NO129170B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrbrer en fremgangsmåte for blanding og transport av væsker samt et apparat eller en anordning for denne fremgangsmåtes utfbrelse. Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe bket på-litelighet ved målinger og prover, med hensyn til de aktuelle væsker. Innenfor medisin, biologi, kjemi og dermed beslektede om-råder fordres ofte ved forskningen såvel som ved rutineprbver et apparat, og dette kan da bestå av et prbveror , et beger, en flaske, en retorte, en pipett, en destillasjonskjele eller lignende.

I de forlbpene år er apparater for tilveiebringelse av automatiske kjemiske forlbp stadig blitt mere aktuelle, særlig når det har vært tale om prover, målinger og kompliserte rutinearbeider, som for å oppnå bket sikkerhet må gjentas gang på gang, dog med forskjellige prover. Slike apparater har funnet anvendelse ved kjemisk analyse, kromatografi, spektrofotometri samt ved målinger og analyser av forskjellige slags biologiske stoffer.

Automatikken for apparatet fordres for å sette mediet i be-

vegelse, for å utspe et konsentrat av mediet og for å blande forskjellige medier med hverandre, særlig væsker. Om proven utgjbres av blod, må man vanligvis tilveiebringe utspedningen i flere etapper. Filtrering av rode blodlegemer må utfores for å muliggjbre bestemmelse av de hvite blodlegemer. De aktuelle væsker må pumpes, overfores fra en beholder til en annen samt settes i bevegelse mellom beholderne. Den manuelle teknikk,

som benyttes ved konvensjonelt arbeide, er imidlertid ikke til-gjengelig i et laboratorium, er ikke egnet for sådan automatisk analyse. Selv om man har konstruert apparatene slik at de skulle tilfredsstille alle. krav til automatisk funksjonering fort til at problemer oppsto som ikke kunne anses å være fullt ut lost ved de apparater, som hittil er blitt utviklet. En kort beskrivelse av disse problemer vil være hensktsmessig for påpekelse av det som tilsiktes qppnådd ved foreliggende oppfinnelse, og for å på-

vise oppfinnelsens betydning.

Det problem som har vært vanskeligst å lose har vært behand-

lingen av flere forskjellige medier i kontinuerlig rekkefolge efter hverandre. Et apparat som muliggjbr kontinuerlig strbmning, ville utvilsomt være mest tilfredsstillende hva angår kravet til automatikk i anordningen, idet man med et sådant apparat skulle kunne gjenta samme generelle art av prove gang på gang på en kontinuerlig strbmmende prove og derved få bnskete resultater. Muligheten for på en verdifull måte å utnytte et slikt apparat

er imidlertid meget begrenset, eftersom laboranten, må kjenne til parametrene for den spesielle prove i hver serie av prbvemedier,

og disse kan være helt og holdent innbyrdes ulike. Når laboranten prover forskjellige prbvemedier, må maskinen behandle hver prove separat. Apparatet må av denne grunn være utfort således at det behandler satser av prover adskilt fra hverandre, samtidig som man fordrer, at det skal være istand til rutinemessig, raskt og

kontinuerlig å utfore undersøkelser av den ene prove efter den annen og derved gi nbyaktige resultater uten at resultatene fra de forskjellige prover kan sammenblandes med hverandre. Dette forer umiddelbart til et fbrste problem, nemlig å holde de forskjellige prbvemedier adskilt fra hverandre, men allikevel å oppnå fullstendig kontroll med behandlingen av de forskjellige prbvemedier.

En av de mest vesentlige fordeler med oppfinnelsen er at ved denne tilveiebringes en fremgangsmåte og et apparat, hvorved mulig-gjøres en enkel og fullstendig overforing av væsker fra et apparat til et annet under iaktagelse av stbrst mulig nøyaktighet og med et minimum av forurensning. En ytterligere fordel ligger i at det med nevnte fremgangsmåte og apparat kan innfores væske i flere apparater, hvilke allerede inneholder væske, eller samtidig med andre væsker, dog på en sådan måte, som forer til et minimum av turbulens. Allikevel muliggjbres derved at væskene blandes med hverandre, dels når de kommer inn i apparatet, dels ytterligere fbr.de forlater dette.

Nærmere bestemt vedrbrer oppfinnelsen en fremgangsmåte for blanding og transport av væsker som innfores i en beholder ved dennes ovre ende for derefter å avtappes ved beholderens nedre ende,

idet væsken på i og for seg kjent måte tilfores det indre av beholderen i en retning stort sett tangentielt i forhold til beholderens vegg, hvorved væsken allerede ved innfbringen i beholderen får en rotasjonskomponent av beveglese i horisontal retning og oppsamles i bunnen av beholderen, og hvor det nye og karakteristiske ved fremgangsmåten er at denne horisontale komponent allerede ved innfbringen av væsken i beholderen overlagres en av tyngdekraften avhengig vertikal komponent av bevegelse, slik at væskens bevegelse blir noe nedadrettet, og at store bobler av en gass innfores turbulensfritt ved den nedre ende av beholderen for å bedre blandingseffekten mellom de bestanddeler som den til beholderen tilforte væske består av.

Oppfinnelsen vedrbrer som nevnt også et apparat for utfbrelse. av denne fremgangsmåte. Ved hensiktsmessige anordninger i kombinasjon med de beholdere og ledninger, som inneholder væsken, kan gass under trykk anvendes for å overfore væske fra et apparat til et annet eller for å bortfbre væske fra et apparat og for samtidig blanding av mediene. En særskilt fordel ved fremgangsmåten resp. apparatet ifblge oppfinnelsen har derfor sammen-heng med den måte, på hvilken gassen reguleres, f.eks. under tbmming av en beholder. I den tid da størstedelen av væsken er igjen i beholderens indre, bor trykket på gassen ovenfor væsken, som anvendes for å presse væsken ut ved beholderens tbmming, være maksimalt, for at derved evakueringstiden skal bli så kort som mulig. Ved hensiktsmessig regulering minskes trykket på gassen suksessivt, mens beholderen tommes. Når denne er så godt som helt og holdent tomt, er også trykket praktisk talt null, slik at fullstendig tbmming fås, men allikevel ikke'noen gass presses frem gjennom avløpsledningen, slik at denne skulle kunne forstyrre forholdene i det nærmest efterfblgende apparat>

i hvilket mediet skal forekomme.

