KR20230047079A

KR20230047079A - 동적으로 조정가능한 화학 처리 칼럼

Info

Publication number: KR20230047079A
Application number: KR1020237001401A
Authority: KR
Inventors: 마이클 디 브란트
Original assignee: 아사히 카세이 바이오프로세스 아메리카 인코포레이티드
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2023-04-06
Also published as: EP4196783A1; US11179691B1; CN116057376A; WO2022035677A1

Abstract

화학 처리 칼럼은 칼럼 베이스, 및 칼럼 베이스에서 플러그 흐름을 유지시키기 위한 어셈블리를 포함한다. 칼럼 베이스는 매체의 베드를 함유하도록 구성된다. 어셈블리는 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합된 슬리브, 플레이트에 결합된 플레이트, 및 슬리브 내에 적어도 부분적으로 배치된 피스톤을 포함한다. 어셈블리는 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 칼럼 베이스에 대한 피스톤의 위치를 조정하도록 칼럼 베이스에 대해 동적으로 이동가능하다.

Description

동적으로 조정가능한 화학 처리 칼럼

본 개시는 일반적으로 화학 처리 칼럼에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 칼럼을 통한 플러그 흐름(plug flow)을 유지하도록 동적으로 조정가능한 화학 처리 칼럼에 관한 것이다.

화학 처리 칼럼(예를 들어, 크로마토그래피 및 합성 칼럼들)은 다양한 산업 공정들에서 매우 다양한 화학 제품들을 생산하고 정제하기 위해 사용된다. 도 1은 매우 다양한 화학 제품들을 생산하고 정제하기 위해 사용되는 알려져 있는 화학 처리 칼럼(50)의 예를 도시한다. 도 1에 도시된 알려져 있는 화학 처리 칼럼(50)은 베이스(54), 베이스(54)에서의 매체(58)의 베드(56), 및 복수의 스레드형 로드들(70)을 통해 베이스(54)에 결합되고 복수의 너트들(72) 사이에 포획되는 플랜지(66)를 갖는 피스톤(62)을 포함한다. 이상적으로, 베드(56)는 가능한 한 균질해야 하고, 매체(58)는 칼럼의 처리 체적을 가능한 한 많이 채워야 한다. 그러나, 작동 시, 베드(56)에 의해 점유되는 체적은 보통 매체(58)의 침강, 수축, 또는 팽창으로 인해 변동(예를 들어, 증가 또는 감소)된다. 베드(56)에 의해 점유된 체적의 이러한 변경은 유압력에 의해 야기될 수 있지만, 또한 pH, 용매 농도, 및/또는 염 농도의 변경으로부터 야기될 수도 있다.

매체(58)의 팽창은 베드(56)에 의해 점유되는 체적을 증가시키며, 이는 매체(58)가 피스톤(62)을 막게 할 수 있음으로써, 피스톤(62)의 적절한 작동을 방해하고 칼럼(50)을 통한 플러그 흐름을 중단시킨다는 것이 이해될 것이다. 매체(58)의 팽창은 또한, 매체(58)가 베이스(54)를 막게 할 수 있으며, 이는 유사하게 칼럼(50)을 통한 플러그 흐름을 중단시키게 한다. 그러나, 베이스(54)로부터 매체(58)를 제거하거나 피스톤(62)의 위치를 조정하여 이것이 일어나지 않도록 보장하기 위해, 너트들(72)이 제거 및 재삽입되지 않는다면 스레드형 로드들(70) 상에서 수동으로 조정되어야 하며, 이는 시간 및 노동 집약적일 뿐만 아니라, 피스톤(62)과 베이스(54) 간의 오정렬의 위험을 증가시킨다. 반대로, 매체(58)의 수축은 베드(56)에 의해 점유되는 체적을 감소시킨다. 이는 피스톤(62)을 막지 않지만, 그럼에도 불구하고 체적 감소는 칼럼(50)을 통한 플러그 흐름을 중단시키는데, 이는 이제 베드(56)와 피스톤(62) 사이에 너무 많은 공간이 존재하기 때문이다. 마찬가지로, 피스톤(62)의 위치를 조정하여 이것이 일어나지 않도록 보장하기 위해, 하나 이상의 작업자가 스레드형 로드들(70) 상의 너트들(72)을 수동으로 조정해야 하며, 이는 상술한 바와 같이, 바람직하지 않다.

또한, 매체(58)의 베드(56)는 때때로 재충진 또는 교체되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 베이스(54)로부터 매체(58)를 내보내거나 꺼내기 위해 피스톤(62)이 먼저 베이스(54)로부터 완전히 제거되어야 한다. 상술한 바와 같이, 이는 너트들(72)이 수동으로 조정되고, 스레드형 볼트들(70)이 수동으로 제거될 것을 필요로 하며, 이는 시간 및 노동 집약적이다. 더욱이, 스레드형 볼트들(70) 및 피스톤(62)이 제거되고 최종적으로 베이스(54)에 재결합될 때, 스레드형 볼트들(70) 및 피스톤(62)의 중량 및 크기는 작업자들에게 심각한 위험을 가한다. 더 나아가, 베이스(54)로부터 피스톤(62)을 제거하면, 또한 피스톤(62)이 압력 밸런싱을 이루도록 하기 위해 피스톤(62)의 일측 상에 배치될 수 있는 유압 유체가 흘러나온다.

신규한 것으로 여겨지는 본 개시의 특징들은 첨부된 청구범위에서 구체적으로 제시된다. 본 개시는 첨부 도면들과 관련하여 취해지는 하기의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있으며, 첨부 도면들에서 동일한 참조 번호들은 여러 도면들에서 동일한 요소들을 식별하며, 첨부 도면들에서:
도 1은 알려져 있는 화학 처리 칼럼의 예의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 교시에 따라 구성된 동적으로 조정가능한 화학 처리 칼럼의 예의 단면도이며, 화학 처리 칼럼은 칼럼 베이스, 및 칼럼 베이스에 대해 제1 위치에 있는 어셈블리를 포함한다;
도 3은 도 2의 동적으로 조정가능한 화학 처리 칼럼의 일부의 확대도로서, 슬리브를 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합시키는 복수의 펜듈럼 부재들을 도시한다;
도 4는 도 2와 유사하지만, 칼럼 베이스에서 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 칼럼 베이스에 대해 제2 위치로 이동된 어셈블리를 도시한다;
도 5는 도 2와 유사하지만, 칼럼 베이스에서 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 칼럼 베이스에 대해 제3 위치로 이동된 어셈블리를 도시한다; 그리고
도 6은 도 2와 유사하지만, 매체의 베드가 제거될 수 있게 하기 위해 칼럼 베이스에 대해 제4 위치로 이동된 어셈블리를 도시한다.

