DE112011102529B4

DE112011102529B4 - Pumpe für Flüssigchromatographen und Flüssigchromatograph

Info

Publication number: DE112011102529B4
Application number: DE112011102529.7T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Akieda; Hironori Kaji; Kimihiko Ishii; Naoya Yasuhara; Kenji Hiraku; Kenichiro Tokuo
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2031-07-21
Also published as: US9410543B2; WO2012014741A1; DE112011102529T8; JP2012032187A; DE112011102529T5; CN103038632B; US20130104631A1; CN103038632A; JP5624825B2

Abstract

Pumpe für einen Flüssigchromatographen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe umfasst: eine erste Plungerpumpe, die eine erste Druckkammer, die mit einem ersten Einlasskanal und einem ersten Auslasskanal in Verbindung steht, und einen ersten Plunger aufweist, der zum Hin- und Herbewegen innerhalb der ersten Druckkammer ausgebildet ist; eine zweite Plungerpumpe, die eine zweite Druckkammer, die mit einem zweiten Einlasskanal und einem zweiten Auslasskanal in Verbindung steht, und einen zweiten Plunger aufweist, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der zweiten Druckkammer ausgebildet ist; einen Verbindungsströmungskanal, der die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe seriell oder parallel miteinander verbindet; zumindest einen Elektromotor, der zum Erzeugen einer Drehleistung ausgebildet ist; einen Leistungsübertragungsmechanismus, der zur Umwandlung der Drehleistung des Elektromotors in eine lineare Hubleistung und zur Übertragung der Leistung auf den ersten Plunger und den zweiten Plunger ausgebildet ist; eine Motoransteuerung, die zur Steuerung des Elektromotors ausgebildet ist; zumindest eine Druckerfassungseinrichtung, die in der ersten Druckkammer, in der zweiten Druckkammer oder in einem Kanal stromabwärts einer beliebigen der Druckkammern angeordnet ist; und eine Pumpensteuerung, die zum Abfragen eines Messwertes der Druckerfassungseinrichtung ausgebildet ist, um für die Motoransteuerung eine Anweisungsgröße bereitzustellen, um zu bewirken, dass die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen und einen Flüssigchromatographen
STAND DER TECHNIK
Eine herkömmliche bekannte Pumpenstruktur, die in einem Flüssigchromatographen verwendet wird, umfasst zwei Plungerpumpen, die seriell oder parallel so miteinander verbunden sind, dass eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe aufeinander abgestimmte Arbeitsabläufe durchführen, um Pulsationen zu reduzieren (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Die in Patentdokument 1 offenbarte Anordnung ist beispielsweise eine Konfiguration, bei der die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe seriell miteinander verbunden sind und Hubbewegungen unter Verwendung von Nocken gesteuert werden. In der Phase 1 eines Pumpvorgangs führt eine stromabwärts gelegene Pumpe 1a einen Einlassvorgang aus (mit einem Durchsatz am Auslass von 0), während eine stromaufwärts gelegene Pumpe 1b mit einem Durchsatz von Q einen Ausstoß vollführt, wobei somit eine Gesamtausstoßmenge gleich Q ist. In Phase 2 führen beide Pumpen mit einem Durchsatz von Q/2 einen Ausstoß durch und die Gesamtausstoßmenge ist somit gleich Q. In Phase 3 führt eine stromaufwärts gelegene Pumpe 1b einen Einlassvorgang bei einem Durchsatz von 3Q/2 aus, während die stromabwärts gelegene Pumpe 1a einen Ausstoß mit einem Durchsatz von 3Q/2 + Q durchführt, die Gesamtausstoßmenge ist somit gleich Q. Auf diese Weise werden Pulsationen vermindert, indem eine Flüssigkeit beständig zugeführt wird, und gleichzeitig wird die Gesamtausstoßmenge unabhängig von den Einlassvorgängen der Pumpen jederzeit bei Q gehalten.
Zwischenzeitlich wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, um das Auftreten von Pulsationen zu verhindern, indem die Drehzahl eines Motors zum Antrieb eines Plungers unter Verwendung von Werten gesteuert wird, die durch einen Sensor zum Erfassen der Plungerstellung und einen Durchflusssensor erfasst werden (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
In den in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 beschriebenen Erfindungen werden jedoch die Verarbeitungsgenauigkeit, die Montagegenauigkeit und die Regelgenauigkeit der Pumpe nicht berücksichtigt. Beispielsweise tritt aufgrund eines Rückstoßes oder einer Formungenauigkeit in einem Nockenmechanismus zum Antreiben einer Plungerpumpe, der Fertigungspräzision, durch Vibration zum Zeitpunkt einer Geschwindigkeitsänderung oder andere Faktoren gelegentlich eine zyklische Pulsation auf. Eine auf diese Weise verursachte Pulsation führt zu einer Fluktuation im Durchsatz eines Lösemittels, das durch eine Trennsäule in einem Flüssigchromatographen hindurchströmt, oder im Mischungsverhältnis eines Lösemittels und einer Verschlechterung der Genauigkeit eines an dem Chromatogramm festgestellten Nachweisergebnisses. In dieser Hinsicht gab es einen Bedarf für ein Verfahren zur Unterdrückung der Druckpulsation einer Pumpe für einen Flüssigchromatographen unter Berücksichtigung einer tatsächlichen Gerätekonfiguration.
Es ist eine weitere Technik bekannt, bei der eine Rohrleitung mit einem Mischer oder einem Pulsationsdämpfer ausgestattet wird, sodass eine durch eine Pumpe in einem Flüssigchromatographen verursachte Pulsation nicht auf eine Trennsäule übertragen wird (siehe beispielsweise Patentdokument 3). Solche Vorrichtungen können eine Pulsation zwar bei einem speziellen Zyklus abschwächen, die Vorrichtungen können jedoch kaum Pulsationen in allen Zyklen vermindern, da eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen, die der Gegenstand dieser Erfindung ist, zur Steuerung einer Ausstoßrate durch Änderung eines Antriebszyklus konfiguriert ist.
Die Patentdokumente 4, 5 und 6 offenbaren eine Konfiguration, bei der im Unterschied zu der in 1 der vorliegenden Beschreibung dargestellten Ausführungsform der Erfindung eine Öffnung eines Verbindungströmungskanals, der mit der zweiten Druckkammer verbunden ist, verschlossen ist, wenn sich der zweite Plunger in der zweiten Druckkammer zur Abgabe von Lösungsmittel bewegt (siehe z. B. 1 des Patentdokuments 5). Selbst wenn sich der zweite Plunger in der zweiten Druckkammer zur Aufnahme von Lösungsmittel bewegt, ist die Öffnung des Verbindungsströmungskanals verschlossen, bis die Öffnung des Verbindungsströmungskanals durch Bewegung der zweiten Druckkammer geöffnet wird. Gemäß den Patentdokumenten 4 bis 6 ist es nicht möglich, dass die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe alternierend in in etwa konstanten Zyklen Einlass- und Kompressionsvorgänge ausführen, um die Druckkammer einer der Plungerpumpen in einen Zustand höheren Drucks zu versetzen als die Druckkammer der anderen Plungerpumpe und durch Anpassung der Hubhöhe der ersten Plungers und des zweiten Plungers eine Durchflusssteuerung durchzuführen.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-180617
Patentdokument 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-113439
Patentdokument 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-264640
Patentdokument 4: Offengelegte japanische Patentanmeldung JP2007-57539A
Patentdokument 5: US-amerikanische Patentanmeldung US2005/0023205A1
Patentdokument 6: Deutsche Patentanmeldung DE10329314A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen und einen Flüssigchromatographen anzugeben, die auch dann zur Verminderung von Pulsationen befähigt sind, wenn eine Ausstoßrate verändert wird.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind, und eine Pumpensteuerung. Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung bewirkt, dass die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind, Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen ausführen; zumindest eine Druckkammer einer der Plungerpumpen in Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks versetzt; und eine Durchflusssteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers ausführt.
Diese Beschreibung nimmt auf den Inhalt der Beschreibung und/oder die Zeichnungen Bezug, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-169962 offenbart sind, welche die Basis des Prioritätsanspruchs der vorliegenden Anmeldung bildet.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen und einen Flüssigchromatographen bereitstellen, die auch dann zur Verminderung von Pulsationen befähigt sind, wenn eine Ausstoßrate verändert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Anordnungsschema, das einen Aufbau eines Flüssigchromatographen zeigt.
