DE2233913C3

DE2233913C3 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE2233913C3
Application number: DE2233913A
Authority: DE
Inventors: Jerrold Cambridge Mass. Zindler (V.St.A.)
Original assignee: Instrumentation Laboratory Co
Current assignee: Instrumentation Laboratory Co
Priority date: 1971-07-22
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2233913A1; FR2146412A1; IT964624B; FR2146412B1; US3735902A; GB1393744A; DE2233913B2

Description

Die Lrlindung betnllt eine Dosiervorrichtung in'¹ einem in einer Kammer eines Gehäuses um cinsielllu'i Weglängen bewegbaren Kolben und mil einer Drink luft(|iielle. aus welcher Druckluft übei ein Ventil koi benseilig in die Kammer einfiihrbar im.

Häufig muß für chemische Analysen eine genaue Menge eines bekannten oder unbekannten Stoffes He reitgestelli werden. Beispielsweise bei phou.ineins-.K-i: Analysen können Messungen direkt, d.h. durch Wr gleich mit Normalwerlen. oder als Funktion der Rate der chemischen Änderung vorgenommen weiden. Der artige Methoden werdet.: vielfai", bei der Analyse von kostbaren Flüssigkeitt-n wir-. Blut oder anderen Körper flüssigkeiten angewendet, lieispi ',jweise liefert eine chemische Analyse einer Probe· einer solchen Flüssigkeit auf Ln/yme. Hämoglobin, Cholesterin. Glukose usw. wertvolle diagnostische Hinweise. Derartige Ana lysen werden normalerweise in entsprechend eilige richteten Laboratorien durchgeführt, die aber die Resultate häufig erst nach mehreren Tagen liefern können. Fs besieht daher ein Bedürfnis nach Apparaturen, die genaue ehemische Analysenilaien lielern und von unaiisgebildeiem oiler angelerntem Personal bedient werden können, womit dem Mangel an ausgebildeten Fachleuten in den Laboratorien abgeholfen werden könnte. Zur Durchführung solcher Analysen muß jedoch eine Linnchiung vorgesehen sein, die Mengen der jeweiligen bei der chemischen Analyse /u verwenden den Stoffe genau ausmißt oder dosiert.

Bei einer bekannten Dosiervorrichtung der eingangs so genannten Art (US-PS 3 567 J98) wird die /u dosierende flüssige Menge durch Einstellung der Höhe des Kolbens innerhalb der Dosiervorrichtung bestimmt. Der Kolben besteht aus einem zwar gasdurchlässigen aber ih flüikidhli

ten Flüssigkeit in Verbindung sieht, gedruckt. Durch eine entsprechende Aufwarisbevvegiing des Kolbens wird der zuvor in die vorgegebene Leitung gedruckte Teil der ersten Flüssigkeit wieder in die Kammer zurückkehren und eine äquivalente Menge der /weiten I lüsstgkeit in die Leitung nach sich ziehen. Die beiden dosierten Flüssigkeiten, die sah dann in der Kammer b/w tu der vorgegebenen I ellung befinden, ki Miien ansdilieüend gemeinsam durch Umschalten der l.ulipum-Driiikl-o'trieb auszugeben werden. Diese be-Dosiervorrichtung ist apparativ recht aulwendig,. Darüber hinaus muli die Luiipumpe fur den erforderlichen Unterdruck- b/w. Druekheirieh jeweils gesondert umgcchalict wonton

Die Aulgabe· der Lrfindiiug nesteln daher darin, die t in/iilaii^hi'hkeiieu dei bekannten Dosieivorriehlun-S¹L-M /Ii ν .•nr.eiden und eine Dosiervorrichtung der in I rage stehenden Art zu schaffen die· einen geringen apparativen -Viiwaml eittiujeri und eine genau dosier-ίο te Menge voi/ugsweise lliissiger Stoffe abgeben kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil für die Druckluft durch eine in der Wandung des Kolbens ausgebildete Überströmnut und eine in der den Kolben umgebenden Innenwandung des a.s Gehäuses eingelassene Ringdichtung gebildet ist und daß die Überströranut an einer solchen Stelle des Kolbens angeordnet ist, daß das Ventil für die Druckluft nur in der Entleerungs-Endstellung des Kolbens geöffnet ist

iu Das Füllen und Entleeren der Dosierkammer wird zunächst lediglich mit Hilfe der Bewegung des Kolbens bewirkt. Erst am Ende des Kolbenhubs für die Entleerung der Dosierkammer wird das Ventil automatisch geöffnet. Hierbei strömt Druckluft in die Dosierkammer, um Vi auch die letzten Reste der dosierten Menge aus ihr zu entfernen. Diese erfindungsgemäße Dosiervorrichtung bringt eine wesentliche Vereinfachung der Anordnung mit sich, da die Druckluft in der Entieerungs-Endstellung des Kolbens automatisch in die Dosierkammer eingelassen wird.

Die Dosiervorrichtung kann insbesondere vorieilhalt für pliolometrische· Analyseapparale zur Durchführung von chemischen Analysen an kostbaren Flüssigkeiten wie Blut lür medizinische Diagnose/wecke verwendet 4S werden, wobei /.. I). Mengen von 25 bis 200 Mikrolitcrn mit einer Genauigkeit von ± 1% dosiert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im ein/einen erläulen. Fs zeigt

F i g. I einen Schnitt durch eine Dosiervorrichtung gemäß der Lrlindiing und

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der erfindungsgcmäUen Ventilanordnung.

Die Dosiervorrichtung weist eine Tragplatte 40 so-

nicht flüssigkeilsdurchlässigen Material, und die ab/u- 55 wie eine gedruckte Schalungsplatte 70 auf. welche die messende Menge wird dadurch in die Kammer eingesaugt, daß oberhalb des Kolbens ein Unterdruck mit Hilfe einer für diesen Fall als Unierdruekquelle betriebenen I .nt(pumpe erzeugt wird. Die Flüssigkeit steigt in die Kammer bis ihr Spiegel in der Kammer am Kolben 60 welle 54 crfalJi. festgeklemmt. Das auf der vom Molor

.Schaltungselemente für eine .Steuerung (nicht gezeigt) der Dosiervorrichtung trägt. Die Schaltungsplatie 70 ist an der Tragplatte 40 durch geeignete Befestigungsmittel mit einer Mutter 72. die das Gehäuse einer Motor-

anlangt. Durch Umschalten der Luftpumpe auf Druckbetrieb wird die Flüssigkeit aus der Dosierkammer entleert. Vor diesem Fnileerungsvorgang kann eine zweite Flüssigkeit mit der bekannten Vorrichtung in dosierbarer Menge eingesaugt werden. Durch mechanische Abwärtsbewegung wird hierbei ein gewisser Teil der er sten bereits dosierten flüssigkeit in eine vorgegebene leere Leitung, die mit einem Vorratsbehälter der zwei-56 angetriebenen Welle 54 sit/ende Zahnrii/el 52 greift in eine Zahnstange 50 ein, welche im oberen Teil einer hin- und herbewegbaren Kolbenstange 48, die in Zylinderform mit einem Durchmesser von beispielsweise f>5 3,17 mm ausgebildet ist, angeordnet ist. Im Kolben 76 ist eine ringförmige Überströmnut 78 mit einer maximalen Tiefe von beispielsweise 0,051 cm und einer Länge von beispielsweise 0,318 cm vorgesehen.

Der Kolben 76 im in einer fiehiiusciinrirdnung iiniergehnidit. die ein Gehäuse 82 niii einem ImIe 84 verrin geilen Durchmessers mn einer Nm 86 ;uif\veisi, in der ein O-Ring 88 befestigt ist. Mil Hilfe dieses O-Rinyes 88 ist am unteren Ende des Gehäuses 82 i eine Dosierkammer 46 auswechselbar befestigt. Eine Bohrung 90 ist im unteren Bereich des Gehäuses 82 vorgesehen und eine /weile Bohrung 92 größeren Dinchinessers ist im oberen Hereich dieses Gehäuses vorgesehen, wobei der Übergang /wischen ι■■> den beiden Bohrungen durch eine Schulter 94 gebildet ist. Das Gehäuse 82 hat einen erweiterten Kopfteil 96. in (lessen Außenfläche sieh eine Ringnut 98. in der ein ODichiungsring 100 angeordnet ist, und eine Kinglei liingsmil 102, mit der ein RadialdiirehhiU !04 in Verbindung steht, befindet.

