DE102023128814A1 - Automated liquid handling device with combined dosing and pressure change device for filling and emptying a reaction vessel - Google Patents
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Abstract
Eine automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung (10) umfasst:
i. eine Reaktionsbehältereinrichtung (18) mit einer Reaktionsbehälteranordnung (86) mit wenigstens einem Reaktionsbehälter (88), wobei der wenigstens eine Reaktionsbehälter (88) ein Eingabeende (102) mit einer Eingabeöffnung (104) und ein mit Abstand vom Eingabeende (102) gelegenes Ausgabeende (106) mit einer Ausgabeöffnung (116) aufweist,
ii. eine Dosiereinrichtung (62a) mit wenigstens einer Dosieröffnung (188) zur Übergabe von Flüssigkeit (109) in wenigstens einen Reaktionsbehälter (88) der Reaktionsbehältereinrichtung (18), wobei die Dosiereinrichtung (62a) zur Flüssigkeitsübergabe mittels der Dosieröffnung (188) durch die Eingabeöffnung (104) des wenigstens einen Reaktionsbehälters (88) ausgebildet ist, und
iii. eine Druckveränderungseinrichtung (62b), wobei die Druckveränderungseinrichtung (62b) zur Veränderung eines Gasdruckunterschieds zwischen einem Innengasdruck in wenigstens einem Reaktionsbehälter (88) der Reaktionsbehältereinrichtung (18) und einem Außengasdruck außerhalb des wenigstens einen Reaktionsbehälters (88) ausgebildet ist.
Die Druckveränderungseinrichtung (62b) und die Dosiereinrichtung (62a) bilden eine gemeinsam längs einer Beschickungsbahn (BP) verlagerbare kombinierte Beschickungseinrichtung (62) mit wenigstens einer von der Dosieröffnung (188) verschiedenen Gasauslassöffnung (190) zur Ausgabe von Gas und mit der wenigstens einen Dosieröffnung (188).
An automated liquid handling device (10) comprises:
i. a reaction vessel device (18) comprising a reaction vessel arrangement (86) with at least one reaction vessel (88), wherein the at least one reaction vessel (88) has an input end (102) with an input opening (104) and an output end (106) spaced from the input end (102) with an output opening (116),
ii. a dosing device (62a) with at least one dosing opening (188) for transferring liquid (109) into at least one reaction container (88) of the reaction container device (18), wherein the dosing device (62a) is designed for liquid transfer by means of the dosing opening (188) through the input opening (104) of the at least one reaction container (88), and
iii. a pressure-changing device (62b), wherein the pressure-changing device (62b) is designed to change a gas pressure difference between an internal gas pressure in at least one reaction vessel (88) of the reaction vessel device (18) and an external gas pressure outside the at least one reaction vessel (88).
The pressure changing device (62b) and the dosing device (62a) form a combined feeding device (62) which can be displaced together along a feeding path (BP) and has at least one gas outlet opening (190) different from the dosing opening (188) for discharging gas and has at least one dosing opening (188).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten. Eine solche automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung umfasst:
- i. eine Reaktionsbehältereinrichtung mit einer Reaktionsbehälteranordnung mit wenigstens einem Reaktionsbehälter, wobei der wenigstens eine Reaktionsbehälter ein Eingabeende mit einer Eingabeöffnung und ein mit Abstand vom Eingabeende gelegenes Ausgabeende mit einer Ausgabeöffnung aufweist,
- ii. eine Dosiereinrichtung mit wenigstens einer Dosieröffnung zur Übergabe von Flüssigkeit in wenigstens einen Reaktionsbehälter der Reaktionsbehältereinrichtung, wobei die Dosiereinrichtung zur Flüssigkeitsübergabe mittels der Dosieröffnung durch die Eingabeöffnung des wenigstens einen Reaktionsbehälters ausgebildet ist, und
- iii. eine Druckveränderungseinrichtung, wobei die Druckveränderungseinrichtung zur Veränderung eines Gasdruckunterschieds zwischen einem Innengasdruck in wenigstens einem Reaktionsbehälter der Reaktionsbehältereinrichtung und einem Außengasdruck außerhalb des wenigstens einen Reaktionsbehälters ausgebildet ist.
- i. a reaction vessel device comprising a reaction vessel arrangement having at least one reaction vessel, wherein the at least one reaction vessel has an input end with an input opening and an output end spaced apart from the input end with an output opening,
- ii. a dosing device with at least one dosing opening for transferring liquid into at least one reaction container of the reaction container device, wherein the dosing device is designed for transferring liquid by means of the dosing opening through the inlet opening of the at least one reaction container, and
- iii. a pressure-changing device, wherein the pressure-changing device is designed to change a gas pressure difference between an internal gas pressure in at least one reaction vessel of the reaction vessel device and an external gas pressure outside the at least one reaction vessel.
Eine solche Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung wird in Laboren beispielsweise zur Aufreinigung von Nukleinsäuren verwendet.Such a liquid handling device is used in laboratories, for example, for the purification of nucleic acids.
Eine Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist in abstrahierter Darstellung aus der
Die bekannte automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung umfasst, wie auch die automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in bevorzugten Weiterbildungen, außerdem wenigstens eine der folgenden Einrichtungen:
- iv. eine Nutz-Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von durch die Ausgabeöffnung des wenigstens einen Reaktionsbehälters als Handhabungsziel ausgegebener Flüssigkeit,
- v. eine von der Nutz-Aufnahmeeinrichtung verschiedene Abfall-Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von durch die Ausgabeöffnung des wenigstens einen Reaktionsbehälters als Handhabungsabfall ausgegebener Flüssigkeit, und
- vi. eine Magneteinrichtung zur Ausbildung eines Magnetfelds in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter.
- iv. a useful receiving device for receiving liquid dispensed through the dispensing opening of the at least one reaction container as a handling target,
- v. a waste receiving device, different from the useful receiving device, for receiving liquid dispensed as handling waste through the dispensing opening of the at least one reaction container, and
- vi. a magnetic device for forming a magnetic field in the at least one reaction vessel.
Die bekannten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtungen sind in Kenntnis der vorteilhaften Weiterbildung durch die Einrichtungen gemäß iv. bis vi. einfacher zu verstehen. Dennoch gilt, dass die Einrichtungen gemäß iv. bis vi. an der automatisierten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Erreichung des Erfindungszwecks nicht zwingend erforderlich sind, sondern nur eine bevorzugte Ausführungsform darstellen. Die nachfolgend bei der Erläuterung des Standes der Technik zu den Einrichtungen gemäß iv. bis vi. angegebenen Erläuterungen und Ausgestaltungen gelten auch für Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung.Known liquid handling devices are easier to understand with knowledge of the advantageous refinement provided by the devices according to iv. to vi. Nevertheless, the devices according to iv. to vi. are not absolutely necessary for the automated liquid handling device of the present invention to achieve the purpose of the invention, but rather represent only a preferred embodiment. The explanations and refinements given below in the explanation of the prior art for the devices according to iv. to vi. also apply to refinements of the present invention.
Die Reaktionsbehältereinrichtung ist jene Einrichtung, in welcher eine Flüssigkeit im weitesten Sinne „bearbeitet“ wird und in welcher eine Handhabung der Flüssigkeit stattfindet. Hier finden beispielsweise chemische Reaktionen oder/und physikalische Vorgänge statt. In dem wenigstens einen Reaktionsbehälter der Reaktionsbehältereinrichtung können beispielsweise in einer zu Beginn eines Handhabungsvorgangs übergebenen Ausgangsflüssigkeit enthaltene Nukleinsäuren, insbesondere DNS oder RNS, an entsprechend hergerichtete magnetische Partikel angebunden werden. Die magnetischen Partikel mit daran angebundenen Nukleinsäuren können durch Übergabe, gegebenenfalls Abwarten einer Reaktionszeit, und Ausgabe einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden. Die angebundenen und gereinigten Nukleinsäuren können durch Übergabe, gegebenenfalls Abwarten einer Reaktionszeit, und Ausgabe einer Elutionsflüssigkeit eluiert, d. h. von den magnetischen Partikeln gelöst werden. Das so erhaltene Eluat kann aus dem wenigstens einen Reaktionsbehälter als Handhabungsziel ausgegeben werden. Demgegenüber kann ein Teil der zuvor erwähnten Ausgangsflüssigkeit sowie die anschließend übergebene Reinigungsflüssigkeit als Handhabungsabfall aus dem wenigstens einen Reaktionsbehälter ausgegeben werden.The reaction container device is the device in which a liquid is "processed" in the broadest sense and in which the liquid is handled. For example, chemical reactions and/or physical processes take place here. In the at least one reaction container of the reaction container device, nucleic acids, in particular DNA or RNA, contained in a starting liquid transferred at the beginning of a handling process can be bound to appropriately prepared magnetic particles. The magnetic particles with the bound nucleic acids can be cleaned by transferring them, optionally waiting for a reaction time, and dispensing a cleaning liquid. The bound and purified nucleic acids can be eluted, i.e., detached from the magnetic particles, by transferring them, optionally waiting for a reaction time, and dispensing an elution liquid. The eluate thus obtained can be discharged from the at least one reaction container as a handling target. In contrast, a portion of the aforementioned starting liquid and the subsequently transferred cleaning liquid can be discharged from the at least one reaction container as handling waste.
Grundlagen der Anbindung von Nukleinsäuren an speziell für die Anbindung von Nukleinsäuren hergerichteten magnetischen Partikeln sind in der
Die Nutz-Aufnahmeeinrichtung der automatisierten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung dient, wie oben bereits beschrieben, der Aufnahme von Flüssigkeit, welche aus dem wenigstens einen Reaktionsbehälter als gewünschtes Handhabungsziel ausgegeben wird, in der Regel ein Eluat mit gereinigter Nukleinsäure. Die Nutz-Aufnahmeeinrichtung kann in vorteilhafter Weise dem Transport der darin aufgenommenen Flüssigkeit zu weiteren Bearbeitungsstellen oder -stationen dienen. Die Nutz-Aufnahmeeinrichtung umfasst zur Aufnahme des Handhabungsziels bevorzugt eine Nutz-Behälteranordnung mit wenigstens einem Nutz-Flüssigkeitsbehälter, besonders bevorzugt mit einer Mehrzahl von Nutz-Flüssigkeitsbehältern.The useful receiving device of the automated liquid handling device serves, as already described above, to receive liquid that is dispensed from the at least one reaction container as the desired handling target, usually an eluate containing purified nucleic acid. The useful receiving device can advantageously serve to transport the liquid received therein to further processing locations or stations. To receive the handling target, the useful receiving device preferably comprises a useful container arrangement with at least one useful liquid container, particularly preferably with a plurality of useful liquid containers.
Ebenso dient die Abfall-Aufnahmeeinrichtung der automatisierten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der Aufnahme von Flüssigkeiten, die während einer Flüssigkeitsbearbeitung als Abfall anfallen, beispielsweise eine ursprüngliche Trägerflüssigkeit von Nukleinsäure, in welcher unerwünschterweise Verunreinigungen, wie etwa Reste von Zellbestandteilen der ursprünglich die Nukleinsäure enthaltenden Zellen und dergleichen, vorhanden sein können, die nach dem Anbinden von Nukleinsäuren an magnetische Partikel mit der Trägerflüssigkeit ausgegeben und durch einen oder mehrere nachfolgende Waschvorgänge ausgewaschen werden sollen. Auch die während der Waschvorgänge verwendete Reinigungsflüssigkeit bildet folglich einen Handhabungsabfall im Sinne der vorliegenden Anmeldung. Die Abfall-Aufnahmeeinrichtung umfasst zur Aufnahme des Handhabungsabfalls bevorzugt eine Abfall-Behälteranordnung mit wenigstens einem Abfall-Flüssigkeitsbehälter. Wenngleich auch die Abfall-Behälteranordnung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Abfall-Flüssigkeitsbehältern aufweisen kann, umfasst die Abfall-Behälteranordnung bevorzugt nur einen Abfall-Flüssigkeitsbehälter als Sammelbehälter für aus den Reaktionsbehältern ausgegebenen Handhabungsabfall, d. h. es ist bevorzugt ein Abfall-Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme von Handhabungsabfall von allen gleichzeitig vorhandenen Reaktionsbehältern vorgesehen.Likewise, the waste receiving device of the automated liquid handling device serves to receive liquids that arise as waste during liquid processing, for example an original carrier liquid for nucleic acid, in which undesirable impurities, such as residues of cell components of the cells originally containing the nucleic acid and the like, may be present, which, after the nucleic acids have bound to magnetic particles, are released with the carrier liquid and are to be washed out by one or more subsequent washing processes. The cleaning liquid used during the washing processes therefore also forms handling waste within the meaning of the present application. The waste receiving device preferably comprises a waste container arrangement with at least one waste liquid container to receive the handling waste. Although the waste container arrangement can also have a plurality of waste liquid containers within the scope of the present invention, the waste container arrangement preferably comprises only one waste liquid container as a collection container for handling waste released from the reaction containers, i.e. Preferably, a waste liquid container is provided to receive handling waste from all reaction containers present simultaneously.
Die Magneteinrichtung dient der vorübergehenden Immobilisierung der magnetischen Partikel in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur die jeweilige die magnetischen Partikel in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter suspendierende Flüssigkeit durch die Ausgabeöffnung ausgegeben werden kann, während die magnetischen Partikel, insbesondere mit daran angebundenen Nukleinsäuren, im Reaktionsbehälter zurückgehalten werden können.The magnetic device serves to temporarily immobilize the magnetic particles in the at least one reaction container. This ensures that only the respective liquid suspending the magnetic particles in the at least one reaction container can be dispensed through the dispensing opening, while the magnetic particles, in particular with nucleic acids bound to them, can be retained in the reaction container.
Die Druckveränderungseinrichtung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung dient der Herstellung des oben bereits genannten Gasdruckunterschieds zwischen einem Gas im Inneren des wenigstens einen Reaktionsbehälters und dem den Reaktionsbehälter umgebenden Gas. Durch diesen gezielt erzeugbaren Gasdruckunterschied kann in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter aufgenommene Flüssigkeit durch die Ausgabeöffnung hindurchbewegt werden. Bevorzugt ist die Druckveränderungseinrichtung nur zur Erzeugung eines positiven Druckunterschieds ausgebildet, bei welchem der Gasdruck im Inneren des Reaktionsbehälters höher ist als der Gasdruck der Außenumgebung des wenigstens einen Reaktionsbehälters. Flüssigkeit wird gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform durch die Ausgabeöffnung ausschließlich ausgegeben, aber nicht in den Reaktionsbehälter eingesaugt.The pressure-changing device of the liquid handling device according to the invention serves to create the aforementioned gas pressure difference between a gas inside the at least one reaction container and the gas surrounding the reaction container. This specifically generated gas pressure difference allows liquid held in the at least one reaction container to be moved through the dispensing opening. Preferably, the pressure-changing device is designed only to create a positive pressure difference, at which the gas pressure inside the reaction container is higher than the gas pressure outside the at least one reaction container. According to this preferred embodiment, liquid is exclusively dispensed through the dispensing opening, but not drawn into the reaction container.
Die Dosiereinrichtung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung dient der automatisierten Eingabe von Flüssigkeit in den wenigstens einen Reaktionsbehälter. Hygienisch vorteilhaft ist dabei, dass die Flüssigkeit in den wenigstens einen Reaktionsbehälter durch die von der Ausgabeöffnung des wenigstens einen Reaktionsbehälters fernliegende Eingabeöffnung eingefüllt wird.The dosing device of the liquid handling device according to the invention serves for the automated introduction of liquid into the at least one reaction container. It is hygienically advantageous that the liquid is introduced into the at least one reaction container through the inlet opening located remote from the dispensing opening of the at least one reaction container.
Es sind nämlich auch Flüssigkeitshandhabungsvorrichtungen bekannt, etwa aus der
Eine weitere Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung ist aus der
Die
Ergänzend wird zum weiteren Hintergrund des Standes der Technik verwiesen auf die Druckschriften
Außerdem ist aus der
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einer Flüssigkeitshandhabung durch die Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird während der Flüssigkeitshandhabung wenigstens einmal, in der Regel jedoch mehrfach, eine Flüssigkeit in den wenigstens einen Reaktionsbehälter eingeleitet und wieder ausgeleitet. In dem wenigstens einen Reaktionsbehälter enthaltene Festkörperbestandteile können durch unterschiedliche physikalische Wirkprinzipien, je nach ausgeführtem Verfahren und je nach verwendeten Substanzen, in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter gebunden werden, etwa durch elektrostatische Wechselwirkung, hydrophobe Wechselwirkung oder durch Ausnutzung einer biospezifischen Affinität, wie etwa einer Antigen-Antikörper-Wechselwirkung oder einer Enzym-Substrat-Wechselwirkung. Bevorzugt sind in einem Reaktionsbehälter bindbare bzw. immobilisierbare Festkörperbestandteile die oben genannten magnetischen Partikel, welche aufgrund eines durch die bevorzugt vorgesehene Magneteinrichtung erzeugten äußeren Magnetfelds in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter immobilisiert werden können. Die immobilisierbaren Festkörperbestandteile können so, insbesondere in ein und demselben Reaktionsbehälter, in Kontakt mit einer Abfolge von Flüssigkeiten gelangen, wobei die Flüssigkeiten die gleichen oder unterschiedliche Flüssigkeiten sein können. Im Zuge der Flüssigkeitshandhabung in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter können die immobilisierbaren Festkörperbestandteile einmal oder mehrmals in einer in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter aufgenommenen Flüssigkeit suspendiert werden. Andere, nicht immobilisierte, Festkörperbestandteile, welche in den Reaktionsbehältern unerwünscht sind, können mit dem Handhabungsabfall ausgespült werden.According to a preferred embodiment of liquid handling by the liquid handling device of the present invention, a liquid is introduced into and discharged from the at least one reaction container at least once, but usually several times, during the liquid handling. Solid components contained in the at least one reaction container can be bound in the at least one reaction container by different physical principles of action, depending on the method carried out and the substances used, for example by electrostatic interaction, hydrophobic interaction, or by exploiting a biospecific affinity, such as an antigen-antibody interaction or an enzyme-substrate interaction. Preferably, solid components that can be bound or immobilized in a reaction container are the above-mentioned magnetic particles, which can be immobilized in the at least one reaction container due to an external magnetic field generated by the preferably provided magnetic device. The immobilizable solid components can thus come into contact with a sequence of liquids, particularly in one and the same reaction vessel, where the liquids can be the same or different liquids. During the liquid handling in the at least one reaction vessel, the immobilizable solid components can be suspended once or repeatedly in a liquid contained in the at least one reaction vessel. Other, non-immobilized, solid components that are undesirable in the reaction vessels can be flushed out with the handling waste.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung weiter zu verbessern. Ziel ist dabei insbesondere die Vereinfachung des Aufbaus der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung ohne Einbußen an Prozessqualität.The object of the present invention is to further improve the automated liquid handling device mentioned above. The aim is, in particular, to simplify the structure of the liquid handling device without compromising process quality.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Druckveränderungseinrichtung und die Dosiereinrichtung eine gemeinsam längs einer Beschickungsbahn verlagerbare kombinierte Beschickungseinrichtung mit wenigstens einer von der Dosieröffnung verschiedenen Gasauslassöffnung zur Ausgabe von Gas und mit der wenigstens einen Dosieröffnung bilden.According to the invention, the above-mentioned object is achieved by an automated liquid handling device of the type mentioned at the outset, in which the pressure changing device and the dosing device form a combined feeding device which can be displaced together along a feeding path and which has at least one gas outlet opening different from the dosing opening for discharging gas and has at least one dosing opening.
