Пневматическая микропипетка Советский патент 1980 года по МПК G01N1/14 B01L3/02 

Изобретение относится к точным аналитическим приборам и может быть использовано при проведении научных исследований в области биологии, медицины, химии и т. д. Известны механо-пневматические . микропипетки, принцип действия которых оснсюан на всасьюании и последующем выдувании взятой порции жидкости. Процесс всасывания жидкости и ё& выдуван осуществляется движением плунжера в цилиндре. Управление работой пипеток осуществляется вручную, нажатием на наконечник. Пипетки снабжены узлом ограничения хода плунжера, чем и регул руется объем дозируемой жидкости и величина избыточного давления, которым осуществляется выдувание жидкости из специального съемного (и сменного) пластикового наконечника 1. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является микро пипетка, содержащая узел задания вакуумметрического и избыточного (давлений и соединенный с ним наконечник р. Недостатком известных микронипеток является узость диапазона дозирования и низкая точность дозирования жидкости, так как процесс задания вакуумметрического и избыточного давлений осуществляется единым узлом - парой плунжерк-цилиндра. Поэтому величины задаваемых вакуумметрических и избыточных давлений взаимосвязаны. Уменьшение одного из них (например, вакуумметрического давления) приводит к нежелательному уменьшению и другого (избыточного давления), то есть уменьшается объем воздуха, которым осущес-рвпяется выдувание жидкости из наконеч-. ника. Целью изобретения является расширение диапазона дозирования микропипетки и увеличения ее точности за счет повышения качества контроля. Это достигается , что узел задания вакуумметрического и .избыточного давлений выполнен в виде двух ячеек, каждая из которых состоит из задатчика давления, пневмоемкости и пневмоклапанов, подключенных своими управляющими камерами к пневмотумблеру, при этом, ячейка задания вакуумметрического давления содержит эжектор, питающее сопло которого подключено к выходу задатчИка давления, а выход эжектора связан с соплом нормально-открытого пневмоклапана, проточная камера которого соединена через пневмоемкость с про точной камерой нормально-закрытого пневмоклапана, выход задатчика давлени Ячейки задания избыточного давления связан с соплом нормально-закрытого пневмоклапана, проточная камера которо го соединена через пневмоемкость с про точной камерой нормально-открытого пневмоклапана, подключенного своим соплом к соплу нормально-закрытого пне моклапана ячейки задания вакуумметрического давления и к наконечнику. На чертеже представлена функциональ ная схема пневматической микропипетки. Пневматическая микропипетка содержит узел задания 1 вакуумметрического и избыточного давлений и соединенный с при помощи гибкой трубки 2 наконечник 3. Узел задания 1 давлений состоит из двух ячеек: ячейки 4 задани вакуумметрического и ячейки 5 избыточ ного давлений. Ячейка 4 содержит за- . датчик 6 давления, эжектор 7, нормально-открытый пневмоклапан 8 с контактом 9 (сопло-заспонка), пневмоемкость 1О, нормально-закрытый пневмокпапан 11с контактом 12 и микроманометры 13, 14. Ячейка 5 задания избыточного давления состоит из задатчика 15, нормально-закрытого пневмоклапана 16 с контактом 17,пневмоемкости 18, нормально-открытого пневмоклааана 19 с контактом 20 и микроманометров 21, 22. Управляющие камеры пневмоклапанов подключены к пневмотумблеру 23. Наконечник 3 помешают в сосуд 24 с жидаостью. К пневмоклапанам 8 и 19 подведен малый подпор, обозначенный на чертеже одинарной штриховкой и равный 0,04 М а к пневмоклапанам 11 и 16 - большой подпор, равный 0,08 МПа (двойная штрихсжка). Микропипетка работает следующим образом. В исходном состоянии микропипетки пн мотумблер 23 отключен, сигнал на выходе пневмотумблера Ру О, ас ПОМОЩЬЮ задатчикои t,i и 15 заданы некоторые давления 1 и Р . Так как Ру О, то контакты 9 и 2О (соплозаслонка) пневмоклапанов 8 и 19 откры- ты, а .