Det finnes en spesiell art av apparater for partikkelanalyse, som kalles Coulterapparater, og med hvis hjelp partikler, f.eks. rode og hvite blodlegemer, kan avsbkes mens de passerer sammen med væske gjennom en måleåpning med meget liten dimensjon, samtidig som også en elektrisk strbm passerer gjennom samme måleåpning. Måleåpningen og de elektriske organ, som er forbundet med denne, er vanligvis ikke istand til å skille mellom små bobler og små partikler, forutsatt at begge disse har en størrel-sesorden på noen få mikrometer. I et apparat av dette slag, i hvilket man vil tilveiebringe telling,størrelsesbestemmelse og sammenlignende analyse av partiklene,er det derfor meget lite bnskelig at bobler av hva slag det nu måtte være kan forekomme. Også optisk telling kan imidlertid bli upålitelig, om bobler foreligger i målévæsken. Mange slags bobler, som har oppstått på grunn av turbulens ved innføring, innblanding, utspedning eller overforing av mediene eller lignende behandling av disse, er av forbigående beskaffenhet og forsvinner meget raskt, men vanskeligheter foreligger med slike bobler, som har tilbøyelighet til å opprettholdes. Adskillige kjemiske produkter frembringer bobler eller virker til dannelse av bobler, og til disse horer bl.a. de fleste titreringsmidler, hvilke anvendes for å bryte ned de rode blodlegemer, slik at målinger av de hvite blodlegemer kan gjbres. Fremgangsmåten og apparatet ifblge oppfinnelsen er

i

særlig egnet for å hindre at varige bobler dannes.

Det har vist seg at stbrre bobler beveger seg raskt gjennom

væsken og kan betraktes som av meget raskt forbigående beskaffenhet. De er på sett og vis bnskelige, eftersom de kan anvendes for blandingsbyemed. De forsvinner uten vanskelighet, efterat de er steget opp til overflaten av den væskemasse, i hvilken de er blitt dannet. De ikke bnskelige bobler er imidlertid de små bobler, som til og med kan ha mikroskopisk stbrrelse. De stiger ikke le tt opp mot væskens overflate, de brytes heller ikke så lett istykker, og beveger seg ofte sammen med væsken gjennom de forskjellige kanaler. De bevirker upålitelige verdier når væsker,

som inneholder slike bobler, utsettes for måleoperasjoner. De forer til regnefeil, og de bevirker signaler i de elektroniske detekteringsanordninger for partikler, og man har også konstatert at de forårsaker en forurensning ved at de vedhefter veggene i apparatet og ledningene.

Av den fblgende beskrivelse av oppfinnelsen vil fremgå at ved apparatet ifblge oppfinnelsen unngås praktisk talt helt ikke bnsleLige bobler, mens derimot store bobler som befordrer blandingen dannes og står under kontroll i og for blandingsforlbpet.

Det skal også i det efterfblgende nærmere påvises hvorledes man

kan anvende gasstrykk for å overfore væske fra en beholder og inn i en annen eller noen del av et med fbrstnevnte beholder forenet apparat. Om man antar at det dreier seg om to beholdere, idet væsken er innfort i den forste beholder, og den annen be-

holder er forbundet med den forste gjennom en ledning, som er fort således at man skal tomme den forste beholder, samtidig som væsken skal trenge inn i den annen beholder i tangential retning, så har man funnet at man ved hjelp av gasstrykk kan hindre væsken i å trenge inn i: forbindelsesledningen, samtidig som man ved hjelp av dette gasstrykk bevirker store bobler, hvilke har en blandingspåskynnende virkning på væsken i den fbrste beholder.

En utlbpsåpning finnes da i den ovre del av den fbrste beholder, gjennom hvilken gass skal kunne avvike, og en innlbpsåpning finnes i den ovre del av den annen beholder, gjennom hvilken man til forer gass. Disse åpninger kan fortrinnsvis være forbundet med et gassreguleringsapparat, og de kan tjene flere forskjellige nyttige formål. Når sammenblandingen er fullfort, og man bnsker å overfore væsken fra den fbrste beholder til den annen beholder, veksler raan om de aktuelle åpninger ved hjelp av regulerings-apparatet for gasstrbmningen. Åpningen i den fbrste beholder forbindes da med trykkgasskilden, og åpningen i den annen beholder kobles til det endelige avlbp.

Oppfinnelsen skal i det efterfblgende beskrives nærmere under henvisning til noen utfbrelseseksempler vist på tegningene. Det er imidlertid underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til de beskrevne og på tegningene viste utfbrelseseksempler,

idet en rekke modifikasjoner kan forekomme innenfor oppfinnelsens ramme.

Fig. 1 viser sterkt skjematisert og stort sett i blokkdiagram

en del av et automatisk anlegg for behandling av et medium, i hvilket anlegg oppfinnelsen inngår i en fbrste utfbrelse sform. Fig. 2 viser sett fra siden og delvis i snitt et apparat av glass, inneholdende to beholdere. Dette apparat anvendes fortrinnsvis ved anordningen ifblge fig. 1.

Fig. 3 er et snitt efter linjen 3 - 3 i fig. 2, og

fig. 4 er et snitt efter linjen 4 - 4 i fig. 2.

Fig. 5 viser skjematisk et diagram vedrbrende konstruksjonen av en annen utfbrelsesform av oppfinnelsen. Fig. 6 er et skjema over en konstruksjon, som kan manbvreres på en måte som skiller seg fra de foregående konstruksjoner, be-roende på om visse forbindelsesledninger og ventiler foreligger eller ikke foreligger. Denne figur er mere beregnet på å for-klare hva som ligger i oppfinnelsen enn å vise en virkelig utfbrelsesform av denne. Fig. 7 derimot viser et blokkdiagram, for hvilket det anvendes en enkelt beholder, men denne anvendes ifblge en ytterligere utfbrelsesform av oppfinnelsen. I fig. 1 vises således et anlegg for behandling av væsker, og denne anordning kan anses å være særlig beregnet for måling av prover av blod eller lignende væske for å fastslå visse gitte parametre i denne prove dels ved virkelige målinger, dels også ved sammehligningsberegninger. De beholdere som er av særskilt betydning i forbindelse med oppfinnelsen, er beholderne 10,12, 14 og 16. De utgjor blandekamre. De er riktignok i den viste utfbrelse ifblge fig. 1 beregnet på å virke parvis, men man kan også anvende enkle beholdere under derfor egnede forhold. Videre finnes kilder for en væske, betegnet 18, 20 og 22. De kan inne-holde slike stoffer som f.eks. en blodprbve, et fbrste utspedningsstoff og et annet utspedningsstoff, og disse tre stoffer betegnes skjematisk med A,B og C. En blandeventil 24 inneholder en anordning med porsjoneringsventiler for regulering av innfør-ingen av væskene til anlegget. I denne blandeventil kan også inngå andre apparater, f.eks. pumper, ledninger og lignende.

