自动化溶液分配器制造技术

本文提供了本发明专利技术的方法和系统，其包括使用自动化溶液分配器根据至少一种目标特性形成溶液。控制器可以可操作地连接至所述自动化溶液分配器，其中所述控制器被编程用于引导一种或多种固体和一种或多种液体混合以产生所述溶液。至少一部分所述溶液可被分配至一个或多个容器中。

Automatic solution distributor

This article provides a method and a system for the invention, which includes the use of an automated solution distributor to form a solution based on at least one target characteristic. The controller can be operatively connected to the automatic solution distributor, wherein the controller is programmed to guide one or more solids to mix with one or more liquids to produce the solution. At least a part of the solution can be allocated to one or more containers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化溶液分配器交叉引用本申请要求2015年2月6日提交的美国临时申请62/113,249的优先权，其通过引用全部并入于此。
技术介绍
溶液制备是工业界和学术界实验室环境中最常见和最耗时的活动之一。在溶液制备中可能涉及的许多任务，包括测量、分配、混合、调节pH、调节温度、脱气、过滤、装瓶、贴签以及溶液制备前后的清洗等，大部分是手工完成的，因而需要占用实验室工作人员的大量时间。以准确的方式对包括细粉末、块状粉末和结晶固体等在内的范围广泛的固体进行的一致处理在当前通常是手工实现的。自动化可减少单个工作人员花费在这些日常任务上的时间，并允许他们把自己的时间用在其他任务中。自动化还可支持实验室内和各实验室间的再现性和一致性。自动化还可允许对诸如温度和pH值等溶液关键参数的一致的和准确的监控，从而提高制备溶液的容易度和速度并优化溶液制备参数。进一步地，自动化可允许对溶液组分的存量和消耗的一致的日志保持，这将易于以高效而及时的方式采购溶液组分。另外，通过使用自动化，可以开发新的销售和补充库存系统。除此之外，系统将会随时间推移而产生数据，该数据将会允许对制备的溶液和制备量的优化，从而为实验室创造可观的资金节省，以及化学品用量节省以利绿色效益。
技术实现思路
如本文所认识到的，能够以最小的人为干预准确地进行溶液的配量、混合、pH调节、加热、冷却、脱气、过滤和装瓶的溶液分配器可能是有利的。进一步地，能够准确地和一致地处理诸如细粉末、块状粉末和结晶固体等各种物理性质的固体的自动化溶液分配器，在不同情况下可能是有用的。以半自动化或全自动化方式优化溶液制备、溶液组分的采购和库存的溶液制备的自动化日志保留可能是有利的。本专利技术的一个方面提供了制备溶液的系统。该系统可以包括(a)混合腔室；(b)自动化溶液分配器，其在所述混合腔室中引导选自多种固体的至少一种固体和选自多种液体的至少一种液体以形成溶液；(c)一个或多个容器，其具有足以容纳至少一部分所述溶液的内部容积；(d)瓶处理子系统，其中所述瓶处理子系统被配置用于操纵所述一个或多个容器；以及(e)可操作地耦合至所述自动化溶液分配器和所述瓶处理子系统的控制器。在一些实施方式中，所述控制器可以被编程用于(i)引导所述至少一种固体和所述至少一种液体在所述混合腔室中混合以形成具有至少一种目标特性的溶液，(ii)引导所述瓶处理子系统将所述一个或多个容器中的至少一个子集操纵至分配位置，以及(iii)当所述一个或多个容器处于分配位置时，将至少一部分所述溶液从所述混合腔室分配至所述一个或多个容器中。在一些实施方式中，所述至少一种目标特性可以选自温度、pH、化学组成、重量、电导率、浊度、密度、电容、体积和粘度。在一些实施方式中，所述至少一种目标特性可以是至少三种目标特性。在一些实施方式中，所述控制器可以可操作地耦合至被编程用于接收来自用户的输入的用户界面。在一些实施方式中，所述输入可以包括对应于所述至少一种目标特性的溶液订单(solutionorder)。在一些实施方式中，所述溶液可以根据所述输入被分配至所述一个或多个容器中。在一些实施方式中，所述系统还可包括可操作地耦合至所述控制器的传感器。在一些实施方式中，所述控制器可以被编程用于接收来自传感器的一个或多个输入，并且将所述一个或多个输入和与安全规则相关的安全值进行比较。在一些实施方式中，所述控制器可经由可操作地耦合至所述控制器的用户界面来接收来自用户的安全值、安全规则或其组合。在一些实施方式中，所述控制器可被编程为，当所述一个或多个输入(i)超出所述安全值，(ii)处于所述安全值的约20％以内，(iii)违反所述安全规则，或(iv)其组合时，向用户提供警报。在一些实施方式中，所述控制器可被编程为，当所述一个或多个输入处于所述安全值的约10％以内时，向用户提供警报。在一些实施方式中，所述警报可以是视觉警报、声音警报、触觉警报或其任何组合。在一些实施方式中，当所述一个或多个输入(i)超出所述安全值，(ii)处于所述安全值的约20％以内，(iii)违反所述安全规则，或(iv)其组合时，所述控制器可以停止制备溶液。在一些实施方式中，所述一个或多个输入可以是所述至少一种目标特性的测量值。在一些实施方式中，所述一个或多个输入可以是溶液体积。在一些实施方式中，在使用期间，所述传感器可以检测所述一个或多个容器的内部容积，且所述控制器可引导所述自动化溶液分配器将所述溶液分配至所述一个或多个容器中而不超过所检测到的内部容积的100％。在一些实施方式中，所述传感器可以是重量传感器、压力传感器、光学传感器、超声传感器、红外线传感器、条形码传感器、apriltag传感器、材料组成传感器或它们的任何组合。在一些实施方式中，所述传感器可以检测光的发射、光的反射、光的吸收、声音的发射或它们的任何组合，以确定所述一个或多个容器的内部容积。在一个实施方式中，所述传感器可鉴别与所述一个或多个容器的内部容器形状无关的所述一个或多个容器的特性。在一些实施方式中，所述特性可以是所述一个或多个容器的内部容积。在一些实施方式中，所述特性可以是所述一个或多个容器中的液体量。在一些实施方式中，所述特性可以是与所述一个或多个容器相关联的条形码、apriltag、标签或它们的任何组合。在一个实施方式中，所述特性可以是所述一个或多个容器的材料组成。在一个实施方式中，所述材料组成可包括玻璃、聚合物、金属、金属合金、金属氧化物、陶瓷、石头或它们的任何组合。在一些实施方式中，所述聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、尼龙、酚醛树脂(bakelite)、聚氯乙烯、橡胶或它们的任何组合。在一些实施方式中，所述聚合物可包括ULTEMTM、TEFLONTM或它们的任何组合。在一些实施方式中，所述聚乙烯可包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或它们的组合。在一些实施方式中，所述聚乙烯可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一些实施方式中，所述金属合金可包括不锈钢。在一些实施方式中，所述不锈钢可具有选自奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化马氏体不锈钢或它们的任何组合的晶体结构。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以是三维形状。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以具有至少一个弯曲表面。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以具有至少一个平坦表面。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以是弯曲形状。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以是柏拉图立体。在一些实施方式中，所述外部容器形状可以是正方形、矩形、圆形、椭圆形、圆锥形、圆柱形、金字塔形或无定形。在一些实施方式中，所述溶液可被分配至第一容器中直到传感器检测到所分配的溶液体积处于第一容器的内部容积的约10％以内，在此之后，可将所述溶液分配至第二容器中。在一些实施方式中，所述控制器可被编程用于接收来自传感器的一个或多个输入，其中所述一个或多个输入可包括(a)已分配的溶液的量，(b)待分配的溶液的量，(c)填充有所分配的溶液的所述容器的那部分内部容积，(d)未填充的所述容器的那部分内部容积，或(e)它们的任何组合，且其中可根据所述一个或多个输入将所述溶液分配至所述一个或多个容器中。在一些实施方式中，所述传感器可位于所述一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备溶液的系统，其包括a.混合腔室；b.自动化溶液分配器，其在所述混合腔室中引导选自多种固体的至少一种固体和选自多种液体的至少一种液体以形成所述溶液；c.一个或多个容器，其具有足以容纳至少一部分所述溶液的内部容积；d.瓶处理子系统，其中所述瓶处理子系统被配置用于操纵所述一个或多个容器；以及e.控制器，其可操作地耦合至所述自动化溶液分配器和所述瓶处理子系统，其中所述控制器被编程用于(i)引导所述至少一种固体和所述至少一种液体在所述混合腔室中混合，以形成具有至少一种目标特性的溶液，(ii)引导所述瓶处理子系统将所述一个或多个容器的至少一个子集操纵至分配位置，以及(iii)当所述一个或多个容器处于所述分配位置时，将至少一部分所述溶液从所述混合腔室分配至所述一个或多个容器中，且其中所述至少一种目标特性选自温度、pH、化学组成、重量、电导率、浊度、密度、电容、体积和粘度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.06 US 62/113,2491.