DE2525340A1

DE2525340A1 - Stechheber-anordnung fuer ein geraet zum verduennen von fluessigkeitsproben

Info

Publication number: DE2525340A1
Application number: DE19752525340
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hyperion Inc
Current assignee: Hyperion Inc
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1975-12-18
Also published as: JPS5736542B2; US3869068A; SE7506516L; GB1450370A; FR2274035A1; IT1036196B; SE405896B; JPS5116985A; CA1029986A; NL7506779A; CH591689A5

Description

Stechheber-Anordnung für ein Gerät zum Verdünnen von Flüssigkeitsproben

Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Gerät zum Verdünnen von Flüssigkeitsproben und insbesondere eines, welches Ansaugen einer sehr kleinen Flüssigkeitsprobe und nachfolgendes Verdünnen dieser Probe mit sehr großem Verdünnungsverhältnis ermöglicht.

Es gibt selbsttätige Verdünnungsgeräte, die Ansaugen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit und nachfolgendes Ausstoßen der abgemessenen Probe zusammen mit einer vorbestimmten Menge von Verdünnungsflüssigkeit bewirken. Solche Verdünnungs-Arbeitsvorgänge werden als Teil genormter Verfahren chemischer Analyse häufig ausgeführt. Ein solches Verdühnungsgerät ist z. B. aus der US-PS 3 655 094 bekannt. In solchen Verdünnungsgeräten geschieht das Ansaugen und das Ausstoßen durch

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eine gemeinsame Leitung. Bisher aber war das mit solchen selbsttätigen Verdünnungsgeräten erreichbare Verdünnungsverhältnis sehr beschränkt, und die Geräte erforderten bei manchen Verfahren, daß das Verdünnen in zwei Schritten vorgenommen wurde. Diese Beschränkung kommt daher, daß die gemeinsame Leitung einander entgegengesetzte Anforderungen erfüllen soll. Denn um eine kleine Menge Probeflüssigkeit abzumessen, ist der Stechheber des Verdünnungsgerätes mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser hergestellt, z. B. aus dünnem Rohr, wie es für Injektionsnadeln verwendet wird5 aber das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit, das für eine verhältnismäßig große Menge Verdünnungsflüssigkeit erwünscht wäre, läßt sich r.:it so dünnem Rohr praktisch nicht erreichen .

Die Erfindung soll eine Stechheber-Anordnung für ein selbsttätiges Verdünnungsgerät schaffen, die das Ansaugen einer verhältnismäßig kleinen Menge Probeflüssigkeit erleichtert und dabei doch den schnellen Ausstoß einer verhältnismäßig großen Menge Verdünnungsflüssigkeit ermöglicht; sie soll dabei eine solche Stechheber-Anordnung schaffen, die keine Änderung herkömmlicher Verdünnungsgeräte, welche für das Ansaugen der Probe und für den Ausstoß der Verdünnungsflüssigkeit eine gemeinsame Leitung benutzen, erfordert; sie soll eine Stechheber-Anordnung schaffen, die selbsttätig arbeitet; und sie soll diese Stechhebei?- Anordnung so gestalten, daß diese höchst zuverlässig im Betrieb und in ihrer Bauart verhältnismäßig einfach und billig ist. Weitere Vorzüge der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung ersichtlich.

Die erfindungsgemäße Stechheber-Anordnung eignet sich, kurz gesagt, für die Verwendung in einem Verdünnungsgerät derjenigen Art, die

