DE112016006724T5

DE112016006724T5 - Trennsäulenverbindungseinrichtung, verbindungsverfahren und analysesystem

Info

Publication number: DE112016006724T5
Application number: DE112016006724.0T
Authority: DE
Inventors: Hideki Hasegawa; Masako Ishimaru; Masuyuki Sugiyama
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2018-12-27
Also published as: WO2017199335A1; GB2564603A8; GB2564603A; US20200025727A1; CN109073610A; GB2564603B; GB201816419D0; JP6611398B2; JPWO2017199335A1; CN109073610B; US10921296B2

Abstract

Eine Trennsäulenverbindungseinrichtung umfasst: einen Säulenhalter 11 zum Halten einer Trennsäule 2; einen ersten Anschlussstückhalter 12, der ein erstes Anschlussstück 3 trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr 5 verbunden ist; einen zweiten Anschlussstückhalter 13, der ein zweites Anschlussstück 4 trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr 6 verbunden ist; ein Körperelement 16, an dem entweder der erste Anschlussstückhalter oder der zweite Anschlussstückhalter befestigt ist; ein Mitnehmer 15 zum Bewegen des ersten Anschlussstückhalters oder des zweiten Anschlussstückhalters, der nicht am Körperelement befestigt ist; eine Führung 14 zum Führen des Säulenhalters in einer vom Mitnehmer mitgenommenen Bewegungsrichtung; und einen elastischen Körper 17, der zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die eine Verkleinerung ermöglicht und eine sehr gut reproduzierbare Verbindung vorsieht, sowie ein Verbindungsverfahren dafür und ein Analysesystem.
Stand der Technik
In der Flüssigkeitschromatographie (LC), der Festphasenextraktion (SPE) und dergleichen können eine Fremdstoffabscheidung und eine hochgenaue Analyse bei einem hohen S/N-Verhältnis dadurch erzielt werden, dass eine Probe mittels einer mit einem Füllstoff gefüllten Trennsäule getrennt wird. Die Trennsäule muss je nach Messobjektprobe ausgetauscht werden oder muss ausgetauscht werden, wenn das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht ist. Der Austausch einer solchen Trennsäule erfolgt in der Regel durch Verbinden eines Anschlussstücks mit der Trennsäule oder durch Trennen des Anschlussstücks von der Trennsäule mit einem Werkzeug, wie beispielsweise einem Schraubenschlüssel. Abhängig vom Sachverständnis eines Arbeiters kann ein Dichtungsabschnitt aufgrund eines Befestigungsfehlers undicht werden. Die Undichtigkeit führt zur Verschlechterung der Reproduzierbarkeit der Verweildauer als Hinweis auf die analytische Leistung bei der Probentrennung. Gerade im Fall eines leistungsstarken LC, das eine hohe Druckfestigkeit erfordert, ist eine sehr gut reproduzierbare Dichtungsleistung entscheidend.
In einem konkreten Analyseprozess kann die nachfolgende kontinuierliche Analyse manchmal zur Steigerung des Durchsatzes durchgeführt werden. Das heißt, eine Vielzahl von Trennsäulen sind in einem System montiert, in dem eine zu verwendende Trennsäule durch Umschalten eines Ventils so ausgewählt wird, dass während eine Trennsäule gewaschen und äquilibriert wird, die andere Trennsäule für die Analyse verwendet wird. Mit der Erhöhung der Anzahl der Trennsäulen wird der Vorgang des Verbindens und Trennens der Trennsäule umständlicher und zudem wird mehr Platz benötigt. Es ist daher wichtig, den Austauschmechanismus und ein Austauschverfahren kompakt und einfach zu halten.
Die Patentliteratur 1 und 2 sind Beispiele für öffentlich bekannten Stand der Technik im Zusammenhang mit dem Austausch einer Trennsäule. Diese Beispiele sind für den automatischen Austausch der Trennsäule und für die Verbindung der Trennsäule mit den Anschlussstücken ohne Werkzeug geeignet.
Literaturstellenliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: US 8,307,541 B2
Patentliterafur 2: US 2008/0038152 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Um das Eindringen von Luft in die Trennsäule zu verhindern, muss der Austausch der Trennsäule wie folgt durchgeführt werden. Wenn die Trennsäule abgetrennt wird, wird zunächst ein sekundärseitiges (nachgeschaltetes) Rohr von der Trennsäule getrennt. Wenn die Trennsäule verbunden wird, wird zunächst ein primärseitiges (stromaufwärtiges) Rohr mit der Trennsäule verbunden. Das Eindringen von Luft stellt einen Faktor dar, der die Leistung der LC-Analyse beeinträchtigt. Da der Füllstoff in der Trennsäule einen hohen Strömungswegwiderstand aufweist, ist es äußerst schwierig, die einmal in die Trennsäule eingedrungene Luft zu entfernen. Darüber hinaus dauert das Entfernen der Luft viel Zeit und senkt zudem den Durchsatz der Analyse.
Da die Verfahren der Patentliteratur 1 und 2 nicht den Betrieb vorsehen, bei dem das stromabwärtige Rohr zunächst getrennt wird, aber das stromaufwärtige Rohr zunächst verbunden wird, ist das Eindringen von Luft in die Trennsäule unvermeidlich. Wenn ein Mechanismus zum mitnehmenden Bewegen des Anschlussstücks sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch auf der stromabwärtigen Seite der Trennsäule vorgesehen ist, wie in der Patentliteratur 2 dargelegt, kann der Verbindungs-/Trennzeitpunkt auf der stromaufwärtigen Seite von dem auf der stromabwärtigen Seite verschoben werden. Diese Konfiguration erfordert jedoch zwei Mitnehmer, was zu einer Vergrößerung der Einrichtung führt. Insbesondere führt eine Konfiguration, die eine Vielzahl von Trennsäulen erfordert, zu einem groß angelegten System.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Trennsäulenverbindungseinrichtung auf: einen Säulenhalter zum Halten einer Trennsäule; einen ersten Anschlussstückhalter, der ein erstes Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr verbunden ist; einen zweiten Anschlussstückhalter, der ein zweites Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr verbunden ist; ein Körperelement, an dem einer der folgenden: der erste Anschlussstückhalter und der zweite Anschlussstückhalter befestigt sind; einen Mitnehmer zum Bewegen des ersten Anschlussstückhalters oder des zweiten Anschlussstückhalters, der nicht am Körperelement befestigt ist, in Bezug auf das Körperelement; eine Führung zum Führen des Säulenhalters in einer Bewegungsrichtung, der vom Mitnehmer mitgenommen wird; und einen elastischen Körper, der zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Analysesystem auf: die Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß der Erfindung; eine Pumpe zum Zuführen einer Probe zur Trennsäule über das stromaufwärtige Rohr; einen Probeninjektionsteil zum Injizieren der Probe in das stromaufwärtige Rohr; einen Detektor zum Erfassen einer Elutionskomponente aus der Trennsäule; und einen Datenprozessor zur Analyse des vom Detektor erhaltenen Erfassungsergebnisses.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Trennsäulenverbindungsverfahren auf: Anordnen einer Trennsäule zwischen einem ersten Anschlussstück und einem zweiten Anschlussstück, wobei das erste Anschlussstück einen Dichtungsabschnitt umfasst, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr verbunden ist, und wobei das zweite Anschlussstück einen Dichtungsabschnitt umfasst, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr verbunden ist; zunächst Verbinden des ersten Anschlussstücks mit der Trennsäule, indem das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück durch Aufbringen einer Abstoßungskraft oder Widerstandskraft zwischen der Trennsäule und dem zweiten Anschlussstück einander angenähert werden; und Verbinden des zweiten Anschlussstücks mit der Trennsäule, indem das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück einander noch weiter angenähert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Element, an dem der erste Anschlussstückhalter oder der zweite Anschlussstückhalter befestigt ist, als Körperelement der Trennsäulenverbindungseinrichtung bezeichnet wird. Der andere nicht fixierte Anschlussstückhalter und der Säulenhalter sind nicht am Körperelement befestigt und in Bezug auf das Körperelement beweglich. Gemäß der Ausführungsform wird ein Element oder Mechanismus zum Erzeugen einer Abstoßungskraft oder Widerstandskraft zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter, die einander angenähert werden, um die Bewegung zu unterbrechen, die den Abstand dazwischen schließt, als elastischer Körper bezeichnet. Der elastische Körper beinhaltet: Druckfeder; Zugfeder; einen Mechanismus, der aus einem mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten Zylinder und einem Kolben besteht; Gummi; eine Kombination von Magneten, die eine Anziehungskraft oder Abstoßungskraft ausüben; und dergleichen. Ein Element zum Führen des Säulenhalters in eine Bewegungsrichtung, der vom Mitnehmer mitgenommen wird, wird als Führung bezeichnet.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die Erfindung sieht einen Verbindungs-/Trennvorgang für die Trennsäule vor, bei dem ein Anschlussstückmitnehmer auf nur einer Seite arbeitet, um das stromabwärtige Rohr zunächst von der Trennsäule zu trennen und das stromaufwärtige Rohr zunächst mit der Trennsäule zu verbinden. Daher kann die Einrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Kostenreduzierung und Verkleinerung ermöglicht, das Eindringen von Luft verhindern und eine sehr gut reproduzierbare Analyse liefern.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer Ausführungsformen ersichtlich.
Figurenliste

1A ist eine schematische Schnittansicht, die eine herkömmliche Trennsäule in einem offenen Zustand zeigt.
1B ist eine schematische Schnittansicht, die die herkömmliche Trennsäule in einem verbundenen Zustand zeigt.
2A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung in einer offenen Position zeigt.
2B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in einer ersten Anschlussstückverbindungsposition zeigt.
2C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in einer Verbindungsposition zeigt.
2D ist eine schematische Draufsicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der offenen Position zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Analysesystems zeigt.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
5 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
6 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
8 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
9A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung in einer offenen Position zeigt.
9B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der ersten Anschlussstückverbindungsposition zeigt.
9C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der Verbindungsposition zeigt.
10A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung in der offenen Position zeigt.
10B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der ersten Verbindungsposition zeigt.
10C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der Verbindungsposition zeigt.
11 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
12A ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Mitnehmers in der offenen Position zeigt.
12B ist eine schematische Darstellung, die die beispielhafte Konfiguration des Mitnehmers in der Verbindungsposition zeigt.
13A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung in der offenen Position zeigt.
13B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der ersten Anschlussstückverbindungsposition zeigt.
13C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die das Beispiel der Trennsäulenverbindungseinrichtung in der Verbindungsposition zeigt.
14 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
16 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
17 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
18 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Bereich um ein Anschlussstück und einen Anschlussstückhalter herum zeigt.
19A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Positionierungs- und Fixierungsverfahren für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
19B ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Positionierungs- und Fixierungsstift zeigt.
20A ist eine schematische Darstellung, die ein Positionierungs- und Fixierungsverfahren für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung veranschaulicht.
20B ist eine veranschaulichende Darstellung, die ein Beispiel für eine Scharnierkonfiguration zeigt.
21 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
22 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
23 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
24 ist ein Diagramm mit einer beispielhaften zeitlichen Abfolge der Analyse.
25 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung und ein Analysesystem unter Verwendung derselben zeigt.
26 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung und ein Analysesystem unter Verwendung derselben zeigt.
27 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.