본 개시는 전술한 화학 처리 칼럼(50) 및 다른 알려진 화학 처리 칼럼들과 연관된 문제들을 해결하지 않더라도, 완화시키는 것을 목적으로 하는 화학 처리 칼럼에 관한 것이다. 화학 처리 칼럼은 매체의 침강, 팽창 또는 수축으로 인해 내부에 배치된 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화(예를 들어, 증가, 감소)를 보상하도록 동적으로 조정가능하다. 보다 구체적으로, 본원에서 개시되는 화학 처리 칼럼은 베이스, 및 화학 처리 칼럼의 작동 동안 상기한 체적 변화를 보상하기 위해 베이스 및 매체의 베드에 대해 동적으로 조정가능한 피스톤을 갖는다. 이에 따라, 예를 들어, 화학 처리 칼럼의 작동 중에 매체가 팽창한다면, 피스톤은, 이제 베이스에서 더 많은 체적을 점유하는 베드가 피스톤을 막히게 하는 것을 방지하기 위해 (예를 들어, 베드로부터 멀어지게) 이동될 수 있다. 바람직하게는, 피스톤은 어떠한 볼트도 수동으로 조정할 필요 없이 동적으로 조정가능함으로써, 시간 및 노동을 절감하고 오정렬의 위험을 감소시킨다. 더욱이, 피스톤은 어떠한 볼트도 수동으로 제거될 필요 없이 베이스로부터 제거됨으로써, 피스톤의 신속하고 용이한 유지보수를 가능하게 할 수 있다. 이러한 방식으로 피스톤을 제거하면, 어떠한 볼트도 수동으로 제거 및 재삽입될 필요 없이 매체의 베드가 쉽게 제거되고 재충진 또는 교체될 수 있다. 나아가, 매체의 베드는 피스톤의 압력 밸런싱 또는 이동을 돕기 위해 화학 처리 칼럼에 배치될 수 있는 유압 유체 중 어떠한 것도 손실하지 않고 제거되고 재충진 또는 교체될 수 있다.

도 2, 4, 5 및 6은 본 개시의 교시에 따라 구성된 화학 처리 칼럼(100)의 예를 도시한다. 화학 처리 칼럼(100)은 화학 합성 공정들에서 사용하기 위해 구성된다. 이에 따라, 본 예에서, 화학 처리 칼럼(100)은 도 2, 4, 5 및 6에 도시되지 않은 구성요소들을 포함하는 화학 처리 시스템의 일부이다. 그러나, 화학 처리 칼럼(100)은 대신에 다른 공정, 예를 들어, 크로마토그래피 공정들에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 2, 4, 5 및 6에 도시된 바와 같이, 화학 처리 칼럼(100)은 일반적으로 칼럼 베이스(104), 및 칼럼 베이스(104)에서 플러그 흐름을 유지시키기 위한 어셈블리(108)를 포함한다. 칼럼 베이스(104)는, 본 예에서 비드 형태를 띠는 매체(111)의 베드(110)를 함유하도록 구성된다. 어셈블리(108)는 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합된 슬리브(112), 슬리브(112)에 결합된 플레이트(116), 및 슬리브(112) 내에 적어도 부분적으로 배치된(즉, 이에 의해 둘러싸이는) 피스톤(120)을 포함한다. 아래에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 어셈블리(108)(및 보다 구체적으로는 피스톤(120))는 매체(111)의 변동(예를 들어, 팽창, 수축)으로 인해 베드(110)에 의해 점유되는 체적의 변화(예를 들어, 증가, 감소)를 보상하기 위해 칼럼 베이스(104) 및 베드(110)에 대해 동적으로 조정가능하다(예를 들어, 이동가능하다). 더욱이, 어셈블리(108)는 피스톤(120)이 압력 밸런싱을 이루도록 돕기 위해 사용되는 유압 유체 중 어떠한 것도 손실하지 않고 피스톤(120)의 신속하고 용이한 유지보수를 가능하게 하기 위해 그리고 매체(111)의 베드(110)가 제거되고 재충진 또는 교체될 수 있게 하기 위해, 단일 유닛으로서, 칼럼 베이스(104)에 대해 이동가능하다.

칼럼 베이스(104)는 본 예에서, 플랜지(126)를 갖는 개방 상부(124), 상부(124)의 반대편에 있는 저부(128), 및 개방 상부(124)와 저부(128) 사이에서 연장되는 원통형 측벽(132)에 의해 규정되는 실질적으로 원통형인 형상을 갖는다. 이와 같이, 상부(124), 저부(128), 및 원통형 측벽(132)에 의해 내부 챔버(136)가 부분적으로 규정된다. 그러나, 다른 예들에서, 칼럼 베이스(104)는 대안적으로 형상화될 수 있다(예를 들어, 칼럼 베이스(104)는 직사각형 프리즘을 형성하는 정사각형 평면도 형상을 가질 수 있다).

슬리브(112)는 슬리브(112)가 칼럼 베이스(104)로부터 신속하고 용이하게 결합해제될 수 있도록(그리고 칼럼 베이스(104)에 재결합될 수 있도록) 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합된다. 본 예에서, 슬리브(112)는 (i) 개방 상부(124)에 형성된 홈(139)에 적어도 부분적으로 제거가능하게 배치되도록 구성된 슬리브(112)의 저부 단부(148), 및 (ii) 복수의 펜듈럼 부재들(138)을 통해, 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합된다. 그러나, 다른 예들에서, 슬리브(112)는 다른 방식으로 칼럼 베이스(104)에 결합될 수 있다. 슬리브(112)는 본 예에서, 환형 슬리브(140), 및 환형 슬리브(140)의 저부 단부(148)에 근접하여 외향(반경방향 외향)으로 연장되는 플랜지(144)의 형태를 띤다. 도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브(112)가 칼럼 베이스(104)에 결합될 때, 플랜지(144)는 칼럼 베이스(104)의 플랜지(126)에 바로 인접해 있고, 본 예에서 환형 슬리브(140) 및 플랜지(144)보다 좁은 저부 단부(148)는 칼럼 베이스(104)의 홈(139)에 적어도 부분적으로 배치된다. 본 예에서, 플랜지(144)는 펜듈럼 부재들(138)에 의해 플랜지(126)로부터 분리되고, 저부 단부(148)에서 또는 이에 근접하여 슬리브(112)에 의해 시일링 요소(150)(예를 들어, O-링)가 지지된다. 이에 따라, 시일링 요소(150)는 칼럼 베이스(104)와 슬리브(112) 사이의 시일링을 이루기 위해 칼럼 베이스(104)의 플랜지(126)와 슬리브(112)의 저부 단부(148) 사이에 배치되도록 구성된다. 그러나, 다른 예들에서, 플랜지(144)는 플랜지(126)와 직접 체결될 수 있고/있거나 시일링 요소(150)는 다른 곳에 배치될 수 있다. 어느 경우든, 환형 슬리브(140)와 플랜지(144)는 또한, 내부 챔버(136)를 부분적으로 규정한다.

