專利名稱：用于液體取樣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及間歇式液體取樣裝置，所述裝置包括取樣軟管、以負(fù)壓將液體吸入管內(nèi)的計(jì)量泵、以及通過清洗軟管沿液體取樣的相反方向向取樣軟管內(nèi)泵送清洗溶液的清洗泵。
現(xiàn)有技術(shù)中已有許多種不同型式的這類裝置。移液管和其它型式的用于實(shí)驗(yàn)室及/或臨床用的裝置(例如用于不同類型分析儀器的劑量測定或計(jì)量裝置)常常含有一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)用于汲取不同樣品或試劑的計(jì)量泵和一個(gè)清洗泵，該清洗泵用于在移液或分析過程完成后，將樣品和試劑殘留物從儀器上清洗掉。清洗泵一般為柱塞泵或手動(dòng)活塞泵。當(dāng)汲取液體時(shí)，需要有一個(gè)閥用于清洗軟管連通，當(dāng)泵送清洗溶液時(shí)，相應(yīng)地需要一個(gè)閥關(guān)閉取樣軟管。在有些情況中，通過只使用一個(gè)兩通兩位閥，已使該裝置稍加簡化，該閥在一個(gè)位置時(shí)將清洗泵與清洗溶液的容器連通，從而汲取清洗溶液，在另一個(gè)位置則將清洗泵與計(jì)量泵及取樣軟管連通，從而使它們可被清洗溶液清洗。
例如，文獻(xiàn)WO 93/12432介紹了這類裝置的一個(gè)例子。該專利文件描述了一種用于清洗分析系統(tǒng)中所用探頭的裝置。在該已知裝置中，由液體和壓縮空氣清洗探頭，或在其逆向以相應(yīng)的方式動(dòng)作，即液體借助于手動(dòng)活塞泵流入一個(gè)兩通閥，所述閥受控使液體與壓縮空氣的混合物流經(jīng)并清洗探頭。
這種裝置除了被閥及閥控制系統(tǒng)搞得復(fù)雜化外，問題還在于清洗泵的清洗能力必然受到該泵在一個(gè)工作沖程中所能汲取的清洗溶液量的限制。盡管在清洗過程中，反復(fù)地汲取和噴射清洗溶液是可行的，但這一過程特別耗費(fèi)時(shí)間。
英國專利說明書GB1502677號(hào)描述了此問題的另一種解決方案。該專利文件介紹了一種用于液體取樣和分析的裝置，其中蠕動(dòng)泵被用來移動(dòng)液體通過該裝置。此處所謂液體是指樣品、可能的試劑和清洗溶液。就該裝置而言，采樣探頭浸入清洗溶液中，清洗溶液是通過探頭小孔汲取的，以便清洗該裝置。于是樣品和清洗溶液以同一方向流經(jīng)該裝置并流經(jīng)同一個(gè)泵，這就在各項(xiàng)事情中對該裝置的充分清洗提出了很高要求。使用蠕動(dòng)泵取樣意味著所取樣品的數(shù)量完全依賴于泵的特殊構(gòu)造。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供高效可靠的清洗裝置。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供簡單而功能可靠的清洗裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是以可靠且可重復(fù)的方式控制所取樣品的數(shù)量。
本發(fā)明的裝置所實(shí)現(xiàn)的這些目的通過下面的描述將一清二楚。
根據(jù)本發(fā)明，通過將一個(gè)自密封的活塞泵用做清洗泵就可能以非常簡單的方式解決上述問題。自密封活塞泵在靜態(tài)時(shí)其自身起閥的作用。由于這種泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠連續(xù)汲取清洗溶液，因而泵的清洗能力僅僅受到現(xiàn)有清洗溶液數(shù)量的限制。
由于該裝置比類似的已知裝置更易于制造，且由于該新穎裝置由相對較少的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)元件所組成，因此本發(fā)明的裝置從生產(chǎn)/工藝方面也顯示了其自身的優(yōu)勢。
所謂“自密封活塞泵”在本文中指的是該泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，迫使一封閉容量的液體沿泵送方向運(yùn)動(dòng)并迫使或泵送該量液體以均勻且連續(xù)的流動(dòng)流出泵的出口，而在此出口端不需用單獨(dú)的閥。多片泵和蠕動(dòng)泵是這類自密封活塞泵的實(shí)例。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，自密封活塞泵為蠕動(dòng)泵，即通過借助沿泵送方向動(dòng)作的一個(gè)軟管擠壓裝置系統(tǒng)將一個(gè)可彈性變形的軟管周期地?cái)D壓到一起來泵送液體的活塞泵。例如，蠕動(dòng)泵可以是一個(gè)泵輪狀旋轉(zhuǎn)盤，環(huán)繞該盤圓周裝有數(shù)個(gè)向外突出的滾輪，從而將可彈性變形的軟管壓緊，此時(shí)該軟管為清洗管。
