本发明涉及一种移液设备和一种用于制造移液设备的方法。
背景技术：
这样的移液设备通常使用于医学的、生物的、生化的、化学的和其他的实验室中。移液设备在实验室中用于输送和转移流体样本，尤其是精确配量样本。在移液设备中，例如液体样本借助负压被吸入移液容器中，例如测量移液部中，存放在那里并且在目的地又从移液容器中排出。
属于移液设备的例如是手持式移液设备或自动控制的移液设备，尤其是计算机控制的移液自动装置。通常是气垫式移液设备。在该气垫式移液设备中设置气垫，该气垫的压力在移液容器中容纳有样本时被减小，由此样本借助负压被吸取到移液容器中。这样的移液设备通常是电驱动的设备，所述设备也称作移液辅助装置。
这种移液设备通常设计为移液体积在例如0.1ml到100ml的范围中的流体样本。这样的移液设备通常具有电驱动的泵，根据本发明具有隔膜泵，该泵适合于移液，即其不仅可产生负压而且可以产生超压。术语“移液”在此不仅包括通过借助负压的吸取进行样本收集而且包括通过重力和/或通过超压进行样本排出。为了移液通常使用吸取/压力管路，其活动可以借助在壳本体中的合适的阀通过进行操作的人员进行控制。
用于市售的手持式电动吸取装置是德国汉堡的eppendorfag的eppendorf
为了更好地配量被移液的液体量，已知了如下设备，所述设备要限制在压力或吸取管路中的体积流，或相应地适配泵的功率或压力。
在us3963061和us6253628中描述了阀，所述阀要限制压力管路或吸取管路中的体积流。在此情况下，阀针设置有异形件，其根据阀针的行程改变压力或者吸取管路中的自由的穿通面。尤其是在以小体积移液的情况下，利用这样的系统只能并不充分地达到精确配量。尤其是在节流的泵功率的情况下，明显显现出，配量极大地取决于泵的冲程频率。尽管体积流被节流，但泵的脉动延伸直至移液管中并且因此引起液体的间歇配量。在此情况下很难达到符合精确的体积量。
专利de10322797描述了一种装置，其中除了在压力和吸取管路中的节流元件之外同样存在独立的对周围环境的被节流的开口。所述开口直接与压力或吸取管路连接并且要将泵的最大的超压或负压限制到限定的值。由此，该装置的通用性极为有限。用户必须在移液之前精确地考虑，为了相应的流体量必须对节流阀进行何种调节。
技术实现要素：
本发明的任务是提供一种移液设备，所述移液设备允许精确地移液和配量，所述移液和配量尤其与移液容器大小无关。此外，本发明的任务是提出一种用于制造移液设备的方法。
本发明通过根据权利要求1的移液设备来解决该任务。优选的设计方案尤其是从属权利要求的主题。
移液设备，尤其用于通过借助处于移液压力下的空气吸取到移液容器中来移液流体样本，具有：
-阀组件，其具有至少一个阀装置，用于调节移液压力，其中所述阀装置具有至少一个阀腔室；
-至少一个泵装置，所述泵装置与至少一个阀腔室连接用以在所述至少一个阀腔室中产生至少一个腔室压力；
-移液通道，所述移液容器可与所述移液通道连接，以及
-旁路通道，所述旁路通道朝周围环境敞开；
-其中优选地所述移液通道和所述旁路通道分别与所述阀腔室连接并且尤其是彼此平行地与所述阀腔室连接；
-其中所述阀腔室具有第一腔室开口，所述第一腔室开口与所述移液通道连接，和具有第二腔室开口，所述第二腔室开口与旁路通道连接，
-其中所述阀装置具有闭合元件，所述闭合元件至少部分地设置在所述阀腔室之内，所述闭合元件相对于所述阀腔室可通过受用户控制的运动来运动并且具有至少一个闭合面，所述闭合面在所述运动期间平行于所述第一腔室开口和平行于所述第二腔室开口沿着所述腔室开口滑动并且所述闭合元件的封闭状态根据闭合面的位置来控制，以及
其中，所述至少一个闭合面成型为，使得为了在移液通道中产生所期望的移液压力，根据所述至少一个闭合面在所述第一腔室开口和第二腔室开口处的位置将腔室压力分配到所述移液通道和所述旁路通道上。
本发明的优点在于，可以精确配量移液体积，该移液体积与第一腔室开口和第二腔室开口彼此间的封闭状态的比率有关。封闭状态可以分别是：完全打开、完全闭合或部分闭合。
通过创建的旁路，在配量时泵压力(负压和/或超压)的波动基本上并不完全延伸直至与移液通道连接的移液容器中，尤其是并不在低泵功率时延伸。在构成为隔膜泵的泵装置的情况下尤其是，通过隔膜运动引起的脉动基本上并不完全延伸直至移液容器中。在泵装置的全功率的可选的情况下，尤其是甚至可以非常精确地填充具有小的移液体积(例如<5ml)的移液容器。在流体样本从移液容器排出时也是如此。
所述闭合面优选是基本上平坦的面，所述面在一个平面中，并且优选具有第一腔室开口和/或第二腔室开口，或具有与所述腔室开口连接的密封部段，各一个开口边缘，所述密封部段基本上在同一平面中或与之邻接。由此，能够实现的是，所述闭合面与相应的腔室开口和/或其密封部段接触地可以通过由用户控制的运动沿着相应的腔室开口和/或其密封部段滑动。接触优选为：在相应的腔室开口的闭合的封闭状态中实现气密密封的接触，使得尤其是在第二腔室开口完全闭合的情况下腔室压力基本上完全确定移液压力，而没有因第二腔室开口引起的压力损耗，以及还尤其是在第一腔室开口的完全闭合的情况下腔室压力基本上不影响移液压力，因为腔室压力施加于第二腔室开口并且由此施加于旁路通道，其中在闭合元件的该位置中泵装置优选被去活和/或并不影响阀腔室的压力。
