DE3128930C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Probenflaschenwechsler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wie er aus DE-OS 17 64 904 bekannt ist.

Zur Versorgung von Analysenautomaten eines teilweise oder vollständig automatisierten Routineanalysenlabors sind Probenmagazine mit entsprechenden Verteilerorga­ nisationen notwendig. In welcher Form diese zu rea­ lisieren sind, hängt im wesentlichen von der Basis­ organisation des betreffenden Labors ab. Im allge­ meinen handelt es sich bei den meisten Betriebslabo­ ratorien von Wiederaufarbeitungsanlagen um manuelle Labors, die mit automatisierten Meßeinrichtungen für die Kernmeßtechnik ausgestattet sind. Die Probenvor­ bereitung dafür erfolgt aber meist manuell.

Sollen derartige Routinelaboratorien mit automatisierten Probenvorbereitungs- oder Meßeinrichtungen ausgestattet werden, muß unter anderem für die selbstständige Ver­ sorgung der Analysenautomaten mit Proben Sorge ge­ tragen werden. Dabei muß von einer manuellen Proben­ verteilung im Labor ausgegangen werden, d. h. es werden, durch das Betriebpersonal ausgelöst, die Proben mit Rohrpost oder anderen Transporteinrichtungen in die entsprechende heiße Zelle oder Handschuhbox, die den Analysenplatz enthält, angeliefert. Da die bestehenden Einrichtungen nur Verschickungsmög­ lichkeiten für Einzelproben haben, werden diese Proben dann am Arbeitsplatz in Kassetten zusammengefaßt und ein Probenflaschenwechsler damit bestückt (vgl. z. B. DE-OS 26 57 609).

Bei dieser Bestückung des Probenflaschenwechslers sind neben der Reihenfolge der Proben auch die für die Be­ arbeitung der Proben und für die Ausgabe des Analysen­ ergebnisses relevanten Daten an einen Rechner des Ana­ lysenautomaten, mit dem der Probenwechsler verbunden ist, zu übergeben.

Die Probenflaschen mit den zu analysierenden Proben sollen in Kassetten in einem Probenflaschenwechsler für die Bearbeitung durch Analysenautomaten abge­ rufen werden können. Der Probenflaschenwechsler muß daher eine selbständige Komponente mit einer Mikro­ rechnersteuerung sein, die so konzipiert ist, daß der Anschluß der Analysenautomaten, die mit einem zentralen (übergeordneten) Rechner aufgebaut sind, möglich ist. Im automatischen Betrieb steuert dieser zentrale Rechner den Probenflaschenwechsler und koordiniert den Wechsel­ vorgang je nach Struktur des Automaten mit anderen Aktivitäten. Im manuellen Betrieb kann ein Operateur mittels Tastendruck die einzelnen Funktionen des Probenflaschen­ wechslers abrufen. Je nach Struktur des Automaten steuert dieser übergeordnete Rechner noch weitere Kompo­ nenten mit eigenen Mikrorechnern, erfaßt die Analysen­ daten und wertet sie aus.

Nach teilweiser oder vollständiger manueller Füllung der Kassette und - im automatischen Betrieb - Übergabe der Kassettennummer sowie der Probenreihenfolge in der Kassette und der für die Probenbearbeitung und Meß­ wertauswertung durch den jeweiligen Analysenautomaten notwendigen Begleitparameter an den übergeordneten Rechnern muß die Kassette in den Probenflaschenwechsler eingesetzt werden, in dem sich von früher möglicher­ weise noch Kassetten mit noch nicht bearbeiteten Proben befinden.

Wegen des beschränkten Platzes in einer Handschuhbox oder einer heißen Zelle muß der Probenwechsler diesen An­ fordungen genügen und kompakt aufgebaut sein.

