CN108159907A - 一种液体混配***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体混配***及方法，所述液体混配***包括第一泵(9)、第二泵(13)和插针(26)，插针(26)包括固定板(268)，在固定板(268)上设置进液管(261)和出液管(262)，进液管(261)进口端与第一供液管(27)连接相通，在第一供液管(27)上设置第一泵(9)，出液管(262)出口端与第二抽液管(20)连接相通，在第二抽液管(20)上设置第二泵(13)。将第一供液管与供液瓶连接相通，将第二抽液管与稀释瓶连接相通，将盛装原液的原液瓶放置在插针下方，向供液瓶中注入原液的配液，启动第二泵、第一泵，即可在稀释瓶中完成液体混配，而无需作业人员直接接触混配液体，具有配液操作安全、配液效率高等突出优点。

Description

一种液体混配***及方法

技术领域

本发明涉及液体混配技术领域，尤其是涉及对于腐蚀性、放射性等原液进行取液稀释的一种液体混配***及方法。

背景技术

在医疗行业或者化工等行业中，经常需要进行液体混配操作，也就是将不同类的液体进行混合。由于混配的液体可能具有腐蚀性，也可能具有放射性，尤其是医疗行业中的放化疗治疗，需要使用到核素原液。这种核素原液具有一定的放射性，在取液、稀释、抽液等操作中，对于医护人员的操作要求较高，也容易导致医护人员的核放射等安全隐患，而且操作不方便、配液操作效率也不高。另外，在传统的液体混配操作中，对于混配原液的传输，通常是采用皮带式或者轨道式传输方式，这种传输方式，不仅对设备的外形体积有较大的限制，而且，当传输多个物品时，整个操作***的体积会大大增加，操作也极为不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种液体混配***及方法，提高配液操作安全度和配液操作效率。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种液体混配***，包括第一泵、第二泵和插针，所述插针包括固定板，在固定板上设置贯通固定板的进液管和出液管，所述进液管进口端与第一供液管连接相通，在第一供液管上设置第一泵，所述出液管出口端与第二抽液管连接相通，在第二抽液管上设置第二泵。

优选地，还包括供料传输机构，所述的供料传输机构包括转盘、转轴及转盘驱动电机，所述转盘上开设限位沉槽，所述转轴与转盘之间形成固定连接、且转轴与限位沉槽之间形成相互垂直结构，所述的转盘驱动电机驱动转轴作旋转运动。

优选地，所述的插针通过固定板与升降机构固定连接，所述升降机构控制插针作上下直线运动。

优选地，所述的升降机构包括机架、丝杠、滑块和步进电机，所述丝杠安装在机架上、且丝杠与滑块之间形成螺纹活动连接，所述的滑块与固定板固定连接；所述的步进电机驱动丝杠相对于机架作旋转运动，所述滑块带动插针相对于丝杠作上下直线运动。

优选地，还包括稀释瓶和第二供液管，所述第二供液管相对两端分别与稀释瓶、第一供液管连接相通。

优选地，所述的稀释瓶为中空腔体结构，在稀释瓶的相对两端分别固定连接第一管路接口、第三管路接口，所述的第一管路接口、第三管路接口均与稀释瓶中空内腔相通，在稀释瓶中空内腔底部设置导流结构，所述导流结构最低点与第三管路接口连通。

优选地，还包括分析瓶，所述的分析瓶与稀释瓶之间通过第一抽液管连接相通，在第一抽液管上设置第四泵。

优选地，所述的分析瓶为中空腔体结构，在分析瓶的相对两端分别固定连接进液管路接口、出液管路接口，所述的进液管路接口、出液管路接口均与分析瓶中空内腔相通，在分析瓶中空内腔底部设置引流结构，所述引流结构最低点与出液管路接口连通。

