液体計量装置

【課題】構造簡単でありながら正確な計量を反復して行え、又、計量値の変更設定も可能となる計量装置を提供する。
【解決手段】試薬タンク１７内の薬液を吸引して吐出する第１チューブポンプ１８と、この第１チューブポンプ１８の吐出側流路２１に吸引口１９ａが接続された第２チューブポンプ１９とを備えて液体計量装置を構成する。第チューブポンプ１８の吐出側流路２１のうちの、第２チューブポンプ１９の吸引口１９ａ部分から排出口２１ａまでの間の流路容積が目的とする計量値に相当する。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、試薬等の液体を計量して供給する動作を反復して行える液体計量装置に係り、詳しくは、簡単な構造で連続して計量できるようにする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体計量装置としては、ニューマティック式のものと固定式のものとがあり、夫々の構造は次の様である。
（ニューマティック式）
これは、図３に示すように、密閉型の試薬タンク１内の底付近に一端を位置させ、かつ、他端を計量器２内に位置させた送り管３と、試薬タンク１内に一端を位置させ、かつ、他端を計量器２内に位置させたエアー供給管４と、計量器２内の底付近に一端を位置させ、かつ、他端をフラスコ５内に位置させた計量管６とを備えるとともに、エアー供給管４の途中にエアーポンプ７を接続し、その接続箇所の両側におけるエアー供給管４に開閉弁８，９を配置した構造である。
【０００３】
先ず、計量器２側の第１開閉弁８を閉じ状態に、かつ、試薬タンク側の第２開閉弁９を開き状態に夫々操作し、それからエアーポンプ７を駆動して試薬タンク１内に強制的に空気を送り込むことにより、試薬タンク内の薬液を送り管を通して計量器２に供給する。計量器２に送り込まれた薬液が所定量に達すると第２開閉弁９を閉じるとともにエアーポンプ７を停止し、計量器２への薬液供給を迅速に止める。次に、第１開閉弁８のみ開き状態にしてからエアーポンプ７を駆動することにより、計量器２内に溜められた所定量の薬液の全部がフラスコ５に移送され、計量された所定量の薬液を得ることができるのである。
（固定式）
これは、図４に示すように、試薬タンク１０と上端部に漏れ口１１ａを備えた計量器１１と、試薬タンク１０内の薬液を計量器１１の下端部に供給するポンプ１２と、ポンプ１２の吐出側流路１３における計量器１１の下方に配置した電磁式等による三方弁１４と、漏れ口１１ａから溢れ出た薬液を試薬タンク１０内に戻す戻り管１５と、三方弁１４からの薬液をフラスコ５に供給する供給管１６とを備えて構成されている。
【０００４】
先ず、三方弁１４を、上部吐出側流路１３Ａと下部吐出側流路１３Ｂとのみが連通接続される状態に操作してからポンプ１２を駆動し、試薬タンク１０内の薬液を計量器１１に下方から供給する。供給された薬液が漏れ口１１ａから溢れ出すまで充填されたらポンプ１２を停止し、それから三方弁１４を、上部吐出側流路１３Ａと供給管１６とのみが連通接続される状態に操作することにより、落差による重力によって計量器１１に溜められた薬液の全部がフラスコ５に移送され、計量された所定量の薬液を得ることができる。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】
前記前者の手段では、計量値を任意に変更設定できるとか、薬液が開閉弁を通らないのでリークや錆混入おそれが無いといった長所はあるが、・配管が長く複雑になり、コストや装置配設スペースが大となる・試薬タンクに密閉性が必要であり高価である・計量器の断面積が比較的広いので、計量精度の点で不利である・空気圧による薬液押出し式のため、薬液残量によって計量時間が異なる等の短所があった。
【０００６】
又、前記後者の手段では、前記前者の計量装置に比べて構造が簡単であり、コストや装置配設スペースの点で有利であるという長所はあるが、・所定量が一義的に決まるので、計量値に合わせた計量器の製作が必要である・計量された薬液を落差で供給する構造のため、レイアウト自由度が少ない・三方弁内を通過するので薬液の汚染おそれがあり、又、弁内の液溜まり（所謂、コンタメ部）により、計量精度に悪影響が出易いという短所があった。
【０００７】
つまり、いずれの手段でも改善の余地が残されているものであるため、本考案は、構造簡単でありながら正確な計量を反復して行え、又、計量値の変更設定も可能となる計量装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第１考案は、液体計量装置において、タンク内の液体を吸引して吐出する第１チューブポンプと、この第１チューブポンプの吐出側流路に吸引口が接続された第２チューブポンプとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２考案は、第１考案において、第１チューブポンプを所定時間駆動して停止させた後に、第２チューブポンプを駆動するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第３考案は、第１又は第２考案において、第１チューブポンプの吐出側流路の排出口をタンク内に配置してあることを特徴とする。
〔作用〕
チューブポンプは、詳しくは実施形態の項において説明するが、チューブ自体の撓み変形を利用しての正圧によって液体を送り出すとともに、それによって生じる負圧によって液体の吸引を行う自吸式であり、所謂呼び水を必要としない。
ポンプを停止させるとそのポンプ部分においてチューブ内空間が遮断される状態となるので、吸引側及び吐出側の双方におけるチューブ内の液体の動きが制動される特徴を備えている。すなわち、ポンプを停止すれば、そのときの吸引側及び吐出側のチューブ内に存在する液体は、チューブから漏れ出ることなくそのままの状態でチューブ内に保持されるようになる。
【００１１】
しかして、請求項１の構成によれば、第１チューブポンプを駆動すれば、タンク内の液体を吸引して吐出側流路に液体を供給することができ、第２チューブポンプを駆動すれば、第１チューブポンプの吐出側流路における第２チューブポンプの吸引口接続部分から吐出口までの間に存在する液体を吸引して吐出することができる。加えて、第１チューブポンプの吐出側流路における吸引口接続部分から吐出口までの容積を計量用の所定量に設定してあるから、第１チューブポンプを駆動してその吐出側流路に液体を充填してから第２チューブポンプを駆動することにより、所望量の液体を計量して供給できるようになる。
【００１２】
計量値を変更するには、第１チューブポンプの吐出側チューブ長さを変更する等、吐出側流路の容積を変更するだけで良いとともに、タンクには密閉性が必要なく、その他には２個のチューブポンプ、及びこれらに接続されるチューブを用意するだけの簡単な構造で済むものとなる。又、チューブポンプには弁部分が存在しないので、リークや異物混入による汚染が生じない点も好ましい。
【００１３】
請求項２の構成によれば、第２チューブポンプから所望の計量液体を得るための作動、すなわち、第１チューブポンプを駆動してその吐出側流路に液体を充填してから第２チューブポンプを駆動すること、が自動的に行われるようになり、スイッチを入れるといった単純な操作指令を行うだけで、２個のチューブポンプを連係させての一連の計量作動を行わせることができるようになる。
【００１４】
請求項３の構成によれば、第１チューブポンプの吐出側流路の排出口をタンク内に配置してあるので、第１チューブポンプの駆動によってその吐出側流路から溢れ出た液体はタンク内に還元できるようになり、他の容器に回収させる場合に比べて、余分な容器が不要になるとともに、タンク内液体を有効に計量用として用いることができる。
【００１５】
〔効果〕
請求項１〜３のいずれに記載の液体計量装置でも、チューブポンプを２段重ねに接続して用いる工夫により、構造簡単で配設スペースが小で済み、レイアウトに融通が効くようにしながら、装置通過に伴う液体の汚染おそれのない好ましい状態で、正確な計量を繰り返し行える優れたものとして提供できるに至った。
【００１６】
請求項２に記載の液体計量装置では、第１チューブポンプを必要となる時間だけ駆動することになり、無駄な駆動時間が減らせて計量作動効率が向上する利点がある。
【００１７】
請求項３に記載の液体計量装置では、タンク内の薬液を計量用として無駄無く使用できる利点がある。
【００１８】
【考案の実施の形態】
以下に、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に試薬計量装置が示され、１７は試薬タンク、１８は試薬タンク１７内の薬液を吸引して吐出する第１チューブポンプ、１９は第１チューブポンプ１８の吐出側流路２１に吸引口１９ａが接続された第２チューブポンプ、２０は第２チューブポンプ１９から吐出された薬液を受け止めるフラスコである。
【００１９】
第１チューブポンプ１８の吸引側流路２２の下端は、試薬タンク１７の底付近に配置され、吐出側流路２１は螺旋状に形成されるとともに、その下端の排出口２１ａを試薬タンク１７内に臨設させてあり、余剰の薬液は試薬タンク１７内に還元されるようにしてある。第チューブポンプ１８の吐出側流路２１のうちの、第２チューブポンプ１９の吸引口１９ａ部分から排出口２１ａまでの間の流路容積を計量のための目的とする所定量に設定してある。
