專利名稱：自動制備溶液的裝置和測量液、固制品和溶液的組合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自動制備溶液的裝置及用來測量液體產(chǎn)品、固體產(chǎn)品和溶液的組合系統(tǒng)。
特別地，操作者借助于人工測量將要溶解到水或者其它中的液體或者固體產(chǎn)品來制備溶液。每當溶液變成無用或者剩下的產(chǎn)品由于長時間沒有使用而過期時，可以進行這種操作。例如在由粉末或者粒料產(chǎn)品得到溶液的情況下，操作者取出制備溶液的容器、把它放置在精確范圍內(nèi)的秤盤上，并且首先把要溶解的產(chǎn)品放到它里面，然后把水或者其它溶劑放置到它里面。之后，把具有如此而制備的溶液的容器放置到裝置的工作臺上，從而移動和測量溶液。在EP897031中描述這種裝置。
這個過程可以產(chǎn)生一些嚴重的錯誤人工測量要溶解的產(chǎn)品受到很大程度的不精確度影響，而且操作者可以把容器放置在結(jié)構(gòu)工作臺上的某個位置，而不是預(yù)定位置，用來移動和測量溶液。
在其它工業(yè)部門中也可以導(dǎo)致相同的缺點，在這些部門中規(guī)定使用由自動系統(tǒng)來輸送和測量的溶液。
根據(jù)本發(fā)明，借助于提供具有權(quán)利要求1的特征部分所述的特征的裝置可以實現(xiàn)這種目的。在從屬權(quán)利要求中提出了其它的特征。
本發(fā)明使與制備滴定溶液有關(guān)的步驟自動化，即測量要溶解的產(chǎn)品并且把上述產(chǎn)品溶解到所需要的溶劑量中。而且，一個裝置可以實現(xiàn)下面兩個步驟的工作自動化制備溶液和準備與測量溶液有關(guān)的這些步驟。而且，還可以自動控制液體和固體產(chǎn)品及溶液的測量，從而獲得根據(jù)預(yù)定“配方”所形成的混合物。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于該裝置的有關(guān)結(jié)構(gòu)和操作簡化了。
最佳實施例在下面描述中，術(shù)語“液體產(chǎn)品”和“固體產(chǎn)品”是指分別處于液態(tài)和固態(tài)(粉末、晶體或者粒料)的物質(zhì)，用這些物質(zhì)來制備“溶液”。術(shù)語“混合物”指的是根據(jù)預(yù)定配方通過使一種或者多種固體或者液體產(chǎn)品與溶液進行混合所得到的物質(zhì)?！盎旌衔铩焙汀叭芤骸北硎驹撨^程的最終產(chǎn)品。
本發(fā)明的裝置分解成基本結(jié)構(gòu)并且參照附圖，其包括具有工作臺1的結(jié)構(gòu)，可以把一個或者多個固體產(chǎn)品的容器、一個或者多個液體產(chǎn)品的瓶狀容器、一個或者多個溶液的容器、一個或者多個空的、干凈的瓶狀容器放置在工作臺1上，而每個所述的容器放置在工作臺1的公知的、預(yù)置的位置上；在附

圖1B、1C和1D中，為了清楚起見，用于固體產(chǎn)品、液體產(chǎn)品和溶液的容器全部描述成相同的，并且用相同的符號來表示；所述容器通過從工作臺1中垂直露出的圓柱形間隔件(DC)而保持在相應(yīng)位置上。
承載器2，它沿著工作臺平面延伸的軸線x、y可以在所述工作臺1移動；裝置3，它與所述承載器2相連，從而移動、處理和驅(qū)動吸管P，而該吸管P容易放出和輸送所述液體產(chǎn)品和所述溶液；裝置4，它與所述承載器2相連，從而移動和處理所述瓶子(用于液體、溶液的瓶子和空瓶等)，并且移動、處理和驅(qū)動固體產(chǎn)品的所述容器；裝置6，它用來制備溶液，這些溶液由所述液體和固體物質(zhì)開始所述裝置6設(shè)置在工作臺1的相應(yīng)位置下游處；程序裝置UE，它用來驅(qū)動承載器C、所述裝置3和裝置4。