2 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen, Drücken und Durchsätzen von Plungern.
3 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen und Geschwindigkeiten von Plungern.
4 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen eines ersten Plungers.
5 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen der Plunger und Drücke einer ersten Pumpe.
6 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen eines Plungers.
7 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen und Geschwindigkeiten des ersten Plungers und eines zweiten Plungers.
8 ist ein Anordnungsschema, das einen Aufbau eines Flüssigchromatographen zeigt.
9 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen von Verschiebungen der Plunger und einen Druck einer ersten Plungerpumpe.
10 ist eine Konfigurationszeichnung, die einen Aufbau eines Flüssigchromatographen zeigt, der als Hochdruckgradientensystem konstruiert ist, in dem zwei Pumpen für Flüssigchromatographen verwendet werden.
11 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen der Flussraten von zwei Lösemitteln und Hubhöhen von ersten Plungern in den beiden Pumpen für Flüssigchromatographen.
12 zeigt graphische Darstellungen von zeitlichen Änderungen der Hubhöhen von Nocken zum Antreiben der Plunger, die in den in 1 dargestellten Pumpen für Flüssigchromatographen verwendet werden, Drehgeschwindigkeiten der Nocken, Drehbeschleunigungen der Nocken und eine Drehgeschwindigkeit eines Antriebsmotors.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachstehend wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Ausführungsform
Zunächst wird eine Konfiguration der Erfindung wie folgt zusammengefasst.
Eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind, einen ersten Plunger, der zum Hin- und Herbewegen innerhalb einer Druckkammer der ersten Plungerpumpe ausgebildet ist, einen zweiten Plunger, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb einer Druckkammer der zweiten Plungerpumpe ausgebildet ist, zumindest einen Elektromotor, der zum Erzeugen einer Drehleistung ausgebildet ist, einen Leistungsübertragungsmechanismus, der zur Umwandlung der Drehleistung des Elektromotors in eine lineare Hubleistung und zur Übertragung der Antriebsleistung auf den ersten Plunger und den zweiten Plunger ausgebildet ist, eine Motoransteuerung, die zur Steuerung des Elektromotors ausgebildet ist, einen ersten Drucksensor, der in der Druckkammer der ersten Plungerpumpe angeordnet ist, einen zweiten Drucksensor, der in einem Kanal stromabwärts der zweiten Plungerpumpe angeordnet ist, und eine Pumpensteuerung, die zum Abfragen von Messwerten der Drucksensoren und zur Bereitstellung einer Anweisungsgröße für die Motoransteuerung ausgebildet ist. Die Pumpensteuerung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung bewirkt, dass die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen ausführen; die Druckkammer einer der Plungerpumpen in Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks setzt; und eine Durchsatzsteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers ausführt. Auf diese Weise kann die Pumpe für Flüssigchromatographen Pulsationen mit konstantem Zyklus synchron zu den Bewegungsabläufen der Plungerpumpen unabhängig von den Ausstoßraten der Plungerpumpen erzeugen.
Die Pumpe für einen Flüssigchromatographen ist vorzugsweise so ausgebildet, dass eine Ruheperiode vorgesehen ist, in der eine Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Plungers auf Null gesetzt ist, und eine Hochdruck-Flüssigkeitszuführung während der Ruheperiode nur mit der ersten Plungerpumpe erfolgt. Noch bevorzugter ist die Pumpensteuerung ausgebildet, die Länge der oben genannten Ruheperiode und die Hubhöhe des ersten Plungers in Abhängigkeit von der Flüssigkeitszufuhrmenge anzupassen. Aus diese Weise wird eine ausgestoßene Gesamtmenge durch die Hubhöhe der ersten Plungerpumpe gesteuert und die Steuerung der Flussrate ist entsprechend einfacher.
Die Pumpensteuerung ist vorzugsweise ausgebildet, die Steuerung so durchzuführen, dass der erste Plunger einen Zustand, in der eine Bewegungsgeschwindigkeit gleich Null gesetzt ist, für eine vorgegebene Zeitdauer innerhalb einer Zeitspanne zwischen einer Einstellung, während der die erste Plungerpumpe einen Einlassvorgang beendet, und einer Einstellung, während der die zweite Plungerpumpe einen Verdichtungsvorgang beendet, beibehält. Auf diese Weise kann ein einziger Zyklus eines Antriebszyklus jeder Plungerpumpe so angepasst werden, dass er in etwa eine konstante Länge aufweist, indem ein solcher Bereitschaftszyklus abgeglichen wird, selbst wenn die zur Komprimierung erforderliche Zeit aufgrund einer Änderung in einem Auslassdruck der Plungerpumpe, einer Flussrate oder einem Lösemittel schwankt.
Vorzugsweise ist ein Zeitpunkt, an dem begonnen wird, die Geschwindigkeit des ersten Plungers auf Null zu setzen, ein Zeitpunkt, bei dem ein Druck in der ersten Plungerpumpe im Wesentlichen gleich einem Druck in der zweiten Plungerpumpe ist. Auf diese Weise kann eine Vorverdichtung zuverlässig durchgeführt werden.
Die Pumpensteuerung ist vorzugsweise ausgebildet, das Zeitintervall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Erfassungswert eines Druckmelders gleich Null gesetzt ist, zu verändern und den Antriebszyklus sowohl der ersten Plungerpumpe als auch der zweiten Plungerpumpe im Wesentlichen bei einer konstanten Länge zu halten. Durch diese Konfiguration ist es einfacher, den gewünschten Wert des Antriebszyklus jeder Pumpe zu erreichen, indem der Zeitraum, während dem die Bewegungsgeschwindigkeit Null gesetzt ist, d. h. die Bereitschaftsdauer, abgeglichen wird.
Es wird vorzugsweise ein spezieller oberer Grenzwert für einen Absolutwert der Beschleunigung sowohl des ersten Plungers als auch des zweiten Plungers festgelegt. Auf diese Weise wird eine Geschwindigkeitsänderung sanfter und zu dem Zeitpunkt, an dem die Geschwindigkeitsänderung auftritt, wird der Einfluss eines Rückstoßes, einer Vibration und dergleichen vermindert. Dadurch werden Pulsationen reduziert.
Die Geschwindigkeiten beider Plunger werden vorzugsweise zu einem Zeitpunkt auf Null gesetzt, bei dem ein Druck der ersten Plungerpumpe im Wesentlichen gleich einem Druck der zweiten Plungerpumpe ist. Durch diese Konfiguration wird das Auftreten von intermittierenden Geschwindigkeitsänderungen zum Zeitpunkt des Umschaltens der Plungerpumpe, die die Flüssigkeitszufuhr ausführt, verhindert. Dadurch werden Pulsationen reduziert.
Ein erster Auslasskanal ist vorzugsweise mit einem zweiten Einlasskanal verbunden, und ein erster Einlasskanal und der erste Auslasskanal sind vorzugsweise jeweils mit einem Rückschlagventil versehen. Anders ausgedrückt sind die beiden Plungerpumpen seriell verbunden. Auf diese Weise kann das oben beschriebene Steuerverfahren wirksam durchgeführt werden.
Alternativ ist der erste Auslasskanal mit einem zweiten Auslasskanal verbunden und der erste Einlasskanal ist mit dem zweiten Einlasskanal verbunden. Ferner ist jeweils ein Rückschlagventil in dem ersten und zweiten Einlasskanal und den Auslasskanälen vorgesehen. Anders ausgedrückt sind die beiden Plungerpumpen parallel verbunden. Auf diese Weise kann das oben beschriebene Steuerverfahren mit dieser Anordnung ebenfalls wirksam durchgeführt werden.
Die Druckerfassungseinrichtung ist vorzugsweise sowohl in einer ersten als auch in einer zweiten Druckkammer vorgesehen. Durch diese Konfiguration kann zuverlässig beurteilt werden, ob der Druck der ersten Plungerpumpe im Wesentlichen gleich dem Druck der zweiten Plungerpumpe ist.
Vorzugsweise ist ein Drucksensor sowohl in der ersten Druckkammer als auch in dem zweiten Auslasskanal vorgesehen. Auf diese Weise kann in dem zweiten Auslasskanal ein Druck erfasst werden, der zu dem Druck in der zweiten Druckkammer äquivalent ist. Auf diese Weise kann die Volumeneffizienz der Plungerpumpe verbessert und gleichzeitig ein Totvolumen vermindert werden, dass durch das Anbringen eines Drucksensors in der zweiten Druckkammer hervorgerufen wird.