【００２０】
この薬液計量装置による計量操作は次のようである。先ず、第１チューブポンプ１８のみ駆動し、薬液が吐出側流路２１内を充填して排出口２１ａから溢れ出たら停止する。次に、第２チューブポンプ１９のみを駆動して、吐出側流路２１に溜められた薬液をフラスコ５内に排出し、吸引口１９ａ部分から排出口２１ａまでの間に溜められた薬液全部がフラスコ５内に排出されて空駆動状態になれば、フラスコ５に所定量の薬液が計量されたことになるのであり、空駆動状態になると第２チューブポンプ１９を停止する。
【００２１】
第１チューブポンプ１８の吐出側流路２１の排出口２１ａを試薬タンク１７内に配置してあるので、第１チューブポンプ１８の駆動によってその吐出側流路２１から溢れ出た薬液は試薬タンク１７内に還元できるようになり、他の容器に回収させる場合に比べて、余分な容器が不要になるとともに、試薬タンク１７内の薬液を有効に計量用として用いることができる。
【００２２】
ここで、チューブポンプ１８（１９）の構造を概略説明する。チューブポンプ１８は、３個の扱きローラ２５が均等間隔で配置された回転体２３と、扱きローラ２５に扱かれる位置に配置された可撓性を備えたチューブ２４と、チューブ２４の外側に同心円周に沿って配置された一定幅の凹面２６とで構成されている。
つまり、図２（イ），（ロ），（ハ）に示すように、均等配置されて回転する複数のローラ１５と凹面２６との間でチューブ１８を扱きながら移動することにより、連続的に液体を定量移送する構造である。
【００２３】
扱きローラ２５の個数、その配置半径、回転体２３の回転速度、或いはチューブ２４の内径等の各要素を変更することにより、単位時間当たりの液体供給量を任意に設定することが可能である。液体はチューブ内を移動するだけであるので汚染されず、かつ、ポンプも汚れないとともに、グランド、シール、弁が無いので、弁漏れやシール漏れ等のリークが生じない特長を備えている。
【００２４】
本考案による薬液計量装置では、計量値を変更するには、吐出側流路２１のうちの、第２チューブポンプ１９の吸引口１９ａ部分から排出口２１ａまでの間の流路容積を変更すれば良いのであるが、前述したように、吸引側流路２２と吐出側流路２１とは単一のチューブ２４で構成されているので、チューブ２４を異なる長さのものに取換えるか、或いは、回転体２３との接触を解除して、チューブ２４と回転体２３との接触箇所をチューブ長手方向にずらせば良い。尚、各チューブを四フッ化樹脂として、優れた耐薬品性を持たせることが可能である。
【００２５】
又、第１チューブポンプ１８の駆動開始から、排出口２１ａから薬液が溢れ出るまでに要する時間を第１所定時間（請求項２の所定時間のことである）として設定し、かつ、第２チューブポンプ１８の駆動開始から、吸引口１９ａ部分から排出口２１ａまでの間に溜められた薬液全部がフラスコ５内に排出されて空駆動状態になるに要する時間を第２所定時間として設定し、第１チューブポンプ１８の第１設定時間の駆動の後の第２チューブポンプ１９の第２所定時間の駆動を１サイクルとして、これを繰り返すように制御すれば、計量作動を反復して（連続して）行わせることが可能である。
【００２６】
〔別実施形態〕
第１チューブポンプ１８の吐出側流路２１に、筒タンク等の大径の管体を接続すれば、大容量の計量を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案による薬液計量装置の構造を示す系統図。
【図２】チューブポンプの作動原理を示す作用図。
【図３】ニューマティック式の液体計量装置の構造を示す系統図。
【図４】固定式の液体計量装置の構造を示す系統図。
【符号の説明】
１７タンク
１８第１チューブポンプ
１９ａ吸引口
１９第２チューブポンプ
２１吐出側流路
２１ａ排出口

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】タンク内の液体を吸引して吐出する第１チューブポンプと、この第１チューブポンプの吐出側流路に吸引口が接続された第２チューブポンプとを備えて成る液体計量装置。
【請求項２】前記第１チューブポンプを所定時間駆動して停止させた後に、前記第２チューブポンプを駆動するように構成してある請求項１又は２に記載の液体計量装置。
【請求項３】前記第１チューブポンプの吐出側流路の排出口をタンク内に配置してある請求項１又は２に記載の液体計量装置。

【図１】