DE2233913B2 - Dosiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit einem in einer Kammer eines Gehäuses um einstellbare Weglängen bewegbaren Kolben und mit einer Druckluftquelle. aus welcher Druckluft über ein Ventil kolbenseitig in die Kammer einführbar ist.

Häufig muß für chemische Analysen eine genaue Meng«· eines bekannten oder unbekannten Stoffes bereitgestellt werden. Beispielsweise bei photomeirischen Analysen können Messungen direkt, d. h. durch Vergleich mit Normalwerten, oder als Funktion der Rate der chemischen Änderung vorgenommen werden. Derartige Methoden werden vielfach bei der Analyse von kostbaren Flüssigkeiten wie Blut oder anderen Körperflüssigkeiten angewendet. Peispeilsweise liefert eine chemische Analyse einer Probe einer solchen Flüssigkeit auf Enzyme, Hämoglobin, Cholesterin, Glukose usw. wertvolle diagnostische Hinweise. Derartige Analysen werden normalerweise in entsprechend eingerichteten Laboratorien durchgeführt, die aber die Resultate häufig erst nach mehreren Tagen liefern können. Es besteht daher ein Bedürfnis nach Apparaturen, die genaue chemische Analysendaten liefern und von unausgebildetem oder angelerntem Personal bedient werden können, womit dem Mangel an ausgebildeten Fachleuten in den Laboratorien abgeholfen werden könnte. Zur Durchführung solcher Analysen muß jedoch eine Einrichtung vorgesehen sein, die Mengen der jeweiligen bei der chemischen Analyse /u verwendenden Stoffe genau ausmißt oder dosiert.

Bei einer bekannten Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art (US-PS 3 567 398) wird die zu dosierende flüssige Menge durch Einstellung der Höhe des Kolbens innerhalb der Dosiervorrichtung bestimmt. Der Kolben besteht aus einem zwar gasdurchlässigen aber nicht flüssigkeitsduichlässigen Material, und die abzumessende Menge wird dadurch in die Kammer eingesaugt, daß oberhalb des Kolbens ein Unterdruck mit Hilfe einer für diesen Fall als Unterdruckquelle betriebenen Luftpumpe erzeugt wird. Die Flüssigkeit steigt in die Kammer bis ihr Spiegel in der Kammer am Kolben anlangt. Durch Umschalten der Luftpumpe auf Druckbetrieb wird die Flüssigkeit aus der Dosierkammer entleert. Vor diesem Entleerungsvorgang kann eine zweite Flüssigkeit mit der bekannten Vorrichtung in dosierbarer Menge eingesaugt werden. Durch mechanische Abwärtsbewegung wird hierbei ein gewisser Teil der ersten bereits dosierten Flüssigkeit in eine vorgegebene leefe Leitung, die mit einem Vorratsbehälter der zweiten Flüssigkeit in Verbindung steht, gedrückt Durch eme entsprechende Aufwärtsbewegung des Kolbens wird der zuvor in die vorgegebene Leitung gedrückte Teil der ersten Flüssigkeit wieder in die Kammer zurückkehren und eine äquivalente Menge der zweiten Flüssigkeit in die Leitung nach sich ziehen. Die beiden dosierten Flüssigkeiten, die sich dann in der Kammer bzw. in der vorgegebenen Leitung befinden, können anschließend gemeinsam durch Umschalten der Luftpum-

pe auf Druckbetrieb ausgegeben werden. Diese bekannte Dosiervorrichtung äst apparativ recht aufwendig. Darüber hinaus muß die Luftpumpe für den erforderlichen Unterdruck- bzw. Druckbetrieb jeweils gesondert umgeschaltet werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteh« daher darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Dosiervorrichtungen zu vermeiden und eine Dosiervorrichtung der in Frage stehenden Art zu schaFfen. die einen geringen apparativen Aufwand erfordert und eine genau dosierte Menge vorzugsweise flüssiger Stoffe abgeben kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil durch eine in der Wandung des Kolbens ausgebildete Überströmnut und eine in der den Kolben umgebenden Innen wandung des Gehäuses eingelassene Ringdichtung gebildet ist und daß die Oberströmnut an einer solchen Stelle des Kolbens angeordnet ist, daß das Ventil nur in der Entleerungs-Endstellung des Kolbens geöffnet ist. Das Füllen und Entleeren der Dosierkammer wird erfindungsgemäß zunächst lediglich mit Hilfe der Bewegung des Kolbens bewirkt. Erst am Ende des Kolbenhubs für die Entleerung der Dosierkammer wird das erfindungsgemäß ausgestaltete Ventil automatisch geöffnet. Hierbei strömt Druckluft in die Dosierkammer, um auch die

letzten Reste der dosierten Menge aus ihr zu entfernen. Diese erfindungsgemäße Dosiervorrichtung bringt eine wesentliche Vereinfachung der Anordnung mit sich, da die Druckluft in der Entleerungs-Endstellung des Kolbens automatisch in die Dosierkammer eingelassen wird.

