JP3745665B2 - Nozzle device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はノズル装置に関し、特にノズルへ供給される液体の事前処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
生化学などの分野においては、ノズルを利用して試薬や希釈液などの液体を吐出するために、分注装置をはじめとするノズル装置が利用される。ノズル装置には、図3に示されるようなもの、すなわち液体瓶100内の液体102を分注ポンプ104で吸引して、ノズル106から吐出するものがある。液体102は、品質上の理由から、通常、使用される直前まで液体瓶100ごと冷却され、あるいは使用中においても液体瓶100ごと冷却されている。また、液体瓶100は、多数回の分注に対応するために当初多量の液体102で満たされており、かなりの重量を有している。したがって、液体瓶100は、ノズル装置の下方に配置されることが一般的である。これにより、分注ポンプ104としては、一般的に、負圧をかけて液体102を汲み上げる方式のものが利用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
液体瓶100内の冷却状態にある液体102は、実際にノズル106に供給されるまでに温度が上昇する。これによって、液体102に溶け込んでいる気体が発泡し微小気泡が発生する。また、分注ポンプ104により液体102の吸引時に加えられる負圧によって、この気泡の発生が更に助長される。これにより、ノズル106から吐出される液体102に気泡が混入する。いずれにしても、吐出する液体中に不必要に含まれる気泡の除去が要望されている。
【0004】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ノズルから吐出する液体中に気泡を含まないようにすることができるノズル装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明は、液体供給源から供給された冷却された薬液または希釈液である液体をノズルにより吐出するノズル装置において、前記液体供給源からの液体を非冷却状態で溜めて前記液体中の気泡を除去し、その液体を排出する気泡除去槽と、前記液体供給源の液体を前記気泡除去槽に注入する注入手段と、前記気泡除去槽に上方から前記液体を注入する注入口と、前記気泡除去槽の下方から前記液体を排出する排出口と、前記気泡除去槽内に溜まった前記液体の液面レベルを検知する液面センサと、予め設定された液面レベルの下限値に関するデータを記憶し、前記検知された液面レベルに基づいて前記注入手段を作動させ、前記気泡除去槽内の液体の液面レベルを前記下限値以上に制御する制御部と、前記気泡除去槽から排出された液体を前記ノズルに供給する供給手段と、を含み、前記下限値は、前記気泡除去槽に上方から注入された液体が排出口に至るまでの間、液体の温度上昇に伴う気泡発生と当該気泡および液体注入時に存在した気泡の排出とができる深さ以上であることを特徴とする。
【0006】
上記構成によれば、液体供給源とノズルとの間の経路上に気泡除去槽が設けられ、この気泡除去槽において、液体供給源からの液体が溜められ、液中における気泡が上方に追い出されることにより、この気泡が除去される。これにより、気泡を含まない液体、あるいは気泡を発生しにくい安定した液体をノズルから吐出させることができる。
【0007】
ここで、注入口と排出口とは上下に離間して設けられる。これにより、注入口から注入された液体が直接排出口から排出されることを防止できる。
【0008】
また、上記構成によれば、気泡除去槽内に溜められる液体の量を適切な量に調整することができる。
【0009】
本発明の好適な態様では、前記気泡除去槽として、前記注入手段によって前記液体が注入される第1気泡除去槽と、前記第1気泡除去槽の後段に設けられた第2気泡除去槽と、が設けられ、更に前記第1気泡除去槽から前記第2気泡除去槽へ前記液体を導く連通部が設けられ、前記第2気泡除去槽から前記ノズルへ前記液体が排出されることを含むことを特徴とする。ここで、この連通部は、第1気泡除去槽と第2気泡除去槽との間に設けられ、液体を溜めて気泡を除去する1つ又は複数のさらなる気泡除去槽を含む構成であってもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るノズル装置の概略的な構成を示す図である。
【0011】
汲取り管22及び24は、液体タンク10から液体12を汲み取るために利用される配管であり、その一端は液体タンク10内に挿入される。汲取り管が2つあるので、例えば、一方の汲取り管22で液体タンク10の液体12を汲み取っている間に、他方の汲取り管24に新しい液体タンク10をセットすることができる。
【0012】
切換弁26は、2つの汲取り管22及び24のうち使用する汲取り管を切り替えるための弁である。本実施形態の切換弁26は、手作業によって切り換えられるが、例えば、使用中の液体タンク10内の液体残量等に基づいて自動的に切り換わる構成であってもよい。
【0013】
注入ポンプ28は、制御部34の制御に基づいて作動し、液体タンク10の液体12を汲取り管22又は24、切換弁26及び吸引管30を介して吸引し、その液体12を注入管32を介して気泡除去槽14に注入する。本実施形態では、注入ポンプ28としてペリスタポンプを使用している。
【0014】
気泡除去槽14は、内部に空洞部16を有する。本実施形態では、5回から10回の分注分に相当する液体12が溜められる容量を有している。気泡除去槽14は、その上部に開口を有しており、空洞部16と連通している。気泡除去槽14には、その上方から空洞部16に注入管32の一端側が挿入されて固定されている。この一端側の端部には、気泡除去槽14に液体12を注ぎ込む注入口38が形成されている。なお、この注入管32の一端側は、気泡除去槽14の内壁に沿って傾斜した形状を有している。気泡除去槽14の底部には、ノズル20側に液体12を排出する排出口40が形成されている。なお、この気泡除去槽14の上部は、異物の混入を防止するために、図示されていない蓋によって覆われている。気泡除去槽14における気泡除去のメカニズムについては、後に詳述する。
【0015】
