DE112013001329T5 - Statischer Gegendruckregler - Google Patents
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Abstract
Description
- VERWANDTE ANMELDUNG
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/608,320 mit dem Titel ”Statischer Gegendruckregler” vom 8. März 2012, auf die durch Verweis hierin vollumfänglich Bezug genommen wird.
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gegendruckregulierung sowie, in einer bestimmten Implementierung, auf einen statischen Gegendruckregler für ein überkritisches Flüssigkeitschromatographiesystem.
- HINTERGRUND
- Die überkritische Flüssigkeitschromatographie (SFC) ist eine chromatographische Trenntechnik, die üblicherweise verflüssigtes Kohlendioxid (CO2) als Lösungsmittel für eine mobile Phase verwendet. Um die mobile Phase in flüssiger Form (oder flüssigkeitsgleicher Dichte) zu halten, wird der chromatographische Flüssigkeitspfad druckbeaufschlagt; in der Regel mit einem Druck von mindestens 1100 psi.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Ein statischer Gegendruckregler wird verwendet, um einen im Wesentlichen konstanten Gegendruck über den Arbeitsbereich eines überkritischen Flüssigkeitschromatographiesystems (SFC) bereitzustellen. Der statische Gegendruckregler muss die aggressive Umgebung einer CO2/Zusatzlösungsmittel-Mischung und die rapide Dekompression des CO2 während seines Phasenübergangs durch die drosselnde Öffnung des Gegendruckreglers überstehen.
- Ein Aspekt umfasst einen statischen Gegendruckregler, der ein Auflager umfasst, das einen Teil eines Flüssigkeitspfads definiert, sowie einen Kolben, eine Feder, die angeordnet ist, um hin zum Auflager vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und ein Kalibrierungselement, das konfiguriert ist, um eine von der Feder auf den Kolben wirkende Kraft einzustellen. Das Kalibrierungselement umfasst eine Durchgangsbohrung, die einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet. Der Kolben umfasst einen ersten Führungsabschnitt, der sich durch die Durchgangsbohrung des Kalibrierungselements erstreckt und ein Kippen des Kolbens relativ zu dem Auflager verhindert.
- Ein weiterer Aspekt stellt einen statischen Gegendruckregler bereit, der ein Auflager umfasst, das einen Teil eines Flüssigkeitspfads definiert, einen Kolben und eine Feder, so angeordnet, um den Kolben hin zum Auflager vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln. Der Kolben umfasst einen Führungsabschnitt, der sich in die Feder erstreckt und dadurch ein Knicken der Feder verhindert.
- Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst der statische Gegendruckregler ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, welcher einen Teil eines Flüssigkeitspfads bildet, ein von dem Gehäuse gestütztes und einen Teil des Flüssigkeitspfads definierendes Auflager, einen innerhalb des Hohlraums angeordneten und relativ zum Auflager verschiebbaren Kolben, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und ein Dämpfelement, das zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist und so ausgerichtet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Ein noch weiterer Aspekt stellt einen statischen Gegendruckregler bereit, der ein Gehäuse umfasst, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil eines Flüssigkeitspfads bildet, ein von dem Gehäuse gestütztes und einen Teil des Flüssigkeitspfads definierendes Auflager und einen innerhalb des Hohlraums angeordneten und relativ zum Auflager verschiebbaren Kolben, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln. Der Kolben hat einen auf einer Seite des Kolbens angeordneten Strömungskanal, um eine Vorspannung des Kolbens zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Ein weiterer Aspekt betrifft einen statischen Gegendruckregler, der ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil eines Flüssigkeitspfads bildet, ein von dem Gehäuse gestütztes und einen Teil des Flüssigkeitspfads definierendes Auflager und einen innerhalb des Hohlraums angeordneten und relativ zum Auflager verschiebbaren Kolben, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln. Das Gehäuse hat Spiralnuten entlang des Hohlraums, um einen Wirbel um den Kolben herum zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein statischer Gegendruckregler ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, welcher einen Teil eines Flüssigkeitspfads bildet, ein von dem Gehäuse gestütztes und einen Teil des Flüssigkeitspfads definierendes Auflager und einen innerhalb des Hohlraums angeordneten und relativ zum Auflager verschiebbaren Kolben, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu beschränken. Der Kolben besteht zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik.
- Gemäß einem noch weiteren Aspekt umfasst ein statischer Gegendruckregler: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil eines Flüssigkeitspfads bildet, ein von dem Gehäuse gestütztes und einen Teil des Flüssigkeitspfads definierendes Auflager und einen innerhalb des Hohlraums angeordneten und relativ zum Auflager verschiebbaren Kolben, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln. Der Kolben umfasst eine Metallbeschichtung.
- Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten.
- In einigen Implementierungen umfasst der Kolben einen Führungsabschnitt (z. B. ein zweites Führungsabschnitt), das bis in die Feder reicht und dadurch ein Knicken der Feder verhindert.
- In bestimmten Implementierungen umfasst der statische Gegendruckregler ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- In einigen Implementierungen umfasst der statische Gegendruckregler ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet. Der Kolben ist innerhalb des Hohlraums angeordnet, und das Dämpfelement ist zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet.
- In bestimmten Implementierungen umfasst das Dämpfelement einen O-Dichtring.
- In einigen Implementierungen besteht das Dämpfelement aus einem Elastomer.
- In bestimmten Implementierungen ist das Dämpfelement zwischen einem Kalibrierungselement und dem Kolben angeordnet (z. B. zwischen dem Kalibrierungselement und dem ersten Führungsabschnitt des Kolbens).
- In manchen Implementierungen hat der Kolben einen auf einer Seite des Kolbens angeordneten Strömungskanal, um den Kolben vorzuspannen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- In bestimmten Implementierungen umfasst der statische Gegendruckregler ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet. Der Kolben ist innerhalb des Hohlraums angeordnet, und das Gehäuse hat Spiralnuten entlang des Hohlraums, um einen Wirbel um den Kolben herum zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- In manchen Implementierungen umfasst der Kolben eine Spitze und einen Schaft.
- In bestimmten Implementierungen umfasst der Schaft den ersten Führungsabschnitt.
- In manchen Implementierungen definiert der Schaft eine Aussparung, um die Spitze aufzunehmen.
- In bestimmten Implementierungen ist der Schaft integral mit der Spitze.
- In manchen Implementierungen besteht die Spitze zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik (z. B. Zirkonia, Rubin oder Saphir).
- In manchen Implementierungen ist die Spitze rund.
- In bestimmten Implementierungen umfasst der Kolben eine Metallbeschichtung (z. B. eine Goldbeschichtung oder eine Platinbeschichtung).
- In manchen Implementierungen hat der Kolben einen konischen Abschnitt, der das Auflager kontaktiert.
- In bestimmten Implementierungen hat der konische Abschnitt einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 90 Grad (z. B. ungefähr 20 Grad bis ungefähr 60 Grad).
- In manchen Implementierungen umfasst der Kolben eine im Wesentlichen flache Fläche für den Kontakt mit dem Auflager, um Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung in dem Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben relativ zum Auflager zu zentrieren.
- In bestimmten Implementierungen besteht das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer (z. B. Polyimid oder Polyether-Ether-Keton).
- Die Implementierungen können einen oder mehrere der folgenden Vorteile bereitstellen.
- Manche Implementierungen stellen einen statischen Gegendruckregler bereit, der Umgebungsbedingungen standhält, in denen CO2-Phasenänderungen mit einer Zusatzlösungsmittel-Mischung sowohl Korrosion als auch Erosion verursachen können.
- Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Patentansprüchen.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Ansicht eines überkritischen Flüssigkeitschromatographiesystems (SFC); -
2 ist eine Querschnittsansicht eines statischen Gegendruckreglers des SFC-Systems von1 ; -
3A und3B sind Querschnittsansichten von Ausführungsformen einer Kartusche des statischen Gegendruckreglers von2 ; -
4A und4B illustrieren Implementierungen der Kartusche von3 , die das Dämpfelement aufweist, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration eines Kolbens zu verhindern; -
5 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Kolbens, der Kartusche von3 mit einem Strömungskanal; -
6 ist eine Querschnittsansicht eines Kartuschengehäuses mit Spiralnuten; -
7 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Implementierung eines statischen Gegendruckreglers mit einem Kolben, der eine flache Spitze mit einer aus einem Bauteil bestehenden Konstruktion aufweist; -
8 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Implementierung einer statischen Gegendruckreglerkartusche, die einen Kolben mit flacher Spitze aufweist, in einer aus zwei Bauteilen bestehenden Konstruktion; -
9 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Kolbens mit flacher Spitze und einem Strömungskanal; und -
10 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Implementierung einer statischen Gegendruckreglerkartusche mit einem Kolben mit runder Spitze. - Gleiche Bezugszeichen geben gleiche Elemente an.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Überblick über das System
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1 stellt schematisch ein überkritisches Flüssigkeitschromatographiesystem (SFC)100 dar. Das SFC-System100 umfasst eine Vielzahl stapelbarer Module, einschließlich eines Lösungsmittelmanagers110 , eines SFC-Managers140 , eines Proben-Managers170 , eines Säulen-Managers180 und eines Detektormoduls190 . Der Lösungsmittel-Manager110 besteht aus einer ersten Pumpe112 , die Kohlendioxid (CO2) von einer CO2-Quelle102 erhält (z. B. aus einem Tank mit komprimiertem CO2). Das CO2 durchläuft ein Eingangsverschlussventil142 und einen Filter144 im SFC-Manager140 auf seinem Weg zur ersten Pumpe112 . Die erste Pumpe112 kann einen oder mehrere Aktoren umfassen, die jeweils Kühlmittel beinhalten oder an solche angeschlossen sind, wie z. B. eine Kühlspule und/oder einen thermoelektrischen Kühler, um den CO2-Fluss zu kühlen, wenn er durch die erste Pumpe112 strömt, um sicherzustellen, dass der CO2-Flüssigkeitsstrom in flüssiger Form zuführbar ist. In einigen Fällen umfasst die erste Pumpe112 einen Primär-Aktor114 und einen Akkumulator-Aktor116 . Der Primär-Aktor114 und der Akkumulator-Aktor116 umfassen jeweils einen dazugehörigen Pumpenkopf und sind in Serie geschaltet. Der Akkumulator-Aktor116 liefert CO2 an das System100 . Der Primär-Aktor114 liefert CO2 an das System100 , während er den Akkumulator-Aktor116 auffüllt. - In einigen Fällen umfasst der Lösungsmittel-Manager
110 eine zweite Pumpe118 , um ein organisches Zusatzlösungsmittel (z. B. Methanol, Wasser (H2O), usw.) von einer Zusatzlösungsmittelquelle104 zu empfangen und es an das System110 zu liefern. Die zweite Pumpe118 kann einen Primär-Aktor120 und einen Akkumulator-Aktor122 umfassen, die jeweils einen dazugehörigen Pumpenkopf aufweisen. Der Primär-Aktor120 und der Akkumulator-Aktor122 der zweiten Pumpe118 sind in Serie geschaltet. Der Akkumulator-Aktor122 liefert Zusatzlösungsmittel an das System100 . Der Primär-Aktor120 liefert Zusatzlösungsmittel an das System100 , während er den Akkumulator-Aktor122 wieder auffüllt. - Messwandler
124a –d sind an die Auslässe der entsprechenden Pumpenköpfe angeschlossen, um den Druck zu überwachen. Der Lösungsmittel-Manager110 umfasst auch elektrische Antriebsmittel für den Antrieb der Primär-Aktoren114 ,120 und der Akkumulator-Aktoren116 ,122 . Das CO2 und die Zusatzlösungsmittelflüssigkeit fließen von der ersten bzw. zweiten Pumpe112 ,118 und werden an einem T-Stück126 gemischt, um einen Flüssigkeitsstrom der mobilen Phase zu bilden, die weiter zu einem Einspritzventil-Untersystem150 fließt, das eine Probe (sample slug) zur Trennung in den Flüssigkeitsstrom der mobilen Phase injiziert. - In dem illustrierten Beispiel besteht das Einspritzventil-Subsystem
150 aus einem Hilfsventil152 , das in dem SFC-Manager140 angeordnet ist, und einem Einspritzventil154 , das in dem Sample-Manager170 angeordnet ist. Das Hilfsventil152 und das Einspritzventil152 sind fluidisch verbunden, und der Betrieb dieser beiden Ventile ist koordiniert, um eine Probe in den Flüssigkeitsstrom der mobilen Phase zu geben. Das Einspritzventil154 ist hergerichtet, um eine Probe von einer Probenquelle (z. B. einem Fläschchen) in den Sample-Manager170 zu ziehen, und das Hilfsventil152 ist hergerichtet, um den Fluss der Flüssigkeit der mobilen Phase in das und aus dem Einspritzventil154 zu steuern. Der SFC-Manager140 umfasst auch einen Ventil-Aktor zum Betätigen des Hilfsventils152 sowie elektrische Antriebe zum Antrieben der Ventil-Aktoren. Entsprechend umfasst der SFC-Manager170 einen Ventil-Aktor zum Betätigen des Einspritzventils154 sowie elektrische Antriebe zum Antreiben der Ventil-Aktoren. - Von dem Einspritzventil-Subsystem
150 gelangt der Strom der mobilen Phase mit der injizierten Probe über eine Trennsäule182 im Säulen-Manager180 , wo die Probe in ihre einzelnen Bestandteile getrennt wird. Der Säulen-Manager180 umfasst eine Vielzahl derartiger Trennsäulen sowie Ein- und Aus-Umschaltventile184 bzw.186 zum Umschalten zwischen den verschiedenen Trennsäulen. - Nach Durchlaufen der Trennsäule
182 fließt der Flüssigkeitsstrom der mobilen Phase zu einem Detektor192 (z. B. einem Strömungszellen-/Photodioden-Array-Detektor), der innerhalb des Detektormoduls190 untergebracht ist, und sodann durch ein Lüftungsventil146 und anschließend zu einer Gegendruckregleranordnung200 in dem SFC-Manager140 , bevor sie zum Abfall106 ausgestoßen wird. Ein Messwandler149 ist zwischen dem Lüftungsventil146 und der Gegendruckregleranordnung200 bereitgestellt. - Die Gegendruckregleranordnung
160 umfasst einen dynamischen (aktiven) Gegendruckregler162 und einen statischen (passiven) Gegendruckregler164 , die in Reihe geschaltet sind. Der dynamische Gegendruckregler162 , der nachstehend detaillierter beschrieben wird, ist einstellbar, um den Systemflüssigkeitsdruck zu regeln oder zu modifizieren. Dies ermöglicht es, den Druck von Durchlauf zu Durchlauf zu ändern. Die Eigenschaften des CO2 bedingen, wie schnell Verbindungen aus der Säule182 extrahiert werden können, so dass die Fähigkeit zur Druckänderung unterschiedliche, auf Druck basierende Trennungen ermöglicht. - Der statische Gegendruckregler
164 ist ein passives Bauteil (z. B. ein Rückschlagventil), das oberhalb des kritischen Drucks eingestellt ist, um zu helfen, dass sichergestellt wird, dass das CO2 in dem dynamischen Gegendruckregler162 flüssig ist. Der dynamische Gegendruckregler202 kann gleichmäßiger steuern, wenn das CO2 sowohl am Einlass als auch am Auslass flüssig ist. Wenn die Ausgabe Gas ist, können kleine Verringerungen in der Drosselung dazu führen, dass das CO2 stromaufwärts des dynamischen Gegendruckreglers162 gasförmig wird, was es unkontrollierbar macht. Zusätzlich kann durch diese Anordnung sichergestellt werden, dass der Ort des Phasenübergangs am statischen Gegendruckregler164 ist. Der Phasenübergang ist endotherm und daher muss der Ort des Phasenübergangs eventuell erhitzt werden, um ein Einfrieren zu verhindern. Durch das Steuern des Orts des Phasenübergangs kann das Erhitzen vereinfacht und örtlich auf den statischen Gegendruckregler164 festgelegt werden. - Im Allgemeinen ist der statische Gegendruckregler
164 so gestaltet, um den Druck am Auslass des dynamischen Gegendruckreglers162 unter 1500 psi, aber oberhalb des Mindestdrucks zu halten, der notwendig ist, um das CO2 in flüssigem Zustand zu halten. In einigen Fällen ist der statische Gegendruckregler164 darauf ausgelegt, den Druck innerhalb des Bereichs von ungefähr 1150 psi (bei kleinster Flussrate) bis ungefähr 1400 psi (bei größter Flussrate) zu regeln. Der dynamische Gegendruckregler162 kann dazu verwendet werden, den Systemdruck in einem Bereich von ungefähr 1500 psi bis ungefähr 6000 psi zu regeln. - Ebenfalls schematisch dargestellt ist in
1 eine computergestützte Systemsteuerung108 , die bei der Koordinierung der Arbeitsweise des SFC-Systems100 helfen kann. Jedes der einzelnen Module110 ,140 ,170 ,180 ,190 umfasst auch jeweils eine eigene Steuerungselektronik, die sowohl miteinander als auch mithilfe einer Ethernet-Verbindung109 mit dem Systemsteuerung108 gekoppelt sein können. Die Steuerungselektronik für jedes Modul kann einen nichtflüchtigen Speicher mit computerlesbaren Anweisungen (Firmware) aufweisen, und zwar zur Steuerung der Arbeitsweise der jeweiligen Modulbestandteile (z. B. Pumpen, Ventile, usw.) in Abhängigkeit von Signalen, die von der Systemsteuerung108 oder von den anderen Modulen empfangen werden. Die Steuerungselektronik jedes Moduls kann auch mindestens einen Rechner zur Durchführung der computerlesbaren Anweisungen, zum Empfang von Eingaben und zum Senden von Ausgaben umfassen. Die Steuerungselektronik kann auch einen oder mehrere digitalanaloge (D/A) Konverter zur Konvertierung digitaler Ausgaben von einem der Rechner in ein Analog-Signal zum Betätigen einer jeweils verbundenen Pumpe oder eines jeweils verbundenen Ventils (z. B. über einen verbundenen Pumpen- oder Ventil-Aktor) umfassen. Die Steuerungselektronik kann auch einen oder mehrere analogdigitale (A/D) Konverter für die Konvertierung eines analogen Signals, wie beispielsweise von Systemsensoren (z. B. Druckumwandler), in ein digitales Signal zur Eingabe in einen der Rechner umfassen. In manchen Fällen können einige oder alle der unterschiedlichen Merkmale dieser Steuerungselektronik in eine Mikrosteuerung integriert sein. - Statischer Gegendruckregler
- Mit Bezug auf
2 umfasst der statische Gegendruckregler164 ein Hauptgehäuse200 , eine Haltemutter202 und eine Kartusche300 , die innerhalb eines von dem Hauptgehäuse200 und der Haltemutter202 definierten Hohlraums204 angeordnet sind. Die Haltemutter202 ist schraubbar in dem Hauptgehäuse200 aufgenommen, um die Kartusche dazwischen zu sichern. - Im Gebrauch tritt die druckbeaufschlagte Flüssigkeit in den statischen Gegendruckregler
164 durch eine Einlassöffnung206 in das Hauptgehäuse200 ein, strömt durch die Kartusche300 (in der Annahme, dass der Flüssigkeitsdruck den Drucksollwert des statischen Gegendruckreglers164 übersteigt) und wird dann durch eine Auslassöffnung208 der Haltemutter202 ausgestoßen. - Mit Bezug auf
3A und3B umfasst die Kartusche300 ein Kartuschengehäuse302 , das eine Aussparung304 definiert, um ein Auflager306 an einem Einlassende der Kartusche300 aufzunehmen. Das Auflager306 umfasst eine Durchgangsbohrung308 , die in fluidischer Verbindung mit einem in dem Kartuschengehäuse302 definierten Hohlraum310 steht. Das Auflager306 wird innerhalb der Aussparung304 durch In-Eingriffnahme zwischen der Haltemutter202 (2 ) und dem Hauptgehäuse200 (2 ) in Position gehalten. Das Hauptgehäuse200 (2 ) umfasst eine spitze Ecke210 , die in ein kegelförmiges Ende des Auflagers306 greift. Das Auflager306 besteht zumindest teilweise aus einem Polymer, wie beispielsweise Polyimid (als Dupont Vespel SCP-5000-Polyimid erhältlich), oder Polyether-Ether-Keton, wie beispielsweise PEEK-Polymer (erhältlich von Victrex PLC, Lancashire, Großbritannien). In einigen Fällen kann das Polymer, aus dem das Auflager306 besteht, mit Kohlefasern gefüllt werden. - Die Kartusche
300 umfasst auch einen Kolben312 , der im Inneren der Kartusche angeordnet und entlang der Längsachse des Kartuschengehäuses302 verschiebbar ist. Eine Feder314 (z. B. eine spiralförmige Kompressionsfeder) ist innerhalb des Hohlraums310 angeordnet und ist so ausgerichtet, dass sie den Kolben312 in Richtung des Auflagers306 vorspannt, um so den Flüssigkeitsstrom durch die Kartusche300 zu drosseln. Eine Kalibrierungsschraube316 ist schraubbar in einem Auslassende des Kartuschengehäuses302 aufgenommen. In beispielhaften Ausführungsformen können die Kalibrierungsschraube316 und die Feder314 so konfiguriert sein, dass sie einen Eingriff zwischen den Gewinden der Schraube und der Spirale der Feder verhindern. Zum Beispiel kann die Richtung der Federspirale entgegengesetzt zu der Richtung des Schraubengewindes sein, d. h. die Schraube kann ein Rechtsgewinde haben und die Feder kann linksgewindet sein, oder die Schraube kann ein Linksgewinde haben und die Feder kann rechtsgewindet sein. Die Kalibrierungsschraube316 ist durch deren Anziehen oder Lockern relativ zum Kartuschengehäuse302 verstellbar, um so die auf die Feder314 wirkende Kompressionskraft festzulegen und durch die Drosselung des statischen Gegendruckreglers164 festzulegen. Eine oder beide Enden der Feder314 können geschlossen und flachgeschliffen sein. Die Kalibrierungsschraube316 umfasst eine Durchgangsbohrung318 , die den Durchfluss von Flüssigkeit ermöglicht, und eine sechskantige oder sternenförmige Aussparung320 ist am distalen Ende der Durchgangsbohrung318 bereitgestellt, die die Einstellung der Position der Kalibrierungsschraube316 relativ zum Kartuschengehäuse mit einem Werkzeug ermöglicht. - Wie in der beispielhaften Ausführungsform von
3A gezeigt, kann die Kalibrierungsschraube316 eine konische Fläche317 haben. Die konische Fläche317 am Ende der Schraube316 kann die Feder314 in Eingriff nehmen und die Schnittstelle zwischen der Schraube316 und der Feder314 stabilisieren. Zum Beispiel kann die konische Fläche317 die Ausrichtung zwischen der Schraube316 und der Feder314 aufrechterhalten. In einigen Fällen kann die konische Fläche317 eine leichte Presspassung mit der Feder314 haben. Die Presspassung kann helfen, zu vermeiden, dass die Feder314 eine beträchtliche seitliche Belastung des Kolbens312 erzeugt. Wie nachstehend detaillierter beschrieben, kann die konische Fläche317 auch ein Knicken der Feder314 beschränken. - Wie in der beispielhaften Ausführungsform von
3B gezeigt, kann die Kalibrierungsschraube316 einen Überstand319 aufweisen. Der Überstand319 erstreckt sich von einem Ende der Kalibrierungsschraube316 und nimmt die Feder314 in Eingriff. In einigen Ausführungsformen kann der Überstand319 sich bis in die Feder314 erstrecken. Der Überstand319 kann die Schnittstelle zwischen der Schraube316 und der Feder314 stabilisieren. Zum Beispiel kann der Überstand319 die Ausrichtung zwischen der Schraube316 und der Feder314 aufrechterhalten. Der Überstand319 kann einen Außendurchmesser haben, der ähnlich dem oder im Wesentlichen derselbe ist wie der Innendurchmesser der Feder314 . In einigen Fällen kann der Überstand319 eine leichte Presspassung mit der Feder314 haben. Die Presspassung kann helfen, zu vermeiden, dass die Feder314 eine beträchtliche seitliche Belastung des Kolbens312 erzeugt. Wie nachstehend detaillierter beschrieben, kann der Überstand319 auch ein Knicken der Feder314 beschränken. Die Kalibrierungsschraube kann auch einen flachen Abschnitt321 aufweisen, der angrenzend an den Überstand319 angeordnet ist. Der flache Abschnitt321 kann eine Fläche haben, die sich im Wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse der Schraube316 erstreckt. Der flache Abschnitt321 kann eine seitliche Belastung der Feder314 durch Bereitstellen einer flachen Kontaktfläche zum Eingriff mit dem Ende der Feder314 beschränken. Zum Beispiel kann der flache Abschnitt321 das geschlossene und geschliffene Ende der Feder314 kontaktieren. - Druckbeaufschlagte Flüssigkeit tritt in die Kartusche durch die Durchgangsbohrung
308 in das Auflager306 ein. Wenn der Flüssigkeitsdruck hoch genug ist, um die Federkraft zu überwinden, schiebt die Flüssigkeit den Kolben312 von dem Auflager306 weg und tritt dann in den Hohlraum310 in dem Kartuschengehäuse302 ein und verlässt ihn durch die Durchgangsbohrung318 in der Kalibrierungsschraube316 . - Der Kolben
312 umfasst eine Spitze330 und einen Schaft332 . Die Spitze330 besteht aus Keramikmaterial, wie zum Beispiel Zirkonia, Saphir oder Rubin. In manchen Implementierungen kann die Spitze330 einen kegelstumpfförmigen (konisches) Abschnitt334 aufweisen, der das Auflager306 in Eingriff nimmt, um den Strom zu stoppen und der, wenn er sich in einem offenen Zustand befindet, eine Drosselregion mit dem Auflager306 bildet. Der kegelstumpförmige Abschnitt334 kann einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 90 Grad (z. B. ungefähr 20 Grad bis ungefähr 90 Grad) aufweisen. Ein eingeschlossener Winkel von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 60 Grad kann bei dem Zentrieren mit der Durchgangsbohrung308 in dem Auflager306 helfen, ist aber möglicherweise nicht genügend für das Auflager306 . Stumpfere Winkel verschließen die Bohrung langsam, wenn das Auflager nachgibt oder kriecht. - Der Schaft
332 umfasst einen Kopf336 , der eine Aussparung338 definiert, um die Spitze330 aufzunehmen. Die Spitze330 hat denselben Durchmesser wie die Aussparung338 für eine lückenlose Passung oder eine leichte Presspassung zwischen der Spitze330 und der Aussparung338 . Die Spitze330 wird von der Kraft der Feder314 ortsfest gehalten, die den Kolben312 gegen das Auflager306 hält, und/oder durch den Flüssigkeitsdruck, der den Kolben312 vom Auflager306 wegschiebt. Die Feder314 berührt den Kopf336 , um die Kraft auf den Kolben312 aufzubringen. - Der Schaft
332 umfasst auch einen Schaft339 , der sich vom Kopf336 nach außen erstreckt. Der Schaft339 umfasst einen ersten Führungsabschnitt340 , der sich in die Durchgangsbohrung318 in der Kalibrierungsschraube316 mit ausreichendem Spiel erstreckt, um einen Flüssigkeitsstrom durch die Durchgangsbohrung318 zu erlauben. In einigen Fällen können die Kalibrierungsschraube316 und/oder der erste Führungsabschnitt340 Oberflächenrillen aufweisen, die ein Fließen von Flüssigkeit durch die Durchgangsbohrung318 erleichtern. - Dadurch, dass sich der erste Führungsabschnitt
340 des Schafts339 in die Durchgangsbohrung318 in der Kalibrierungsschraube316 erstreckt, kann der Schaft339 geführt werden, um ein übermäßiges Kippen zu verhindern. - Der Schaft
339 umfasst auch einen zweiten Führungsabschnitt342 , der einen Durchmesser hat, der dem Innendurchmesser der Feder314 ähnlich ist oder diesem im Wesentlichen entspricht. Die Feder314 hat typischerweise ein recht hohes Länge-Durchmesser-Verhältnis, was sie sehr anfällig für ein Knicken macht. Dadurch, dass dem zweiten Führungsabschnitt342 des Schafts339 ein Durchmesser gegeben wird, der dem Innendurchmesser der Feder314 nahekommt oder diesem im Wesentlichen entspricht, wird das Knicken limitiert. In einigen Fällen kann der zweite Führungsabschnitt342 eine leichte Presspassung mit der Feder314 haben. Diese Presspassung kann dazu beitragen, zu verhindern, dass eine Asymmetrie am Ende der Feder314 eine beträchtliche seitliche Belastung des Kolbens312 verursacht. In Ausführungsformen mit einem Überstand319 und/oder einem flachen Abschnitt321 , z. B. wie in3B dargestellt, können der zweite Führungsabschnitt342 , der Überstand319 und/oder der flache Abschnitt321 zusammenwirken, um ein Knicken der Feder314 zu beschränken und eine seitliche Belastung des Kolbens312 zu verhindern. In diesen Fällen kann die Länge des zweiten Führungsabschnitts verringert sein, so dass ein größerer Einstellbereich der Kalibrierungsschraube316 erreicht wird. - In manchen Fällen kann die Kartusche mit einem Dämpfelement bereitgestellt sein, um dazu beizutragen, Vibrationen zu reduzieren. Zum Beispiel kann ein Elastomer-Dämpfelement zwischen dem Kopf
336 und dem Kartuschengehäuse302 angeordnet sein. Das Dämpfelement kann Energie absorbieren und damit Vibrationen reduzieren, die sonst zu Schäden am Auflager306 und am Kolben312 führen könnten.4 illustriert eine Implementierung, bei der ein O-Dichtring350 zwischen dem Kopf336 und dem Kartuschengehäuse302 bereitgestellt ist. Der O-Dichtring350 kann in eine ringförmige Rille im Kartuschengehäuse302 eingesetzt sein. Alternativ kann der O-Dichtring350 auf dem Kopf336 (z. B. in einer ringförmigen Rille in dem Kopf336 ) für eine Bewegung mit dem Kolben312 eingesetzt sein. Umgehungsrillen352 können in dem Kartuschengehäuse302 und/oder auf dem Kolben312 bereitgestellt sein, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, am O-Dichtring350 vorbeizufließen. - Alternativ oder zusätzlich kann ein Dämpfelement zwischen dem Schaft
339 und der Kalibrierungsschraube316 angeordnet sein.4B illustriert eine Implementierung, bei der ein Dämpfelement zwischen dem ersten Führungsabschnitt340 und der Kalibrierungsschraube316 positioniert ist. Das Dämpfelement kann eine Schicht aus Elastomer sein (z. B. eine Elastomermanschette356 ). Die Elastomermanschette356 kann in einer Rille in der Kalibrierungsschraube316 eingesetzt sein. Alternativ kann die Elastomermanschette356 auf dem Schaft339 (z. B. in einer Rille in dem ersten Führungsabschnitt340 ) für eine Bewegung mit dem Kolben312 eingesetzt sein. Eine Umgehungsöffnung358 kann in der Kalibrierungsschraube316 und/oder auf dem Kolben312 bereitgestellt sein, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, an der Elastomermanschette356 vorbeizuströmen. - Der hohe Energiestrom, der durch den statischen Gegendruckregler
164 geht, kann Vibrationen und Geräusche verursachen, die Komponenten beschädigen und unakzeptable Geräuschpegel verursachen. Mit Bezug auf5 kann ein Strömungskanal360 auf einer Seite des Kolbens312 bereitgestellt sein, um eine leichte Vorspannung des Kolbens312 zu erzwingen, so dass er nicht vibriert oder derart, dass eine Vibration zumindest reduziert ist. Alternativ oder zusätzlich, wie in6 illustriert, kann die Innenfläche des Kartuschengehäuses302 mit Spiralnuten370 ausgestattet sein, um einen Wirbel um den Kolben312 zu erzeugen. Ein Wirbel ist ein natürliches stabilisierendes Phänomen, da jedwede Seitenbewegung des Kolbens312 in einer Druckkraft resultiert, die versucht, den Kolben312 wieder zu zentrieren. - Andere Implementierungen
- Obwohl einige Implementierungen vorstehend detailliert beschrieben worden sind, sind andere Modifikationen möglich. Obwohl beispielsweise Implementierungen beschrieben worden sind, bei denen die Kolbenspitze aus Keramikmaterial besteht, kann die Kolbenspitze alternativ aus Metall bestehen, z. B. Edelstahl, Aluminium, Titan, Gold, Platin. In einigen Fällen kann der Kolben eine mit Gold beschichtete Metallspitze umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Spitze aus einem Polymer, wie beispielsweise Polyimid (als Dupont Vespel SCP-5000-Polyimid erhältlich), oder Polyether-Ether-Keton, wie beispielsweise PEEKTM-Polymer (bei Victrex PLC, Lancashire, Großbritannien erhältlich) bestehen.
- Es wurde zwar eine Implementierung beschrieben, bei der der Kolben eine Spitze und einen Schaft umfasst, die als separate Teile ausgebildet sind; es können jedoch in einigen Fällen der Kolbenschaft und die Spitze als integrale Einheit ausgebildet sein. Ein einstückiger Kolben kann aus Polymer, wie beispielsweise Polyether-Ether-Keton, oder Metall bestehen. In manchen Fällen kann der Kolben eine einstückige Metallkonstruktion sein, die mit Gold oder Platin beschichtet ist.
- Obwohl eine Implementierung beschrieben worden ist, die einen Kolben mit einer kegelstumpfförmigen Spitze verwendet, kann bei anderen Implementierungen ein Kolben mit einer flachen Spitze verwendet werden. Zum Beispiel illustriert
7 eine Implementierung eines Kolbens312 , der eine Spitze330' mit einer im Wesentlichen flachen Fläche zum Kontaktieren des Auflagers306 aufweist, um einen Flüssigkeitsstrom zu verhindern. Die Spitze330' umfasst auch einen Ansatz380 , der sich in die Durchgangsbohrung308 in dem Auflager306 erstreckt und bei der Zentrierung des Kolbens312 hilft. Weil die flache Spitze330 auf einem recht großen Bereich dichtet, kann sich die Last nicht auf den Punkt konzentrieren, wo das Auflager306 nachgibt. Der Kolben312 mit flacher Spitze umfasst auch einen Schaft332 mit einem Schaft339 , dessen erster Führungsabschnitt340 sich in die Durchgangsbohrung318 der Kalibrierungsschraube316 erstreckt, um ein Kippen zu verhindern. Der Schaft339 umfasst auch einen zweiten Führungsabschnitt342 , der einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen derselbe ist wie der Innendurchmesser der Feder314 oder diesem ziemlich nahe kommt, um ein Knicken der Feder314 zu verhindern. Der in7 illustrierte Kolben312 hat eine einstückige Konstruktion, gleichwohl kann der Kolben312 mit flacher Spitze auch eine zweistückige Konstruktion aufweisen, bei der die flache Spitze330' und der Schaft332 als getrennte Teile ausgebildet sind und bei der die Spitze330' in einer in dem Schaft gebildeten Aussparung338 aufgenommen wird, wie in8 illustriert. - Ein statischer Gegendruckregler, der einen Kolben mit flacher Spitze verwendet, kann auch von den oben beschriebenen Dämpf- und Strömungsstabilisierungseigenschaften profitieren. Zum Beispiel zeigt
9 eine Implementierung eines Kolbens312 mit flacher Spitze in Verbindung mit einem Strömungskanal372 , um den Kolben so vorzuspannen, damit er nicht vibriert. - Mit Bezug auf
10 ist in einer weiteren Implementierung der Kolben312 mit einem runden Ende330'' versehen. Das runde Ende330'' befindet sich in der Aussparung338 in dem Kopf336 des Schafts332 . Das runde Ende330'' kann eine keramische (z. B. Saphir, Rubin, Zirkonia) Kugel oder eine Metallkugel mit einer Beschichtung aus Gold oder Platin sein. - Zusätzlich können die Prinzipien, obwohl sie mit Bezug auf SFC-Anwendungen beschrieben sind, auch in Gegendruckregler implementiert werden, die bei anderen Anwendungen verwendet werden, die eine Handhabung von korrodierenden Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeitsströmen mit hoher Fließgeschwindigkeit erfordern. In manchen Fällen kann der hierin beschriebene Gegendruckregler wünschenswert sein, um den Systemdruck in anderen Typen von Chromatograhpiesystemen, wie beispielsweise in Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Systemen (HPLC), zu steuern.
- Dementsprechend liegen auch andere Implementierungen im Schutzbereich der folgenden Patentansprüche.
Claims (106)
- Statischer Gegendruckregler, umfassend: ein Auflager, das einen Teil eines Flüssigkeitspfads definiert, einen Kolben, eine Feder, die so angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und ein Kalibrierungselement, das konfiguriert ist, um eine auf den Kolben durch die Feder aufgebrachte Kraft einzustellen, wobei das Kalibrierungselement eine Durchgangsbohrung umfasst, die einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet, und wobei der Kolben einen ersten Führungsabschnitt umfasst, der sich durch die Durchgangsbohrung des Kalibrierungselements erstreckt und ein Kippen des Kolbens relativ zu dem Auflager verhindert.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben weiterhin einen zweiten Führungsabschnitt umfasst, der sich in die Feder erstreckt und dadurch ein Knicken der Feder verhindert.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, der weiterhin ein Dämpfelement umfasst, das angeordnet ist, Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 3, der ein Gehäuse umfasst, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 4, wobei das Dämpfelement einen O-Dichtring umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 3, wobei das Dämpfelement aus einem Elastomer gebildet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 3, wo bei das Dämpfelement zwischen dem Kalibrierungselement und dem ersten Führungsabschnitt des Kolbens angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben einen auf einer Seite des Kolbens angeordneten Strömungskanal aufweist, um den Kolben vorzuspannen, wenn die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, der weiterhin ein Gehäuse aufweist, das einen Hohlraum definiert, der Teil des Flüssigkeitspfads bildet, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und wobei das Gehäuse Spiralnuten entlang des Hohlraums aufweist, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben umfasst: eine Spitze, und einen Schaft, der den ersten Führungsabschnitt umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 10, wobei der Schaft eine Aussparung definiert, um die Spitze aufzunehmen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 10, wobei der Schaft integral mit der Spitze ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 10, wobei die Spitze zumindest teilweise aus chemisch resistenter Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 13, wobei die chemisch resistente Keramik ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zirkonia, Rubin und Saphir.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 15, wobei die Metallbeschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Goldbeschichtung und einer Platinbeschichtung.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt aufweist, der das Auflager berührt.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 17, wobei der konische Abschnitt einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 90 Grad hat.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 18, wobei der konische Abschnitt einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 60 Grad hat.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontaktieren des Auflagers, um Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine in dem Auflager ausgebildete Durchgangsbohrung in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 1, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 21, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyimid und Polyether-Ether-Keton.
- Statischer Gegendruckregler, der umfasst: ein Auflager, das einen Teil eines Flüssigkeitspfads definiert, einen Kolben, und eine Feder, die so angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und wobei der Kolben einen Führungsabschnitt umfasst, der sich in die Feder erstreckt und dadurch ein Knicken der Feder verhindert.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das so konfiguriert ist, um eine von der Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 24, wobei das Kalibrierungselement eine Durchgangsbohrung umfasst, die einen Teil des Flüssigkeitspfads bildet.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 24, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 26, wobei das Dämpfelement zwischen dem Kalibrierungselement und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 28, ferner umfassend ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der Teil des Flüssigkeitspfads ist, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens angeordnet ist, um den Kolben vorzuspannen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, ferner umfassend ein Gehäuse, das einen Hohlraum bildet, welcher Teil des Flüssigkeitspfads ist, wobei der Kolben in dem Hohlraum angeordnet ist, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei der Kolben zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt aufweist, welcher das Auflager berührt.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um einen Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung in dem Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zu dem Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 23, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 36, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyimiden und Polyetherketonen.
- Statischer Gegendruckregler, umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum bildet, welcher Teil eines Flüssigkeitspfads ist, ein Auflager, das durch das Gehäuse gestützt wird und einen Teil des Flüssigkeitspfads definiert, einen Kolben, der in dem Hohlraum angeordnet ist und im Verhältnis zu dem Auflager verschiebbar ist, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und ein Dämpfelement, das zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist und so hergerichtet ist, dass es Energie aufnimmt und Vibration des Kolbens verhindert.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, ferner umfassend eine Feder, die so angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 39, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das so konfiguriert ist, um eine von der Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 40, wobei das Dämpfelement zwischen dem Kalibrierungselement und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben in dem Hohlraum angeordnet ist, und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei das Dämpfelement aus einem Elastomer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei das Dämpfelement einen O-Dichtring umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens verläuft, um so eine Vorspannung des Kolbens zu erzeugen, wenn die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben in dem Hohlraum angeordnet ist, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu verursachen, wenn die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt zum Kontakt mit dem Auflager aufweist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um einen Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung im Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 38, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der Teil eines Flüssigkeitspfads ist, ein Auflager, das durch das Gehäuse gestützt wird und Teil des Flüssigkeitspfads definiert, und einen Kolben, der in dem Hohlraum angeordnet ist und im Verhältnis zu dem Auflager verschiebbar ist, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens verläuft, um den Kolben vorzuspannen, wenn die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, ferner umfassend eine Feder, die angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 53, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das konfiguriert ist, um eine durch die Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 54, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 55, wobei das Dämpfelement zwischen dem Kalibrierungselement und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 57, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei der Kolben zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt aufweist, der das Auflager kontaktiert.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um einen Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung in dem Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 52, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler, umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der Teil eines Flüssigkeitspfads ist; ein Auflager, das durch das Gehäuse gestützt ist und Teil des Flüssigkeitspfads definiert, und einen Kolben, der in dem Hohlraum angeordnet ist und im Verhältnis zu dem Auflager verschiebbar ist, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, ferner umfassend eine Feder, die angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um den Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 66, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das so konfiguriert ist, um eine durch die Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 67, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 68, wobei das Dämpfelement zwischen dem Kalibrierungselement und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 70, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens verläuft, um den Kolben vorzuspannen, wenn die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, so dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei der Kolben zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt zum Kontakt mit dem Auflager aufweist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um einen Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung in dem Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 65, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 77, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyimiden und Polyetherketonen.
- Statischer Gegendruckregler, umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der einen Teil eines Flüssigkeitspfads ist; ein Auflager, das von dem Gehäuse gestützt wird und einen Teil des Flüssigkeitspfads definiert, und einen Kolben, der in dem Hohlraum angeordnet ist und im Verhältnis zu dem Auflager verschiebbar ist, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und wobei der Kolben zumindest teilweise aus einer chemisch resistenten Keramik besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei die chemisch resistente Keramik ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zirkonia, Rubin oder Saphir.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, ferner umfassend eine Feder, die angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 81, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das konfiguriert ist, um eine von der Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 82, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 83, wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 85, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens verläuft, um den Kolben vorzuspannen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei der Kolben in dem Hohlraum angeordnet ist, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt für den Kontakt mit dem Auflager aufweist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung in dem Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 79, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 91, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyimiden und Polyetherketonen.
- Statischer Gegendruckregler, umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert, der Teil eines Flüssigkeitspfads ist, ein Auflager, das von dem Gehäuse gestützt wird und Teil des Flüssigkeitspfads definiert, und einen Kolben, der in dem Hohlraum angeordnet ist und im Verhältnis zum Auflager verschiebbar ist, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln, und wobei der Kolben eine Metallbeschichtung umfasst.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei die Metallbeschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Goldbeschichtung und einer Platinbeschichtung.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, ferner umfassend eine Feder, die angeordnet ist, um den Kolben in Richtung des Auflagers vorzuspannen, um Flüssigkeitsstrom durch den Flüssigkeitspfad zu drosseln.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 95, ferner umfassend ein Kalibrierungselement, das konfiguriert ist, um eine von der Feder auf den Kolben aufgebrachte Kraft einzustellen.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 96, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 97, wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, ferner umfassend ein Dämpfelement, das angeordnet ist, um Energie zu absorbieren und eine Vibration des Kolbens zu verhindern.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 99, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Dämpfelement zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei der Kolben einen Strömungskanal aufweist, der auf einer Seite des Kolbens verläuft, um den Kolben vorzuspannen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei der Kolben innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und wobei das Gehäuse Spiralnuten aufweist, die entlang des Hohlraums verlaufen, um einen Wirbel um den Kolben zu erzeugen, wenn Flüssigkeit durch den Flüssigkeitspfad strömt, derart, dass eine Vibration des Kolbens verhindert wird.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei der Kolben einen konischen Abschnitt für den Kontakt mit dem Auflager aufweist.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei der Kolben umfasst: eine im Wesentlichen flache Fläche zum Kontakt mit dem Auflager, um Flüssigkeitsstrom zu verhindern, und einen Ansatz, der sich von der im Wesentlichen flachen Fläche nach außen erstreckt, um eine Durchgangsbohrung im Auflager in Eingriff zu nehmen, um dadurch den Kolben im Verhältnis zum Auflager zu zentrieren.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 93, wobei das Auflager zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.
- Statischer Gegendruckregler nach Anspruch 105, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyimiden und Polyetherketonen.
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