-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen
Entnehmen, Wiegen und Mischen von verschiedenen kostbaren Flüssigkeiten
entsprechend Daten, die beispielsweise von einem Rechner geliefert wurden,
unter sehr strengen Bedingungen der Reinhaltung sowie der
Gewichtsdosierung.
-
Auf dem Gebiet der Parfümene und der Kosmetik, wie auch auf den Gebieten
der klassischen Pharmazie und Homöopathie, welche extrem genaue
Dosierungen erfordern, werden die Misch- und Wiegeoperationen in den
Labors häufig von Hand ausgeführt, gemäß einer gewissen Tradition, wobei
jedoch elektronische Präzisionswaagen verwendet werden, die gleichwohl
nicht die Möglichkeit geben, Fehlerrisiken auszuschließen, was die Dosierung
und die Handhabung von Flüssigkeiten anbetrifft.
-
Um diese Nachteile zu beseitigen, US-994 687 im Hinblick auf die
Realisierung der geometrischen Dilution einer Flüssigkeit die Anwendung
einer peristaltischen Pumpe vor, umfassend eine Anzahl von zueinander
parallelen Schläuchen, die unter einem Rotor hindurchlaufen, der mit
Druckrollen ausgerüstet ist, wobei eines der Enden eines jeden Schlauches in
einen Vorratsbehälter mit Verdünnungsflüssigkeit eintaucht, während das
andere Ende an ein vertikales Rohr angeschlossen ist, das auf einem
beweglichen Träger montiert ist und oberhalb eines Aufnahmeflakons mündet.
-
Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung, die konzipiert ist zum
geometrischen Verdünnen ein und derselben Flüssigkeit in mehreren
Behältern mit Hilfe ein und desselben Verdünnungsmittels vermag nicht der
Verwirklichung einer Mischung aus mehreren Flüssigkeiten und variabler
Anzahl zu genügen.
-
Das Dokument WO-A-91/08451, das ein früheres Anmeldungsdatum hat,
jedoch nach der Hinterlegung der vorliegenden Anmeldung eingereicht
wurde, schafft Abhilfe, indem es eine Vorrichtung vorschlägt, die es erlaubt,
Dosierungsfehler, wie auch die beim Handhaben von sehr teuren und
manchmal korrosiven Produkten auftretenden Risiken zu vermeiden, indem
einerseits eine optimale Wirtschaftlichkeit dieser Produkte durch eine große
Sicherheit und eine große Handhabungsgenauigkeit garantiert wird, und
andererseits eine sehr schnelle Ausführung, wie auch eine bessere sanitäre
Sicherheit des Personales, dessen Kontakt mit Dämpfen, insbesondere
Ethyldämpfen verringert wird.
-
Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfaßt modulare
Elemente, die je nach Bedarf miteinander kombinierbar sind, wobei jedes
Element oder jeder Modul eine Mehrzahl von Pump- oder Durchströmbläcken
aufweisen, die jeweils mit einem Flakon oder mit einem anderen Behälter
einteilig sind, die den in einen Aufnahmebehälter zu überführenden Stoff
enthalten.
-
Bei dieser Vorrichtung umfaßt jeder Pumpenblock eine peristaltische Pumpe,
die keinen Motor und keinen Rotor umfaßt; die Letztgenannten sind
gemeinsam und fest auf einem beweglichen Roboterarm montiert, der ein
Handhabungsmittel des Aufnahmeflakons umfaßt, während das Gehäuse des
peristaltischen Pumpenkörpers einen Quetschschlauch aufweist und einerseits
vom offen ist, um das Einführen des vom Motor angetriebenen,
rollentragenden Rotors zu erlauben, und andererseits hinten offen ist, um das
Austauschen des Schlauches zu ermöglichen.
-
Eine solche Vorrichtung stellt eine Einheit dar, die durch nicht-qualifiziertes
Personal einfach zu warten und zu benutzen ist, und erlaubt u.a. eine nicht
leugbare Wirtschaftlichkeit bezüglich der Produkte und bezüglich der
Verdrahtung, da nur ein einziger Motor, ausgerüstet mit einem Rollentrag-
Rotor ausreicht, was die Pumpengehäuse anbetrifft, theoretisch ohne
Beschränkung der Anzahl.