Et programmeringsverk 26 tilveiebringer fullstendig kontroll

over hele anlegget, og det kontrollerer derved også blandeventilen 24 ved hjelp av en kontrolledning 27.

Det må nu antas at den måling som skal utfores, har til hensikt

å undersbke et blod, f.eks. telling av de hvite og de rode blodlegemer. Blandeventilen 24 suger da inn en prbvekvantitet av blodvæsken fra forrådet A i væskebeholderen 18 over en ledning 28 og tilforer således en nbyaktig avveiet kvantitet av denne prove sammen med en nbyaktig avveiet kvantitet av et utspedningsmiddel over ledningen 30 til en fbrste beholder 14,Utspednings-mediet fås fra kvantiteten B i væskebeholderen 20 over en ledning 32.

Gass under trykk tilfores en innlbpsåpning 34 over en ledning 36. Innlbpsåpningen 34 befinner seg i det indre av beholderen 16, nærmere bestemt ved den ovre ende av denne beholder. Gassen fyller fblgelig beholderen 16 og passerer ut ved dens nedre ende. Regulering av gasskvantiteten oppnås ved hjelp av en passende gassventil 40, som får gassen fra en materledning 42, og som programmeres fra programmeringsverket 26 ved hjelp av ledningen 64.

Tilforsel av de to væsker, som er blitt tilfort beholderen 14,

og som nu beregnes å strbmme videre gjennom ledningen 38 til beholderen 16, reguleres imidlertid ved innfbring av gass i beholderen 16 gjennom innlbpsåpningen 34. Ved den anledning da de to væsker begynner å strbmme inn i beholderen 14, antas gassen allerede å ha trengt ned til bunnen av beholderen 14 gjennom forbindelsesledningen 38, og den avgår nu gjennom utlbpsledningen 44 og en ledning 46. De væsker, som skal innfores ved hjelp av

blandeventilen 24, blir derfor inntil videre igjen i beholderen 14, hvor de omhyggelig blandes ved hjelp av store bobler av gass, som stiger opp fra munningen av forbindelsesledningen 38. Det er særlig gunstig at apparatet er innstilt således, at disse bobler er fullt synlige. De kan f.eks. være i stbrrelsesorden men en diameter på 1.000 - 3.000 mikrometer. De stiger da meget raskt opp og fjernes også meget hurtig. Man kan imidlertid ikke helt unngå at ikke bnskelige bobler av en stbrrelse, som er vesentlig meget mindre enn de nu nevnte store bobler, skal kunne bli igjen i suspensjonen tilstrekkelig lenge til at de siden blir tellet som om de var partikler, samtidig som de vil kunne feste seg til veggene av beholderen og veggene av forekommende ledninger og bevirke forurensning av en prove med en annen.

Efter et tidsrom, som bestemmes i programmeringsverket 26, tillates imidlertid den væske, som er fremkommet til beholderen 14 og der er underkastet intim blanding, å passere over ledningen 38 til beholderen 16, hvor ytterligere blandingsfunksjon foreligger. Gassventilen 40 omstilles da mellom de to åpninger 34 og 44, slik at den åpning som tidligere var innlbpsåpning, nu blir utlbpsåpning, og omvendt. Det trykk som tilfores beholderen 14 ovenfir væskemassen i denne, vil da presse denne væskemasse gjennom ledningen 38 inn i beholderen 16. Når væsken overfores fra beholderen 14 til beholderen 16, minsker trykket suksessivt, slik at når væske-volumet i beholderen 14 synker, så synker samtidig også trykket. Derved unngår man at en altfor plutselig strbmning av bobler ager inn i væskemassen i beholderen 16 ved slutten av overfbringsperi- oden, men al.likeve.l- kan- all væske overfores. -Efterat all væske er-blitt overfortkan ,en.viss;.kvantitet- gass. stadig, pumpes med . , lavt trykk og lav strbmningshas;tighet init ri;-:beholderen; -16,- og - den vil da lette fortsatt intim blanding mellom væskene i denne beholder. Dertil kommer at. den omstendighet, at væskeblandingen innfores i bunnen av beholderen 16, allerede i. og for seg forer til at under overforing av væsken finner det sted en forbedret blanding. Efterat væsken i beholderen 16 er blitt omhyggelig blandet, fjernes en del av denne væske gjennom det vertikale bunnavtappingsror 48, som strekker seg ned i beholderen 16.

Man kan nu f.eks. forestille seg at ved den fremgangsmåte, som ovenfor er beskrevet, skjedde den fbrste utspedning av væske fra forrådet A med utspedningsmiddel fra forrådet B for under-søkelse av de hvite blodlegemer. Telling av de rode blodlegemer må imidlertid utfores med meget hbyere utspedningsgrad og av den grunn tilveiebringer man en ytterligere utspedning i form av den fbrste utspedde væske,idet man tar. ut en liten kvantitet av væsken fra beholderen 16 ved hjelp av bunnrbret 48, som er forbundet med blandeventilen 24 ved en-ledning 50.,Væsken fra ledningen 50 overfores til blandeventilen samt fra denne over en ledning 52 til.beholderen 10, som utgjor den fbrste beholder i et annet par 10,12 av glassbeholdere, hvilke er forbundet med

hverandre ved hjelp av en ledning 54. Blandeventilen 24 sper imidlertid ut væsken fra ledningen 50, når denne passerer gjennom blandeventilen, og som utspedningsmiddel anvendes da væske fra forrådet Ci beholderen 22, hvilken væske overfores over ledningen 58.