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durch eine gemeinsame Leitung eine verhältnismäßig kleine Menge Probeflüssigkeit ansaugt und dann eine verhältnismäßig große Menge Verdünnungsflüssigkeit ausstößt. Zur Stechheber-Anordnung gehört ein Ausstoßarm, der eine Ausstoßöffnung aufweist, die mit der gemeinsamen Verdünnungsflüssigkeits-Leitung verbunden ist. An diesem Ausstoßarm ist rings um diese Ausstoßöffnung ein Außenrohr des Stechhebers befestigt. In diesem Außenrohr ist ein Innenrohr angeordnet, welches ein hohlnadelähnliches Rohrstück aufweist, das sich durch das Außenrohr hindurch bis unterhalb des unteren Endes des Außenrohres erstreckt. Das obere Ende des Innenrohres ist wesentlich weiter als der hohlnadel ähnliche untere Teil und ist mit einer Einrichtung versehen, die eine Abdichtung am Ausstoßarm um dessen Ausstoßöffnung herum bildet; das Innenrohr wird durch Federkraft aufwärts gedrückt, so daß es dichtend am Ausstoßarm anliegt. So kann, wenn beim Ausstoß der Verdünnungsflüssigkeit deren Druck an der Ausstoßöffnung die Federkraft überwindet, Verdünnungsflüssigkeit durch das Außenrohr der Stechheber-Anordnung um das Innenrohr des Stechhebers herum in Mengen fließen, die wesentlich größer sind als diejenige Menge, welche durch den hohlnadelähnlichen Teil des Innenrohres fließen kann.

Die Erfindung liefert also eine Stechheber-Anordnung für ein Gerät zum Verdünnen von Flüssigkeiten mit einem auf Druck ansprechenden Ventil, das dem Gerät ermöglicht, eine kleine Menge Probeflüssigkeit durch ein hohlnadelförmiges Kapillarrohr des Stechhebers anzusaugen und danach eine verhältnismäßig große Menge Verdünnungsflüssigkeit durch ein Rohr, welches dieses hohlnadelförmige Stechheberrohr außen umgibt, auszustoßen.

Die Zeichnung zeigt in

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Fig. 1 ein selbsttätiges Verdünnungsgerät mit einem erfindungsgemäßen Stechheber, in Seitenansicht,

Fig. 2 den erfinduhgsgemäßen Stechheber in vergrößertem Maßstab in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.

In beiden Figuren sind einander entsprechende Bauteile mit einander gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Das in Fig. 1 dargestellte, im wesentlichen herkömmliche selbsttätige Verdünnungsgerät ist mit 11 bezeichnet. Solches Gerät enthält, •,vie der Fachmann weiß, üblicher ,,eise mehrere Pumpenräume mit zwangsläufiger Verdrängung, z.B. mit Antrieb durch Nockenscheiben, nebst Ventilen sowie eine Einrichtung, mittels deren mindestens einer der Pumpenräume mit einem Vorrat der jeweils erforderlichen Verdünnungsflüssigkeit verbunden werden kann. In diesem gezeichneten Beispiel werde zur Erläuterung angenommen, das Verdünnungsgerät sei so gestaltet, daß es 6,6 Kubikmillimeter ansaugt, nämlich um eine Probe anzusaugen, und danach zusammen mit der Probe 20 Kubikzentimeter Verdünnungsflüssigkeit ausstößt; sowohl das Ansaugen der Probe als auch das Ausstoßen der Verdünnungsflüssigkeit erfolgt durch eine gemeinsame Öffnung an der Vorderseite des Gerätes.

Die erfindungsgemäße Stechheber-Anordnung enthält den mit 15 bezeichneten eigentlichen Stechheber, welcher mit der Leitung, aus der die Verdünnungsflüssigkeit herkommt, durch einen Ausstoßarm verbunden ist. Der Stechheber 11 ist laut, der Zeichnung abwärts gerichtet; er hat ein nadeiförmiges Ende 19, das zum Ansaugen einer

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verhältnismäßig kleinen Menge -z.B. der oben erwähnten 6,6 iCubikmillimeter - Probenflüssigkeit geeignet ist. Wenn die Probe eingesaugt ist, arbeitet das Verdühnungsgerät in der im folgenden näher beschriebenen Weise, derzufolge es die Probe zusammen mit einer wesentlich größeren Menge - z. B. 20 Kubikzentimeter - Verdünriungsfiüssigkeit ausstößt5 die Probe und die Verdünnungsflüssigkeit werden, wie gezeichnet, in einen Mischbecher 21 ausgestoßen.

