DE1498969A1 - Einrichtung zur Dosierung einer Fluessigkeit mit Hilfe einer motorangetriebenen Kolbenbuerette - Google Patents
Einrichtung zur Dosierung einer Fluessigkeit mit Hilfe einer motorangetriebenen KolbenbueretteInfo
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Description
Aktenzeichen: P 1498.969.6 Anmelderin: Sandoz A.G., Basel
Einrichtung zur Dosierung einer Flüssigkeit mit Hilfe einer motorangetriebenen
Kolbenbürette
Zur Dosierung von Flüssigkeiten, wie vor allem Titer- bzw. Titrierlösungen der verschiedensten Arten,
agressive Flüssigkeiten, z.B. Dimethylsulfat, stark saure oder basisch reagierende Lösungen oder Säuren
und Basen selbst, sowie agressiv organische Lösungsmittel, z.B* Dimethylformamid, ferner gallertartige
Substanzen oder Lösungen, stark gefärbte Lösungen und Flüssigkeiten, die nicht mit Luft in Kontakt kommen
dürfen, bedient man sich im allgemeinen einer Bürette, wobei die Höhe der Flüssigkeitssäule in derselben oder
auch, wie bei Kolbenbüretten der zurückgelegte Weg des Kolbens mit Hilfe einer Skala visuell kontrolliert wird.
Dabei müssen jedoch im Hinblick auf die Genauigkeit der Ablesung bzw. der Dosierung relativ weite Toleranzen zugestanden werden, da das Resultat durch mannigfaltige
FL/ek ' - 1 -
30.8.68 19 126
a Q siTO^öl 5 7—χ
1498369
Fehlerquellen verfälscht werden kann. Die Dosierung
von Flüssigkeiten ist daher - nach den herkömmlichen
Methoden durchgeführt - eine schwierige und langwierige Arbeit.
Bekannt ist auch ein Dosiergerät mit motorgetriebener
Kolbenbürette, welches ausschliesslich für die Durchführung von Titrationen gedacht ist und bei dem die
Flüssigkeit in aufeinanderfolgenden Schüben bestimmten
Volumens abgegeben wird. .
Zweck der Erfindung ist eine Einrichtung zur Dosierung einer Flüssigkeit zu schaffen, bei welcher die
Notwendigkeit der Ablesung ausgeschaltet ist und bei welcher mit automatischer Hilfe einer motorgetriebenen
Kolbenbürette ein gewünschtes Flüssigkeitsvolumen kontinuierlich, also nicht in einzelnen Schüben, abgegeben
wird. ■ : . " ■ ■■ =-
Erfindungsgemäss ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet,
dass der Bürettenkolben schlupflos mit dem Antriebsmotor verbunden ist und der Kolbenhub indirekt,
über die entsprechende Anzahl Umdrehungen des.Motors ;bestimmt
wird, indem ein Umdrehungszählwerk mit. einstellbarer Sollwertanzeige
oder, bei Verwendung eines Motors mit konstanter Umdrehungszahl pro Zeiteinheit j gin^fZ^itsehalter mjtt,.,.
einstellbarer Sollwertanzeige und ein auf die Sollwertanzeige ansprechender Ausschalter -füg den Kolbenantrieb vorgesehen
Sind.
8098 TO/Ö 157· " ; ·
1488969
Bei einer besonderen Ausführung des Erfindungsgegenstandes sind ein mit einem pulsierenden Strom synchron
laufender Motor und als Zeitschalter ein mit elektrischen Impulsen gespeistes Zählwerk mit einstellbarer
Sollwertanzeige vorgesehen. Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung
kann auch ein mit Wechselstrom gespeister Synchronmotor
vorgesehen sein, wobei die Anzahl Impulse, die auf den Synchronmotor wirken vom Zählwerk gezählt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in welcher ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt ist, näher erläutert, dabei sei zuerst die der Erfindung zugrunde liegende
allgemeine Aufgabe wiederholt, die mit Bezugnahme auf die
Zeichnung darin besteht, aus einer z.B. in einem Erlenmeyerkolben
1 untergebrachten zu dosierenden Flüssigkeit mit Hilfe einer Kolbenbürette 3 eine möglichst genau dosierte
Menge zu entnehmen,bzw. in einen Messkolben 4 einzufüllen. In bekannter Weise wird dabei die zu dosierende
Flüssigkeit durch ein Ansaugventil 5 in die Bürette 3 angesogen und von dieser durch ein Auslassventil 6 in den
Messkolben 4 verdrängt. Die Dosierung wurde bisher, wie erwähnt, aufgrund der Verschiebung des Kolbens 7 der Kolbenbürette
3 bestimmt.
