專利名稱：一種用于吸取和分配液體試樣的吸管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及吸管，尤其是涉及可調(diào)節(jié)吸管，該可調(diào)節(jié)吸管具有改進的止動器結構，用于不同長度的試樣吸取和分配沖程。
背景技術：
吸管用于傳送具有精確測量容積的液體試樣。在吸入沖程中，活塞組件首先向下運動進入吸管本體，然后向上運動，以便將試樣吸入試樣接收區(qū)，例如一次性的尖端部分。然后，活塞組件再在分配沖程中向下運動，以便從試樣接收區(qū)分配試樣。希望活塞在分配沖程中沿向下方向的運動行程大于吸入沖程，這樣，所形成的超程必然使全部試樣排出。
美國專利3,827,305公開了一種吸管，該吸管在很多方面是現(xiàn)有技術的典型形式。主彈簧沿向上的方向偏壓活塞，當使活塞向下運動時，用戶要克服該彈簧的力。超程彈簧將下部止動器偏壓至正常位置，在該位置處，該下部止動器限制了活塞在吸入和吸取沖程中的向下運動行程。在排出或分配沖程中，用戶通過克服超程彈簧以及主彈簧的力，從而迫使活塞超程運動，這樣，下部止動器從其正常位置向下運動。
這種已知的下部止動器結構需要技巧和力量。在吸取沖程中，用戶必須使活塞向下運動一直到下部止動器，以保證吸入全部試樣。但是用戶不能使活塞超過它與下部止動器的最初接觸位置，否則吸入的試樣將太多。因此用戶必須通過感覺來發(fā)現(xiàn)吸取沖程的正確下行界限。
通常，超程彈簧比主彈簧更強。較硬的超程彈簧有助于用戶發(fā)現(xiàn)活塞與下部止動器的接觸，而不會在吸取沖程中使下部止動器移動。在吸管中，超程彈簧起到向底部密封件施加力的附加作用，較硬的彈簧也能增加密封效果。采用較強的超程彈簧需要用戶在分配沖程中施加相對較大的力，以便克服超程彈簧的力，并使下部止動器移動。
美國專利3,506,164、3,766,784和4,435,989公開了一種吸管，該吸管有指示機構，該指示機構有響應活塞運動的可旋轉(zhuǎn)部件，該可旋轉(zhuǎn)部件用于以間隔開的下部止動器交替限制向下的運動，從而獲得分別相對較短和較長的吸取和分配沖程。該交替作用是自動進行的，除了進行反復和純粹的軸向活塞操作外，不需要用戶輸入。盡管這些裝置不需要用戶克服較大的彈簧力以便進行超程運動，但是它們令人討厭的復雜、昂貴和脆弱。此外，由內(nèi)部機構自動對吸取或分配沖程進行交替選擇可能無意中導致沖程互換，并引起錯誤。
美國專利4,117,728公開了一種吸管，該吸管有可配合的柱塞和殼體肩部裝置，以便調(diào)節(jié)吸管柱塞和殼體的相對運動，從而能順序和分開地吸取不同液體、使該液體混合和分配該混合液體。該吸管并沒有提供使分配沖程實質(zhì)上長于吸取沖程的機構。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可調(diào)節(jié)吸管，該可調(diào)節(jié)吸管有改進的下部止動器裝置，用于提供不同長度的試樣吸取和分配沖程。本發(fā)明的其它目的是提供一種吸管，其中，操作人員在增加分配沖程的長度時不需要很高的技巧或很大力量；提供一種吸管，其中，拇指按鈕設置成便于使柱塞組件旋轉(zhuǎn)以交替改變對應于不同的柱塞吸取和排出沖程的位置的形狀；提供一種吸管，該吸管使用戶能看出該機構提供的是吸取沖程還是排出沖程；提供一種吸管，該吸管有在吸取和分配沖程底部的、確實可靠的止動器；提供一種吸管，該吸管使用戶在執(zhí)行吸取和分配操作時不需要壓縮較沉重的彈簧或壓縮多個彈簧；提供一種吸管，其中，不需要用戶單獨重復拇指運動；以及提供一種改進的吸管，其克服了已知的可調(diào)節(jié)吸管的缺點。
