DE212015000096U1 - Pinch valve and automatic analyzer with a pinch valve - Google Patents
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- G01N2035/0453—Multiple carousels working in parallel
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Abstract
Quetschventil, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Halteelement zum Halten eines Schlauchs, der den Durchgang eines Fluids ermöglicht, einer Drückerfläche, deren Fläche, die mit dem durch das Halteelement gehaltenen Quetschschlauch in Berührung kommt, aus einer gekrümmten Fläche gebildet ist, einer Quetschstange, die unter Zwischenschaltung des Quetschschlauchs der Drückerfläche gegenüberliegend vorgesehen ist, wobei die Form des mit dem Quetschschlauch in Berührung kommenden Teils der Quetschstange mit der im Wesentlichen gleichen Form und dem im Wesentlichen gleichen Durchmesser wie die Drückerfläche gebildet ist und wobei die Breite d der Form des in Berührung kommenden Teils im Wesentlichen 1,5-fach größer als die Dicke des Quetschschlauchs ist, und Antriebsmitteln, die derart angetrieben werden, dass der Abstand zwischen der Drückerfläche und der Quetschstange variabel ist, um den Quetschschlauch zu schließen oder öffnen, versehen ist.Pinch valve, characterized in that it is formed with a holding element for holding a hose, which allows the passage of a fluid, a pusher surface whose surface, which comes into contact with the held by the holding element crimping tube from a curved surface, a pinch, which is provided opposite the interposition of the crimp tube of the pusher surface, the shape of the crimping tube coming into contact with the part of the crimping rod is formed with the substantially same shape and substantially the same diameter as the pusher surface and wherein the width d of the shape of in Is substantially 1.5 times greater than the thickness of the squeeze tube, and drive means which are driven so that the distance between the pusher surface and the squeeze bar is variable to close the squeeze tube or open, is provided.
Description
[TECHNISCHES GEBIET][TECHNICAL FIELD]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Quetschventil zum Absperren eines Durchflusskanals und eine automatische Analysevorrichtung, an deren Durchflusskanal das Quetschventil vorgesehen ist.The present invention relates to a pinch valve for shutting off a flow channel and an automatic analysis device, at the flow channel of the pinch valve is provided.
[STAND DER TECHNIK][STATE OF THE ART]
Patentliteratur 1 offenbart eine automatische Analysevorrichtung zur Messung von aus Blut, Harn usw. stammenden biologischen Proben auf dem Gebiet von klinischen Labors, die mit einem Ventil zur Steuerung des Durchflusskanals für die Messung versehen ist, um das Absperren und Öffnen des Durchflusskanals zu kontrollieren. Als Ventil zur Durchflusskanalsteuerung ist vorwiegend ein Quetschventil vorhanden.
Ein Quetschventil wird dadurch geschlossen, dass durch eine Spule eine Quetschstange betrieben und durch die Quetschstange und eine Drückerfläche ein Quetschschlauch gequetscht wird. Dieses Quetschventil wird bei der Umschaltung des Durchflusskanals gegen Partikel enthaltende Fluide und Luft nicht verstopft und dient daher beispielsweise ggf. zur Verwendung als Abflusskanalumschaltung zum Abführen der Proben nach dem Abschluss der Messung.A pinch valve is closed by operating a pinch rod through a spool and crimping a pinch tube through the pinch bar and a pusher face. This pinch valve is not clogged when switching the flow channel against particles containing fluids and air and therefore, for example, if necessary, for use as a drain channel switching for discharging the samples after the completion of the measurement.
[LITERATUR DES STANDES DER TECHNIK][LITERATURE OF THE PRIOR ART]
[PATENTLITERATUR][Patent Literature]
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Patentliteratur 1:
JP H10-300752 A JP H10-300752 A
[ÜBERSICHT DER ERFINDUNG][OVERVIEW OF THE INVENTION]
[DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE][TASK TO BE SOLVED BY THE INVENTION]
Wenn das Quetschventil zum Schließen und Öffnen des Durchflusskanals an einer automatischen Analysevorrichtung, wie in einem klinischen Labor, bei dem viele Proben kontinuierlich behandelt werden müssen, verwendet wird, ist es wahrscheinlich, dass die periphere Oberfläche des mit der Quetschstange und der Drückerfläche des Quetschventils in Berührung kommenden Quetschschlauchs nach dem Verlauf eines bestimmten Wartungszeitraums durch Ermüdungsrisse gebrochen wird. Dieser Quetschschlauch ist ein regelmäßig auszutauschendes Teil, so dass bei der mit dem Quetschventil ausgestatteten Vorrichtung eine regelmäßige Wartungsarbeit erforderlich ist. Während der Durchführung der Wartungsarbeit kann der Benutzer der Vorrichtung keine Analyse vornehmen, wobei die Wahrscheinlichkeit der Abnahme der Prüfbehandlungseffizienz besteht.If the pinch valve is used to close and open the flow channel on an automatic analyzer, such as in a clinical laboratory where many samples need to be continuously treated, it is likely that the peripheral surface of the pinch valve and pusher pressure surface will be in Comes in contact with the crimping hose after a certain period of maintenance due to fatigue cracks. This squeeze tube is a regularly exchanged part, so that in the device equipped with the pinch valve regular maintenance work is required. During the performance of the maintenance work, the user of the device can not carry out an analysis with the likelihood of decreasing the test treatment efficiency.
