СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ СОЛОМИНКИ ЗАДАННОЙ ДОЗОЙ ЖИДКОГО ВЕЩЕСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF FILLING STRAW WITH GIVEN DOZE OF LIQUID SUBSTANCE AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Настоящее изобретение относится к введению заданных доз жидкого вещества в соломинки.
Известно, что соломинками являются единицы дозировки, образованные тонкой трубкой из пластического материала, в частности достаточно малого диаметра, чтобы обеспечивать удержание в ней жидкого вещества за счет капиллярности, и пробкой, заходящей в тонкую трубку вблизи одного конца, содержащей два пористых тампона и между этими двумя тампонами - объем гелеобразующего порошка, то есть порошка, преобразующегося в гель при контакте с водной жидкостью.
В частности, из публикации ЕР 0480109, взятой за прототип, известен способ заполнения, содержащий этап введения заданной дозы жидкого вещества, первоначально содержащегося в емкости, открытой в верхней части, в тонкую трубку соломинки. Этот этап осуществляют, плотно вставляя приспособление для введения в первый конец тонкой трубки соломинки, тогда как второй конец тонкой трубки соединяют с источником вакуума, при этом соломинка находится в лежачем положении, а канал приспособления введения погружен в жидкое вещество, содержащееся в емкости. За счет разрежения, создаваемого в соломинке источником вакуума, поток жидкого вещества засасывается из емкости в соломинку через приспособление введения. В европейской заявке 0856298 описана усовершенствованная версия приспособления введения.
Для осуществления этого способа существует машина, на которой приспособление и емкость устанавливают вручную соответственно на держатель приспособления и на держатель емкости подвижной каретки, осуществляющей возвратно-поступательные движения, согласованные с поперечным перемещением ленты, транспортирующей предназначенные для заполнения соломинки, таким образом, чтобы вставлять приспособление введения в соломинку и затем извлекать его за пределами ленты, затем вставлять его в следующую соломинку и так далее во все последовательно подаваемые соломинки.
В случае возникновения необходимости замены предназначенного для заполнения жидкого вещества или в случае, когда емкость, находящаяся в держателе приспособления, оказывается пустой:
- снимают приспособление введения с держателя-приспособления;
- снимают емкость с держателя емкости;
- помещают другую емкость в держатель емкости;
- устанавливают новое приспособление введения на держатель приспособления;
- погружают канал этого нового приспособления в жидкое вещество, содержащееся в емкости.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение еще большего автоматизирования процесса заполнения соломинок при помощи простого, удобного и экономичного способа.
Для решения этой задачи предлагается способ заполнения соломинки заданной дозой жидкого вещества, содержащегося в емкости, открытой в своей верхней части, согласно которому вводят заданную дозу вещества в соломинку, находящуюся в лежачем положении, при помощи приспособления введения, вставленного в соломинку, отличающийся тем, что перед этапом введения вещества в соломинку:
- обеспечивают взаимодействие наконечника пипетки в стоячем положении с упомянутой емкостью для отбора из нее, по меньшей мере, одной дозы жидкого вещества;
- подготавливают упомянутое приспособление, содержащее корпус, выполненный с возможностью взаимодействия с упомянутым наконечником пипетки в стоячем положении, и носик с капиллярным каналом, выполненный с возможностью захождения в упомянутую соломинку, при этом упомянутый носик ориентируют поперечно к упомянутому корпусу таким образом, чтобы при стоячем положении упомянутого корпуса упомянутый носик находился в лежачем положении;
- обеспечивают взаимодействие упомянутого наконечника пипетки в стоячем положении, содержащего, по меньшей мере, одну упомянутую дозу, с упомянутым корпусом, чтобы содержимое упомянутого наконечника пипетки оказалось в этом приспособлении.
После этого достаточно вставить носик в пипетку и осуществить этап введения известным способом.
Капиллярность канала, выполненного в носике, позволяет содержимому приспособления, поступающему из наконечника пипетки, оставаться в приспособлении, пока источник вакуума не создаст в соломинке разрежения, способствующего перетеканию жидкого вещества.
Таким образом, благодаря приспособлению, используемому в способе в соответствии с настоящим изобретением, можно применять обычный автомат с наконечниками пипеток для осуществления отбора жидкости из емкости, открытой в верхней части.
Замена ручной операции погружения канала приспособления в емкость, содержащую предназначенное для заполнения жидкое вещество, на автоматическую операцию, использующую наконечник пипетки, обеспечивает повышение надежности, в частности с точки зрения санитарии.
Предпочтительно использовать автомат с наконечниками пипеток не только для манипулирования наконечниками пипеток, но и приспособлениями введения.
Предпочтительно для упрощения и удобства как изготовления, так и использования перед этапом введения дозы вещества в соломинку устанавливать приспособление введения в держатель, находящийся в подвижной каретке, которая находится в нерабочем положении;
- перемещать каретку из нерабочего положения в рабочее положение для плотного введения приспособления в соломинку.
Предпочтительно перед этапом взаимодействия наконечника пипетки с емкостью установить наконечник пипетки в пипетку, а на этапе взаимодействия наконечника пипетки с емкостью:
- разместить пипетку, оборудованную наконечником пипетки, над упомянутой емкостью;
- погрузить конец наконечника пипетки в жидкое вещество, содержащееся в емкости;
- создать разрежение в наконечнике пипетки для всасывания жидкого вещества.
Предпочтительно на этапе взаимодействия наконечника пипетки, содержащего, по меньшей мере, одну дозу вещества, с приспособлением введения:
- разместить наконечник пипетки, содержащий, по меньшей мере, одну дозу вещества, над приспособлением введения;
- устранить разрежение в наконечнике пипетки для высвобождения его содержимого.
Предпочтительно, чтобы взаимодействие наконечника пипетки в стоячем положении с емкостью для отбора дозы жидкого вещества и взаимодействие наконечника пипетки в стоячем положении, содержащего, по меньшей мере, одну дозу, с приспособлением введения, для введения содержимого наконечника пипетки в это приспособление, осуществлялись автоматически.
Предпочтительно, чтобы перед упомянутыми этапами, осуществляемыми автоматически,
- размещали вручную коробку, содержащую упомянутое приспособление введения;
- размещали вручную держатель емкости, содержащий упомянутую емкость;
- размещали вручную держатель наконечника, содержащий упомянутый наконечник пипетки.
Предпочтительно, чтобы в качестве коробки приспособления введения использовали стойку для приспособлений.
Предпочтительно, чтобы в качестве держателя-наконечника использовали стойку для наконечников пипеток.
Предпочтительно, чтобы в качестве держателя-емкости использовали стойку для емкостей.
Предпочтительно, чтобы в качестве держателя емкости использовали карусель для емкостей.
Предпочтительно, чтобы перед этапом введения вещества:
- перемещали упомянутое приспособление от упомянутой коробки приспособлений к держателю приспособления;
- вводили сверху упомянутое приспособление в упомянутый держатель приспособления для его укладки;
- перемещали скольжением упомянутое приспособление в горизонтальном направлении относительно упомянутого держателя приспособления из положения укладки на упомянутом держателе приспособления в положение упора в упомянутый держатель приспособления.
Следует отметить, что эти отличительные признаки могут применяться независимо от отличительных признаков, изложенных выше.
Предпочтительно, чтобы на этапе перемещения упомянутого приспособления введения
- подготавливали зажим;
- производили захват зажимом приспособления в коробке для приспособления введения;
- размещали упомянутый зажим с упомянутым приспособлением над держателем приспособления.
Предпочтительно, чтобы на этапе перемещения скольжением упомянутого приспособления перемещали толкатель, прижатый к упомянутому приспособлению.
Вторым объектом настоящего изобретения является устройство, предназначенное для осуществления вышеизложенного способа, содержащее приспособление, выполненное с возможностью захождения в соломинку в лежачем положении для введения в нее заданной дозы жидкого вещества, первоначально содержащегося в емкости, открытой в верхней части, отличающееся тем, что упомянутое приспособление введения содержит корпус, выполненный с возможностью взаимодействия с наконечником пипетки в стоячем положении таким образом, чтобы содержимое упомянутого наконечника пипетки находилось в приспособлении, и носик с капиллярным каналом, выполненный с возможностью захождения в упомянутую соломинку, расположенный поперечно к упомянутому корпусу таким образом, чтобы при стоячем положении упомянутого корпуса упомянутый носик находился в лежачем положении.
Предпочтительно, чтобы упомянутый корпус содержал донную стенку.
Предпочтительно, чтобы упомянутая донная стенка имела наклон под углом, находящимся в пределах от 25 до 35°, к упомянутому носику.
Предпочтительно, чтобы упомянутая донная стенка имела наклон под углом, находящимся в пределах от 2,5 до 6,5°, к упомянутому носику.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик содержал капиллярный канал по всей своей длине.
Предпочтительно, чтобы упомянутый корпус содержал донную стенку и упомянутый капиллярный канал был выполнен от выходного отверстия до прохода, который сообщается с пространством, ограниченным упомянутым корпусом и упомянутой донной стенкой.
Предпочтительно, чтобы нижняя часть упомянутого прохода доходила до самой нижней части упомянутой донной стенки упомянутого корпуса.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик содержал цилиндрический участок и усеченный конусный участок.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик содержал цилиндрический участок и усеченную конусную площадку, соединенную с упомянутым цилиндрическим участком.
Предпочтительно, чтобы упомянутый корпус содержал донную стенку и трубчатую стенку, разделенную упомянутой стенкой дна на первый трубчатый участок и второй трубчатый участок.
Предпочтительно, чтобы упомянутый первый участок и упомянутая донная стенка ограничивали резервуар для упомянутого жидкого вещества, тогда как упомянутый второй трубчатый участок образовывал основание, на которое опирается упомянутое приспособление.
