JPH10506470A - アクセスバルブ装置、該アクセスバルブ装置の分離装置における使用、及び対応する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クロマトグラフィカラムに流入及びこれから流出する流体流を制御するために適したアクセスバルブは、バレル（６）の中でスプールバルブとして活動するヘッド（７１）を持つ中央軸方向移動プローブを有する。プローブの軸方向移動は、プローブを通って延びる第一導管（７３）とプローブの周りに規定された第二導管（５１）の両方がカラム内部に開いている完全開放状態と、プローブの上の第二シールランド（７６）が第二導管（５１）を閉鎖する部分開放状態と、両導管が閉鎖される完全閉鎖状態との間で、バルブを調節する。これらの三つの位置は、クロマトグラフィ媒体をカラムに充填したりカラムから取り出すのに役立つ。バルブが閉鎖された状態では、カラムの稼働中にバルブ内部を清掃できるように、第一導管と第二導管（７３、５１）が互いに連絡する。

Description

【発明の詳細な説明】 アクセスバルブ装置、該アクセスバルブ装置の 分離装置における使用、及び対応する方法 発明の分野 本発明は、例えばクロマトグラフィにおける流体流を制御するための方法と装 置、すなわち移動相(mobile phase)成分の分離を起こさせるために、固定相また は残留相中を移動相を通過させて移動相成分の分離を引き起こし物質を分離する 方法と装置に関する。背景 クロマトグラフィは、一般に準備作業と分析作業の両方ならびに浄化において 、十分に確立された貴重な技法である。典型的な工業用クロマトグラフィ装置は 直立ハウジングを有し、この直立ハウジング中で通常は粒子状の充填材料床が透 過性保持層上に載っている。流体移動相は例えばカラム(column)の頂部にある入 口を通って入り、通常は多孔性、孔あき、メッシュ、またはその他の透過率が制 限された層を通過して、充填床を通過し、一般に透過率が制限された層の下方に ある出口から取り出される。 充填材料床が古くなったため、または別の工程を実施するために充填材料床を 変えるのは、特に容量が数１００リットルに及ぶ可能性のある大型の工業用カラ ムにおいては骨の折れる仕事である。通常既存の床は緻密になっており、これを 除去するのは困難である。ハウジングを取り外し、緻密になった充填塊を粉砕し てから除去しなければならない。さらに、カラムを有効にしようとする場合には 、新しい床を極めて均一に充填しなければならない。すなわち、液体の流れを維 持しながら新鮮な材料を注意深く加えなければならない。装置は通常清潔に保た なければならず、特にバイオ製品については、システムは数週間または数カ月も の間、高い無菌性を必要とする。ひとつの小さな汚染も大損害になることがある 。 従来は、大型カラム内の使用済みの充填物を入れ換えるには多くの時間を必要 とした。 英国出願ＧＢ−Ａ−２２５８４１５号は、ハウジングの頂板と底板に特別の供 給バルブ及び排出バルブを使用して、カラムを分解することなく充填及び取出し が可能なカラムを記載している。充填物供給バルブは、頂板中に引っ込めること のできるスプレーノズルを有し、スプレー開口は頂板上のシールによっ て閉じ、または前進させてカラム床空間中に突き出し、ポンプ注入される充填材 料のスラリー(slurry)のために開口を開放する。排出バルブは、その広がったヘ ッドの所に放射状に向いたスプレー開口を備えた前進可能なノズルを有し、これ は底板のより広い孔の内部で同軸に位置する。引っ込めると、ヘッドは孔中には まってヘッド自体と孔を密封する。カラムを空にするには、ノズルを前進させ、 ノズル中に緩衝液をポンプで送る。ノズルヘッドが前進して充填される媒体を分 散させ、ポンプで供給される緩衝液が現在開いているより大きな孔中を媒体を運 ぶ。 これらのバルブ組立品によって長期間の衛生状態を維持するには困難がある。発明の概要 そこで、別の発明を提案する。 一つの態様においては、使用中の充填材料床を含む取り囲まれた床空間を規定 するハウジング壁を持つカラムハウジングを有する分離装置を提供する。ハウジ ング壁は、（作動流体流の方向から見て）床空間の両端に端壁を含み、使用中の 床空間との流体連絡のための入口開口と出口開口を有する。アクセスバ ルブ(access valve)装置が、アクセス位置でハウジング壁を通じて床空間と連絡 する。このバルブ装置は第一及び第二の隣接する流体流導管を有し、各導管は外 部連結部とハウジング壁内部の近くの内部開口とを有する。バルブ装置は、ハウ ジング壁の外側から、 第一導管と第二導管の両方が床空間から隔離されている、第一の閉鎖状態と、 装置が第一導管を床空間に連絡するが第二導管を床空間から隔離させる、第二 の部分開放状態と、 装置が第一導管と第二導管の両方を床空間に連絡する、第三の開放状態との間 で、制御可能に調節することができる。 この形式のアクセスバルブは多くの可能な動作上の利点を提供する。そのいく つかを後で述べる。それが提供できる一つの特徴は、単一ハウジング壁設備を通 じて床空間を充填し、かつ取り出すことである。 取り出すためには、バルブを、第一導管と第二導管の両方が床空間の方に開放 している第三開放状態に移動する。流体は強制的に第一導管を通らされ、充填床 を粉砕して分散させ、その後充填材料の流動可能な分散物が第二導管を通って流 出する。 これらの目的の好ましい特徴には下記のことが含まれる。 第一導管の開口は、流速によって床を粉砕するのに役立つ固定されたまたは調 整可能なスプレーノズルまたはその他の絞り孔を有することができる。複数の出 口開口を備えることも、より大きな床空間領域に到達し、これをより効果的に取 り除くことに役立つ。 アクセスバルブ装置は、ハウジング壁の中に後退した引っ込められた状態から 床空間の中に前進して、その中の材料を粉砕できるプローブ(probe)を備えるこ とが好ましい。粉砕プローブは導管の一つまたは両方を規定する可動バルブ要素 であることが好ましく、バルブ出口の第一導管（英国出願ＧＢ−Ａ−２２５８４ １５号に記載されているようなプローブのヘッドに、またはヘッドを通して設置 することができる）であることが好ましい。 第二導管の開口は床空間からの出口を形成することもできる。これは単一の孔 であることが好ましい。これは少なくとも第二導管自体の内部の断面流面積に実 質的に比例する断面積を有することが望ましい。バルブ装置を通る第二導管の断 面積は、一般に第一導管の断面積より大きいことが望ましい。 充填するために、アクセスバルブ装置を、第二の部分開放状態に調節すること ができ、充填材料を一般的にキャリア流体中の粒子分散として第一導管内を強制 的に通過させる。キャリア流体はバルブ装置から離れた出口を通って床空間から 逃げるが、充填材料はその間保持されている。 こうして、蓄積床を通るキャリア流体の流れを維持し透過性エンドリテーナ(e nd retainer)を通して出すことによって、バルブ装置の位置から離間した、好ま しくはその位置に対向するハウジング壁の位置で、透過性エンドリテーナに対し て新しい充填材料床を充填することができる。このキャリア流体の流れは、第一 導管を通した床材料の注入を伴うことができる。 バルブ装置は、互いに面対面で密封接触するか、動かすことのできる相対的に 可動なバルブ部品またはバルブ要素を有することが好ましく、第一導管と第二導 管を規定する。このような一対の要素は、第一導管と第二導管、さらに前述の３ 状態のために内部開口を遮断するために十分な密封部分またはランド(land)を画 定するに充分であってもよい。一つの部分または要素における離間したそれぞれ の密封部分は、他の相互可動な部分または要素にある単一の密封部分または複数 のさまざまに離 間された密封部分を、第一の状態と第二の状態をもたらすために密封状態で係合 することができる。 ３状態の間を渡るバルブ要素間の相対移動は、直線（一般的にはハウジング壁 を通過する方向で、好ましくは垂直に）、回転（一般的には上記のように方向軸 の周り）、またはこれらの組合せ、すなわちねじの作用を伴う直線的移動であっ てもよい。