DE2921767A1

DE2921767A1 - Peristaltisches dosiergeraet und auf dessen basis ausgefuehrtes system zur peristaltischen dosierung

Info

Publication number: DE2921767A1
Application number: DE19792921767
Authority: DE
Inventors: Sergei Ivanovitsch Borodin
Original assignee: INST BIOLOGICHESKOI FIZ
Current assignee: INST BIOLOGICHESKOI FIZ
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FI791701A; FI70473B; FR2429341A1; SE438183B; AT388617B; DE2921767C2; FR2429341B1; NL7904756A; SE7905347L; FI70473C; ATA420679A; US4252447A

Description

PERISTALTISüHES DOSIERGERÄT UIiU AUF DESSEN BASIS AUSGEFÜHRTES SISTEM ZUR PERISTALTISCHEIi DOSIERUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dosiereinrichtungen und Dosiersysteme, insbesondere auf ein peristaltisohes Dosiergerät und ein auf der Basis desselben ausgeführtes System zur peristalt ischen Dosierung.

Die Erfindung kann mit Erfolg in Labors für Förschungs- und angewandte Zwecke, z.B. in biologischen, chemischen und medizinischen Labors verwendet werden.

Darüber hinaus kann die Erfindung im Gesundheitswesen, in der chemisch-pharmazeutischen und mikrobiologischen Industrie, in der Landwirtschaft, im Gerätebau zur diskreten und sterilen Dosierung von Gasen, flüssigen Medien und feste Bestandteile enthaltenden Medien breite Anwendung finden.

Zur Zeit ist in den Labors verschiedener Gebiete der Wissenschaft und Industrie die Dosierung als Grundoperation bein

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Pipettieren, Mischen, Verdünnen, Probenentnahme zur Duronführung von Analysen, Fraktionieren, Probenaufbereitung zur Durchführung von Analysen usw. sehr verbreitet.

Eb ist ein peristaltisches Dosiergerät (s. UdSSR-Urheberschein Nv. 570778, Int. Gl. GOIF 12/00) bekannt, das einen elastischen Schlauch mit einem beweglichen und unbeweglichen Abschnitten, einen elektrischen Antrieb mit einer Welle für das Walzen des beweglichen Schlauchsabschnitts, eine Rolle für das Andrücken des beweglichen Abschnitten die Welle, des elektrischen Antriebs, ein Klemmittel, das auf einem der unbeweglichen Abschnitte des elastischen Schlauchs angeordnet ist, einen Antrieb zum Verstellen der Rolle und des Kiemmittels, zwei Bndstellungsgeber des beweglichen Abschnitts des elastischen Schlauchs und eine Steuereinheit enthält, die über eine Reversiereinrichtung, die mit dem elektrischen Antrieb, dem Antrieb und mit dem genannten Endstellungsgebern in elektrischer Verbindung steht, und über einen impulsgesteuerten Einschalter verfügt, der mit .der Reversiereinrichtung verbunden ist und einen Eingang hat, der als Starteingang der Steuereinheit dient. Der elaätisehe Schlauch ist im genannten Dosiergerät in Form einer einwindigen Schleife angeordnet, deren unbeweglicher Abschnitt zwischen eine Klemmvorrichtung, die für die Änderung der Abmessung der einwindigen Schleife bestimmt ist, und einen Anschlag geführt ist.

Bei diesem -dosiergerät wird jedoch mit zunehmendem Gegendruck des zu dosierenden Mediums der Wälzwiderstand des Schlauchs vergrößert, so daß dieser auf der Welle des elektri-

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sehen Antriebs rutscht, wodurch die Dosierungssicherheit vermindert wird.

Darüber hinaus kann dieses Dosiergerät nur einen einzigen Betriebszustand haben, und zwar die Dosierung in Binzeldosen, bei welcher pro Impuls, der dem Starteingang zugeführt wird, das Dosiergerät eine Einzeldosis liefert, die dem Durchmesser und der Länge des zu walzenden Abschnitts des elastischen Schlauchs direkt proportional ist, was den Dosierungsbereich begrenzt.

Hinzu kommt, daß bei dem Dosiergerät zur abwechselnden Dosierung für Druck -bzw. Absaugbetrieb, wie dies z.B. bei einem Pipettierungsvorgang zu machen ist, die Enden des elastischen Schlauchs vertauscht werden müssen, weil dieses Dosiergerät nur in einer einzigen .Richtung dosieren kann, was die Verwendung desselben in Labors erschwert.

Bei diesem Dosiergerät wird ferner durch die schleifenförmige Anordnung des Schlauchs als einwindige Schleife eine entlang der Erzeugenden des Schlauchs auftretende Torsionsbeanspruchung verursacht, durch die die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dab der Schlauch kleinen Durchmessers mit der Welle des elektrischen Antriebs außer Berührung kommt.

Außerdem wird beim genannten Dosiergerät das Hinein-bzw. Herausziehen des elastischen Schlauchs in der Klemmvorrichtung zwecks Änderung der Abmessung der einwindigen Schleife quantitativ nicht gemessen, was die Einstellung und Korrektur der einzelnen Dosis erschwert.

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein per istalt isches Dosiergerät zu schaffen, mit dem

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es gelingt, die Dosierungssicherheit zu erhöhen, den Dosierungsbereich und das Anwendungsgebiet des Gerätes zu erweitern, die Bequemlichkeit der Arbeit bei der abwechselnden Dosierung für Druck- bzw. Absaugbetrieb zu verbessern, die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, daß der elastische Schlauch kleinen Durchmessers die Berührungsstelle mit der Welle des elektrischen Antriebs verläßt, und die Einstellung und Korrektur der einzelnen Dosis bequem. zu machen, sowie ein System zur perist alt ischen Dosierung zu schaffen, das auf der Basis des Dosiergerätes ausgeführt ist.

Dies wird dadurch erzielt, daß im peristaltischen Dosiergerät, das einen elastischen Schlauch mit einem beweglichen und unbeweglichen Abschnitten, einen elektrischen Antrieb mit einer Welle für das Walzen des beweglichen Abschnittes3es elastischen Schläuche, eine Rolle für das Andrücken des beweglichen Abschnitts des elastischen Schlauchs an die Welle des elektrischen Antriebs, ein Kiemmittel, das auf einem der unbeweglichen Abschnitte des elastischen Schlauchs angeordnet ist, zwei Endstellungsgeber des beweglichen Abschnitts des elastischen Schlauchs und eine Steuereinheit enthält, die eine Eeversiereinrichtung, die mit dem elektrischen Antrieb, dem Antrieb und den genannten Bndstellungsgebern in elektrischer Verbindung steht, und einen impulsgesteuerten Einschalter, der mit der fieversiereinrichtung verbunden ist und einen Eingang hat, der als Starteingang der Steuereinheit dient, aufweist,

erfindungsgemäß ein Mittel zur Übertragung einer Gegendrehung von der Welle zur Holle, welches die Welle und die Bolle

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umschlingt und eine Änderung des Abstandes zwischen denselben zuläßt,yi'in Umschalter für die Richtungsänderung der Dosierung vorgesehen sind, der zur Phasenumkehr der Bewegung der Rolle und des Klemmmittels dient und der an die Eingänge des Antriebs und an die Eingänge der Reversiereinrichtung angeschlossen ist, und daß die Steuereinheit zusätzlich einen impulsgesteuerten Ausschalter enthält, der an die Reversiereinrichtung angeschlossen ist und dessen Eingang als btoppeingang der Steuereinheit dient.

Es ist zweckmäßig, daß das Dosiergerät einen Impulsformer enthält, dessen Eingang an einen der Endstellungsgeber des beweglichen Abschnitts des elastischen Schläuche angeschlossen ist und dessen Ausgang mit dem Stoppeingang der Steuereinheit in elektrischer Verbindung steht.

Vorteilhaft ist, wenn die elektrische Verbindung zwischen dem Stoppeingang der Steuereinheit und dem Ausgang des Impulsformers über einen Zähler mit einstellbarem Teilungsverhältnis für die Eingangs impulsfolge hergestellt ist, der einen Impuls nach Erreichen einer vorgegebenen Impulsanzahl erzeugt.

Es ist auch zweckdienlich, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Stoppeingang der Steuereinheit und dem Ausgang des Impulsformers mittels einer Impuisverzögerungseinrichtung hergestellt ist.

Es ist von Vorteil, daß an den Ausgang des Impulsformers der Eingang einer zusätzlichen Impulsverzögerungseinrichtung angschlossen ist, deren Ausgang an den Starteingang der Steuereinheit gelegt ist.

Es ist bevorzugt, daß der elastische Schlauch zickzackförmig in einer Ebene liegt, wodurch die Wahrscheinlichkeit

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vermindert wird, daß der elastische Schlauch die Berührungsstelle mit der Welle des elektrischen Antriebs bei Änderung des Abstandes zwischen der Rolle und der Welle verläßt.

Es ist ratsam, daß ein System zur peristaltischen Dosierung aus mindestens zwei in Reihe miteinander geschalteten peristaltischen Dosiergeräten zusammengesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Walzen des elastischen Schlauchs mit einer großen Seibschiußflache, was die Dosierungssicherheit erhöht.

Ferner ermöglicht die Erfindung das Dosieren in Einzel- - und Gruppendosen, was den Dosierungsbereich erweitert.

Außerdem bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Dosierung in entgegengesetzten Richtungen vorzunehmen, was den Betrieb des Dosiergerätes erleichtert.

Weiterhin wird durch die Erfindung die Torsionsbeanspruchurg entlang der Erzeugenden des elastischen Schlauchs beseitigt, wodurch die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß der Schlauch kleinen Durchmessers die Berührungsstelle mit der Welle des elektrischen Antriebs verläßt.

Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung eine peristaltische Mehrkomponentendosierung nach leicht variierbaren Programmen, was das Anwendungsgebiet recht beträchtlich erweitert.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer konkreten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Pig. I Punktionsschaltbild des erfindungsgemäßen peristaltischen Dosiergeräts in der Ausgangslage;

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Dosierung, das auf der Basis der peristaltischen Dosiergeräte nach. Pig. 3,4 und 5 für die Mehr !component end os ierung in Einzel- und Gruppendosen nach, dem vorgegebenen Druck- und Absaugprogramm ausgeführt ist.

