DE29618519U1

DE29618519U1 - Spülvorrichtung

Info

Publication number: DE29618519U1
Application number: DE29618519U
Authority: DE
Original assignee: Hoelzel H GmbH
Current assignee: Hoelzel H GmbH
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2006-10-24

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spülvorrichtung gemäß dem Schutzanspruch 1.

.Derartige Spülvorrichtungen werden vor allem im Laborbereich und chemischen Bereich eingesetzt, um Proben-, Leitungs- oder Meßgefäße aus Glas, wie etwa Pipetten, zu reinigen. Solche Spülvorrichtungen können zur Einleitung von Reinigungsflüssigkeit Düsenköpfe haben, die ihre Relativlage zu den verunreinigten Gefäßen ändern, um eine möglichst gute Reinigung zu gewährleisten. Die Reinigungswirkung wird hierbei dadurch erzielt, daß Reinigungsflüssigkeit mit hohem Druck aus den Düsen auf die zu reinigenden Gefäße gesprüht wird. Entscheidend für den Reinigungserfolg ist dabei die Härte und der Durchmesser der Düsenstrahlen.

Alternativ dazu können diese Spülvorrichtungen auch mit Bürstenwalzen ausgestattet sein, die sich zwischen den zu reinigenden Gefäßen bewegen. Aufgrund der starken mechanischen Einwirkung der Reinigungsborsten bzw. der Flüssigkeitsstrahlen auf die Gefäße ist es allerdings erforderlich, die Gefäße zu fixieren.

Das Reinigungsergebnis dieser Reinigungsvarianten ist bei Oberflächen von Gefäßen zufriedenstellend, die unmittelbar mit den Flüssigkeitsstrahlen oder den Reinigungsborsten in Berührung treten können, wenngleich ein hoher Energieaufwand für diese Art der Reinigung erforderlich ist. Unbefriedigende Reinigungsergebnisse werden dagegen bei Gefäßen erzielt, deren als Hohlräume ausgebildete Probe- oder Meßkammern nicht unmittelbar mit den Flüssigkeitsstrahlen oder Reinigungsborsten in Berührung treten können, sondern bestenfalls mit der Reinigungsflüssigkeit unzureichend benetzt werden. Bei größeren Verunreinigungen dieser Meßkammern genügt eine derartige Benetzung durch Reinigungsflüssigkeit oftmals nicht für eine ausreichende Reinigung. Vielmehr ist in einem solchen Fall eine längere und intensivere Einwirkung der Reinigungsflüssigkeit notwendig.

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Hinzu kommt, daß der Druck der Reinigungsflüssigkeitsstrahlen bzw. die Andruckkraft der Bürstenwalzen an die Gefäße oftmals wegen des Verschmutzungsgrades der Gefäße sehr hoch gewählt werden muß, was zu Beschädigungen empfindlicher Gefäße führen kann.

Daher werden insbesondere für die Reinigung von empfindlichen Gefäßen sowie von Gefäßen mit kleineren, kapillarartigen Hohlräumen, die für Reinigungsborsten oder Flüssigkeitsstrahlen schwer zugänglich sind, Spülvorrichtungen verwendet, die eine vollständige und schonende Umspülung oder Durchflutung der Gefäße mit Reinigungsflüssigkeit erlauben. Hierbei wird der Innenraum der Spülvorrichtung mit Reinigungsflüssigkeit befüllt und die Reinigungswirkung dadurch erzielt, daß Reinigungsflüssigkeit auch zu den unzugänglichen Stellen der Gefäße gelangen kann, so daß dort angelagerte Überreste von Reagenzien in die Reinigungsflüssigkeit diffundieren können. Sind die Gefäße vollständig mit Reinigungsflüssigkeit geflutet, so ist für den Reinigungserfolg lediglich die Länge der Einwirkzeitdauer der Reinigungsflüssigkeit auf die verunreinigten Gefäße maßgeblich, die sich je nach Verschmutzungsgrad der Gefäße ausdehnen läßt.