但所述闭合面也可以具有非平坦的形状，尤其是具有柱体形的设计，所述设计在数学上通过圆形形状的平移来描述，或具有其他形状，所述其他形状可以通过其他形状的平移或旋转来描述，其中所述其他形状例如可以是椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或其他多边形。所述腔室开口或其密封部段于是相应地成型，使得至少分部段地在运动期间实现完全封闭第一腔室开口和/或第二腔室开口。
优选地设计为，所述闭合元件具有至少一个凹部，所述凹部从闭合面起延伸到闭合元件的深度并且所述凹部在所述闭合面中形成至少一个闭合面开口，其中所述至少一个闭合面开口具有平行于所述运动的方向测得的长度和与之垂直地测得的宽度，其中所述至少一个闭合面开口的宽度和/或所述至少一个凹部的深度在运动的方向上至少分部段地改变，和尤其是所述闭合面利用至少一个闭合面开口沿着所述第一腔室开口和/或第二腔室开口滑动，使得第一腔室开口和/或第二腔室开口的闭合横截面在运动期间改变。
通过沿着运动的方向改变凹部的形状尤其是宽度和/或深度(尤其是预设的腔室压力或泵功率恒定的情况下)可以通过连接通道调节流动阻力，其中所述连接通道表示在阀腔室与移液通道之间的流动部段(“第一连接通道”)或在所述阀腔室与所述旁路通道之间的流动部段(“第二连接通道”)。在闭合面中的闭合面开口尤其可以具有沿着运动方向减缩的或扩宽的曲线，和尤其可以是三角形的。但该曲线也可以是梯形的或矩形的。
代替凹部，闭合元件也可以具有至少一个突出部，所述突出部从闭合元件的外侧开始向外延伸并且所述突出部在外侧上形成闭合面，当闭合面在沿着第一腔室开口和/或第二腔室开口滑动时，所述闭合面的沿着方向b改变的宽度和/或高度确定通过第一腔室开口和/或第二腔室开口的流动阻力。
优选地设计为，第一闭合面开口的宽度和/或第一凹部的深度沿着运动的方向至少分部段地增大，并且其中第二闭合面开口的宽度和/或第二凹部的深度沿着该运动的方向至少分部段地减小。
优选地设计为，所述第一腔室开口和所述至少一个闭合面限定了具有可变的第一流动阻力r1的第一连接通道，其中所述第一连接通道将移液通道与阀腔室连接，和其中第二腔室开口和至少一个闭合面限定了具有可变的第二流动阻力r2的第二连接通道，其中该第二连接通道将旁路通道与阀腔室连接，其中腔室压力到移液通道和旁路通道上的分配改变了比率r2/r1，其中尤其是该比率在运动期间增大。
优选地设计为，所述闭合元件具有第一凹部，所述第一凹部从闭合面起延伸到闭合面的深度并且所述第一凹部在闭合面中形成第一闭合面开口，以及其中闭合元件具有第二凹部，所述第二凹部从闭合面起延伸到闭合元件的深度并且所述第二凹部在闭合面中形成第二闭合面开口，其中尤其是在运动期间第一闭合面开口贴靠在第一腔室开口上而第二闭合面开口贴靠在第二腔室开口上。
优选地，第一凹部和第二凹部沿着运动方向相继地设置在同一闭合面中，这尤其是之后也针对第一腔室开口和第二腔室开口的位置。由此，能够实现更窄的结构形式。
但也可能的是，第一凹部和第二凹部沿着运动方向彼此平行地或平行彼此错移地设置在至少一个闭合面中，这尤其是于是也针对第一腔室开口和第二腔室开口的位置。由此沿着运动方向可供使用的位置可以最佳地用作在所述第一腔室开口/第二腔室开口处的压力的调节路径，使得对于每个压力改变单位使用更大的调节路径并且可以由用户更好地控制配量。
优选地，尤其是在根据前述段落的的设计方案中，第一凹部设置在闭合元件的第一闭合面上而第二闭合面设置在闭合元件的第二闭合面上。第一闭合面和第二闭合面可以并不彼此平行地设置在闭合元件上或可以彼此平行地设置，尤其是设置在闭合元件的相对置的侧上。
闭合元件可以沿着(在此情况下平移的)运动的方向具有三角形的横截面，矩形的横截面或方形的横截面，五边形的横截面，六边形的横截面或一般多边形的横截面，或可以是椭圆形或圆形。在多边形横截面的情况下，闭合面优选地基本上是平坦的。与闭合面的数量有关，在移液设备上可以实现不同的定量(dosierprofile)，以便尤其是提供不同的配量速度。在此，闭合元件优选地构成为可围绕所述运动方向的轴线转动，使得期望的闭合面可以被用户对准第一腔室开口和第二腔室开口。
优选地设计为，所述闭合元件具有至少一个第一闭合面和第二闭合面，所述第一闭合面和所述第二闭合面非平行地并且尤其是彼此以60°<＝α<＝120°的角度定向。
优选地设计为，在所述运动期间第一闭合面与第一腔室开口相对置并且沿着所述第一腔室开口滑动，和第二闭合面与第二腔室开口相对置并且沿着所述第二腔室开口滑动。
