ПРОБООТБОРНАЯ ТРУБКА С ВСТРОЕННОЙ СМЕСИТЕЛЬНОЙ ПОРШНЕВОЙ ГОЛОВКОЙ Российский патент 2020 года по МПК B01L3/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет патентной заявки США №15/841,113, поданной 13 декабря 2017 г., которая испрашивает приоритет патентной заявки США №62/441,921, поданной 3 января 2017 г., причем содержание обеих этих заявок в полном объеме включено в настоящий документ посредством ссылки.

Уровень техники

В некоторых системах химического и биологического анализа часто образцы и пробы помещают в небольшие контейнеры, например, флаконы, которые могут содержать внутри некоторую текучую среду. Такие пробы могут быть смешаны с содержимым указанных контейнеров для более равномерного рассеивания или распределения пробы в текучей среде и/или для способствования необратимой реакции между текучей средой, которая может представлять собой некоторый реактив, и пробой.

Раскрытие изобретения

В некоторых приведенных в настоящем описании примерах раскрыты концепции и технологии для реализации нового типа контейнера для хранения проб, содержащего признаки, которые могут быть использованы для обеспечения улучшенного смешивания материалов, находящихся внутри контейнеров для хранения проб.

Особенности одного или более вариантов реализации объекта, раскрытого в настоящем описании, проиллюстрированы на прилагаемых чертежах и изложены ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества станут очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения. Следует отметить, что относительные размеры, присутствующие на чертежах, могут быть приведены не в масштабе, если специально не указывается, что чертежи выполнены в масштабе.

В некоторых вариантах реализации предложен аппарат, который может быть оснащен колпачком, имеющим покрывающую поверхность и одну или более боковых стенок, отходящих от покрывающей поверхности вдоль направления, имеющего основной компонент, параллельный нормали к покрывающей поверхности. Аппарат также может содержать поршневую головку, причем размеры поршневой головки обеспечивают возможность ее размещения во внутреннем пространстве контейнера, с которым колпачок сопрягается или выполнен с возможностью сопряжения. Аппарат может дополнительно содержать стопорный элемент и отверстие в колпачке. Поршневая головка может содержать принимающий вал элемент, предназначенный для или выполненный с возможностью приема вала, установленного с возможностью вставки через указанное отверстие, причем поршневая головка может размещаться внутри колпачка посредством стопорного элемента так, чтобы отверстие было выровнено с принимающим вал элементом, при этом стопорный элемент высвобождает поршневую головку в случае приложения к поршневой головке усилия, превышающего первую пороговую величину, в направлении, обращенном в сторону от и нормальном к покрывающей поверхности.

В некоторых вариантах реализации, поршневая головка может представлять собой круглый диск и/или может быть изготовлена из эластомерного материала.

В некоторых вариантах реализации, стопорный элемент может иметь одну или более обращенных внутрь поверхностей, которые сжимают поршневую головку в радиальном направлении, когда поршневая головка вставлена в стопорный элемент.

В некоторых вариантах реализации, стопорный элемент может иметь одну или более обращенных внутрь поверхностей и одну или более выступающих поверхностей, которые отходят радиально внутрь от одной или более обращенных внутрь поверхностей, причем одна или более выступающих поверхностей могут иметь одну или более наиболее близких к центру кромок, находящихся в пределах призматического объема, ограниченного крайним наружным периметром поршневой головки и проходящего вдоль оси, параллельной нормали к покрывающей поверхности.

В некоторых вариантах реализации, одна или более обращенных внутрь поверхностей могут задавать внутренний периметр, который больше поршневой головки, что обеспечивает возможность поступательного движения поршневой головки в боковом направлении по меньшей мере на некоторую величину, при расположении ее внутри стопорного элемента.

В некоторых вариантах реализации, одна или более боковых стенок могут представлять собой одну круговую боковую стенку. В некоторых таких вариантах реализации, внутренняя поверхность круговой боковой стенки может иметь резьбовые элементы, предназначенные или выполненные с возможностью сцепления с соответствующими резьбовыми элементами на наружной поверхности контейнера, с которой колпачок сопрягается или выполнен с возможностью сопряжения.

В некоторых вариантах реализации, аппарат может дополнительно содержать перфорируемое уплотнение, обеспечивающее герметизацию отверстия в колпачке и выполненное с возможностью его перфорации посредством вала при вставке вала через указанное отверстие.

В некоторых вариантах реализации, принимающий вал элемент может представлять собой гнездо, размеры которого таковы, что его диаметр меньше максимального размера вала в направлении, перпендикулярном нормали к покрывающей поверхности, когда вал выровнен относительно нормали к покрывающей поверхности.

В некоторых вариантах реализации, аппарат может дополнительно содержать контейнер. В таких вариантах реализации, колпачок может быть установлен на контейнер, причем внутреннее пространство контейнера может иметь такие размеры, которые позволяют поршневой головке совершать возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего пространства контейнера в направлении, параллельном нормали к покрывающей поверхности. В некоторых из таких вариантов реализации, контейнер может иметь участок с по существу постоянным поперечным сечением, например, с уклоном, примерно составляющим менее 1-2 градусов, вдоль направления, параллельного нормали к покрывающей поверхности. В некоторых вариантах реализации, аппарат может дополнительно содержать вал. В некоторых вариантах реализации, вал может иметь центральную ось, параллельную нормали к покрывающей поверхности, когда вал вставлен через отверстие колпачка, причем вал может иметь вставной участок и упорный участок. Вставной участок может проходить от одного конца вала до упорного участка, причем упорный участок может иметь такие размеры, что он больше вставного участка в направлении, перпендикулярном центральной оси, и может также иметь такие размеры, что он больше принимающего вал элемента в направлении, перпендикулярном центральной оси, причем упорный участок может сцепляться с поршневой головкой, когда вставной участок полностью вставлен в принимающий вал элемент. В некоторых таких вариантах реализации, аппарат может дополнительно содержать механизм для возвратно-поступательного движения вала, который может быть предназначен для или выполнен с возможностью обеспечения поступательного движения вала через отверстие колпачка вдоль центральной оси так, что вставной участок полностью вставляется в принимающий вал элемент, приложения к валу усилия с по меньшей мере первой пороговой величиной, и обеспечения возвратно-поступательного движения вала один или более раз в пределах внутреннего пространства контейнера. В некоторых вариантах реализации, вал может представлять собой полую трубку.

В некоторых вариантах реализации, предложен способ, включающий в себя этапы, на которых вставляют вставной участок вала через отверстие в колпачке контейнера и в принимающий вал элемент в поршневой головке, которая размещается внутри колпачка посредством стопорного элемента, прикладывают усилие, превышающее первую пороговую величину, к валу, после вставки полностью вставного участка в принимающий вал элемент, тем самым обеспечивая высвобождение поршневой головки из стопорного элемента, и осуществляют возвратно-поступательное движение вала, после высвобождения поршневой головки из стопорного элемента, так что поршневая головка совершает возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего объема контейнера.

В некоторых вариантах реализации способа, способ может дополнительно содержать этап, на котором прокалывают перфорируемое уплотнение в колпачке посредством вставного участка до вставки вставного участка в принимающий вал элемент.

В некоторых вариантах реализации способа, способ может также содержать этап, на котором извлекают вставной участок из контейнера, тем самым приводя к зацеплению поршневой головки с колпачком и ее выталкиванию со вставного участка посредством колпачка.

Эти и другие варианты реализации раскрыты далее более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи и подробное описание. Другие признаки, аспекты и преимущества станут очевидными из приведенного ниже описания, чертежей и формулы изобретения. Следует отметить, что относительные размеры на прилагаемых чертежах могут быть показаны не в масштабе.