优选地，还包括取液瓶，所述的取液瓶与稀释瓶之间通过取液管连接相通，在取液管上设置第三泵。

一种液体混配方法，采用如上所述的液体混配***进行，包括如下步骤：

S1，将第一供液管与供液瓶之间连接相通，将第二抽液管与稀释瓶之间连接相通，将盛装原液的原液瓶放置在插针下方，向供液瓶中注入原液的配液；

S2，使插针底部***到原液瓶内腔中，第二泵启动，从原液瓶中抽取原液到稀释瓶中，第一泵启动，从供液瓶中抽取配液到稀释瓶中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在进行液体混配作业时，只需将第一供液管与供液瓶连接相通，将第二抽液管与稀释瓶连接相通，将盛装原液的原液瓶放置在插针下方，向供液瓶中注入原液的配液，当插针底部***到原液瓶内腔中，第二泵启动，即可从原液瓶中抽取原液到稀释瓶中，第一泵启动，即可从供液瓶中抽取配液到稀释瓶中，最后在稀释瓶中完成液体混配，无需作业人员直接接触混配液体，避免了液体污染导致的安全隐患，从而提高了配液操作安全度和配液操作效率。

附图说明

图1为本发明一种液体混配***的构造示意图(三维视图)。

图2为图1所示的液体混配***的主视图。

图3为图1所示的液体混配***的俯视图。

图4为图1中的升降机构的构造示意图。

图5为稀释瓶的主视图。

图6为稀释瓶的俯视图。

图7为分析瓶的三维视图。

图8为分析瓶的主视图。

图9为转盘的主视图。

图10为转盘的俯视图。

图11为转盘的侧视图。

图12为插针的主视图。

图13为插针的俯视图。

图14为插针的侧视图。

图15为图1所示的液体混配***的液路原理示意图。

图中标记：1-供液瓶，2-外壳体，3-基座，4-稀释瓶，5-第一抽液管，6-电离室，7-分析瓶，8-取液管，9-第一泵，10-取液瓶，11-控制器，12-配液分析仪，13-第二泵，14-回收管，15-第三泵，16-回收瓶，17-第四泵，18-位置检测传感器，19-升降机构，20-第二抽液管，21-转盘，22-机械手，23-密封盖，24-转轴，25-原液瓶，26-插针，27-第一供液管，28-第二供液管，29-二位三通电磁阀，41-第一管路接口，42-第二管路接口，43-排气口，44-第三管路接口，45-导流结构，71-进液管路接口，72-出液管路接口，73-圆弧结构过渡部，74-引流结构，191-丝杠，192-步进电机，193-滑块，194-导向杆，195-机架，211-限位沉槽，212-轴定位孔，261-进液管，262-出液管，263-排气管，264-安装孔，265-进液管出口，266-出液管进口，267-排气管进口，268-固定板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图15所示的液体混配***，主要包括供液瓶1、基座3、稀释瓶4、分析瓶7、回收瓶16、原液瓶25和插针26，其中，所述的稀释瓶4为如图5、图6所示的中空腔体结构，在稀释瓶4的相对两端分别固定连接第一管路接口41、第三管路接口44，所述的第一管路接口41、第三管路接口44均与稀释瓶4的中空内腔相通。优选地，所述的第一管路接口41、第三管路接口44、稀释瓶4之间是一体化成型结构。在稀释瓶4的中空内腔底部设置导流结构45，所述的导流结构45优选为内球面状凹槽，其最低点与第三管路接口44连通。所述的导流结构45也可以是由楔形面形成的凹槽，其最低点与第三管路接口44连通。优选地，所述导流结构45中的楔形面的倾角为5°-9°，例如6°、7°或者8°。优选地，所述导流结构45也可以设计为圆锥形结构凹槽，其张角优选为165°-170°。采用这样的结构设计，可以使稀释瓶4内的液体最大程度地排放干净，避免影响下一次配制品的浓度，从而可以很好地保证稀释瓶4在反复使用中不会造成配制品的相互干扰。

