DE69920310T2 - Vorrichtung zur geregelten Aufnahme und Abgabe von volumetrisch dosierten Flüssigkeiten - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das kontrollierte Abziehen und die kontrollierte Abgabe von volumetrisch dosierten Flüssigkeiten.
• Das Dokument WO-A-9404415 beschreibt eine Vorrichtung zur Abgabe von Substanzen, die biologisch gefährlich sind, wobei die Vorrichtung eine Station zum Aufnehmen und Füllen mehrerer Spritzen umfasst, wobei diese Station mit Einrichtungen zum Betätigen einer jeden Spritze versehen ist.
• Existierende Vorrichtungen für die volumetrische Dosierung, insbesondere von der Art, wie sie bei der Zubereitung von Färbelösungen zum Färben von Textilmaterialien verwendet werden, umfassen im wesentlichen eine Struktur mit einer Plattform, mehrere auf ihr angeordneten Gefäßen oder „Flaschen", welche die Lösungen enthalten, wobei jedes Gefäß eine Lösung entsprechend einer vorbestimmten Farbe enthält und an einer festen und im voraus bestimmten Stelle der Plattform angeordnet ist. In einer getrennten Station der gleichen Plattform befinden sich im Bereich von festen und im voraus festgelegten Positionen Gefäße oder „Gläser", die dazu dienen, die Lösungen aufzunehmen, die aus den Flaschen in vorgegebenen Dosen abgezogen wurden. Das Abziehen und Dosieren der Lösungen werden mit Hilfe einer Spritze oder „Pipette" durchgeführt, die auf der Plattform zwischen den Flaschen, welche die aus ihnen abzuziehenden Lösungen enthalten, und den Gläsern bewegbar sind, welche die Lösungen in vorgegebenen Dosen aufnehmen. Ein elektronischer Prozessor oder Rechner steuert die Bewegungen der Pipette zwischen den verschiedenen Stellen auf der Plattform.
• Um die gleiche Spritze beim Entnehmen und Dosieren verschiedener Lösungen zu verwenden, muss jedes Mal mit Hilfe eines geeigneten Lösemittels ein Waschvorgang durchgeführt werden, um nachteilige Verschmutzungen der Lösungen zu vermeiden. Eine solche Vorrichtung ist in dem Dokument EP-A-0 602 737 beschrieben.
• Ein Nachteil, der sich aus der Verwendung einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art ergibt, ist die Tatsache, dass immer dann, wenn die Spritze gewaschen wird, ein Verlust an Restflüssigkeit eintritt, d. h. der Flüssigkeit, welche die Dosis übersteigt, die in die Gläser gegeben werden soll, wobei dieser Rest zusammen mit dem Lösemittel ausgestoßen und in einer Abführleitung für eine nachfolgende Beseitigung zusammen mit anderen Elementen gesammelt wird.
• Ein weiterer Nachteil liegt in der allgemeinen Verlangsamung der Betriebsvorgänge aufgrund der Zeit und Sorgfalt, die erforderlich sind, um eine ordnungsgemäße Waschung der Spritze durchzuführen. Darüber hinaus kann die Möglichkeit nicht vollständig ausge schlossen werden, dass die Lösungen dennoch verschmutzt werden, da die Spritzenkammer nach dem Waschen noch immer eine gewisse Menge des restlichen Lösemittels enthalten kann.
• Es sei auch darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung dieser Art von Vorrichtung für die volumetrische Dosierung von Flüssigkeiten wie z. B. Essenz- und Parfüm-Lösungen jede Waschung eine riesige Menge von Lösemittel oder alkoholischen Produkten erfordert, die teurer als Wasser sind. In diesem industriellen Sektor spielt das Problem einer möglichen Verschmutzung verschiedener Lösungen, die verarbeitet werden sollen, tatsächlich eine besondere Rolle, und eine solche Verschmutzung kann zu Schäden führen, die weit ernster sind als im Falle der Zubereitung von Färbelösungen zum Färben von Textilmaterialien.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die besagten Nachteile zu überwinden. Dieses Ergebnis wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, dass eine Vorrichtung geschaffen wird, welche die im Anspruch 1 niedergelegten Merkmale aufweist. Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
• Die Vorteile, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben, liegen im wesentlichen in der Tatsache, dass es möglich ist, die Notwendigkeit vollständig zu beseitigen, einen Waschvorgang der Spritzen durchzuführen, was zu einer signifikanten Verminderung der für die Arbeitsabläufe benötigten Zeiten und dadurch zu einer entsprechenden Erhöhung der Produktionskapazität der Vorrichtung und der völligen Beseitigung des Risikos einer Lösungsverschmutzung führt; dass eine Vorrichtung gemäß der Erfindung auf einfache, kostengünstige Weise herstellbar und auch nach einer langen Betriebsdauer zuverlässig arbeitet; dass es möglich ist, Flüssigkeiten jeder Art mit maximaler Genauigkeit und ohne jede Möglichkeit einer Verschmutzung zu behandeln, d. h. zu entnehmen und zu dosieren, wie es beispielsweise für Färbelösungen für Färbevorgänge und Lösungen für die Parfüm- oder Arznei-Industrie erforderlich ist.
• Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, die ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt, das jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist; in der Zeichnung zeigen:
• 1, 2 jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer vorteilhaften Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und
• 3a, 3b, 3c und 3d in schematischer Seitenansicht aufeinander folgende Stufen für das Entnehmen einer Flüssigkeit aus einem Speichergefäß oder einer Flasche.
• Wie man der beigefügten Zeichnung entnimmt, die, wie oben erläutert, eine mögliche Ausführungsform darstellt, betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für die ge steuerte Entnahme und Abgabe von volumetrisch dosierten Flüssigkeiten. Die Vorrichtung umfasst eine Tragstruktur 1, die eine Ebene definiert, auf der eine Reihe erster Gefäße 2 und eine Reihe zweiter Gefäße 3 angeordnet werden kann. Die ersten Gefäße, die in der vorliegenden Beschreibung auch als Flaschen 2 bezeichnet werden, enthalten Substanzen in flüssiger Form, die in geeigneter Weise dadurch kombiniert werden sollen, dass sie in zweite Gefäße 3 eingebracht werden (die im folgenden als Gläser bezeichnet werden). Um die in den Flaschen 2 enthaltenen Substanzen in die Gläser 3 zu überführen, sind Entnahmeeinrichtungen vorgesehen, die wenigstens eine Brücke 4 umfassen, die auf der Struktur 1 in zwei Richtungen entsprechend der Längserstreckung der Struktur unter der Steuerung entsprechender Bewegungselemente 94 bewegt werden kann, bei denen es sich beispielsweise um elektrische Bewegungseinrichtungen handelt und mit einer Stange 940 und Transmissionsringen 941. Das Brückenelement 4 trägt eine bewegliche Ausrüstung 5, die sich längs des Brückenelementes 4 in einer Richtung F bewegen kann, die quer zur Längserstreckung der Struktur 1 verläuft, d. h. senkrecht zur oben erwähnten Richtung V, unter der Steuerung beispielsweise eines elektrischen Bewegungselementes 95, mit einem entsprechenden ringförmigen Transmissionsriemen 950. In der Praxis wird die bewegliche Ausrüstung veranlasst, sich auf der Ebene der Struktur 1 längs ihrer beiden Dimensionen zu bewegen. Darüber hinaus ist im Bereich der beweglichen Ausrüstung 5 ein Klemmkopf 6 vorgesehen, der auch als sich bewegender Arbeitskopf X bezeichnet wird, dem entsprechende Bewegungselemente 96 zugeordnet sind, die beispielsweise elektrischer Natur sein können, wobei der Kopf auf einer entsprechenden geraden Führung 960 in vertikaler Richtung (die z. B. in den 3b und 3d mit z bezeichnet ist) zur Ebene der Struktur 1 hin oder von dieser weg bewegt werden kann, auf der die Gefäße 2, 3 angeordnet sind. Der Klemmkopf 6 hat zwei Arme 66, die in gesteuerter Weise aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, beispielsweise in der Richtung, die in 3a durch P angegeben ist, um so ein Klemmelement für eine Reihe von einzelnen Entnahme- und Abgabeelementen zu bilden, bei denen es sich um spritzenartige Elemente 7 handelt, die im Bereich einer jeden Flasche 2 vorgesehen sind.
• Im Ruhezustand ist jede Spritze 7 in die Zugangsöffnung 8 der entsprechenden Flasche 2 eingeführt und die entsprechende Nadel 77 ist in die in dieser Flasche enthaltene Substanz eingetaucht. Die Spritze 7 hat ein Umfangsteil oder Kragen 78 mit größerem Querschnitt und solchen Abmessungen, dass er vollständig die Öffnung der Flasche 2 verschließt. Dieses Merkmal ermöglicht es, die Flasche 2 abzudichten und verhindert dadurch, jedes mögliche Austreten aufgrund von Verdampfung der in der Flasche enthaltenen Substanzen.