8098 1ö/0 157
υ vv υ
Im vorliegenden Falle ist die durch einen Führungszapfen 16 und eine Kulisse 17 gegen Drehung gesicherte
Kolbenstange 8 als eine Spindel ausgebildet, die in ein seinerseits, als Spindelmutter ausgebildetes Zahnrad 9
eingreift. Das in der Lagerung 18 drehbar gelagerte Zahnrad 9 kämmt mit einem Ritzel 10, welcher auf der Welle 11
eines Elektromotors 12 drehfest befestigt ist. Die Halterung des Motors 12 ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt.
Bei Drehung der Motorwelle 11 wird der Kolben 7 verschoben. Unter der Bedingung, dass die Verbindung der
Welle 11 mit dem Kolben 7 praktisch schlupffrei ist>
entspricht einer bestimmten Drehung der Welle immer eine definierte, d.h. bei gleicher Verdrehung stets gleich
grosse Verschiebung des Kolbens. Die Zahl der Wellenumdrehungen ist daher ein Mass für die gleichzeitig erfolgte
Verschiebung des Kolbens und daher auch für die aus der
Bürette 3 verdrängte Flüssigkeitsmenge. Die Steuerung der Kolbenbewegung aufgrund der Zahl der Wellenumdrehungen, die
Dosierung also, ist dabei ausserordentlich genau, da das Uebersetzungsverhältnis zwischen dem Motor 12 und dem Kolben
relativ hoch gewählt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Motor 12 ein Synchronmotor, welcher
über ein "Kommandogerät" an eine Wechselstromquelle konstanter
Frequenz, beispielsweise an das Netz angeschlossen
a η α Q ι :\ i η ι η η
ist. Bei einem Synchronmotor ist die Zahl der in der
Zeiteinheit durchgeführten Umdrehungen, freilich unter
Voraussetzung der Konstanz der Speisefrequenz, bekannt
und konstant, so dass die Abzählung der Motorwellenumdrehung,
d.h. die Bestimmung der KoIbenverSchiebung
durch eine Zeitmessung erfolgen kann. Die Dosiermenge ist dann eine Funktion der jeweiligen Betriebsdauer des
Kolbenantriebes. Das "Kommandogerät" besteht in diesem Falle im wesentlichen aus einem Zeitschalter mit einstellbarer
Sollwertanzeige und einem auf die Sollwertanzeige ansprechenden Ausschalter für den Kolbenantrieb.
Es versteht sich, dass bei dem hohen Stand- der heutigen Zeitmesstechnik die erreichbare Genauigkeit der Dosierung
lediglich eine Frage des vorgesehenen, oder verfügbaren Aufwandes ist, wobei die Dosierung ohne weiteres halb *-
oder vollautomatisch vorgenommen werden kann.
Vorzugsweise erfolgt die Zeitmessung durch Auszählung einer Impulsfolge konstanter Folgefrequenz mit
Hilfe eines ImpulsZählwerkes. Grundsätzlich kann es dabei
um irgend eine Impulsfolge handeln, solange nur die Folgefrequenz konstant bleibt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
werden in vorteilhafter Weise mittels eines dem Kommandogerät 13 nachgeschalteten elektronischen
Zählwerkes 14 die Halbwellen des den Syehronmotor 12 speisenden Wechselstromes ausgezählt. Dadurch entfallen jegliche
Fehler, die sonst durch. Schwankungen der Wechselstromfrequenz
nnä der daneben benützten Zählfrequenz,
- 5 - ■■■■■ - :. -.·■-
ORIGINAL INSPECTS*
8 O 9 8 Λ Q / O 1 S 7
8 O 9 8 Λ Q / O 1 S 7
■ entstehen.
Der Aufbau des "Kommandegerätes 13'! und des
Zählwerkes 14 ergibt sich aus den nachfolgenden Erläuterungen, die sich vor allem auf die Funktionsweise
dieser beiden Geräte bzw. der Einrichtung beziehen. Das "Kommandogerät" ist beispielsweise mit Drucktasten
augerüstet, mittels welcher die jeweils gewünschte Dosierungsmenge
eingetippt werden kann. Ausserdem sind selbstverständlich die notwendigen Schaltorgane für das
Ein- und Ausschalten 19 der Betriebsbereitschaft, bzw.
zur Erteilung des Startbefehls 20 nach dem Eintippen der gewünschten Dosiermenge vorhanden. Beim Zählwerk
handelt es sich um einen Einstellzähler 21, welcher beim Erreichen des eingestellten Zählwertes an den Abschalter
einen Impuls gibt und damit den Dosierablauf beendet. Das Einstellen erfolgt selbstverständlich durch das Eintippen
der gewünschten Dosiermenge. Auf die Betätigung des erwähnten Startorganes 20 nach der erfolgten Eingabe der
betreffenden Dosiermenge beginnt der Synchronmotor 12 zu lau--
t"- fen, wobei der Zähler 21 die Schwingungen des Speisewechselm
JT stromes abzählt» Beim Erreichen-des eingestellten Zählo
wertes und Abschalten des Motors 12 entspricht die vom ™ Kolben 7 verdrängte Flüssigkeitsmenge genau der gewünschten
ο ■ Q.
