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der Herren Ing. Franz O e t t e, Lorscheid bei linz Dr. med. habil.
Curt Oette, 5 Köln-Longerich, Ramboux-Str. 94 Peter Lissem, 5 Köln - Sülz, Sülzgürtel
78 Gerät zur chemischen Untersuchung von Flüssigkeiten Gegenstand der Erfindung
ist ein Gerät zur chemischen Untereichung von Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise
in medizinisch-technischen sowie Industrie-Laboratorien in großer Zahl durchgeführt
werden müssen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Durchführung derartiger
Untersuchungen ggf. einschließlich der Entnahme von Proben der zu untersuchenden
Flüssigkeit zu vereinfachen und zu beschleunigen.
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Es sollen nach Möglichkeit auch ungelernte Personen in der Lage sein,
mit Hilfe des Geräts die Untersuchungen durchzuführen, und zwar mit höchster Präzision.
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Das wesentliche Element des neuen Geräts ist eie nach
Art
einer Spritze ausgebildete Pumpe, deren Kolben durch einen pneumatischen Kolben
verschiebbar ist, wobei ein Doppelschlauchventil vorgesehen ist, welches abwechselnd
den Ausstoßschlauch und den Ansaugeschlauch der Pumpe verschließt, wobei die Betätigung
des Doppelventils auf elektromagnetischem Wege bewirkt wird und mit der Druckmittelsteuerung
für den Antriebskolben zugleich die An-und Ausschaltung des Stromes für das Doppelventil
bewirkt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Doppelventil
aus einem Elektromagneten mit einem winkelförmigen, zweiarmigen Kippankere Dabei
verschließt abwechselnd eine Schneide am einen oder anderen Hebelarm des Kippankers
Jeweils einen Schlauch durch Zusammendrücken desselben, während der andere gleichzeitig
freigegeben wird.
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Besonders zweckmäßig ist es, den pneumatisch betätigten Reagenziengeber
mit einem ebenso pneumatisch angetriebenen Probennehmer zu kombinieren. Für die
Steuerung des Probennehmers und des Reagenziengebers genügt dan@ ein Doppel schlauchventil,
welches abwechselnd die durch ein Kreuzstück miteinander verbundenen Ansaugeschläuche
des Probennehmers und des Reagenziengebers verschließt. Es ergibt sich so eine kompakte
und doch übersichtliche Bauart. Besonders empfchlenswert ist es, die Spritzen für
den Probennehmer und die Reagenzienzugabe leicht lösbar und auswechselbar
an
einem Stativ od. dgl. anzubringen. Dabei können die beiden Spritzen und die zugehörigen
pneumatischen Betätigungszylinder in senkrechter Lage nebeneinander angeordnet sein.
Zwischen Pumpen- und Betätigungszylinder kann parallel zu diesen eine besondere
Schubstange vorgesehen sein, die mit dem Betätigungskolben und mit dem Spritzenkolben
verbunden ist und an welcher der oder die verstellbaren Anschläge für die genaue
Dosierung der Probe und der Reagenzflüssigkeit angeordnet sind.
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Die genannten Geräte können manuell bedient werden, können aber auch
als auswechselbare Teile in eine automatische Vorrichtung zur Durchführung von Rvihenanalysen
eingebaut werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 eAn Gerät in Ansicht welches wahlweise als Probennehner oder Reagenziengeber
benutzt werden kann, Fig. 2 in perspektivischer Ansicht das dabei benutzte elektrisch
betätigte Doppelschlauchventil, Fig. 3 ein zweites Gerät, bei welchen ein Probennchmer
und ein Reagenziengeber mitoinander koibiniert sind.
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Bei dem Gerät nach Fig. 1 der Zeichnung sind an einem Stativ 10 nebeneinander
eine als Spritze ausgebildete Pumpe 11 sowie ein pneumatischer Betätigungsszylinder
12 angeordnet. Zwischen. den beiden Teilen 11 und 12 befindet sich eine Schubstange
13, die durch lösbare Querriegel 14 und 15 einmal mit der Kolbenstange 16 des Betätigungszylinders
und ferner mit der Kolbenstange 17 der Spritzpumpe 16 verbunden ist. Der untere
Teil der Schubstange 13 ist als Gewindespindel ausgebildet. Auf dieser Spindel 13
bewegt sich eine durch Verdrehung verstellbare Anschlagmutter 18, die ggf. durch
eine Gegenmutter oder sonstige Hilfsmittel in ihrer eingestellten Lage gesichert
werden kann. Bei der skizzierten Ausbildung ist angenommen, daß das Hubvolumen,
welches bei Jeder Betätigung der Spritze angesaugt und ausgestoßen wird, bestimmt
wird einmal durch die untere Endstellung des Kolbens und ferner durch die Jeweils
eingestellte Höhenlage der Anschlagmutter 18. Dabei kann zusätzlich noch ein Zeiger
19 vorgesehen sein, der sich gegenüber einem Maßstab 20 bewegt.
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Die Maßeinteilung 20 kann ggf. aber auch an dem durchsichtigen Zylinder
der Spritzpumpe 11 angeordnet sein.
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An das untere Ende des Pumpenzylinders 11 ist eine Schlauchleitung
21 angeschlossen9 die über ein Tförmiges der -ungs bind/sstück 22 mit einer Ansaugeleitung
23 und einer Ausstoßleitung 24 verbunden ist , Die beiden Schläuche 23 und 24 werden
durch ein Doppelschlauchventil 25 abwechselnd geöffnet und geschlossen. Dieses abwechselnde
Verschließen
der beiden genannten Schläuche erfolgt durch einen
winkelföraigen Kippanker 26, der durch einen @lektromagneten 27 in seine eine und
durch eine Räckzugsf eder 28 in seine andere Endlage gezogen wird. Die beiden Schenkel
des Kipphebels 26 tragen Schneiden 29 und 30, von denen die Schneide 29 den Schlauch
23 zusammendrückt, wenn der Magnet 27 nicht erregt ist. Wird dagegen der Anker 26
durch Brregung des Magneten 27 in seine andere Endlage gebracht, dann ist der Schlauch
23 freigegeben und statt dessen durch die Schneide 30 der andere Schlauch 24 durch
Zusammendrücken geschlossen.
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Die Steuerung des genannten Geräts kann durch Betätigung des elektrischen
Schalters 31 bewirkt werden Wenn dieser Schalter geschlossen wird, fließt ein elektrischer
Strom in Richtung der strichpunktierten leitung 32 zu dem Doppelschlauchventil 25.
Der Magnet 27 wird erregt und damit durch die Schneide 30 der Schlauch 24 geschlossen.
Gleichzeitig fließt aber auch ein Strom durch die leitung 33 zu dem Ventil 34 in
der pneumatischen Druckmittelleitung 35, Das Ventil 34 wird geöffnet und der Kolben
in dem Antriebszylinder 12 unterseitig beaufschlagt. Die Kolbenstange 16 und damit
Schubstange 13 und die Kolbenstange 17 mit dem Kolben in dem Pumpenzylinder 11 werden
aus der unteren Endpunktlage angehoben. Dieser Hub wird dadurch begrenzt, daß der
Anschlagring 18 anstößt. Durch diesen Saughub des aenannten Kolbens in dem Zylinder
r 11 wird durch den Schlauch 23
Reagenzflüssigkeit aus der Vorratsflasche
36 angesaugt.
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Dabei wird davon ausgegangen, daß beide Schläuche 23 und 24 ebenso
wie das ?-Stück 22 auf ganzer iäne ständig mit der Reagenzflüssigkeit aus der Flasche
36 gefüllt ist.