Zur Erläuterung der in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Nomenklatur: mit dem Begriff „Vorrichtung“ ist in der Regel die Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung bezeichnet. Zur Unterscheidung von dieser sind deren funktionale Komponenten, sofern sie nicht bereits eine spezifische Bezeichnung tragen, jeweils verkürzt als „Einrichtung“ bezeichnet.To clarify the nomenclature used in this application: the term “device” generally refers to the liquid handling device. To distinguish it, its functional components, unless they already have a specific designation, are referred to as “facility” for short.
Durch die kombinierte Ausbildung der Dosiereinrichtung und der Druckveränderungseinrichtung in einer gemeinsamen Beschickungseinrichtung reicht es aus, lediglich die Beschickungseinrichtung beweglich in einem Vorrichtungsgehäuse der automatisierten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung anzuordnen. Eine gesonderte bewegliche Anordnung der Dosiereinrichtung und der Druckveränderungseinrichtung ist somit nicht erforderlich. Die Anordnung der Dosiereinrichtung und der Druckveränderungseinrichtung als kombinierte Beschickungseinrichtung ist möglich, da die Abläufe in der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung so ausgeführt werden können, dass die Dosiereinrichtung und die Druckveränderungseinrichtung nicht gleichzeitig benötigt werden. Daher müssen die Dosiereinrichtung und die Druckveränderungseinrichtung nicht relativ zueinander beweglich ausgebildet werden. Dabei ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht möglich, Füllvorgänge von Reaktionsbehältern und Entleerungsvorgänge zu parallelisieren. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.By combining the metering device and the pressure-changing device in a common loading device, it is sufficient to arrange only the loading device movably in a device housing of the automated liquid handling device. A separate movable arrangement of the metering device and the pressure-changing device is therefore not necessary. The arrangement of the metering device and the pressure-changing device as a combined loading device is possible because the processes in the liquid handling device can be designed such that the metering device and the pressure-changing device are not required simultaneously. Therefore, the metering device and the pressure-changing device do not have to be designed to be movable relative to one another. With the device according to the invention, it is not possible to parallelize filling processes of reaction vessels and emptying processes. However, this is not absolutely necessary.
Die Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung umfasst bevorzugt eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Abläufen in der Vorrichtung. Die Steuervorrichtung, welche bevorzugt als elektronische Steuereinrichtung wenigstens einen Datenspeicher und wenigstens einen intergierten Schaltkreis umfasst, ist dazu ausgebildet, Bewegungsantriebe oder/und Ventileinrichtungen der Vorrichtung gemäß einem im wenigstens einen Datenspeicher abgespeicherten Betriebsprogramm unter Nutzung von im wenigstens einen Datenspeicher gespeicherten Anwendungsdaten, gegebenenfalls ergänzt durch Benutzereingaben oder/und von weiteren Steuereinheiten übertragenen Daten, zu steuern.The liquid handling device preferably comprises a control device for controlling processes within the device. The control device, which preferably comprises at least one data memory and at least one integrated circuit as an electronic control device, is designed to control motion drives and/or valve devices of the device according to an operating program stored in the at least one data memory, using application data stored in the at least one data memory, optionally supplemented by user inputs and/or data transmitted from additional control units.
Die vorliegend diskutierte automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung ist als „Einsteigermodell“ gedacht und soll eine Baugröße nicht überschreiten, die es ermöglicht, die Vorrichtung auf einem Labortisch zu platzieren und bei Bedarf ohne große Umstände umzuplatzieren. Dabei ist nicht an eine mobile portable Vorrichtung gedacht, sondern an eine Vorrichtung, die in ihrer Anordnungsflexibilität im Labor mit jener eines Druckers in einem Büro vergleichbar ist: das Gerät ist nahezu an beliebigen Orten aufstellbar und betreibbar; einmal aufgestellt verbleibt es jedoch häufig am gewählten Aufstellungsort, bis sich substantielle Gründe für eine Änderung des gewählten Aufstellungsorts einstellen.The automated liquid handling device discussed here is intended as an "entry-level model" and should not exceed a size that allows the device to be placed on a laboratory bench and easily relocated as needed. This is not intended as a mobile, portable device, but rather as a device whose flexibility in placement in the laboratory is comparable to that of a printer in an office: the device can be set up and operated in almost any location. Once set up, however, it often remains at the chosen location until substantial reasons arise for changing the location.
Jede der oben oder nachfolgend als beweglich oder verlagerbar genannten Einrichtungen ist dabei zur Erzielung einer definierten Beweglichkeit der jeweiligen Einrichtung bevorzugt durch eine Führungseinrichtung längs einer durch die Führungseinrichtung definierten Bewegungsbahn zur Bewegung geführt. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise eine Führungsschiene und einen auf der Führungsschiene längst derselben beweglich angeordneten Führungswagen oder Führungsschlitten aufweisen. In der Regel werden Führungsschienen der Führungseinrichtung ortsfest angeordnet sein, etwa an wenigstens einer Vorrichtungsgehäuse-Komponente aus Seitenwand, Gehäuseboden, Gehäusedecke und einer mit dem Vorrichtungsgehäuse fest verbundenen Struktur.To achieve a defined mobility of the respective device, each of the devices referred to above or below as movable or displaceable is preferably guided by a guide device along a movement path defined by the guide device. The guide device can, for example, comprise a guide rail and a guide carriage or guide slide movably arranged along the guide rail. Guide rails of the guide device are generally arranged in a fixed location, for example, on at least one device housing component consisting of a side wall, housing base, housing cover, and a structure firmly connected to the device housing.
Jede der oben oder nachfolgend als beweglich oder verlagerbar genannten Einrichtungen kann durch einen Bewegungsantrieb, etwa einen Riementrieb oder/und einem Spindeltrieb oder/und einen Linearmotor oder/und einen sonstigen dem Fachmann geläufigen, in der Regel elektrisch gespeisten, Antrieb, zur Bewegung angetrieben sein. Der Bewegungsantrieb kann nur über Abschnitte des Bewegungsbereichs einer Einrichtung wirksam sein. Bevorzugt ist der Bewegungsantrieb jedoch über den gesamten Bewegungsbereich einer Einrichtung wirksam. Außerdem können Einrichtungen in ihrem Bewegungsbereich durch mehr als einen Bewegungsantrieb zur Bewegung angetrieben sein. Dies kann etwa dann von Vorteil sein, wenn die Bewegungsbahn einer Einrichtung einen geknickten bzw. abgewinkelten Verlauf hat, etwa einen horizontalen und einen vertikalen Verlaufsabschnitt, sodass dann in einem Abschnitt der Bewegungsbahn ein anderer Bewegungsantrieb wirksam sein kann als in einem anderen Abschnitt.Each of the devices referred to above or below as movable or displaceable can be driven to move by a motion drive, such as a belt drive and/or a spindle drive and/or a linear motor and/or another drive familiar to those skilled in the art, usually electrically powered. The motion drive can only be effective over sections of the motion range of a device. However, the motion drive is preferably effective over the entire motion range of a device. Furthermore, devices can be driven to move within their motion range by more than one motion drive. This can be advantageous, for example, if the movement path of a device has a bent or angled course, such as a horizontal and a vertical section, so that a different movement drive can be effective in one section of the movement path than in another.
Grundsätzlich kann es ausreichen, wenn die Beschickungseinrichtung genau eine Gasauslassöffnung und genau eine Dosieröffnung aufweist. Bevorzugt umfasst die Beschickungseinrichtung jedoch sowohl eine Mehrzahl an Gasauslassöffnungen als auch eine Mehrzahl an Dosieröffnungen, wobei besonders bevorzugt die Anzahl an Gasauslassöffnungen und die Anzahl an Dosieröffnungen gleich sind. Dadurch können mehrere Reaktionsbehälter gleichzeitig befüllt werden und können mehrere Reaktionsbehälter gleichzeitig entleert werden. Bevorzugt wird ein Reaktionsbehälter über genau eine Dosieröffnung befüllt und über genau eine Gasauslassöffnung entleert.In principle, it may be sufficient for the charging device to have exactly one gas outlet opening and exactly one metering opening. However, the charging device preferably comprises both a plurality of gas outlet openings and a plurality of metering openings, with the number of gas outlet openings and the number of metering openings particularly preferably being the same. This allows multiple reaction vessels to be filled simultaneously, and multiple reaction vessels to be emptied simultaneously. Preferably, one reaction vessel is filled via exactly one metering opening and emptied via exactly one gas outlet opening.
Da die Reaktionsbehälter einer Reaktionsbehälteranordnung zur erleichterten Bearbeitung bevorzugt matrixartig in orthogonalen Zeilen und Spalten angeordnet sind, sind auch bevorzugt die Gasauslassöffnungen und die Dosieröffnungen jeweils in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Die Folgerichtung, in welche die Öffnungen gleicher Funktion in ihrer Reihe nebeneinander angeordnet sind, ist bevorzugt orthogonal zur Beschickungsbahn, sodass durch eine Vorschubbewegung der Beschickungseinrichtung längs der Beschickungsbahn nacheinander Zeilen oder Spalten an matrixartig angeordneten Reaktionsbehältern angefahren werden können.Since the reaction vessels of a reaction vessel arrangement are preferably arranged in a matrix-like manner in orthogonal rows and columns for easier processing, the gas outlet openings and the metering openings are also preferably arranged in a row next to one another. The direction in which the openings of the same function are arranged next to one another in their row are, is preferably orthogonal to the feed path, so that rows or columns of matrix-like arranged reaction vessels can be approached one after the other by a feed movement of the feed device along the feed path.
Wenn die Reaktionsbehälter in einer bevorzugten m x n Matrix mit m Zeilen und n Spalten angeordnet sind, dann weist die Beschickungseinrichtung bevorzugt entweder m Gasauslassöffnungen und m Dosieröffnungen oder n Gasauslassöffnungen und n Dosieröffnungen auf. Die Beschickungsbahn verläuft dann bevorzugt im ersten Fall in Spaltenrichtung und im zweiten Fall in Zeilenrichtung, sodass die m Zeilen nacheinander angefahren werden können oder die n Spalten.If the reaction vessels are arranged in a preferred m x n matrix with m rows and n columns, the feed device preferably has either m gas outlet openings and m metering openings or n gas outlet openings and n metering openings. The feed path then preferably runs in the column direction in the first case and in the row direction in the second case, so that the m rows or the n columns can be accessed successively.
Bevorzugt sind die wenigstens eine Gasauslassöffnung und die wenigstens eine Dosieröffnung längs einer zur Beschickungsbahn parallelen Versatzrichtung zueinander versetzt angeordnet, sodass mit einer Bewegung der Beschickungseinrichtung längs der Beschickungsbahn jeder Reaktionsbehälter sowohl durch eine Dosieröffnung befüllt als auch durch eine Gasauslassöffnung entleert werden kann.Preferably, the at least one gas outlet opening and the at least one metering opening are arranged offset from one another along an offset direction parallel to the feed path, so that with a movement of the feed device along the feed path, each reaction vessel can be filled through a metering opening and emptied through a gas outlet opening.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Eingabeöffnungen einer Mehrzahl von Reaktionsbehältern der Reaktionsbehältereinrichtung in einer gemeinsamen Fläche, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene, angeordnet. Dabei ist Fläche nicht im streng mathematischen Sinne als unendlich dünne zweidimensionale Gestalt zu verstehen, sondern eher als ingenieurwissenschaftliche Fläche mit einer unter anderem durch die Fertigungs- und Anordnungstoleranzen von Reaktionsbehältern, Reaktionsbehälterträger und dergleichen bestimmten Dicke. In dieser Fläche befinden sich die handhabungsbereit angeordneten Eingabeöffnungen. Die Beschickungsbahn verläuft dann bevorzugt parallel zu der gemeinsamen Fläche der Eingabeöffnungen.According to a preferred embodiment of the present invention, the input openings of a plurality of reaction vessels of the reaction vessel device are arranged in a common surface, in particular in a common plane. In this case, surface is not to be understood in the strictly mathematical sense as an infinitely thin two-dimensional shape, but rather as an engineering surface with a thickness determined, among other things, by the manufacturing and arrangement tolerances of reaction vessels, reaction vessel supports, and the like. The input openings, arranged ready for handling, are located in this surface. The feed path then preferably runs parallel to the common surface of the input openings.
Wenn die Anzahl der Gasauslassöffnungen und der Dosieröffnungen entweder der Zeilenanzahl oder der Spaltenanzahl entspricht, reicht in vorteilhafter Ausgestaltung eine zur Fläche der Eingabeöffnungen parallele Bewegung nur längs der Beschickungsbahn aus. Eine zu der Fläche parallele Bewegung orthogonal zur Beschickungsbahn muss nicht eingerichtet werden.If the number of gas outlet openings and metering openings corresponds to either the number of rows or the number of columns, in an advantageous embodiment, a movement parallel to the surface of the inlet openings along the feed path is sufficient. A movement parallel to the surface and orthogonal to the feed path is not necessary.
Damit eine von der Dosieröffnung ausgegebene Flüssigkeit während ihrer Ausgabe in einen Reaktionsbehälter die Gasauslassöffnungen möglichst nicht durch unerwünschte Spritzer verschmutzen kann, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Gasauslassöffnung und die wenigstens eine Dosieröffnung um wenigstens die halbe längs der Beschickungsbahn zu messende Öffnungsweite der Eingabeöffnung mit Abstand voneinander angeordnet sind. In diesem Fall können nämlich die ein und demselben Reaktionsbehälter zugeordneten Öffnungen aus Dosieröffnung und Gasauslassöffnung jeweils so am Reaktionsbehälter angeordnet werden, dass nur eine dieser Öffnungen sich gleichzeitig über der Eingabeöffnung befindet.To prevent a liquid dispensed from the metering opening from contaminating the gas outlet openings with unwanted splashes during its discharge into a reaction vessel, an advantageous development of the invention provides for the at least one gas outlet opening and the at least one metering opening to be spaced apart from one another by at least half the opening width of the inlet opening, measured along the feed path. In this case, the metering opening and gas outlet opening associated with one and the same reaction vessel can each be arranged on the reaction vessel such that only one of these openings is located above the inlet opening at any one time.
Um zu lange Freistrahlen und zu große Verwirbelungen in den von der wenigstens einen Dosieröffnung und der wenigstens einen Gasauslassöffnung ausgegebenen Fluidströmungen und damit eine unpräzise Fluidausgabe zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Beschickungseinrichtung zusätzlich längs einer zur Beschickungsbahn nicht-parallelen Annäherungsbahn an die Reaktionsbehältereinrichtung annäherbar und von der Reaktionsbehältereinrichtung entfernbar ist. Bevorzugt ist die Annäherungsbahn orthogonal zur Beschickungsbahn und damit orthogonal zur oben genannten Fläche der Eingabeöffnungen. Bevorzugt stehen zwei gesonderte Antriebe für die Beschickungseinrichtung zur Verfügung, einer zum Antrieb einer Bewegung längs der Beschickungsbahn und ein weiterer zum Antrieb einer Bewegung längs der Annäherungsbahn.In order to avoid excessively long free jets and excessive turbulence in the fluid flows discharged from the at least one metering opening and the at least one gas outlet opening, and thus imprecise fluid discharge, it is preferably provided that the charging device can additionally be approached to the reaction vessel device and removed from the reaction vessel device along an approach path that is non-parallel to the charging path. The approach path is preferably orthogonal to the charging path and thus orthogonal to the above-mentioned area of the input openings. Two separate drives are preferably available for the charging device, one for driving a movement along the charging path and another for driving a movement along the approach path.