Bei einer solchen Umflutung besteht allerdings die Schwierigkeit, daß beim Füllvorgang der Spülvorrichtung mit Reinigungsflüssigkeit Verwirbelungen entstehen können, wodurch in den Hohlräumen der Gefäße, beispielsweise in den langgestreckten Kapillaren von Pipetten, Luft eingeschlossen werden kann. Reagenzienreste im Bereich dieser Lufteinschlüsse können somit nur unzureichend umspült und abgetragen werden, so daß eine ausreichende Reinigung solcher Gefäße nicht gewährleistet ist. Derartige Lufteinschlüsse können auch dazu führen, daß die betroffenen Pipetten in der mit Wasser gefüllten Spülvorrichtung aufschwimmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spülvorrichtung zu schaffen, die eine wirkungsvolle Reinigung von Gefäßen gestattet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen wird die Reinigungsflüssigkeit zunächst in einen Sammelraum gespeist, damit die beim Einspeisen enstehenden Verwirbelungen der Reinigungsflüssigkeit abgeschwächt werden. Die sich im Sammelraum bildende, weitgehend beruhigte Flüssigkeitssäule kommt sodann durch die Bodenöffnungen des Köchers hindurch mit den Gefäßen schonend in Kontakt.

Der Flüssigkeitspegel mit einer von Verwirbelungen weitgehend unbeeinflußten Flüssigkeitsoberfläche kann innerhalb des Köchers weiter ansteigen, ohne daß Öffnungen der Gefäße, die sich während des Füllvorganges noch über dem Flüssigkeitspegel befinden, durch Flüssigkeitstropfen verschlossen werden und es zu Lufteinschlüssen in den Gefäßen kommt. Ein Aufschwimmen der Gefäße aufgrund solcher Lufteinschlüsse kann somit vermieden
werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Spülvorrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Behälters; 30

Fig. 2 eine schematische Gesamtdarstellung der Spülvorrichtung;

Fig. 3 den Einlaufbereich des in Fig. 1 gezeigten Behälters; 35

Fig. 4a und 4b jeweils eine Draufsicht und eine Seitenschnittansicht einer Wasserdüse sowie

Fig. 4c eine Teilschnittansicht einer Reinigungsmitteldüse; 40

In Fig. 1 ist ein Behälter 1 einer erfindungsgemäßen
Spülvorrichtung schematisch gezeigt. Der Behälter 1 hat einen zylinderförmigen Mantel la und einen Boden Ib, an dem eine
Ablaufleitung 16 angeschlossen ist. Am Boden Ib des Behälters 1 sind außerdem ein Abstandhalter 4 sowie ein Heizelement 5 vorgesehen. Eine dem Boden Ib gegenüberliegende Öffnung 9c
des Behälters 1 ist durch einen Deckel Id abgedeckt. Im
Bereich dieser Öffnung 9c sind eine Düse 2 für Wasser, eine Düse 3 für ein flüssiges Reinigungsmittel sowie eine

Eintrittsdüse 11 angeordnet. Ebenfalls im Bereich dieser
Öffnung 9c befindet sich ein Zentrierflansch Ic, in den der Deckel Id mittig eingesetzt wird. Ferner dient der
Zentrierflansch zur Führung eines Köchers 6 in den Behälter 1.

Der Köcher 6 ist zur Aufnahme von verunreinigten Pipetten vorgesehen. Er hat einen zylinderförmigen Mantel 7, der mit dem zylinderförmigen Mantel la des Behälters 1 einen
Ringspalt 9b ausbildet. Ferner hat der Köcher 6 einen mit

Öffnungen 8a versehenen Boden 8. Zwischen dem Boden 8 des

Köchers 6 und dem Boden Ib des Behälters 1 ist ein Bodenraum als Teil eines Sammelraumes 9a zur Aufnahme der
Reinigungsflüssigkeit ausgebildet.

