DE1815502A1

DE1815502A1 - Vorrichtung und Verfahren zum selbsttaetigen Mischen und Umfuellen von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1815502A1
Application number: DE19681815502
Authority: DE
Inventors: Rothermel William Fletcher
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Coulter Electronics Inc
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1969-08-14
Also published as: FR1596942A; DE1815502C3; NO129170B; NL6818184A; IL31283A0; SE357621B; JPS531507B1; BE725652A; DE1815502B2; CH503513A; BR6804950D0; IL31283A; US3588053A; ES361610A1

Description

"Vorrichtung und Verfahren zum selbsttätigen Mischen und

Umfüllen von Flüssigkeiten"

Die Erfindung betrifft eine Misch- und Umfüllvorrichtung und ein Verfahren zur selbsttätigen Handhabung von zu messenden und untersuchenden Flüssigkeiten.

Sowohl.auf dem Gebiet der Medizin, Biologie und Chemie als auch auf anderen Gebieten erfordern Forschungsarbeit und routinemäßige Untersuchung die Verwendung von Meßgeräten aus Glas oder Metall, wie z.B. Reagenzgläser, Becheig.äser, Flaschen, Retorten, Pipetten und Destilliervorrichtungen. Dabei verwendet man seit kurzem einen selbsttätigen chemischen Apparat, insbesondere dann, wenn Versuche, Messungen und andere komplizierte Routinearbeiten ständig wiederholt werden müssen, aber mit verschiedenen Mustern bzw.

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Proben. Derartige Apparate werden für chemische Analysen, ! für die Chromatographie, Spektrophotoraetrie und für die Bestimmung und Analyse biologischer Proben verwendet.

Ein selbsttätiger Apparat muß Flüssigkeiten einsaugen, Konzentrate, verdünnen und Flüssigkeiten mischen. Handelt es sich dabei um Blutproben, so müssen mehrfach Verdünnungen hergestellt werden, die roten Blutkörperchen nüssen zerstört werden,wenn die weißen Blutkörperchen bestimmt werden sollen, Flüssigkeiten müssen gepumpt, wefte'rgeleitet und zwischen den Gefäßen bewegt werden. Die normalert weise bei der bisherigen Arbeitsweise angewandten manuellen Verfahren sind nicht zufriedenstellend, und die Gefäße und Geräte des herkömmlichen Laboratoriums eignen sich nicht für ein- selbsttätige Vorrichtung. Obwohl man inzwischen Glaswaren entwickelt hat, die der Nachfrage nach selbsttätig arbeitenden Geräten Rechnung tragen, haben die grundsätzlichen Anforderungen an ein selbsttätiges Gerät Probleme aufgeworfen, die durch die bisher entwickelten Glasgeräte noch nicht restlos gelöst sind.

Das Hauptproblem ist die Handhabung einer Anzahl von Flüssigkeiten auf kontinuierlicher Basis. Als selbsttätiges Gerät als solches wäre ein Gerät mit kontinuierlichem Durch-) fluß am wirkungsvollsten, welches ein und dieselben Versuche mit der kontinuierlich durchfließenden Probe ständig wiederholen und die gewünschten Meßergebnisse liefern würde. Leider ist die Zweckmäßigkeit eines derartigen Geräts offensichtlich begrenzt, denn der Techniker muß die Unteiaichungsparameter für jede einer Reihe von verschiedenen Proben wissen. Bei der Untersuchung verschiedener Proben muß das Gerät jede Probe getrennt behandelnj es muß also ein Gerät mit Satzbetrieb sein, das aber in der Irage ist, eine Probe nach der anderen routinemäßig, rasch und kontinuierlich abzufertigen ^% und ohne Verwechslung der einzelnen Proben exakte Resultate zu liefern.'

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Dabei taucht also das Prouem auf» daß die Proben voneinander getrennt gehalten werden müssen, und das erfordert wiederum eine unbedingte Steuerung der Handhabung der Proben.

Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines entsprechenden Verfahrens zur einfachen und vollständigen ümfüllung von Flüssigkeit, aus einem Gefäß in ein anderes bei hoher Genauigkeit und einem Minimum an Verunreinigung.

Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Geräts und Verfahrens werden die Flüssigkeiten in die Gefäße entweder in bereits darin enthalten*⁵ Flüssigkeiten oder gemeinsam mit anderen Flüssigkeiten eingeleitet, und zwar bei minimaler Wirbelbildung aber gleichzeitiger Mischung der Flüssigkeiten während ihres Einlaufens und zusätzlicher anschließender Mischung.

Veiter sind erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung «ur Mischung einer Flüssigkeit und gleichzeitiger Verengerung ihrer Bewegung aus einem Gefäß unter Verwendung von Druckgas vorgesehen· Durch die erfinduhgsgemäße Anordnung der Flüssigkeitsgefäße und -Leitungen wird das Druckgas zur Beförderung der Flüssigkeit aus einem Gefäß in ein anderes buw. tür Leerung eines Gefäßes und zur Mischung der Flüssigkeiten verwendet* Ein vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des entsprechenden Verfahrens ist als die Steuerungsweise des'Gases, z.B. bei der Leerung eines Gefässes. Solange eich der Großteil der Flüssigkeit noch in dem Gefäß befindet, hat der auf die Flüssigkeit wirkende Gasdruck, der die Flüssigkeit aus dem Abfluß verdrängt, seinen Höchstwert, um die Entleerung des Gefäßes zu beschleunigen. Durch entsprechende Regulierung wird der Druck des Gases allmählich

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während der Entleerung des Gefäßes gesenkt, bie er schließlich praktisch gleich Hull ist, so daß die Letrung in vollem Umfang erfolgt, ohne daß dabei Gas durch den Abfluß in ' das nächste Gefäß für die Flüssigkeit dringen kann»

Bei dem von Wallace H. Coulter erfundenen Teilchenanalyslergerät, das weltweit unter der Bezeichnung "Coulter Counter" bekannt geworden ist, werden Teilchen wie z.B. rote und weisse Blutkörperchen abgetastet, sobald sie zusammen mit einer Flüssigkeit durch eine öffnung kleiner Dimensionen bei gleichzeitigem Fluß von elektrischem Strom durch diese öffnung tre- ! * ten. Eine derartige Tastöffnung' und die dazugehörigen Kiemen-ι te können normalerweise nicht zwischen kleinen Gasbläeohen j und kleinen Teilchen unterscheiden, die beide in einer Größen- "_^; j Ordnung von wenigen Mikrons liegen. Bei einem Gerät, mit wel- ι ■' ehern Zählungen, Grijßenbestiminungen und Verglelchsa&alyeen durchgeführt werden sollen, sind also Bläschen aller Art ausseiet unerwünscht. Selbst das optische Zählen kann durch das Vorhandensein von Bläschen unexakt werden. Viele durch Wirbelbildung während, des Einführens, Durchmlsohens, Verdünnene, Weiterleitens und ähnlicher Handhabungen von Flüssigkeiten entstehende Bläschen sind nur vorübergehender Natur und verschwinden rasch, aber das Problem sind die beständigen Gasbläschen. Viele Chemikalien fördern die Bläschenbildung, so z.B. Hämolyse bewirkende Mittel, die zur Zerstörung roter Blutkörperchen verwendet werden, damit weiße Blutkörperchen-Bestimmungen durchgeführt werden können. Die erfindungsgemäsee Vorrichtung und das entsprechende Verfahren sind besondere geeignet, die Bildung von beständigen Gasbläschen zu verhindern.