Предпочтительно, чтобы упомянутый корпус содержал донную стенку и усеченную конусную стенку, выполненную от входного отверстия до упомянутой донной стенки.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало нервюру, противоположную упомянутому носику.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало два язычка, выполненных противоположно друг другу на упомянутом корпусе.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало две лапки по обе стороны от каждого из упомянутых язычков.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало два выреза по краю входного отверстия над упомянутыми язычками.
Предпочтительно, чтобы кроме приспособления упомянутое устройство содержало зажим, содержащий центральный корпус и две упруго деформирующиеся стойки, соединенные с упомянутым центральным корпусом, содержащие в своей дистальной части крючок, выполненный с возможностью зацепления и разъединения с соответствующим упомянутым язычком упомянутого приспособления за счет упругой деформации упомянутых стоек.
Предпочтительно, чтобы упомянутые стойки содержали участок, выполненный между центральным корпусом и упомянутым крючком.
Предпочтительно, чтобы упомянутый крючок содержал выпуклую поверхность, в которую упирается упомянутый язычок для упругого воздействия на упомянутые стойки.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало два выреза по краю входного отверстия и на соединении между упомянутым участком и упомянутым крючком каждая стойка содержала заплечик, выполненный с возможностью захождения в соответствующий упомянутый вырез упомянутого приспособления, когда упомянутые крючки зацепляются с упомянутыми язычками.
Предпочтительно, чтобы кроме указанного приспособления упомянутое устройство содержало держатель приспособления, содержащий цоколь, на который опирается упомянутое приспособление, когда оно находится на упомянутом держателе приспособления, и лапки, в которые упирается упомянутое приспособление, когда упомянутое приспособление находится в своем положении упора, а упомянутый носик выступал за пределы упомянутых лапок.
Предпочтительно, чтобы упомянутые лапки содержали дугообразное углубление, в которое упирается упомянутое приспособление в упомянутом положении упора.
Предпочтительно, чтобы упомянутые лапки были разделены пазом усеченного конусного профиля, в который заходит упомянутое приспособление.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало два язычка, выполненные противоположно друг другу на упомянутом корпусе, и две лапки по обе стороны от упомянутых язычков и со стороны, противоположной упомянутому усеченному конусному пазу, и чтобы упомянутые лапки упомянутого держателя приспособления содержали выступающий буртик, под который заходит одна упомянутая лапка упомянутого приспособления, когда упомянутое приспособление находится в своем положении упора.
Предпочтительно, чтобы кроме приспособления упомянутое устройство содержало толкатель, содержащий прижимную деталь и силовой цилиндр, содержащий шток и корпус, и чтобы упомянутая прижимная деталь была выполнена с возможностью опираться на упомянутое приспособление, чтобы приспособление перемещалось скольжением из первого положения во второе положение.
Предпочтительно, чтобы упомянутая прижимная деталь содержала дугообразное углубление для вхождения в контакт с упомянутым приспособлением.
Предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало нервюру, выполненную противоположно упомянутому носику, и упомянутая прижимная деталь и упомянутая нервюра были выполнены таким образом, чтобы упомянутая нервюра заходила под нижнюю поверхность упомянутой прижимной детали, когда упомянутая прижимная деталь входит в контакт с упомянутым приспособлением; и/или
предпочтительно, чтобы упомянутое приспособление содержало носик с капиллярным каналом, выполненный в виде одного жесткого блока с возможностью захождения в упомянутую соломинку.
Следует отметить, что эти отличительные признаки можно применять независимо от ранее изложенных отличительных признаков.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик содержал усеченный конусный участок и цилиндрический участок.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик содержал капиллярный канал.
Предпочтительно, чтобы упомянутый носик был выполнен литьем в виде единой детали из жесткого пластического материала.
Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве предпочтительного, но не ограничительного примера выполнения, со ссылками на прилагаемые чертежи, в числе которых:
Фиг.1 и 2 изображают вид в изометрии под двумя разными углами приспособления введения в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.3, 4 и 5 - вид этого приспособления, соответственно показанного сбоку слева согласно фиг.1, в плоскости сверху и в разрезе сбоку по V-V фиг.3.
Фиг.6 изображает вид, аналогичный фиг.5, варианта этого приспособления, согласно которому донная стенка имеет небольшой наклон.
Фиг.7 и 8 изображают соответственно вид в изометрии и вид сбоку зажима, позволяющего захватить приспособление.
Фиг.9 изображает вид в изометрии этого зажима вместе с захваченным приспособлением.
Фиг.10, 11 и 12 изображают вид узла зажим-приспособление соответственно сбоку справа, согласно фиг.9, сбоку слева согласно этой фигуре и в плане сверху.
Фиг.13 изображает вид в изометрии зажима, держателя приспособления, толкателя и приспособления в положении укладки на держатель приспособления.
Фиг.14 - отдельный вид в изометрии держателя приспособления.
Фиг.15 - вид в плоскости сверху приспособления, держателя приспособления и толкателя, показанных на фиг.13, но при этом для простоты чертежа зажим не показан.
Фиг.16 - вид, аналогичный фиг.15, но при этом приспособление прижато толкателем к держателю приспособления в его положении упора.
Фиг.17 - вид сбоку со стороны, показанной внизу на фиг.16.
Фиг.18 и 19 изображают соответственно вид в изометрии и вид сбоку зажима, заходящего в держатель зажима.
Фиг.20 и 21 - соответственно вид в изометрии и вид сбоку справа согласно фиг.20 устройства извлечения приспособления из зажима.
Фиг.22 изображает вид схемы взаимодействия согласно изобретению соломинки, приспособления введения, всасывающей насадки, наконечника пипетки и емкости, находящейся в держателе емкости в положении, в котором наконечник пипетки взаимодействует с емкостью, содержащей жидкое вещество.
Фиг.23 - вид по фиг.22, в положении, в котором наконечник пипетки находится над входным отверстием приспособления после отбора из емкости определенного количества жидкого вещества.
Фиг.24 - вид по фиг.22, в положении, в котором содержимое наконечника пипетки поступило в приспособление введения
Фиг.25 - вид по фиг.22, в положении, в котором приспособление и всасывающая насадка плотно заходят в трубку соломинки.
Фиг.26 - вид по фиг.22, в положении, в котором определенная доза жидкого вещества вводится в трубку соломинки.
Фиг.27 и 28 изображают вид сбоку двух других вариантов приспособления, в которое заходит наконечник пипетки.
Приспособление 1, показанное на фиг.1-5, содержит носик 2 и корпус 3. Носик 2 выполнен заодно с корпусом 3 и выступает из корпуса в поперечном направлении.
Носик 2 выполнен в виде единой детали путем литья из жесткого пластического материала и содержит капиллярный канал 4, в данном случае по всей длине носика 2 между первым концом, содержащим проход 5, через который канал 3 сообщается с пространством, ограниченным корпусом 3, и вторым концом, содержащим выходное отверстие 6.
Первый участок 7′ носика 2, содержащий усеченную конусную наружную поверхность 1″, выполнен от корпуса 3 до половины длины носика 7 с уменьшающимся сечением и продолжен вторым участком 8′ носика, содержащим цилиндрическую наружную поверхность 8″, расположенную между первым участком 7′ и дистальным концом носика.
Цилиндрический участок 8′ имеет формовочный уклон примерно в 0,5°.
Корпус 3 содержит трубчатую стенку, разделенную на два участка 9 и 10 донной стенкой 11. Участок 9 вместе со стенкой 11 ограничивает резервуар для жидкого вещества. Этот резервуар содержит входное отверстие 12 на конце, противоположном донной стенке 11. Участок 10 образует основание, на которое опирается приспособление.
В данном случае донная стенка 11 имеет наклон 30° по отношению к носику 2.
Капиллярный канал 4 сообщается с корпусом 3 через проход 5, нижняя часть которого выходит на уровне донной стенки 11 корпуса 3, то есть на самом нижнем уровне резервуара.
Корпус 3 в целом имеет направление, поперечное к общему направлению носика 2, при этом приспособление имеет общую изогнутую форму в виде колена.
Напротив носика 2 корпус 3 содержит на своей наружной стороне жесткую нервюру 13, выполненную заодно с корпусом 3 и имеющую общую форму параллелепипеда.
Два язычка 14 выполнены заодно с корпусом 3 диаметрально противоположно друг другу на наружной стороне корпуса 3 на одном уровне и на половине расстояния между нервюрой 13 и носиком 2. По обе стороны от каждого язычка 14 выполнены две лапки 15.
Над каждым язычком 14 на конце корпуса 3 на краю отверстия 12 выполнен вырез 16.
Далее следует описание варианта 1′ приспособления, показанного на фиг.6. Для идентичных элементов используются те же обозначения, что и для приспособления 1.
Приспособление 1′ идентично приспособлению 1, за исключением того, что донная стенка 11′ корпуса 3 имеет меньший наклон, в данном случае 4,5°, по отношению к носику 2.
Далее со ссылками на фиг.7-12 следует описание зажима, позволяющего манипулировать приспособлением при помощи автоматизированной стойки, такой как стойка 95 (фиг.18-21).
Зажим 30, предназначенный для захвата приспособления 1, содержит центральный корпус 31 и две упруго деформирующиеся стойки 34.
Центральный корпус 31 имеет в основном форму параллелепипеда с двумя квадратными гранями и, от одной до другой каждой стороны квадратной грани, четыре подобные прямоугольные грани 33. Одна из прямоугольных граней 33 содержит в центре отверстие 35 для соединения с автоматизированной стойкой.
Обе стойки 34 соединены в поперечном направлении с прямоугольной гранью 33, противоположной грани, содержащей отверстие 35.
Каждая стойка 34 содержит участок 36 параллелепипедной формы и крючок 37, выполненный в продолжении участка 36 и напротив крючка 37 другой стойки.