Da durch die Ausgabe von Gas mittels der Gasauslassöffnung gerade eine Gasdruckerhöhung in einem Reaktionsbehälter zum Austreiben von Flüssigkeit aus dem Reaktionsbehälter erreicht werden soll, ist es förderlich, für ein Austreiben von Flüssigkeit aus dem Reaktionsbehälter den Gasraum über der in dem Reaktionsbehälter aufgenommenen Flüssigkeit räumlich zu begrenzen. Hierzu kann die Beschickungseinrichtung eine Dichtungsanordnung aufweisen, wobei die Dichtungsanordnung eine zur Anlage an die Reaktionsbehälteranordnung ausgebildete Dichtfläche aufweist. Ein Gasauslass erfolgt bevorzugt durch die Beschickungseinrichtung innerhalb eines von der Dichtfläche umgebenen Bereichs. Durch die Bewegung der Beschickungseinrichtung längs der Annäherungsbahn kann die Dichtfläche in dichtenden Anlageeingriff mit der Reaktionsbehälteranordnung oder/und mit einzelnen Reaktionsbehältern gebracht und wieder aus dieser Anlage entfernt werden.Since the discharge of gas via the gas outlet opening is intended to increase the gas pressure in a reaction vessel in order to expel liquid from the reaction vessel, it is advantageous to spatially delimit the gas space above the liquid contained in the reaction vessel in order to expel liquid from the reaction vessel. For this purpose, the charging device can have a sealing arrangement, wherein the sealing arrangement has a sealing surface designed to bear against the reaction vessel arrangement. Gas is preferably discharged through the charging device within an area surrounded by the sealing surface. By moving the charging device along the approach path, the sealing surface can be brought into sealing engagement with the reaction vessel arrangement and/or with individual reaction vessels and can be removed from this engagement again.
Da es für die Dosierung von Flüssigkeiten in einen Reaktionsbehälter nicht auf einen abgeschlossenen Gasraum ankommt, ist zur Vermeidung von Verunreinigungen relevanter Bereiche der Dichtfläche durch Flüssigkeitsspritzer bevorzugt die wenigstens eine Dosieröffnung außerhalb der Dichtfläche angeordnet.Since a closed gas space is not required for dosing liquids into a reaction vessel, the at least one dosing opening is preferably arranged outside the sealing surface to avoid contamination of relevant areas of the sealing surface by liquid splashes.
Zur Erhöhung der Prozesshygiene ist bevorzugt die Dichtungsanordnung bestimmungsgemäß lösbar an einer Dichtungsaufnahmestruktur der Beschickungseinrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Dichtungsanordnung derart an der Dichtungsaufnahmestruktur angeordnet, dass sie werkzeuglos an der Dichtungsanordnung angeordnet und wieder von dieser abgenommen werden kann.To increase process hygiene, the sealing arrangement is preferably arranged in a detachable manner on a seal receiving structure of the loading device. Particularly preferably, the sealing arrangement is arranged on the seal receiving structure in such a way that it can be attached to and removed from the sealing arrangement without the need for tools.
Konstruktiv kann ein schnelles Anordnen und Abnehmen der Dichtungsanordnung an der Dichtungsaufnahmestruktur, insbesondere werkzeuglos, dadurch realisiert sein, dass - bei Betrachtung in einem betriebsbereiten Zustand - eine Formation aus Dichtungsaufnahmestruktur und Dichtungsanordnung eine längs einer zur Beschickungsbahn nicht-parallelen Austauschbahn verlaufende Aufnahmeausnehmung aufweist und dass die andere Formation aus Dichtungsaufnahmestruktur und Dichtungsanordnung einen Aufnahmevorsprung aufweist, welcher in der Aufnahmeausnehmung relativ zur Dichtungsaufnahmestruktur längs der Austauschbahn beweglich ist. Weiter bevorzugt ist der Aufnahmevorsprung bevorzugt an der Dichtungsanordnung und die Aufnahmeausnehmung an der Dichtungsaufnahmestruktur ausgebildet.In terms of design, rapid attachment and removal of the seal assembly from the seal receiving structure, particularly without tools, can be achieved in that—when viewed in an operational state—one formation comprising the seal receiving structure and the seal assembly has a receiving recess running along an exchange path that is non-parallel to the feed path, and the other formation comprising the seal receiving structure and the seal assembly has a receiving projection that is movable in the receiving recess relative to the seal receiving structure along the exchange path. Further preferably, the receiving projection is preferably formed on the seal assembly, and the receiving recess is formed on the seal receiving structure.
Die Austauschbahn verläuft bevorzugt orthogonal zur Beschickungsbahn und weiter bevorzugt auch orthogonal zur Annäherungsbahn.The exchange path preferably runs orthogonally to the loading path and more preferably also orthogonally to the approach path.
Zur Vorbereitung der Reaktionsbehältereinrichtung auf einen nachfolgenden Handhabungsvorgang ist bevorzugt die Reaktionsbehältereinrichtung längs einer zur Beschickungsbahn nicht-parallelen Bereitschafts-Bewegungsbahn bewegbar zwischen einer Rüstposition und einer Bereitschaftsposition. Die Bereitschaftsposition befindet sich bevorzugt unterhalb des Bewegungsraums, welchen die Beschickungseinrichtung zur Dosierung von Flüssigkeit in den wenigstens einen Reaktionsbehälter und zur Erhöhung des Gasdrucks in dem wenigstens einen Reaktionsbehälter überstreichen kann. Bevorzugt ist die Beschickungsbahn orthogonal zur Bereitschafts-Bewegungsbahn und bevorzugt ist die Bereitschafts-Bewegungsbahn parallel zur oben genannten Fläche der Eingabeöffnungen. Bevorzugt befindet sich die Rüstposition außerhalb eines die automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung aufnehmenden und gegen die Umgebung abschirmenden Vorrichtungsgehäuses, sodass die Reaktionsbehältereinrichtung in der Rüstposition für eine Bedienperson zugänglich ist.To prepare the reaction container device for a subsequent handling operation, the reaction container device is preferably movable between a setup position and a standby position along a standby movement path that is non-parallel to the loading path. The standby position is preferably located below the movement space that the loading device can cover to meter liquid into the at least one reaction container and to increase the gas pressure in the at least one reaction container. The loading path is preferably orthogonal to the standby movement path, and the standby movement path is preferably parallel to the above-mentioned surface of the input openings. The setup position is preferably located outside a device housing that accommodates the automated liquid handling device and shields it from the environment, so that the reaction container device is accessible to an operator in the setup position.
Besonders bevorzugt verläuft die Austauschbahn parallel zur Bereitschafts-Bewegungsbahn, denn dies bildet die kinematische Grundlage dafür, die Dichtungsanordnung durch eine Bewegung der Reaktionsbehältereinrichtung längs der Bereitschaftsbahn in der Dichtungsaufnahmestruktur anzuordnen oder/und durch eine Bewegung der Abfall-Aufnahmeeinrichtung längs der Bereitschafts-Bewegungsbahn aus der Dichtungsaufnahmestruktur zu entfernen. Die Abfall-Aufnahmeeinrichtung ist bevorzugt ebenfalls längs einer Bereitschafts-Bewegungsbahn zwischen einer außerhalb des Vorrichtungsgehäuses gelegenen Rüstposition und einer unter der betriebsbereiten Reaktionsbehältereinrichtung gelegenen Bereitschaftsposition bewegbar.Particularly preferably, the exchange path runs parallel to the standby movement path, as this forms the kinematic basis for arranging the seal assembly in the seal receiving structure by moving the reaction vessel device along the standby path and/or removing it from the seal receiving structure by moving the waste receiving device along the standby movement path. The waste receiving device is preferably also movable along a standby movement path between a setup position located outside the device housing and a standby position located below the operational reaction vessel device.
Zur erleichterten Handhabung der Dichtungsaufnahmestruktur ist diese bevorzugt einstückig ausgebildet, und zwar insbesondere dann, wenn sie mehrere Reaktionsbehälter und mehrere Gasauslassöffnungen gleichzeitig gegen die Umgebung abdichten soll. Wenngleich die Dichtfläche mehrere voneinander getrennte Dichtflächenbereiche aufweisen kann, etwa für jeden Reaktionsbehälter oder/und für jede Gasauslassöffnung je eine Dichtfläche, ist bevorzugt die Dichtfläche eine einzige zusammenhängende Dichtfläche, welche gleichzeitig an mehreren Reaktionsbehältern in dichtende Anlage gelangen kann, wenn mehrere Reaktionsbehälter an der Reaktionsbehältereinrichtung vorgesehen sind.To facilitate handling, the seal receiving structure is preferably formed in one piece, particularly when it is intended to simultaneously seal multiple reaction vessels and multiple gas outlet openings against the environment. Although the sealing surface may have multiple separate sealing surface regions, such as one sealing surface for each reaction vessel and/or one for each gas outlet opening, the sealing surface is preferably a single, continuous sealing surface that can simultaneously engage multiple reaction vessels in a sealing engagement when multiple reaction vessels are provided on the reaction vessel device.
Eine körperliche Voraussetzung für einen automatisierten Austausch der Dichtungsanordnung an der Dichtungsaufnahmestruktur durch eine Bewegung der Reaktionsbehältereinrichtung oder/und der Abfall-Aufnahmeeinrichtung längs ihrer jeweiligen Bereitschafts-Bewegungsbahn, ist die Möglichkeit der körperlichen Mitnahme der Dichtungsanordnung durch die Reaktionsbehältereinrichtung oder/und durch die Abfall-Aufnahmeeinrichtung. Dies kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dadurch realisiert sein, dass die Reaktionsbehältereinrichtung eine Halteformation aufweist, mit welcher die an der Beschickungseinrichtung betriebsbereit aufgenommene Dichtungsanordnung in formschlüssigen Eingriff bringbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Abfall-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere die Abfall-Behälteranordnung eine weitere Halteformation aufweisen, mit welcher die an der Beschickungseinrichtung betriebsbereit aufgenommene Dichtungsanordnung in formschlüssigen Eingriff bringbar ist.A physical prerequisite for an automated replacement of the sealing arrangement on the seal receiving structure by a movement of the reaction vessel device and/or the waste receiving device along their respective standby movement path is the possibility of the sealing arrangement being physically carried along by the reaction vessel device and/or the waste receiving device. According to an advantageous development of the present invention, this can be achieved in that the reaction vessel device has a holding formation with which the sealing arrangement, which is received in a ready-to-use manner on the loading device, can be brought into positive engagement. Additionally or alternatively, the waste receiving device, in particular the waste container arrangement, can have a further holding formation with which the sealing arrangement, which is received in a ready-to-use manner on the loading device, can be brought into positive engagement.
Beispielsweise kann die Dichtungsanordnung in der betriebsbereiten Anordnung an der Dichtungsaufnahmestruktur längs der Annäherungsbahn von der Dichtungsaufnahmestruktur vorstehen. Dementsprechend kann die Haltestruktur eine Einsenkung oder Ausnehmung in einer Komponente der Reaktionsbehältereinrichtung sein, etwa in einem die Reaktionsbehälteranordnung austauschbar aufnehmenden Reaktionsbehälterträger, oder/und kann die weitere Halteformation eine Einsenkung oder Ausnehmung in einer Komponente der Abfall-Aufnahmeeinrichtung sein, etwa in einem Behälterdeckel eines Abfall-Flüssigkeitsbehälters.For example, the seal arrangement in the operative arrangement on the seal receiving structure can protrude from the seal receiving structure along the approach path. Accordingly, the holding structure can be a depression or recess in a component of the reaction vessel device, such as in a reaction vessel carrier that replaceably receives the reaction vessel arrangement, and/or the further holding formation can be a depression or recess in a component of the Waste collection device, such as in a container lid of a waste liquid container.
Durch Annäherung der Reaktionsbehältereinrichtung mit der daran angeordneten Dichtungsanordnung an die Beschickungseinrichtung kann der Aufnahmevorsprung der Dichtungsanordnung in die Aufnahmeausnehmung der Beschickungseinrichtung eingeführt werden. Die in die Aufnahmeausnehmung der Beschickungseinrichtung eingeführte Dichtungsanordnung kann dann durch eine Bewegung der Beschickungseinrichtung längs der Annäherungsbahn von der Reaktionsbehältereinrichtung weg aus der Halteformation abgehoben werden.By approaching the reaction vessel device with the sealing arrangement arranged thereon, the receiving projection of the sealing arrangement can be inserted into the receiving recess of the loading device. The sealing arrangement inserted into the receiving recess of the loading device can then be lifted out of the holding formation by moving the loading device along the approach path away from the reaction vessel device.
Durch Annäherung der Beschickungseinrichtung mit der daran angeordneten Dichtungsanordnung an die Abfall-Aufnahmeeinrichtung kann der längs der Annäherungsbahn zur Abfall-Aufnahmeeinrichtung vorstehende Abschnitt der Dichtungsanordnung in die Einsenkung bzw. Ausnehmung der weiteren Haltestruktur eingeführt werden, sodass die Dichtungsanordnung dann durch eine zur Annäherungsbahn nicht-parallele, vorzugsweise orthogonale Bewegung der Abfall-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere des Abfall-Flüssigkeitsbehälters, längs der Bereitschafts-Bewegungsbahn der Abfall-Aufnahmeeinrichtung aus der Dichtungsaufnahmestruktur abgestreift werden kann.By approaching the loading device with the sealing arrangement arranged thereon to the waste receiving device, the section of the sealing arrangement protruding along the approach path to the waste receiving device can be introduced into the depression or recess of the further holding structure, so that the sealing arrangement can then be stripped from the sealing receiving structure by a movement of the waste receiving device, in particular of the waste liquid container, which is non-parallel to the approach path and preferably orthogonal to the approach path, along the standby movement path of the waste receiving device.
In der Rüstposition der Abfall-Aufnahmeeinrichtung kann die verbrauchte Dichtungsanordnung in der weiteren Haltestruktur entsorgt und durch eine unverbrauchte Dichtungsanordnung in der Haltestruktur der Reaktionsbehältereinrichtung ersetzt werden. Der Austausch der Dichtungsanordnungen in der Rüstposition kann durch einen Handhabungsroboter oder durch eine Bedienperson erfolgen.In the setup position of the waste receiving device, the used seal assembly in the additional support structure can be disposed of and replaced with an unused seal assembly in the support structure of the reaction vessel device. The seal assemblies can be replaced in the setup position by a handling robot or by an operator.
Wenngleich grundsätzlich das Einführen einer neuen Dichtungsanordnung in die Aufnahmeausnehmung der Beschickungseinrichtung und das Abstreifen einer verbrauchten Dichtungsanordnung aus die Aufnahmeausnehmung der Beschickungseinrichtung durch ein und dieselbe Einrichtung aus Reaktionsbehältereinrichtung und Abfall-Aufnahmeeinrichtung möglich ist, ist aus hygienischen Erwägungen eine Auftrennung des Einführvorgangs und des Entnahmevorgangs auf je unterschiedliche Einrichtungen bevorzugt.Although it is generally possible to insert a new sealing arrangement into the receiving recess of the loading device and to strip a used sealing arrangement from the receiving recess of the loading device by one and the same device consisting of the reaction container device and the waste receiving device, for hygiene reasons it is preferable to separate the insertion process and the removal process into different devices.
Die Dichtungsanordnung kann beispielsweise aus einem Silikonwerkstoff, wie Silikongummi, oder allgemein einem Elastomer gebildet sein. Ein in bisherigen Versuchen bewährter Werkstoff für die Dichtungsanordnung ist „Silikon 35 A“, also ein Silikonwerkstoff mit einer Shore-A-Härte von 35, wie er beispielsweise unter dem Handelsnamen „Elastosil® Vario 15“ von der Fa. Wacker Chemie AG vertreiben wird. Die Dichtungsanordnung ist bevorzugt aus transluzentem Werkstoff, insbesondere transluzentem Silikon, um eine Dekontamination der Dichtungsanordnung durch UV-Bestrahlung zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Eine UV-Strahlenquelle kann im Vorrichtungsgehäuse vorgesehen sein, etwa längs des Verfahrwegs der Reaktionsbehältereinrichtung zwischen Rüstposition und Bereitschafts- bzw. Handhabungsposition. Alternativ oder zusätzlich kann eine UV-Strahlenquelle als externe Dekontaminationsstation der automatisierten Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung im Materialstrom vorausgehend oder/und nachgeschaltet beigestellt sein.The sealing arrangement can be made, for example, from a silicone material such as silicone rubber or, more generally, an elastomer. A material for the sealing arrangement that has proven successful in previous tests is "Silicon 35 A," i.e., a silicone material with a Shore A hardness of 35, such as that sold by Wacker Chemie AG under the trade name "Elastosil® Vario 15." The sealing arrangement is preferably made of a translucent material, in particular translucent silicone, to enable or facilitate decontamination of the sealing arrangement by UV irradiation. A UV radiation source can be provided in the device housing, for example, along the travel path of the reaction vessel device between the setup position and the standby or handling position. Alternatively or additionally, a UV radiation source can be provided as an external decontamination station upstream and/or downstream of the automated liquid handling device in the material flow.
Gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist ganz allgemein die Dichtungsanordnung im formschlüssigen Eingriff mit der Halteformation durch Bewegung der Reaktionsbehältereinrichtung längs einer Bewegungsbahn, bevorzugt längs ihrer Bereitschafts-Bewegungsbahn zwischen ihrer Bereitschaftsposition und ihrer Rüstposition, an der Beschickungseinrichtung anordenbar, insbesondere in deren Aufnahmeausnehmung einführbar. Die Dichtungsanordnung kann durch Bewegung der Reaktionsbehältereinrichtung in entgegengesetzte Richtung wieder von der Beschickungseinrichtung entfernbar sein. Bevorzugt weist jedoch die Abfall-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere die Abfall-Behälteranordnung, eine weitere Aufnahmeformation auf, in welche hinein die Beschickungseinrichtung eine an ihr angeordnete gebrauchte bzw. verbrauchte Dichtungsanordnung bewegen kann. Die Dichtungsanordnung kann dann durch Bewegung der Abfall-Behälteranordnung von ihrer Bereitschaftsposition in ihre Rüstposition längs einer zur Bereitschafts-Bewegungsbahn der Reaktionsbehältereinrichtung parallelen Bereitschafts-Bewegungsbahn der Abfall-Behälteranordnung von der Beschickungseinrichtung abgenommen, insbesondere abgestreift werden.According to the preferred embodiment described above, the sealing arrangement can generally be arranged on the loading device, in particular inserted into its receiving recess, in positive engagement with the holding formation by moving the reaction container device along a movement path, preferably along its standby movement path between its standby position and its setup position. The sealing arrangement can be removed from the loading device again by moving the reaction container device in the opposite direction. However, the waste receiving device, in particular the waste container arrangement, preferably has a further receiving formation into which the loading device can move a used or consumed sealing arrangement arranged thereon. The sealing arrangement can then be removed, in particular stripped, from the loading device by moving the waste container arrangement from its standby position to its setup position along a standby movement path of the waste container arrangement parallel to the standby movement path of the reaction container device.