Unter Berücksichtigung der obengenannten Aufgabe bezweckt die Erfindung, die Ermüdung des Quetschschlauchs zu verhindern und die Wartbarkeit der Vorrichtung zu erhöhen.In consideration of the above object, the invention aims to prevent the fatigue of the squeeze tube and to increase the maintainability of the device.
[MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE][MEANS OF SOLVING THE TASK]
Unter Berücksichtigung der obengenannten Aufgabe weist die Erfindung folgende Struktur auf.Taking into account the above object, the invention has the following structure.
Die Erfindung ist nämlich dadurch gekennzeichnet, dass sie mit
einem Halteelement zum Halten eines Schlauchs, der den Durchgang eines Fluids ermöglicht,
einer Drückerfläche, deren Fläche, die mit dem durch das Halteelement gehaltenen Quetschschlauch in Berührung kommt, aus einer gekrümmten Fläche gebildet ist,
einer Quetschstange, die unter Zwischenschaltung des Quetschschlauchs der Drückerfläche gegenüberliegend vorgesehen ist, wobei die Form des mit dem Quetschschlauch in Berührung kommenden Teils der Quetschstange mit der im Wesentlichen gleichen Form und dem im Wesentlichen gleichen Durchmesser wie die Drückerfläche gebildet ist und wobei die Breite d der Form des in Berührung kommenden Teils im Wesentlichen 1,5-fach größer als die Dicke des Quetschschlauchs ist, und
Antriebsmitteln, die derart angetrieben werden, dass der Abstand zwischen der Drückerfläche und der Quetschstange variabel ist, um den Quetschschlauch zu schließen oder öffnen,
versehen ist.The invention is namely characterized in that it with
a holding element for holding a hose, which allows the passage of a fluid,
a pusher surface whose surface, which comes into contact with the squeeze tube held by the holding element, is formed of a curved surface,
a squeeze bar, which is provided opposite the interposition of the squeeze tube of the pusher surface, wherein the shape of the coming into contact with the squeeze tube part of the squeeze bar is formed with the substantially same shape and substantially the same diameter as the pusher surface and wherein the width d of Form of the contacting part is substantially 1.5 times greater than the thickness of the crimp tube, and
Drive means which are driven such that the distance between the pusher surface and the squeeze bar is variable in order to close or open the squeeze tube,
is provided.
[EFFEKTE DER ERFINDUNG][EFFECTS OF THE INVENTION]
Erfindungsgemäß können durch die obengenannte Struktur ein Quetschventil, das unter Verringerung der Ermüdung des Quetschschlauchs das Schließen und Öffnen des Durchflusskanals sicher kontrollieren kann, und eine automatische Analysevorrichtung mit dem Quetschventil zur Verfügung gestellt werden.According to the present invention, by the above-mentioned structure, a pinch valve which can surely control the closing and opening of the flow channel while reducing the fatigue of the pinch tube and an automatic analysis device with the pinch valve can be provided.
[KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN][BRIEF EXPLANATION OF THE DRAWINGS]
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[AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG]EMBODIMENT OF THE INVENTION
Anhand der
Bei der automatischen Analysevorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in Gestellen
An einer Inkubatorscheibe
Ein Transportmechanismus
Am Halteelement
Anschließend bewegt sich der Transportmechanismus
Die Probeabgabedüse
An einer Reagenzscheibe
Der Reaktionsbehälter
Eine Reaktionsflüssigkeitssaugdüse
Der Reaktionsbehälter
Eine Reaktionsflüssigkeitssaugdüse
Das Quetschventil
In
Beim geschlossenen Ventil steigt die Quetschstange
An der oberen Seite
Nach eingehenden Überlegungen der Erfinder wurde gefunden, dass die Verformungsmenge der maximal verformten Stelle a des Quetschschlauchs durch folgende drei Faktoren bestimmt wird.