一种用于制备溶液的系统，其包括a.混合腔室；b.自动化溶液分配器，其在所述混合腔室中引导选自多种固体的至少一种固体和选自多种液体的至少一种液体以形成所述溶液；c.一个或多个容器，其具有足以容纳至少一部分所述溶液的内部容积；d.瓶处理子系统，其中所述瓶处理子系统被配置用于操纵所述一个或多个容器；以及e.控制器，其可操作地耦合至所述自动化溶液分配器和所述瓶处理子系统，其中所述控制器被编程用于(i)引导所述至少一种固体和所述至少一种液体在所述混合腔室中混合，以形成具有至少一种目标特性的溶液，(ii)引导所述瓶处理子系统将所述一个或多个容器的至少一个子集操纵至分配位置，以及(iii)当所述一个或多个容器处于所述分配位置时，将至少一部分所述溶液从所述混合腔室分配至所述一个或多个容器中，且其中所述至少一种目标特性选自温度、pH、化学组成、重量、电导率、浊度、密度、电容、体积和粘度。2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一种目标特性为至少三种目标特性。3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器可操作地耦合至用户界面，该用户界面被编程用于接收来自用户的输入。4.如权利要求3所述的系统，其中所述输入包括对应于所述至少一种目标特性的溶液订单。5.如权利要求3所述的系统，其中所述溶液根据所述输入被分配至所述一个或多个容器中。6.如权利要求1所述的系统，还包括可操作地耦合至所述控制器的传感器。7.如权利要求6所述的系统，其中所述控制器被编程用于接收来自所述传感器的一个或多个输入，并将所述一个或多个输入和与安全规则相关的安全值进行比较。8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器经由可操作地耦合至所述控制器的用户界面从用户处接收所述安全值、所述安全规则或其组合。9.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器被编程为，当所述一个或多个输入i)超出所述安全值，ii)处于所述安全值的约20％以内，iii)违反所述安全规则，或iv)其组合时，向用户提供警报。10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器被编程为，当所述一个或多个输入处于所述安全值的约10％以内时，向用户提供警报。11.如权利要求9所述的系统，其中所述警报为视觉警报、声音警报、触觉警报或其任何组合。12.如权利要求7所述的系统，其中当所述一个或多个输入i)超出所述安全值，ii)处于所述安全值的约20％以内，iii)违反所述安全规则，或iv)其组合时，所述控制器停止制备所述溶液。13.如权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个输入为所述至少一种目标特性的测量值。14.如权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个输入为溶液体积。15.如权利要求6所述的系统，其中在使用期间，所述传感器检测所述一个或多个容器的内部容积，并且所述控制器引导所述自动化溶液分配器将溶液分配至所述一个或多个容器内而不超过所检测到的内部容积的100％。16.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器为重量传感器、压力传感器、光学传感器、超声传感器、红外线传感器、条形码传感器、apriltag传感器、材料组成传感器或它们的任何组合。17.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器检测光的发射、光的反射、光的吸收、声音的发射或它们的任何组合，以确定所述一个或多个容器的内部容积。18.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器鉴别与所述一个或多个容器的外部容器形状无关的所述一个或多个容器的特性。19.如权利要求18所述的系统，其中所述特性是所述一个或多个容器的内部容积。20.如权利要求18所述的系统，其中所述特性是所述一个或多个容器中的液体量。21.如权利要求18所述的系统，其中所述特性是与所述一个或多个容器相关联的条形码、apriltag、标签或它们的任何组合。22.如权利要求18所述的系统，其中所述特性是所述一个或多个容器的材料组成。23.如权利要求22所述的系统，其中所述材料组成包括玻璃、聚合物、金属、金属合金、金属氧化物、陶瓷、石头或它们的任何组合。24.如权利要求23所述的系统，其中所述聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、尼龙、酚醛树脂、聚氯乙烯、橡胶或它们的任何组合。25.如权利要求23所述的系统，其中所述聚合物包括ULTEMTM、TEFLONTM或它们的任何组合。26.如权利要求24所述的系统，其中所述聚乙烯包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或它们的组合。27.如权利要求24所述的系统，其中所述聚乙烯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。28.如权利要求23所述的系统，其中所述金属合金包括不锈钢。29.如权利要求28所述的系统，其中所述不锈钢具有选自奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化马氏体不锈钢或它们的任何组合的晶体结构。30.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状为三维形状。31.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状具有至少一个弯曲表面。32.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状具有至少一个平坦表面。33.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状为弯曲形状。34.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状为柏拉图立体。35.如权利要求18所述的系统，其中所述外部容器形状为正方形、矩形、圆形、椭圆形、圆锥形、圆柱形、金字塔形或无定形。36.如权利要求6所述的系统，其中所述溶液被分配至第一容器中直至所述传感器检测到所分配的溶液体积处于所述第一容器的内部容积的约10％以内，在此之后，将所述溶液分配至第二容器内。37.如权利要求6所述的系统，其中所述控制器被编程用于接收来自所述传感器的一个或多个输入，其中所述一个或多个输入包括(a)已分配的溶液的量，(b)待分配的溶液的量，(c)填充有所分配溶液的所述容器的那部分内部容积，(d)未填充的所述容器的那部分内部容积，或(e)它们的任何组合，并且其中根据所述一个或多个输入将所述溶液分配至所述一个或多个容器中。38.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器位于所述一个或多个容器的内部容积内。39.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器位于邻近所述一个或多个容器的开口处。40.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器为两个传感器、三个传感器或四个传感器。41.如权利要求6所述的系统，其中所述控制器自动校准所述传感器。42.如权利要求41所述的系统，其中通过所述控制器进行的自动传感器校准发生在i)用户输入中指定的一个或多个时间，ii)当所述传感器感测到其自身的劣化时，或iii)它们的组合。43.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器i)感测其自身的劣化，ii)恢复其传感器活性，或它们的组合。44.如权利要求43所述的系统，其中当所述传感器不能提供测量值时或当所述传感器提供超出预定范围的测量值时，检测到传感器劣化。45.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器为废物传感器。46.如权利要求45所述的系统，其中i)所述废物传感器检测液体、气体、溶液或其任何组合的一种或多种特性，ii)所述控制器将所述一种或多种特性与至少一个规则进行比较，以提供比较，并且iii)基于所述比较，所述控制器将待排出或排放的液体、气体、溶液或其任何组合引导到公共排出或排放系统。47.如权利要求46所述的系统，其中所述至少一个规则为国家法规、市政法规、联邦法规或它们的任何组合。48.如权利要求46所述的系统，其中基于从所述控制器接收到的指令，所述自动化溶液分配器将所述液体、气体、溶液或其任何组合引导至i)危险废物容器或污水废物容器以供收集，或引导至ii)公共排出或排放系统。49.如权利要求48所述的系统，其中所述危险废物容器包括分类。50.如权利要求49所述的系统，其中所述分类为非特定来源废物(F列表)、特定来源废物(K列表)、废弃商业化学品(P列表或U列表)或它们的任何组合。51.如权利要求46所述的系统，其中基于来自所述废物传感器的输入，所述控制器引导所述自动化溶液分配器中和所述液体、气体、溶液或其组合。52.如权利要求51所述的系统，其中所述液体为清洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：维勒·莱赫托宁，迈克尔·瓦兹尼，约亨·克林格尔赫弗，
申请(专利权)人：莱伯曼兹有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB