Устройство для работы с пипетками

 

Использование: лабораторное оборудование для дозирования жидкостей. Сущность изобретения: устройство для работы с пипетками состоит из корпуса с установленными в нем муфтой для подсоединения пипеток и сообщающимся с ней всасывающе-опорожняющим узлом, включающим смонтированный с возможностью вращения вокруг оси диск, который через выступ на его торцовой стороне взаимодействует с емкостью переменного объема или в виде баллона из эластично-упругого материала, или в виде полого цилиндра с поршнем, рабочая поверхность на выступе, через которую тот непосредственно или через опосредующий элемент взаимодействует с емкостью, выполнена геометрически подобной или торцовой поверхности витой цилиндрической пружины, или огибающей поверхности одновитковой спирали. 12 ил.

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, конкретнее к устройствам для дозирования жидкостей с помощью градуированных пипеток.

Известно устройство для дозируемого пипетирования жидкостей, включающее эластичный корпус, три клапана, размещенных внутри него, источник разрежения воздуха и муфту для подсоединения пипеток. Особенностью устройства является то, что клапаны выполнены в виде фигурной втулки с кольцевыми проточками на наружной поверхности, отделенными друг от друга ободками, образующими с корпусом соответственно выпускные и всасывающие полости, и чередующиеся рабочую и уплотнительную зоны с осевыми глухими и поперечными сквозными каналами, посредством которых всасывающие полости сообщаются с источником разрежения и пипеткой, а корпус выполнен со сквозными отверстиями, сообщающими выпускные полости с атмосферой [1].

Довольно сложные взаимоотношения многочисленных элементов этого устройства отрицательно проявляются и в процессе его использования. Работа с устройством для пипетирования жидкостей требует участия обеих рук оператора и манипулирования в строго определенной последовательности эластичным баллоном и тремя клапанами, прием каждый клапан может быть открыт только с помощью двух пальцев. В целом работа с устройством представляется относительно сложной и требует большой сосредоточенности, что может способствовать быстрому развитию утомляемости и служить источником ошибок, особенно при интенсивной работе.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному является устройство для работы с пипетками, включающее корпус с муфтой для подсоединения пипеток и подсоединенной к ней емкостью переменного объема, смонтированный в корпусе с возможностью вращения вокруг оси диска, подсоединенное к диску с торца и взаимодействующее с емкостью переменного объема прижимное приспособление (прототип) [2].

Недостатком этого устройства является относительная сложность его конструкции и неудовлетворительная эргономичность. Диск в устройстве связан с корпусом посредством резьбового соединения и поэтому в процессе вращения совершает поступательное перемещение вдоль оси, обусловливая при этом и соответствующее линейное перемещение прижимного приспособления. Для осуществления функционально значимого перемещения прижимного приспособления необходимо совершать многократные вращения диска. Эта процедура требует относительно много времени и довольно утомительная при интенсивной работе. При работе с устройством его необходимо удерживать в руке и одновременно пальцами этой же руки производить многократные вращения диска, который при этом постоянно меняет свое положение относительно корпуса, приближаясь или удаляясь от него, в зависимости от соответствующего технологического этапа работы. Вследствие этого приходится постоянно менять и позицию пальцев, вращающих диск. В эргономическом отношении такая ситуация является неудовлетворительной.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и улучшение эргономических характеристик устройства для работы с пипетками.

При реализации поставленной задачи положительный технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве для работы с пипетками, включающем корпус с муфтой для подсоединения пипеток и подсоединенной к ней емкости переменного объема, смонтированный в корпусе с возможностью вращения вокруг оси диск, подсоединенное к диску с торца и взаимодействующее с емкостью переменного объема прижимное приспособление, последнее выполнено в виде кольцевидного выступа, торцовая поверхность которого со стороны емкости переменного объема выполнена в виде витка спиральной или цилиндрической пружины.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для работы с пипетками, вид спереди в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид справа; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1, эластичный баллон не сжат; на фиг. 5 - то же, эластичный баллон в сжатом состоянии; на фиг. 6 - рабочее положение устройства в руке оператора; на фиг. 7 - второй вариант исполнения устройства, вид спереди в разрезе; на фиг. 8 - третий вариант исполнения устройства, вид спереди в разрезе; на фиг. 9 - то же, вид справа; на фиг. 10 - верхняя часть сильфона в устройстве, изображенном на фиг. 9, вид спереди; на фиг. 11 - то же, вид сверху; на фиг. 12 - четвертый вариант исполнения устройства, вид спереди в разрезе.

Устройство для работы с пипетками состоит из корпуса 1 (фиг. 1-5) со сквозным центральным отверстием, в которое снизу плотно вставлена резиновая муфта 2 (фиг. 1) с конусовидным центральным отверстием для подсоединения стеклянных или пластмассовых градуированных пипеток. В верхней части муфта 2 соединена с емкостью переменного объема, представляющей собой баллон 3 (фиг. 1-5) в виде закрытой сверху вертикально расположенной трубки из эластично-упругого материала, например из резины. Сбоку от баллона 3 на корпусе 1 смонтирован с возможностью вращения вокруг оси диск 4 (фиг. 1-5). На торцовой стороне диска, обращенной к баллону 3, имеется кольцевидный выступ 5 (фиг. 1-5), высота которого с определенного места плавно уменьшается, и в результате торцовая поверхность выступа в геометрическом отношении становится подобной торцовой поверхности витой цилиндрической пружины. Снаружи по окружности диска имеются регулярно расположенные небольшие выступы 6 (фиг. 2) для удобства вращения диска с помощью пальцев. Между выступом 5 и баллоном 3 помещен вкладыш (опосредующий элемент) 7 (фиг. 1-5) П-образной формы, который охватывает баллон 3 с трех сторон и имеет возможность свободно перемещаться в направлении от диска 4 к баллону 3 и обратно. При этом роль направляющих выполняют пазы на боковых сторонах упорной стенки 8 (фиг. 1-5) в верхней части корпуса 1. Через опосредующий элемент 7 осуществляется кинематическая связь между выступом 5 и баллоном 3. Верхняя часть баллона 3 расположена над упорной стенкой 8.

Положение устройства в руке оператора показано на фиг. 6. Роль ручки выполняет нижняя часть корпуса 1. Устройство удерживается в руке, будучи прижато к ладонной поверхности средним, безымянным пальцами и мизинцем. Снизу в резиновую муфту 2 вставляют пипетку 9 (фиг. 6). Затем вращением диска 4 с помощью большого или указательного пальцев (или только каким-либо одним из них) он устанавливается в положение, при котором в контакт с опосредующим элементом 7 (см. фиг. 5) вступает наиболее высокая часть выступа 5. При этом опосредующий элемент 7 оттесняется в направлении баллона 3, который в результате деформируется (сжимается). Нижний конец пипетки 9 погружается в подлежащую дозированию жидкость и диск 4 начинают вращать в другом направлении. По мере вращения диска 4 давление опосредующего элемента 7 на баллон 3 ослабевает и последний начинает расправляться, одновременно отодвигая элемент 7 в направлении диска 4. В результате расправления баллона 3 в нем, а также в сообщающейся с ним пипетке 9 происходит разрежение воздуха, что и обусловливает заполнение пипетки 9 жидкостью. По достижении жидкостью заданного уровня (контроль осуществляется визуально) прекращают вращение диска 4. При этом фиксируется достигнутый уровень заполнения пипетки, которую удаляют из сосуда с дозируемой жидкостью. Опорожнение пипетки (одномоментое или дискретное) осуществляют вращением диска 4 в направлении, обусловливающем перемещение опосредующего элемента 7 в сторону баллона 3. Вследствие этого баллон 3 сжимается и вытесняемый из него воздух начинает, в свою очередь, вытеснять жидкость из пипетки 9. В любой момент вытеснение жидкости из пипетки 9 можно приостановить, для чего достаточно прекратить вращать диск 4. Для удаления из пипетки остатков жидкости, а также при необходимости быстрого опорожнения пипетки сдавливают баллон 3 в его верхней части. Делать это можно большим пальцем той же руки, в которой оператор держит само устройство.