- (1) Form der Drückerfläche und Quetschstange;
- (2) Einwirkung durch Verformung weiterer Stellen;
- (3) Antriebsmenge der Quetschstange.
- (1) shape of the pusher surface and squeeze bar;
- (2) action by deformation of other sites;
- (3) Drive amount of the pinch bar.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass die Form der Drückerfläche und Quetschstange sowie die Antriebsmenge der Quetschstange beim geschlossenen Ventils optimiert und damit die Verformungsmenge an der maximal verformten Stelle des Quetschschlauchs beim geschlossenen Ventils verringert, die Last der Ermüdungsrisse auf den Quetschschlauch reduziert und dadurch seine Lebensdauer verlängert wird.According to the invention the above object is achieved in that the shape of the pusher surface and pinch rod and the drive amount of the pinch bar optimized with the valve closed and thus reduces the deformation amount at the maximum deformed point of the squeeze tube with the valve closed, reduces the load of fatigue cracks on the squeeze tube and thereby its life is extended.
Zunächst wird das Verfahren zur Optimierung der Form der Drückerfläche erläutert.First, the method for optimizing the shape of the pusher surface will be explained.
Auf jeden Fall wird an einem Teil des mit dem Rand der Berührungsfläche der Drückerfläche
Wenn ein flacher Bereich
Anschließend wird das Verfahren zur Optimierung der Breite d der Drückerfläche
Im Fall der
Die Beziehung zwischen der Breite d und der maximalen Verformungsmenge im Fall der Drückerfläche
Wenn die Breite d der Drückerfläche gegenüber der Dicke t des Quetschschlauchs klein ist (im Fall der
Als konkretes Beispiel wurde die gekrümmte Flächenform R bei der Verwendung eines Quetschschlauchs aus einem Silikonkautschukmaterial mit einer Schlauchdicke t von 0,5 bis 1,5 mm untersucht. Die Verformungsmenge (Verzerrungsmenge) der maximal verformten Stelle des Quetschschlauchs wurde ermittelt, indem die Superelastizitätssimulation mittels der Finite-Elemente-Methode durchgeführt wurde. Daraus ergab sich, dass bei R 1,0 oder weniger eine steile Verformung des Quetschschlauchs erhalten und die maximale Verformungsmenge groß wurde. Zudem ergab sich, dass bei R = 5,0 oder mehr eine bezüglich der Achsenrichtung von der Mitte nach Außen herausgedrückte Verformung gegeben und dadurch die maximale Verformungsmenge groß wurde. Ferner ergab sich, dass bei R = ca. 1,5 die Verformungsmenge der maximal verformten Stelle des Quetschschlauchs minimal war. Bei R = 1,5 kann im Vergleich zur Verwendung des Quetschventils gemäß dem Stand der Technik die Verformungsmenge der maximal verformten Stelle des Quetschschlauchs um ca. 0,5-fach, ungefähr auf die Hälfte, vermindert und daher die Ermüdung des Quetschschlauchs verhindert werden.As a concrete example, the curved surface shape R when using a squeeze tube made of a silicone rubber material having a tube thickness t of 0.5 to 1.5 mm was examined. The amount of deformation (distortion amount) of the maximum deformed site of the squeeze tube was determined by performing the superelasticity simulation by the finite element method. As a result, at R 1.0 or less, a steep deformation of the pinch tube was obtained and the maximum deformation amount became large. In addition, when R = 5.0 or more, it was found that the deformation was forced out from the center to the outside in the axial direction and thus the maximum amount of deformation became large. Furthermore, it was found that at R = about 1.5, the amount of deformation of the maximum deformed position of the squeeze tube was minimal. At R = 1.5, as compared with the prior art pinch valve, the amount of deformation of the maximum deformed site of the squeeze tube can be reduced by about 0.5 times, to about half, and therefore the fatigue of the squeeze tube can be prevented.
Nach eingehenden Untersuchungen der Erfinder wurde zudem gefunden, dass die Dicke t des Quetschschlauchs und die Breite d' der Drückerfläche, die die maximale Verformungsmenge des Quetschschlauchs minimalisiert, zueinander in proportionaler Beziehung stehen (
Anschließend wird die Form der Quetschstange untersucht, die an der der Drückerfläche gegenüberliegenden Stellung angeordnet wird.Subsequently, the shape of the pinch bar is examined, which is arranged at the position opposite the pusher surface.