Es hat sich herausgestellt, daß sich große Gasblasen schnell durch die Flüssigkeiten bewegen und als unbeständig gelten können. Diese Blasen sind also duchaus zulässig und lassen

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ORIGINAL INSPECTSD

sich für Mischzwecke verwenden, da sie ohne weiteres wieder verschwinden, sobald sie an die Oberfläche des iTiissigkeitskörperSj in welchem sie entstehen, gestiegen sind. Unerwünscht sind die kleinen Gasbläschen, die sogar mikroskopisch winzig sein können und weder ohne weiteres an die Oberfläche der Flüssigkeit steigen noch ohne weiteres zu zerstören sind und sich oft mit den Flüssigkeiten durch die Leitungen bewegen. Sie verursachen Ungenauigkeiten in den Messungen der sie enthaltenden Flüssigkeiten. Bei elektronischen Teilchentastgeräten führen sie zu falschen Zählergebnissen, liefern falsche Signale und können allgemein durch Haftung an den Gefäß- und Leitungswandungen zur Verunreinigung führen.

Erfindungsgemäß soll eine Vorrichtung geschaffen werden, in welcher die Bildung winziger, unerwünschter Bläschen im wesentlichen verhindert wird und große, kontrollierbare Mischblasen zur Mischung von Flüssigkeiten erzeugt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der ErfMung wird Gasdruck verwendet, um Flüssigkeit aus einem Gefäß in ein anderes Gefäß oder in einen anderen Abschnitt der dazugehörigen Vorrichtung weiiH?zuleiten. Bei zwei Gefäßen, nämlich einem ersten Gefäß, in welches Flüssigkeit einläuft, und einem zweiten Gefäß, welches mit dem Abfluß des ersten Gefäßes über ein tangential in das zweite Gefäß einmündendes Rohr verbunden ist, wird erfindungsgemäß durch Gasdruck ein Eindringen der einlaufenden Flüssigkeit in das Verbindungsrohr verhindert, und gleichzeitig werden Gasblasen zur Mischung der im ersten Gefäß enthaltenen Flüssig-keit erzeugt. Im oberen Bereich des ersten Gefässes ist eine Auslaßöffnung für das entweichende Gas vorgesehen und im oberen Bereich des zweiten Gefäßes eine Einlaßöffnung, durch welche das Gas eingeleitet wird. Diese Durchlaßöffnungen können ohne weiteres an eine Gasregelvorrichtung angeschlossen werden und in verschiedenen Eigenschaften dienen.

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Sobald die Durchmischung abgeschlossen ist und die !flüssigkeit aus dem ersten Gefäß in das aeite Gefäß umgefüllt v/erden soll, werden die öffnungen durch die Gasregelvorrichtung funktionsmäßig vertauscht. Die öffnung im ersten Gefäß wird mit der Gasdruckquelle verbunden und die öffnung des zweiten Gefäßes mit· dem Abzug.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eiE schematische Darstellung eines Teils eines selbsttätigen Plussigkeitssystems mit Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines aus zwei getrennten Gefäßen bestehenden Qasteils, wobei ein Teil weggebrochen und im Schnitt dargestellt ist}

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 2 in der angegebenen Richtung;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4—4- in Fig. 2 in der angegebenen Sichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß" einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

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Fig* 6 eine schematische Darstellung einer auf verschiedene Weisen, je nach Vorhandensein oder Fehlens bestimmter Verbindungen und Ventile, betätigbare Vorrichtung, wobei diese Darstellung zur Erklärung und nicht zur Veranschaulichung einer bestimmten Konstruktionsform dient $

Fig· 7 eine eohematische Darstellung einer Vorrichtung mit einem einzigen Gefäß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein System zur Handhabung von Flüssigkeiten wie Blutproben oder dergl. zur Feststellung bestimmter Probenparameter durch Messungen und Berechnung. Mi? dia Erf Ie« dung besonders wichtig sind die Gefäße 1O,12₃i^ imd 16* B©i iiesen Gefäßen handelt es sich um Mischkammer·^ "»ad obw@hl ei© gsiniß der vorliegenden Zeichnung ίήϊτ paarweise Funktion

sind ,können in vielen Fällen auch Einzelgefäße werden. Weite,? sind Flüssigkeltsquellen 18,20 und 22 vorgesehen, welche der Reihenfolge nach z.B. Blutprobe, esetes ?f»rdünnungsmitt@l_B zweites Verdünnungsmittel enthalten können und allgemein als Quellen A,B, C bezeichnet wer- €@bu Zur gesteuerten Einführung der Flüssigkeiten in das System ist eine Mischvorri chttmjr 24 bestehend aus einer An-Ordnung von Dosierventilen vorgesehen. Eine solche Mischvorrichtung schließt für gewöhnlich auch Geräte wie Pumpen, Leitungen und dergl. ein. Ein Programmsteuerungszentrum 26 sorgt für die GesamtsteuerunE des Systems und siaiert die Mischvorrichtung 24 über eine Steuerleitung 27.

Es wird hior von der Annahme ausgegangen, Blutindices müssen bestimmt werden, z,B. die Zahl weißer und roter Blut-

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körperchen. Die Mischvorrichtung 24 saugt eine Probe aus der Flüssigkeitsquelle A bei 18 über eine Leitung 28 an und läßt eine ganz bestimmte Menge der Probe zusammen mit einer bestimmten Menge eines Verdünnungsmittels durch die Leitung 30 in das erste Gefäß 14. einlaufen.· Das Verdünnungsmittel wird z.B. von der Flüssigkeitsquelle B bei 20 über die Leitung 32 bezogen. '

Unter Druck stehendes Gas wird der Eintrittsöffnung 34 über die Leitung 36 zugeführt und strömt von oben in das Innere * des Gefäßes 16 einj füllt das Gefäß 16 und strömt an dessem unteren Ende wieder aus. Das Gas ist über ein Gasventil 40 steuerbar, welches von der Leitung 42 versorgt und über eine Leitung 64 vom Programmsteuerungszeife-rum 26 programmiert wird.

Durch die Einleitung von Gas in das Gefäß 16 durch die öffnung 34 wird das Eindringen der zwei in das Gtfäß 14 einlaufenden Flüssigkeiten durch das Verbindungsrohr 38 in das Gefäß 16 gesteuert. Sobald die Flüssigkeiten in das Gefäß 14 einzulaufen beginnen, strömt in das Gefäß 14 von unten über das Verbindungsrohr 38 Gas ein und entweicht dann durch die Öffnung 44 und eine Leitung 46. Die von der Mischvorrich-) tung 24 abgegebenen F üssigkeiten verbleiben im Gefäß 14 und werden durch große, aus dem Verbindungsrohr 38 aufsteigende Gasblasen gründlich gemischt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart eingestellt, daß diese Blasen sichtbar sihd, bei einem Durchmesser in der Größenordnung von 1000 bis ?000 Mikrons, wobei man die Blasen rasch aufsteigen und verschwinden läßt. Unerwünschte Bläschen, die wesentlich unter der vorstehend angq^benen Größenordnung liegen, könnten näirjich lange genug in der Schwebe bleiben, um später als Teilchen gezählt zu werden, und außerdem könnten sie an den Wandungen der Gefäße und Leitungen haften bleiben und zu gegenseitiger Verunreinigung der Proben führen.

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Nach, einer durch, das Programmsteuerungszentrum 26 bestimm-. ten Zeit kann die im Gdaß 14 erhaltene und gemischte Flüssigkeit durch das Verbindungsrohr 38 in das Gefäß 16 abzie-. hen, wo sie eine zusätzliche Mischung erfährt. Das Gasventil 40 wechselt die Durchlaßöffnungen 34 und 44, welche also nun nicht mehr als Eintritts- und Austrittsöffnung sondern als Austritts- "bzw. Eintrittsöffriung fungieren, so daß auf den im Gefäß 14 enthaltenen FlüssigEitskörper Druck'wirkt und die Flüssigkeit durch das VerMndungsrohr 38 in das Gefäß 16 verdrängt. Während der Umfüllung der Flüssigkeit vom Gefäß 14 in das Gefäß 16, wird der Druck progressiv gesenkt,· so daß mit abnehmendem Flüssigkeitsvolumen im Gefäß 14 auch der Druck fällt, wodurch verhindert wird, daß ein starker B¹ äschenstrom nach erfolgter Umfüllung in den im Gefäß 16 enthaltenen Flüssigekeitskörper schießt j TJmfüllung der gesamten Flüssigkeit ist aber dabei gewährleistet. Nach erfolgter Veiterbeförderung der Flüssigkeit wird noch weiterhin etwas Gas langsam in das Gefäß 16 gepumpt, um den zusätzlichen Mischeffekt zu erzielen, obwohl die von unten her erfolgende Einführung der Flüssigkeit in das Gefäß 16 bereits für eine Mischung während des Umfüllvorgangs sorgt. Sobald die in dem Gefäß 16 befindliche Flüssigkeit gut durchgemischt- ist, wird ein Teil der Flüssigkeit über ein in das Gefäß 16 eintauchendes Saugrohr 48 abgezogen.

Wie ersichtlich, wurde bei dem genannten Beispiel die erste Verdünnung hergestellt, um eine Biiikörperchenverdünnung zu . erhalten, die dann schließlich auf weiße Blutkörperchen beschränkt wird. Da die Zählung roter Blutkörperchen bei einer viel höheren Verdünnung der Probe durchgeführt werden muß, wird die erste Verdünnung nochmals verdünnt, und aus eben diesem Grund wird ein kleiner Teil der Flüssigkeit aus dem Gefäß 16 über das Saugrohr 48 abgezogen, welches mit der Mischvorrichtung 24 durch eine Leitung 50 verbunden ist. Die Flüssigkeit gelangt aus der Leitung 50 in die Mischvorrichtung

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und wird über die Leitung 52 in das G daß 10 geleitet, dem ersten Gefäß des durch das Rohr 54· verbundenen Paares. Die aus der Leitung 50 in die Mischvorrichtung 24 strömende Flüssigkeit wird dort mit einem anderen von der Quelle 0 bei 22 du?cn die Leitung 58 bezogenen Verdünnungsmittel verdünnt .

In den Gefäßen 10 und 12 findet derselbe Duchmischungs- und Umfül!vorhang statt wie im vorhergehenden im Zusammenhang mit den Gefäßen 14- und 16 beschrieben. Ein Gasventil 60, das ebenfalls vom Programmsteuerungszentrum 26, und zwar über eine Steuerleitung 62, geregelt wird, dient derselben Funktion wie das Gasventil 40. Die Durchlaßöffnungen 66 und 68 und die Leitungen 70 und ?2 entsprechen den Durchlaßöffnungen 34 und 44 bzw. d.en Leitungen 36 und 46 und arbeiten auf dieselbe Art und Weise. Die Leerung der Gefäße 10 und 12 wird vom Steuerungszentrum 26 über die Steuerleitung 76 gesteuert und erfolgt über einen Abfluß 73 und ein Ventil 74. Die erhaltene Verdünnung roter Blutkörperchen wird einer entsprechenden Zähl- oder Meßvorrichtung R zugeführt, die hier durch einen Block 77 dargestellt ist. Da die im Gefäß 16 befindliche Flüssigkeit für die Bestimmung weißer Blutkörperchen verwendet werden soll, wird sie zunächst durch eine Abflußleitung 78 und durch ein über die Steuerleitung 80 geregeltes Ventil 79 geleitet und gelangt von dort in die Leitung 82 und anschließend in ein Hämolysegefäß 84. Auch bei diesem Gefäß wird unter Druck stehendes Gas zur Mischung, Zurückhaltung und Weiterleitung der Flüssigkeit verwendet, außerdem wird in das Gefäß 84 über eine Leitung 86 eine zweite Flüssigkeit von einer Flüssigkeitszufuhr 90 einer vierten FlüssigkeitsquelleDvon einer Flüssigkeitspumpe 88 eingeführt, welche über die Steuerleitung 92 ebenfalls durch das ProgrammsteuerungsZentrum-26 gesteuert wird. Bei der in die Leitung 86 gelangenden Flüssigkeit

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handelt es sich um ein Hämolys<? bewirkendes Mittel. Nach erfolgter Hämolyse wird die resultierende Flüssigkeit durch ein Ventil 94- in eine Leitung 9¹^ «"hfegeben, durch welche eie dann in eine Meßvorrichtung W gelangt, die hier als Block 96 dargeetellt ist. Das Ventil 94- wird über eine Steuerleitung 97 vom Programmsteuerungszentrum 26 betätigt.

