DE1950844A1 - Automatic mixing device - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenbergdr. W. Schalk dipl.-ing. P. Wirth dipl.-ing. G. Dannenberg
DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WE I N HOLD · DR. D. G UDE LDR.V. SCHMIED-KOWARZIK DR. P. WE I N HOLD DR. D. G UDE L
6 FRANKFURTAM MAIN6 FRANKFURTAM MAIN
8. Oktober 1969 Gu/muOctober 8, 1969 Gu / mu
4607 Marwood Drive Los Angeles, Carlifornien 90065 USA4607 Marwood Drive Los Angeles, Carl California 90065 USA
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Mischvorrichtung· Insbesondere bezieht sie sich auf eine derartige Mischvorrichtung, die eine kalibrierte Spritze und ein« Steuervorrichtung für fluide Signale aufweist, die zur Umschaltung zweier ströaungsfählger Medien dienen·The invention relates to an automatic mixing device · In particular, it relates to such a mixing device, which has a calibrated syringe and a control device for fluid signals which are used to switch between two flow-less media ·
Vorrichtungen, die zwei strömungsfähige Medien in gewissen Proportionen für eine nachfolgende chemische Analyse mischen, sind auf dem Gebiet chemischer Analysierverfahren und insbesondere bei der biomedizinischen Analyse, beispielsweise beim Hämoglobin-Test, wo eine geringe Blutprobe mit einer viel größeren Quantität eines Reagenz in ein genaues Mischverhältnis für die nachfolgende chemische Analyse gebracht werden muß, weit bekannt.Devices that have two fluid media in certain Mixing proportions for subsequent chemical analysis is in the field of chemical analysis methods and particularly in biomedical analysis, for example in the hemoglobin test, where a small sample of blood and a much larger quantity of a reagent are mixed precisely for subsequent chemical analysis must be widely known.
Diese Miβ^vorrichtungen schließen in vielen Fällen eine Spritze mit einer Kolbenstange und einer verhältnismäßig beweglichen teleskopischen Büchse ein, wobei eine Flüssigkeitsleitung damit verbunden ist, über dl· sowohl das Reagenz wie auch die Probe weggenommen und abgegeben werden·These measuring devices include in many cases one A syringe with a plunger rod and a relatively movable telescopic sleeve, with a liquid line connected to it, via dl · both the Both the reagent and the sample are removed and dispensed
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Eine derartige Mischvorrichtung ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 236 423 beschrieben. In jüngerer zeit sind derartige Spritzenanordnungen dadurch automatisiert worden, daß der Büchsenteil der Spritze von einer Flüssigkeit betrieben wird, wobei wahlweise betätigbare Ventile. vorgesehen sind, die die Spritze entweder mit dem Reagenjz oder mit der Probe verbinden, und- zwar über eine Probenw pipette, die mit dem Ventil verbunden ist. Bei einer der* artigen Vorrichtung ist ein geeignetes Steuersystem vor«" gesehen, das die Spritze mit dem Reagenz verbindet und die Büchse betreibt, do daß das Reagenz in die SpritzeSuch a mixing device is described in US Pat. No. 3,236,423, for example. More recently Such syringe assemblies have been automated in that the barrel portion of the syringe from a liquid is operated, with optionally actuatable valves. are provided, which the syringe either with the Reagenjz or connect to the sample via a sample w pipette connected to the valve. At one of the * like device is a suitable control system before «" seen that connects the syringe with the reagent and the canister operates, putting the reagent in the syringe
eingezogen wird. Wenn ein. bestimmter Betrag des Reagenz in die Spritze gezogen ist, wird das Ventil auf die Probenpipette umgeschaltet und der Betätigungsmechanismus für die Büchse läuft veiter und zieht eine bestimmte Menge der Probe an. Anschließend wird dieser Betätigungsmechanismus umgeschaltet und die Prebe und das Reagenz werden in einen anderen Behälter abgegeben.is withdrawn. When a. A certain amount of reagent is drawn into the syringe, the valve on the sample pipette switched and the actuation mechanism for the can runs further and draws a certain amount the sample. Then this operating mechanism is switched over and the Prebe and the reagent become dispensed in another container.