Bevorzugt sind daher die Bereitschafts-Bewegungsbahnen der Reaktionsbehältereinrichtungen und der Abfall-Aufnahmeeinrichtung sowie die Austauschbahn zueinander parallel zur Annährungsbahn jeweils orthogonal.Preferably, therefore, the standby movement paths of the reaction container devices and the waste receiving device as well as the exchange path are orthogonal to each other parallel to the approach path.
Bevorzugt weist die Beschickungseinrichtung eine schaltbare Gas-Ventilanordnung auf, um abhängig vom Schaltzustand der Gas-Ventilanordnung eine Gasströmung zur wenigstens einen Gasauslassöffnung zu sperren oder zu gestatten. Die Gas-Ventilanordnung ist bevorzugt mit einem für die wenigstens eine Gasauslassöffnung vorgesehenen Gasdruckspeicher verbunden. Der Gasdruckspeicher kann ein wechselbar am Vorrichtungsgehäuse angeordneter Druckbehälter sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Gasdruckspeicher einen dauerhaft am Vorrichtungsgehäuse vorgesehenen Behälter umfassen, welcher durch einen ebenfalls am Vorrichtungsgehäuse angeordneten Kompressor mit einem Gas, insbesondere mit Druckluft, befüllt werden kann.The charging device preferably has a switchable gas valve arrangement in order to block or permit a gas flow to the at least one gas outlet opening depending on the switching state of the gas valve arrangement. The gas valve arrangement is preferably connected to a gas pressure accumulator provided for the at least one gas outlet opening. The gas pressure accumulator can be a pressure vessel arranged replaceably on the device housing. Alternatively or additionally, the gas pressure accumulator can comprise a container permanently provided on the device housing, which is connected to a The compressor arranged in the direction of travel can be filled with a gas, in particular with compressed air.
Alternativ oder bevorzugt zusätzlich kann die Beschickungseinrichtung eine schaltbare Dosier-Ventilanordnung aufweisen, um abhängig vom Schaltzustand der Dosier-Ventilanordnung eine Flüssigkeitsströmung zur wenigstens einen Dosieröffnung zu sperren oder zu gestatten.Alternatively or preferably additionally, the feeding device can have a switchable dosing valve arrangement in order to block or allow a liquid flow to at least one dosing opening depending on the switching state of the dosing valve arrangement.
Die Dosier-Ventilanordnung kann ein schaltbares Ventil für alle Dosieröffnungen oder, bevorzugt, für jede Dosieröffnung je ein schaltbares Ventil aufweisen. Für die Gas-Ventilanordnung gilt im Verhältnis zu der wenigstens einen Gasauslassöffnung mutatis mutandis das Gleiche. So können im bevorzugten Falle mehrerer Gasauslassöffnungen und mehrerer Dosieröffnungen vorteilhaft einzelne der Öffnungen individuell mit Gas oder/und mit Flüssigkeit beschickt werden.The metering valve arrangement can have a switchable valve for all metering openings or, preferably, a switchable valve for each metering opening. The same applies mutatis mutandis to the gas valve arrangement with respect to the at least one gas outlet opening. Thus, in the preferred case of multiple gas outlet openings and multiple metering openings, individual openings can advantageously be individually supplied with gas and/or liquid.
Bevorzugt ist der oben genannte Gasdruckspeicher auch Förderkraftquelle für von einem Flüssigkeitsvorrat zur wenigstens einen Dosieröffnung und durch diese hindurch geförderte und somit bewegte Flüssigkeit. Grundsätzlich besteht jedoch abweichend von dieser bevorzugten Ausführungsform auch die Möglichkeit, für die Förderung einer Flüssigkeit aus einem entsprechenden am Vorrichtungsgehäuse angeordneten Flüssigkeitsvorrat eine Flüssigkeitspumpe vorzusehen. Der Aufbau der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung ist durch die Nutzung ein und desselben Gasdruckspeichers sowohl zur Ausgabe von Gas durch die wenigstens eine Gasauslassöffnung als auch zur Förderung von Flüssigkeit durch die wenigstens eine Dosieröffnung hindurch vorteilhaft einfach.Preferably, the above-mentioned gas pressure accumulator also serves as a conveying force source for the liquid conveyed from a liquid reservoir to the at least one metering opening and through the latter, and thus moved. However, in principle, in deviation from this preferred embodiment, it is also possible to provide a liquid pump for conveying a liquid from a corresponding liquid reservoir arranged on the device housing. The structure of the liquid handling device is advantageously simple due to the use of one and the same gas pressure accumulator both for discharging gas through the at least one gas outlet opening and for conveying liquid through the at least one metering opening.
Die Nutzung des Gasdruckspeichers sowohl als Gasvorrat als auch als Druckspeicher zur Förderung von Flüssigkeit hat den weiteren Vorteil, dass dies die Grundlage dafür schafft, die wenigstens eine Dosiereinrichtung durch Gas aus dem Gasdruckspeicher zu reinigen. Nach einem Flüssigkeitsdurchgang bzw. vor einem Wechsel der durch die wenigstens eine Dosieröffnung zu dosierenden Flüssigkeit kann die wenigstens eine Dosieröffnung mit Gas aus dem Gasdruckspeicher durchgeblasen und so von Resten der vorhergehenden dosierten Flüssigkeit befreit und getrocknet werden. Hierzu kann gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung in Realisierung dieser Funktion vorgesehen sein, dass die Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung eine schaltbare Umschalt-Ventileinrichtung aufweist, um abhängig vom Schaltzustand der Umschalt-Ventileinrichtung die wenigstens eine Dosieröffnung mit einem Gasvorrat zur Durchströmung mit dem im Gasvorrat aufgenommenen Gas oder mit einem Flüssigkeitsvorrat zur Durchströmung mit der im Flüssigkeitsvorrat aufgenommenen Flüssigkeit zu verbinden.The use of the gas pressure accumulator both as a gas reservoir and as a pressure reservoir for conveying liquid has the further advantage that this creates the basis for cleaning the at least one metering device with gas from the gas pressure accumulator. After a liquid passage or before a change of the liquid to be metered through the at least one metering opening, the at least one metering opening can be blown through with gas from the gas pressure accumulator and thus freed of residues of the previously metered liquid and dried. For this purpose, according to a further development of the present invention, in implementing this function, it can be provided that the liquid handling device has a switchable switching valve device in order to connect the at least one metering opening to a gas reservoir for the flow through of the gas contained in the gas reservoir or to a liquid reservoir for the flow through of the liquid contained in the liquid reservoir, depending on the switching state of the switching valve device.
Das Schalten wenigstens eines Ventils in wenigstens einer der oben genannten Ventilanordnungen, etwa zwischen einer Sperrstellung und einer Durchlassstellung, kann bevorzugt ebenfalls durch die oben genannte Steuereinrichtung erfolgen, ebenso wie eine Bewegungssteuerung der als beweglich bzw. verstellbar oder verlagerbar beschriebenen Einrichtungen.The switching of at least one valve in at least one of the above-mentioned valve arrangements, for example between a blocking position and a passage position, can preferably also be carried out by the above-mentioned control device, as can a movement control of the devices described as movable or adjustable or displaceable.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische perspektivische Darstellung einer Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung von schräg vorne und oben, -
2 eine schematische perspektivische Ansicht derFlüssigkeitshandhabungsvorrichtung von 1 ohne Gehäusewände, -
3 eine vergrößerte schematische Seitenansicht gemäß2 mit der Reaktionsbehältereinrichtung und der Nutz-Aufnahmeeinrichtung in bezogen auf dieDarstellung von 2 abweichenden Positionen, -
4 eine vergrößerte schematische perspektivische Innenansicht der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der1 mit teilgeschnittenen Einrichtungen,bis 3 -
5 eine vergrößerte schematische perspektivische Innenansicht, teilgeschnittenwie jene von 4 , mit der Nutz-Aufnahmeeinrichtung in einer Ausweichposition, -
6 eine grobschematische Darstellung der Magnetträgeranordnung der Magneteinrichtung der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der1 bis 5 in Draufsicht, -
7 eine Explosions-Unteransicht des einen Magnetträgers der Magnetträgeranordnung der Magneteinrichtung, -
8 eine Explosions-Unteransicht des anderen Magnetträgers der Magnetträgeranordnung der Magneteinrichtung, -
9 eine perspektivische Ansicht von schräg oben einer Reaktionsbehälteranordnung zur Verwendung an der Reaktionsbehältereinrichtung der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der1 bis 5 , -
10A eine Längsschnittansicht durch die Reaktionsbehälteranordnung von9 , wobei die Schnittebene die virtuellen Behälterachsen der einzelnen Reaktionsbehälter enthält, mit Blickrichtung längs des Pfeils XA in9 , -
10B eine grobschematische Seitenansicht der Reaktionsbehälteranordnung von10A mit übertrieben dargestellter Krümmung zur Fixierung der Reaktionsbehälteranordnung im Reaktionsbehälterträger, -
11 einen Längsschnitt durch einen randständigen Reaktionsbehälter, geschnitten längs derselben Schnittebene wie jener von10A , -
12 eine vergrößerte Ansicht des Ausgabeendes desReaktionsbehälters von 11 , -
13 eine grobschematische Detailansicht eines Eingabeendes eines Reaktionsbehälters und eines sich daran anschließenden Behälterabschnitts mit einem Radialvorsprung zur Fixation des Reaktionsbehälters in einer Reaktionsbehälteraufnahme des Reaktionsbehälterträgers, -
14 einen Querschnitt durch einen Reaktionsbehälter längs einer orthogonal zu dessen virtueller Behälterachse verlaufenden Schnittebene, -
15 eine Draufsicht auf die Reaktionsbehälteranordnung der9 und10A , -
16 eine Querschnittsansicht einer Reaktionsbehälteranordnung längs einer orthogonal zu den virtuellen Behälterachsen der Reaktionsbehälter orientierten Schnittebene XVI-XVI in10A , -
17 eine perspektivische Ansicht des Abfall-Flüssigkeitsbehälters der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der1 bis 5 , -
18 eine perspektivische Querschnittsansicht des Abfall-Flüssigkeitsbehälters von17 , -
19 eine perspektivische Ansicht der Beschickungseinrichtung der Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung der1 bis 5 mit ihrem Bewegungsapparat, bei Betrachtung überwiegend von unten, -
20 eine weitere perspektivische Ansicht der Beschickungseinrichtung mit ihrem Bewegungsapparat von19 , -
21 perspektivische Ansicht auf die schaltbare Ventile tragende Rückseite der Beschickungseinrichtung der19 und 20 , -
22 eine perspektivische Ansicht der Beschickungseinrichtung der19 überwiegend von unten und ohne schaltbare Ventile,bis 21 -
23 ein Leitungssystem im Leitungskorpus der Beschickungseinrichtung der19 ,bis 22 -
24 eine perspektivische Ansicht der Rückseite derBeschickungseinrichtung von 22 , ohne schaltbare Ventile, und -
25 eine perspektivische Ansicht der Vorderseite der Beschickungseinrichtung der19 , ohne schaltbare Ventile.bis 22und 24
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1 a roughly schematic perspective view of a liquid handling device of the present invention from an oblique front and top, -
2 a schematic perspective view of the liquid handling device of1 without housing walls, -
3 an enlarged schematic side view according to2 with the reaction vessel device and the useful receiving device in relation to the representation of2 different positions, -
4 an enlarged schematic perspective interior view of the liquid handling device of the1 to 3 with partially cut facilities, -
5 an enlarged schematic perspective interior view, partly sectioned like that of4 , with the useful receiving device in an alternative position, -
6 a rough schematic representation of the magnet carrier arrangement of the magnetic device of the liquid handling device of the1 to 5 top view, -
7 an exploded bottom view of one magnet carrier of the magnet carrier arrangement of the magnet device, -
8 an exploded bottom view of the other magnet carrier of the magnet carrier arrangement of the magnet device, -
9 a perspective view obliquely from above of a reaction container arrangement for use on the reaction container device of the liquid handling device of the1 to 5 , -
10A a longitudinal sectional view through the reaction vessel arrangement of9 , where the section plane contains the virtual vessel axes of the individual reaction vessels, looking along the arrow XA in9 , -
10B a rough schematic side view of the reaction vessel arrangement of10A with exaggerated curvature for fixing the reaction vessel arrangement in the reaction vessel carrier, -
11 a longitudinal section through a marginal reaction vessel, cut along the same cutting plane as that of10A , -
12 an enlarged view of the discharge end of the reaction vessel of11 , -
13 a roughly schematic detailed view of an input end of a reaction vessel and an adjoining vessel section with a radial projection for fixing the reaction vessel in a reaction vessel receptacle of the reaction vessel carrier, -
14 a cross-section through a reaction vessel along a cutting plane orthogonal to its virtual vessel axis, -
15 a top view of the reaction vessel arrangement of the9 and10A , -
16 a cross-sectional view of a reaction vessel arrangement along a section plane XVI-XVI oriented orthogonally to the virtual vessel axes of the reaction vessels in10A , -
17 a perspective view of the waste liquid container of the liquid handling device of the1 to 5 , -
18 a perspective cross-sectional view of the waste liquid container of17 , -
19 a perspective view of the loading device of the liquid handling device of the1 to 5 with their musculoskeletal system, when viewed predominantly from below, -
20 another perspective view of the loading device with its movement apparatus from19 , -
21 perspective view of the switchable valve-bearing rear side of the loading device of the19 and20 , -
22 a perspective view of the loading device of the19 to 21 predominantly from below and without switchable valves, -
23 a piping system in the piping body of the feeding device of the19 to 22 , -
24 a perspective view of the rear of the loading device of22 , without switchable valves, and -
25 a perspective view of the front of the loading device of the19 to 22 and 24 , without switchable valves.
Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu, geben jedoch Größenverhältnisse korrekt wieder.The figures are not to scale, but correctly represent the proportions.
In
Als Information über die Orientierung der Vorrichtung 10 ist in zahlreichen Figuren die Schwerkraftwirkungsrichtung g angezeigt.As information about the orientation of the
Unterhalb des Anzeige- und Bedienfelds 14 befindet sich eine im Betriebszustand von
Die Reaktionsbehältereinrichtung 18 umfasst einen Reaktionsbehälterträger 20, auf welchem eine Mehrzahl von weiter unten näher erläuterten Reaktionsbehälteranordnungen 86 (s.
Die Reaktionsbehältereinrichtung 18 ist längs der bevorzugt geradlinigen Bereitschafts-Bewegungsbahn RB ausgehend von der dargestellten Rüstposition in eine im Inneren des Vorrichtungsgehäuses 12 gelegene Bereitschaftsposition bewegbar.The
Der Zugangsöffnung 16 ist bevorzugt eine in ihre Schließstellung vorgespannte, in
Unterhalb der Zugangsöffnung 16 befindet sich eine Schublade 28, in welcher eine weiter unten erläuterte Abfall-Aufnahmeeinrichtung 46 (s.
In
In
In die Behälter 34 und 36 tauchen Entnahmeleitungen 38a und 38b ein, die bis nahe an den Boden des jeweiligen Behälters 34 bzw. 36 reichen. Eine Druckleitung 38c ermöglicht durch die Einleitung von Gas in das Betriebsflüssigkeits-Kompartiment 32, einen Gasdruck über den jeweiligen Flüssigkeitsspiegel der in den Behältern 34 und 36 jeweils aufgenommenen Betriebsflüssigkeit gegenüber dem Atmosphärendruck der Umgebung U zu erhöhen, sodass der Gasdruck im Betriebsflüssigkeits-Kompartiment 32 die Betriebsflüssigkeiten in den Behältern 34 und 36 in die jeweiligen Entnahmeleitungen 38a bzw. 38b drängt. Ein tatsächlicher Fluss von Betriebsflüssigkeiten in einem Leitungssystem der Vorrichtung 10, zu welchem auch die Entnahmeleitung in 38a und 38b gehören, wird in der Vorrichtung 10 durch Schalten von weiter unten näher erläuterten Ventilen gesteuert, welche zwischen einer Durchlassstellung und einer Sperrstellung schaltbar sind. Das Betriebsflüssigkeits-Kompartiment 32 ist zur Aufrechterhaltung eines gegenüber der Außenumgebung U erhöhten Gasdruckniveaus gegenüber der Außenumgebung und gegenüber dem übrigen Innenbereich der Vorrichtung 10 abgedichtet.
