CN100439872C - 用于小量的多级配量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于小量的液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料的或活性的介质的配量装置。该装置包括具有出口的壳体,与该出口相连并置于壳体之内或之上的配量单元,以及与该配量单元相连并置于壳体之内或之上的介质储存容器。在一种优选的实施方式中,该发明装置包括具有出口(12)的壳体(1)和配量单元,此外还包括介质储存容器(61)。在壳体(1)内设有配量杆(2),一平移杆(3)部分环绕该配量杆。在该平移杆(3)上设有输送槽(33),一操作按钮(8)在该输送槽内被引导,该操作按钮穿过壳体中的槽孔(17)。在壳体中设有电路(92),该电路(92)通过插入电机(93)和传动器(94)来控制配量杆(2)。

Description

用于小量的多级配量装置
技术领域
本发明涉及一种用于小量液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料的或活性的介质的配量装置,该装置包括具有出口的壳体,与该出口相连通并置于壳体之内或之上的配量单元,以及与该配量单元相连通并置于壳体之内或之上的介质储存容器。
从工程、医药、化学等的各个领域都可知定量输送介质。在此,通常期望进行精确的配量。在配量时要符合的公差通常在百分之几的范围内,这在进行较大量的配量时只要用相对少的技术耗费就得到保证。然而在进行小量甚至是极小量的配量时,由此产生的问题在技术层面就很难解决。例如在喷墨打印机中进行小量液态介质的配量。在打印过程中,这种打印机每个脉冲输送大约4到6皮升(picoliter)的墨水。接下来较大数量级的配量装置,例如在医药工程应用中可知的配量装置,能配量大约0.3ml的量。
背景技术
DE 91 07 574 U1公开了这种用于对液体或膏体进行配量的喷射式装置。在该装置中,设有具有出口的壳体。该壳体中设有活塞。在所述出口的区域内预置了阀。在该阀的区域内设置了配量室。在上述的壳体中设置了回位弹簧和控制机构。该配量装置通过杠杆进行控制。此外,还公开了像套筒一样工作的装置。该套筒可通过手柄控制。已知的配量装置符合对其所提出的要求。然而,也存在这样的应用领域,即在该领域中用这种配量装置输送的量太大;它们只能投配平均0.3ml的量。这些装置不能投配更小的量。通常每次配量时输送量的精确度也不让人满意。由于自动配量是不可能的,所以由喷墨打印机已知的配量技术不能得到应用。
发明内容
本发明旨在为该问题提供解决方案。本发明的任务在于:提供一种用于小量液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质的配量装置,该装置能够以高准确度输送范围在0.01到200μl之间,尤其是在0.1到20μl之间的剂量。按本发明,该任务是通过在壳体中设置配量杆得以解决,该配量杆部分被平移杆环绕,并且在平移杆上开设有滑槽,一操作元件在该滑槽内被引导,该操作元件穿过设在壳体中的槽孔。
该操作元件可以设计成例如滑块,按钮或杠杆。
本发明提供了一种用于小量液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质的配量装置,该装置能够以非常高的精确度投配0.01到200μl,尤其是0.1到20μl的量。由于其高的配量精确度,该装置有多方面的应用领域,例如医学领域或精密技术领域。
此外,该任务还通过以下方式得以解决:在壳体中设置电路,该电路通过接入电机,如果可能的话,还接入传动器(如果使用了步进电机,就不需要传动器)来控制配量杆。
这样也同样提供了一种用于小量液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质的配量装置,该装置能够以非常高的精确度投配范围在0.01到200μl之间,尤其是在0.1到20μl之间的量。此外,使用电机来设计该装置,对于当时的使用者而言,操作明显更加舒适。