Beim Stand der Technik erfolgt die Messung an den Proben­ flaschen selber.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechsler der im Ober­ begriff angegebenen Art so auszugestalten, daß Proben in einfacher Weise aus Probenflaschen zu ziehen sind und für eine weitere Bearbeitung zur Verfügung stehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des An­ spruches 1 aufgezeigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen geben die übrigen Ansprüche wieder.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels mittels der Fig. 1 bis 5 näher dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht des Proben­ flaschenwechslers,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine Ansicht von einer Stirnseite aus,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Kassette und Hubplatte und

Fig. 5 eine Aufsicht auf den Probenflaschenwechsler ohne Katzbrücke.

Der Probenflaschenwechsler besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, im wesentlichen aus den Probenkassetten 1, dem Vorratsschacht 2 (nach unten weisender Pfeil) für Kassetten mit unbearbeiteten Proben, dem Auswurfschacht 3 (nach oben weisender Pfeil) für Kassetten mit bearbeiteten Proben, dem Kassettenquertransport 4 und der Probennahme­ einrichtung 5 (Entnahmeposition).

Nach Abarbeitung der vorher eingelegten Kassetten 1 sinkt die zuletzt eingesetzte auf die Höhe des Kassettenquer­ transportes 4. Durch horizontale Bewegung der Kassette 1 gelangt jede Probe unter die Entnahmeposition 5. Bei Erreichen der Entnahmeposition 5 durch die ersten beiden Proben wird die Kassettennummer gelesen und an den übergeordneten Rechner des Analysenautomaten ge­ meldet. Im Auswurfschacht 3 erfolgt eine Stapelung der Kassetten 1 von unten nach oben.

Wie in Fig. 2 dargestellt, steht der Probenflaschen­ wechsler auf einem Gestell aus Grundplatte 6 und Füßen 7. Die Kassetten (siehe Fig. 4) werden in den Vorrats­ schacht 2 eingesetzt. Er besteht aus jeweils senk­ recht stehenden Stangen 8, die als Führung dienen. Mit einem Hubstapler, der aus einer Hubplatte 9 und zwei parallel geschalteten Pneumatikzylindern 10 be­ steht, können die Kassetten 1 aus dem Vorratsschacht 2 in die Laufführung 11 des Kassettenquertranports 4 eingesetzt werden. Vier Klinken-Blattfeder-Vorrichtungen (Klinkensperre) 12 erlauben jeweils nur den Einsatz einer Kassette 1.

Wegen des beschränkten Platzes in der Handschuhbox oder einer heißen Zelle ist es wichtig, sowohl den Vorrats- als auch den Auswurfschacht 2, 3 möglichst platzsparend zu konzipieren. Trotzdem ist er aber gut zugänglich. Deshalb wurde ein Übereinanderstapeln der Kassetten 1 in den Schächten ausgewählt. Als Fassungvermögen wurden vier Kassetten gewählt. Bei vollbestückten Kassetten sind die Proben bei einer Takt- bzw. Bearbeitungszeit von zwei bis zehn Minuten in 0,75 bis 4 Stunden abgearbeitet.

Der Transport der Kassetten 1 im Schacht erfolgt durch pneumatische Zylinder 10 und die Klinkensperre 12 des Kassetten­ stapels. Durch ein Kontrollbit an der Kassette kann überprüft werden, ob sich mindestens eine Kassette im Vorratsschacht 2 über dem Niveau des Quertransportes 4 befindet. Ferner kann festgestellt werden, ob sich eine Kassette auf dem untersten Niveau des Schachtes 2 bzw. 3 befindet. Außerdem ist damit die Einlegerichtung der Kassetten überprüfbar.

Der Auswurfschacht 3 ist ähnlich aufge­ baut wie der Vorratsschacht 2. Wiederum dienen Stangen 8 als Führung, und eine Hubplatte 13, von nahezu gleicher Konzeption wie die Hubplatte 9, mit den Pneu­ matikzylindern 10 sowie die Klinkensperre 12 erlauben das Hochstapeln der Kassetten im Auswurfschacht 3.

Die Hubplatten 9 und 13 können bis auf das Niveau der Grundplatte 6 des Kassettenquertransportes 4 abgesenkt werden. Die Laufführung 11 ist quaderförmig, jedoch oben offen, ausgebildet. Sie verbindet den Vorrats- 2 mit dem Auswurfschacht 3 und führt unter der Proben­ nahmeeinrichtung 5 hindurch. Die Grundplatte 6 inner­ halb der Laufführung 11 und die beiden Hubplatten 9 und 13 besitzen Schlitze 15 (siehe Fig. 4 u. 5) durch die hindurch drei Greiferpaare 16 in Ausnehmungen 21 (siehe Fig. 4) der Kassetten 1 eingreifen können. Sie sind schwenkbar um Drehachsen 17 an einer gemeinsamen Schub­ stange 18 angeordnet, die von dem Pneumatikzylinder 19 transversal vor- und zurückbewegt werden kann. Die Greiferpaare 16 sind derart unter dem Einfluß der Schwerkraft um die Drehachsen 17 bewegbar, daß ihre Spitzen 20 zum Vorschub der Kassetten in die Ausnehmungen 21 eingreifen, beim Zurückziehen der Schubstange 18 je­ doch nach unten kippen. Die Lastarme 22 sind derart schwer ausgebildet, daß sie in der Lage sind, die Spitzen 20 wieder hochzubewegen, wenn diese in den Bereich neuer Ausnehmungen 21 kommen.

Um einerseits genügend Platz für die Probennahmeeinrichtung 5 zu haben und andererseits möglichst platzsparend zu bauen, wurde als Abstand zwischen Vorrats- und Auswurf­ schacht 2, 3 die Länge der Kassette 1 gewählt. Der Trans­ port der Kassetten erfolgt pneumatisch mittels der Greifer­ klinkenmechanik 16, 18, 19, wobei je Arbeitshub die Kassette um den Abstand zwischen zwei Probenflaschen weiterbewegt wird. Nach drei derartigen Hüben be­ finden sich die beiden ersten Probenflaschen unter der Probenahme 5. In dieser Position wird die Nummer der Kassette als Bitmuster durch den Steuerrechner des Probenflaschenwechslers übernommen und an den übergeordneten Rechner weitergegeben. Nach Vergleich dieser Nummer mit der Liste der eingegebenen Kassetten­ nummer erfolgt die Probenahme, oder die Kassette wird - im Falle des negativen Vergleichs - komplett durchgeschoben. Wenn die 7. und 8. Probenflasche die Entnahmeposition erreicht, hat die vorhergehende Kassette den Auswurfschacht 3 erreicht und wird nach oben gehoben. Die transportierte Kassette hat ihrerseits den Vorratsschacht 2 freigegeben. Die eventuell darüber befindliche Kassette wird in diesem Falle nach unten transportiert.

Die Probenahme und die Abgabe des Probenaliquotes, Aliquot bedeutet ein definiertes Probenvolumen, er­ folgt mit Hilfe einer konzentrischen Doppelnadel 23, 24, die an einer Laufkatze 25 montiert ist, die sich auf einer quer über den Kassettenquertransport 4 verlaufenden Brücke 28 pneumatisch mittels zweier Pneumatikzylinder 26, 27 in vier verschiedenen Positionen verschieben läßt. Durch die Doppelnadel 23, 24 ist eine Belüftung der Probenflasche während der Probe­ entnahme möglich. Die Laufkatze 25 kann entlang der Brücke 28, welche aus vier parallel zueinander verlaufenden Querstegen 32 besteht, bewegt werden. Der Hub der Doppelnadel 23, 24 zum Probenehmen bzw. Proben­ abgabe wird ebenfalls von zwei parallel liegenden Pneumatikzylindern 30 ausgeführt. Die Brücke 28 ist mittels Säulen 31 an der Grundplatte 6 befestigt.

Die Bewegungen der Laufkatze 25 erfolgen quer zur Laufführung 11, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Brücke 28 steht seitlich über den Rand der Grund­ platte 6 über, so daß die Probennahmeeinrichtung 5, 23, 24 von der dargestellten Entnahmestellung mittels der Pneumatikzylinder 26, 27 sowohl in eine Spülstellung über der Spüle 29 als auch eine außenliegende Proben­ abgabeposition bewegt werden kann. Die Stellung der Laufkatze 25 auf der Katzbrücke 28 ist mittels Initiatoren 33 feststellbar.

