DE2417324A1

DE2417324A1 - Vorrichtung zur automatischen uebertragung bestimmter fluessigkeitsmengen

Info

Publication number: DE2417324A1
Application number: DE2417324A
Authority: DE
Inventors: Ei Mochida
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1974-10-31
Also published as: GB1466109A; JPS49126480A; CA999563A; US3913636A

Description

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE08

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER MÜNCHEN: DIPL.-ING.· HANS-H. WEY

26 271/72

" Ei Mochida Tokyo / Japan

Vorrichtung zur automatischen Übertragung bestimmter

i'lüssigkeitsmengen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Übertragung bestimmter I'lüssigkeitsmengen aus einem Vorrats behälter in einzelne Behälter.

Es ist häufig notwendig, in mehrere Probiergläser oder Testrohre eine bestimmte Plüssigkeitsmenge, z.B. einer flüssigen Medizin, zu übertragen. Es ist jedoch sehr mühsam und zeitauf-

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ORIGlNAL INSPECTED

wendig, solch eine flüssige Medizin nacheinander in die verschiedenen lestrohre zu übertragen. Es ist auch bisher keine Vorrichtung bekannt geworden, welche diese Übertragung zufriedenstellend durchführt.

Auf gäbe, der Erfindung ist es,· eine Torrichtung zur automatischen Übertragung bestimmter Flüssigkeitsmengen aus einem Torratsbehälter in einzelne Probiergläser oder Testrohre zu schaffen, welche stets genau die gleiche Flüssigkeitsmeiige überträgt und trotzdem sehr schnell arbeitet.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch ein Rohr aus flexiblem und seine Form wieder herstellendem Material, welches längs einer flachen Platte angeordnet ist, durch eine vorne offene Pipette, welche mit dem Ausgangsende des Rohres verbunden ist, durch eine Druckplatte, welche zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher sie einen Abschnitt des Rohres gegen die flache Platte zusammendrückt, und einer Ruhestellung, in welcher sie sich in einem Abstand vor dem Rohr befindet und das Rohr seine iirsprüngliche Form wieder annehmen kann, hin- und herbewegbar ist, und durch eine Antriebseinrichtung, welche die Pipette zwischen dem Vorratsbehälter und den verschiedenen einzelnen Behältern, in welche die Flüssigkeit aus dem Torratsbehälter übertragen werden, soll, hin- und herbewegt.

Beim Betrieb dieser Torrichtung saugt die Pipette aus dem Torratsbehälter eine bestimmte 3?lüssigkeitsmenge auf. Durch das

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Zusammenpressen eines Teiles des Rohres wird diese Plüssigkeitsmenge, nachdem die Pipette in ein Testrohr.eingeführt worden ist, in dieses Testrohr abgegeben. Die Pipette wird jetzt wieder in die Flüssigkeit des Vorratsbehälters eingetaucht, und danach wird der zusammengepreßte Teil des Rohres wieder freigegeben, so daß das Rohr seine ursprüngliche Porm wieder annimmt und eine bestimmte Plüssigkeitsmenge in die Pipette eingesaugt wird. Diese Plüssigkeitsmenge wird dann in das nächste Testrohr übertragen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist Einstellvorrichtung zur Einstellung des inneren Durchmessers des Rohres vorgesehen. Diese Einstellvorrichtung kann das Rohr strecken und dadurch den inneren Durchmesser des Rohres verringern. Durch Lockerung des Rohres wird dessen Durchmesser wieder vergrößert. Auf diese Weise kann die Plüssigkeitsmenge, die in jedes Testrohr übertragen werden soll, sehr genau eingestellt werden.

Weitere Torteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen hervor.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur

automatischen Verteilung einer bestimmten Plüssigkeitsmenge und

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. Fig. 2 eine Draufsiclit auf eine mechanische Einrichtung, welche den Probiergläsern zugeordnet ist, teilweise imSchnitt.