所述工作臺1在距地面的預(yù)定高度上停靠在支撐結(jié)構(gòu)10上。相應(yīng)的直導(dǎo)向件11安裝在這個結(jié)構(gòu)的兩個相對側(cè)上，而易于支撐所述承載器2的橋式元件12可以在該直導(dǎo)向件11上滑動。所述導(dǎo)向件11沿著工作臺1的縱向軸線x的方向進行延伸。所述元件12沿著垂直于所述軸線的方向進行延伸，并且?？吭趦蓚€垂直支柱上，而這些支柱的底部可滑動地安裝在所述導(dǎo)向件11上。
電馬達MX借助于編碼器而通過程序元件UE來控制，例如該馬達設(shè)置成通過兩個環(huán)形封閉皮帶CX沿導(dǎo)向件11(如圖1A中的箭頭FX所示)移動橋式元件12，這些皮帶由相應(yīng)的皮帶輪13來驅(qū)動。兩個所述皮帶輪13連接到軸14上。軸14與馬達MX相連，并且取向為平行于橋式元件12。橋式元件12的每個支柱的底部120固定到一個所述皮帶上。在這種方式中，橋式元件12和具有橋式元件的承載器2在馬達MX的控制下可以在工作臺1上移動，如圖1A和1B中的箭頭FX所示一樣。
同樣地，承載器2安裝在橋式元件12上，從而在相應(yīng)電馬達MY的控制下可以垂直于工作臺1的縱向軸線而運動，如圖1B和2的箭頭FY所示，而電馬達例如通過編碼器由程序元件UE來操作。通過相應(yīng)的皮帶CY使馬達MY的軸至少連接到承載器2的側(cè)邊上，而皮帶平行于橋式元件12而延伸并且在兩傳動皮帶輪上形成環(huán)形封閉。所述皮帶CY的一個長度固定到承載器2中，而承載器可滑動地?？吭谑旨?2上，并且借助于針狀滾柱121的幫助在后者上保持導(dǎo)向，而該針狀滾柱121設(shè)置在它的下部和上部上。
用來移動、處理和驅(qū)動吸管P的裝置3由托架結(jié)構(gòu)30來支撐，而托架結(jié)構(gòu)30固定到所述承載器2的側(cè)部上。這種裝置包括具有兩個夾頭31的夾緊裝置，而通過桿系統(tǒng)這些夾頭31借用于相應(yīng)的氣動致動器32來工作，而這些桿相互鉸接起來并且鉸接到外套筒33上，該外套筒33還起著支撐致動器32的作用并且由托架30來支撐。在處于關(guān)閉情況(如圖5B-5E)時，所述夾頭31如合適地進行編程一樣用來夾緊吸管P。上述夾緊裝置包括另一對夾頭34，該對夾頭設(shè)置在其它兩個的頂部上。每個上部夾頭34鉸接到盤35上，而盤35由具有垂直軸線的蝸桿螺釘36來支承。所述的蝸桿螺釘沿中心通過所述套筒33及兩個桿37之間。在一側(cè)上，這些桿固定到下部夾頭31上，而在相對側(cè)上，鉸接到套筒33上。借助于相應(yīng)固定軸頸38使上部夾頭34還與所述桿37接合。螺釘36與引導(dǎo)螺母39嚙合，而螺母39由所述套筒33來支撐并且通過輸送皮帶391與電馬達390相連。所述馬達390及夾緊裝置的套筒33和引導(dǎo)螺母39固定到所述托架30上。在馬達390控制下的引導(dǎo)螺母39的旋轉(zhuǎn)引起螺釘36的相應(yīng)升高/降低，即引起上部夾頭34的升高/降低。夾頭設(shè)置成(如圖5A-5E所示)接合位于下部夾頭31之間的吸管P的活塞SP，因此如編程一樣進行上升/降低。在活塞SP升高和降低的步驟過程中，夾緊裝置的上部夾頭34借助于桿37來移動。吸管吸進并輸送的液體產(chǎn)品量與通過螺釘36旋轉(zhuǎn)而在活塞SP上所產(chǎn)生的沖程相一致。