Eine Gasquelle 43 dient zur Versor^mg des gesamten Systems. Diese Quelle, bei der es sich um Luft handeln kann, ist mit verschiedenen Gasventilen 4-0,60 und 89 über die Leitungen 42 verbunden. Jedes Gasventil besitzt auch eine Austrittsseite und funktioniert auf herkömmliche Weise. über dne Leitung 99 wird vom Gasventil 89 Gas in das Gefäß 84 eingeleitet oder aus dem Gefäß 84 abgeleitet. Die Funktion des Ventils 89 wird vom Zentrum 26 über die Leitung 98 gesteuert»

Im Zusammenhang mit der Umfüllung der Flüssigkeiten wird auf die Verwendung eines Verbindungsrohrs hingewiesen, welches aus einem Gefäß in ein anderes mit höherer Drucksäule führt, so daß eine bestimmte Druckhöhe überwunden werden muß, damit die Flüssigkeit passieren kann. Dies erreicht man ohne "weiteres, wie beschrieben, durch Verwendung von unter Druck stehendem Gas, wobei außerdem die Flüssigkeit restlos aus dem Verbindunr-srohr geblasen wird. In diesem Fall sind keiii3 Ventile erforderlich, und mit entsprechender Steuerung des Gases läßt sich eine sehr exakte Steuerunc der Flüssigkeitsbewegung erreichen. Andere Teile der Vorrichtung erfordern jedoch Ventile verschiedenster Arten, wobei es sich zum Großteil um selbsttätige Typen handelt, die im Handel ohne weiteres erhältlich sind.

In Fig. 2,3 und 4 sind die Einzelheiten des Aufbaus einer

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Mischvorrichtung mit einem aus dem Gefäß 14 und 16 beste-. ■ henden Doppelgefäß dargestellt. Die Gefäße sind bei 100 bzw. 102 mit einer Art Kappe abgeschlossen, obwohl die Gründkonzeption des tangentialen Flüssigkeitseintrittl auch mit offenen Gefäßen durchführbar ist. Ein Stuteen' 104 ist an die Wandung des Gefäßes 14 anschließend derart ausgebildet, daß seine Bohrung 106 in das Gefäßinnere tangential zur Innenfläche einmündet (Fig. 3)· Auch der Neigungswinkel der Bohrung·106 ist derart vorgesehen, daß der Strahl der aus der Leitung 30 einlaufenden Flüssigkeit leicht nach unten gerichtet ist. Der in.das Gefäß eintretende Flüssigkeitsstrahl verteilt sich glatt auf der Innenfläche der Gefäßwandung, benetzt die Wandung und bewegt sich schraubenförmig nach unten, wie durch die gestrichelte Linie 108 angedeutet. Am Boden des Gefäßes bildet sich ein Strudel, aber mit minimaler Wirbelströmung und daher einem Minimum an winzigen.Gasbläschen.

Wie bereits im vorhergehenden dargelegt, wird das unter Druck stehende Gas durch die öffnung 34 in die Kammer 16 eingeleitet, dringt in die Bohrung 110 des Verbindungsrohrs 38 ein und steigt durch die Austrittsöffnung 112 hoch. Solange das Gas unter Druck steht, verhindert es, daß die sich am Boden des Gefäßes 14 sammelnde Flüssigkeit in die Bohrung 110 eindringt und bewirkt das Aufsteigen großer Gasblasen aus der Austrittsöffnung 112 durch die Flüssigkeit nach oben (Fig. 5) und damit eine Mischung der Flüssigkeit 'durch die entstehende Auf- und Abwärtsbewegung. Das Gas entweicht dann in den über der Flüssigkeit befindlichen Hau» des Gefäßes 14 und strömt durch die öffnung 44 aus.

Beim Umfüllen der Flüssigkeit von einem Gefäß in das andere wechseln die Durchlaßöffnungen 34 und 44 ihre Funktion.

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;ί:|!' Der Druck wirkt durch die öffnung 44, und das Gas kann ' . durch die öffnung 34 ausströmen. Die !flüssigkeit wird

' . durch aie Bohrung. 110 gedrückt und läuft bei 114 in das L Gefäß 16 an deasem unteren Ende ein (Fig. 4), und zwar ebenfalls tangential, so daß bei der Umfüllung möglichst gering» ldtrb el strömung entsteht. Da das Ventil 79 normalerweise zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, sammelt sich - die !Flüssigkeit am Boden des Gefäßes 16, und die bei 114 einlaufende !flüssigkeit erzeugt einen Strudel,.'der die Flüssigkeit gründlich durchmischt. Durch das sich oberhalb des Ventils' 79 sammelnde Gas kann die Flüssigkeit nicht durch den engen Durchmesser der Leitung 78 dringen.. Wie bereits erklärt, können sich die in das Gefäß 14 eingeleiteten Flüssigkeiten aus einem kleinen Volumen einer - . hochkonzentrierten Flüssigkeit und einem Verdünnungsmittel zusammensetzen} wenn eine gründliche Durchmischung erforderlich ist, ist die Verwendung von zwei Gefäßen zweckmäa-■ sig. In vielen Fällen kann eines der Gefäße wegbleiben.

Der Eirilaßstutzen 104 ist im verhältnismäßig großem Abstand oberhalb des Flüssigkeitsspiegels am ersten Gefäß 14 ausgebildet. Durch diese Anordnung wird die Verunreinigung auf ein Minimum beschränkt, da nur das der Probe folgende Verdünnungsmittel mit der Wandung des Einlaufestutzens in Berührung kommen kann. Es handelt sich hierbei um eine Vorzugsausbildungsform, denn die Verhinderung der Verunreinigung ist von größter Bedeutung. Das Saugrohr 48 mündet in kurzem Abstand unterhalb der Eintrittsöffnung 114 ein, um die Möglichkeit auszuschließen, daß Gasblasen in die Leitung 50 eingesaugt werden.

In Pig. 5 ist ein Einzelmischgefäß 120 dargestellt mit einem dem Einlaßatutzen 104 in Fig. 2 ähnlichen Einlaßstutzen

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122, wobei die Flüssigkeit in das Gefäß 120 tangential längs der geebrichelten Linie 121 auf einem sohraubenförmigen Pfad einläuft. Am oberen Ende des Gefäßes 120 .erstreckt sich eine Gasdurchlaßöffnung 124 durch die Kappe 123? das Gas wird von einer nicht dargestellten Quelle •von der Leitung 125 über eine Gasregelvorrichtung 126 bezogen. Das Gas kann über die Leitung 127 eingeleitet oder abgelassen werden bzw. durch den mit der Leitung 150 in Verbindung stehenden Abfluß 128 "eingeleitet werden, ebenfalls unter Steuerung durch die Gasregelvorrichtung. Das durch den Abfluß 128 eingeleitete Gas erzeugt große Gasblasen, die durch den FlüsAgkeitskörper hochsteigen und nicht nur ein Eindringen der Flüssigkeit in den Abfluß 128 verhindern, sondern auch zur gründlichen Durchmischung der Flüssigkeit durch die,in kleinen Pfeilen 132 gestrichelt dargestellte, entstehende Auf- und Abwärtsbewegung dienen. Über eine Ausströmungsleitung 134 wird das Gas von der Gasregelvorrichtung abgelassen. Ein Auslaßventil 146 ermöglicht die Weiterleitung der Flüssigkeit durch den Abfluß 128 und wird durch eine Steuerleitung 147 entsprechend programmiert.