Das peristaltische Dosiergerät enthält einen elastischen Schlauch I (Fig.I) mit einem beweglichen Abschnitt 2 und unbeweglichen Abschnitten 3 und 4yeinen elektrischen Antrieb 5 mit Welle 6 für das Walzen des beweglichen Abschnitts 2 des Schläuche 1. Der Schlauch 1 verläuft zickzackfÖrmig in einer Ebene und ist mit Eichteilungen versehen, die für die Einstellung der Dosisgröße bestimmt sind. Der unbewegliche Abschnitt 4 des Schläuche I ist zwischen eine Klemmvorrichtung 8 und einen Anschlag 9 geführt, durch die spontane Verschiebungen des Schläuche

1 0 I verhindert werden. Mit der Welle 6 ist eine Holle/iiber ein Mittel II verbunden, das zur Übertragung einer Gegendrehung von der Welle zur Bolle hin dient, eine Änderung zwischen denselben zuläßt und die Welle 6 und die Holle IO (dieses Mittel wird nachstehend als "l'reibriemen II bezeichnet, der um 180° umgedreht und in der Mitte zwischen der Welle 6 und der Bolle 10 gekreuzt ist) umschlingt. Der bewegliche Abschnitt 2 des Schlauchs I ist zwischen die Welle 6 und die Bolle IO geführt, wobei der Abstand zwischen denselben an der Walzstelle durch die Wandungsstärke des Schlauchs I in der Lage bestimmt wird, bei der der innere Kanal des Schlauchs I vollständig\^eklemmt ist. Der unbewegliche Abschnitt 3 des Schlauchs I ist zwisqhen ein Kiemmittel 12 und einen Anschlag 13 geführt. Der Holle IO und dem Kiemmittel 12 ist ein Antrieb 14 zugeordnet, an dessen Eingänge 15 und 16 ein Umschalter für die Hichtungsänderung

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Fig. 2 F unkt ions schalt bild des peristaltisciien Dosiergeräts im Augenblick der Beendigung der Ausgabe einer Portion des zu dosierenden Mediums,

Fig. 3 Strui kturschema des peristaltischen Dosiergeräts mit; einem Verbindungsstuck für die Dosierung in Einzeldosen,

Fig. 4 Strukturschema des peristaltischen Dosiergeräts mit einem Zähler für die Dosierung in Gruppendosen, der ein einstellbares Te ilungs ,---verhältnis der Eingangs impulsfolge aufweist und einen Impuls am Ausgang nach Erreichen einer vorgegebenen Impulsanzahl liefert,

Fig. 5 Strukturschema des peristaltischen Dosiergeräts mit einer Impulsverzögerungseinrichtung für eine Dosierung von Gruppendosen in der Zeit,

Fig. 6 Struktur schema des peristaltischen Dosiergeräts nach Fig. 3 mit einer zusätzlichen Impulsverzögerungseinrichtung für den Betrieb, der eine ßegelung der Menge an Einzeldosen in einer Zeiteinheit gewährleistet;

Fig. 7 Struktur schema eines System^szur peristaltischen Dosierung, das auf der Basis des peristaltischen Dosiergeräts nach Fig. 3 für die Mehrkomponentendosierung in Einzeldosen bei vorgegebenem Verhältnis ausgeführt ist,

Fig.8 Strukturschema eines System^szur peristaltischen Dosierung, das auf der Basis des peristaltischen Dosiergeräts nach Fig. 3 für die selbststeuerbare Mehrkomponentendosierung in Einzeldosen ausgeführt ist,

Fig. 9 Struktur schema des Systems zur peristaltischen

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der Dosierung angeschlossen ist, der zur Phasenumkehr der Bewegung der Rolle IO und des Klemmittels 12 dient. Das .Dosiergerät ist mit einer Steuereinheit ausgerüstet, die eine Reversiereinrichtung 19, an die ein impulsgesteuerter Einschalter und ein impulsgesteuerter Ausschalter 21 angeschlossen sind, deren Eingänge als ^t arteingang 22 bzw. Stoppeingang 23 der Steuereinheit 18 dienen, und Endstellungsgeber 24 und 25 für den beweglichen Abschnitt des elastischen Schläuche besitzt. An die jeweiligen Eingänge 26 und 2? des elektrischen Antriebs 5 und an die Eingänge 15 und 16 des Antriebs 14· sind direkt bzw.v'deri Umschalter 17 die Ausgänge 28 und 29 der Reversiereihriahtung 19 angeschlossen. An den Geber 25 ist ein Impulsformer 30 angeschlossen, der einen Ausgang 31 hat.

