用于对具有体积剂量的液体进行收集和受控输送的装备
阅读说明：本技术 用于对具有体积剂量的液体进行收集和受控输送的装备 (Device for collecting and controlled delivery of a liquid having a volumetric dose ) 是由 马里奥·斯卡蒂茨 于 2020-04-01 设计创作，主要内容包括：一种用于对液体进行受控提取和分配的设备包括具有平台(1)的结构(S),该平台容置第一系列的容器(2)和第二系列的容器(3),第一系列的容器容纳液体物质,第二系列的容器适于对第一系列的容器的物质进行接纳,设备还包括用于从第一系列的容器提取液体并且将这些液体分配到第二系列的容器中的装置。在每个第一系列的容器上插入有半吸移管,该半吸移管包括桶状件(4)、没有致动杆的活塞(5)和针状件(6)。提取和分配装置包括单元(9),该单元设有竖向杆(95、96),该竖向杆用于致动每个半吸移管的活塞,所述单元被约束至托架(10),该托架可以在平台上方移动。单元(9)可以从平台(1)竖向地移动并且朝向该平台竖向地移动。(An apparatus for the controlled extraction and dispensing of liquids comprises a structure (S) having a platform (1) housing a first series of containers (2) containing a liquid substance and a second series of containers (3) suitable for receiving the substance of the first series of containers, the apparatus further comprising means for extracting the liquids from the first series of containers and dispensing them into the second series of containers. On each of the first series of containers, a semipipette is inserted, which comprises a barrel (4), a piston (5) without an actuating rod and a needle (6). The extraction and dispensing device comprises a unit (9) provided with vertical rods (95, 96) for actuating the pistons of each semipipette, said unit being constrained to a carriage (10) movable above the platform. The unit (9) is vertically movable from and towards the platform (1).)
技术领域
本发明涉及用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和输送的设备，特别地但不唯一地用于对纺织工业的染色溶液进行制备。
背景技术
EP0602737公开了一种用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和输送的设备，该设备包括结构，在该结构上具有平台，在第一位置中，放置有包含液体物质的多个容器，并且在该平台上的第二位置中，存在另外的容器，所述另外的容器旨在于对容纳在第一站的容器中的预定剂量的液体进行接纳。将液体从第一站的容器中提取和将相同液体的剂量提取到第二站的容器中是借助于注射器来操作的，该注射器连接至托架，该托架根据由可编程控制单元所管理的工作程序来使该注射器在上述平台上移动。该系统具有下述缺点：在每次使用之后均需要用适当的溶剂来清洗注射器，以避免容纳在第一站的容器中的液体受到污染。在一方面，该系统与目前的生产需求相比需要过长的操作时间，并且在另一方面，该系统不能保证在清洗后，注射器将用于清洗的溶剂的残留物完全去除。另外，每次清洗均与容纳在注射器中的液体的损失相关联，这对方法的经济性具有负面影响，还因为该方法需要对重复清洗注射器所产生的物质进行特殊处理。
EP0945728公开了一种用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和输送的设备，该设备包括支撑结构和自动装置，该支撑结构适用于对第一系列的容器和第二系列的容器进行接纳，第一系列的容器容纳液体物质，第二系列的容器适用于以预定剂量对所述物质中的一种或更多种物质进行接纳，所述自动装置从第一系列的容器中提取物质并且将预定剂量的该物质分配到第二系列的容器中。该提取和输送装置包括多个单独的提取和输送构件，这些构件定位成与所述容器中的每个容器相对应，并且以可分解的方式与用于启用和移动所述构件的单元相联接。在EP0945728中描述的实施方式中，所述单独的构件是注射器，所述注射器均布置成与第一系列的容器相对应，使得每个第一系列的容器均与对应的注射器相关联。尽管该系统避免了在系统的使用之前清洗每个注射器，但由于需要准备与每个第一系列的容器相对应的注射器，因此该系统需要相对较高的成本。
US6302168B1公开了一种自动的液体计量设备，该设备使用注射器作为提供的计量装置。该设备主要包括多个储存容器，所述多个储存容器以多排的方式在平面上均匀地间隔开。每个储存容器均用盖子密封并且具有设置在储存容器中的负载石。搅拌装置位于储存容器的下方，以引起负载石旋转，并且从而均匀地对在储存容器中的液体进行搅拌。每个储存容器的盖子具有延伸穿过该盖子的至少一个注射器。安装在移动装置上的液体抽吸-释放装置可以在控制装置的控制下移位成位于选定的储存容器上方。当液体抽吸-释放装置下降时，该液体抽吸-释放装置对选定的储存容器上的注射器进行抓持，并且当液体抽吸-释放装置上升时，该液体抽吸-释放装置使注射器从选定的储存容器中抽吸一定量的液体，同时从选定的储存容器取出该注射器。然后，通过移动装置将被取出的注射器移动至定位在电子天平上的接纳件，并且通过所述液体抽吸-释放装置使被取出的注射器将先前抽吸的所有液体释放到接纳件中，在该接纳件处用电子天平精确地对液体进行测量。
EP1402952A1公开了一种与分析单元一起使用以研究流体或气体的筒状件，尤其是用于医疗诊断应用，该筒状件具有筒形罐，该筒形罐具有用于流体/气体的开口，该流体/气体通过设置有致动杆的活塞而穿过针状件被泵入和泵出。活塞的致动杆具有连接件，该连接件用于驱动件以使活塞来回移动。连接件和驱动件被结构化成使得连接件和驱动件在沿着罐的一个部段纵向运动期间被关闭，并且在反向运动时被释放。在沿着罐的第二部段运动时，连接部保持关闭。
CN1404908A公开了一种具有组合测量系统的装备，该装备用于自动制备溶液。所述装备包括具有工作台的结构，在该工作台上可以放置有用于固体产品的一个或多个容器、用于液体产品的一个或多个瓶容器、用于溶液的一个或多个容器以及一个或多个空的且干净的瓶容器，支承装置可以在工作台上移动，并且该装备的特征在于，该装备还包括与支承装置相连的装置来对所述的瓶进行移动和处理，并且对至少用于固体产品的容器进行移动、处理以及致动，以及另一设备，该设备用于通过使用固体产品来对溶液和/或混合物进行制备。
以上提及的文件公开了使用输送装置的设备，所述输送装置包括泵，所述泵完全形成在所述输送装置中，该设备相对于目前的生产需求需要过多的成本。
发明内容
本发明的主要目的是克服上述的缺点。
根据本发明，通过提供具有在权利要求1中指出的特征的设备而实现了这种结果。本发明的其他特征是从属权利要求的主题。
由于本发明，可以实现用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和输送的设备，该设备避免了对容纳在初始容器中的液体的污染，并且同时，该设备具有简化的整体结构和相对较少的制造成本。
附图说明