Beim Einsetzen des Köchers 6 in den Behälter 1 wird der

Köcher 6, geführt vom Zentrierflansch Ic, mittig zum Mantel la des Behälters 1 auf dem Abstandhalter 4 abgesetzt.

In Fig. 2 ist die gesamte Spülvorrichtung dargestellt. Die
Spülvorrichtung hat neben dem in der Fig. 1 gezeigten
Behälter 1 einen Vorratsspeicher 12 für flüssiges
Reinigungsmittel, das über eine in der Spülvorrichtung
integrierte Pumpe 14 und über die Reinigungsmitteldüse 3 in den Behälter 1 gefördert wird. Die Wasserzufuhr erfolgt von der Wasserversorgung über ein elektronisch angesteuertes

Eingangsventil 17 und über die Wasserdüse 2 in den Behälter 1. Der herkömmliche Leitungsdruck von 0,5 bis 6 bar reicht
hierbei für die Wasserzufuhr aus, da das Leitungswasser
lediglich gegen den Luftdruck im Behälter 1 gefördert werden muß.

Die im oberen Bereich des Behälters 1 angebrachte Eintrittsdüse 11 ist über eine Leitung 18 mit einer Ablaufleitung der Pumpe 13 verbunden. 5

Zwei parallel geschaltete Pumpen 13, 15, die über die Ablaufleitung 16 an den Sammelraum 9a des Behälters angeschlossen sind, gewährleisten die vollständige Entleerung des Behälters 1 während der Reinigungs-, Spül- und Trocknungsphasen und führen das Abwasser vom Sammelraum 9a über ein Siphon dem Abwassersystem zu. Hierbei übernimmt die leistungsstärkere Pumpe 13 die Entleerung des Behälters 1 nach einem Reinigungs- oder Spülvorgang. Die leistungsschwächere Pumpe 15 fördert dagegen während des gesamten Trocknungsvorganges von den Pipetten 10 tropfende Flüssigkeit aus dem Behälter 1 stetig ab.

Die Reinigungs-, Spül- und Trocknungsprozesse sind mit Hilfe einer nicht gezeigten elektronischen Steuerungseinheit der Spülvorrichtung über ein Bedienfeld der Spülvorrichtung steuerbar.

Für den Reinigungsprozeß werden zunächst die Pipetten 10 mit der Spitze nach oben in die Köcher 6' gestellt'. Der Köcher wird anschließend in den Behälter 1 der Spülvorrichtung eingesetzt und der Behälter 1 über den Deckel Id verschlossen. Danach beginnt der Reinigungsvorgang mit dem Befüllen des Behälters 1 mit Wasser. Das Wasser tritt dabei, gesteuert über das Steuerventil 17, durch die Düse 2 in den Behälter 1 ein.

Ca. 5 Sekunden nach Beginn des Füllvorganges mit Wasser wird automatisch eine über das Bedienfeld veränderbare Menge an flüssigem Reinigungsmittel durch die Düse 3 in den Behälter dosiert.

Eine derartige automatische Dosierung von Reinigungsmittel erfolgt, sofern destilliertes Wasser in den Behälter 1 gespeist wird. Dagegen wird bei einem Anschluß der Spülvorrichtung an eine herkömmliche Wasserversorgung eine

Pufferlösung zur Behandlung des Leitungswassers vom Vorratsspeicher 12 über die Reinigungsmitteldüse 3 in den Behälter 1 dosiert. Die Zugabe des Reinigungsmittels erfolgt in diesem Fall von Hand in den Behälter 1. 5

Die in den Behälter 1 eingespeiste Flüssigkeit sammelt sich im Sammelraum 9a und beruhigt sich dort. Die dabei entstehende ansteigende Flüssigkeitssäule kann unbeeinflußt von größeren Verwirbelungen über die Öffnungen 8a im Köcherboden 8 die Pipetten 10 schonend und vollständig umspülen. Aufgrund dieser schonenden Umspülung sind innerhalb des Köchers 6 keine Fixiervorrichtungen für die Pipetten 10 notwendig. Vielmehr können die Pipetten 10 lose innerhalb des Behälters 1 der Spülvorrichtung angeordnet werden, ohne beim Füllvorgang aneinander zu reiben oder aufzuschwimmen.