I beholderen 10 og 12 skjer nu på ny en blanding og en overforing på samme måte som allerede beskrevet i forbindelse med beholderne 14 og 16. En gassventil.60, som også.styres fra programmeringsverket 26 over kanalen 62, har her.samme funksjon, som i det tidligere tilfellet gassventilen 40 hadde. Åpningene 66 qg 68 samt ledningene 70 og,72 svarer til åpningen 34 og 44 samt ledningene.

36 og 46, og de virker i alle deler på samme måte. Utmatningen

av væskeblandingen fra beholderne ,10 og.12 skjer gjennom en av- , tappningsledning 73 og en ventil 74, som over ledningen 76 står under kontroll fra programmeringsverket 26. Den derved frem-

strbmmende/sterkt utspedde opplbsning av blod, beregnet for telling av de rode blodlegemer, overfores nu til en passende måleanordning R, i fig. 1 betegnet med blokken 77. Det skal nu minnes om at igjenværende væske i beholderen 16 var tenkt anvendt for bestemmelse av kvantiteten av hvite blodlegemer. Den tillates derfor å passere gjennom avtapningsledningen 78 og ventilen 79, som over en kanal 80 reguleres fra programmeringsverket 26.

Væsken passerer derefter gjennom ledningen 82 inn i en titrering-sbeholder 84. Denne beholder kan også være anordnet for gass under trykk, hvorved bevirkes at væsken blandes, blir igjen eller overfores. En annen væske overfores imidlertid også til beholderen 84 ved hjelp av ledningen 86 fra en væskepumpe 88, som mates fra en kilde 90 for en væske D under regulering fra programmeringsverket 26 over kanalen 92. Den væske, som på denne måte tilfores beholderen 84 over ledningen 86, utgjor en titreringsvæske. Efter foretatt titrering kan prbvevæsken i sin nu for telling av hvite blodlegemer egnede tilstand, strbmme ut gjennom én ventil 94 til en ledning 95, som overforer væsken til et annet måleapparat V anvist med blokken 96. Ventilen 94 påvirkes selvsagt også av programmeringsverket 26 over en kanal 97.

En gasskilde 43 tjener til å forsyne hele apparatet med nbdvendig trykkgass. Gassen kan bestå av luft, og den kan tilfores de forskjellige gassventiler 40,60 og 89 ved hjelp av en gassledning 42. Hver gassventil er selvsagt også forsynt med en normal gass-uttbmningsledning.

Over ledningen 99 tilfores nu gass fra gassventilen 89 til beholderen 84. Gassventilen 89 står over ledningen 98 under kontroll av programmeringsverket 26.

Det er av en viss betydning, når man overforer væsker fra en beholder til en annen, som befinner seg hbyere oppe, at gassen må befinne seg under så sterkt trykk, at dette overvinner det hydrostatiske trykk. Dette oppnås lett ved at man anvender gass under trykk på den måte som ovenfor er beskrevet, men samtidig oppnås den store'fordel, at ledningen blåses helt fri for væske. Man behbver derfor ikke noen væskeventiler, og bare ved passende regulering av gasstrbmningen kan man bevirke en særdeles nbiy- aktig regulering av den væske, som settes i bevegelse i anleggets forskjellige deler. De forekommende ventiler kan selvsagt i og for seg være av forskjellig konstruksjon, men for dette byemed er kommersielt tilgjengelige ventiler fullt brukbare.

Fig. 2,3 og 4 viser detaljer av konstruksjonen av en slik dob-bel tbeholder, som ovenfor er blitt beskrevet. Som eksempel velges dobbeltbeholderen 14,16. De to beholdere er oventil lukket ved hjelp av kapsler 100 resp. 102. Selvsagt kan man anvende prinsippet med tangential innfbring av væskene også med åpne beholdere. En vulst 104 er anordnet i veggen av beholderen 14 for å tilveiebringe en kanal 106 gjennom denne vegg inn i beholderens indre, slik at den treffer den indre flate i tangential retning, som det fremgår av fig. 3. Dessuten bor imidlertid den vinkel, under hvilken kanalen 106 trenger gjennom beholderveggen, være hellende nedad på en sådan måte at væsken fra ledningen 30 strommer inn ikke bare tangentielt men også med en påtagelig nedadrettet komponent. Når væske strbmmer inn i beholderen, vil denne derved spres på en blot og tilfredsstillende måte på innsiden av beholderveggen, hvorved den helt fukter veggen og derpå beveger seg nedad i en svak hvirvelbeveglese, som angitt med den prikkede linje 108. Derved oppstår også en svakt roterende sump i bunnen, men turbulensen innenfor denne sump er meget svak, og fblgelig blir de små bobler antallsmessig et minimum.

Som ovenfor forklart presses gass under trykk inn i rommet 16 gjennom en åpning 34, hvorefter gassen trenger inn gjennom den kanal 110, fig. 2, som danner ledningen 38, hvorefter den avgår fra beholderen 16 gjennom munningen 112 i bunnen av beholderen 14. Denne gass hindrer at den væske, som befinner seg i bunnen av beholderen 14, trenger inn i kanalen 110, så lenge trykkgass foreligger, og samtidig stiger store gassbobler opp fra munningen 112 av ledningen 110 og beveger seg gjennom den væske som befinner seg i beholderen 14, se fig. 5, hvor disse forhold er sbkt anskueliggjort. Derved blandes væsken meget godt, samtidig som den settes i en oppad og nedad foregående hvirvelbevegelse. Gassen passerer derefter ut til rommet ovenfor væskenivået i beholderen 14 og avgår gjennom ledningen 44.