Der in Fig. 6schematisch dargestellte Aufbau zeigt Verbindüngen und Zubehörvorrichtungen, welche einen weiten Anwendungsbereich der Konstruktion ermöglichen. In Fig. 6 ist die der Darstellung in Fig. 2,3 und 4 entsprechende Konstruktion jeweils durch die Vorziffer 6 vor demselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Zweckmäßigkeitsgründen ist eine spiegelgleiche Anordnung vorgesehen, welche durch gleiche Bezugszahlen mit der Vorziffer 6 und einem hochgestellten Strich am Ende gekennzeichnet ist. Außer der bereits erwähnten Konstruktion sind hier Eintrittsöffnungen 601 und 601' für die Einführung der Flüssigkeit von außerhalb liegenden Quellen in das Innere des entsprechenden Gefäßes vorgesehen sowie eine Anzahl von Ventilen, tiiese Ventile sind mit V1, V2, V3, V4 und V5 bezeichnet und'werden über nicht

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dargestellte Programmier- und St euerungs elemente geregelt. Zur Weiterbeförderung der Flüssigkeit verwendet man Gasdruck. Beim Aufbau dieser Vorrichtung werden dieselben konstruktiven Maßnahmen vermeidet, wobei einige Teile weggelassen oder doppelt ausgeführt werden können. Die Einlaßöffnungen 60A- und 604* münden tangential ein; die Abmessungen der der Gefäße sind so gewählt, daß nur eine eine gute Durchmischung gewährleistende Mindestfläche der Gefäßwandung von dem zu handhabenden Flüssigkeitsvolumen berührt wird; im unteren Bereich der Gefäße münden Eintrittsöffnungen tangential ein, um die kreisförmige Bewegung der einlaufendes Flüssigkeiten an fördern; die Abmessungen der Abflnßl ei tragen und Verbindungsrohre zwischen den Gefäßes, sind optimal gewählt, so daß eine Kapillarität durch zu kleinen Durchmesser der Leitungen vermieden wird« Eurerseits muß die Leitung im Durchmesser so eng sein₉ daß Gas zur Steuerung der Flüssigkeit verwendet werdea kaaa«, Bai eicer Konstruktion für die Handhabung ¥©a Blmtl§si5Sg©a liegt diese Abmessung ungefähr bei eiaem Bmrchm®mm®^ ¥©a Oo 1$

In Fig. 6 kiimea viele vers©Med©B,ar^<feig© verwendet werden. Bei geschlossenen Ventilen V1, V2, V3 und V4 UEd Einführung des Gases bei 656» wobei das Ventil V5 lediglich die Leitung 6114' mit der Leitung 638 verbindet, kön nen s.S. die Flüssigkeiten, bei 604 und/oder 601 eingeleitet werden. Durch die Austrittsöffnung 6112 dringen Gasblasen ein und entweichen durch die öffnung 646, welche hier als Austrittßöffmmg funktioniert. Bei 604* oder 601* werden hierbei keine Flüssigkeiten eingelassen. Nach Wunsch kann das Ventil V5 so eingestellt werden, daß während dieser Zeit Gas durch die Austrittsöffnung 6112* und die Leitung 638^f in das Gefäß 614 eindringt.

Sobald die Flüssigkeit gründlich durchgemischt ist, werden

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die Gasdurchlaßöffnungen 646 und 656 funktionsmäßig vertauscht, so daß das Gas durch 646 ein- und durch 636 ausströmt. Aus dem Gefäß 614 läuft die Flüssigkeit in das Ge- ' faß 616 auf einem beliebig gewählten Pfad ein, je nach Konstruktion und Funktion des Ventils V5. Sobald die Flüedgkeit in dieses Gefäß eingelaufen -ist, können zusätzliche Flüssigkeiten bei J604¹ und 601 eingeführt werden, und eine zusätzliche Mischung kann stattfinden, und zwar nicht nur während des Einlaufens der Flüssigkeiten sondern auch noch danach, indem man entweder durch die Leitung 638' oder von der Einfüll eitung 6114· das Gas weiter durch die Flüssigkeit aufsteigen läßt* Danach kann die Flüssigkeit durch entsprechende Tentilregelung und-Gassteuerung durch die Abflußleitung 678* und das Ventil V3 abgelassen werden.

Es ist möglich, während dieser Phase zusätzliches Gas über das Ventil V1 durch 678' zur Mischung oder dergl. einzulassen.

Weitere Anordnungs- und Programmiermöglichkeiten ergeben sich bei eingehender Betrachtung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung.

Fig. 7 stellt ein neuartiges,erfindungsgemäßes Ventilsystem dar und veranschaulicht insbesondere, auf welche Weise ein kontinuierlich abnehmender Gasdruck zum Zwecke der Entleerung, wie im vorhergehenden erklärt, erreichbar ist.

Das Gefäß 160 kann den in Fig. 5 dargestellten Gefäß gleichgesetzt werden und weist eine Gasdurchlaßöffnung 162 auf sowie eine Flüssigkeitseintrittsöffnung 164 nahe dem oberen En de des Gefäßes, einen AbfLuß 166, eine untere Gaseintrittsöffnung 168, ein Ventil 169 und ein Auslaßventil 170. Die bisher erwähnten Elemente sind gemäß der vorherghenden Beschreibung aufgebaut.

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Eine Gasquelle 172 stellt über eine Leitung 174 mit einem Druckregler 176 in VerbirLung, welcher den Druck des in den Druckbehälter 178 eingelassenen Gases steuert. Der Druckregler ist mit dem Druckbehälter 178 über ein Zweiwegventil 180 durch Leitungen 184 und 182 verbunden. Von einem Programmsteuerungszentrum 186 führen Steuerleitungen 188, 190, 192 und 194 zu verschiedenen Teilen der Vorrichtung. Eine Leitung 196 verbindet den Druckbehälter 178 mit einem von Hand betätigbaren Nadelventil 198, welches seinerseits über eine Leitung 200 einem Dreiwegventil 202 Gas zuführt. Dieses Dreiwegventil 202 ist mit einer Auslaßleitung 204 derart verbunden, daß die Gaseinlaßöffnung 162 des Gefässes 160 über die Leitung 206 mit da? Auslaßleitung 204 oder mit der Gasdruckzuführleitung 200 verbindbar ist. Der Druckregler 176 steeurt den Gasdruck auch durch ein von Hand betätigbares Nadelventil 210 über eine Leitung 208. Das durch das Nadelventil 210 strömende Gas gelangt über eine Leitung 212 in das Ventil 169.