Die Dosiervorrichtung kann insbesondere vorteilhaft für photometrische Analyseapparate zur Durchführung von chemischen Analysen an kostbaren Flüssigkeiten wie Blut für medizinische Diugnosezwecke verwendet werden, wobei z. B. Mengen von 25 bis 200 Mikrolitern mit einer Genauigkeit von ± 1% dosiert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung.

Die Dosiervorrichtung weist eine Tragplatte 40 so-

SS wie eine gedruckte Schaltungsplane 70 auf, welche die Schaltungselemente für eine Steuerung (nicht gezeigt) der Dosiervorrichtung trägt. Die Schalungsplatte 70 ist an der Tragplatte 40 durch geeignete Befestigungsmittel mit einer Mutter 72, die das Gehäuse einer Motorwelle 54 erfaßt, festgeklemmt. Das auf der vom Motor 56 angetriebenen Welle 54 sitzende Zahnritzel 52 greift in eine Zahnstange 50 ein, welche im oberen Teil einer hin- und herbewegbaren Welle 48, die in Zylinderform mit einem Durchmesser von beispielsweise 3,17 mm ausgebildet ist, angeordnet ist. Im Kolben 76 ist eine ringförmige Überströmnut 78 mit einer maximalen Tiefe von beispielsweise 0,051 cm und einer Länge von beispielsweise 0,318 cm vorgesehen.

Der Kolben 76 ist in einer Gehäuseanordnung untergebracht, die ein Gehäuse 82 mit einem Ende 84 verringerten Durchmessers mit einer Nut 86 aufweist, in der ein O-Ring 88 befestigt ist Mit Hilfe dieses O-Ringes 83 ist am unteren Ende des Gehäuses 82 eine die Dosierkammer bildende Konuskammer 46 auswechselbar befestigt Eine Bohrung 90 ist im unteren Bei eich des Gehäuses 82 vorgesehen und eine zweite Boiirung 92 größeren Durchmessers ist im oberen Bereich dieses Gehäuses vorgesehen, wobei der Übergang zwischen den beiden Bohrungen durch eine Schulter 94 gebildet ist Das Gehäuse 82 hat einen erweiterten Kopfteil 96, in dessen Außenfläche sich eine Ringnut 98, in der ein O-Dichtungsring 100 angeordnet ist, und eine Ringleitungsnut 10? mit der ein Radialdurchlaß 104 in Verbindung steht, befindet

In der Bohrung 92 befindet sich ein Einsatz 110 mit einer Innenrille 112 an seinem unteren Ende, in der eine Ringdichtung 114 angeordnet ist, einer ringförmigen Ausnehmung 116 in seiner Außenfläche, die sich entlang seiner Länge erstreckt einer Innenrille 118 an seinem oberen Ende, die eine Ringdichtung 120 aufnimmt, einer Ringleitungsnut 122 und einem damit in Verbindung stehenden Radialdurchlaß 124. Die von der Innenwand 126 gebildete innenbohrung des Einsatzes 110 hat den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 90. Auf einer Schulter 132 im Inneren eines Trägers 42 sitzt eine Halteplatte 130, und die Anordnung mit dem Gehäuse 82 und dem Einsatz HO sitzt ihrerseits auf der Halteplatte 130 und ist am Träger 42 durch eine Klemmplatte 134 und Bolzen 136 befestigt. Der Träger 42 hat in seiner Rückwand eine Öffnung 128, in die eine Leitung 138 eingeschraubt ist Am oberen Ende des Trägers 42 befindet sich eine öffnung 140, in der eine Buchse 142 als Führung für das obere Ende der Welle 48 angeordnet ist

