JP2000510249A - 分析手順用のモジユラ式制御ブロツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 分析手順の分野に使用可能なモジユラ式制御ブロツクはそれぞれ流体の流入および流出用の少なくとも一のチヤンネルを有し好適な連結点で互いに連結可能な複数の素子を備える。制御ブロツクの製造費を削減するため、全ての個々の素子（２、５、１５、１９、２０）の外形は同一の輪郭を有するよう構成され、インラインあるいは互い違いに構成可能であり、制御ブロツクの異なる機能モードは個々の素子（２、５、１５、１９、２０）のインラインあるいは互い違いに構成すること、あるいはインラインないしは互い違いに配置される個々の素子（２、５、１５、１９、２０）を所望の組み合わせで構成することにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 分析手順用のモジユラ式制御ブロツク （技術分野） 本発明は分析分野においてその側面に用いられるモジユラ式制御ブロツクに関 する。本発明は特に、個々のモジユールの配列のみを変更することにより、例え ば調合、分配、混合、フラツシングのような複数の異なる制御機能あるいはこれ ら制御機能を組み合た機能を有する制御ブロツク構成に関する。 （背景技術） それぞれ弁が具備されたモジユラ式のこのような制御ブロツクは気圧制御技術 のような他の分野で既に好適に使用されている。モジユラ式ユニツトを組み合わ せて作成されると自由度が高く、且つ個々の部品が標準化され得、製造費が安く でき、倉庫保管も容易になる。 用途が広範に及ぶため組み合わせ方法が複雑になり、化学的条件、小さな損失 空間、空隙および小さな内部容積のような高い要件が要求されるので、これまで 分析手順の技術分野では、使用する弁および構成部品の連結に関する標準化は行 われていなかつた。 分析手順の技術分野に使用可能な制御ブロツクは従来、多数の弁を連結して所 望の機能を得るような構成で製造される。この場合制御ブロツクは特別の条件に 合うよう機械的に加工され注文製造され、弁は例えばフランジにより制御ブロツ クと連結される。この構成によれば堅牢でコストが安く用途 上の条件に対し満足する制御ブロツクが得られる。 更に従来の構成において、製造費が高く仕様の変更によつて製造時間は長くな る反面、流体測定のような媒体を制御するためのセンサを一体化して制御ブロツ クに組み立てることが可能になつている。多くの場合センサは制御ブロツクの前 段あるいは後段に配設され、このため内部容積が増大し、招失容積が増大する。 分析手順の技術分野に使用可能な従来の制御ブロツクでは、弁ブロツクの個々 の素子間の従来の結合構成において、Ｏリングが好適に使用され、この場合接合 点での損失空間および空隙が完全には除去できないという欠点があることが判明 している。 この解決法として、Ｏリングあるいは特殊な構造の密封部材を使用するため、 極めて高価になつている。 （発明の開示） 従つて本発明の１目的は、特別の使用条件が満足され得、且つ制御ブロツクの 標準化が達成され、ユニツトがバツチテストに合わせて大量生産が可能になり、 これに伴い製造費が安くなる構成を提供して、分析手順の技術分野に使用して有 用な制御ブロツクの改良構成を提供することにある。更に本発明によれば必要な ときは、損失空間および空隙なくセンサを設置可能な構成で変更可能である。こ れらのセンサは例えば、特定チヤンネルに流れが存在するか否かを検出し、その 検出結果を電子評価プロセツサへ転送可能である。 本発明において分析手順用のモジユラ式制御ブロツクは複 数の素子を備え、個々の素子がそれぞれ流体の流入および流出用の少なくとも一 のチヤンネルを有し、好適な連結点で互いに連結可能であり、個々の素子の外形 が全て同一の輪郭を有するように設けられ、インラインあるいは互い違いに配列 可能であり、制御ブロツクの異なる機能モードは個々の素子（２６）のインライ ンあるいは互い違いに構成すること、あるいはインラインないしは互い違いに構 成される個々の素子（２６）の所望の組み合わせで構成することにより得られる 。 本発明によるモジユラ式制御ブロツクの個々の構成要素はその全てにおいてメ インチヤンネルの外形および位置が同一であるという利点を有する。本発明の場 合個々の素子は多くの異なる構成で組み合わせ可能である。連結する弁およびセ ンサの出力部の寸法は、流入ポートおよび流出ポートが気圧システムにおいて通 常使用される電気バスラインにより制御可能に設計される。好適な実施態様にお いて、制御ブロツクが多磁極プラグあるいは磁界バスを介し制御される。 素子は用途により異なる方法により構成できる。例えば素子の相互の位置が変 位されることなしに一直線上に配置される場合、この構成で得られる機能として は流体が共通のチヤンネル内を流れること、あるいは共通のチヤンネルから取り 出せることが挙げられる。且つまた互い違いに一直線上に配置される場合、流体 が素子を順に流れるという機能が得られる。素子を互いに変位させて一直線上に 素子を配列することも可能である。互い違いの配置構成は、個々の素子の連結開 口部が同一の高さにされることにより可能になる。本発明の場合、一直線ないし は互い違いに素子を所望に組み合わせることにより、複雑な制御機能を実現する 多数の構成が得られる。 本発明の別の実施態様においては、少なくとも一のチヤンネルが制御開口部に より形成され、制御開口部の深さが異なる個々の素子に対応されて設けられる。 メインチヤンネルの制御開口部の位置は全ての素子に対し同一であり、制御開口 部の深さのみは素子の機能により異なる。このため低製造費の射出成型部品とし て個々の素子を製造可能である。全ての異なる実施態様において僅か１つの成型 ダイを製作するだけでよい。設計変更は例えば成型ダイの交換可能なシヤツタを 単に交換することにより可能である。 更に例えば流量や温度測定用のセンサが本発明により製造された個々の素子内 に内蔵させることが望ましい。センサを損失空間および空隙なく挿入するため、 各素子には１あるいは複数の盲開口部が形成され、これらの開口部はメインチヤ ンネルに向かうに従い次第に狭く形成され、また薄い材料の層を介しメインチヤ ンネルから分離される。この薄い層はセンサが設置されるときにのみ挿入される 。 本発明の場合センサはエラストマ材料からなるスリーブ内に挿入され、スリー ブと共に円錐台状の開口部内に押し込まれる。本発明によれば、円錐台状の開口 部はスリーブとセンサからなるユニツトをハウジング内で自己固定されて保持す るよう機能する。スリーブの接触圧はその正面領域において 最大になり、このときセンサはスリーブからチヤンネル内に突出していて、セン サ素子に対し損失空間および空隙のない接合密封構成が得られる。流体はセンサ の周囲を流れる。好適な実施態様では電気接続用のリード線の周囲の領域が電気 安全上キヤスト樹脂で満たされる。別の実施態様ではこの領域がクランプ素子に より安全にされる。これにより設置したセンセ位置の変位が防止され得る。 モジユラ式弁ブロツクに対し、簡単な構成をもつてセンサ、例えば圧力センサ を再度装着可能にするため、本発明においてはモジユラ式制御ブロツクを変更す る要なく再度装着可能なセンサ用の独特の素子が具備される。この素子は連結ニ ツプルの代わりにフランジを介して既存の個々の素子と簡単に接続される。この 場合でも提供された構成に基づき、ハウジングおよびセンサの双方の設計および 組立は、損失空間および空隙が存在すると流体により領域が洗われるに伴い沈殿 物が生じるが、このような損失空間および空隙がないように実現され得る。 本発明によれば、損失空間のない構成の限界点は凹部にテーパー付けされた底 部を設け、密封部材を収納することにより達成される。これにより密封部材、好 ましくは矩形の密封部材が確実に流体の流れの反対側より流体移送チヤンネルへ 向かうに応じて圧力が次第に大きな圧力を受ける。このように損失空間および空 隙なく気密に密封される接続点が得られる。高価な構造の密封部を必要とせずに 、矩形の密封部が極めて廉価な密封材料で作ることができる。 本発明をは図面に示す実施態様に沿つて以下に詳しく説明する。 （図面の簡単な説明） 図１は分配およびフラツシングの実施態様における個々の素子の構成の簡略説 明図、図２は混合およびフラツシングの実施態様における個々の素子の構成の簡 略説明図、図３は素子間の接合点に沿つた断面図、図４はセンサを具備した１素 子の開口部の断面図、図５はセンサを具備した再装備素子の断面図である。 （発明を実施するための最良の形態） 図１は分配およびフラツシングの一の実施態様を示す。この分配の実施態様に おいては左側素子１の３／２方向弁２は流体の流入チヤンネル３を開放し、流体 を中央開口部４を介し第２の素子６の２／２方向弁５内へ向ける。第２の素子６ 内の２／２方向弁５が開放されている場合、２／２方向弁１５、１９、２０を開 放することにより流体はメインチヤンネル７内に流れ、そこから供給チヤンネル ８、１３、１６を介し図示してない反応器へ供給される。 フラツシング工程の場合、流体のメインチヤンネル７への供給は３／２方向弁 ２により中断される。同時に３／２方向弁２および２／２方向弁５の開放により 、フラツシング流体がチヤンネル２１および中央開口部４を経てメインチヤンネ ル７内へ向かつて流れる。メインチヤンネル７からフラツシング流体は２／２方 向弁１５、１９、２０を経て供給チヤンネル８、１３、１６内および反応器へ向 かつて流れる。 図２は２流体の混合機能、あるいはフラツシング機能を可能にする素子の組み 合わせを示す。 混合機能の場合、左側素子１の３／２方向弁２により、洗浄流体のチヤンネル ２１からの供給が阻止され、一方キヤリア流体が流入チヤンネル３から中央開口 部４を経て流れることができる。第２の素子６の２／２方向弁５が開放すると、 キヤリア流体はメインチヤンネル７内へ向かつて流れる。同時に流体１および流 体２はチヤンネル１３、１８から弁１５、１９を経てメインチヤンネル７内へ流 れ、またこの反応器１６へのチヤンネルを開放している３／２方向弁２３を経て 反応器１６へ供給される。 フラツシングの実施態様の場合、２／２方向弁１５および１９は閉鎖され、一 方３／２方向弁２３によりメインチヤンネル７から反応器チヤンネル１６への流 体混合物が遮断され、また処理チヤンネル２２への流路が開放される。図の左側 の素子の３／２方向弁２により、キヤリア流体３のチヤンネルが閉鎖され、また 洗浄流体はチヤンネル２１から中央開口部４および２／２方向弁５を経てメイン チヤンネル７内へ向かつて流れることができる。洗浄流体はそこから３／２方向 弁２３を経て処理チヤンネル２２内へ流れる。 図３は損失空間のない接合および個々の素子２６ａ、２６ｂ間の空隙を示して いる。凹部２８は円錐台状底部４１を有し、このため好ましくは矩形形状の密封 部材３０の流体チヤンネル２９の内側への密封効果が確実に最大にされ、従つて 素子２６間に空隙のない遷移部４２を形成し得る。 図４はセンサ３１の一例を示し、この場合センサ３１は素子２６の円錐台状開 口部３２内に嵌合され且つ損失空間および空隙のないメインチヤンネル７内へ突 出されている。センサ３１はスリーブ３３の内側に嵌合され、自己固定あるいは クランプ部材３４により円錐台状口径部３２内のスリーブ３３と共に保持される 。 図５は圧力センサ３６として補足的に設置される付加素子３５の好ましい実施 態様を示す。素子３５は供給ライン３７の連結ニツプル４３に代えてフランジを 介し素子２６に連結される。流体はそれぞれセンサ素子３５のチヤンネル３９に 通じる素子２６のチヤンネル３８に対し流入および流出し、チヤンネル３９には 好ましくは圧力センサ３６が貫通設置され、圧力センサ３６の接合密封部は、図 ３に示されるように凹部４０が円錐台形状であり、密封部材３０が矩形であるの で、損失空間および空隙を除去できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれ流体の流入および流出用の少なくとも一のチヤンネルを有し、適切 な連結点で互いに連結可能な複数の素子を備え、個々の素子（２６）は全て同一 の外形を有しインラインあるいは互い違いに構成可能であり、制御ブロツクの異 なる機能モードは個々の素子（２６）のインラインあるいは互い違いに構成する こと、あるいはインラインないしは互い違いに構成される個々の素子（２６）を 所望の組み合わせて構成することにより得られることを特徴とする分析手順の技 術分野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ２．少なくとも一のチヤンネルは制御開口部として形成され、制御開口部の深さ がそれぞれの異なる素子に対し異なることを特徴とする請求項１の分析手順の技 術分野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ３．少なくとも一の素子（２６）において、円錐台状の開口部は薄い材料の層に よりメインチヤンネル（７）から分離され、センサ（３１）の設置前に形成され ることを特徴とする請求項１あるいは２の分析手順の技術分野に採用可能なモジ ユラ式制御ブロツク。 ４．スリーブ（３３）内に配設されるセンサ（３１）からなる組立体が円錐台状 の開口部（３２）内で自己固定されることを特徴とする請求項３の分析手順の技 術分野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ５．スリーブ（３３）内に配設されるセンサ（３１）からなる組立体が円錐台状 の開口部（３２）内でクランプ部材（３ ４）により固定されることを特徴とする請求項３あるいは４の分析手順の技術分 野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ６．スリーブ（３３）と円錐台状の開口部（３２）との間の接触圧がメインチヤ ンネルと対向する領域（７）で最大となることを特徴とする請求項４あるいは５ の分析手順の技術分野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ７．センサ（３１）が損失空間あるいは空隙なくメインチヤンネル（７）内に突 出することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一の分析手順の技術分野に採用 可能なモジユラ式制御ブロツク。 ８．分離したセンサ素子（３５）が個々の素子（２６）を変更する必要なく付加 設置可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一の分析手順の技術分 野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 ９．円錐台状の底部（４１）を有する凹部（２８）が密封部材（３０）を収納可 能に構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一の分析手順の技術分 野に採用可能なモジユラ式制御ブロツク。 １０．個々の素子がそれぞれ射出成型部品として構成されることを特徴とする請 求項１〜９のいずれか１分析手順の技術分野に採用可能なモジユラ式制御ブロツ ク。