気泡除去槽14には、光又は超音波などを利用した液面センサ42が設けられている。この液面センサ42は、気泡除去槽14内に溜められた液体12の液面レベルを検出し、検出信号を制御部34に出力する。
【0016】
制御部34には、気泡除去槽14内の液面レベルの上限値と下限値に関するデータが設定されている。なお、このデータは必要に応じてユーザーによって設定できる構成であってもよい。制御部34は、入力される液面レベルに関する信号に基づいて、気泡除去槽14内の液体12の液面レベルがこの上限値と下限値との間に保たれるように、注入ポンプ28を作動させる。これにより、気泡除去槽14内に必要量の液体12が補われ、適当な量の液体12が溜まった状態が保たれる。なお、気泡除去槽14内に適当な液体量を保たせるために、ノズル20から吐出される液体12の吐出量に基づいて注入ポンプ28を作動させ、気泡除去槽14内に液体12を補う構成であってもよい。
【0017】
排出管44は、気泡除去槽14から排出される液体12を分注ポンプ46に流出させる配管であり、一方端が排出口40に接続され、かつ他方端が分注ポンプ46に接続されている。排出管44は、気泡除去槽14内における液面レベルの下限よりも低い位置に配設されている。これにより、気泡除去槽14から排出された液体12は、その自重によって分注ポンプ46に流れ込む。
【0018】
分注ポンプ46は、制御部34による制御に基づいて作動し、ノズル20から液体12を吐出させる。なお、この分注ポンプ46は、液体12に負圧をかけることなくその液体12を内部に取り込みノズル20側に供給する方式のポンプであることが望ましい。
【0019】
ノズル20は、ノズル搬送部50によって3次元的に移動自在に設けられており、ノズル搬送部50によって所望の位置に搬送される。また、ノズル20は分注管48を介して分注ポンプ46と接続されており、分注ポンプ46の作動によって液体12を吐出する。なお、このノズル20は、吸引に用いられてもよい。
【0020】
次に、気泡除去槽14における気泡除去に関するメカニズムについて説明する。注入ポンプ28の作動によって、液体タンク10で冷却状態にある液体12が注入口38から吐出され、気泡除去槽14内に注入される。この経路上において、液体12は、室温方向へ次第に温度が上昇する。これにより、液体12は、気泡を発生しやすい不安定な状態、あるいは実際に気泡を含んだ状態になる。この液体12は、気泡除去槽14の空洞部16において一旦開放される。これにより、液体12に含まれていた気泡が除去される。ここで、本実施形態の気泡除去槽14は室温下において利用される。したがって、空洞部16に溜まっている液体12は、排出されるまでに気泡を発生し、発生した気泡は液面へ向かって上昇する。なお、気泡除去槽14は、ヒータ等を利用して積極的に温度調整を行う構成であってもよい。
【0021】
ここで、排出口40から気泡を排出させないためには、液面から排出口40までの深さが、適当に確保される必要があるが、上述したように、空洞部16では、これを考慮した下限値以上の深さが確保されるような液面が保たれているので、排出口からは、気泡を含まない、あるいは気泡を発生しにくい安定した液体12が排出される。
【0022】
次に、図2を用いて気泡除去槽における別の構成例について説明する。この図2に示す気泡除去槽ユニット52は、第1気泡除去槽54、第2気泡除去槽56及び連通管58とから構成されている。第1気泡除去槽54と第2気泡除去槽56は、互いに分離された液体収容槽であり、連通管58によって連結されている。第1気泡除去槽54には、注入管32が、その上方から内部に挿入されて固定されている。一方、第2気泡除去槽56の底部には、ノズル20側に液体12を排出する排出口40が設けられている。なお、第1気泡除去槽54及び第2気泡除去槽56のそれぞれの上部は、異物の混入を防止するために、図示されていない蓋によって覆われている。
【0023】
ここで、連通管58は、第1気泡除去槽54と第2気泡除去槽56とをこれらの底部付近で連結している。これにより、例えば、注入管32から液体12が注入された際に、仮に、第1気泡除去槽54において、不用意に液体12の状態が乱れたとしても、第2気泡除去槽56では静的な状態が保たれ、また、第1気泡除去槽54で発生した気泡も第2気泡除去槽56側に移動しにくい。その結果、気泡を含まない、あるいは気泡が発生しにくい安定した状態の液体12を排出口40から排出することができる。
【0024】
なお、第1気泡除去槽54において、溜められた液体12を攪拌する適切な攪拌手段(図示せず)を適切な位置に設け、積極的に液体12に刺激を加えて気泡を形成排除させてもよい。この構成においては、この攪拌手段によって、第1気泡除去槽54内で気泡が形成されるが、連通管58からは、気泡を含まない、あるいは気泡の含有量が少ない液体12が第2気泡除去槽56に流れ込む。これにより、第2気泡除去槽56は安定した液体12で満たされ、排出口40からは、さらに気泡を発生しにくい液体12が排出される。
【0025】
以上、ノズル装置における実施形態について説明した。もし汲取り管がひとつだけしかないノズル装置の場合には本発明は、更に有効である。つまり、このようなノズル装置において、液体タンク10を交換する間に注入ポンプ28が気体を吸い込んだとしても、これら気泡除去槽14あるいは気泡除去ユニット52において液体12をバッファリングしているので、この気体は排除される。また、気体が排除された液体12を用いて分注を行うこととなるので、液体タンク10の交換の度にノズル装置を停止する必要がない。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルから気泡を含まない液体を吐出可能なノズル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るノズル装置の概略的な構成を示す図である。
【図2】 気泡除去槽における別の構成としての気泡除去ユニットの構造を示す図である。
【図3】 従来におけるノズル装置の概略的な構成を示す図である。
【符号の説明】
10 液体タンク、12 液体、14 気泡除去槽、16 空洞部、20 ノズル、22 汲取り管、24 汲取り管、26 切換弁、28 注入ポンプ、30 吸引管、32 注入管、38 注入口、40 排出口、42 液面センサ、44 排出管、46 分注ポンプ、48 分注管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nozzle device, and more particularly to pretreatment of a liquid supplied to a nozzle.