Краткое описание чертежей

Различные варианты реализации, раскрытые в настоящем документе, проиллюстрированы в качестве примера, и без ограничения настоящего изобретения, на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые номера позиций относятся к аналогичным элементам.

На фиг. 1 в изометрии показан пример флакона.

На фиг. 1' представлен вид в разрезе примерного флакона с фиг. 1.

На фиг. 1'' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 1.

На фиг. 2 в разрезе показан колпачок примерного флакона с фиг. 1.

На фиг. 3 в разрезе показан примерный колпачок с фиг. 1 после прокалывания посредством пробоотборного зонда.

На фиг. 3' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 3.

На фиг. 4 в разрезе показан примерный флакон с фиг. 3 после полной вставки пробоотборного зонда во флакон.

На фиг. 4' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 4.

На фиг. 5 в разрезе показан альтернативный пример колпачка.

На фиг. 6 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой.

На фиг. 6' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 6 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой.

На фиг. 6'' в разрезе показан примерный флакон с фиг. 6'.

На фиг. 7 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой.

На фиг. 7' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 7 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой.

На фиг. 8 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой.

На фиг. 8' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 8 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой.

Осуществление изобретения

Важно отметить, что настоящее изобретение не ограничивается ни каким-либо отдельным аспектом или вариантом реализации, ни какой-либо комбинацией и/или перестановкой таких аспектов и/или вариантов реализации. Кроме того, каждый из аспектов настоящего изобретения и/или вариантов его реализации может быть применен отдельно или в комбинации с одним или более из остальных аспектов и/или вариантов его реализации. Для краткости, многие из этих перестановок и комбинаций не будут здесь отдельно раскрыты и/или проиллюстрированы.

В различных приведенных здесь примерах предложен флакон для хранения проб, который может быть использован с системами, имеющими пробоотборные зонды или «сипперы», выполненные с возможностью вставки во флакон. Такие флаконы для хранения проб могут быть использованы в системах химического или биологического анализа для размещения проб и/или реактивов, причем во многих системах может оказаться целесообразным смешивание ингредиентов, находящихся в таких флаконах для хранения проб, до забора содержимого для анализа. В настоящем описании раскрыт новый тип колпачка, который может быть использован с флаконами для хранения проб с целью обеспечения высокоэффективной смесительной системы.

В целом, такие колпачки могут содержать отделяемую поршневую головку, которая удерживается посредством элементов на колпачке, но которую можно отсоединить от колпачка за счет приложения достаточного усилия. Поршневая головка может иметь диаметр, который меньше внутреннего диаметра контейнера во флаконе для хранения проб, что позволяет текучей среде, находящейся внутри контейнера, протекать через поршневую головку во время возвратно-поступательного движения поршневой головки внутри флакона для хранения проб. Альтернативно, поршневая головка может иметь такой же диаметр (или немного больше), что и внутренний диаметр контейнера - однако, поршневая головка в таких примерах может также иметь сквозные отверстия, наружные каналы, и т.д. для обеспечения возможности течения текучей среды через поршневую головку при возвратно-поступательном движении поршневой головки внутри контейнера. Поршневая головка может быть расположена на обращенной внутрь стороне колпачка, при этом колпачок может иметь отверстие, через которое вал пробоотборного зонда или сиппера может быть вставлен для проталкивания поршневой головки и обеспечения усилия, достаточного для отсоединения поршневой головки от колпачка. Поршневая головка может иметь принимающий вал элемент, взаимодействующий с валом пробоотборного зонда так, что поршневая головка соединяется с пробоотборным зондом и начинает двигаться с пробоотборным зондом внутри контейнера после отцепления от колпачка. После подсоединения поршневой головки к пробоотборному зонду, пробоотборный зонд с прикрепленной поршневой головкой может совершать возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего объема контейнера, что может способствовать смешиванию содержимого контейнера.

На фиг. 1 в изометрии показан пример флакона, на фиг. 1' в разрезе показан примерный флакон с фиг. 1, а на фиг. 1'' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 1. На фиг. 2 представлен выносной элемент колпачка примерного флакона с фиг. 1.

На фиг. 1-1'' показан флакон 100, имеющий колпачок 104 и контейнер 102; размеры флакона 100 могут соответствовать внутреннему пространству приемника 142, который удерживает флакон 100 во время операций смешивания. Колпачок 104 может иметь покрывающую поверхность 106 (см. фиг. 2), которая, в целом, обращена к внутреннему пространству контейнера 102 и предназначена для отгораживания открытого конца контейнера, к которому прикреплен колпачок; колпачок 104 может также иметь боковую стенку или боковые стенки 108, которые обращены внутрь и отходят от покрывающей поверхности 106 в направлениях, по существу перпендикулярных покрывающей поверхности 106 (в данном случае, имеется небольшое сужение к боковой стенке 108, причем в данном контексте выражение «по существу перпендикулярный» следует понимать как относящееся к боковым стенкам, которые являются перпендикулярными в пределах диапазона ±10°; боковая стенка может также рассматриваться как отходящая от покрывающей поверхности вдоль направления, имеющего основной компонент 148, перпендикулярный покрывающей поверхности). В данном примерном варианте реализации, предусмотрена одна круговая боковая стенка 108. Колпачок 104, однако, имеет отверстие 114, которое проходит через покрывающую поверхность 106 для обеспечения возможности вставки вала зонда или сиппера через колпачок 104 и во внутреннее пространство контейнера 102 без необходимости снятия колпачка 104. В некоторых вариантах реализации, отверстие 114 может быть закупорено посредством перфорируемого уплотнения 128, например, уплотнения с индукционно запаянной прокладкой из фольги или другой мембраны, для предотвращения потенциальных утечек или загрязнения текучей среды внутри контейнера 102.

Внутри колпачка 104 может быть зафиксирована поршневая головка 110. Поршневая головка 110 может удерживаться внутри колпачка 104 посредством стопорного элемента 112. В данном примере, стопорный элемент 112 состоит из кольцевой стенки с обращенной внутрь поверхностью 120, которая имеет одну или более выступающих поверхностей 122, выдающихся радиально внутрь от нее. Выступающая поверхность или поверхности 122 могут обеспечивать наиболее близкие к центру кромки 124, которые немного меньше крайнего наружного диаметра поршневой головки 110, например, на величину, равную примерно от 0,2 до примерно 0,5 мм, что позволяет предотвратить выпадение поршневой головки 110 из колпачка 104. Другими словами, наиболее близкая к центру кромка или кромки 124 могут находиться внутри призматического объема 146, заданного крайним наружным периметром поршневой головки 110 и проходящего вдоль направления 148, нормального к покрывающей поверхности 106. Однако, приложение достаточного усилия к поршневой головке 110 вдоль направления, в целом, перпендикулярного к покрывающей поверхности 106, и к контейнеру 102, вызывает движение поршневой головки 110 мимо выступающей поверхности 122 и в контейнер 102. Например, поршневая головка 110 может вызвать деформирование выступа и привести к расширению внутреннего диаметра выступающей поверхности 122, и/или поршневая головка 110 может сжаться для уменьшения крайнего наружного диаметра поршневой головки 110 и обеспечения тем самым возможности выхода поршневой головки 110 из стопорного элемента 112. В некоторых вариантах реализации, обращенная внутрь поверхность или поверхности 120 могут задавать внутренний периметр, который больше крайнего наружного периметра поршневой головки 110, что обеспечивает возможность плавания поршневой головки 110 внутри колпачка 104 с одновременным удержанием ее посредством стопорного элемента 112 в виде выступа.

Поршневая головка 110 может содержать удерживающий вал элемент 116, выполненный с возможностью приема вставного участка вала, например, зонда или сиппера. Удерживающий вал элемент 116 может быть немного меньше по своему размеру, чем наружный периметр вала, подлежащего вставке в указанный элемент, что создает посадку с натягом между валом и удерживающим вал элементом 116.

Колпачок может быт закреплен на контейнере 102 с использованием резьбовых элементов 126, хотя возможно также использование других типов соединений, таких как соединения посредством трения/тугой посадки, соединения байонетного типа, или соединения однократного использования с бороздками, которые имеют защиту от несанкционированного вмешательства.

На фиг. 3 в разрезе показан примерный флакон с фиг. 1 после его прокалывания пробоотборным зондом, на фиг. 3' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 3, на фиг. 4 в разрезе показан примерный флакон с фиг. 3 после полной вставки пробоотборного зонда во флакон, а на фиг. 4' в изометрии, в разрезе показан примерный флакон с фиг. 4. Как раскрыто выше, флакон 100 может быть вставлен в приемник 142 для операций смешивания. Пробоотборный зонд с валом 118 может быть далее опущен в колпачок 104, например, посредством системы 134 для возвратно-поступательного движения вала. В вариантах реализации с перфорируемым уплотнением 128, вал 118 может быть вставлен через перфорируемое уплотнение 128, тем самым разрушая уплотнение. Вал 118 может быть далее вставлен в колпачок 104 так, что вставной участок 130 вала, например, наконечник, вводится в принимающий вал элемент 116 поршневой головки 110. Как раскрыто ранее, принимающий вал элемент 116 может быть выполнен по размерам с возможностью установки с натягом с валом 118. Стопорный элемент или элементы 112 могут быть выполнены по размерам так, что величина усилия, требуемая для высвобождения поршневой головки 110 из стопорного элемента или элементов 112, больше величины усилия, требуемой для вставки вставного участка 130 в принимающий вал элемент 116. Благодаря этому поршневая головка 110 не выталкивается из стопорного элемента или элементов 112 до посадки поршневой головки 110 с натягом на вал 118. Вал 118 может также иметь упорный участок 132, например, обжимной или припаянный ободок или втулку, которая имеет больший диаметр по сравнению с принимающим вал элементом. Упорный участок 132 может упираться в поршневую головку 110, когда вставной участок 130 полностью вставлен в принимающий вал элемент 116. После сцепления упорного участка 132 с поршневой головкой 110, по существу все действующее вниз усилие, прикладываемое к валу, может быть передано к поршневой головке 110 и использовано для обеспечения отцепления поршневой головки 110 от стопорного элемента 112. После отцепления поршневой головки 110 от стопорного элемента 112, механизм 134 для возвратно-поступательного движения вала может быть использован для перемещения вала 118 вверх и вниз внутри контейнера 102 так, что поршневая головка 110 совершает возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего пространства 144 контейнера 102. Таким образом, любая текучая среда, находящаяся в пределах внутреннего объема 114, вынужденно перетекает туда-обратно через поршневую головку 110, тем самым обеспечивая надлежащее смешивание. Было обнаружено, что между 4 и 7 возвратно-поступательными движениями (движениями вверх/вниз) обеспечивается достаточное смешивание во многих случаях исследования проб.

После тщательного смешивания содержимого контейнера 102 за счет возвратно-поступательного движения поршневой головки внутри контейнера 102, вал 118 может быть выдвинут так, что вставной участок 130 располагается у днища контейнера 102. Текучая среда, которая собирается в днище контейнера 102, может отсасываться через вал 118, например, посредством насоса или другого устройства, создающего всасывающее действие. После выхода достаточного количества текучей среды из контейнера 102, вал 118 может быть извлечен из контейнера 102. Во время такого извлечения, поршневая головка 110 может контактировать со стопорным элементом или элементами 112, что может предотвратить дальнейшее движение поршневой головки 110, в результате чего поршневая головка 110 отделяется от вала 118 и возвращается в контейнер 102. В некоторых вариантах реализации, поршневая головка 110 может быть снова захвачена стопорным элементом 112 или его участком так, что поршневая головка 110 по-прежнему остается отделенной от вала 118, но при этом не западает в контейнер 102.