Wenn die Flüssigkeitsmengen, die durch die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe zugeführt werden, während einer Gradientenbetriebsweise verändert werden, während der eine Flüssigkeit zugeführt wird, und gleichzeitig ein Konzentrationsverhältnis von mehreren Lösemitteltypen verändert wird, ist die Pumpensteuerung vorzugsweise ausgebildet, eine Flussratensteuerung auszuführen, indem die Hubhöhen des ersten Plungers und des zweiten Plungers so angepasst werden, dass die Steuerzyklen der Plunger im Wesentlichen konstant gehalten werden. Auf diese Weise kann ein Pulsationsbildungszyklus konstant gehalten werden und gleichzeitig vermieden werden, dass das Mischungsverhältnis der Lösemittel, das sich im Gradientenbetrieb kontinuierlich verändert, einen Einfluss hat. Ferner kann eine Eigenschaft des Flüssigchromatographen verbessert werden, indem der Pulsationsbildungszyklus auf einen solchen Zyklus festgelegt wird, dass ein Dämpfer oder Mischer wirksam arbeitet.
Der Leistungsübertragungsmechanismus umfasst vorzugsweise auch eine Nocke. In einer Nockenphase, in der ein Differentialwert dL/dθ eines Drehwinkels θ relativ zu einer Hubhöhe L der Nocke variiert, wird eine Nockenphase vorzugsweise geschaffen, indem eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors so verändert wird, dass ein Produkt des Differentialwertes dL/dθ und der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors im Vergleich mit den vorhergehenden Werten und den nachfolgenden Werten im Wesentlichen konstant wird. Es ist so möglich, eine gewünschte Änderungsrate in der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors herbeizuführen, indem ein Profil des Differentialwertes dL/dθ angepasst wird. Wenn der Differentialwert dL/dθ beispielsweise unmittelbar verdoppelt wird, kann die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors unmittelbar auf die Hälfte vermindert und gleichzeitig die abgegebene Flussrate konstant gehalten werden.
Es werden vorzugsweise zwei Elektromotoren vorgesehen, sodass die beiden Plungerpumpen unabhängig voneinander angetrieben werden können. Durch diese Anordnung ist es möglich, verschiedene Flüssigkeiten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften mit geeigneten Vorverdichtungsniveaus zur Verfügung zu stellen und so den Freiheitsgrad zur Reduzierung von Pulsationen sicherzustellen.
Ein Flüssigchromatograph umfasst vorzugsweise eine erste Pumpe, die zum Zuführen eines ersten Elutionsmittels ausgebildet ist, eine zweite Pumpe, die zum Zuführen eines zweiten Elutionsmittels ausgebildet ist, einen Mischer, der zum Mischen des ersten Elutionsmittels und des zweiten Elutionsmittels ausgebildet ist, einen Injektor, der zum Einspritzen einer Probe in die durch den Mischer vermischten Elutionsmittel ausgebildet ist, eine Trennsäule, die zum Auftrennen der in die Elutionsmittel injizierten Probe in Komponenten ausgebildet ist, und einen Detektor, der ausgebildet ist, die Elutionsmittel einströmen zu lassen, in denen die Probe aufgetrennt in Komponenten vorliegt, und die Komponenten durch Bestrahlen der Elutionsmittel mit Licht nachzuweisen. Der Flüssigchromatograph ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste Pumpe als auch die zweite Pumpe eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind, und eine Pumpensteuerung umfassen. Die Pumpensteuerung: lässt die erste Plungerpumpe bzw. die zweite Plungerpumpe abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen Einlass- und Verdichtungsvorgänge ausführen; bringt zumindest die Druckkammer einer der Plungerpumpen im Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks; und führt eine Durchflusssteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des Plungers der ersten Plungerpumpe und des Plungers der zweiten Plungerpumpe aus. Wenn zwei Arten von Elutionsmitteln verwendet werden, können Pulsationen wie oben beschrieben vermindert werden, indem zugehörige Pumpen zum Zuführen jedes Elutionsmittels vorgesehen werden, wobei jede der Pumpen mit den oben beschriebenen kennzeichnenden Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
Im Folgenden wird die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Anordnungsschema, das eine Konfiguration eines Flüssigchromatographen zeigt. In 1 umfasst eine Pumpe 1 für einen Flüssigchromatographen hauptsächlich eine erste Plungerpumpe 101, eine zweite Plungerpumpe 102, eine Pumpensteuerung 50 und eine Motoransteuerung 106. Ein erster Einlasskanal 10, ein erster Auslasskanal 103 und eine erste Druckkammer 12 sind in der ersten Plungerpumpe 101 ausgebildet. Ein Rückschlagventil 4 und ein Rückschlagventil 5 befinden sind in dem ersten Einlasskanal 10 bzw. dem ersten Auslasskanal 103. Jedes Rückschlagventil wird durch eine Feder in einer Richtung vorgespannt und dient als Rückschlagventil, das die Fließrichtung eines Lösemittels einschränkt. Ein zweiter Einlasskanal 104, ein zweiter Auslasskanal 11 und eine zweite Druckkammer 13 sind in der zweiten Plungerpumpe 102 ausgebildet. Der erste Auslasskanal 103 ist mit dem zweiten Einlasskanal 104 verbunden. Anders ausgedrückt sind die erste Plungerpumpe 101 und die zweite Plungerpumpe 102 in Reihe angeordnet und die erste Plungerpumpe 101 befindet sich auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Ein erster Plunger 2 ist an der ersten Plungerpumpe 101 als Druckbeaufschlagungselement mittels eines Lagers 71 verschiebbar gehalten. Ein zweiter Plunger 3 wird als weiteres Druckbeaufschlagungselement an der zweiten Plungerpumpe 102 mittels eines Lagers 72 verschiebbar gehalten.
Die Rotation eines Elektromotors 211 wird durch eine Verlangsamungseinrichtung 221 verlangsamt und durch eine Linearhubeinrichtung 231 in einen Linearhub umgewandelt, sodass der erste Plunger 2 hin- und herbewegt wird. In ähnlicher Weise wird die Drehung eines Elektromotors 212 durch eine Verlangsamungseinrichtung 222 verlangsamt und durch eine Linearhubeinrichtung 232 in einen Linearhub umgewandelt, sodass sich der zweite Plunger 3 hin- und herbewegt.
Die Verlangsamungseinrichtung 221 und die Linearhubeinrichtung 231 können hier im weiteren Sinne insgesamt als Leistungsübertragungsmechanismus bezeichnet werden, da die Kombination dieser Vorrichtungen eine Verstärkung der Drehleistung des Elektromotors 211 und die Umwandlung der Leistung in eine Linearhubleistung ermöglicht. Konkrete Beispiele für die Verlangsamungseinrichtung 221 umfassen ein Zahnradgetriebe, ein Riemengetriebe, ein Planetengetriebe, ein Schneckengetriebe und dergleichen. Die Verlangsamungseinrichtung wird vorgesehen, um das Drehmoment des Elektromotors zu erhöhen. Wenn der Elektromotor ein ausreichendes Drehmoment erzeugen kann, ist es in diesem Zusammenhang nicht immer erforderlich, die Verlangsamungseinrichtung vorzusehen. Konkrete Beispiele für die Linearhubeinrichtung 231 können einen Kugelgewindetrieb, eine Kurvenscheibe, eine Zahnstange und dergleichen umfassen, sie ist jedoch bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt. Eine Dichtung 61 verhindert eine Flüssigkeitsleckage aus der ersten Druckkammer 12, während eine zweite Dichtung 62 eine Flüssigkeitsleckage aus der zweiten Druckkammer 13 verhindert. Auf der Basis der Signale der Drucksensoren 60 und 105 erhält die Motoransteuerung 106 von der Pumpensteuerung 50 Anweisungswerte, um die Elektromotoren 211 und 212 mit Antriebsleistung zu versorgen.
Ein Lösemittel in einem Lösemittelbehälter 51 wird in der ersten Plungerpumpe 101 durch den ersten Einlasskanal 10 in die erste Druckkammer 12 gebracht, unter Druck gesetzt und durch den ersten Auslasskanal 103 und den zweiten Einlasskanal 104 in die zweite Druckkammer 13 in der zweiten Plungerpumpe 102 gebracht, anschließend unter Druck gesetzt und aus dem zweiten Auslasskanal 11 ausgestoßen. Danach wird eine Probe, die den zu analysierenden Gegenstand darstellt, unter Verwendung des Injektors 53 in das Lösemittel injiziert. Das mit der Probe vermischte Lösemittel tritt in eine Trennsäule 54 ein, wo es in die Komponenten aufgetrennt werden soll. Ein Detektor 55 detektiert anschließend Daten für eine Komponentenanalyse. Die Trennsäule 54 ist mit winzigen Kieselgelpartikeln gefüllt und in jeder Plungerpumpe wird aufgrund des Flüssigkeitswiderstands des durch die Lücken zwischen den Kieselgelpartikeln strömenden Lösemittels eine Druckbelastung in der Größenordnung von einigen Zehn Megapascal bis mehr als Einhundert Megapascal erzeugt. Die Größenordnung der Druckbelastung variiert in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Trennsäule und der Flussrate des hindurchströmenden Lösemittels.
2 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen, Drücke und Durchsätze der Plunger. Unter Verwendung der Diagramme wird eine Methode zum Betreiben der Pumpe für Flüssigchromatographen beschrieben. In 2 gibt die horizontale Achse in jedem Diagramm die Zeit an, die vertikalen Achsen zeigen von oben nach unten eine Verschiebung des ersten Plungers 2, eine Verschiebung des zweiten Plungers 3, einen durch den Drucksensor 105 erfassten Druck, einen durch den Drucksensor 60 erfassten Druck, ein durch den ersten Plunger 2 ausgestoßenes Volumen (entspricht einem Durchsatz), ein durch den zweiten Plunger 3 ausgestoßenes Volumen (entspricht einem Durchsatz) und einen durch den zweiten Auslasskanal 11 strömenden Gesamtdurchsatz.
Wie den zeitlichen Änderungen der Verschiebung des ersten Plungers 2 und der Verschiebung des zweiten Plungers 3 in 2 zu entnehmen ist, führen der erste Plunger 2 und der zweite Plunger 3 während eines normalen Betriebs abwechselnd Einlass- und Kompressionsvorgänge aus, sodass insgesamt als Pumpe für einen Flüssigchromatographen eine Flüssigkeit mit einer konstanten Flussrate kontinuierlich und stabil zugeführt werden kann. Die Bewegungen des ersten Plungers 2 und des zweiten Plungers 3 werden gesteuert, indem die Pumpensteuerung 50 veranlasst wird, an die Motoransteuerung 106 Anweisungswerte zu liefern und dadurch die Elektromotoren 211 und 212 anzutreiben. Nachstehend wird ein Betriebszustand beschrieben.
Während des Einlassvorgangs des ersten Plungers 2 führt der zweite Plunger 3 den Kompressionsvorgang durch und führt der Trennsäule 54 das Lösemittel zu. Zu diesem Zeitpunkt ist das von dem ersten Plunger 2 ausgestoßene Volumen gleich Null und das Lösemittel wird lediglich durch den zweiten Plunger 3 zugeführt. Wenn das durch den zweiten Plunger 3 ausgestoßene Volumen als Q [ml/s (Milliliter pro Sekunde)] definiert ist, ist der durch den zweiten Auslasskanal 11 hindurchgehende Durchsatz in der Pumpe für einen Flüssigchromatographen in diesem Fall insgesamt gleich Q [ml/s]. Das ausgestoßene Volumen Q [ml/s] ergibt sich aus dem Produkt einer Bewegungsgeschwindigkeit V [cm/s] und einer Querschnittsfläche S [cm²] des zweiten Plungers 3.
Anschließend beendet der erste Plunger 2 den Einlassvorgang, pausiert für einen vorgegebenen Zeitabschnitt t1 und beginnt dann mit dem Kompressionsvorgang. Ab dem Zeitpunkt, bei dem der Druck in der ersten Druckkammer 12 gleich dem Druck in der zweiten Druckkammer 13 wird, pausiert der erste Plunger 2 für einen vorgegebenen Zeitabschnitt t2. Eine zeitliche Abstimmung für die Zeitdauer t2 erfolgt durch die Pumpensteuerung 50. Die Pumpensteuerung 50 bewertet das Timing, für den Zeitabschnitt t2 zu pausieren, unter Bezugnahme auf die von dem Drucksensor 105 und dem Drucksensor 60 ermittelten Drücke und durch die Bewertung, dass der Druck in der ersten Druckkammer 12 genauso groß wie der Druck in der zweiten Druckkammer 13 geworden ist. Alternativ hierzu kann das Timing zum Pausieren als Zeitabschnitt definiert werden, der auf der Basis eines Betriebszustands festgelegt wird, wie einem Zeitpunkt, zu dem die Drücke voraussichtlich gleich werden. Während dieses Zeitabschnitts führt der zweite Plunger 3 den Kompressionsvorgang mit einer konstanten Geschwindigkeit fort, wodurch der Durchsatz durch den zweiten Auslasskanal 11 in der Pumpe für einen Flüssigchromatographen insgesamt bei Q [ml/s] gehalten wird.
Während der zweite Plunger 3 den Kompressionsvorgang beendet und den Einlassvorgang beginnt, beginnt der erste Plunger 2 mit dem Kompressionsvorgang. Der Durchsatz des durch den ersten Plunger 2 ausgestoßenen Volumens wird so eingestellt, dass er um Q [ml/s] größer ist als der Durchsatz des durch den zweiten Plunger 3 angesaugten Volumens. Auf diese Weise strömt das Lösemittel in der Pumpe 1 für einen Flüssigchromatographen insgesamt mit einem Nettodurchsatz von Q [ml/s] durch den zweiten Auslasskanal 11. Eine zeitliche Abstimmung für die Beendigung des Kompressionsvorgangs des zweiten Plungers 3 wird dabei durch die Pumpensteuerung 50 ermittelt und gesteuert.
Nach Beendigung des Einlassvorgangs pausiert anschließend der zweite Plunger 3 für einen vorgegebenen Zeitabschnitt t3. In diesem Zeitabschnitt vermindert der erste Plunger 2 seine Geschwindigkeit und führt weiterhin den Kompressionsvorgang durch. Der Durchsatz des durch den ersten Plunger 2 ausgestoßenen Volumens wird zu diesem Zeitpunkt auf Q [ml/s] eingestellt. Auf diese Weise strömt das Lösemittel in der Pumpe 1 für einen Flüssigchromatographen insgesamt mit einem Nettodurchsatz von Q [ml/s] durch den zweiten Auslasskanal 11. Eine zeitliche Abstimmung für die Beendigung des Einlassvorgangs des zweiten Plungers 3 wird dabei durch die Pumpensteuerung 50 ermittelt und bewertet. Während der erste Plunger 2 den Kompressionsvorgang beendet und den Einlassvorgang beginnt, beginnt der zweite Plunger 3 mit dem Kompressionsvorgang. Somit werden die gleichen Prozesse wiederholt.
3 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen und Geschwindigkeiten der Plunger. Im Folgenden wird nun ein Verfahren zur Steuerung des Durchsatzes durch die Pumpensteuerung 50 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die Steuerung des Durchflusses dadurch erreicht, dass die Hubhöhen des ersten Plungers 2 und des zweiten Plungers 3 abgestimmt werden. Die Hubhöhe des ersten Plungers 2 ist hauptsächlich die Summe aus einer Hubhöhe L1, die erforderlich ist, um den Druck der Flüssigkeit bis auf einen Auslassdruck zu erhöhen (der als Vorkompression bezeichnet wird) und einer Hubhöhe L2, um die vorkomprimierte Flüssigkeit unter Druck zuzuführen. Die Hubhöhe L2 wird, wie mit einer dünnen Linie dargestellt ist, vergrößert, wenn die Pumpe 1 für einen Flüssigchromatographen insgesamt einen großen Durchsatz hat. Hierbei wird eine Hubhöhe L3 des zweiten Plungers 3 zusammen mit der Hubhöhe L2 ebenfalls erhöht. Dabei wird ein Gesamtansteuerzyklus T so eingestellt, dass er konstant ist, indem der Zeitabschnitt t1 und der Zeitabschnitt t2 als Puffer verwendet werden. Hierdurch ist es möglich, den Durchsatz einzustellen, ohne dass der Ansteuerzyklus T der Plungerpumpen verändert wird. Die Ansteuerprofile für einen kleinen Durchsatz sind unterdessen mit gepunkteten Linien dargestellt. In diesem Fall sind die Hubhöhe L2 und die Hubhöhe L3 kleiner. Wie in den Diagrammen dargestellt ist, ist auch in diesem Fall der Ansteuerzyklus T der Plungerpumpen konstant gehalten. Indem der konstante Ansteuerzyklus T der Plungerpumpen unabhängig von dem gesteuerten Durchsatz beibehalten wird, ist es möglich, den Ansteuerzyklus der Plungerpumpen auf einen Frequenzbereich festzulegen, bei dem beispielsweise eine Absorption feiner Pulsationen wie bei einem Dämpfer erreichen werden kann und somit Pulsationen reduzieren werden können.
4 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen des ersten Plungers. 4(a) zeigt einen Fall, bei dem die Zeitdauer t1 dargestellt ist, in der die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Plungers 2 Null wird und gleichzeitig die Zeitdauer t2 in etwa auf Null gesetzt ist. 4(b) zeigt einen Fall, bei dem die Zeitdauer t2 dargestellt ist, in der die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Plungers 2 Null wird, und gleichzeitig die Zeitdauer t1 in etwa auf Null gesetzt ist. Da die Länge der Zeitdauer t1 und der Zeitdauer t2 frei gewählt werden kann, ist es möglich, erforderlichenfalls die Steuerung durch die Pumpensteuerung 50 wie in 4 gezeigt durchzuführen.
5 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen der Plunger und des Drucks der ersten Pumpe 101. Die Diagramme zeigen Ansteuerprofile der Pumpensteuerung 50 bei unterschiedlichen Auslassdrücken. Die Diagramme zeigen von oben nach unten Verschiebungen des ersten Plungers 2, Verschiebungen des zweiten Plungers 3 und den Druck der ersten Plungerpumpe 101. Der Druck der ersten Plungerpumpe 101 wird durch den Drucksensor 60 erfasst. Nach dem Ablauf der Zeitdauer t1, wenn der erste Plunger 2 das Lösemittel unter Druck setzt und mit dem Ausstoß beginnt, beginnt der zweite Plunger 3 an einem Punkt A mit dem Einlassvorgang und fährt mit dem Einlassvorgang bis zum Punkt B fort. Die mit dünnen Linien dargestellten Ansteuerprofile geben den Fall des Hochdruckausstoßes an. Da zum Erreichen eines hohen Druckes ein relativ langer Hubweg erforderlich ist, ist die Zeitdauer t1 kurz und die Zeitdauer t3 dagegen lang eingestellt, um einen Startpunkt und einen Endpunkt des Einlassvorgangs des zweiten Plungers 3 während der Kompression durch den ersten Plunger 2 zu verzögern. Die mit gepunkteten Linien dargestellten Steuerprofile zeigen den Fall des Niederdruckausstoßes. Da zum Erreichen eines niedrigen Druckes ein relativ kurzer Hubweg erforderlich ist, ist die Zeitdauer t1 lang und die Zeitdauer t3 dagegen kurz eingestellt, um den Startpunkt und den Endpunkt des Einlassvorgangs des zweiten Plungers 3 während der Kompression durch den ersten Plunger 2 vorzuverlegen.
6 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen eines Plungers, die die Antriebssteuerung des Plungers durch die Pumpensteuerung 50 erklären. Die dünnen Linien stellen den Fall dar, bei dem in Bezug auf die Größe eines Absolutwertes der Beschleunigung keine Beschränkung eingeführt wurde, wohingegen die dicken Linien den Fall angeben, bei dem in Bezug auf die Größe des Absolutwertes der Beschleunigung eine Beschränkung eingeführt ist. Wenn bezüglich der Beschleunigung in dem mit dünnen Linien dargestellten Fall keine Beschränkung besteht, ändert sich ein Geschwindigkeitsprofil am Punkt A unmittelbar von einem negativen Wert auf Null. Wenn die für die Geschwindigkeitsänderung erforderliche Zeit wie oben beschrieben Null ist, ist die Beschleunigung theoretisch unendlich, ein tatsächlicher Wert wird jedoch ein extrem großer Wert, soweit es die Funktion eines Aktors vermag. Die Einführung einer solchen Arbeitsweise ist nicht wünschenswert, da das Verfahren dem Aktor zuzuschreibende starke Vibrationen verursachen kann oder auch zu Wasserschlägen oder Pulsationen durch die Plunger, Rohrleitungen oder dergleichen führen kann. Ein Antriebsprofil ist daher so eingestellt, dass die Beschleunigung mit einem endlichen oberen Wert versehen wird, wie mit der dicken Linie dargestellt ist. Dann benötigt die Geschwindigkeit der Plunger für die Änderung einige Zeit, wie mit der dicke Linie dargestellt ist. Als Ergebnis folgt die Verschiebung der Plunger einem weichen Verlauf. An dem Punkt B in 6 sind sowohl in dem Fall der dünnen Linie als auch in dem Fall der dicken Linie endliche Beschleunigungswerte gegeben. Die dünne Linie stellt in diesem Fall ein intermittierendes Beschleunigungsprofil dar, wohingegen die dicke Linie eine kontinuierliche Veränderung der Beschleunigung zeigt. Wenn das an Punkt B mit der dicken Linie dargestellte Ansteuerprofil verwendet wird, wenn die beiden Plungerpumpen die Einlass- und Auslassvorgänge umschalten, hat das Ansteuerprofil den Vorteil der Unterdrückung von Druckstößen zum Zeitpunkt des Umschaltens des Ausstoßvorgangs. Im Übrigen sind die jeweiligen, in 6 dargestellten Profile der Plunger auf die Ansteuerprofile vor und nach dem Zeitabschnitt t1 des ersten Plungers anwendbar, die in 2, 3 oder 5 dargestellt sind.
7 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen und Geschwindigkeiten des ersten Plungers und des zweiten Plungers. Die Diagramme veranschaulichen Einzelheiten der in 5 angegebenen Profile in einem Abschnitt A und einem Abschnitt B. In den Diagrammen sind von oben nach unten die Verschiebung des ersten Plungers 2, die Verschiebung des zweiten Plungers 3, die Geschwindigkeit des ersten Plungers 2 und die Geschwindigkeit des zweiten Plungers 3 dargestellt. Die Geschwindigkeiten ändern sich allmählich, da die Beschleunigungswerte in Übereinstimmung mit dem oben erläuterten Konzept mit Obergrenzen versehen wurden. Die Besonderheit besteht hier darin, dass sich die Geschwindigkeiten des ersten Plungers 2 und des zweiten Plungers 3 so ändern, dass sich die Geschwindigkeitsänderungen gegenseitig aufheben. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Bewegung der Plunger in einem Übergangszustand der Geschwindigkeitsänderung umzuschalten und gleichzeitig beim Ausstoß aus den Plungerpumpen den konstanten Durchsatz beizubehalten und die Beschleunigungswerte mit Obergrenzen zu verstehen.
8 ist ein Anordnungsschema, das einen Aufbau eines Flüssigchromatographen zeigt. Eine Pumpe 801 für Flüssigchromatographen weist einen Aufbau auf, bei dem die erste Plungerpumpe 101 und die zweite Plungerpumpe 102 parallel geschaltet sind. Ein Einlasskanal, der von dem Lösemittelbehälter 51 kommt und zu den Pumpen führt, ist in den ersten Einlasskanal 10 und den zweiten Einlasskanal 104 unterteilt, die mit der ersten Plungerpumpe 101 bzw. der zweiten Plungerpumpe 102 verbunden sind. Ferner sind der erste Auslasskanal 103 und der zweite Auslasskanal 11 auf der stromabwärts der zweiten Plungerpumpe 102 gelegenen Seite miteinander verbunden. Durch die erste Plungerpumpe 101 und die zweite Plungerpumpe 102 unter Druck gesetzte Flüssigkeiten vereinigen sich an einer Verbindung des ersten Auslasskanals 103 mit dem zweiten Auslasskanal 11 und fließen weiter zur Trennsäule 54. In der ersten Plungerpumpe 101 ist das Rückschlagventil 4 in dem ersten Einlasskanal 10 vorgesehen, das Rückschlagventil 5 ist in dem ersten Auslasskanal 103 vorgesehen. In der zweiten Plungerpumpe 102 ist ein Rückschlagventil 107 in dem zweiten Einlasskanal 104 vorgesehen, ein Rückschlagventil 108 ist in dem zweiten Auslasskanal 11 vorgesehen. Bewegungen der ersten Plungerpumpe 101 und Bewegungen der zweiten Plungerpumpe 102 werden einzeln und unabhängig voneinander durch die Pumpensteuerung 50 und die Motoransteuerung 106 gesteuert. Jede Plungerpumpe kann somit die Flüssigkeit unabhängig unter Druck setzten.