优选地设计为，所述第一腔室开口和/或第二腔室开口具有密封部段，所述密封部段被至少一个闭合面接触，尤其是以便在闭合元件的至少一个位置中基本上完全气密地密封第一腔室开口和/或第二腔室开口。
优选地设计为，所述阀腔室和/或所述闭合元件具有至少一个密封部段，以便在闭合元件的至少一个位置中和/或在运动期间基本上完全气密地密封阀腔室。
表述“连接阀组件的两个充气区域”在本申请的范围中表示：这两个区域通过连接通道彼此连接，使得尤其是空气可以在这两个区域之间运动，尤其是可以与方向无关地运动。这样的连接尤其可以是间接的或是“直接的”。术语“直接连接”阀组件的两个充气区域在本发明的范围中尤其是表示，这两个区域通过未分支的连接通道连接，其中可能的是，在该连接通道中设置可改变的流动阻力，例如节流功能的装置，尤其是节流阀。在间接连接的情况下，这两个区域例如可以经由多个管路或腔室和/或例如沿着一个或多个分支部位连接。
通道，尤其是连接通道，可以是管路，尤其是软管管路，或可以是阀组件或移液设备的其他构成用于引导流动介质的区域，例如集成到铸造的成型件中的通道。
优选地，设置恰好一个泵装置，所述泵装置尤其是隔膜泵或具有该隔膜泵。所述泵装置优选地在输入侧具有第一泵通道，所述第一泵通道构成为吸取通道，用于将流体样本吸取到与移液通道连接的移液容器中。所述泵装置优选地在输出侧具有第二泵通道，所述第二泵通道构成为挤压通道，用于将流体样本从与移液通道连接的移液容器挤出。
优选地，阀组件具有恰好一个旁路通道。优选地，至少一个直接与泵装置连接的泵通道直接与周围环境和/或旁路通道连接。在设计用于将要移液的样本吸取到移液容器中的阀装置中，优选地，在输出侧的泵通道直接与旁路通道和/或周围环境连接。在设计为将要移液的样本从移液容器中挤出的阀装置中，优选地，在输入侧的泵通道直接与周围环境和/或旁路通道连接。
在本发明的一个优选的实施形式中，泵装置与第一阀装置的阀腔室连接和与第二阀装置的阀腔室连接。
优选地，移液通道经由具有可变的流动阻力的第一连接通道与阀腔室连接，并且优选地，旁路通道经由具有可变的流动阻力的第二连接通道与阀腔室连接，其中，为了在移液通道中产生所期望的移液压力，阀装置的第一流动阻力和第二流动阻力适配，尤其是同时适配。可变的流动阻力可以在构造上相对有效地集成。
优选地，阀装置具有闭合载体元件和优选地具有至少一个闭合元件，所述闭合元件相对于闭合载体元件和/或阀腔室至少可在第一位置与第二位置之间优选地平移地运动，优选地可旋转地运动，优选可平移和/或旋转运动地设置。
在第一位置中，优选地所述闭合元件将第一连接通道和/或第一腔室开口闭合而优选同时将第二连接通道和/或第二腔室开口不闭合。
在第二位置中，优选地所述闭合元件将第一连接通道和/或第一腔室开口不闭合而优选地同时将第二连接通道和/或第二腔室开口闭合。
通过闭合元件，尤其是通过唯一的闭合元件，尤其是第一流动阻力和第二流动阻力可以同时适配。以此方式可以简单地实现移液压力的调节，这也称作移液压力的配量。
闭合元件优选地是阀活塞，而闭合载体元件和/或阀腔室在此情况下优选地构成为活塞载体元件和/或活塞柱体元件。由此可以精确地将阀活塞的运动转化成第一连接通道和/或第二连接通道中的压力改变，并且由此可以精确地调节在移液通道中的移液压力。也可能和优选的是，闭合元件并不构成为阀活塞而阀腔室并不构成为活塞柱体。在闭合元件和阀腔室之间的气密的密封于是优选地通过密封部段，例如弹性密封环或o形环例如由硅树脂构成的o形环进行，所述密封部段可以设置或固定在闭合元件上或在阀腔室上或在闭合载体元件上。
优选地，闭合元件和/或阀腔室和/或闭合载体元件是注塑件，由此能够实现高效的制造。尤其是，至少一个闭合面的构型可以通过制造以注塑方法高效地成型。闭合元件也可以通过车削制造为车削件或通过铣削制造为铣削件，或通过这样的制造方法的组合来制造。
优选地，闭合元件利用弹簧装置弹性地支承，所述弹簧装置将闭合元件挤压到第一位置中并且弹簧装置通过闭合元件从第一位置运动到第二位置而张紧。
优选地，闭合元件构成为，当所述闭合元件设置在第一位置与第二位置之间的至少一个第三位置中时，所述闭合元件部分地打开第一连接通道和第二连接通道。优选地，第一连接通道和第二连接通道在第一位置和第二位置之间的路程的至少一半上分别部分打开。通过第三位置能够实现，泵装置不仅与移液通道连接，而且同时也与朝向周围环境敞开的旁路通道连接。以此方式，腔室压力的波动至少并不完全传递至移液通道，而是被衰减。由此可以精确地移液。
优选地，闭合元件构成为，使得闭合元件在第三位置中相较于在第四位置中更大程度地闭合第一连接通道，并且优选地，在第四位置中相较于第三位置更大程度地闭合第二连接通道。第三位置和第四位置在此尤其是在第一位置与第二位置之间。通过该措施可以根据闭合元件的位置有目的地适配腔室压力在移液通道和旁路通道之上的压力降的分配。优选地，第三位置更靠近第一位置，而第二位置更靠近第四位置。
优选地，移液设备可手动地操纵，其中阀装置构成为，闭合元件的位置由用户确定，以便调节移液管路中所期望的移液压力。优选地设计为，闭合元件的运动由用户驱动。但也可能的是，闭合元件的运动电驱动并且尤其是通过移液设备的优选地设置的电控制装置来控制。
在本发明的第一优选的实施形式中，泵装置与第一阀装置的阀腔室连接并且与第二阀装置的阀腔室连接。优选地，泵装置的第一泵通道与第一阀装置连接而泵装置的第二通道与第二阀装置连接。泵装置在此优选地具有泵，尤其是隔膜泵，优选地唯一的泵。根据本发明的第一优选的实施形式，移液设备优选地具有至少一个优选地恰好一个第一阀装置，其带有第一阀腔室，和具有优选地恰好一个第二阀装置，其带有第二阀腔室，其中至少一个优选地恰好一个泵装置为了在第一阀腔室中产生第一腔室压力与第一阀腔室连接而为了在第二阀腔室中产生第二腔室压力与第二阀腔室连接，其中第一阀腔室和第二阀腔室分别与至少一个优选地恰好一个移液通道和至少一个优选地恰好一个旁路通道连接。优选地，第一阀装置构成为，在移液通道中调节压力，该压力适合于将流体样本抽取到与移液通道空气密封地连接的移液容器中。优选地，第二阀装置构成为，使得在移液通道中调节压力，该压力适合于将流体样本从与移液通道空气密封地连接的移液容器中排出。
此外优选地，移液设备可手动地操纵并且构成为，使得为了吸取流体样本，在第一阀腔室与移液通道之间的连接通道至少部分打开并且在第二阀腔室和移液通道之间的连接通道闭合，并且优选地为了将流体样本排出，在第一阀腔室和移液通道之间的连接通道闭合和在第二阀腔室和移液通道之间的连接通道至少部分打开。
此外优选地，移液设备可手动地操纵并且构成为，使得为了吸取流体样本，在第一阀腔室与旁路通道之间的连接通道至少部分打开并且在第二阀腔室和旁路通道之间的连接通道敞开，并且优选地为了将流体样本排出，在第一阀腔室和旁路通道之间的连接通道敞开且在第二阀腔室和旁路通道之间的连接通道至少部分或完全打开。
此外优选地，移液设备构成为，使得通过旁路通道与周围环境基本上仅交换空气体积，该空气体积对应于为了调节移液通道中所期望的移液压力所需的空气体积，其中空气交换优选地基本上仅在调节移液压力时进行，并且优选地在达到所期望的移液压力时基本上不进行。在阀组件和周围环境之间交换的空气体积优选地是在吸取过程中或在挤出过程中空气的净流量。该设计方案提供了如下优点：与周围环境交换空气基本上仅按对于改变移液压力所需的程度进行。由此一方面避免了以不必要的程度将有害的例如潮湿的环境空气吸入到阀组件中。另一方面，不将空气从阀组件按不必要的程度排出到周围环境中，这对于用户而言是舒适的。
优选地，移液设备具有恰好一个泵装置和至少一个用于吸取的空气的第一泵通道，所述第一泵通道在吸取侧与泵装置连接，和用于排出的空气的第二泵通道，所述第二泵通道在压力侧与泵装置连接，其中优选地，第一泵通道与第一阀腔室连接和第二泵通道与第二阀腔室连接，使得借助其中一个泵装置不仅在第一阀腔室中可以产生吸取压力而且在第二阀腔室中可以产生排出压力。这样的布置可以特别简单地实现。
在本发明的第二优选的实施形式中，阀组件具有恰好一个阀装置。泵装置尤其是在此情况下优选地构成为，将泵浦方向颠倒，使得泵装置的这两个泵通道中的每个泵通道不仅可以用作吸取通道(输入通道)而且可以用作压力通道(输出通道)。
优选地，移液设备构成为可手操纵的电动移液设备，所述电动移液设备尤其是具有枪状的把手，所述把手具有至少一个可以通过用户调节的操纵元件，通过其操纵，为了在移液通道中产生所期望的移液压力，由用户控制腔室压力并且通过至少一个阀装置以配量方式分配到移液通道和旁路通道上。
优选地，移液设备具有用于根据阀装置的闭合元件相对于阀装置的基体的位置自动地调节至少一个泵装置的泵功率的装置。优选地，移液设备具有用于根据操纵元件相对于阀装置的基体的位置自动地调节至少一个泵装置的泵功率的装置。该装置可以具有用于检测闭合元件尤其阀活塞和/或操纵元件的位置的位置传感器。所述位置传感器可以是霍尔传感器。可替选地，光学的位置识别是可能的。最大泵功率的调节也可以手动地经由可调节的电阻尤其是手动可调节的电阻进行，并且尤其经由电位计进行。优选地，移液设备具有可调节的电阻并且尤其是构成为借助可调节的电阻调节最大泵功率。
根据本发明的用于制造根据本发明的移液设备的方法优选具有如下步骤：
至少部分由第一材料制造阀组件的至少一个阀装置，所述第一材料尤其可以是塑料、复合材料或陶瓷；优选：尤其由尤其塑料、复合材料或陶瓷、尤其由金属制造至少一个闭合元件，例如制造为车削件或铣削件，或制造为组合的车削件/铣削件，即制造为通过车削和铣削方法的组合制造的部分，并且尤其由塑料借助注塑方法制造；
至少部分由第二材料制造至少一个移液通道和尤其是也制造至少一个旁路通道，所述第二材料尤其是不同于第一材料；
优选地：至少部分地制造至少一个移液通道，和尤其是也至少部分地制造至少一个旁路通道，尤其是一件式地制造，尤其是通过使用铸造方法，其中第二材料尤其是塑料。
优选地在阀组件中，设置至少一个载体组件，所述载体组件尤其一件式地制造，和优选地具有移液通道的至少一部分，优选地具有旁路通道的至少一部分和优选具有至少一个阀装置优选地恰好两个阀装置的的阀腔室的至少一部分。优选地，该载体组件具有至少一个容纳区域，用于容纳活塞载体元件，尤其是恰好两个这样的容纳区域。
移液容器尤其是是空心柱体状容器，该容器具有第一开口，用于容纳/排出流体样本，和具有至少一个第二开口，用于施加移液压力。优选地，所述移液容器具有连接部段，所述移液容器可借助所述连接部段脱开地、尤其是空气密封地和压力密封地与移液设备的对应的、优选地所设置的连接部段连接。移液容器优选地是市售的刻度移液管或容量移液管。移液容器的可能的移液容器大小即最大的容积，尤其可以在0.1ml和100ml之间。流体样本通常是可流动的、尤其是主要含水的样本，例如含水的生理溶液。
附图说明
根据本发明的移液设备和根据本发明的用于其制造的方法的其他优选的设计方案和特征从后续结合附图及其对实施例的描述中得到。如果未另作说明或从上下文中得不到其他说明，则实施例的相同组件基本上通过相同的附图标记来表示。在附图中：
图1以示意性的侧视图示出了根据本发明的移液设备的第一实施例。
图2a示出了处于第一状态中的根据本发明的第一优选的实施形式的在图1中的移液设备的横截面视图。
图2b示出了处于第二状态中的图2a的阀装置。
图2c示出了处于第三状态中的图2a的阀装置。
图3a示出了根据第一实施例的在根据本发明的移液设备的阀装置中可使用的闭合元件的等轴斜视图。
图3b示出了根据第二实施例的在根据本发明的移液设备的阀装置中可使用的闭合元件的等轴斜视图。
图3c示出了根据第三实施例的在根据本发明的移液设备的阀装置中可使用的闭合元件的等轴斜视图。
图3d示出了根据第四实施例的在根据本发明的移液设备的阀装置中可使用的闭合元件的等轴斜视图。
图3e示出了根据第五实施例的在根据本发明的移液设备的阀装置中可使用的闭合元件的等轴斜视图。
图4示出了在根据本发明的移液设备的在图3a的阀装置中使用的阀腔室部段连带移液通道和第一腔室开口的等轴斜视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的移液设备1的实施例。该移液设备1用作电驱动的、手动的移液辅助装置，用于与由玻璃或塑料制成的刻度移液管或容量移液管9一起使用，所述刻度移液管或容量移液管在具有0.1ml(毫升)和100ml之间的填充体积的不同大小经由实验室设备贸易公司获得。
为了描述本发明尤其是使用术语“上部”和“下部”。这些术语指的是移液设备在空间中的设置，其中沿着纵轴线延伸的移液容器平行于重力的方向即竖直地设置，该移液容器与移液设备连接。方向说明“向下”指的是重力的方向，说明“向上”指的是相反的方向。
移液设备1是气垫式移液设备，其尤其用于通过借助承受第一移液压力的空气吸取到移液容器中来移液流体样本，和/或用于通过借助承受第二移液压力的空气将流体样本从移液容器排出。气垫式移液设备使用空气作为工作介质，以便实现将流体样本输送到移液容器中或从移液容器中输送出。这在下文中予以进一步阐述：
在图1中阴影地示出了在移液容器9中的流体样本9a。在阴影的区域的上部，在移液容器的区域9b中存在空气，该空气相对于环境压力膨胀，即承受负压。该负压是经由移液设备的移液通道施加来吸取样本的移液压力，该移液压力在图1中将样本9a克服重力以恒定高度保持在容器中。用于吸取样本的第一移液压力尤其选择为，使得第一移液压力至少小于要移液的样本所承受的环境压力。用于吸取样本的第一移液压力尤其选择为，使得第一移液压力施加对于提升或保持在移液容器9中的液柱9a所需的反作用力，所述反作用力尤其基本上至少与液柱9a的重量一样大。用于将流体样本9a从移液容器9排出的第二移液压力必须至少小于第一移液压力，尤其是至少小到使得液柱克服了通过移液压力(负压)引起的反作用力并且因重力而被排出。为了将流体样本从移液容器中挤出，第二移液压力尤其至少大于环境压力。
移液设备1具有壳体2作为基体2，该壳体具有悬臂部段4，在该悬臂部段的端部上在其下侧上设置移液设备的连接部段5，在该悬臂部段上移液容器9可脱开地并且空气密封地与连接部段5连接。该连接部段在此构成为可更换的、可旋接的容纳锥体5。该容纳锥体包含夹持部段(未示出)，用于力配合地保持可插入到夹持部段中的移液容器9，和隔膜过滤器(不可见)，该隔膜过滤器在悬臂部段4与移液容器9之间接合到移液通道中。隔膜过滤器防止了，要移液的流体样本进入移液设备或其阀装置中。以此方式，保持确保移液设备的功能能力。