In der Bohrung 92 befindet sich ein Kins.it/ IK) mil einer innenrille 112 an seinem unteren finde, in der eine Ringdichtung 114 angeordnet ist, einer ringförmigen Ausnehmung 116 in seiner Außenfläche, die sich ent- f-< lang seiner Länge erstreckt, einer Innenrille '18 ar; seinem oberen Ende, die eine Ringdichtung 120 aufnimmt, einer Ringleitungsnut 122 und einem damit in Verbindung stehenden RadialdurchlaB 124. Die von der Innen wand 126 gebildete Innenbohrung des Einsatzes 110 ^=. hat den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 90. Auf einer Schulter 132 im Inneren eines Tragers 42 sii/i eine Halteplattc Π0, und die Anordnung mit dem Cie häuse 82 und dem Einsat/ 110 sit/l ihrerseits auf der llalleplalte 130 und ist am Träger 42 durch eine 3-Klemmplatte Π4 und Bolzen 136 befestigt. Der Träger 42 hat in seiner Rückwand eine Öffnung 128. in die eine Leitung H8 eingeschraubt ist. Am oberen Ende des Tragers 42 befindet sich eine Öffnung 140. in der eine Buchse 142 als Führung für das obere Ende der 3i Kolbenstange 48 angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten des durch die Ringdichtung 114 und die Überströmnut 78 gebildeten Ventils sind aus der I- i g. 2 /ti ersehen. Die Ringdichtung 114 hat einen elastischen Ringkern 150 und einen Spallringwulst 152 aus Polytetrafluorethylen, der eine elastische, reibungsarme Dichtlingsfläche an der Außenfläche des Kolbens 76 bildet. In der in F i g. 2 gezeigten Lage verschließen die Ventilteilc den zwischen der Bohrung 126 im Einsät/ 110 urd der Bohrung 90 des Gehäuses 82 gebildeten DurchlaU. Wenn der Kolben 76 nach unten in die in F i g. 1 gezeigte Lage geschoben ist, ist das Ventil geöffnet. In dieser Lage gelangt von einem an die Leitung 138 angeschlossenen Gebläse (nicht gc/cigt) geförderte Druckluft über die Ringlcilungsnut 102. den Radialdurchlaß 104, die Ringlcilungsnut 122 und den Radialdurchlaß 124 zur Bohrung 126, von wo sie über die Überströmnut 78 nach unten durch die Bohrung 90 in die Dosierkammer 46 strömt, so daß durch Druckerhöhung in dieser Kammer die Wirkung des Kolbens 76 beim Austragen von Stoff durch die Öffnung an der Spitze der Dosierkammer 46 ergänzt oder unterstützt wird.

Durch eine gesteuerte Betätigung des Motors 56 wird die Kolbenstange 48 aus einer Bezugslage angehoben, und durch diese Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 48 wird Stoff aus einem Stoffvorrat durch die öffnung am Spitzenende in die Dosierkammer 46 eingesaugt. Der Motor wird zu einem bestimmten automatisch gesteuerten Zeitpunkt gestoppt, so daß sich in der Dosierkammer 46 eine genau dosierte Stoffmenge befindet. Der Stoffvorrat wird dann unter der Dosierkammer 46 weggenommen. Die Steuerschaltung (nicht gezeigt) betätigt den Motor 56 nun in der Weise, daß die Kolbenstange 48 und damit der Kolben 76 nach unten in Austragsrichtung bewegt wird. Wenn die Abwärtshubgrenze des Kolbens 76 erreicht ist, veranlaßt die Steuerschaltung, daß die Leitung 138 mit Druckluft beaufschlagt wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Kolbenstange 48 bzw. der Kolben 76 in der in F i g. I gezeigten Lage, in der das durch die Überströmnut 78 und dit Ringdichtung 114 gebildete Ventil geöffnet ist und die Dosierkammer 46 durch den Raum zwischen der Bohrung 90 und dem Kolben 76 mit Druck beaufschlagt wird, so daß etwaiger in der Dosierkammer 46 zurückgebliebener Stoff hinausgedrückt wird. Anschließend wird die Kolbenstange 48 bzw. der Kolben 76 in seine Bezugslage zurückgefahren, wobei das Ventil wieder geschlossen wird. Die Vorrichtung ist nunmehr für einen weiteren Dosiervorgang bereit.

Vorstehend ist somit eine Dosiervorrichtung beschrieben, die ein Gehäuse mit einer Dosierkammer 46 für eine Stoffprobe aufweist. Ein im Gehäuse angeordnetes Bauteil ist relativ zur Dosierkammer 46 aus eines ersten in eine zweite Lage zum Einsaugen von Stoff in die Dosierkammer 46 sowie aus der zweiten in die erste Lape zum Austragen von Stoff aus der Dosierkammer 46 bewegbar. Am Ende der Austragsbewegung wird der Druck in der Dosierkammer 46 erhöht, um sämtlichen Stoff aus der Dosierkammer 46 auszutreiben.

Die Dosiervorrichtung ist zweckmäßig und vielseitig und ermöglicht eine genaue Dosierung winziger Stoffmengen. Sie eignet sich besonders für die Untersuchung von Blut und anderen Körper flüssigkeiten. Sie kann leicht von ungeübtem Personal bedient werden und macht es möglich, daß die Analysewerte schnell, genau und mit geringem Kostenaufwand zur Verfügung stehen.

Hierzu 1 ölatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Dosiervorrichtung mit einem in einer Kammer eines Gehäuses um einstellbare Weglängen bewegbaren Kolben und mit einer Druckluftquelle, aus welcher Druckluft über ein Ventil kolbenseitig in die Kammer einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil für die Druckluft durch sdilieli eine in der Wandung des Kolbens (76) ausgebildete iu (>l .ml Überströmnut (78) und eine in der den Knol'en umge- kannte benden Innenwandung (126) des Gehäuses (82, HO) eingelassene Ringdichtung (114) gebildet ist und daß die Überströmnut (78) an einer solchen Stelle des Kolbens (76) angeordnet ist, daß das Ventil für die Druckluft nur in der Entleerungs-Endstellung des Kolbens geöffnet ist.