In Fig. 2 ein Strukturschaltbild des per is taltischen Dosiergeräts im Augenblick der Beendigung der Ausgabe einer Portion des zu dosierenden Mediums dargestellt. Die Rolle 10 ist von der Welle 6 ui" einen Abstand entfernt, bei dem der innere Kanal des Schlauchs I halbgekleirunt ist. d.h. dessen Querschnitt an dieser Stelle ellipsenförmig (nicht gezeigt) ist. Der unbewegliche Abschnitt 3 des Schlauchs I ist mit Hilfe des Mittels 12 am Anschlag 13 vollständig geklemmt. Die Krümmung des Schlauchs I wirkt auf den Endstellungsgeber 24- des beweglichen Abschnitts des elastischen Sohlauchs ein.

Beim Dosieren in Einzeldosen sind der Stoppeingang 23 der Steuereinheit 18 und der Ausgang 31 des Impulsformers 30, die jeweils als S-fcoppeingang 32(i'ig. 3) und Ausgang 33 des Dosiergeräts 34 dienen, über ein Verbindungsstück 35 verbunden. Hierbei bildet der ^tarteingang 22 (Fig.I) der Steuereinheit

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einen Starte ingang 36 (Fig. 3) des Dosiergerätes 34.

Beim Dosieren in Gruppendosen ist zwischen dem Stoppeingang 32 (PIg. 4) und dem Ausgang 33 des peristaltischen Dosiergeräts 34 ein Zähler 37 geschaltet, der ein einstellbares Teilungsverhältnis für die Eingangs impulsfolge aufweist und einen Impuls am Ausgang nach Erreichen einer vorgegebenen Imp ulsanzahl erzeugt, wobei dieser Zähler zum peristaltischen Dosiergerät 34 gehört.

Im Dosierungsbetrieb mit üruppendosen ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Stoppeingang 32 (Pig. 5) und dem Ausgang 33 des peristaltischen Dosiergeräts 34· eine Impulsverzögerungseinrichtung 38 geschaltet, die ein Bestandteil des peristaltischen Dosiergeräts 34 ist.

Im Dosierungsbetrieb, bei dem die Anzahl von Dosen in einer Zeiteinheit regelbar ist, ist an den Stoppeingang 32 (Pig.6) des peristaltischen Dosiergeräts 34 eine zu diesem gehörende, zusätzliche Impuls ν er zöger ungs einrichtung 39 niit ihrem Eingang 40 geschaltet, während der Ausgang der Einrichtung 39 am Eingang 36 des Dosiergeräts 34 liegt.

Zur vorliegenden Erfindung gehört auch ein System

zur peristaltischen Dosierung, das aus drei nach Pig. 3 erfindungsgemäß ausgeführten peristaltischen Dosiergeräten (Fig.7) zusammengesetzt ist. Das Verbindungsstück 42 vereinigt den Stoppeingang 32 eines vorhergegangenen Dosiergeräts 34 mit dem Starteingang 34 eines nächstfolgenden Dosiergeräts.

Bei einer selbststeuerbaren Dosierung ist im System zur peristaltischen Dosierung der Ausgang 33 (Pig. 8) des dritten peristaltischen Dosiergeräts 34 mit dem Eingang 36 des ersten

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Dosiergeräts über ein Verbindungstück 4 J verbunden.

Zur Erfindung gehört noch, ein System zur peristal-

tischen Dosierung, das aus drei in Reihe miteinander verbundenen, peristaltischen Dosiergeräten J54 (Fig.9) zusammengesetzt ist, die nach Fig. 3,4 und 5 ausgeführt sind. Die Verbindungstücke 42 (Fig.9) sind ähnlich der Fig. 7 angeschlossen.

Betrachten wir die Arbeitsweise des peristaltischen Dosiergeräts am Beispiel einer Betriebsweise, · . bei der eine kontinuierliche Druckdosierung erfolgt.

In der Ausgangslage ist der Schlauch I (Fig. I) mit dem zu dosierenden Medium gefüllt, das nach außen nicht fließen kann, weil der innere (nicht gezeigte) Kanal des ^chlauchs I mittels der Rolle an der Welle 6 vollständig /«geklemmt ist.

Der Umschalter 17 für die Richtungsänderung der Dosierung ist auf Druckbetrieb eingestellt, bei dem die Ausgänge 28 und 29 der Reversiereinrichtung über den Umschalter 17 mit den Eingängen 15 bzw. 16 des Antriebs 14 verbunden sind.

Sobald ein Impuls an den Eingang 22 der Steuereinheit angelegt wird, der als Starte ingang des Dosiergeräts dient, wird durch den impulsgesteuerten Einschalter 20 der Steuereinheit 19 über die Reversiereinheit der elektrische Antrieb 5 und der Antrieb 14 zur Funktion gebracht.

Der elektrische Antrieb 5 beginnt den beweglichen Abschnitt 2 des ^chlauchs I in vollständig geklemmtem Zustand mit Hilfe der Welle 6 und der Rolle 10 nach unten (in

der Zeichnung ) zu walzen, wobei die Rolle IO

in bezug auf_die VVeH₆ 6 in entgegengesetzLem Drehsinn durch den Treibriemen 11 angetrieben wird. Dadurch wird das im

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Schlauch I enthaltene, zu dosierende Medium über den unbeweglichen Abschnitt 3 nach außen verdrängt. Gleichzeitig damit wird durch den unbeweglichen Abschnitt 4 des Schlauchs I eine neue Menge des zu dosierenden Mediums angesaugt.

Sobald auf den Geber 24 (Pig. 2) die sich nähernde Krümmung des Schlauchs I einwirkt, wird ein Signal geliefert, das auf die .Reversiereinrichtung 19 gegeben wird, die den elektrischen Antrieb 5 und den Antrieb 14 umsteuert. Durch den Antrieb wird dabei die vollständige Klemmung des unbeweglichen Abschnitts 3 des Schlauchs I am Anschlag 1.3 mit Hilfe des Kiemmittels 12 vorgenommen und die Rolle von der Welle 6 auf einen solchen Abstand entfernt, daß der Schlauch I im Raum zwischen der Welle und der Rolle halbgeklemmt wird. Dann beginnt der elektrische Antrieb mit dem Walzen des halbgeklemmten Schlauchs in entgegengesetzter Richtung. Im halbgeklemmten Zustand hat der Schlauch I eine Querelastizität, die dafür ausreicht, um sein Reibungswalzen durch die Welle 6 und die Rolle 10 vorzunehmen. Zugleich behält der Kanal des Schlauchs 1 an der Walzstelle ständig eine ellipsenförmige Gestalt bei, was dem zu dosierenden Medium erlaubt, sich zusammen mit dem beweglichen Abschnitt 2 des Schlauchs I zu verschieben.

Sobald auf den Geber 25- die Krümmung des Schlauchs I einwirkt, was von einem Signal festgestellt wird, das auf die Revers ier vorrichtung 19 gegeben wird, steuert die letztere wieder den elektrischen Antrieb 5 und den Antrieb 14 um. Der Antrieb 14 führt dabei die Rolle 10 an die Welle heran, so daß der Schlauch I vollständig geklemmt wird, und zieht das Klemmittel 12 vom Anschlag 13 zurück, wodurch der unbewegliche Abschnitt des Schlauchs 3 halbgeklemmt wird.

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Der elektrische Antrieb beginnt aufs neue mit dem Abwärtswalzen des vollständig geklemmten Schlauchabschnitts 2, wobei die neue Portion des zu dosierenden Mediums verdrängt wird, und weiter wird das beschriebene Arbeitsspiel zyklisch so lange wiederholt, bis das Dosiergerät stillgesetzt wird.

Die Stillsetzung des Dosiergeräts erfolgt durch Anlegen eines Impulses an den Stoppeingang der Steuereinheit 18, der als Stoppeingang des Dosiergeräts dient, Infolgedessen stellt der Ausschalter 21 mittels der Reversiereinrichtung 19 den elektrischen Antrieb I und den Antrieb 14 ab.

Auf solche Weise pumpt das peristaltische Dosiergerät das zu dosierende Medium in. einzelnen Mengen

zur Dosierung

im Druckbetrieb. Die Leistung der Dosierung ist beim beschriebenen Betrieb dem Innendurchmesser des verwendeten Schlauchs I, der Länge des zu walzenden Abschnitts 2 und der Walzgeschwindigkeit direkt proportional. Das Volumen des zu dosierenden Mediums ist der Dosierungszeit direkt proportional.

Die Arbeitsweise des peristaltischen Dosiergeräts bei der kontinuierlichen Absaugdosierung (Einsaugen in den •Schlauchabschnitt-3)-- . -· ist im wesentlichen ähnlich

der obenbeschriebenen bei der Druckdosierung. Der Unterschied besteht nur darin, daß der Umschalter 17 (Fig.1,2) für die Richtungsänderung der Dosierung vorher in die Lage eingestellt wird, die punktiert angedeutet ist. Bei dieser Lage des Umschalters 17 sind die Ausgänge 28 und ^9 der Reversiereinrichtung 19 über den Umschalter mit den «jeweiligen Eingängen 16 bzw. 15 des Antriebs 14 verbunden. Nach Anlegen

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eines Impulses an den Eingang 22 (Fig. 2) wird durch den Antrieb 14 die .Rolle von der Welle 6 in einen solchen Abstand entfernt, daß der Schlauch halbgeklemmt und durch den Antrieb 5 in halbgeklemmtem Zustand abwärts gewalzt wird. .Beim Aufwärtswalzen des Schläuche I wird durch die Rolle IO (Fig,I) der Schlauch I an der Welle 6 vollständig geklemmt, und das Aufwärtswalzen erfolgt in vollständig geklemmtem Zustand des Schlauche. Dies führt seinerseits dazu, daß das peristaltische Dosiergerät die Absaugung durchführt.