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Bei dem Aufwärtshub des Kolbens in dem Zylinder 11 wird Jedenfalls
eine ganz bestimmte durch die Stellung der Einstellmutter 18 festgelegte Menge der
Reagenzienfülssigkeit in und durch den Schlauch 23 angesaugt. Ist das geschehen,
dann wird der Strom durch den Schalter 31 unterbrochen. Es erfolgt dann augenblicklich
unter der Einwirkung der Feder 28 eine Umstellung des Kippankers 26 des Doppelschlauchventils
25. Dadurch wird die Schlauchleitung 24 freigegeben und statt dessen durch die Schneide
29 der Ansaugeschlauch 23 verschlossen. Es sei angenommen, daß der Kolben in de@
Betätigungsyzlinder 12 nur einseitig, und zwar auf seiner Unterseite dadurch ein
Druckmittel beaufschlagt wird, daß er dagegen in entgegengesetzter Richtung durch
eine Feder bewegt wird. Mit dem Betätigen des Schalters 31 wird dann über die Leitung
33 das Druckmittelventil 34 geschlossen und zugleich die Unterseite des Betätigungszylinders
12 geöffnet. Die Folge davon ist, daß der Kolben in dem Betätigungszylinder 12 sich
abwärts bewegt und über die Schubstange 13 auch den Kolben in der Pumpe 11 abwärts
schiebt.
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Das hat zur Folge, daß die vorher angesaugt. Menge der Reagenzienflüssigkeit
durch den Schlauch 21, das Kreuzstück 22 und den Schlauch 4 ausgestoßen r in einen
Behälter
37, in welchem die chemische Untersuchung stattfinden soll.
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Der beschriebene Vorgang lässt sich beliebig häufig wiederholen. Bei
jedem Schließen des Schalters 31 wird jeweils eine ganz bestimmte Menge der Reagenzienflüssigkeit
aus der Flasche 36 abgesaugt und durch den Schlauch 24 in ein untergehaltenes GefäB
37 gestoßen. Bei der Durchführung von Reihenuntersuchungen braucht also der iusstoßschlauch
24 nur nacheinander über die verschiedenen Analysenbehälter 37 gebracht und Jeweils
einmal der Schalter 31 betätigt werden. Es ist naheliegend, daß für eine derartige
Reagenzienzugabe nur sehr wenig Zeit erforderlich ist, wobei noch die leichte Veränderbarkeit
der auszustoßenden Flüssigkeits menge als weiterer Vorteil erwähnt werden mag.
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Bei dem Gerät nach Fig. 3 der Zeichnung sind zwei der beschriebenen
Geräte d und B nebeneinander an einem Stativ 10 angebracht. Fir die beiden als Spritzen
ausgebildeten Pumpen ist aber nur ein Doppelschlauchventil 25 vorgesehen. Die beiden
Schneiden des Doppelschlauchventils 25 verschliessen abwechselnd die beiden Schläuche
38 und 39. Durch den erstgenannten Schlauch 38 wird durch Hochziehen des Kolbens
in dem Pumpenzylinder A eine abgemessene Menge der zu untersuchenden Flüssigkeit
aus einem Vorratsbehälter 40 abgesaugt und nach Umsteuerung in einen Analysenbehälter
41 ausgestoßen ####. In der Zeichnung befindet sich das mit einer Hohl-Nadel 42
versehene untere Ende des Saugschlauches
38 über dem Vorratsbehälter
40. Die Nadel ist abgesenkt und hat soeben aus dem Behälter 40 eine Menge Blut,
Serum od. dgl. abgesaugt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel von der Höhe 43 auf die
Höhe 43' abges t ist.
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Die Höhenverstellung mag durch einen pneumatischen Zylinder 44 oder
in irgendeiner sonstigen Weise bewirkt werden. Nach Anheben der Nadel 42 und Verschwenken
des Nadelhalters in die strichpunktierte Lage kann das Ausstoßen der angesaugten
Flüssigkeitsmenge in das Analysengefäß 41 erfolgen.
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Nach Umsteuerung des Doppelschlauchventils 25 kann durch nufwärtsziehen
des Kolbens in der zweiten Pumpe B Reagenzflüssigkeit durch den Schlauch 39 aus
der Vorratsflasche 36 abgesavgt werden. Wird dann die Pumpe B umgesteuert, was zugleich
mit einer Umsteuerung des Doppelschlauchventils 25 bewirkt wird, dann wird die Reagenzienflüssigkeit
über das die Schläuche miteinander verbindende Kreuzstück 45 ebenfalls in das Analysengefäß
41 ausgestoßen. Auf diese Weise wird gleichzeitig der Probenansaugeschlauch gereinigt.