플레이트(116)는 본 예에서, 복수의 패스너들(152)을 통해 슬리브(112)에 결합되어, 슬리브(112)가 플레이트(116)에 의해 지지된다. 그러나, 다른 예에서, 플레이트(116)는 다른 방식으로 슬리브(112)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(116)는 슬리브(112)와 일체로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 플레이트(116)는 슬리브(112)에 맞닿아 제거가능하게 안착될 수 있다. 플레이트(116)는 상부 표면(156), 및 상부 표면(156)의 반대편에 있는 저면(160)을 갖는다. 플레이트(116)가 슬리브(112)에 결합될 때, 플레이트(116)의 저면(160)은 저부 단부(148)의 반대편에 있는 환형 슬리브(140)의 상부 단부(164)에 바로 인접해 있다. 본 예에서, 슬리브(112)와 플레이트(116) 사이의 시일을 이루기 위해 플레이트(116)의 저면(160)과 환형 슬리브(140)의 상부 단부(164) 사이에 시일링 요소(168)(예를 들어, 환형 개스킷)가 배치될 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 플레이트(116)의 저면(160)은 환형 슬리브(140)의 상부 단부(164)와 직접 체결될 수 있다. 어느 경우든, 슬리브(112)가 칼럼 베이스(104)에 결합될 때, 플레이트(116)의 상부 표면(156)은 저부(128)로부터 멀어져 외향으로 향하고 대기에 노출되는 반면, 플레이트(116)의 저면(160)은 저부(128)를 향하고 내부 챔버(136)를 덮거나 에워싼다.

피스톤(120)은 본 예에서, 피스톤 로드(180), 및 피스톤 로드(180)에 결합된(예를 들어, 이와 일체로 형성된) 피스톤 헤드(184)를 포함한다. 피스톤 로드(180)는 플레이트(116)에 형성된 중앙 개구(188)를 통해 연장되어, 피스톤(120)이 슬리브(112) 내에 적어도 부분적으로 배치되고(즉, 이에 의해 둘러싸이고) 피스톤 헤드(184)는 내부 챔버(136) 내에 배치된다. 피스톤 헤드(184)는 내부 챔버(136) 내의 피스톤(120)의 위치에 따라, 칼럼 베이스(104) 내에 배치되거나, 슬리브(112) 내에 배치되거나, 또는 칼럼 베이스(104)와 슬리브(112) 양자 내에 배치될 것이다. 어느 쪽이든, 피스톤 헤드(184)는 내부 챔버(136)를 제1 내부 서브 챔버(192), 및 제1 내부 서브 챔버(192)의 반대편에 있는 제2 내부 서브 챔버(196)로 분할한다. 피스톤 헤드(184)의 제1 측(200)에 인접하여 규정되는 제1 내부 서브 챔버(192)는 내부에 유압 유체를 보유하도록 구성되며, 이에 따라 대안적으로 본원에서 유압 유체 챔버로서 지칭될 수 있다. 제2 내부 서브 챔버(196)는 제1 측(200)의 반대편에 있는 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204)에 인접하여 규정된다. 베드(110)는 매체(111)가 저부(128)와 피스톤 헤드(168)의 제2 측(204) 사이의 제2 내부 서브 챔버(196) 내에 배치되거나 함유되도록 칼럼 베이스(104)에(저부(128)에 맞닿아) 배치된다. 매체(111)는 다공성 또는 비다공성일 수 있고, 셀룰로오스, 메타크릴레이트, 디비닐 벤젠, 실리카, 제올라이트, 티타늄으로부터 구성되는 베이스 구조물을 포함하는, 폴리머 물질 또는 겔을 포함할 수 있거나, 또는 임의의 다른 분리 매체에서 사용되는 유형을 갖는다. 어느 경우들, 제1 내부 서브 챔버(192)는 제2 내부 서브 챔버(196)로부터 유체적으로 격리되는데, 이는 피스톤 헤드(184)가 다시 내부 챔버(136) 내의 피스톤(120)의 위치에 따라, 칼럼 베이스(104)의 원통형 측벽(132)의 내면, 슬리브(112)의 내면, 또는 양자와 시일링식으로 체결되도록 배열된 하나 이상의 시일링 요소(208)를 지지하기 때문이다.

화학 처리 칼럼(100)은 추가적으로 칼럼 입구(222) 및 칼럼 출구(226)를 포함한다. 본 예에서, 칼럼 입구(222)는 칼럼 입구(222)가 유압 유체의 저장소(238)를 갖는 유압 제어기(236)를 도관(228)을 통해 제1 내부 서브 챔버(192)에 유체적으로 연결할 수 있도록 플레이트(116)에 그리고 이를 통해 형성된다. 이어서, 유압 유체가 칼럼 입구(222) 및 도관(228)을 통해 제1 내부 서브 챔버(192)에 제공되거나 이로부터 제거될 수 있다. 한편, 칼럼 출구(226)는 본 예에서, 칼럼 출구(226)가 제2 내부 서브 챔버(196)를 도관(232)을 통해 화학 처리 칼럼(100)의 하류에 위치된 화학 처리 시스템의 다른 구성요소들에 유체적으로 연결할 수 있도록 칼럼 베이스(104)의 저부(128)에 형성된다. 이어서, 화학 처리 칼럼(100)을 통해 흐른 공정 유체는 칼럼 베이스(104) 밖으로 그리고 칼럼 출구(226) 및 도관(232)을 통해 하류 구성요소들로 흐를 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 예를 들어, 유체 흐름을 반대 방향으로 갖는 것이 바람직할 때, 칼럼 입구(222)와 칼럼 출구(226)는 역전되며, 칼럼 입구(222)가 칼럼 베이스(104)의 저부(128)에 형성되고 칼럼 출구(226)가 플레이트(116)에 형성될 수 있다.

화학 처리 칼럼(100)은 피스톤 입구(250), 피스톤 출구(254), 및 피스톤 입구(250)와 피스톤 출구(254) 사이의 유체 통로(258)를 더 포함한다. 본 예에서, 피스톤 입구(250)는 피스톤 로드(180)에 의해 지지되어서, 피스톤 입구(250)는 화학 처리 칼럼(100)의 외부(그리고 보다 구체적으로 슬리브(112) 및 칼럼 베이스(104)의 외부)의 위치에 배치된다. 더욱이, 본 예에서, 피스톤 출구(254)는 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204)에서 또는 이를 따라 피스톤 헤드(184)에 의해 지지된다. 여기서 도시되지는 않았지만, 피스톤 입구(250)는 공정 유체(도시되지 않음)의 하나 이상의 공급부에 유체적으로 연결되어서, 공정 유체가 피스톤 로드(180)를 통해 그리고 피스톤 입구(250), 유체 통로(258), 및 피스톤 출구(254)를 거쳐 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204)으로 흐른다. 그러나, 다른 예들에서, 예를 들어, 유체 흐름을 반대 방향으로 갖는 것이 바람직할 때, 피스톤 입구(250) 및 피스톤 출구(254)는 역전되며, 피스톤 입구(250)는 제2 측(204)에서 또는 이를 따라 피스톤 헤드(184)에 의해 지지되고 피스톤 출구(254)는 피스톤 로드(180)에 의해 지지될 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 슬리브(112)는, 화학 처리 칼럼(100)의 원주 주위의 이격된 방사상 위치들에서 칼럼 베이스(104)와 슬리브(112) 양자에 결합되는, 복수의 펜듈럼 부재들(138)을 통해 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합된다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 펜듈럼 부재(138)는 바람직하게는, 슬리브(112)에 제거가능하게 결합되도록 구성된 근위 단부(260), 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합되도록 구성된 원위 단부(264), 및 근위 단부(260)와 원위 단부(264) 사이에서 연장되고 이들을 연결하는 스템(stem)(268)을 갖는 I-바의 형태를 띤다. 각 펜듈럼 부재(138)의 스템(268)은 슬리브(112)의 플랜지(144)에 형성된 복수의 슬롯들(272)의 각 슬롯과 칼럼 베이스(104)의 플랜지(126)에 형성된 복수의 슬롯들(276)의 각 슬롯 양자 내에 제거가능하게 배치가능하여서, 각 펜듈럼 부재(138)의 스템(268)은 각 슬롯(272) 및 각 슬롯(276)을 통해 연장된다. 이어서, 각 펜듈럼 부재(138)의 근위 단부(260)는 (적어도 도 3에서 볼 때) 슬리브(112)의 플랜지(144) 위에 위치되고, 각 펜듈럼 부재(138)의 원위 단부(264)는 (적어도, 도 3에서 볼 때에) 칼럼 베이스(104)의 플랜지(126) 아래에 위치된다. 그리고, 각 펜듈럼 부재(138)의 근위 단부(260)가 각 슬롯(272)보다 크고 각 펜듈럼 부재(138)의 원위 단부(264)가 각 슬롯(276)보다 크기 때문에, 각 펜듈럼 부재(138)는 제 위치에 견고하게 유지된다. 그러나, 다른 예들에서, 각 펜듈럼 부재(138)는 대신에 슬리브(112)에 고정되게 결합될 수 있거나(그리고 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합될 수 있음), 칼럼 베이스(104)에 고정되게 결합되고 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합될 수 있다.

그렇게 구성되면, 펜듈럼 부재들(138)은 볼트를 사용할 필요 없이 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합된다. 보다 구체적으로, 펜듈럼 부재들(138)은 슬리브(112)를 칼럼 베이스(104)에 제거가능하게 결합하기 위해, 도 3에서 실선으로 도시된 자신들의 잠금 위치들과, 그 중 하나가 도 3에서 점선으로 도시된 자신들의 저장 위치들 사이에서 이동가능하다는 것이 이해될 것이다. 펜듈럼 부재들(138)이 자신들의 잠금 위치들에 있을 때, 펜듈럼 부재들(138)의 스템들(268)은 복수의 슬롯들(272) 각각, 그리고 복수의 슬롯들(276) 각각 내에 배치되고 이들을 통해 연장되고, 위에서 논의된 바와 같이, 근위 단부들(260) 및 원위 단부들(264)의 형상 및 크기는 펜듈럼 부재들(138)이 칼럼(100)의 길이방향 축(280)에 평행한 방향으로 병진하는 것을 방지한다. 이는 이어서, 슬리브(112)를 칼럼 베이스(104)에 대해 제 위치에 잠금하는 역할을 한다. 그러나, 펜듈럼 부재들(138)은, 펜듈럼 부재들(138)의 스템들(268)이 복수의 슬롯들(272) 각각, 그리고 복수의 슬롯들(276) 각각 밖으로 당겨지고 화학 처리 칼럼(100)으로부터 멀어져 이격될 때까지, 펜듈럼 부재들(138)을 길이방향 축(280)에 수직인(또는 실질적으로 수직인) 방향으로 당김으로써, 화학 처리 칼럼(100)에서 자신들의 저장 위치들로 이동될 수 있다. 이어서, 슬리브(112)(그리고 보다 일반적으로 어셈블리(108))는 칼럼 베이스(104)로부터 제거되거나 결합해제될 수 있다.

화학 처리 칼럼(100)은 또한, 도 2, 4, 및 5에 도시된 다수의 다른 구성요소들, 즉 위에서 간략하게 논의된 유압 제어기(236), 제어기(300), 및 리프팅 디바이스(304)(이는 일반적으로 화학 처리 칼럼(100) 또는 화학 처리 시스템의 일부일 수 있음)를 포함할 수 있거나, 또는 이에 연결될 수 있다. 유압 제어기(236)는 칼럼 입구(222)에 유체적으로 연결되고, 일반적으로 유압 유체의 저장소(238)뿐만 아니라 저장소(238)로부터 칼럼(100)으로의(그리고 그 반대로의) 유압 유체의 전달을 제어하도록 구성된 유압 펌프(306)를 포함한다. 제어기(300)는 화학 처리 시스템의 구성요소들로 신호들(예를 들어, 제어 신호들, 데이터)을 송신하고 이들로부터 신호들(예를 들어, 데이터)을 수신함으로써 화학 합성 공정 동안 화학 처리 칼럼(100)(그리고 보다 일반적으로 화학 처리 시스템)의 작동을 제어하기 위해 화학 처리 칼럼(100)에 통신 가능하게 결합(예를 들어, 무선으로 결합, 하나 이상의 유선 연결을 통해 결합, 또는 이들의 조합들)된다. 보다 구체적으로, 제어기(300)는 어셈블리(108)(그리고 보다 구체적으로, 피스톤(120))의 위치를 동적으로 제어하기 위해 어셈블리(108)에 작동가능하게 결합된다. 예를 들어, 제어기(300)는 매체(111)의 팽창, 수축, 또는 침강으로 인해 베드(110)에 의해 점유되는 체적의 실제(즉, 과거) 또는 예측된 변화를 보상하기 위해 피스톤(120)의 위치를 동적으로 조정하도록 구성된다. 제어기(300)는 또한, 유압 제어기(236)가 유압 유체를 필요에 따라 제1 내부 서브 챔버(192) 안팎으로 향하게 하여 피스톤(120)을 이동시키거나(예를 들어, 피스톤(120)이 베드(110)를 압축하게 함) 또는 피스톤(120)이 압력 밸런싱을 이루게 하고 공정 유체(예를 들어, 하나 이상의 용매, 시약, 세척제 등)가 합성 공정 동안 필요에 따라 화학 처리 칼럼(100) 안팎으로 흐르게 하도록 구성된다. 리프팅 디바이스(304)는 본 예에서, 어셈블리(108)를 단일 유닛으로서 칼럼 베이스(104)에 대해 이동시키기 위해 어셈블리(108)에 결합되는 호이스트의 형태를 띤다. 본 예에서, 호이스트는 플레이트(116) 및 피스톤(120)에 직접 결합되고, 이어서, (플레이트(116)에 의해 지지되는) 슬리브(112)에 간접적으로 결합된다. 그러나, 다른 예들에서, 호이스트는 상이한 방식으로 어셈블리(108)(또는 이의 일부)에 결합될 수 있다.