• Bei der Entnahme der in einer gegebenen Flasche enthaltenen Substanz wird die bewegliche Ausrüstung 5 in dem Bereich der ausgewählten Flasche 2 gebracht und der Klemmkopf 6 wird, wie in den 3a und 3b gezeigt, nach unten bewegt. Über ihrem eigenen Kolben 70 hat die Spritze 7 einen Bewegungsteil 79, der mit einem Gewinde versehen ist, das eine Schraubenmutter definiert, und auf den geeignete Schraubeinrichtungen 60 über einen entsprechenden Schrittmotor 9 einwirken können. Die Betätigung der Schraubeinrichtung 60 treibt den Bewegungsteil 79 und den hiermit fest verbundenen Kolben 70 zu einer vertikalen Verschiebung an; auf diese Weise ist es möglich, die Spritze 7 entweder zu füllen oder zu entleeren, je nachdem, ob eine nach oben oder eine nach unten gerichtete Bewegung erfolgt, sowie eine vorbestimmte Dosis zu entnehmen oder zuzuführen. Wenn der Entnahmevorgang abläuft, wie dies in den 3c und 3d dargestellt ist, werden die Schraubeinrichtungen 60 so betrieben, dass die Spritze 7 mit der vorgegebenen Dosis der in der ausgewählten Flasche enthaltenen Flüssigkeit gefüllt wird. Danach wird der Klemmkopf in der mit dem Pfeil dargestellten Richtung angehoben und die bewegliche Ausrüstung 5 wird zusammen mit der Spritze 7 zum Glas 3 bewegt, das die entnommene Flüssigkeit aufnehmen soll. Sobald der Inhalt aus der Spritze 7 entleert worden ist (d. h. nach Zuführung der vorgegebenen Dosis) wird die Spritze in ihre Ruhelage zurückbewegt.
• Um die Einrichtungen zu betreiben, welche die bewegliche Ausrüstung 5 und den Klemmkopf 6 antreiben, kann eine programmierbare elektronische Einheit (in den Fig. der beigefügten Zeichnung nicht dargestellt) verwendet werden, die einen Speicher zum Speichern von Daten umfasst, welche die Positionen der Flaschen 2 und Gläser 3 und die Werfe beinhalten, welche die vorgegebenen Dosen betreffen, d. h. die Hubweite des Kolbens 30 einer jeden Spritze 7. Alle oben erwähnten beweglichen Elemente unterliegen der Steuerung der gleichen programmierbaren Einheit. Da letztere dem Fachmann als solche bekannt ist, wird sie hier nicht im einzelnen beschrieben.

Claims (5)

1. Vorrichtung für die gesteuerte Entnahme und Abgabe von volumetrisch dosierten Flüssigkeiten, wobei die Vorrichtung folgende Bestandteile umfasst: – eine Tragstruktur (1 ), die eine erste Serie von Flaschen (2), welche Substanzen in einer flüssigen Phase enthalten, und eine zweite Serie von Gläsern (3) aufnehmen kann, die in der Lage sind, eine oder mehrere dieser Substanzen aufzunehmen, wobei die Tragstruktur eine Ebene definiert, auf der die Flaschen (2) und Gläser (3) angeordnet sein können, – einzelne, spritzenartige Elemente (7) zur Entnahme und zum Zuführen der Substanzen in voreingestellten Dosen einzeln aus den Flaschen (2) und zum Abgeben dieser Dosen in die Gläser (3), wobei für jede Flasche (2) ein spritzenartiges Element (7) vorgesehen ist, und wobei in einer Ruheposition in die Aufnahmeöffnung (8) einer jeden Flasche (2) ein entsprechendes spritzenartiges Element (7) eingeführt ist, wobei die Vorrichtung weiterhin folgendes umfasst: – Entnahmeeinrichtungen, die ein Brückenelement (4) umfassen, das sich in Längsrichtung (V) der Struktur bewegt und einen Betätigungs- und Antriebskopf (6) trägt, der sich längs einer vertikalen Richtung (Z) bewegt und dazu dient, das spritzenartige Element (7) einzuklemmen, wobei der Betätigungs- und Antriebskopf (6) Teil einer beweglichen Vorrichtung (5) ist, die sich längs des Brückenelementes (4) in einer Richtung (F) bewegen kann, die quer zur Längsrichtung (V) verläuft, und – eine programmierbare elektronische Einheit zum Betreiben der Entnahmeeinrichtungen, um jedes der spritzenartigen Elemente (7) aus seiner Ruhelage zu einer Position zu bewegen, in der die Substanzen in die Gläser (3) abgegeben werden, und um danach das spritzenartige Element (7) aus dieser Position zurück zu seiner Ruheposition zu bewegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen spritzenartigen Elemente (7) mit Einrichtungen (78) zum Verschließen der Flaschen (2) versehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Verschließeinrichtungen (78) aus einem Teil oder Kragen (78) mit größerem Querschnitt bestehen, den das einzelne spritzenartige Element (7) aufweist und der in der Lage ist, einen Stopfen für die Öffnung (8) der Flaschen (2) zu bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen spritzenartigen Elemente (7) einen Kolben (70) aufweisen, der mit einem Gewindeteil fest verbunden ist, der eine Schraubenmutter (79) bildet, wobei der Kopf (7) mit Schraubeinrichtungen (60) versehen ist, die zur Schraubenmutter (79) komplementär und in der Lage sind, während der Entnahme- und Abgabevorgänge den Kolben (70) in der vertikalen Richtung (Z) auf und ab zu bewegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (6) mit zwei Armen (66) versehen ist, die in der Lage sind, die spritzenartigen Elemente (7) einzeln einzuklemmen.