簡單地說，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于吸取和分配液體試樣的吸管，所述吸管包括一個具有縱向軸線的細長本體，所述本體具有上面手柄部分和下面本體部分，所述本體的所述上面手柄部分確定了一個與所述下面本體部分連通的柱體；一柱塞組件，該柱塞組件可在所述本體內(nèi)軸向運動；所述柱塞組件包括一活塞，該活塞可以在所述柱體中離開所述下面本體部分軸向運動，以便吸取液體試樣，以及朝著所述下面本體部分軸向運動，以便分配液體試樣；一上部止動器，該上部止動器與所述柱塞組件嚙合，并限定一上部位置；一止動器結構，該止動器結構固定在所述本體上，并包括第一和第二下部柱塞止動器，該第一和第二下部柱塞止動器可與所述柱塞組件嚙合；所述第一和第二下部柱塞止動器相對于所述軸線軸向和周向間隔開，其中該第一下部柱塞止動器較接近所述上部位置；一柱塞彈簧，該柱塞彈簧連接于所述本體和所述柱塞組件之間，并將所述柱塞組件向上朝著所述上部位置偏壓；所述柱塞組件包括一個軸向延伸的柱塞桿，用于使所述柱塞組件向下朝著其中一個所述下部柱塞止動器運動；所述柱塞組件包括一個徑向延伸和可旋轉(zhuǎn)地安裝的止動器嚙合部分，所述止動器嚙合部分可沿第一方向旋轉(zhuǎn)，用于與所述第一下部柱塞止動器嚙合，從而確定一個較短的所述柱塞組件的吸取沖程，且所述止動器嚙合部分可沿第二方向旋轉(zhuǎn)，用于與所述第二下部柱塞止動器嚙合，從而確定一個較長的所述柱塞組件的分配沖程，其中，所述第二方向與所述第一方向相反。


通過下面對附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細說明，可以更好地了解本發(fā)明以及上述和其它目的和優(yōu)點，附圖中圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的吸管的等距視圖；圖2是圖1的吸管的正視圖；圖3是圖1的吸管的頂視圖；圖4是沿圖2中的線4-4的吸管的剖面圖；圖5是吸管的某些部件的分解正視圖；圖6是吸管的柱塞桿和引導襯套的分解等距視圖；以及圖7是與圖4的一部分相對應的、吸管的局部放大剖面圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明原理構成的可調(diào)節(jié)吸管，總體以參考標號10表示?？傮w上，該吸管10包括一個細長本體12和一個可在該本體內(nèi)軸向運動的柱塞組件14。該本體12包括一上面手柄部分16和一下面本體部分18。該柱塞組件14被柱塞彈簧20向上偏壓(圖5和7)，并通過拇指按鈕22向下運動。可拆卸和一次性的尖端24(圖4)由下面本體部分18通過摩擦安裝。用戶將該柱塞組件14壓低至第一下部止動器位置，再將該尖端24置于液體試樣材料容器中。然后，用戶通過柱塞彈簧20使柱塞組件14升高，以便將液體試樣吸入該尖端24內(nèi)。然后，用戶再次壓低該柱塞組件14，這次將壓低至比第一止動器位置更低的第二止動器位置。這時將分配該液體試樣，且因為第二止動器位置低于第一止動器位置，因此分配沖程比吸取沖程更長。這樣形成的超程提供了在試樣分配之后的空氣流，并保證使試樣完全分配。使用后，該尖端24通常卸下，并更換成新的尖端24。
手柄部分16形成為它能舒適地與用戶的手配合的形狀。唇緣26從該手柄部分16的頂端前部向前延伸。該唇緣26包括一個向下傾斜的表面28，該表面28環(huán)繞用戶的食指。當用戶按壓該拇指按鈕22時，唇緣26向用戶的食指施加作用力。該向下傾斜的表面28使得用戶易于握住和控制該吸管10，并能將該吸管單獨掛在手指上。
下面本體部分18通過螺母30安裝在手柄部分16的下端。該螺母30使引導襯套32留在手柄部分16內(nèi)。引導襯套32的肩部34與密封加載彈簧36的上端嚙合。密封加載彈簧36的下端壓靠在柱體襯套38上，該柱體襯套38可滑動地支承于下面本體部分18內(nèi)。柱體襯套38的下端與密封組件40嚙合，該密封組件40包括一O形環(huán)密封件42和一個有凸緣的密封件支承墊圈44。該O形環(huán)密封件被由抵靠下面本體部分18的錐形壁部分46的密封加載彈簧36所提供的恒定彈簧力加載，從而使該下面本體部分18的內(nèi)部氣密密封。