In eine feststehende, transparente, flache Platte I sind zwei Löcher Hol und Ho2 gestanzt. Bin flexibles Kunststoffrohr, welches einen wesentlichen Seil einer Pumpe bildet, ist mit Verbindungsstücken JO, J1 und J2 an der Platte I anliegend "befestigt. Das Rohr T weist Vorsprünge H1 und H2 auf, welche eine Zugspannung auf das Rohr T ausüben, wenn ein Endabschnitt K1 eines Hebels K gegen den Vorsprung H1 bewegt wird, während die Verschiebung des Rohres bei dem Vorsprung H2 durch das Verbindungsstück J2 begrenzt wird. Der Hebel K ist um eine feststehende Schraube L drehbar angeordnet, so daß er entsprechend der Vorwärts- oder Rückwärtsbev/egung einer Schraube N, welche durch ein Loch in einer feststehenden Platte 0 geschraubt ist, geschwenkt wird. Dieser Hebel K dient dazu, das Rohr T zu strecken oder sich zusammenziehen zu lassen, um dadurch den inneren Durchmesser des Rohres zu Terkleinern oder zu vergrößern, wodurch die ITiissigkeitsmenge, welche dem Rohr T entnommen oder von diesem abgegeben werden soll, eingestellt werden kann.

Das Rohr T erstreckt sich durch das loch Ho2 in der Runst-■ stoffplatte I nach oben, ist dann oberhalb der Kunststoffplatte I zu einem S gebogen und mit einem feinen Metallrohr T1 verbunden, vgl. Fig. 1. Das feine Metallrohr T1 erstreckt

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sich durch Halterungen Me1 und Me2 aus Metall, durch welche es in horizontaler Lage gehalten wird, und der Endabschnitt des Metallrohres T1 ist an seiner Ausgangsseite (in der ELg.1 an der linken Seite) rechtwinklig nach unten abgebogen. In den unteren Endabschnitt dieses abwärtsgebogenen Teils des Rohres 11 ist eine Pipette P aus Kunststoff auswechselbar eingesetzt.

Der obere Sndabschnitt einer eingangsseitig angeordneten Absperreinrichtung' P1 endet in einer relativ stumpfwinkligen Kante, welche den horizontalen Abschnitt des Rohres T rechtwinklig kreuzt« Die Absperreinrichtung P1 wird normalerweise über einen in ihr angeordneten Stift G1 ''', einen Arm B1 ^f und einen Stift G-1^f' durch eine Feder Sp1, dessen unteres Ende an einem festen Teil befestigt ist, nach unten gezogen, so daß sie sich relativ zu dem Rohr T in ihrer Ruhestellung befindet.

Bin Hebel B1 ist mit einem Stift G-1¹ drehbar befestigt. Ein Ende des Hebels B1 ist über einen Stift G-1 ' · mit einem Ende des Armes B1' verbunden, und das andere Ende des Hebels B1 ist über einen Stift G-1 und einen Draht W mit einer Stange S1 verbunden.

Die Stange S1 erstreckt sich nach unten durch einen feststehenden Metallkörper M1„ Der mittlere Abschnitt der Stange erstreckt sich durch einen Eisenkern 3?1 einer Magnetspule 01 und ist .fest mit diesem Eisenkern P1 verbunden. Die Magnet-

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spule ist fest angeordnet, so daß sie bei ihrer Erregung den Kern P1 nach unten zieht. Wenn der Kern P1 sich nach unten bewegt, wird die Stange S1 ebenfalls nach unten bewegt und zieht den Stift G-1 herunter. Dadurch wird die vordere · Absperreinrichtung P1 in ihre Arbeitsstellung nach oben geschoben und klemmt den entsprechenden !Beil des Rohres T ab.

Um eine plötzliche Bewegung des Kerns Pl bei Erregung der Magnetspule 01 zu vermeiden, ist etwa in der Mitte der Stange S1 ein Öldämpfer D1 vorgesehen, welcher die Bewegung eines Kolbens d1, der mit der Stange S1 verbunden ist, dämpft. Es sind Dichtungen R1 vorgesehen, welche ein Auslaufen des Öls verhindern. ■ ·

Eine Druckplatte P2 mit einer flachen Oberseite von vorbestimmter Länge ist so angeordnet, daß sie das Rohr T mit der gesamten Oberseite gegen die Platte I drückt und das Rohr 2 dabei zusammenpreßt. Der Antriebsmechanismus zur Betätigung der Druckplatte P2 ist etwa genauso ausgebildet wie derjenige zur Betätigung der Absperreinrichtung P1. Es sind zwei Magnetspulen vorgesehen, welche gleiciieitig erregt oder entregt werden und die Druckplatte P2 entsprechend hinauf- oder hinabbewegen. Stromabwärts hinter der Druckplatte P2 ist eine Hilfsdruckplatte P3 angeordnet. Sie ist ähnlich wie die Druckplatte P2 angeordnet und kann ähnlich betrieben werden, mit dem Unterschied, daß zu ihrer Betätigung lediglich eine Magnetspule vorgesehen ist.