これらの３状態は、このような相対移動に関する所定の単一の回転、 直線または組合せ（例えばらせん状）の経路またはトラックに沿った三つの離間 した位置に対応することが望ましい。 説明を簡単にするために、このようなバルブ要素が、閉鎖状態では第一導管を 床空間から隔離し、部分開放状態では第二導管を床空間から隔離する単一の密封 ランド(sealing land)を持つことにする。このランドは、バルブ装置の口に、ま たはその近くに設けられたハウジンク壁に対して固定された前記のバルブ要素の 上にあってもよい。それから第一導管と第二導管の開口を、この密封ランドに対 して滑動可能に動くことのできる別の一つまたは複数のバルブ要素によって規定 することができる。 上に提案したようなバルブは、分離装置のハウジングのみでなく、すべての容 器または導管への流入及びそれからの流出を 管理するためにも有用である。 分離装置の構成部分が原位置で洗浄可能（ＣＩＰ）であること、すなわち装置 から取り外さないこと、また最も好ましくは例えば分離の進行中に床空間を阻害 しないことが、分離装置の構成部分にとって、また他の情況に関しても特に望ま しい特性である。 もう一つの態様として、この分離装置は、上記のような分離装置床空間のハウ ジング壁を通じて、または空間への容器または導管の壁を通じて、第一導管と第 二導管の連絡を管理するアクセスバルブにおいて、バルブを閉鎖状態に置くこと によって達成可能であることを提案するが、この状態では、第一導管と第二導管 の両方が空間から隔離され、連続洗浄経路が第一導管に沿って、例えば第一導管 と第二導管との間を連結するバルブ装置の中の洗浄凹部を通じて、また第二導管 に沿って規定される。バルブ装置構成部分は、洗浄経路に沿った少なくとも一方 向の洗浄流体の流れについて、洗浄経路のすべての領域が洗い流されるように、 すなわちデットスペース(dead space)がないような形状になっている。特に、少 なくとも一つの前記の流れ方向については、バルブ装置のどの点においても、第 一導管、 第二導管、または連結凹部の表面は、直角またはそれ以上の角度で中央流れ軸（ または流路の形状によっては層）から分岐せず、または中央流れ軸に向かって収 束せず、そして７０度以土の角度で分岐または収束しないことが好ましい。 一つの特定の提案は、相対的に可動のバルブ要素を有する上記のような３状態 バルブ装置における流路の可能性を提供するもので、バルブ要素の一つは、第一 状態においては他の要素の第一対向密封面に対して密封し、第二状態においては 他の要素の第二対向密封面に対して密封して、第一導管と第二導管とをそれぞれ 床空間から隔離する隔離シールを有する。本出願人らの提案によれば、一つのバ ルブ要素がその隔離シールの背後に一つの凹部を規定し、この隔離シールは、閉 鎖状態では他の要素の第二密封面の周りに隙間をもたらし、第一流体導管と第二 流体導管を互いに連絡する。 分離装置では、上に述べた態様のいずれかにおけるアクセスバルブの好ましい 位置は、ハウジングの端壁構造物中にある。この端壁は一般的には流体を透過す るが、関連する充填材料は、例えば多孔質、孔あき、またはメッシュの層、すな わち濾過層中を透過しない。アクセスバルブの開口はこの層の床空間側に 開いている。流体材料、例えば通常はサンプル相または移動相を前記の濾過層の 背後に、例えばバルブ装置と並んで端壁を通って延びる第三導管に沿って導入す るために、一般にさらに別の開口が設けられている。 もう一つの態様は、カラム床空間から材料を除去するための上に述べたような アクセスバルブ装置の使用を提供し、追加の一バージョンでは、これは分離方法 の一部をなすこともある。 この追加バージョンは、分離しようとする成分を混入する液体を、例えば床を 拡張または流動化させる速度で、カラムハウジングの床空間の中に閉じ込まれた 粒状固定相（充填媒体）の床を通じて上方に流動させる、分離工程に関するもの である。床を通過した後に、液体は透過率制限要素（典型的には、充填媒体の粒 子を保持するメッシュ、または他孔質またはその他の孔あき層）を通過し、工程 出口を経てカラムハウジングから出る。 液体は、透過率が制限された要素中を通過しないまたは自由に通過しない粒状 または凝集性の物質を混入していることがある。生物培養物はこの重要な例であ る。例えば、細胞、細胞屑、脂質粒子などを含む清浄化されないまたは部分清浄 化された流 体培養基から、床粒子上への吸着によって目標とする蛋白質を除去するために、 拡張床分離が使用される。 分離が進行するにつれて、このような物質は、工程出口を通る充填材料の逸出 を防ぐために使用される透過率制限要素に当たって蓄積する。時間が経つと、蓄 積した物質が効果的な動作を阻害する。すると工程を停止して、カラムハウジン グを開き、蓄積した物質を除去してから再始動しなければならない。 本出願人の提案は、 透過率制限要素においてかまたはその近くの位置に蓄積物質のための清掃出口 を開け、そして床空間と直接連絡することによって、また 蓄積物質が清掃出口を通って出るように、透過率制限要素において、またはこ れを横切って、またはこれを逆通過して、流体の清掃流が、蓄積物質を乱すよう に強制することによって、このような蓄積した物質を例えば工程が進行するにつ れて時々、また随意に供給原料の液体の流入を停止することなく、床空間から除 去することである。 こうして、床空間から蓄積物質を除去するための中断を減少または排除して、 分離工程を続けることができる。 透過率制限要素を通過して、例えば工程出口を逆通過して、または透過率制限 要素の後の不透過壁を貫通する他の導管を通過して、逆流を強制することにより 、清浄流を供給することもできる。追加または別法として、例えば要素の中央に おいて、また望ましくはハウジング壁を貫通する導管から放射する清掃流ととも に、要素の床空間側にある一つまたは複数のノズルから流体をポンプで流出させ ることによって、清浄流をこれらのノズルから出すこともできる。 これらの機能は、上述の態様において開示したように、アクセスバルブ装置に よって与えられる。 このような工程に関連するもう一つの提案は、充填床の入口側を保持するため に設けられた透過率制限要素を通じてではなく、バルブで管理されることが好ま しい直接投入開口を通じて、移動層をカラム床空間中に導入することに関係する 。例えば、導入は透過率制限要素を通過するアクセスバルブ装置開口を通じて行 われる。 この方法で、粒状物質または透過率制限要素を閉塞させる可能性のあるその他 の物質を含む移動相を、処理のために床中に都合よく導入することができる。導 入のために使用するアクセ スバルブ装置は、例えば上に記載したいずれのものでもよい。 この提案を先の提案と組み合わせて、導入された粒状またはその他の物質を床 空間から都合よく排出することができる。 ここで提供する別の一つの態様は、例えばクロマトグラフィカラムハウジング 壁のために、ハウジング壁または導管壁を通じて空間に入る流れを管理するため のバルブ装置である。バルブ装置は軸方向を規定する外部バレル要素(barrel el ement)を有する。バレルは、両端の軸方向開口を持つバレルの外部端から内部端 に軸方向に延びる内部孔を有する。内部端における開口はバルブ口を構成し、孔 の表面を密封する放射方向に内側に向いた口を提供する。 細長いスプール要素(spool element)は、バレル孔を通じて軸方向に延びてお り、バレル孔に対して軸方向に移動可能である。中央流体導管は、スプール要素 を通じて軸方向に延びており、好ましくはスプレーノズルとして、好ましくは複 数の放射方向に向いた開口によって、バレル口の近くで開いている。スプール要 素は、中央導管開口の軸方向に内面に配置された放射方向に外側に向いた第一内 部シールランドを有し、バレルに対するスプール要素の第一相対縦方向位置でバ レル口シール面に対し て密封するように適合され、これによって中央導管開口をバルブ口から隔離する 。 またスプール要素は、中央導管開口の軸方向に外面に配置された放射方向に外 側に向いた第二外部シールランドを有し、バレルに対するスプール要素の第二相 対縦方向位置でバレル口シール面に対して密封するように適合され、ここで、中 央導管開口は内部空間に露出する。第二シールランドの外側には、スプール要素 とバレル孔との間に、好ましくは環状の隙間がある。この隙間は軸方向に延びる 外部流体導管を構成し、この導管は、第二の中間位置で第二ランドの密封によっ てバルブ口から隔離される。 バレルに対するスプール要素の第三の内部位置では、第二シールランドは口シ ール面から離れており、内部導管と外部導管は両方とも内部に開いている。 このバルブ装置は、上記のすべての態様における使用に適している。 バレル孔は、口シール面の外側に配置されて、完全閉鎖位置において内部導管 開口を外部導管に連結する凹部を有することもできる。 バルブを、壁の内部と壁の外部にバルブ口を有する壁に設置することができ、 連結マニホルド(connectingmanifold)が、バレルの外部端で外部導管への固定連 絡結合と、スプール要素の内部導管への可動連絡結合とをもたらす。スプール要 素の制御可能な移動を駆動するための手段もまた設けられている。これは、当業 者が困難なく準備できるさまざまな形式をとることができる。例えば、英国出願 ＧＢ−Ａ−２２５８４１５号に開示されているように、スプール要素をマニホル ドまたは他の固定構成部分にねじで取り付けて、駆動手段が働いてこれを制御さ れた範囲まで回転させ、望みの軸移動を与えるようにしてもよい。 分離装置では、バルブを、内部の透過率制限層と外部の不透過壁層とを有する 端壁中に設置し、バルブ口が透過率制限層を通じて連絡するようにすることもで きる。バルブ口のバレルの外側は、透過率制限層を取り囲むためにその上に重な ることもできる。プロセス流体を床空間中に導入するために、例えばバルブバレ ルと並んで、バルブバレルと端壁の周囲の不透過層との間の一つまたは複数の隙 間として、一つまたは複数のプロセス導管が不透過壁層を通じて透過率制限層の 後まで延びている。図面の簡単な説明 これから本出願人の提案の実施の形態を、下記の添付図面を参照して詳細に説 明する。 第１図は、クロマトグラフィカラムの基本的特徴を示すその概略側断面図であ る。 第２図は、端板構造をさらに詳細に示す軸方向断面図である。 第３図は、アクセスバルブの構造を示す拡大軸方向断面図である。 第４図は、アクセスバルブが部分開放位置にある第２図に従った軸方向断面図 である。 第５図は、アクセスバルブが完全開放位置にある第２図に従った軸方向断面図 である。 第６図は、媒体充填動作を示す端板の軸方向断面図である。 第７図は、カラムが動作中でアクセスバルブが洗浄中である第６図に従った図 である。 第８図は、充填媒体をカラムから取り出す工程を示す第６図に従った軸方向断 面図である。 第９図は、洗浄動作を示す拡張床クロマトグラフィを受けるクロマトグラフィ カラムの上端板の軸方向断面図である。 第１０図は、第２図から第８図のカラム端の変形の軸方向断面図である。 第１１図は、アクセスバルブの第二の変形例の概略図である。発明の詳細な説明 第１図は、クロマトグラフィカラム１の全般的な構成部分を概略的に示す。カ ラムは、例えばステンレス鋼または半透明であってもよい高強度／補強高分子材 料で作られた円筒状の流体不透性側壁１１を有する。側壁１１の開いた上端と下 端は、上端組立品１２と下端組立品１３によって閉じられる。各端組立品は、円 筒状壁１１の開口を塞ぐために密封状に適合する流体不透性の端板３を有し、こ の端板３はステンレス鋼またはポリプロピレンなどの高強度エンジニアリングプ ラスチック材料で作られていることが好ましい。端板は、金属製保持板２によっ て裏打ちされており、保持板２は端板の外部表面を圧迫し、保持フランジ(flang e)２２として側壁の先に放射状に突き出ており、保持フランジ２２を通じて調節 可能なテンションロッド１４が確保されている。これらのテンションロッド１４ は上端組立品１２と下端組立品１３を連結し、構造が高い流体圧に耐える助けと なる。 各端板３は、カラムの外部と、側壁１１と端組立品１２、１３によって規定さ れた充填床空間９との間を連絡するために、中央貫通開口３１を有する。開口３ １を通過するアクセスは、接続マニホルド８を通じて外部に接続された個別の導 管に細分されている。 一般的には濾過性または織られたプラスチックまたは鋼でできた濾過層４が、 端板３の内部表面で床空間９にわたって広がっている。端板３の内部表面３５は 、濾過層４の後方に例えば図示するように円錐状に引っ込んでおり、後方から濾 過層４を支える支持リブ(supportrib)（図示せず）を使用して、この間に濾過空 間３４を規定することが好ましい。連絡導管の一つである移動層導管３３は、内 側にはこの濾過空間３４の中に向かって、ならびに外側にはマニホルド８の移動 層コネクタ８１に向かって開いている。 マニホルド８から、アクセスバルブ装置５が、端板開口３１を通じて、さらに 密封式に濾過層４の中央開口４１を通じて内側に突出している。アクセスバルブ ５は、この実施の形態はさらに詳細に後述するが、マニホルド８からの一つまた は複数の導管を床空間９に直接連絡すること、すなわちフィルタ層４の バイパスを管理する。ここでは、バルブ５によって管理され、マニホルド８のコ ネクタ８２を通じて外部に接続された第一及び第二のバルブ式導管５１、６１を 示す。 カラムの典型的な動作では、粒状固定層材料の充填床は、上部濾過層と下部濾 過層４との間の床空間９を満たす。バルブ装置５は閉じているので、移動相は移 動相コネクタ８１を通じて供給され（矢印Ａ）、導管３３を通過して濾過空間３ ４に入り、それから濾過層４を通過し充填床を通じて排出し、その成分の分離を 行う。溶出液は下端組立品１３の濾過層４を通過し、そして下端組立品の移動相 コネクタ８１を通って流出し（矢印Ｂ）、適切なものとして収集される。 図１と上記の説明は、構成部分の全体的な関係と典型的な動作様式を示すもの である。その他の特定構造と動作様式も種々の工程に適切であり得ることは、当 業者は知っており、またこれからの説明から明らかになろう。 ここで、端板とバルブ構造とのより詳細な実施の形態を、第２図と第３図を参 照して説明する。 マニホルド８が、ねじ付きコネクタ８８によって端板３の中央開口３１を覆っ て密封式に固定された機械加工された金属ま たはプラスチックのブロックとして設けられており、ボルト２１または他の適当 な止め具によって端板３に固定された外部金属保持板２の中央穴２３の中に引っ 込んでいる。端板３の外縁は、濾過層４とも重なっている環状高分子シール部材 ３２によってカラム側壁１１に対して密封され、その外縁を支持する。このシー ル部材は、内部剛性補強材を有することもある。従来のＯリングと異なり、この シール部材は、円筒状表面によって密封し、端板の形状はめ込み溝の中に取り付 けられることによってデッドスペースをなくす。 マニホルド８は中央孔９１を有し、この中央孔９１は中央開口３１と同軸であ り、内側に向いたねじ付き連結開口８３と外側に向いたねじ付き連結開口８９と を有する。スプールバルブ５の円筒状バレル６は、内方向連結開口８３の中にね じ込まれ、中央開口３１を通じて内方向に同軸に延び、濾過層４の中央円形オリ フィス４１を通過して出ており、濾過層４と重なる外向きフランジ６５の中で終 わっている。円筒状の外部スリーブ６６はバレル６の周りにぴったりはまってお り、その外向きエッジは高分子シールリング６６２を通じてマニホルドブロック の内面に当たって止まり、その内部エッジは別の高分子シール リング６６１を通じて濾過層４の外部表面に当たって止まり、スリーブ６６とバ レルフランジ６５との間に層４を閉じ込める。バレルの外径は層オリフィス４１ の外径に相当するので、バレルのねじを外してこれを内側に撤去することによっ て、濾過層４を妨害することなくバレルを取り外すことは、図示された状態では 可能である。これはカラムのメンテナンスには有利である。 一つまたは複数の流れ導管３３が、バレル組立品（バレルとスリーブ）と端板 開口３１との間の隙間によって作られる。こうして、端板開口３１は、その周り に分散した複数の軸方向に延びるチャネルを有して導管３３を形成することがで き、開口３１の介在表面はバレル組立品に対して適合する。または、完全な環状 隙間を設けることもできる。または、これらの導管をバレル組立品から離して設 け、端板３の材料を通過してのみを規定することもできる。導管３３の内側端は 濾過空間３４に連絡する。導管３３の外側端は、ねじ付きまたは他の連結可能な ポート８１に共通に連結されたマニホルドブロックの連結導管８１１と、（高分 子シールリング６６２、６６３によって）密封式に整列している。これは濾過空 間３４とポート８１との間 の直接流体連絡を確立し、同時に濾過層４を通過して必然的に床空間９とポート ８１との間に連絡ができる。内板表面３５の上に（周知の方法で）設けられたリ ブは、空間３４へ、または空間３４からの流体を均一に配分または収集するのに 役立つ。 孔６１が、バレル６を通って軸方向に一端から他端へ延びている。孔の外側端 は（高分子シールリング６６４によって）中央マニホルド孔９１の中に密封式に 入り込んでおり、直径は変化していない。孔６１の内側端は濾過層４の床空間側 にあって、開口部６１１を構成する。孔６１は、開口部６１１の外側近くの放射 状に拡張された部分を除いては、均一の円筒状断面を有する。拡張部分６１２は 、先細の表面６１３によっていずれの側にも境界を接した中央円筒部分を有する 。これらは軸線から４５度以内の角度を成している。 中央プローブ要素７が孔６１の中で作動して、スプールバルブ(spool valve) の機能をもたらす。プローブ要素７は開放内部孔７３を有する長いチューブ７２ を有し、このチューブ７２は、バレル開口６１１の近くからバレル６の外側端と マニホルド８の同軸ボール(ball)９１を通って延びている。外部バレル端の外側 には、先細のシールリング６６５がチューブ７２と周囲の マニホルドボール９１の間を密封し、プラグカラー(plugcollar)８７がマニホル ドの外部連結部８９にねじ込まれて先細のシール６６５を適所に保持する。 その内側端では、プローブ７が尖った先端７４を備えた頑丈なヘッド７１を有 し、孔７３を終了させる。このヘッド７１はバレル孔６１と同じ直径の円筒状シ ール面７１１を有し、このシール面は図示するように、埋め込まれた高分子シー ルリング６４１によって支援されたバレル孔６１の開口６１１において、内側シ ール面６４に対して密封することができる。 プローブ孔７３は一組のスプレー開口７５（第４図）において開いており、ス プレー開口はチューブ７２を通って開き、チューブ７２の周りに配分されている 。先端シール面７１１はこれらの開口７５より放射方向にふくれている。開口の 外側には直接、プローブヘッド７１は、軸線から４５度以下の角度をなす先細部 分７６２と境を成す円筒状シール面７６１を有する他の放射拡張部分すなわちラ ンド７６を有する。 この第二拡張部分７６の外側では、チューブの外部７２は一つの単純な円筒で ある。 第二拡張部分７６の上のシール面７６１の直径は、第一拡張 部７１の上のシール面７１１の直径と同じである。 チューブ７２はバレルボール６１より狭いので、これらの間に環状断面隙間５ １が規定される。これは、バレル６の外端部を通ってマニホルド孔９１の中をシ ール６６５まで延びる外部バルブ導管を構成し、これはねじ付きまたはその他の 方法による結合可能なマニホルドポート８２に逸れている。 マニホルド８の先では、プローブチューブ７２の外端部が、シール６６５を通 って滑らすことによってチューブ７２を前進または後退させるための手段に結合 されている。この手段は、例えば英国出願ＧＢ−Ａ−２２５８４１５号に記載さ れているような、活動化されて、例えばねじを介してチューブ７２とかみ合う固 定駆動部材を回転させることによってプローブ７を前進させる、モーターまたは サーボであってもよい。追加または代替案として軸調整のための手動制御が設け られる。 バルブ５のスプールバルブ効果は次の通りである。 第２図と第３図に第一閉鎖状態を示すが、この状態では、ヘッドシールランド ７１１がバレルの開口シール面６４を密封し、両バルブ導管５１、７３を床空間 ９から隔離する。濾過導管３３はバルブによって影響されない。ノズル開口７５ と第二シ ールランド７６は、バレル孔６１の放射状に拡張された部分６１２と軸方向に合 っている。これはノズル開口７５を外部バルブ導管５１に連絡させ、プローブチ ューブ孔７３とマニホルドポート８２との間に連続した密封式に囲まれた流路を 作る。この流路には掃射されない領域またはデッドスペースはない。バルブ装置 ５の内部では、この境界面において４５度以上で局部的な中央流れ軸／層から逸 脱する所はなく、効果的な掃射(sweeping)の助けとなる。マニホルドの中では、 経路にも同様にデッドスペースはない。 したがって、クロマトグラフィカラムが稼働しているときに（第７図も参照の こと）、バルブ装置とその関連連結部を、その完全に掃射可能な洗浄経路を通じ て洗浄溶液（例えば水性アルカリ液、または当技術分野で周知のその他の適当な 洗浄媒体）を供給することによって適切に洗浄することができる。特に、プロー ブチューブ７２の中に洗浄溶液を送り込むことが考えられる。 第４図にバルブ５の第二部分開放状態を示す。プローブチューブ７２は、第二 シールランド７６を開口６１１と合わせるために十分なだけ進められ、これらの それぞれのシール面７６１、 ６４はすべりシール(sliding seal)を果たす。これはまた、ノズル開口７５を開 口部６１１の外側に移動させ、床空間９と連絡する。したがって、孔７３から成 る内部バルブ導管は床空間と直接連絡させ、濾過層４を迂回し、一方では外部バ ルブ導管５１は床空間９から隔離されたままである。 第６図は、新しい充填物質床を作るときのバルブの一適用例を示す。充填自体 は英国出願ＧＢ−Ａ−２２５８４１５号に記載されているようにすることができ る。詳しくは、担体液体中の充填物質粒子の流動可能なスラリーをチューブ７２ を通じてポンプで入れて、開口７５から周辺に分散された方向に放射状に噴射す る。充填物質は床空間９の中に蓄積するので、過剰の担体流体は濾過層４を通過 して逃げ、濾過導管３３と連結管が固定されているマニホルドポート８１を通っ て出る。これは十分な充填物質が導入され終わるまで続けられる。 第５図はバルブの第三状態を示す。この場合、プローブチューブ７２はさらに 内部に進められ、第二シールランド７６を開口シール６４から離し、ここで開口 シール６４はチューブ７２のより小さな直径の外表面と対向して隙間を作り、外 部バルブ導管５１を開口６１１を通じて床空間９に開く。 第８図は、カラム床から物質を取り出すためにこの第三状態を活用する方法を 示す。英国出願ＧＢ−Ａ−２２５８４１５号に開示されているように、プローブ ７の進められた尖ったヘッド７１が、堅い緻密な塊になっていることが多い既存 の床物質を粉砕するのに適当であり、これによって物質の取出しを助けることに 注目すべきである。バッファなどの担体液体はプローブ孔７３を通じてポンプで 入れられ、ノズル開口７５を通じて出され、その速いノズル速度は充填された物 質の粉砕と浮遊搬送を助ける。粒状充填物質は濾過層４を通過することはできな いが、連結されたチューブに沿って排出されるために、バルブの口６１１を通じ 、そして外部バルブ導管５１に沿ってスラリー(slurry)としてマニホルドポート ８２へ逃げることによって、液体のポンプによる流入に応えることができる。 こうして初めて、シングルカラム壁の装置がカラムの充填と充填物取出しの両 方を可能にする。これはカラム動作において極めて大きな柔軟性をもたらすこと ができる。充填と充填物取出しの動作が、端部組立品を分解または除去すること を必要とせず、カラムハウジングの外側から完全に達成できることに注目された い。さらに、これを行うことのできるバルブ自体を、 第７図に示すように、濾過導管３３を通じて床の上に移動相を導入することによ って、カラムが稼働中でも、適切に洗浄することができる。こうして、この比較 的精密な壁装置でも、大損害となる結果を伴いそうな汚染物の蓄積及び長期稼働 工程への浸出の危険性はもたらさない。当業者の用語で言えば、このバルブ装置 は「衛生的な」装置である。 さらにまた、プローブ７をバレル孔６１から完全に内側に撤去することができ るので、メンテナンスのためにバルブは容易に分解される。 拡張床分離工程に関する別の使用様式を、第９図と第１０図を参照して説明す る。拡張床吸着は、特に、望みの成分を分離するために充填物を通じて生物培養 物を溶離する前に生物培養物を清浄化する必要性を減らすか排除するために、最 近開発された分離技法である。