In
Lediglich grobschematisch angedeutet ist durch Darstellung einiger integrierter Leiterplatten die Steuereinrichtung 40 der Vorrichtung 10, welche als elektronische Datenverarbeitungseinheit Abläufe in der Vorrichtung 10 steuert und hierzu Aktuatoren und Antriebe ansteuert sowie in Datenübertragungsverbindung mit Sensoren steht und einen in die Steuereinrichtung 40 integrierten Datenspeicher 42 ausliest bzw. in diesen schreibt.The
Die Schublade 28 weist einen Ladenboden 28a auf, in welchem in einer Ausnehmung 28b eine Abfall-Behälteranordnung 44 mit in diesem Ausführungsbeispiel nur einem einzigen Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 als einem Sammelbehälter formschlüssig zur gemeinsamen Bewegung mit der Schublade 28 eingesetzt ist. Die Abfall-Behälteranordnung 44 und damit der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 ist jedoch entgegen der Schwerkraftwirkungsrichtung g aus der Ausnehmung 28b heraushebbar, sodass eine Bedienperson oder ein Bedienroboter den Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 dann, wenn die Schublade 28 aus der in den
Auf dem Boden 13d der Vorrichtung 10 bzw. ihres Vorrichtungsgehäuses 12 ist eine Führungsschiene 48 als eine Führungseinrichtung der Abfall-Aufnahmeeinrichtung 46 zu erkennen, welche die Schublade 28 gemeinsam mit der Abfall-Aufnahmeeinrichtung 46 zur Bewegung längs der Bereitschafts-Bewegungsbahn AB führt.On the
Über der in
Die Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 ist durch eine vorrichtungsgehäusefeste Führungsschiene 54 als Teil einer Führungseinrichtung der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 zur Bewegung längs einer Bereitschafts-Bewegungsbahn NB der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 geführt.The
Im Gegensatz zu der im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur manuell verlagerbaren Abfall-Aufnahmeeinrichtung 46 ist die Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50, genauer ihr Nutz-Behälterträger 52, elektromotorisch durch einen Riemenantrieb 56 zur Bewegung antreibbar. Die Steuervorrichtung 40 kann den Riemenantrieb 56 betätigen, sodass die Steuervorrichtung 40 die Bewegung der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 zwischen einer ebenfalls außerhalb des Vorrichtungsgehäuses 12 gelegenen Rüstposition und der in
Über der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 befindet sich die bereits aus
Aufgrund der Anordnung der Reaktionsbehältereinrichtung 18 einerseits und der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 andererseits über- bzw. untereinander bezüglich der Schwerkraftwirkungsrichtung g und ihrer Bewegungsführung durch parallele Führungsschienen 54 und 58 befinden sich auch die Rüstpositionen der Reaktionsbehältereinrichtung 18 und der Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 außerhalb des Vorrichtungsgehäuses 12 über- bzw. untereinander. Die Einrichtungen 18 und 50 können durch ein und dieselbe Zugangsöffnung 16 in ihre Rüstposition verbracht werden, sofern die Zugangsöffnung 16 groß genug ausgebildet ist. Andernfalls kann für jede der Einrichtungen 18 und 50 eine gesonderte Zugangsöffnung an der Vorderseite 12a des Vorrichtungsgehäuses 12 ausgebildet sein.Due to the arrangement of the
Über der Reaktionsbehältereinrichtung 18 in deren in
In
In einem Reaktionsbehälter 88 der Reaktionsbehältereinrichtung 18 ist stets Gas vorhanden. Zusätzlich kann der Reaktionsbehälter 88 mit einer Flüssigkeit gefüllt sein, die durch Erhöhung des Gasdrucks im Reaktionsbehälter 88 durch die Beschickungseinrichtung 62, genauer durch die Druckveränderungseinrichtung 62b, aus einer Ausgabeöffnung des Reaktionsbehälters ausgetrieben werden kann. Je nachdem, ob sich beim Austreiben einer Flüssigkeit aus einem Reaktionsbehälter 88 unter diesem die Nutz-Aufnahmeeinrichtung 50 oder die Abfall-Aufnahmeeinrichtung 46 befindet, wird die aus dem Reaktionsbehälter 88 ausgetriebene Flüssigkeit entweder in Nutz-Flüssigkeitsbehälter 90 (s.
Nachzutragen ist, dass durch eine weitere vertikale, also längs der Schwerkraftwirkungsrichtung g verlaufende Führungsschiene 32a die transparente Abdeckung 32b des Betriebsflüssigkeits-Kompartiment 32 aus der in den
Im Erstreckungsbereich der Reaktionsbehälter 88 der Reaktionsbehältereinrichtung 18 ist an der Vorrichtung 10 eine Magneteinrichtung 70 angeordnet, mittels welcher ein Magnetfeld im Inneren der Reaktionsbehälter 88 wirken kann. Die Magneteinrichtung 70 ist in der Ansicht von
Auf die Magneteinrichtung 70 wird weiter unten noch ausführlicher eingegangen. Sie umfasst eine Magnetträgeranordnung 72, in welcher in
Die automatisierte Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung 10 umfasst außerdem eine in den
Die Hubbewegung des Hebezeugs 82 der Hebeeinrichtung 76 wird durch einen in
Dann, wenn eine Annäherung nur der Abfall-Behälteranordnung 44 an die Reaktionsbehältereinrichtung 18 erwünscht ist, kann die Nutz-Behältereinrichtung 50 in ihre in
In
In der Nutz-Behälteranordnung 78 sind Nutz-Flüssigkeitsbehälter 90 ebenfalls in einer orthogonalen 12-x-8-Matrix angeordnet, sodass in der Bereitschaftsposition der Einrichtungen 18 und 50 und ebenso in der Handhabungsposition der Einrichtungen 18 und 50 über jedem Nutz-Flüssigkeitsbehälter 90 eine Reaktionsbehälteraufnahme 24 angeordnet ist und somit ein Reaktionsbehälter 88 wenigstens anordenbar ist. Dadurch ist sichergestellt, dass aus jedem Reaktionsbehälter 88 in der Handhabungsposition der Einrichtungen 18 und 50 Flüssigkeit, in diesem Fall Handhabungsziel, in einen Nutz-Flüssigkeitsbehälter 90 abgegeben werden kann. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind nur einige der Reaktionsbehälteranordnungen 86, der Reaktionsbehälter 88 und der Nutz-Flüssigkeitsbehälter 90 mit Bezugszeichen versehen.In the
In
In den
In
In
Der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 kann daher durch die Hebeeinrichtung 76 an die Reaktionsbehälter 88 der Reaktionsbehältereinrichtung 18 angenähert werden. Ein vom Aufnahmevolumen 45a im Behälterinnenraum des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 weg nach außen auskragender Rand 45b des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 liegt auf einer Auflageformation 82a eines Arms 82b des Hebezeugs 82 auf, sodass der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 durch diesen formschlüssigen Auflageeingriff vom Hebezeug 82 angehoben werden kann. Das Hebezeug 82 umgreift den Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 gabelartig auf zwei gegenüberliegenden Seiten. Die näher beim Betrachter von
Das Hebezeug 82 weist außerdem einen Vorsprung 82c, hier: einen vertikalen Vorsprung 82c auf, auf welchem die Nutz-Behälteranordnung 78, gegebenenfalls mit einem sie im Nutz-Behälterträger 52 aufnehmendem Adapter, bei einer Hebebewegung längs der Handhabungs-Bewegungsbahn HB des Hebezeugs 82 zur Mitnahme entgegen der Schwerkraftwirkungsrichtung g in Auflageeingriff gelangen kann. Die Formationen 82a, 82b und 82c sind bevorzugt einstückig-monolithisch ausgebildet.The lifting
Die Hebeeinrichtung 76 verfügt über einen Wägesensor 83, welcher das über das Hebezeug 82 angehobene Gewicht erfasst und an die Steuereinrichtung 40 überträgt. So kann die Steuereinrichtung 40 bei bekanntem oder ermittelbarem Tara den Füllgrad der Abfall-Behälteranordnung ermitteln und bei Erreichen einer vorbestimmten Füllschwelle eine Warnmeldung am Anzeige- und Bedienfeld 14 ausgeben.The lifting
Der Magnetträger 72a befindet sich in
Da zur alleinigen Hubbewegung der Nutz-Behälteranordnung 78 durch die Hebeeinrichtung 76 und ihr Hebezeug 82 die Abfall-Behälteranordnung 44 aus ihrer Bereitschaftsposition entfernt werden müsste, was im dargestellten Ausführungsbeispiel nur manuell erfolgen kann, wird entweder die Abfall-Behälteranordnung 44 alleine oder werden die Abfall-Behälteranordnung 44 und die Nutz-Behälteranordnung 78 gemeinsam durch die Hebeeinrichtung 76 angehoben.Since the
In
Die Nutz-Behälteranordnung 78 ist in vorliegenden Fall eine an sich bekannte einstückig durch Spritzguss ausgebildete Titerplatte mit den bereits angesprochenen 12 x 8 = 96 Nutz-Flüssigkeitsbehältern 90.In the present case, the
In
In
Die einander kreuzenden ersten Reihen 88a und zweiten Reihen 88b, welche jeweils parallel zur Zeichenebene der
Die Magnetträgeranordnung 72 weist eine Mehrzahl von Matrixmagneten 94 auf, welche auf die Magnetträger 72a und 72b aufgeteilt angeordnet sind. Die Matrixmagneten 94 sind körperlich und magnetisch im Wesentlichen identische Permanentmagneten, sind jedoch bezüglich ihrer Polarisierung je nach Anbringungsort in der Magnetträgeranordnung 72 unterschiedlich orientiert angeordnet. Allen Matrixmagneten 94 gemein ist, dass ihre Polarisierungsrichtung 94a parallel zur Bezugsebene BE und nicht-parallel sowohl zur Richtung der ersten Reihen 88a als auch zur Richtung der zweiten Reihen 88b verläuft. Die Polarisierungsrichtung 94a ist dabei die kürzeste Richtung, in welcher der in
Im dargestellten Beispiel sind alle Polarisierungsrichtungen 94a der in der Magnetträgeranordnung 72 angeordneten Matrixmagneten 94 um einen Betrag von 45° bezüglich der Richtung der ersten Reihen 88a und der Richtung der zweiten Reihen 88b um eine zur Zeichenebene der
Die Anzahl an Matrixmagneten 94 in der Magnetträgeranordnung 72 ist geringer als die Anzahl 96 der Reaktionsbehälter 88 und ist größer als die Summe an ersten und zweiten Reihen 88a bzw. 88b, also im vorliegenden Fall größer als 20. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl an Matrixmagneten 58. Sie beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel die Hälfte der Summe aus der Anzahl (96) der Reaktionsbehälter 88, der Anzahl (12) an ersten Reihen 88a und der Anzahl (8) an zweiten Reihen 88b.The number of
Die Matrixmagnete 94 sind ebenfalls in einer orthogonalen Matrix angeordnet, und zwar entlang zueinander paralleler dritter Reihen 96a und entlang zueinander paralleler vierter Reihen 96b. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind nur die Linken ersten drei dritten Reihen 96a und nur die obersten ersten drei vierten Reihen 96b in
Die Matrixmagnete 94 befinden sich an Kreuzungspunkten der dritten Reihen 96a und der vierten Reihen 96b. Im Gegensatz zu den Reaktionsbehältern 88, wo jeder Kreuzungspunkt zwischen den ersten Reihen 88a und den zweiten Reihen 88b durch einen Reaktionsbehälter 88 besetzt ist, ist jedoch nicht an jedem Kreuzungspunkt einer dritten Reihe 96a und einer vierten Reihe 96b ein Matrixmagnet 94 angeordnet. In der aus den dritten Reihen 96a und den vierten Reihen 96b gebildeten Matrix der Matrixmagnete 94 ist in jeder Reihe aus den dritten Reihen 96a und den vierten Reihen 96b ein Kreuzungspunkt, welcher neben einem mit einem Matrixmagneten 94 besetzten Kreuzungspunkt gelegen ist, nicht durch einen Matrixmagneten 94 besetzt.The
Auf diese Weise liegen jedem Reaktionsbehälter 88 genau zwei Matrixmagneten 94 in der Bezugsebene BE benachbart.In this way, exactly two
Weiterhin sind die Polarisierungsrichtungen 94a aller in einer gemeinsamen dritten Reihe 96a angeordneten Matrixmagneten 94 gleich und sind die Polarisierungsrichtungen 94a aller in einer gemeinsamen vierten Reihe 96b angeordneten Matrixmagneten 94 gleich. Außerdem sind die Polarisierungsrichtungen 94a der in benachbarten dritten Reihen 96a angeordneten Matrixmagneten 94 von Reihe zu Reihe um einen Winkelbetrag von 90° bezüglich einer zur Bezugsebene BE orthogonalen Drehachse verdreht. Der Drehsinn der Verdrehung beim Übergang von einer dritten Reihe 96a zu einer benachbarten dritten Reihe 96a ist für alle Matrixmagneten 94 einer gemeinsamen dritten Reihe 96a bezüglich der Matrixmagneten in der benachbarten dritten Reihe 96a gleich. Der Drehsinn alterniert von einer dritten Reihe 96a zur nächsten dritten Reihe 96a zwischen Gegenuhrzeigersinn und Uhrzeigersinn. Entsprechendes gilt auch für die Matrixmagneten 94 in aufeinanderfolgenden vierten Reihen 96b. Denkt man die dritten Reihen 96a beginnend mit 1 fortlaufend nummeriert, sind dementsprechend die Polarisierungsrichtungen 94a aller in dritten Reihen 96a mit ungerader Nummer angeordneten Matrixmagneten 94 gleich und sind die Polarisierungsrichtungen 94a aller in dritten Reihen 96a mit gerader Nummer angeordneten Matrixmagneten 94 gleich. Denkt man ebenso die vierten Reihen 96b beginnend mit 1 fortlaufend nummeriert, sind die Polarisierungsrichtungen 94a aller in vierten Reihen 96b mit ungerader Nummer angeordneten Matrixmagneten 94 gleich und sind die Polarisierungsrichtungen 94a aller in vierten Reihen 96b mit gerader Nummer angeordneten Matrixmagneten 94 gleich.Furthermore, the
Auf diese Art und Weise liegt jedem Reaktionsbehälter 88 ein unterschiedlicher Polarisierungsabschnitt der beiden ihm benachbarten Matrixmagneten 94 gegenüber. Von den beiden einem Reaktionsbehälter 88 unmittelbar benachbarten Matrixmagneten 94 ist stets von einem der Matrixmagneten 94 nur ein Polarisierungsabschnitt, d. h. nur entweder der magnetische Nordpol oder nur etwa der magnetische Südpol, dem Reaktionsbehälter 88 zugewandt, während von dem anderen der beiden Matrixmagneten 94 beide Polarisierungsabschnitte und der aus dem Matrixmagneten 94 austretende Rand der virtuellen Grenzfläche 94b zwischen den beiden Polarisierungsabschnitten zugewandt ist. Dadurch wirken die beiden körperlich und magnetisch im Wesentlichen identisch ausgestalteten benachbarten Matrixmagneten 94 mit unterschiedlichen Magnetfeldstärken auf den von jedem der beiden Matrixmagneten 94 gleich weit entfernten Reaktionsbehälter 88 ein. So kann bei einer asynchronen Relativbewegung der beiden demselben Reaktionsbehälter 88 benachbarten Matrixmagneten 94 relativ zueinander und relativ zu dem Reaktionsbehälter 88 parallel zur Schwerkraftwirkungsrichtung g oder bei einer synchronen aber entgegengesetzt gerichteten Relativbewegung der beiden demselben Reaktionsbehälter 88 benachbarten Matrixmagneten 94 eine sehr gute Durchmischungswirkung von in dem Reaktionsbehälter 88 in einer Flüssigkeit suspendierten magnetischen Partikeln bewirkt werden. Dennoch kann durch die unterschiedlich starken magnetischen Wirkungen der beiden benachbarten Matrixmagneten 94 auf ein und denselben Reaktionsbehälter 88 eine Immobilisierung der magnetischen Partikel im Reaktionsbehälter 88 im Bereich des Magnetfelds des stärker werdenden Matrixmagneten 94 erreicht und so eine unerwünschte doppelte Clusterbildung von magnetischen Partikeln aufgrund von zwei auf das innere des Reaktionsbehälters 48 einwirkenden Magnetfeldern verhindert werden.In this way, each
Zu diesem Zweck einer effektiven Ausnutzung der von den Matrixmagneten 94 ausgehenden Magnetfelder und ihrer Wirkung auf den Inhalt der Reaktionsbehälter 88 gilt für alle im Reaktionsbehälterträger 20 angeordneten Reaktionsbehälter 88, dass die ein und demselben Reaktionsbehälter 88 unmittelbar benachbarten Matrixmagneten 94 an unterschiedlichen und gesondert voneinander beweglichen Magnetträgern 72a und 72b angeordnet sind.For this purpose of effective utilization of the magnetic fields emanating from the
Der obigen virtuellen Nummerierung folgend, sind hierzu alle dritten oder vierten Reihen mit ungeraden Reihennummern an ein und demselben Magnetträger angeordnet. Vorliegend sind alle dritten Reihen 96a mit ungeraden Nummern an dem Magnetträger 72a angeordnet. Ebenso sind alle dritten oder vierten Reihen mit geraden Nummern an ein und demselben anderen Magnetträger angeordnet. Vorliegend sind alle dritten Reihen 96a mit geraden Reihennummern an dem Magnetträger 72b angeordnet.Following the above virtual numbering, all third or fourth rows with odd row numbers are arranged on one and the same magnetic carrier. In this case, all
Alle dritten Reihen 96a eines Magnetträgers 72a oder 72a weisen vorliegend gleich viele Matrixmagneten 94 auf, jedoch weisen die dritten Reihen 96a mit gerader Nummerierung, also die dritten Reihen 96a des Magnetträgers 72a, im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils eine um 1 niedrigere Anzahl an Matrixmagneten 94 auf als die dritten Reihen 96a des Magnetträgers 72b. Letztere Reihen weisen 5 Matrixmagneten 94 auf. Die dritten Reihen 96a des Magnetträgers 72a dagegen jeweils nur 4 Matrixmagneten 94.In the present case, all
Die Magnetträger 72a und 72b sind strukturell weitgehend identisch beziehungsweise ähnlich aufgebaut. Jeder Magnetträger 72a und 72b umfasst eine Magnetträgerbasis 72a-1 bzw. 72b-1, von welcher ausgehend Magnetträgerschenkel 72a-2 bzw. 72b-2 orthogonal zur jeweiligen Magnetträgerbasis 72a-1 bzw. 72b-1 auskragen, vorzugsweise einseitig auskragen. Die Magnetträgerschenkel 72a-2 verlaufen zueinander parallel. Die Magnetträgerschenkel 72b-2 verlaufen zueinander parallel. Die Magnetträgerbasen 72a-1 und 72b-1 verlaufen zueinander parallel. Folglich verlaufen auch die Magnetträgerschenkel 72a-2 und 72b-2 zueinander parallel. Die Magnetträgerschenkel 72a-2 bzw. 72b-2 eines Magnetträgers 72a oder 72b laufen auf die Magnetträgerbasis des jeweils anderen Magnetträgers 72b oder 72a zu.The
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Magnetträgerbasis eines Magnetträgers, vorliegend die Magnetträgerbasis 72a-1 des Magnetträgers 72a, länger als die Magnetträgerbasis 72b-1 des Magnetträgers 72b. Der Magnetträger 72a weist mehr Magnetträgerschenkel 72a-1 auf, vorliegend um genau einen Magnetträgerschenkel mehr, als der Magnetträger 72b Magnetträgerschenkel 72b-1 aufweist. Die Magnetträgerschenkel 72a-2 und 72b-2 sind verschränkt angeordnet, sodass jeder Magnetträgerschenkel 72b-2 des Magnetträgers 72b mit der kürzeren Magnetträgerbasis 72b-1 im Abstandsraum zwischen zwei unmittelbar benachbarten Magnetträgerschenkeln 72a-2 des Magnetträgers 72a mit der längeren Magnetträgerbasis 72a-1 verläuft. Grundsätzlich gilt: wenn ein Magnetträgerschenkel 72a-2 oder 72b-2 eines Magnetträgers 72a oder 72b längs der Verlaufsrichtung seiner Magnetträgerbasis 72a-1 bzw. 72b-1 zu beiden Seiten je einen benachbarten Magnetträgerschenkel aufweist, sind diese beiden benachbarten Magnetträgerschenkel Magnetträgerschenkel 72b-2 oder 72a-2 des jeweils anderen Magnetträgers 72b bzw. 72a.In the illustrated embodiment, the magnet carrier base of a magnet carrier, in this case the
Die Magnetträgerschenkel 72a-2 und 72b-2 tragen jeweils die Matrixmagneten 94 einer dritten Reihe 96a. Dabei tragen die Magnetträgerschenkel 72a-2 die dritten Reihen 96a mit ungerader Reihennummer und die Magnetträgerschenkel 72b-2 die dritten Reihen 96a mit gerader Reihennummer.The
Jene Matrixmagneten 94, welchen in ihrer dritten Reihe 96a oder in ihrer vierten Reihe 96b, in der sie angeordnet sind, in wenigstens einer Richtung kein Kreuzungspunkt einer dritten Reihe 96a mit einer vierten Reihe 96b benachbart ist, sind äußere Matrixmagneten 94-1. Dagegen sind diejenigen Matrixmagneten 94, welchen sowohl in ihrer dritten Reihe 96a als auch in ihrer vierten Reihe 96b, in der sie angeordnet sind, in jeder Reihenrichtung ein Kreuzungspunkt einer dritten Reihe 96a mit einer vierten Reihe 96b benachbart ist, innere Matrixmagneten 94-2.Those
Die inneren Matrixmagneten 94-2 eines Magnetträgerschenkels 72a-2 oder 72b-2 überragen in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des sie tragenden Magnetträgerschenkels 72a-2 oder 72b-2 diesen Magnetträgerschenkel zu beiden Seiten. Daher liegen Abschnitte, vorzugsweise gleich große Abschnitte, ein und desselben inneren Matrixmagneten 94-2 beiderseits des ihn tragenden Magnetträgerschenkels 72a-2 oder 72b-2 frei. Die inneren Matrixmagneten 94-2 können so möglichst nahe an eine Behälterwandung 110 des nächstgelegenen Reaktionsbehälters 88 angenähert werden.The inner matrix magnets 94-2 of a
In gleicher Weise sind jene Reaktionsbehälter 88, welchen in ihrer ersten Reihe 88a oder in ihrer zweiten Reihe 88b, in der sie angeordnet sind, in wenigstens einer Reihenrichtung kein Kreuzungspunkt einer ersten Reihe 88a mit einer zweiten Reihe 88b benachbart ist, randständige Reaktionsbehälter 88-1. Dagegen sind diejenigen Reaktionsbehälter 88, welchen sowohl in ihrer ersten Reihe 88a als auch in ihrer zweiten Reihe 88b, in der sie angeordnet sind, in jeder Reihenrichtung ein Kreuzungspunkt einer ersten Reihe 88a mit einer zweiten Reihe 88b benachbart ist, innenständige Reaktionsbehälter 88-2.Likewise, those
Jedem inneren Matrixmagneten 94-2 sind vier Reaktionsbehälter 88 benachbart, welche aufgrund ihrer orthogonalen Matrixanordnung an den Ecken eines den jeweiligen inneren Matrixmagneten 94 -2 enthaltenden Rechtecks angeordnet sind. Each inner matrix magnet 94-2 is adjacent to four
Die Ecken des Rechtecks werden von den jeweiligen virtuellen Behälterachsen BA (s. bspw.
Jedem äußeren Matrixmagneten 94-1 sind zwei Reaktionsbehälter 88, genauer zwei randständige Reaktionsbehälter 88-1, benachbart.Each outer matrix magnet 94-1 is adjacent to two
Betrachtet man vier einander nächstgelegene in einem Rechteck angeordnete Matrixmagneten 94, wobei von diesen je zwei in derselben dritten Reihe 96a und in derselben vierten Reihe 96b angeordnet sind, dann befinden sich zwischen jedem Matrixmagneten 94 und einem längs der Rechteckkante benachbarten Matrixmagneten 94 desselben Rechtecks je ein Reaktionsbehälter 88. Die Rechteckkanten der so gebildeten virtuellen Rechtecke der Matrixmagneten 94 verlaufen um einen Betrag von 45° geneigt zu den die Matrixmagneten 94 aufweisen dritten und vierten Reihen 96a bzw. 96b.If one considers four
Während also jeder innere Matrixmagnet 94-2 bezüglich des Rechtecks, welches durch die vier ihm nächstgelegenen und ihn umgebenden Reaktionsbehälter 88 in der Bezugsebene BE gebildet ist, flächenzentriert angeordnet ist, sind die Reaktionsbehälter 88 bezüglich vier Matrixmagneten 94, welche in der Bezugsebene BE ein flächenkleinstes Rechteck aufspannen, kantenzentriert angeordnet.Thus, while each inner matrix magnet 94-2 is arranged face-centered with respect to the rectangle formed by the four
In den
Die Magnetträger 72a und 72b umfassen wenigstens zwei Bauteile, nämlich ein Magnetaufnahmebauteil 73a-1 bzw. 73b-1 und eine Magnethalteplatte 73a-2 bzw. 73b-2.The
Die Matrixmagneten 94 sind von der Unterseite her in weitgehend komplementäre Aufnahmeausnehmungen 95a bzw. 95b des Magnetaufnahmebauteils 73a-1 bzw. 73b-1 eingesetzt und darin formschlüssig gegen seitliches Herausfallen gesichert. Die an die Unterseite des jeweiligen Magnetaufnahmebauteils 73a-1 bzw. 73b-1 mit Schrauben 98 befestigte Magnethalteplatte 73a-2 bzw. 73b-2 sichert die Matrixmagneten 94 in ihren Aufnahmeausnehmungen 95a bzw. 95b des Magnetaufnahmebauteils 73a-1 bzw. 73b-1 gegen ein Herausfallen in Richtung g der Schwerkraft Wirkung. Die Magnethalteplatte 73a-2 bzw. 73b-2 weist im Wesentlichen die gleiche Umfangskontur aus Basis und davon auskragenden Schenkeln auf wie das Magnetaufnahmebauteil 73a-1 bzw. 73b-1, an welches es angeschraubt ist. Auf diese Art und Weise können die Matrixmagneten 94 möglichst nahe an einer Ausgabeöffnung der Reaktionsbehälter 88 angeordnet sein, sodass ein von den Matrixmagneten 94 ausgehendes Magnetfeld selbst dann auf eine in einem Reaktionsbehälter 88 aufgenommene Flüssigkeit effektiv einwirken kann, wenn die Menge an Flüssigkeit im Reaktionsbehälter 88 sehr gering ist und sich die Flüssigkeit im Wesentlichen nur in der Umgebung des Ausgabeendes bzw. der Ausgabeöffnung befindet.The
Ein im dargestellten Ausführungsbeispiel nur am jeweiligen Magnetaufnahmebauteil 73a-1 bzw. 73b-1 vorzugsweise einstückig ausgebildeter Befestigungsfortsatz 72a-3 bzw. 72b-3, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel als Verlängerung der jeweiligen Magnetträgerbasis 72a-1 bzw. 72b-1 ausgebildet ist, ermöglicht eine kraftübertragende Verbindung mit dem jeweiligen Bewegungsantrieb 74a bzw. 74b des Magnetträgers 72a bzw. 72b.A
Um die Matrixmagneten 94 möglichst nahe an die Behälterwandung 110 von Reaktionsbehältern 88 annähern zu können, sind in den Magnetträgerschenkeln 72a-2 und 72b-2 der Magnetträger 72a und 72b Ausnehmungen 100a bzw. 100b ausgebildet, welche zu einer Außengestalt der Reaktionsbehälter 88, genauer zu einer Außengestalt eines Axialabschnitts der Reaktionsbehälter in welchem die Magnetträger 72a bzw. 72b im Betrieb der Vorrichtung 10 angeordnet sind, komplementär ausgebildet sind.In order to be able to bring the
In den
Jeder Reaktionsbehälter 88 weist ein Eingabeende 102 mit einer im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen kreisrunden Eingabeöffnung 104 auf. In einem längs der virtuellen Behälterachse BA zu messenden Abstand D (s.
Innerhalb des von einer Behälterwandung 110 des Reaktionsbehälters 88 umgebenen Raumbereichs ist oberhalb des Ausgabekanals 108 ein Aufnahmevolumen 112 ausgebildet. In diesem Aufnahmevolumen kann eine Flüssigkeit 109 mit darin suspendierten ferromagnetischen Partikeln 109a im Reaktionsbehälter aufgenommen sein, welche bevorzugt durch die Eingabeöffnung 104 in den Reaktionsbehälter 88 eingegeben wird.Within the space surrounded by a
Der die Behälterwandung 110 durchsetzende Ausgabekanal 108 ist derart bemessen, dass bei Befüllung des Aufnahmevolumens 112 mit einer Flüssigkeit 109 die Flüssigkeit 109 durch Kapillardruck im Ausgabekanal 108 im Aufnahmevolumen 112 gehalten wird, bis der Druck im Aufnahmevolumen 112 durch Einblasen von Gas mittels der Druckveränderungseinrichtung 62b durch die Eingabeöffnung 104 den Kapillardruck im Ausgabekanal 108 in ausreichendem Maße übersteigt. In diesem Fall beginnt die Flüssigkeit 109 durch den Ausgabekanal 108 aus dem Aufnahmevolumen 112 auszutreten. Dies erfolgt bevorzugt in einem Freistrahl.The
Eine ausführlichere Darstellung der Gestalt des Ausgabekanals 108 zeigt
Bevorzugt sind die Eingabeöffnung 104, der Ausgabekanal 108 und damit insbesondere die Einlauföffnung 114 und die Ausgabeöffnung 116 koaxial bezüglich der virtuellen Behälterachse BA angeordnet.Preferably, the
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einlauföffnung 114 von einer Einlauffläche 118 vollständig umlaufend umgeben. Die Einlauffläche 118 ist bevorzugt orthogonal zur Behälterachse BA orientiert. Die Ausgabeöffnung 116 ist von einer Ausgabefläche 120 vollständig umlaufend umgeben, welche im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenfalls orthogonal zur virtuellen Behälterachse BA orientiert und folglich parallel zur Einlauffläche 118 ist. Der Flächeninhalt der Ausgabefläche 120 ist größer als der Flächeninhalt der Einlauffläche 118.In the illustrated embodiment, the
Zum Schutz der Ausgabeöffnung 116 und der sie umgebenden Ausgabefläche 120 läuft in Umfangsrichtung um die Ausgabefläche 120 ein längs der Behälterachse BA vorstehender Axialvorsprung 122 bevorzugt geschlossen um die Behälterachse BA um. Die Auskraglänge des Axialvorsprungs 122 bezogen auf die Ausgabefläche 120 ist geringer als die Dicke T der Behälterwandung 110. Die Auskraglänge L des Axialvorsprungs 122 bezogen auf die Ausgabefläche 120 ist auch geringer als der längs der Behälterachse BA zu messende Abstand d zwischen der Einlauffläche 118 und der Ausgabefläche 120.To protect the
Beispielsweise kann die Dicke T der Behälterwandung 0,5 bis 0,8 mm betragen, vorzugsweise 0,6 mm. Der Abstand d der Einlauffläche 118 von der Ausgabefläche 120 kann 0,3 bis 0,6 mm betragen, bevorzugt 0,4 mm. Dieser Abstand d entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel der axialen Länge des Ausgabekanals 108. Bevorzugt ist der Abstand d der Einlauffläche 118 von der Ausgabefläche 120 aufgrund der Bildung der definierten Flächen 118 und 120 kleiner als die Wandstärke T der Behälterwandung 110, etwa kleiner als die Wandstärke T der Behälterwandung 110 im Bereich ihres Verlaufs der längs der Behälterachse BA. Die Auskraglänge L des Axialvorsprungs 122 bezogen auf die Ausgabefläche 120 beträgt bevorzugt 0,1 mm oder zwischen 20 % und 30 % des Abstands der Einlauffläche 118 von der Ausgabefläche 120 oder zwischen 40 % und 125 % des Durchmessers der Ausgabeöffnung 116. Die radiale Breite B des bevorzugt aus Gründen des allseitigen Schutzes der Ausgabeöffnung 116 geschlossen um die Behälterachse BA umlaufenden Axialvorsprungs 122 ist größer als seine Auskraglänge L, bevorzugt wenigstens doppelt so groß. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die radiale Breite B des Axialvorsprungs 122 zwischen 0,2 und 0,3 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 mm und 0,24 mm.For example, the thickness T of the container wall can be 0.5 to 0.8 mm, preferably 0.6 mm. The distance d of the
Die Eingabeöffnung 104 ist bevorzugt kreisrund und weist eine Öffnungsweite OW, insbesondere einen Durchmesser, im Bereich von 5,7 bis 6,3 mm auf. Der Durchmesser des bevorzugt kreiszylindrischen Ausgabekanals 108 ist bevorzugt kleiner als ein halber Millimeter. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt er im Bereich von zwischen 0,15 und 0,3 mm.The
Der Außendurchmesser De der bevorzugt kreisrunden Einlauffläche 118 beträgt bevorzugt 40 % bis 60 % des Außendurchmessers Da der bevorzugt kreisrunden Ausgabefläche. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser De der Einlauffläche 118 etwa 0,5 mm und der Durchmesser Da der Ausgabefläche 120 etwa 1 mm.The outer diameter De of the preferably
Eine das Aufnahmevolumen 112 unmittelbar begrenzende Innenwandfläche 110a der Behälterwandung 110 ist bevorzugt in der Gestalt eines Rotationskörpers mit der virtuellen Behälterachse BA als Rotationsachse ausgebildet. Die Innenwandfläche 110a ist derart ausgebildet, dass das Aufnahmevolumen 112 einen ersten Verjüngungsbereich 112a aufweist, in welchem sich das Aufnahmevolumen 112 bei Annäherung an den Ausgabekanal 108 verjüngt. Der Verjüngungswinkel α1 (s.