In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Kassette 1 darge­ stellt. Die Ausnehmungen 34 dienen der Aufnahme von Probenflaschen. Im Boden 35 der Kassette 1 befinden sich im Bereich jeder Ausnehmung 34 weitere Ausnehmungen 21 (siehe auch Beschreibung der Fig. 2), in die die Spitzen 20 der Greiferpaare 16 zum Vorschub der Kassetten 1 hinein­ fassen können. Die Kassette 1 ist auf der im Schnitt ge­ zeichneten Hubplatte 9 aufgesetzt, die die entsprechen­ den Schlitze 15 aufweist. Die Hubplatte 9 weist seitlich Vorsprünge 36 auf, an denen die Hub­ zylinder 10 befestigt sind. Die beiden Seitenkanten 37 der Kassette 1 weisen Einfräsungen auf, in die ein hochgezogener Teil 38 der Hubplatte 9 hineinpaßt. Die Einfräsungen 37 und die hochgezogenen Teile 38 haben den Zweck, daß bei Entnahme der Kassette 1 aus dem Vorratsschacht 2 die Klinkensperren 12 außer Betrieb gesetzt werde können. Sie gleiten über die Seitenflächen der Kassette 1 und die Einfräsungen 37 hinweg, verhindern jedoch, daß eine weitere Kassette aus dem Vorratsschacht 2 nachrutscht. Die Hubplatte 13 für den Auswurfschacht 3 besitzt diese hochgezogenen Teile 38 nicht, so daß dort immer nur eine Kassette nach der anderen hochgestapelt werden kann, da die Klinkensperren 12 jeweils in die Einfräsungen 37 der Kassette 1 eingreifen.

Die Fig. 5 zeigt einen Blick auf die Grundplatte 6, worauf u.a. der Kassettenquertransport 4, 11 mit dem Vorratsschacht 2 und dem Auswurfschacht 3 (ohne Proben­ nahmeeinrichtung 5) aufgebaut sind. Die Grundplatte 6 bildet zusammen mit den Hubplatten 9 und 13 im Bereich des Kassettenquertransportes dessen Boden. In diesen Bodenbereich - und passend dazu in den Hubplatten 9, 13 - sind die parallel zueinanderliegenden Schlitze 15 einge­ fügt, durch die die Greiferpaare 16 von unterhalb der Grundplatte 6 hindurchgreifen und die Kassetten be­ wegen können. Die hochgezogenen Teile 38 der Hubplatte 9, die Lage und Anordnung der Klinkensperren 12 und der Stangen 8 zu den Schächten 2 und 3 und Initiatoren 33 für die Kassettenstellungen sind dargestellt.

Claims (2)

1. Probenflaschenwechsler für radioaktive oder toxische Proben mit einem Vorratsschacht (2) für Kassetten (1) mit unbearbeiteten Probenflaschen, einem Auswurfschacht (3) für die Kassetten (1), einer Kassettentransport­ einrichtung (4) vom Vorrats- zum Auswurfsschacht und einer Probennahmeeinrichtung (5), die auf einem gemein­ samen Gestell (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Probennahmeeinrichtung (5) ein Nadelkopf­ system ist, welches in bestimmte Positionen pneumatisch mittels einer Laufkatze (25) quer zur Kassettentransport­ richtung verfahrbar ist, und daß das Nadelkopfsystem eine konzentrische Doppelnadel (23, 24) aufweist und so ausgestaltet ist, daß mit Hilfe der Doppelnadel die Entnahme der Proben aus den Probenflaschen, die Abgabe der entnommenen Proben an einer Probenabgabeposition und die Belüftung der Probenflaschen während der Proben­ entnahme erfolgt.

2. Wechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelkopfsystem in eine Spülposition über eine Spüle (29) bewegt werden kann.