[0002]
[Prior art]
In fields such as biochemistry, a nozzle device such as a dispensing device is used to discharge a liquid such as a reagent or a diluent using a nozzle. Some nozzle devices are as shown in FIG. 3, that is, a device in which the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The temperature of the
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a nozzle device that can prevent bubbles from being included in the liquid discharged from the nozzle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a nozzle device for discharging a liquid, which is a cooled chemical solution or a diluted solution, supplied from a liquid supply source by a nozzle, and the liquid from the liquid supply source is in an uncooled state. A bubble removing tank that removes bubbles from the liquid that has been stored and discharges the liquid; an injection unit that injects the liquid from the liquid supply source into the bubble removing tank; An inlet for discharging the liquid from below the bubble removal tank, a liquid level sensor for detecting a liquid level of the liquid accumulated in the bubble removal tank, and a preset liquid level. Storing the data relating to the lower limit value of the control unit, operating the injection means based on the detected liquid level, and controlling the liquid level of the liquid in the bubble removal tank to be equal to or higher than the lower limit value, Air bubble removal The liquid discharged from the bath comprises a supply means for supplying to said nozzle, said lower limit, while the liquid injected from above into the bubble removal tank up to the outlet, with increasing temperature of the liquid and characterized in that the bubble generation and the bubble and there was bubble discharge and can be more than the depth of the time liquid injection.
[0006]
According to the above configuration, the bubble removal tank is provided on the path between the liquid supply source and the nozzle. In this bubble removal tank, the liquid from the liquid supply source is stored, and the bubbles in the liquid are expelled upward. As a result, the bubbles are removed. Thereby, the liquid which does not contain a bubble, or the stable liquid which is hard to generate a bubble can be discharged from a nozzle.
[0007]
In here, it is spaced apart vertically from the inlet and outlet. Thereby, it can prevent that the liquid inject | poured from the injection port is discharged | emitted directly from a discharge port.
[0008]
Moreover, according to the said structure, the quantity of the liquid stored in a bubble removal tank can be adjusted to an appropriate quantity.