Wenn, wie in
Wenn andererseits, wie in
Anschließend wird das Verfahren zur Optimierung der Antriebsmenge der Quetschstange (Quetschmenge des Quetschschlauchs beim geschlossen Ventil) erläutert.Subsequently, the method for optimizing the drive amount of the squeeze bar (squeezing amount of the squeeze tube with the valve closed) will be explained.
Das Quetschventil weist normalerweise eine Struktur auf, bei der unter Strömung eines Fluids, wie Flüssigkeit oder Gas, im Quetschschlauch der Abstand zwischen der Quetschstange und der Drückerfläche verengt wird, um den Durchflusskanal im Quetschschlauch abzusperren. Deshalb muss der Innenfläche des Quetschschlauchs ein ausreichender Sperrdruck gegen den Innendruck des Durchflusskanals des Quetschschlauchs gegeben werden, um ihn mittels des Quetschventils ohne Leck abzusperren.The pinch valve normally has a structure in which, with the flow of a fluid, such as liquid or gas, in the squeeze tube, the distance between the squeeze bar and the pusher surface is narrowed to shut off the flow channel in the squeeze tube. Therefore, the inner surface of the squeeze tube must be given a sufficient barrier pressure against the internal pressure of the flow channel of the squeeze tube to shut it off by means of the pinch valve without leakage.
Wird die Quetschmenge h in einem gewissen Maße erhöht, wird der Anpressdruck p größer. Zum vollständigen Absperren des Durchflusskanals im Quetschschlauch reicht aus, wenn der Anpressdruck p auf einen Sperrdruck P1, der dem Innendruck im Durchflusskanal widerstehen kann, eingestellt wird, wobei die Quetschmenge H1, die den Anpressdruck p = P1 erzielt, als optimale Quetschmenge bestimmt werden kann. Auf diese Weise wird durch die Bestimmung der Quetschmenge H1 ermöglicht, dass mit einer minimalen Verformungsmenge das Quetschventil geschlossen werden kann, ohne beim Schließen des Ventils einen übermäßigen Druck dem Quetschschlauch zu geben.If the squish amount h is increased to a certain extent, the contact pressure p becomes larger. For complete shut-off of the flow channel in the crimp tube is sufficient if the contact pressure p to a barrier pressure P1, which can withstand the internal pressure in the flow channel is set, the squish H1, which achieves the contact pressure p = P1, can be determined as the optimal squeezing. In this way, by determining the squish amount H1, it is possible to close the squish valve with a minimum amount of deformation without giving excessive pressure to the squish tube when closing the valve.
Als konkretes Beispiel wird die Quetschmenge H1 bei der Verwendung eines Quetschschlauchs aus einem Silikonkautschukmaterial mit einer Dicke t von 0,5 bis 1,5 mm untersucht. Wenn der durch das Quetschventil erforderte Sperrdruck P1 beim Verschließen des Durchflusskanals auf ca. 200 kPa eingestellt wird, muss der der Innenfläche des Quetschschlauchs beim geschlossenen Ventil gegebene Anpressdruck p im Fall der Sicherheitsfaktor von 5 ca. 1,0 MPa oder mehr sein. Nach der Durchführung der obengenannten Superelastizitätssimulation mittels der Finite-Elemente-Methode ergab sich, dass bei der Quetschmenge H1 von ca. 1,7 bis 2,0 mm der Anpressdruck p ca. 1,0 MPa betrug, wobei der Durchflusskanal vollständig abgesperrt werden konnte. Im Vergleich mit der Form und Quetschmenge gemäß dem Stand der Technik kann die Verformungsmenge (Verzerrungsmenge) auf ca. das 0,16-Fache, d. h. ca. ein Zehntel, verringert werden, so dass es verhindert werden kann, dass eine übermäßige Kraft konzentrisch gegeben und dadurch der Quetschschlauch sofort in einen Ermüdungszustand versetzt wird.As a concrete example, the squeezing amount H1 when using a squeeze tube made of a silicone rubber material having a thickness t of 0.5 to 1.5 mm is examined. When the blocking pressure P1 required by the pinch valve is set to approximately 200 kPa when the flow channel is closed, the contact pressure p given to the inner surface of the pinch tube at the closed valve must be approximately 1.0 MPa or more in the case of the safety factor of 5. After carrying out the above-mentioned superelasticity simulation by means of the finite element method, it was found that with the squish amount H1 of about 1.7 to 2.0 mm, the contact pressure p was about 1.0 MPa, whereby the flow channel could be shut off completely , In comparison with the prior art shape and squish amount, the amount of deformation (distortion amount) can be made to be about 0.16 times, that is, 0.16 times. H. about one-tenth, so that it can be prevented that an excessive force is given concentric and thereby the squeeze tube is immediately put into a state of fatigue.