Каждый крючок 37 содержит выпуклую поверхность 38 и прямую поверхность 39 в виде углубления относительно участка 36, при этом прямая поверхность 40 соединяет выпуклую поверхность 38 с поверхностью 39 в виде углубления, а поверхность 41 соединяет поверхность 39 в виде углубления с участком 36.
Соединение между выпуклой поверхностью 38 и прямой поверхностью 40 направлено вершиной в сторону другого крючка, тогда как соединение между прямой поверхностью 40 и поверхностью 39 в виде углубления направлено вершиной в сторону крючка, которому они принадлежат.
Соединение поверхности 39 в виде углубления с поверхностью 41 направлено вершиной в сторону крючка, которому они принадлежат, тогда как соединение этой поверхности 41 с участком 36 образует заплечик 42.
Далее со ссылками на фиг.13-17 следует описание держателя 60 приспособления, на который опирается приспособление во время этапа введения жидкости.
Держатель 60 приспособления содержит цоколь 61 общей параллелепипедной формы и две лапки 62, выступающие из цоколя 61.
Цоколь 61 содержит две прямоугольные главные грани 63, две прямоугольные грани 64, расположенные от одной к другой из больших сторон главных граней 63, и две прямоугольные грани 65, расположенные от одной к другой из малых сторон главных граней 63.
Одна из граней 64 опирается на плиту 70, являющуюся частью подвижной каретки, остальная часть которой на чертеже не показана.
Лапки 62 соединены с цоколем 61 другой гранью 64, выступая из нее в продолжении угла между гранью 63 и гранью 65. Лапки 62 отделены друг от друга пазом 66 усеченного конусного профиля с сечением, увеличивающимся от грани 65, наиболее близкой к пазу 66, к грани, наиболее удаленной от паза 66.
Каждая лапка 62 имеет общую треугольную форму и содержит на своей стороне, смежной с пазом 66, где сечение является наиболее широким, дугообразное углубление 67, радиус кривизны которого идентичен радиусу кривизны корпуса 3, а также буртик 68, выступающий в продолжении углубления 67 со стороны, противоположной пазу 66.
Далее со ссылками на фиг.13 и на фиг.15-17 следует описание толкателя 50, позволяющего перемещать скольжением приспособление 1 из его положения укладки зажимом 30 на держатель 60 приспособления в положение упора в держатель 60 приспособления.
Толкатель 50 содержит прижимную деталь 53 и силовой цилиндр, содержащий шток 51 и корпус 52.
Шток 51 соединен одним концом с прижимной деталью 53 и другим концом с поршнем (на чертежах не показан), перемещающимся внутри корпуса 52.
Прижимная деталь 53 в данном случае имеет общую форму параллелепипеда. Прямоугольная грань, противоположная грани, которая соединяет ее со штоком 51, содержит дугообразное углубление 54, радиус кривизны которого идентичен радиусу кривизны корпуса 3.
Далее следует описание вспомогательных устройств, позволяющих реализовать автоматический цикл заполнения соломинок, в частности держателя 80 зажима, предназначенного для хранения зажима 30, когда он не соединен с автоматизированной стойкой, а также средств установки приспособления 1 в зажиме 30.
Держатель 80 зажима, показанный на фиг.18 и 19, содержит цоколь 88 общей параллелепипедной формы, содержащий две главные грани 81 и, от одной к другой из больших сторон главных граней, - две подобные прямоугольные грани 82 и, от одной к другой из малых сторон главных граней, - две подобные прямоугольные грани 83. Цоколь 88 содержит полость 87, выходящую на одну из граней 83 через отверстие 84. В полость 87 заходит палец 85, управляемый приводом 86.
Устройство установки приспособления, показанное на фиг.20 и 21, содержит шток 90, соединенный в поперечном направлении с неподвижной вертикальной стенкой 91.
Автоматизированная стойка 95, показанная на фиг.18-21, содержит стержень 96 пипетки, дистальный конец которой может, как будет показано ниже, заходить как в отверстие 35 зажима 30, так и в наконечник 24 пипетки. Стойка 95 содержит пневматические средства, обеспечивающие создание разрежения в наконечнике пипетки для всасывания жидкого вещества и позволяющие устранить разрежение в наконечнике пипетки для высвобождения жидкости, содержащейся в наконечнике пипетки.
Далее следует описание этапов, осуществляемых вручную, перед тем как осуществить автоматическое заполнение соломинок.
Открытые сверху емкости, содержащие предназначенные для дозировки жидкие вещества, в данном случае выполнены в виде первичных стеклянных трубок 45 (типа пробирки), предварительно размещенных в держателе 46 емкости (фиг.22 и 23), таком как карусель или стойка для первичных трубок. Этот держатель емкости, выполненный отдельно от держателя 60 приспособления, предварительно устанавливают в машине и загружают вручную в машину перед запуском цикла.
Это же относится и к держателю наконечника (в данном случае не показанная на чертеже стойка для наконечников пипеток) и к коробке приспособления (в данном случае не показанная на чертеже стойка для приспособления), которые тоже загружаются вручную.
Пустые соломинки 25 тоже размещают вручную в бункере для подачи соломинок, не показанном на фигурах.
