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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Ventile vom Umleit-Typ und befasst
sich im Spezielleren mit einer Umleitventilanordnung, die zur Verwendung
in der Flüssigchromatographie
ausgebildet ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Nur
etwa 15% der bekannten Verbindungen eignen sich aufgrund von unzulänglicher
Flüchtigkeit oder
Wärmeinstabilität für die Analyse
anhand der Gaschromatographie. Die Flüssigkeitssäulen-Chromatographie dagegen
hat diese Einschränkungen nicht.
Das Austauschen oder die Kombination von Lösungsmitteln kann zu speziellen
Selektivitätseffekten
führen,
die nicht vorhanden sind, wenn es sich bei der mobilen Phase um
ein Gas handelt. Ionenverbindungen, labile natürlich auftretende Verbindungen, polymere
und polyfunktionale Verbindungen mit hohem Molekulargewicht werden
zweckdienlicher Weise anhand der Flüssigchromatographie analysiert. Während die
Flüssigkeitsströmung in
der traditionellen Flüssigchromatographie
durch Schwerkraft erzielt wurde, verwendet die moderne Flüssigkeitssäulen-Chromatographie
Hochdruckpumpen mit relativ kurzen engbohrigen Säulen, die kleine Packungspartikel
enthalten.
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Einer
der wichtigsten Teile in einem Flüssigchromatographie-Aufbau
ist das Lösungsmittel-Zuführsystem.
Ein solches System muss in der Lage sein, ein Lösungsmittel (oder eine Mischung
aus verschiedenen Lösungsmitteln) über einen
relativ breiten Strömungsbereich
exakt zuzuführen.
Probenventile sind wesentliche Komponenten dieses Lösungsmittel-Zuführsystems,
da sie ein reproduzierbares Einbringen der Probe in die Säule ohne
nennenswerte Unterbrechung der Strömung zulassen. Probenventile
werden auch verwendet, um die Chromatographie-Säule mit den Prozessrohren zu
verbinden und von diesen zu trennen (z. B. für Spülzwecke).
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Ein
exemplarischer Flüssigchromatographie-Ventilaufbau
des Standes der Technik ist schematisch in den 1A bis 1D dargestellt. 1A zeigt eine Ventilanordnung 10,
die Ventile 12a, 12b, 14a, 14b, 16a und 16b aufweist.
Flüssigkeit
tritt in das System von der Eintritts-Prozessrohrleitung 20 ein
und kann durch die Ventilanordnung 10 hindurchgeleitet
werden, indem die vorstehend genannten Ventile in der im Folgenden
noch erläuterten
Weise gesteuert werden. Das System gibt dem Benutzer die Flexibilität, das Produktfluid
durch eine Chromatographie-Säule
(nicht gezeigt) in Vorwärtsrichtung (1B) oder in Rückwärtsrichtung
(1C) strömen zu lassen,
oder das Produktfluid kann zum vollständigen Umgehen der Säule veranlasst
werden (1D). Die Flüssigkeit
verlässt
die Ventilanordnung durch die Austritts-Prozessrohrleitung 22.
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Fluid
kann die in 1 dargestellte
Ventilanordnung 10 des Standes der Technik in einer beliebigen
der drei Richtungen durchströmen,
die in den 1B bis 1D dargestellt sind. Der
Fluidstrom ist in diesen Figuren durch Pfeile 25 angedeutet.
In 1B, die den Vorwärts-Produktstrom
durch die Säule
darstellt, ist das Ventil 14a geöffnet, so dass Fluid von der
Prozessrohrleitung in die Ventilanordnung 10 strömen kann.