用來移動和處理瓶子B的裝置4及用于固體物質(zhì)的容器C由托架結(jié)構(gòu)40來支撐，而托架40固定到位于與所述裝置3相對的那側(cè)上的承載器2上。上述裝置4包括具有四個夾頭41的夾緊裝置(在附圖中只示出了其中的兩個夾頭)，而該夾緊裝置通過桿系統(tǒng)借助于相應(yīng)的氣動致動器42來進行工作，而該桿相互鉸接并且鉸接到管形套筒43上，而該套筒還用作致動器42的支撐并且由托架40來支撐。當設(shè)置在關(guān)閉情況(如圖3B和6A-6D所示)時，所述夾頭41如程序所預(yù)定的一樣用來夾緊瓶子B和容器C。套筒43終止于圓柱形襯套44處，該襯套的直徑和高度允許它設(shè)置到瓶B和容器C的頸部上。而且，在管形套筒43內(nèi)，軸45與相應(yīng)的電馬達450相連并且終止于功率輸出端46。功率輸出端46位于所述襯套44內(nèi)，并且最好如后面所描述的一樣，使測量裝置進行工作，而該測量裝置與用于固體物質(zhì)的容器C設(shè)置在一起。支撐夾緊裝置3和4的兩個托架30、40與兩個相應(yīng)垂直氣動致動器Z1、Z2接合。直導(dǎo)向件300、400形成于所述致動器Z1、Z2的外套筒上，從而相對于工作臺1可滑動地給相同托架30、40的上下運動導(dǎo)向。
相應(yīng)地，夾緊元件3、4可以沿工作臺1的延伸方向x、y移動并且也可以垂直移動，從而在工作臺的平面上來回運動。
例如，用于固體物質(zhì)的容器C可以是圖8A和8B所示的容器和/或圖9A和9B所示的那種。在這兩種情況下，它們具有室5，該室用來容納固體物質(zhì)(在圖8A和8B的容器的情況下，該物質(zhì)呈粉末或者晶體形狀，而在圖9A和9B的容器的情況下是粒料的形式)，并且包括輸送裝置。在這兩種情況下，固體物質(zhì)的輸送裝置包括垂直桿50，該垂直桿沿中心通過所述的室5，而刮具51接合該桿。桿50的自由端或者上端52進行合適地成形，從而裝配到元件4的功率輸出端46上。與室5的下部相一致，所述容器C具有管子53，而該管子53用來輸出物質(zhì)。圖8A和8B所示的容器具有緊密配合在刮具51和管子53之間的網(wǎng)狀物54。在圖9A和9B所示的容器C的情況下，桿50在下部的終端是所述管子53內(nèi)的螺旋送料器55。從管子53中出來的固體產(chǎn)品量與通過馬達40借助于刮具桿所施加的轉(zhuǎn)數(shù)相一致。
最好如圖10所示一樣，裝置6設(shè)置在位于工作臺1的下游處的結(jié)構(gòu)60上，而與該裝置6相一致的是，從吸管P和容器C所輸送來的物質(zhì)開始制備溶液。這種裝置包括電子秤61，而電子秤連接到可編程元件UE上，并且在所述電子秤旁邊，磁性攪拌器借助于磁作用而進行攪拌，金屬體MB松散地設(shè)置在每個瓶子B的內(nèi)部。電子秤61和磁性攪拌器本身是公知的，相應(yīng)地不再進行更加詳細的描述。所述裝置6還包括平盤63，該平盤63固定到旋轉(zhuǎn)致動器64，而該致動器與可編程元件UE連接。旋轉(zhuǎn)致動器64本身又與線性氣動致動器65相連，而氣動致動器65也連接到可編程元件UE上。平盤63設(shè)置有用于接合器或者支架66的座，而瓶B如上所述那樣放置在該接合器或者支架66上。線性致動器65相應(yīng)地可以使平盤63和接合器66一起升高和降低，同時旋轉(zhuǎn)致動器64設(shè)置成與電子秤61和攪拌器62相一致。噴管67設(shè)置成靠近電子秤和攪拌器，從而輸送熱水和冷水或者其它溶劑。噴管67安裝在桿68的端部上，而桿68鉸接到結(jié)構(gòu)60的附件600上。桿68的其它端部固定到氣動致動器69的桿690，而致動器69的套筒也固定到結(jié)構(gòu)60的附件600上。桿690的延伸運動引起桿68向下旋轉(zhuǎn)，而噴管67因此而移到適合于輸送水或者其它溶劑的位置上。反之亦然，桿690的收縮驅(qū)動桿68向上旋轉(zhuǎn)并且把噴管67推到不工作的位置上(如圖10所示一樣)。