Поршневая головка 110 может быть изготовлена из пластмассового или другого полимерного материала, такого как жесткий эластомер. В результате, поршневая головка 110 является в некоторой степени податливой, что обеспечивает возможность ее сгибания и сжатия при высвобождении из стопорного элемента 112, причем это может также позволить поршневой головке легко расширяться для обеспечения посадки с натягом вала 118.

На фиг. 5 в разрезе показан альтернативный пример колпачка. На данном чертеже стопорный элемент 512 колпачка 504' не имеет выступающую поверхность, вместо этого он оснащен круговой стенкой с обращенными внутрь поверхностями 520, размеры которых таковы, что их внутренний диаметр немного меньше наружного диаметра поршневой головки 510, что позволяет удерживать поршневую головку 510 на месте за счет сжатия и трения.

На фиг. 6 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой. На фиг. 6' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 6 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой. На фиг. 6'' в разрезе показан флакон для хранения проб с фиг. 6'.

На фиг. 6-6'' показан флакон с контейнером 602 и колпачком 604. Колпачок 604 имеет поршневую головку 610, которая удерживается внутри колпачка 604 посредством стопорного элемента 612, имеющего цилиндрические обращенные внутрь поверхности, размеры которых таковы, что поршневая головка установлена в стопорный элемент 612 с легкопрессовой посадкой. Кроме того, стопорный элемент 612 может иметь круговой прилив 654, который обеспечивает еще большее сужение стопорного элемента 612. Благодаря такому круговому приливу 654 для высвобождения поршневой головки 610 из стопорного элемента 612 к ней необходимо приложить дополнительное усилие сверх того усилия, которое требуется для высвобождения поршневой головки 610 просто от действия посадки с натягом. Таким образом, круговой прилив 654 фиксирует поршневую головку во время вставки вставного участка 630 вала 618, при этом вал 618 проталкивает поршневую головку через круговой прилив 654, когда упорный участок 632 вала 618 упирается во внутренний выступ/поверхность принимающего вал элемента в поршневой головке 610. Далее поршневая головка 610 совершает возвратно-поступательное движение внутри контейнера 602. Когда вал 612 удаляют из контейнера 602, поршневая головка 610 может быть повторно сцеплена со стопорным элементом 612 и, в некоторых вариантах реализации, может вновь сцепляться с нижним участком 658 стопорного элемента 612, который отделен от верхнего участка 656 стопорного элемента 612 посредством кругового прилива 654. Таким образом, стопорный элемент 612 может повторно захватить поршневую головку 610 при извлечении вала 618.

В данном варианте реализации, поршневая головка 610 имеет множество канавок или каналов 650 вокруг наружного периметра для обеспечения улучшенного потока текучей среды через поршневую головку 610 во время смешивания.

На фиг. 7 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой. На фиг. 7' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 7 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой. На фиг. 7 и 7' флакон очень схож с флаконом, представленным на фиг. 6-6'', за исключением того, что поршневая головка 710 не имеет канавок, а стопорный элемент 712 не имеет круговой прилив, вместо этого он установлен с более тугой посадкой относительно поршневой головки 710.

На фиг. 8 в изометрии, с частичным разрезом показан другой пример флакона с встроенной поршневой головкой. На фиг. 8' в изометрии показан примерный флакон с фиг. 8 с вставленным валом и задействованной поршневой головкой. На фиг. 8 и 8' поршневая головка 810 имеет рисунок из сквозных отверстий 852, которые обеспечивают возможность течения текучей среды через поршневую головку 810 во время возвратно-поступательного движения поршневой головки 810. Колпачок 804 также имеет стопорный элемент 812, схожий с тем, что показан на фиг. 7. При этом, флакон, показанный на фиг. 8 и 8', схож с флаконом, представленным на фиг. 1-4.

Понятия «по существу» и «примерно», встречающиеся в тексте настоящего документа, в том числе в формуле изобретения, используются для описания и объяснения небольших отклонений, например, связанных с изменениями в обработке. Например, если в конкретном контексте не указано иное, они могут составлять менее или равняться ±5% от конкретной величины или величины, эквивалентной конкретному соотношению, например, быть меньше или равняться ±2%, например, быть меньше или равняться ±1%, например, быть меньше или равняться ±0,5%, например, быть меньше или равняться ±0,2%, например, быть меньше или равняться ±0,1%, например, быть меньше или равняться ±0,05%. Например, выражение «по существу перпендикулярный» может быть использовано для обозначения геометрического соотношения, в котором угол между двумя поверхностями находится в диапазоне ±5% (или, альтернативно, в одном из других граничных диапазонов, перечисленных выше) от угла 90°.

Использование, в случае их наличия, порядковых указателей, например, (а), (b), (с)… и т.д., в данном описании и формуле изобретения следует понимать, как не передающее какой-либо конкретный порядок или последовательность, за исключением случаев, когда такой порядок или последовательность явным образом обозначена. Например, если предусмотрено три этапа, обозначенных как (i), (ii) и (iii), то следует понимать, что эти этапы могут быть осуществлены в любом порядке (или даже одновременно, если для этого нет противопоказаний), если явным образом не указано иное. Например, если этап (ii) предусматривает манипулирование некоторым элементом, созданным на этапе (i), то этап (ii) может рассматриваться как происходящий в некоторый момент после этапа (i). По аналогии, если этап (i) предусматривает манипулирование некоторым элементом, созданным на этапе (ii), то следует понимать обратное.

Также следует понимать, что использование предлога «для», например, «колпачок для взаимодействия», можно заменить таким выражением как «выполненный с возможностью», например, «с которым колпачок выполнен с возможностью взаимодействий», и т.д.

Следует понимать, что все комбинации приведенных выше концепций (при условии, что такие концепции не являются взаимно несовместимыми) рассматриваются как часть объекта настоящего изобретения, раскрытого в данном описании. В частности, все комбинации заявленных объектов, фигурирующих в конце данного описания, рассматриваются как часть заявленного объекта настоящего изобретения, раскрытого в данном описании. Для краткости, многие из этих преобразований и комбинаций не будут здесь отдельно рассмотрены и/или проиллюстрированы.

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам для обеспечения улучшенного смешивания текучих сред во флаконе для хранения проб. Поршневая головка может быть размещена с возможностью съема внутри колпачка, прикрепленного к контейнеру, причем колпачок может иметь отверстие, обеспечивающее возможность вставки вала, например вала зонда или сиппера, в колпачок и в поршневую головку. Вал может быть использован для выталкивания поршневой головки из колпачка и далее обеспечения возвратно-поступательного движения поршневой головки внутри контейнера для смешивания содержимого. Извлечение вала может вызвать отцепление поршневой головки от вала и удержание его в контейнере. Технический результат, достигаемый изобретением – повышение эффективности смешивания текучих сред во флаконе для хранения проб. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Аппарат, содержащий:

колпачок с покрывающей поверхностью и одной или более боковыми стенками, отходящими от покрывающей поверхности вдоль направления, имеющего основной компонент, параллельный нормали к покрывающей поверхности;

поршневую головку, причем размеры поршневой головки обеспечивают возможность ее размещения во внутреннем пространстве контейнера, с которым сопрягается колпачок;

стопорный элемент; и

отверстие в колпачке, причем:

поршневая головка содержит принимающий вал элемент, предназначенный для приема вала, выполненного с возможностью вставки через указанное отверстие,

поршневая головка размещена внутри колпачка посредством стопорного элемента так, чтобы указанное отверстие было выровнено с принимающим вал элементом, и

предусмотрена возможность высвобождения поршневой головки стопорным элементом в случае приложения к поршневой головке усилия, превышающего первую пороговую величину, в направлении, обращенном в сторону от и нормальном к покрывающей поверхности.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поршневая головка представляет собой круглый диск.

3. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что поршневая головка изготовлена из эластомерного материала.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что стопорный элемент имеет одну или более обращенных внутрь поверхностей, выполненных с возможностью сжимать поршневую головку в радиальном направлении, когда поршневая головка вставлена в стопорный элемент.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что:

стопорный элемент имеет одну или более обращенных внутрь поверхностей и одну или более выступающих поверхностей, отходящих радиально внутрь от одной или более обращенных внутрь поверхностей, и

причем одна или более выступающих поверхностей имеют одну или более наиболее близких к центу кромок, находящихся в пределах призматического объема, ограниченного крайним наружным периметром поршневой головки и проходящего вдоль оси, параллельной нормали к покрывающей поверхности.

6. Аппарат по п. 5, отличающийся тем, что одна или более обращенных внутрь поверхностей задают внутренний периметр, который больше поршневой головки, что обеспечивает возможность поступательного движения поршневой головки в боковом направлении по меньшей мере на некоторую величину, при расположении ее внутри стопорного элемента.

7. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что одна или более боковых стенок представляют собой одну круговую боковую стенку.

8. Аппарат по п. 7, отличающийся тем, что внутренняя поверхность круговой боковой стенки имеет резьбовые элементы, выполненные с возможностью сцепления с соответствующими резьбовыми элементами на наружной поверхности контейнера, с которой может сопрягаться колпачок.

9. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит перфорируемое уплотнение, обеспечивающее герметизацию отверстия в колпачке и выполненное с возможностью его перфорации посредством вала при вставке вала через указанное отверстие.

10. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что принимающий вал элемент представляет собой гнездо, размеры которого таковы, что его диаметр меньше максимального размера вала в направлении, перпендикулярном нормали к покрывающей поверхности, когда вал выровнен относительно нормали к покрывающей поверхности.

11. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, дополнительно содержит контейнер, причем:

колпачок установлен на контейнер, и

причем внутреннее пространство контейнера имеет такие размеры, которые позволяют поршневой головке совершать возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего пространства контейнера в направлении, параллельном нормали к покрывающей поверхности.

12. Аппарат по п. 11, отличающийся тем, что контейнер имеет участок с по существу постоянным поперечным сечением вдоль направления, параллельного нормали к покрывающей поверхности.

13. Аппарат по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно содержит вал, причем:

вал имеет центральную ось, параллельную нормали к покрывающей поверхности, когда вал вставлен через указанное отверстие,

вал имеет вставной участок и упорный участок,

вставной участок проходит от одного конца вала до упорного участка,

упорный участок имеет такие размеры, что он больше вставного участка в направлении, перпендикулярном центральной оси, и также имеет такие размеры, что он больше принимающего вал элемента в направлении, перпендикулярном центральной оси, и

упорный участок выполнен с возможностью сцепления с поршневой головкой, когда вставной участок полностью вставлен в принимающий вал элемент.

14. Аппарат по п. 13, отличающийся тем, что вал представляет собой полую трубку.

15. Способ, включающий этапы, на которых:

вставляют вставной участок вала через отверстие в колпачке контейнера и в принимающий вал элемент в поршневой головке, которая размещена внутри колпачка посредством стопорного элемента,

прикладывают усилие, превышающее первую пороговую величину, к валу после полной вставки вставного участка в принимающий вал элемент, тем самым обеспечивая высвобождение поршневой головки из стопорного элемента, и

осуществляют возвратно-поступательное движение вала после высвобождения поршневой головки из стопорного элемента, так чтобы поршневая головка совершала возвратно-поступательное движение в пределах внутреннего объема контейнера.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором прокалывают перфорируемое уплотнение в колпачке посредством вставного участка до вставки вставного участка в принимающий вал элемент.

17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором извлекают вставной участок из контейнера, тем самым приводя к зацеплению поршневой головки с колпачком и ее выталкиванию со вставного участка посредством колпачка.