由于下文的描述和所附的附图，通过本领域的每个技术人员将更多和更好地理解本发明的这些和更多的优点和特征，所述描述和所附的附图以示例的方式提供，但不应被认为是限制性的，在附图中：
-图1表示了根据本发明的设备的侧视图；
-图2表示了图1中所示的装备的俯视图；
-图3表示了根据本发明的设备中的可用的半吸移管的竖向示意性截面图；
-图4表示了插入在容纳液体物质的容器(2)中的部分吸移管；
-图5仅表示了具有适配器的容器(2)，该适配器用于对相应的半吸移管进行定位；
-图6A至图6G示意性地表示了与从容器(2)中对一定剂量的液体物质的提取有关的一系列阶段；
-图7A至图7D示意性地表示了与不同容器(3)中的液体物质的剂量有关的一系列阶段；
-图8A至图8D示意性地表示了半吸移管在相应的容器(2)中的重新定位；
-图9是图6A的细节；
-图10是图6D的细节，该图10示出了半吸移管的活塞(5)中的垫(98)的膨胀结构；
-图11表示了活塞(5)的竖向示意性截面图。
具体实施方式
将根据本发明的用于对具有体积剂量的液体进行收集和受控输送的设备简化至基本结构并且参照附图，该设备是包括结构(S)的类型的设备，在该结构(S)上布置有平台(1)，该平台(1)适用于容置第一系列的容器(2)和第二系列的容器(3)，第一系列的容器(2)容纳旨在用于制备溶液的液体物质，第二系列的容器(3)适用于对容纳在第一系列的容器(2)中的预定剂量的物质进行接纳。该设备还包括用于从第一系列的容器(2)中移除液体并且将预定剂量的所述液体分配到第二系列的容器(3)中的装置。
例如，所述溶液旨在用于对纺织工业的染色液体进行制备，或者也用于对药品、食品或化妆品配方产品进行制备。
根据本发明，将具有相关的活塞(5)和针状件(6)的注射器或“吸移管”的桶状件(4)应用在每个第一系列的容器(2)上。活塞(5)没有致动柄。针状件(6)具有适当的长度以被插入到相应的容器(2)中并且构成元件，通过该元件可以将来自容器(2)的液体吸出和注入。桶状件(4)的下部部件(46)限定出该桶状件(4)与针状件(6)的连接部分。实际上，桶状件(4)、不具有柄的活塞(5)和针状件(6)构成了没有活塞致动杆的注射器或吸移管，在本说明书的上下文中，该没有活塞致动杆的注射器或吸移管限定为“半吸移管”。每个活塞(5)均配备有环形橡胶垫圈(50)，所述环形橡胶垫(50)定位在对应的周向坐置部(51)中，所述周向坐置部(51)确保与相应的护套(4)的内壁保持紧密接触。针状件(6)限定了桶状件(4)的下部延伸部，通过该下部延伸部来执行液体的抽吸和输送。
每个半吸移管(4、5、6)均可以与用于致动活塞(5)的致动杆可逆地相关联，该致动杆由连接至托架(10)的单元(9)而承载，该托架(10)布置在平台(1)的上方。托架(10)安装在引导件(100)上，该引导件(100)横向地延伸至结构(S)，并且该引导件又安装在两个引导件(101)上，所述两个引导件(101)沿着该结构的纵向边缘延伸。此外，托架(10)被束约至相应的移动装置(本身对于本领域技术人员是已知的，并且因此不作另外详细描述)，该移动装置允许托架沿着横向引导件(100)以及沿着纵向引导件(101)被移动。以此方式，单元(9)可以在结构(S)上水平地移动，即在平台(1)的上方水平地移动，如由双箭头“X”和“Y”示意性地指示的。单元(9)借助于竖向引导件(102)而约束至托架(10)，该竖向引导件(102)布置在该托架(10)的对应表面(103)中，并且该单元(9)与电动制动器(104)相连接，该电动制动器(104)对该单元(9)的沿着所述竖向引导件(102)的运动(Z)进行控制。因此，单元(9)也可以从平台(1)竖向地移动并且向平台(1)竖向地移动。可以理解的是，用于将单元(9)沿着所述方向(X、Y、Z)移动的机构可以具有任何其他合适的类型。
单元(9)包括主体(90)，该主体(90)借助于竖向引导件(102)连接至托架(10)。所述主体(90)是中空的，并且在该主体(90)内部安装有竖向的气动致动器(91)，该气动致动器(91)的柄穿过该主体(90)的上壁(900)。倒置的“L”形的支架(92)被安装在致动器(91)柄上，该支架(92)的竖向部段也自由地穿过本体(90)的上壁(900)。支架(92)的水平部段用作对于步进马达(93)的支撑部，该步进马达(93)的轴是竖向的并且向下定向。螺母螺纹衬套(94)被应用在马达(93)上并且由对应的螺纹杆(95)的上侧部接合。在杆(95)的下侧部上存在管状件(96)，该管状件(96)配备有径向孔(97)，在该径向孔(97)上插入有挠性导管(在图中不可见)以向该管状件(96)供给压缩空气。管状件(96)在本体(90)内穿过并且延伸超出本体(90)的下壁(901)。与马达(93)相关联的杆(95)穿过本体(90)的上壁(900)。在管状件(96)的下侧部上安装有可膨胀垫(98)，该可膨胀垫(98)在压缩空气给送到管状件(96)中时膨胀。管状件(96)在底部处是封闭的并且以梢部(99)结束，该梢部(99)旨在于插入活塞(5)中的每个活塞中，如下文另外描述的。实际上，当致动器(104)对单元(9)的本体(90)沿着引导件(102)的运动进行控制时，致动器(91)对马达(93)相对于本体(90)的竖向运动进行控制，并且马达(93)独立地对管状件(96)的竖向运动进行控制。
因此，可以通过致动器(104)、致动器(91)和马达(93)的组合作用来对管状件(96)相对于定位在平台(1)上的容器的竖向运动进行控制。
包括杆(95)和管状件(96)的组件构成了用于对半吸移管的活塞(5)进行驱动的杆。
在附图中所示的示例中，杆(95)和管状件(96)是竖向的，并且彼此同轴。
本体(90)在该本体(90)的下侧部上设置有自定心的气动径向夹持件(P)，该夹持件(P)具有三个径向卡爪(RP)，所述卡爪(RP)旨在于接合半吸移管以及相应地释放半吸移管，如下文另外所述的。夹持件(P)是本身已知的部件。卡爪(RP)优选地为L形以接合每个半吸移管的上部环(40)，如下文另外所述的。
每个活塞(5)在活塞(5)的面向上的侧部上具有中央腔(52)。优选地，所述腔(52)具有圆形横截面，以便于该腔(52)与可膨胀垫(98)接合。此外，优选地，腔(52)的上部部分(520)具有锥形形状，该锥形形状有利于并且引导梢部(99)和垫(98)进入到该腔中。
半吸移管(4、5、6)的桶状件(4)的上部部分(40)优选地成形为类似于环，以便于该上部部分(40)与夹持件(P)的卡爪(RP)的接合。所述桶状件(4)的上部部分(40)也能搁置在管状件(T2)的上边缘上，该管状件(T2)被定位在容器(2)中的每个容器中，并且该管状件(T2)在桶状件未与夹持件(P)接合时用作对于桶状件自身的适配器支撑件。实际上，管状件(T2)允许将半吸移管(4、5、6)以竖向状态固定在相应的容器(2)中。
上述设备的可能的操作模式如下。
由根据要制作的剂量来使托架(10)移动的可编程的电子单元(在图中不可见)控制的托架(10)被带到容纳所需液体的容器(2)的上方，并且在该容器(2)中插入有相应的部分吸移管(4、5、6)。此时，致动器(104)命令单元(9)朝向选定的容器(2)下降，在此之后致动器(91)命令组件(92、93、95、96)相对于本体(90)下降，从而决定了梢部(99)和垫(98)插入在选定容器(2)中插入的半吸移管的活塞(5)的腔(52)中。随后，夹持件(P)被启用并且抓持桶状件(4)的上部环(40)。然后，将压缩空气给送到管状件(96)中，这决定了腔(52)中的垫(98)的膨胀。因此，活塞(5)与杆(95、96)相关联。随后由步进马达(93)对杆(95、96)的提升决定了从容器(2)中提取预定量的液体。上述操作在图6A至6F中被示意性地示出。如图6G中所示，此时，单元(9)以相对于前述单元反向运动的方式被升高，并且托架(10)承载与容器(3)相对应的同一单元(9)，该容器(3)旨在于对抽吸到半吸移管中的预定剂量的液体进行接纳，其中半吸移管(4、5、6)由夹持件(P)钩连，如图7A中所示。然后，如图7B至图7D中示意性地所示的，单元(9)被降低至距容器(3)的预定距离，垫(98)被放气，从而使压缩空气到管状件(96)中的供给中断，并且步进马达启用活塞(5)下降成与要分配到容器(3)中的液体剂量相对应的值。在该操作完成时，托架(10)将具有半吸移管(4、5、6)的单元(9)返回至起始容器(2)，并且以相对于前述运动的反向运动将半吸移管(4、5、6)重新定位在该容器上。随后，致动器(91)对组件(92、93、95、96)的提升进行控制并且夹持件(P)将半吸移管(4、5、6)释放。