在稀释瓶4上还固定连接第二管路接口42和排气口43。优选地，所述的第二管路接口42、排气口43、稀释瓶4之间是一体化成型结构。所述的第二管路接口42与第一管路接口41位于稀释瓶4同一端、且与稀释瓶4中空内腔相通。所述的排气口43与第一管路接口41位于稀释瓶4同一端、且与稀释瓶4中空内腔相通。优选地，所述的第一管路接口41、第二管路接口42为凸锥形结构，以方便液体管路的连接，并保证管路连接的密封可靠性。

所述的分析瓶7为如图7、图8所示的中空腔体结构，在分析瓶7的相对两端分别固定连接进液管路接口71、出液管路接口72。优选地，所述的进液管路接口71、出液管路接口72、分析瓶7之间是一体化成型结构。为了保证分析瓶7的整体成型质量，提高进液管路接口71、出液管路接口72的机械连接强度，所述的进液管路接口71与分析瓶7之间的连接部位形成圆弧结构过渡部73；同样地，所述的出液管路接口72与分析瓶7之间的连接部位也形成圆弧结构过渡部73。

所述分析瓶7的中空腔为圆柱形腔体，所述进液管路接口71、出液管路接口72的内径与分析瓶7的中空腔内径之比为1：20-1：10；优选地，所述进液管路接口71、出液管路接口72的内径与分析瓶7的中空腔内径之比为1.5：20。所述的进液管路接口71、出液管路接口72均与分析瓶7的中空内腔相通，在分析瓶7的中空内腔底部设置引流结构74。所述的引流结构74可以设计为内球面状凹槽，其最低点与出液管路接口72连通。或者，所述的引流结构74也可以是由楔形面形成的凹槽，所述楔形面的倾角优选为5°-9°，例如6°、7°或者8°。或者，所述的引流结构74也可以设计为圆锥形结构凹槽，其张角优选为165°-170°。采用这样的结构设计，可以使分析瓶7内的液体最大程度地排放干净，避免分析瓶7在反复使用中造成分析液的相互干扰。进一步地，所述分析瓶7上的进液管路接口71、出液管路接口72采用凸锥形结构，优选地，所述进液管路接口71、出液管路接口72的锥度设置为28-35度，以方便液体管路的连接，并保证管路连接的密封可靠性。

为了方便上述液体混配***的连续作业，减少人力操作，提高液体混配工作效率，可以在上述的液体混配***中增加设置供料传输机构和液体抽取机构。所述的供料传输机构包括转盘21、转轴24及转盘驱动电机，所述转盘21的具体结构如图9、图10、图11所示，在转盘21上开设限位沉槽211和轴定位孔212，所述的限位沉槽211优选采用圆柱形沉槽。所述转轴24贯穿轴定位孔212、且与转盘21之间形成固定连接，所述转轴24与限位沉槽211之间形成相互垂直结构，所述的转盘驱动电机驱动转轴24作旋转运动，进而由转轴24带动转盘21作旋转运动。所述的转盘驱动电机与减速器连接，以通过减速器来驱动转轴24作旋转运动。优选地，所述转盘21上的限位沉槽211可以设置若干个，且均环转轴24分布。进一步地，所述的若干限位沉槽211环转轴24均匀分布。在转盘21上还可以设置位置检测传感器18，所述的转盘驱动电机可以采用步进电机，将所述的步进电机、减速器、位置检测传感器18分别与控制器11形成电连接，所述的控制器11优选采用PLC。通过PLC进行集中控制，可以节省人力操作，并提高转盘21的供料准确度，从而便于实现液体混配***的自动化作业。

所述的液体抽取机构包括插针26和升降机构19，所述插针26的具体结构如图12、图13、图14所示，主要包括进液管261、出液管262以及排气管263和固定板268，在固定板268上开设管路贯通孔和安装孔264，所述的进液管261、出液管262和排气管263均贯穿固定板268上的管路贯通孔，并利用密封胶使进液管261、出液管262、排气管263均与固定板268固定连接成一体、且在相互连接部位形成密封结构。优选地，所述进液管261的末端形成楔形结构的进液管出口265，所述出液管262的末端也形成楔形结构的出液管进口266，所述排气管263的末端也形成楔形结构的排气管进口267。进一步地，所述进液管出口265的斜面倾角、出液管进口266的斜面倾角、排气管进口267的斜面倾角分别设置为30°-45°。采用这样的结构设计，可以方便插针26的穿刺操作，并减小穿刺阻力，有效地防止进液管261、出液管262、排气管263在穿刺操作中发生管路堵塞。

如图4所示，所述的升降机构19主要包括丝杠191、导向杆194、机架195以及滑块193和步进电机192，所述的丝杠191安装在机架195上、且丝杠191与滑块193之间形成螺纹活动连接，所述的导向杆194与机架195固定连接，所述的滑块193与导向杆194之间形成相对直线滑动的活动连接。所述的步进电机192驱动丝杠191相对于机架195作旋转运动，所述滑块193相对于丝杠191作上下直线运动，其中，所述的导向杆194一方面可以增强机架195的机械强度，同时也能保证滑块193相对于丝杠191上下直线运动的稳定性。

采用上述的液体混配***进行液体混配作业时，其操作步骤如下：

首先，按照如图1、图15所示组装好液体混配***，其中的插针26通过固定板268与升降机构19固定连接，由升降机构19控制插针26作上下直线运动。具体地，所述固定板268与滑块193之间通过连接螺栓贯穿安装孔264而形成固定连接，从而通过滑块193带动插针26相对于丝杠191作上下直线运动。所述进液管261进口端与供液瓶1之间通过第一供液管27连接相通，所述第一供液管27上设置第一泵9，所述出液管262出口端与稀释瓶4上的第一管路接口41之间通过第二抽液管20连接相通，所述第二抽液管20上设置第二泵13。所述分析瓶7上的进液管路接口71与稀释瓶4上的第三管路接口44之间通过第一抽液管5连接相通，在第一抽液管5上设置第四泵17。所述的取液瓶10与稀释瓶4之间通过取液管8连接相通，在取液管8上设置第三泵15。所述的回收瓶16与稀释瓶4之间通过回收管14连接相通，所述的回收管14与取液管8之间连接相通。

然后，将盛装原液的原液瓶25放置在插针26下方，向供液瓶1中注入原液的配液。

接下来，通过升降机构19控制插针26向下直线运动，直至插针26上的进液管261、出液管262的底部***到原液瓶25内腔中，启动第一泵9，通过第一供液管27、进液管261向原液瓶25内腔中注入配液，所述配液与原液在原液瓶25中进行混配；同时，启动第二泵13，即可通过出液管262、第二抽液管20从原液瓶25中抽取一定量的混配液并注入到稀释瓶4中。为了提高稀释瓶4中液体的配制速度，进而提高混配作业效率，可以增加设置第二供液管28，所述第二供液管28的出口端与稀释瓶4上的第二管路接口42连接相通，所述第二供液管28的进口端则与第一供液管27连接相通，因此，当启动第一泵9后，通过第一供液管27、进液管261可向原液瓶25中注入配液，同时，也可通过第一供液管27、第二供液管28向稀释瓶4中注入配液。

最后，启动第三泵15，即可通过取液管8从稀释瓶4中抽取一定量的混配液并注入到取液瓶10中。启动第四泵17，即可通过第一抽液管5从稀释瓶4中抽取一定量的混配液并注入到分析瓶7中。