因此,该任务通过根据独立权利要求所述的装置得以解决。
从属权利要求描述了本发明的其他改进和结构。
附图说明
下面借助于附图来详细描述本发明的实施例。在图中,
图1示出了装置的纵向剖视图;
图2示出了图1所示装置的俯视图;
图3示出了设在平移杆内的滑槽的展开图;
图4示出了一部件的纵向剖视图;
图5示出了带有配量针的螺旋式交换盖件(Luer-Lock-Wechselkappe)的纵视图;
图6示出了一种带有电机传动器的装置示意纵向剖视图;
图7示出了图6所示装置的侧视图;及
图8示出了图5所示装置的俯视图。
具体实施方式
选作实施例的、用于配量小量液体或膏体的装置,包括壳体1,在该壳体中设有配量单元。该配量单元基本上包括配量杆(活塞)2,该配量杆部分地被一平移杆3环绕。该平移杆3受到压缩弹簧4的作用。在远离配量杆2的端部设有带有指示器的旋转按钮5。在远离旋转按钮5的端部上设有可更换的配量针6。此外,该装置还包括操作按钮8。指示器不仅可以设在旋转按钮5上,还可以设在配量杆2的可视部分上和/或壳体1和/或旋转按钮5上。
壳体1具有基本上类似销的形状,该形状在其一个端部的区域内逐渐变细。该壳体1沿其轴向中心线被一个设成多阶梯状的孔11贯穿。所述孔11在其一个端部上形成出口12。不考虑很薄的壁厚,孔11在远离出口12的一侧的直径基本上等于壳体1的直径。孔11被一个设有孔131的隔片13所限制。在朝向出口12的区域内,在孔11内设有内螺纹14。由于直径扩大在孔11的进一步延伸中形成台阶15。壳体1在远离出口12的端部上具有一个与隔片13相接的盲孔16,旋转按钮部分嵌入到该盲孔16中。壳体1其外径变细的部分,设计成可以拧紧到壳体其余部分之上的单独部件18。由此提供了一种由两部分组成的壳体1,在该壳体中,壳体1远离出口12的部分形成一个类似套筒的形状。该部分被孔181贯穿。在远离壳体1的一侧上设有内螺纹182。在实施例的变体中,与部件18的连接可以选择插入式锁扣、压配合、夹紧配合或者其它快速锁合系统中的一种。从台阶15开始,在壳体1中开设槽孔17,操作按钮8在该槽孔内被引导。在壳体1远离旋转按钮5的端部上设有螺旋式交换盖件19。该螺旋式交换盖件被一孔191贯穿,而配量杆2可以穿过该孔191。此外,盖件19具有一个环形的锁紧凸起192,与该锁紧凸起192相接有一段螺纹193。盖件19可以通过螺纹182或14拧紧。
配量杆2在壳体1的孔11中被引导。它基本上可以在孔11的整个长度上延伸,因此也可以在壳体1的整个长度上延伸。配量杆2在远离其端部一定间隔处,直径扩大。配量杆在这段直径扩大的区域内设有与壳体1的内螺纹14相匹配的外螺纹22。配量杆2具有一纵向槽,在纵向槽内插入滑键23的纵向槽。当配量杆2处于装配状态时,滑键23定位于壳体1纵向槽17的区域内。配量杆2在其远离旋转按钮5的区域内,在隔片13的孔131中被引导。
在实施例中,部分环绕配量杆2的平移杆3是由塑料制成。然而,也可以使用其它材料,例如铝、黄铜、金属或陶瓷材料。基本上,平移杆具有旋转对称的结构。该平移杆3由一个孔贯穿,借助该孔,平移杆3滑到配量杆2之上。该孔具有连续的纵向槽32,该纵向槽在装配时接收滑键23。通过纵向槽32和滑键23的结合,在配量杆2和平移杆3之间形成一个径向形状配合的连接。在轴向,平移杆3可沿配量杆2滑动。另外,也可以使用双头螺栓来取代纵向槽,该双头螺栓接合在键槽内。
平移杆3在外侧上具有输送槽33。在平移杆3的侧视图上看,输送槽33的外形为曲线;然而从平移杆3的展开图上看,输送槽33的外形为直线(图3)。此外,平移杆3还设有一个通过回位槽34与输送槽33相连的自由滑槽35。所述的回位槽34用于在不旋回配量杆2的情况下,将操作按钮8拉回。根据输送槽33和回位槽34在平移杆3可利用的360°上的分布情况,配量杆2可产生输送运动。在理想情况下,也就是说,操作按钮8的行程与配量杆的螺纹螺距处于最佳匹配时,输送行程为360°以及回位行程为0°。在实施例中,输送行程为280°以及回位行程为80°。在朝向旋转按钮5的一侧,在平移杆3上设有盘片36,该盘片36在装配状态时支承压缩弹簧4。盘片36用于保护平移杆3免于磨损。
旋转按钮5设有盲孔51,借助该盲孔,按钮5被压到配量杆2上。在旋转按钮5上有标记52,借助这些标记52可以读出旋转按钮5进入壳体1的深度。
在实施例中,配量针具有轻微的偏斜角。这种构造提供了更好地适应各种使用情况的可能性。此外,偏斜的配量针改进了可进入性。可以根据各自的使用意图选择配量针的内径。配量针6具有一个制成类似塑料盖状的储存容器61。储存容器61朝着配量针6逐渐变窄。储存容器61在其远离配量针6的一端上设有隔片62,通过这些隔片62,储存容器61可以在越过锁紧凸起192时插入并通过螺纹193拧紧到壳体1的盖件19上。配量针6被设计成一次性部件。这对于在处理具有有限(较短)处理时间的活性介质时特别有利。由于可以拧紧到壳体1上,配量针6和储存容器61的组装和拆卸可以很简单。
在朝向壳体1的一侧,操作按钮8设有盲孔,在该盲孔中拧入螺栓81。此外,一个横截面为T型的滑块82拧到螺栓81的螺纹上。由于其T型构造,在滑块82的外端和操作按钮朝向壳体1的一侧之间形成了一间隙,而该间隙的宽度与壳体1在纵向槽17处的壁厚基本上一致。操作按钮8通过这种方式由纵向槽17中引导。螺栓81在其远离操作按钮8的一侧上凸出超过滑块82。在装配状态下,螺栓81(应该为81)凸出超过滑块82的部分在输送槽33或在平移杆的回位槽34或自由滑槽35中被引导。
为使用按本发明的装置配量液态或膏状介质,首先将要配量的介质填入储存容器61中。然后将配量针6插入并拧到交换盖件19上。通过按如下方式移动操作按钮8来完成配量:如果操作按钮沿着纵向槽17向出口12的方向滑动,螺栓81在平移杆3的输送槽33中被引导的一端沿着输送槽33移动。由于输送槽33并不与装置的轴向中心线平行对齐,所以操作按钮8沿着壳体1轴向的运动,使得平移杆发生旋转。由于平移杆3与配量杆2之间按形状匹配进行连接,所以平移杆3的旋转被传递到配量杆2上。
由于螺栓连接14/22,配量杆2的旋转引起配量杆2朝配量针6的轴向运动。由于这样所引起的配量杆2的行程和配量杆的进一步浸入,尤其是密封件21的进一步浸入储存容器61中,使得要配量的介质从储存容器61中被挤出。由于对螺纹连接14/22的无间隙微量调节,所以可以进行精度非常高的小量配量。通过将输送槽33设计成不同的形状或者通过修改螺纹14/22的螺距,可以改变配量杆2的行程,从而可以配量不同体积的量。
如果配量了期望的量,即操作按钮8到达了其前面的挡块,使操作按钮8回到其原始位置。这只要简单地将操作按钮8拉回即可。由于设在平移杆3中的回位槽34,操作按钮8是在平移杆3不旋转,从而配量杆2不旋转的情况下拉回到其原始位置。配量杆2保持在其原始位置。这样在将操作按钮8拉回到其原始位置时,防止配量杆2的尖端从储存容器61中缩回,否则可能会导致在储存容器61中形成气穴或类似物,并可能会对后面的配量过程造成负面影响。
如果操作按钮8回到其原始位置,便可以开始新一轮的配量过程。因为在新一轮的配量过程开始时,配量杆2正好处在上一轮配量过程结束时的位置上,因此可以在同样小的公差范围之内进行新一轮的无损失配量过程。
如果在重复操作多次之后,配量活塞到达其挡块,则借助旋转按钮5旋回配量杆2。在此,自由滑槽35使得操作按钮8不用进行输送运动(正向螺旋或反向螺旋),从而配量杆2可以在螺纹中旋回到其顶端,而不需要操作按钮8在导向件中作直线运动。
通过标记52向操作者指示已经完成配量过程的数量。通过操作操作按钮8,配量杆2发生旋转并浸入储存容器61中。与此同时,压紧到杆2上的旋转按钮5进入盲孔16中。由于均匀设计的标记52,其相互间隔是根据由螺纹确定的各自行程来调整,这样使得使用者可以读出行程/配量过程的数量。因为在配量过程中,配量杆2按照其行程,一步步浸入到储存容器61中,标记52逐渐进入盲孔16中。在实施例的变体中,还可以在按钮5中设置一个孔,配量杆2的加长结构可以穿过这个孔。在这种情况下,每次行程,设在杆上的标记都进入按钮5中。
在上述的实施例的变体中,根据图6到8所示的实施例可以通过电机控制。在这里,壳体1也被一个多阶梯的孔11贯穿。壳体1的一端由封闭盖件/旋转按钮5封闭。在其远离封闭盖件/旋转按钮5的端部,在壳体1上也同样设有部件18,该部件设计成角头(Winkelkopf)。在该部件18上拧有螺旋式交换盖件19。配量杆2在交换盖件19中被引导。
在壳体1中,除了角头形的部件18之外,还设置了组件,该组件容纳对于装置的电机控制所需的构件。组件由一电源91组成,该电源设在壳体1的孔11中朝向封闭盖件/旋转按钮5的区域内。该电源91与微型控制电路92相连,而这个微型控制电路92又与微型电机相连。一方面,该微型控制电路92可以用于指定行程;另一方面,可以在发生故障时,处于安全的目的,中止配量。至于电机93,建议使用伺服电机、步进电机或者电子控制及调节电机。在微型电机93上连接有微型传动器94,配量杆2从该传动器94远离微型电机93的一端伸出。为使配量杆2回位设有后退挡。
在壳体外侧上设有指示元件95,其可以指示配量杆2的每次定位(包括配量端部),储存容器的填充度以及类似的信息。此外,在指示元件95附近设置了发光二极管(LED)96,这些发光二极管(LED)96又设置在操作键97,98附近。在这里,这些发光二极管(LED)96可以具有不同的颜色(例如红色和绿色),从而指示该装置的不同功能。绿色的发光二极管(LED)指示运行正常,而红色的发光二极管(LED)指示发生故障。指示元件95,发光二极管(LED)96以及键97,98通过电线或导线与微型控制电路92相连。这样确保启动键97,98就能控制配量装置。在这里,键97用于配量杆2的进给,而启动键98就能使得配量杆2反向旋转,这是通过插入微型控制器92并借助微型传动器94得以解决。
该装置的电机传动变体和手动控制变体都能够配量小量的液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质。即使是范围在0.01到200μl之间,尤其是在0.1到20μl之间的极小量,也可以实现非常高的精确度的配量。在此,基本元件,如部件18,交换盖件19,配量针6,配量杆2以及配量杆2和部件18之间的螺纹连接,都包含在两种不同的变体中。仅仅是手动控制变体中的平移杆3被电机传动变体中的电机旋转取代。

Claims (8)

1.一种用于小量的液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质的配量装置,包括:
-具有出口的壳体,
-设在壳体之内或之上的、与出口相连通的配量单元,以及
-设在壳体之内或之上的、与配量单元相连通的介质储存容器,
其特征在于:在所述壳体(1)中设有配量杆(2),该配量杆由一平移杆(3)部分环绕,在该平移杆(3)上设有输送槽(33),一控制元件在输送槽中被引导,该控制元件穿过设在壳体(1)中的槽孔(17)。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述平移杆(3)可轴向滑动地设置在配量杆(2)上。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:在所述平移杆(3)上设有回位槽(34)和自由滑槽(35)。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述储存容器(61)是可更换的。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:在所述配量杆(2)和/或壳体(1)和/或旋转按钮(5)上设有一个或多个标记(52)。
6.根据前述权利要求1所述的装置的用途,用于配量小量的液态或膏状介质以及处理时间有限的含有填料或活性的介质。
7.根据权利要求6所述的装置的用途,其中所述介质为牙科材料。
8.根据权利要求6所述的装置的用途,其中所述牙科材料为粘合剂,助粘剂或粘固剂。
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