나아가, 화학 처리 칼럼(100)은 또한, 도 2, 4, 5, 및 6에 도시되지 않은 다수의 다른 구성요소들을 포함할 수 있거나, 또는 이들에 연결될 수 있다. 화학 처리 칼럼(100)은 화학 처리 칼럼(100)의 적절한 작동을 가능하게 하기 위해, 예를 들어, 하나 이상의 밸브(예를 들어, 흐름 제어 밸브, 스위칭 밸브), 하나 이상의 압력 조절기, 하나 이상의 추가적인 펌프(예를 들어, 칼럼(100)으로의 공정 유체(들)의 전달을 제어하도록 구성된 하나 이상의 공정 유체 펌프), 하나 이상의 열 교환기, 및/또는 다른 구성요소들을 포함할 수 있거나, 또는 이들에 연결될 수 있다. 화학 처리 칼럼(100)은 화학 처리 칼럼(100)의 적절한 작동을 보장하기 위해 예를 들어, 화학 처리 칼럼(100)에 작동가능하게 결합되고 화학 처리 칼럼(100)(그리고 보다 일반적으로 화학 처리 시스템)의 작동 중에 제어기(300)로 피드백을 제공하도록 배열되는 하나 이상의 특성 센서(예를 들어, 압력 센서, 유량계, 전도도 센서, pH 센서, UV 센서, 온도 센서, 밀도 센서, 광학 센서)를 포함하거나, 또는 이에 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 화학 처리 칼럼(100)은 또한, 2018년 4월 16일에 출원되고 "Chromatography and Synthesis Column Apparatus and Method of Assembly"라는 명칭의 미국 특허 출원 제15/954,562호에서 논의된 구성요소들 중 임의의 구성요소를 포함하거나 또는 이에 연결될 수 있으며, 이는 그 전문이 본원에 원용된다.

제어기(300)는 화학 처리 칼럼(100)에 바로 인접하여 위치될 수 있거나, 화학 처리 칼럼(100)으로부터 원격에 위치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(300)는 프로세서(308), 메모리(312), 합성 데이터베이스(316), 및 컴퓨팅 로직(320)을 포함한다. 여기서 도시되지 않더라도, 이들 구성요소들은 알려진 방식으로 배열되지만, 임의의 방식으로 배열될 수 있다.

프로세서(308)는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서, ASIC, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 그래픽 처리 유닛, 아날로그 회로, 디지털 회로, 또는 임의의 다른 알진 또는 나중에 개발될 프로세서일 수 있다. 프로세서(308)는 메모리(312)에서의 명령어들에 따라 작동한다. 메모리(312)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 메모리(312)는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 전자 소거가능 프로그램 판독 전용 메모리(EEPROM), 또는 다른 유형의 메모리 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리(312)는 광학, 자기(하드 드라이브), 또는 임의의 다른 형태의 데이터 저장 디바이스를 포함할 수 있다.

합성 데이터베이스(316)는 메모리(312) 상에 저장되고, 화학 처리 칼럼(100)(그리고 보다 일반적으로는 화학 처리 시스템) 및 화학 처리 칼럼(100)을 사용하여 수행될 화학 합성 공정(들)에 관한 데이터를 저장한다. 보다 구체적으로, 합성 데이터베이스(316)는 일반적으로, (i) 화학 처리 칼럼(100)에 채용되는 매체(111), (ii) 사용되는 공정 유체(들)의 유형(들), 및 사용되는 공정 유체의 유형에 기초한 매체(111)에 대한 미리 결정된 전형적인 또는 예상되는 팽창, 수축, 및 침강 속도(예를 들어, 톨루엔으로부터 아세토니트릴로의 전환은 매체(111)가 수축되게 할 것임)를 포함하는, 화학 합성 공정(들) 동안 사용될 공정 유체(들), (iii) 화학 합성 공정(들) 동안 사용될 유압 유체(들), (iv) 화학 합성 공정(들) 동안 공정 유체가 사용될 그리고/또는 매체(111)가 전형적으로 팽창, 축소, 또는 침강되는(또는 그렇게 할 것으로 예상되는) 미리 결정된 전형적인 또는 예상되는 시간을 포함하는, 화학 합성 공정(들)에 대한 타이밍 정보에 관한 데이터를 저장한다. 일부 예들에서, 합성 데이터베이스(316)에 저장된 데이터는 화학 처리 칼럼(100) 또는 다른 화학 처리 칼럼들을 사용하여 수행된 이전의 화학 합성 공정들로부터 생성된다.

로직(320)은 메모리(312) 상에 저장된 컴퓨터 판독가능 명령어들로서 구현되는, 하나 이상의 루틴 및/또는 하나 이상의 서브 루틴을 포함한다. 프로세서(308)는 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 프로세서(308)로 하여금 화학 처리 칼럼(100)(그리고 일반적으로 화학 처리 시스템)의 작동(예를 들어, 제어, 조정) 및/또는 유지에 관련된 동작들을 수행하게 하도록 로직(320)을 실행할 수 있다.

마지막으로, 화학 처리 칼럼(100)의 상술한 구성요소들은 하나 이상의 상이한 물질로 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일례에서, 칼럼 베이스(104) 및 어셈블리(108)는 하나 이상의 금속 물질(예를 들어, 스테인리스 스틸)로 만들어질 수 있는 한편, 도관(228) 및 도관(232)(및 구성요소들을 연결하기 위해 사용되는 임의의 다른 도관)은 (감마 방사선을 견딜 수 있는) 감마 안정 플라스틱과 같은 플라스틱 물질 또는 폴리머 물질 또는 막 물질과 같은 일회용 또는 사용 후 버리게 되어 있는 물질로 만들어질 수 있다.

이제 도 2, 4, 5, 및 6은 화학 처리 칼럼(100)의 작동을 논의하기 위해 사용될 것이다. 정상 작동 시, 즉 화학 처리 칼럼(100)이 화학 합성(또는 다른) 공정을 수행하기 위해 사용될 때, 공정 유체(예를 들어, 1종 이상의 용매, 1종 이상의 시약, 세척제 등)는 하나 이상의 공정 유체 공급원(도시되지 않음)으로부터 그리고 피스톤 입구(250)를 통해 칼럼(100) 내로 전달된다. 그 다음, 각 공정 유체는 (유체 통로(258)를 거쳐) 피스톤(120)을 통해 그리고 (피스톤 출구(254)를 통해) 제2 내부 서브 챔버(196) 내로 흐른다. 그 다음, 그 공정 유체는 칼럼 배출구(226)를 거쳐 화학 공정 칼럼(100) 밖으로 흐르기 전에, 제2 내부 서브 챔버(196)를 통해, 그리고 보다 구체적으로는 매체(111) 사이에 형성된 공극들을 통해 흐른다. 동일한 공정 유체 및/또는 상이한 공정 유체(들)가 화학 합성 공정을 수행하기 위해 필요에 따라 임의의 횟수로 칼럼(100) 내로, 이를 통해, 그리고 외부로 흐를 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 공정 유체는 칼럼(100)을 통해 반대 방향으로 흐를 수 있다는 것이 이해될 것이다.

이러한 방식으로 공정 유체가 화학 처리 칼럼(100)을 통해 흐를 때, 공정 유체는 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204) 상에 흐름 압력을 가한다. 베드(110)는 또한, 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204) 상에 베드 압력을 가한다. 이에 따라, 흐름 압력 및 베드 압력은 피스톤 헤드(184)를 상향으로(적어도 도 2, 4, 및 5에서 볼 때), 플레이트(116)를 향해, 그리고 칼럼 베이스(104)의 저부(128)로부터 멀어지게 가압한다. 다른 한편으로, 제1 내부 서브 챔버(192)에서의 유압 유체는 피스톤 헤드(184)의 제1 측(200) 상에 유체 압력을 가함으로써, 피스톤 헤드(184)를 하향으로(적어도 도 2, 4, 및 5에서 볼 때), 칼럼 베이스(104)의 저부(128)를 향해 가압하려고 시도한다. 달리 말하면, 유체 압력은 흐름 압력 및 베드 압력에 대항하고, 유체 압력이 흐름 압력 및 베드 압력과 동일하거나 실질적으로 동일할 때, 피스톤(120)은 화학 합성 공정 동안 제 위치에서 압력 밸런싱된다. 그러나, 일부 예들에서, 피스톤(120)은 압력 밸런싱될 필요가 없다는 것이 이해될 것이다.

위에서 논의된 바와 같이, 정상 작동 시, 베드(110)에 의해 점유되는 체적은 보통 베드(110)에서의 매체(111)의 침강, 수축, 또는 팽창으로 인해 변동한다. 제어기(300)는 합성 데이터베이스(316)로부터 획득되는 데이터 및/또는 화학 처리 칼럼(100)에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 센서(예를 들어, 압력 센서)로부터 획득되는 데이터를 사용하여 베드(110)에 의해 점유되는 체적의 변동을 검출하거나 예측하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(300)는 (합성 데이터베이스(316)에에 이와 연관된 전형적인 또는 예상되는 팽창, 수축, 또는 침강 속도를 가질 수 있는) 화학 처리 칼럼(100)을 통해 흐르는 공정 유체의 유형에 기초하여 그리고/또는 화학 합성 공정 동안 현재 시점에 기초하여 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 증가할 것으로 예측하도록 구성된다. 다른 예로서, 제어기(300)는 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 화학 처리 칼럼(100)에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 압력 센서로부터 획득되는 데이터에 기초하여 증가하였음을 검출하도록 구성된다.

제어기(300)는 어셈블리(108)(예를 들어, 피스톤(120))의 위치, 제1 내부 서브 챔버(192)에서의 유압 유체의 양, 하나 또는 다른 파라미터, 또는 이들의 조합들을 동적으로 조정함으로써 베드(110)에 의해 점유되는 체적의 크지 않은 변동을 보상하도록 구성된다. 그러나, 또한 위에서 논의된 바와 같이, 어느 지점에서, 베드(110)에 의해 점유되는 체적은 예를 들어, 매체(111)가 피스톤(120)을 막히게 하는 지점까지 팽창함으로써, 피스톤(120)의 적절한 작동을 방해하고 공정 유체가 (유체 통로(258)를 거쳐) 피스톤(120)을 통해 흐르는 것을 방지할수 있다, 즉 플러그 흐름을 방지할 수 있다. 반대로, 어느 지점에서, 베드(110)에 의해 점유되는 체적은 베드(110)와 피스톤(120) 사이에 너무 많은 공간이 있는 지점까지 감소할 수 있으며, 이는 또한 적절한 플러그 흐름을 방해한다. 더욱이, 어느 지점에서, 베드(110)를 재충진 또는 교체할 필요가 있을 수 있다.

예를 들어, 베드(110)가 피스톤(120)에 근접하거나 이와 접촉하도록 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 (팽창으로 인해) 증가되었거나 증가할 것이라고 제어기(300)가 결정할 때, 제어기(300)는베드(110)가 피스톤(120)을 막는 것을 방지하기 위해 어셈블리(108)를 조정하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제어기(300)는 베드(110)에 의해 점유되는 증가된 체적을 보상하고 매체(111)가 피스톤(120)을 막는 것을 방지하기 위해, 어셈블리(108)가 도 2에 도시된 제1의 정상 작동 위치로부터, 도 4에 예가 도시된 제2의 조정된 작동 위치로 이동하게 한다. 도 2는 어셈블리(108)가 제1 위치에 있을 때, 슬리브(112)가 칼럼 베이스(104)에 결합되고, 피스톤(120)이 칼럼 베이스(104)의 저부(128)로부터 제1 거리(D1)에서 내부 챔버(136)에 전체적으로 배치되는 것을 도시한다. 도 4는 어셈블리(108)가 제2 위치에 있을 때, 슬리브(112)가 여전히 칼럼 베이스(104)에 결합되고, 피스톤(120)이 내부 챔버(136)에 전체적으로 배치되지만, 피스톤(120)은 칼럼 베이스(104)의 저부(128)로부터 제2 거리(D2)에 배치되며, 제2 거리(D2)는 (베드(110)에 의해 점유되는 증가된 체적을 수용하기 위해) 제1 거리(D1)보다 크다는 것을 도시한다. 어셈블리(108)의 제2 위치, 그리고 이어서 제2 거리(D2)는 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 증가하거나 증가할 정도에 따라, 도 4에 도시된 것과 다를 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 또한, 어셈블리(108)는 베드(110)의 추가적인 팽창을 보상하기 위해 도 4에 도시된 제2 위치로부터 임의의 수의 상이한 위치로 추가로 동적으로 이동가능하다는 것이 이해될 것이다.

다른 한편으로, 베드(110)가 피스톤(120)으로부터 원하는 것보다 더 멀리 있도록 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 (수축으로 인해) 감소했거나 감소할 것이라고 제어기(300)가 결정할 때, 제어기(300)는 칼럼(100)을 통한 적절한 플러그 흐름을 유지하기 위해 어셈블리(108)를 조정하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제어기(300)는 베드(110)에 의해 점유되는 감소된 체적을 보상하기 위해, 어셈블리(108)가 도 2에 도시된 제1의 정상 작동 위치로부터, 도 5에 예가 도시된 제3의 조정된 작동 위치로 이동하게 한다. 도 5는 어셈블리(108)가 제3 위치에 있을 때, 슬리브(112)가 여전히 칼럼 베이스(104)에 결합되고, 피스톤(120)이 내부 챔버(136)에 전체적으로 배치되지만, 피스톤(120)은 칼럼 베이스(104)의 저부(128)로부터 제3 거리(D3)에 배치되며, 제3 거리(D3)는 (베드(110)에 의해 점유되는 감소된 체적을 조정하기 위해) 제2 거리(D2)와 제1 거리(D1) 양자보다 작다는 것을 도시한다. 어셈블리(108)의 제3 위치, 그리고 이어서 제3 거리(D3)는 베드(110)에 의해 점유되는 체적이 증가하거나 감소할 정도에 따라, 도 5에 도시된 것과 다를 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 또한, 어셈블리(108)는 베드(110)의 추가적인 수축을 보상하기 위해 도 5에 도시된 제3 위치로부터 임의의 수의 상이한 위치로 추가로 동적으로 이동가능하다는 것이 이해될 것이다.

더욱이, 제어기(300) 또는 화학 처리 칼럼(100)의 조작자가 매체(111)의 베드(110)가 제거되고 재충진 또는 교체될 필요가 있고/있거나 피스톤(120)에 대해 유지보수가 수행될 필요가 있다고 (예를 들어, 화학 처리 칼럼(100)을 통해 흐른 공정 유체의 수에 기초하여) 결정할 때, 어셈블리(108)는 단일 유닛으로서, 칼럼 베이스(104)에 대해 이동가능하다. 바람직하게, 어셈블리(108)는 그렇게 이동가능하고, 매체(111)의 베드(110)는 제거되고 재충진 또는 교체될 수 있고/있거나 피스톤(120)의 이동 또는 압력 밸런싱을 돕기 위해 사용되는 유압 유체 챔버(192)에서의 유압 유체 중 어떠한 것도 손실하지 않고 피스톤(120)에 대해 유지보수가 수행될 수 있다. 먼저, 매체(111)의 베드(110)가 제거되고 재충진 또는 교체될 필요가 있다는 결정 및/또는 피스톤(120)에 대해 유지보수가 수행될 필요가 있다는 결정에 응답하여, 슬리브(112)는 펜듈럼 부재들(138)을 자신들의 잠금 위치들(도 3에서 실선으로 도시됨)로부터 자신들의 저장 위치들(도 3에서 점선으로 도시됨)로 이동시킴으로써 칼럼 베이스(104)로부터 결합해제될 수 있다. 펜듈럼 부재들(138)의 잠금 위치들로부터 저장 위치들로의 이동은 제어기(300)에 의해 야기될 수 있거나, (예를 들어, 칼럼(100)의 조작자에 의해) 수동으로 수행될 수 있다. 어느 경우든, 제어기(300)는 이어서, 리프팅 디바이스(300)로 하여금, 플레이트(112) 및 피스톤(120)을 상향으로(적어도 도 2, 4, 5, 및 6에서 볼 때), 칼럼 베이스(104)로부터 멀어지게 그리고 기재 베드(110)로부터 멀어지게, 그리고 최종적으로 칼럼 베이스(104)에서 상승시킴으로써, 어셈블리(108)를 제4 위치로 이동하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제3 위치에서, 슬리브(112), 플레이트(116), 및 피스톤(120)은 모두 칼럼 베이스(104)로부터 제거되고 칼럼 베이스(104)의 외부에 전체적으로 배치됨으로써, 피스톤 헤드(184)의 제2 측(204)과 내부 챔버(136)(그리고 이어서 베드(110)) 양자를 노출시킨다. 어셈블리(108)는 일단 베드(110)가 재충진 또는 교체되면 유사한 방식으로 칼럼 베이스(104)에 재결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

마지막으로, 그리고 중요하게는, 제1 내부 서브 챔버(192)(즉, 유압 유체 챔버)에 함유된 임의의 유압 유체는 어셈블리(108)가 도 2에 도시된 제1 위치, 도 4에 도시된 제2 위치, 도 5에 도시된 제3 위치, 도 6에 도시된 제4 위치, 및 임의의 다른 위치들에 있을 때뿐만 아니라, 이들 위치들 중 임의의 위치들 사이에서의 어셈블리(108)의 이동 동안, 내부에 시일링식으로 유지된다. 이에 따라, 피스톤(120)은 동적으로 조정될 수 있고, 베드(110)는 그렇지 않으면 손실될 유압 유체 중 어떠한 것도 손실하지 않고 제거되고 재패킹 또는 교체될 수 있다.

본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 상술한 실시예들에 대해 매우 다양한 수정들, 변경들, 및 조합들이 이루어질 수 있고, 이러한 수정들, 변경들, 및 조합들은 본 발명의 개념의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다는 것을 인식할 것이다.