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Das Metallrohr T1 väst einen Vorsprung auf und ist mit einem Ausleger eines T-förmigen Hebels B2 über einen. Stift*G2^t!t verbunden, welcher in einem Langloch in dem Ausleger steckt. Der Hebel B2 kann um einen feststehenden Stift; G2' geschwenkt werden und dadurch das Metallrohr T1 mit Hilfe einer Kombina- ■ tion aus einem Magneten und einer Feder, ähnlich wie sie für die vordere Absperreinrichtung P1 vorgesehen ist, horizontal verschieben. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, befindet sich die Pipette P oberhalb des Testrohres ti, wenn die Magnetspule entregt wird. Wenn jedoch die Magnetspule erregt wird, wird die Pipette in eine Position unmittelbar oberhalb eines Torratsbehälters FL gebracht, welcher Flüssigkeit enthält und auf einem Ständer U steht. 33er Ständer U ist fest auf einer Stange S3 befestigt, welche sich durch einen feststehenden Metallkörper M2 erstreckt und direkt mit einem Eisenkern F3 einer Magnetspule 03 verbunden ist. Die Stange S3 erstreckt sich ferner von dem Kern F3 in einen öldämpfer P3. Eine Feder SP3 ist mit ihrem unteren Ende an einem feststehenden Teil Q3 befestigt und mit ihrem anderen Ende an einer Stelle W1 so mit dem Ständer U verbunden, daß sie diesen stets nach unten zieht. Wenn die Spule 03 erregt wird,, wird der Ständer U nach oben geschoben.

In der Fig. 1 ist ein plattenförmiger Drehtisch im Schnitt dargestellt. Dieser Drehtisch Ta ist so ausgebildet, daß mehrere Testrohre oder Probiergläser aufrecht auf ihm im Bereich seines TJmfanges angeordnet werden können. Der Drehtisch Ta ist

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über eine Achse S5 so mit einer Ratsche verbunden, daß er •um die Achse S5, welche in einer feststehenden Basisplatte Ba steckt, schrittweise -um einen Winkelt) e tr ag gedreht werden kann, welcher dem Abstand zweier Löcher entspricht, die zur Aufnahme der Testrohre dienen.

Die Magnetspule 04 "bewegt die Stange S4- senkrecht nach oben, damit diese eines der Testrohre ti hochschiebt. Zu diesem Zweck ist es wesentlich, daß bei einer Entregung der Magnetspule das obere Ende der Stange SA durch ein Loch in der Basisplatte Ba vorsteht und bündig mit der Oberfläche der Basisplatte Ba abschließt. Wird die Stange S4 betätigt, so schiebt sie das Testrohr in dessen optimale Position, damit es Flüssigkeit von der Pipette empfangen kann.

Die Pig. 2 zeigt in einer Draufsicht die rechte Hälfte des Drehtisches Ta, welcher die Testrohre heranführt. Die linke Hälfte der Figur zeigt die Antriebseinrichtung des Drehtisches Ta.