Всасывающую насадку 27, которую впоследствии можно не менять, поскольку она не входит в контакт с дозируемыми жидкостями, крепят вручную на подвижной каретке и соединяют с источником вакуума 29, типа вакуумного насоса, как показано на фиг.22-26.
Далее следует описание этапов, осуществляемых автоматически и предназначенных для заполнения соломинок жидкими веществами.
Автоматизированную стойку 95, которой можно манипулировать в трех пространственных измерениях, устанавливают над держателем 80 зажима. Автоматизированную стойку опускают в направлении держателя 80 зажима, при этом охватываемый патрубок стержня 96 пипетки стойки 95 защелкивается в отверстии 35 зажима 30, как показано на фиг.18 и 19. После этого подается команда на привод 86 для извлечения пальца 85.
После этого автоматизированную стойку 95 с зажимом 30 перемещают в положение над стойкой приспособлений (не показана).
Для захвата приспособления, как показано на фиг.9-12, стойку 95 и зажим 30 устанавливают над приспособлением и опускают. Стойки 34 зажима проходят вдоль наружной стороны корпуса 3 до положения опоры в язычки 14 выпуклой поверхностью 38. Выпуклая поверхность 38 со свободным концом крючков 37 стремится раздвинуть участки 36, пока каждый язычок 14 не зацепится с крючком 37. За счет упругой возвратной силы стойки 34 зажима 30 смыкаются вокруг язычков 14, тогда как заплечики 42 стоек 34 заходят в выполненные для этой цели вырезы 16 корпуса 3.
Лапки 15, находящиеся по обе стороны от каждого язычка 14, а также вырезы 16 блокируют любое движение вращения корпуса 3 вокруг зажима 30, обеспечивая стопорение каждого язычка 14 в соответствующем крючке 37.
Захваченное приспособление перемещается от стойки приспособлений (не показана) до положения над держателем 60 приспособления, затем вводится сверху в держатель 60 приспособления и укладывается, как показано на фиг.13, на опорную поверхность 64 цоколя держателя 60 приспособления. Носик 2 направлен к автоматизированной стойке 95 таким образом, чтобы зайти в усеченный конусный паз 66.
После этого прижимная деталь 63 перемещается и входит в контакт с приспособлением, чтобы дугообразное углубление 54 прижимной детали 53 вошло в контакт с участком 9 приспособления 1 со стороны, противоположной носику 2, за счет чего приспособление перемещается скольжением в горизонтальном направлении на держателе 60 приспособления из своего положения укладки, показанного на фиг.13 и 15, в положение упора в лапки 62 держателя 60 приспособления, показанное на фиг.16 и 17.
В этом положении упора нервюра 13 приспособления 1 находится под нижней поверхностью 55 прижимной детали 53.
Во время перемещения приспособления 1 усеченный конусный участок 7' носика 2 держателя 60 приспособления направляется усеченным конусным пазом 66, за счет чего выходное отверстие 6 оказывается точно напротив и в центре конца 21 тонкой трубки 20 соломинки 25, как показано на фиг.22.
Соломинка 25 перемещается не показанной на чертежах транспортерной лентой в показанное положение, в котором происходит ее заполнение.
Основание 10 позволяет направлять капиллярный канал 4 вдоль оси соломинки 25 независимо от наклона донной стенки 11, за счет чего в положении упора на держателе 60 приспособления капиллярный канал 4 оказывается параллельным и центрованным относительно соломинки 25. В этом случае корпус 3 находится в стоячем положении, тогда как носик 2, направленный поперечно к корпусу 3, находится, как и соломинка 25, в лежачем положении.
В положении упора (фиг.16 и 17) носик 2 выступает за пределы лапок 62 держателя 60 приспособления, тогда как каждая лапка 15 приспособления 1, наиболее близкая к носику 2, заходит под буртик 68 соответствующей лапки 62 держателя 60 приспособления.
Когда на приспособление действует сила отрыва, направленная вверх, в положении упора каждая лапка 15 корпуса 3, наиболее близкая к носику 3, приходит в положение упора в соответствующий выступающий буртик 68 лапки 62 держателя 60 приспособления, тогда как нервюра 13 корпуса 3 приходит в положение упора в нижнюю поверхность 55 прижимной детали 53.
Таким образом, автоматизированная стойка 95 может быть поднята, чтобы произвести упругое разъединение язычков 14 приспособления 1 и крючков 37 зажима 30 путем операции, обратной операции зацепления, описанной выше, при этом наклон прямой поверхности 40 крючка 37 относительно язычка 14 облегчает разъединение.
После этого автоматизированная стойка 95 укладывает зажим 30 в держатель 80 зажима.
После этого подается команда на привод 86, чтобы нажать пальцем 85 на один из участков 36 зажима 30 для его удержания на месте, пока стойка поднимается, чтобы отсоединиться от зажима 30.