由于完整的吸移管并未与每个容器(2)相关联，但相反的是，没有活塞致动杆的吸移管与每个容器(2)相关联，并且仅有一个致动杆用于对液体进行收集和输送，相比于已知的设备，该设备的整体成本是降低的。同时，由于用于对容纳在半吸移管中的活塞进行致动的杆不与液体接触，因此没有污染并且不需要中间清洗。
实际上，本设备仅包括一个杆，即单元(9)的杆，该杆适于接合并且制动每个活塞(5)。如上所述，活塞(5)构造成由单元(9)的杆可逆地接合，并且反之亦然，所述杆构造成可逆地接合活塞(5)。根据上文提供的示例，活塞(5)的腔(52)通过由单元(9)所提供的杆来接合，而该杆又适于接合所述腔(52)。更一般地说，根据本发明，每个活塞(5)均设置有可以由所述杆直接地且可逆地接合的表面，所述杆是用于对每个活塞(5)进行致动的唯一致动杆。应该指出的是，只有在活塞(5)通过由单元(9)所提供的致动杆来接合时，该活塞(5)才在相应的桶状件(4)内形成泵送装置。
优选地，如前文所描述的，将垫(98)放气之后执行液体计量步骤。由于垫(98)的气动膨胀引起的弹性被消除，因此由杆(96)施加的推动作用不受所述弹性的影响，这决定了在计量阶段中的更高精度。
对上述托架(10)和致动器的启用由控制单元进行控制，该控制单元具有对于工业自动化技术人员来说是已知的类型。因此，根据本发明，用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和输送的设备包括结构(S)，在该结构上布置有平台(1)，该平台(1)用于容置第一系列的容器(2)和第二系列的容器(3)，第一系列的容器容纳待提取和待计量的液体物质，第二系列的容器(3)适于对容纳在第一系列的容器(2)中的预定剂量的物质进行接纳，该设备还包括用于从第一系列的容器(2)中提取液体并且将这种液体以预定剂量分配到第二系列的容器(3)中的装置，在每个第一系列的容器(2)上插入有半吸移管，该半吸移管包括桶状件(4)、活塞(5)和针状件(6)，该桶状件(4)对可以用相应的第一系列的容器(2)的液体填充的体积进行限定，该活塞(5)没有致动柄，通过该针状件(6)可以将液体吸出和注入，用于从第一系列的容器(2)中提取液体并且将液体分配到第二系列的容器(3)中的所述装置包括单元(9)，该单元设置有竖向杆(95、96)，该竖向杆(95、96)适于接合并且致动每个半吸移管(4、5、6)的活塞(5)，所述单元(9)被约束至托架(10)，该托架(10)又可以在平台(1)的上方移动，所述单元(9)可以从平台(1)竖向地移动并且朝向该平台(1)竖向地移动。
优选地，根据本发明的可能的实施方式，所述单元(9)借助于竖向引导件(102)连接至所述托架(10)，该竖向引导件(102)布置在该托架(10)的对应表面(103)中，并且所述单元(9)连接至电动致动器(104)，该电动致动器(104)对所述单元(9)的沿着所述竖向引导件(102)的运动(Z)进行控制。
此外，优选地，该单元(9)包括中空本体(90)，该中空本体(90)借助于竖向引导件(102)固定至托架(10)，并且所述杆(95、96)在该中空本体(90)内定位成竖向地穿过该中空本体(90)，所述杆(95、96)借助于具有竖向轴线的对应致动器(91)在中空本体(90)内竖向地移动。
优选地，所述竖向轴线致动器(91)被定位在所述中空本体(90)内。
优选地，所述杆(95、96)包括第一部件(95)和第二部件，该第一部件(95)连接至致动器(93)，该致动器(93)对所述杆(95、96)的竖向运动进行控制，该第二部件包括管状本体(96)，该管状本体(96)中可以引入空气以用于使可膨胀垫(98)膨胀，该可膨胀垫(98)适于在该可膨胀垫(98)由于将空气引入在所述第二部件(96)中而膨胀时与设置在每个活塞(5)内部的腔(52)接合。