Wie Fig. 2, in der der eigentliche Stechbecher in größerem Maßstab mit seinen Einzelheiten dargestellt ist, zeigt, besteht das nadeiförmige Ende 19 aus einem Stück dünnen Rohres, wie es für medizinische Einspritznadeln benutzt wird; der Durchmesser und die Länge dieses Rohres sind so gewählt, daß sein Innenraum gleichgroß wie oder etwas größer als die vorbestimrnte Menge Probeflüssigkeit ist. Der verhältnismäßig kleine Durchmesser ermöglicht, die Menge der Probeflüssigkeit ganz genau zu bemessen, da das Ausstoßen aus dem Rohr nur unter Druck erfolgt und da innerhalb des Rohres, wo auch immer der Spiegel zwischen Probenflüssigkeit und Verdünnungsflüssigkeit liegen mag, im wesentlichen keine Mischung stattfindet. Wie aber ebenfalls verständlich sein wird, bietet der enge Durchmesser einen sehr merklichen Widerstand gegen große Strommengen, so daß es praktisch nicht möglich ist, durch dieses enge, nadeiförmige Rohr eine große Menge Vefdünnungsflüssigkeit hindurchzubringen ·

Das hohlnadelförmige Rohr 19 ist - z. B. durch Lötung - mit einem zweiten Rohr 23 größeren Durchmessers verbunden, das sich wesentlich bis zum oberen Ende des Stechhebers erstreckt. Sowohl das Rohr 19 als auch das Rohr 23 können z.B. aus nichtrostendem Stahl

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bestehen. Am oberen Eride des Rohres 23 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich', art dieserh Rohr ein aus Künstharz-bestehender Flansch 35 befestigt. Dieser Flätisch käriii aus Tetraflüdfäthylen bestehen? dann braucht er zu seirief Befestigung auf dein Rohr U3 nur auf das Rohr aufnepreßt zu sein. Üie Rohre 19 und 23 zusammen mit dem Flansch 35 bilden ein'e innere Röhr leitung' des Stechheber^.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, cjehi diese innere Stechheber-Röhrieitung abwärts durch das Innere eines mit der Bezugsziffer 27 bezeichneten äußereti Stechheber-Rohfes hindurch. Dieses Außenrohr 27 ist auf dem Cjrößten Teil seiner Lance viel reiter als das Inhenrohr, aber ist an seiriern unteren Ende, wie bei 29 gezeichnet, verengt und bildet dort einen Auslaß 31, durch den das riadeiförmige Stechheber-Röhfende 19 mit immer hoch großem Abstand hindurchgeht. An seinem oberen Ende ist das Außehföhr 27 dicker als im Hauptteil seiner LMrige und mit Gewinde 33 versehen, das, wie die Zeichnung zeigt, in den Ausstoßarm 17 eingeschraubt ist. Der Ausstoßarm 17 enthält eine nach unten offene, zurti Innenrohr und zum Außenrohr konzentrische Aüsstoßöffnung 37. Er ist am eigentlichen Verdünnungsgerät mittels eines Gewindes 39 befestigt; die Ausstoßöffnung 37 ist mit der gemeinsamen Leitung des Verdürinungsgerätes durch einen Kanal 41 verbunden, der durch den Aüsstoßarm 17 hindurchgeht.

Der Flansch 35 ist mit einer Ringnut 43 versehen, in der ein kreisrund profilierter Dichtungsring 45 befestigt ist, der den Flansch 35 nebst Rohr 23 an der Ausstoßöffnung 37 abdichtet. Beim Ausstoß wird durch den in der Ausstoßöffnung 37 entstehenden Druckanstieg erstens ein Teil der Verdünnungsflüssigkeit durch das Innenrohr ge-

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drängt werden und die darin befindliche Probenflüssigkeit vor sich herschieben und zweitens die Kraft der Feder 47 überwundei und Verdünnungsflüssigkeit um den Flansch 35 herum und abwärts durch das Außenrohr 27 - außerhalb des Innenrohres - gedrängt werden. Da dieser zweite Stromweg weit größeren lichten Querschnitt bietet als die Bohrung des nadeiförmigen Innenrohres 19, so kann in kurzer Zeit eine große Menge Verdünnungsflüssigkeit ausgestoßen werden. So lassen sich mit einem einzigen Verdünnungs-Arbeitsvorgang verhältnismäßig große Verdünnungsverhältnisse erreichen.