-
Die aus Motor und rollentragendem Rotor gebildete Einheit wird vor dem
Pumpengehäuse angeordnet, gestaltet entsprechend dem Entnahme- und
Mischprogramm und wird angeschlossen und läuft um im Sinne des Förderns
der Flüssigkeit bis zum Erzielen des gewünschten Gewichtes, wird sodann
angehalten und läuft im umgekehrten Sinn um, um in den Ausgangsbehälter
die Flüssigkeit zurückzuführen, die im Schlauch enthalten ist, und um sie
somit der oxidierenden Wirkung der Luft zu entziehen. Am Ende dieser
Operation kuppelt sich die Einheit ab und wird vor einem anderen
Pumpengehäuse entsprechend der Folge des eingestellten Programmes
positioniert, während eine Vorrichtung bekannter Art den Schlauch derart
zusammenquetscht, daß der Zutritt von Luft und ein unerwünschtes Strömen
des Produktes unterbleibt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung
der Vorrichtung anzugeben, die Gegenstand des Dokumentes WO-A-91/08451
ist.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt in gleicher Weise wie die in dem
genannten Dokument beschriebene Vorrichtung modulare Elemente, die je
nach Bedarf einander zuordenbar sind, wobei jedes Element oder Modul eine
Mehrzahl von Pump- oder Überführblocks aufweist, die einen
Quetschschlauch beinhalten und jeweils mit einem Flakon oder einem
anderen Aufnahmebehälter fest verbunden sind, enthaltend das in einen
Aufnahmeflakon umzufüllende Flüssig produkt.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt außerdem eine peristaltische,
aus zwei Teilen bestehende Pumpe, deren erstes Teil einen Pumpenkörper
umfaßt, vorgesehen zum Aufnehmen eines Quetschschlauches, und deren
zweites Teil einen Rotor umfaßt, angetrieben von einem Motor, der Bestandteil
einer mobilen Einheit ist, die ein System zum Halten des Aufnahmeflakons
umfaßt, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenblock
oben offen ist, um das Einführen des vom Motor angetriebenen Rotors zu
ermöglichen.
-
Gemäß der Erfindung umfaßt der eingebrachte Rotor drei bis sechs
zylindrische Rollen oder Zylinder mit Einkerbung, wobei der eine oder der
andere Typus von Rollen einsetzen läßt je nach der Eignung des Schlauches,
sich aufzurollen oder auszuweichen.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist
der peristaltische Pumpenkärper einteilig mit dem Pumpenblock, der an den
Seiten offen ist, um das leichte Austauschen des Schlauches zu ermöglichen.
-
In diesem Falle ist der Pumpenkärper vorteilhafterweise aus zwei Teilen
gebildet, die elastisch miteinander vereinigt sind, um ein Anpassen an
Schläuche unterschiedlicher Durchmesser zu erlauben; diese Durchmesser
liegen im allgemeinen zwischen 3 und 6 mm.
pBeim Betrieb wird die gesamte Einheit, bestehend aus dem Motor und dem
rollentragenden Rotor, auf dem Pumpenblock positioniert, bestimmt durch
das Entnahme- und Mischprogramm, schließt sich an, läuft um im Sinne des
Durchsatzes der Flüssigkeit bis zum Erzielen des gewünschten Gewichtes,
hält sodann an und läuft sodann in umgekehrtem Sinne ein- oder zweimal
um, um in den Ausgangsbehälter Flüssigkeit wieder einzuführen, die im
Schlauch enthalten ist, und um somit die oxidierende Wirkung von Luft zu
unterbinden. Am Ende dieser Operation wird die Einheit abgekoppelt und an
einem anderen Pumpenblock positioniert, entsprechend der Folge des
eingestellten Programmes.
-
Gemäß einer zweiten Ausführungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist der peristaltische Pumpenblock einteilig mit der mobilen Einheit, und der
Pumpenblock ist nach unten offen, um das Einführen des Pumpenkörpers zu
erlauben.
-
Diese zweite Ausführungsform bietet den Vorteil, daß nur ein Pumpenkörper
und ein Rotor notwendig sind für eine Mehrzahl von Pumpenblocks.
-
Das Arbeiten ist dasselbe wie dasjenige der vorausgegangenen
Ausführungsform insofern, als die aus Motor und rollentragendem Rotor
gebildete Einheit gleichzeitig mit dem Pumpenblock verfahren wird, der unter
dem Quetschschlauch des Pumpenblocks angeordnet wird, während der
Rotor oberhalb angeordnet ist.
