DE9209011U1 - Dosing device - Google Patents
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Description
Keil&SchaafhausenKeil&Schaafhausen
PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
Frankfurt am MainFrankfurt am Main
03.07.199203.07.1992
D 30 w G 6D 30 w G 6
DANI-Analysentechnik
Vertriebsgesellschaft mbH
Neustraße 5DANI analysis technology
Sales company mbH
Neustrasse 5
6503 Mainz-Kastel6503 Mainz-Kastel
DosiereinrichtungDosing device
Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung, insbesondere für Flüssigkeiten, bestehend aus einem Spritzenkörper mit einem Verschiebekanal, in dem ein Spritzenkolben längsbeweglich geführt ist.The invention relates to a dosing device, in particular for liquids, consisting of a syringe body with a sliding channel in which a syringe piston is guided so as to be longitudinally movable.
Derartige Dosiereinrichtungen sind bereits bekannt und werden in der Praxis vielfach benutzt. Diese Dosiereinrichtungen müssen allerdings äußerst sorgfältig gehandhabt werden, um Verunreinigungen der jeweiligen zu dosierenden, liquiden Probe durch Rückstände vorheriger Proben zu vermeiden, da diese zu erheblichen Meßunsicherheiten führen können. Manuell zu handhabende, bekannte Dosiereinrichtungen werden aus diesem Grund nach Beendigung des Dosiervorganges mit einer Reinigungslösung gewaschen und anschließend bspw. unter Vakuum getrocknet, was jedoch, insbesondere im automatisierten Betrieb sehr aufwendig ist. Darüber hinaus besteht bei den bekannten Dosiereinrichtungen während des Betriebes das Problem, daß sich beim Füllen im dosierten Flüssigkeitsvolumen häufig Gasblasen bilden, die zusätzlich zu einer Erhöhung des Meßfehlers beitragen können.Such dosing devices are already known and are widely used in practice. However, these dosing devices must be handled extremely carefully to avoid contamination of the liquid sample to be dosed by residues from previous samples, as this can lead to considerable measurement uncertainty. For this reason, manually operated, known dosing devices are washed with a cleaning solution after the dosing process has ended and then dried, for example, under vacuum, which is very time-consuming, especially in automated operation. In addition, the known dosing devices have the problem that gas bubbles often form in the dosed liquid volume during filling, which can also contribute to an increase in the measurement error.
D 30 w G 6 Keil&Schaafhausen D 30 w G 6 Keil&Schaafhausen
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Als ein typisches Beispiel für die Anwendung solcher Dosiereinrichtungen kann die Gaschromatographie genannt werden. Für gaschromatographische Untersuchungen sind Probenvolumina in der Größenordnung von einigen Mikrolitern üblich, die mittels der bekannten Dosiereinrichtungen auf etwa -f 1 % reproduzierbar einstellbar sind. Allerdings führen bei herkömmlichen Geräten die Rückstände von vorherigen Proben oder auch von Reinigungslösung zu erheblichen Meßunsicherheiten bei der Probenanalyse. Diese Unsicherheiten können zwar durch eine sorgfältige manuelle Reinigung der Dosiereinrichtung weitestgehend beseitigt werden, doch ist eine derartige Reinigung bei automatisierten Dosiereinrichtungen, bei welchen also der Dosiervorgang gesteuert abläuft, nicht ohne weiteres möglich und mit großem Aufwand verbunden.Gas chromatography is a typical example of the use of such dosing devices. Sample volumes in the order of a few microliters are common for gas chromatographic investigations, and these can be reproducibly adjusted to about -f 1 % using the known dosing devices. However, with conventional devices, residues from previous samples or from cleaning solution lead to considerable measurement uncertainties in sample analysis. These uncertainties can be largely eliminated by careful manual cleaning of the dosing device, but such cleaning is not easily possible with automated dosing devices, in which the dosing process is controlled, and involves a great deal of effort.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dosiereinrichtung zu schaffen, die auch im automatischen Dosierbetrieb in zufriedenstellender und einfacher Weise zu reinigen ist und dennoch eine hohe Dosiergenauigkeit gewährleistet. The invention is therefore based on the object of creating a generic dosing device which can be cleaned in a satisfactory and simple manner even in automatic dosing mode and nevertheless ensures a high dosing accuracy.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von einem durch den Verschiebeweg des Spritzenkolbens festgelegten Dosierraum ein Kanal abzweigt, über den der Dosierraum an eine Einheit zur Erzeugung von Unterdruck, bspw. eine Vakuumpumpe, anschließbar ist. Hierdurch kann auch bei automatisch arbeitenden Dosiereinrichtungen der Dosierraum nach Beendigung des Dosiervorganges auf einfache Weise mit einer Reinigungslösung bzw. mit Trocknungsluft beaufschlagt werden, indem diese durch die Vakuumpumpe in den Dosierraum hineingesaugt und auch wieder daraus abgesaugt wird. Darüber hinaus kann durch eine geeignete Einstellung des aufgebrachten Unterdruckes eine blasenfreie Füllung des Dosierraumes gewährleistet werden.This object is achieved according to the invention in that a channel branches off from a dosing chamber defined by the displacement path of the syringe piston, via which the dosing chamber can be connected to a unit for generating negative pressure, for example a vacuum pump. This means that even with automatically operating dosing devices, the dosing chamber can be easily filled with a cleaning solution or drying air after the dosing process has ended, by sucking this into the dosing chamber by the vacuum pump and sucking it out again. In addition, bubble-free filling of the dosing chamber can be ensured by suitably setting the negative pressure applied.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß erfindungsgemäß die Verbindung zwischen dem Dosierraum und der Vakuumpumpe durch ein Einführen des Spritzenkolbens in den Dosierabschnitt unterbrechbar ist. Der Spritzenkolben steuert sozusagen selbständig die Beaufschlagung des Dosierraumes mit Unterdruck, so daß ihm neben der Dosierfunktion auch eine Steuerfunktion zufällt. Besondere weitere Maßnahmen zur Steuerung der Unterdruckbeaufschlagung des Dosierraumes sind nicht erforderlich.It has proven to be particularly advantageous that, according to the invention, the connection between the dosing chamber and the vacuum pump can be interrupted by inserting the syringe piston into the dosing section. The syringe piston controls the application of negative pressure to the dosing chamber independently, so that it also has a control function in addition to the dosing function. No further special measures are required to control the application of negative pressure to the dosing chamber.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Spritzenkörper einen Führungsabschnitt und einen Dosierabschnitt auf, welche über eine Muffe miteinander verbindbar sind. Durch diese Maßnahme wird bei vereinfachter Herstellung der Einzelteile zum einen eine sichere Führung des Spritzenkolbens gewährleistet und zum anderen in konstruktiv einfacher Weise eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Führungsabschnitt und dem Dosierabschnitt erreicht.According to a preferred embodiment of the invention, the syringe body has a guide section and a dosing section which can be connected to one another via a sleeve. This measure ensures, on the one hand, that the syringe plunger is guided safely while simplifying the manufacture of the individual parts and, on the other hand, that a reliable connection between the guide section and the dosing section is achieved in a structurally simple manner.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens sind der Führungsabschnitt und der Dosierabschnitt mit Abstand zueinander in der Muffe festgelegt, und der Kanal mündet in diesem Abstandsbereich in den Dosierraum. Dadurch, daß die Beaufschlagung des Dosierraumes mit Unterdruck im Bereich der Muffe erfolgt, sind gesonderte konstruktive Maßnahmen am Spritzenkörper selbst nicht erforderlich. So brauchen insbesondere keine Querbohrungen für die Mündung des Kanals vorgesehen werden.In a further development of this inventive concept, the guide section and the dosing section are fixed at a distance from each other in the sleeve, and the channel opens into the dosing chamber in this distance area. Because the dosing chamber is subjected to negative pressure in the area of the sleeve, special structural measures on the syringe body itself are not required. In particular, no cross holes need to be provided for the opening of the channel.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Muffe ein Anschlußstutzen vorgesehen, durch den der Kanal hindurchtritt. Durch die Integration eines Anschlußstutzens in die Muffe ist ein einfacher Anschluß der Vakuumpumpe, bspw. über eine Verbindungsleitung, möglich.According to a further development of the invention, a connecting piece is provided on the sleeve through which the channel passes. By integrating a connecting piece into the sleeve, a simple connection of the vacuum pump, e.g. via a connecting line, is possible.