oo und eingestellten Dosiermenge. Gemäss einer bevorzugten £0
Ausführung ist die Einrichtung so getroffen, dass beim Ein- ;gj
tippen der Dosiermenge das Zählwerk 21 auf die Komplicen- S3
tärzahl des eingetippten Wertes zu dem Höchstwert des Zähl-
Werkes, beispielsweise zu tausend springt, wobei der
Zähler nach dem Start-befehl bis auf den Höchstwert
vorwärts zählt und diesen Wert, d.h. das Erreichen der Nullstelle signalisiert, wobei eben das Nullwertsignal
das Abstellen des Sychronmotors 12 bewirkt.
Die Einrichtung kann mit einem nicht dargestellten, mit dem Synchronmotor 12 abwechselnd einschaltbaren Eilvorschub
ausgerüstet sein, dessen Aufgabe darin besteht, den Kolben 7 vor dem Dosieren mehrmals im Eilgang hin-
und her zu bewegen, um das ganze System mit der zu dosierenden oder mit dem zur Reinigung der Bürette vorgesehenen
Lösungsmittel durchzuspülen. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, dass beim Einstellen, bzw. Beenden
des Eilganges der Synchronmotor - gegebenenfalls durch eine geeignete Kupplung - ausgeschaltet bzw. in
Betriebbereitschaft zurückversetzt wird. Es ist vorgesehen, den Eilvorschub mittels Vorwähltasten zu steuern,
wobei der Kolben 7 selbstständig mehr oder wenige Eilhübe durchführt. "Selbstverständlich kann das erfindungsgemässe
Gerät auch als automatisches Titriergerät dienen, wenn ein von aussen kommender Impuls gleichzeitig, z.B.
durch ein Relais, zur Abschaltung des Motors 12 und der
an den Zähler 21 geführten Zählimpulse herangezogen wird. Dieser AbschaItimpuls kann z.B. von einer Photozelle,
- 7 - :
6üy8 Ί ü/ü 1 57>w ,ν··— -; ry.. :;
6üy8 Ί ü/ü 1 57>w ,ν··— -; ry.. :;
% 14S8969
die den Umschlagspunkt eines Färb indicators anzeigt,
oder von einer Leitfähigkeitszelle, mit einem entsprechenden nachgeschalteten elektronischen Verstärker
und gegebenenfalls einem impulsformer, an das Gerät gegeben werden. In jedem Fall ist nach Beendigung einer
Dosierung die abgegebene Flüssigkeitsmenge am Zähler 21 ablesbar.
Bei Verwendung eines Schrittmotors an Stelle des
Synchronmotors 12 ist es auch möglich, während eines Dosier/ungsvorgangs die Strömungsgeschwindigkeit der
Flüssigkeit zu variieren» Dies kann gegebenenfalls bei
Titrationen und besonders genauer Dosierung grosser Flüssigkeitsmengen von Vorteil sein, wobei dann zu Beginn
der Dosierung, zeitsparend mit grosser Strömungsgeschwindigkeit, im weiteren Verlauf mit abnehmender
Strömungsgeschwindigkeit dosiert werden kann*
Im Vorstehenden ist eine Einrichtung beschrieben, die nicht mit der Notwendigkeit von visuellen oder manuellen
Kontrolloperationen behaftet ist und die Dosierung mit einfachen Mitteln nach Massgabe von eingegebenen
Werten vollautomatisch und mit hoher Genauigkeit ausführt.
8 09810/0157 · . ,
Claims (3)
1.) Einrichtung zur Dosierung einer Flüssigkeit
mit Hilfe einer motorgetriebenen Kolbenbürette, dadurch
gekennzeichnet, dass der Bürettenkolben C 7) schlupflos
mit dem Antriebsmotor (12) verbunden ist und der Kolbenhub
indirekt über die entsprechende Anzahl Umdrehungen des Motors bestimmt wird, indem ein Umdrehungszählwerk
mit einstellbarer Sollwertanzeige oder,' bei Verwendung
eines Motors mit konstanter Umdrehungszahl' pro Zeiteinheit,
ein Zeitschalter mit einstellbarer Sollwertanzeige und ein auf die Sollwertanzeige ansprechender Ausschalter
für den Kolbenantrieb vorgesehen sind. ; :
2.") Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-· zeichnet, dass ein mit einem pulsierenden Strom synchron
laufender Motor und als Zeitschalter ein mit elektrischen Impulsen gespeistes Zählwerk mit einstellbarer Sollwertanzeige vorgesehen sind. ' *
3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet,
dass ein mit Wechselstrom gespeister Synchronmotor vorgesehen ist und die Anzahl Impulse j die auf den
Synchronmotor wirken vom Zählwerk gezählt werden.
8 Q 98 IiJ/0 1 5 7
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