После этого стойка 95 становится над стойкой наконечников пипеток (не показана), чтобы вставить охватываемый патрубок стержня 96 пипетки автоматизированной стойки 95 в наконечник 24 пипетки (фиг.22 и 23).
После этого автоматизированную стойку 95 с наконечником 24 пипетки в стоячем положении размещают над одной из емкостей 45, открытой в верхней части и содержащей предназначенное для дозировки жидкое вещество, для взаимодействия наконечника 24 пипетки с емкостью 45 через ее отверстие 47: дистальный конец наконечника 24 пипетки в стоячем положении погружается в жидкое вещество, как показано на фиг.22.
После этого в наконечнике 24 пипетки создается разрежение, чтобы он мог всосать количество 26 жидкого вещества (фиг.23), соответствующее, по меньшей мере, одной определенной дозе 26′ жидкого вещества (фиг.26).
Стойку 95 с наконечником 24 пипетки, заполненным количеством 26 жидкости, после этого располагают, как показано на фиг.23, над корпусом 3 приспособления 1, находящегося по-прежнему в положении упора на держателе 60 приспособления.
Затем в наконечнике 24 пипетки, по-прежнему находящемся в стоячем положении, разрежение устраняется, чтобы количество 26 жидкости высвободилось из наконечника 24 пипетки и перелилось в корпус 3 приспособления 1, как показано на фиг.24.
В данном случае дистальный конец наконечника 24 пипетки размещают над отверстием 12, однако можно также размещать его ниже отверстия в верхней части резервуара приспособления 1.
Как будет показано далее со ссылками на фиг.27 и 28, возможны также другие варианты взаимодействия между наконечником 24 пипетки и приспособлением введения для переливания жидкого вещества из наконечника 24 пипетки в приспособление введения.
В приспособлении 1 размеры капиллярного канала 4 носика 2 и корпуса 3 определяют таким образом, чтобы, когда корпус 3 приспособления заполняется, как показано на фиг.24, и в нем поддерживается атмосферное давление, канал 4 за счет капиллярности препятствует циркуляции жидкого вещества в отсутствие разрежения, учитывая вязкость этого вещества. Таким образом, жидкость не протекает через капиллярный канал 4, тогда как на выходное отверстие 6 не действует разрежение.
Соломинка 25, показанная на фиг.22-26, находится на транспортерной ленте, не показанной на фигурах, и, в частности, в группе калиброванных вырезов, куда она заходит автоматически из бункера, при этом лента содержит равномерную последовательность групп вырезов, и находящиеся на ленте соломинки расположены перпендикулярно к направлению ее движения.
Во время операций, показанных на фиг.22-26, транспортерная лента не двигается, и конец 21 тонкой трубки 20 соломинки 25 находится напротив паза 66 держателя 60 приспособления, который не показан на фиг.22-26, тогда как конец 22 находится напротив всасывающей насадки 27, соединенной с источником 29 вакуума, как показано на фиг.22. Каретки (не показаны), на которых установлены соответственно всасывающая насадка 27 и приспособление 1, выполнены с возможностью поступательного перемещения в поперечном направлении транспортерной ленты, то есть в направлении соломинки 25. Они осуществляют возвратно-поступательные движения между нерабочим положением и рабочим положением. Приспособление 1 укладывается в держатель 60 приспособления, когда удерживающая его каретка находится в нерабочем положении.
Во время перемещения кареток из нерабочего положения в рабочее положение каретки движутся в направлении к соломинке 25, и носик 2, а также насадка 27 заходят в трубку 20. В рабочем положении поверхность 7″ носика 2, выступающая относительно лапок 62 (фиг.16 и 17), плотно заходит в конец 21 трубки 20, а поверхность 28 всасывающей насадки 27 заходит в конец 22, как показано на фиг.25.
Гибкость пластического материала, образующего трубку 20, обеспечивает хорошую герметичность с носиком 2, даже если он выполнен из жесткого пластического материала. Плоскость стыка формы приспособления 1 в данном случае находится в стороне от стенки 7″ и не мешает герметичному взаимодействию соломинки 25 с усеченной конусной поверхностью 7″.
После этого источник 29 вакуума создает разрежение в соломинке 25, в результате которого происходит перетекание заранее определенной дозы 26′ жидкого вещества из емкости приспособления 1 в трубку 20 через капиллярный канал 4.
Следует заметить, что жидкое вещество, проходящее через приспособление 1, попадает в него через входное отверстие 12 и выходит из него через выходное отверстие 6.
Наклонная донная стенка 11 способствует вытеканию жидкости и позволяет устранить или во всяком случае ограничить явления завихрений, возникающие из-за резких изменений направлений.
Композитная пробка 23 соломинки 25 остается проницаемой для воздуха, пока порошок 23′, заключенный между двумя пористыми тампонами 23″, не превратится в гель при контакте с водной жидкостью, в данном случае с дозируемым биологическим жидким веществом.
Таким образом, после этапа заполнения (фиг.25 и 26) композитная пробка 23 оказывается непроницаемой.
После этого каретки перемещаются в нерабочее положение, и заполненная соломинка выходит из носика 2 и из насадки 27.
Остаточное жидкое вещество 26″, содержащееся в резервуаре после заполнения соломинки, не протекает через капиллярный канал 4 по причинам, указанным ранее.
После этого лента приводится в движение для подачи новой соломинки 25 в положение заполнения и для подачи заполненной соломинки в положение для сварки ее концов.
Такой же этап заполнения повторяется для каждой соломинки.
В зависимости от количества жидкости, выливаемого в корпус 3 приспособления 1, и от количества жидкости, заливаемого в соломинку 25, каждое приспособление 1 может заполнить одну или несколько соломинок 25. Приспособление тоже может заполняться один или несколько раз автоматизированной стойкой 95.
Когда переходят от одного жидкого вещества к другому, чтобы избежать загрязнения, меняют элементы, находившиеся в контакте с предыдущим жидким веществом, в данном случае - наконечник 24 пипетки и приспособление 1.
Замена наконечника 24 пипетки хорошо известна и происходит классически путем выбрасывания использованного наконечника 24 за пределы стержня 96 пипетки в емкость для сбора расходных элементов и установки охватываемого соединительного элемента стержня 96 пипетки автоматизированной стойки 95 в новый наконечник 24 пипетки, установленный в держатель наконечника.
Для замены использованного приспособления 1 приспособление 1 захватывают автоматизированной стойкой 95, оборудованной зажимом 30, отодвинув прижимную деталь в положение, которое она занимала, когда приспособление было в положении укладки.
Зажим 30 с приспособлением 1 направляют к устройству укладки, чтобы поместить стержень 90 между центральным корпусом 31 зажима 30 и приспособлением 1 по обе стороны от участков 30 (фиг.20 и 21).
Во время подъема автоматизированной стойки 95 стержень 90 нажимает на корпус 3 приспособления 1, которое, таким образом, отсоединяется от зажима 30 и падает в емкость для сбора использованных расходных элементов.
После этого зажим 30 можно использовать для захвата нового приспособления 1 в стойке для приспособлений.
В качестве стойки 95 можно использовать стандартную автоматизированную стойку, например марки TECAN.
В другом варианте выполнения, показанном на фиг.27, приспособление 101 содержит корпус 103, содержащий усеченную конусную стенку, и носик 102, выступающий в поперечном направлении по отношению к корпусу 103. Корпус 103 выполнен между входным отверстием 112 и донной стенкой 111.
Носик 102 содержит цилиндрический участок 108′, один конец которого заходит в корпус 103, и площадку 107′, соединяемую с цилиндрическим участком 108′ и содержащую усеченную конусную поверхность 107″. Капиллярный канал 104, выполненный в цилиндрическом участке 108′, расположен от выходного отверстия 106 до прохода 105, через который капиллярный канал 104 сообщается с пространством, ограниченным корпусом 103.
В другом варианте выполнения, показанном на фиг.29, приспособление 201 аналогично приспособлению 101 за исключением того, что носик 202 приспособления 201 выполнен заодно с корпусом 203 и тоже содержит усеченную конусную стенку.
Приспособления 101 и 201 используются так же, как и приспособление 1, за исключением того, что они взаимодействуют в механической связи с наконечником 24 пипетки, так как он заходит в усеченный конусный участок корпуса 103 или 203 через входное отверстие 112 или 212.
Эти два варианта выполнения позволяют манипулировать приспособлением без применения специального зажима или вставлять носик 102 или 202 в тонкую трубку соломинки без применения прижимной детали и держателя приспособления, так как в данном случае приспособлением можно манипулировать только при помощи автоматизированной стойки 95 через наконечник 24 пипетки, в который его вставляют.
В варианте, не показанном на чертежах, приспособление 101 или 201 введения вещества, как и приспособление 1, оборудовано различными элементами, обеспечивающими взаимодействие с зажимом, таким как зажим 30, в данном случае нервюрой, такой как 13, язычками, такими как 14 и 15, и вырезами, такими как 16.
В не показанном на чертежах варианте приспособление 101 или 201, как и приспособление 1, оборудовано носиком, таким как носик 2, содержащим цилиндрический участок и усеченный конусный участок, такие как 8′ и 7′.
В другом, не показанном варианте, приспособление 101 или 201, как и приспособление 1, оборудовано носиком, таким как 102, содержащим цилиндрический участок, такой как 108′, с которым соединяют усеченную конусную площадку, такую как 107′.
В других вариантах донная стенка 11 приспособления 1 может иметь наклон под углом, находящимся в пределах от 25° до 35°, по отношению к носику 2.
В других вариантах донная стенка 11′ приспособления 1′ может иметь наклон под углом, находящимся в пределах от 2,5° до 6,5°, по отношению к носику 2.
В других, не показанных на чертежах, вариантах канал, которым оборудован носик приспособления, не является капиллярным по всей длине носика, а только на участке, находящемся вблизи выходного отверстия, чтобы препятствовать несвоевременному вытеканию жидкости через носик.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами выполнения и включает в себя все возможные варианты.