Når væsken overfores fra en beholder til en annen, skifter man funksjon for de to åpninger 34 og 44. Trykkgassen tilfores således nu over åpningen 44 og gass tillates å avgå gjennom åpningen 34.Væsken tvinges derved gjennom kanalen 110 og trenger inn i den nedre ende av beholderen 16 på stedet 114, se fig. 4, slik at det også her finner sted en tangential innstrbmning, og og-

så her skjer et minimum av indre turbulens under overforingen. Eftersom ventilen 79 normalt er stengt for denne anledning, an-samles væsken i bunnen av beholderen 16, og den ytterligere væske, som tilfores gjennom kanalmunningen 114, frembringer en svakt roterende sump, gjennom hvilken en intim blanding av væsken finner sted. På grunn av den ubetydelige diameter av kanalen 78 trenger ingen væske inn i denne kanal, idet den holdes tilbake av den gass som befinner seg i ledningen ovenfor ventilen 79. På den måte som ovenfor er nærmere forklart, kan de væsker, som tilfores beholderen 14, bestå av en liten kvantitet av en sterkt konsentrert væske samt av et utspedningsmiddel, og om man vil tilveiebringe en meget omhyggelig blanding mellom den konsen-trerte væske og utspedningsmidlet, bor man også anvende to beholdere på den måte, som ovenfor er omtalt. Om man derimot kan nbye seg med en mindre omhyggelig blanding mellom den kon-sentrerte væske og utspedningsmediet, vil den ene beholder kunne unnværes.

I den fbrste beholder 14 ligger inngangsåpningen 104 stort sett helt ovenfor væskenivået. Derved sikres et minimum av forurensninger, eftersom bare det utspedningsmedium, som siden tilfores proven, kan komme i kontakt med innlbpsåpningen.. Denne anordning er meget viktig på grunn av det presserende behov for fullstendig frihet for forurensninger. Bunnrbret 48 har sin innlbpsåpning bare ubetydelig ovenfor den hbydestilling, hvor innlbpet 114 befinner seg. Derved hindres at bobler skal kunne

suges inn i ledningen 50.

Fig. 5 viser en enkelt blandebeholder 120, som er forsynt med innlbpsbbssing 122 stort sett lik innlbpsbbssingen 104 i fig.

2. Fblgen er at væsken tilfores beholderen 120 tangentielt langs en bane, svarende til banen 121 som vises med prikkede linjer. Den har fblgelig form av en skruelinje. En gassåpning

124 er montert i den bvré ende av beholderen 120 og strekker seg gjennom kapselen 123. Gass fra en på tegningen ikke vist kilde overfores gjennom en ledning 125 til en gassregulerings-ventil 126. Gassen kan da enten tilfores beholderen 120 eller fores bort fra beholderen 120 over ledningen 127. Gass kan også tilfores avtapningsledningen 128 ved hjelp av en ledning 130,

og begge ledninger 127 og 130 reguleres således av gassventilen 126. Innfbring av gass i avtapningsledningen 125 danner store bobler, som stiger opp gjennom væskemassen, samtidig som de hindrer at væskemassen trenger inn i avlbpsledningen 128, Disse bobler tjener til omhyggelig å blande de forskjellige komponenter i væskemassen ved sin oppadstigende beveglese, som bevirker en hvirveldannelse i væsken, representert av de små med prikkede linjer vist piler 132. I denne tilstand oppsamles gassen av ledningen 124, og overfores av ledningen 127 til gassventilen 126, hvorefter den avgår gjennom utmatningsledningen 134. En utlbpsventil 146 muliggjbr også overforing av væske gjennom avtapningsledningen 128, og også denne er styrt av programmeringsverket på en eller annen passende måte ved hjelp av reguleringskanalen 147.

Den skjematiske fremstilling i fig. 6 inneholder forbindelser

og tilkoblingsbbssinger, som gjor at konstruksjonen kan være egnet for et meget stort antall forskjellige anvendelsesmåter.

Om denne konstruksjon innkobles stedenfor den konstruksjon som vises i fig. 2, 3 og 4, kan det antas at de forskjellige deler angis med samme henvisningstall, bare athundretallssifferet 6

er tillagt for de forskjellige deler, som gjenfinnes ved anordningen ifblge fig. 6. Eftersom anordningen viiere er stort sett speilsymmetrisk, er på hbyre side de forskjellige betegnelser innfort uten noen indeks, mens de samme betegnelser på venstre side er forsynt med indeks.

To innlbpsåpninger 601 og 601' finnes således ved anordningen ifblge fig. 6 for å lette innfbrsel av væske fra en ytre kilde til det indre av de to beholdere 614 resp. 616. Dessuten fore-kommer et stort antall ventiler, betegnet Vl,V2,V3,v4 og V5. Reguleringen av disse ventiler skjer ved hjelp av et programmeringsverk liksom ved den tidligere beskrevne anordning, men dets

forskjellige deler er ikke vist på tegningen. Man anvender og-

så her gass under trykk for å sikre riktig transport av væskene. Det kan således antas at samme konstruktive detaljer er blitt anvendt for dannelse av hver av de to speilsymmetriske halvdeler i denne anordning, at visse deler skulle kunne slbyfes, mens andre deler skulle kunne fordobles. Inngangsåpningene 604 og 604' er rettet tangentielt. Dimensjonene av beholderen er så-danne at under opprettholdelse av god blanding, kommer minst mulig andel av den virkelige indre veggflate i kontakt med væke-massen, som underkastes behandling. Innlbpsåpningene i den nedre ende av beholderne er tangentiale foråt man dcal understøtte hvirveldannelse ved væskens innfbring. Stbrrelsen av avløpslednin-gene og de ledninger, som forbinder beholderne med hverandre, er også valgt på optimal måte, dvs. således at kapillarvirkningen på grunn av altfor liten diameter i ledningene unngås så langt som mulig. På den annen side må dimensjonen av ledningene være så liten, at gassen kan anvendes for regulering av væskestrbmningen gjennom ledningene. Om det er spbrsmål om å behandle utspedd blod, så har erfaring vist at de forskjellige" ledninger bør ha en indre diameter på omkring 1,5: mm.

Ved hjelp av en anordning som er utfort ifblge fig. 6, kan man tilveiebringe mange forskjellige forlbp. Eksempelvis kan sam-tlige ventiler VI, V2, V3 og V4 være stengt, og gass innfores gjennom ledningen 636, samtidig som ventilen V5 er innstilt slik at den bare forbinder ledningen 6 114' med ledningen 638. Samtidig kan væskene innfores ved ledningen 604 og/eller ledningen 601. Gassbobler vil da stige opp i avløpsledningen 6 112 og blandes med væsken i beholderen 614 samt avgå gjennom åpningen 646, som derved tjener som avløpsledning. Ingen væsker innfores i dette tilfelle gjennom ledningene 604' eller 601'. Om det øns-kes, kan ventilen V5 anordnes slik at den gjor det mulig for gassen i dette tidsrom å passere gjennom avløpsledningen 6 112' og ledningen 638' inn i beholderen 614.