下面描述本發(fā)明裝置的工作模式。如所示出的一樣，連續(xù)進行的工作步驟借助于可編程的中央元件UE來控制，而該中央元件UE最好是個人計算機。
第一個例子涉及從液體產(chǎn)品開始的滴定溶液的制備。
首先，承載器2移動到與空的、清潔的瓶B相一致的位置上。之后，元件4借助于致動器Z2的工作而向著工作臺1方向降低，直到襯套44安裝在空瓶的頸部上為止。這時，夾頭41夾緊緊固后者的瓶體，并且元件4升高了，即移回到它的初始平面上，然后，把空的、夾持的瓶向上輸送到電子秤61中。更加精確地說，空瓶子設(shè)置在接合器66內(nèi)，如圖11-I所示一樣，并且從夾頭41的保持中釋放。之后，承載器2以這種方式進行運動，從而把元件3設(shè)置成與瓶子相一致，而該瓶子裝有所選擇出來的液體。元件3通過致動器Z1來降低，直到相應(yīng)的夾頭31、38與吸管P和相關(guān)活塞SP相一致為止。這時，所述夾頭31、38關(guān)閉并且馬達39開始使活塞SP的升高量與吸入的液體量相一致。接著，元件3向上升高到初始水平上，因此由夾頭31來緊固的吸管P也升高了。為此，應(yīng)該考慮到，吸管P與它們的墊圈BC只?？吭谄緽的開口上。這時，因此而拆下的管子P裝有要測量的液體，而管子P設(shè)置成與以前放置到接合器66中的瓶子B一致，如圖11-II所示一樣，并且然后把液體加入到同一瓶子B中。然后，移開元件3(圖11-III)，平盤63(具有接合器66和瓶B)被升高(參見圖11-IV)、旋轉(zhuǎn)180度(圖11-V)并且降低返回(圖11-VI)，因此具有放入液體的瓶子B被放置到攪拌器62中，而該攪拌器62使相應(yīng)的磁體MB進行運動。之后，致動器69進行工作，從而把噴管67放置到瓶口(B)中(圖11-VII)。應(yīng)該知道，桿68的長度適合于選擇成使噴管67與設(shè)置到攪拌器62中的瓶子B的開口之間精確一致。然后，通過打開電磁閥(附圖中未示出)輸送溶劑(冷水或者熱水或者其它液體)，同時形成過程中的溶液借助于攪拌器66保持不變的攪拌，而該攪拌器與設(shè)置在瓶子B上的磁體MB相配合(圖11-VIII、11-IX)。一旦把理想量的溶劑加入到瓶B中，那么致動器69重新開始把噴管67移回到不工作的位置上并且釋放瓶B(圖11-X)。之后，平盤63再一次升高(圖11-XI)、旋轉(zhuǎn)180度(圖11-XII)并且降低返回(圖11-XIII)，因此裝有所需溶液的瓶子B從元件4中縮回(圖11-XIV)并且向上輸送到工作臺1上的目標位置上。
參照附圖中的圖12-I/12-XIV，另一個例子涉及制備具有固體產(chǎn)品的溶液。
