DK147844B - Fremgangsmaade til reproducerbar afgivelse af smaa vaeskemaengder ved hjaelpf en mikrostempelpumpe - Google Patents

Description

i 147844

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til reproducerbar afgivelse af en lille væskemængde ved hjælp af en mikrostempelpumpe, der har en kapillar cylinder, hvori et gastæt indpasset stempel er anbragt bevægeligt mellem 5 et øvre og et nedre dødpunkt, og hvor cylinderen ved sin over for stempelbunden liggende ende udmunder i en tovej sventil, der forbinder cylinderhulrummet skiftevis med et indløb og et udløb.

Mikrostempelpumper, der er indrettet til udtagning 10 af små væskevolumener fra et reservoir og doseret afgivelse af disse volumener, har den ulempe, at væskemængden, der transporteres for hvert slag, svinger stærkt.

Grunden til dette er, at der til pumpens indervægge klæber væskerester, som ikke løber med ud.

15 Bestemmende for disse mangler er forholdet mellem væskevolumenet, der afmåles med et slag, og den inder-flade af pumpen, som vædes af væsken. Ved små volumener bliver forholdet mellem væskevolumenet og pumpens inder-flade særlig ugunstigt, og væskemængden, der afgives for 20 hvert stempelslag, er ikke mere reproducerbar.

Ved doseringen af lægemiddelopløsninger virker de væskerester, der bliver tilbage i pumpen, særligt forstyrrende, fordi de kan tjene som grobund for bakterier og andre infektionskim, især hvis udløbet står i åben 25 forbindelse med ikke-sterile omgivelser.

Med udgangspunkt i de indledningsvis omhandlede foranstaltninger har opfindelsen til formål at angive en sådan fremgangsmåde til reproducerbar afgivelse af små væskemængder ved hjælp af en mikrostempelpumpe, hvor 30 væskemængden, der transporteres under et stempelslag, uddrives fuldstændigt.

Til opnåelse heraf er fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at indsugningsprocessen udføres i to trin, hvor stempelslaget og ventilstillingen er ko-35 ordineret således, at der i det første trin - via udløbet, der er forbundet med atmosfæren, indsuges en defineret luftmængde, og i det andet trin - via indløbet 2 147844 indsuges en defineret væskemængde, hvorhos luften, der indsuges i det første trin, af kapillarkræfter holdes i cylinderen, og volumenet af den indsugede luftmængde i det mindste svarer til dødvolumenet af cylinderen, ven-5 tilen og udløbet.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan f.eks. anvendes med fordel til tilførsel af en defineret mængde stof, såsom medicin, til forstøverpladen i en piezoelektrisk forstøver, såsom den forstøver, der er kendt fra DE-frem-10 læggelsesskrift nr. 2.537.765.

Fra US-patent nr. 3.299.827 kendes der en pumpe, der er egnet til dosering af væsker af forskellig art.

I modsætning til, hvad der gør sig gældende ved mikro-stempelpumpen, der anvendes til udøvelse af fremgangs-15 måden ifølge opfindelsen, har den kendte pumpe dog ikke en kapillar cylinder og opererer ej heller med en sådan styring, at der før indsugningen af væsken suges en defineret mængde luft ind i cylinderen.

Fra DE-patent nr. 254.111 kendes der en pumpe, der 20 er dimensioneret større, og som f.eks. kan anvendes til brændstoftilførsel. Denne kendte pumpe har imidlertid heller ikke en kapillar cylinder, og der forudses ej heller, at der ved dens betjening skal anvendes luft som hjælpemiddel for at sikre en fuldstændig udtømning.

25 Mikrostempelpumpen ifølge opfindelsen består i ho vedsagen af en kapillarlignende cylinder med et gastæt indpasset stempel, en tovejsventil med indløbs- og udløbsledning ved den over for stempelbunden liggende ende af cylinderen, og eventuelt en styreindretning, som ko-30 ordinerer stempelbevægelsen og ventilindstillingen.

Mikrostempelpumpen ifølge opfindelsen tjener fortrinsvis til dosering af væskemængder i området fra 10 til 50 μΐ, men kan ved ændring af dimensionerne også indrettes til større eller mindre volumener. Ved anven-35 delse af en tilstrækkeligt snæver cylinder sørges der for, at der som følge af kapillariteten - også ved beliggenhed sændringer af den fyldte mikrostempelpumpe 3

1478U

sikres opretholdelse af luftsøjlen mellem stemplet og væsken.

Herved skabes der sikkerhed for, at der til enhver tid befinder sig en luftpude over den indsugede væske-5 mængde, og at der under stemplets nedadbevægelse - først undviger væske og derpå det over denne stående luftvolumen gennem udløbet. Luftpuden, der følger væskevejen, bevirker en fuldstændig uddrivning af væsken fra cylinderen og pumpens ventilområde. Der klæber ingen eller 10 kun yderst små væskemængder til pumpens indervægge, og der kan følgelig med et stempelslag på reproducerbar måde transporteres en defineret mængde væske.

Luftvolumenet, der indsuges i det første trin, er dimensioneret således, at det i det mindste svarer til 15 dødvolumenet af cylinderen, ventilen og udløbet. Med denne luft kan der under pumpens operering ske fuldstændig uddrivning af væsken fra cylinderen, ventilen og udløbet .

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under 20 henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser i vertikalsnit en typisk udførelsesform for mikrostempelpumpen ifølge opfindelsen i udgangsstilling, fig. 2 i vertikalsnit mikrostempelpumpen i fyldt 25 stand, og fig. 3 et brudstykke af mikrostempelpumpens nedre parti i snit vinkelret på snittet i fig. 1.

Den på tegningen viste mikrostempelpumpe har et stempel 1, der fortrinsvis består af specialstål, og 30 som bevæger sig i en meget snæver cylinder 2, der f.eks. kan være udført af glas eller metal. Cylinderen ender i en ventilblok 4, der f.eks. kan bestå af et formstof, såsom teflon, og hvori der er anbragt en gastæt sluttende ventilglider 5, der fortrinsvis består 35 af specialstål, og som kan bevæges til anlæg mod et anslag 6; 7. Ved anbringelse af en indsnøring 8 i ventilglideren 5, ud for et indløb 9 respektive ud- 4 147 84 4 løb 10, opnås der forbindelse mellem indløbet 9 respektive udløbet 10 og et hulrum 11 i cylinderen 2.

Stemplet 1 befinder sig i sit nedre dødpunkt, når et stempelgreb 12 støder mod cylinderen 2. Produktet af 5 cylinderens lysningstværsnit og slaget mellem mærker a og c bestemmer doseringen.

Bevægelsen af stemplet 1 og ventilglideren 5 er styret på en sådan måde, at der opnås følgende bevægelsesforløb : 10 a) Ved åbnet udløb (anslag 7 ligger an mod ventil blokken 4) bevæger stemplet 1 sig fra stillingen i fig. 1 i retning A, indtil der er indsuget en bestemt mængde luft i cylinderen (stemplets endeflade befinder sig ved mærket a). Luftmængden er afpasset således, at 15 man ved udtømning af mikrostempelpumpen får sikkerhed for, at luftmængden driver al væske via ventilen ud gennem udløbsledningen.

b) Under det andet trin bevirkes der ved forskydning af ventilglideren i retning D frem til anslaget 20 frigivelse af forbindelsen mellem indløbet 9 (og dermed forrådsbeholderen) og cylinderen.

c) Stemplet 1 bevæges videre i retning A, indtil der er indsuget det af slaget og cylindertværsnittet fastlagte væskevolumen (endestilling ifølge fig. 2; 25 stemplets endeflade befinder sig ved mærket c).

d) Ventilglideren 5 tilbagestilles i retning C til anlæg mod anslaget, hvorved der er åbnet for forbindelsen mellem cylinderen 2 og udløbet 10.

e) Stemplet 1 bevæger sig frem til det nedre død- 30 punkt (stilling ifølge fig. 1), hvorved først væsken og derefter luften fortrænges ud fra cylinderen 2 og drives ud gennem udløbsledningen. Luften benyttes til fri-blæsning af ventilen og udløbsledningen. Efter denne udtømningsproces er udgangsstillingen atter opnået.

35 Styringen af det beskrevne bevægelsesforløb kan i det enkleste tilfælde ske manuelt. Der kan imidlertid også anvendes kendte mekaniske eller elektriske midler.

Claims (2)

147844 En enkel indretning til dette formål består af en kombination af tandhjul, tandstænger og vægtstænger, opbygget på følgende måde: Fire tandhjul er anbragt side om side og forbundet 5 stift med hinanden. Tandhjulenes omkreds er kun besat delvis med tænder, dvs. på en sådan måde, at i hovedsagen blot ét tandhjul bliver virksomt på et bestemt tidspunkt. Medens f.eks. det første tandhjul via en tandstang og vægtstang bevirker processen a), løber de tre 10 andre tandhjul frit med, indtil den ønskede luftmængde er kommet ind i cylinderen. Det andet tandhjul sørger derefter for indstilling af ventilglideren, medens det første tandhjul samtidigt bevæger stemplet i retning mod det øvre dødpunkt. Derpå løber det første 15 tandhjul frit med, medens det tredje tandhjul bringer ventilglideren i udløbsstilling. Det fjerde tandhjul med tilhørende overføringselementer bliver derefter virksomt og bringer derved stemplet til det nedre dødpunkt. Styremekanikken er indrettet således, at alle 20 elementer atter befinder sig i udgangsstilling, når tandhjulene har udført en drejning på 360°. I en anden udførelsesform for styreindretningen er drejebevægelsen erstattet af en opad- og nedadbevæ-gelse.

25 Ved denne udførelse kan det være fordelagtigt, så fremt cylinderen og ventilen er anbragt således, at bevægelsesretningerne for stemplet og ventilglideren forløber parallelt. 1 2 3 4 5 6 2 Fremgangsmåde til reproducerbar afgivelse af en 3 lille væskemængde ved hjælp af en mikrostempelpumpe, der 4 har en kapillar cylinder, hvori et gastæt indpasset stempel er anbragt bevægeligt mellem et øvre og et ned- 6 re dødpunkt, og hvor cylinderen ved sin over for stempelbunden liggende ende udmunder i en tovejsventil, der forbinder cylinderhulrummet skiftevis med et indløb og