Da im Köcher 6 keine Fixiervorrichtungen für die Pipetten notwendig sind, kann ein Maximum des zur Verfügung stehenden Köcherraumes zur Reinigung der Gefäße verwendet werden. Ferner müssen die Pipetten nicht umständlich an Fixiervorrichtungen im Köcher befestigt werden, wodurch die Anordnung der Gefäße in dem Köcher weitaus weniger Zeit in Anspruch nimmt.

Der Füllvorgang wird durch das Steuerventil 17 automatisch unterbrochen, sobald der Köcher 6 mitsamt den darin enthaltenen Pipetten 10 vollständig umspült ist. Aufgrund der Anordung der Düsen 2, 3 und 11 im oberen Bereich des Behälters 1 befinden sich die Düsen auch bei dem nunmehr maximalen Flüssigkeitspegel über der Flüssigkeitsoberfläche.

Nach Abschluß des Füllvorganges und der Dosierung des Reinigungsmittels beginnt der eigentliche Reinigungsprozeß mit dem langsamen und stetigen Erwärmen der Reinigungsflüssigkeit durch das Heizelement 5 auf einen Temperaturbereich von ca. 85 ⁰C bis 90 ⁰C. In diesem Temperaturbereich wirkt die erhitzte Reinigungsflüssigkeit auf die Verunreinigungen der Pipetten 10 ein, die dabei vollständig aufgelöst oder angelöst werden. Von entscheidender Bedeutung für das Reinigungsergebnis ist dabei

die Einwirkzeit der Reinigungsflüssigkeit auf die Schmutzpartikel an der ,Pipettenglasoberf lache, die durch unzählige Mikrolunker in der Oberfläche die Schmutzpartikel festhält. Mit steigender Einwirkzeit kann somit die Reinigungsflüssigkeit effektiver auf die Verunreinigungen an der Glasoberfläche einwirken.

Nach dem ReinigungsVorgang wird die erhitzte Reinigungsflüssigkeit durch die für den Temperaturbereich der Reinigung geeigneten Pumpen 13 und 15 aus dem Behälter 1 vollständig abgepumpt und über ein Siphon in das Abwassersystem entsorgt.

Im Anschluß daran werden die Spülzyklen gestartet, d.h. der Behälter 1 wird wiederholt über die Düse 2 mit Wasser geflutet und anschließend über die Ablaufleitung 16 vollständig entleert. Somit werden auch kleinste, bereits angelöste Schmutzpartikel nach und nach von der Glasoberfläche der Pipetten schonend entfernt und aus dem Behälter 1 gefördert. Mit jedem Spülzyklus verringert sich dabei die Gefahr einer möglichen Kontaminierung. Entscheidend bei den Spülzyklen ist nicht die Anzahl der Zyklen, sondern die Einwirkzeit des Spülwasser auf die angelösten Verunreinigungen an den Pipetten während der Spülpausen. Mit steigender Einwirkzeit kann somit das Wasser effektiver auf die Verunreinigungen an der Glasoberfläche einwirken und diese entfernen.

An den Spülzyklen schließt sich automatisch das Trocknen der Pipetten 10 an. Dabei werden die Pipetten mittels des

Heizelements 5 auf ca. 120 ⁰C erwärmt. Das von den Pipetten abtropfende Restwasser sammelt sich dabei im Sammelraum 9a und wird über die Pumpe 15 ständig aus dem Behälter 1 entfernt und dem Abwassersystem zugeführt. 35

Nach Beendigung der Trocknung stehen dem Anwender somit biologisch vollständig gereinigte und getrocknete Pipetten zur Verfügung.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel des aus der Wasserdüse 2, der Reinigungsdüse 3 und der Eintrittsdüse 11 bestehenden Einlaufes gezeigt. Die Reinigungsdüse 2 und die Wasserdüse 3 sind zueinander axial und in Urafangsrichtung versetzt an dem Mantel la angebracht. Diese Relativlage der Wasserdüse 3 und der Reinigungsmitteldüse 2 ermöglicht es, den Wasserstrahl der Wasserdüse 2 direkt auf den Düsenaustritt 3a der Reinigungsmitteldüse 3 auszurichten. Durch die hierbei entstehende Sogwirkung, die der Düsenaustritt 3a der Reinigungsmitteldüse 2 durch den Wasserstrahl erfährt, werden nach dem Dosiervorgang Reinigungsmittelreste aus der Reinigungsmitteldüse 3 gespült. Dadurch wird sichergestellt, daß nur beim Reinigungsvorgang Reinigungsmittel in den Behälter gelangt. Beim darauffolgenden Spül- und Trocknungsvorgang kann somit ein Nachtropfen des Reinigungsmittels in den Behälter 1 vermieden werden, so daß die Reinigungsqualität nicht beeinträchtigt wird.

Da der Leitungsdruck im Wasserversorgungsnetz schwanken kann, sind die Düsen 2 und 3 in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet, so daß ein Auftreffen des Wasserstrahles auf den Düsenaustritt 3a der Reinigungsdüse unabhängig von dem Leitungsdruck gewährleistet ist.

Um möglichst schnell eine homogene Durchmischung von Wasser und dem Reinigungsmittel zu erreichen, sind die Wasser- und Reinigungsmitteldüsen vorzugsweise derart an dem Mantel des Behälters angebracht, daß die Einspeiserichtung der Düsen nahezu tangential zum Mantel la des Behälters 1 verläuft.

Diese Flüssigkeitsführung bewirkt eine gute Durchmischung bereits an der Mantelfläche des Behälters 1. Ferner wird gewährleistet, daß die Flüssigkeit über annähernd den gesamten Mantel la des Behälters verteilt wird, wodurch die Flüssigkeit nahezu ohne Verwirbelungen den Sammelraum 9a füllt.

Zusätzliche im Behälter vorgesehene Rühreinrichtungen für eine Homogenisierung der Reinigungsflüssigkeit, wie z.B. Magnetrührer, lassen sich somit vorteilhafterweise vermeiden. 40

In den Figuren 4a bis 4c sind spezielle Ausführungsbeispiele der Wasserdüse 2 und der Reinigungsdüse 3 gezeigt. Demgemäß haben die Reinigungsmitteldüse 2 (Figur 4c) und die Wasserdüse 3 (Figuren 4b und 4c) im wesentlichen den gleichen Aufbau, wodurch eine produktive und kostengünstige Fertigung der Düsen möglich ist.

Beide Düsen haben einen Düsenkopf 2b bzw. 3b und einen Gewindeabschnitt. Innerhalb des Gewindeabschnittes ist eine Axialsackbohrung 2c bzw. 3c ausgebildet, die mit einer Versorgungsleitung verbunden wird. Die Axialsackbohrung 2c bzw. 3c mündet in zumindest eine Radialbohrung 2a bzw. 3a, die im Düsenkopf 2b bzw. 3b ausgebildet ist. Diese Radialbohrung 2a bzw. 3a. bildet am Düsenkopf 2b bzw. 3b den Düsenaustritt.

