Пневматическая микропипетка

Пневматическая микропипетка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МИКРОПИПЕТКА , содержащая задагшк избыточного давления , пиевмоклапаи, узел задания, вакуумметрического давления, выход которого соединен с выходом пневмоклапана и посред- , ством гибкой трубки с наконечником, в верхней части которого установлено сопло, связанной выходом с атмосферой, а входом подключенное к выходу дросселя, размещенного на входе канала питания, и управлям щему входу усилителя, соединенного выюдом с питающим каиалом нмпульсатора н входом узла задания вакуумметри%ского давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точносга дозирования и качества проб, она снабжена до1юлнит ьным регулируемым дросселем, дополнительным задатчиком избыточного давления,, эле-: ментом сравнения, положительная каме{я которого соединена с выходом догамгантетиного задатчика, и триггером с разделышми входами, один из которых пощслючен к выходу импульсатора, а другой - к выходу элемента сравнения, при этом выход задатчика избыточного давления подасвючен через дополшггельный регулируемый Upoccsenb к нормально закрытому соплу пневмоклапащ, нормально открытое сопло которого загяуше но, и к отрицательной камере .эвкмента сравнения, а выход триггера шдасшочей к управляющей камере пневмоклаюна я уа. равляющему соплу элемента сравиевош.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,„Я0„„1010500

3(50 Ol N 1 14 В 01 1 3 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3319397/23 — 26 (22) 31.12.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) А. И. Кенгерлинский, Б. П. Старков и Н. И. Ибрагимов (71) Научный центр биологических исследований (53) 542. 3 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N4 765691, кл. G 01 и 1/14, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР ло . заявке Р 2924802/23-26, кл. G Ol и 1/14, 1980 .

3. Авторское свидетельство СССР Р. 830182, кл. G 01 и 1/14, 1979. (54) (57) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МИКРОПИПЕТКА, содержащая задатчик избыточного давления, пневмоклапан, узел задания вакуумметрйческого давления, выход которого соединен с выходом пневмоклапана и посредством гибкой трубки с наконечником, в верхней части которого установлено сопло, связанной выходом с атмосферой, а входом

% подключенное к выходу дросселя, размещенного на входе канала питания, и управляющему входу усилителя, соединенного вьпюдом с питающим каналом импульсатора и входом узла задания вакуумметрического давления, отличающаяся тем, что, с целвю повышения точности дозировании и качества проб, она снабжена дополнительным регулируемым дросселем, дополнитель ным задатчиком избыточного давления, эле-.ментом сравнения, положительная камера которого соединена с выходом дополнительного задатчика, и триггером с раздельными входами, один иэ которых подключен к выходу импульсатора, а другой — к выходу элемента сравнения, при этом выход задат- Я чика избыточного давления подключен через дополнительный регулируемый;дроссвпь и нормально закрытому соплу пневмоклапаац1, нормально открытое сопло которого эаглуше но, и к отрицательной камере .мемеита сравнения, а выход триггера подключен se управляющей камере пневмоклаивив и уп- Феав равляющему соплу элемента сравнения. ф

ФФв»

Ю.

Щ

©

tO

1

l0

Изобретение относится к точным аналитическим приборам и может быть использовано для доэнрования жидких реагентов при проведении научных исследований в области биологии, биохимии, медицины и в других областях науки и техники.

Известна пневматическая микропипетка, содержащая узлы задания избыточного и вакуумметрического давлений, выходы которых соединены между собой и посредством гибкой трубки с каналом наконечника, входы узлов задания избыточного и вакуумметриф ческого давлений соединены с выходом пневмотумблера (1).

Недостатком этой микропипетки является низкая точность. Кроме того, она не отвечает требованиям стерильности в работе.