контакты 12 и 17 пневмоклапанов 11и 16 - закрыты. В пневмоемкости Ю и в соединенных с нею проточных камерах пневмоклапанов 8 и 11 установится некоторое отрицательное давление i велич1на которого зависит от характеристик эжектора 7, представляющего собою преобразователь избыточного дав- ления Р в вакуумметрическое давление Р . В рассматриваемый момент давление Г О. Опустим конец наконечника 3 в сосуд 24 с жидкостью и переведем ручку пневмотумблера 23 из состояния отключен ( Откл .) в состояние включен (Вкл.), при этом PIJ 1. Тогда сначала закроются контакты 9 и 20, а спустя некоторое время откроются контакты 12и 17. В течение времени, когда контакты 9 и 2О закрыты, а контакты 12 и 17 еще не успели открыться, в емкостях 10 и 18 (имеются ввиду сами емкости плюс емкости соединительных линий и емкость камер клапанов) кратковременно будут заперты некоторые объемы воздуха (газа), которые обозначим соответственно через Ч/., и . Давления запертых объемов воздуха равны соответственно R, Р, и Р. О. Когда контактъ 12 и 17 откроются, к оу1кости Ю прибавится объем соединительных линий плюс объем наконечника (до уровня жидкости). При увеличении объема произойдет уменьшение давления Р до значения P.J (Р Р-, ), в результате чего жидкость из сосуда 24 перейдет в наконечник 3. Уровень жидкости поднимается до тех пор, пока давление высоты жидкости не компенсирует отрицательное давление Р. , после чего конец наконечника 3 можно оторвать от жидкости в сосуде 24. Заметим, что при Ру 1 давление в емкости Рд Р Опустим конец наконечника 3 в другой сосуд к переведем ручку тумблера в состояние Откл., Ру О. Тогда сперва закроются контакты 12 и 17, а спустя некоторое время откроются контакты 9 и 20, В некоторый промежуток времени в екйсости 18 будет заперто определенное количество воздуха ( Vig ) Ру О давлением F Р2 . Когда контакт 20 откроется, сжатый воздух в емкости 18 BbiteCHHT жидкость из наконечника и изойдет выдув взятой дозы жидкости. В это вр&ля емкость 1О заряжена отрицательным давлениету Рп 0 - Рд и готова для взятия очередной дозы. Объем взятой в наконечник дозы будет зависеть от ьелиины заданного давления Ра Р и от соотношения объема пневмоемкости Юн объема коммуникационной линии до поверхности жидкости., А интенсивност выдува жидкости из наконечника будет определяться заданным давлением Р и объемом емкости 18. Меняя Р (Р/ ), следовательно и Р , при постоянных объ мах емкости 10 и соединительной линии наконечника, можно взять любую дозу в пределах от 5 до 10ООО мкл, причем заданная доза в указанных пределах осуществляется непрерывно. Меняя же Р при V,g coh6t , можно по своему усмотр нию менять интенсивность выдува жидкос ти из наконечника, обеспечивая полное вытеснение жидкости из наконечника. Дав ления РТ , Р,и f , Р можно контроли ровать с помопгью микроманометров 21, 13, 22, 14, что способствует точной ра боте пн матической микропипетки. Предлагаемая микропипетка собрайа из стандартных элементов пневмоавтоматики (УСЭППА), а в качестве эжектора 7 используется струйный элемент типа ИДД-1 cиcтетv ы ЕЗолга. Формула изобретения Пневматическая микропипетка, содержащая узел задания вакуумметрического и избыточного давлений и соединенный с ним наконечник, отличающаяся teM, что, с целью расширения диапазона дозирования микропипетки и увеличения ее точности за счет повышения качества контроля, узел задания вакуумметрического и избыточного давлениМ выполнен в виде двух ячеек , каждая из которых состоит из задатчика давлений пневмоемкости и пНевмоклапанов, подключенных своими управляющими камерами к пневмотумблеру, при этом, ячейка задания вакуумметрического давления содержит эжектор, питающее сопло которого подключено к выходу задатчика давления, а выход эжектора связан с соплом нормально-открытого пневмоклапана, проточная камера которого соединена через пн моемкость с проточной камерой нормально-закрытого пневмоклапана, выход задатчнка давления ячейки задания избыточного давления связан с соплом нормально-закрытого пневмоклапана, проточная камера которого соединена через пневмоемкость с проточной камерой нормально-открытого пн моклапана, подключенного своим соплом к соплу нормально-закрытого пневмоклапана ячейки задания вакууммет рического давления и к наконечнику. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3494201, л. 73-425, 6, 1970. 2.Микропипетки Pinnp pu-tte (информационный листок Mctnufacturcг КУ Pinnpipette Osmo А SwovcJinvemv ее.5шу. F n -anci) 1969 (прототип).

Г

т

W

1

1У

т

h- е

iffLZIZZ:

J

т: