DE202006018959U1 - Ventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit Rubin-Kugel und Keramik-Sitz - Google Patents

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Abstract

Ventil (10) für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit einer Kugel (20) und einer Verengung, die durch die Kugel (20) verschlossen werden kann, so dass ein Fluid am Durchströmen gehindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (20) aus einem Rubin-Material besteht und die Verengung zumindest in dem Bereich (80), in dem die Kugel (20) anliegt, aus einem Keramik-Material besteht.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit einer Kugel und einer Verengung, die durch die Kugel verschlossen werden kann, so dass ein Fluid am Durchströmen gehindert wird.
  • Unter der Chromatographie versteht man eine Trennmethode, bei der eine gelöste Substanzmischung mit Hilfe eines Gas- oder Flüssigkeitsstromes (dem Fluid) über eine stationäre Phase geleitet und dabei in die einzelnen Bestandteile der Mischung aufgetrennt wird. Gemäß der Eigenschaft der mobilen Phase unterscheidet man die Gaschromatographie (GC) und die Flüssigkeitschromatographie (LC). Bei der Hochleistungsflüssigkeits-Chromatographie (High performance liquid chromatography – HPLC) werden die Substanzen nicht nur getrennt sondern typischerweise auch über Standards identifiziert und quantifiziert. Dabei werden Drücke von mehreren 100 bar und derzeit bis hin zu 2000 bar verwendet.
  • Bei den bekannten Ventilen für die Verwendung innerhalb der HPLC werden Kugel und Kugelsitz, also der Bereich der Verengung auf den die Kugel wirkt, typischerweise beide aus einem Keramik-Material hergestellt. Bei diesen Ventilen mit Keramik-Sitz und Keramik-Kugel ergeben sich allerdings oft Probleme bei bestimmten Lösungsmitteln, wie z. B. Wasser mit Isopropanol. Ferner ist bekannt, den Kugelsitz aus einem Saphir-Material und die Kugel selbst aus einem Rubin-Material zu fertigen. Bei höheren Drücken, z. B. im Bereich größer als 400 bar, kann es zu einem Reißen des Saphir-Sitzes kommen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ventil für die Hochleistungsflüssigkeitschromatigraphie zur Verfügung zu stellen, dass sich insbesondere für die Verwendung bei sehr hohen Drücken eignet. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kugel aus einem Rubin-Material gefertigt, während der Kugelsitz aus einem Keramik-Material besteht. Diese Materialkombination erlaubt nicht nur die Verwendung von sehr hohen Drücken sondern zeigt sich auch noch besonders geeignet bei der Verwendung von einer Vielzahl von Lösungsmitteln. Drücke von 1000 bar und darüber können verwendet werden, ohne dass es zu Rissen im Kugelsitz kommt.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 10. Eine Kugel 20 drückt auf einen Ventilsitz 30, eine Feder 40 drückt die Kugel 20 gegen den Ventilsitz 30, so dass die Kugel 20 einen Flüssigkeitskanal 50 verschließt. Erst wenn der gegen die Kugel drückende Druck größer ist als der Federdruck, öffnet die Kugel 20 den Flüssigkeitskanal 50 und die Flüssigkeit kann hindurchströmen. Zum Öffnen kann auch ein Stößel verwendet werden, der durch den Sitz ragt und die Kugel anhebt, der Stößel wird hierbei von einem Hubmagneten betätigt.
  • Die Feder ist in einem Gehäuseteil 60 gehaltert, das an den Ventilsitz 30 anschließt. Alternativ zur Feder kann die Kugel auch durch ihr Eigengewicht auf den Sitz gedrückt werden und Flüssigkeitskanal 50 verschließen. Des Weiteren kann auch eine Variante verwendet werden, bei der ein Gewicht auf der Kugel den Schließvorgang unterstützt. Das Gehäuseteil 60 und Ventilsitz 30 werden von einem weiteren Gehäuseteil 70 umringt und gehaltert. Die Kugel 20 ist aus einem Rubin-Material gefertigt. Der Ventilsitz 30 ist aus einem Keramik Material gefertigt, wie z. B. aus Al2O3, ZrO oder Mischungen daraus. Dabei kann der Sitz 30 entweder komplett aus diesem Keramik Material gefertigt werden oder zumindest nur in einem Bereich 80 in dem die Kugel 20 anliegt.
  • Die weiteren Bestandteile des Ventils 10 können aus den bekannten Materialien und Materialkombinationen bestehen, wie z. B. SST, PEEK.

Claims (2)

  1. Ventil (10) für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit einer Kugel (20) und einer Verengung, die durch die Kugel (20) verschlossen werden kann, so dass ein Fluid am Durchströmen gehindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (20) aus einem Rubin-Material besteht und die Verengung zumindest in dem Bereich (80), in dem die Kugel (20) anliegt, aus einem Keramik-Material besteht.
  2. Das Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (20) von einer Feder (40) auf die Verengung gedrückt wird, um das Ventil zu schließen.
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