Das Ventil 16a ist ebenfalls geöffnet, so dass das Fluid in
die Chromatographie-Säule
strömen
kann (nicht gezeigt). Das Fluid kehrt unter Durchlaufung des Ventils 16b von
der Chromatographie-Säule zurück und tritt
wieder in die Ventilanordnung ein. Das Fluid verlässt die
Ventilanordnung unter Durchlaufung des Ventils 14b auf
seinem Weg zurück
zu der Prozessrohrleitung. Die Ventile 12a und 12b bleiben
während
dieses Vorgangs geschlossen. Bei dem umgekehrten Prozesstrom, wie
er in 1C dargestellt
ist, kann aus der Prozessrohrleitung in die Ventilanordnung 10 eintretendes
Fluid durch die Ventile 12a und 16b in die Säule fließen, durch
das Ventil 16a von der Säule zurückkehren und die Ventilanordnung
unter Durchlaufung des Ventil 12b wieder zurück durch
die Prozessrohrleitung verlassen. Während dieses Vorgangs bleiben die
Ventile 14a und 14b geschlossen. Die Säule kann bei
dem in 1D dargestellten
Prozesstrom insgesamt umgangen werden, wobei die aus der Prozessrohrleitung
in die Ventilanordnung eintretende Flüs sigkeit auf geöffnete Ventile 12a, 14a, 12b und 14b trifft
und die Ventilanordnung verlässt,
ohne in die Chromatographie-Säule
einzutreten, die durch das Schließen der Ventile 16a und 16b unzugänglich bleibt.
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Flüssigchromatographie-Anordnungen
des Standes der Technik, wie die vorstehend beschriebene, werden
typischerweise unter Verwendung entweder von sechs unabhängigen Ventilen
oder von zwei Zweiweg-Umleitventilen mit zwei unabhängigen Ventilen
hergestellt, die entweder durch sanitäre Drei-Klammereinrichtungen verbunden sind
oder mit T-Passstücken
verschweißt
sind. Das bei diesen Systemen auftretende Problem, das insbesondere bei
solchen Systemen vorherrscht, die die T-Passstücke verwenden, ist das Vorhandensein
von Sackgassen. Bei solchen Sackgassen handelt es sich um Bereiche
der Flüssigkeit,
die in der Ventilanordnung einschlossen werden, wenn der Flüssigkeitsstrom
in einem bestimmten Zweig des Systems gestoppt wird. In Sackgassen
kann das Fluid stagnieren, wodurch sich Verunreinigungen ansammeln
oder Mikroorganismen wachsen. Dies stellt ein ernsthaftes Problem in
der Flüssigchromatographie
dar, in der solche Verunreinigungen die Resultate einer bestimmten
Analyse nachteilig beeinflussen können. Es besteht daher ganz
klar ein Bedarf für
eine Ventilanordnung vom Umleit-Typ, bei der alle Strömungsabteile
gemeinsam genutzt und vollständig
gespült
werden, wenn ein Durchströmventil
geöffnet
wird.
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Umleitventile
sind nicht besonders neu, und im Stand der Technik gibt es auch
viele Beispiele von verschiedenen Arten dieser Ventile. Ein Beispiel
eines solchen Ventils ist beschrieben in dem US-Patent Nr. 5 273
075 von R. A. Skaer, mit dem Titel "Umleitventil". Das in diesem Patent beschriebene
Ventil weist ein Ventil vom Membran-Typ mit einer einzelnen Einlassöffnung und
zwei Auslassöffnungen
auf und ist derart aufgebaut, dass der Strom von Fluiden von der
Einlassöffnung
zu der einen oder der anderen Auslassöffnung geleitet werden kann.
Das Ventil arbeitet durch Schließen einer Membran gegen einen Rand
oder ein Wehr einer Trennwand an dem Ventilgehäuse, wodurch ein Fluidstrom
zu der einen Öffnung
unterbunden wird, während
ein Strom der anderen Öffnung
zugelassen wird. Dieses spezielle Umleitventil ist zur Verwendung
bei Systemen ausgebildet, die nur eine einzige Einlassöffnung und
nicht mehr als zwei Auslassöffnungen
benötigen,
und aus diesem Grund würde
ein solches Ventilsystem nicht den komplizierten Installationseinrichtungen
Rechnung tragen, die zum Betreiben eines Flüssigchromatographiesystems
notwendig sind. Ferner benötigt die
vorstehend beschriebene Ventilanordnung Spezialkomponenten, einschließlich eines
speziellen Gehäuses,
das an sich Gegenstand eines US-Patentes ist (US-Patent Nr. 5 427
150 von Skaer et al. mit dem Titel "Gehäuse
für ein
Umleitventil").
