ES2225601T3 - Dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales en un recipiente para ensayos de laboratorio con un elemento agitador. - Google Patents

Dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales en un recipiente para ensayos de laboratorio con un elemento agitador.

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ES2225601T3 ES01969125T ES01969125T ES2225601T3 ES 2225601 T3 ES2225601 T3 ES 2225601T3 ES 01969125 T ES01969125 T ES 01969125T ES 01969125 T ES01969125 T ES 01969125T ES 2225601 T3 ES2225601 T3 ES 2225601T3
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Abstract

Dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales, en especial materiales infecciosos o químicamente agresivos (17, 27), en un recipiente para ensayos de laboratorio (20) con un elemento agitador (2, 11, 13), en el que está prevista una tapa (10) para el cierre hermético del recipiente para ensayos de laboratorio (20) y en la tapa (10) está previsto dicho elemento agitador (2, 11, 13) para el tratamiento del material (17, 27) que se puede introducir en el recipiente para ensayos de laboratorio (20), caracterizado porque el elemento agitador está dotado de un elemento de corte (29; 38, 39) que gira alrededor del eje longitudinal (22) del recipiente para ensayos de laboratorio (20) y está dispuesto en estrecha proximidad a aristas cortantes (12, 28; 31) adicionales.

Description

Dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales en un recipiente para ensayos de laboratorio con un elemento agitador
La invención se refiere a un dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales, en especial materiales infecciosos o químicamente agresivos, en un recipiente para ensayos de laboratorio. Este tipo de dispositivos se conocen por los documentos DE-A-3638656 y GB-A-820574.
Los agitadores magnéticos y agitadores mecánicos son universalmente conocidos y usuales en el ámbito del laboratorio. Cuando se desmenuzan materiales infecciosos o químicamente agresivos en recipientes no cerrados herméticamente, existe un elevado peligro de infección y/o de contaminación por salpicaduras incontroladas que pueden salir hacia fuera a través de la abertura del recipiente para ensayos de laboratorio, por un vuelco involuntario del recipiente para ensayos de laboratorio y por el uso de mezcladores de uso repetido. Este es el caso especialmente de los tubos de ensayo y de los mezcladores conocidos para ellos.
Partiendo de este estado de la técnica, el objetivo de la presente invención es crear un dispositivo del tipo mencionado al principio que permita un cierre hermético del recipiente para ensayos de laboratorio y un mezclado completo de sustancias y líquidos miscibles.
Este objetivo se alcanza de acuerdo con la invención con un dispositivo con las características de la reivindicación 1.
El hecho de que esté prevista una tapa con la que al mismo tiempo se cierra herméticamente el recipiente para ensayos de laboratorio y se tratan, concretamente se mezclan y homogeneizan, los materiales que se encuentran en el recipiente para ensayos de laboratorio, aumenta considerablemente la seguridad de trabajo para el usuario que realiza el tratamiento. De este modo también se pueden manipular de forma segura fragmentos de tejido infecciosos. Mediante el cierre hermético del recipiente para ensayos de laboratorio se puede lograr de manera segura una homogeneización completa de los fragmentos de teji-
do.
Ventajosamente, la tapa está configurada en forma de tapa desechable, de manera que se desecha directamente después de su uso y, por lo tanto, se evita de forma segura una contaminación durante el trabajo posterior en el laboratorio.
La invención se explica con más detalle a continuación mediante diferentes ejemplos de realización, haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Muestran:
La Fig. 1 una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un primer ejemplo de realización de la invención,
la Fig. 2 una vista en planta esquemática de la tapa desechable del primer ejemplo de realización según la Fig. 1,
la Fig. 3 una representación de la tapa desechable de la Fig. 1,
la Fig. 4 una vista desarrollada del accionamiento insertado en la tapa desechable de la Fig. 1,
la Fig. 5 una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un segundo ejemplo de realización de la invención,
la Fig. 6 una vista en planta esquemática de la tapa desechable del segundo ejemplo de realización según la Fig. 5,
la Fig. 7 una representación de la tapa desechable de la Fig. 5,
la Fig. 8 una vista desarrollada del accionamiento insertado en la tapa desechable de la Fig. 5,
la Fig. 9 una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un tercer ejemplo de realización de la invención,
la Fig. 10 una vista en planta esquemática de la tapa desechable del tercer ejemplo de realización según la Fig. 9,
la Fig. 11 una representación de la tapa desechable de la Fig. 9,
la Fig. 12 una vista esquemática lateral seccionada de una tapa desechable según un cuarto ejemplo de realización de la invención y
la Fig. 13 una vista en planta de la tapa desechable de la Fig. 12.
La Fig. 1 muestra una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un primer ejemplo de realización de la invención. Con el símbolo de referencia 20 se designa un recipiente para ensayos de laboratorio. Se trata en este caso de un tubo cilíndrico 18 con una punta 21 que se estrecha de forma cónica. El interior 17 del recipiente para ensayos de laboratorio 20 se llena con los materiales 37 que se han de mezclar. A continuación, el recipiente para ensayos de laboratorio 20 se cierra con la tapa 10 roscada desechable en el inserto de la misma y después se invierte.
En la tapa roscada desechable o la tapadera de encajar a presión elástica (Snap-Cap) 10 del recipiente para ensayos de laboratorio 20 que se puede cerrar herméticamente está prevista una barra 11 metálica o de plástico cuadrangular empotrada, provista de aristas cortantes 29 radiales y axiales, que pasa por delante de las aristas cortantes 28 de los nervios cortantes 12. Esta barra 11 es accionada desde el exterior del recipiente para ensayos de laboratorio 20 por un anillo de acoplamiento rápido 14 con seis puntos interiores con la ayuda del eje 13.
El recipiente para ensayos de laboratorio 20 con los materiales que se han de mezclar y homogeneizar se coloca, en posición invertida del recipiente según la Fig. 1, con arrastre de fuerza sobre un accionamiento externo a través del anillo de acoplamiento 14. Mediante el movimiento giratorio transmitido, las sustancias y líquidos que se encuentran en el espacio interior 17 del recipiente 20 son, debido a la barra 11, aspiradas en dirección axial, es decir, a lo largo del eje longitudinal 22 del recipiente para ensayos de laboratorio 20, y proyectadas en dirección radial. Durante este proceso se expulsan a través de las ranuras por la acción cortante de los nervios cortantes 12 periféricos. De este modo, el material a mezclar se tritura, homogeneiza y a continuación se desvía hacia arriba por la pared 15 del mezclador que se extiende en cada caso entre los nervios cortantes 12. El anillo de obturación 16 colocado alrededor del eje 13 impide que se derrame el líquido. La energía de rotación se transmite a la barra 11 mecánicamente desde el exterior a través del anillo de acoplamiento 14 y el eje 13. La frecuencia de giro está establecida específicamente para el material para obtener una homogeneización óptima. El anillo de obturación 16 puede realizarse mediante un labio de obturación.
La Fig. 2 muestra una vista en planta esquemática de una tapa desechable 10 del primer ejemplo de realización según la Fig. 1. En todas las figuras se designan las mismas características con los mismos símbolos de referencia. Los labios de corte 12 están formados por un elemento dispuesto de forma ondulatoria en el perímetro, que comprende en este caso nueve labios. La barra 11 puede estar configurada, por ejemplo, en forma de U abierta hacia abajo, de manera que en ambos lados de la barra 11 hay dos aristas cortantes 29 verticales. Estas dos aristas cortantes 29 en cada lado se hallan a corta distancia enfrente de las, en este caso dieciocho (dos por nueve), aristas cortantes 28 de los labios de corte 12.
La Fig. 3 muestra una representación aislada de la tapa desechable 10 de la Fig. 1, en la que todos los elementos esenciales para la transmisión del movimiento giratorio están insertados en el cuerpo 3. La Fig. 4 muestra una vista desarrollada del accionamiento de la Fig. 1 insertado en la tapa desechable 10, compuesto por la barra 11 con el eje 13 unido en una sola pieza, el anillo de obturación 16 y el anillo de acoplamiento 14, que están dispuestos todos ellos alrededor del eje longitudinal 22 del dispositivo.
La Fig. 5 muestra una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un segundo ejemplo de realización de la invención. La tapa desechable 10 dispone de un cuerpo 3 que presenta una ranura circunferencial 24 en la que se puede insertar o enroscar el recipiente para ensayos de laboratorio 20. En la cara interior de la ranura circunferencial 24 está colocado un elemento de obturación 1 que al mismo tiempo cierra herméticamente el espacio interior 9 del recipiente para ensayos de laboratorio 20 respecto al espacio exterior. El elemento de obturación 1 dispone al mismo tiempo de un disco perforado dispuesto transversalmente respecto al eje longitudinal 22, que respecto al cuerpo 3 forma una cavidad 30 que forma una jaula cilíndrica. En esta cavidad 30 está dispuesto un torniquete 2. El torniquete 2 presenta aristas cortantes radiales 39 y periféricas 38 que pasan por delante de las aristas cortantes 31 correspondientes de los orificios de entrada 25. El recipiente para ensayos de laboratorio 20 con los materiales que se han de mezclar se cierra después con la tapa desechable 10, se invierte y se coloca con arrastre de fuerza sobre el accionamiento externo a través del eje de accionamiento 4 y el empalme 6. Un labio de obturación 5 impide que el líquido se derrame. La energía de rotación se transmite mecánicamente desde el exterior al hexágono interior 6 y el eje 4. También en este caso la frecuencia de giro se establece específicamente para el material para obtener una homogeneización óptima.
La Fig. 6 muestra una vista en planta esquemática de la tapa desechable del segundo ejemplo de realización según la Fig. 5. El elemento de obturación 1 presenta, en la zona del disco, cuatro perforaciones 25 que se encuentran a una distancia radial del eje 22 y están dispuestas entre sí a una distancia angular de 90 grados. En este caso, el elemento de corte es un torniquete 2 con cuatro brazos 32. En lugar de cuatro perforaciones 25 y un torniquete 2 con cuatro brazos 32 también son posibles unos elementos correspondientes con tres o, por ejemplo, cinco perforaciones/brazos. El torniquete 2 puede ser una cruz de plástico cuadrangular.
La Fig. 7 muestra una representación de la tapa desechable de la Fig. 5.
La Fig. 8 muestra una vista desarrollada del accionamiento de la Fig. 5 insertado en la tapa desechable 10, que consta de cuatro elementos. Con el símbolo de referencia se insinúa en este caso que el recipiente para ensayos de laboratorio 20 se enrosca en la ranura circunferencial, que en su cara exterior dispone de una rosca 33 correspondiente.
En particular, el eje de accionamiento 4 puede ser termoconductor, de manera que a través de este eje de accionamiento 4 se puede introducir energía térmica en el recipiente para ensayos de laboratorio 20 o se puede ceder la misma al exterior. También puede estar previsto que en el recipiente para ensayos de laboratorio 20 se introduzca energía eléctrica a través del eje de accionamiento 4 y/o que estén insertados sensores electroquímicos.
La Fig. 9 muestra una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de un tercer ejemplo de realización de la invención. En la tapa 10 se encuentra integrada una paleta giratoria o un rotor 13 dentro de una jaula cilíndrica 42. La jaula cilíndrica 42 está insertada en un cuerpo 41 de la tapa 10 y dispone de cuatro perforaciones 26 ovaladas, orientadas en dirección radial, a través de las cuales se introduce el material que se ha de homogeneizar en la cavidad 30 de la jaula 42, donde es cortado por el rotor 13.
El rotor 13 inerte, que puede estar formado por una barra magnética 43 o que comprende la misma como núcleo, presenta aristas cortantes radiales 39 y periféricas 38 que pasan por delante de las aristas cortantes 31 correspondientes, es decir, por delante de los bordes de las aberturas 26 de la jaula cilíndrica 42. El recipiente para ensayos de laboratorio 20 con el material tisular 27 se coloca en el accionamiento con la tapa hacia abajo, de manera que resulta una altura de relleno 37 y el material está en contacto con la jaula 42 y el rotor 13. El accionamiento conocido, no representado en los dibujos, comprende otro rotor magnético adicional con el que se transmite magnética o electromagnéticamente la energía de rotación. La intensidad del campo magnético está dimensionada de tal manera que se transmita un par óptimo para la homogeneización.
La Fig. 10 muestra una vista en planta esquemática de la tapa desechable 10 del tercer ejemplo de realización según la Fig. 9, y la Fig. 11 muestra una representación de la tapa desechable de la Fig. 9. La ranura 24 circular permite un ajuste fino del recipiente para ensayos de laboratorio 20 en la tapa 11 que es superior a un ajuste con arrastre de forma. La barra magnética 13 presenta una construcción asimétrica, de manera que mediante la construcción reotécnicamente optimizada se genera, en una dirección de giro, una corriente de líquido central de arriba a abajo y, en la otra dirección de giro, una corriente de líquido lateral de arriba a abajo a lo largo de la pared del recipiente para ensayos de laboratorio 20. Invirtiendo la dirección de giro se altera, pues, el efecto de aspiración y expulsión.
La Fig. 12 muestra una vista esquemática lateral, parcialmente seccionada de una tapa desechable según un cuarto ejemplo de realización de la invención, y la Fig. 13, una vista en planta de la tapa desechable de la Fig. 12. En este caso está representado adicionalmente el empalme. Las diferencias respecto al ejemplo de realización de la Fig. 1 son concretamente las siguientes. El anillo de acoplamiento rápido 14 dispone, en su cara inferior, de dientes que engranan en dientes 53 de un árbol de accionamiento 54. En particular, el borde inferior 55 del cuerpo 3 se prolonga hacia abajo lo suficiente para que la tapa 10 se pueda colocar en plano sin que sobresalgan los dientes del anillo de acoplamiento rápido 14.
Con el símbolo de referencia 59 se designa un rodamiento para el árbol 13. Sin embargo, no es necesario un rodamiento de este tipo para una fabricación económica del dispositivo como tapa desechable. En particular se puede sustituir por un cojinete de deslizamiento, no representado en los dibujos, para el árbol de accionamiento 13, previéndose el cierre hermético mediante un anillo tórico insertado. Esto resulta especialmente ventajoso porque en el caso de una tapa desechable 10 el cojinete se carga y debe soportar esta carga sólo una vez y durante sólo poco tiempo.
La jaula 52 forma en este caso simultáneamente aristas cortantes que no constan de perforaciones, como en el segundo ejemplo de realización, ni tampoco de un elemento puramente lateral, como en el primer ejemplo de realización. La jaula 52 dispone de salientes 56 que se prolongan hacia abajo y que rodean la barra 11. Ésta está equipada con dos brazos, aunque también puede estar previsto un torniquete 2 con más brazos. Las aristas cortantes 57 se aprecian especialmente en la vista en planta de la Fig. 13, en la que las cavidades 58 de los salientes 56 adyacentes alojan material para cortarlo a continuación con la barra 11.
En los dibujos no están representadas las siguientes características, que pueden incorporarse en todas las formas de realización representadas en las figuras. Lateralmente de la barra, por ejemplo en la zona 60 y 61 de la Fig.12, se pueden hacer pasar, a través del cuerpo 3, conducciones de sensores que por la cara orientada hacia fuera disponen de conexiones eléctricas. De este modo se puede disponer de forma sencilla un sensor durante el mezclado próximo al fondo del material que se ha de tratar. En lugar de conducciones de sensores también se puede hacer pasar un conductor de luz o un tubo de alimentación que en el espacio interior 60 forma un elemento térmico o una unión de Peltier.