如图1所示，由于盛装腐蚀性、放射性等原液的原液瓶25通过密封盖23进行密封，在对腐蚀性、放射性等原液进行取液、稀释、分析、抽液等作业中，对现场作业人员存在一定的安全隐患。为了保护作业人员的人身安全，可以将上述的液体混配***安装在外壳体2中，所述的外壳体2最好是采用抗腐蚀、抗辐射材料制成的密封箱体。在基座3上固定安装2套独立的升降机构19，其中一套升降机构19上的滑块193与插针26上的固定板268之间固定连接，以便控制插针26作上下直线运动；另一套升降机构19与机械手22固定连接，具体地，所述升降机构19中的滑块193与机械手22之间固定连接，以便通过滑块193来带动机械手22相对于丝杠191作上下直线运动。所述升降机构19中的步进电机192均与控制器11形成电连接，由步进电机192驱动丝杠191相对于机架195作旋转运动。

如图1、图15所示，所述的基座3上还安装有电离室6、配液分析仪12和位置检测传感器18，在转盘21上也安装有位置检测传感器18，所述电离室6中放置分析瓶7，所述分析瓶7中的分析液体通过出液管路接口72流出到电离室6中，由配液分析仪12进行相应的分析。所述的取液管8中设置二位三通电磁阀29，所述的二位三通电磁阀29与回收管14连接相通。所述的第一供液管27中也设置二位三通电磁阀29，所述第二供液管28相对两端分别与稀释瓶4、二位三通电磁阀29连接相通。所述的第一泵9、配液分析仪12、第二泵13、第三泵15、第四泵17、位置检测传感器18、机械手22、二位三通电磁阀29、步进电机192分别与控制器11形成电连接。所述的转盘驱动电机也采用步进电机、且与控制器11之间形成电连接。将控制器11与配液上位机形成电连接，即可组成智能化配液***，通过配液上位机发出相应的配液指令，可实现智能化配液作业。其具体的操作步骤如下：

S1，在转盘21上放置原液瓶25，每放一个原液瓶25，控制器11发送一个脉冲信号以控制转盘21转动一次；本实施方式中一共可以放置4个原液瓶25。所述的控制器11根据配置的位置检测传感器18的反馈信号，来判断原液瓶25在转盘21上的位置，进而控制转盘21转动到指定位置。

S2，配液上位机发出配液指令给控制器11，使机械手22开始工作。根据位置检测传感器18反馈的转盘21所在位置信号，控制器11控制机械手22上下直线运动，直至机械手22调整到合适位置并抓取到密封盖23；所述的机械手22抓取到密封盖23后，其作上升运动、并保持夹紧密封盖23的状态，直至原液瓶25被完全打开。

S3，控制器11发出抽液指令，转盘21旋转到插针26下方位置，控制器11控制插针26下降到位，第二泵13启动，开始从原液瓶25中抽取原液到稀释瓶4中，同时，第一泵9启动，开始从供液瓶1中抽取配液到稀释瓶4中。待转盘21上该原液瓶25内的液体用完，控制器11控制转盘21反转到指定位置，机械手22再将密封盖23放在该原液瓶25上。而位置检测传感器18会再次检测转盘21上的其余未使用原液瓶25，再次循环上述操作，直到转盘21上的原液瓶25全部使用完成。

S4，当稀释瓶4中的混配液体稀释完成后，控制器11发出抽液指令，第四泵17启动，抽取稀释瓶4中的混配液体到分析瓶7中，由配液分析仪12进行相应的分析，并将分析结果反馈给控制器11。

S5，控制器11根据接收到的分析数据，自动计算需要的取液量；根据取液量，控制器11发出取液指令，第三泵15启动，从稀释瓶4中抽取一定量的混配液体到取液瓶10中；同时，由配液上位机***自动记录稀释浓度、用液量、原液剩余量等信息进入数据库。

S6，在稀释瓶4中的混配液体抽取完成后，控制器11发出清洗指令，由供液瓶1输出的清洗液对原液经过管路进行清洗，清洗后的清洗液最后被第三泵15抽取到回收瓶16中。

需要说明的是，由于转盘21上可以一次性装入多个原液瓶25，通过控制器11进行控制，可以实现转盘21定位定点的旋转，这种供料传输方式与传统的皮带式或者轨道式供料传输方式相比，不仅操作方便，而且对设备整体外形体积影响较小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液体混配***，其特征在于：包括第一泵(9)、第二泵(13)和插针(26)，所述插针(26)包括固定板(268)，在固定板(268)上设置贯通固定板(268)的进液管(261)和出液管(262)，所述进液管(261)进口端与第一供液管(27)连接相通，在第一供液管(27)上设置第一泵(9)，所述出液管(262)出口端与第二抽液管(20)连接相通，在第二抽液管(20)上设置第二泵(13)。

2.根据权利要求1所述的一种液体混配***，其特征在于：还包括供料传输机构，所述的供料传输机构包括转盘(21)、转轴(24)及转盘驱动电机，所述转盘(21)上开设限位沉槽(211)，所述转轴(24)与转盘(21)之间形成固定连接、且转轴(24)与限位沉槽(211)之间形成相互垂直结构，所述的转盘驱动电机驱动转轴(24)作旋转运动。

3.根据权利要求1所述的一种液体混配***，其特征在于：所述的插针(26)通过固定板(268)与升降机构(19)固定连接，所述升降机构(19)控制插针(26)作上下直线运动。

4.根据权利要求3所述的一种液体混配***，其特征在于：所述的升降机构(19)包括机架(195)、丝杠(191)、滑块(193)和步进电机(192)，所述丝杠(191)安装在机架(195)上、且丝杠(191)与滑块(193)之间形成螺纹活动连接，所述的滑块(193)与固定板(268)固定连接；所述的步进电机(192)驱动丝杠(191)相对于机架(195)作旋转运动，所述滑块(193)带动插针(26)相对于丝杠(191)作上下直线运动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种液体混配***，其特征在于：还包括稀释瓶(4)和第二供液管(28)，所述第二供液管(28)相对两端分别与稀释瓶(4)、第一供液管(27)连接相通。

6.根据权利要求5所述的一种液体混配***，其特征在于：所述的稀释瓶(4)为中空腔体结构，在稀释瓶(4)的相对两端分别固定连接第一管路接口(41)、第三管路接口(44)，所述的第一管路接口(41)、第三管路接口(44)均与稀释瓶(4)中空内腔相通，在稀释瓶(4)中空内腔底部设置导流结构(45)，所述导流结构(45)最低点与第三管路接口(44)连通。

7.根据权利要求5所述的一种液体混配***，其特征在于：还包括分析瓶(7)，所述的分析瓶(7)与稀释瓶(4)之间通过第一抽液管(5)连接相通，在第一抽液管(5)上设置第四泵(17)。

8.根据权利要求7所述的一种液体混配***，其特征在于：所述的分析瓶(7)为中空腔体结构，在分析瓶(7)的相对两端分别固定连接进液管路接口(71)、出液管路接口(72)，所述的进液管路接口(71)、出液管路接口(72)均与分析瓶(7)中空内腔相通，在分析瓶(7)中空内腔底部设置引流结构(74)，所述引流结构(74)最低点与出液管路接口(72)连通。

9.根据权利要求5所述的一种液体混配***，其特征在于：还包括取液瓶(10)，所述的取液瓶(10)与稀释瓶(4)之间通过取液管(8)连接相通，在取液管(8)上设置第三泵(15)。

10.一种液体混配方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的液体混配***进行，包括如下步骤：

S1，将第一供液管(27)与供液瓶(1)之间连接相通，将第二抽液管(20)与稀释瓶(4)之间连接相通，将盛装原液的原液瓶(25)放置在插针(26)下方，向供液瓶(1)中注入原液的配液；

S2，使插针(26)底部***到原液瓶(25)内腔中，第二泵(13)启动，从原液瓶(25)中抽取原液到稀释瓶(4)中，第一泵(9)启动，从供液瓶(1)中抽取配液到稀释瓶(4)中。