Daß Verdünnungsflüssigkeit nicht nur an der Außenseite des Innenrohres 19, sondern ein Teil der Verdünnungsflüssigkeit auch durch das Innere des Innenrohres ausgestoßen wird, hat den weiteren Vorteil, daß dieses nadeiförmige Innenrohr des Stechhebers gründlich durchgespült und von jedem Probenrest gereinigt wird. So wird Beschmutzung durch Reste-Berührung der Proben untereinander verhindert.

So werden, wie diese Beschreibung gezeigt hat, durch diese Erfindung mehrererlei Vorteile erzielt.

Die beschriebene Bauform läßt sich noch in mancherlei Weise abwandeln, ohne daß solche Änderungen aus dem Rahmen der Erfindung fielen; die beschriebene und gezeichnete Ausführungsform ist nur ein Beispiel, und die Erfindung ist keineswegs auf sie beschränkt.

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Claims

A nspriic he

• 1 ./Stechheber-Anordnung für ein Gerät zum Verdünnen von Flüssigkeitsprobeny das durch eine gemeinsame Leitung eine verhältnismäßig kleine Menge Probenflüssigkeit ansaugt und danach eine verhältnismäßig große Menge Verdünnungsflüssigkeit ausstößt, dadurch gekennzeichnet , daß sie enthält

a) einen Ausstoßarm (17) mit einer Ausstoßöffnung (37), die an die gemeinsame Leitung des Verdünnungsgerätes angeschlossen ist,

b) ein Außenrohr (27) des Stechhebers, das an die Ausstoßöffnung (37), diese rings umgebend, angeschlossen ist,

c) ein Innenrohr (19, 23) des Stechhebers, das aus einem unteren nadelähnlichen Rohrstück (19), welches sich durch das Außenrohr (27) hindurch bis unterhalb des unteren Endes dieses Außenrohres (27) erstreckt, und einem oberen Rohrstück (23) besteht, welches wesentlich weiter als das hohlnadelähnliche Rohrstück (19) und mit einer Einrichtung (35, 43) versehen ist, die das Außenrohr (27) gegen die Ausstoßöffnung (37) abdi c htet, und

d) eine Einrichtung (47), welche das Innenrohr (19, 23, 35) federnd aufwärtsdrückt, so daß es leckdicht am Ausstoßarm (17) anliegt,

wodurch, wenn beim Ausstoß der Verdünnungsflüssigkeit der Druck an der Ausstoßöffnung (37) die Federkraft (47) überwindet, Verdünnungsflüssigkeit durch das Außenrohr (27) um das Innenrohr (19, 23) her-

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um in einer Menge ausfließen kann, die größer ist als die Flüssigkeitsmenge, welche durch den hohlnadelähnlichen Teil (19) des Innenrohres abfließen kann.
2. Stechheber-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stechheber-Außenrohr (27) sich zu seinem unteren Ende (31) hin auf einen Innendurchmesser verengt (29), der den nadelähnlichen unteren Teil (19) des Stechheber-Innenrohres mit weitem Spiel umgibt.
3. Stechheber-Anordnang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (19) des Stechheber-Innenrohres aus einem Stück Injektionsnadel-Rohr besteht.
4. Stechheber-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (23) des Innenrohres aus einem Stück Rohr von wesentlich größerem Durchmesser als demjenigen des Injektionsnadel-Rohres besteht.
5. Stechheber-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Stechheber-Außenrohr es (27) wesentlich größeren Durchmesser als der obere Teil (23) des Stechheber-Innenrohres hat und daß das Außenrohr (27) zu seinem unteren Ende (31) hin sich auf einen Durchmesser verengt (29), der das hohlnadelförmige untere Rohrstück (19) mit weitem Spiel umgibt.
6. Stechheber-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß das obere Ende (23) des Innenrohres mit einem Ringflansch (35) und dieser mit einem Dichtungsring (45) versehen ist.
7. Stechheber-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (45) kreisrund profiliert ist.

8· Stechheber-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stechheber-Außenrohr (27) an seiner Innenfläche mit einer Schulter versehen und daß die Feder eine Schrauben-Druckfeder (47) ist, die an dieser Schulter und an dem Flansch (35) des Stechheber-Innenrohres anliegt.

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