Claims (8)

1. Dispositivo para mezclar y homogeneizar materiales, en especial materiales infecciosos o químicamente agresivos (17, 27), en un recipiente para ensayos de laboratorio (20) con un elemento agitador (2, 11, 13), en el que está prevista una tapa (10) para el cierre hermético del recipiente para ensayos de laboratorio (20) y en la tapa (10) está previsto dicho elemento agitador (2, 11, 13) para el tratamiento del material (17, 27) que se puede introducir en el recipiente para ensayos de laboratorio (20), caracterizado porque el elemento agitador está dotado de un elemento de corte (29; 38, 39) que gira alrededor del eje longitudinal (22) del recipiente para ensayos de laboratorio (20) y está dispuesto en estrecha proximidad a aristas cortantes (12, 28; 31) adicionales.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las aristas cortantes (12, 28; 31) adicionales están previstas en el cuerpo (3, 41) de la tapa (10) en una sola pieza o como elementos adicionales (1, 42).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tapa es una tapa desechable (10) y/o porque presenta un cierre roscado o un cierre de encaje a presión elástico que es complementario a un elemento correspondiente situado en el recipiente para ensayos de laboratorio (20).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los recipientes para ensayos de laboratorio (20) son cilíndricos o en forma de paralelepípedo y/o porque los recipientes para ensayos de laboratorio (20) están compuestos de plástico o de vidrio.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de corte dispone de aristas cortantes radiales (29, 38) y/o periféricas que están compuestos en especial de plástico o de metal.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la tapa (10) dispone de un anillo de obturación (5, 16) para el cierre hermético entre el interior del recipiente (17) del recipiente para ensayos de laboratorio (20) y el entorno exterior.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la energía de rotación suministrada se suministra desde el exterior a través de un anillo de acoplamiento rápido (14) mecánico con seis puntos interiores o a través de una conexión de enchufe (6) mecánica o de un acoplamiento magnético (13 y 43) sin contacto, comprendiendo el elemento de corte una barra magnética (13) que se puede hacer girar alrededor del eje longitudinal (22) desde el exterior mediante un campo electromagnético giratorio.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque a través del eje de accionamiento termoconductor se puede introducir energía térmica en el recipiente para ensayos de laboratorio (20) o se puede ceder la misma al exterior.
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