Die in 1 dargestellte Ausführungsform erläutert zwar ein Beispiel, in dem der Drucksensor 60 an dem zweiten Auslasskanal 11 vorgesehen ist, der Drucksensor kann jedoch auch wie in der 8 dargestellt in der Druckkammer angebracht werden. Genauer ist der Drucksensor 105 in der ersten Druckkammer 12 der ersten Plungerpumpe 101 vorgesehen und der Drucksensor 60 ist in der zweiten Druckkammer 13 der zweiten Plungerpumpe 102 vorgesehen. Ein Vorteil, den Drucksensor wie in der 1 gezeigt in dem Auslasskanal anzubringen, besteht darin, dass auf ein für das Anbringen des Drucksensors in der Druckkammer erforderliches Volumen verzichtet werden kann, um ein Totvolumen zu minimeren. Auf der anderen Seite ist der Vorteil, den Drucksensor wie in der 8 gezeigt in der Druckkammer anzubringen, ein Kostenvorteil, da durch das Einbringen des Drucksensors direkt in die Druckkammer eine eigene Befestigung zum Anbringen des Drucksensors in dem Auslasskanal entfallen kann. Eine Druckdifferenz zwischen der Druckkammer und dem Auslasskanal ist indes um genau zu sein nur etwa ein Druckverlust eines Rückschlagventils und eine nachteilige Auswirkung eines solchen Unterschiedes ist vernachlässigbar. Die Position, an der der Drucksensor angebracht werden soll, kann daher ohne Rücksicht auf die Genauigkeit des gemessenen Drucks ausgewählt werden.
9 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen der Verschiebungen der Plunger und eines Drucks der ersten Pumpe 101 in dem in 8 dargestellten Fall, in dem die beiden Plungerpumpen parallel verbunden sind. Die Diagramme zeigen von oben nach unten Verschiebungen des ersten Plungers 2, Verschiebungen des zweiten Plungers 3, einen Druck in der ersten Druckkammer 12 und einen Druck in der zweiten Druckkammer 13. Die zeitlichen Änderungen der Verschiebungen und der Drücke sind bezogen auf Ansteuerprofile in drei Mustern erläutert, nämlich unter Verwendung von dünnen Linien, dicken Linien bzw. gepunkteten Linien einem großen Durchsatz, einem mittleren Durchsatz und einem kleinen Durchsatz. Als grundlegende Prozesse führt die Pumpensteuerung 50 die Steuerung so aus, dass der zweite Plunger 3 den Kompressionsvorgang durchführt, während der erste Plunger 2 den Einlassvorgang durchführt, und der erste Plunger 2 die Kompression durchführt, während der zweite Plunger 3 den Einlassvorgang ausführt.
Der erste Plunger 2 kann den Ausstoß unmittelbar nach dem Umschalten vom Einlassvorgang auf den Kompressionsvorgang solange nicht ausführen, bis der Druck in der ersten Druckkammer 12 den Ausstoßdruck erreicht hat, d. h. den Druck in der zweiten Druckkammer 13. Demgemäß führt der zweite Plunger weiterhin die Druckbeaufschlagung durch. Vorzugsweise wird die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Plungers 2 auf Null gesetzt, sobald der Druck in der ersten Druckkammer 12 gleich dem Druck in der zweiten Druckkammer 13 wird. Wenn die zweite Plungerpumpe 102 die Druckbeaufschlagung beendet und die erste Plungerpumpe 101 mit der Druckbeaufschlagung beginnt, wird die Geschwindigkeit des ersten Plungers 2 allmählich erhöht, während die Geschwindigkeit des zweiten Plungers 3 proportional verlangsamt wird. Dadurch ist es möglich, die Ausstoßpumpen sanft umzuschalten. Die Pumpensteuerung 50 kann die Steuerung des Durchsatzes der jeweiligen Plungerpumpe durchführen, indem eine Hubhöhe (L1 + L2) des ersten Plungers 2 und eine Hubhöhe (L3a + L3b) des zweiten Plungers 3 verändert wird. Wenn die Druckbeaufschlagungsbereiche des ersten Plungers 2 und des zweiten Plungers 3 gleiche Durchmesser aufweisen und die Volumina und dergleichen der Druckkammern gleich sind, sind die Hubhöhen der beiden Plunger gleich (L1 ≈ L3a, L2 ≈ L2). Wenn der Durchmesser eines Plungers kleiner ist, wird die Hubhöhe in etwa umgekehrt proportional zum Durchmesser größer. Der Ausstoßdruck jedes Plungers kann verändert werden, indem die Hubhöhe für die Vorverdichtung (L1 oder L3a) verändert wird.
10 ist eine Konfigurationszeichnung, die einen Aufbau eines Flüssigchromatographen zeigt, der als Hochdruckgradientensystem konstruiert ist, bei dem zwei Pumpen für Flüssigchromatographen verwendet werden. Ein Gradientenbetrieb bedeutet eine Betriebsweise, bei der ein Mischungsverhältnis von zwei Arten von Lösemitteln A und B im Laufe der Zeit schrittweise verändert wird. Hier werden eine Flussrate Qa des Lösemittels A in einem Lösemittelbehälter 511 und eine Flussrate Qb des Lösemittels B in einem Lösemittelbehälter 512 verändert und gleichzeitig eine konstante Flüssigkeitszufuhrrate insgesamt, die die Summe der Flussrate Qa und der Flussrate Qb ist, beibehalten.
In 10 sind eine erste Pumpe 1001 für einen Flüssigchromatographen und eine zweite Pumpe 1002 für einen Flüssigchromatographen parallel geschaltet. In dem Auslasskanal der ersten Pumpe 1001 für einen Flüssigchromatographen ist ein Pulsationsdämpfer 109 vorgesehen, in dem Auslasskanal der zweiten Pumpe 1002 für einen Flüssigchromatographen ist ein Pulsationsdämpfer 110 vorgesehen. Die jeweiligen Lösemittel werden mit Hilfe einer Mischeinrichtung 57 miteinander vermischt und einem Injektor 53 zugeführt, um mit einer Probe vermischt zu werden. Das mit der Probe vermischte Lösemittel tritt zur Auftrennung in Komponenten in die Trennsäule 54 ein. Anschließend erfasst der Detektor 55 Daten für eine Komponentenanalyse. Die Trennsäule 54 ist mit winzigen Kieselgelpartikeln gefüllt und in jeder Plungerpumpe wird aufgrund des Flüssigkeitswiderstands des durch die Lücken zwischen den Kieselgelpartikeln strömenden Lösemittels eine Druckbelastung in der Größenordnung von einigen Zehn Megapascal bis mehr als Einhundert Megapascal erzeugt. Die Größenordnung der Druckbelastung variiert in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Trennsäule und einer Flussrate des hindurchströmenden Lösemittels.
Die erste Pumpe 1001 für einen Flüssigchromatographen übermittelt durch Drucksensoren 601 und 602 erfasste Werte an eine Pumpensteuerung 501, steuert Elektromotoren über eine Motoransteuerung 1061 und treibt dadurch die Plunger an. Die zweite Pumpe 1002 für einen Flüssigchromatographen übermittelt durch Drucksensoren 603 und 604 erfasste Werte an eine Pumpensteuerung 502, steuert Elektromotoren über eine Motoransteuerung 1062 und treibt dadurch die Plunger an. Die Pumpensteuerungen 501 und 502 kommunizieren mit einem Hostcontroller 70 und steuern die jeweiligen Pumpen für einen Flüssigchromatographen auf der Basis von Anweisungswerten von dem Hostcontroller 70.
11 zeigt Diagramme zur Darstellung eines Beispiels der zeitlichen Änderungen von Flussraten von zwei Lösemitteln und Hubhöhen der ersten Plunger in den beiden Pumpen für einen Flüssigchromatographen. Unter der Annahme, dass die Gesamtflussrate beispielsweise 100 ist, beginnt die zeitliche Veränderung der Flussraten bei einem Gradientenbetrieb mit Qa:Qb = 1:99, dann wird das Mischungsverhältnis wie in 11 gezeigt auf 2:98, 3:97, ..., 50:50, ..., 98:2 und 99:1 eingestellt. Dies ist die Fallgestaltung mit 100 Gradientenschritten. Wenn die Gesamtflussrate auf 1 ml/min eingestellt ist, erfordern eine minimale Flussrate und Auflösung 10 μl/min, d. h. ein Hundertstel der gesamten Flüssigkeitszufuhrrate. Um während des Betriebs die Durchsätze der jeweiligen Pumpen allmählich zu erhöhen und zu erniedrigen, müssen die Hubhöhen der Plunger in Übereinstimmung mit der Anweisung des Hostcontrollers 70 wie in 11 unten dargestellt erhöht und vermindert werden.
Die oben beschriebene, von dem Hostcontroller 70 durchgeführte Steuerung hält die Ansteuerzyklen der jeweiligen Plungerpumpen im Wesentlichen auch dann konstant, wenn die Flussraten verändert werden, und auch Pulsationen treten synchron mit den Ansteuerzyklen auf. Wenn das Lösemittel A und das Lösemittel B jedoch mit dem Mischer 57 vermischt werden, können Schwankungen im Mischungsverhältnis, die Pulsationen der jeweiligen Lösemittel zugeschrieben werden können, vermindert werden und demgemäß kann die Nachweisgenauigkeit in einem Chromatogramm entsprechend verbessert werden. Wenn eine Pulsationsabsorptionseffizienz des Mischers 57 oder der Pulsationen absorbierende Dämpfer (nicht gezeigt) in einem bestimmten Frequenzbereich eine günstige Charakteristik aufweist, können das Lösemittel A und das Lösemittel B gut vermischt werden, indem die jeweiligen Pumpen so betrieben werden, dass die Ansteuerzyklen in den Frequenzbereich verlegt werden. Dadurch ist es folglich möglich, die Analysegenauigkeit zu verbessern. In Abhängigkeit von der Kombination der zu vermischenden Lösemittel gibt es ferner einen Fall, bei dem sich die physikalische Eigenschaft der vermischten Flüssigkeit, wie beispielsweise die Viskosität oder die Dichte, nichtlinear mit dem Mischungsverhältnis ändert. Ein in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-137974 beschriebenes Verfahren ist beispielsweise als eine Methode zum Umgang mit dieser Fallgestaltung bekannt.
12 zeigt Diagramme der zeitlichen Änderungen von Hubhöhen von Nocken zum Antrieb der in den in 1 dargestellten Pumpen für einen Flüssigchromatographen, Drehgeschwindigkeiten der Nocken, Drehbeschleunigungen der Nocken und eine Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors. Ein Mechanismus zum Umwandeln der Drehbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung eines Plungers umfasst einen Linearhubmechanismus, wie z. B. einen Kugelgewindetrieb oder eine Zahnstange oder einen Kurvenscheibenmechanismus. Im Falle eines Linearhubmechanismus ist die Verschiebung grundsätzlich proportional zu einem Drehwinkel einer rotierenden Welle. Da die Geschwindigkeit oder Beschleunigung der linearen Bewegung des Plungers nur durch die Veränderung der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Welle verändert wird, kann ein Fall eintreten, bei dem die gewünschte Steuerung aufgrund einer Schwierigkeit bei der Steuerung der Motordrehung nicht durchgeführt werden kann. Auf der anderen Seite kann im Falle eines Kurvenscheibenmechanismus nicht nur die Drehung der rotierenden Welle, sondern auch das Kurvenscheibenprofil verändert werden, sodass ein größerer Steuerungsbereich möglich ist.
Beispielsweise unter der Annahme, dass die Hubhöhe einer Nocke L ist, ein Drehwinkel θ ist, ein Differentialwert der Hubhöhe L der Nocke dL/dθ ist und eine Drehwinkelgeschwindigkeit der Nocke dθ/dt ist, ist die Geschwindigkeit des Plungers durch ein Produkt dL/dt des Differentialwertes dL/dθ der Hubhöhe L der Nocke und der Drehwinkelgeschwindigkeit dθ/dt der Nocke gegeben. Um die Plungergeschwindigkeit zu verdoppeln, kann beispielsweise die Drehwinkelgeschwindigkeit dθ/dt der Nocke verdoppelt werden oder der Differentialwert dL/dθ der Hubhöhe L der Nocke kann verdoppelt werden. Die Einstellung der jeweiligen Werte werden in Abhängigkeit von der Konfiguration der Pumpe geeignet ausgewählt.
Die in 12 dargestellten Nockenprofile stellen ein Beispiel dar, das auf die in 1 dargestellte Konfiguration angewandt werden soll, in der die beiden Plunger seriell verbunden sind. Die Hubhöhe der Nocken, die Drehgeschwindigkeiten der Nocken und die Drehbeschleunigungen der Nocken werden gemäß der Gestaltungen der Nockenprofile eingestellt, wobei dabei die Drehgeschwindigkeit des Motors konstant gehalten wird. Zudem werden obere und untere Grenzen in den Beschleunigungsprofilen festgelegt, um die Änderungen in den Geschwindigkeitsprofilen sanfter zu gestalten. In einer Vorverdichtungsphase t0 in den Diagrammen, die einer Phase nach Beendigung des Einlassvorgangs und vor dem Beginn des Kompressionsvorgangs durch den ersten Plunger entspricht, wird die Drehgeschwindigkeit des Motors verdoppelt und die Nockengeschwindigkeit für den zweiten Plunger auf die Hälfte reduziert. Ein Grund für eine solche Geschwindigkeitsänderung besteht darin, dass die erforderliche Vorverdichtungsphase in Abhängigkeit von dem Ausstoßdruck, den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit usw. variiert. Diese Phase wird demgemäß behandelt, indem die Drehung des Motors bedarfsgemäß gesteuert wird. Wenn die Vorverdichtungsphase t0 lang ist oder im Falle einer Kompression auf einen hohen Druck kann die Drehgeschwindigkeit des Motors beispielsweise bis zur Beendigung der Vorkompression verdoppelt werden. Dadurch ist es möglich, den zweiten Plunger bei einer konstanten Geschwindigkeit zu betreiben und eine Flüssigkeit mit einer konstanten Flussrate unter Druck zuzuführen, selbst wenn die Nockengeschwindigkeit für den zweiten Plunger auf die Hälfte gesenkt ist. Die Dauer der Vorkompression kann für den ersten Plunger ebenfalls reduziert werden, indem die Geschwindigkeit der Vorkompression für den ersten Plunger während dieses Zeitraums verdoppelt wird. Anders ausgedrückt müssen der erste Plunger und der zweite Plunger nicht unabhängig voneinander gesteuert werden. Hierdurch ist es möglich, die Pumpe mit nur einem Motor zu gestalten.
Wie oben beschrieben wurde, gibt die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eine Pumpe für einen Flüssigchromatographen an, die zwei Plungerpumpen umfasst, die seriell oder parallel miteinander verbunden und ausgebildet sind, Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd auszuführen und eine konstante Flüssigkeitszuführung mit einem konstanten Durchsatz zu bewerkstelligen. Hier nimmt die Pumpe eine Konfiguration an, bei der eine Druckkammer einer der Plungerpumpen immer in einen Zustand hohen Drucks gebracht wird; eine Pumpensteuerung führt die Steuerung der Flussrate durch Anpassen der Hubhöhe eines ersten Plungers und eines zweiten Plungers aus. Diese Gestaltung kann Pulsationen auch dann reduzieren, wenn eine Ausstoßrate verändert wird, und die Übertragung der Pulsation auf eine Trennsäule vermeiden. Dadurch ist es möglich, eine Verschlechterung der Analysegenauigkeit eines Flüssigchromatographen zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1, 801: PUMPE FÜR FLÜSSIGCHROMATOGRAPHEN
2: ERSTER PLUNGER
3: ZWEITER PLUNGER
4, 5, 107, 108: RÜCKSCHLAGVENTIL
10: ERSTER EINLASSKANAL
11: ZWEITER EINLASSKANAL
12: ERSTE DRUCKKAMMER
13: ZWEITE DRUCKKAMMER
50, 501, 502: PUMPENSTEUERUNG
51, 511, 512,: LÖSUNGSMITTELBEHÄLTER
52: AUSLASSVENTIL
53: INJEKTOR
54: TRENNSÄULE
55: DETEKTOR
56: ABFALLBEHÄLTER
57: MISCHER
60, 105, 601, 602, 603, 604: DRUCKSENSOR
61, 62: DICHTUNG
70: HOSTCONTROLLER
71, 72: LAGER
101: ERSTE PLUNGERPUMPE
102: ZWEITE PLUNGERPUMPE
103: ERSTER AUSLASSKANAL
104: ZWEITER EINLASSKANAL
106: MOTORANSTEURUNG
109, 110: PULSATIONSDÄMPFER
212, 212: ELEKTROMOTOR
221, 222: VERLANGSAMUNGSEINRICHTUNG
231, 232: LINEARHUBEINRICHTUNG
1001: ERSTE PUMPE FÜR FLÜSSIGCHROMATOGRAPHEN
1002: ZWEITE PUMPE FÜR FLÜSSIGCHROMATOGRAPHEN

Auf alle Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen, die in dieser Beschreibung genannt sind, wird in dieser Beschreibung als Referenz Bezug genommen.

Claims

Pumpe für einen Flüssigchromatographen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe umfasst: eine erste Plungerpumpe, die eine erste Druckkammer, die mit einem ersten Einlasskanal und einem ersten Auslasskanal in Verbindung steht, und einen ersten Plunger aufweist, der zum Hin- und Herbewegen innerhalb der ersten Druckkammer ausgebildet ist; eine zweite Plungerpumpe, die eine zweite Druckkammer, die mit einem zweiten Einlasskanal und einem zweiten Auslasskanal in Verbindung steht, und einen zweiten Plunger aufweist, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der zweiten Druckkammer ausgebildet ist; einen Verbindungsströmungskanal, der die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe seriell oder parallel miteinander verbindet; zumindest einen Elektromotor, der zum Erzeugen einer Drehleistung ausgebildet ist; einen Leistungsübertragungsmechanismus, der zur Umwandlung der Drehleistung des Elektromotors in eine lineare Hubleistung und zur Übertragung der Leistung auf den ersten Plunger und den zweiten Plunger ausgebildet ist; eine Motoransteuerung, die zur Steuerung des Elektromotors ausgebildet ist; zumindest eine Druckerfassungseinrichtung, die in der ersten Druckkammer, in der zweiten Druckkammer oder in einem Kanal stromabwärts einer beliebigen der Druckkammern angeordnet ist; und eine Pumpensteuerung, die zum Abfragen eines Messwertes der Druckerfassungseinrichtung ausgebildet ist, um für die Motoransteuerung eine Anweisungsgröße bereitzustellen, um zu bewirken, dass die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen ausführen, um die Druckkammer einer der Plungerpumpen im Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks zu bringen, und um eine Durchflusssteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers auszuführen.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruheperiode vorgesehen ist, in der eine Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Plungers auf Null gesetzt ist, und eine Hochdruck-Flüssigkeitszuführung während der Ruheperiode nur mit der ersten Plungerpumpe erfolgt.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung die Steuerung so durchführt, dass die Länge der Ruheperiode und die Hubhöhe des ersten Plungers in Abhängigkeit von der Flüssigkeitszufuhrmenge und/oder einem Druck und/oder einem Mediumtyp und/oder einem Betriebszustand der Pumpe eingestellt werden.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung die Steuerung so durchführt, dass der erste Plunger einen Zustand, bei dem eine Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Plungers der ersten Plungerpumpe in der Druckkammer gleich Null gesetzt ist, für eine vorgegebene Zeitdauer innerhalb einer Zeitspanne zwischen einer Einstellung, während der die erste Plungerpumpe einen Einlassvorgang beendet, und einer Einstellung, während der die zweite Plungerpumpe einen Verdichtungsvorgang beendet, beibehält.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung die Steuerung so durchführt, dass eine Geschwindigkeit des ersten Plungers zu einem Zeitpunkt gleich Null gesetzt wird, bei dem ein Druck der ersten Plungerpumpe im Wesentlichen gleich einem Druck der zweiten Plungerpumpe ist.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung den Zeitraum verändert, während dem die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Plungers der ersten Plungerpumpe in der Druckkammer gleich Null gesetzt ist, und Ansteuerzyklen der ersten Plungerpumpe und der zweiten Plungerpumpe im Wesentlichen konstant hält.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung die Steuerung durchführt, indem für einen Beschleunigungsabsolutwert sowohl des ersten Plungers als auch des zweiten Plungers ein spezieller oberer Grenzwert festgelegt wird.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung die Geschwindigkeit des ersten Plungers und des zweiten Plungers zu einem Zeitpunkt gleich Null setzt, bei dem ein Druck der ersten Plungerpumpe im Wesentlichen gleich einem Druck der zweiten Plungerpumpe ist.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslasskanal mit dem zweiten Einlasskanal verbunden ist, und sowohl der erste Einlasskanal als auch der erste Auslasskanal mit einem Rückschlagventil versehen ist.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslasskanal mit dem zweiten Auslasskanal verbunden ist, der erste Einlasskanal mit dem zweiten Einlasskanal verbunden ist, und der erste Einlasskanal, der zweite Einlasskanal, der erste Auslasskanal und der zweite Auslasskanal jeweils mit einem Rückschlagventil versehen ist.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerung, wenn sich eine durch die erste Plungerpumpe zugeführte Flüssigkeitszufuhrmenge ändert und eine durch die zweite Plungerpumpe zugeführte Flüssigkeitszufuhrmenge ändert, die Flüssigkeitszufuhrmenge durch Anpassung der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers so steuert, dass die Ansteuerzyklen der ersten Plungerpumpe und der zweiten Plungerpumpe im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsübertragungsmechanismus durch eine Nocke gebildet wird, und der Leistungsübertragungsmechanismus ausgebildet ist, eine Nockenphase einzunehmen, in der ein Differentialwert dL/dθ eines Drehwinkels θ relativ zu einer Hubhöhe L der Nocke variiert, wobei die Nockenphase geschaffen wird, indem eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors so verändert wird, dass ein Produkt des Differentialwertes dL/dθ und der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors im Vergleich mit den vorhergehenden Werten und den nachfolgenden Werten im Wesentlichen konstant wird.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe zwei Elektromotoren umfasst, die die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe unabhängig voneinander antreiben.
Pumpe für einen Flüssigchromatographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe aufweist: eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind; und eine Pumpensteuerung, wobei die Pumpensteuerung die erste Plungerpumpe und die zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind, Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen ausführen lässt, die Druckkammer einer der Plungerpumpen in Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks bringt, und eine Durchflusssteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers ausführt.
Flüssigchromatograph umfassend: eine erste Pumpe, die zum Zuführen eines ersten Elutionsmittels ausgebildet ist; eine zweite Pumpe, die zum Zuführen eines zweiten Elutionsmittels ausgebildet ist; einen Mischer, der zum Mischen des ersten Elutionsmittels und des zweiten Elutionsmittels ausgebildet ist; einen Injektor, der zum Einspritzen einer Probe in die durch den Mischer vermischten Elutionsmittel ausgebildet ist; eine Trennsäule, die zum Auftrennen der in die Elutionsmittel injizierten Probe in Komponenten ausgebildet ist; und einen Detektor, der ausgebildet ist, die Elutionsmittel einströmen zu lassen, in denen die Probe aufgetrennt in Komponenten vorliegt, und die Komponenten durch Bestrahlen der Elutionsmittel mit Licht nachzuweisen, wobei der Flüssigchromatograph dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste Pumpe als auch die zweite Pumpe aufweist: eine erste Plungerpumpe und eine zweite Plungerpumpe, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind; und eine Pumpensteuerung, wobei jede Pumpensteuerung die zugehörige erste Plungerpumpe bzw. die zugehörige zweite Plungerpumpe Einlass- und Verdichtungsvorgänge abwechselnd in im Wesentlichen konstanten Zyklen ausführen lässt, die Druckkammer einer der Plungerpumpen in Vergleich mit der Druckkammer der anderen Plungerpumpe in einen Zustand höheren Drucks bringt, und eine Durchflusssteuerung durch Anpassen der Hubhöhe des ersten Plungers und des zweiten Plungers ausführt.