在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)泵處于靜態(tài)時(shí)，規(guī)定蠕動(dòng)泵的滾輪位于至少一個(gè)預(yù)定位置，這是指各滾輪只能夠停止在特定位置上，而不是指一個(gè)單獨(dú)的滾輪可位于這些位置中的任一位置。例如，如果泵有5個(gè)滾輪，每個(gè)滾輪停在五個(gè)特定位置之一，而當(dāng)泵有六個(gè)滾輪時(shí)，則停在六個(gè)特定位置之一，依此類推。該實(shí)施例的目的是借助于計(jì)量泵能夠重復(fù)地且高精度地汲取很小量的液體。將柔性軟管封閉在最靠近計(jì)量泵處的滾輪必須停止在一個(gè)特定位置，以便使處于清洗泵和計(jì)量泵之間的柔性清洗軟管的長度在不同流體或液體取樣時(shí)保持不變。柔性清洗軟管，或至少該軟管受蠕動(dòng)泵作用的部分，是可彈性變形的，意指當(dāng)借助于計(jì)量泵汲取液體時(shí)，至少所述軟管的一部分長度將被壓縮，于是所述軟管部分長度的內(nèi)含物將流入計(jì)量泵并影響其汲取量。為了以最大可能精度進(jìn)行重復(fù)性汲取，在各次泵取過程中，這種影響必須是完全等量的，這就是說，清洗泵與計(jì)量泵之間的清洗軟管的長度在各泵取過程中原則上保持不變。
下面將參照示范實(shí)施例并參照相應(yīng)的附圖對本發(fā)明做更詳細(xì)的說明，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所構(gòu)成裝置的示意2圖示了根據(jù)本發(fā)明所特別優(yōu)選的清洗泵的構(gòu)造圖3為圖2所示構(gòu)造從該圖左側(cè)所見的端視4為圖2所示構(gòu)造從所述圖右側(cè)所見的端視1所示裝置包括具有外管端5的柔性取樣軟管10，計(jì)量泵20，清洗泵30和柔性清洗軟管50。當(dāng)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，軟管10、計(jì)量泵20、清洗泵30和清洗軟管50內(nèi)均充滿清洗溶液。當(dāng)使用該裝置時(shí)，首先將少量空氣泵入一個(gè)與管端5相連通的器具(未示出)中，該器具可以為吸管或是屬于高效液相色譜(HPLC)分析儀的自動(dòng)樣品注射器?？諝馐墙柚?jì)量泵20吸入該器具的，此時(shí)，該計(jì)量泵為一個(gè)手動(dòng)活塞泵，通過向外拉動(dòng)所述泵20而被的活塞25，使軟管10和清洗軟管50內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。液體也以相同的方式被汲取。清洗泵30以蠕動(dòng)泵的形式作用于清洗軟管50，該泵具有裝在泵輪60上的滾輪40。由于滾輪40中至少有一個(gè)是處于頂住清洗軟管50(該清洗軟管由可彈性變形材料制成)的位置并將該軟管壓縮在一起，對由泵20產(chǎn)生的負(fù)壓形成密封，使與管端5相連通的器具中現(xiàn)有的空氣或液體被汲取。當(dāng)汲取完液體后，該液體可以借助于泵20流出，或該設(shè)備立刻被清洗溶液所清洗，該清洗溶液經(jīng)清洗泵30從一個(gè)清洗溶液容器(未示出)中吸入清洗軟管50，并將所述清洗液泵送入泵20、取樣軟管10和與之相連通的吸管或自動(dòng)樣品注射器中。
當(dāng)然，上述器具(吸管、自動(dòng)注射器等等)不一定與管端5相連通，而與管端5和計(jì)量泵20之間的軟管10上某適當(dāng)位置相連通也是一樣的。
圖2-4圖示了在本裝置中用作清洗泵的蠕動(dòng)泵之泵輪60，上述泵輪具有4個(gè)滾輪40。由電機(jī)80經(jīng)軸70驅(qū)動(dòng)泵輪60。在圖示情況下，電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，其產(chǎn)品號(hào)為HY200-1717(由意大利米蘭的MAE公司制造)。在軸70上電機(jī)80的另一側(cè)裝有圓盤90，其上開有4個(gè)槽100，槽100在圓盤90上的位置與滾輪40在泵輪60上的位置一致。圓盤90在被稱作光閱讀叉或光遮斷器110的縫隙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，上述這類閱讀叉由日本大阪的夏普公司制造，編號(hào)為GP1A06。閱讀叉與電腦120相連，該電腦還通過導(dǎo)線125控制著電機(jī)80的電源。