Claims

동적으로 조정가능한 처리 칼럼(processing column)으로서,
매체의 베드를 함유하도록 구성된 칼럼 베이스; 및
상기 칼럼 베이스에서 플러그 흐름(plug flow)을 유지시키기 위한 어셈블리를 포함하며, 상기 어셈블리는:
상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합된 슬리브;
상기 슬리브에 결합된 플레이트; 및
상기 슬리브 내에 적어도 부분적으로 배치된 피스톤을 포함하되;
상기 어셈블리는 상기 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 상기 칼럼 베이스에서 상기 매체의 베드에 대한 상기 피스톤의 위치를 조정하도록 상기 칼럼 베이스에 대해 동적으로 조정가능한 것인, 처리 칼럼.
제1항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 로드, 및 상기 피스톤 로드에 결합된 피스톤 헤드를 포함하며, 상기 피스톤 로드는 상기 플레이트에 형성된 중앙 개구를 통해 연장되되, 상기 피스톤 헤드는 상기 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 상기 매체의 베드에 대해 조정가능한 것인, 처리 칼럼.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 펜듈럼 부재들을 통해 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합되는 것인, 처리 칼럼.
제3항에 있어서, 상기 복수의 펜듈럼 부재들 각각은 상기 슬리브에 결합된 근위 단부, 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합된 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에서 연장되는 스템을 포함하는 것인, 처리 칼럼.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어셈블리는 상기 플레이트, 상기 슬리브, 및 상기 피스톤 사이에서 규정되는 유압 유체 챔버를 더 포함하며, 상기 유압 유체 챔버는 내부에 유압 유체를 보유하도록 구성된 것인, 처리 칼럼.
제5항에 있어서, 상기 유압 유체 챔버는 상기 어셈블리가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 양자에 있을 때 그리고 상기 어셈블리가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 내부에 유압 유체를 보유하도록 구성된 것인, 처리 칼럼.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼럼 베이스에서의 미립자 물질의 기재 베드에 대한 상기 피스톤의 위치를 동적으로 조정하기 위해 상기 어셈블리를 이동시키도록 상기 플레이트에 작동가능하게 결합된 제어기를 더 포함하는, 처리 칼럼.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어셈블리는 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 제1 거리에 위치되는 제1 위치와, 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 제2 거리에 위치되는 제2 위치 사이에서 이동가능하며, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치와 상이한 것인, 처리 칼럼.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어셈블리는 상기 슬리브가 상기 칼럼 베이스에 결합되고 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스에 적어도 부분적으로 배치되는 제1 위치와, 상기 슬리브가 상기 칼럼 베이스로부터 결합해제되고 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스의 외부에 배치되는 제2 위치 사이에서 이동가능한 것인, 처리 칼럼.
동적으로 조정가능한 처리 칼럼으로서,
매체의 베드를 함유하도록 구성된 칼럼 베이스;
상기 칼럼 베이스에서 플러그 흐름을 유지시키기 위한 어셈블리를 포함하며, 상기 어셈블리는:
상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합된 슬리브;
상기 슬리브에 결합된 플레이트; 및
상기 슬리브 내에 적어도 부분적으로 배치된 피스톤을 포함하되,
상기 어셈블리는 상기 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해, 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 제1 거리에 위치되는 제1 위치와, 상기 피스톤이 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 상기 제1 거리와 상이한 제2 거리에 위치되는 제2 위치 사이에서 상기 칼럼 베이스에 대해 동적으로 조정가능하고,
상기 어셈블리는 상기 플레이트, 상기 슬리브, 및 상기 피스톤 사이에서 규정되는 유압 유체 챔버를 더 포함하며, 상기 유압 유체 챔버는 상기 어셈블리가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 양자에 있을 때 그리고 상기 어셈블리가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 사이에서 이동할 때 내부에 유압 유체를 보유하도록 구성된 것인, 처리 칼럼.
제10항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 펜듈럼 부재들을 통해 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합되는 것인, 처리 칼럼.
제11항에 있어서, 상기 복수의 펜듈럼 부재들 각각은 상기 슬리브에 결합된 근위 단부, 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합된 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에서 연장되는 스템을 포함하는 것인, 처리 칼럼.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 로드, 및 상기 피스톤 로드에 결합된 피스톤 헤드를 포함하며, 상기 피스톤 로드는 상기 플레이트에 형성된 중앙 개구를 통해 연장되되, 상기 피스톤 헤드는 상기 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 상기 매체의 베드에 대해 조정가능한 것인, 처리 칼럼.
제13항에 있어서, 상기 어셈블리가 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 슬리브가 상기 칼럼 베이스에 결합되고, 상기 피스톤 헤드는 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 상기 제1 거리에서 상기 칼럼 베이스에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 어셈블리가 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 플레이트가 상기 칼럼 베이스에 결합되고, 상기 피스톤 헤드는 상기 칼럼 베이스의 저부로부터 상기 제2 거리에서 상기 칼럼 베이스에 적어도 부분적으로 배치되며, 상기 어셈블리는 상기 슬리브가 상기 칼럼 베이스로부터 결합해제되고 상기 피스톤 헤드가 상기 칼럼 베이스의 외부에 배치되는 제3 위치로 상기 칼럼 베이스에 대해 이동가능한 것인, 처리 칼럼.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어셈블리를 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 이동시키도록 상기 플레이트에 작동가능하게 결합된 제어기를 더 포함하는, 처리 칼럼.
동적으로 조정가능한 처리 칼럼에서 플러그 흐름을 유지시키기 위한 어셈블리로서,
상기 동적으로 조정가능한 처리 칼럼의 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합되도록 구성된 슬리브;
상기 슬리브에 결합된 플레이트;
상기 슬리브 내에 적어도 부분적으로 배치된 피스톤을 포함하되,
상기 어셈블리는 상기 칼럼 베이스에서 매체의 베드에 의해 점유되는 체적의 변화를 보상하기 위해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 동적으로 조정가능한 것인, 어셈블리.
제16항에 있어서, 상기 플레이트, 상기 슬리브, 및 상기 피스톤 사이에서 규정되는 유압 유체 챔버를 더 포함하며, 상기 유압 유체 챔버는 상기 어셈블리가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 양자에 있을 때 그리고 상기 어셈블리가 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 사이에서 이동할 때 내부에 유압 유체를 보유하도록 구성된 것인, 어셈블리.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 로드, 및 상기 피스톤 로드에 결합된 피스톤 헤드를 포함하며, 상기 피스톤 로드는 상기 슬리브에 형성된 중앙 개구를 통해 연장되는 것인, 어셈블리.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브를 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합하도록 구성된 복수의 펜듈럼 부재들을 더 포함하는, 어셈블리.
제19항에 있어서, 상기 복수의 펜듈럼 부재들 각각은 상기 슬리브에 결합되도록 구성된 근위 단부, 상기 칼럼 베이스에 제거가능하게 결합되도록 구성된 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에서 연장되는 스템을 포함하는 것인, 어셈블리.