28 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
1A ist eine schematische Schnittansicht, die eine herkömmliche Trennsäule in einem offenen Zustand zeigt. 1B ist eine schematische Schnittansicht, die die herkömmliche Trennsäule in einem Verbindungszustand zeigt. Wie in 1A dargestellt, ist eine Trennsäule 101 ein zylindrischer Körper, der mit einem Füllstoff 102 gefüllt ist, einschließlich einer Fritte 103, die als Filter auf beiden Seiten des Füllstoffs dient, eines Innengewindeabschnitts 108 zur Verbindung mit einem Rohr 107 und dergleichen. Die Verbindung des Rohres 107 erfolgt über ein Anschlussstück 104 (Aderendhülse 105 und Stellschraube 106). Wenn die Aderendhülse 105 durch Drehen eines Außengewindeabschnitts 109 der Stellschraube 106 gegenüber dem Innengewindeabschnitt 108 der Trennsäule 101 in eine Richtung eingefädelt wird, die durch einen Pfeil 110 in 1B angegeben wird, erfolgt die Abdichtung durch die Aderendhülse 105 und einen konischen Abschnitt der Trennsäule 101. Zu diesem Zeitpunkt kommt ein Innendurchmesserabschnitt eines distalen Endes der Aderendhülse 105 in engen Kontakt mit einem Außendurchmesserabschnitt des Rohrs 107 (in einigen Fällen gräbt sich der Außendurchmesserabschnitt des Rohrs in den Innendurchmesserabschnitt der Aderendhülse), so dass die Trennsäule abgedichtet ist. Auf diese Weise kann unter bestimmten Bedingungen eine Druckdichtigkeit in der Größenordnung von 100 MPa erreicht werden, was eine leistungsstarke LC-Trennung auf der Grundlage einer Flüssigkeitszuführung mit hohem Durchfluss ermöglicht.
Leider erfordert das herkömmliche Verbindungsverfahren eine fachkundige Befestigung der Komponenten mittels Schrauben, so dass die Arbeitseffizienz gering ist. Im Falle einer Vorrichtung, die mit einer Vielzahl von Trennsäulen ausgestattet ist, sind die Austauscharbeiten mit einem immensen Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden. Obwohl eine Vorrichtung zum automatischen Austausch von Trennsäulen vorgeschlagen wurde, geht die Vorrichtung nicht so weit, dass sie das Eindringen von Luft in die Trennsäule vermeiden könnte.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Ausführungsform 1
Die 2A bis 2D sind schematische fragmentarische Schnittansichten, die eine Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Die Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst: einen ersten Anschlussstückhalter 12, der an einer Schiene 16 als Körperelement befestigt ist; einen Säulenhalter 11, der auf einer entlang der Schiene 16 bewegten Führung 14 getragen wird; und einen zweiten Anschlussstückhalter 13, der von einem Mitnehmer 15 entlang der Schiene 16 mitgenommen wird. Zwischen dem zweiten Anschlussstückhalter 13 und dem Säulenhalter 11 ist eine Druckfeder 17 als elastischer Körper angeordnet. Am Säulenhalter 11 ist eine Trennsäule 2 angebracht. Ein erstes, zuvor mit einem stromaufwärtigen Rohr 5 verbundenes Anschlussstück 3 wird auf dem ersten Anschlussstückhalter 12 montiert. Ein zweites, zuvor mit einem stromabwärtigen Rohr 6 verbundenes Anschlussstück 4 ist am zweiten Anschlussstückhalter 13 angebracht.
Der Säulenhalter 11 weist einen Verriegelungsabschnitt 18 auf, während die Führung 14 einen Verriegelungsabschnitt 19 umfasst. Der zweite Anschlussstückhalter 13 ist mit einem ersten Anschlag 20 versehen, der einen Vorsprung 22 zum Kontakt mit dem Verriegelungsabschnitt 18 des Säulenhalters 11 aufweist. Der erste Anschlussstückhalter 12 ist mit einem zweiten Anschlag 21 ausgestattet, der einen Vorsprung 23 zum Kontakt mit dem Verriegelungsabschnitt 19 der Führung 14 umfasst.
Wie vorstehend beschrieben, weisen der Säulenhalter 11 und der erste Anschlag 20 Kontaktstrukturen auf, die miteinander in Kontakt stehen, um zu verhindern, dass sie sich in einer Mitnahmerichtung des Mitnehmers 15 frei bewegen können. Die Kontaktstrukturen werden im Folgenden als Verriegelungsabschnitt 18 und Vorsprung 22 bezeichnet. Ebenso weisen die Führung 14 und der zweite Anschlag 21 Kontaktstrukturen auf, die miteinander in Kontakt stehen, um zu verhindern, dass sie sich in Mitnahmerichtung des Mitnehmers 15 frei bewegen können. Die Kontaktstrukturen werden hier als Verriegelungsabschnitt 19 und Vorsprung 23 bezeichnet.
Diese Ausführungsform ist ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die den zweiten Anschlussstückhalter mitnimmt. 2A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine „offene Position“ zeigt, bei der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 von der Trennsäule 2 getrennt sind. 2B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine „erste Anschlussstückverbindungsposition“ zeigt, bei der das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 verbunden ist. 2C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine „Verbindungsposition“ zeigt, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 mit der Trennsäule 2 verbunden sind. 2D ist eine schematische Draufsicht auf die Trennsäulenverbindungseinrichtung in der „offenen Position“, wie von oben aus gesehen.
Die auf dem Säulenhalter 11 im in der 2A dargestellten Zustand platzierte Trennsäule 2 wird zunächst mit dem ersten Anschlussstück 3 verbunden und dann mit dem zweiten Anschlussstück 4 gemäß der Reihenfolge der Anführung 2A → 2B → 2C (Verbindungsprozess) verbunden. In einem Fall, in dem der Austausch der Trennsäule 2 oder dergleichen erforderlich ist, wird die Trennsäule 2 gemäß der Reihenfolge der Anführung 2C → 2B → 2A (Freigabeprozess) freigegeben.
Beim Verbindungsprozess wird der zweite Anschlussstückhalter 13, der das zweite Anschlussstück 4 trägt, vom Mitnehmer 15 entlang der Schiene 16 in Richtung eines Pfeils 30 bewegt. Das heißt, das zweite Anschlussstück 4 wird in Richtung des ersten Anschlussstücks 3 bewegt. In Verbindung mit der Bewegung des zweiten Anschlussstückhalters 13 zwingt die Druckfeder 17 den Säulenhalter 11 und die Trennsäule 2, sich in Richtung eines Pfeils 31 zu bewegen. Der Säulenhalter 11 und die Trennsäule 2 werden auf der Führung 14 getragen und damit zusammen mit der Führung 14 auf der Schiene 16 bewegt. Die Bewegung der Trennsäule 2 bringt einen stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 mit einem Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 in Verbindung und stellt damit den in 2B gezeigten Zustand (erste Anschlussstückverbindungsposition) her. Anschließend bewegt der Mitnehmer 15 den zweiten Anschlussstückhalter 13 weiter und drückt die Druckfeder 17 weiter zusammen. Schließlich bringt der Mitnehmer einen Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4 in Verbindung mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 und stellt damit den in 2C dargestellten Zustand (Verbindungsposition) her. Nach dem Einrichten des Zustands der 2C wird eine Probenanalyse durchgeführt, indem eine Lösung aus dem stromaufwärtigen Rohr 5 durch die Trennsäule 2 in Richtung eines Pfeils 32 geleitet wird. Wenn der Mitnehmer 15 eine Kraft aufbringen kann, die im Wesentlichen gleich einer Axialkraft ist, die durch ein normales Anziehdrehmoment auf die in 1 gezeigte Stellschraube 106 gegeben ist, kann selbst die Struktur, die einfach konfiguriert ist, um eine Komponente gegen die andere zu drücken, wie in 2C gezeigt, eine ausreichende Druckdichtigkeit an jedem Verbindungsabschnitt erreichen.
3 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Analysesystems 24 zeigt, welches die Probenanalyse durchführt. Eine Probe, die einem automatisierten Probenehmer 28 als Probeninjektionsteil zugeführt wird, wird mittels einer Pumpe 29, die von einer mobilen Phase 25 oder einer mobilen Phase 26 oder einem Gemisch davon, das von einem Mischer 27 gemischt wird, getragen wird, in ein Rohr 5 eingeleitet. Ein organisches Lösungsmittel, Wasser und dergleichen werden normalerweise als mobile Phase 25 und 26 verwendet. Eine Probenlösung strömt durch das stromaufwärtige Rohr 5, das erste Anschlussstück 3, die Trennsäule 2, das zweite Anschlussstück 4 und das stromabwärtige Rohr 6 in dieser Reihenfolge und in Richtung des Pfeils 32. Die Probenlösung erreicht einen Detektor 85 zum Erfassen einer Elutionskomponente, während ein Datenprozessor 86 die Analyse durchführt. Eine Auswahl von Erfassungsmethoden, wie beispielsweise Massenspektrometer, Erfassungseinrichtung für Ultraviolettstrahlen und sichtbare Strahlen, Photodiodenarray-Detektor und Fluoreszenzdetektor können als Detektor 85 verwendet werden.
Während der Verbindungsvorgang in der oben beschriebenen Reihenfolge der 2A → 2B → 2C durchgeführt wird, ist der Freigabeprozess, der in der Reihenfolge der 2C → 2B → 2A durchgeführt wird, im Wesentlichen der umgekehrte Vorgang des Verbindungsprozesses. Wenn der Mitnehmer 15 das zweite Anschlussstück 4 zum Platzieren zurückbringt, wird das zweite Anschlussstück 4 zunächst von der Trennsäule 2 in einem Zustand getrennt, in dem die Druckfeder 17 das erste Anschlussstück 3 zwingt, in Verbindung mit der Trennsäule 2 zu bleiben. Anschließend wird das erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 getrennt.
Der erste Anschlag 20 und der zweite Anschlag 21 sind so angeordnet, dass die einzelnen Komponenten im Freigabeprozess reproduzierbar in die in 2A dargestellten offenen Positionen zurückgeführt werden. Der erste Anschlag 20 weist den Vorsprung 22 zum Begrenzen der Bewegung des Säulenhalters 11 auf. Der zweite Anschlag 21 weist den Vorsprung 23 zum Begrenzen der Bewegung der Führung 14 auf. Der Säulenhalter 11 umfasst den Verriegelungsabschnitt 18 zum Kontakt mit dem Vorsprung 22. Die Führung 14 beinhaltet den Verriegelungsabschnitt 19 zum Kontakt mit dem Vorsprung 23. Wenn der Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 und der Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 im Schritt der 2B → 2A des Freigabeprozesses aneinander haften und untrennbar werden, können diese Dichtungsabschnitte durch Ziehen des Säulenhalters 11 über den ersten Anschlag 20 zwangsweise voneinander getrennt werden. Im Schritt der 2A → 2B des Verbindungsprozesses oder im Schritt der 2B → 2A des Freigabeprozesses kann eine unerwünschte Bewegung des Säulenhalters 11 durch das Aus- und Einfahren der Druckfeder 17 verhindert werden, indem die Druckfeder 17 den Verriegelungsabschnitt 18 des Säulenhalters 11 gegen den Vorsprung 22 des ersten Anschlags 20 drückt. Wenn die Verbindungseinrichtung beim Freigabeprozess in den Zustand der 2A zurückgeführt wird, kann der Säulenhalter 11 aufgrund einer unzureichenden Festigkeit der Druckfeder 17 übermäßig nach rechts verschoben werden, wie in 2A zu sehen ist. Dieses Problem kann durch den Vorsprung 23 des zweiten Anschlags 21 vermieden werden, der an dem Verriegelungsabschnitt 19 anliegt, um zu verhindern, dass sich die Führung 14 zu weit bewegt.
Es wird davon ausgegangen, dass L1 an den in 2A dargestellten offenen Positionen einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 9 und dem Dichtungsabschnitt 7 bezeichnet, L2 einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 10 und dem Dichtungsabschnitt 8 bezeichnet und L4 eine Länge der Druckfeder 17 bezeichnet. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass an den in 2C dargestellten Verbindungspositionen L5 eine Länge der Druckfeder 17 bezeichnet, L6 einen Abstand zwischen dem Verriegelungsabschnitt 18 und dem Vorsprung 22 bezeichnet und L7 einen Abstand zwischen dem Verriegelungsabschnitt 19 und dem Vorsprung 23 bezeichnet. Der erste Anschlag 20 begrenzt die Bewegung des Säulenhalters 11, so dass ein Abstand zwischen der Trennsäule 2 und dem zweiten Anschlussstück 4 nicht über L2 hinausgeht. Der zweite Anschlag 21 begrenzt die Bewegung des Säulenhalters, so dass ein Abstand zwischen dem ersten Anschlussstück 3 und der Trennsäule 2 nicht über L1 hinausgeht.
Ein Merkmal der Konfiguration besteht darin, dass im Schritt der 2A → 2B des Verbindungsprozesses oder im Schritt der 2B → 2A des Freigabeprozesses die Einrichtung L1=L7, L2=L6 vorsieht, indem sie mit der Druckfeder 17 arbeitet, die den Abstand L2 beibehält. Sofern L3 (= | L4-L5 |) eine Verschiebung der Druckfeder 17 zwischen der offenen Position und der Verbindungsposition bezeichnet, kommt der Dichtungsabschnitt 10 mit dem Dichtungsabschnitt 8 in Kontakt, wenn L2=L3. Durch die Definition des Bewegungsbereichs (Hub) L des Mitnehmers 15 als L≥L1 +L2 kann der Mitnehmer weiterhin eine Kraft auf die Komponenten im Kontaktzustand ausüben, um die Druckdichtigkeit am Kontaktabschnitt zu erhalten.
In der Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 der Ausführungsform bewegen sich das erste Anschlussstück 3 und der erste Anschlussstückhalter 12 nicht und können sich deshalb in einem stationären Zustand befinden. Daher ermöglicht die Wirkung der Druckfeder 17 dem Mitnehmer 15 auf nur einer Seite, zunächst das stromaufwärtige erste Anschlussstück 3 und die Trennsäule 2 zu verbinden. Darüber hinaus ermöglichen die Anschläge 20 und 21 einen hochgradig reproduzierbaren Betrieb. Während 2A das Beispiel zeigt, bei dem der zweite Anschlussstückhalter 13 und der erste Anschlag 20 separate Komponenten sind und der erste Anschlussstückhalter 12 und der zweite Anschlag 21 separate Komponenten sind, können diese Paare jeweils einteilig gebildet werden. Der zweite Anschlussstückhalter 13 kann auch als erster Anschlag 20 verwendet werden. Der erste Anschlussstückhalter 12 kann auch als zweiter Anschlag 21 verwendet werden. Weiterhin können der Mitnehmer 15 und der zweite Anschlussstückhalter 13 auch einteilig ausgebildet sein. Darüber hinaus können beide Paare des ersten Anschlussstücks 3 und des ersten Anschlussstückhalters 12 sowie des zweiten Anschlussstücks 4 und des zweiten Anschlussstückhalters 13 ebenfalls einteilig ausgebildet sein. Der Säulenhalter 11 kann integral mit der Führung 14 ausgebildet sein oder als Führung 14 dienen. Der Säulenhalter 11 und die Trennsäule 2 können auch einteilig ausgebildet sein. Der Mitnehmer 15 kann manuell oder automatisiert bedient werden. 2D zeigt zwecks Referenz schematisch den Freigabeprozess der 2A in der Draufsicht von oben gesehen. Die Figur lässt der Einfachheit halber die Halter, Anschläge und Feder weg.
Die Konfiguration der ersten Ausführungsform ermöglicht es dem Mitnehmer auf nur einer Seite, den Vorgang des Verbindens und Trennens der Trennsäule durchzuführen, bei dem die Trennsäule zuerst mit dem stromaufwärtigen Rohr verbunden wird und bei dem die Trennsäule zuerst vom stromabwärtigen Rohr getrennt wird. Je nach Konfiguration der Ausführungsform ist das erste Anschlussstück nicht beweglich und somit kann das stromaufwärtige Rohr verkürzt und ein Totvolumen auf der stromaufwärtigen Seite reduziert sein.
Ausführungsform 2
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der eine Aderendhülse und eine Stellschraube das Anschlussstück bilden.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Figur veranschaulicht Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie in den 2A bis 2D, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Trennsäule 2 ist mit einem Füllstoff 33 zum Trennen der Probe gefüllt und beinhaltet eine Fritte 34, die als Filter dient. Das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 bestehen jeweils aus einer Aderendhülse 36 und einem Adapter 37.
Wenn der Mitnehmer 15 durch die Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 betätigt wird, die mit der Druckfeder 17 ausgestattet ist, wie durch die erste Ausführungsform veranschaulicht, führt das zweite Anschlussstück 4 eine lineare Bewegung aus, wie durch den Pfeil 30 angegeben. Da die Trennsäule durch die lineare Bewegung des Anschlussstücks verbunden oder getrennt wird, sind der Innengewindeabschnitt 108 der üblicherweise verwendeten Trennsäule 101 und der Außengewindeabschnitt 109 der Stellschraube 106 nicht erforderlich. Daher umfasst die Trennsäule 2 einen gewindelosen Innendurchmesserabschnitt 35, während der Adapter 37, der der üblicherweise verwendeten Stellschraube 106 entspricht, einen gewindelosen Außendurchmesserabschnitt 38 aufweist. Wenn der Innendurchmesserabschnitt 35 mit Gewinden gebildet ist, spielt es keine Rolle, ob ein Innendurchmesser der Gewinde größer als der Durchmesser des Außendurchmesserabschnitts 38 ist. Wenn umgekehrt der Außendurchmesserabschnitt 38 mit Gewinden gebildet wird, spielt es keine Rolle, ob ein Außendurchmesser der Gewinde kleiner als der Durchmesser des Innendurchmesserabschnitts 35 ist. Wenn sowohl der Innendurchmesserabschnitt 35 als auch der Außendurchmesserabschnitt 38 mit Gewinden ausgebildet sind, spielt es keine Rolle, ob ein Gewindeinnendurchmesser des Innendurchmesserabschnitts 35 größer als ein Gewindeaußendurchmesser des Außendurchmesserabschnitts 38 ist.
Gemäß einer Konfiguration, bei der die Aderendhülse 36 vom Adapter 37 getrennt ist, besteht die Möglichkeit, dass die Aderendhülse 36 und die Rohre 5 und 6 eine Haftung zwischen ihren Kontaktabschnitten aufweisen können, was dazu führt, dass der Freigabeprozess die Aderendhülse und die Rohre nicht in die offene Position zurückführt. Es wird daher bevorzugt, dass die Aderendhülse 36 zuvor gequetscht und auf den Rohren 5 und 6 befestigt wird, während das Anschlussstück weiterhin einen Verbinder 39 oder dergleichen zum Befestigen des Adapters 37 und der Rohre 5 und 6 umfasst.
Die Anschlussstück-Konfiguration der zweiten Ausführungsform hat den Vorzug, vielseitiger zu sein, da das Anschlussstück auch an einen Verbinder der häufig verwendeten Trennsäule angepasst werden kann.
Ausführungsform 3
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der das Anschlussstück mit einem Außenkegelabschnitt an einem distalen Ende davon ausgebildet ist.
5 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Abbildung veranschaulicht Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich wie in 2 aufgebaut ist, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Trennsäule 2 weist einen Innenkegelabschnitt 87 auf, während das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 jeweils einen Außenkegelabschnitt 88 beinhalten.
Das Anschlussstück der dritten Ausführungsform ist so konfiguriert, dass es die Aderendhülse und den Adapter der zweiten Ausführungsform vereinheitlicht, wodurch das vorherige Zusammendrücken und Befestigen der Aderendhülse am Rohr entfällt. Somit kann die Ausführungsform eine Kostenreduzierung und Strukturvereinfachung erreichen.
Ausführungsform 4
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der das Anschlussstück mit einem Innenkegelabschnitt an einem distalen Ende davon ausgebildet ist.
6 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. Die Figur veranschaulicht Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Trennsäule 2 umfasst einen Außenkegelabschnitt 89, während das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 jeweils einen Innenkegelabschnitt 90 aufweisen.
Die Anschlussstück-Konfiguration der vierten Ausführungsform kann die Anzahl der Auswechslungen der Anschlussstück-Seite reduzieren, indem sie den Außenkegelabschnitt an der Trennsäulenseite bildet, wobei die Trennsäule normalerweise eine kürzere Lebensdauer als das Anschlussstück hat. Der Außenabschnitt ist durch wiederholtes Verbinden und Trennen anfällig für Verformungen.
Ausführungsform 5
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der das Anschlussstück ein flach geformtes distales Ende aufweist.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. Die Figur veranschaulicht Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Trennsäule 2 beinhaltet die Flachdichtungsabschnitte 7 und 8, während das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 die Flachdichtungsabschnitte 9 bzw. 10 aufweisen.
Die Anschlussstück-Konfiguration der fünften Ausführungsform ist so angepasst, dass sie ein Totvolumen des Verbindungsabschnitts reduziert und eine Bauteilstruktur im Vergleich zur konischen Form vereinfacht.
Ausführungsform 6
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der das Anschlussstück mit einem doughnutförmigen Vorsprung an einem distalen Ende davon ausgebildet ist.
8 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Trennsäule 2 weist die Flachdichtungsabschnitte 7 und 8 auf. Das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 weisen die Dichtungsabschnitte 9 bzw. 10 in Form eines doughnutförmigen Vorsprungs 40 an ihren distalen Enden auf. Der doughnutförmige Vorsprung 40 ragt wie ein Bogen heraus und stellt somit einen linearen Kontakt zu den Dichtungsabschnitten 7 und 8 her. Mit der gleichen Presskraft kann diese Konfiguration eine größere Flächenpressung (= Presskraft/Kontaktfläche) als die Konfiguration der 7 erreichen, die einen planaren Kontakt herstellt. Ein Innendruck, der einen Flächendruck übersteigt, führt zu Leckagen. Diese Konfiguration kann eine höhere Druckdichtigkeit erreichen.
Die Anschlussstück-Konfiguration der sechsten Ausführungsform ist eine einfache Struktur, die eine hohe Druckdichtigkeit erreichen kann.
Ausführungsform 7
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die zum Mitnehmen des ersten Anschlussstückhalters konfiguriert ist. In dieser Ausführungsform ist der zweite Anschlussstückhalter 13 am Körperelement, nämlich der Schiene 16, befestigt. Die Trennsäule 2 und der erste Anschlussstückhalter 12 sind in Bezug auf das Körperelement beweglich.
Die 9A bis 9C sind schematische fragmentarische Querschnittsansichten, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer siebten Ausführungsform zeigen. 9A ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die die „offene Position“ zeigt, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 von der Trennsäule 2 getrennt sind. 9B ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die die „erste Anschlussstückverbindungsposition“ zeigt, in der das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 verbunden ist. 9C ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die die „Verbindungsposition“ zeigt, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 mit der Trennsäule 2 verbunden sind.
Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. In dieser Ausführungsform nimmt der Mitnehmer 15 den ersten Anschlussstückhalter 12 mit, der das erste Anschlussstück 3 trägt. Das zweite Anschlussstück 4 und der zweite Anschlussstückhalter 13 sind unbeweglich, da sie an der Schiene 16 befestigt sind. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Druckfeder 17 als elastischer Körper zwischen dem zweiten Anschlussstückhalter 13 und dem Säulenhalter 11 angeordnet.
Aus der in 9A gezeigten „offenen Position“ wird der erste Anschlussstückhalter 12, der das erste Anschlussstück 3 trägt, vom Mitnehmer 15 entlang der Schiene 16 zur Trennsäule 2 in Richtung des Pfeils 30 bewegt. Anschließend wird der Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 zunächst mit dem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 verbunden. Damit wird der in 9B dargestellte Zustand (erste Anschlussstückverbindungsposition) hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Druckfeder 17 so, dass sie die Trennsäule 2 mit dem zweiten Anschlussstück 4 nicht verbindet. Anschließend bewegt der Mitnehmer 15 den ersten Anschlussstückhalter 12 weiter zur Trennsäule 2. Danach wird der vom ersten Anschlussstückhalter 12 geschobene Säulenhalter 11 bewegt, um die Druckfeder 17 zusammenzudrücken und schließlich den stromabwärtigen Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 mit dem Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4 in Verbindung zu bringen. Damit ist der in 9C dargestellte Zustand (Verbindungsposition) hergestellt.
Das heißt, die auf dem Säulenhalter 11 im Zustand der 9A eingestellte Trennsäule 2 wird zunächst mit dem ersten Anschlussstück 3 und dann mit dem zweiten Anschlussstück 4 gemäß der 9A → 9B → 9C verbunden (Verbindungsprozess). In einem Fall, in dem die Trennsäule 2 oder dergleichen ersetzt werden muss, wird die Trennsäule 2 durch den durch 9C → 9B → 9A angegebenen Prozess (Freigabeprozess) freigegeben. Der Freigabeprozess ist im Wesentlichen der umgekehrte Vorgang des Verbindungsprozesses. Wenn der Mitnehmer 15 den ersten Anschlussstückhalter 12 vom zweiten Anschlussstückhalter 13 weg bewegt, trennt die Druckfeder 17 zunächst den zweiten Anschlussstückhalter 4 gewaltsam von der Trennsäule 2. Danach wird das erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 getrennt.
Wie bei der ersten Ausführungsform funktionieren der erste Anschlag 20 und der zweite Anschlag 21 so, dass sie die einzelnen Elemente beim Freigabeprozess reproduzierbar in die in 9A dargestellten Positionen zurückzubringen. Wenn der Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 und der Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 während des Schritts von 9B → 9A des Freigabeprozesses aneinander haften und untrennbar werden, können diese Dichtungsabschnitte durch den Mitnehmer 15 zwangsweise getrennt werden, indem er das erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 weg zieht, wobei der Säulenhalter 11 durch den ersten Anschlag 20 in seiner Position fixiert ist. Im Schritt der 9A → 9B des Verbindungsprozesses oder im Schritt der 9B → 9A des Freigabeprozesses kann die unerwünschte Bewegung des Säulenhalters 11 durch das Aus- und Einfahren der Druckfeder 17 verhindert werden, indem die Druckfeder 17 den Verriegelungsabschnitt 18 des Säulenhalters 11 gegen den Vorsprung 22 des ersten Anschlags 20 drückt. Wenn die Verbindungseinrichtung beim Freigabeprozess in den Zustand der 9A zurückgeführt wird, kann der Säulenhalter 11 aufgrund einer unzureichenden Festigkeit der Druckfeder 17 oder dergleichen auf der rechten Seite der 9A verbleiben. Der Vorsprung 23 des zweiten Anschlags 21 stützt sich jedoch gegen den Verriegelungsabschnitt 19 der Führung 14, um den Säulenhalter 11 ziehend in eine gewünschte Position zu bringen.
Gemäß der Ausführungsform ermöglicht auch die Wirkung der Druckfeder 17 dem Mitnehmer 15 auf nur einer Seite, zunächst das stromaufwärtige erste Anschlussstück 3 und die Trennsäule 2 zu verbinden und dann die Trennsäule 2 und das stromabwärtige zweite Anschlussstück 4 zu verbinden. Auch beim Freigabeprozess ermöglicht die Druckfeder dem Mitnehmer, zunächst das stromabwärtige zweite Anschlussstück 4 von der Trennsäule 2 zu trennen und dann das stromaufwärtige erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 zu trennen. Darüber hinaus ermöglichen die Anschläge 20 und 21 einen hochgradig reproduzierbaren Betrieb.
Wie in der ersten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass L1 in dem in 9A dargestellten Zustand einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 9 und dem Dichtungsabschnitt 7 bezeichnet, L2 einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 10 und dem Dichtungsabschnitt 8 bezeichnet, und dass in dem in 9C dargestellten Zustand L6 einen Abstand zwischen dem Verriegelungsabschnitt 18 und dem Vorsprung 22 bezeichnet und L7 einen Abstand zwischen dem Verriegelungsabschnitt 19 und dem Vorsprung 23 bezeichnet. Im Schritt der 9A → 9B des Verbindungsprozesses oder im Schritt der 9B → 9A des Freigabeprozesses sieht die Einrichtung L1=L7, L2=L6 vor, indem sie mit der Druckfeder 17 arbeitet, die den Abstand L2 beibehält. Sofern L3 (= | L4-L5 |) eine Verschiebung der Druckfeder 17 bezeichnet, kontaktiert der Dichtungsabschnitt 10 den Dichtungsabschnitt 8, wenn L2=L3. Durch die Definition des Bewegungsbereichs (Hub) L des Mitnehmers 15 als L≥L1+L2 kann der Mitnehmer weiterhin eine Kraft auf die Komponenten im Kontaktzustand ausüben, um die Druckdichtigkeit am Kontaktabschnitt zu erhalten.
Entsprechend der Konfiguration der siebten Ausführungsform ist das zweite Anschlussstück unbeweglich und somit kann das stromabwärtige Rohr verkürzt und das Totvolumen auf der stromabwärtigen Seite reduziert werden.
Ausführungsform 8
Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, bei der der Säulenhalter und die Führung vereint sind.
Die 10A bis 10C sind schematische Querschnittsansichten, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigen. 10A zeigt die „offene Position“, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 von der Trennsäule 2 getrennt sind. 10B zeigt die „erste Anschlussstückverbindungsposition“, bei der das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 verbunden ist. 10C zeigt die „Verbindungsposition“, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 mit der Trennsäule 2 verbunden sind.
Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Ein Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Säulenhalter 11 eine Führungsfunktion als Gegenstück zu einer Führungswelle 41 zum Führen der Trennsäule 2 in linearer Bewegung beinhaltet, wie durch den Pfeil 31 angegeben. Die Schiene 16, der zweite Anschlag 21, das erste Anschlussstück 3 und dergleichen sind auf einer Basis 97 montiert und unbeweglich, da sie stellenweise fixiert sind. In der Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 der Ausführungsform sind die Basis 97, die Schiene 16 und der zweite Anschlag 21 so integriert, dass sie das Körperelement bilden.
Die Basis 97 entspricht dem, was den ersten Anschlussstückhalter 12 und den zweiten Anschlag 21 der ersten Ausführungsform integriert. Die Trennsäule 2 ist zentral am Säulenhalter 11 befestigt, der so ausgebildet ist, dass er die Trennsäule umschließt. Der Säulenhalter 11 ist mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen ausgebildet, die das Eindringen der Führungswellen 41 ermöglichen. Das zweite Anschlussstück 4, das mit dem stromabwärtigen Rohr 6 verbunden ist, wird zentral am zweiten Anschlussstückhalter 13 befestigt, der so ausgebildet ist, dass er das zweite Anschlussstück umschließt. Die mehreren Führungswellen 41, die durch die Durchgangsbohrungen des Säulenhalters 11 eingeführt werden, sind am zweiten Halter 13 befestigt, der von dem Mitnehmer 15 mitgenommen wird, der sich entlang der Schiene 16 in Richtung des Pfeils 30 bewegt. Die Führungswelle 41 weist die Druckfeder 17 auf, während der elastische Körper um seinen Abschnitt herum zwischen dem Säulenhalter 11 und dem zweiten Anschlussstückhalter 13 freiliegt. Die Druckfeder 17 dient dazu, den Säulenhalter 11 und den zweiten Anschlussstückhalter 13 zwangsweise voneinander zu trennen. Die Führungswelle 41 ist mit dem ersten Anschlag 20 an einem distalen Ende ausgebildet. Eine stromaufwärtige Oberfläche des Säulenhalters 11 dient als Verriegelungsabschnitt, um in Kontakt mit dem ersten Anschlag 20 zu kommen. Der Säulenhalter 11 wird daran gehindert, von der Führungswelle 41 abzufallen, da eine Sicherung durch den ersten Anschlag 20 erfolgt.
Aus der in 10A gezeigten „offenen Position“ wird der zweite Anschlussstückhalter 13 vom Mitnehmer 15 in Richtung des Pfeils 30 nach links bewegt. Anschließend werden der zweite Anschlussstückhalter 13 und der Säulenhalter 11 einheitlich nach links bewegt, so dass der Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 mit dem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 verbunden ist. Damit wird der in 10B dargestellte Zustand (erste Anschlussstückposition) hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Druckfeder 17, die zwischen dem zweiten Anschlussstückhalter 13 und dem Säulenhalter 11 angeordnet ist, so, dass die Trennsäule 2 nicht mit dem zweiten Anschlussstück 4 verbunden ist. Anschließend, wenn der Mitnehmer 15 den zweiten Anschlussstückhalter 13 weiter nach links bewegt, nähert sich der zweite Anschlussstückhalter 13 dem Säulenhalter 11 mit einem Anschlag und zieht die Druckfeder 17 an. Schließlich wird der Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4 mit dem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 verbunden. Damit ist der in 10C dargestellte Zustand (Verbindungsposition) hergestellt.
Die auf dem Säulenhalter 11 im Zustand der 10A platzierte Trennsäule 2 ist sequentiell mit dem ersten Anschlussstück 3 und dem zweiten Anschlussstück 4 in der in 10A → 10B →10C angegebenen Reihenfolge verbunden (Verbindungsprozess). In einem Fall, in dem der Austausch der Trennsäule 2 erforderlich ist, wird die Trennsäule 2 in der in 10C → 10B → 10A angegebenen Reihenfolge freigegeben (Freigabeprozess). Der Freigabeprozess ist im Wesentlichen der umgekehrte Betrieb des Verbindungsvorgangs. Wenn der Mitnehmer 15 das zweite Anschlussstück 4 nach rechts zurückführt, zwingt die Druckfeder 17 zunächst das zweite Anschlussstück 4, von der Trennsäule 2 getrennt zu werden, und danach wird das erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 getrennt. Wie bei der ersten Ausführungsform funktionieren der erste Anschlag 20 und der zweite Anschlag 21 so, dass sie die einzelnen Komponenten beim Freigabeprozess reproduzierbar in die in 9A dargestellten Positionen zurückbringen.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass L1 bei den in 10A dargestellten offenen Positionen einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 9 und dem Dichtungsabschnitt 7 bezeichnet, L2 einen Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 10 und dem Dichtungsabschnitt 8 bezeichnet und L4 eine Länge der Druckfeder 17 bezeichnet. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass bei den in 10C dargestellten Verbindungspositionen L5 eine Länge der Druckfeder bezeichnet, L6 einen Abstand zwischen dem ersten Anschlag 20 und dem Säulenhalter 11 bezeichnet und L7 einen Abstand zwischen dem Säulenhalter 11 und dem zweiten Anschlag 21 bezeichnet. Im Schritt der 10A → 10B des Verbindungsprozesses oder im Schritt der 10B → 10A des Freigabeprozesses sieht die Einrichtung dieser Ausführungsform auch L1=L7, L2=L6 vor, indem sie mit der Druckfeder 17 arbeitet, die den Abstand L2 einhält. Sofern L3 (= | L4-L5 |) eine Verschiebung der Druckfeder 17 zwischen der offenen Position und der Verbindungsposition bezeichnet, kontaktiert der Dichtungsabschnitt 10 den Dichtungsabschnitt 8, wenn L2=L3. Durch die Definition des Bewegungsbereichs (Hub) L des Mitnehmers 15 als L≥L1+L2 kann der Mitnehmer weiterhin eine Kraft auf die Komponenten im Kontaktzustand ausüben, um die Druckdichtigkeit am Kontaktabschnitt zu erhalten.
Entsprechend der Konfiguration der achten Ausführungsform sind der Säulenhalter und die Führung vereinheitlicht. Somit kann die Ausführungsform eine Kostenreduzierung und Strukturvereinfachung erreichen.
Ausführungsform 9
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Mitnehmer aufnimmt, der einen Motor verwendet.
11 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist, wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Figur zeigt der Einfachheit halber nur die „offene Position“.
In dieser Ausführungsform bilden ein Motor 42, eine Drehwelle 43 und eine Stufe 91 den Mitnehmer 15. Die Drehwelle 43 wird in Richtung mit einem Pfeil 44 gedreht, indem die Drehung des Motors 42 auf die Drehwelle 43 übertragen wird. Die Drehwelle 43 umfasst eine Vorschubspindel 45, deren Drehung mittels einer Gegenspindel (nicht gezeigt) der Stufe 91 in eine lineare Bewegung umgewandelt wird, wie durch den Pfeil 30 angegeben. Die Anzahl der Umdrehungen, das Drehmoment, der Zeitpunkt der Drehung und dergleichen des Motors 42 werden von einer Steuerung 46 gesteuert. In einem Fall, in dem die Verkleinerung (Leistungseinsparung) des Motors 42 gewünscht wird, kann eine große Leistung auch von einem kleinen Motor 42 durch Zwischenschaltung von Untersetzungsgetrieben zwischen den Motor 42 und der Drehwelle 43 erreicht werden.
Die Konfiguration der neunten Ausführungsform ermöglicht ein automatisches Verbinden und Trennen der Trennsäule. Die Einrichtung kann auch für das manuelle Verbinden und Trennen der Trennsäule angepasst werden, indem der Motor durch ein manuelles Drehelement ersetzt wird.
Ausführungsform 10
Eine zehnte Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie verhindert, dass sich die Vorschubspindel des Mitnehmers von selbst löst.
In der Trennsäulenverbindungseinrichtung 1, wie in 11 gezeigt, muss der Motor 42 auf ein gewünschtes Drehmoment eingeschaltet gehalten werden, um die Dichtheit des Verbindungsabschnitts aufrechtzuerhalten. Dies führt jedoch zu Problemen mit erhöhtem Stromverbrauch und Wärmeentwicklung des Motors. Als Maßnahme gegen dieses Problem ist es wünschenswert, die Einrichtung so zu konfigurieren, dass sich die Vorschubspindel 45 nicht löst bzw. lockert, wenn der Motor 42 nicht mehr dreht. Eine Bedingung, die ein selbstständiges Lösen bzw. Lockern der Schraube verhindert, wird durch eine Gleichung 1 ausgedrückt. $F \cdot tan (ρ - θ) = F \cdot \frac{tan ρ - tan θ}{1 + tan ρ \cdot tan θ} > 0$
Es wird davon ausgegangen, dass F eine Axialkraft (N) bezeichnet; tanp = µ' = µ/cosα; µ' und µ einen Reibungskoeffizienten bezeichnen; α einen Halbwinkel (°) des Spindelgewindes bezeichnet; und θ einen Steigungswinkel (°) bezeichnet. Wenn der Reibungskoeffizient der Spindel µ' beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 liegt, schreibt die Gleichung 1 die Notwendigkeit vor, eine Bedingung als θ<5,7° zu definieren. Wenn davon ausgegangen wird, dass d (mm) einen effektiven Durchmesser der Spindel bezeichnet und P (mm) eine Steigung der Spindel bezeichnet, lautet die folgende Gleichung 2. $tan θ = \frac{P}{π d}$
Wenn beispielsweise d=8 mm, P=1,5 mm, dann wird θ=3,42° aus der Gleichung 2 erhalten, die die Bedingung erfüllt. In der Trennsäulenverbindungseinrichtung dieser Ausführungsform erfüllt die Vorschubspindel 45 des Mitnehmers 15 die Bedingungen der obigen Gleichungen 1 und 2.
Eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so angepasst ist, dass sie den Stromverbrauch reduziert, wird durch die Konfiguration der zehnten Ausführungsform ausgeführt.
Ausführungsform 11
Eine elfte Ausführungsform veranschaulicht eine Konfiguration eines manuell bedienbaren Mitnehmers.
12A und 12B sind schematische Schnittansichten, die eine beispielhafte Konfiguration eines Mitnehmers der Trennsäulenverbindungseinrichtung zeigen. 12A zeigt die „offene Position“, während 12B die „Verbindungsposition“ veranschaulicht. Mit Ausnahme des Mitnehmers ist die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen so wie sie in den 2A bis 2D gezeigte konfiguriert.
Gemäß der Ausführungsform bilden ein Hebel 50, ein Arm 51 und dergleichen den Mitnehmer 15. Wenn der Hebel 50 in Richtung mit einem Pfeil 55 um einen festen Drehpunkt 54 gedreht wird, werden die Drehpunkte 52, 53 gedreht, um den Winkel des Arms 51 zu variieren, so dass der Drehpunkt 52 in seiner Position verändert wird. Die Positionsänderung des Drehpunkts 52 ermöglicht die lineare Bewegung eines Anschlussstücks 47, eines Anschlussstückhalters 49 und eines Rohrs 48, wie durch den Pfeil 30 angegeben. Ein Stößel 98 mit darin eingebauter Feder kann in Kombination mit dem Anschlussstückhalter 49 verwendet werden, der mit Löchern 99 ausgebildet ist, die der „offenen Position“ bzw. der „Verbindungsposition“ entsprechen, so dass der Stößel die Rolle eines Anschlags zum Fixieren des Anschlussstückhalters in den jeweiligen Positionen übernehmen kann. Der Anschlag zum Befestigen des Anschlussstückhalters ist nicht auf das Obige beschränkt, sondern kann jedes Element sein, das den Anschlussstückhalter in den jeweiligen Positionen fixieren kann.
Die elfte Ausführungsform ermöglicht das Verbinden und Trennen der Trennsäulen mittels des einfachen Mechanismus unter Verwendung des Hebels.
Ausführungsform 12
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der eine Zugfeder zum ersten Verbinden des ersten Anschlussstücks mit der Trennsäule verwendet wird.
Die 13A bis 13C sind schematische fragmentarische Querschnittsansichten, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform zeigen. 13A zeigt die „offene Position“, in der das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück von der Trennsäule 2 getrennt sind. 13B zeigt die „erste Anschlussstückverbindungsposition“, bei der das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 verbunden ist. 13C zeigt die „Verbindungsposition“, in der das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 mit der Trennsäule 2 verbunden sind.
Da die Trennsäulenverbindungsrichtung 1 im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist, wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Ausführungsform verwendet eine Zugfeder 56 als elastischen Körper, um zunächst das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 zu verbinden. Die Zugfeder 56 ist an einer Stelle zwischen einem distalen Ende eines ersten Anschlags 20, der mit dem zweiten Anschlussstückhalter 13 verbunden ist, und dem Verriegelungsabschnitt 18 des Säulenhalters 11 angeordnet, der näher am zweiten Anschlussstückhalter 13 als das distale Ende des ersten Anschlags angeordnet ist. Während die Zugfeder 56 eine Zugkraft zwischen dem distalen Ende des ersten Anschlags 20 und dem Verriegelungsabschnitt 18 des Säulenhalters 11 aufbringt, wird die Bewegung dieser Komponenten durch den am ersten Anschlag 20 angeordneten Vorsprung 22 begrenzt. Dadurch werden der stromabwärtige Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 und der Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4 durch den Abstand L2 voneinander beabstandet gehalten.
Während die Zugfeder 56 zwischen dem ersten Anschlag 20 und dem Säulenhalter 11 angeordnet ist, kann der zweite Anschlussstückhalter mit dem ersten Anschlag 20 so vereinigt werden, dass er sich zum ersten Anschlag verdoppelt. Auch in dieser Ausführungsform wird der elastische Körper als zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter angeordnet betrachtet.
Die auf dem Säulenhalter 11 im in 13A gezeigten Zustand eingesetzte Trennsäule 2 wird zunächst mit dem ersten Anschlussstück 3 gemäß 13A → 13B → 13C verbunden und anschließend mit dem zweiten Anschlussstück 4 (Verbindungsprozess) verbunden. Beim Verbindungsprozess wird das zweite Anschlussstück 4, das auf dem zweiten Anschlussstückhalter 13 getragen wird, vom Mitnehmer 15 in Richtung des ersten Anschlussstücks 3 entlang der Schiene 16 bewegt. Anschließend wird die Trennsäule 2 durch die Kraft der Zugfeder 56 in Richtung des ersten Anschlussstücks 3 bewegt, wobei der Abstand L2 zum zweiten Anschlussstück 4 eingehalten wird. Der Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 ist durch die Bewegung der Trennsäule 2 mit dem Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 so verbunden, dass der Zustand der 13B (erste Anschlussstückverbindungsposition) hergestellt ist. Wenn der Mitnehmer 15 anschließend den zweiten Anschlussstückhalter 13 weiter bewegt, wird die Zugfeder 56 gestreckt und verbindet schließlich den Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 mit dem Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4. Damit ist der Zustand der 13C (Verbindungsposition) hergestellt.
Der in der Reihenfolge der 2A → 2B → 2C durchgeführte Verbindungsprozess ist wie oben beschrieben. Der Freigabeprozess, der in der Reihenfolge der 2C → 2B → 2A durchgeführt wird, ist im Wesentlichen der umgekehrte Vorgang des Verbindungsprozesses. Wenn der Mitnehmer 15 das zweite Anschlussstück 4 zum Platzieren zurückbringt, wird das zweite Anschlussstück 4 aufgrund der Wirkung der Zugfeder 56 zunächst von der Trennsäule 2 getrennt. Anschließend wird das erste Anschlussstück 3 von der Trennsäule 2 getrennt. Die Beziehungen zwischen den Abständen L1 bis L7 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Konfiguration der zwölften Ausführungsform ermöglicht es, wie die der ersten Ausführungsform, dem Anschlussstückmitnehmer auf nur einer Seite den Vorgang des Verbindens und Trennens der Trennsäule durchzuführen, bei der das stromabwärtige Rohr zunächst von der Trennsäule getrennt wird und bei der das stromaufwärtige Rohr zunächst mit der Trennsäule verbunden wird.
Ausführungsform 13
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der eine Kombination aus Zylinder und Kolben verwendet wird, um zunächst das erste Anschlussstück mit der Trennsäule zu verbinden.
14 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Figur zeigt der Einfachheit halber nur die „offene Position“.
Diese Ausführungsform verwendet einen Mechanismus, der aus einem mit einem Fluid, wie Gas oder Flüssigkeit, gefüllten Zylinder und einem Kolben als elastischem Körper besteht, um zunächst das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 zu verbinden. Eine Kraft zum ersten Andrücken des ersten Anschlussstücks 3 gegen die Trennsäule 2 wird durch einen Kolben 58 erzeugt, der das Fluid in einem Zylinder 57 beweglich zusammendrückt. In dem Fall der Verwendung eines Fluids mit hoher Viskosität, wie beispielsweise einer Flüssigkeit, kann der Kolben 58 mit einer Öffnung 100 gebildet werden, die sich von einer Vorderseite zu einer Rückseite davon erstreckt, obwohl die Öffnung nicht unbedingt erforderlich ist, wenn das Fluid, wie beispielsweise ein Gas, eine niedrige Viskosität aufweist. Die Dämpfungsleistung des Fluids hängt von der Leitfähigkeit der Öffnung 100 ab. Darüber hinaus kann die Öffnung 100 auch ein Rückschlagventil darin aufweisen.
Die Konfiguration der dreizehnten Ausführungsform, wie die der ersten Ausführungsform, ermöglicht es dem Anschlussstückmitnehmer auf nur einer Seite den Vorgang des Verbindens und Trennens der Trennsäule durchzuführen, bei dem das stromabwärtige Rohr zunächst von der Trennsäule getrennt wird und bei dem das stromaufwärtige Rohr zunächst mit der Trennsäule verbunden wird.
Ausführungsform 14
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, die einen Säulenofen zum Bereitstellen einer Temperaturregelung der Trennsäule, die Anschlussstücke und die Rohre aufweist.
15 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Figur zeigt der Einfachheit halber nur die „Verbindungsposition“.
Die Ausführungsform umfasst einen Säulenofen 59 als Temperaturregelungsteil zum Regeln der Temperatur der Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Die Viskosität einer Lösung in der Trennsäule wird gesenkt, indem die Temperatur der Trennsäule 2 auf mehrere Dutzend Grad Celsius erhöht wird, wodurch der Analysedurchsatz erhöht werden kann. Um die Entstehung von Temperaturverteilungen oder Temperaturschwankungen in der Trennsäule 2 zu vermeiden, ist es wünschenswert, dass die Temperatur des Rohrs 5 und des Rohrs 6 auch vom Säulenofen 59 gesteuert wird, wie in 15 gezeigt.
Die Konfiguration der vierzehnten Ausführungsform ermöglicht eine Analyse mit hoher Reproduzierbarkeit und hohem Durchsatz.
Ausführungsform 15
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, die den Temperaturregelungsteil zum Regeln der Temperatur der Trennsäule, die Anschlussstücke und die Rohre umfasst.
16 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Figur zeigt der Einfachheit halber nur die „offene Position“.
Die Ausführungsform umfasst die Temperaturregelungsteile 60, 61 und 63 zum Regeln der Temperatur der Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das Rohr 5. Die Temperaturregelungsteile 60, 61 und 63 weisen jeweils eine Heizeinrichtung, einen Sensor zum Überwachen der Temperatur und dergleichen auf und ermöglichen die Temperaturregelung über eine externe Regeleinheit (nicht gezeigt). Die Temperaturregelungsteile 60, 61 und 63 verwenden den Säulenhalter 11, den ersten Anschlussstückhalter 12 und einen Rohrhalter 62 als Wärmeblöcke. In einem Fall, in dem die Übertragung der geregelten Wärme auf andere Elemente unerwünscht ist, können die Wärmedämmstoffe 64 und 65 wie in 16 gezeigt angeordnet werden. Im Übrigen kann die Einrichtung auch mit Mitteln zum Regeln der Temperatur des zweiten Anschlussstücks 4 und des Rohrs 6 ausgestattet sein.
Die Konfiguration der fünfzehnten Ausführungsform bietet nicht nur die Analyse mit hoher Reproduzierbarkeit und hohem Durchsatz ähnlich der vierzehnten Ausführungsform, sondern auch eine Wärmedämmung für den Mitnehmer und dergleichen.
Ausführungsform 16
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück unterschiedliche Formen aufweisen.
17 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
Die Trennsäule 2 beinhaltet die Flachdichtungsabschnitte 7 und 8. Das erste Anschlussstück 3 umfasst den Dichtungsabschnitt 9 aus dem doughnutförmigen Vorsprung 40 am distalen Ende davon. Das zweite Anschlussstück 4 beinhaltet den Flachdichtungsabschnitt 10. Bei gleicher Presskraft, wie vorstehend beschrieben, weist der Dichtungsabschnitt 9 mit dem doughnutförmigen Vorsprung 40 eine höhere Druckdichtigkeit als der Flachdichtungsabschnitt 10 auf. Das Innere der Trennsäule 2 ist mit dem Füllstoff 33 gefüllt. Das erste Anschlussstück 3 ergibt ein Bauteil mit höherer Druckdichtigkeit, da der Druck auf der stromaufwärtigen Seite höher als auf der stromabwärtigen Seite ist.
Die Konfiguration der sechzehnten Ausführungsform ermöglicht es der stromaufwärtigen Seite, eine höhere Druckdichtigkeit zu erreichen als die stromabwärtige Seite, wenn sie mit der gleichen Kraft gedrückt wird.
Ausführungsform 17
Eine siebzehnte Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Es ist allgemein bekannt, dass der Dichtungsabschnitt der Trennsäule und die Aderendhülse, die aus einem harten Material, wie beispielsweise Metall, bestehen, eine höhere Druckdichtigkeit aufweisen als solche aus Harz. Unter den Harzmaterialien ist ein Polyetheretherketonharz oder dergleichen härter als ein Fluorharz und bietet eine höhere Druckfestigkeit. Um dem ersten Anschlussstück 3 wie in der sechzehnten Ausführungsform eine höhere Druckdichtigkeit zu verleihen, verwendet die Ausführungsform unterschiedliche Materialien zum Bilden des ersten Anschlussstücks 3 und des zweiten Anschlussstücks 4. In der Praxis ist es wünschenswert, ein härteres Material zum Bilden des Dichtungsabschnitts 9 des ersten Anschlussstücks als zum Bilden des Dichtungsabschnitts 10 des zweiten Anschlussstücks 43 zu verwenden.
Die Konfiguration der siebzehnten Ausführungsform, ähnlich wie die der sechzehnten Ausführungsform, ermöglicht es der stromaufwärtigen Seite, eine höhere Druckdichtigkeit zu erreichen als die stromabwärtige Seite, wenn sie mit der gleichen Kraft gedrückt wird.
Ausführungsform 18
Eine achtzehnte Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der eine Feder zwischen dem Anschlussstück und dem Anschlussstückhalter angeordnet ist.
18 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Bereich um ein Anschlussstück und einen Anschlussstückhalter gemäß der Ausführungsform darstellt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Ein Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine Feder 66 zwischen dem vom Mitnehmer 15 bewegten Anschlussstückhalter 49 und dem Anschlussstück 47 angeordnet ist. Der Anschlussstückhalter 49 umfasst eine Durchgangsbohrung, durch die das mit dem Anschlussstück 47 verbundene Rohr 48 durch die Durchgangsbohrung des Anschlussstückhalters verschiebbar ist.
Die achtzehnte Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie das Anschlussstück 47 mittels der Feder gegen die Trennsäule drückt. Die Ausführungsform ist so angepasst, dass eine übermäßige Krafteinwirkung auf den Dichtungsabschnitt verhindert wird, um die Lebensdauer des Anschlussstücks und der Trennsäule zu verlängern.
Ausführungsform 19
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Stift zum Positionieren und Fixieren der Trennsäule und des Säulenhalters sowie zum Positionieren und Fixieren des Anschlussstücks und des Anschlussstückhalters verwendet.
19A und 19B sind schematische Darstellungen, die ein Beispiel für ein Positionierungs- und Fixierungsverfahren für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform veranschaulichen. 19A ist eine schematische Schnittansicht, die einen Bereich um die Trennsäule 2 zeigt. 19B ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Positionierungs- und Fixierstift 67 zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
Der Säulenhalter 11, der erste Anschlussstückhalter 12 und der zweite Anschlussstückhalter 13 lassen die Stifte 67 zuvor durch Einpressen oder mittels Schraube darin fixieren. Weiterhin sind die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 mit Löchern 68 zum Einsetzen der Stifte 67 ausgebildet. Dadurch kann die Trennsäule 2 entsprechend den Positionen der am Säulenhalter befestigten Stifte 67, die durch die Löcher 68 in der Trennsäule 2 geführt werden, auf den Säulenhalter 11 gesetzt oder von diesem gelöst werden. Das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 können auch auf dem ersten Anschlussstückhalter 12 und dem zweiten Anschlussstückhalter 13 in gleicher Weise wie mit den Stiften 67 positioniert und eingestellt werden. Der Stift 67 ist mit einem Schlitz 71 ausgebildet, der an seinem distalen Ende in zwei Teile zu teilen ist und somit durch seine Elastizität radial verformbar ist. Die Verwendung des verformbaren Stifts 67 ermöglicht das Anbringen und Entfernen der Trennsäule, des ersten Anschlussstücks und des zweiten Anschlussstücks durch einachsiges Bewegen zwischen einer Rückzugsposition 70 der Trennsäule, einer Rückzugsposition 72 des ersten Anschlussstücks und einer Rückzugsposition 73 des zweiten Anschlussstücks und deren jeweiligen Sollpositionen, wie durch einen Pfeil 69 angegeben. Wenn der Stift 67 in das Loch 68 mit einem kleineren Einlassdurchmesser, wie in der Figur dargestellt, eingesetzt wird, wird der Stift durch den Schlitz 71 davon dünner verformt. Wenn der Stift 67 anschließend bis zur Tiefe der Bohrung 68 eingeführt wird, dehnt sich der Stift 67 wieder auf seinen ursprünglichen Durchmesser aus, um die Trennsäule 2 in Position zu halten. Wenn der Stift 67 herausgezogen wird, lässt sich der Stift 67 leicht herausziehen, indem er auf die gleiche Weise verformt wird. Die gesamte Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 brauchen nicht mit der abnehmbaren Befestigungsstruktur mit dem Stift 67 versehen zu werden.
Die Konfiguration der neunzehnten Ausführungsform erleichtert Wartungsarbeiten, da die obigen Komponenten durch einachsige Bewegung in Position eingebracht werden können. Darüber hinaus ist bei der Automatisierung eines Transportvorgangs zur Entsorgung einer gebrauchten Trennkolonne oder zum Einsetzen einer neuen Trennkolonne die Konfiguration einer Ausführungsform mit einer geringen Anzahl von Antriebswellen ausgestattet, was zur Kostenreduzierung und Verkleinerung der Einrichtung führt.
Ausführungsform 20
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der die Trennsäule und der Säulenhalter oder das Anschlussstück und der Anschlussstückhalter mittels eines Scharniers positioniert und fixiert werden.
Die 20A und 20B sind schematische Darstellungen, die ein Beispiel für ein Positionierungs- und Fixierungsverfahren für eine Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform veranschaulichen. 20A ist eine schematische Schnittansicht, die einen Bereich um die Trennsäule 2 herum zeigt. 20B ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Scharniers 74 der 20A von der rechten oder linken Seite aus gesehen zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
Die Scharniere 74 werden zuvor an dem Säulenhalter 11, dem ersten Anschlussstückhalter 12 und dem zweiten Anschlussstückhalter 13 mittels Schraube oder dergleichen befestigt. Weiterhin sind die Säule 2, das erste Anschlussstück 3 bzw. das zweite Anschlussstück 4 mit einem zylindrischen Abschnitt 75 zum Aufnehmen des Scharniers 74 ausgebildet. Dadurch kann die Trennsäule 2 entsprechend den Positionen der am Säulenhalter 11 befestigten Scharniere 74, die durch die zylindrischen Abschnitte 75 in der Trennsäule 2 geführt werden, auf den Säulenhalter 11 gesetzt oder von diesem gelöst werden. Das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 können ebenfalls mittels des Scharniers 74 positioniert und auf die gleiche Weise fixiert werden. Das Scharnier 74 kann durch elastische Verformung des Materials geöffnet und geschlossen werden. Wie bei der neunzehnten Ausführungsform ermöglicht die Verwendung des verformbaren Scharniers 74 das Anbringen und Entfernen der Trennsäule, des ersten Anschlussstücks und des zweiten Anschlussstücks durch einachsiges Bewegen zwischen der Rückzugsposition 70 der Trennsäule, der Rückzugsposition 72 des ersten Anschlussstücks und der Rückzugsposition 73 des zweiten Anschlussstücks und deren jeweiligen Sollpositionen, wie durch den Pfeil 69 angegeben. Übrigens müssen die gesamte Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 nicht mit der abnehmbaren Befestigungsstruktur unter Verwendung des Scharniers 74 versehen werden.
Wie bei der neunzehnten Ausführungsform ermöglicht die Konfiguration der zwanzigsten Ausführungsform das Anbringen der oben genannten Komponenten durch einachsige Bewegung.
Ausführungsform 21 .
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der die Verbindung zwischen der Trennsäule und dem Anschlussstück durch Verwendung von Kegelabschnitten, die an den einzelnen Komponenten vorgesehen sind, als Führung erfolgt.
21 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. In dieser Ausführungsform ist die Trennsäule 2 mit einem Kegelabschnitt 76 ausgebildet, während das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4 jeweils mit einem Kegelbereich 77 ausgebildet sind.
Auch wenn die Trennsäule und das erste Anschlussstück oder das zweite Anschlussstück bis zu einem gewissen Grad axial verstellt sind, kann die Konfiguration der einundzwanzigsten Ausführungsform die axial ausgerichtete Verbindung dieser Komponenten unter Verwendung ihrer Kegelabschnitte als Führung erreichen.
Ausführungsform 22
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Konfiguration, bei der ein Pufferelement zwischen dem Säulenhalter und der Führung angeordnet ist.
22 ist eine schematische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt einen Bereich um die Trennsäule 2 herum. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
In dieser Ausführungsform ist ein Pufferelement 78 zwischen dem Säulenhalter 11 und der Führung 14 angeordnet. Materialien wie beispielsweise Gummi, Schwamm, Feder und Flüssigkeitsdämpfer sind als Pufferelement 78 verwendbar. Das Pufferelement 78 kann auch an einer Stelle zwischen der Trennsäule 2 und dem Säulenhalter 11 angeordnet werden. Weiterhin kann das Pufferelement auch an einer Stelle zwischen dem Anschlussstück und dem Anschlussstückhalter oder zwischen dem Anschlussstückhalter und dem Mitnehmer 15 angeordnet werden.
Auch wenn die Trennsäule und das erste Anschlussstück oder das zweite Anschlussstück bis zu einem gewissen Grad axial verstellt sind, kann die Konfiguration der zweiundzwanzigsten Ausführungsform die axiale Ausrichtung zwischen der Trennsäule und dem ersten Anschlussstück oder dem zweiten Anschlussstück über die Wahrscheinlichkeit des Dämpfungselements erreichen.
Ausführungsform 23
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die einen Sensor zum Erfassen einer Lösung und einen Sensor zum Erfassen der Position eines beweglichen Elements beinhaltet und in der Lage ist, eine Folge von Bewegungen des Mitnehmers auf der Grundlage der Erfassungsinformationen durchzuführen.
23 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform zeigt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Einrichtung der Ausführungsform beinhaltet eine erste Schale 79 zum Rückgewinnen einer Lösung, die aus einem Auslass des ersten Anschlussstücks 3 austritt, und einen ersten Flüssigkeitssensor 80 zum Erfassen der Lösung. Die Einrichtung umfasst weiter eine zweite Schale 82 zum Rückgewinnen der aus einem Auslass der Trennsäule 2 austretenden Lösung und einen zweiten Flüssigkeitssensor 83 zum Erfassen der Lösung. Die Einrichtung weist weiter einen ersten Positionssensor 81 zum Erfassen der Verbindung zwischen dem Dichtungsabschnitt 7 und dem Dichtungsabschnitt 9 und einen zweiten Positionssensor 84 zum Erfassen der Verbindung zwischen dem Dichtungsabschnitt 8 und dem Dichtungsabschnitt 10 auf.
24 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine beispielhafte zeitliche Abfolge der Analyse unter Verwendung der Trennsäulenverbindungseinrichtung der Ausführungsform zeigt. In der offenen Position, nachdem die Trennsäule 2 auf den Säulenhalter 11 aufgesetzt wurde, beginnt die Pumpe 29 mit dem Fördern der Flüssigkeit (t1). Zu diesem Zeitpunkt wird die Flüssigkeit nicht der Trennsäule 2 zugeführt, so dass der Durchfluss der Pumpe 29 gering sein kann. Wenn die Pumpe die Flüssigkeit weiter fördert, sammelt sich eine bestimmte Menge an Lösung, die aus dem Ausgang des ersten Anschlussstücks 3 austritt, in der ersten Schale 79. Der Flüssigkeitssensor 80 reagiert auf die Lösungsansammlung und die Leistung des Motors 42 des Mitnehmers 15 wird eingeschaltet (t2). Wenn der Motor 42 weiterläuft, um den Dichtungsabschnitt 7 der Trennsäule 2 und den Dichtungsabschnitt 9 des ersten Anschlussstücks 3 miteinander zu verbinden, reagiert der erste Positionssensor 81 darauf. Die Pumpe 29, deren Durchfluss erhöht wird, fördert die Flüssigkeit in die Trennsäule 2 (t3). Da die Flüssigkeit der Trennsäule 2 mit hohem Strömungswegwiderstand zugeführt wird, kann die Förderzeit durch Zuführen der Flüssigkeit mit hohem Durchfluss verkürzt werden. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, den Durchfluss bei Schritt t3 zu erhöhen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Leistung des Motors 42 ausgeschaltet. In diesem Zustand werden das erste Anschlussstück 3 und die Trennsäule 2 nur durch die Kraft der Druckfeder 17 in Verbindung gehalten. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein vom Durchfluss abhängiger, stromaufwärtiger Druck der Trennsäule 2 so hoch ist, dass die Druckfeder 17 luftdicht abschließen kann.
Wenn die Flüssigkeitszufuhr zur Trennsäule 2 fortgesetzt wird, sammelt sich eine bestimmte Menge an Lösung, die aus dem Ausgang der Trennsäule 2 austritt, in der zweiten Schale 82. Der zweite Flüssigkeitssensor 83 reagiert auf die Lösungsansammlung, so dass die Leistung des Motors 42 wieder eingeschaltet wird (t4). Wenn der Motor 42 weiterläuft, um den Dichtungsabschnitt 8 der Trennsäule 2 und den Dichtungsabschnitt 10 des zweiten Anschlussstücks 4 in Verbindung zu bringen, reagiert der zweite Positionssensor 84 darauf. Die Fördermenge der Pumpe 29 wird auf einen Analysezustand (t5) eingestellt. Nach Ablauf von T Sekunden wird die Leistung des Motors abgeschaltet (t6). Durch Abschalten der Motorleistung nach Ablauf von T Sekunden wird sichergestellt, dass der Motor 42 mit einem gewünschten Drehmoment gedreht wird, um eine ausreichende Presskraft auf die einzelnen Dichtungsabschnitte auszuüben. Die in den Schritten t2 und t4 eingestellten Motorleistungen können gleich oder verschieden sein. In einem Fall, in dem die Leistungsaufnahme des Motors 42 oder die Wärmeentwicklung durch den Motor 42 keine Probleme verursacht, ist es nicht notwendig, die Leistung des Motors in Schritt t3 oder t6 abzuschalten.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das potenzielle Risiko eines Eindringens von Luft in den Strömungspfad minimiert werden, indem die Reihenfolge gewählt wird, in der das erste Anschlussstück 3 mit der Trennsäule 2 verbunden ist oder die Trennsäule 2 mit dem zweiten Anschlussstück 4 verbunden ist, während die Lösung ausströmen kann und der Ausfluss erfasst wird. Für die Erfassung der Lösung oder der Position sind nicht nur die in 23 dargestellten Kontaktsensoren, sondern auch ein optischer Sensor und dergleichen verwendbar. Wenn eine Elutionszeit der Lösung aus dem ersten Anschlussstück oder der Trennsäule aus einem Verhältnis zwischen einer Pumpleistung und einem Rohrinnendurchmesser abgeleitet werden kann, kann auf den Flüssigkeitssensor verzichtet werden. Wenn die Position des Anschlussstücks oder die Position der Säule aus der Beziehung einer Motordrehzahl, einer Steigung der Vorschubspindel und einer Durchleitzeit abgeleitet werden kann, kann auf den Positionssensor verzichtet werden.
Die dreiundzwanzigste Ausführungsform ist die Reihenfolge, in der die Verbindung hergestellt wird, während die Lösung austreten kann und somit das potenzielle Risiko eines Eindringens von Luft in den Strömungspfad minimiert werden kann.
Ausführungsform 24
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Trennsäulen und eine Vielzahl von Mitnehmern aufnimmt.
25 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer vierundzwanzigsten Ausführungsform und eines Analysesystems 24 mit derselben darstellt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung und das Analysesystem im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut sind wie die in den 2A bis 2D und 3 gezeigten, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Einrichtung der Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl der Trennsäulen und die Vielzahl der Mitnehmer.
Im Falle der in 25 dargestellten Ausführungsform weist die Verbindungseinrichtung auf: ein Paar Trennsäulen 2a, 2b; zugeordnete zwei Paar erste Anschlussstücke 3a, 3b und zweite Anschlussstücke 4a, 4b; und ein Paar Mitnehmer 15a, 15b. Der Mitnehmer 15a und der Mitnehmer 15b können unabhängig voneinander arbeiten. Bei der Durchführung der Analyse wird die Lösung durch Umschalten der Ventile 92, 93 einer gewünschten Trennsäule zugeführt. Während die Figur das Analysesystem mit zwei Trennsäulen veranschaulicht, ist die Anzahl der Trennsäulen nicht auf zwei beschränkt, sondern kann drei oder mehr betragen.
Die Konfiguration der vierundzwanzigsten Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl der Trennsäulen, die wiederum verwendet werden, wenn sie durch die Ventile geschaltet werden. Während eine Trennsäule zur Analyse verwendet wird, kann die andere Trennsäule gewaschen oder äquilibriert werden. Das heißt, die Konfiguration der Ausführungsform bewirkt eine Durchsatzverbesserung. Darüber hinaus ermöglicht die Konfiguration auch das Verkleinern einer Hochdurchsatzvorrichtung, die mit einer Vielzahl von Trennsäulen ausgestattet ist.
Ausführungsform 25
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Trennsäulen aufnimmt.
26 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung 1 gemäß einer fünfundzwanzigsten Ausführungsform und eines Analysesystems 24 mit derselben darstellt. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung und das Analysesystem im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut sind wie die in den 2A bis 2D und 3 gezeigten, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede. Die Einrichtung der Ausführungsform weist eine Vielzahl von Trennsäulen mit nur einem Mitnehmer auf.
Die Einrichtung der in 26 dargestellten Ausführungsform weist zwei Trennsäulen 2A, 2b; und zwei zugehörige Paare von ersten Anschlussstücken 3a, 3b und zweiten Anschlussstücken 4a, 4b auf. Es wird darauf hingewiesen, dass die zweiten Anschlussstücke 4a, 4b von einem gemeinsamen Mitnehmer 15 mitgenommen werden. Bei der Durchführung der Analyse wird die Lösung durch Umschalten der Ventile 92, 93 einer gewünschten Trennsäule zugeführt.
Die Konfiguration der fünfundzwanzigsten Ausführungsform ermöglicht es einem einzelnen Mitnehmer, die Verbindung der Vielzahl von Trennsäulen mit der Vielzahl von Anschlussstücken und die Trennung der Vielzahl von Anschlussstücken von der Vielzahl von Trennsäulen durchzuführen. Dies führt zur Verkleinerung der Einrichtung.
Ausführungsform 26
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung mit einer Kartusche, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Trennsäulen aufzunehmen.
27 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß einer sechsundzwanzigsten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
Die Einrichtung der Ausführungsform beinhaltet eine Kartusche 94, die in der Lage ist, die Vielzahl der Trennsäulen 2 aufzunehmen. Einige der Trennsäulen 2 sind so klein, dass sie eine Länge in der Größenordnung von 10 mm aufweisen. Eine so kleine Trennsäule ist manchmal schwer zu handhaben. Die Konfiguration der sechsundzwanzigsten Ausführungsform bietet jedoch eine verbesserte Handhabbarkeit durch die Aufnahme der Trennsäulen in der Kartusche.
Ausführungsform 27
Eine siebenundzwanzigste Ausführungsform veranschaulicht eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Mitnehmer aufnimmt, der so angepasst ist, dass er die Trennsäule in einer Richtung senkrecht zur Mitnahmerichtung antreibt, um die Trennsäule und das Anschlussstück zu verbinden.
28 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration einer Trennsäulenverbindungseinrichtung gemäß der siebenundzwanzigsten Ausführungsform zeigt. Die Figur zeigt Beispiele für die Trennsäule 2, das erste Anschlussstück 3 und das zweite Anschlussstück 4. Da die Trennsäulenverbindungseinrichtung im Wesentlichen nahezu gleich aufgebaut ist wie die in den 2A bis 2D gezeigte, erfolgt die Beschreibung in Bezug auf die Unterschiede.
Die Einrichtung der Ausführungsform umfasst einen zweiten Mitnehmer 95 zum Bewegen der Kartusche 94, die in der Lage ist, die Vielzahl von Trennsäulen 2 in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Mitnehmers 15, wie durch den Pfeil 30 angegeben, aufzunehmen. Der Wechsel zu einer zu verwendenden Trennsäule 2 kann durchgeführt werden, indem der zweite Mitnehmer 95 die Kartusche 94 bewegt, wie durch einen Pfeil 96 angegeben.
Die Konfiguration der siebenundzwanzigsten Ausführungsform ermöglicht ein einfaches Ändern der Trennsäule.
Obwohl die Einrichtungskonfigurationen der vorgenannten Ausführungsformen beschrieben wurden, kann die Wirkung der Erfindung auch in Form einer Einrichtung erhalten werden, die Merkmalselemente der verschiedenen Einrichtungskonfigurationen kombiniert. Der Mitnehmer kann verschiedene Systeme einsetzen, die umfassen: Linearbewegungsmechanismen wie Luftzylinder; Mechanismen zum Umwandeln einer Rotation in eine Linearbewegung, wie beispielsweise Nocken- und Zahnstangengetriebe; und dergleichen. Der elastische Körper, der zunächst die Verbindung des ersten Anschlussstücks mit der Trennsäule herstellt, kann ein Element, wie beispielsweise Gummi, verwenden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorangegangenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen beinhalten kann. So wurden beispielsweise die vorgenannten Ausführungsformen zur besseren Übersichtlichkeit der Erfindung spezifisch beschrieben. Die Erfindung ist nicht unbedingt auf das beschränkt, was alle beschriebenen Komponenten umfasst. Eine Komponente einer Ausführungsform kann durch eine Komponente einer anderen Ausführungsform ersetzt werden. Weiterhin kann eine Komponente einer Ausführungsform der Anordnung einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Ein Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform ermöglicht das Hinzufügen einer Komponente einer anderen Ausführungsform, deren Weglassen oder Ersetzen.
Bezugszeichenliste

2:: Trennsäule
3:: erstes Anschlussstück
4:: zweites Anschlussstück
5:: Rohr
6:: Rohr
7:: Dichtungsabschnitt
8:: Dichtungsabschnitt
9:: Dichtungsabschnitt
10:: Dichtungsabschnitt
11:: Säulenhalter
12:: erster Anschlussstückhalter
13:: zweiter Anschlussstückhalter
14:: Führung
15:: Mitnehmer
16:: Schiene
17:: Druckfeder
20:: erster Anschlag
21:: zweiter Anschlag
41:: Führungswelle
42:: Motor
50:: Hebel
51:: Arm
56:: Zugfeder
57:: Zylinder
58:: Kolben
80:: erster Flüssigkeitssensor
81:: erster Positionssensor
83:: zweiter Flüssigkeitssensor
84:: zweiter Positionssensor
85:: Detektor
86:: Datenprozessor
94:: Kartusche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8307541 B2 [0004]
US 2008/0038152 A1 [0004]

Claims

Trennsäulenverbindungseinrichtung, umfassend: einen Säulenhalter zum Halten einer Trennsäule; einen ersten Anschlussstückhalter, der ein erstes Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr verbunden ist; einen zweiten Anschlussstückhalter, der ein zweites Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr verbunden ist; ein Körperelement, an dem entweder der erste Anschlussstückhalter oder der zweite Anschlussstückhalter befestigt ist; einen Mitnehmer zum Bewegen des ersten Anschlussstückhalters oder des zweiten Anschlussstückhalters, der nicht am Körperelement befestigt ist, in Bezug auf das Körperelement; eine Führung zum Führen des Säulenhalters in eine Bewegungsrichtung, der vom Mitnehmer mitgenommen wird; und einen elastischen Körper, der zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter angeordnet ist.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei $L \geq L1 + L2,$
$L3 = L2$
mit der Maßgabe, dass in einer offenen Position, in der das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück von der Trennsäule getrennt sind, L1 einen Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule und dem Dichtungsabschnitt des ersten Anschlussstücks bezeichnet, L2 einen Abstand zwischen dem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule und dem Dichtungsabschnitt des zweiten Anschlussstück bezeichnet, L3 eine Verschiebung des elastischen Körpers zwischen einer Verbindungsposition, in der das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück mit der Trennsäule verbunden sind, und der offenen Position bezeichnet und L einen Bewegungsbereich des Mitnehmers bezeichnet.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Anschlussstückhalter einen ersten Anschlag zum Begrenzen der Bewegung des Säulenhalters aufweist, so dass ein Abstand zwischen der Trennsäule und dem zweiten Anschlussstück L2 nicht überschreitet.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Anschlag und der Säulenhalter jeweils einen Kontaktabschnitt aufweisen, um einander daran zu hindern, sich frei in einer Mitnehmerrichtung des Mitnehmers zu bewegen, und ein Abstand zwischen dem Kontaktabschnitt des ersten Anschlags und dem Kontaktabschnitt des Säulenhalters L2 ist, wenn sich die Trennsäule in der Verbindungsposition befindet.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Anschlussstückhalter einen zweiten Anschlag zum Begrenzen der Bewegung des Säulenhalters aufweist, so dass ein Abstand zwischen dem ersten Anschlussstück und der Trennsäule L1 nicht überschreitet.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Anschlag und die Führung oder der Säulenhalter jeweils eine Kontaktstruktur zum gegenseitigen Verhindern der freien Bewegung in einer Mitnehmerrichtung des Mitnehmers aufweisen und ein Abstand zwischen einem Kontaktabschnitt des zweiten Anschlags und einem Kontaktabschnitt der Führung oder des Säulenhalters L1 ist, wenn sich die Trennsäule in der Verbindungsposition befindet.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Anschlussstückhalter am Körperelement befestigt ist und der Mitnehmer den zweiten Anschlussstückhalter in Bezug auf das Körperelement bewegt.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Anschlussstückhalter am Körperelement befestigt ist und der Mitnehmer den ersten Anschlussstückhalter in Bezug auf das Körperelement bewegt.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mitnehmer eine Vorschubspindel umfasst.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein Temperaturregelteil zum Regeln der Temperatur von mindestens einer der Trennsäulen, des ersten Anschlussstücks, des zweiten Anschlussstücks, des stromaufwärtigen Rohrs, das mit dem ersten Anschlussstück verbunden ist, und des stromabwärtigen Rohrs, das mit dem zweiten Anschlussstück verbunden ist.
Trennsäulenverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen ersten Flüssigkeitssensor zum Erfassen einer Lösung, die aus einem Auslass des ersten Anschlussstücks austritt; und einen zweiten Flüssigkeitssensor zum Erfassen einer Lösung, die aus einem Auslass der Trennsäule austritt.
Analysesystem, umfassend: eine Trennsäulenverbindungseinrichtung, die Folgendes aufweist: einen Säulenhalter zum Halten einer Trennsäule; einen ersten Anschlussstückhalter, der ein erstes Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr verbunden ist; einen zweiten Anschlussstückhalter, der ein zweites Anschlussstück trägt, das einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr verbunden ist; ein Körperelement, an dem entweder der erste Anschlussstückhalter oder der zweite Anschlussstückhalter befestigt ist; einen Mitnehmer zum Bewegen des ersten Anschlussstückhalters oder des zweiten Anschlussstückhalters, der nicht am Körperelement befestigt ist, in Bezug auf das Körperelement; eine Führung zum Führen des Säulenhalters in eine Bewegungsrichtung, der vom Mitnehmer mitgenommen wird; und einen elastischen Körper, der zwischen dem Säulenhalter und dem zweiten Anschlussstückhalter angeordnet ist; eine Pumpe zum Zuführen einer Probe zur Trennsäule über das stromaufwärtige Rohr; einen Probeneinspritzteil zum Einspritzen der Probe in das stromaufwärtige Rohr; einen Detektor zum Erfassen einer Elutionskomponente aus der Trennsäule; und einen Datenprozessor zur Analyse des vom Detektor erhaltenen Erfassungsergebnisses.
Trennsäulenverbindungsverfahren, umfassend: Anordnen einer Trennsäule zwischen einem ersten Anschlussstück und einem zweiten Anschlussstück, wobei das erste Anschlussstück einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromaufwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromaufwärtigen Rohr verbunden ist, und das zweite Anschlussstück einen Dichtungsabschnitt aufweist, der mit einem stromabwärtigen Dichtungsabschnitt der Trennsäule zu verbinden ist und mit einem stromabwärtigen Rohr verbunden ist; zunächst Verbinden des ersten Anschlussstücks mit der Trennsäule, indem das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück durch Aufbringen einer Abstoßungskraft oder einer Widerstandskraft zwischen der Trennsäule und dem zweiten Anschlussstück einander angenähert werden; und Verbinden des zweiten Anschlussstücks mit der Trennsäule, indem das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück einander angenähert werden.
Trennsäulenverbindungsverfahren nach Anspruch 13, wobei das erste Anschlussstück mit der Trennsäule verbunden ist, nachdem eine Lösung durch das stromaufwärtige Rohr aus einem Auslass des ersten Anschlussstücks austritt, und das zweite Anschlussstück mit der Trennsäule verbunden ist, nachdem die Lösung aus einem Auslass der Trennsäule austritt.
Trennsäulenverbindungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das erste Anschlussstück mit der Trennsäule verbunden ist, nachdem ein erster Flüssigkeitssensor die aus dem Ausgang des ersten Anschlussstücks austretende Lösung erfasst, und das zweite Anschlussstück mit der Trennsäule verbunden ist, nachdem ein zweiter Flüssigkeitssensor die aus dem Ausgang der Trennsäule austretende Lösung erfasst.