當(dāng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必要量清洗溶液的輸送是由使泵輪60旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)控制的。泵輪轉(zhuǎn)數(shù)又由光遮斷器110控制，每當(dāng)槽100在光遮斷器110的雙臂115之間經(jīng)過，使光線從一個(gè)臂到達(dá)另一個(gè)臂時(shí)，光遮斷器就向電腦120發(fā)送一個(gè)信號(hào)，其中每個(gè)信號(hào)均累加到電腦120先前所接收的信號(hào)上。當(dāng)這樣產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)量達(dá)到預(yù)編程序中給定的值時(shí)(即該數(shù)值與泵輪60的預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)相關(guān)，也就是與清洗溶液的預(yù)期容量相關(guān))，電腦即切斷電機(jī)80的電源，泵輪60和圓盤90相應(yīng)地停止在使槽100之一位于光遮斷器110的兩臂115之間的位置上。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于對示范實(shí)施例的上述說明和圖解。例如，任何適當(dāng)?shù)臋z測裝置或傳感元件(如微型開關(guān)或霍爾元件)及適合這類檢測器或傳感元件使用的盤片，均可用來代替圖示的光閱讀叉和開槽圓盤。同樣，圖示實(shí)施例中的其它元件也可由適當(dāng)?shù)奶娲锼〈＿€應(yīng)當(dāng)理解，圖示及說明的實(shí)施例可在下述權(quán)利要求的范圍內(nèi)做進(jìn)一步改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.用于間歇式液體取樣的裝置，其中該裝置包括柔性取樣軟管(10)，用于以負(fù)壓將液體吸入取樣軟管(10)內(nèi)的計(jì)量泵(20)，和清洗泵(30)，該清洗泵的作用是通過柔性清洗軟管(50)，沿液體汲取的相反方向向取樣軟管(10)內(nèi)泵送清洗溶液，其特征為取樣軟管(10)和清洗軟管(50)相互連通并形成一個(gè)管路系統(tǒng)的端部；計(jì)量泵(20)最好位于靠近上述軟管(10、50)的相交處；清洗泵(30)為活塞泵，當(dāng)泵靜止時(shí)用來密封性地關(guān)閉清洗軟管。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為活塞泵(30)為蠕動(dòng)泵。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征為蠕動(dòng)泵包含泵輪(60)，在其圓周上至少裝有一個(gè)滾輪(40)；安裝有調(diào)整泵輪(60)機(jī)位的泵控制機(jī)構(gòu)，以便在蠕動(dòng)泵不泵取清洗溶液時(shí)，該滾輪或各滾輪處于預(yù)先設(shè)定位置。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征為計(jì)量泵(20)為脈動(dòng)活塞泵。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征為所述裝置供實(shí)驗(yàn)室和/或臨床使用。
6.活塞泵的用途，當(dāng)泵靜止時(shí)，該泵用來密封性地關(guān)閉柔性清洗軟管，如同用來間歇式汲取液體的裝置中的清洗泵，所述裝置包含柔性取樣軟管(10)，用于以負(fù)壓將液體吸入取樣軟管(10)內(nèi)的計(jì)量泵(20)，和清洗泵(30)，該清洗泵的作用是通過柔性清洗軟管(50)的中部，沿液體汲取的相反方向向取樣軟管(10)內(nèi)泵送清洗溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的用途，其特征為活塞泵是一個(gè)蠕動(dòng)泵。
全文摘要
用于間歇式液體取樣的裝置，包含取樣軟管(10)，用于以負(fù)壓將液體吸入取樣軟管(10)內(nèi)的計(jì)量泵(20)，和清洗泵(30)，該清洗泵的作用是通過清洗軟管(50)，沿液體取樣的相反方向向取樣軟管(10)內(nèi)泵送清洗溶液，清洗泵(30)為自密封式活塞泵。
文檔編號(hào)F04B43/12GK1158167SQ95195089
公開日1997年8月27日 申請日期1995年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日
發(fā)明者烏爾夫·巴克隆德, 烏爾班·翁厄爾斯泰德 申請人:Cma微透析股份公司