Efterat væsken på en tilfresstillende måte er blitt blandet, bytter man funksjon for de to åpninger 636 og 646. Den gass som nu tilfores gjennom åpningen 646, avgår således gjennom åpningen 636. Væsken bringes derved til å bevege seg fra beholderen 614 til beholderen 616 langs en kanal, som kan velges, temmelig fritt, avhengig av konstruksjonen av ventilen V5 resp. dennes manbvrering. Efterat denne væske er blitt tilfort beholderen 616, kan ytterligere væske innfores gjennom en av ledningene 604' og 601', og ytterligere blanding kan finne sted ikke bare i den tid da sådan væske tilfores, men også efterpå. Det sistnevnte skjer ved at man gir gassen mulighet for å fortsette å boble opp gjennom væskemassen, enten gjennom inngangsledningen 6 114' eller gjennom ledningen 638'. Ved passende manbvrering av ventilene og gassregulreringen kan man derpå mate ut den godt blandede væske gjennom avlbpsrbret 678' og ventilen V3.

Det er hensiktsmessig at man i denne tid tilforer den ytterligere gass gjennom ledningen 678' og ventilen VI i den hensikt å bedre blandingen.

Askillige andre anvendelsesmuligheter kan foreligge ved hjelp

av det apparat, som vises i fig. 6>og i avhengighet av hvorledes de forskjellige organ i apparatet programstyres.

Fig. 7 viser en ventilanordning som likeledes faller innenfor oppfinnelsens ramme. Denne er særlig egnet for å tilveiebringe suksessivt fallende gasstrykk, som er egnet ved avtap-• ningsforlbpet som ovenfor er beskrevet.

Beholderen 160 kan antas å være ekvivalent med beholderen som

er vist i fig. 5, og er av den grunn forsynt med et gassinnlbpsrbr 162, et væskeinnlbpsrbr 164 i nærheten av den ovre ende av beholderen 160, et avtapningsrbr 166, et nedre gassinnlbpsrbr 168 med ventil 169, samt en utlbpsventil 170. De hittil beskrevne deler er helt i overensstemmelse med hva som tidligere har vært bekrevet av detajér„

En trykkgasskilde 172 er ved hjelp av en ledning 174 koblet til en trykkregulator 176, gjennom hvilken trykket på gassen reguleres, hvilken gass foreligger i trykkbeholderen 178. Denne trykkregulator 176 er koblet til trykkbeholderen 178 over en toveisventil 180 ved hjelp av ledningene 182 og 184. Likesom tidligere foreligger her et programmeringsverk 186 forsynt med regulerins-

kanaler til de forskjellige deler av apparatet, betegnet 188,

190, 192 og 194. Trykkbeholderen 178 er over en ledning 196 forbundet med en manuelt innstillbar nåleventil 198, som igjen over ledningen 200 overforer gass til en treveisventil 202. Denne treveisventil 202 er koblet til en fri avløpsledning 204 på en sådan måte at gass, som tilfores gjennom tillopsledningen 162

til beholderen 160, kan tilkobles over ledningen 206 og treveisventilen 202 til utlbpsledningen 204 eller alternativt at tillopsledningen 200 for gassen over treveisventilen og ledningen 206 kan tilfores til innlbpet 162, Trykkregulatoren 176 regulerer også gasstrykket over den manuelt betjente nåleventil 210, overfores til ventilen 169 over en ledning 212.

Når væske trenger inn i beholderen 160 gjennom innlbpsåpnihgen 164, bor ventilen 170 være stengt. Denne funskjon reguleres automatisk fra programmeringsverket 186 over kanalen 194, men den kan sdvsagt også manbvreres på annen måte. Ventilen 169

bor være åpen under regulering fra programmeringsverket 186, hvilket skjer over kanalen 190. Ventilen står da over ledningen 212 i forbindlese med den manuelt manbvrerte nåleventil 210, som igjen over ledningen 208, trykkregulatoren 176 og ledningen 174 får gass fra gasskilden 172. Gass vil derfir innfores i avløps-ledningen 166 og derfra stige opp under dannelse av bobler i væskemassen, hvorved blandingen i denne væskemasse påskyndes, samtidig som det hindres at noen del av væskemassen beveger seg ned i avløpsledningen 166. Denne gass vil fjernes fra anlegget gjennom utlbpet 204 sammen med den gass, som forelå i beholderen 160 men der trenges bort av innkommende væske. Foråt man skal komme fram til hbyest mulig blandingsintentsitet er det bnskelig at ventilen 169, 170 og 202 h oldes i denne arbeidstilstand, inntil all foreskreven væske er kommet inn i beholderen 160,

og inntil derefter i en tilpasset tid hvirvlende bevegelse i væskemassen har foregått.

Når væsken er blitt omhyggelig blandet, settes ventilene 169,170 og 202 i en annen stilling, hvorved man får uttbmning av væsken i beholderen 160 på grunn av signaler fra programmeringsverket 186 over de tre reguleringskanaler 190, 194 og 188. Anordningen er slik at man hindrer at gass fra innlopet 164 avgår sammen med væsken. Dette kan f.eks. skje ved innkobling av en pumpe på samme måte som pumpen 88 er blitt forbundet med blandeventilen 24 i fig. 1.

Tilstanden i anlegget er da fblgende: Ventilen 169 er stengt, slik at man hindrer strbmning av gass fra avløpsledningen 166. Ventilen 170 er åpen, slik at det muliggjbres at væske passerer gjennom avløpsledningen 166 og den umiddelbart nedenfor ventilen 170 beliggende ledning til neste etappe i behandlingen av prbven. Denne etappe vises således ikke i fig. 7. Treveisventilen 202

er innstilt således at den muliggjør strømning av gass gjennom nåleventilen 198 inn i beholderen 160 over ledningene 200

og 206 samt åpningen 162. Dessuten er toveisventilen 180 åpnet på grunn av innvirkningen fra reguleringskanalen 192, som får sine pulser fra programmeringsverket 186.Trykkbeholderen 178

er således fylt med gass av et trykk, som bestemmes av karakter-istikken for trykkregulatoren 176.

På grunn av trykket itrykkbeholderen 178 muliggjør nåleventilen 198 at gass strømmer frem til beholderen 160 ved åpningen 162 over treveisventilen 202, hvorved den frembringer et gasstrykk over væskenivået i beholderen 160. Dette gasstrykk er inn-stillbart ved hjelp av nåleventilen 198, slik at det får den riktige verdi for å presse væsken i beholderen 160 ut gjennom avløpsledningen 166 og videre til neste behandlingstrinn, slik som ovenfor er beskrevet.

Denne måte å overfore væske på muliggjør at man opprettholder en praktisk talt konstant kvanititativ overforing av væske pr. tidsenhet gjennom avløpsledningen 166, noe som beror på fblgende forhold: Når det fra ventilen 170 utgående ror til neste be-handl ingstrinn er fylt med væske, som beveger seg med en viss hastighet, vil friksjonen mellom denne væske og veggene i nevnte ror få en viss verdi, og trykkfallet tvers over nåleventilen 198 blir også stabilisert på en praktisk talt helt konstant verdi. Den trykkluft som tilfores det indre av beholderen 160 ved inn-matning av gass, og som virker på det ovre væskenivå i beholderen, er derfor den eneste kraft som tilfores systemet, bortsett fra tyngdekraften. Om nu friksjonskreftene i utlbpsrbret fra ventilen 170, hvilke på den ovenfor angitte måte motvirker trykkreftene i det indre av beholderen 160, er helt lik gasstrykket og tyngdekraften, så skjer ingen forandring i strbmningshastigheten hverken i den ene eller annen retning.Fblgen er, at med konstant strbmningshastighet gjennom ventilen 170 og det derfra utgående ror, vil også konstant gasstrykk foreligge i beholderen 160 over overflaten av den der igjenværende væske. Man kommer derved frem til, at om konstant strbmningshastighet av væsken bnskes, må man også sbrge for konstant gasstrykk, som virker på væsken i beholderen 160. Eftersom den gass som suksessivt fyller det indre av beholderen 160, oker i kvantitet altefter-som væsken forlater beholderen gjennom avløpsledningen 166, vil også gasstilfbrselen gjs nnom innlbpsledningen 162 være konstant, og bidrar ytterligere til at gasstrykket ovenfor væskenivået i beholderen 160 forblir konstant. Denne konstante strbmning. bevirkes således ved innvirkning av trykkregulatoren 176 og nåleventilen 198, hvilke i dette tilfelle er.forbundet med beholderen 160 over ledningene 206,200, 196, 184 og 182 samt konstruksjonsdelene 202, 178 og 180.

Den konstante strbmningshastighet for væsken opprettholdes ved hjelp av programmeringsverket 186, helt til beholderen 160 er på det nærmeste tomt. På dette tidspunkt vil nemlig programmeringsverket 186 avgi et signal til ventilen 180, hvorved denne omtilles på grunn av innvirkningen over reguleringskanalen 192. Dette forer til den ovenfor nevnte, suksessivt avtagende tbm-ningshastighet fra beholderen 160 til roret 166 og ventilen 170 under det aller siste trinn av tbmningsforlbpet, slik at hastigheten av den væske, som i siste byeblikk passerer ut av beholderen 160, blir praktisk talt null.

Likesom ved de ovenfor angitte utfbrlsesformer av oppfinnelsen

er i normale tilfeller friksjonskreftene i de væskefbrende ledninger-, særlig ledningen 166, ventilen 170 og den derfra

utgående fortsettelsesledning såvel som i nåleventilen 198 store i forhold til de krefter, som fordres for å overvinne tregheten i væskemassen og sette denne i bevegelse med.den aktuelle hastighet. Fblgen er også at det trykk som fordres for de sistnevnte formål, ligger meget nær nullverdien. Om imidlertid i noe tilfelle

massen eller hastigheten av mediet skulle være så store, at de for overvinnelse av tregheten nbdvendige krefter ikke lenger kan sees bort fra, så kan man lett innstille egenskapene for det med gass fylte volum slik, at en negativ kraft eller en bremsekraft tilfores væskeflaten.

Denne bremsekraft tilveiebringes på fblgende måte: Man må i riktig byeblikk stenge toveisventilen 180 over reguleringskanalen 192 fra programmeringsverket 186. Når gass avgår fra trykkbeholderen 178 gjennom nåleventilen 198, begynner trykket i beholderen 178 å synke. Eftersom dette trykk synker, minsker og-så kvantiteten av gass, som pr. tidsenhet passerer gjennom nåleventilen, og fblgelig også den gassmengde som tilfores beholderen 160. Når dette inntreffer,synker fblgelig også trykket i beholderen 160, hvilket forer til en reduksjon av den kraft, som foreligger på overflaten av den gjenværende væske i beholderen 160, og som folge herav skjer også en reduksjon av strbmningshastigheten av væsken ut gjennom avlbpsrbret 166 og ventilen 170. Denne funksjon fortsetter inntil det ikke lenger foreligger noe trykk i trykkammeret 178, Innstillingen av anlegget, slik at det virker på denne måte, oppnås ved innstilling av nåleventilen 198, som derved forårsaker at det senere trinn ved.tbmming av beholderen 160 i direkte rekkefolge efter det fbrste trinn skjer med kontinuerlig minskende hastighet, slik at tbmmingen av beholderen 160 skjer på den mest mulig fordelaktige måte under de gitte forhold i programmeringsverket, under en gitt regulerings-tid og med en gitt stbrrelse av trykkbeholderen 178.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for blanding og transport av væsker som innfores i en beholder (12,16) ved dennes ovre ende for derefter å1 avtappes ved beholderens (12,16) nedre ende, idet væsken på i og for seg kjent måte tilfores det indre av beholderen i en retning stort sett tangentielt i forhold til beholderens vegg.

hvorved væsken allerede ved innfbringen i beholderen får en rotasjonskomponent av bevegelse i horisontal retning (121,fig.