充填床は、サンプル中の一様な粒状物質が床を通 じて床の上方の出口まで進むことができるように、液体媒体の上昇流によって拡 張される。拡張するために、床は透過層の上に留まっていなければならず、この 透過層を通じて液体の上昇流が確立される。したがって、サンプルの導入は一般 に単流として行われるべきで、それからサンプルバッチは床を 通じて溶出する。通常、望みの物質は床粒子の上に吸着され、次のステップで、 液体の上昇流を停止し、上部板を降ろすことによって床を圧縮し、それから床粒 子から目標の物質を脱着する液体を床を通じて濾過することによって回収される 。 このためのカラムは、先の図に示したように、各々が不透板内部濾過層と中央 バルブ装置を有する上部保持組立品と下部保持組立品を有することができる。移 動相の上昇流を確立するための正規の濾過導管と手段も提供される。 この場合の第一の特徴は、清浄化されていない流体培養基などのサンプルを、 第二部分開放状態で下部バルブの内部バルブ導管７３を通じてサンプルを注入す ることによって、下部濾過メッシュを迂回して拡張床の中に便利に導入できるこ とである。サンプルを断続的に注入する場合には、各注入の間に下部バルブをバ ルブが完全に閉鎖される第一状態に戻す。したがって、本発明の新しいバルブ構 造は、上昇流を維持するために必要なメッシュ以上のこのようなサンプル導入す る便利な方法を提供する。 第二の非常に有意な特徴を、拡張床工程用の上端組立品と下端組立品をより詳 細に示す第９図に関して説明する。 工程の正常稼働中は、移動相は濾過層４’を通り、濾過導管３３’を通って外 に出る。濾過層４’通過のじゃまになる粒状屑やその他の物資、例えば脂質が次 第に蓄積する。したがって、これは濾過層４’の近くの上部床空間領域９１に蓄 積する。そのうちに適正な流れの維持が妨げられる。 上部バルブ装置５’を短時間だけ第三の完全開放状態に移動させ、その間、蓄 積された物質を乱すために濾過層４’の近くに清掃液体流を作ることによって、 この物質を外部バルブ導管５１と通じて床空間の外に清掃液体流と共に出すこと ができる。清掃流を達成する一つの方法は、バッファなどの適当な液体の短い噴 射をプローブ孔７３’を通じて供給し、濾過層４’の近くにあるノズル開口７５ ’を通じて出すことである。代替案または追加として、システム外へのバッファ の正常流方向（矢印Ｘ）を一時的に逆転させて、バッファを濾過導管３３’を通 じてポンプによって戻し（矢印Ｙ）、これによって濾過層４’を通る一時的下向 き流を作り（矢印Ｚ）、蓄積された物質がバルブ導管５１を通って一時的液体圧 力波の逸出とともに出ることができるように、この物質を粉砕することである。 これは、カラムの底部におけるサンプルの供給を止めても止めなくても実 行することができる。 こうして、吸着が能率的に進行するかぎり、工程を他の理由で停止する必要な しに稼働させることができる。これは非常に有利な手法である。 第１０図に、クロマトグラフィカラム用の変形端板構造を示す。これまでの実 施の形態と異なる点は下記のとおりである。 濾過層４は、プラスチック材料の一つの部材の中に、内環４１及び外環４２と 一体となって形成されている。内環４１は中央バルブ５のバレル６のための同一 面の終端を形成し、内側に面する表面を有し、バルブの中央プローブとのシール を形成する。この同一面のワンピース(one-piece)構造はさらに、アクセス点に おける汚染の危険性を減らす。またこれによって、濾過層の内周がバルブバレル ６の溝の中に閉じ込められることができ、バレル６を二つの構成部分でなく一つ の構成部分にすることができる。端部セルとバルブ構成部分はポリプロピレンで あってもよい。 濾過層の外環４２は、カラムの壁１１と、この変形例ではワンピースのポリプ ロピレン製造物であるセルの端板３との間に閉じ込めることによって、濾過層を 適所に保持するために使用 される。 連結マニホルド８は、移動相の入口／出口ポート８１と、先の実施の形態にお けるように垂直ではなく外向きに傾斜した廃液スラリー出口ポート８２を有し、 流れを改善する。この実施の形態における別の有意な特徴は、わずかに半径方向 に向いたものではなく傾斜したエッジを伴って形成された端板３の上に支持リブ によって、濾過層４が凹状になっていることである。このわずかな円錐形状が洗 浄中のカラムからの排出を改善することがわかる。 第１１図に、類似の概念を実行するバルブであるが別の実施の形態を概略的に 示す。ここでは中央移動プローブは流体流送ノズルではなく、簡単なアーマチュ ア(armature)である。その拡大されたヘッド１７１は作動ロッド２７２の上に担 持され、平らな端表面１７１２、第一外部シールランド１７１１、狭い凹部すな わち腰部(waist)１６１２に向かう円錐状収束部１６１３、及び第二シール面１ ７６１を持つ、より小さな拡大部１７６を有する。 先例のように、移動相導管３３はバルブバレル６の外側に設けられている。バ ルブバレルの内側には、中央流体導管１７３ がプローブ２７２、１７１によってではなく、プローブシャフト２７２を囲む内 部導管壁１７２によって規定され、この内部導管壁１７２は内側に向いたシール １７４を持つ開口を有し、この開口は濾過層４を通る主開口からは引っ込んでお り、この主開口は、外部バレル壁６と内部導管壁１７２との間に規定された外部 導管の口において、それ自体の内側に向いたシール１４１を有する。 第１１図に、例えばカラムの充填物を取り出すために両導管を開放するように 完全に前進させた中央プローブと、完全に開放したバルブを示す。充填物取出し 液体を内部導管１７３にポンプで流入し、アーマチュアヘッド１７１の周りから 噴出させる。すなわち廃棄スラリーは外部導管を通じて流入し流出する。 例えばカラムを充填するための部分開放位置では、アーマチュアは、第二シー ル面１７６１が内部導管の密封を外すように部分的に後退し、外部導管は開放し たままである。スラリーは外部導管にポンプで流入可能である。これはスラリー を第一実施の形態のスプレーノズル以下にせん断する。 アーマチュアを完全に後退させると、その前面１７１２は濾過層４と同一平面 になり、その第一ヘッドシール面１７１１を 中央フィルタ開放シール１４１と密封接合させ、外部導管を閉鎖する。同時に、 第二シールランド１７６は内部導管シール１７４の下方に落ち、それから内部導 管シール１７４は凹部１６１２と対向し、内部導管と外部導管を通る適切な循環 清掃流を可能にする。 開放状態では、ヘッド１７１の円錐部分１６１３を軸方向に変えて、液体のポ ンプ流入方向を変えることができることに注目されたい。この実施の形態は、バ ルブの固定部分の上の二つの個別シールが、これらの間隔が可動部分の該当する 密封部分の間隔と異なる場合に、どのように前述と同じ効果をもたらすことがで きるかを示すものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月７日 【補正内容】 請求の範囲 １．使用中の充填材料床を収容するための取り囲まれた床空間を規定するハウジ ング壁を持つカラムハウジングと、アクセス位置で前記ハウジング壁を通じて前 記床空間と連絡するアクセスバルブとを含む分離装置であって、第一流体流導管 と第二流体流導管の各々は、前記カラムハウジングの外側の外部連結部と、前記 バルブを通じて前記床空間へ入る前記ハウジング壁内部の近くの内部開口とを有 し、前記バルブが、前記ハウジング壁の外側から、 前記第一導管と前記第二導管の両方が前記床空間から隔離されている、第一閉 鎖状態と、 前記第一導管が前記バルブを通じて前記床空間に連絡するが前記バルブは前記 第二導管を前記床空問から隔離させる、第二部分開放状態と、 前記第一導管と前記第二導管の両方を、前記バルブを通じて前記床空間に連絡 する、第三開放状態との間で、制御可能に調節することができる 分離装置。 ２．バルブを、ハウジング壁の中に引っ込んだ状態から床空間中に前進させるこ とができるプローブを含み、前記プローブが導管の一つまたは両方のための可動 バルブ要素でもある、請求の範囲第１項に記載の分離装置。 ３．バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動な バルブ要素を含み、前記バルブ要素の一つの要素は離間したシール部分を有し、 前記バルブ要素の他の要素は単一の対応するシール部分を有し、前記バルブ要素 の一つの要素のそれぞれの離間したシール部分の前記バルブ要素の他の要素のシ ール部分とのかみ合わせが、前記バルブの第一状態と第二状態をそれぞれもたら す、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装置。 ４．バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動の バルブ要素を含み、前記バルブ要素の一つの要素は離間したシール部分を有し、 前記バルブ要素の他の要素は第一要素の上のシール部分からはさまざまに離間し た対応する複数のシール部分を有し、前記バルブの第一状態と第二状態の各々に おいて、前記バルブ要素の一つの要素の前記シール部分の一つは前記バルブ要素 の他の要素の前記シール部分の一つ と合う、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装置。 ５．前記他のバルブ要素が、そのシール部分の後に凹部を規定し、該凹部は、第 一閉鎖状態では前記の一つのバルブ要素の離間したシール部分の周りに隙間をも たらし、第一流体導管と第二流体導管とを互いに連絡する、請求の範囲第３項ま たは第４項に記載の分離装置。 ６．バルブの第一の閉鎖状態では、第一導管と第二導管とが互いに連絡して、バ ルブを通る洗浄経路を規定する、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装 置。 ７．第一導管、第二導管、または凹部の表面がどこでも、７０度以上の角度で洗 浄経路の中央流れ軸または層から分岐せず、またはこれに向かって収束していな い、請求の範囲第５項または第６項に記載のアクセスバルブ配置。 ８．３つの状態の間を移動するためのバルブ要素間の相対移動が、ハウジング壁 を通る垂直方向の直線運動を含む、請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項 に記載の分離装置。 ９．バルブ装置が、 内部孔、すなわち放射方向に内側に向いた口シール面によって囲まれたバルブ 口を構成する孔の内部端開口を有する、軸方 向に延びる外側バレル要素と、 バレル孔を通じて軸方向に延びており、前記バレル孔に対して軸方向に移動可 能である細長いスプール要素であって、第一導管が、前記スプール要素を通じて 軸方向に延びており、前記バルブ口の近くで開口している中央流体導管であって 、前記スプール要素は、中央導管開口の軸方向に内面に配置された放射方向に外 側に向いた第一内部シールランドを有し、前記バルブ口で前記口シール面に対し て密封するように適合され、バルブの第一状態では前記中央導管開口を前記バル ブ口から隔離し、また前記スプール要素は、前記中央導管開口の軸方向に外面に 配置された放射方向に外側に向いた第二外部シールランドを有し、前記バルブ口 で前記口シール面に対して密封するように適合され、前記バルブの第二状態では 前記中央導管開口を内部空間に露出させる、前記細長いスプール要素と を含み、 前記バルブの第二導管は、前記スプール要素と前記バレル孔との間の隙間によ って設けられ、前記バレル孔は、前記装置の第二状態では前記スプール要素の第 二シールランドの密封によって前記バルブ口から隔離され、 前記スプール要素はバレルに対して内部位置を有し、該内部位置では、前記第 二シールランドは前記口シール面から離れており、内部第一導管と内部第二導管 の両方を前記バルブの第三状態のために床空間に開放する、 請求の範囲第１項に記載の分離装置。 １０．第一導管がスプレーノズルを通じて開いている、請求の範囲第１項から第 ９項のいずれか一項に記載の分離装置。 １１．アクセスバルブがカラムハウジングの端壁を通じて連絡し、前記カラムハ ウジングは、充填材料を保持するための濾過層と、流体を前記濾過層を通じて床 空間に導入されることを可能にする第三導管とを有する、請求の範囲第１項から 第１０項のいずれか一項に記載の分離装置。 １２．第三導管が端壁を通じてアクセスバルブに沿って延びる、請求の範囲第１ １項に記載の分離装置。 １３．端壁が、濾過層を後から支える支持リブを持つ不透過性端板を含み、支持 リブは前記濾過層が凹形を呈するように傾斜している、請求の範囲第１１項また は第１２項に記載の分離装置。 １４．バルブを第二部分開放状態に調節して、充填材料を担体 流体中の分散粒子として第一導管を通じて床空間の中に供給することを含む、請 求の範囲第１項から第１３項のいずれか一項に記載の分離装置の床空間を充填す る方法。 １５．バルブを第三完全開放状態に調節し、流体を第一導管を通じて既存の充填 床に供給して、前記充填床を分散させ、そして第二導管を通じて前記流体中の流 動可能な分散充填材料を回収することを含む、請求の範囲第１項から第１３項の いずれか一項に記載の分離装置の床空間から取り出す方法。 １６．第一導管と第二導管を通じて清掃流体を流し、分離の進行中に第一閉鎖状 態でバルブを洗浄することを含む、請求の範囲第５項、第６項または第７項に記 載の分離装置における分離工程を実施する方法。 １７．カラムハウジングの上端部にバルブを設け、分離しようとする成分を混入 する液体を、床空間の中に閉じ込まれた粒状固定相の床を通じて上方に流動させ 、前記粒状固定相を保持する透過率制限要素を通じてカラム上部における工程出 口に渡し、 前記カラム上部における前記透過率制限要素に当たって蓄積した物質は、 前記バルブを第三完全開放状態に調節すること、そして 前記透過率制限要素を通じて一時的清掃流体流を後方に強制して前記蓄積物質 を乱し、該乱された蓄積物質を前記バルブの第二導管を通じて出させることによ って、 処理中に除去され、除去後前記バルブは第一完全閉鎖状態に戻される、 請求の範囲第１項から第１３項のいずれか一項に記載の分離装置で実施される分 離工程。 １８．容器または導管に流入するもしくは容器または導管から流出する流れを制 御するために採用された請求の範囲第１項から第１０項のいずれか一項に定義さ れたアクセスバルブ。 【手続補正書】 【提出日】１９９７年７月３日 【補正内容】 請求の範囲 １．使用中の充填材料床を収容するための取り囲まれた床空間を規定するハウジ ング壁を持つカラムハウジングと、アクセス位置で前記ハウジング壁を通じて前 記床空間と連絡するアクセスバルブとを含む分離装置であって、第一流体流導管 と第二流体流導管の各々は、前記カラムハウジングの外側の外部連結部と、前記 バルブを通じて前記床空間へ入る前記ハウジング壁内部の近くの内部開口とを有 し、前記バルブが、前記ハウジング壁の外側から、 前記第一導管と前記第二導管の両方が前記床空間から隔離されている、第一閉 鎖状態と、 前記第一導管が前記バルブを通じて前記床空間に連絡するが前記バルブは前記 第二導管を前記床空間から隔離させる、第二部分開放状態と、 前記第一導管と前記第二導管の両方を、前記バルブを通じて前記床空間に連絡 する、第三開放状態との間で、制御可能に調節することができる 分離装置。 ２．バルブを、ハウジング壁の中に引っ込んだ状態から床空間中に前進させるこ とができるプローブを含み、前記プローブが導管の一つまたは両方のための可動 バルブ要素でもある、請求の範囲第１項に記載の分離装置。 ３．バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動な バルブ要素を含み、前記バルブ要素の一つの要素は離間したシール部分を有し、 前記バルブ要素の他の要素は単一の対応するシール部分を有し、前記バルブ要素 の一つの要素のそれぞれの離間したシール部分の前記バルブ要素の他の要素のシ ール部分とのかみ合わせが、前記バルブの第一状態と第二状態をそれぞれもたら す、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装置。 ４．バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動の バルブ要素を含み、前記バルブ要素の一つの要素は離間したシール部分を有し、 前記バルブ要素の他の要素は第一要素の上のシール部分からはさまざまに離間し た対応する複数のシール部分を有し、前記バルブの第一状態と第二状態の各々に おいて、前記バルブ要素の一つの要素の前記シール部分の一つは前記バルブ要素 の他の要素の前記シール部分の一つ とかみ合う、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装置。 ５．前記他のバルブ要素が、そのシール部分の後に凹部を規定し、該凹部は、第 一閉鎖状態では前記の一つのバルブ要素の離間したシール部分の周りに隙間をも たらし、第一流体導管と第二流体導管とを互いに連絡する、請求の範囲第３項ま たは第４項に記載の分離装置。 ６．バルブの第一の閉鎖状態では、第一導管と第二導管とが互いに連絡して、バ ルブを通る洗浄経路を規定する、請求の範囲第１項または第２項に記載の分離装 置。 ７．第一導管、第二導管、または凹部の表面がどこでも、７０度以上の角度で洗 浄経路の中央流れ軸または層から分岐せず、またはこれに向かって収束していな い、請求の範囲第５項または第６項に記載のアクセスバルブ配置。 ８．３つの状態の間を移動するためのバルブ要素間の相対移動が、ハウジング壁 を通る垂直方向の直線運動を含む、請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項 に記載の分離装置。 ９．バルブ装置が、 内部孔、すなわち放射方向に内側に向いた口シール面によって囲まれたバルブ 口を構成する孔の内部端開口を有する、軸方 向に延びる外側バレル要素と、 バレル孔を通じて軸方向に延びており、前記バレル孔に対して軸方向に移動可 能である細長いスプール要素であって、第一導管が、前記スプール要素を通じて 軸方向に延びており、前記バルブ口の近くで開口している中央流体導管であって 、前記スプール要素は、中央導管開口の軸方向に内面に配置された放射方向に外 側に向いた第一内部シールランドを有し、前記バルブ口で前記口シール面に対し て密封するように適合され、バルブの第一状態では前記中央導管開口を前記バル ブ口から隔離し、また前記スプール要素は、前記中央導管開口の軸方向に外面に 配置された放射方向に外側に向いた第二外部シールランドを有し、前記バルブ口 で前記口シール面に対して密封するように適合され、前記バルブの第二状態では 前記中央導管開口を内部空間に露出させる、前記細長いスプール要素と を含み、 前記バルブの第二導管は、前記スプール要素と前記バレル孔との間の隙間によ って設けられ、前記バレル孔は、前記装置の第二状態では前記スプール要素の第 二シールランドの密封によって前記バルブ口から隔離され、 前記スプール要素はバレルに対して内部位置を有し、該内部位置では、前記第 二シールランドは前記口シール面から離れており、内部第一導管と内部第二導管 の両方を前記バルブの第三状態のために床空間に開放する、 請求の範囲第１項に記載の分離装置。 １０．第一導管がスプレーノズルを通じて開いている、請求の範囲第１項から第 ９項のいずれか一項に記載の分離装置。 １１．アクセスバルブがカラムハウジングの端壁を通じて連絡し、前記カラムハ ウジングは、充填材料を保持するための濾過層と、流体を前記濾過層を通じて床 空間に導入されることを可能にする第三導管とを有する、請求の範囲第１項から 第１０項のいずれか一項に記載の分離装置。 １２．第三導管が端壁を通じてアクセスバルブに沿って延びる、請求の範囲第１ １項に記載の分離装置。 １３．端壁が、濾過層を後から支える支持リブを持つ不透過性端板を含み、支持 リブは前記濾過層が凹形を呈するように傾斜している、請求の範囲第１１項また は第１２項に記載の分離装置。 １４．バルブを第二部分開放状態に調節して、充填材料を担体 流体中の分散粒子として第一導管を通じて床空間の中に供給することを含む、請 求の範囲第１項から第１３項のいずれか一項に記載の分離装置の床空間を充填す る方法。 １５．バルブを第三完全開放状態に調節し、流体を第一導管を通じて既存の充填 床に供給して、前記充填床を分散させ、そして第二導管を通じて前記流体中の流 動可能な分散充填材料を回収することを含む、請求の範囲第１項から第１３項の いずれか一項に記載の分離装置の床空間から取り出す方法。 １６．第一導管と第二導管を通じて清掃流体を流し、分離の進行中に第一閉鎖状 態でバルブを洗浄することを含む、請求の範囲第５項、第６項または第７項に記 載の分離装置における分離工程を実施する方法。 １７．カラムハウジングの上端部にバルブを設け、分離しようとする成分を混入 する液体を、床空間の中に閉じ込まれた粒状固定相の床を通じて上方に流動させ 、前記粒状固定相を保持する透過率制限要素を通じてカラム上部における工程出 口に渡し、 前記カラム上部における前記透過率制限要素に当たって蓄積した物質は、 前記バルブを第三完全開放状態に調節すること、そして 前記透過率制限要素を通じて一時的清掃流体流を後方に強制して前記蓄積物質 を乱し、該乱された蓄積物質を前記バルブの第二導管を通じて出させることによ って、 処理中に除去され、除去後前記バルブは第一完全閉鎖状態に戻される、 請求の範囲第１項から第１３項のいずれか一項に記載の分離装置で実施される分 離工程。 １８．容器または導管の壁を通じて取り付けられ、前記壁の内部空間への第一流 体流導管と第二流体流導管による流体の流入またはこれからの流出を管理し、前 記第一流体流導管と前記第二流体流導管の各々は、使用において前記の壁の外側 にある外部連結部と前記の内部空間にバルブを通じて開くための内部開口とを有 し、前記バルブが、 使用において前記第一導管と前記第二導管の両方が前記の内部空間から隔離さ れている、第一閉鎖状態と、 使用において前記第一導管が前記の内部空間と前記バルブを通じて連絡するが 、前記バルブは前記第二導管を前記の内部空間から隔離させる、第二部分開放状 態と、 使用において前記第一導管と前記第二導管の両方が、前記バ ルブを通じて前記の内部空間に連絡する、第三開放状態との間で、制御可能に調 節することができ、 バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動のバ ルブ要素を含み、前記バルブ要素の第一要素は離間したシール部分を有し、前記 バルブ要素の第二要素は単一のシール部分または第一のシール要素の上のシール 部分からはさまざまに離間した複数のシール部分を有し、前記第一要素のそれぞ れの離間した前記シール部分を前記第二要素の前記シール部分またはそれぞれの 前記複数のシール部分にかみ合わせて、それぞれ前記バルブの前記第一閉鎖状態 と前記第二部分開放状態をもたらし、 前記第二要素は、使用において前記内部開口において前記の内部空間に向かっ て内側に開く内部軸方向孔を有する外部バレル要素であり、また前記第一要素は 、バレル要素孔を通じて軸方向に延びる細長いスプール要素であり、前記バレル 要素と前記スプール要素は互いに制御可能に軸方向に相対移動することができ、 前記第一流体流導管は、前記スプール要素の内部に沿って軸方向に延びており 、軸方向に離間した前記のシール部分の間に 内部開口を有し、前記第二流体流導管は、前記バレル要素孔と前記スプール要素 との間に軸方向に延びた間隔によって設けられる、 アクセスバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ホフマン，マーテイン・ジヨン イギリス国、グロスターシヤー・ジー・エ ル・５・１・エス・エフ、ストラウド、バ ーチズ・ドライブ、ザ・バーチズ、コーナ ー・コテージ（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．使用中の充填材料床を収容するための取り囲まれた床空間を規定するハウジ ング壁を持つカラムハウジングと、アクセス位置で前記ハウジング壁を通じて前 記床空間と連絡するアクセスバルブとを含む分離装置であって、第一流体流導管 と第二流体流導管の各々は、前記カラムハウジングの外側の外部連結部と、前記 バルブを通じて前記床空間へ入る前記ハウジング壁内部の近くの内部開口とを有 し、前記バルブが、前記ハウジング壁の外側から、 前記第一導管と前記第二導管の両方が前記床空間から隔離されている、第一閉 鎖状態と、 前記第一導管は前記バルブを通じて前記床空間に連絡するが前記バルブは前記 第二導管を前記床空間から隔離させる、第二部分開放状態と、 前記第一導管と前記第二導管の両方を、前記バルブを通じて前記床空間に連絡 する、第三開放状態との間で、制御可能に調節することができる 分離装置。 ２．バルブを、ハウジング壁の中に引っ込んだ状態から床空間中に前進させるこ とができるプローブを含み、前記プローブが導管の一つまたは両方のための可動 バルブ要素でもある、請求の範囲第１項に記載の分離装置。 ３．バルブが、互いに面対面で密封接触して動かすことのできる相対的に可動な バルブ部品を含み、前記部品の一つの部品は離間したシール部分を有し、前記部 品の他の部品は単一のシール部分または第一のシール部分上のシール部分からさ まざまに離間した複数のシール部分を有し、前記部品の一つの部品のそれぞれの 離間したシール部分の前記部品の他の部品のシール部分またはそれぞれのシール 部分へのかみ合いが、前記バルブの第一状態と第二状態をもたらす、請求の範囲 第１項または第２項に記載の分離装置。 ４．３つの状態の間を移動するためのバルブ要素間の相対移動が、ハウジング壁 を通る垂直方向の直線運動を含む、請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項 に記載の分離装置。 ５．バルブの閉鎖状態では、第一導管と第二導管とが互いに連絡して、バルブを 通る洗浄経路を規定する、請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の 分離装置。 ６．バルブ装置が、 内部孔、すなわち放射方向に内側に向いた口シール面によって囲まれたバルブ 口を構成する孔の内部端開口を有する、軸方向に延びるバレル要素と、 バレル孔を通じて軸方向に延びており、前記バレル孔に対して軸方向に移動可 能である細長いスプール要素であって、中央流体導管が、前記スプール要素を通 じて軸方向に延びており、前記バルブ口の近くで開放しており、前記スプール要 素は、前記中央導管開口の軸方向に内面に配置された放射方向に外側に向いた第 一内部シールランドを有し、前記バルブ口で前記口シール面に対して密封するよ うに適合され、バルブの第一状態では前記中央導管開口を前記バルブ口から隔離 し、また前記スプール要素は、前記中央導管開口の軸方向に外面に配置された放 射方向に外側に向いた第二外部シールランドを有し、前記バルブ口で前記口シー ル面に対して密封するように適合され、前記バルブの第二状態では前記中央導管 開口を内部空間に露出させる、細長い前記スプール要素と を含み、 前記バルブの第二導管は、前記スプール要素と前記バレル孔 との間の隙間によって設けられ、前記バレル孔は、前記装置の第二状態では前記 スプール要素の第二シールランドの密封によって前記バルブ口から隔離され、 前記スプール要素は内部位置を有し、この位置では、前記第二シールランドは 前記口シール面から離れており、内部第一導管と内部第二導管の両方を前記バル ブの第三状態のために前記床空間に開放する、 請求の範囲第１項または第５項に記載の分離装置。 ７．バルブを第二部分開放状態に調節して、充填材料を担体流体中の分散粒子と して第一導管を通じて床空間の中に供給することを含む、請求の範囲第１項から 第６項のいずれか一項に記載の分離装置の床空間を充填する方法。 ８．バルブを第三完全開放状態に調節し、流体を第一導管を通じて既存の充填床 に供給して、該充填床を分散させ、そして第二導管を通じて流体中の流動可能な 分散充填材料を回収することを含む、請求の範囲第１項から第６項のいずれか一 項に記載の分離装置の床空間から取り出す方法。 ９．第一導管と第二導管を通じて清掃流体を流し、分離の進行中にバルブを洗浄 することを含む、請求の範囲第５項に記載の 分離装置における分離工程を実施する方法。 １０．カラムハウジングの上端部にバルブを設け、分離しようとする成分を混入 する液体を、床空間の中に閉じ込まれた粒状固定相の床を通じて上方に流動させ 、前記粒状固定相を保持する透過率制限要素を通じてカラム上部における工程出 口に渡し、 前記カラム上部における前記透過率制限要素に当たって蓄積した物質は、 バルブを第三完全開放状態に調節すること、該調節後 前記透過率制限要素を通じて一時的清掃流体流を後方に強制して前記蓄積物質 を乱し、該乱された蓄積物質を前記バルブの第二導管を通じて出させることによ って、 処理中に除去され、該除去後前記バルブは第一完全閉鎖状態に戻される、 請求の範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の分離装置で実施される分離 工程。 １１．空間の境界をつける壁と、前記壁を通じて空間の中へ互いに接して連絡す る第一導管及び第二導管と、前記壁の中に設置されて前記第一導管と前記第二導 管の連絡を制御するためのアクセスバルブを含み、 前記第一導管と前記第二導管の両方が前記空間から隔離される前記バルブの閉 鎖状態では、連続洗浄経路が前記第一導管に沿って、前記第一導管と前記第二導 管との間を連結するための前記バルブの中の凹部を通じて、そして前記第二導管 に沿って規定される、 アクセスバルブ配置。 １２．第一導管、第二導管、または連結凹部の表面がどこでも、７０度以上の角 度で連続洗浄経路の中央流れ軸または層から分岐せず、またはこれに向かって収 束していない、請求の範囲第１１項に記載のアクセスバルブ配置。 １３．バルブが、 第一導管と第二導管の両方が空間から隔離される、第一閉鎖状態と、 前記第一導管が前記空間に連絡するが前記第二導管は前記空間から隔離される 、第二部分開放状態と、 前記第一導管と前記第二導管の両方が前記空間に連絡する、第三開放状態と の間で制御可能である、 請求の範囲第１１項または第１２項に記載のアクセスバルブ配 置。 １４．バルブが、該バルブの三つの状態に対応する種々の相対位置を有する相対 移動可能バルブ要素を含み、第二部分開放状態では、一つのバルブ部材の上のシ ール部分が他のバルブ部材の上の対応するシール部分に対して密封し、第二導管 を空間から切り離し、第一完全開放状態では、前記一つのバルブ部材の上の前記 のシール部分が他のバルブ部材の凹部と合うように移動して、第一導管と前記第 二導管を連絡する、請求の範囲第１３項に記載のアクセスバルブ配置。 １５．バルブ装置が、 内部孔、すなわち放射方向に内側に向いた口シール面によって囲まれたバルブ 口を構成する孔の内部端開口を有する、軸方向に延びる外側バレル要素と、 バレル孔を通じて軸方向に延びており、前記バレル孔に対して軸方向に移動可 能である細長いスプール要素であって、中央流体導管が、前記スプール要素を通 じて軸方向に延びており、前記バルブ口の近くで開放しており、前記スプール要 素は、中央導管開口の軸方向に内面に配置された放射方向に外側に向いた第一内 部シールランドを有し、前記バルブ口で前記口シール 面に対して密封するように適合され、バルブの第一状態では前記中央導管開口を 前記バルブ口から隔離し、また前記スプール要素は、前記中央導管開口の軸方向 に外面に配置された放射方向に外側に向いた第二外部シールランドを有し、前記 バルブ口で前記口シール面に対して密封するように適合され、前記バルブの第二 状態では前記中央導管開口を内部空間に露出させる、前記細長いスプール要素と を含み、 前記バルブの第二導管は、前記スプール要素と前記バレル孔との間の隙間によ って設けられ、前記バレル孔は、装置の第二状態では前記スプール要素の第二シ ールランドの密封によって前記バルブ口から隔離され、 前記スプール要素は内部位置を有し、該内部位置では、前記第二シールランド は前記口シール面から離れており、内部第一導管と内部第二導管の両方を前記バ ルブ装置の第三状態のために床空間に開放し、 前記バレル孔が、前記口シール面の外側に配置された凹部を有し、完全閉鎖位 置では内部導管開口を外部導管に連絡させて洗浄経路を形成する、 請求の範囲第１３項に記載のアクセスバルブ配置。 １６．壁がクロマトグラフィカラムの壁である、請求の範囲第１１項から第１５ 項のいずれか一項に記載のアクセスバルブ配置。