Sobald die Flüssigkeit in das Gefäß 160 durch die Eintrittsöffnung 164 einströmt, wird das Ventil I70 geschlossen, wobei dieser Zustand über eine von der Steuerung 186 oder eine andere Steuervorrichtung in einem anderen Teil des Systems betriebene Steuerleitung 194 bewirkt wird. Das Ventil 169 wird durch die Steuerung 186 über die Steuerleitung 190 geöffnet und ist über die Leitung 212 mit dem von Hand betätigbaren Nadelventil 21^ verbunden, welches von der Gasquelle 172 entweder durch den Druckregler 176 oder einen anderen Regler über die Leitung 208 unter Druck stehendes Gas erhält. Auf diese Weise kann Gas durch den Abfluß 166 in den Flüssigkeitskörper zur Mischung der Flüssigkeit aufsteigen, wobei es gleichzeitig jegliches Eindringen von Flüssigkeit in den Abfluß verhindert. Das Gas strömt durch die Auslaßleitung 204 zusammen mit dem im Gefäß 160 durch die eindringende Flüssigkeit verdrängten Gas aus. Um eine bestmögliche

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Durchmischung zu erreichen, werden die Ventile 169» 170 und 202 vorzugsweise in diesem Zustand belassen, bis die gesamte vorbestimmte Flüssigkeit eingelaufen ist und die Kreisbewegung des Flüssigkeitskörpers nachgelassen hat.

Nach gründlicher DurctnLschung der Flüssigkeit werden die Ventile 169, 170 und 202 durch vom Steuerungszentrum 186 an die Steuerleitungen 190, 194- und 188 abgegebene Signale in ihre zweite Stä-lung gebracht, um die Leerung, zu bewirken. Das Entweichen von Gas durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 164 wird durch eine Anordnung wie z.B. die Verdrängung spumpe 88 und die Mischvorrichtung 24 in Fig. 1 verhindert.

In diesem Stadium herrscht im System folgender Zustand: Das Ventil 169 ist geschlossen und verhindert das Ausströmen des Gases durch den Abfluß 166. Das Ventil 170 ist geöffnet und läßt aus dem Abfluß 166 durch eine Rohrleitung 171 der nächsten, hier nicht dargestellten Bearbeitungsstufe Flüssigkeit zufließen. Das Dreiwegventil 202 befindet sich in einer Stellung, in welcher Gas über die Leitungen 200 und 206 durch das Nadelventil 198 und die Durchlaßöffnung 162 einströmen kann. Außerdem wird das Zweiwegventil 180 über die Steuerleitung 192 vom StaierungsZentrum 186 her geöffnet. Auf diese Weise füllt sich der Druckbehälter 178 mit Gas unter einem von der Keglercharakteristik

gesteuerten Druck, mit einem Wert von ca. 0,35 kg/cm .

Durch diesen Druck im Behälter 178 läßt das Nadelventil 198 durch das Dreiwegventil 202 Gas in das Gefgß 160 durch die öffnung 162 einströmen und dabei über dem Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 160 einen Gasdruck entstehen, der durch das Nadelventil 198 auf die erforderliche Stärke einstellbar ist, um. die im Gefäß 160 befindliche Flüssigkeit durch den Abfluß

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166 und die Bohrleitung 171 mit der gewünschten Geschwindigkeit ausströmen zu lassen.

Bei dieser Phase des Flüssigkeitsumfüllvorgangs wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit durch den Abfluß 166 und die Rohrleitung 171 aufgrund folgender Bedingungen konstant gehalten: sobald die Rohrleitung 171 mit Flüssigkeit gefüllt ist, die sich mit einer gegebenen Geschwindigkeit bewegt, hat die Reibung zwischen der Flüssigkeit und der Bohrwandung 171 einen gegebenen Wert, und der Druckabfall über dem nadelventil 198 wird auf einem stetigen Wert gehalten· Die durch das Gas im Gefäß 160 auf die Flüssigkeitsoberfläche drückende Kraft ist die einzige Kraft, die außer der Schwerkraft auf das System einwirkt.

Venn die in der Rohrleitung 171 auftretenden Reibungskräfte, welche der im Gefäß 160 verbleibenden Gasdruckkraft entgegenwirken, gleich der Gasdruckkraft und der Schwerkraft sind, ergibt sich in der Fließgeschwindigkeit keine wirksame Ab- oder Zunahme. Venn also durch die Rohrleitung 171 Flüssigkeit mit konstanter Geschwindigkeit strömt, muß im Gefäß 160 über der verbleibenden Flüssigkeit eine konstante Gasdruckkraft herrschen. Saraus ergibt sich, daß ein konstanter Gasdruck auf die Flüssigkeit wirken muß, um den Zustand eines konstanten Flusses zu erreichen. Ba das vom Gas eingenommene Volumen des Gefäßes 160 mit derdirch den Abfluß 166 ausströmenden Flüssigkeit zunimmt, muß das Gas durch die Öffnung 162 mit einheitlicher Durchflußgeschwindigkeit einströmen, um den Gasdruck im Gefäß 160 auf einer konstanten Höhe su halten. Ber konstante Fluß wird über den Druckregler 176 und das Nadelventil 198 erreicht, welche zu diesem Zeitpunkt mit dem Gefäß 160 über die Leitungen 206,200 196, 184 und 182 und die Bauteile 202, 178 und 180 verbunden sind.

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Diese konstante Durchflußgeschwindigkeit wird vom Steuerungszentrum 196 aufrechterhalten "bis das Gefäß 160 fast leer istj dann gibt es über die Steuerleitung 192 Befehl zur Änderung der Ventileinstellung 180. Dadurch ergibt sich die im vorhergehenden erwähnte kontinuierliche Abnahme der Entleerungsgeschwindigkeit aus dem Gefäß 160 durch die Rohrleitung 171* so daß die Geschwindigkeit der Flüssigkeit praktisch Null wird sobald der letzte Flüssigkeitstropfen die Rohrleitung 17I verlassen hat.

Normalerweise, wie auch bei dieser bevorzugten Ausführungs-™ form der Erfindung, sind die Reibungskräfte in den flüssigkeit sführenden Leitungen 166 und I7I und in dem Nadelventil 198 gegenüber den durch die Masse und Geschwindigkeit der verschiedenen Flüssigkeiten entstehenden Trägheitskräften groß. Wenn dies der Fall ist, ist auch der hierfür verwendete Druck im wesentlichen gleich Null. Venn jedoch die Hasse und/oder Geschwindigkeit der Flüssigkeit so groß ist, daß die Trägheit nicht unerheblich ist, dann kann die Kapazität der vom Gas eingenommenen Volumen so geregelt werden, daß eine negative oder bremsende Kraft auf die Flüssigkeitsoberfläche einwirkt.

k Eine Bremswirkung wird auf folgende Art und Weise erzielt: Im entsprechenden Moment wird das Zweiwegventil180 über die Steuerleitung 192 vom Steuerungszentrum 186 geschlossen. Sowie Gas aus dem Druckbehälter 178 durch das Nadelventil dringt, fängt der Druck im Behälter 178 zu sinken an. Mit Abnahme des Druckes nimmt auch die Durchtrittsgeschwindgkeit des durch das Nadelventil strömenden Gases ab und damit auch die Durchtrittsgeschwindigkeit des in das Gefäß 160 einströmenden Gases. Sobald dies der Fall ist, nimmt der Druck im Gefäß 160 ab, womit sich eine Abnahme der auf die im Gefäß 160 verbleibende Flüssigkeit einwirkenden Kraft ergibt und folglich auch eine Abnahme der Durchflußgeschwindigkeit der

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der aus der Leitung 171 strömenden Flüssigkeit. Dies dauert an bis im Druckbehälter 1?8 kein Druck mehr herrscht. Die Einstellung des Systems erfolgt durch Regulierung des Nadelventils 198, welches diesen Leerungsvorgang sowie die vorhergehende Phase der Leerung des Gefäßes bei konstanter Fließgeschwindigkeit bewirkt, so daß für einen Satz gegebener Programmbedingungen, Steuerungszeit undDruckbehältergröße eine ausgezeichnete Leerungsbedingung erhältlich ist.