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Das
Problem bei den meisten Umleitventilanordnungen des Standes der
Technik dreht sich um die Tatsache, dass diese nicht aus einem einzelnen Materialblock
hergestellt werden. Diese Ventilanordnungen sind daher in der Herstellung
relativ teuer und im Allgemeinen vor Ort schwer zu reinigen, und zwar
aufgrund der Sackgassen, die bei Verwendung von T-Passstücken in
diesen vorhanden sind. Wenn diese Ventile vollständig zusammengebaut sind, nehmen
sie außerdem
auch ein großes
Platzvolumen ein und benötigen
daher ein größeres Installationsvolumen.
Da das Ziel der meisten biotechnologischen und pharmazeutischen
Unternehmen in der Minimierung von Sackgassen sowie in der möglichst
kompakten Ausbildung von Prozessrohrleitungen und Ventilanordnungen
besteht, gibt es einen dringenden Bedarf für einen neue Ventilanordnung,
mit der sich diese Schwierigkeiten abschwächen lassen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines
kompakten, als Einheit ausgebildeten Ventilsystems vom Umleit-Typ
zur Verwendung in der Flüssigchromatographie,
bei dem Sackgassen zwischen den Ventilen eliminiert sind und der
für das
System erforderliche Installationsraum auf ein Minimum reduziert
ist.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Es
wird eine als Einheit ausgebildete Umleitventilanordnung zur Verwendung
in der Flüssigchromatographie
geschaffen. Die Ventilanordnung ist derart konfiguriert, dass der
von einer Einlassöffnung kommende
Fluidstrom durch den Ventilkörper
geleitet wird, wo er dann in umkehrbarer Weise in eine Chromatographie-Säule hinein
und aus dieser heraus geleitet werden kann. Bei der Rückkehr aus
der Säule
tritt das Fluid wieder in die Ventilanordnung ein, wo es zu einer
Auslassöffnung
geleitet wird, um das System zu verlassen. Die Ventilanordnung kann auch
derart konfiguriert sein, dass die Säule insgesamt umgangen wird.
Das gleichmäßige und
kurvige Netzwerk von Passagen in dem Ventilkörper in Kombination mit der
Platzierung und Arbeitsweise der Umleitventile gemäß Anspruch
1 sorgt im wesentlichen für
eine Eliminierung von Sackgassen aus dem System.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Für ein ausführliches
Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird nun auf die nachfolgende ausführliche
Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen Bezug genommen;
darin zeigen:
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1A bis 1D schematische Darstellungen einer Chromatographie-Ventilanordnung
des Standes der Technik unter Veranschaulichung von möglichen
Produktströmungsrichtungen;
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2 eine Perspektivansicht
der erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
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3A eine Draufsicht auf die
Ventilanordnung der vorliegenden Erfindung ohne die Handkappen;
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3B eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang
der Linie 3B-3B der 3A;
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3C eine vergrößerte Seitenaufrissansicht
der erfindungsgemäßen Ventilanordnung
ohne die Handkappen;
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3D eine vergrößerte Seitenaufrissansicht
der erfindungsgemäßen Ventilanordnung,
die gegenüber
der in 3C dargestellten
Ansicht um ca. 45° verdreht
ist; und
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4A bis 4C schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung
unter Veranschaulichung von möglichen
Produktströmungsrichtungen.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist
eine Perspektivansicht der Chromatographie-Ventilanordnung 30 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Die Ventilanordnung 30 weist einen
als Einheit ausgebildeten Ventilkörper 32 auf, der aus
Eisen, Bronze, nicht-rostendem Stahl oder Aluminium gegossen oder
spanend gearbeitet sein kann oder der aus einem geeigneten Kunststoffmaterial
oder Kunststoffverbundmaterial geformt sein kann. Der äußere Körper 32 ist
im Allgemeinen der einer achteckigen Pyramide, die eine achteckige
Basis 34, eine quadratische obere Fläche 36 sowie eine
Kombination aus dreieckigen Seitenflächen 35 und verzerrten
sechseckigen Seitenflächen 48 aufweist.
Die obere, quadratische Fläche 36 ist
planar, und auf dieser ist die erste von fünf Handkappenanordnungen 38, 39, 40, 41, 42 zum
manuellen Steuern des Betriebs der darunter liegenden Ventile angebracht.
Die Arbeitsweise von Handkappen in Umleitventilanordnungen ist den Fachleuten
allgemein bekannt und wird z. B. in dem vorstehend genannten US-Patent
Nr. 5 273 075 erläutert,
dessen Beschreibung durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden
Anmeldung gemacht wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass Handkappenanordnungen
zwar dargestellt sind, jedoch auch andere Einrichtungen, wie pneumatische
oder elektrische Betätiger,
an dem äußeren Ventilkörper angebracht
sein können,
um die Ventile zu steuern, so dass auf diese Weise die Notwendigkeit
der Handkappen eliminiert wird. Wie zu sehen ist, sind die Handkappen
an dem Ventilkörper über Platten 44 angebracht,
wobei jede Platte vier geeignete Schraubbefestigungseinrichtungen 46 aufweist.
Von jedem Rand der oberen quadratischen Fläche 36 des Ventilkörpers 32 erstreckt
sich eine verzerrte sechseckige Seitenfläche 48 nach unten
und nach außen,
wobei jede Seitenfläche
planar ist und eine darauf angebrachte Handkappe aufweist. Diese
Seitenflächen sind
in einem Winkel von ca. 30° in
Bezug auf die achteckige Basis des Ventilkörpers angeordnet. Der Grund
für diese
spezielle winkelige Anordnung der zusätzlichen vier Kappenanordnungen 39, 40, 41, 42 hat
mit Über legungen
hinsichtlich der Ventilentleerung zu tun, wie dies ebenfalls im
Folgenden noch ausführlicher
erläutert
wird.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 2 befinden
sich Einlass-/Auslassöffnungen 50, 52, 54, 56 in den
dreieckigen Seitenflächen 35 des
Ventilkörpers 32,
wobei jede Öffnung
zwischen zwei Handkappenanordnungen vorgesehen ist. Die dreieckigen
Flächen 35 erstrecken
sich von der achteckigen Basis des Ventilkörpers senkrecht nach oben,
und jede dreieckige Fläche
befindet sich in einem Abstand von ca. 90° von einer anderen solchen Fläche. Die Öffnungen
können
mit Gewinde oder mit Flansch versehen sein oder zum Verschweißen glatt
belassen sein, wobei dies von der erwünschten Kopplung mit der Prozessrohrleitung
abhängig
ist.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf 3A ist eine
Draufsicht auf die Ventilanordnung ohne die Handkappen gezeigt,
und zwar zusammen mit einer fragmentarischen Schnittdarstellung
des darunter liegenden Kanalnetzwerkes, das in unterbrochenen Linien
gezeichnet ist. Wie in dieser Figur zu sehen ist, sind die Öffnungen 50, 52, 54 und 56 in
Winkeln von ca. 90° relativ
zueinander an gegenüberliegenden Enden
des achteckigen Basisbereichs der Ventilanordnung angeordnet. Jede Öffnung mündet in
eine Kammer in der Ventilanordnung 30, wobei die Öffnung 50 in
die Kammer 60 mündet,
die Öffnung 52 in die
Kammer 62 mündet,
die Öffnung 54 in
die Kammer 64 mündet
und die Öffnung 56 in
die Kammer 66 mündet.
In eine beliebige dieser Öffnungen
eintretendes Fluid trifft auf eine Kammer und auf Kanäle, die zumindestens
zwei Umleitventilen führen.