Известно также пневматическое устройство для доэирования жццкостей, содержащее уз лы задания вакуумметрического и иэбыточного давлений, выходы которых соединены между собой и посредством гибкой трубки с каналом узла управления, в верхней части которого установлено сопло, а в нижней— наконечник, дроссель, связанный своим входом с каналом питания, а выходом — с соплом и входом усилителя, выход которого соединен с управляющим входом узла задания избыточного давления, ячейки памяти, подключенные отрицательными выходами к выходу усилителя, дополнительный .узел задания вакуумметрического давления, выход которого связан с выходом основного узла задания вакуумметрического давле ния, дополнительные дроссели, подключенные входами к каналу питания, и дополнитель ные сопла, установленные в верхней части узла управления, одно из которых связано с выходом первого дополнительного дросселя и с положительным входом первой ячейки памяти, а другое — с выходом второго дополнительного дросселя и с положительным входом второй ячейки памяти, при этом уп равляющие входы основного и дополнительного узлов задания вакуумметрического давления подключены к выходам соответствующих ячеек памяти, отрицательные управляющие входы которых соединены с выходами усилителя (2).

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и низкая точность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пневматическая микропипетка, содержащая задатчик избыточного давления, пневмоклапан, узел задания вакуумметрического давления, выход которого соединен с выходом пневмоклапана и посредством гибкой трубки с наконечником, в верхней части которого установлено сопло, 10500 2 связанное выходом с атмосферой, а входом подключенное к выходу дросселя, размещенного на входе канала питания, и управляющему входу усилителя, соединенного выходом с питающим каналом иьшульсатора и входом узла задания вакуумметрического давления (3).

Недостатками известной микропипетки являются значительная погрешность дозирования, а также низкое качество проб, что orраничивает область применения.

Цель изобретения — повышение точности дозирования и качества проб.

Указанная цель достигается тем, что пнев. магическая микропипетка снабжена дополнительным регулируемым дросселем, дополнительным задатчиком избыточного давления, элементом сравнения, положительная камера которого соединена с выходом дополнитель- . ного задатчика, и триггером с раздельными входами, один нз которых подключен к выходу импульсатора, а другой — к выходу элемента сравнения, при этом выход задатчика избыточного давления подключен через дополнительный регулируемый дроссель к

25 нормально закрытому соплу пневмоклапана, нормально открытое сонно которого заглушено, и к отрицательной камере элемента сравнения, а выход триггера подключен к управляющей камере пневмоклапана и управЗп ляющему соплу элемента сравнения.

На чертеже представлена блок-схема пневматической микропипетки..

Пипетка состоит из задатчика 1 избыточного давления, узла 2 задания вакуумметрического давления, пневмоклапана 3, импуль сатора 4, усилителя 5, дросселя 6, сопла 7, наконечника 8, сосуда 9 с жидкостью и мно гоячеистой пластины 10, дополнительного регулируемого дросселя 11, триггера 12 с раздельными входами, элемента 13 сравнения и дополнительного эадатчика 14 избыточного давления. Вход триггера 12 "Уста новка" — $, вход "Сброс" — R

На схеме введены. следующие обозначения давлений P» P — избыточные давления на выходах соответственно задатчиков 1 и 14, Рэ — давление на выходе элемента 13 срав. пения, Р4 — давление на выходе триггера

12, Р— давление на выходе дополнительного дросселя 11, Р— давление на входе

50 сопла 7; Р> и Ра — давление на выходах соответственно усилителя и имнульсатора, 0 — вакуумметрическое давление.

Пневматическая микропипетка работает следующим образом.

В исходном состоянии наконечник 8 расположен над жидкостью, а отверстие сопла

7 сообщено с атмосферой. После включения источника питания давление Р, на выходе

4 ся значениями сипилов Рз = "О" Р = "О"

> 4 в

Р =Р,, Р = "О, Р7 — "О" и Ра — "О.