In
Der Verjüngungswinkel α1 ist ein moderater Verjüngungswinkel im Bereich von 0,7° bis 5°, im dargestellten Ausführungsbeispiel von 1°. In diesem ersten Verjüngungsbereich 112a kann eine Flüssigkeitsströmung längs der Behälterachse BA ohne Erzeugung von Turbulenzen in der Flüssigkeit stattfinden und können sich Druckwellen innerhalb einer im Reaktionsbehälter 88 aufgenommenen Flüssigkeit 109 längs der Behälterachse BA ohne Erzeugung von Turbulenzen ausbreiten.The taper angle α1 is a moderate taper angle in the range of 0.7° to 5°, 1° in the illustrated embodiment. In this
Der erste Verjüngungsbereich 112a ist im dargestellten Ausführungsbeispiel axial länger als der zweite Verjüngungsbereich 112b. Der zweite Verjüngungsbereich 112b reicht axial bis an den Rand der Einlauffläche 118. Bevorzugt ist der erste Verjüngungsbereich 112a längs der Behälterachse BA wenigstens fünfmal so lange wie der zweite Verjüngungsbereich 112b.In the illustrated embodiment, the first
In
Der im dargestellten Beispiel ebenfalls über seine gesamte axiale Länge bevorzugt konstante Verjüngungswinkel α2 des zweiten Verjüngungsbereichs 112b beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt 45°.The taper angle α2 of the
Der zweite Verjüngungsbereich 112b, dessen axiale Länge nur etwa ein Zwölftel bis ein Achtel, vorliegend etwa 2/21; der axialen Länge des ersten Verjüngungsbereichs beträgt, konditioniert während einer Ausgabe von Flüssigkeit durch den Ausgabekanal 108 die Flüssigkeit im Aufnahmevolumen 112 optimal für eine spritzerfreie Ausgabe im Freistrahl. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der gesamte zweite Verjüngungsabschnitt 112b somit einen Einlaufabschnitt 126, in welchem die im Aufnahmevolumen 112 aufgenommene Flüssigkeit bei entsprechenden Druckverhältnissen im Inneren des Reaktionsbehälters 88 laminar oder zumindest im Wesentlichen laminar der Einlauföffnung 114 zugeführt wird.The second
Die Einlauffläche 118, welche das dem Ausgabekanal 108 näherliegende Längsende des zweiten Verjüngungsbereichs 112b bildet, kann an der Einlauföffnung 114 etwaig auftretende Scherkräfte abmildern, die sich ansonsten nachteilig auf in der Flüssigkeit enthaltenen langkettigen Moleküle auswirken könnten. Gerade Nukleinsäuren bilden sehr langkettige Moleküle, die empfindlich gegenüber Scherkräften in der sie enthaltenden Flüssigkeit sein können und durch derartige Scherkräfte zerstört werden können.The
Die Ausgabefläche 120 kann dafür sorgen, dass aus der Ausgabeöffnung 116 austretende Flüssigkeit die Außenseite der Behälterwand 110 nicht benetzt. Sofern Flüssigkeit dennoch die Ausgabefläche 120 zu benetzen vermag, ist die Reichweite dieser Benetzung durch den Axialvorsprung 122 begrenzt, welcher außerdem mechanisch die Ausgabeöffnung 116 und den Ausgabekanal 108 sowie die Ausgabefläche 120 selbst vor Stößen und dergleichen schützt.The dispensing
Auf der der Eingabeöffnung 104 nähergelegenen Seite des ersten Verjüngungsbereichs 112a befindet sich ein Trichterbereich 128 mit einem dritten Verjüngungswinkel α3, welcher größer ist als der erste Verjüngungswinkel α1 und kleiner ist als der zweite Verjüngungswinkel α2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der dritte Verjüngungswinkel α3 etwa 30°.On the side of the first
Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die axiale Länge des Trichterbereichs 128 etwa das 3- bis 4-Fache der axialen Länge des zweiten Verjüngungsbereichs 112b und damit des Einlaufbereichs 126. Die axiale Länge des ersten Verjüngungsbereichs 112a beträgt wiederum etwa das 2,5- bis 3-Fache der axialen Länge des Trichterbereichs 128. Der Trichterbereich 128 dient der Verjüngung des Reaktionsbehälters 88 auf möglichst geringer axiale Länge ohne Sprünge und Stufen in der Innenwandfläche 110a. Zwischen dem ersten Verjüngungsbereich 112a und dem Trichterbereich 128 befindet sich daher ein zweiter Übergangsbereich 130, in welchen die Innenwandfläche 110a mit konvexer Krümmung vom Trichterbereich 128 in den ersten Verjüngungsbereich 112a übergeht. Im Gegensatz dazu ist die Krümmung der Innenwandfläche 110a im ersten Übergangsbereich 124 konkav.In the illustrated embodiment, the axial length of the
Die oben genannten Ausnehmungen 100a bzw. 100b der Magnetträgeranordnung 72 sind dazu ausgebildet, den ersten Verjüngungsbereich 112a und bei entsprechender axialer Verstellung der Magnetträgeranordnung 72 wenigstens einen Teil des Trichterbereichs 128 aufzunehmen. Aufgrund der oben beschriebenen Neigung der Behälterwandung 110 mit im Wesentlichen konstanter Dicke T kann immer dann, wenn der erste Verjüngungsbereich 112a in den Ausnehmungen 100a bzw. 100b der Magnetträgeranordnung 72 der Magnetträgeranordnung 72 aufgenommen werden kann, auch der zweite Verjüngungsabschnitt 112b in den Ausnehmungen 100a bzw. 100b aufgenommen und dem Magnetfeld der Matrixmagnete 94 ausgesetzt sein. Bevorzugt findet eine Immobilisierung von magnetischen Partikeln 109a, welche in einer im Aufnahmevolumen 112 aufgenommenen Flüssigkeit 109 suspendiert sein können, im ersten Verjüngungsabschnitt 112a oder in wenigstens einem der daran angrenzenden Übergangsbereiche 124 bzw. 130 oder im zweiten Verjüngungsabschnitt 112b statt, bevorzugt wegen des Abstands vom Ausgabekanal 108 jedoch im ersten Verjüngungsabschnitt 112a.The above-mentioned
Mit MA ist ein Bewegungsbereich bezeichnet, längs welchem sich die Magnetträgeranordnung 72 mit ihren beiden Magnetträgern 72a und 72b im Betrieb der Vorrichtung 10 zur Flüssigkeitshandhabung wenigstens bewegen kann. Tatsächlich kann die Magnetträgeranordnung 72 unter die Ausgabeenden 106 der Reaktionsbehälteranordnungen 86 bewegt werden, um die Reaktionsbehältereinrichtung 18 kollisionsfrei zwischen ihrer Rüstposition und ihrer Bereitschaftsposition verlagern zu können.MA denotes a range of motion along which the
Die aufeinander zu weisenden Längsenden des Trichterbereichs 128 und des ersten Verjüngungsbereichs 112a sind in
Zur Erleichterung der Eingabe von Flüssigkeit 109 durch die Eingabeöffnung 104 in das Aufnahmevolumen 112 befindet sich zwischen der Eingabeöffnung 104, vorzugsweise unmittelbar axial an diese anschließend, und dem Trichterbereich 128 ein Führungsbereich 132, welcher sich ebenfalls in Richtung von der Eingabeöffnung 104 weg und zum Ausgabekanal 108 hin verjüngt. Bevorzugt ist auch der vierte Verjüngungswinkel α4 längs des gesamten Führungsbereichs 132 konstant.To facilitate the introduction of liquid 109 through the inlet opening 104 into the receiving
Der vierte Verjüngungswinkel α4 ist kleiner als der dritte Verjüngungswinkel α3 und entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Verjüngungswinkel α1 oder unterscheidet sich von diesem um nicht mehr als 30 % bezogen auf den ersten Verjüngungswinkel α1.The fourth taper angle α4 is smaller than the third taper angle α3 and, in the illustrated embodiment, essentially corresponds to the first taper angle α1 or differs from it by no more than 30% relative to the first taper angle α1.
Wiederum deuten parallele horizontale Linien in
Die Reaktionsbehälter 88 einer Reaktionsbehälteranordnung 86 sind an ihren Eingabeenden 112 durch ein längs der Folgebahn FB verlaufendes Band 136 miteinander verbunden. Wie bereits mehrfach ausgeführt wurde, ist die vorliegend diskutierte Reaktionsbehälteranordnung 86 einstückig als Spritzgussbauteil aus thermoplastischem Kunststoff ausgeformt.The
In
Mit EI ist in
Mit EO ist in
Die vorzugsweise parallelen virtuellen Ebenen EI und EO sind mit einer gewissen Dicke versehen zu verstehen, um Fertigungstoleranzen der Reaktionsbehälteranordnungen 86 und Anordnungstoleranzen Reaktionsbehälteranordnungen 86 im Reaktionsbehälterträger 20 Rechnung zu tragen. Die beiden Ebenen EI und EO sind parallel zur Folgebahn FB und sind parallel zu den Bereitschafts-Bewegungsbahnen AB, RB und NB. Sie sind außerdem parallel zur Beschickungsbahn BPThe preferably parallel virtual planes EI and EO are to be understood as having a certain thickness in order to account for manufacturing tolerances of the
Zur Versteifung der Reaktionsbehälteranordnung 86, deren Band 136 in etwa die gleiche Dicke T aufweist wie die Behälterwand 110, sind zwischen längs der Folgebahn FB benachbarten Reaktionsbehältern 88, genauer im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen benachbarten Führungsbereichen 132, Stege 138 ausgebildet, welche die benachbarten Reaktionsbehälter 88 miteinander verbinden. Die Stege 138 stehen einstückig von dem Band 136 in Richtung zum Ausgabeende hin ab. Bei acht längs der Folgebahn FB aufeinanderfolgenden Reaktionsbehältern 88 sind folglich sieben zwischen benachbarten Reaktionsbehältern 88 vorhandene Stege 138 ausgebildet.To stiffen the
Die Krümmung dient einer verbesserten Fixierung der Reaktionsbehälteranordnung 86 im Reaktionsbehälterträger 20. Die Reaktionsbehälteraufnahmen 24 im Reaktionsbehälterträger 20 seien ebenfalls zentral von virtuellen Aufnahmeachsen durchsetzt, welche zueinander parallel ausgerichtet sind. Dagegen sind die Behälterachsen BA von gemäß
Zur weiteren Verbesserung einer Fixierung der Reaktionsbehälteranordnung 86 im Reaktionsbehälterträger 20 sind an den Außenwandflächen 110b der Behälterwandung 110 Radialvorsprünge 140 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Reaktionsbehälter 88 als ein Fixations-Reaktionsbehälter mit jeweils drei äquidistant um die Behälterachse BA verteilt angeordneten Radialvorsprüngen 140 versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radialvorsprünge 140 im Führungsbereich 132 ausgebildet und erstrecken sich parallel zur virtuellen Behälterachse vom Band 136 weg in Richtung zum Ausgabeende 106 hin. Die axiale Erstreckungslänge der Radialvorsprünge 140 eines Reaktionsbehälters 88 ist für jeden Radialvorsprung 140 gleich. Sie ist bevorzugt größer als die axiale Erstreckungslänge der Stege 138.To further improve the fixation of the
Die Radialvorsprünge 140 sind besonders gut in den
Die Radialvorsprünge 140 vergrößern lokal den Außendurchmesser bzw. die Außenabmessung des Reaktionsbehälters 88 und insbesondere des die Radialvorsprünge 140 tragenden Führungsbereichs 132. Wird also der Führungsbereich 132 mit den Radialvorsprüngen 140 in eine Reaktionsbehälteraufnahme 24 eingeführt, in welcher keine negative Entsprechung für die Radialvorsprünge 140 in der Aufnahmekavität ausgebildet ist, dann kommt es durch die lokal vergrößerte Außenabmessung im Bereich der Radialvorsprünge 140 zu einer Verklemmung des Reaktionsbehälters 88 in den Reaktionsbehälteraufnahmen 24 und dadurch zu einer verbesserten Fixierung der Reaktionsbehälter 88 im Reaktionsbehälterträger 20.The
Technisch-physikalisch steht hinter dieser verbesserten Fixierung der Reaktionsbehälter 88 durch die Radialvorsprünge 140 ein ähnlicher Effekt wie er aufgrund der gekrümmten Ausbildung der Reaktionsbehälteranordnung 86 entsteht: aufgrund der lokal größeren Außenabmessung der Reaktionsbehälter 88 im Vergleich zur vorsprungs- bzw. ausnehmungsfreien lichten Weite der Reaktionsbehälteraufnahmen 24 kann der Reaktionsbehälter 88 nur unter elastischer Verformung des die Radialvorsprünge 140 tragenden Bereichs in die Reaktionsbehälteraufnahmen 24 eingeführt werden. Aufgrund der elastischen Verformung erhöht sich die Anpresskraft, mit welcher die Radialvorsprünge 140 an eine Anlagefläche der Reaktionsbehälteraufnahmen 24 angepresst werden und in der Folge der erhöhten Anpresskraft erhöht sich die zwischen Reaktionsbehälter 88 und Reaktionsbehälteraufnahme 24 wirkende Reibkraft.From a technical and physical perspective, this improved fixation of the
Die im Wesentlichen identisch ausgebildeten Radialvorsprünge 140 weisen seitliche Flanken auf, die einen Winkel β1 einschließen, welcher zwischen 45 und 55° beträgt, vorzugsweise 50°. Die nach radial außen weisende Stirnfläche 140a der Radialvorsprünge 140 weist eine in Umfangsrichtung gemessene Breite b von 0,15 mm bis 0,3 mm, im vorliegenden Beispiel 0,2 mm auf. In radialer Richtung steht der Radialvorsprung 140 0,4 bis 0,7 mm, im dargestellten Ausführungsbeispiel 0,5 mm, von der übrigen Außenwandfläche 110b der Behälterwandung 110 vor. Die Außenabmessung eines Reaktionsbehälters 88 in dem die Radialvorsprünge 140 tragenden Bereich über die zentral durchsetzend gedachte virtuelle Behälterachse BA hinweg gemessen ist daher um 0,5 mm größer als der Außendurchmesser des Reaktionsbehälters 88 an derselben Axialposition gemessen, jedoch über eine Durchmesserrichtung, in der kein Radialvorsprung 140 vorhanden ist.The essentially identically formed
Während die Außenwandflächen 110b des Führungsbereichs 132, welcher die Radialvorsprünge 140 trägt, sich in Richtung zum Ausgabeende 106 hin leicht verjüngt, verläuft die nach radial außen weisende Stirnfläche 140a bevorzugt parallel zur Behälterachse BA, sodass die Radialvorsprünge 140 mit der Behälterachse BA als Zylinderachse bevorzugt eine zylindrische Einhüllende aufweisen. Eine Einführschräge mit einer Neigung von vorzugsweise 30° bezüglich der Behälterachse BA an dem dem Ausgabeende 106 nähergelegenen Längsende der Radialvorsprünge 140 erleichtert deren Einführung in eine zylindrische oder konische Reaktionsbehälteraufnahme 24.While the outer wall surfaces 110b of the
Die Reaktionsbehälter 88, genauer das sie verbindende Band 136 der Reaktionsbehälteranordnung 86, weisen bzw. weist an einem Längsende 136b des Bandes 136 eine körperliche Kodierungsformation 142 in Gestalt einer bezüglich der vom Ausgabeende 106 wegweisenden Oberfläche 136a des Bandes 136 mit Abstand angeordneten Erfassungsfläche 142a auf.The
Der Behältersensor 92 der Vorrichtung 10 kann die Entfernung zwischen ihm und dem Band 136 sowie zwischen ihm und der Erfassungsfläche 142a erfassen und an die Steuereinrichtung 40 übertragen. Die Kodierung von Information durch die körperliche Kodierungsformation 142 bereits bei Herstellung der Reaktionsbehälteranordnung 86 bietet den erheblichen Vorteil einer Vermeidung einer späteren fehlerhaften Kodierung durch einen Laboranten, wie es möglicherweise während hektischer Labortätigkeit passieren kann.The
Die Erfassungsfläche 142a kann beispielsweise gegenüber der Oberfläche 136a des Bandes 136 um eine vorbestimmte Strecke s erhaben oder um eine vorbestimmte Strecke s abgesenkt sein. Sogar die Anordnung der Erfassungsfläche 142a auf demselben Flächenniveau wie die Oberfläche 136a kann ein Informationsträger sein.For example, the
Weiterhin kann die körperliche Kodierungsformation 142 am selben Längsende, aber unter Benutzung der gegenüberliegenden Ecke des Bandes 136 angeordnet sein. Berücksichtigt man nur die Alternativen erhabener oder abgesenkter Anordnung der Erfassungsfläche 142a an einer von zwei Eckbereichen des Längsendes 136b, dann ergeben sich vier mögliche unterschiedliche Kodierungszustände. Nimmt man die gleichzeitige Ausbildung einer körperlichen Kodierungsformation 142 an beiden Ecken des Längsendes 136b hinzu, ergeben sich sechs mögliche unterschiedliche Kodierungszustände.Furthermore, the
Bevorzugt sind die Kodierungszustände mit einem körperlichen Merkmal der Reaktionsbehälter 88 der Reaktionsbehälteranordnung 86 korreliert, etwa mit der Ausgestaltung des Ausgabekanals 108, genauer mit dessen Durchmesser oder/und Länge. Der Kodierungszustand einer Reaktionsbehälteranordnung 86, vorgegeben durch die an ihm ausgebildete Kodierungsformation 142, kann unmittelbar der Steuereinrichtung 40 Betriebsparameter anzeigen, die diese während eines Handhabungsvorgangs an der Vorrichtung 10 einstellen soll. Ein möglicher derartiger Parameter ist die Vorgabe eines Überdrucks im Aufnahmevolumen 112, um eine spritzerfreie Ausgabe von Flüssigkeit aus dem Aufnahmevolumen 112 durch den Ausgabekanal 108 sicherstellen zu können. Im Datenspeicher 42 der Steuereinrichtung 40 können Datenzuordnungen gespeichert sein, welche einer vom Behältersensor 92 erfassten Erfassungsfläche 142a bzw. einen dieser Erfassung zugeordneten Kodierungszustand einem Druckwert zuordnen, den die Steuereinrichtung 40 während einer Flüssigkeitshandhabung zur Ausgabe von Flüssigkeit aus einem Reaktionsbehälter 88 in dessen Aufnahmevolumen 112 durch die Druckveränderungsvorrichtung 62b erreichen soll. Anstelle eines Druckwerts, zu dessen Erfassung vorrichtungsseitig der Drucksensor 69a verwendet werden kann oder ein weiterer Drucksensor vorzusehen ist, kann auch eine Dauer einer Einleitung von Gas in das Aufnahmevolumen 112 im Datenspeicher 42 hinterlegt sein.Preferably, the coding states are correlated with a physical feature of the
Die Erfassungsfläche 142a ist vorzugsweise eine ebene Fläche und ist ebenfalls vorzugsweise parallel zu dem sie umgebenden Abschnitt der Oberfläche 136a des Bandes 136. Dies gilt wenigstens in einem Zustand, in welchen die Reaktionsbehälteranordnung 86 in einem Reaktionsbehälterträger 20 angeordnet ist, da dann die oben beschriebene Krümmung um die Krümmungsachse K beseitigt ist und die im Reaktionsbehälterträger 20 angeordnete Reaktionsbehälteranordnung 86 im Wesentlichen ungekrümmt vorliegt.The
Die Parallelität der ebenen Erfassungsfläche 142a zu wenigstens dem sie umgebenden Abschnitt der Oberfläche 136a kann jedoch im Wesentlichen auch im ursprünglichen gekrümmten Auslieferungszustand gelten, da zum einen die Krümmung um die Krümmungsachse K einen sehr großen Krümmungsradius aufweist, welcher deutlich größer als die Bezugslänge RD ist, sodass die Krümmung im Bereich um die Kodierungsformation 142 vernachlässigbar ist. Weiterhin wird die Krümmung der Reaktionsbehälteranordnung 86 im Auslieferungszustand bevorzugt im Wesentlichen an den Stegen 138 durch gezielte Materialschrumpfung beim Abkühlen erzielt, sodass der Längsendbereich 136b, welcher von dem der Kodierungsformation 142 nächst gelegenen randständigen Reaktionsbehälter 88-1 in
Die Gesamtkrümmung der Reaktionsbehälteranordnung 86 kann daher zusammengesetzt sein aus ebenen Abschnitten der Reaktionsbehälteranordnung 86 im Bereich der Eingabeöffnungen 104, welche aufgrund der gezielten Ausnutzung einer Materialschrumpfung in Bereich der Stege 138 gegenüber einem benachbarten ebenen Bereich um einen Winkel um eine zur Krümmungsachse K parallele Neigeachse geneigt sind. Eine solche Reaktionsbehälteranordnung 86 hat bei Ansicht gemäß der Perspektive von
Zur Einsparung von Gewicht kann das Band 136 in Bereichen zwischen zwei längs der Folgebahn FB aufeinanderfolgenden Reaktionsbehältern 88 eingeschnürt sein (s.
Nachfolgend wird die Abfall-Behälteranordnung 44 mit dem Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 beschrieben werden.The
In den
Der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 weist einen Wannenkörper 45c auf, welcher ein Aufnahmevolumen 45a des Wannenkörpers 45c und damit des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 umgibt. Der Wannenkörper 45c ist durch einen Behälterdeckel 45d bedeckt. Dabei bedeckt der Behälterdeckel 45d nicht den gesamten Wannenkörper 45c, sondern es ist an beiden Längsenden des Wannenkörpers 45c je ein Ausguss 144 ausgeformt. Die Ausgüsse 144 sind vom Behälterdeckel 45d ausgespart. In der Rüstposition kann eine Bedienperson oder ein Bedienroboter den Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 von der ihn tragenden Schublade 28 abheben und flüssigen Handhabungsabfall, welcher sich im Aufnahmevolumen 45a über mehrere Handhabungsvorgänge hinweg angesammelt hat, durch einen der Ausgüsse 144 ohne Abheben des Deckels 45d entsorgen. Grundsätzlich ist es auch möglich, den mit Handhabungsabfall gefüllten Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 aus seiner Ausnehmung 28b im Schubladenboden 28a zu entnehmen und ihn durch einen gleichartigen leeren Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 zu ersetzen. So bleibt für die Entsorgung des Handhabungsabfalls mehr Zeit und diese kann mit mehr Sorgfalt erledigt werden.The
Der Behälterdeckel 45d weist eine längliche Vertiefung als Abfall-Dichtungsanordnungsaufnahme 27 auf, in welche die Beschickungseinrichtung 62, genauer die Druckveränderungseinrichtung 62b, eine Dichtungsanordnung 22 ablegen kann. Ist die an der Druckveränderungseinrichtung 62b angeordnete Dichtungsanordnung 22 in die Abfall-Dichtungsanordnungsaufnahme 27 eingetaucht, kann sie durch Verlagerung des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 längs der Bereitschafts-Bewegungsbahn AB aus der Beschickungseinrichtung 62, genauer aus der Druckveränderungseinrichtung 62b, abgestreift werden. Eine Bedienperson oder ein Bedienroboter kann dann, wenn sich der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 in seiner Rüstposition befindet, die gebrauchte Dichtungsanordnung 22 aus der Abfall-Dichtungsanordnungsaufnahme 27 im Behälterdeckel 45d entnehmen und entsorgen.The
Sowohl der Wannenkörper 45c als auch der Behälterdeckel 45d sind jeweils bevorzugt einstückig als Spritzgussbauteil aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Gleichwohl ist auch eine Herstellung aus rostfreiem Stahl möglich. Der Wannenkörper 45c und der Behälterdeckel 45d können hierzu tiefgezogen sein. Der Behälterdeckel 45d kann zusätzlich durch Stanzbearbeitung Öffnungen erhalten haben.Both the
Der Behälterdeckel 45d bedeckt eine Einfüllöffnung 146 des schalen- bzw. wannenförmigen Wannenkörpers 45c. Der Wannenkörper 45c umfasst einen Behälterboden 148, welcher, wie in
Der Behälterdeckel 45d weist in einer orthogonalen Matrix angeordnete Öffnungen 152 auf. Es handelt sich dabei ebenfalls um eine 12-x-8-Matrix, sodass im Behälterdeckel 45d genauso viele Öffnungen 152 vorhanden sind, wie maximal Reaktionsbehälter 88 im Reaktionsbehälterträger 20 anordenbar sind. Nicht nur ist die Anzahl von Öffnungen 152 und Reaktionsbehältern 88 identisch. Ebenso sind die Abstände der Ausgabekanäle 108 und deren Ausgabeöffnungen 116 der einzelnen Reaktionsbehälter 88 voneinander mit den Abständen der Öffnungen 152 voneinander in den beiden orthogonalen Richtungen der 12-x-8-Matrix voneinander identisch. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass dann, wenn aus den Reaktionsbehältern 88 Handhabungsabfall durch die Ausgabekanäle 108 ausgegeben werden soll, jedem Ausgabekanal 108 eine Öffnung 152 im Behälterdeckel 45d des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 gegenüberliegt und so Handhabungsabfall aus egal welchem Reaktionsbehälter 88 sicher in das Aufnahmevolumen 45a des Abfall-Flüssigkeitsbehälters 45 gelangen kann.The
Der zwischen den Öffnungen 152 gelegene Abschnitt der Oberfläche 154 des Behälterdeckels 45d ist vorzugsweise eben. Gleiches gilt für den die Abfall-Dichtungsanordnungsaufnahme 27 umgebenden Abschnitt der Oberfläche 154 des Behälterdeckels 54c.The portion of the
Durch die oben beschriebene Hebeeinrichtung 76 kann der Abfall-Flüssigkeitsbehälter 45 für die Abgabe von Handhabungsabfall aus den Reaktionsbehältern 88 angehoben werden, und zwar bevorzugt so weit, dass die Ausgabeöffnung 116 eines Reaktionsbehälters 88 bzw. die Ausgabeöffnungen 116 aller Reaktionsbehälter 88 durch die Oberfläche 154 hindurchbewegt werden und sich bezüglich der Oberfläche 154 auf der dem Aufnahmevolumen 45a zugewandten Seite des Behälterdeckels 45d befinden. Die Längsendabschnitte mit den Ausgabeenden 106 der Reaktionsbehälter 88 können 0,2 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 3 mm tief durch die Oberfläche 154 hindurchragen. In der Vorrichtung 10 liegen vorzugsweise alle Ausgabeöffnungen 116 vorhandener Reaktionsbehälter 88 in einer gemeinsamen Anordnungsebene. Diese Anordnungsebene kann zur Berücksichtigung der Fertigungstoleranz der Reaktionsbehälter 88 eine Dicke von 1 mm, vorzugsweise eine Dicke von 0,5 mm, aufweisen.By means of the
Als Spritzschutz schließt sich an jede Öffnung 152 eine sich von der Öffnung 152 in Richtung in das Aufnahmevolumen 45a hinein verjüngende Wandanordnung 156 an, welche ein Einleitvolumen 158 in Umfangsrichtung um Einleitachsen EA vollständig umlaufend umschließt. Vorzugsweise sind die Wandanordnungen 156 aller Öffnungen 152 identisch ausgebildet. Die Wandanordnung 156 bildet einen Einleittrichter zur Einleitung von Handhabungsabfall durch die Öffnungen 152 in das Aufnahmevolumen 45a.As a splash guard, each
Zur Aussteifung des Behälterdeckels 45d sind in beiden orthogonalen Richtungen der 12-x-8-Matrix der Anordnung der Öffnungen 152 von der dem Aufnahmevolumen 45a zugewandten Seite des Behälterdeckels 45d auskragende und die Wandanordnungen 156 miteinander verbindende Verbindungsstege 160 bzw. 162 ausgebildet. Auch die Wandanordnungen 156 sind bevorzugt einstückig mit dem übrigen Behälterdeckel 45d ausgebildet.To stiffen the
Die virtuellen Einleitachsen EA durchsetzen zentral die Einleitvolumina 158 und bilden sozusagen Konusachsen bzw. Trichterachsen der Wandanordnungen 156. Die Wandanordnungen 156 erstrecken sich bevorzugt sprungfrei und stufenlos ausgehend von der ebenen Oberfläche 154 in das Aufnahmevolumen 45a hinein.The virtual inlet axes EA centrally penetrate the
Ausgehend von dem Rand 152a einer Öffnung erstreckt sich ein Einleitbereich 156a der Wandanordnung 156 längs der Einleitachse EA vom Behälterdeckel 45d in Richtung zum Behälterboden 148 hin. Der Einleitbereich 156a ist zum einen wie die übrige Wandanordnung 156 um die jeweilige Einleitachse EA gekrümmt. Der Einleitbereich 156a ist zum anderen um Krümmungsachsen gekrümmt, welche orthogonal zur Einleitachse EA und mit Abstand von dieser verlaufen. Die unendlich vielen zur Einleitachse EA orthogonalen Krümmungsachsen erstrecken sich in Umfangsrichtung um die Einleitachse EA herum.Starting from the
Um zu verhindern, dass die Wandanordnungen 156 von sich im Aufnahmevolumen 45a ansammelndem Handhabungsabfall benetzt werden, erstrecken sich die Wandanordnungen 156 bevorzugt über weniger als ein Drittel der lichten Höhe des Aufnahmevolumens 45a über dem Behälterboden 148. Für einen angemessenen Spritzschutz erstrecken sich die Wandanordnungen 156 jedoch wenigstens über 10 % der lichten Höhe des Aufnahmevolumens 45a ausgehend vom übrigen Behälterdeckel 45d in das Aufnahmevolumen 45a hinein.In order to prevent the wall assemblies 156 from being wetted by handling waste accumulating in the receiving
Die Ausleitbereich 156b ist im Gegensatz zum Einleitbereich 156a im dargestellten Ausführungsbeispiel nur um die Einleitachse EA gekrümmt.In contrast to the
Der Behälterdeckel 45d ist lösbar mit dem Wannenkörper 45c verbunden. Er kann beispielsweise reib- oder/und formschlüssig durch Haltezungen 164 an dem Wannenkörper 45c gehalten sein.The
In den
Die Führungsschiene 64 und der Riemenantrieb 66 der Beschickungseinrichtung 62 sind an einem vorrichtungsgehäusefesten Träger 166 montiert. Der Riemenantrieb 66 umfasst einen Riemen 66a und zwei Umlenkrollen 66b und 66c, von welchen die Umlenkrolle 66c durch einen ebenfalls am Träger 166 getragenen Antriebsmotor 168 angetrieben ist. Dies entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Riemenantriebe 56 und 60 auch der anderen oben als angetrieben verlagerbar beschriebenen Einrichtungen 18 und 50.The
Auf der Führungsschiene 64 ist ein mit dem Riemen 66a zur gemeinsamen Bewegung verbundener Führungswagen 170 längs der Beschickungsbahn BP beweglich angeordnet.On the
An dem Führungswagen 170 ist ein gemeinsam mit dem Führungswagen 170 längs der Beschickungsbahn BP beweglicher mobiler Träger 172 angeordnet, welcher den Behältersensor 92 und die Beschickungseinrichtung 62 trägt. Der starr mit dem Führungswagen 170 verbundene mobile Träger 172 trägt eine im dargestellten Beispiel vertikal und damit orthogonal zur Führungsschiene 64 sowie orthogonal zu den parallelen Führungsschienen 48, 54 und 58 orientierte Führungsschiene 174.A
An der Führungsschiene 174 ist die Beschickungseinrichtung 62 längs einer vertikalen Annäherungsbahn WP beweglich geführt. Der mobile Träger 172 trägt außerdem einen Bewegungsantrieb 176, durch welchen die Beschickungseinrichtung 62 längs der Annäherungsbahn WP zur Bewegung antreibbar ist. Dadurch kann die Beschickungseinrichtung 62 der Reaktionsbehältereinrichtung 18 und insbesondere den Eingabeenden 102 mit den Eingabeöffnungen 104 der Reaktionsbehälter 88 angenähert und von diesen wieder abgehoben werden. Damit kann die aus
Nachfolgend wird die Beschickungseinrichtung 62 näher erläutert, welche in den
Wie in
Die Dichtungsanordnung 22 ist mit einem Aufnahmevorsprung 22b in einer parallel zur Bereitschafts-Bewegungsbahn RB der Reaktionsbehältereinrichtung 18 verlaufenden Aufnahmeausnehmung 192 im Ausgabebauteil 180 formschlüssig längs einer parallel zur Bereitschafts-Bewegungsbahn RB und orthogonal zur Beschickungsbahn BP verlaufenden Austauschbahn BB einschiebbar und ausziehbar betriebsbereit aufgenommen. Die Aufnahmeausnehmung 192 ist im Ausgabebauteil 180 durch eine T-Nuten-förmige Dichtungsaufnahmestruktur 193 bereitgestellt.The sealing
Durchgangsöffnungen 194, in der Dichtungsanordnung 22, welche die Dichtungsanordnung 22 und ihre zur Anlage an die Oberfläche 136a des Bandes 136 ausgebildete Dichtfläche 22a durchsetzen, sind bei betriebsbereiter Anordnung kollinear zu den Gasauslassöffnungen 190 als deren Fortsetzung angeordnet, um aus den Gasauslassöffnungen 190 austretendes Gas zu den Eingabeöffnungen 104 der Reaktionsbehälter 88 zu führen.Through
Von den in
Die beiden Schaltventile 186 bilden eine Umschalt-Ventileinrichtung 187, welche ermöglicht, wahlweise eine Flüssigkeit aus einem der Behälter 34 und 36 oder Gas vom Gasdruckspeicher 69 durch die Dosieröffnungen 188 der Dosiereinrichtung 62a zu leiten. Durch ein derartiges Durchblasen der Leitungen und Dosieröffnungen 188 der Dosiereinrichtung 62a können zwischen einem Wechsel von zu dosierenden Flüssigkeiten, etwa zwischen den Behältern 34 und 36, die Leitungen und DosierÖffnungen 188 der Dosiereinrichtung 62a von der zuletzt durchgeleiteten Flüssigkeit befreit und gereinigt werden. Jedes Schaltventil 186 kann wahlweise eine obere oder eine untere Öffnung mit einer mittleren Öffnung verbinden oder die Öffnungen voneinander trennen.The two switching
Am Leitungskorpus 178, in der dargestellten Ausführungsform an der Oberseite 178b, sind drei Leitungsanschlüsse 196, 198 und 200 angeordnet. Die Leitungsanschlüsse 196 um 198 sind flüssigkeitsleitende Leitungsanschlüsse, welche Flüssigkeiten der Behälter 34 und 36 einem Leitungssystem 202 (siehe
In
Die in vier parallelen Reihen angeordneten großen Öffnungen 204 dienen lediglich der Anbringung der Schaltventile 182, 184 und 186, wobei jedes Schaltventil durch zwei in jeweils eine große Öffnung 204 eingedrehte Schrauben an der Rückseite 178a festgelegt ist. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nicht alle großen Öffnungen 204 mit einem Bezugszeichen versehen. Es sind insgesamt 36 Öffnungen 204 an der Rückseite 178a des Leitungskorpus 178 vorhanden, nämlich für jedes der 18 Schaltventile je zwei.The
Eine unterste Reihe von kleinen Öffnungen 206 führt über Leitungsabschnitte 208 unmittelbar zu den Dosieröffnungen 188.A bottom row of
Die Schaltventile 182 sind dazu angeordnet, die Leitungsabschnitte 208 mittel ihrer kleinen Öffnungen 206 mit ebenfalls kleinen Öffnungen 210 eines Leitungsabschnitts 212 zu verbinden oder die genannten Öffnungen 206 und 210 voneinander zu trennen.The switching
Der Leitungsabschnitt 212 mündet in der Rückseite 178a des Leitungskorpus 178 in einer mittleren kleinen Öffnung 214, welche zu dem in
Vom Leitungsanschluss 198 erstreckt sich ein kurzer Leitungsabschnitt 216 zu einer kleinen Öffnung 218, welche eine obere von drei kleinen Öffnungen 218, 214 und 220 ist, die durch das in
Die unterste kleine Öffnung 220 öffnet in einen Leitungsabschnitt 222, welcher lediglich zu einer mittleren kleinen Öffnung 224 des in
In das in
Unmittelbar mit dem gasführenden Leitungsanschluss 200 ist ein weiterer Leitungsabschnitt 234 verbunden, welcher zu kleinen Öffnungen 236 unter den Schaltventilen 184 der Gas-Ventilanordnung 185 führt. Zu den Schaltventilen 184 hin öffnen außer den kleinen Öffnungen 236 kleine Öffnungen 238 von Leitungsabschnitten 240, welche unmittelbar in die Gasauslassöffnungen 190 münden.Directly connected to the gas-carrying
Durch Schalten der Schaltventile 182 kann das an den Öffnungen 210 und damit das an der Öffnung 214 anstehende Fluid wahlweise zu den Dosieröffnungen 188 geleitet werden oder nicht.By switching the switching
Durch Schalten der Schaltventile 184 kann das an den Öffnungen 236 über den Leitungsabschnitt 234 anstehende Gas wahlweise zu den Gasauslassöffnungen 190 geleitet werden oder nicht.By switching the switching
Durch das in
Durch das in
Durch geeignetes Schalten der Umschaltventile 186 kann somit den Öffnungen 210 der Dosier-Ventilanordnung 183 entweder Flüssigkeit aus dem Behälter 34 oder Flüssigkeit aus dem Behälter 36 oder unter Druck stehendes Gas aus dem Gasdruckspeicher 69 zugeführt werden.By appropriately switching the switching
In
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 10 2007 041 071 B4 [0017]
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