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PATENTANSPRÜCHE
1. Flüssigkeits-Entnahmespritze, mit einem zylindrischen Spritzenkörper (2) mit darin gleitbar und dichtend beweglichem Kolben (2a) und mit einer am Spritzenkörper (2) angebrachten angespitzten Kanüle (4), dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kanüle mindestens ein Druckausgleichskanal (11, 11', 14) vorgesehen ist.
2. Spritze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichskanal eine dünne Kapillare (11, ii') ist, die im Innern der Kanüle (4) verläuft, mit dieser verbunden ist und an ihren beiden Endbereichen mit der Atmosphäre kommuniziert.
3. Spritze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichskanal in der Nähe des mit dem Spritzenkörper (2) verbundenen Kanülenendes in einer Kammer (8) endet, die mit Hohlräumen (9, 9') zur Aufnahme von Filtermaterial in Verbindung steht.
4. Spritze nach Patentanspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (4) auf einem Teil ihrer Länge von einer festsitzenden Hülse (5') mit polygonalem Innenquerschnitt umgeben ist, welche am Äusseren der Kanüle (4) verlaufende Druckausgleichskanäle (14) bildet, deren Anzahl gleich der Eckenzahl des genannten Polygons ist.
5. Spritze nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (9') mit einem zur Atmosphäre offenen Schlauchanschluss-Stutzen (10') versehen ist.
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Entnahmespritze die einen zylindrischen Spritzenkörper mit darin gleitbar und dichtend beweglichem Kolben sowie eine am Körper angebrachte angespitzte Kanüle aufweist.
Die Verwendung von Injektionsspritzen hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Neben dem Gebrauch in der Medizin benutzt man solche Spritzen in steigendem Umfang in der Chemie, Physik, Nukleartechnik usw. zur Entnahme von Flüssigkeiten aus Flaschen oder Ampullen, die mit einem perforierbaren Verschluss versehen sind und zur Eingabe von Substanzproben in Analysenapparaturen, beispielsweise Gaschromatographen.
Zu diesem Zweck durchsticht man eine Verschlussmembran aus Gummi oder Kunststoff, z.B. Butylkautschuk oder Silikonkautschuk, die im Stopfen des Behälters ausgespannt ist und zum flüssigen Füllgut hin mit einem inerten Kunststoff überzogen sein kann, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, mit der Spritzenkanüle und saugt mit dem Spritzenkolben Flüssigkeit an.
Die durchstochene Verschlussmembran schmiegt sich der Kanüle an und schliesst den Einstich luftdicht ab, was in Übereinstimmung mit dem Zweck der Verschlussmembran steht. Beim Ansaugen von Flüssigkeit entsteht aber im Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsstandes in der Ampulle oder Flasche ein Unterdruck, der sich in die Flüssigkeit und auch in die Spritze fortpflanzt. Beim Loslassen des Spritzenkolbens läuft die Flüssigkeit aus der Spritze wieder in die Flasche zurück, wobei der Kolben wieder in die Spritze gleitet, bis sich der Druck ausgeglichen hat.
Es ist daher nicht möglich, eine herkömmliche Spritze blasenfrei zu füllen, denn einerseits scheidet sich das in der Flüssigkeit gelöste Gas unter der Einwirkung des Unterdruckes in Form von Blasen aus, die sich in der Spritze vereinigen, und andererseits strömt beim Zurückziehen einer solchen, gegen den Atmosphärendruck zwangsweise gefüllten Spritze aus der erwähnten Flasche bzw. Ampulle Luft in die Spritze ein, sobald bei festgehaltenem Kolben die Kanüle die Verschlussmembran verlassen hat.
Bei Flüssigkeiten, die niedrig sieden, kann ein Aufwallen in der Spritze eintreten, und solche Flüssigkeiten, die gegen Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und/ oder Feuchtigkeit empfindlich sind, z.B. metallorganische Verbindungen und deren Lösungen, lassen sich auf diese Weise nicht entnehmen, denn die Flüssigkeiten werden bei Berührung mit solchen Gasen bzw. mit Feuchtigkeit zersetzt, verunreinigt oder sogar entflammt.
Ziel der Erfindung war die Entwicklung einer Spritze, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Es stellte sich die Aufgabe, eine Entuahmespritze zu schaffen, die einen Druckausgleich bei der Flüssigkeitsabzapfung und gegebenenfalls auch die Zuiuhr von gereinigtem oder inertem Gas ermöglicht, ohne dass andere Nachteile (z.B. aufwendige Konstruktion, schlechte Reinigungsmöglichkeit, Schwierigkeiten bei der Flüssigkeitsausspritzung) in Kauf zu nehmen wären.
Diese Aufgabe wird durch die neue Ausbildung einer Spritze gelöst. Die erfindungsgemässe Entnahmespritze ist dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Kanüle mindestens ein Druckausgleichskanal vorgesehen ist.
Der erfindungsgemässe vorhandene mindestens eine Druckausgleichskanal kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsarten der neuen Spritze, die an Hand der Figuren näher beschrieben werden sollen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit innen in der Kanüle liegendem kurzem Druckausgleichskanal, im Längsschnitt;
Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Kanüle (zweite Ausführungsform) mit innenliegendem langem Druckausgleichskanal, im Längsschnitt;
Fig. 4 eine dritte, bevorzugte Ausführungsform mit aussenliegenden Druckausgleichskanälen, ebenfalls im Längsschnitt;
Fig. 5 einen Querschnitt in der Ebene V-V nach Fig. 4;
Fig. 6 eine längsgeschnittene Ausführungsform einer Zufuhrstelle für zum Druckausgleich dienendes Gas, und
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Flüssigkeitsbehälter und die Kanüle nach Fig. 4 bei der Flüssigkeitsentnahme.
In Fig. 1 erkennt man die Kanüle 4, die mittels eines Schlauchstückes 3 oder eines anderen äquivalenten Verbindungselemetes auswechselbar verbunden ist. Letzterer ist auf herkömmliche Weise mit Kolben 2a, Dichtungsmanschetten 2b und Griff 2c ausgebildet.
Auf die Kanüle 4 ist eine Hülse 5 aufgezogen, die mit einem Mantelteil 6 gasdicht, z.B. durch Kleben oder Schweissen, bei 7 verbunden ist. Durch die Hülse 5 und den Mantel 6 wird eine Kammer 8 gebildet, die mit Hohlräumen 9 in Verbindung steht, die wiederum mit der Atmosphäre durch die Öffnung 10 kommunizieren. Gemäss Fig. 2, worin ein Schnitt in der Ebene II-II der Fig. 1 dargestellt ist, sind zwei solche Hohlräume 9 und Öffnungen 10 vorhanden. Der Hohlraum 9 kann mit einem Wattebausch oder einem anderen Filtermaterial gefüllt sein; bei Bedarf lässt sich dieses Filter mit Desinfektionsmitteln tränken. Der Hohlraum 9 kannjedoch auch mit einem Trockenmittel für Gase gefüllt sein.
Im Innern der Kanüle 4 befindet sich ein Röhrchen 11, das an der Innenwand anliegt. Es beginnt bei einer ersten Öffnung 12 der Kanüle und endet bei einer zweiten Öffnung 13.
Mit beiden Öffnungen ist das Röhrchen 11 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden, etwa durch Lötung.
Die erste Öffnung 12 ist so weit vom spitzen Kanülenende angebracht, dass sie beim Gebrauch der Spritze in den Gasraum des Flüssigkeitsbehälters ragt. Beim Ansaugen von Flüssigkeit durch Zurückziehen des Kolbens 2a strömt Luft auf folgendem Weg in den Behälter: Atmosphäre - 10 - 9 - 8 - 13 - 11 - 12 - Behälter. Es kann daher im Behälter kein Un- terdruck entstehen. Auf ihrem Weg wird die Luft durch das
Filter im Hohlraum 9 entstaubt und gegebenenfalls desinfiziert.