In die Öffnung 52 eintretendes
Fluid z. B. trifft auf die Kammer 62 sowie auf Kanäle, die
zu den Umleitventilen 70 und 72 führen. In
die Öffnung 50 eintretendes
Fluid z. B. trifft auf die Kammer 60 und die Kanäle, die
zu den Umleitventilen 70, 76 und 78 führen. Das
glatte und kurvige Netzwerk von Passagen, die durch die Ventilanordnung
hindurchführen,
verbindet die Öffnungen mit
den Kammern und den Ventilen in einer derartigen Weise, dass sich
die Ventilanordnung vollständig entleeren
lässt,
wie dies später
noch erläutert
wird. Die Strömung
des Fluids wird durch die Umleitventile 70, 72, 74, 76, 78 gesteuert
und kann derart eingestellt werden, dass spezielle Strömungsrichtungen möglich sind,
die in Kombination mit den glatten und kurvigen Passagen tote Schenkel
bzw. Sackgassen aus dem System eliminieren.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf 3B ist eine
vergrößerte Schnittdarstellung
der Ventilanordnung entlang der Linie 3B-3B der 3A dargestellt. Wie in der Zeichnung
zu sehen ist, mündet
die Öffnung 50 in
die Kammer 60. Eine zu dem Umleitventil 76 führende Passage 55 ist
ebenfalls in dieser Figur zu sehen. Die Kammer 60 ist mit
der Kammer 64 über das
Umleitventil 78 verbunden. Die Passage, die diese beiden
Kammern verbindet, ist geneigt, wobei sie steil ansteigt, bevor
sie auf das Umleitventil 78 trifft. Die Passage, die diese
beiden Kammern verbindet, ist geneigt, wobei sie steil ansteigt,
bevor sie auf das Umleitventil 78 trifft und nach dem Treffen
auf dieses Ventil steil abfällt.
Der Neigungswinkel 63 gemessen von beiden Seiten des Umleitventils 78 beträgt ca. 30°. In der
Kammer 64 ist eine zu dem Umleitventil 74 führende Passage 65 zu
sehen. Ferner ist in dieser Figur die Öffnung 54 zu sehen,
die sich in die Kammer 64 öffnet.
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Unter
Bezugnahme auf 3C ist
eine vergrößerte Seitenaufrissansicht
der Ventilanordnung 30 der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Diese spezielle Seitenaufrissansicht ist die Öffnung 50 hinab gerichtet,
die auf der dreieckigen Fläche 35 angeordnet
ist. Wie vorstehend erläutert
worden ist, öffnet sich
die Öffnung 50 in
die Kammer 60, die durch Kanäle mit den Umleitventilen 70, 76 und 78 verbunden ist.
In dieser Figur sind die Umleitventile 70 und 76 auf
entgegengesetzten Seiten der Öffnung 50 zu
sehen, wobei sie unter den vorstehend beschriebenen, verzerrten
sechseckigen Seitenflächen 48 angeordnet
sind. Diese Umleitventile sowie auch die Umleitventile 72 und 74 (in
dieser Figur nicht dargestellt) sind in der Position ihres Entleerungswinkels
bzw. Austrittswinkels spanend gearbeitet, der ca. 30° in Bezug
auf die achteckige Basis der Ventilanordnung beträgt. Diese
Anordnung, gekoppelt mit der Tatsache, dass das Ventil 78 (wie
in 3B zu sehen ist) an
einer hohen Stelle in der Ventilanordnung vorgesehen ist, ermöglicht ein
vollständiges
und einfaches Entleeren der Ventilanordnung 30. Auch die Öffnungen 56 und 52 sind
in dieser Figur deutlich zu sehen.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf 3D ist eine
vergrößerte Seitenaufrissansicht
der Ventilanordnung 30 dargestellt, die gegenüber der
in 3C dargestellten
Ansicht um ca. 45° verdreht
ist. Das Umleitventil 70 weist einen Ventilkörper auf,
der eine im wesentlichen ebene, verzerrte sechseckige Seitenfläche 48 und
eine zentral angeordnete Öffnungseinrichtung 71 aufweist,
die durch ein Wehr bzw. eine Trennung 73 in zwei Teile
geteilt ist. Direkt in das Umleitventil 70 hinein gesehen,
ist die eine Oberfläche 75a des
Ventilkörpers
gekrümmt,
um einen mit der Öffnung 52 verbundenen
Kanal zu bilden, während die
andere Oberfläche 75b gekrümmt ist,
um einen mit der Öffnung 50 verbundenen
Kanal zu bilden. Die glatte hindernisfreie Kammer 77 sowie
der Kanal durch dieses Ventil (nicht gezeigt) gestatten eine Strömung von
Fluiden, beispielsweise unter Eintreten durch die Kammer 50,
Durchströmen
der Kammer 60, Strömen über das
Ventil 70, Durchströmen der
Kammer 62 und Austritt durch die Öffnung 52. Die Löcher 80a, 80b, 80c und 80d in
der Seitenfläche 48 dienen
zum Festlegen von Befestigungsbolzen oder anderen geeigneten Befestigungseinrichtungen durch
diese hindurch. Es versteht sich, dass die für das Umleitventil 70 beschriebenen
Komponenten sich für
jedes der anderen vier Umleitventile in der Ventilanordnung wiederholen.
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Mögliche Fluidströmungswege
in der Ventilanordnung der vorliegenden Erfindung sind in den 4A bis 4C dargestellt. Bei dem nachfolgend beschriebenen,
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Öffnung 50 mit
einem Einlass-Prozessrohrleitungssystem
(nicht gezeigt) verbunden und wirkt als Einlassöffnung. Die Öffnung 54 ist
mit einem Auslass-Prozessrohrleitungssystem (nicht gezeigt) verbunden
und wirkt als Auslassöffnung.
Die Öffnungen 52 und 56 sind
mit einer Chromatographie-Säule (nicht
gezeigt) verbunden und wirken entweder als Einlassöffnung oder
als Auslassöffnung
für diese Säule, wobei
dies von der Richtung der Fluidströmung abhängig ist. Die Strömung ist
in diesen Figuren durch Pfeile 100 dargestellt.
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Wie
unter Bezugnahme auf 4a zu
sehen ist, strömt
Fluid, das das zu analysierende Produkt oder zu analysierende Produkte
enthält,
von der Prozessrohrleitung in Vorwärtsrichtung durch die Öffnung 50 hindurch
in die Kammer 60, über
das Ventil 76, in die Kammer 66 sowie aus der Öffnung 56 hinaus
zu einer Chromatographie-Säule.
Das Fluid kehrt von der Chromatographie-Säule
zurück,
wobei es in die Ventilanordnung durch die Öffnung 52 eintritt,
in die Kammer 62 strömt, über das
Ventil 72 in die Kammer 64 strömt und die Anordnung zu der
Auslass-Prozessrohrleitung durch die Öffnung 54 verlässt. Da
die Kammern 60, 62, 64 und 66 jeweils
zwei Ventilen gemeinsam sind (72 und 76), führt das
durch jede Öffnung
(50, 52, 54, 56) hindurchgeführte Fluid ein
Durchspülen
und Reinigen der Kammer aus, wodurch Stagnation und die Möglichkeit
verhindert werden, dass sich Verunreinigungen oder Partikel ansammeln
und/oder sich ein Wachstum von Mikroorganismen entwickelt.
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Unter
Bezugnahme auf 4B ist
der Produktstrom durch die Chromatographie-Ventilanordnung in einer
umgekehrten Richtung relativ zu dem in 4A dargestellten Strom veranschaulicht.
Das Produkt strömt
hier von der Einlass-Prozessrohrleitung in die Ventilanordnung 30 über die Öffnung 50 in die
Kammer 60, über
das Ventil 70 in die Kammer 62 sowie aus der Öffnung 52 hinaus
in eine Chromatographie-Säule.