承載器2運動，從而使元件4與空的、清潔的瓶子相一致，而該瓶子適合于設(shè)置在工作臺1的預(yù)定位置上。然后，元件4借助于馬達Z1來降低，并且所述瓶子縮回并向上輸送到接合器66中，如參照前面例子的描述一樣(圖12-I)。接著，相同元件4保證把瓶子B拾起來進行更換(即裝有過期的或者無用的溶液)，并且取代瓶B來放置它，而該瓶B同時已經(jīng)放置在接合器66內(nèi)。然后，操作者人工地取出臟瓶子從而用清潔的來更換它。在釋放最后接合的瓶子之后，元件4向上移動直到與裝有固體產(chǎn)品的容器C相一致為止，而該固體產(chǎn)品選擇來制備溶液。這里，該元件向下移動直到襯套44到達容器C的頸部、而桿50的上端52安裝到相同元件4的輸出端46為止。這時，致動器42進行工作，從而把容器C夾緊在元件4的夾頭41之間，而容器C被升高并且進行輸送直到與設(shè)置在接合器66中的瓶子B相一致。之后，元件4的馬達450開始起動，因此容器C釋放出固體產(chǎn)品，而該固體產(chǎn)品通過管子53落到瓶子B中(圖12-III)。馬達450旋轉(zhuǎn)，直到電子秤66測量到瓶B的重量增加與加入到該瓶B中的固體產(chǎn)品的規(guī)定用量相一致為止。在到達這個值時，馬達450停止了，并且元件4升高并且移離瓶子B，之后，工作臺63被升高了(圖12-IV)、旋轉(zhuǎn)180度(圖12-V)及再一次降低(圖12-VI)。圖12-VII到12-XIV所示的工作步驟與參照圖11-VII到圖11-XIV的這些描述相一致，因此這里不再描述了。
同樣地，通過使用元件3可以以預(yù)定的順序取出液體產(chǎn)品和/或溶液，和/或通過使用元件4取出固體產(chǎn)品，并且把這些物質(zhì)輸送到設(shè)置在操作臺60處的一個或者多個玻璃儀器BI(它位于已輸送溶劑的那個玻璃儀器的旁邊)中，從而從這種物質(zhì)開始，根據(jù)規(guī)定配方形成混合物。使所述玻璃儀器壓低到精確的電子秤中，而電子秤根據(jù)每次輸送來估計相應(yīng)的重量變化，并且通過每次的提供把相關(guān)數(shù)據(jù)供給到中央元件UE中，而中央元件UE起著控制裝置的作用，這與以前所涉及的兩個例子相同，從而比較來自電子秤的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)儲存在存儲器中并且涉及不同的制備配方。因此而收集和處理的數(shù)據(jù)借助于連接到中央元件UE中的打印機來打印。
上述系統(tǒng)完全是獨立的，并且在沒有任何中斷的情況下進行工作從而實現(xiàn)預(yù)定的工作程序，因此在所有的時間可以得到所需要的物質(zhì)、溶液或者混合物。
實際上，就形狀、尺寸大小、元件布置、所使用材料的特性而言，所有的結(jié)構(gòu)細節(jié)可以以等同物的形式進行改變，而仍然不會脫離所采用的解決方案的范圍，并且保持在用于工業(yè)發(fā)明的、本專利授權(quán)的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有組合測量系統(tǒng)的、用來自動制備溶液的裝置，該裝置包括具有工作臺(1)的結(jié)構(gòu)，在該工作臺上可以放置一個或者多個用于固體產(chǎn)品的容器、一個或者多個用于液體產(chǎn)品的瓶狀容器、一個或者多個用于溶液的容器、一個或者多個空的、清潔的瓶狀容器，承載器(2)可以在所述工作臺(1)上移動，其特征在于它包括裝置(4)，它與所述承載器(2)相連，從而移動和處理所述瓶子，并且移動、處理和驅(qū)動至少用于固體產(chǎn)品的所述容器；及裝置(6)，它用來由所述固體物質(zhì)開始制備溶液和/或混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于它還包括裝置(3)，該裝置與所述承載器(2)相連，從而移動、處理和驅(qū)動吸管(P)，從而移動和輸送所述液體產(chǎn)品和所述溶液；及裝置(6)，它由所述液體物質(zhì)開始來制備所述溶液和/或混合物。