-
Bei Abwesenheit des rollentragenden Rotors quetscht eine Vorrichtung den
Schlauch derart, daß ein ungewolltes Strömen des Produktes sowie der
Eintritt von Luft verhindert werden.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird vervollständigt durch eine
Wiegevorrichtung klassischer Art, vorteilhafterweise angeschlossen an einen
Rechner, der den automatischen Betrieb der Einheit gemäß dem gewählten
Programm steuert.
-
Die vorliegende Erfindung wird klarer aus der folgenden Beschreibung, die
sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, die eine nicht-beschränkende
Ausführungsform wiedergibt.
-
Die Zeichnung beinhaltet folgendes:
-
- Figur 1 stellt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der
Erfindung dar, mit einem rollentragenden Rotor in abgekoppelter Position.
-
- Figur 2 stellt den Pumpenkärper der Vorrichtung gemäß Figur 1 in
Frontansicht dar.
-
- Figur 3 stellt denselben Pumpenkörper dar, im Schnitt gesehen, gemäß
der Schnittlinle M von Figur 2 in abgekoppelter Position mit dem Rotor.
-
- Figur 4 stellt denselben Pumpenkärper dar, im Schnitt gesehen, in
angekoppelter Position mit dem Rotor.
-
- Figur 5 stellt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der
Erfindung dar.
-
- Figur 6 stellt den Pumpenkörper der Vorrichtung von Figur 5 dar, von vorn
gesehen.
-
- Figur 7 stellt denselben Pumpenkörper dar, im Schnitt gesehen, in
abgekoppelter Position mit dem Rotor.
-
- Figur 8 stellt denselben Pumpenkörper dar, im Schnitt gesehen, in
angekoppelter Position mit dem Rotor.
-
Aus Figur 1 erkennt man, daß ein Pumpenblock 10 der Vorrichtung gemäß
der Erfindung eine peristaltische Pumpe 1 umfaßt, die geeignet ist, an eine
mobile Einheit 2 angekoppelt zu werden, umfassend einen Rotor mit Rollen 3,
ausgerüstet mit vier Rollen mit Kerben 33, angetrieben von einem Motor 4
sowie eine Aufnahmevorrichtung 5 zum Halten des Aufnahmeflakons 6, wo
das Mischen der Produkte vorgenommen wird; die Aufnahmevorrichtung 5
umfaßt eine Wiegevorrichtung (in der Figur nicht dargestellt), die es erlaubt,
die Menge der Flüssigkeit 11, die in den Flakon 6 eingeführt wird, zu steuern.
-
Der Pumpenkörper 1 umfaßt zwei Teile, die durch ein Federblech 16 (in Figur
2 erkennbar) miteinander verbunden sind, und er umfaßt einen
Quetschschlauch 8, der in einen seitlichen Teil des Pumpenktrpers 1 durch
eine Führung 17 einmündet, verlängert in das Innere des Pumpenkörpers 1
mittels eines Ausgußmundstückes 19, das an seinem unteren Teil mündet;
Schlauch 8 ist andererseits an ein Rohr 9 angeschlossen, das durch einen
Stopfen 13 hindurch in einen Flakon 11' eingeführt ist, der die Flüssigkeit 11,
die zu entnehmen ist, enthält, und der in einem Flakonträger 14 gehalten ist,
umfassend den Stopfen 13. Ein kurzes Rohr 12 ist durch den Stopfen 13
hindurchgeführt und hält die Flüssigkeit 11 unter Umgebungsdruck, während
eine Quetscheinrichtung 15 ein Verschließen des Schlauches 8 nach der
Entnahme ermöglicht; die Quetscheinrichtung 15 gelangt beim Ankoppeln des
Rotors 3 an den Pumpenkörper 1 mechanisch außer Eingriff.
-
Ein Hebel 18, der schwenkbar an die mobile Einheit 2 um eine Achse 18'
angeschlossen ist, legt sich gegen die Basis des Pumpenkörpers 1 während
des Ankoppeins des Rotors 3 an, um das Annähern und Positionieren des
Letztgenannten zu erleichtern.