Weitere Einzelheiten des durch die Ringdichtung 114 und die Überströmnut 78 gebildeten Ventils sind aus der F i g. 2 zu ersehen. Die Ringdichtung 114 hat einen elastischen Ringkern ISO und einen Spaltringwulst 132 aus Polytetrafluorethylen, der eine elastische, reibungsarme Dichtungsfläche an der Außenfläche des Kolbens 76 bildet. In der in F i g. 2 gezeigten Lage verschließen die Ventilteile den zwischen der Bohrung 126 im Einsatz UO und der Bohrung 90 des Gehäuses 82 gebildeten Durchlaß. Wenn der Kolben 76 nach unten in die in F i g. 1 gezeigte Lage geschoben ist, ist das Ventil geöffnet. In dieser Lage gelangt von einem an die Leitung 138 angeschlossenen Gebläse (nicht gezeigt) geförderte Druckluft über die Ringleitungsnut J02, den Radial- so durchlaß 104, die Ringleitungsnut 122 und den Radialdurchlaß 124 zur Bohrung 126. von wo sie über die Überströmnut 78 nach unten durch die Bohrung 90 in die Konuskammer 46 strömt so daß durch Druckerhöhung in dieser Kammer die Wirkung des Kolbens 76 beim Austragen von Stoff durch die öffnung an der Spitze der Konuskammer 46 ergänzt oder unterstützt wird.

Durch eine gesteuerte Betätigung des Motors 56 wird die Welle 48 aus einer Bezugslage angehoben, und durch diese Aufwärtsbewegung der Welle 48 wird Stoff aus einem Stoffvorrat durch die öffnung am Spitzenende in die Konuskammer 46 eingesaugt Der Motor wird zu einem bestimmten automatisch gesteuerten Zeitpunkt gestoppt so daß sich in der Dosierkammer 46 eine genau dosierte Stoffmenge befindet Der Stoffvorrat wird dann unter der Probenkammer 46 weggenommen. Die Steuerschaltung (nicht gezeigt) betätigt den Motor 36 nun in der Weise, daß die Welle 48 und damit der Kolben 76 nach unten in Austragsrichtung bewegt wird. Wenn die Abwärtshubgrenze des Kolbens 76 erreicht ist veranlaßt die Steuerschaltung, daß die Leitung 138 mit Druckluft beaufschlagt wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Welle 48 bzw. der Kolben 76 in der in F i g. 1 gezeigten Lage, in der das durch die Überströmnut 78 und die Ringdichtung 114 gebildete Ventil geöffnet ist und die Dosierkammer 46 durch den Raum zwischen der Bohrung 90 und dem Kolben 48 mit Druck beaufschlagt wird, so daß etwaiger in der Dosierkammer zurückgebliebener Stoff hinausgedrückt wird. Anschließend wird die Welle 48 bzw. der Kolben 76 in seine Bezugslage zurückgefahren, wobei das Ventil wieder geschlossen wird. Die Vorrichtung ist nunmehr für einen weiteren Dosiervorgang bereit.

Vorstehend ist somit eine Dosiervorrichtung beschrieben, die ein Gehäuse mit einer Kammer für eine Stoffprobe aufweist. Ein im Gehäuse angeordnetes Bauteil ist relativ zur Kammer aus emet ersten in eine zweite Lage zum Einsaugen von Stoff in die Kammer sowie aus der zweiten in die erste Lage zum Austragen von Stoff aus der Kammer bewegbar. Am Ende der Austragbewegung wird der Druck in der Kammer erhöht, um sämtlichen Stoff aus der Kammer auszutrei ben.

Die Dc iervorrichtung ist zweckmäßig und vielseitig und ermöglichi ?ine genaue Dosierung winziger Stoffmengen. Sie eignet sich besonders für die Untersuchung von Blut und anderen Körperflüssigkeiten. Sie kann leicht von ungeübtem Personal bedient werden und macht es möglich, daß die Analysewerte schnell, genau und mit geringem Kostenaufwand zur Verfügung stehen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   _ Dosiervorrichtung mit einem in einer Kammer 4änes Gehäuses um einstellbare Weglängen bewegbaren Kolben und mit einer Druckluftquelle, aus welcher Druckluft über ein Ventil kolbenseitig in die Kammer einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil durch eine in der Wandung des Kolbens (76) ausgebildete Öberströmnut (78) und eine in der den Kolben umgebenden Innenwandung <17fi) des Gehäuses (82,110) eingelassene Ringdichtung <tl4) gebildet ist, und daß die Oberströmnut (78) an «iner solchen Steile des Kolbens (76) angeordnet ist, daß dus Ventil nur in der Entleerungs-Endslellung des Kolbens geöffnet ist.