Das Produkt kehrt von der Chromatographie-Säule wieder in die Ventilanordnung 30 zurück, und
zwar durch die Öffnung 56 in
die Kammer 66, über
das Ventil 74 in die Kammer 64 sowie durch die Öffnung 54 hinaus
in die Auslass-Prozessrohrleitung. Wie in dem Fall, in dem das Fluid
in Vorwärtsrichtung
strömt,
sind die Kammern 60, 62, 64 und 66 jeweils
zwei Ventilen gemeinsam (diesmal 70 und 74), und
das durch jede Öffnung
(50, 52, 54, 56) hindurchgeleitete
Fluid spült
und reinigt die Kammer, wodurch Stagnation sowie die Möglichkeit,
dass sich Verunreinigungen oder Teilchen ansammeln und/oder ein
Wachstum von Mikroorganismen entwickelt, verhindert werden.
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Die
Chromatographie-Säule
kann insgesamt umgangen werden, wie dies in 4C dargestellt ist. Bei diesem Prozessstrom
tritt Flüssigkeit
durch die Öffnung 50 in
die Ventilanordnung 30 ein und gelangt in die Kammer 60.
Das Fluid quert dann das Ventil 78 und gelangt in die Kammer 64.
Von der Kammer 64 verlässt
das Fluid die Ventilanordnung durch die Öffnung 54. Während des
Säulen-Umgehungsprozesses
bleiben die Ventile 70, 72, 74 und 76 geschlossen,
und in den Kammern 62 und 66 (sowie auch in der
Säule)
verbliebenes Fluid bleibt bei diesem Prozess ungestört.
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Die
vorstehend beschriebene Ventilanordnung 30 ist einfach
und leicht zu verwenden und stellt eine Verbesserung gegenüber Umleitventilanordnungen
des Standes der Technik dar. Die Vorrichtung ist aus einem einzigen
Materialblock gearbeitet, und alle Strömungsabteile werden gemeinsam
genutzt und vollständig
gespült,
wenn ein Durchströmventil
geöffnet
wird, so dass Sackgassen eliminiert werden. Der Hauptkörper der
Ventilanordnung (ohne jegliche Handkappen) weist einen Gesamtdurchmesser
von weniger als 4 Inch und eine Höhe von weniger als 1,5 Inch
sowie innere Rohrleitungsdurchmesser in der Größenordnung von 0,5 Inch auf,
wobei all dies die erfindungsgemäße Vorrichtung
viel kompakter macht als die Anordnungen des Standes der Technik
mit fünf
oder sechs unabhängigen
Ventilanordnungen, wodurch sich der Installationsraum minimieren
lässt. Die
vorstehend genannten Abmessungen führen ferner dazu, dass sich
die Ventilanordnung 30 einfach halten und an einem Flüssigchromatographiesystem anbringen
lässt.
Außerdem
ist der Durchmesser von 0,5 Inch des inneren Netzwerkes von Passagen
und der Einlass-/Auslassöffnungen
kompatibel mit Abmessungen üblicher
Flüssigchromatographieschlauchleitungseinrichtungen.
Es versteht sich jedoch, dass die Ventilanordnung und die repräsentativen
Passagen in jeder beliebigen erforderlichen Größe hergestellt werden können. Während die
vorstehend beschriebene Ventilanordnung 30 für die Verwendung
in der Flüssigchromatographie
besonders geeignet ist, versteht es sich auch, dass die Vorrichtung
bei Wunsch auch für
andere Zwecke ausgebildet werden kann. Ferner versteht es sich,
dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ledigliche
exemplarischer Natur sind, und dass ein Fachmann viele Variationen
und Modifikationen an den Ausführungsbeispielen
unter Verwendung von funktionsmäßig äquivalenten
Elementen zu den vorstehend beschriebenen vornehmen kann. All diese Variationen
oder Modifikationen sowie auch weitere Variationen oder Modifikationen,
die sich dem Fachmann erschließen,
sollen im Umfang der Erfindung, wie diese durch die beigefügten Ansprüche definiert ist,
mit enthalten sein.