-
"Vorrichtung zum Aufbereiten von Flüssigkeitsproben" Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie auf ein Verfahren für die Aufbereitujig
und die chemische AnaX lyse von Proben physiologischer Flüssigkeiten z.B. Blut oder
anderer Körperflüssigkeiten.
-
Eine solche Vorrichtung enthält Einrichtungen, welche Proben von Flüssigkeiten
bestimmter Herkunft in schneller Aufeinanderfolge in einzelne Frobiergläser einbringen,
Einrichtungen
zum automatischen und genauen Zusetzen einer Anzahl
von vorbestimmten Versuchsreagentien in die Probiergläser in vorbestimmten Zeitabständen,
Einrichtungen, in welchen die Versuchsansätze jeweils eine bestimmte Inkubationszeit
bei vorbestimmten Temperaturen durchmachen und Einrichtungen zum Entnehmen von vorbestimmten
Mengen der erhaltenen Versuchs flüssigkeiten zu bestimmten Zeitpunkten zum Zweck
der Spektralanalyse.
-
Chemische Analysen von physiologischen Flüssigkeiten z.B.
-
auf das Vorhandensein von Zucker oder Eiweiß hin oder zur Ermittlung
von anderen vom medizinischen Standpunkt wichtigen Faktoren spielen bei der Diagnose
eine bedeutende Rolle. Die Untersuchung von physiologischen Flüssigkeiten auf das
Vorhandensein verschiedener Bestandteile wird gewöhnlich von Hand oder in einem
automatischen Verfahren durchgeführt, indem einer Probe der Flüssigkeit in bestimmter
Folge bestimmte Mengen verschiedener Reagentien zugesetzt werden, wobei bestimmte
Zeit- und Temperaturbedingungen eingehalten werden. Die Färbung oder Lichtdurchlässigkeit
der so behandelten Probe steht in bestimmter Beziehung zu der Menge eines in der
Flüssigkeit zu ermittelnden Stoffs.
-
Die Untersuchungen von Hand werden gewöhnlich von einem
ausgebildeten
La1)eranten in einem Laboratorium ausgeführt.
-
Dieser verwendet gewöhnlich eine mit Maßeillteilung versehene pipette
zuin Einbringen' der zu untersuchenden Plüssigkeitsprobe än ein Probierglas und
setzt anschließend in bestimmten Zeitbständei die ffir die jeweilige Untersuchung
nötigen Reagentien zu. Bei manchen Untersuchungen können alle Reagentien, gewöhnlich
bis zu vier oder fünf derselben gleichzeitig zugesetzt werden, während bei anderen
Untersuchungen zwischen der Zugabe der einzelnen Reagentien bestimmte Inkubationszeiten
verstreichen müssen. Während der Inkubationszeit muß die Temperatur des teilweise
oder ganz zusammmengestellten Probeansatzes erhöht werden, um eine bestimmte chemische
Reaktion herbeizuführen. Nach dem Zusatz aller Reagentien und Verstreichen von gegebenenfalls
erforderlichen Inkubationszeiten wird eine diskrete Menge der Probierflüssigkeit
mittels einer Pipette abgezogen. Darauf kann die Lichtdurchlässigkeit einer solchen
Probe mit Hilfe eines herkömmlichen Spektrofotometers festgestellt werden. Aus dem
erhaltenen Wert läßt sich die optische Dichte der Probe berechnen, und aus dieser
wiederum kann der Anteil des gesuchten Bestandteils in der physiologischen Flüssigkeit
abgeleitet werden.
-
Die Nachteile dieses Hand- Untersuchungsverfahrens liegen darin, daß
es einen beträchtlichen Arbeits- und Zeitaufwand
erfordert und daß
die Genauigkeit einer solchen Untersuchung selbst untet günstigen Bedingungen immer
nur propor tional der Fertigkeit des Laboranten ist. So können sich auf verschiedene
Weise Fehler in die Untersuchung einschleichen, beispielsweise durch Zusetzen falscher
Mengen der Reagentien oder dadurch, daß die Inkubation nicht über den jeweils richtigen
Zeitraum und bei der richtigen Temperatur stattfindet. Das Unvermögen selbst des
geschicktesten Laboranten, gewisse änderungen an thermisch und oxydativ instabilen
Reagentien zU unterbinden, bildet eine weitere und häufig unvermeidbare Quelle der
Ungenauigkeit.
-
Zur Beseitigung der den von Hand durchgeführten Untersuchungen anhaftenden
Schwierigkeiten und Mängel wurden bereits verschiedene automatische Anordnungen
vorgeschlagen, Ein großer Teil der gegenwärtig durchgeführten Untersuchungen wird
bereits nach solchen automatischen Verfahren durchgeführt. Die automatischen Untersuchungsanordnungen
vermögen die dazu erforderlichen Vorgänge automatisch durchzuführen, wobei das Bestreben
besteht, einen oder mehrere der Mängel der manuellen Verfahren zu vermeiden.
-
Bekannte automatische Analyseapparate verwendeten vorwiegend zwei
Arten von Einrichtungen für die automatische Abgabe bestimmter Mengen von Reagentien.
Die USA-Patentschrift 2899 280 beschreibt eine Anordnung, in welcher das Zusetzen
der
Reagentien zu der Unters uchungs flüssigkeit und die Bewegung bzw. Überführung der'Proben
durch eine peristaltische Pumpbewegung geschieht. Dabei finden die Reaktionen in
einer bewegten Strömung statt. Die Mengen bzw. Anteile der einzelnen zugesetzten
Reagentien ist durch die Durchmesser der einzelnen Schläuche in der peristaltischen
Pumpe bestimmt. Daraus ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die Schläuche ausgewechselt
werden müssen, um dieeMenge bzw. den Anteil der einer bestimmten Probe zugesetzten
Reagentien zu verändern.
-
Die meisten anderen bisher entwickelten automatischen Anordnungen
verwenden nach einem hydraulischen Prinzip arbeitende.Abgabeeinrichtungen nach Art
einer Spritze zum Einbringen eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens in ein Reaktionsgefäß.
Eine solche Abgabeei-nrichtung ist in der USA-Patentschrift 3 012 863 beschrieben.
Derartige Abgabeeinrichtungen vermögen zwar sehr genau bemessene Mengen abzugeben,~müssen
jedoch mechanisch auf die verschiedenen Abgabemengen eingestellt werden. Außerdem
sind sie schwer von einem vorher verwendetefl Reagens zu reinigen. Bei der Umstellung
von einer Untersuchung auf die nächste sind diese beiden Schritte jedoch erforderlich.
-
In einer bevorzugten Ausführung schaSRt die Erfindung eine
automatische
Vorrichtung mit einer Halte- und Transporteinrichtung für Proben der physiologischen
Flüssigkeit, einer Proben-Überführungsstation, einer Halte- und Transporteinrichtung
für Probieransätze, mehreren Abgabestationen für Reagentien und einer Entnahmestation
zum Uberführen eines aus der physiologischen Flüssigkeit- und den Reagentien gebildeten
fertigen Probieransatzes zu einer Analysiereinrichtung, beispielsweise einem Spektrofotometer
oder einem Fluorometer zum Bestimmen der von der Lösung durchgelassenen bzw. von
ihr abgegebenen Lichtmenge.
-
Die zu untersuchenden Proben der physiologischen Flüssigkeit werden
in herkömmlicher Weise von Patienten entnommen.
-
Die Proben werden dann in einzelne Probierbecher gefüllt, welche in
Löchern in der Oberseite der Transporteinrichtung für die Proben eingesetzt werden.
Ein Vorteil der Anordnung liegt darin, daß die Mengen der in die Becher gefüllten
physiologischen Flüssigkeiten nicht kritisch sind, da die für einen Probieransatz
benötigte Menge automatisch aus den Bechern entnommen werden. Veränderungen der
Proben werden durch ein Kühlmittel verhindert, welches sich in einem Kanal der Transporteinrichtung,
in zeichen die Probenbecher hineinragen, befindet.
-
Zur Identifizierung der Patienten sind die Löcher für die
Aufnahme
der Probenbecher fortlaufend numeriert. Jedem der Probenbecher ist ein Betätigungsknopf
zugeordnet. Die Knöpfe lassen sich in eine Steuerstellung bringen und zeigen damit
einer elektronischen logischen Steuereinrichtung die jeweiligen Proben von physiologischen
Flüssigkeiten an, welche der jeweils gerade ablaufenden Untersuchung unterworfen
werden sollen. Die wahlweise Betätigung der die Patenten identifizierenden Knöpfe
gestattet die Durchführung mehrerer Untersuchungen von Probieransätzen der gleichen
Flüssigkeitsprobe.
-
Der jeweilige Versuch bzw. die ihm zugeordneten Parameter wie das
Volumen und die Art der einzelnen zuzusetzenden Reagentien, die Zeiten und Temperaturen
für gegebenenfalls erforderliche Inkubation sowie das für den Probieransatz erforderliche
Flüssigkeitsvolumen, werden der Vorrichtung mittels einer Programmkarte eingegeben,
auf welcher die betreffende Untersuchung vorgezeichnet ist. Die in die Vorrichtung
eingeführte Karte bildet einen Programmspeicher für die elektronischen Steuerungseinrichtungen
der Vorrichtungen. ur Einführung anderer Parameter brauchen lediglich neue Programmkarten
gelocht zu werden.
-
Die Untersuchung läuft vollständig automatisch ab und erfordert nach
dem Einstellen der die vorgesehenen Patienten
bezeichnenden Knöpfe
und dem Eingeben der Untersuchungsparameter keinerlei Eingriff durch eine Bedienungsperson,
In einer bevorzugten Ausführung befördert die Proben-Transporteinrichtung den ersten
einem betätigten Knopf für die Identifizierung eines Patienten zugeordneten Probenbecher
zur Überführungsstation, an der ein Teil der Probe in ein in der Transporteinrichtung
für Probieransätze sitzendes Probierglas überführt wird. Dazu wird ein Entnahmeteil
einer Flüssigkeits-Überführungseinrichtung auf den betreffenden Becher ausgerichtet
und darin abgesenkt. Der Probenbecher wird unter Druck gesetzt und die für den ProbieransSz
benötigte Menge der Probe wird über einen gesteuerten Durchlaß entnommen. Die entnommene
Flüssigkeitsmenge wird in ein Probierglas überführt, welches in der Transporteinrichtung
für Probieransätze eingesetzt ist. Gegebenenfalls kann der Flüssigkeit im Probierglas
zu diesem Zeitpunkt ein Verdünner, beispielsweise Wasser, zugeführt werden.
-
Bei der Rückführbewegung der Überführungseinrichtung für die Entnahme
der nächsten Probe wird die Spitze der Entnahmeeinrichtung gewaschen und getrocknet.
-
Anschließend senkt sich die überführungseinrichtung erneut zum Entnehmen
eines Probieransatzes aus dem nächsten inzwischen in die Entnahmestellung beförderten
Probenbecher. Diese Vorgänge wiederholen sich, bis aus allen durch die Betätigung
eines
Knopfes markierten Bechern Probieransätze entnommen sind. Daraufhin kehrt die Transporteinrichtung
für die Proben in eine Ausgangsstellung zurück, welche vorzugsweise so bestimmt
ist, daß sich der in dem mit "Eins" bezeichneten Loch sitzende Probenbecher um einen
Schritt vor der überführungsstation befindet. Gleichlaufend mit der Transporteinrichtung
für die Proben befördert die Transporteinrichtung für die Probieransätze das erste
Probierglas unter eine erste Abgabeeinrichtung für ein chemisches Reagens und bringt
ein weiteres leeres Probierglas in die Stellung für das Einbringen eines Probieransatzes
durch die Überführungseinrichtung. Damit setzt mit der Abgabe der Reagentien der
Untersuchungsablauf ein, welcher sich je nach den Angaben des Programmierers an
die elektronischen Steuereinrichtungen verschiedenartig variieren läßt. Bei der
Abgabe der Reagentien findet eine Druck/Zeit-Regeltechnik Anwendung, wobei als einzige
bewegte Teile lediglich einzeln angeordnete Ventile erforderlich sind. Die für die
jeweiligen Untersuchungen benötigten Reagentien können entweder alle gleichzeitig
zugesetzt werden, oder sie können bei mehreren Durchgängen der Probiergläser unter
der Abgabeeinrichtung einzeln abgegeben werden. Nach dem Zusetzen bestimmter Reagentien
ist für den Ablauf einer gewünsehten Reaktion eine Inkubationszeit
erforderlich.
Eine solche kann gegebenenfalls nach dem Zusetzen jedes einzelnen Reagens eingeschaltet
werden. Bei bestimmten Reaktionen, die eine erhöhte Temperatur verlangen, kann der
Probieransatz während einer Inkubationszeit über die Programmsteuerung auch erwärmt
werden. Nach Zugabe der einzelnen Reagentien kann eine Durchmischung der Probieransätze
stattfinden, um ein homogenes Gemisch zu erhalten, so daß die jeweilige Reaktion
vollständig abläuft und bei der Analyse der Ansätze ein fehlerfreies Ergebnis erhalten
wird.
-
Die Reagentien sind vorzugsweise in einzelnen Flaschen unter dem Druck
eines inerten Gases, z.B. Stickstoff, gehalten. Wärmeempfindliche Reagentien können
ferner gekühlt werden. Die zur Auswahl der programmierten Reagentien verwendeten
Ventile können nich der Abgabe der für anzelne Untersuchungen benötigten Reagentien
mit einem Lösungsmittel gespült werden, um eine gegenseitige Verunreinigung der
Reagentien zu verhindern. Vor Beginn einer Untersuchung können die Ventile mit den
dabei verwendeten Reagentien durchgespült werden, um eine Verdünnung derselben durch
zurückgebliebenes Lösungsmittel zu verhindern.
-
Nach Beendigung des Zusetzens von Reagentien befördert die Transporteinrichtung
das erste einen nun fertigen Probieransatz
enthaltene Probierglas
unter eine Entnahmeeinrichtung.
-
Diese entnimmt dem Probierglas eine benötigte Menge des Probieransatzes,
worauf das Glas mit dem restlichen Ansatz in einen Abfallbehälter ausgeworfen wird.
Dann können die zur Identifizierung der Patientei etätigten Knöpfe wieder zurückgestellt
werden.
-
Mit der Vorrichtung lassen sich sowohl Endpunktuntersuehungen als
auch Untersuchungen des ReaktXonsverlauSs, also knetische Untersuchungen durchführen,
wie sie für verschiedene Zwecke erforderlich sind. Bei kinetischen Untersuchungen
müssen zahlreiche Variable genau überwacht bzw. gesteuert werden, als wichtigste
Zeit und Temperatur. Die Temperatur des Ansatzes kann durch den Programmierer vorgegeben
sein. Zur Erzielung der genauen Temperatur kann der Probieransatz in ein unter Temperatursteuerung
umgewälztes Strömungsmittel eingetaucht werden.
-
Zur anschließenden Analyse der Probieransätze kann ein Spektrofoümeter
oder ein Fluorometer dienen, dessen Ausgangssignale elektronisch zu verwendbaren
Daten aufbereitet werden können.
-
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig.
l eine Gesamt-Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Vor-H6htung, Fig. 2 eine Teil-Draufsicht
mit Teilen der Transporteinrichtungen für Proben und Probeansätze und dazwischen
angeordneten Einrichtungen, Fig. 3 eine Ansicht der Transporteinrichtung für Proben
im waagerechten Schnitt, Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 in
Fig.3, Fig. 5 eine schematisierte Darstellung eines Kühimittelkanais in der Proben-Transporteinrichtung,
Fig. 6 eine Schrägansicht eines Antriebsrades für die Transporteinrichtungen für
Proben und Probeansätze, Fig. 7 eine Teilansicht der Proben-Überführungseinrichtung
in senkrechtem Schnitt, Fig. 8 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 8-8 in
Fig.7, Fig. 9 eine Ansicht einer in Verbindung mit der Oberrührungseinrichtung nach
Fig. 7 verwendeten Entnahme-Ventilanordnung in senkrechtem Schnitt, Fig.lo eine
Ansicht der Transporteinrichtung für Probeansätze in waagerechtem Schnitt, Fig.11
eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 1im11 in Fig.lo, Fig.12 eine Ansicht eines
kombinierten Abgabe- und Mischkopfs in senkrechtem Schnitt, Fig.13 eine Draufsicht
auf eine Wähleinrichtung für Reagentien mit dazugehörigen Abgabeventilen,
Fig.
14 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 14-14 in Fig. 13, Fig. 15 eine Ansicht
im Schnitt entlang der Linie 15-15 in Fig. 13, Fig. 16 eine schematisierte Darstellung
der Temperatur-Steueranordnung der Transport einrichtung für Probeansätze, Fig.
17 eine teilweise schematisierte Ansicht einer Entnahmeeinrichtung für Probeansätze
und einer Spektrofotometeranordnung mit Durchlaufzelle in senkrechtem Schnitt, Fig.
18 eine senkrechte Schnittansicht einer Einrichtung zum Hin- und Herbewegen der
Durchlaufzelle des Spektrofotometers, Fig. 19 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Seitenansicht einer anderen Form der Proben-Überführungseinrichtung, Fig. 20 eine
teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der
Entnahme-Ventilanordnung, Fig. 21 eine vergrößerte Schnittansicht in der Ventilanordnung
nach Fig. 20 verwendeten Dosiereinrichtung, Fig. 22 eine andere Ausführungsform
des kombinierten Abgabe-und Mischkopfs in senkrechtem Schnitt, Fig. 23 eine bildweise
im Schnitt dargestellte Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Reagentien-Wähleinrichtung
mit den-dazugehörigen Ventilen,
Fig. 24 eine teilweise im Schnitt
dargestellte Seitenansicht der Ventilanordnung in der Einrichtung nach Fig. 23,
Fig. 25 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 25-25in Fig. 24 und Fig. 26 eine
Ansicht einer anderen Ausführungsform der Proben-Entnahmeeinrichtung in senkrechtem
Schnitt.
-
Die in der Zeichnung dargestellte Analysiervorrichtung dient zur Reihenuntersuchung
von einzelnen Patienten in herkömmlicher Weise entnommenen Serumproben. Der Ausdruck
Serum bezeichnet im folgenden jede physiologische Flüssigkeit. Die zur Steuerung
der Vorrichtung verwendete elektronische logische Steueranordnung ist in der USA-Patentanmeldung
Nr. 179 133 der Anmelderin dargestellt und beschrieben.
-
In der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung
ein oberes Gehäuse 10 auf, welches mittels einer Säule 14 auf ein unteres Gehäuse
12 aufgesetzt ist. Eine Transportscheibe 16 für Serumproben und eine Transportscheibe
18 für Probenansätze sind in der Oberseite des unteren Gehäuses 12 gelagert. Ein
Antrieb für die Scheiben ist im unteren Gehäuse 12 untergebracht. Das untere Teil
des unteren Gehäuses 12 beherbergt eine Anzahl von druckgefüllten Flaschen 20, von
denen einige in einer gekühlten Abteilung 22 untergebracht sind. Die Flaschen 20
enthalten die verschiedenen für Serumuntersuchungen
mittels der
Vorrichtung verwendeten chemischen Reagentien. Um Veränderungen an den Reagentien
auszuschließen, findet für die Druckfüllung inertes Stickstoffgas Verwendung.
-
An der Vorderseite des unteren Gehäuses 12 erlauben transparente,
abgedunkelte Türen 23 die Überwachung des die Flaschen enthaltenden Raumes, ohne
daß es in größerem Ausmaß zu Veränderungen durch Lichteinwirkung auf die Reagentien
kommt.
-
Eine Serum-Übertragungseinrichtung 24,eine Anzahl von Abgabezapfen
26,27,28 und ein Entnahmekopf 29 für Probeansätze sind zunächst den Transportscheiben
16, 18 für Proben bzw. Probenansätze angeordnet (Fig. 2).
-
Serumproben, von welchen dann für die Analyse jeweils gewisse Mengen
für Probenansätze entnommen werden, werden in eine Anzahl von Probenbechern 3o gefüllt,
welche ihrerseits in in gleichen gegenseitigen Abständen in der Oberseite der Transportscheibe
16 gebildete Löcher 31 eingesetzt werden. Die einzelnen Löcher sind numeriert, und
ein jeweils einen bestimmten Patienten bezeichnender Wählschalter 108 ist ihnen
jeweils zugeordnet. In ähnlicher Weise sind Probiergläser 33 in in gleichmäßigen
Abständen entlang dem Rand der Transportscheibe 18 für Probieransätze gebildete
Löcher 34 eingesetzt.
-
Im Betrieb wird dem in einer Übertragungsstellung 126 befindlichen
Probenbecher 30 an der Transportscheibe 16 eine Serumprobe entnommen und mittels
der Serum-überführungseinrichtung in ein in einer Stellung 127 befindliches Probierglas
33 auf
der Scheibe 18 überführt. Die zum Überführen der Bbben dienenden
Teile der Einrichtung 24 können bei der Rückführbewegung zur Transportscheibe 16
während des Passierens einer Abflußausnehmung 296 mittels Wasser- und Luftstrahlen
gereinigt werden.
-
Mittels der Abgabeköpfe 26,27,28 werden den in die Probiergläser 33
überführten Proben beim schrittweisen Weiterdrehen der Transportschibe jeweils bestimmte
Reagentien zugesetzt. Die in dieser Weise aufbereiteten Probieransätze werden schließlich
mittels des Entnahmekopfs 29 nacheinander entnommen und anschließend einer optischen
Analyse mittels eines Spektrofotometers oder eines Fluorometers zugeführt. Das Spektrofotometer
oder Fluorometer kann in der Säule 14 untergebracht sein.
-
Die elektronischen logischen Schaltungsanordnungen für die Steuerung
der verschiedenen Vorgänge sind im oberen Gehäuse 10 enthalten. Die Steueranordnung
wird mittels besonders vorbereiteter Karten programmiert, welche in einen zu einem
(nicht dargestellten) Kartenleser führenden Schlitz 36 eingeführt werden. Zunächst
dem Schlitz 36 ist eine Anordnung von Tasten 38 für die Handsteuerung einiger oder
aller Funktionen der Vorrichtung vorhanden. Ebenfalls im oberen Gehäuse 10 untergebrachte
elektronische Schaltungseinrichtungen können dazu verwendet werden, die Ausgangssignale
des Spektrofotometers
bzw. einer entsprechenden Einrichtung zu
verwendbaren Daten wie Indrnationale Enzymeinheiten oder prozentuale Konzentrationen
aufzubereiten. Dies geschieht durch automatischen Vergleich der auf eine bestimmte
Probe bezogenen Ausgangssignale des Spektrofotometers mit auf eine Standardlösung
mit bekannter Konzentration bezogenen Ausgangssignalen.
-
Die in Fig. 3 bis 6 dargestellte Transportscheibe für Proben 16 setzt
sich aus einer unteren, feststehenden Grundplatte 50 und einer oberen, drehbaren
Scheibe 52 zusammen. Die Probenbecher 30~sind in Löcher 31 zunächst dem äußeren
Rand der drehbaren Scheibe 52 eingesetzt. Die einzelnen Becher 30 werden jeweils
durch einen abstehenden oberen Rand 56 in den betreffenden Löchern 31 gehalten.
Sie ragen durch die obere drehbare Scheibe 52 hindurch in einen Kanal 58, welcher
durch einen kreisförmigen Aufsatz 6o auf der feststehenden Grundplatte So gebildet
ist.
-
Die Probenbecher 30 werden bei ihrer Bewegung entlang dem Kanal 58
vorzugsweise mittels Luft gekühlt, welche aus dem Kühlabteil 22 in den Kanal 58
eingeblasen wird. Dabei wird die Luft über einen Einlaß 62 in einen Eintrittskanal
64 geleitet, welcher in den Kanal 58 mündet. Dadurch ist bewirkt , daß ein Teil
der Luft im Uhrzeigersinn und ein anderer Teil der Luft
im Gegenzeigersinn
strömt. Die Luft durchströmt den Kanal 58 in beiden Richtungen um 1800 und verläßt
ihn dann über einen Auslaß 66.
-
Der Antrieb der drehbaren Scheibe 52 erfolgt über eine Stiftenscheibe
68, welche mittels Schrauben 70 an ihrer Unterseite befestigt ist. Ferner ist die
Stiftenscheibe 68 an einer Welle 72 befestigt, welche in Lagerblöcken 74 und 76
drehbar gelagert ist. Letztere sitzen in einem zylinderischen Halteteil 78, welches
an der Grundplatte 50 stehend befestigt ist.
-
Das untere Ende der Welle 72 ist über einen Druckring 82 in einem
Deckel 80 gelagert und mittels einer Mutter 84 gesichert.
-
Die Stiftenscheibe 68 ist von einer Schnecke 86 angetrieben.
-
Diese sitzt auf einer Welle 88, welche drehbar in einem Lagerblock
90 gelagert ist. Dieser ist über ine Stütze 92 auf der Grundplatte 50 befestigt.
Der Antrieb der Welle 88 erfolgt über eine herkömmliche Kupplung 94 für jeweils
eine halbe Umdrehung, eine damit verbundene Riemenscheibe 102 und einen Riemen 96
von einer durch einen Motor 98 angetriebenen Riemenscheibe loo aus.
-
Zum Einrücken der Kupplung 94, also zum Herstellen der Antriebsverbindung
zur Welle 88, wird eine (nicht gezeigte) Magnetspule
erregt. Nach
Einsetzen der Drehung der Kupplung 94 wird die Magnetspule wieder abgeschaltet,
so daß die Welle 88 mit der Schnecke 86 jeweils nur eine Drehung um 1800 ausführt.
Bei dauernder Erregung der Magnetspule wird die Welle 88 mit der Schnecke 86 dauernd
angetrieben.
-
Die Ausbildung von zwei Gängen auf der Schnecke 86 ist in Fig. 6 gezeigt.
Eine Drehung der Schnecke um 1800 bewirkt das Weiterrücken der Probenbecher 30 um
jeweils eine Stelle.
-
Die Scheibe 52 bietet vorzugsweise Aufnahme für einhundert Becher,
so daß also zum Vorrücken der in gleichen Abständen angeordneten Becher 30 um eine
Stelle eine Drehung der Scheibe 52 um 3,60erforderlich ist.
-
Die Stiftenscheibe 68 trägt für jedes einen Becher 30 aufnehmende
Loch 54 einen Antriebsstift 106. Aufgrund des doppelten Ganges der Schnecke 86 stehen
jeweils zwei solche Stifte in Wirkverbindung damit, obgleich der Antrieb jeweils
nur über einen Stift erfolgt. Die Schnecke 86 ist-so ausgebildet, daß sie die Stiftenscheibe
68 jeweils nur über einen Teil ihrer Umdrehung antreibt. Daher erfolgt die Steuerung
des schrittweisen Weiterdrehens durch die Schnecke 86 und ist nicht von der genauen
Einstellung der Kupplung 94 abhängig. Durch diese unabhängige Steuerung sind jegliche
Schwierigkeiten umgangen,
wie sie sich aus von der Kupplung 94
ausgehende, sich kumulativ auswirkende Stellungsfehler ergeben könnten.
-
Im Betrieb werden Serumproben von einzelnen Patienten getrennt in
die einzelnen Probenbecher 30 gefüllt. Gewöhnlich sollen die Serumproben nicht alle
sämtlichen in einer Reihe durchzuführenden Untersuchungen unterworfen werden. Beispielsweise
sollen die Proben in den Bechern "2", 5 und 10 einer Eiweißuntersuchung unterzogen
werden, während gegebenenfalls alle in die Transportscheibe 16 eingesetzten Proben
nachher auf ihren Cholesterolgehalt untersucht werden sollen. Die Auswahl der für
eine bestimmte Untersuchung in Frage kommenden Proben erfolgt mittels der den einzelnen
Bechern 30 jeweils zugeordneten, den betreffenden Patienten bezeichnenden Schiebeschalter.
Im vorstehend angenommenen Beispiel würden also vor der Albuminuntersuchung die
Schalter 108 zunächst den Bechern "2", 5 und "lo" in eine Betätigungs- oder Siuerstellung
gebracht werden, um damit anzugeben, daß die betreffenden Proben der Albuminuntersuchung
unterworfen werden sollen. Nach Beendigung der Albuminuntersuchung würden dann für
die Cholesteroluntersuchung sämtliche jeweils einer Serumprobe zugeordnete Schalter
108 betätigt.
-
Nach dem Einführen einer Programmkarte und Betätigung der den zu untersuchenden
Proben zugeordneten Schiebeschalter io8 wird
ein Startknopf 11o
an der Vorderseite der Vorrichtung betätigt, um eine Untersuchungsserie einzuleiten
(Fig. 1). Dabei wird die Magnetspule der Kupplung 94 erregt, so daß die Schnecke
86 sich zu drehen beginnt. Die Kupplung 94 bleibt so lange in ihrer Betätigungsstellung,
bis eine unterhalb der drehbaren Scheibe 52 angeordnete Abtasteinrichtung 11o einen
in Betätigungsstellung gebrachten Schiebeschalter 108 ertastet.
-
Die Abtasteinrichtung 110 enthält ein an einem federbelasteten Stößel
114 sitzendes, etwa L-förmiges Tastglied 112. Bei einer Verschiebung des Tastgliedes
112 durch einen der in Betätigungsstellung gebrachten Schiebeschalter 108 bewegt
sich der Stößel entgegen der Belastung durch eine Feder 116.
-
Durch die Bewegung des Stößels 114 gelangt eine öffnung 118 in einer
im übrigen optisch undurchlässigen Platte 120 'zwischen eine Lichtquelle 122 und
eine Fotozelle 124. Daraufhin gibt die Fotozelle 124 ein elektrisches Signal an
die logische Steueranordnung ab, über die nun die Magnetspule der Kupplung abgeschaltet
und damit die Antriebsschnecke 86 zum Stillstand gebracht wird. Die Abtasteinrichtung
llo ist so angeordnet, daß sie einen-bedtigten Schiebeschalter 108 dann ertastet,
wenn der ihm entsprechende Serumbecher an die Überführungsstation 126 gelangt. Die
Überführungsstation 126 liegt um eine Stelle jenseits der vor derSerum-Überführungseinrichtung
24 liegenden Ausgangsposition des mit "1" bezeichneten Bechers.
-
Auf der Welle 88 ist eine ebene Stroboskopscheibe 128 mit zwei diametral
gegenüberliegenden Löchern 13o, 131 befestigt und gemeinsam damit drehbar. Eine
Lichtquelle 132 und eine Fotozelle 134 sind so angeordnet, daß bei der Drehung der
Scheibe 128 um 1800 jeweils ein Lichtimpuls durch eine der oeffnungen 130 oder 131
auf die Fotozelle 134 fällt. Der'daraufhin von der Fotozelle abgegebene elektrische
Impuls wird in der elektronischen Steueranordnung gespeichert und ermöglicht das
Identifizieren des jeweils an der Überführungastation 126 befindlichen Bechers 30
zu jeder Zeit. Das von der Fotozelle 124 der Abtasteinrichtung llo für die die Patienten
bezeichnenden Schiebeschalter abgegebene Signal wird ebenfalls in der Steueranordnung
gespeichert und dient zum Identifizieren der einzelnen Becher, denen Proben entnommen
wurden.
-
Beim Anhalten eines Probenbechers 30 an der Überführungsstation 126
beginnt die Bewegung bzw. Betätigung der Serum-Entnahme- und Überführungseinrichtung
24. Diese in Fig. 7 bis 9 im einzelnen dargestellte Einrichtung ist in der Oberseite
des unteren Gehäuses 12 eingesetzt und ragt senkrecht daraus hervor. Der über der
Ebene der Transportscheibe 18 für die Probenansätze befindliche Teil der Übertragungseinrichtung
24 weist einen auf einer Welle 142 sitzenden, waagerechten, schwenkbaren Arm 140
auf. Die Welle 142 ist in einer rohrförmigen
Halterung 144 geführt,
welche mit einem an ihrem unteren Ende gebildeten Flansch 146 an der Unterseite
des Deckels des unteren Gehäuses 12 befestigt ist.
-
Die Welle 142 ist innerhalb der sieumgebenden Halterung 144 mit einer
Keilnutwelle 148 verbunden. Diese ist ihrerseits über einen Kupplungsblock 150 an
ihrem unteren Ende mit der Kolbenstange 152 eines pneumatischen Zylinders 154 verbunden.
-
Zur Betätigung des Zylinders wird er mit einem Druckgas gespeist,
wozu vorzugsweise das für die Druckfüllung der Flaschen 20 verwendete komprimierten
Stickstoffgas Anwendung findet. Auch die übrigen im gesamten System vorhandenen
pneumatischen Zylinder werden aus dieser Quelle gespeist.
-
Vor dem Eintritt in den Zylinder 154 durchsetzt die Kolbenstange 152
eine federbelastete Druckplatte undseinen Tragboden 158. Im Zylinder ist das untere
Ende der Kolbenstange 152 an einem Rollbalg oder einer-Membrane 160 befestigt. Der
Rollbalg 160 unterteilt den Zylinder 154 in ein Einlaßteil 162 und ein diesem gegenüber
abgedichtetes Auslaßteil 164.
-
Ein komprimiertes Gas wird dem Einlaßteil 162 über einen Einlaß 166
zugeleitet, so daß sich der Rollbalg 160 in die in Fig. 7 ausgezogen gezeichnete
untere Stellung bewegt. Dementsprechend
bewegt sich die Kolbenstange
aufgrund ihrer festen Verbindung mit dem Rollbalg 160 in ihre untere Stellung.
-
Die Abwärtsbewegung der Kolbenstange 152 Uberträgt sich Uber den Kupplungsblock
150 auf die Keilnutwelle 148 und durch Anlage des Kupplungsblocks 150 an der federbelasteten
Druckplatte 156 auf diese.
-
Zwei mit ihren unteren Enden anker Druckplatte 156 befestigte Federn
168, 170 sind auf Stäben 172 bzw. 174 geführt, welche die Druckplatte 156 durchsetzen
und am Tragboden 158 befestigt sind. Mit den oberen Enden sind die Federn 168, 170
fest mit an den oberen Enden der Stäbe 172 bzw. 174 sitzenden Endscheiben 176, 178
verbunden. Bei der Abwärtsbewegung der Druckplatte 156 werden die Federn 168, 170
gedehnt und setzen dieser Bewegung einen Widerstand entgegen.
-
Gleichzeitig mit ihrer Auf- und Abwärtsbewegung ist die Keilnutwelle
148 von einem Servo-Schrittmotor 180 drehend antreibbar, dessen Antrieb mittels
verschleißfesten Zugelementen 194, 196 auf eine auf der Welle 148 sitzende Keilnutmuffe
184 übertragen wird. Die Keilnutmuffe 184 ist mittels Lagern 186, 188 in einem an
einer seitlichen Halterung 192 befestigten Gehäuse 19o gelagert.
-
Zur bewegungsgenauen Antriebsübertragung sind die Zugelemente 194,
196 um eine motorgetriebene Scheibe 198 geschlungen. Die Welle 200 der Scheibe 198
ist mit dem oberen Ende in einem Lagerblock 202 gelagert. Das untere Ende der Welle
hat verringerten Durchmesser und durchsetzt einen weiteren Lagerblock 2o4 sowie
eine die Scheibe 198 tragende Halterung 206, welche an der Unterseite des Deckels
des unteren Gehäuses 12 befestigt ist. Über eine stoßdämpfende Kupplung 208 ist
die Welle 200 mit dem Servo-Schrittmotor 180 verbunden.
-
Auf der sfroßdämpfenden Kupplung 208 ist- konzentrisch mit der Welle
200 eine Scheibe 210 für optische Stellungsanzeige befestigt. Sie hat an diametral
gegenüberliegenden Stellen zwei Löcher. Diese sind so angeordnet, daß sich das eine
zwischen einer Lichtquelle 212 und einer Fotozelle 214 befindet, wenn der waagerechte
Arm 140 über der Transportscheibe 18 steht, und das andere, wenn sich der Arm 140
ober der Transportscheibe 16 für die Probenbecher befindet. Das von der Foto zelle
214 abgegebene elektrische Signal wird dazu verwendet, die Auf- und Abbewegung der
Ubertragungseinrichtung mit. der -Abgabe und Entnahme von Serumproben zu synchronisieren.
-
Der Zugmittelantrieb für die Keilnutmuffe 184 ist im einzelnen in
Fig. 8 dargestellt. Die Zugelemente 194, 196 sind vorzugsweise
aus
einem extrem dauerhaften Material, z.B. einer Verbindung von Beryllium undKupfer,
gefertigt. Die Zugelemente 194, 196 sind mit jeweils einem Ende an der Keilnutmuffe
184 befestigt, um die angetriebene Scheibe 198 geschlungen und mit dem anderen Ende
an einer federbelasteten Spanneinrichtung 216 angehängt. In das ziehende Trum zwischen
der Keilnutmuffe 184 und der Scheibe 198 kann jeweils eine weitere Spanneinrichtung
218 eingesetzt sein, welche jedoch nicht unbedingt erforderlich ist.
-
Die Spanneinrichtungen 26, 218 enthalten jeweils eine Feder 220, welche
zwischen zwei Sitzen 222 und 224 unter Kompression gehalten ist. Die Sitze 222 und
224 sind als Teile von Anschlußlaschen 125 ausgebildet, an denen die Enden der Zugelemente
194, 196 angehängt sind. Die einfach wirkende Spanneinrichtung 216 ist mit einem
Ende fest an einem Rahmenteil der Vorrichtung angebracht.
-
Zu Beginn eines Untersuchungsablaufs befindet sich der Überführungsarm
140 in seiner Stellung über der Transportscheibe 18 für die Probenansätze (Fig.
2). Die Bewegung des Arms 14o aus dieser Stellung wird durch ein Signal von der
mit der Abtasteinrichtung llo unter der Transportscheibe 16 für Probenbecher verbundenen
Fotozelle 124 ausgelöst. Das Signal
zeigt an, daß sich ein Becher
mit einem zu untersuchenden Serum in der Überführungsstellung 126 befindet. Der
Servo-Schrittmotor 180 wird nun über die elektronische Sialeranordnung gespeist
und treibt die Scheibe 198 über die stoßdämpfende Kupplung 208 an. Der Antrieb der
Scheibe 198 wird über die Zugelemente 194, 196 auf die Keilnutmuffe 184 übertragen.
Die Spannelnrichtungen 216, 218 in den Zugelementen 194, 196 gleichen den pulsierenden
Antrieb des Schrittmotors 180 aus, so daß die Keilnutmuffe 184 in gleichmäßige Drehung
versetzt wird.
-
Nach einer Bewegung des Überführungsarms 140 zum 1800 in eine Stellung
über dem an der Überführungsstation 126 beindlichen Becher 30 befindet sich eine
der öffnungen in der Anzeigescheibe 210 zwischen der Lichtquelle 212 und der Fotozelle
214. Das daraufhin von der Fotozelle 214 abgegebene elektrische Signal öffnet ein
Ventil220 zwischen der Druckgasquelle und dem Einlaß 166 des pneumatischen Zylinders
154. Der dadurch im Einlaßteil 162 des Zylinders 154 entstehende Gasdruck bewirkt
eine Abwärtsbewegung des Rollbalgs 160 und der damit verbundenen Kolbenstange 152.
Aufgrund der Rollbewegung is Rollbalgs 160 ist für eine sanft einsetzende und fortlaufend
gleichmäßige Abwärtsbewegungder Kolbenstange 152 keinerlei Dämpfung erforderlich.
-
Der auf der Kolbenstange 152 sitzende Kupplungsblock 150 wird dabei
abwärts in Anlage auf der Druckplatte 156 bewegt und nimmt die Keilnutenwelle 148
mit. Die Abwärtsbewegung der Keilnutwelle 148 wird durch eine Kugellagerung in der
Keilnutmuffe 184 ermöglicht. Gleichzeitig mit der Keilnutenwelle 148 bewegt sich
auch der waagerechte Arm 140 abwärts.
-
Die Abwärtsbewegung des Arms 140 setzt sich fort, bis ein an seiner
Unterseite sitzender elastischer und kompressibler Stopfen 222 abdichtend in Anlage
am oberen Rand eines bereitstehenden Bechers 224 kommt.
-
Eine an der Druckplatte 156 befestigte und zusammen mit dieser und
der Kolbenstange 152 auf- und abwärts bewegbare Halterung 126 trägt Ubereinander
zwei Lochbleche 228, 230 für die optische Abtastung der senkrechten Stellung. Die
Lochbleche 228 und 23o durchsetzende öffnungen geben in den'jeweils richtigen Stellungen
des Arms 140 den Stahlenweg von einer Lichtquelle zu einer Fotozelle 232 bzw. 234
frei. In der obersten Stellung des Arms 140 fällt das Licht einer Lichtquelle 232
durch die Öffnung des oberen Lochblechs 228 auf die eine Fotozelle 234, während
das Licht einer Lichtquelle 236 in der unteren Endstellung des waagerechten Arms
140, in der sich der Stopfen 222 in abdichtender Anlage auf dem Becher 224 befindet,
durch die Öffnung des unteren Lochblechs 23o auf eine andere Fotozelle 238 fällt.
-
Das Abdichten eines Serumbechers 224 durch den Stopfen 222 des überführungsarms
14o wird durch ein elektrisches Ausgangssignal von der Fotozelle 238 angezeigt,
worauf die Entnahme der benötigten Serummenge mittels der in Fig. 9 gezeigten Einrichtung
eingeleitet wird. Zwei aus dem wåagerechten Arm 140 hervortretende Röhrchen 240,
242'aus rostfreiem Stahl durchsetzen den elastischen Stopfen 2-22. An den oberen
Enden der Röhrchen 240 und242 sind biegsame Schläuche 244 bzw. 246 angeschlossen,
welche im Inneren des hohlen Arms 14o, durch die hohle Welle 142, die hohle Keilnutenwelle
148 und die hohle Kolbenstange 152 hind,urchverlaufen und am Boden des pneumatischen
Zylinders 154 austreten. Innerhalb des Gehäuses 12 bilden die beiden Schläuche eine
Schlaufe 248, welche die Längung und Verkürzung der Schläuche beim Heben und Senken
des Überführungsarms 140 aufnimmt.
-
Das untere Ende des am kürzeren Röhrchen 242 im Stopfen 222 angeschlossenen
Schlauchs 244 ist mit dem Auslaß eines Spasedruckventils 248 verbunden. Der Einlaß
des Ventils 248 ist mit der Druckgasquelle verbunden, welche vorzugsweise unter
einem Druck von etwa o,75 at steht. Das untere Ende des anderen, am längsten Röhrchen
240 im Stopfen 222 angeschlossenen Schlauchs 246 ist mit einer Ventilanordnung 250tverbunden.-
-Dazu ist der Schlauch in eine hohle Halterung?252 eingeführt,
welche
eine aufwärts in den Schlauch 246 hineinragende alaskapillare 254 enthält. Zur luftdichten
Befestigung des Schlauchs 246 ist eine mit ender konischen Ausbildung versehene
Überwurfmutter 256 auf einem ebenfalls konischen Gewindestutzen 258 aufgezogen.
-
Die Glaskapillare 254 erstreckt sich abwärts in den Hauptventilkörper
260 und endet in einem senkrechten Schnitt mit einem zweiten Glasröhrchen 262. In
geringem Abstand von dem Schnittpunkt ist das Glasröhrchen 262 an beiden Seiten
ausgeweitet. Innerhalb der beiden erweiterten Teile 264 und 266 des Röhrchens ist
jeweils ein kolbengesteuertes Absperrglied 268 bzw. 270 enthalten. Die Absperrglieder
268, 270 tragen an ihren Vorderseiten jeweils einen elastischen Dichtring 272 bzw.
274, welcher sich zum Abdichten des jeweiligen Endes des Röhrchens in weste Anlage
an das engere Teil des Röhrchens 262 bringen läßt.
-
Die Bewegungen der Absperrglieder 268 und 270 sind Qber Kolben 272
bzw. 274 gesteuert. Die Kolben 272 und 274 lassen sich mittels eigener Magnetspulen
280 bzw. 282 in schnelle Bewegung versetzen. Die Kolben 276 und 278 sind durch Rundringe
284 und 286 abdichtend und gegen Verkanten gesichert im Ventilkörper 260 geführt.
-
Nahe hinter den Absperrgliedern 268 und 270 münden in den sie enthaltenden
Durchlässen 264 und 266 jeweils ein Durchlaß 288 bzw. 290 etwa senkrecht ein. In
der zurückgezogenen Stellung des jeweiligen Absperrgliedes 268 oder 270 stehen die
senkrechten Durchlässe 288 bzw. 290 in Strömungsverbindung mit dem engeren Teil
des Röhrchens 262 und damit also auch mit der senkrechten kalibrierten Kapillare
254. Der eine Durchlaß 288 ist über einen Anschluß 292 am Ventilkörper 260 mit einem
(nicht gezeigten) Abfallbehälter verbunden.
-
Der andere senkrechte Durchlaß 290 ist über einen ähnlichen Anschluß
294 am Ventilkörper 260 mit einer Druckwasserquelle verbunden, welche vorzugsweise
unter einem Druck von etwa o,75 at gehalten ist.
-
Zu Beginn eines UberfUhrungsvorganges, also bei der Weiterdrehung
der Transportscheibe 16 durch die Uberführungsstation 126, befinden sich die beiden
Kolben 276 und 278 in der vorderen Endstellung, in der die betreffenden Durchlässe
288 und 29o geschlossen sind. Der Überführungsarm 140 wird nun verschwenkt und abgesenkt,
wobei der elastische Stopfen 222 auf den bereitstehenden Probenbecher 224 zu sitzen
kommt.
-
Beim Absenken des Überführungsarms 140 in seine Endstellung kommt
die Öffnung des oberen Lochblechs 230 zwischen die Lichtquelle 238 und die Fotozelle
236. Das daraufhin von der Fotozelle
236 abgegebene elektrische
Signal bewirkt das Öffnen des zwischen der Druckgasquelle und dem kürzeren Röhrchen
242 im Stopfen 222 angeordneten Druckventils 248. Das daraufhin zuströmende Gas
setzt den Innenraum des Bechers 224 unter Druck.
-
Auf die Abgabe eines Ausgangssignals von der die untere Endstellung
anzeigenden Foto zelle 236 hin wird über die elektronische Steueranordnung die Magnetspule
280 erregt, welche daraufhin das Absperrglied 268 zurückzieht. Dabei kommt der zum
Abfallbehälter führende Durchlaß 288 in Strömungsverbindung mit dem längeren Röhrchen
240 aus rostfreiernb Stahl, dessen Ende in die im Becher 224 enthaltene Serumprobe
eintaucht. Der im Becher 224 erzeugte Druck bewirkt das Einströjnen von Serum in
das Röhrchen 240, solange die Magnetspule 280 erregt gehalten ist. Sobald eine vorprogrammierte
Serummenge aus dem Becher 224 entnommen ist, fällt die Magnetspule 280 ab, so daß
das Absperrglied 268 in die Schließstellung zurückkehrt. Das EntnahmeJröhrchen 240
sowie der daran angeschlossene Schlauch 246 sind, wie im folgenden beschrieben,
zunächst mit Wasser gefüllt. Beim Einströmen der jeweiligen Serummenge in das Röhrchen
240 unter dem zugeführten Druck wird das Wasser zum Abfallbehälter verdrängt. Dabei
gelangt das Serum niemals die senkrechte kalibrierte Kapillare 254, so daß also
die Dosierung
ausschließlich anhand des Wassers erfolgt.
-
Das von der Steueranordnung ausgehende Signal zum Abschalten der Magnetspule
280 und damit zum Beendigen der Serumentnahme-bewirkt ferner die Rückstellung des
Druckgasventils 248 und das Entweichen des zugeführten Drucks in die Umgebung. Anschließend
wird das Druckgasventil 220, über welches der Zylinder 154 zum Niederhalten des
Uberführungsarms 140 mit dem Stopfen 222 auf dem Becher 224 gespeist wird, geschlossen.
Die beiden an der Druckplatte 156 angreifenden Zugfedern 168, 170 sind nun nicht
mehr durch den Gasdruck in den gestreckten Zustand belastet und ziehen die Druckplatte
156 nach oben. Dadurch werden der Kupplungsblock 150 und die Keilnutwelle 148 ebenfalls
aufwärts bewegt. Die Aufwärtsbewegung wird bis zu einem gewissen Maß durch in dem
Einlaßteil 162 des Zylinders 154 vorhandenes Gas gedämpft, indem dieses durch den
sich aufwärts tewegenden Rollbalg komprimiert wird und nur langsam über den Einlaß
166 entweicht. Ferner wird bei dieser Bewegung die Offnung des Lochblechs 230 aus
dem Strahlenweg von der Lichtquelle 238 zur Fotozelle 236 heraus bewegt, so daß
die Fotozele nicht länger leitet.
-
Sim-Ausbleiben des Ausgangssignals der Fotozelle 236-setzt über die
logische Steueranordnung die Speisung des Serva-
Schrittmotors
180 ein, so daß der Überführungsarm 140 um 1800 zurück in seine Stellung über der
Transportscheibe 16 gedreht wird. Beim Einsetzen der Drehung der stoßdämpfenden
Kupplung 208 wird die Öffnung in der Lochscheibe 210 aus dem Strahlenweg zwischen
der Lichtquelle 212 und der Fotozelle 214 weggedreht. Die daraufhin eintretende
Unterbrechung des Ausgangssignals der Fotozelle 214 kann dazu verwendet werden,
das Druckgasventil 248 zu schließen, da die Druckspeisung des Probenbechers nun
nicht mehr nötig ist.
-
Die Rückführung des überführungsarms 140 in die Stellung 127 über
der Transportscheibe 18 für die Probenansätze erfolgt mit zunächst langsam zunehmender
und dann bis zum Stillstand über der Scheibe 18 wieder abnehmender Geschwindigkeit.
Die Beschleunigung und Verzögerung wird über die pulsierende Speisung des Servo-Schrittmotors
180 von der logischen Steueranordnung bewirkt. Die veränderliche Geschwindigkeit
gewährleistet, daß ach nicht die geringste Menge der Serumprobe von dem Entnahmeröhrchen
240 abgeschleudert wird, wie dies bei plötzlichem Einsetzen und Anhalten der Bewegung
geschehen kann.
-
Beim Ausrichten des Überführungsarms 140 in seine Stellung über der
Transportscheibe 18 gelangt die andere Öffnung in
der Lochscheibe
210 in den Strahlenweg zwischen der Lichtquelle 212 und der Fotozelle 214. Das dabei
entstehende Ausgangs signal der Fotozelle wird der logischen Steueranordnung zugeleitet,
worauf diese die pulsierende Speisung des Schrittmotors 180 unterbricht und den
Ausstoß der benötigten Serummenge aus dem Entnahmeröhrchen 240 einleitet.
-
Zu diesem Zweck wird die Magnetspule 282 erregt, so daß sie den Kolben
278 mit dem Absperrglied 270 im Ventilkörper 260 rückwärts zieht. Daraufhin tritt
Druckwasser von der Druckwasserquelle durch den Anschluß 294 und den senkrechten
Durchlaß in den Ventilkörper 260 zum unteren Ende des die Serumprobe enthaltenden
Schlauchs 246. Das einströmende Wasser verdrängt das Serum aus dem Röhrchen 240
in ein Probierglas 33. Die Zeit, über welche die Magnetspule 282 erregt gehalten
wird, ist genau steuerbar, so daß unter Verwendung des Druckwassers jeweils eine
genau bemessene Serummenge in das bereitstehende Probierglas ausgestoßen wird.
-
Vorzugsweise wird dem Becher 224 an der Transportscheibe 16 vorher
jeweils eine etwas größere Menge an Serum entnommen als für die durchzuführende
Untersuchung erforderlich. Dadurch ist gewährleistet, daß die erforderliche Serummenge
in das Probierglas gelangt, ohne daß Wasser hinzutritt, welches die Probe verdünnt
und den Versuch nachteilig beeinflussen
könnte. Zuweilen ist ein
Zusatz von Wasser jedoch erwünscht und kann dementsprechend beigegeben werden.
-
Das den Ausstoß der gewünschten Serummenge beendigende logische Signal
kann zusätzlich zum Erregen der Magnetspule der jeweils über eine halbe Umdrehung
wirksamen Kupplung 94 im Antrieb der Transportscheibe 16 verwendet werden, so daß
nun die nächst zu untersuchende Serumprobe auf der Transportscheibe in die Überführungsstellung
126 gedreht wird. Die Ankunft einer solchen Probe wird wiederum von der Abtasteinrichtung
110 ertastet, woraufhin diese über die Fotozelle 124 die erneute Bewegung des Überführungsarms
140 zum Entnehmen einer Serumprobe aus dem bereitstehenden Becher 224 einleitet.
Bei der zweiten und allen weiteren Schwenkungen des waagerechten überführun arms
um 1800 von der Transportscheibe 18 für die Probenansätze zur Transportscheibe 16
für die Probenbecher wird die Magnetspule 282 erregt, um das Entnahmeröhrchen 240
von aus der letzten Serumentnahme zurückgebliebenen Serumresten zu reinigen und
durch gründliches Spülen des Röhrchens 240 eine gegenseitige Verunreinigung der
Seren zu verhindern, sowie um das Röhrchen 240 wieder mit Wasser zu füllen, welches
bei der nächsten Entnahme dann wieder verdrängt wird. Das Durchspülen des Röhrchens
240 geschieht über einem im Schwenkbereich des Arms 140 in der Oberseite
des
Gehäuses 12 eingesetzten Behälter 296.
-
Eine andere Ausführung der Serumentnahme- und Überführungseinrichtung
ist in Fig. 19 bis 21 gezeigt. Darin ist für die Auf- und Abbewegung der Keilnutenwelle
148 ein pneumatischer Zylinder 600 vorgesehen. Die Kolbenstange 601 des Zylinders
600 ist über einen Einstellklotz 604 und eine daran befestigte kurze Verbindungsstange
602 mit einer flexiblen Kupplung 606 verbunden. Die Ausgangswelle 608 der Kupplung
606 ist am unteren Ende der Keilnutenwelle 148 befestigt. Die flexible Kupplung
606 dient dazu, die durch den Zylinder 600 erzeugte Auf- und Abbewegung auf die
Keilnutenwelle 148 zu übertragen und die Keilnutenwelle 148 gegenüber dem Einstellklotz
604 und der Kolbenstange 601 drehbar zu lagern.
-
Der Einstellklotz 604 erfüllt zwei Funktionen. An seiner ,Unterseite
ist mittels einer Kontermutter 612 ein abwärts hervorstehender Stab 610 befestigt,
welcher durch eine in den Tragboden 158 eingesetzte Buchse 614 geführt ist. Der
Stab 610 bildet eine senkrechte Führung für die Auf- und Abbewegungen des Einstellklotzes
604 und des unteren Endes der Keilnutenwelle 148. Zum Einstellen der oberenJ'i:'
Endstellung des waagerechten Arms 140 sind am unteren Ende des Stabes 610 Einstellmuttern
616 aufgeschraubt.
-
Ferner trägt der Einstellklotz 604 die vorstehend anhand von Fig.
7 beschriebene Halterung 226 für die Lochbleche zum Ertasten der senkrechten Stellungen.
Die Betätigung des Zylinders 600 erfolgt über das mit einem Einlaß 618 des Zylinders
verbundene Druckgasventil 220. Beim Öffnen des Ventils 220 strömt Druckgas über
den Einlaß 618 in den Zylinder 600, um die Abwärtsbewegung der Keilnutenwelle 148
einzuleiten. Nach dem Schließen des Ventils 220 führt eine im Zylinder angeordnete,
(nicht gezeigte) Feder die Kolbenstange 601 und damit die Keilnutenwelle 148 in
die obere Endstellung zurück.
-
Die Entnahme der jeweils benötigten Serummenge wird wiederum eingeleitet,
wenn die untere Fotozelle 236 ein Ausgangssignal abgibt, welches das Abdichten eines
Bechers 224 durch einen Stopfen 620 am überführungsarm 140 anzeigt. Bei der in Fig.
19 gezeigten Ausführung ist ein Entnahmeröhrchen 624 konzentrisch in einem Druckgasröhrchen
622 geführt, wobei ein ausreichender Ringdurchlaß für den Austritt des Druckgases
gebildet ist. Die beiden konzentrischen Röhrchen 622, 624 sind mittels einer zweiteiligen
Gewinde-Klemmeinrichtung 626, an deren Unterseite der Stopfen 620 sitzt, in der
Senkrechten gehalten. Sie treten an der Oberseite des waagerechten Arms 140 aus
und sind dann wieder in den Arm 140 eingeführt, von wo aus sie durch die hohle
Keilnutenwelle
148 verlaufen und am unteren Ende derselben durch eine seitliche Bohrung 628 ausgeführt
sind.
-
Ein zweites den Arm 140 senkrecht durchsetzendes Röhrchen 630 aus
rostfreiem Stahl ist mit seinem unteren Ende auf das Entnahmeröhrchen 624 gerichtet.
Es ist mittels eines Gewindenippels 632 befestigt, welcher ferner dazu dient, an
dem Röhrchen ein flexibleres Rohr 634 anzuschließen.
-
Diese ist, wie die beiden konzentrischen Röhrchen 622 624 durch die
hohle Keilnutenwelle 148 geführt und tritt an der Bohrung 628 daraus hervor. Das
Röhrchen 630 dient dazu, zwischen den überführungsvorgängen das Entnahmeröhrchen
624 von außen anhaftenden Serumresten zu reinigen.
-
Dieser Reinigungsvorgang ist nachstehend im einzelnen in Verbindung
mit einer anderen Ausführung der in Fig. 9 gezeigten Ventilanordnung beschrieben.
-
Bei der in Fig. 20 und 21 gezeigten Ausführung der Ventilanordnung
findet für die erforderlichen Betätigungen eine einzige Magnetspule 636 Verwendung.
Das untere Ende der konzentrischen Entnahme- und Druckröhrchen 624 bzw. 622 ist
an einem T-Stück 638 angeschlossen, in welchem in die Druckleitung 622 eine Speiseleitung
640 für die Zufuhr der benötigten Druckluft einmündet. Unmittelbar hinter der Einmündung
der Zufuhrleitung 640 ist die Druckleitung 622 innerhalb
des T-Stücks
638 verschlossen. Somit führt nur die Entnahmeleitung 624 von der Eingangsseite
642 des T-Stücks 638 zur Ausgangsseite der Ventilanordnung 635.
-
Die zum Druckröhrchen 622 führende Zufuhrleitung 640 ist an den Auslässen
dreier Ventile 644, 646 und 648 angeschlossen. Das erste Ventil 644 ist ein Entlüftungsventil
und wird jeweils geöffnet, um den Druck aus dem Probenbecher nach der Probenentnahme
entweichen zu lassen. Das zweite Ventil 646 verbindet in geöffnetem Zustand eine
Hochdruckgasquelle 647 mit dem Druckröhrchen 622. Wie nachstehend im einzelnen noch
erläutert, dient das Hochdruckgas dazu, das Entnahmeröhrchen 624 nach der Spülung
außen freizublasen.
-
Das dritte Ventil 648 verbindet in geöffnetem Zustand eine vorzugsweise
unter einem Druck von etwa 0,75 at stehende Druckgasquelle 649 mit dem Druckröhrchen
622, nachdem ein Probenbecher durch die Abwärtsbewegung des Arms 140 abgedichtet
ist.
-
Ein Ventilkörper 650 der Überführungsventilanordnung 635 ist über
eine im einzelnen in Fig.21 gezeigte Dosiereinrichtung mit der Eingangsseite 642
des T-Stücks 638 verbunden. Zwischen dem T-Stück 638 und dem Ventilkörper 650 ist
das Entnahmeröhrchen 624 an einem kurzen Stück
rostfreien Stahlrohrs
652 angeschlossen, welches mittels eines konischen Gewinde- und Dichtungsnippels
658 in Strömungsverbindung mit dem Einlaß 656 des Ventilkörpers 650 an diesem befestigt
ist. Zur Bildung von Durchlässen einer für die genaue Dosierung der Serumentnahme
geeigneten Grösse kann das Rohrstück 654 mit Einschnürungen 660 und 662 versehen
sein.
-
Wie bereits bemerkt, erfolgt die Betätigung der Entnahmeventilanordnung
635 über eine einzige Magnetspule 636, welche an einer Seite einer Halterung 663
für den Ventilkörper sitzt. Der Anker 664 der Magnetspule 636 ist über eine Kupplung
668 mit einem Ventilschaft 666 -verbunden. Dieser erstreckt sich in den Ventilkörper
650, in welchem er durch eine Ablaßkammer 670 eine elastische Dichtung 678 hindurch
in eine innere Ventilkammer 674 verläuft. Innerhalb der Kammer 674 ist am Ende des
Ventilschafts 666 ein Absperrglied 676 befestigt. Das Absperrglied 676 hat im wewesentlichen
sphärisch ausgebildete Enden 678, 680. In der Ventilkammer 674 münden drei Durchlässe
682, 684 und 686.
-
Der Durchlaß 682 führt über ein Anschlußteil 688 und ein Ventil 690
zu einem (nicht gezeigten) Ablaufbehälter.
-
Der zweite Durchlaß 684 verläuft von der Ventilkammer 674 durch eine
zweite elastische Dichtung 692 und den Ventilkörper
650 zu dem
das Entnahmeröhrchen 624 mit dem Ventilkörper 650 verbindenden Gewindenippel 658.
Der dritte Durchlaß 686 führt über ein Anschlußteil 694 zu einem Ventil 696, welches
in geöffnetem Zustand den Zustrom von einer (nicht gezeigten) Druckwasserquelle
zum Durchlaß 686 freigibt.
-
Im Betrieb wird der waagerechte Überführungsarm 140 über den in der
Übertragungsstation 126 befindlichen Becher 224 auf der Transportscheibe 16 gebracht.
Der pneumatische Zylinder 600 bewegt nun die Keilnutenwelle 148 abwärts, bis der
am Arm 140 sitzende Stopfen 620 abdichtend in Anlage auf dem Becher 224 kommt. Zu
diesem Zeitpunkt wird das Druckventil 648 geöffnet, um dem Druckröhrchen 622 das
Druckgas zuzuführen. Nach Ablauf einer fr die Druckfüllung des Bechers 224 erforderlichen
Zeit wird die Magnetspule 636 der Ventilanordnung 635 erregt, um den Ventilschaft
666 zurückzuziehen, wobei das Absperrglied 678 abdichtend in Anlage an der linken
elastischen Dichtung 672 kommt. Dabei tritt der Entnahmedurchlaß 684 in Strömungsverbindung
mit der Ventilkammer 674. Gleichzeitig damit wird das Ventil 690 geöffnet, welches
die Ventilkammer 674 mit dem Ablaufbehälter verbindet. Unter dem im Becher 224 erzeugten
Druck tritt das darin enthaltene Serum in das Entnahmeröhrchen 624, wobei es das
vom voraufgegangenen Spülvorgang noch darin enthaltene Wasser über das Ventil
690
zum Ablaufbehälter verdrängt.
-
Die entnommene Serummenge wird durch die Zeit bestimmt, über welche
der Ventilschaft in der zurückgezogenen Stellung gehalten wird. Nach Ablauf dieser
Zeit wird die Richtung des Speisestroms für die Magnetspule 636 umgekehrt, wodurch
der Ventilschaft 666 wieder vorgeschoben wird und den Entnahmedurchlaß 684 mit dem
Absperrglied 676 verschließt. Anschließend bewirkt die logische Steueranordnung
das Schließen des Druckventils 648 und das öffnen des Entlüftungsventils 644, so
daß der Druck aus dem Becher 224 vor dem Anheben des Arms 140 entweichen kann.
-
Anschließend führt der pneumatische Zylinder 600 die Keilnutenwelle
148 und damit den Arm 140 in die durch die Muttern 616 auf dem senkrechten Führungsstab
610 bestimmte obere Endsteliung. Der Schrittmotor 180 leitet nun die Schwenkbewegung
des Arms 140 zur Transportscheibe 18 für die Probenansätze ein. Dabei schwenken
die konzentrischen Druck- und Entnahmeröhrchen 622 bzw. 624 über den Auffangbehälter
296 in der Oberseite des Gehäuses 12 hinweg. Zum gleichen Zeitpunkt wird das Hochdruckventil
646 geöffnet, um dem Druckröhrchen 622 das Hochdruckgas zuzuführen. Die Hochdruckluft
reinigt die Außenseite des Entnahmeröhrchens 624 von gegebenenfalls daran haftendem
überschüssigem Serum.
-
Die Luftzufuhr hält etwa 0,5 sec lang an, worauf der Arm 140 seine
Schwenkbewegung zur Transportscheibe 18 fortsetzt.
-
Befindet sich dann das Entnahmeröhrchen 624 in Stellung über einem
in der Transportscheibe 18 sitzenden Probierglas 33, so wird die Magnetspule 636
erneut erregt, um das Absperrglied 678 zurückzuziehen, während das Ventil 696 gleichzeitig
geöffnet wird, um der Ventilkammer 674 Druckwasser zuzuführen. Das unter Druck zugeführte
Wasser verdrängt das Serum aus dem Entnahmeröhrchen 624 in das betreffende Probierglas
33. Dabei hängt die Menge des æ -gegebenen Serums wiederum von der Zeitspanne ab,
über welche der Ventilschft in der zurückgezogenen Stellung gehalten wird. Im richtigen
Moment wird der die Spule 636 speisende Strom wieder umgekehrt, um das Absperrglied
678 zur rechtsseitigen elastischen Dichtung 692 vorzuschieben und die Verbindung
zwischen dem Entnahmeröhrchen 624 und dem Ventil 696 zu unterbrechen. Anschließend
wird das Ventil 696 ebenfalls geschlossen.
-
Nach Abgabe der Serumprobe wird der Arm 140 zurück zur Transportscheibe
16 geschwenkt, um die nächste Probe aus einem inzwischen in die Überführungsstellung
126 gedrehten Becher auf der Scheibe 16 zu entnehmen. Die Rückschwenkbewegung wird
jedoch unterbrochen, um durch Spülung
des Entnahmeröhrchens 624
jegliche Reste der voraufgegangenen Serumprobe davon zu entfernen und so eine gegenseitige
Verunreinigung der Proben zu vermeiden. Dabei kommt der Arm 140 zum Stillstand,
wenn das Entnahmeröhrchen 624 sich senkrecht über dem Auffangbehälter 296 an der
Oberseite des unteren Gehäuses 12 befindet. Dann wird das zur Ventilkammer 694 in
der Ventilanordnung 635 führende Ventil 696 geöffnet, um dem Entnahmeröhrchen 624
über die Ventilkammer 674 Druckwasser zuzuleiten. Das aus dem Entnahmeröhrchen austretende
Wasser fällt in den Auffangbehälter 296. Gleichzeitig wird das Hochdruckventil 646
geöffnet, so daß das Hochdruckgas um das Entnahmeröhrchen 624 aus dem Druckröhrchen
622 austritt. Zusätzlich dazu wird ein zu dem Spülröhrchen 630 an dem Arm 140 führendes
Ventil 698 geöffnet, so daß das Röhrchen 630 einen Wasserstrahl auf die Außenseite
des Entnahmeröhrchens 624 richtet. Aus der abwärts strömenden Luft und dem seitlich
zugeführten Wasser ergibt sich eine turbulente belüftete Wasserströmung entlang
der Außenfläche des Entnahmeröhrchens 624 zur gründlichen Reinigung desselben. Anschliessend
werden die Wasserventile 696 und 698 wieder geschlossen, um die Durchströmung des
Entnahmeröhrchens 624 sowie seine äußere Spülung über das Röhrchen 630 zu unterbrechen.
-
Das Druckgasventil 646 bleibt noch eine kurze Weile geöffnet, um das
Entnahmeröhrchen 624 außen zu trocknen. Daraufhin
setzt dann der
Arm 140 seine Schwenkbewegung zur Transportscheibe 18 hin fort, um eine weitere
Serumprobe zu entnehmen.
-
Vorzugsweise zu Beginn einer Untersuchungsreihe können die Ventilkammer
674 sowie die Durchlässe 686 und 682 ebenfalls gespült werden. Dazu werden das Ablaufventil
690 sowie das Wasserventil 696 geöffnet, während der Ventilschaft 666 in der ausgefahrenen
Stellung und der Durchlaß 684 damit geschlossen bleibt. Dadurch zirkuliert dann
das Wasser in der Ventilkammer 674 und verläßt sie dann über das Ventil 690.
-
Da sich das Absperrglied 676 dabei in der ausgestreckten Stellung
befindet, tritt eine gewisse Wassermenge um den Ventilschaft 666 herum aus und gelangt
dabei in die vom Ventilschaft 666 durchsetzte Ablaßkammer 680.
-
Während einer Untersuchungsreihe erfolgt neben der Entnahme der einzelnen
Proben für die Untersuchungen das Fortdrehen von leeren Probiergläsern in der Transportscheibe
18 in die Überführungsstellung 127 zur Beschickung mit jeweils einer Serumprobe.
Die Antriebs- und Steuereinrichtungen für die Transportscheibe 18 für die Probenansätze
sind in Fig. 10 und 11 gezeigt. Sie enthalten im wesentlichen die gleichen Teile
wie die für- die Transportscheibe 16. Die Probiergläser 33 sind in Löcher 300 in
einer oberen drehbaren Scheibe 302
eingesetzt. Sie ruhen unten
auf der Sohle eines Führungskanals 304, auf welcher sie entlanggleiten, und sind
mittels einer Haltescheibe 306 in senkrechter Stellung gehalten. Die Scheibe 302
und die Haltescheibe 306 sind in ihrer Mitte an einer Antriebswelle 308 befestigt.
Die Welle 308 ist über eine Stiftenscheibe 310, eine Schnecke 312 und eine Kupplung
314 für halbe Umdrehungen von dem auch die Transportscheibe 16 für die Probenbecher
antreibenden Motor 98 antreibbar.
-
Die Antriebswelle 308 ist drehbar in Lagerblöcken 316, 318 geführt,
welche ihrerseits in einem Wellengehäuse 320 sitzen. Anteren Ende ist die Welle
308 mittels Drucklagern 322 in einem Deckel 324 gelagert und mittels einer an der
Unterseite des Deckels sitzenden Mutter 326 gesichert. Ein vom unteren Ende des
Wellengehäuses 320 abstehender Flansch 325 trägt die Stützen 328, an denen die die
Schnecke 312 tragende Welle 330 in Lagern 332 gehalten ist.
-
Die Kupplung 314 für den Antrieb der Transportscheibe 18 wird über
die elektronische Steueranordnung erregt, sobald der Überführungsarm 140 seine um
1800 führende Schwenkung zur Transportscheibe 16 für die Entnahme einer Serumprobe
beginnt. Dadurch dreht sich die Schnekke
312 und bewegt dabei
den mit ihrem Gang in Eingriff befindlichen Stift 334, woraus sich eine drehende
Bewegung der Transportscheibe 18 ergibt. Diese Drehbewegung der Transportscheibe
18 setzt sich fort, bis das Eintreffen eines Probierglases 33 in der Überführungsstellung
127 durch eine unterhalb der Halteplatte 306 angeordnete Abtasteinrichtung 336 ertastet
wird.
-
Die Abtasteinrichtung 336 hat ein Tastglied 338, welches an einem
aus einem Gehäuse 343 hervorstehenden Stößel 340 sitzt. Der Stößel 340 ist mit einer
gleitend beweglichen, optisch undurchlässigen und von einer Öffnung 344 durchsetzten
Platte 342 verbunden. Das Tastglied 338 ist so angeordnet, daß es durch ein an der
Überführungsstation 127 eintreffendes Probierglas verschoben wird, wobei die Platte
342 über den Stößel 340 mit ihrer Öffnung 344 in den Strahlenweg zwischen einer
Lichtquelle 346 und einer Fotozelle 348 bewegt wird. Das daraufhin von der Fotozelle
abgegebene elektrische Signal bewirkt über die elektronische Steueranordnung das
Abschalten der Kupplung 314, so daß die Transportscheibe zum Stillstand kommt.
-
Die Relativstellung der Transportscheibe 18 für die Probenansätze
kann durch die Verwendung einer Stellungs-Anzeigescheibe 350 in einem Speicherteil
der Steueranordnung aufgezeichnet
werden. Die Scheibe 350 sitzt
auf der Schnekkenwelle 330 und führt somit beim Weiterdrehen der Transportscheibe
18 um eine Stelle jeweils eine halbe Umdrehung aus. Bei jeder halben Umdrehung der
Scheibe 350 gelangen darin gebildete Öffnungen 352 in den Strahlenweg zwischen einer
Lichtquelle 354 und einer Fotozelle 356. Die Anzahl der sich dabei einstellenden
elektrischen Impulse wird dann für spätere Verwendung in der Steuer anordnung gespeichert.
-
Das vorstehend beschriebene Überführen von Serumproben auf die Transportscheibe
18 zur Durchführung einer bestimmten Untersuchung wird fortgesetzt, bis die Transportscheibe
16 für die Probenbecher eine volle Umdrehung vollführt hat und sich der erste Becher
wieder in der Ausgangsstellung befindet. Das Erreichen dieser Stellung wird über
eine optische Abtasteinrichtung 358 an die elektronische Steueranordnung gemeldet
(Fig. 3). Die Abtasteinrichtung 358 hat einen Stößel 360, an dessen Ende ein in
einer Kerbe 364 im Rand der Stiftenscheibe 68 in Eingriff bringbares Xßt glied 362.
Die Kerbe 364 ist- zunächst dem der Ausgangsstellung 129 entsprechenden Stift 370
gebildet. Während der' Drehung der Stiftenscheibe 68 wird der Stößel 360 mit dem
Tastglied 362 durch den Rand der Scheibe in der Betätigungsstellung gehalten.
-
Bei Erreichen der Ausgangsstellung 129 gestattet die Kerbe 364 in
der Scheibe 68 das Ausfahren des federbelasteten Stößels, wobei eine öffnung 372
in einem Blech 374 in den Strahlenweg zwischen einer Fotozelle 376 und einer Lichtquelle
378 gelangt. Das daraufhin von der Fotozelle 376 an die Steueranordnung abgegebene
elektrische Signal zeigt an, daß sämtliche durch einen betätigten Sdhiebeschalter
108 gekennzeichneten Proben in der Transportscheibe für die Probenbecher erfaßt
wurden. Im weiteren Verlauf der gerade laufenden Untersuchungen wird nun die Transportscheibe
16 nicht weiter angetrieben.
-
Wie man in Fig. 2 erkennt, laufen die in der Transportscheibe 18 sitzenden
Probiergläser nach Verlassen der Überführungsstellung 127 unter den Abgabeköpfen
26, 27 und 28 hindurch. Dabei können die ersten Durchgänge dadurch zustande kommen,
daß leere Probiergläser zur Beschickung mit Serumproben in die überführungsstellung
127 gedreht werden. Der erste Abgabekopf 26 dient lediglich der Abgabe von Zusätzen,
weist also nicht, wie die im übrigen gleichen Abgabeköpfe 27 und 28, Einrichtungen
zum Vermischen der abgegebenen Reagentien mit der Serumprobe auf. Die den Abgabeköpfen
27 und 28 zugeordneten Mischeinrichtungen dienen dazu, über die betreffenden Köpfe
zugeführte Reagentien mit den Serumproben zu vermischen
und gleichmäßig
darin zu verteilen. Die gleichmäAigf ;rteilung der Reagentien dient der Vermeidung
von örtlichen Uberkonzentrationen derselben i-n der Serumprobe, welche bei der anschließenden
Analyse der Probe zu falschen Ergebnissen führen könnten.
-
Ein Beispiel für einen kombinierten Misch- und Abgabekopf 27 bzw.
28 ist in Fig. 12 gezeigt. Der Kopf ist mittels Schrauben 352 im oberen Teil des
unteren Gehauses 12 gehalten und setzt sich im wesentlichen aus einer unteren Abgabeeinrichtung
354 und einer darüber angeordneten Mischeinrichtung 356 zusammen. während die Abgabeeinrichtung
354 feststehend angeordnet ist, ist die Mischeinrichtung 356 mittels einer am oberen
Ende daran und am unteren Ende am Kolben eines (nicht gezeigten) pneumatischen Zylinders
befestigten Schubstange 358 auf und ab bewegbar. Bei der durch den Zylinder bewirkten
Auf- und Abbewegung wird ein Rührstab 360 wahls weise in den Probenansatz in einem
darunter befindlichen Probierglas eingetaucht. Der Rührstab 360 erstreckt sich von
der Mischeinrichtung 356 durch eine Bohrung 362 in der feststehenden Abgabeeinrichtung
354 und ist oben über eine Kupplung 364 mit der Welle 366 eines Rührwerksmotors
368
verbunden. Der Rührstab 360 ist aus einem Stab 370 aus rostfreiem Stahl und einem
auf diesen aufgeschobenen Rohrstück 372 aus einem chemisch neutralen und widerstandsfähigen
Material wie etwa Tetrafluoräthylen gebildet. Das untere Ende 374 des Rohrstücks
372 ist gegen das Eindringen der Untersuchungsflüssigkeit geschlossen.
-
Im Betrieb werden mittels einer nachstehend beschriebenen Anordnung
ausgewählte Reagentien über getrennte Leitungen 378 drei in der Abgabeeinrichtung
354 gebildeten Durchlässen 376 zugeleitet. Die Durchlässe 376 führen zu oberhalb
des bereitstehenden Probierglases 33 ausmündenden Öffnungen 380, über welche die
Reagentien abgegeben werden. Anschließend wird die Mischeinriehturg 356 mittels
des (nicht gezeigten) pneumatischen Zylinders abwärts bewegt, worauf der Rührwerksmotor
368 über die logische Steueranordnung eingeschaltet wird. Die schnelle Umdrehung
des in das Probierglas 363 mit der darin enthaltenen Kombination aus der Serumprobe
und den über die Abgabeeinrichtung 354 zugesetzten Reagentien abgesenkten Rührstabes
360 bewirkt eine schnelle und gleichmäßige Durchmischung der Reagentien mit der
Probe.
-
Auf ein von der logischen Steueranordnung abgegebenes Signal hin wird
die Stange 358 wieder vom pneumatischen Zylinder ausgefahren, so daß sich der Rührstab
360 aus dem Probierglas hebt, und der Rührwerksmotor 368 wird abgeschaltet. Die
hohe Drehzahl des Rührstabes von vorzugsweise etwa 6 ooo U/min bewirkt in Verbindung
mit den Oberflächeneigenschaften des Stabes 360, daß beim Herausheben des Stabes
aus dem Probierglas daran haftende Teile des Probenansa tzes abgeschleudert werden,
so daß eine gegenseitige Verunreinigung aufeinanderfolgender Proben nicht möglich
ist. Die Transportscheibe 18 wird nun weitergedreht, um ein leeres Probierglas zur
Uberführungsstation 129 zu bringen, wobei das den eben gebildeten und durchgemischten
Probenansatz enthaltende Probierglas 363 zum nächsten Abgabekopf 28 oder zur Analyse-Entnahmestation
455 gelangt.-Eine andere Ausführung des Abgabe- und Mischkopfs,- bei welcher eine
andere Mischtechnik Anwendung findet, ist in Fig. 22 gezeigt. Sie setzt sich ebenfalls
im wesentlichen aus einem feststehenden unteren Abgabeteil 702 und einem darüber
angeordneten, mittels eines pneumatischen Zylinders 706 auf und ab bewegbaren Mischerteil
704 zusammen.
Fin Druckgas für die Betätigung des Zylinders 706
wird von einer Druckgasquelle über einen Verteilerblock 708 und einem darin gebildeten
Durchlaß 710 dem Einlaß 712 des Zylinders 7o6 zugeleitet. Der Durchlaß 710 im Verteilerblock
7o8 ist vorzugsweise ein darin eingezogenes Rohr, welches unten daraus hervorsteht
und an einem von einem Ventil der Druckgasquelle herangeführten Schlauch 714 angeschlossen
ist. Zur dichten Verbindung des Rohrstücks 710 mit dem Schlauch 714 dient ein Verbindungsteil
716 aus Gummi. Diese zweiteilige Ausbildung gestattet ein müheloses Abnehmen des
Verteilerblocks 708 vom oberen Teil des unteren Gehäuses 12.
-
Bei der Zufuhr von Druckgas zum Einlaß 712 des Zylinders senkt sich
das Mischerteil 704, wobei ein Mischröhrchen 716 im wesentlichen bis zum Boden eines
sich unterhalb der Anordnung befindenden Probierglases in dieses eingeführt wird.
Das Mischröhrchen 716 ist aus einem Röhrchen 718 aus rostfreiem Stahl und einem
darauf aufgeschobenen Rohrstück 720 aus flexiblem, chemisch neutralem Material,
z.B.
-
Tetrafluoräthylen, gebildet. Innerhalb des Mischteils 704 sind die
beiden Rohrteile 718 und 720 mittels eines durch Gewinde gesicherten Gumminippels
722 zusammengehalten.
-
Das Röhrchen 718 ragt nur um ein kurzes Stück über den Gumminippel
722 hinaus, während das- flexible Rohrstück 720 oben aus dem Mischerteil 704 herausgeführt
und an einem an der Rückwand 726 desselben sitzenden Strömungs-Steuerventil 724
angeschlossen ist.
-
IWach dem Zusetzen bestimmter Reagentien über Abgaberöhrchen 728 zu
der in einem Probierglas 33 enthaltenen Probe wird dem Einlaß 712 des Zylinders
ein Dru-ckgas zugeleitet.
-
Das Druckgas schiebt eine Anordnung 740 aus einem Kolben und einer
Kolbenstange im Zylinder 706 abwärts. Das obere Ende der Kolbens tange 730 ist an
der Unterseite des Mischer-,c ls o4befestigt. Dadurch wird nun das Mischerteil 704
unter Führung entlang eines senkrechten Stabes 732 ion die inFig. 22 ausgezogen
gezeichnete Stellung gesenkt. Dabei tritt das Mischröhrchen 720 aus dem unteren
Abgabeteil 702 hervor und in das Probierglas 33. Gleichzeitig wird ihm über das
Steuerventil 724 ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff, zugeleitet. Dieses tritt
am unteren Ende des Röhrchens 720 in Form von Bläschen aus, welche dann in der im
Probierglas 33 enthaltenen Flüssigkeit aufsteigen und aus deren Oberfläche austreten.
Durch das in seiner Tntensität über das Ventil 724 gesteuerte Durchblasen der Mischung
ergibt sich eine gründliche
Durchmischung der zu diesem Zeitpunkt
im Probierglas 33 befindlichen Kombination aus Serum und Reagentien.
-
Nach Ablauf einer vorbestimmten Mischzeit nach Maßgabe der logischen
Steueranordnung wird das den Zylinder 706 mit Druckgas speisende Ventil geschlossen,
worauf eine (nicht gezeigte) Feder im Zylinder das Mischerteil 704 in die in Fig.
22 gestrichelt dargestellte obere Stellung zurückführt. Das Erreichen der oberen
Endstellung des Mischerteils 704 wird der logischen Steueranordnung über eine etwa
am unteren Ende eines Stifts 734 sitzende (nicht gezeigte) magnetische Abtasteinrichtung
gemeldet. Der Stift 734 erstreckt sich durch das Abgabeteil 702 und ist in einer
Gewindebohrung 736 im Mischerteil 7o4 eingesehraubt. Dieser Stift erfüllt zusammen
mit der'Abtasteinrichtung für die senkrechte Stellung des Mischerteils vor allem
den Zweck, ein Weiterdrehen der Transportscheibe 18 zu verhindern, solange sich
das Mischerteil 704 in seiner unteren Stellung befindet.
-
Eine anordnung zum Auswählen der jeweils notwendigen Heagentieri sowie
zur Steuerung der jeweils davon abzugebenden Mengen ist in Fig. 13 bis 15 gezeigt.
Diese weist
einen Ventilblock 384 mit einem Hauptventilgehäuse
386 auf, welch letzteres beispielsweise aus sechs einzelnen Ventilgehäusen 388 zusammengesetzt
ist. Jedes Ventilgehäuse 388 hat eine Betätigungs-Magnetspule 390 und fünf einzelne
dieser zugeordnete doppelseitige Reagentienventile. Die jeweiligen Betätigungs-Magnetspulen
390 haben jeweils einen Betätigungsschaft 394, welcher das Ventilgehäuse 388 durchsetzt
und mittels Federringen 398 an einer Betätigungsschiene 396 befestigt ist.
-
über die Betätigungsschiene 396 steuert die Magnespule 390 jeweils
die oberen und unteren Enden von fünf den Ventilen 392 zugeordneten Ventilschäften
404. Am oberen Ende der Ventile 392 ist jeweils eine Rückholfeder 40O zwischen zwei
Stufen 4o2 eingesetzt. Die Ventilschäfte 4o4 erstrecken sich durch das Ventilgehäuse
388 hindurch und sind am anderen Rinne mittels Federringen 406 an der Betätigungsschiene
396 befestigt. Die einzelnen Ventile weisen an jedem Ende eine Mittelbohrung 4O8
bzw. 410 auf, welche jeweils in einer Querbohrung 412 bzw. 414 endet.
-
Die Querbohrungen 412 und 414 sind durch mehrere paarweise angeordnete
O-Ringe 416 voneinander und von das jeweiligen Ventilgehäuse 388 durchsetzenden
Kanälen 418
und 420 getrennt.
-
Die oberen Enden 393 der Ventile 392 sind jeweils einer anderen llntersuchung
bzw. anderen llntersuchllngen zupeordnet als die unteren Enden 395. Die beiden Enden
393 und 895 der verschiedenen Ventile sind mit den darin geführten Mittelbohrungen
4o8 bzw. 410 etwa über Schläuche aus Tetrefluoräthylen, jeweils mit verschiedene
Reagentien enthaltenden Vorratsflaschen 20 im unteren Gehäuse 12 verbunden. Die
in den Flaschen enthaltenen Reagentien sind unter Verwendung von komprimiertem Stickstoffgas,
welches chemisch neutral ist und keine Veränderungen daran hervorruft, unter konstantem
Druck gehalten.
-
Im Betrieb wird jeweils die den an den Flaschen mit den benötigten
Reagentien angeschlossenen Ventilen 392 zugeordnete Magnetspule 390 erregt, um den
Betätigungsschaft 394 auszufahren und damit die betreffende Betätiungsschiene 396
vom Ventilgehäuse 388 weg zu bewegen. Dabei nimmt die Betätigungsschiene 396 die
der betreffenden Magnetspule 390 zugeordneten Ventilschäfte 404 der fljnf Ventile
mit. Durch die Bewegung der Ventilschäfte 404 kommen die beiden Querbohrungen 412
und 414 derselben in Strömungsverbindung mit den beiden Durchlässen 418 und
420
des Ventilgehäuses. Für irgendeine gegebene Untersuchung wird jeweils nur eine Magnetspule
,390 mit den dazugehörizen Ventilen 392 betätigt. Damit steht nun an den Durchlässen
418 und 420 des Ventilgehäuses jedes einzelne der in den über Schläuche an den Enden
393 und 395 der betätigten Ventile angeschlossenen Flaschen enthaltenen zehn Reagentien
zur Verfügung. In den die Ventilgehäuse 388 -fortlaufend durchsetzenden Durchlässen
418 und 420 können die Reagentien jeweils zwischen den die Durchlässe einfassenden
O-Ringpaaren 416 um die Schäfte 4o4 der unbetätigten Ventile herum fließen.
-
Da für irgendwelche Untersuchungen jeweils nur die den unteren oder
die den oberen Enden der Ventile zugeführten Reagentien benötigt werden, muß die
Strömungsverbindung der beiden Enden 393 und 395 wahlweise herstellbar sein.
-
Zu diesem Zweck ist eine Magnetspule 424 vorgesehen, welche eine Betätigungsschiene
426 je nach dem einer bestimmte ten Untersuchung zugeordneten Ende der Ventile 392
bewegt.
-
Lin Vählschieber 428 für das obere oder untere Ende der Ventile 9
hat am oberen Teil zwei Stufen 43o, zwischen denen eine Dückholfeder 432 eingesetzt
ist, und ist- am unteren Ende, also an der gegenüberliegenden Seite des Ventilgehäuses
-.cl, an der Betätizungsschiene 426 befestigt.
-
Solange der Wählmagnet 424 nicht erregt ist, besteht eine Strömungsverbindung
für die unteren Enden der Ventile 39a (Flg. 15). Wird der Magnet 424 erregt, so
wird sein Betätigungsschaft 425 ausgefahren und bewegt dabei die die unteren Enden
der Schieber 428 haltende Betätigungsschiene 426 vom Ventilgehäuse weg. Dadurch
wird der Strömungsweg für die unteren Enden 395 der Ventile 392 unterbrochen und
ein solcher von den oberen Enden 393 zu ihnen zugeordneten Auslässen 434 hergestellt.
-
Die gewahlten Reagentien strömen durch die jeweils dafür vorgesehenen
oberen oder unteren Durchlässe zur Einlaß seite von äußerst schnellwirkenden und
genau arbeitenden Dosierventilen 436. Mit der Auslaßseite sind die Dosierventile
436 über einzelne Schläuche 376 mit den Abgabeköpfen 354 verbunden. Zwei solche
Ventile sind mit dem einen Abgabekopf 26 verbunden, und drei Ventile mit dem Abgabekopf
27.
-
Die für eine Untersuchung benötigten Reagentien werden sofort beim
F;inleiten einer Untersuchungsreihe der Einlaßseite der Dosierventile 436 in der
beschriebenen Weise zugeführt. Sobald sich ein eine Serumprobe enthaltendes Probierglas
unter einem der hbgsbeköpfe befindet, werden
die Dosierventile
436 wahlweise über die logische Steueranordnung betätigt. Der nicht mit einer Mischeinrichtung
versehene erste .Abgabekopf 26 wird für die Abgabe von hinsichtlich Verunreinigung
hochempfindlichen Reagentien, wie sie z.B. bei Untersuchungen auf Cholesterol oder
Glukose verwendet werden, eingesetzt. Solche Reagentien bergen die Gefahr gegenseitiger
Verunreinigung, durch welche die Probenansätze unbrauchbar würden. Sie werden daher
nicht über die Ventilanordnung 384-zugeführt, sondern dem Abgabekopf 26 über den
Dosierventilen 426 gleiche (nicht gezeigte) weitere Dosierventile direkt von den
druckgespeisten Flaschen aus zugeleitet.
-
Die hauptsächlichen Reagentien werden zum jeweils richtigen Zeitpunkt
mittels der Abgabeköpfe 27 und 28 zugeführt. Die logische Steueranordnung betätigt
die betreffenden Dosierventile 436 über eine jeweils für die Abgabe einer bestimmten
Menge eines bestimmten Reagens an das bereitstehende Probierglas benötigte Zeitspanne.
Nach Beendigung der Abgabe senkt sich das jeweilige Mischerteil, um das Serum mit
den zugesetzten Reagentien zu vermischen. Nach dem Mischen hebt sich das Mischerteil
wieder und das Probierglas wird zum nächsten Abgabekopf 28 oder, abhängig von der
innegehabten Stellung des Probierglases, zur Entnahmestation
455
weitergedreht. Nach Beendigung einer Ilntersuchungsreihe werden die Durchlässe 418
und 420 des Ventilgehäuses 386 mit über ein Ventil 437 einem Einlaß 439 im Ventilgehäuse
386 zugeführtem Wasser durchgespült.
-
Vor Beginn einer Untersuchung kann die Ventilanordnung 384 mit den
für die betreffende Untersuchung zu verwendenden Reagentien durchgespült werden.
Dazu kann man ein Probierglas verwenden, welches keine Serumprobe enthält, und welches
an die einzelnen Abgabestationen gedreht wird, um die Untersuchungsreagentien aufzufangen.
Die die Ventilanordnung 384 und die Dosierventile 436 durchsträmenden Reagentien
entfernen dabei darin vorhandenes Wasser oder von früheren Untersuchungen zurückgebliebene
Reagentien.
-
Eine andere Ausführung der Ventilanordnung für die Auswahl von Reagentien
ist in Fig. 23 bis 25 gezeigt. Das in Fig. 23 und 24 gezeigte Hauptteil 738 der
Ventilanordnung setzt sich aus einer Vielzahl einzelner Ventile 740 zusammen, welche
zur Bildung der Gesamtanordnung 738 miteinander fest verbunden sind. Im dargestellten
Beispiel ist die Gesamtanordnung 738 in zwei Blöcke 742 und 744
von
Einzelventilen aufgegliedert. Jeder Block enthält mehrere Reihen von jeweils fünf
Einzel ventilen 740.
-
Es kann eine beliebige Anzahl solcher Reihen vorhanden sein. Im dargestellten
Beispiel hat der rechte Block 744 acht Reihen 746 bis 753 und der andere Block sieben
Reihen 754 bis 760. Die Ventile in der ersten Reihe 754 des linken Blocks 742 dienen
als Dosierventile für die Zufuhr zu den Abgabe- und Mischeinrichtungen der önfe
27 und 28, Die Wirkungsweise der Ventilanordnung 738 wird am besten aus Fig. 25
verständlich. Darin ist eines der Einzelventile 740 gezeigt. Es weist einen von
einer Bohrung 764 durchsetzten Ventilkörner 762 auf. In das obere Fndeder Bohrung
764 ist ein Retätigungsmagnet 766 mit einem Gewinde 768 eingeschraubt. Er enthält
einen durch eine Feder 772 belasteten beweglichen Kern 770, an dessen unterem Ende
eine elastische Scheibe 774 sitzt. Bei Erregung d-er Snule 775 des Magnets wird
der bewegliche Kern 770 mit der Scheibe 774 daran unter Kompression der Feder 772
angezogen. Bei der Aufwärtsbewegung gibt d; Scheibe 7/4 eine in die Bohrung 764
des Ventilkörpers 702 bindende Einlaßöffnung 776frei. Unterhalb der Einlaßöffnunz
776 ist mittelt eines Gewindenippeis 779 eine Leitung 777
für die
Zufuhr eines Reagens von einer der druckgespeisten Flaschen 20 angeschlossen. Der
Ventilkörper ist von jeweils einem in der Bohrung 764 mUndenden Zulauf- und Ablaufdurchlaß
778 bzw. 780 durchsetzt. Der Zulaufdurchlaß 778 verläuft jeweils in Verlängerung
des Ablaufdurchlasses 780 des entsprechenden Einzelventils 740 in der davor liegenden
Reihe und ist mit diesem strömungsverbunden. Der Ablaufdurchlaß 780 ist dementsprechend
jeweils mit dem Zulaufdurchlaß 778 des nächstfolgenden Einzelventils 740 strömungsverbunden.
Die notwendige Abdichtung zwischen den Einzelventilen 740 ist durch Rundringdichtungen
782, 784 gewährleistet. Die Aneinanderreihung der Zulauf- und Ablaufdurchlässe 778
und 780 ist am besten aus Fig. 24 ersichtlich.
-
Die Einzelventile 740 sind in Reihen zu jeweils fünf in den beiden
Blöcken 742 und 744 angeordnet. FUr jede an einer Serumprobe vorzunehmende Untersuchung
werden jeweils die fünf Einzelventile 740 einer Reihe betätigt. Im Betrieb werden
die Betätigungsmagneten 766 der fünf Einzelventile 740 in einer mit den für die
betreffende Untersuchung vorprogrammierten Reagentien gespeisten Reihe sowie die
der Dosierventile in der Reihe 754 erregt. Von den jeweils
mit
fünf Einzelventilen bestückten Reihen 746 bis 753 und 755 bis 760 werden jeweils
nur die einer Reihe betätigt. Die den Einlässen 776 der betätigten Ventile einer
Reihe zugeführten Reagentien strömen in die Bohrungen 764 der Ventilkörper und verlassen
diese über die Ablaufdurchlässe 7So. Von dort gelangen sie in den Zulaufdurchlaß
des nächsten Ventilkörpers, umströmen darin den durch die elastische Scheibe 774
verschlossenen Einlaß 776 und verlassen den betreffenden Ventilkörper wieder über
den Ablaufdurchlaß 780. Diese Strömung setzt sich fort, bis die Reagentien, sofern
sich die betätigte Ventilreihe im linken Block befindet, die Dosierventile in der
Reihe 754 erreichen. Wird eine Ventilreihe im rechten Block 744 betätigt, so fließen
die entsprechenden Reagentien- über die Ablaufdurchlässe 780 der' oberen Reihe 746
von Einzelventilen mit den Ablaufdurchlässen entsprechenden Durchlässen 78o der
Ventile in der Reihe 754 verbindende Leitungen 786 bis 790 den Dosierventilen der
Reihe 754 zu. Die Dosierventile der Reihe 754 weisen den gleichen Aufbau auf wie
die übrigen Einzelventile, wobei jedoch beide Durchlässe 778 und 780 als Zulaufdurchlässe
wirksam sind und der Einlaß 776 als Ablaufdurchlaß ,-y-erwendet wird, an welchem
die zu den Abgabe- und Mi-s.chei-nrichtungen 27, 28 führenden Leitungen 378 angeschlossen
sindt
Man erkennt, daß nur die der jeweils betätigten der Ventilreihen
746 bis 753 und 755 bis 760 zugeordneten Reagentien den Dosierventilen der Reihe
754 zufließen und über deren Ablaufdurchlässe 776 austreten.
-
Sind für eine bestimmte Untersuchung beispielsweise nur drei Reagentien
erforderlich, so werden den Dosierventilen der Reihe 754 zwar sämtliche fünf den
Ventilen der betätigten Reihe zugeordnete Reagentien zugeführt, die Dosierventile
740 der Reihe 754 werden dann jedoch wahlweise betätigt, um die ihnen zugeführten
Reagentien abzugeben bzw. nicht abzugeben. Die von den Dosierventilen der Reihe
754 ausgehenden Leitungen 378 bilden die Zufuhrleitungen für die Abgabe- und Mischeinrichtungen
27 und 28.
-
Vorzugsweise werden die für eine bestimmte Untersuchung benötigten
Reagentien der Einlaßseite der Dosierventile in der Reihe 754 bei Beginn der Untersuc'hungsreihe
sofort zugeführt. Dazu werden die.den benötigten Reagentien entsprechenden Ventile
740 einer der Reihen 746 bis 753 und 755 bis 760 sowie die Dosierventile der Reihe
754 gleichzeitig betätigt, so daß die zu verwendenden Reagentien in
diese
ein- und durch sie hindurchströmen, bis die Ventile sowie die Leitungen 378 vollständig
damit ausgefüllt sind. Die Ventile der jeweils betätigten Reihe 746 bis 753 bzw.
755 bis 760 bleiben dann in der Betätigungsstellung, während die Dosierventile der
Reihe 754 wieder geschlossen werden. Das Durchspülen mit den Reagentien gewähr]eistet,
daß in den'Einzelventilen oder Leitungen zurückgebliebenes Wasser oder Reagens daraus
entfernt wird, und daß die Dosierventile bei der ersten Betätigung bereits die richtig
dosierte Menge des Jeweiligen Reagens abgeben.
-
Nach Beendigung einer Untersuchungsreihe können die verschiedenen
Durchlässe 778 und 780 in der Ventilanordnung 738 mit Wasser ausgespült werden.
Dazu findet eine Reihe von Spülventilen 792 Verwendung, welche mit ihren Einlässen
776 über Leitungen 794 an einer (nicht gezeigten) Druckwasserquelle angeschlossen
sind. Die Zulauf- und Ablaufdurchlässe 778 und 780 in den Ventilkörpern der Spülventile
sind über Leitungen 796 einzeln mit den Zulaufdurchlässen 778 der Ventilkörper 740
in den beiden unteren Reihen 760 und 753 der beiden Blöcke 742 und 744 verbunden.
-
Durch eine solche Verwendung der Zulauf- und Ablaufdurchlässe 778,
780 der Spülventile 792 reichen fünf Spülventile
aus, die zehn
Längsreihen von Einzelventilen durc'hzuspulen.
-
Zum Spülen werden die Dosierventile der Reihe 754 gl'eichzeitig mit
den Spülventilen 792' der Reihe 794 geöffnet.
-
Dadurch vermag das Wasser alle aneinander anschließenden Zulauf- und
Ablaufdurchlässe 778 und 780 in der Ventilanordnung 738, die Dosierventil'e der
Reihe j54 sowie' die Leitungen 378-zu durchströmen. Nach Beendigung des' Spülens
werden die Sptl- und Dosierventile der Reihen 794'bzw. 754 in Vorbereitung auf die
folgende Untersuchung wieder geschlossen.
-
Der Programmi er er stehen zur Durchführung der gewünschten Untersuchungen
verschiedene Möglichkeiten offen. Diese bestimmen sich wenigstens teilweise nach
der Art der durchzuführenden Untersuchung. FUr eine normale chemische Serumuntersuchung
können die Reagentien in vorstehend beschriebener Weise zugesetzt werden, worauf
den Probiergläsern 33 beim Durchgang unter dem Entnahmekopf 29 Jeweils eine gewisse
Menge der erhaltenen UntersuchungsflUssigkeit entnommen wird. Die Entnahme sowie
des Analyseverfahren sind nachstehend im einzelnen beschrieben.
-
Es gibt jedoch bestimmte Serumuntersuchungen, bei denen
nach
Zusatz eines oder mehrerer Reagentien und vor dem Zufügen weiterer Reagentien eine
Inkubationszeit verstreichen muß. Während dies'ör'Tnkub'at,ioÄ'szeit ist häufig
eine genau eingehaltene erhöhte Temperatur erforderlich.
-
Entsprechend diesen Erfordernissen werden die Reagentien gegebenenfalls
nicht sämtlich beim ersten Durchgang, der Probiergläser unter den Abgabeköpfen 27
und 28 zugesetzt.
-
Für manche Untersuchungen müssen bestimmte Reagentien auch zuerst,in
die Probiergläser eingebracht und die so gebildeten Gemische vor dem Einbringen
des Serums-auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt werden. Während die jeweilige
Dauer der Inkubation über die logische Steueranordnung steuerbar ist, müssen für
die Erhöhung der Temperatur bestimmte Einrichtungen im Bereich der Transportscheibe
18 selbst vorhanden sein.
-
Ein System zum schnellen Erhöhen der Temperatur auf den gewünscht'en...Wert
ist in Fig. 16 schematisch dargestellt.
-
Es enthält einen Behälter 440, welcher mit einer zur Verhinderung
des Bakterienwachstums behandelten Flüssigkeit 442 gefüllt ist. Die Flüssigkeit
442 wird mittels einer Pumpe 444 ständig über eine Heizeinrichtung 446 und zurück
in den Behälter 440 in Umlauf gehalten. Ist nun eine Inkubation
bei
erhöhter Temperatur des Probenansatzes vorgeschrieben, so wird die erwärmte Flüssigkeit
442 über ein in ihrem Umlaufweg eingesetztes Ventil 450 der Halterinne 3o4 der Transportscheibe
18 zugeführt, in welcher es mit den darin geführten Probiergläsern 33 in Berührung
kommt. Entlang dem Umfang der Transportscheibe 18 sind in der Halterinne ein oder
mehrere Wärmefühler, z.B. Thermistoren, angeordnet, welche die Erwärmung der Flüssigkeit
durch die Heizeinrichtung 446 in Abhängigkeit von der gewUnsehten Temperatur steuern.
-
Die forlaufend zugeführte Flüssigkeit 442 steigt in der Rinne 304
bis zu einem ueberlauf 452, über welchen sie zurück in den Behälter 440 fließt (Fig.
11). Die Flüssigkeit wird auf diesem Wege über die Rinne 304 der Transportscheibe
18 in Umlauf gehalten, bis die logische Steueranordnung ein Signal zur Beendigung
der Inkubation bei erhöhter Temperatur abgibt. Daraufhin leitet das Ventil 450 die
von der Heizeinrichtung 446 zufließende Flüssigkeit nicht weiter in die Rinne 304
sondern wieder in den Behälter 440 zurück. Zum Ablassen der noch in der Rinne:vorhandenen
Flüssigkeit wird außerdem ein in ihrem Boden vorgesehener Auslaß geöffnet, welcher
zurück zum Behälter 44o""'
führt.
-
Gegebenenfalls liegt nun.. die. Temperatur, auf welche die Flüssigkeit
erwärmt wurde, über dem für den ständigen.
-
Umlauf vorgesehenen-Wert. In diesem Falle.leitet ein unmittelbar suf
die Pumpe 446 folgendes Ventil 448 .die, Flüssigkeit ruin über die Schlangen-eines
Kondensators 454 und zurück in den Behälter 440. Die'Flüssigkeit wird auf- diesem
Wege in Umlauf gehalten; .bis sie die gewünschte Temperatur wieder erreicht hat,
woraufhin sie; dann durch das Ventil 448 wieder über die Heizeinrichtung 446-und.das
Ventil 45O in den Behälter geleitet wird.
-
Die verschiedenen mittels der Vorrichtung, durchführbaren.
-
Untersuchungen sowie die Serumüberführung, die Abgabe von Reagentien
und die Inkubationsvorgänge spielen sich unter Steuerung durch die elektronische
logische Steueranordnung ab und sind in der vorstehend erwähnten Patentanmel-dung
der Anmelderin im einzelnen beschrieben.. Nach.
-
dem Zusatz der jeweils benötigten Reagentien und Abschluß der gegebenenfalls
erforderlichen Inkubationszeiten wird der fertige Probenansatz mittels der Entnahmeeinriçhtung
29entnommen.
-
Die Entnahmeeinrichtung 29 ist im einzelnen in Fig. 17 gezeigt. Sie
ist mit einem hohlen, eine senkrecht bewegbare Stange 457 umgebenden Ständer 456
auf das untere Gehäuse 12 aufgesetzt. Die Stange 457 trägt an ihrem oberen Ende
einen waagerechten Arm 458. Ein dem am Arm 14O der Überführungseinrichtung ähnlicher
Stopfen 460 ist an der Unterseite des freien Endes des Arms 458 befestigt und ragt
in diesen hinein. Der Stopfen 460 enthält zwei Röhrchen 462 und 464 aus rostfreiem
Stahl, welche innerhalb des Stopfens an den Enden von flexiblen Leitungen 466 bzw.
468 angeschlossen sind. Das kürzere Röhrchen 464 ist über die Leitung 468 mit dem
Auslaß eines Druckventils 470 verbunden, dessen Einlaß an der Druckgasquelle 471
angeschlossen ist.
-
Das untere Ende der senkrecht beweglichen Stange 457 ist mit der Kolbenstange
472 eines pneumatischen Zylinders 474 verbunden. Fiir die Abwärtsbewegung der Kolbenstange
472 wird einem oben am Zylinder 474 gebildeten Einlaß 475 Druckgas zugeleitet. Dadurch
senkt sich der waagerechte Arm 458 auf ein bereitstehendes Probierglas 33, wobei
das längere 462 der beiden im Stopfen 46o sitzenden Stahlröhrchen in den im betreffenden
Probierglas 33 enthaltenen Probenansatz eintaucht und der Stopfen 460
das
Probierglas oben dicht verschließt. Die an dem längeren Röhrchen 462 angeschlossene.Leitung
466 ist durch die hohle Kolbenstange 472 und den Zylinder 474 geführt und mündet
in einer Durchströmungszelle 479, wie sie in einem Spektrofotometer verwendet wird.
An der anderen Seite ist die Durchströmungszelle 479 mit dem Einlaß eines Ventils
485 verbunden, dessen Auslaß zu einem Ablaufbehälter 486 führt.
-
Erhält die logische Steueranordnung im Betrieb die Mitteilung, daß
alle Reagentien zugesetzt wurden und die erforderlichen Inkubationszeiten verstrichen
sind, dann werden die die fertigen Probenansätze enthaltenden Probiergläser 33 nacheinander
in die Entnahmestellung 455 gedreht. Dort wird jeweils eine gewisse Menge der einzelnen
Probenansätze entnommen und zur Analyse der Durchströmungszelle 479 zugeführt, worauf
dann der nächste Probenansatz in die Entnahmestellung gedreht wird und sich der
Entnahmevorgang wiederholt. Nachdem ein Probenansatz in die Entnahmestellung vorgerückt
ist, öffnet das Druckgasventil 476, so daß Druckgas über den Einlaß 475 in das obere
Teil des Zylinders 474 strömt. Dadurch senkt sich der waagerechte Arm 458 bis in
Anlage des Stopfens
46O auf dem bereitstehenden Probierglas 33.
Daraufhin wird das Druckventil 4"o geöffnet, um den Probenansntz in dem Probierglas
mit iiber das kilrzere Röhrchen 464 im Stopfen 460 zu geführtem Druckgas zu beaufschlagen.
-
Anschließend wird das Ventil 435 geöffnet, so daß der Probenansatz
durch den im Probierglas 33 herrschenden Gasdruck in das Entnahmeröhrchen 462 und
über die daran angeschlossene flexible Leitung 466 in die Durchstn;munszelle 479
gedrückt werden kann.
-
Auf diese Weise läßt man eine größere Menge des Probenansatzes über
das Entnahmeröhrchen 462, die Leitung 466 und die Durchströmungszelle 479 abfließen,
bevor das Ventil 485 geschlossen wird, um die ProbenflLissigkeit in der Durchströmungszelle
zurückzuhalten. Das anfängliche Abfließen einer gewissen Menge des Probenansatzes
dient dazu, Rückstände des vorhergehenden Probenansatzes aus dem Röhrchen, den Leitungen,
der Durchströmungszelle und dem Ventil auszuwaschen, um die gegenseitige Verunreinigung
der Proben und deren nachteilige Einwirkung auf die nachfolgende Spektroanalyse
auszuschalten.
-
Die Spektroanalyse des Probenansatzes wird mittels eines
herkömmlichen
Spektrofotometers durchgeführt, welches jedoch dahingehend abgeändert ist, daß es
anstelle der häufig verwendeten drehbaren Spiegel zum Unterbrechen des Strahlenganges
Einrichtungen aufweist, mittels welcher die Durchströmungszelle in den-Strahlenweg
hinein und aus diesem heraus bewegbar ist.
-
Wie man in Fig. 18 sieht, ist die Durchströmungszelle 479 mittels
Lagern 488 linear beweglich auf einer Schiene 49O geführt. Das Unterteil der Durchströmungszelle
ist etwa über eine Schraube 492 mit einer Schlitzführung 494 verbunden. In dem Schlitz
495 der Schlitzführung 494 ist ein am Ende eines liurbelarms 498 sitzender Zapfen
496 beweglich geführt. An der anderen Seite des Kurbelarms 498 ist ein weiterer
Zapfen 5Oo mittels Kugellag.ern 5O2 gelagert. Der Zapfen. 500 ist exzentrisch an
einem angetriebenen Rad 5o4 eingesetzt. Das Rad 5O4 wird von einem Elektromotor
5O6 mit etwa 3O U/min angetrieben.
-
Beim Antrieb des Rades 5o4 durch den Motor 5O wird die Durchströmungszell
482 über den Kurbelarm 498 entlang der Schiene 49O hin und herbewegt. Bei dieser
Bewegung kommt die Durchströmungszelle mit dem darin enthaltenen
Probenansatz
intermittierend in den Strahlenweg. Somit ergibt sich aus der Hin- und Herbewegung
der Durehströmungszelle mit dem Probenansatz eine kontinuierliche Folge von Eichsignalen
für das Spektrofotometer. An, diesem kann eine elektronische'Schaltungsanordnung
angeschlossen sein, welche seine Ausgangssignale zu verschiedenen Formen von verwendbaren
Daten aufbereitet.
-
Bei Beendigung der Spektrofotometeranalyse wird das Druckgasventil
475 geschlossen und dem unteren Ende des Zylinders 474 wird Druckgas über ein weiteres
Ventil 477 zugelueitet (Fig. 17). Bei der sich daraus ergebenden Aufwärtsbewegung
hebt der elastische Stopfen 460 von dem Probierglas 33 ab, während der waagerechte
Arm 458 in seine obere Endstellung zurückkehrt. Schließlich wird bei Beendigung
der einzelnen Untersuchungen jeweils auch das Druckgas-Zufuhrventil 47O geschlossen'.
-
Eine andere Ausführungsform der Entnahmeeinrichtung29 zeigt Fig. 26.
In dieser Ausführung dient für die zeitlich abgestimmte Auf- und Abbewegung eines
Entnahmekopfs 8O6 ein pneumatischer Zylinder 8On, welcher den gleichen Aufbau hat
wie der in der in Fig. 22 gezeigten
Alternativausführung des Misch-
und Abgabekopfs 27, 28 verwendete Zylinder 706. Ein Druckgas wird über eine Zuleitung
803 einem Durchlaß 804 seinem Verteilerblock 807 zugeführt. Der Durchlaß 804 leitet
das Druck gas über einen Einlaß 802 in den Zylinder 800, um einen darin geführten
Kolben abwärts zu verschieben. Eine an der Unterseite des waagerechten Arms 458
angreifende Kolbenstange 805 überträgt die-Abwärtsbewegung auf den Entnahmekopf
806. Dieser ist in seiner Abwärtsbewegung durch einen senkrechten Stab 808 geführt,
an dem er etwa mittels Lagern 810 beweglich geführt ist. Die untere Endstellung
des'Entnahmekopfs 806 ist durch den Hub aes Kolb ens mit der Kolbenstange 805 im
Zylinder 800 bestimmt. Ihr Erreichen wird mittels einesiAnschlagzapfens 812 ertastet,
welcher in einer Gewindebohrung 814 in der Unterseite des Entnahmekopfs 806 sitzt.
-In der unteren Endstellung kommt der Zapfen 812 in Anlage an einen Signalgeber,
beispielsweise einem Schalter oder einem Magnetfühler, welcher daraufhin ein das
Erreichen der unteren Endstellungen anzeigendes Signal abgibt. Dieses der elektronischen
Steueranordnung zugeführte Signal dient dazu, ein Weiterdrehen der Transportscheibe
18 zu verhindern, solange sich der Entnahmekopf 806 in der unteren Endstellung befindet.
-
Die Entnahme des fertigen Probenansatzes aus dem i'n der Entnahmestellung
455 auf der Transportscheibe 18 befindlichen Probierglas 33 erfolgt über ein bei
der Abwärtsbewegung des Entnahmekopfs 806 in das Probierglas 33 mit dem Probenansatz
eingeführtes Röhrchen 816 aus rostfreiem Stahl. Das Fntnahmeröhrchen 816 verläuft
aufwärts in den Entnahmekopf und ist dort an der zur Durchströmungszelle 479 führenden
flexiblen Leitung 466 angeschlossen. Die dichte Verbindung des Röhrchens 816 mit
der Leitung 466 ist durch einen Gewinde-Gumminippel 822 gewährleistet.
-
Unmittelbar unterhalb des Anschlußendes 818 der flexiblen Leitung
466 ist eine etwas erweiterte Bohrung 824 gebildet. Das Entnahmeröhrchen 816 ist
durch den Gumminippel 822 im wesentlichen konzentrisch in der Bohrung 824 gehalten
und erstreckt sich durch diese sowie durch einen elastischen Stopfen 826, bevor
es an der Unterseite des Entnahmekopfs 806 austritt und in das Probierglas 33 mit
seinem Inhalt hineinragt. Eine zweite flexible Leitung 828 ist mittels eines Gewindenippels
830 an der Bohrung 824 angeschlossen. Sie dient der Zufuhr von Druckgas zur Bohrung
824 unter Steuerung durch ein an der Rückseite 833 des Entnahmekopfs 802 sitzendes
Durchfluß-Steuerventil
832. In der unteren Endstellung des Entnahmekopfs
806 dichtet der elastische Stopfen 826 das jeweilige Probierglas 33 oben ab, so
daß dessen Inhalt mit über die Bohrung 824 zugeführtem Druckgas beaufsch]agbar ist.
Beim anschließenden Öffnen des Ventils 485 jenseits der Durchströmungszelle preßt
der im Probierglas herrschende Druck den Probenansatz daraus in das Entnahmeröhrchen
316 und über die flexible Leitung 466 zur Durchströmungszelle 479.
-
Nach Entnahme einer vorbestimmten Menge des Probenansatzes wird die
Druckgaszufuhr über die Zuleitung 803 und den Verteilerblock 807 zum Einlaß 8o2
unterbrochen, woraufhin eine (nicht gezeigte) Feder im Zylinder 800 den Entnahmekopf
8o6 in die obere Endstellung zurückführt und der nächste Probenansatz in die hntnahmestellung
vorrücken kann.
-
ach dem Vorrücken des nächsten einen Probenansatz enthaltenden Probierglases
33 in die Entnahmestellung 455 wie derholen sich die beschriebenen Vorgänge. Dies
setzt sich solange fort, bis alle Probenansätze mittels des Spektro-1 tometers untersucht
sind. Zum Auswerfen der gebrauchten
Probiergläser wird eine in
Bewegungsrichtung jenseits der Entnahmestation 455 im Boden der Halterinne 304 gebildete
Falltür 507 geöffnet (Fig. lo). Nach Beendigung aller Untersuchungen einer bestimmten
Art wird ein an einer Druckwasserquelle angeschlossenes SpUlventil 508 sowie das
Ventil 485 jenseits der Durchströmungszelle geöffnet. Das daraufhin einströmende
Wasser spült die Leitung 466 und das Entnahmeröhrchen 462 bzw. 816 sowie die Durchlässe
in der Durchströ'mungszelle 478 und im Ventil 485. Zur Beendigung der Spülung wird
das Ventil 508 dann wieder geschlossen.
-
Somit schafft die Erfindung eine Vorrichtung für die Handhabung und
Aufbereitung von Proben aus chemischen Reagentien und physiologischen Flüssigkeiten
in einem Schnell verfahren und für die Zuleitung derselben in schneller Folge zu
einer Untersuchungseinrichtung. Proben der physiologischen Flüssigkeiten werden
in eine Anzahl von in einer Halte- und Transporteinrichtung sitzenden Bechern gefüllt.
Eine tiberführungseinrichtung entnimmt vorbestimmten Bechern jeweils eine genau
bemessbare Menge der Probe und überführt sie jeweils in ein in einer Halte- und
Transporteinrichtung sitzendes Probiergefäß.
-
Zu bestimmten Zeitpunkten werden genau bemessene Mengen eines oder
mehrerer chemischer Reagentien in die einzelnen Probiergefäße eingeführt. Erforderlichenfalls
kann auch die Temperatur des Inhalts der Probiergefäße beeinfluß.t werden. Eine
gewis-se Menge der auf diese Weise mit großer Genauigkeit präparierten Probenansätze
wird dann für die optische Untersuchung beispielsweise mittels eines Spektrofotometers
oder eines Fluorometers entnommen.