На фиг. 7 представлен второй вариант исполнения устройства для работы с пипетками. Отличительной его особенностью является то, что муфта 2 (фиг.7) расположена сверху и сбоку от корпуса 1, а ее сообщение с баллоном 3 осуществляется с помощью соединительной трубки 10 (фиг. 7). Для некоторых пользователей такая компоновка устройства может оказаться более удобной в работе. Другой особенностью устройства (фиг. 7) является то, что кольцевидный выступ 5 (фиг. 7) непосредственно (без опосредующего элемента) взаимодействуют с баллоном 3. В этом случае при вращении диска 4 (фиг. 7) деформации (сжатию) подвергается сравнительно небольшой участок баллона 3, из которого вытесняется относительно меньше воздуха и, следовательно, при заборе жидкости в пипетку в ней будет создаваться слабое разрежение. При этих условиях объем пипетируемой за один цикл жидкости будет относительно небольшим. Устройство с такой упрощенной механической передачей целесообразно использовать при работе с пипетками малых объемов.

На фиг. 8-11 представлен третий вариант устройства для работы с пипетками. Отличительной особенностью этого варианта является то, что баллон 3 выполнен в виде сильфона из эластично-упругого материала, например из полиэтилена. Сверху на баллоне укреплен цилиндрический элемент 11 (фиг. 8-11) с гребнем 12 (фиг. 8-11), который взаимодействует с выступом 13 (фиг. 8-11) на торце диска 4 (фиг. 8, 9). Особенностью выступа 13 является то, что его рабочая поверхность имеет спиралевидную форму, т.е. геометрически подобна огибающей поверхности одновитковой спирали. При вращении диска 4 в результате взаимодействия выступа 13 с гребнем 12 цилиндрического элемента 11 последний может совершать плавные поступательные движения, передаваемые сильфону 3. При этом создаются необходимые условия для заполнения и опорожнения пипетки, вставленной в муфту 2 (фиг. 8). Быстрое опорожнение пипетки может быть осуществлено путем нажатия большим пальцем сверху на цилиндрический элемент 11.

На фиг. 12 показан четвертый вариант устройства для работы с пипетками. Особенностью этого варианта устройства является то, что емкость переменного объема в нем выполнена в виде полого цилиндра с поршнем 14. Роль цилиндра выполняет верхняя часть корпуса 1 с центральным отверстием, в котором и размещается поршень 14. Последний подпружинен с помощью витой цилиндрической пружины 15, размещенной внутри корпуса 1. Верхняя выступающая из корпуса 1 часть поршня 14 по исполнению и по функции аналогична цилиндрическому элементу 11 (фиг. 8-11) в предыдущем варианте устройства. Аналогичен и механизм преобразования вращательного движения диска 4 в плавно поступательные перемещения поршня 14, с помощью которого обеспечивается необходимое для процесса пипетирования разрежение и сжатие воздуха в системе цилиндр-муфта-пипетка.

Предлагаемое устройство для работы с пипетками, в отличие от устройства-прототипа, проще устроено. В частности, это касается механизма взаимодействия диска с емкостью переменного объема. Расположение диска в верхней части корпуса обусловливает большую эргономичность устройства, т.к. при этом большой палец находится в более привычной позиции, совершаемые им движения являются также более привычными и, следовательно, менее утомительными. Кроме того, диск можно вращать одновременно и (или только) указательным пальцем, что также способствует снижению утомляемости оператора. Предусмотрена возможность удаления остатков жидкости из пипетки, а также возможность быстрого ее опорожнения путем непосредственного сжатия баллона.

Формула изобретения

Устройство для работы с пипетками, включающее корпус с муфтой для подсоединения пипеток и подсоединенной к ней емкостью переменного объема, смонтированный в корпусе с возможностью вращения вокруг оси диск, подсоединенное к диску с торца и взаимодействующее с емкостью переменного объема прижимные приспособление, отличающееся тем, что прижимное приспособление выполнено в виде кольцевидного выступа, торцевая поверхность которого со стороны емкости переменного объема выполнена в виде витка спиральной или цилиндрической пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12