Patentanwalt Dipl.-Ing. E. Eder München 13, Ellsabethstr. 34

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Claims

Patentanwalt

Dipl.-Ing. E. Eder

München 13, Elisabethsir. 34

Patentansprüche

1. Misch- und Umfüllvorrichtung zur selbsttätigen Handhabung von zu messenden und untersuchenden flüssigkeiten, gekennzeichnet durch mindestens ein erstes Gefäß (10j 14}120}614j160) mit einer Flüssigkeitseinlaßöffnung (104-j 122;604;164), welche in verhälbnismäßig großem Abstand oterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, der sich durch die gesamte eingelaufene und in dem Gefäß zurückgehaltene Flüssigkeit ergibt, wobei die Flüssigkeit seinlaßöffnung bei (106) derart ausgebildet ist, daß der Strahl der einlaufenden Flüssigkeit gegen die Innenwandung des Gefäßes unter gleichzeitiger Mitteilung einer horizontalen Komponente (108ji2i) zur schraubenförmigen Bewegung der Flüssigkeit gerichtet wird, wobei der größte Teil der Flüssigkeit an der Innenwandung entlang fließt, ehe sie sich am Boden des Gefäßes sammelt, und ferner durch eine Anordnung (40, 4-3,60; 126 V5j 172, 176, 202) zur Mitteilung einer vertikalen Komponente zur Mischbewegung der Flüssigkeit in dem Gefäß, sowie durch eine Anordnung (74-, 79} 146; V4·} 170) zum Ablassen der Flüssigkeit aus dem Gefäß durch einen am Boden des Gefäßes vorgesehenen AbfLuß (38,54-i 128|166; 6112) nach erfolgter Mischung*

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites mit dem ersten Gefäß funktionsmäßig zur kombinierten Weiterbeförderung der Flüssigkeit verbundenes Gefäß (12,16}616), wobei das erste Gefäß eine erste

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Gasdurchlaßöffnung (44,68;124;162;646) an seinem oberen Ende aufweist sowie eine erste Flüssigkeitseinlaßoffnung und eine erste Flüssigkeitsausflußöffnung, wobei ferner das zweite Gefäß nahe seinem unteren Ende und wesentlich unterhalb des normalen Spiegels der darin enthaltenen Flüssigkeit eine zweite Flüssigkeitseinlaßöffnung (114; 601') aufweist sowie eine zweite Gasdurchlaßöffnung (34, 66|636) an seinem oberen Ende und eine zweite Flüssigkeitsausflußöffnung (73,78;678) an seinem unteren Ende wesentlich unterhalb der zweiten Flüssigkeitseinlaßöffnung, wobei die im ersten Gefäß angesammelte Flüssigkeit nach erfolgter Mischung in das zweite Gefäß durch die erste Ausflußöffnung, das Verbindungsrohr und die zweite Flüssigkeitseinlaßöffnung befördert und anschliessend aus dem zweiten Gefäß durch die zweite Ausflußöffnung verdrängt wird.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine eine vertikale Komponente ausübende Anordnung, welche ein Abfließen der Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß verhindert.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine vertikale Komponente ausübende Anordnung eine erste Gaszuführung (43,36,70, 125,13; 172,168; 6114) umfaßt mit einem gegenüber dem auf die Flüssigkeit im ersten Gefäß wirkenden Gasdruck höheren Druck, welche zumindest mit der Ausflußöffnung (38, 54;128;166;6112) des ersten Gefäßes verbunden ist und einen Gasdruckunterschied erzeugt zur Einleitung von Gasblasen von unten in das erste Gefäß und damit in die im ersten Gefäß enthaltene Flüssigkeit.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch kennzeichnet, daß jedes Gefäß bis auf seine Flüssigkeitseinlaß- und IPlüssigkeitsausflußöffnung abgeschlossen ist und daß die Anordnung zum Ablassen der Flüsigkeit eine zweite Gaszuführung (4-3,46,72;125,127*172,162;646) umfaßt, welche mit jeder Gasdurohlaßöffnung verbunden ist zur Einführung von Gas unter Druck , so daß die Flüssigkeit aus jedem Gefäß durch dessen Ausflußöffnung verdrängt wird, wobei durch eine Steuervorrichtung (26j 126j186) die von oben erfolgende Einleitung von Gas in das Gefäß unterbrochen wird, sobald von unten Gas in das Gefäß eingeleitet wird, und umgekehrt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungen kombiniert sind und die Steuervorrichtung GasStrömungsregler (4-0,60j126j169,202j V5) einschließt, wobei durch jede Gasdurchlaßöffnung Gas ablaßbar ist, sobald durch die entsprechende Ausflußöffnung Gas eingeleitet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck nach erfolgter Mischung der Flüssigkeit im ersten Gefäß durch die Steuervorrichtung veränderbar ist, wobei die Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß durch die erste Ausflußöffnung, das Ver-Undungsrohr unddurch die zweite Flüssigkeitseinlaßöffnung in das zweite Gefäß verdrängt wird, und daß ferner ein Ventil (74-, 79}146;V3;170) vorgesehen ist, durch welches die zweite Ausflußöffnung des zweiten Gefäßes so lange absperrbar ist, bis die Flüsigkeit abgelassen werden soll.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß durch Befehl von der Steuervorrichtung die erste

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Gasdurchlaßöffnung die Funktion einerAustrittsöffnung und die zweite Gasdurchlaßöffnug die Funktion einer Eintrittsoffnung übernimmt, während der Flüssigkeitsstrom in das erste Gefäß eindringt, und umgekehrt beim Einlaufen der Flüssigkeit in das zweite Gefäß.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch ein Saugrohr (48) zur Entnahme von Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß, welches in das zweite Gefäß oberhalb der zweiten Ausflußöffnung aber unterhalb der zweiten Flüssigkeitseinlaßöffnung einmündet.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gefäß im Inneren im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist, wobei der Durchmesser in bezug auf das durch die Vorrichtung zu handhabende «Flüssigkeitsvolumen so bemessen ist, daß die von der gesamten eingelaufenen und im Gefäß angesammelten Flüssigkeitsmenge berührte Innenfläche auf ein Minimum beschränkt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine vertikale Komponente mitteilende Anordnung eine Vorrichtung (106) an der ersten Flüssigkeitseinlaßöffnung umfaßt^ welche den eintretenden Flüssigkeitsstrahl schräg nach unten richtet.