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4 PATENTANWÄLTE4 PATENT ATTORNEYS
Zweckmäßigerweise sind zwischen der Muffe und dem Führungsabschnitt bzw. dem Dosierabschnitt Dichtelemente vorgesehen, damit nicht durch Undichtigkeiten im Spritzenkörper Meßfehler hervorgerufen werden.Sealing elements are expediently provided between the sleeve and the guide section or the dosing section so that leaks in the syringe body do not cause measurement errors.
Die Handhabung der Dosiereinrichtung wird weiterhin dadurch verbessert, daß in eine Zufuhröffnung des Dosierraumes eine Hohlnadel od. dgl. einsetzbar ist, so daß auch kleine Gefäße mit der Proben- oder Reinigungslösung ohne weiteres zugänglich sind.The handling of the dosing device is further improved by the fact that a hollow needle or similar can be inserted into a feed opening of the dosing chamber, so that even small vessels with the sample or cleaning solution are easily accessible.
In einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden dem Dosierraum nacheinander mittels Unterdruck die Probenlösung, Reinigungslösung und Trockenluft zugeführt. Hierdurch ist auch für automatisch arbeitende Dosiereinrichtungen in ausreichender Weise für eine zufriedenstellende Reinigung des Dosierraumes gesorgt. Wie Messungen gezeigt haben, liegen die Verunreinigungen einer jeweiligen Probe durch Rückstände von Reinigungslösungen bzw. vorher untersuchten Probenlösungen unter 1 ppm.In an extremely advantageous development of the invention, the sample solution, cleaning solution and dry air are fed into the dosing chamber one after the other using negative pressure. This ensures that the dosing chamber is cleaned satisfactorily even for automatic dosing devices. As measurements have shown, the contamination of a particular sample by residues of cleaning solutions or previously examined sample solutions is less than 1 ppm.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further developments, advantages and possible applications of the invention emerge from the following description of an embodiment and the drawing. All described and/or illustrated features form the subject matter of the invention on their own or in any combination, regardless of their summary in the claims or their reference back to them.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dosiereinrichtung undFig. 1 a longitudinal section through a dosing device according to the invention and
30 w G 6 Keil&Schaafhausen30 w G 6 Keil&Schaafhausen
5 - PATENTANWÄLTE5 - PATENT ATTORNEYS
Fig. 2 aFig. 2 a
bis 2e schematisch den Ablauf eines Dosier- und Reinigungsvorganges bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung. to 2e schematically show the sequence of a dosing and cleaning process in the dosing device according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Dosiereinrichtung 1 , insbesondere für Flüssigkeiten, besteht im wesentlichen aus einem Spritzenkörper 2 , in dessen Innerem ein zentraler Verschiebekanal 3 ausgebildet ist. In dem Verschiebekanal 3 ist ein Spritzenkolben 4 längsbeweglich geführt und legt durch seinen Verschiebeweg einen Dosierraum 5 fest. An seinem bodenseitigen Endabschnitt weist der Dosierraum 5 eine Zufuhröffnung 6 auf, in die eine Hohlnadel 7 oder ein entsprechend geeigneter Gegenstand einsetzbar ist. Von dem Dosierraum 5 zweigt ein Kanal 8 ab, über den der Dosierraum 5 mit einer Einheit zur Erzeugung von Unterdruck, bspw. einer Vakuumpumpe 9, verbindbar ist. Der Spritzenkörper 2 weist einen Führungsabschnitt 10 und einen Dosierabschnitt 11, welche über eine Muffe 12 fest miteinander verbunden sind, auf. Um Undichtigkeiten zu vermeiden, sind zwischen der Muffe 12 und dem Führungsabschnitt 10 bzw. dem Dosierabschnitt 11 Dichtelemente 13 vorgesehen.The dosing device 1 shown in Fig. 1, in particular for liquids, consists essentially of a syringe body 2, in the interior of which a central displacement channel 3 is formed. A syringe piston 4 is guided in the displacement channel 3 so that it can move longitudinally and defines a dosing chamber 5 through its displacement path. At its bottom end section, the dosing chamber 5 has a feed opening 6 into which a hollow needle 7 or a correspondingly suitable object can be inserted. A channel 8 branches off from the dosing chamber 5, via which the dosing chamber 5 can be connected to a unit for generating negative pressure, for example a vacuum pump 9. The syringe body 2 has a guide section 10 and a dosing section 11, which are firmly connected to one another via a sleeve 12. In order to avoid leaks, sealing elements 13 are provided between the sleeve 12 and the guide section 10 or the metering section 11.
Der Führungsabschnitt 10 und der Dosierabschnitt 11 weisen innerhalb der Muffe 12 einen Abstand zueinander auf, so daß in diesem Bereich der die Muffe 12 durchtretende Kanal 8 münden kann. An der Muffe 12 ist ein Anschlußstutzen 14 vorgesehen, der von dem Kanal 8 durchtreten wird, und an dem eine mit der Vakuumpumpe 9 verbundene Verbindungsleitung 15 angeschlossen ist. Die Saugseite der Vakuumpumpe 9 steht somit letztlich mit dem Dosierraum 5 in Verbindung, sofern der Spritzenkolben 4 die in Fig. 1 dargestellte, oberste Totlage annimmt. Druckseitig mündet die Vakuumpumpe 9 in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Behältnis.The guide section 10 and the dosing section 11 are spaced apart from one another within the sleeve 12 so that the channel 8 passing through the sleeve 12 can open into this area. A connecting piece 14 is provided on the sleeve 12, through which the channel 8 passes and to which a connecting line 15 connected to the vacuum pump 9 is connected. The suction side of the vacuum pump 9 is thus ultimately connected to the dosing chamber 5, provided that the syringe piston 4 assumes the uppermost dead position shown in Fig. 1. On the pressure side, the vacuum pump 9 opens into a container not shown in the drawing.
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g PATENTANWÄLTEg PATENT ATTORNEYS
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung 1 wird anhand des schematischen Ablaufplans eines Dosier- und Reinigungsvorganges gemäß Fig. 2a bis 2e erläutert.The functioning of the dosing device 1 according to the invention is explained using the schematic flow chart of a dosing and cleaning process according to Fig. 2a to 2e.
Fig. 2a zeigt den Füllvorgang der Dosiereinrichtung 1 bzw. des Dosierraumes 5 mit einer Probenlösung 20. Aus einem Behältnis 16 wird die Probenlösung 20 mittels des von der Vakuumpumpe 9 erzeugten Unterdrucks in den Dosierraum 5 gesaugt. Der Spritzenkolben 4 befindet sich hierbei in seiner obersten Totlage .Fig. 2a shows the filling process of the dosing device 1 or the dosing chamber 5 with a sample solution 20. The sample solution 20 is sucked from a container 16 into the dosing chamber 5 by means of the negative pressure generated by the vacuum pump 9. The syringe piston 4 is in its uppermost dead position.
Ist der Dosierraum 5 vollständig mit der Probenlösung 20 gefüllt, wird der Spritzenkolben 4 um das notwendige Maß in den Dosierraum 5 eingeführt, um die erforderliche Menge an Probenlösung 20 zu dosieren (vgl. Fig. 2b). Beim Einführen des Spritzenkolbens 4 in den Dosierraum 5 wird die Verbindung des Dosierraumes 5 zu dem Kanal 8 und damit der Vakuumpumpe 9 selbständig unterbrochen. Der Spritzenkolben 4 wirkt somit als Steuerelement zum Ein- oder Ausschalten der Unterdruckbeaufschlagung des Dosierraumes 5.If the dosing chamber 5 is completely filled with the sample solution 20, the syringe piston 4 is inserted into the dosing chamber 5 by the necessary amount in order to dose the required amount of sample solution 20 (see Fig. 2b). When the syringe piston 4 is inserted into the dosing chamber 5, the connection of the dosing chamber 5 to the channel 8 and thus the vacuum pump 9 is automatically interrupted. The syringe piston 4 thus acts as a control element for switching the negative pressure on or off in the dosing chamber 5.
Nach Beendigung des eigentlichen Dosiervorganges wird die dosierte Menge der Probenlösung 20 durch vollständiges Einführen des Spritzenkolbens 4 in den Dosierraum 5 einem Analysator, z.B. einem in Fig. 2c schematisch dargestellten Gaschromatographen 17, zugeführt.After completion of the actual dosing process, the dosed amount of the sample solution 20 is fed to an analyzer, e.g. a gas chromatograph 17 shown schematically in Fig. 2c, by completely inserting the syringe plunger 4 into the dosing chamber 5.
Zur Reinigung der Dosiereinrichtung 1 wird diese in einem anschließenden Schritt mit der Hohlnadel 7 in ein Gefäß mit Reinigungslösung 21 eingebracht, wobei sich der Spritzenkolben 4 erneut in seiner oberen Totpunktlage befindet. Hierdurch wird der Kanal 8 erneut geöffnet und der Dosierraum 5 mit Unterdruck beaufschlagt. Demzufolge durchströmt die Reinigungslösung 21 den Dosierraum 5 und gelangt über den Kanal 8 sowie die Verbindungsleitung 15 zum Auslaß der Vakuumpumpe 9.To clean the dosing device 1, in a subsequent step it is introduced into a vessel with cleaning solution 21 using the hollow needle 7, with the syringe piston 4 again in its top dead center position. This opens the channel 8 again and the dosing chamber 5 is subjected to negative pressure. The cleaning solution 21 then flows through the dosing chamber 5 and reaches the outlet of the vacuum pump 9 via the channel 8 and the connecting line 15.
Keil&SchaafhausenKeil&Schaafhausen
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PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
Anschließend wird die Zufuhr von Reinigungslösung 21 zum Dosierraum 5 unterbrochen, wobei der Spritzenkolben 4 sich weiterhin in seiner oberen Totpunktlage befindet (vgl. Fig. 2e) . Durch die Wirkung des Unterdrucks wird nun Trocknungsluft 22 angesaugt, die den Dosierraum 5 von Rückständen der Reinigungslösung 21 befreit. Nach Beendigung des Trocknungsvorgangs ist die Dosiereinrichtung 1 für einen erneuten Dosiervorgang präpariert.The supply of cleaning solution 21 to the dosing chamber 5 is then interrupted, with the syringe piston 4 still in its top dead center position (see Fig. 2e). Due to the effect of the negative pressure, drying air 22 is now sucked in, which frees the dosing chamber 5 of residues of the cleaning solution 21. After the drying process has ended, the dosing device 1 is prepared for a new dosing process.
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Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
1 Dosiereinrichtung1 dosing device
2 Spritzenkörper2 syringe bodies
3 Verschiebekanal3 Shift channel
4 Spritzenkolben4 syringe plungers
5 Dosierraum5 Dosing chamber
6 Zufuhröffnung6 Feed opening
7 Hohlnadel7 Hollow needle
8 Kanal8 channel
9 Vakuumpumpe9 Vacuum pump
10 Führungsabschnitt10 Guide section
11 Dosierabschnitt11 Dosing section
12 Muffe12 Sleeve
13 Dichtelemente13 Sealing elements
14 Anschlußstutzen14 connection pieces
15 Verbindungsleitung15 Connecting cable
16 Behältnis16 Container
17 Gaschromatograph17 Gas chromatograph
20 Probenlösung20 Sample solution
21 Reinigungslösung21 Cleaning solution
22 Trocknungsluft22 Drying air
Keil&Schaafhausen PATENTANWÄLTEKeil&Schaafhausen PATENT ATTORNEYS
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9209011U DE9209011U1 (en) | 1992-07-04 | 1992-07-04 | Dosing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9209011U DE9209011U1 (en) | 1992-07-04 | 1992-07-04 | Dosing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9209011U1 true DE9209011U1 (en) | 1992-09-24 |
Family
ID=6881296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9209011U Expired - Lifetime DE9209011U1 (en) | 1992-07-04 | 1992-07-04 | Dosing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9209011U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4219947A1 (en) * | 1992-06-18 | 1993-12-23 | Kugler Julius & Co Gmbh | Syringe pipette with sterile seal flush and easily cleaned construction - is used for measured dispensing of portions of sterile media |
-
1992
- 1992-07-04 DE DE9209011U patent/DE9209011U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4219947A1 (en) * | 1992-06-18 | 1993-12-23 | Kugler Julius & Co Gmbh | Syringe pipette with sterile seal flush and easily cleaned construction - is used for measured dispensing of portions of sterile media |
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