5) og oppsamles i bunnen av beholderen,karakterisert vedat denne horisontale komponent allerede ved innfbringen av væsken i beholderen (12,16) overlagres en av tyngdekraften avhengig vertikal komponent av bevegelse, slik at væskens bevegelse blir noe nedadrettet, og at store bobler av en gass innfores turbulensfritt ved den nedre ende av beholderen (12,16) for å bedre blandingseffekten mellom de bestanddeler som den til beholderen tilforte væske består av. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat det anvendes en kombinasjon av to beholdere (10, 12 resp. 14,16), hvilke er forbundet med hverandre nær bunnen ved hjelp av en ledning (54,38), idet væsken tilfores en fbrste av disse beholdere under etablering av en trykkforskjell mellom beholderne i en slik retning at den hindrer væske fra å strbmme fra den fbrste beholder (12,16) gjennom ledningen (54,38) til den andre beholder (10,14), hvorpå en trykkforskjell tilveiebringes i motsatt retning, slik at væsken overfores fra den fbrste beholder til den andre beholder, hvor den underkastes blanding for derpå å avtappes fra nevnte andre beholder. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat gassboblene tilfores den fbrstnevnte beholder (12,16) samtidig med tilfbrselen av væske til denne beholder. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat tilfbrselen av bobler fortsettes også efter at all væske er blitt tilfort beholderen men avbrytes for væsken avtappes fra beholderen. 5.Fremgangsmåte som angitt i noen av kravene 2-4,karakterisert vedat gass under trykk tilfores rommet ovenfor væskenivået for utpressing av væsken fra beholderen ved avtappingen. 6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakteri sert ved at trykket på gassen under avtappingen av væsken minskes suksessivt, i det minste under siste fase av denne avtapping. 7. Fremgangsmåte som angitt i noen av kravene 3-6,karakterisert vedat gass tilfores den siste av de to beholdere (10,14), fra hvilken gassen kan gå gjennom forbindelsesledningen . (54,38) mellom de to beholdere for i den fbrstnevnte beholder (12,16) å frembringe bobler av gass. 8. Anordning for utbvlese av fremgangsmåten som angitt i noen av de foregående krav omfattende en fbrste beholder (10,14; 120} 614; 160) med en innlbpsåpning (104; 122; 604; 106), som ligger temmelig hbyt opp i beholderen, fortrinnsvis ovenfor det hbyeste nivå, som kan inntas av i beholderen oppsamlet væske, og innlbpsåpningen på i og for seg kjent måte er rettet stort sett tangentielt i forhold til beholderens indre vegg, slik at væsken under sin bevegelse mot beholderens bunn underkastes en roterende bevegelse, samt anordninger (40,43,60; 126) for også å fremkalle en vertikal bevegelseskomponent for bedring av blandingsfunksjonen i væsken, og et utlbp (38,54; 128; 166; 6112) for væsken i beholderens bunn,karakterisertved at anordningen for frembringelse av et vertikalt trykk på væskemassen i beholderen utgjbres av en kilde for en gass under trykk (43,36,70,125,130;172,168; 6114), hvilket er hbyere enn trykket på den gass som befinner seg ovenfor væskenivået, idet nevnte trykkgasskilde er tilkoblet beholderen i det minste ved dennes utlbp (f.eks. 38,54) for tilveiebringelse av en trykkforskjell og for innfbring av gassbobler i beholderen. 9. Anordning som angitt i krav 8,karakterisertved at nevnte beholder er forbundet med en andre beholder (12,16; 616), som ved en væskefbrende ledning står i forbindelse med den fbrstnevnte beholder, idet fbrstnevnte beholder er forsynt med en innlbpsåpning (44, 68; 124; 646) for gass i den ovre ende på et nivå, som ligger hbyere opp enn tilfbrselsledningen for væske og avløpsledningen, og forbindelsesledningen mellom de to beholdere munner ut på et nivå som ligger nær beholderens nedre ende vesentlig under normalt væskenivå, og at begge be holdere er forsynt med innlbpsåpningér (f. eks. 36,46) for gass i de ovre ender, men bare sistnevnte beholder (12,16» 616) er forsynt med en avtappingsledning (73, 78} 678) for væske i den nedre ende vesentlig under nivået for væsketilfbrselen og for forbindelsesledningen (54,38). 10. Anordning som angitt i krav 8 eller 9,karakterisert vedat beholderen er forbundet med en anordning for frembringelse av en vertikal bevegelseskomponent for væskemasse i beholdéren. 11. Anordning som angitt i krav 9,karakterisertv e d at beholderen er lukket med unntagelse av de nevnte åpninger, nemlig væsketillbpet, avtappingsledningen og en til-lbpsledning for en ytterligere gassledning fra en kilde (43, 46, 72} 125, 127} 172, 162} 646) for trykkgass, anordnet for tilfbrsel av gass i den ovre ende av beholderen frem til det byeblikk da gass begynner å trenge ut i bunnen av beholderen. 12. Anordning som angitt i krav 11,karakterisert vedat et reguleringsorgan, fortrinnsvis i form av en ventil (40, 60} 126-, 169} 202-,V5) er anordnet i den sistnevnte gassledning. 13. Anordning som angitt i noen av kravene 8 - 12,karakterisert vedat en ventil (74, 79} 146}V3, 170) er anordnet i utlbpsledningen for avtapping av væske fra beholderen. 14. Anordning som angitt i kravene 12 og 13,karakterisert vedat et programmeringsverk (f.eks. 26) er anordnet for omstilling av de forekommende ventiler. 15. Anordning som angitt i noen av kravene 8 - 14,karakterisert vedat et ovenifra til i nærheten av beholderens bunn gående ror (48) er anordnet i den siste av de to beholdere (16). 16. Anordning som angitt i noen av kravene 8-15,karakterisert vedat beholderene stort sett er sylindriske med sirkulært tverrsnitt. 17. Anordning som angitt i noen av kravene 8-16,karakterisert vedat det tangentielt til beholderen koblende væskeinnlbp (f.eks. 104, 122) dessuten heller nedad. 18. Anordning som angitt i noen av kravene 9-17,karakterisert vedat forbindelsesledningen ( f.eks. 110) er koblet til den siste av de to beholdere (16) stort sett i tangential retning. 19. Anordning som angitt i noen av kravene 8 - 18,karakterisert vedat den fbrstnevnte beholder (f.eks. 14) er kortere enn den sistnevnte beholder (f.eks. 16), og at forbindelsesledningen (110) mellom beholderne går ut fra bunnen av den fbrstnevnte beholder (14) men munner ut noe ovenfor bunnen i den sistnevnte beholder (16).