Beim Dosieren in Einzeldosen funktioniert das perist altische Dosiergerät wie folgt.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 56 (Fig.3) des Dosiergeräts 34· beginnt das letztere je nach der Lage des Umschalters 17 (Fig. 1,2) im Druck-bzw. Absaugbetrieb zu funktionieren. Zu Beginn der Rückkehr des Schlauchs in die Ausgangslage wirkt, nachdem die Ausgabe der ersten Portion(Einzeldosis) des zu dosierenden Mediums abgeschlossen ist, die Krümmung des Schlauchs I (Fig.I) auf den Geber 25 ein, von dem ein Signal am Impulsformer 30 eintrifft. Der Former JO erzeugt einen Impuls am Ausgang 31» der als Ausgang 33 (Fig.3) des Dosiergeräts auftritt. Dieser Impuls gelangt über das Verbindungsstück 35 auf den Stoppeingang 32 des Dosiergeräts und dieses stoppt "von selbst". Auf solche Weise wird pro Impuls, der dem Starteingang 36 zugeführt wird, vom Dosiergerät eine Binzeldosis ausgegeben, die dem Innendurchmesser des verwendeten Schläuche 1 (Fig.1,2) und der Länge des zu walzenden beweglichen Schlauchabschnitts 2 direkt proportional ist, die duroh

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Hinein-oder Herausziehen des Schläuche I in der Klemmvorrichtung 8 geregelt werden kann, wodurch die Einzeldosis von gewünschter Große nach den Eichteilungen 7 eingestellt wird.

Beim Dosieren in Gruppendosen, arbeitet das peristaltische Dosiergerät folgendermaßen.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 (Fig.4) des Dosiergeräts 34 beginnt das letztere je nach der Lage des Umschalters 17(Fig.I,2) im Druck-bzw. Absaugbetrieb zu funktionieren. Nach Abschluß der Ausgabe jeder Einzeldosis wird im Augenblick der Rückkehr des Schlauchs I (Fig. I) in die Ausgangslage vom Impulsformer 30 ein Impuls erzeugt. Diese Impulse vom Ausgang 33(-Fig»4) werden auf den Zähler 37 gegeben, der ein einstellbares Teilungsverhältnis für die Eingangsimpulsfolge aufweist und einen Impuls nach Erreichen einer vorgegebenen

t-rerö ^an
Impulsanzahl abgibt, undyvon diesem Zähler summiert. Sobald die Anzahl von Impulsen der am Zähler 57 vorgegebenen Zahl gleich ist, gelangt ein Impuls vom Ausgang des Zählers auf den Stoppeingang 32 des Dosiergeräts 34, so daß die Ausgabe der Gruppendosis unterbrochen wird. Auf solche Weise wird pro Impuls, der dem Eingang 36 zugeführt wird, vom Dosiergerät 34 eine Gruppendosis ausgegeben, die aus Einzeldosen besteht, deren Anzahl am Zähler vorgegeben werden kann.

Beim Dosieren in Gruppendosen, die zeitlich regelbar sind, funktioniert das peristalt isehe Dosiergerät wie folgt.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 (Fig.5) des Dosiergeräts 34 pumpt das letztere das zu dosierende

Medium zur Dosierung im Jruck-bzw. Absaugbetrieb je nach der Lage des Umschalters 17(Fig.I,2). Nach Abschluß der Ausgabe

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der ersten Einzeldosis gelangt vom Ausgang 33 (Fig.5) auf die Impulsverzögerungseinrichtung 38 ein Impuls. In der Einrichtung 38 wird dieser Impuls um die vorgegebene Zeit verzögert, während das Dosiergerät inzwischen das Uberpumpen des zu dosierenden Mediums fortsetzt. Hach Ablauf der Verzögerungszeit des Impulses gelangt dieser auf den Stoppeingang 32 des Dosiergeräts 34, und die Ausgabe der Gruppendosis wird unterbrochen. Auf solche Weise wird pro Impuls, der dem Eingang 36 zugeführt wird, vom Dosiergerät 34 eine Gruppendosis ausgegeben, die aus Einzeldosen besteht, deren Anzahl direkt proportional der Impulsverzögerungszeit (plus/ minus eine Einzeldosis, denn der Ablauf der Verzögerungszeit kann in jedem Augenblick des Zyklus der Ausgabe der Einzeldosis geschehen) ist.

Im Dosierungsbetrieb, der eine .Regelung der Anzahl von Einzeldosen in einer Zeiteinheit ermöglicht, arbeitet das Dosiergerät wie folgt.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 (Fig.6 ) gibt das Dosiergerät 34 eine .Einzeldosis aus, weil der Impuls vom Ausgang 33 über das Verbindungsstück 35 am Stoppeingang eintrifft, so daß das Dosiergerät "von selbst·¹ stoppt. Gleichzeitig damit gelangt der Impuls vom Ausgang 33 auf den Eingang 40 der zusätzlichen Impulsverzögerungseinrichtung 39. Nach Ablauf der in der Einrichtung 39 vorgegebenen Verzögerungszeit wird ein Impuls von deren Ausgang 41 auf den Starteingang 36 des Dosiergeräts 34 gegeben und löst wieder dieses aus. Weiter wird das ganze obenbeschriebene Arbeitespiel so lange wiederholt, bis von dem Starteingang 36 der Ausgang 41 der Einrichtung 49 getrennt wird. Also ist es ausrechend , das Do-

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siergerät durch einen am Starteingang 36 eintreffenden Impuls nur einmal in .Punktion zu setzen, daß es selbsttätig arbeiten und mit einer Leistung dosieren wird, welche der Verzögerungszeit umgekehrt proportional ist, die durch die Einrichtung 39 vorgegeben wird.