此外，基体2还具有枪状的把手部段3。在该把手部段3的内部中，在向下敞开的或可打开的蓄电池盒中设置电池单元或蓄电池单元6。蓄电池单元6例如可以具有镍金属氢化物或锂聚合物或者锂离子/聚合物蓄电池，其例如可以提供9v的工作电压。蓄电池单元6可以根据弹匣的方式向下从基体2移除并且优选通过卡锁装置(未示出)保持在基体上。此外在把手部段3的内部中，安置通过蓄电池单元的工作电压电驱动的泵装置7，该泵装置具有带有可调节的泵功率的电驱动的隔膜泵。在壳体2的内部中的电控制装置8具有电路，尤其是可编程的电路。控制装置8构成为，控制电驱动的移液设备1的至少一个功能。
此外，在把手部段3的内部中设置带有两个阀装置的阀组件，所述阀装置尤其可以根据图2a至2c保持并且其中尤其是闭合元件可以适配，如这在图3a至3e中之一所示的那样。
移液设备1具有两个操纵元件11、12，用于手动地操纵阀组件的两个阀装置。操纵元件构成为借助螺旋弹簧131以弹簧方式支承的按钮115，当按钮被用户的手指从其初始位置运动到被按入的位置中时，该按钮的螺旋弹簧131被张紧。按钮11、12可以彼此无关地运动。两个操纵元件11、12平行叠置地并且在水平上可运动地且不可逆地设置在基体2上。每个操纵元件115优选至少在一个方向上沿着轴线a(参见图2a)基本上刚性地固定在阀组件的阀装置101的闭合元件110上，在根据本发明的第一优选的实施形式的阀装置101中尤其是借助注塑成与闭合元件110一件式制造的组件。
如在图2a至2c中所示的那样，用户借助运动b将闭合元件从第一位置引导到第三位置和从那里引导到第二位置中，第一位置在图2a中示出，第三位置在图2b中示出，第二位置在图2c中示出。如果用户施加比通过在阀载体元件111和闭合元件110之间的压缩的螺旋弹簧131施加的力小的力，则闭合元件被弹簧力复位。
在图2a中所示的第一位置中，阀腔室106的第一腔室开口113和移液通道103完全闭合，其方式是：平坦的闭合面120密封地接触第一腔室开口或者在那里优选设置的在图4中构成为硅树脂o形环113’的密封部段113’的边缘，使得防止气体穿透第一腔室开口113，尤其在移液设备的任何典型的工作状态中。图4中示出的密封部段，大体上在本发明的此说明书的上下文中，不仅可以构成弹性的o形环而且例如也紧凑地构成为移液通道的弹性体部段，尤其是移液通道可以部分或完全地由弹性体形成。此外，在闭合元件的第一位置中，旁路通道104打开，即未通过闭合面120闭合，因为第二腔室开口114在此与闭合元件的第二凹部(vertiefung)122相对置。第二凹部122将通过第二腔室开口114的流动路径在此保持最大程度地打开，使得如果泵装置激活并且通过泵通道冲击流动，则腔室负压或腔室超压(相对于环境压力即这里是大气压力)会引起通过旁路通道104的流动。然而，在第一位置中泵装置优选不活动，尤其是其方式是：泵装置首先通过转向操纵按钮115来机械地激活。在阀组件的第一状态中尤其在移液通道中有合适的移液压力(负压)的情况下可以将液柱9a保持到恒定的高度上。
在图2c中所示的第二位置中，阀腔室106的第二腔室开口114和旁路通道104完全闭合，其方式是：平坦的闭合面120密封地接触第二腔室开口或者在那里优选设置的在图4中构成为硅树脂o形环113’的密封部段113’的边缘，使得防止气体穿透第二腔室开口114，尤其在移液设备的任何典型的工作状态中。此外，在闭合元件的第二位置中，移液通道103打开，即未通过闭合面120闭合，因为第一腔室开口113在此与闭合元件的第一凹部121相对置。第一凹部121将通过第一腔室开口113的流动路径在此保持最大程度地打开，使得腔室负压或腔室超压(一阶近似地相对于环境压力(更确切地说：相对于在不活动的泵和不运动的液柱9a中在区域9b中和在移液管路中存在的压力，其由移液管9中的流体样本9a的重力和抽吸作用与环境压力偏差))实现通过移液通道103的最大空气流动。
在图2b中所示的第三位置中，其中闭合元件设置在第一位置与第二位置之间，第一腔室开口113和第二腔室开口114分别部分地打开。由此，形成通过第一连接通道的第一流动阻力，该第一流动阻力通过在阀腔室106与移液通道103之间的流动部段确定。属于该流动部段的尤其是第一凹部121的第一闭合面开口的在第三位置中与第一腔室开口邻接的部段，所述第一凹部通入闭合面120中。在此，实现第一凹部121的沿着运动方向b改变的横截面，该横截面可以通过凹部的改变的宽度和/或沿着方向b的闭合面开口给定或通过沿着方向b改变的深度给定，参见在图3a至3e中的可能的闭合元件和其凹部的实施形式。通过第一凹部121的沿着方向b改变的横截面实现与闭合元件的位置有关的第一流动阻力。
类似地，形成通过第二连接通道的第二流动阻力，该第二流动阻力通过在阀腔室106与旁路通道104之间的流动部段确定。属于该流动部段的尤其是第二凹部122的闭合面开口的在第三位置中与第二腔室开口114邻接的部段，所述第二凹部通入闭合面120中。通过第二流动阻力r2与第一流动阻力的比率r2/r1可以将在阀腔室中存在的腔室压力分配到或配量到移液通道和旁路通道上，使得在移液通道中产生用户所期望的压力，该压力引起吸取流体样本9a或引起将流体样本9a从移液管9排出。
优选地，移液设备具有锁止装置，在另一操纵元件12被操纵的情况下，该锁止装置自动地锁止尤其是锁定其中一个操纵元件11，反之亦然。锁止装置可以具有锁定元件，该锁定元件通过操纵其中一个操纵元件来机械地移动，以便在锁止状态中阻断另一操纵元件的可运动性。但锁止装置也可以构成为电动调节锁止状态。
第一操纵元件11用于将流体样本吸进移液容器中。第二操纵元件12用于将流体样本从移液容器中排出或吸取流体样本。
移液设备1的阀组件在该实施例中由不同的组件制造，所述组件尤其插接在一起。这些组件尤其包括载体组件(未示出)，尤其两个闭合载体元件，两个闭合元件110、110’和密封环，尤其是密封环113’。密封部段、尤其是密封环尤其可以分别设置在阀腔室106或闭合载体元件111的外部端部132上，如在图2a中所示。闭合载体元件111可以具有如下形状，所述形状在其内部与闭合元件110的形状匹配，并且尤其是能够在闭合载体元件111的内部中实现闭合元件110的平移运动b。为此，阀腔室106构成为闭合元件110的容纳部段。
每个容纳部段单侧地向外敞开，以便能够实现第一闭合元件110或第二闭合元件110的插入。闭合元件相对于其容纳部段优选分别具有小的间隙配合，使得闭合元件在容纳部段中力配合的固定可以分别通过将至少一个密封环压缩来进行，例如在位置132处(图2a)。密封环优选密封地构成，使得密封环在符合规定地使用移液设备的过程中实现空气密封的和(负压)压力密封的密封。
阀组件的制造是特别简单的并且成本低廉的，并且在此是高效的，因为所述的组件可以简单地通过插接在一起来安装，尤其是在安装时无需使用特定的工具和/或复杂的固定步骤。
闭合元件110运动到第一位置中越远，则通过旁路通道104抽吸的空气比例越大。由此，通过移液通道吸取的空气的比例相应地较低。这导致了，在与移液通道连接的移液容器中流体样本的提升速度(单位时间的体积)和在移液容器中的最大的液柱由于作用于液柱的重力是小的。相应适用于：闭合元件110运动到第二位置中越远，则通过旁路通道104抽吸的空气比例越小。由此，通过移液通道吸取的空气的比例相应地较大。如果闭合元件110最大地运动到闭合载体元件111中(第二位置)，则基本上不再有空气经由旁路管路104抽吸。由此，从移液通道103吸取的空气量达到最大值。这导致，在移液容器中提升速度和液柱分别最大。除了经由旁路通道104控制提升速度之外，横截面改变尤其是闭合元件110的至少一个凹部121、122的锥形的形状实现调整在空气流进入闭合载体元件111的内部空间区域到移液通道103的路径上的空气速度。阀组件的功能性尤其在下文中还予以描述。由此还可以更精细地配量在移液容器中的液柱的提升速度。
如果闭合元件110从在图2b中的阀装置101的第二状态开始被用户从第三位置又转移到第一位置中，以便结束吸取过程，则优选设计为，泵功率以预定的方式通过电控制装置来调节，以便根据在第一连接通道中的第一流动阻力调节泵功率，使得移液压力保持恒定，直至又到达闭合元件的第一位置。由此，在移液容器中由用户吸取的液柱保持恒定体积。尤其是可能的是，在闭合元件从第三位置运动到第一位置时，在第三位置的情况下存在的泵功率至少保持恒定，直至到达第一位置。
移液通道103中的移液压力分别通过阀装置调节，而另一阀装置基本上不影响移液压力，其方式是：尤其是另一阀装置的第一连接通道是闭合的。第二连接通道或第二腔室开口尤其是在第三位置中优选至少部分地打开，所述第三位置在第一和/或第二位置的闭合元件的位置之间，并且第二连接通道或第二腔室开口尤其是在第三位置中优选将最大开口的或最大开口体积的至少一半，第三位置与距第二位置相比更靠近第一位置。通过阀装置的阀腔室与周围环境的旁路连接尤其实现了，在阀腔室中的可能通过泵装置形成的压力波动并不完全传递到移液通道上并且由此并不完全传递到液柱上，而是经由旁路按比例地向周围环境排出并且由此尤其在阀活塞从第一位置中小偏转时并且尤其在小的泵功率和/或泵频率的情况下被有效地衰减。在全泵功率的情况下，甚至移液容器可以以小的配量体积非常精确地填充。以此方式可以更精确地和更舒适地移液。
在移液设备1中进行移液特性的进一步调整，其方式是：泵功率可无级地变化。为此，基体2具有至少一个霍尔传感器作为位置传感器(未示出)，通过霍尔传感器检测闭合元件相对于基体或相对于闭合载体元件111的位置。电控制装置8构成为，根据阀活塞110沿着轴线a的被测量的位置和/或测量的速度改变泵功率，尤其是当闭合元件被用户通过继续按入操纵元件进一步按压到闭合载体元件111的内部中时，增大泵功率。以此方式，移液设备的使用变得更有效尤其更舒适，并且功率的调节更灵活。尤其是，泵可以借助位置传感器或其他例如机械的开关立即接通。当操纵按钮被用户从初始位置按离时，优选当阀活塞被用户从第一位置运动出来时，机械的开关例如可以通过在操纵元件上的接片自动地脱扣。这至少适合于用于吸取样本的操纵元件。在用于排出样本的操纵元件中优选设计为，当到达闭合元件110的第三位置即按入深度时，泵才激活，因为在到达第三位置之前排出因重力进行而不需要超压。通过第二连接通道的打开被控制的样本排出是有效的并且是舒适的，并且泵活动可以附加以期望程度加速排出。
根据第一优选的实施形式的根据本发明的带有阀组件的移液设备的另一特别的优点为如下：移液设备构成为，使得通过旁通管路104与周围环境基本上仅交换空气体积，该空气体积对应于为了调节移液通道中所期望的移液压力所需的空气体积，其中空气交换优选地基本上仅在调节移液压力时进行，并且优选地在达到所期望的移液压力时基本上不进行。被交换的空气体积尤其是在阀组件的流动区域与周围环境之间的净流量，即要么是来自周围环境抽取空气的净体积或空气排出到周围环境的净体积。以此方式，较少的(潜在有害的)例如潮湿的外部空气进入阀组件的通道区域中并且反之较少的空气从阀组件排出到周围环境，这对于用户而言更舒适。
这在该实施例中尤其通过如下方式实现：移液设备具有恰好一个泵装置，带有例如恰好一个隔膜泵，和至少一个第一(或恰好一个第一)泵通道105，用于吸取的空气，所述第一泵通道在吸取侧与泵装置连接，和用于排出的空气的至少一个第二(或恰好一个第二)泵通道，所述第二泵通道在压力侧与泵装置连接，其中第一泵通道与第一阀装置的第一阀腔室连接和第二泵通道与第二阀装置的第二阀腔室连接，使得借助其中一个泵装置不仅在第一阀腔室中可以产生吸取压力而且在第二阀腔室中可以产生排出压力。
图3a示出了根据第一实施例的可在根据本发明的移液设备1中使用的闭合元件110。闭合元件具有第一闭合面120，该第一闭合面是平坦的并且平行于运动方向b设置。此外，闭合元件在横截面上(垂直于运动方向b看)是三角形的，在此根据等边三角形，其边彼此成α＝60°的角度。具有其他边(尤其平面边)数量的其他横截面形状是可能的和优选的。具有闭合面120的闭合元件的区域并不用作活塞元件，其将闭合元件的内部密封。仅仅设计为，相应的闭合面120、120’可以平行地沿着第一和第二腔室开口113、114滑动，以便与位置有关地完全或部分气密地封闭所述腔室开口。
第一闭合面的构型不同于第二闭合面的构型。用户可以从闭合载体元件111中取出转动、并且又插入闭合元件，使得另一闭合面朝向第一和第二腔室开口。由此调节移液设备的其他移液特性，尤其是影响移液速度。第一闭合面120的第一凹部121优选地在其宽度和/或深度方面不同于第二闭合面120’的第一凹部121’。第一闭合面120的第二凹部122优选地在其宽度和/或深度方面不同于第二闭合面120’的第二凹部122’。
基本上也可能的和优选的是，闭合元件仅具有唯一的闭合面，以便仅实现移液设备的唯一的移液特性。闭合元件于是也可以不可脱开地与闭合载体元件111连接。
图3b示出了根据第二实施例的可在根据本发明的移液设备中使用的闭合元件110a。闭合元件类似于闭合元件110地构成，但具有凹部121a、122a、121a’、122a’，其宽度基本上恒定的，使得形成矩形的闭合面开口。沿着方向b改变的流动阻力在此分别基本上通过凹部的沿着方向b改变的深度实现。
图3c示出了根据第三实施例的可在根据本发明的移液设备中使用的闭合元件110b。闭合元件类似于闭合元件110a地构成，即具有凹部121a、122a、121a’、122a’，其宽度基本上恒定的，使得形成矩形的闭合面开口。沿着方向b改变的流动阻力在此也分别基本上通过凹部的沿着方向b改变的深度实现。在此凹部成对地在方向b上相继地围绕闭合元件110b的圆柱形的部段或其唯一的柱形的闭合面120b分布。一对凹部可以由用户通过转动闭合元件110b朝向第一和第二腔室开口，其中闭合元件的转动位置在该定向中优选通过卡锁装置紧固(未示出)。
图3d示出了根据第四实施例的通过腔室开口的布置的进一步适配可使用在根据本发明的移液设备中的闭合元件110c。闭合元件具有柱形的部段，其具有柱形的闭合面120c。在方向b上渐缩的第一凹部121c用于打开移液通道，在方向b上扩宽的与凹部121c对置的第二凹部122c(不可见)在沿着方向b运动时用于同时关闭旁路通道。第一和第二腔室开口在此根据凹部121c和122c的位置相对置地设置在阀腔室上(未示出)。另一对凹部121c’和122c’(不可见)可以通过由用户转动闭合元件110c来调节。
图3e示出了根据第五实施例的通过腔室开口的布置的进一步适配可使用在根据本发明的移液设备中的闭合元件110d。该闭合元件与闭合元件110c不同仅在于一个、多个或所有凹部的沿着方向b改变的深度的最大深度。
不同的闭合元件例如闭合元件110c和闭合元件110d优选可以与相同的闭合载体元件一起使用。