柱塞組件14包括一柱塞桿48，該柱塞桿48的上端從手柄部分16上面伸出。拇指按鈕22通過固定螺釘50(圖4)固定在柱塞桿48的頂端。止動器嚙合銷52固定在該柱塞桿48的下端中，并作為徑向延伸的止動器嚙合部件。該柱塞桿48的底端與間隔軸54的頂端嚙合，而該間隔軸54的底部與柱塞活塞56配合，該柱塞活塞56可在柱體襯套38內(nèi)軸向滑動。柱塞活塞56在該柱體襯套38中的向上運動會減小該尖端24中的壓力。該減小的壓力用于吸取液體試樣。柱塞活塞56在該柱體襯套38中的向下運動會增大該尖端24中的壓力。該增大的壓力用于分配液體試樣。
試樣量可通過軸向定位上部止動器部件58來調(diào)節(jié)，該上部止動器部件58包括一螺紋桿部分60，該螺紋桿部分60處在一固定的、帶螺紋體的螺帽部分62內(nèi)。柱塞組件14的向上運動通過柱塞桿48的朝上的肩部48A(圖6)與形成于止動器部件58上的止動器表面63(圖4)的抵靠嚙合而受到限制。在圖4和7中可以看見上部止動器部件58的最上面部分。在該位置，將吸取最大量的液體試樣?？梢詫⒃撋喜恐箘悠鞑考?8向下運動，以便選擇較小調(diào)節(jié)量的試樣。
試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64包括在手柄部分16端部上面的滾花凸緣66。試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64的襯套部分68裝于手柄部分16的上端內(nèi)，并通過鍵固定，用于相對上部止動器部件58的頭部70進行軸向滑動和同時進行旋轉(zhuǎn)。該頭部70包括可滑動地支承柱塞桿48的軸頸72。該襯套部分68稍微傾斜，且在其所示的最低位置處被楔入和鎖定在手柄部分16內(nèi)的一固定位置中。為了改變試樣量，用戶軸向提高滾花凸緣66，從而釋放試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64以便旋轉(zhuǎn)。然后，用戶轉(zhuǎn)動滾花凸緣66從而使試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64旋轉(zhuǎn)。因為試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64通過鍵固定到上部止動器部件58上，因此止動器部件58也旋轉(zhuǎn)。該螺紋桿60在螺母62內(nèi)轉(zhuǎn)動，上部止動器部件軸向運動至確定所希望試樣量的位置處。該試樣量調(diào)節(jié)環(huán)64的結構和操作的進一步說明可以參考美國專利5,650,124，該文獻被本文參引。
顯示裝置72向用戶提供所選試樣量的指示。該顯示裝置包括三個帶有數(shù)字標記74的環(huán)，即一個個位環(huán)76、一個十位環(huán)78和一個百位環(huán)80。通過設置在手柄部分16中的窗口82可以看見該標記74。個位環(huán)76通過鍵固定而與上部止動器部件58一起旋轉(zhuǎn)，而環(huán)76、78和80通過驅(qū)動組件84互連，這樣，試樣量的指示呈現(xiàn)在窗口82中。
總體以86表示的尖端頂推機構用于在每次完成試樣傳送操作后除去該一次性尖端24。尖端頂推機構86包括頂推器部件88，該頂推器部件88安裝成能在該下面本體部分18上軸向運動。螺紋桿90使該頂推器部件88的頂部與可軸向運動且通常為U形的驅(qū)動部件92相連，該驅(qū)動部件92安裝在本體12的手柄部分16內(nèi)。底部襯套93至少部分環(huán)繞下面本體部分18的下面部分，該下面部分與安裝于基座(圖4)上的尖端24的上邊緣相鄰。驅(qū)動部件92有間隔開的分離臂94和96，該分離臂94和96終止于靠近手柄部分16頂部的間隔開位置處。樞軸銷98通過手柄部分16的唇緣26安裝，并可樞軸轉(zhuǎn)動地支承驅(qū)動桿100，該驅(qū)動桿100包括一對位于樞軸銷98相對側的相似按鈕部分102。臂94和96的上部在樞軸銷98的相對側緊靠在驅(qū)動桿100的下面。