[0009]
In a preferred aspect of the present invention, as the bubble removal tank, a first bubble removal tank into which the liquid is injected by the injection means, a second bubble removal tank provided at a subsequent stage of the first bubble removal tank, And a communication part for guiding the liquid from the first bubble removal tank to the second bubble removal tank is further provided, and the liquid is discharged from the second bubble removal tank to the nozzle. Features. Here, the communication portion may be provided between the first bubble removal tank and the second bubble removal tank, and may include one or more additional bubble removal tanks that collect liquid and remove bubbles. Good.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a nozzle device according to the present invention.
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The bubble removal tank 14 has a
[0015]
The bubble removal tank 14 is provided with a
[0016]
In the
[0017]
The
[0018]
The dispensing
[0019]
The nozzle 20 is provided so as to be three-dimensionally movable by the
[0020]
Next, a mechanism related to bubble removal in the bubble removal tank 14 will be described. By the operation of the
[0021]
Here, in order to prevent the bubbles from being discharged from the
[0022]
Next, another configuration example of the bubble removal tank will be described with reference to FIG. The bubble
[0023]
Here, the communication pipe 58 connects the first
[0024]
In the first
[0025]
The embodiment of the nozzle device has been described above. The present invention is more effective in the case of a nozzle device having only one fetch pipe. That is, in such a nozzle device, even if the
[0026]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nozzle apparatus which can discharge the liquid which does not contain a bubble from a nozzle can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a nozzle device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a bubble removing unit as another configuration in the bubble removing tank.
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional nozzle device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid tank, 12 Liquid, 14 Bubble removal tank, 16 Cavity part, 20 Nozzle, 22 Fume pipe, 24 Fume pipe, 26 Switching valve, 28 Injection pump, 30 Suction pipe, 32 Injection pipe, 38 Inlet, 40 Discharge port, 42 level sensor, 44 discharge pipe, 46 dispensing pump, 48 dispensing pipe.
Claims (2)
前記液体供給源からの液体を非冷却状態で溜めて前記液体中の気泡を除去し、その液体を排出する気泡除去槽と、
前記液体供給源の液体を前記気泡除去槽に注入する注入手段と、
前記気泡除去槽に上方から前記液体を注入する注入口と、
前記気泡除去槽の下方から前記液体を排出する排出口と、
前記気泡除去槽内に溜まった前記液体の液面レベルを検知する液面センサと、
予め設定された液面レベルの下限値に関するデータを記憶し、前記検知された液面レベルに基づいて前記注入手段を作動させ、前記気泡除去槽内の液体の液面レベルを前記下限値以上に制御する制御部と、
前記気泡除去槽から排出された液体を前記ノズルに供給する供給手段と、
を含み、
前記下限値は、前記気泡除去槽に上方から注入された前記液体が前記排出口に至るまでの間に、液体の温度上昇に伴う気泡発生と当該気泡および液体注入時に存在した気泡の排出とができる深さ以上であることを特徴とするノズル装置。In a nozzle device for discharging a liquid that is a cooled chemical solution or a diluent supplied from a liquid supply source by a nozzle,
A bubble removal tank for storing the liquid from the liquid supply source in an uncooled state to remove bubbles in the liquid and discharging the liquid;
Injection means for injecting the liquid of the liquid supply source into the bubble removing tank;
An inlet for injecting the liquid from above into the bubble removing tank;
A discharge port for discharging the liquid from below the bubble removing tank;
A liquid level sensor for detecting a liquid level of the liquid accumulated in the bubble removing tank;
Data relating to a preset lower limit value of the liquid level is stored, the injection means is operated based on the detected liquid level, and the liquid level of the liquid in the bubble removing tank is set to the lower limit value or more. A control unit to control;
Supply means for supplying the liquid discharged from the bubble removal tank to the nozzle;
Including
The lower limit, while the liquid injected from above into the bubble removal tank up to the outlet, the bubble discharging and of that existed at the time the bubble generation and the bubble and liquid injection with increasing temperature of the liquid Nozzle device characterized by being deeper than possible.
前記気泡除去槽として、
前記注入手段によって前記液体が注入される第1気泡除去槽と、
前記第1気泡除去槽の後段に設けられた第2気泡除去槽と、
が設けられ、更に
前記第1気泡除去槽から前記第2気泡除去槽へ前記液体を導く連通部が設けられ、前記第2気泡除去槽から排出された液体が前記供給手段でノズルに供給されることを含むことを特徴とするノズル装置。The nozzle device according to claim 1.
As the bubble removal tank,
A first bubble removal tank into which the liquid is injected by the injection means;
A second bubble removal tank provided downstream of the first bubble removal tank;
And a communication portion for guiding the liquid from the first bubble removal tank to the second bubble removal tank, and the liquid discharged from the second bubble removal tank is supplied to the nozzle by the supply means. A nozzle device comprising:
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JP2001295451A JP3745665B2 (en) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | Nozzle device |
Applications Claiming Priority (1)
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