Strömungswiderständen anpassen, um die Pumpe unter allen Betriebsbedingungen gleichmäßig und optimal zu belasten. Einem als Hilfsfluid dienenden Hilfsgas kommt die Funktion zu, die zu fördernde korrodierende oder abreibende Flüssigkeit von empfindlichen Pumptcilcn fernzuhalten.

Bei der kolorimctrischen Analyse von zahlreichen aufeinanderfolgenden Proben mit einem beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 241 432 bekannten selbsttätig arbeitenden Analysiergerät ist es nun aber zum Erzielen einer konstanten Probenanalysiergeschwindigkeit erforderlich, die farbcrzcugcncicn Reagenzien mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit zuzuführen. Dazu ist jedoch die bekannte Pumpeinrichtung nach der USA.-Patentschrift 2 419 993 nicht geeignet. Man hat daher bisher Einrichtungen verwendet, bei denen ein unter Druck stehendes inertes Fluid die zu verwendende Reagenzflüssigkeit über ein Schlangenrohr aus einem Vorratsbehälter in das Leitungssystem des Analysiergeräts treibt. Diese bekannten, an Hand der F 1 g. 1 der nachfolgenden Figurcnbcschrcibun» im einzelnen erläuterten Einrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie äußerst lange und unhandliche Selilangcnrohre mit hohem Strömungswiderstand benötigen, wenn das zu fördernde I luicl mit einer geringen konstanten Strömungsgeschwindigkeit gefördert werden soll, wie es bei den derzeit entwickelten Probcnanalysicrgcrätcr, der Fall ist. Darüber hinaus würde die zur Verhinderung von Rcagenzablagerungen erforderliche Reinigung derart langer Schlangcr.rohre sehr lange dauern, was 2.1 Lasten der nutzbaren Zeit der Einrichtung ginge und die Herstellung und Eichung der Schlangenrohrc verteuern würde. Ferner werden die