优选地，所述管状本体(96)具有梢部(99)，该梢部(99)设置在可膨胀垫(98)的下方。
优选地，所述垫(98)仅在提升活塞自身的步骤中接合所述活塞(5)。
然而，实际上，在描述和示出的单个元素方面可以对执行的细节以等同的方式进行变化，而不会因此偏离所采用的解决方案的想法，并且因此将执行的细节保持在如所附的权利要求所限定的本专利所授予的保护范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于对具有体积剂量的液体进行受控提取和分配的设备，所述设备包括结构(S)，在所述结构(S)上布置有平台(1)，所述平台(1)用于容置第一系列的容器(2)和第二系列的容器(3)，所述第一系列的容器(2)容纳待提取和待计量的液体物质，所述第二系列的容器(3)适于对容纳在所述第一系列的容器(2)中的预定剂量的物质进行接纳，所述设备还包括用于从所述第一系列的容器(2)中提取所述液体并且将这种液体以预定剂量分配到所述第二系列的容器(3)中的装置，其中，在每个第一系列的容器(2)上插入有半吸移管，所述半吸移管包括桶状件(4)、活塞(5)和针状件(6)，所述桶状件(4)对能够用相应的所述第一系列的容器(2)的液体填充的体积进行限定，所述活塞(5)没有致动柄，通过所述针状件(6)能够将所述液体吸出和注入，以及其中，用于从所述第一系列的容器(2)中提取所述液体并且将所述液体分配到所述第二系列的容器(3)中的所述装置包括单元(9)，所述单元(9)设置有竖向杆(95、96)，所述竖向杆(95、96)适于接合并且致动每个半吸移管(4、5、6)的所述活塞(5)，所述单元(9)被约束至托架(10)，所述托架(10)又能够在所述平台(1)的上方移动，所述单元(9)能够从所述平台(1)竖向地移动并且朝向所述平台(1)竖向地移动，所述设备的特征在于，所述杆(95、96)包括第一部件(95)和第二部件，所述第一部件(95)连接至致动器(93)，所述致动器(93)对所述杆(95、96)的竖向运动进行控制，所述第二部件包括管状本体(96)，所述管状本体(96)中能够引入空气以用于使可膨胀垫(98)膨胀，所述可膨胀垫(98)适于在所述可膨胀垫(98)由于将空气引入在所述第二部件(96)中而膨胀时与设置在每个活塞(5)上的腔(52)接合。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单元(9)借助于竖向引导件(102)连接至所述托架(10)，所述竖向引导件(102)布置在所述托架(10)的对应表面(103)中，并且所述单元(9)连接至电动致动器(104)，所述电动致动器(104)对所述单元(9)的沿着所述竖向引导件(102)的运动(Z)进行控制。
3.根据权利要求1至2所述的设备，其特征在于，所述单元(9)包括中空本体(90)，所述中空本体(90)借助于所述竖向引导件(102)固定至所述托架(10)，并且所述杆(95、96)在所述中空本体(90)内定位成竖向地穿过所述中空本体(90)，所述杆(95、96)借助于具有竖向轴线的对应致动器(91)在所述中空本体(90)内竖向地移动。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述竖向轴线致动器(91)被定位在所述中空本体(90)内。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管状本体(96)具有梢部(99)，所述梢部(99)设置在所述可膨胀垫(98)的下方。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述垫(98)仅在提升所述活塞自身的步骤中接合所述活塞(5)。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述杆(95、96)具有端部，所述端部适于与设置在每个活塞(5)上的腔(52)接合。
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