После закрытия отверстия сопла 7 состояние пипетки характеризуется значениями сигналов Рэ — О, Р4 = О, Р Р1,Р 1 и

Р = "1". При смене значения сигнала Р> с Р7 = "О" на Р7 = "1", сигнал Р8 на выходе импульсатора 4 в течение времени .1 будет равен "1", по истечении времени

Р> принимает значение Ps = "О".. Сигнал

Ра = "1" переключает триггер,12, сигнал

Р íà его выходе принимает значение "1", что приводит к переключению пневмоклапана 3. Выход клапана 3 соединяется с полостью наконечника 8. Над жидкостью в наконечнике 8 устанавливается давление

Р, = Р,, что приводит к плавному вытеснению жидкости из наконечника. По истечении последних частиц жидкости из наконечника величина давления Р5 резко уменьшается. Когда величина P становится меньше величины Р, (Р, < Р,), на выходе элемента

13 появляется сигнал P3 = "1", что приводит к переключению триггера 12, сигнал Р на его выходе„; принимает значение P = "О",, элемент 13 сравнения обесточивается, закры вается сопло клапана 3 и сигнал Р посте- пенно (по экспоненциальному закону) нарастает до значения Р1..

Заметим, что в течение всего времени истечения жидкости из наконечника 8 ве;личина давления над поверхностью жидкости в наконечнике 8 постоянна.и равна Р, что обеспечивает постоянство расхода (скорости) вытекающей из наконечника 8 жидкости. Интенсивность.вытеснения жидкости из наконечника, т.е. величина расхода жидкости, зависит от величины давлсния Р,. При настройке прибора оператор может по своемуусмотрению один раз подобрать величину давления Р .

Тогда, независимо от величины Gt, т.е. от величины объема У пробы, скорость истечейия жидкости из наконечника сохраняется постоянной, т.е. плавное вытеснение жидкости из наконечника без "выстрела" порцией сжатого газа позволяет повысить точность и стерильность проб, так как не происходит разбрызгивания проб между ячейками azacтины 10.

3 10105 элемента 13 равно нулю, так как элемент

13 в это МоМОНТ обесточен, т.е. Р4 = О.

Так как P = 0, Р = Р1. По условию

P = P>2 Р . Для рассматриваемого состояния пипетки давления Р„Р, и Р, равны нулю.

Прикроем (пальцем) .отверстие сопла 7, Тогда сигналы (давления) Р и Р7 принимают значения Р = "1" и Р7 = "1" (сигналу "1" соответствует давление питания

P . = 0,14 МПа, а сигналу * О" — Рпит.=

= 0,014 МПа). При Р, = "1" сигнал Р8 кратковременно ((в течение времени .1: сменяет свое значение с "О" на "1" и обратно принимает значение .. .О". Продолжительность времени Т, в течение которого

;Р8 "1", зависит от настройки: импульсатора. При Р, = 1 сигнал Р4 на выходе триггера 12 также равен ",1" . При P = "1" сигнал Рэ — О ввиду того, что Р, > Р . 2о

Под действием сигнала Р4 = 1 открывается нормально закрытое сопло пневмоклапана

3 и газ с начальным давлением, равным

P = P> через выход пневмоклапана 3 и отверстие наконечника 8 разрежается в атмосферу. Давление Р газа на выходе дросселя

11 постепенно уменьшается, и когда Р, становится меньше Р, включается элемент 13 сравнения, Рз = "1* ; Сигнал Рз- 1" переключает триггер 12, Р4 = О, что .приводит к обесточиванию элемента 13 сравнения, по-. этому Р, принимает значение "0". Кроме того, смена -сигнала Р4 с "1" на "0" приводит к закрьпию сопла пневмоклапана 3, в результате чего величина давления Р, постепенно поднимается до значения P,N, .

Погрузим наконечник 8 в жидкость, находящуюся в сосуде 9, и удалим палец от отверстия сопла 7. Тогда P = "О" и P О", а состояние импульсатора 4, триггера 12. и клапана 3 остается неизменным. При Р, =

= "О" в полости наконечника 8 устанавливается вакуумметрическое давление О, вследствйе чего уровень жидкости в наконечнике поднимается на некоторую высоту h.

Установим конец наконечника 8 над од4S ной из ячеек пластины 10 и прикроем пальцем отверстие сопла 7. До прикрытия отверстия сопла состояние пипетки характеризует1010500

Составитель Н. Романникова

Техред Е.Харитончик Корректор С. Шекмар

Редактор А. Шишкина

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2474/32

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4