3.如前述權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于用來制備溶液的所述裝置(6)設(shè)置在工作臺(1)的下游處的相應(yīng)位置上。
4.如權(quán)利要求2和/或3所述的裝置，其特征在于它包括可編程裝置(UE)，該裝置用來控制承載器C；用來移動、處理和驅(qū)動吸管P的所述裝置(3)和用來移動和處理所述瓶子及移動、處理和驅(qū)動固體產(chǎn)品的所述容器的所述裝置(4)。
5.如前述權(quán)利要求任一所述的裝置，其特征在于用來移動和處理瓶子(B)的所述裝置(4)和用于固體物質(zhì)的容器C由結(jié)構(gòu)(40)來支撐，該結(jié)構(gòu)固定到承載器(2)上，并且包括具有兩個夾頭(41)的夾緊裝置，而這兩個夾頭通過相應(yīng)的氣動致動器(42)來工作。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述夾頭(41)通過桿系統(tǒng)借助于所述致動器(42)來進行工作，而這些桿相互鉸接并且鉸接到管形套筒(43)中。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述套筒的端部是圓柱形襯套(44)，該襯套的直徑和高度允許把它設(shè)置到瓶(B)和容器(C)的頸部上。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于有一個軸(45)設(shè)置在所述管形套筒(43)內(nèi)，軸(45)與相應(yīng)的電馬達(450)相連，并且終止于功率輸出端(46)，而該功率輸出端與用來測量裝有固體物質(zhì)的所述容器C的相應(yīng)裝置在形狀上是互補的。
9.如權(quán)利要求2到8任一所述的裝置，其特征在于用來移動、處理和驅(qū)動吸管P的所述裝置(3)包括具有兩個夾頭(31)的夾緊裝置，這兩個夾頭(31)通過桿系統(tǒng)借助于相應(yīng)氣動致動器(32)來進行工作，而這些桿相互鉸接并且鉸接到外部套筒(33)上。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述夾緊裝置包括第二對夾頭(34)，該對夾頭設(shè)置在其它兩個夾頭的上方，每個所述上部夾頭(34)鉸接到盤(35)上，而盤(35)通過蝸桿螺釘(36)來支承，而該螺釘(36)具有垂直軸線并且與引導(dǎo)螺母(39)相嚙合，而該螺母通過所述套筒(33)來支撐，并且與馬達(390)相連。
全文摘要
一種具有組合測量系統(tǒng)的、用來自動制備溶液的裝置，該裝置包括具有工作臺(1)的結(jié)構(gòu)，在該工作臺上可以放置一個或者多個用于固體產(chǎn)品的容器、一個或者多個用于液體產(chǎn)品的瓶狀容器、一個或者多個用于溶液的容器、一個或者多個空的、清潔的瓶狀容器，承載器(2)可以在所述工作臺(1)上移動，其特征在于它包括裝置(4)，它與所述承載器(2)相連，從而移動和處理所述瓶子，并且移動、處理和驅(qū)動至少用于固體產(chǎn)品的所述容器；及裝置(6)，它用來由所述固體物質(zhì)開始而制備溶液和/或混合物。
文檔編號B01L99/00GK1404908SQ0112554
公開日2003年3月26日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月14日
發(fā)明者馬里奧·斯卡提茲 申請人:泰克諾拉瑪有限責(zé)任公司