DE68923358T2

DE68923358T2 - Zugriffssystem für agbeschlossenen behälter.

Info

Publication number: DE68923358T2
Application number: DE68923358T
Authority: DE
Inventors: John Mazza; William Stark
Original assignee: Dade International Inc
Current assignee: Dade Behring Inc
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: DE68923358D1; WO1989012829A1; EP0382817A1; US4951512A; JPH03501168A; CA1337462C; EP0382817B1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein System zum Herstellen eines zeitweiligen Zugangs zu einen verschlossenen Behälter, und insbesondere auf ein automatisiertes Probensystem, das eine zeitweilige Öffnung in dem wieder abdichtbaren Verschluß eines Probenbehälters herstellt.
Der Stand der Technik umfaßt eine Anzahl von automatisierten Probensystemen. Im allgemeinen nehmen diese Systeme Probenbehälter entgegen, entnehmen an einem ersten Ort eine vorbestimmte Probenmenge aus jedem Behälter und überführen die entnommene Probe auf einen zweiten Ort zur Analyse. Die Probenbehälter, die gewöhnlich bei diesen Systemen verwendet werden, sind offene Glasfläschchen oder Röhren, die in diesem System auf Karussells transportiert werden und zwischen den Karussells mit mechanischen Schubarmen oder dergleichen anderer Vorrichtungen überführt werden.
Die Proben, die in automatisierten Probeentnahmesystemen untersucht werden sollen, sind meist in evakuierten Behältern aufgenommen. Diese Behälter umfassen im allgemeinen Glasröhren, die mit Gummistöpsel verschlossen und evakuiert abgedichtet sind. Die Probe verdrängt einen Teil des Vakuums, aber ein Teil des Vakuums bleibt erhalten. Die Entfernung des Stöpsels kann die Bildung von Aerosolteilchen zur Folge haben. Wenn infolgedessen ein Bediener den Stöpsel entfernt bevor der Behälter im automatisierten System plaziert wird, kann das Aerosolspray den Bediener gesundheitsschädlichen Substanzen aussetzen, die in der Probe enthalten sind. Zusätzlich erhöht das manuelle Entfernen des Stöpsels durch den Bediener die Betriebskosten und verringert die Effizienz und Zuverlässigkeit eines automatisierten Systems.
Der Gebrauch von offenen Probenbehältern in einem automatisierten Probensystem wirft eine Anzahl von Problemen auf. Zunächst verursachen die verschiedenartigen Kräfte, die die Behälter durch das System bewegen, Verunreinigungen und Verschütten der Probe. Zweitens setzen offene Probenbehälter einen Bediener jedweden in den Behältern enthaltenen gesundheitsschädlichen Substanzen aus. Zuletzt steigen die Betriebskosten, da offene Behälter eine gesteigerte Sorgfalt bzw. Vorsicht erfordern.
Eine Lösung dieser Probleme besteht darin, geschlossene Behälter in dem automatisierten System zu verwenden. Jedoch verlangen viele herkömmlichen Systeme den Gebrauch von offenen Behältern. Ein bekanntes automatisiertes Probensystem (beschrieben in dem US-Patent Nr. 4,478,095 von Bradley et al) sieht die Probeentnahme durch den Stöpsel eines verschlossenen Glasfläschchens vor. Um dies zu bewerkstelligen, umfaßt das System jedoch eine komplexe Anordnung von Nadeln, Entnahmemechanismen und anderen Einrichtungen. Es werden Druckbeaufschlagung mit Gas und andere komplexe Techniken angewandt, um Proben aus den abgedichteten Probenbehältern zu entnehmen.
Das US-Patent Nr. 3,991627 von Laird et al offenbart eine weitere Vorrichtung zur Probenentnahme aus abgedichteten Behältern. Sie sieht eine Vorrichtung zum Ausrichten von Probenbehältern vor, die einen Fuß- und Kopfteil zum Halten des Behälters aufweist, wobei das Kopfteil lösbar mit dem oberen Ende des Behälters in Eingriff gelangen kann und ihn entlang einer vorbestimmten Achse ausrichtet.
Das automatisierte Probensystem der Erfindung vermeidet die oben umrissenen Probleme. Das System stellt eine zeitweilige öffnung im Verschluß eines verschlossenen Probenbehälters auf eine schnelle und effiziente Weise her. Das System gestattet, durch die zeitweilige Öffnung hindurch viele Untersuchungsoperationen durchzuführen ohne den Verschluß zu schließen und wieder öffnen zu müssen. Es ist ein einfaches, voll automatisiertes System, das die Herstellungs- und Montagekosten minimiert und einen präzisen, gleichförmigen und zuverlässigen Betrieb gestattet. Dem System gelingt der notwendige mechanische Vorgang, den Verschluß eines Probenbehälters zeitweilig zu öffnen und schnell und effizient Zugang zum Innern des Behälters herzustellen.
Die Merkmale der Erfindung werden bestimmt durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, dessen Oberbegriff auf der US 3,991, 627 basiert, und weiterhin durch Anspruch 8.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein verbessertes Probensystem eine Karussellanordnung mit einem Beladungskarussell, das dem System Probenbehälter liefert, mit einem Transferkarussell um die Probenbehälter vom Beladungskarussell entgegenzunehmen und um sie an einen ersten Ort zu bewegen, an dem das System Proben aus ihnen entnimmt und mit einem Entladungskarussell, das die Behälter vom Transferkarussell entgegennimmt und sie zur Wiederverwendung durch einen Bediener lagert.
Vorzugsweise verwendet das System Glasröhrenbehälter, die jeweils ein oben offenes Ende und einen Stöpsel oder eine Abdeckung zum Verschließen der Öffnung aufweisen. Alternativ kann das System Behälter von jeder beliebigen Gestalt verwenden, die aus geeignetem fluid-undurchlässigen Material hergestellt sind. Der Stöpsel ist aus einem selbstabdichtenden Material wie z. B. aus Gummi hergestellt, das einen schmalen Spalt oder ein Loch, das durch eine dünne Durchstoßröhre oder Nadel verursacht wird, hermetisch verschließen kann. Andere Verschlüsse, wie unten beschrieben, können dieselbe Verschließfunktion vorsehen.
An dem ersten Ort öffnen eine Hebeanordnung und eine Durchstoßanordnung zeitweilig den Verschluß eines Behälters, der dort durch das Transferkarussell plaziert wurde. Die Hebeanordnung wirkt an dem ersten Ort mit dem Transferkarussell zusammen, um den Probenbehälter hochzuheben. Sie hebt den Behälter so lange hoch, bis die Durchstoßanordnung ihn entgegennimmt und eine Öffnung in seinem Verschluß, unter Verwendung der Kraft, welche von der Hebeanordnung aufgebracht wird, bildet.
Das Transferkarussell hat offene Spalte oder Aufnahmeräume, die um seinen Außenumfang herum ausgebildet und vertikal angeordnet sind, um die Probenbehälter aufzunehmen. Jeder Aufnahmeraum enthält einen horizontal angeordneten Plattformteil zum Abstützen eines Probenbehälters und wenigstens einen vertikalen Pfeiler, der mit seinen distalen Enden fest an den oberen und unteren Wänden des Aufnahmeraums befestigt ist. Dieser Pfeiler erstreckt sich durch eine Öffnung im Plattformteil in gleitendem Eingriff mit dem Plattformteil. Er sichert das Plattformteil im Aufnahmeraum und gestattet dem Plattformteil sich vertikal aber nicht horizontal zu bewegen.
Die Hebeanordnung hebt und senkt den Plattformteil des Aufnahmeraums, welches sich an dem ersten Ort befindet. Dieser Aufbau umfaßt einen Kolben und einen herkömmlichen Antrieb vom Verstellschrauben-Typ, der durch einen Motor angetrieben wird. Der Verstellschrauben-Antrieb bewegt den Kolben von einer tiefer gelegenen Position aufwärts durch eine Öffnung in der Bodenwand des Transferkarussell-Aufnahmeraums, welches sich an dem ersten Ort befindet und in Eingriff mit dem Boden des Plattformteils, das im Aufnahmeraum angeordnet ist. Der Verstellschrauben-Antrieb bewegt den Kolben mit dem Plattformteil und dem Behälter, der durch das Plattformteil abgestützt wird, weiter aufwärts, bis eine Durchstoßröhre der Durchstoßanordnung mit dem Verschluß des Glasfläschchens in Eingriff gelangt und vollständig durch den Verschluß bewegt wird, um eine Öffnung darin zu bilden. Das System entnimmt eine Probe oder untersucht die Probe durch die Öffnung der Durchstoßröhre hindurch. Danach senkt der Verstellschrauben-Antrieb den Kolben ab und das System verschließt wieder, wie oben beschrieben, das Glasfläschchen.
Die Durchstoßanordnung umfaßt eine Stützvorrichtung zum Sichern der Durchstoßröhre oberhalb des Transferkarussells-Aufnahmeraums am ersten Ort. Diese Stützvorrichtung hat die Form eines umgekehrten "L"s. Die Durchstoßröhre ist eine nicht-ausschneidende, hohle Nadel mit einem abgeschrägten Ende, das scharfe Kanten und einen stumpfen Schneidkantenrücken aufweist. Die vorgenannte Durchstoßröhre ist aus Metall hergestellt oder aus einem anderen geeigneten Material. Sie kann elektrisch mit der Sonde verbunden sein oder eine innere Kunststoffhülle umfassen, die ein fehlerhaftes Ansprechen der Flüssigkeits-Detektionssonden mit kapazitiver Abtastung minimiert.
Alternativ kann die Durchstoßröhre ein hohles Teil von jeder beliebigen Gestalt oder irgendeine andere Vorrichtung sein, die zeitweilig den Verschluß des Probenbehälters durchdringen kann, um darin eine Öffnung auszubilden. Darüber hinaus kann der Verschluß aus jeder beliebigen Einrichtung gebildet sein, die Elemente aufweist, die durch ein durchstoßendes Teil verschoben werden können und eine Öffnung durch den Verschluß bilden.
Nachdem die Durchstoßröhre eine Verbindung mit dem Innern des Probenbehälters hergestellt hat, bewegt eine Auslegeranordnung eine Sonde durch die Durchstoßröhre in den Behälter. Diese Sonde ist eine Röhre, die mit einer Pumpe und mit einem Reservoir verbunden ist. Sie entnimmt eine vorbestimmte Probenmenge aus dem Behälter. Die Ausleger- und Sondenanordnung überführen dann die Probe zu den Küvetten eines umlaufenden Küvettenbandes, das an einem zweiten Ort lokalisiert ist. Alternativ kann die Sonde ein Sensor sein, der die Probe abtastet, die sich im Behälter befindet.
Nach der Entnahme oder dem Abtasten streift die Abstreifeinrichtung den Behälter von der Durchstoßröhre in dem Maße ab, wie die Hebeanordnung ihren Kolben absenkt und dem Glasfläschchen gestattet, sich nach unten zu bewegen. Um diesen Vorgang durchzuführen, umfaßt die Abstreifeinrichtung einen Schubarm und einen Verstellschrauben-Antrieb, der durch einen Motor angetrieben wird. Der Verstellschrauben-Antrieb bewegt den Schubarm von einer angehobenen Position aus in Eingriff mit dem oberen Ende des Behälters. Er bewegt sich weiterhin abwärts bis der Stöpsel des Behälters und die Durchstoßröhre außer Eingriff gelangen. Nachdem er den Schubarm zu einer vorbestimmten tiefer gelegenen Position bewegt hat, bewegt der Verstellschrauben- Antrieb den Schubarm in seine angehobene Position.
Nachdem die Abstreifeinrichtung den Behälter außer Eingriff mit der Durchstoßröhre bringt und ihn zurück in dem Transferkarussell-Aufnahmeraum plaziert, dreht der Antrieb des Transferkarussells das Karussell und bringt einen anderen Aufnahmeraum an den ersten Ort. Die Probenentnahme setzt sich fort und das System überführt die benutzten Glasfläschchen vom Transferkarussell zu einem Lagerkarussell.
Zu einem noch vollständigeren Verständnis der vorliegenden Erfindung, wird nun auf eine Ausführungsform bezug genommen, die detailliert in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist und nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wird. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des Probensystems der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt eines Probenbehälters, der in dem Probensystem von Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 3 eine Teil-Explosivansicht des Systems aus Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Durchstoßanordnung und der Abstreifeinrichtung mit durchbrochenen Bereichen zur Darstellung ihrer Konstruktion. Diese Figur umfaßt ebenfalls einen Probenbehälter, der unterhalb der Durchstoßröhre der Durchstoßanordnung in axialer Ausrichtung mit der Röhre angeordnet ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Hebeanordnung des Probensystems von Fig. 1,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Durchstoßröhre und einem Probenglasfläschchen, wobei die relative Verschiebung des Glasfläschchens in bezug auf die Durchstoßröhre dargestellt wird. Die Durchstoßröhre ist oberhalb des Glasfläschchens durch eine durchgezogenen Linie dargestellt und innerhalb des Glasfläschchens nach dem Durchstoßen des Stöpsels mit gestrichelten Linien angedeutet.
Fig. 7a-7e Seitenansichten eines Probenglasfläschchens, das beim Probensystem von Fig. 1 Verwendung findet, wobei die Abfolge der Schritte zum Herstellen einer zeitweiligen Öffnung im Stöpsel des Glasfläschchen und die Errichtung einer Verbindung mit dem Innern des Glasfläschchen durch die Öffnung dargestellt ist;
Fig. 8 einen Querschnitt einer Durchstoßröhre, die in dem Probensystem von Fig. 1 verwendet wird.
Fig. 9 einen Querschnitt der Durchstoßröhre von Fig. 8, die elektrisch mit einer Flüssigkeitspegel- Detektionssonde zum Gebrauch im Probensystem von Fig. 1 verbunden ist.
Während die Anmelder die Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschreiben, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Ferner wird darauf aufmerksam gemacht, daß die Zeichnungen keinen Maßstab festlegen und daß die Ausführungsformen durch graphische Symbole, diagrammartige Darstellungen und bruchstückartige Ansichten veranschaulicht werden. In bestimmten Fällen haben die Anmelder Details ausgelassen, die für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind, wie z. B. an sich bekannte Details über Herstellung und Aufbau.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 und 3 die bevorzugte Ausführungsform eines verbesserten Probensystems gemäß der Erfindung, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
Dieses System umfaßt eine Basisplatte 11 und einen Karussellaufbau 12, der auf der Basisplatte angeordnet ist. Der Karussellaufbau 12 umfaßt ein Beladungskarussell 13, das das System mit verschlossenen Probenbehälter 14 (siehe Fig. 2) zur Verfügung stellt, ein Transferkarussell 15, um die Probenbehälter 14 vom Beladungskarussell 13 entgegenzunehmen und um sie an einen ersten Ort 16 zu bewegen, an dem das System die Probenbehälter öffnet, um eine Probe zu entnehmen oder die Probe mit einer Sonde zu überprüfen, und ein Entladungskarussell 17, das die Behälter von dem Transferkarussell 15 entgegennimmt und sie zur Wiederverwendung durch einen Bediener lagert.
Das US-Patent Nr. 4,595,562 von Liston et al mit dem Titel "Loading and Transfer Assembly for Chemical Analyzer" beschreibt allgemein und sehr detailliert den Karussellaufbau 12. Mit dieser Bezugnahme wird die Beschreibung jenes Patentes in die Beschreibung der Anmeldung miteinbezogen.
Der verschlossene Behälter 14, der beim System 10 Verwendung findet und in Fig. 2 dargestellt ist, ist vorzugsweise eine Glasröhre 18 mit einem oben offenen Ende und einem Stöpsel 21, der normalerweise die obere Öffnung verschließt. Ferner ist der Stöpsel 21 aus einem selbstabdichtenden Material, beispielsweise aus Gummi hergestellt, das einen schmalen Spalt oder ein Loch, das durch eine schmale Durchstoßröhre oder eine Nadel erzeugt wird, hermetisch abschließen kann. Alternativ kann das System 10 Behälter von jeder geeigneten Gestalt verwenden, die aus geeignetem fluid-undurchlässigen Material hergestellt sind. Daher kann der Verschluß aus jeder beliebigen, geeigneten Einrichtung gebildet sein, die Elemente aufweist, die durch ein durchstoßendes Teil verschoben werden können und eine Öffnung durch den Verschluß bilden, wie nachstehend beschrieben.
Das Transferkarussell 15 umfaßt eine untere Platte 22 mit einer flachen, ringförmigen Konfiguration. Es umfaßt ebenfalls eine obere Platte 23, die die Gestalt eines Speichenrades mit halbkreisförmigen Spalten 24 bzw. Ausnehmungen aufweist, die in ihrer Außenfläche gebildet sind. Der Abstand zwischen diesen Spalten ist konstant und ihre Größe und Gestalt stimmt allgemein mit den Querschnittsdimensionen des Probenbehälters überein, der mit dem System 10 verwendet wird. Ein Satz von vier Pfeilern 25a-d, die vertikal um jeden Spalt herum angeordnet sind und mit einem Ende an der unteren Platte 22 und mit dem entgegengesetzten Ende an der oberen Platte 23 befestigt sind, bilden einen Aufnahmeraum 26 zum Aufnehmen eines Behälters 14.
Jeder Zwischenraum 26 enthält einen Plattformteil 27, der einen Probenbehälter 14 abstützt, hochhebt oder absenkt. Diese Plattform 27 ist ein flaches, horizontales Teil mit einer Öffnung, durch die sich der Pfeiler 25d in gleitendem Eingriff mit der Plattform erstreckt. Ferner weist die Plattform 27 einen Führungsspalt und zwei Ausnehmungen auf, die an ihrem Umriß ausgebildet sind. Der Führungsspalt und die Ausnehmungen nehmen Pfeiler 25a-c auf und wirken mit diesen Pfeilern zusammen, um die Plattform 27 im Aufnahmeraum 26 in ausgerichteter Lage zu halten. Schließlich umfaßt die Plattform 27 eine Führungshülse 28, die am Boden des Plattformteils 27 befestigt ist und um den Pfeiler 25d in gleitendem Eingriff mit diesem angeordnet ist, um die Plattform ferner in horizontaler Ausrichtung zu halten.
Zwei Deckplatten 29 und 30 decken die Aufnahmeräume 26 um die Außenfläche des Transferkarussells 15 herum bis auf die Stellen, an denen das Transferkarussell 15 einen Behälter vom Beladungskarussell 13 entgegennimmt und wo es die Behälter zum Entladungskarussell 17 überreicht, ab. Geeignete Verbindungsvorrichtungen befestigen diese Platten 29 und 30 an die Basisplatte 11 um das Transferkarussell 15 herum. Diese Platten haben mit dem Transferkarussell 15 keinen Kontakt; sie verhindern lediglich, daß die Behälter 14 aus ihren Aufnahmeräumen 26 fallen.
Eine Hebeanordnung 31 und eine Durchstoßanordnung 32, die am ersten Ort angeordnet sind, öffnen zeitweise den Verschluß oder den Stöpsel 21 eines Behälters 14, der dort mittels des Transferkarussells plaziert wird. Die Hebeanordnung treibt die Plattform 27 des Aufnahmeraums 26, der sich an dem ersten Ort befindet, an und habt den Behälter 14 aus einer tiefer gelegenen Position in eine angehobene Position an. Während die Hebeanordnung 31 den Behälter 14 hochhebt, nimmt ihn die Durchstoßanordnung 32 entgegen und bildet eine Öffnung in dem Stöpsel 21 unter Verwendung der Kraft, welche von der Hebeanordnung, wie unten beschrieben, aufgebracht wird, aus.
Die Hebeanordnung (Fig. 5) umfaßt eine horizontale Platte 33, um die Anordnung 31 fest an der Basisplatte 11 zu befestigen. Sie umfaßt ebenfalls einen Verstellschrauben-Antrieb 34, der durch einen Motor 35 angetrieben wird und dazu verwendet wird, einen Kolben vertikal zwischen einer tiefer gelegenen und einer angehobenen Position zu bewegen. Ein Stützrahmen 37 mit einem L-förmigem Teil 38 und einem Führungspfeiler 41 hält den Verstellschrauben-Antrieb 34 in vertikaler Ausrichtung, der zwischen einem Lager 42, das am Boden des Teils 38 befestigt ist, und einem Lager 43, das in einer Öffnung durch die Platte 33 befestigt ist, angeordnet ist. Eine Mutter 44, die auf dem Verstellschrauben-Antrieb 34 montiert ist, bewegt sich vertikal in Abhängigkeit der Drehung des Verstellschrauben-Antriebs. Eine horizontal angeordnete Verbindungsplatte 45, die an der Mutter 44 befestigt ist, bewegt sich mit dieser, um den Kolben 36 anzutreiben. Um den Kolben 36 in vertikaler Ausrichtung zu halten, umfaßt die Anordnung 31 eine Führungshülse 46, die vertikal um den Kolben 36 herum angeordnet ist und fest an der horizontalen Platte 33 angebracht ist. Eine zweite Führungshülse 47, die vertikal um den Pfeiler 41 herum angeordnet ist und an der Platte 45 befestigt ist, hält die Platte 45 in horizontaler Ausrichtung.
Um die Bewegung der Mutter 44 und entsprechend die des Kolbens 36 zu steuern, umfaßt das System elektronische Steuerungen, die einen oberen Sensor 48 und einen unteren Sensor (nicht gezeigt) aufweisen, die das Vorhandensein eines Kontaktes 49 wahrnehmen, der an der Platte 45 befestigt ist. Unter Verwendung des von diesen Sensoren erzeugten Signals, betreiben die elektronischen Steuerungen den Motor 35, um die Mutter 44 zwischen den oberen und unteren Grenzen zu bewegen. Der Kolben 36 bewegt sich aus einer tiefer gelegenen Position, wo er unterhalb der unteren Platte 22 des Transferkarussells 15 liegt, in eine angehobene Position. Dadurch bewegt er sich durch eine Öffnung 51, die in der Platte 22 in jedem Aufnahmeraum 26 gebildet ist, gelangt mit dem Boden der Plattform 27 in Eingriff, und treibt die Plattform aufwärts und den Behälter 14, der darauf liegt, teilweise aus dem Aufnahmeraum 26 und in Eingriff mit der Durchstoßanordnung 32, wie nachfolgend beschrieben wird.
Gemäß Fig. 4 umfaßt die Durchstoßanordnung 32 eine Befestigungsplatte 52, um die Anordnung 32 an die Basisplatte 11 zu befestigen, und ein vertikales Stützelement 53, das fest an der Befestigungsplatte 52 angebracht ist. Das vertikale Element ist eine hohle Röhre, die aus Metall oder aus jedem anderen Material von hoher Festigkeit und Steifheit bestehen kann. Es stützt einen fest an seinem oberen Ende angebrachten horizontalen Konsolenteil 54. Dieser horizontale Träger 54 stützt eine Durchstoßröhre 55 (siehe Fig. 8) am ersten Ort 16.
Die Durchstoßanordnung umfaßt ebenfalls einen transparenten Schutzschild 56 aus Kunststoff mit einem C-förmigen Querschnitt. Er ist um die Durchstoßröhre 55 herum angeordnet, die auf der Unterseite des horizontalen Trägers 54 befestigt ist. Er empfängt und zentriert das obere Ende des Behälters 14 und hindert den Bediener am Berühren des scharfen Endes der Nadel, so daß der Bediener vor Verletzung geschützt wird.
Die Durchstoßröhre 55 bildet eine Öffnung im Stöpsel 21, wie in Fig. 6 gezeigt, aus, wenn die Hebeanordnung 31 den Stöpsel gegen die Durchstoßröhre drückt. Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt sie eine nicht-ausschneidende, hohle Nadel 57, die vertikal und vom Trägerteil 54 abwärtsgerichtet angeordnet ist. Das obere Ende der Nadel 57 ist über einen Preßsitz oder dergleichen in der zentralen Öffnung einer hohlen Schraube 58 angebracht, die die Nadel 57 lösbar am horizontalen Träger 54 befestigt. Diese hohle Schraube 58 hat einen Schaftbereich, der in eine mit Gewinde versehene Öffnung paßt, die durch den horizontalen Träger 54 hindurch ausgebildet ist und einen Kopf, der mit der Oberseite des horizontalen Trägers in Eingriff gelangt. Um die Durchdringung und Öffnung des Stöpsels 21 zu erleichtern, hat die Nadel 57 ein abgeschrägtes Ende mit scharfen Kanten und einem stumpfen Schneidkantenrücken. Die Schraube 58 und Nadel 57 bilden eine zentrale Durchstoßröhrenöffnung 61, durch die das System eine Probe entnehmen oder die Probe abtasten kann. Um ein Verfahren zum Detektieren von Flüssigkeit nach dem Durchdringen der Durchstoßröhre 55 bereitzustellen und ebenso um fehlerhaftes Auslösen der Flüssigkeits-Detektiersonden mit kapazitiver Abtastung zu minimieren, können die Durchstoßröhre und die Sonde elektrisch verbunden sein. Die Nadel 57 besteht aus Metall und ist über eine Metallfeder 63 mit einem Koaxialkabel 62 verbunden. Wenn die Nadel 57 nach Eindringen in die Probenröhre mit Flüssigkeit in Kontakt gerät, erzeugt die Änderung in der Kapazität ein Signal, das den Motor, der die Plattform 27 hebt, zum Halten veranlaßt. Das Koaxialkabel ist weiterhin mit einer Flüssigkeitspegel-Detektierprobensonde 65 aus Metall verbunden, die ein fehlerhaftes Auslösen der Sonde verhindert. In einer alternativen Ausführungsform kann eine Hülse 62 aus Kunststoff verwendet werden, um die Wände dieser Öffnung abzudecken, damit ein fehlerhaftes Auslösen der Flüssigkeits-Detektiersonde mit kapazitiver Abtastung minimiert wird. Alternativ kann die Durchstoßröhre ein hohles Teil von jeder geeigneten Gestalt oder jede andere Vorrichtung sein, die den Verschluß 21 durchdringen kann, um zeitweilig eine Öffnung durch den Verschluß herzustellen. Darüber hinaus kann der Verschluß irgendeine beliebige Einrichtung sein, die Elemente aufweist, die von einem durchstoßenden Teil verschoben werden können und eine Öffnung durch den Verschluß bilden.
Nachdem die Durchstoßröhre 55 Verbindung mit dem Innern des Behälters 14 hergestellt hat, bewegt eine Auslegeranordnung 64 (siehe Fig. 1) eine Sonde 65 in den Behälter durch die Durchstoßröhrenöffnung 61 (siehe Fig. 7a - 7e). Diese Sonde ist eine Röhre, die mit einer Pumpe und einem Reservoir (nicht gezeigt) verbunden ist. Sie entnimmt eine vorbestimmte Probenmenge aus dem Behälter 14. Die Auslegeranordnung überführt dann die Probe zu den Küvetten 60 eines umlaufenden Küvettenbandes 66, das an einem zweiten Ort lokalisiert ist. Alternativ kann die Sonde ein Sensor sein, der die in dem Behälter 14 angeordnete Probe abtastet oder sie kann ein Ausgabegerät zum Nachfüllen von Material in den Behälter sein.
Nach der Entnahme, dem Abtasten oder dem Nachfüllen streift eine Abstreifeinrichtung 67 (siehe Fig. 4), die am vertikalen Stützelement 43 der Durchstoßanordnung 32 angeordnet ist, den Stöpsel 21 von der Durchstoßröhre 55 ab, wenn die Hebeanordnung ihren Kolben 36 absenkt und dem Behälter ermöglicht, sich abwärts zu bewegen. Um diesen Vorgang durchzuführen, umfaßt die Abstreifeinrichtung 67 ein rohrförmiges Teil 68, das in gleitendem Eingriff in der hohlen Stütze oder dem Gehäuse 53 angeordnet ist. Ein Verstellschrauben-Antrieb 71, der durch einen Motor 72 angetrieben wird, bewegt das Teil 68 unter Verwendung einer Mutter 73 auf- und abwärts, wobei die Mutter zur vertikalen Bewegung auf dem Verstellschrauben-Antrieb 71 montiert ist und am unteren Ende des Teils 68 befestigt ist. Ein Schubarm 74, der am oberen Ende des Teils 68 befestigt ist, erstreckt sich durch einen vertikalen Spalt in dem Gehäuse 53 und gelangt mit seinem distalen Ende mit dem Stöpsel 21 in Eingriff. Dieses distale Ende hat eine flache Konfiguration mit einer zentralen Öffnung, durch die sich die Durchstoßröhre 55 erstreckt. Dieser ring-, U- oder anderweitig geeignet geformte Endabschnitt bringt konstanten Druck um die Oberseite des Stöpsel 21 herum in Abwärtsrichtung auf, wodurch außermittige Belastung und Verkippung des Behälters 14 vermieden wird.
Um die oberen und unteren Bewegungsgrenzen des Gleitelements 63 zu bestimmen, umfassen die elektrischen Steuerungen des Systems 10 einen oberen Abstreifeinrichtungssensor 75 und einen unteren Abstreifeinrichtungssensor 76, die an der Außenseite des Gehäuses 53 befestigt sind. Diese Vorrichtungen nehmen das Vorhandensein eines optischen Kennzeichens 77 wahr. Geeignete Befestigungsvorrichtungen befestigen das optische Kennzeichen 77 am Teil 68. Das Teil 68 erstreckt sich durch einen vertikalen Spalt in dem Gehäuse 53 zur Außenseite des Gehäuses 53 hin, wo die Sensoren 75 und 76 es detektieren können. Durch Verwendung dieser Signale, die durch diese Sensoren erzeugt werden, können die elektrischen Steuerungen des Systems den Motor 72 betreiben, um die Mutter 73 und dadurch den Schubarm 74 zwischen den vorbestimmten oberen und unteren Grenzen zu bewegen. Die Abstreifeinrichtung bewegt ihren Schubarm 74 von einer angehobenen Position nahe dem horizontalen Träger 54 der Durchstoßanordnung 32 zu einer tiefer gelegenen Position unterhalb des unteren Endes der Durchstoßröhre 55 und wieder zurück nach oben.
Nachdem die Abstreifeinrichtung 67 den Behälter von der Durchstoßröhre 55 abgelöst und den Behälter mittels der Hebeanordnung in den Aufnahmeraum 26 abgesenkt hat, dreht der Antrieb (nicht gezeigt) des Transferkarussells 15 das Karussell und bringt den nächsten Aufnahmeraum 26 an den ersten Ort 16. Die Entnahme oder das Abtasten werden fortgeführt. Das System 10 überführt die benutzten Behälter 14 vom Transferkarussell 15 zum Entladungskarussell 17.
Da die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen nur eine bevorzugte Ausführungsform veranschaulichen, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, kann Veränderungen oder andere Ausführungsformen herstellen, indem er die Grundgedanken dieser Erfindung anwendet und insbesondere unter Erwägung der vorangegangenen Lehren. Beispielsweise kann der Fachmann einen Antriebsmechanismus anwenden, der die Durchstoßröhre absenkt, anstelle der Verwendung eines Lifts, der die Behälter hochhebt.

Claims

1. Ein automatisiertes System (10) zum Herstellen eines Zugangs zu einem abgedichteten Behälter (14), der eine Verschlußeinrichtung (21) umfaßt, wobei das System (10) aufweist:

- eine Halteeinrichtung (26) zum Halten des Behälters (14);

- eine Durchdringungseinrichtung (55) zum Durchdringen der Verschlußeinrichtung (21) des Behälters (14) und zum zeitweiligen Öffnen des Verschlusses, wobei die Durchdringungseinrichtung (55) eine Öffnung definiert;

- eine Antriebseinrichtung (31) zum Erzeugen einer relativen Verschiebung zwischen dem Behälter und der Durchdringungseinrichtung (55), wobei die Antriebseinrichtung (31) die Kraft zum Bewegen der Durchdringungseinrichtung (55) in den Behälter (14) erzeugt;

- und eine Sonde (65) zum Einführen in den Behälter (14) durch die Öffnung der Durchdringungseinrichtung (55) hindurch und zum Entnehmen einer Probe aus dem Behälter (14), zum Plazieren einer Probe in den Behälter (14) oder zum Messen der Eigenschaften einer Probe im Behälter (14);

- eine Abstreifeinrichtung, die relativ zur Durchdringungseinrichtung (55) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung einen Arm (74) aufweist, der sich horizontal von einem vertikalen Stützelement (53) aus erstreckt und mit diesem verbunden ist und ferner die Durchdringungseinrichtung (55) trägt, wobei die Abstreifeinrichtung relativ zur Halteeinrichtung (26) sowie zur Durchdringungseinrichtung (55) vertikal bewegbar ist, um die Durchdringungseinrichtung (55) außer Eingriff vom Behälter (14) zu bringen.

2. Ein automatisiertes System (10) nach Anspruch 1, wobei die Durchdringungseinrichtung (55) stationär ist und die Antriebseinrichtung (31) eine Hebeeinrichtung (31) zum Bewegen des Behälters (14) gegenüber der Durchdringungseinrichtung (55) enthält.

3. Ein automatisiertes System (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Durchdringungseinrichtung (55) eine nicht ausschneidende, hohle Nadel (57) aufweist und die Verschlußeinrichtung (21) ein Gummistöpsel ist.

4. Ein automatisiertes System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Transfereinrichtung (15) zum Bewegen des Behälters (14) zu einer ersten Stelle (16), wobei die Transfereinrichtung ein drehbares Karussei (15) und die Halteeinrichtung (26) enthält.

5. Ein automatisiertes System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System ferner eine Behältereinrichtung (60) aufweist, um Material von der Sonde (65) aufzunehmen.

6. Ein automatisiertes System (10) nach Anspruch 5, wobei die Behältereinrichtung (60) eine Küvette (60) ist, die auf einem fortlaufenden Küvettenband (66) angeordnet ist.

7. Ein automatisiertes System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System ferner ein Schutzschild (56) aufweist, das um die Durchdringungseinrichtung (55) herum angeordnet ist.

8. Ein Verfahren zum automatisierten Herstellen einer zeitweiligen Verbindung mit einem abgedichteten Behälter (14) zum Materialtransfer zwischen dem Äußeren und dem Innern des Behälters (14) oder zum Messen der Eigenschaften des Materials in dem Behälter (14), wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Halten des Behälters (14) mit einer Halteeinrichtung (26) ,

- Durchdringen des Verschlusses des Behälters (14) mit einer Durchdringungseinrichtung (55), um eine Öffnung im Verschluß des Behälters (14) zu bilden;

- Einführen einer Sonde (65) durch die Öffnung in den Behälter, wobei die Sonde (65) dazu verwendet wird, Material aus dem Behälter (14) zu entnehmen, Material in den Behälter (14) zu plazieren oder die Eigenschaften des Materials in dem Behälter (14) zu messen;

- Bewegen der Sonde (65) aus dem Behälter (14) heraus, und Loslösen der Durchdringungseinrichtung (55) von dem Behälter (14), um der Öffnung im Verschluß zu ermöglichen, sich zu schließen, gekennzeichnet durch vertikales Bewegen der Abstreifeinrichtung (67) relativ zu sowohl der Durchdringungseinrichtung (55) als auch zur Halteeinrichtung (26), um die Durchdringungseinrichtung (55) außer Eingriff vom Behälter (14) zu bringen.