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Die Betätigung der beiden Pumpeinrichtungen A und B kann wiederum
durch Betätigen eines elektrischen Schalters 46 bewirkt werden, der zugleich und
zwar nacheinander auch die pneumatischen Ventile 47 und 48 öffnen und schließen
mag, damit zunächst eine abgemessene Menge der zu untersuchenden Flüssigkeit in
das Analyengefäß 41 und anschließend eine bestimmte Menge der Reagenzflüssigkeit
in
das gleiche Gefäß 41 eingebracht wird. Die zu untersuchende Flüssigkeit wird also
durch die zugegebene Reagenzflüssigkeit verdünnt.
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Das gei nte Gerät kann so ausgebildet sein, daß es rein manuell benutzt
wird. Dann wird die an den Schlauch 38 angeschlossene Hohlnadel durch ein Griffstück
44 hindurchgeführt, an welchem gleichzeitig auch der Schalter 46 angebracht sein
kann. Nachdem die Nadel 42 hinreichend tief in den Vorratsbehälter 40 eingetaucht
ist, wird durch Betätigen des pneumatischen Ventils 48 der Saugpumpe A durch die
Schläuche 38 und 46 eine bestimmte Menge der Probe dem Behälter 40 entnommen. Anschließend
wird das Doppelschlauchventil durch Betätigen des Schalters 46 umgesteuert, so daß
der Schlauch 38 verschlossen und der Schlauch 39 geöffnet wird. Wenn dann das pneumatische
Ventil 49 geöffnet wird, erfolgt durch die Schläuche 39 und 47 die Ansaugung einer
bestimmten Menge Reagenzflüssigkeit aus der Vorratsflasche 36. Nach abermaliger
Umsteuerung des Schlauchventils 25 wird dann zunächst das pneumatische Ventil 48
umgesteuert mit der Folge, daß die im unteren Ende des Schlauches 38 befindliche
Probenmenge durch die Nadel 42 in den Analysierbehälter 41 ausgestoßen wird. Wenn
darauf das zweite pneumaische Ventil 49 umgesteuert wird, wird die angesaugte Menge
der Reagenzflüssigkeit ebenfalls durch den SchiZuh und die Nadel 42 ausgestoßen.
Es erfolgt auf diese Weise
zugleich mit der Zugabe der Reagenzflüssigkeit
ein Nachspülen und Auswaschen des unteren Schlauchendes 38 sowie der Nadel 42. Zum
Schluss befindet sich jedenfalls in dem gesamten Schlauchsystem wiederum nur noch
Reagenzflüssigkeit.
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Die genannte Steuerung kann von Hand ausgelöst
werden. Es könnte aber auch eine besondere Steuerwalze vorgesehen sein, mit der
die gewollte Schaltung erzwungen wird, so daß Fehlsteuerungen nicht vorkommen können.
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Das Gerät kann ggf. auch zur Ausgabe von zwei gleichen oder verschiedenen
Reagenzflüssigkeiten benutzt werden.
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duch besteht ohne weiteres die Möglichkeit, weitere Reagenzgeber anzubauen,
den Probenehmer also mit mehreren Reagenzgebern zu kombinieren.
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Bei größeren Flüssigkeitsmengen empfiehlt es sich unter Umständen,
in die Saugleitungen 38 und 35 @ntsprechend groß bemessene Hohlkörper einzubauen,
damit die angesaugten Flüssigkeiten nicht bis in das Kreuzstück 45 der Leitungen
hinein gesaugt werden.
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Es sei noch erwähnt, daß als Saugpumpen ansich bekannte und gebräuchliche
Spritzen benutzt werden können, die leicht herausnehmbar an dem Stativ und der Betätigungseinrichtung
angebracht sein können.