為了將尖端24從下面本體部分18上推出，用戶按壓一個按鈕部分102。驅(qū)動桿100樞軸轉(zhuǎn)動，并推動一個臂94或96，從而使得驅(qū)動部件92軸向向下運動。該驅(qū)動部件92再將頂推器部件88向下壓，且襯套93的下部邊緣與尖端24的上部邊緣配合，從而使該尖端24脫開與下面本體部分18的摩擦嚙合。摩擦保持力的突然釋放使得該尖端24快速離開基座26。與用戶軸向按壓安裝于驅(qū)動桿端部的按鈕的機構相比，驅(qū)動桿100具有機械優(yōu)點。其優(yōu)點是使得頂推力增大，尤其是當尖端24通過摩擦緊密保持就位時。
按鈕部分102位于柱塞桿的相對側，這使得用戶能夠很容易和很自然地通過拇指施加尖端頂推力。因為驅(qū)動桿100包括兩個按鈕部分102，用戶能夠通過按壓驅(qū)動桿100任一端的按鈕部分102來操作尖端頂推機構86。該結構能適應右手和左手用戶，也使用戶可以選擇更舒適的一側來進行操作，或者改變尖端頂推動作，從而降低疲勞程度。除上面所述，對該尖端頂推器機構86的進一步說明可參考待審的美國專利申請No.09/373488，其便于理解本發(fā)明，該美國專利申請的提交日為1999年8月12日，該文獻被本文參引。
根據(jù)本發(fā)明，引導襯套32包括軸向和周向都彼此間隔開的第一和第二下部柱塞止動器104和106。尤其是，在引導襯套32的壁中提供有一對類似的引導狹槽108。該引導狹槽108相對于吸管10和柱塞組件14的中心縱向軸對稱。各引導狹槽108限定了在引導狹槽108底部的階形位置處的第一和第二下端柱塞止動器104和106。第一下部柱塞止動器104位于上面，并在第二下部柱塞止動器106的側面。
止動器嚙合銷52伸出到柱塞桿48的兩側，并裝于兩引導狹槽108內(nèi)。當包括柱塞桿48和所述銷52的柱塞組件14向下運動時，它的向下運動由于該銷52與第一下部柱塞止動器104或與第二下部柱塞止動器106的嚙合而被限制。柱塞桿48能夠繞其軸線旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)的量由于止動器嚙合銷52與引導狹槽108的側壁110嚙合而被限制。因此，銷52總是與第一下部柱塞止動器104或與第二下部柱塞止動器106對齊。該第一下部柱塞止動器104用于提供相對較短的軸向沖程，用于將液體試樣吸入尖端24中，該第二下部柱塞止動器106用于提供相對較長的軸向沖程，用于將液體試樣從該尖端24中分配出。
拇指按鈕22有特別的非圓形形狀，以便使用戶能夠方便可靠地對柱塞組件14的吸取沖程或分配沖程進行選擇。拇指按鈕22相對于與柱塞組件14的軸線一致的前后平面對稱，并包括一對位于柱塞桿48和柱塞組件軸線的相對側的相似凸耳112和114。用戶在吸取沖程和分配沖程中分別向下按壓凸耳112和114。當按壓拇指按鈕22時，凸耳112和114以及柱塞桿軸線之間的徑向距離導致形成繞該軸線的力矩。因此，當用戶向下按壓凸耳112或114以便使柱塞組件14向下運動時，用戶的拇指也同時將旋轉(zhuǎn)力施加在了柱塞組件上。在凸耳112和114上有用于吸取的標記“ASP”和用于分配的標記“DIS”，以便有助于用戶選擇吸取沖程或分配沖程。
當按壓凸耳112時，順時針力矩施加在柱塞組件14上，止動器嚙合銷52與第一下部柱塞止動器104對齊。因此，當向下按壓按鈕拇指22時，所述銷52與第一下部柱塞止動器104嚙合，從而提供相對較短的吸取軸向沖程長度。相反，當按壓凸耳114時，逆時針力矩施加在柱塞組件14上，止動器嚙合銷52與第二下部柱塞止動器106對齊，因此，當向下按壓拇指按鈕22時，銷52與第二下部柱塞止動器106嚙合，從而提供相對較長的分配軸向沖程長度。為了更有助于用戶選擇所希望的沖程，在手柄部分16中可以提供有窗口116，以便能看見止動器嚙合銷52和一個引導狹槽108。這使得用戶能夠立即知道該機構的特性和功能，以便交替進行吸取沖程和分配沖程。
因為有凸耳112和114以及在該凸耳上有標記，且有窗口116，因此用戶顯然能很容易地了解吸管10在實現(xiàn)吸取和分配沖程中的操作。因此，用戶所需的培訓和技巧水平降低。第一和第二部分柱塞止動器104和106提供了對于吸取沖程和分配沖程的確實、可靠和易于檢測的限制，并不需要用戶檢測例如由不同彈簧力提供的更細微的限制。用戶不需要在分配沖程中克服相對較大的彈簧力，這減小了用戶的疲勞程度，且使吸管10的操作非常平穩(wěn)。此外，因為密封加載彈簧36并沒有受到軸向柱塞運動的壓縮，這適于優(yōu)化密封效果，且密封件42不會受到過大應力。因為用戶拇指的運動和位置在吸取沖程和分配沖程中不同，因此能減少疲勞。