Bei der Verwendung dieser Spritzen- oder Mischvorrichtungen entsteht das Problem der Verunreinigung der Flüssigkeitsleitungen, die die Spritzen mit der Probenpipette und dem Vorrat an Reagenz verbinden. Dieses Problem tritt bei automatisierten und auch nicht automatisierten Anlagen auf. Bei automatischen Anlagen wird das Problem noch schwieriger, falls ein Ventil zum Umschalten von der Probenpipette ssu dem Reagenzvorrat benötigt wird, da das Ventil selbst verunreinigt werden kann.When using these syringe or mixing devices The problem arises of contamination of the liquid lines that connect the syringes with the sample pipette and the Connect the supply of reagent. This problem occurs in both automated and non-automated systems. With automatic systems the problem becomes even more difficult if a valve to switch over from the sample pipette ssu the reagent supply is required as the valve itself can become contaminated.
Die Erfindung vermeidet diese Nachtelle. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, wie sie beispielsweise durch die genannte USA-Patentschrift bekannt ist, derart auszugestalten, daß Verunreinigungen nicht mehr auftreten können.The invention avoids this disadvantage. It is based on the task of a device such as, for example is known from the aforementioned US patent to be designed in such a way that contamination can no longer occur.
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(iemäß der Erfindung ist ein integrierter .Behälter für das Reagenz mit einer ventilanordnung vorgesehen, die von dem (iehäuse der Mischvorrichtung mit der Spritze leicnt entfernt werden kann. Dies ist insbesondere dann erwünscht, wenn Einheiten verwendet werden, bei denen die Spritzen vorkalibriert sind, so daß eine andere Spritze verwendet werderi.muß, wenn ein abweichendes Lösungsverhältnis gefördert wird. Dadurch, daß ein einziges Bauteil für das Ventil und das Reagenz vorgesehen wird, welches von dem Hauptgehäuse über eine"Schnellverbindung entfernt werden kann, können Spritze Und Bauteil getrennt werden und durch eine andere Spritze und ein anderes Bauteil ersetzt werden, ohne daß zwischen diesen beiden Bauteilen eine Verunreinigung entstehen kann. Auf diese Weise ist es möglich, sehr schnell von einem Lösungsverhältnis auf ein anderes umzuschalten, ohne daß dabei irgendeine der Leitungen gereinigt oder gespült werden muß. Sämtliche Flüssigkeit führende Leitungen, beispielsweise die Leitungen, durch die das Lösungsmittel bzw. die Probe geleitet wird, sind in einem getrennten Bauteil mit einem Behälter für das Reagenz vorgesehen, so daß sämtliche Ventile und Leitungen, die in Kontakt mit einer Flüssigkeit stehen, die möglicherweise eine Verunreinigung aufweist, zusammen mit diesem Bauteil entfernt werden können. Darüber hinaus können verderbliche Reagenzien sehr schnell von der Vorrichtung weggenommen und abgekühlt werden, wenn sie nicht benötigt werden. Anschließend können sie schnell wieder zu der Maschine gebracht werden, ohne daß teure Chemikalien verloren gehen.(According to the invention, there is an integrated container for the Reagent provided with a valve assembly that is controlled by the (The housing of the mixing device with the syringe is easily removed can be. This is particularly desirable when using units that use the syringes are pre-calibrated so that a different syringe must be used if a different solution ratio is delivered will. Characterized in that a single component is provided for the valve and the reagent, which of the The main housing can be removed via a "quick connection", the syringe and component can be separated and through another syringe and component can be replaced without any contamination between the two components can arise. In this way it is possible to switch from one solution ratio to another very quickly, without cleaning or flushing any of the lines. All liquid carrying Lines, for example the lines through which the Solvent or the sample is passed are provided in a separate component with a container for the reagent, so that all valves and lines that are in contact with a liquid that possibly has an impurity, can be removed together with this component. In addition, they can be perishable Reagents can be removed from the device very quickly and cooled when not needed. Afterward they can be quickly brought back to the machine without the loss of expensive chemicals.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei gehen weitere Erfindungsmerkmale aus der Zeichnung und der Figurenbeschreibung hervor. Es zeigt:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Further features of the invention can be found in the drawing and the description of the figures emerged. It shows:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Mischvorrichtung nach der Erfindung;Fig. 1 is a partially sectioned side view of a Mixing device according to the invention;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht längs der linie II-II der Fig. 1 undFig. 2 is an enlarged partial view along the line II-II of Figs. 1 and
Fig. 3 eine ebenfalls vergrößerte Teilansicht einer der lösbaien Verbindungen.3 is an enlarged partial view of one of the releasable connections.
Eine automatische Mischvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 11 besitzt einen Ansatz 12, der eine Spritze oder einen rieber 14 trägt. Eine Klemmplatte 15 hält die Spritze 14 in ihrer Lage.An automatic mixing device 10 having a housing 11 has an approach 12, which is a syringe or a rieber 14 wears. A clamping plate 15 holds the syringe 14 in its Location.
Diese Spritze schließt ein Grundteil 1$ mit einer Kolbenstange 18 ein, die sich vom Grundteil nach oben erstreckt. Auf der Kolbenstange 18 wird teleskopartig eine Büchse 20 mit einem Formstück 21 an deren oberen Ende aufgenommen, das lösbar mit einer Hauptleitung 24 für die Spritze verbunden ist. Diese Hauptleitung 24 kann wahlweise mit einer Probenleitung 28 oder einer Reagenzleitung 29 verbunden werden. Hierzu dient ein Ventil 31, welches beispielsweise eine von einer Spule betätigte Membrane enthält. Es können auch andere Ventilarten verwendet werden. Das Ventil 31 ist so ausgebildet, daß es eine Flüssigkeitsöffnung 32 entweder mit einer Probenöffnung 33 oder mit einer Reagenzöffnung 34 verbindet. Das Ventil wird von einer Position in die andere durch wahlweise Anwendung eines unter Druck stehenden Mediums bewegt. Dieses Medium wirkt auf die öffnungen 26 an beiden Enden des Ventils ein. Das Medium kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, beispielsweise Luft sein.This syringe includes a base with a plunger rod 18 extending upwardly from the base. On the piston rod 18, a sleeve 20 with a shaped piece 21 is received telescopically at its upper end, which is releasably connected to a main line 24 for the syringe. This main line 24 can optionally with a Sample line 28 or a reagent line 29 are connected. A valve 31 is used for this, which for example contains a diaphragm operated by a coil. Other types of valves can also be used. The valve 31 is designed so that there is a liquid port 32 with either a sample port 33 or a reagent port 34 connects. The valve is moved from one position to the other by the optional application of one under pressure stationary medium moves. This medium acts on the openings 26 at both ends of the valve. The medium can be a liquid or a gas, for example air.
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Am unteren Teil des Gehäuses 11 für den Hauptmischer ist eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung angeordnet, die die Büchse 20 hin- und herbewegt. Dort befindet sich ebenfalls ein Steuer- oder Regelsystem zur Steuerung oder Regelung der Betätigungsvorrichtung und das fluide Signale den leitungen 40, 41 zuführt, wenn das Ventil 31 von einer der Leitungen 28 oder 29 zu der anderen Leitung umgeschaltet werden soll. Diese Signale können über Luftdruck weitergegeben werden.At the bottom of the housing 11 is for the main mixer an actuating device, not shown, is arranged which moves the sleeve 20 to and fro. There is also a control or regulating system for controlling or regulating the actuating device and the fluid signals the lines 40, 41 when the valve 31 is switched from one of the lines 28 or 29 to the other line shall be. These signals can be passed on via air pressure.
Das Steuersystem liefert ein fluides Signal in die Leitung 40, wenn das Ventil in eine Lage gebracht werden soll, in der die Hauptleitung 24 mit der Probenleitung 28 verbunden werden soll. Das Steuersystem liefert entsprechend ein Signal über die Leitung 41, wenn das Ventil 31 die Hauptleitung 24 mit der Reagenzleitung 29 verbinden soll.The control system provides a fluid signal in line 40 when the valve is to be placed in position which the main line 24 is to be connected to the sample line 28. The control system delivers accordingly Signal via line 41 when valve 31 is to connect main line 24 to reagent line 29.
Das Gehäuse 11 besitzt an seinem oberen Ende einen sich in horizontaler Richtung erstreckenden Flansch 42 mit einer Schulter 43, die sich von dort nach oben erstreckt und die eine Oberfläche 44 bildet, welche einen Deckel 46 für das Hauptgehäuse bildet. Sowohl der Deckel 46 wie auch der Flansch 42 besitzen Öffnungen 48 und 49, durch die die Hauptleitung 24 frei geführt ist.The housing 11 has at its upper end an in horizontally extending flange 42 with a shoulder 43 which extends upward from there and which forms a surface 44 which forms a cover 46 for the main housing. Both the cover 46 and the Flange 42 have openings 48 and 49 through which the main line 24 is freely guided.
Innerhalb des Flansches 42 befinden sich gleich ausgebildete Paßstücke 37 und 38. Beide Paßstücks schließen einen im allgemeinen ringförmigen Flansch 47 mit einem dichtenden O-Ring 39 ein, der in einer ringförmigen Aufnahme der Paßstücke vorgesehen ist. Jedes Paßstück besitzt eine Hittelbohrung 50, die mit einen Ansatzstück 52 mit Widerhaken ähnlichen Ansätzen verbunden ist. Das Ansatzstück steht voa Flansch 42 nach unten vor. Die Leitungen 40 und 41 sind ohne Unterbrechung alt dem Ansatzstück 42 verbunden. SieWithin the flange 42 there are identical fitting pieces 37 and 38. Both fitting pieces close one in general annular flange 47 with a sealing O-ring 39 which is in an annular receptacle of the fittings is provided. Each fitting has a central bore 50 which is provided with a barb 52 with a barb related approaches. The extension piece projects downward from the flange 42. Lines 40 and 41 are connected to the extension piece 42 without interruption. she
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brauchen nicht zusammen mit dem Ventil 31 oder der Spritze 14 entfernt zu werden, wie es weiter unten noch näher beschrieben wird»do not need to be removed together with the valve 31 or the syringe 14, as will be described in more detail below will"
An diesem Ende ist ein einstückiges Bauteil 60 -vorgesehen. Dieses Bauteil ist auf sehr einfache Weise lösbar mit dem Hauptgehäuse 11 verbunden und kann mit sämtlichen Flüssigkeitsleitungen einschließlich der Hauptleitung 24 entfernt werden.A one-piece component 60 is provided at this end. This component is detachably connected to the main housing 11 in a very simple manner and can be connected to all liquid lines including the main line 24 can be removed.
Das Bauteil 60 schließt einen im allgemeinen zylindrischen Behälter 61 für das Reagenz ein. Es besitzt einen Hals 63» der einstückig mit einem L-förmigen Arm 65 mit einem Ansatz 68 ausgebildet ist. Dieser Ansatz erstreckt sich von dem Bauteil nach außen und besitzt eine nach unten weisende Oberfläche 72, die wahlweise mit der nach oben weisenden Oberfläche des Flansches 42 in Berührung gebracht werden kann. In den Ansatz 68 sind hohle Metallhülsen 74 und 75 geformt. Das Innere dieser Ketallhülsen steht mit jeweils einer Querbohrung 78 im Ansatz 68 in Verbindung. Beide Querbohrungen nehmen rohrförmige Paßstücke 79 auf. Diese Paßstücke 79 sind mit biegsamen Leitungen 81 und 82 verbünde?, die zu den Öffnungen 36 zur Betätigung der Ventilmembran führen·The component 60 includes a generally cylindrical container 61 for the reagent. It has a neck 63 » which is integral with an L-shaped arm 65 with a shoulder 68 is formed. This approach extends outward from the component and has a downward one Surface 72 selectively brought into contact with the upwardly facing surface of flange 42 can. In the boss 68 are hollow metal sleeves 74 and 75 shaped. The inside of these Ketallhülsen stands with each a transverse bore 78 in the approach 68 in connection. Both Transverse bores accommodate tubular fittings 79. These Fitting pieces 79 are connected to flexible lines 81 and 82? Which lead to openings 36 for actuation of the Guide valve membrane
Ein Deckel 83 umgifetrt den Arm 65 und den Ansatz 68· Dieser Deckel 83 weist eine Platte 85 auf, die um den Ansatz 68 geführt ist. Der Deckel 83 besitzt ferner ein nicht dargestelltes Tragstück, das das Ventil 31 innerhalb d@s Deckels trägt.A cover 83 surrounds the arm 65 and the extension 68 · This Cover 83 has a plate 85 which is guided around extension 68. The cover 83 also has a not shown Support piece that carries the valve 31 within the lid.