Die Düsen werden in Aufnahmebohrungen des Mantels la des Behälters 1 geschraubt. Im eingeschraubten Zustand ragen die Düsenköpfe 2b bzw. 3b derart in den Innenraum des Behälters vor, daß die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsströme nahezu tangential auf den Mantel la des Behälters 1 treffen, wodurch die Flüssigkeit verteilt über die gesamte Mantelfläche in den Sammelbehälter 9a geführt wird.

Der Unterschied zwischen der Wasserdüse 2 und der Reinigungsmitteldüse 3 liegt lediglich in der Anzahl der Radialbohrungen 2a bzw. 3a im jeweiligen Düsenkopf 2b bzw. 3b. So hat die Wasserdüse 2 zwei Radialbohrungen 2a im Düsenkopf 2b, so daß zur Vermeidung hoher Wasserdrücke in der Versorgungsleitung eine große Volumenmenge an Wasser ausgestoßen werden kann. Die sich von der Axialsackbohrung 2c im Düsenkopf 2b erstreckenden Radialbohrungen 2a schließen dabei, wie in Figur 4a gezeigt, einen bestimmten Winkel ein, so daß die Wasserstrahlen parabelartig aus der Düse 2 austreten können.

Im Gegensatz dazu ist es gemäß Figur 4c.ausreichend, den Düsenkopf 3b der Reinigungsmitteldüse 3 mit nur einer Radialbohrung 3a auszustatten, da dem Wasser lediglich geringe Mengen an Reinigungsflüssigkeit zudosiert werden.

Claims

TIEDTKE - BUHLI-NG-' -.s&lNNE·.· & PARTNER

Patentanwälte

Tiedtke-Bühling -Kinne & Partner, POB 20 19 18, D-80019 München Vertreter beim EPA*

Dipl.-Ing. H. Tiedtke' Dipl.-Chem. G. Bühling' Dipl.-Ing. R. Kinne*

Dipl.-Ing. B. Pellmann'

Dipl.-Ing. K. Grams" Dipl.-Biol. Dr. A. Link Dipl.-Ing. A. Vollnhals' Dipl.-Ing. T. Leson* Dipl.-Ing. H. Trösch Dipl.-Ing. Dr. G. Chivarov*

Bavariaring 4,

D-80336 München

23. Oktober 1996 S chu t &zgr; ansprüche

DE 18634

1. Spülvorrichtung mit

einem Sammelraum (9a) ,

einem im Sammelraum befindlichen Köcher (6), dessen Inneres durch im Köcher (6) ausgebildete Öffnungen (8a) mit dem Sammelraum (9a) verbunden ist, und einer Einlaufeinrichtung (2, 3) zur Versorgung des Sammelraumes (9a) mit einer Reinigungsflüssigkeit.
2. Spülvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufeinrichtung (2, 3) aus einer Wasserdüse (2) und einer Reinigüngsmittelduse (3) besteht, die an einem senkrechten Mantel (la) des Sammelraumes (9a) angeordnet sind.
3. Spülvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenaustritt (2a) der Wasserdüse (2) auf den Düsenaustritt (3a) der Reinigungsdüse (3) gerichtet ist.
4. Spülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Ablaufeinrichtung (16) zur Entsorgung von Reinigungsflüssigkeit aus dem Sammelraum (9a).
5. Spülvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufeinrichtung (16) mit zwei parallel geschalteten Pumpen (13, 15) verbunden ist.

Telefon: 089-544690 100446.2361@COmpUServe.COm Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 (BLZ 700 800 00)

V^ f Deutsche Bank (München) Kto. 2861060 (BLZ 700 700 10)

Telefax (G3): 0 89-53 26 11 (During introduction phase mailbox Posibank (München) Kto. 670-43-804(blz 700100 so)

^v ' Dai-lchi-Kangyo Bank (Manchen) Kto. 51 042 (BLZ 700 207 00)

Telefax (G4): 089-53 29 09 50 check will be only twice a week) sanwa Bank (Düsseldorf) &kgr;&kgr;>. soo 047 (blz 301307 ooj