盡管已經(jīng)參考圖示的發(fā)明實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，但是，這些詳細情況并不用于限定由附屬的權利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于吸取和分配試樣的取樣吸管，包括具有縱向軸線的取樣吸管本體；可在所述本體內(nèi)移動的柱塞組件，該柱塞組件包括柱塞桿和可移動地安裝的活塞，該活塞具有固定的止動器嚙合銷；以及固定在所述本體上的第一和第二下部柱塞止動器，該第一和第二下部柱塞止動器可以與所述柱塞組件嚙合；其中，所述止動器嚙合銷可以在第一方向上旋轉(zhuǎn)，以與所述第一下部柱塞止動器嚙合，以及可以在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，以與所述第二下部柱塞止動器嚙合。
2.如權利要求1所述的取樣吸管，其中，所述固定的止動器嚙合銷是橫向銷。
3.如權利要求1所述的取樣吸管，其中，所述止動器嚙合銷自所述柱塞桿徑向地延伸，該柱塞桿安裝成用于相對于所述本體進行軸向和旋轉(zhuǎn)運動。
4.如權利要求1所述的取樣吸管，其中，還包括安裝在所述柱塞桿的端部上的拇指按鈕，用于徑向移動所述柱塞桿和沿所述第一方向和相反的方向旋轉(zhuǎn)所述柱塞桿。
5.如權利要求4所述的取樣吸管，其中，使用定位螺絲安裝所述拇指按鈕。
6.如權利要求4所述的取樣吸管，其中，所述拇指按鈕為非圓形，并且包括第一和第二凸耳，該第一和第二凸耳設置在所述軸線的相對側，用于選擇所述柱塞桿的旋轉(zhuǎn)方向。
7.如權利要求6所述的取樣吸管，其中，所述拇指按鈕的凸耳被標示出。
8.根據(jù)權利要求1所述的吸管，還包括引導襯套，該引導襯套安裝在所述本體內(nèi)，并環(huán)繞所述柱塞桿；以及引導狹槽，該引導狹槽位于所述引導襯套內(nèi)，其容納和限制所述止動器嚙合部分，所述引導狹槽具有階形底部，該階形底部限定了所述第一和第二下部柱塞止動器。
9.如權利要求8所述的取樣吸管，其中，還包括與所述引導襯套接觸的密封彈簧，該密封彈簧不被軸向的柱塞運動壓縮。
10.如權利要求8所述的取樣吸管，其中，所述引導襯套包括一對相對于所述軸線對稱的引導狹槽。
11.如權利要求1所述的取樣吸管，其中，所述本體包括一窗口，該窗口暴露出所述第一和第二下部柱塞止動器以及所述止動器嚙合銷。
12.如權利要求1所述的取樣吸管，還包括一上部止動器，其可與所述柱塞組件嚙合并限定了一上部位置。
13.如權利要求12所述的取樣吸管，其中，所述可移動地安裝的活塞在柱塞組件中朝向上部止動器軸向地運動，以用于吸取沖程，以及離開上部止動器軸向地運動，以用于分配沖程。
14.如權利要求12所述的取樣吸管，還包括一上部止動器部件，該上部止動器部件由所述本體承載，并限定了所述上部止動器，所述上部止動器部件可進行軸向調(diào)節(jié)，從而移動所述上部止動器，并同時改變所述吸取沖程和所述分配沖程。
全文摘要
一種用于吸取和分配液體試樣的吸管10，包括本體12，該本體裝有一柱塞組件14，該柱塞組件14包括一拇指按鈕22，該拇指按鈕22可在交替改變的相對較短的試樣吸取沖程和相對較長的試樣分配沖程中軸向運動。在引導襯套32中的引導狹槽108容納止動器嚙合銷52，該止動器嚙合銷52裝在柱塞桿48上，該狹槽108確定了兩個軸向和周向間隔開的下部柱塞止動器104、106，用于吸取沖程和分配沖程。拇指按鈕22包括偏心的凸耳112、114，當由用戶按壓時，該凸耳112、114向柱塞桿48施加旋轉(zhuǎn)力矩。
文檔編號G01F11/02GK1669657SQ20051000681
公開日2005年9月21日 申請日期2000年12月5日 優(yōu)先權日1999年12月8日
發(fā)明者沃倫·E·吉爾森 申請人:吉爾森公司