Der mit dem Mantel 6 verbundene Kragen der Hülse 5 dient dazu, beim Einführen der Spritze in einen Behälter einen Anschlag zu bilden, derart, dass die Öffnung 12 stets in dessen Gasraum endet.
Wenn hingenommen werden kann, dass einströmende Ausgleichsluft durch die Flüssigkeit perlt, so wird man eine einfachere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Fig. 3 wählen, worin ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform dargestellt ist. Hier erstreckt sich das Röhrchen 11' bis gegen das spitze Ende der Kanüle, wo es frei endet, so dass nur eine Verbindung zwischen Kanüle und Röhrchen notwendig ist.
Eine noch einfachere und daher besonders bevorzugte Ausführungsform zeigt Fig. 4, die einen Längsschnitt analog Fig. 1 und 3 darstellt. Hier hat die im allgemeinen aus Kunststoff gefertigte Hülse 5' einen polygonalen Querschnitt, der im Querschnitt der Fig. 5 als Quadrat dargestellt ist dessen Seitenlänge etwas kleiner als der Aussendurchmesser der Kanüle 4 ist. Beim Aufziehen der Hülse 5' auf die Kanüle 4 wird der quadratische Querschnitt an den vier Berührungsstellen mit der Kanüle 4 etwas aufgeweitet, ohne jedoch Kreisform anzunehmen. Infolge der Elastizität des Hülsenmaterials wird die Hülse 5' unverschiebbar auf der Kanüle 4 festgehalten. Es haben sich nun vier Kanäle 14 (vgl. Fig. 5) gebildet, die einerseits in der Kammer 8 und andererseits neben der Kanüle bei 15 enden.
Fig. 7 zeigt im Längsschnitt eine Spritze mit einer solchen Kanülenausbildung im Gebrauch. Die Flasche 16 ist mit einer Verschlussscheibe 17 aus Butylkautschuk versehen, die mittels des Kapselringes 18 aus Metall oder Kunststoff dicht am Flaschenausguss anliegt. Bei 20 ist die Verschlussscheibe durchstochen und die Kanüle 4 so tief eingeführt worden, dass das Ende 15 der Hülse 5' ins Flascheninnere ragt. Beim Zurückziehen des Kolbens 2a (Fig. 1) strömt Flüssigkeit 19 gemäss Pfeil 19a in die Kanüle, während die entsprechende Menge Luft bei 15 in den Gasraum 21 eintritt (Pfeile 21a). Es kann also kein Unterdruck entstehen und die in den Zylinder der Spritze 2 eingesaugte Flüssigkeit steht lediglich unter ihrem hydrostatischen Druck, der durch die Reibung der Manschette 2b vollständig aufgefangen wird, so dass keine Flüssigkeit in die Flasche 16 zurücklaufen kann.
Fig. 6 zeigt schliesslich im Längsschnitt eine Ausbildung des Mantels 6' mit Kammer 8' Hohlraum 9' mit Filter und angedeuteter Hülse 5 oder 5'. Ein Schlauchstutzen 10' gestattet den Anschluss an eine nicht dargestellte Inertgas- oder Trokkengasquelle, so dass auch luft- bzw. feuchtigkeitsempfindliche Flüssigkeiten abgefüllt werden können.
Die Wahl der Materialien ist nahezu beliebig. Bevorzugt führt man die Kanüle in rostfreien Metallen (Edelstahl, Messing verchromt usw.) und die übrigen Teile in Kunststoff aus, z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid, Polycarbonat, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid, Hartgummi, Polytetra fluoräthylen usw.,je nach Verwendungszweck.
Der Querschnitt der Hülse 5' ist meist quadratisch, kann jedoch auch z.B. drei-, fünf- oder sechseckig sein.
Es können Spritzen von einigen Mikrolitern bis zu 1000 ml und darüber hergestellt werden.
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PATENT CLAIMS
1. A liquid withdrawal syringe with a cylindrical syringe body (2) with a piston (2a) that can slide and seal therein and with a pointed cannula (4) attached to the syringe body (2), characterized in that at least one pressure compensation channel (11 , 11 ', 14) is provided.
2. Syringe according to claim 1, characterized in that the pressure equalization channel is a thin capillary (11, ii ') which runs inside the cannula (4), is connected to it and communicates with the atmosphere at its two end regions.
3. Syringe according to claim 1, characterized in that the pressure equalization channel ends in the vicinity of the cannula end connected to the syringe body (2) in a chamber (8) which is connected to cavities (9, 9 ') for receiving filter material.
4. Syringe according to claim 1 or 3, characterized in that the cannula (4) is surrounded over part of its length by a fixed sleeve (5 ') with a polygonal inner cross-section, which on the outside of the cannula (4) extending pressure compensation channels (14) forms, the number of which is equal to the number of corners of the said polygon.
5. Syringe according to claim 3, characterized in that the cavity (9 ') is provided with an open to the atmosphere hose connector (10').
The invention relates to a liquid withdrawal syringe which has a cylindrical syringe body with a piston which is slidable and movable therein and a pointed cannula attached to the body.
The use of hypodermic syringes has increased significantly in recent years. In addition to the use in medicine, such syringes are used to an increasing extent in chemistry, physics, nuclear technology, etc. for the removal of liquids from bottles or ampoules which are provided with a perforable closure and for the input of substance samples in analytical apparatus, for example gas chromatographs.
For this purpose, a sealing membrane made of rubber or plastic, e.g. Butyl rubber or silicone rubber, which is stretched out in the stopper of the container and can be coated with an inert plastic towards the liquid filling material, e.g. made of polytetrafluoroethylene, with the syringe cannula and draws in liquid with the syringe plunger.
The pierced membrane clings to the cannula and seals the puncture, which is in accordance with the purpose of the membrane. When aspirating liquid, however, a negative pressure is created in the gas space above the liquid level in the ampoule or bottle, which is propagated into the liquid and also into the syringe. When the syringe plunger is released, the liquid runs out of the syringe back into the bottle, the plunger sliding back into the syringe until the pressure has equalized.
It is therefore not possible to fill a conventional syringe without bubbles, because on the one hand the gas dissolved in the liquid separates out under the action of the negative pressure in the form of bubbles that unite in the syringe, and on the other hand flows back when one is withdrawn the forcibly filled syringe from the aforementioned bottle or ampoule of air into the syringe as soon as the cannula has left the closure membrane while the plunger is held.
Low boiling liquids may experience syringe swell and liquids sensitive to oxygen, nitrogen, carbon dioxide and / or moisture, e.g. Organometallic compounds and their solutions cannot be removed in this way because the liquids are decomposed, contaminated or even ignited when they come into contact with such gases or with moisture.
The aim of the invention was to develop a syringe that does not have the disadvantages described. The task was to create a withdrawal syringe that enables pressure equalization during liquid tapping and possibly also the supply of cleaned or inert gas without having to accept other disadvantages (e.g. complex construction, poor cleaning options, difficulties in liquid ejection) would be.
This task is solved by the new training of a syringe. The withdrawal syringe according to the invention is characterized in that at least one pressure compensation channel is provided parallel to the cannula.
The at least one pressure compensation channel according to the invention can be implemented in various ways. The drawing shows three types of execution of the new syringe, which will be described in more detail with reference to the figures.
Show it:
1 shows a first embodiment with a short pressure equalization channel lying inside the cannula, in longitudinal section;
Fig. 2 shows a cross section in the plane II-II of Fig. 1;
3 shows a cannula (second embodiment) with an internal long pressure equalization channel, in longitudinal section;
4 shows a third, preferred embodiment with external pressure compensation channels, also in longitudinal section;
5 shows a cross section in the plane V-V of FIG. 4.
6 shows a longitudinally sectioned embodiment of a supply point for gas used for pressure equalization, and
FIG. 7 shows a section through a liquid container and the cannula according to FIG. 4 during the liquid withdrawal.
1 shows the cannula 4, which is connected interchangeably by means of a piece of hose 3 or another equivalent connection element. The latter is designed in a conventional manner with piston 2a, sealing sleeves 2b and handle 2c.
A sleeve 5 is fitted onto the cannula 4, which is gas-tight with a jacket part 6, e.g. by gluing or welding, is connected at 7. Through the sleeve 5 and the jacket 6, a chamber 8 is formed, which communicates with cavities 9, which in turn communicate with the atmosphere through the opening 10. 2, wherein a section in the plane II-II of FIG. 1 is shown, two such cavities 9 and openings 10 are present. The cavity 9 can be filled with a cotton ball or other filter material; if necessary, this filter can be soaked with disinfectants. However, the cavity 9 can also be filled with a desiccant for gases.
Inside the cannula 4 there is a tube 11 which bears against the inner wall. It begins at a first opening 12 of the cannula and ends at a second opening 13.
The tube 11 is connected to both openings in a gastight and liquid-tight manner, for example by soldering.
The first opening 12 is made so far from the pointed end of the cannula that it projects into the gas space of the liquid container when the syringe is used. When liquid is drawn in by pulling back the piston 2a, air flows into the container in the following way: atmosphere - 10 - 9 - 8 - 13 - 11 - 12 - container. There can therefore be no negative pressure in the container. On its way, the air is
Dust is removed from the filter in the cavity 9 and disinfected if necessary.
The collar of the sleeve 5 connected to the jacket 6 serves to form a stop when the syringe is introduced into a container, such that the opening 12 always ends in its gas space.
If it can be accepted that incoming compensating air bubbles through the liquid, one will choose a simpler embodiment of the subject matter according to FIG. 3, which shows a longitudinal section through a further embodiment. Here the tube 11 'extends up to the tip end of the cannula, where it ends freely, so that only a connection between the cannula and the tube is necessary.
An even simpler and therefore particularly preferred embodiment is shown in FIG. 4, which shows a longitudinal section analogous to FIGS. 1 and 3. Here, the sleeve 5 ', which is generally made of plastic, has a polygonal cross section, which is shown as a square in the cross section of FIG. 5, the side length of which is somewhat smaller than the outer diameter of the cannula 4. When the sleeve 5 'is pulled onto the cannula 4, the square cross section is widened somewhat at the four points of contact with the cannula 4, but without assuming a circular shape. Due to the elasticity of the sleeve material, the sleeve 5 'is held immovably on the cannula 4. Four channels 14 (see FIG. 5) have now formed, which end at 15 in chamber 8 and on the other hand next to the cannula.
Fig. 7 shows in longitudinal section a syringe with such a cannula design in use. The bottle 16 is provided with a sealing disk 17 made of butyl rubber, which bears tightly against the bottle spout by means of the capsule ring 18 made of metal or plastic. At 20, the closure disc has been pierced and the cannula 4 has been inserted so deep that the end 15 of the sleeve 5 'projects into the interior of the bottle. When the piston 2a (FIG. 1) is withdrawn, liquid 19 flows into the cannula according to arrow 19a, while the corresponding amount of air enters the gas space 21 at 15 (arrows 21a). There can therefore be no negative pressure and the liquid sucked into the cylinder of the syringe 2 is only under its hydrostatic pressure, which is completely absorbed by the friction of the sleeve 2b, so that no liquid can run back into the bottle 16.
6 finally shows in longitudinal section an embodiment of the casing 6 'with chamber 8', cavity 9 'with filter and indicated sleeve 5 or 5'. A hose connector 10 'allows connection to an inert gas or dry gas source (not shown), so that liquids which are sensitive to air or moisture can also be filled.
The choice of materials is almost unlimited. The cannula is preferably made of rustproof metals (stainless steel, chrome-plated brass, etc.) and the remaining parts are made of plastic, e.g. Polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polyoxymethylene, polyvinyl chloride, hard rubber, polytetra fluorethylene, etc., depending on the intended use.
The cross section of the sleeve 5 'is usually square, but can also be e.g. be triangular, pentagonal or hexagonal.
Syringes from a few microliters up to 1000 ml and above can be produced.