-
Aus den Figuren 2, 3 und 4 erkennt man den Pumpenkörper 1 der
peristaltischen Pumpe, gebildet aus zwei Teilen, durch ein Federblech 16
miteinander verbunden ist, fixiert am Träger 14 mittels Schrauben, die durch
zwei Bohrungen 21 hindurchgehen und den Schlauch 8 absperren, der in zwe
kreisbogenförmigen Führungen 17 angeordnet ist.
-
Der Schlauch 8 mündet im Pumpenkörper 1 durch eine Führung 17,
angeordnet auf der Seite des genannten Pumpenkörpers, und die
abgezogene Flüssigkeit 11 strömt in den Aufnahmeflakon 6 durch das
Mundstück 19 hindurch.
-
Die Rollen 33, die in gleichen Abständen über den Rotor 3 verteilt sind,
erlauben es, eine peristaltische Bewegung im Schlauch 8 zu ermöglichen,
und ermöglichen somit das aufeinanderfolgende Pumpen kleiner Mengen der
Flüssigkeit 11 in den Flakon 11'; das Steuern des Motors 4 erlaubt es, den
Umlauf des Rotors 3 und damit das Entnehmen von Flüssigkeit 11 zu
verzögern oder zu beschleunigen.
-
Aus Figur 5 erkennt man, daß bei dieser Ausführungsform der Pumpenkörper
1 einteilig ist mit der mobilen Einheit 2 mittels eines Gelenkarmes 28, der um
eine Achse 28' schwenkbar gelagert ist, während der Schlauch 8 an einem
Träger 81 gelagert ist, der an die mobile Einheit ankoppelbar ist und der zu
diesem Zwecke an seinem und seinem unteren Ende offen ist.
-
Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Pumpenblock 20 den Schlauch 8,
montiert auf dem Träger 81 sowie dieselben Elemente wie bei der
vorausgegangenen Ausführungsform, dargestellt in Figur 1, nämlich den
Flakon 11', der die Flüssigkeit 11 enthält, die abzuziehen ist, getragen im
Flakonträger 14 und ausgerüstet mit einem durchbohrten Stopfen 13, durch
welchen ein kurzes Rohr 12 hindurchgeführt ist, ein Rohr 9, das in die
Flüssigkeit 11 eintaucht und an den Schlauch 8 angeschlossen, der in das
Innere des Pumpenblocks 20 hinein verlängert ist durch ein Ausgieß-
Mundstück, unterhalb dessen sich der Aufnahmeflakon 6 befindet, angeordnet
auf der Aufnahmevorrichtung 5, die Bestandteil der mobilen Einheit 2 ist.
-
In den Figuren 6, 7 und 8 findet sich der Pumpenkörper 1 wieder, der einteilig
ist mit dem angelenkten Arm 28, der Schlauch 8 auf seinem Träger 81 sowie
der Rotor 3 mit seinen Rollen 33, einteilig mit dem Motor 4.
-
Die Quetschschläuche der Pumpenblocks der Vorrichtung gemäß der
Erfindung sind derart auszuwählen, daß sie einen guten Widerstand
gegenüber Ethanol sowie korrosive Flüssigkeiten aufweisen, und sie bestehen
vorzugsweise aus Weichplastik mit Eigenschaften ähnlich PTFE.
-
Der Pumpenkörper ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt
aus Gründen des geringen Gewichtes sowie der Festigkeit und der
Einfachheit der Herstellung. Gewisse Kunststoffe können gleichermaßen
verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie gegenüber Lösungsmitteln sowie
Ethyldämpfen beständig sind, die in den behandelten Produkten enthalten
sind.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet zum
automatischen Mischen von Flüssigkeiten, die korrosiv sein können, von
verschiedener Viskosität und verschiedenen Ursprüngen; sie entspricht den
Grundsätzen eines Lastenheftes, insbesondere was die Notwendigkeit
anbetrifft, eine strenge Reinheit aufrechtzuerhalten, bezüglich der Produkte,
die zu manipulieren sind und bezüglich der Herstellungsingrediensen, die in
den verwendeten Produkten enthalten sind.
-
Die Vorrichtung der Erfindung ist insbesondere bestimmt für die Parfümerie
und Kosmetikindustrie, für die Para-Pharmazie und für die Pharmakologie,
kann jedoch auch verwendet werden im Bereich der aromatischen
Lebensmittelprodukte und verwendet werden durch Labors, die ihre
Fabrikation automatisieren wollen.