Unter Produkten, auf die das erfindungsgemäße Quetschventil angewendet wird, fallen automatische Analysevorrichtungen mit einem Durchflusskanalmechanismus, umfassend Detektoren des Durchflusszellen-Typs, wobei aber deren Erfassungsprinzip und weitere Vorrichtungsstrukturen von dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verschieden sein können. Beispielsweise kann es um ein Quetschventil handeln, das an einem Durchflusskanal zum Zuführen einer Probe in eine Elektrodenmembran für eine ionenselektive Elektrode zur Messung der Ionenkonzentration, wie Na, K, Cl in der Probe, vorgesehen ist. Es kann auch um ein Quetschventil handelt, das an einer Vorrichtung zur Messung einer im Gas enthaltenen Komponente vorgesehen ist, um den Durchflusskanal für den Durchgang des Gases zu schließen und öffnen.Among products to which the pinch valve of the present invention is applied are automatic analyzers having a flow channel mechanism including flow cell type detectors, but their detection principle and other device structures may be different from the embodiment of the present invention. For example, it may be a pinch valve provided on a flow passage for supplying a sample into an electrode membrane for an ion-selective electrode for measuring ion concentration such as Na, K, Cl in the sample. It may also be a pinch valve provided on a device for measuring a component contained in the gas to close and open the flow passage for the passage of the gas.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Analysevorrichtunganalyzer
- 101101
- Gestellframe
- 102102
- Probebehältersample container
- 103103
- ProbeabgabedüseProbeabgabedüse
- 104104
- Inkubatorscheibeincubator
- 105105
- Reaktionsbehälterreaction vessel
- 106106
- Transportmechanismus für Probeabgabechips und ReaktionsbehälterTransport mechanism for sample delivery chips and reaction vessels
- 107107
- Halteelemente für Probeabgabechips und ReaktionsbehälterHolding elements for sample delivery chips and reaction containers
- 108108
- Rührmechanismus für ReaktionsbehälterStirring mechanism for reaction vessels
- 109109
- Beseitigungsbohrung für Probeabgabechips und ReaktionsbehälterDisposal hole for sample delivery chips and reaction vessels
- 110110
- Anbringungsstelle für ProbeabgabechipsLocation for trial delivery chips
- 111111
- Reagenzscheibereagent
- 112112
- ReagenzscheibendeckeReagenzscheibendecke
- 113113
- Öffnung der ReagenzscheibendeckeOpening the reagent disk cover
- 114114
- Reagenzabgabedüsereagent dispensing
- 115115
- ReaktionsflüssigkeitssaugdüseReaktionsflüssigkeitssaugdüse
- 116116
- Detektoreinheitdetector unit
- 117117
- GestelltransportslinieRack transport line
- 118118
- Reagenzbehälterreagent
- 201201
- Detektorteildetector part
- 202202
- Durchflusszellen-DetektorFlow cell detector
- 203203
- Spritzesyringe
- 204204
- AblaufkastenFloor drain
- 205205
- Eingangsverbindungsteil des Durchflusszellen-DetektorsInput connection part of the flow cell detector
- 206206
- erster Kanalfirst channel
- 207207
- Ausgangsverbindungsteil des Durchflusszellen-DetektorsOutput connection part of the flow cell detector
- 208208
- erstes Ventilfirst valve
- 209209
- Verzweigungsteilbranching part
- 210210
- zweiter Kanalsecond channel
- 211211
- dritter Kanalthird channel
- 212212
- zweites Ventilsecond valve
- 213213
- vierter Kanalfourth channel
- 301301
- Quetschventilpinch
- 302302
- Drückerflächepusher surface
- 303303
- SpuleKitchen sink
- 304304
- beweglicher Kernmovable core
- 305305
- feststehender Kernfixed core
- 306306
- Quetschstangesqueezee
- 307307
- Quetschschlauchsqueeze tube
- 308308
- obere Seite des Quetschschlauchsupper side of the crimp tube
- 309309
- untere Seite des Quetschschlauchslower side of the crimp tube
- 401401
- flacher Bereichflat area
- 501501
- Innenfläche der oberen Seite des QuetschschlauchsInner surface of the upper side of the squeeze tube
- 502502
- Innenfläche der unteren Seite des QuetschschlauchsInner surface of the lower side of the squeeze tube
- 701701
- Achsenrichtung des QuetschschlauchsAxial direction of the squeeze tube
Claims (11)
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2015
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Legal Events
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: STREHL SCHUEBEL-HOPF & PARTNER MBB PATENTANWAE, DE |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
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