Der Vorratsbehälter FL wird von einem Ständer TJ getragen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die Ratsche Ra hat soviele Zähne, wie der Drehtisch Aufnahmelöcher zur Halterung der Testrohre hat. Diese Ratsche kann den Drehtisch Ta über eine Achse S5 schrittweise um Winkelbereiche drehen, welche dem Abstand zweier benachbarter Löcher entspricht. Mit dem Zahnrad der Ratsche Ra kommt eine Sperrklinke X

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zum Eingriff, welche an einem Ende einer Feder Y angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende an einem Block Z befestigt ist. Dadurch wird die Ratsche nach jedem Schritt sicher in einer vorbestimmten Stellung gehalten. Ein Hebel X1, welcher eine Klaue S zum Antrieb der Ratsche Ra aufweist, ist mi feinem Stift G-3 drehbar an einer Stange 333 befestigt, welche normalerweise iron einer Feder SP5 gezogen wird, dessen anderes Ende fest eingespannt ist. Die Stange B3 wird normalerweise in der in Pig. 2 gezeigten. Stellung gehalten, in welcher sie an einem Ende einer Schraube St1 anliegt, welche durch einen feststehenden Block 21 hindurchgeschraubt ist. Wenn die Magnetspule G5 erregt wird, wird der Eisenkern JP5 in die Spule hineingezogen und zieht über eine Stange B3'', einen Stift G-3'', eine Stange B3' und einen Stift G-3' die Stange B3 nach unten. Die Stange B3 wird dabei so weit um die Achse S5 geschwenkt, bis sie an einem Ende einer Schraube St2 anliegt, welche durch einen Block Z2 geschraubt ist. In dieser Position kann die Klaue S an dem Ende des Hebels X1 um einen Zahn der Ratsche Ra vorrücken. Der Hebel X1 wird durch die Feder SP4 in die Vertiefung zwischen diesen und den nächsten Zahn hineingezogen. Wenn die Spule Ö5 entregt wird, wird die Stange B3 von der Feder SP5 in ihre ursprüngliche Position zurückgezogen, und dabei schiebt der Helbel X1 den Zahn der Ratsche Ra, mit welchem er in Eingriff · steht, vor, so daß der DrehtJs ch Ta in Richtung des Pfeiles in Fig. 2 um einen Winkelbetrag gedreht wird, der ausreicht, um das nächste Testrohr in die Position unter der Pipette P zu bringen.

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• - ίο -

TJm diese Vorrichtung in Betrieb zu setzen, werden zunächst mehrere Testrohre ti, t2, t3 ... senkrecht auf dem Drehtisch Ia angeordnet, wie es in Pig. 2 gezeigt ist. Danach wird eine Probeflüssigkeit in den Vorratsbehälter FL eingebracht, und danach arbeitet die Pipette selbsttätig und überträgt eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter FL in jedes der Testrohre ti, t2, t3 .... Dieser Pipettierungsvorgang wird jetzt im einzelnen beschrieben.

Im Betrieb wird in vorbestimmten Zeitintervallen ein Strom durch die Magnetspulen geschickt. Die Einschaltung und die Ausschaltung dieses elektrischen Stromes wird durch Steuer-

gesteu3?t

einrichtungen^ welche einen Hocken und einen Begrenzungsschalter umfassen. Die vordere Absperreinrichtung P1 wird während des gesamten Betriebs in ihrer Arbeitsposition gehalten, in welcher sie das Rohr T abklemmt. Zu diesem Zweck wird ein elektrischer Strom während des gesamten Betriebs über einen separaten Schalter durch die Magnetspule 01 geschickt.

Danach wird ein elektrischer Strom durch die Magnetspulen geschickt, welche der Druckplatte P2 und dem Rohr T1, welche die Flüssigkeitsabgabeeinrichtung bilden, zugeordnet sind. Dadurch wird die Druckplatte P2 angehoben, während die Pipette P in eine Position unmittelbar oberhalb des Vorratsbehälters FI bewegt wird. Dieser Vorratsbehälter wird dann so angehoben, daß das Ende der Pipette P in die Flüssigkeit des Vorratsbehälters eintaucht. Danach wird die Druckplatte P2 nach unten in ihre

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Ruhestellung bewegt, damit eine vorbestimmte Flüssigkeits- . menge in die Pipette P hineingesaugt wird. Der-Kolben FL wird dann wieder in seine ursprüngliihe Position nach unten gefahren, und die Pipette P wird in ihre Position oberhalb des T-estrohres ti zurückbewegt. Jetzt wird die Stange S4 nach oben gefahren, um das Testrohr ti so anzuheben, daß das Ende der Pipette P sich in dem Testrohr ti befindet. Jetzt wird die Druckplatte P2 hochgefahren, so daß sie das Rohr T zusammenpreßt und daß die Flüsigkeit aus der Pipette P in das Testrohr ti abgegeben wird. Danach wird die Hilfsdruckplatte P3 ebenfalls in ihre Arbeitsstellung gebracht, in welcher sie das* Rohr T zusammenpreßt, damit eine vollständige -Entleerung der Pipette P gewährleistet wird. Die Stange S3 wird jetzt nach unten bewegt, damit das Testrohr ti wieder seine ursprüngliche Position einnimmt. Nach Beendigung dieses beschriebenen Betriebes wird ein elektrischer Strom durch die Spule C5 geschickt und dann wieder abgeschaltet, damit die Ratsche Ra einen Bewegungsschritt ausführt und das nächste Testrohr t2 in die Position gebracht wird, welche zuvor von dem Testrohr ti eingenommen wurde. Der Arbeitszyklus wird durch Rückführung der Druckplatte P2 und der Hilfsdruckplatte P3 in ihre jeweilige Ruhestellung beendet.

Durch Wiederholung dieses Arbeitszyklus wird in jedes Testrohr ti, t2, t3 ... eine genau bestimmte Menge der Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter FL übertragen. Zur Erregung und Entregung der verschiedenen Magnetspulen in der gewünschten

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Reihenfolge und während der gewünschten Zeitintervalle kann ein üblicher Unterbrecher verwendet werden, welcher Steuernocken und mit ihnen gekoppelte Schalter umfaßt.

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Claims

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Ansprüche

Vorrichtung zur automatischen Übertragung bestimmter Flüssigkeitsmengen aus einem Vorratsbehälter in einzelne Behälter, gekennzeichnet durch ein Rohr (T) aus flexiblem und seine Form wieder herstellendem Material, welches längs einer flachen Platte (i) angeordnet ist, durch eine vorne offene Pipette (P), welche mit dem Ausgangsende des Rohres (T) verbunden ist, durch eine Druckplatte (P2), welche zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher sie einen Abschnitt des Rohres (T) gegen die flache Platte (I) zusammendrückt, und einer Ruhestellung, in welcher sie sich in einem Abstand vor dem Rohr befindet und das Rohr (T) seine ursprüngliche Form wieder annehmen kann, hin- und herbewegbar ist, und durch eine Antriebseinrichtung, welche die Pipette (P) zwischen dem Vorratsbehälter (FL) und den verschiedenen einzelnen Behältern (ti, t2, t3 ··.), in welche die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (FL) übertragen werden soll, hin- und herbewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch X₉ gekennzeichnet durch eine Hilfsdruckplatte (P3), welche stromabwärts hinter der Druckplatte so angeordnet ist, daß sie einen Teil des Rohres (T) abklemmt und dadurch den Flüssigkeitsstrom in dem Rohr (T) blockiert.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallrohr (331) verschiebbar zwischen der Pipette (P) und dem Rohr (T) angeordnet ist, daß das Rohr (T) horizontal längs der flachen Platte (l) angeordnet ist, daß das offene Ende der Pipette (P) vertikal nach unten gerichtet ist, und daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, welche das Metallrohr (T1) in seiner Längsrichtung nach hinten und nach vome bewegt, wodurch der Yorratsbehälter (FL) und eines der Behälter (ti, t2, t5-·.·), in welche die Flüssigkeit übertragen werden soll, abwechselnd in vorbestimmten Abständen unmittelbar unterhalb der Pipette auf- .und abbewegt werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Rohres (T) an der Platte (l) befestigt ist und daß Einrichtungen (E, I, N) zur Einstellung der Länge des Rohres in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (ti, t2, t5 *.«), in welche die Flüssigkeit übertragen werden soll, auf einer Ringfläche neben dem Rand des Drehtisches (Ta) auf diesem so angeordnet sind, daß sie einzeln nacheinander in eine Position unmittelbar unterhalb der Pipette (P) gebracht werden können, und daß derjenige der BeläLter (ti, t2, t3 ..·), wel-

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eher sich, -unmittelbar unterhalb der Pipette (P) befin- · det, in dieser Position nahe dem Vorratsbehälter (EL·) aufwärts und abwärts bewegbar angeordnet ist.

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