Die Probenleitung 28 erstreckt sich von der Probenöffnung 33 durch eine geeignete Öffnung 88 im Arm 65· An ihre» Ende ist eine Pipette 90 vorgesehen, die die Probenflüssig-The sample line 28 extends from the sample opening 33 through a suitable opening 88 in the arm 65. End of a pipette 90 is provided, which the sample liquid
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keit aufnimmt. Die Reagenzleitung 29 erstreckt sich entsprechend von der Reagenzöffnung 34 innerhalb des Deckels durch eine öffnung 92 im Arm 65 nach unten in das Innere des Behälters 61.absorbs. The reagent line 29 extends accordingly from the reagent opening 34 inside the lid through an opening 92 in the arm 65 down into the interior of the container 61.
Soll das Bauteil 60 entfernt und durch ein anderes Bauteil mit einem Yentil und einem anderen Reagenz ersetzt werden, so muß lediglich die Hauptleitung vom Formstück 21 an der Büchse 20 abgezogen werden und der Arm 65 muß nach oben gezogen werden, wodurch die Hülsen 74 und 75 von den Paßstücken 37 und 38 entfernt werden. Hierdurch wird die Flüssigkeitsleitung von der Spritze 14 wie auch die Signalleitungen 40 und 41 von den leitungen 81 und 82 der Betätigungsleitung für das Yentil entfernt· Anschließend kann ein anderes Bauteil mit Yentil und Reagenz mit dem Hauptgehäuse 11 dadurch verbunden werden, daß seine Hülsen 74, 75 in die Paßstücke 37, 38 eingesetzt werden.If the component 60 is to be removed and replaced by another component with a Y-valve and a different reagent, so only the main line must be pulled from the fitting 21 on the sleeve 20 and the arm 65 must be up are pulled, causing the sleeves 74 and 75 from the fittings 37 and 38 can be removed. This removes the fluid line from the syringe 14 as well as the signal lines 40 and 41 removed from lines 81 and 82 of the actuation line for the Y-valve · Then another component with valve and reagent can be connected to the main housing 11 in that its sleeves 74, 75 are inserted into the fitting pieces 37, 38.
Die Dichtringe 39 dichten die Hülsen 74, 75 und bilden so eine gasdichte Leitung für die Flüssigkeit von den Leitungen 40 und 41 durch die Querbohrungen 78 zu den Leitungen 81 und 82.The sealing rings 39 seal the sleeves 74, 75 and thus form a gas-tight line for the liquid from the lines 40 and 41 through the transverse bores 78 to the lines 81 and 82.
Falls die Mischvorrichtung oder Spritze 14 ebenso wie auch das Bauteil mit dem Yentil und dem Reagenz entfernt werden soll - und dies ist oft dann der Fall, wenn die Spritze 14 vorkalibriert ist und das Mischverhältnis ausgewechselt werden soll, wodurch eine andere Spritze benötigt wird so kann die Spritze 14 gelöst werden und die Hauptleitung sowie das Bauteil 60 können gleichzeitig sehr schnell entfernt werden, worauf ein anderer Satz dieser Elemente mit unterschiedlicher Kalibrierung der Spritzen und auch mit einen verschiedenen Reagenz sehr schnell angebracht werden kann.If the mixing device or syringe 14 as well as the component with the Y-valve and the reagent are removed should - and this is often the case when the syringe 14 is pre-calibrated and the mixing ratio has been changed is to be, whereby another syringe is required, the syringe 14 can be detached and the main line as well as the component 60 can be removed very quickly at the same time, whereupon another set of these elements with different calibration of the syringes and also with a different reagent can be attached very quickly can.
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