Um ein Mehrkomponentendosieren in Binzeldosen mit vorgegebenem Verhältnis vorzunehmen, wird ein System zur peristaltic sehen Dosierung verwendet, das aus drei peristaltischen Dosiergeraten 34(E¹Ig.?) zusammengesetzt ist.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 des ersten (in der Zeichnung links angeordneten) Dosiergeräts 34 wird von diesem eine E'inzeldosis der ersten zu dosierenden Komponente ausgegeben. Nach Abschluß der Ausgabe stoppt das erste Dosiergerät 34 "von selbst" und setzt gleichzeitig

mit Hilfe des Verbindungsstück das zweite Dosiergerät 34 in Funktion, das ebenfalls nach Abschluß der Ausgabe der Einzeldosis der zweiten Komponente "von selbst" stoppt und zugleich das dritte Dosiergerät 34 auslöst. Nach Beendigung der Ausgabe der dritten Komponente wird der Zyklus der vorgegebenen Mehrkomponentendosierung abgeschlossen. Somit werden pro Impuls, der dem Eingang 36 des ersten Dosiergeräts 34 zugeführt wird, von diesem System Binzeldosen in einer gewünschten Reihenfolge und einem vorgegebenen Verhältnis ausgegeben, das durch die Größe der in den Dosiergeräten 34 eingestellten Sinzeldosen bestimmt wird.

Zur Durchführung der selbststeuerbaren Mehrkomponentendosierung in Einzeldosen mit vorgegebenem Verhältnis wird ein System zur per istalt ischen Dosierung nach Fig. 8 benutzt.

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Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 des ersten Dosiergeräts funktioniert das System ähnlich dem vorstehend beschriebenen Betrieh. Nachdem die Ausgabe einer Einzeldosis im dritten (in der Zeichnung rechts angeordneten) Dosiergerät 34 zum Abschluß gekommen ist, stoppt das letztere "von selbst" und löst mit Hilfe des Verbindungsstücks 43 das erste Dosiergerät 34 über dessen Starteingang 36 wieder aus. Somit arbeitet das einemal ausgelöste System selbsttätig und ununterbrochen so lange, bis eine der Verbindungen 42 oder 43 unterbrochen wird.

Um ein Mehrkomponentendosieren in Einzel- und Gruppendosen nach einem vorgegebenen Druck- und Absaugprogramm durchzuführen, wird ein System benutzt, das aus drei erfindungsgemäßen Dosiergeräten 34 (Fig. 9) besteht.

Beim Anlegen eines Impulses an den Starteingang 36 des ersten (in der Zeichnung links angeordneten) Dosiergeräts 34 wird von diesem eine Einzeldosis der ersten Komponente ausgegeben. Dann, kommt das zweite Dosiergerät 34 zur Funktion, das die zweite Komponente als eine Gruppendosis ausgibt, deren Größe am Zähler 37 vorgegeben wird. Dann wird das dritte Dosiergerät 34 in Funktion gesetzt, das vorher z.B. in den Absaugbetrieb duroh den Umschalter 17 (Fig. 1,2) übergeführt werden kann. In diesem Falle führt das dritte Dosiergerät 34 (Fig.9) die Absaugung eines Gemisches aus, das zwei Komponenten besteht, und transportiert dieses Gemisch zu einer vorbestimmten Stelle. Wenn man die Impuxaverzögerungszeit in der Einrichtung 38 so einstellen, daß sie bedeutend größer ist, als dies für die Absaugung des vom ersten und zweiten Dosiergerät 34 auf-

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bereiteten Gemisches benötigt wird, führt das dritte Dosiergerät 34 zusätzlich das Durchblasen des Kanals (nicht gezeigt) durch, über den dieses Gemisch transportiert wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Mehrzweckanwendung der peristaltischen Dosiergeräte.

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PERISTALTISCHES DOSIERGERAT UWD AUF DESSEN BASIS AUSGEFÜHRTES SiSTM ZUR PESISTALTISCHEIi DOSIERUNG

ZUSAMIENFASSUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Dosier einrichtungen und Dosiersysteme.

Das erfindungsgemäße peristaltische Dosiergerät enthält einen Schlauch (I) mit einem beweglichen Abschnitt(2) und unbeweglichen Abschnitten (5,4). Der bewegliche Schlauchabschnitt ist zwischen eine Rolle (10) und eine Welle (6) eines elektrischen Antriebs (5) geführt, wobei auf einem der unbeweglichen Abschnitte O) ein ^lernmittel (12) vorgesehen ist. Die Rolle (10) und die Welle (6) sind miteinander über ein Mittel (II) zur Übertragung einer Gegendrehung von der Welle zur Rolle verbunden, das eine Änderung des Abstandes zwischen denselben zuläßt. Kn. den Antrieb (14) für das Verstellen der Rolle (10) und des Klemmittels (12), an den elektrischen Antrieb(5) sowie an die zwei Endstellungsgeber (24,25) des beweglichen Abschnitts des elastischen Schlauchs ist über einen Umschalter (17) für die Richtungsänderung der Dosierung ' eine Reversier-

einrichtung (19) der Steuereinheit (18) angeschlossen, die einen impulsgesteuerten Einschalter (20) und einen impulsgesteuerten Ausschalter (21) enthält, welche mit der Reversiereinrichtung (19) in Verbindung stehen.

Das erfindungsgemäße System zur peristaltischen Dosierung ist aus mindestens zwei miteinander verbundenen peristaltischen Dosiergeräten zusammengesetzt.

COPV

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Das per ist alt is ch.e Dosiergerät und das auf dessen Basis ausgeführte System zur peristaltischen Dosierung werden zur diskreten und sterilen Dosierung von Gasen, flüssigen Medien und feste Bestandteile enthaltenden Medien verwendet.

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Claims

DOSIERGERÄT TIND AUi1 DESSEN BASIS AUSGEFÜHRTES SYSTEM ZUE PKR IST ALT ISUHM DOSIERUNG PATENTANSPRÜCHE:

1. Per ist alt is ehe s Dosiergerät, das einen elastischen Schlauch mit einem beweglichen und unbeweglichen Abschnitten, einen elektrischen Antrieb mit einer Welle für das Walzen des beweglichen Abschnitts des elastischen Schlauche, eine Eolle für das Andrücken des beweglichen Abschnitts des elastischen Schläuche an die Welle des elektrischen Antriebs* ein Kiemmittel, das auf einem der unbeweglichen Abschnitte des elastischen Schläuche angeordnet ist, zwei Endstellungsgeber für den beweglichen Abschnitt des elastischen Schläuche und eine Steuereinheit enthält, die eine Reνersiereinrichtung, die mit dem elektrischen Antrieb, dem Antrieb und den genannten Endstell ungsgebern in elektrischer Verbindung steht, und einen impulsgesteuerten Einschalter, der mit der Reversiereinrichtung verbunden ist und einen Eingang hat, der als Starteingang der Steuereinheit dient, aufweist, dadurch gekennze ichnet, daß das Dosiergerät ein Mittel (11) zur Übertragung einer Gegendrehung von der Welle (6) zur Rolle (10), welches die Welle (6) und die Rolle (10) umschlingt und eine Änderung des Abstandes zwischen denselben zuläßt, und einen Umschalter für die Richtungsänderung der Dosierung aufweist, der zur Phasenumkehr der Bewegung der Rolle (10) und des Klemmlttels (12) dient und der _an die Eingänge (15, 16) des Antriebs (14) und an die Eingänge (28, 29 ) der Reversiereinrichtung (19) angeschlossen ist, während die Steuereinheit (18)

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zusätzlich einen impulsgesteuerten Ausschalter enthält, der an die Reversiereinrichtung (19) angeschlossen ist und dessen Eingang als Stoppeingang der Steuereinheit (18) dient.

2. Dosiergerät nach Anspruch !,dadurch g ekennze ichnet, daß es einen Impulsformer (30) enthält, dessen Eingang an einen der Endstellungsgeber des beweglichen Abschnitts des elastischen ^chlauchs angeschlossen ist und dessen Ausgang (31) niit dem Stoppeingang (23) der Steuereinheit (18) in elektrischer Verbindung steht.

3. Dosiergerät nach Anspruch 2,dadurch gekennze ichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Stoppeingang (23) der Steuereinheit (18) und dem Ausgang (31) des Impulsfomers (30) über einen Zähler (37) mit einstellbarem Teil^ungsverhältnis für die Eingangsimpulsfolge hergestellt ist, der einen Impuls nach Erreichen einer vorgegebenen Impulsanzahl erzeugt.

4. Dosiergerät nach Anspruch 2,dadurch g e kennze icnnet, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Stoppeingang (23) der Steuereinheit (18) und dem Ausgang (31) des Impulsformers (30) mittels einer Impulsverzögerungseinrichtung (38) hergestellt ist.

5. Dosiergerät nach den Ansprüchen 2b is 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (31) des Impulsformers (30) der Eingang (40) einer zusätzlichen Impulsverzögerungseinrichtung (39) angeschlossen ist, deren Ausgang (41) an den Starteingang (22) der Steuereinheit (18) gelegt ist.

6. Dosiergerät nach den Ansprüchen 2bis 4, dadurch gekennze ichnet, daß der elastische Schlauch zick-

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zackförmig in einer Bbene liegt} wodurch die Wahrecheinlichkeit vermindert wird, daß der elastische Schlauch die Berührungsstelle mit der Welle (6) des elektrischen Antriebs (5) bei Änderung des AbstanJes zwischen der Rolle ( 10) und der Welle (6) verläßt.

7". System zur peristaltischen Dosierung, dadurch ge k en η ζ e i c h η e t-, daß es aus mindestens zwei in Reihe miteinander geschalteten peristaltischen Dosiergeräten (j54) nach Ansprüchen 1 bis 4 zusammengesetzt ist.

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