"12. Vonichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Flüssigkeitseinlaßöffnung (Fig. 3) derart ausgebildet ist, daß der Strahl der einlaufenden Flüssigkeit eine zu dem Querschnitt des ersten Gefäßes tangentiale Komponente . aufweist.

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13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste'Flüssigkeitseinlaßöffnung und die eine vertikale Komponente ausübende Anordnung aufeinander abgestimmt sind, um ein Höchstmaß an Drehwirkung (108;121) fir Mischzwecke zu erzeugen.

14.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeitseinlaßöffnung (Fig.4) derart ausgebildet ist, daß der Strahl der einlaufenden Flüssigkeit im wesentlichen tangential gegen den Boden des zeiten Gefäßes gerichtet ist und der sich im zweiten Gefäß sammelnden Flüssigkeit eine Drehbewegung mitteilt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Gefäß vertial angeordnet sind, jeweils eine getrennte Kammer bilden und an ihren unteren Enden durch ein Rohr (38 $54-) miteinander verbunden sind, wobei die eine Kammer kurzer ist als die andere und das Verbindungsrohr schräg geneigt ausgebildet ist, ferner daß ein Einlaufstutzen (104) einstückig an der kürzeren Kammer ausgebildet ist und eine Bohrung (106) aufweist, welche den Strahl der einlaufenden Flüssigkeit schräg nach unten und tangential gegen die Innenwandung der kürzeren Kammer richtet, wobei die längere Kammer an ihrem unteren Ende einen Abfluß aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-15» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine kontinuierliche Abnahme des wirksamen Druckes der zweiten Gaszuführung während des Abfließens der Flüssigkeit bewirkt.

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Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste GefäB an seinem oberen Ende eine erste GasdurchlaBöffnung (162) und an seinem unteren. Ende eine sweit© GasdurcklaBöffnung (168) aufweist, und weiter gekennzeichnet durch eine Gasdruckquelle (172), einen Gasdruckbehälter (178), eine Vorrichtung (176) amr Erseugimg e±m@s irorbestimnitea Brackes in. dem Behälter vom &©£■ Qmsll© ker und dmrch eine Gasregel= vorrichtung (186|,202₉198_S18O,21O)_? welche einerseits ait des Beh älter nmä. der Gasdruckquelle und andrerseits über Leitungen (206,212,168) mit dem Gefäß verbunden ist, wobei Gas durch die zweite Gasdurchlaß- ©ffnung eingeleitet wird und dush die eräe Gasdurchlaßöffnung ausströmt, während in das Gefäß von oben her Flüssigkeit einläuft und sich am Boden des Gefässes sammelt, wobei ferner die Gasregelvorrichtung die Einleitung von Gas durch die zweite Gasdurchlaßöffnung abbricht und den Behälter mit der ersten Gasdurchlaßöffnung verbindet zur Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Gefäß unter Brück»

Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Gasdruckquelle mit dem Behälter durch die Gasregelvorrichtung (180,182,184-) unterbrochen wird, wenn der Behälter mit der ersten Gasdurchlaßöffnung verbunden ist, wobei der auf die Flüssigkeit vom Behälter her. wirkende Gasdruck während der Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Gefäß abnimmt.

19· Verfahren zur Mischung einer in einer erfindungsgemässen Vorrichtung von oben in ein erstes Gefäß einlaufenden Flüssigkeit und anschließenden Leerung der gemischten Flüssigkeit durch einen Abfluß am Boden des Gefäßes,

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gekennzeichnet durch Einführung der Flüssigkeit in das Gefäß auf einem gegenüber der Innenwandung des Gefäßes im wesentlichen tangentialen Pfad, wobei die Flüssigkeit eine im wesentlichen horizontale Komponente erhält während sie sich am Boden des Gefäßes sammelt, sowie eine hauptsächlich durch die Schwerkraft bewirkte vertikale Komponmte.

20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Verbindung des zweiten Gefäßes nahe seinem unteren Ende

ν mit dem Abfluß des ersten Gefäßes, durch Einführung der Flüssigkeit in das erste Gefäß bei gleichzeitiger ■ Erzeugung eines Druckunterschiedes zwischen den Gefässen, welcher durch deren untere Verbindung wirksam ist und ein Abfließen der Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß in das zweite Gefäß verhindert, durch Sammeln und'Nischen der Flüssigkeit in dem ersten Gefäß unter Aufrechterhaltung des Druckunterschiedes, durch Erzeugung eines zweiten Druckunterschiedes zur Verdrängung der Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß in das zweite Gefäß unter kreisender Bewegung im zweiten Gefäß, und durch Leerung der im zweiten Gefäß angesammelten und gemischten Flüssigkeit.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch eine schräg nach unten gerichtete Einführung des Flüssig-

keitsstrahls in ds erste Gefäß.

22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch optimale, schräg nach unten gerichtete Einleitung des Flüssigkeitsstrahls zur Erhöhung der resultierenden Energie für Mischzwecke.

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23. Verfahren stach einem der Ansprüche 19 - 22, gekennzeiclmet durch Einleitung von sich in Bewegung befindlichen Gasblasen iron unten her in das erste Gefäß zur Erzeugung einer zusätzlichen Mschkomponente.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 22, gekennzeichnet durch Einleitung sich verhältnismäßig schnell bewegender Grasblasen in das Innere des ersten Gefäßes an dessem unteren Ende, während die Flüssigkeit an dessem oberen Ende einläuft, wobei ein Abflauen der Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß verhindert und der Flüssigkeit eine zusätzliche Mischkomponente mitgeteilt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24·, gekennzeichnet durch Fortsetzung der Einleitung von Gasblasen nach Einlaufen der gesamten Flüssigkeit in das erste Gefäß und vor dem Ablassen der Flüssigkeit.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 - 25» gekennzeichnet durch Unterbrechung der Einleitung von Gasblasen nach erfolgter Mischung der Flüssigkeit und durch Einwirkung von Gasdruck auf die Flüssigkeit zur Verdrängung der Flüssigkeit aus dem ersten Gefäß durch dessen Abfluß.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch Senkung des Gasdruckes während der Leerung der Flüssigkeit.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 - 27, gekennzeichnet durch Erzeugung von Gasblasen durch den ersten Druckunterschied, wobei die Gasblasen aus dem zweiten Gefäß

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durch das YerMndungsrohr in das erste Gefäß an dessem unteren Ende eindringen und durch die sich im ersten Gefäß sammelnde Flüssigkeit nach oben steigen.

Manchen IVEMabettmr. 34

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