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DE2508572A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die fluessigkeits-chromatographie - Google Patents

Verfahren und vorrichtung fuer die fluessigkeits-chromatographie

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DE2508572A1
DE2508572A1 DE19752508572 DE2508572A DE2508572A1 DE 2508572 A1 DE2508572 A1 DE 2508572A1 DE 19752508572 DE19752508572 DE 19752508572 DE 2508572 A DE2508572 A DE 2508572A DE 2508572 A1 DE2508572 A1 DE 2508572A1
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liquid
pressure
shut
fluid
chamber
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DE19752508572
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Inventor
Dean M Ball
Ronnie W Camp
Warren P Hendrix
Jun Clyde Orr
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Micromeritics Instrument Corp
Original Assignee
Micromeritics Instrument Corp
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Publication date
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Publication of DE2508572B2 publication Critical patent/DE2508572B2/de
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Description

Verfahren und Vorrichtung für die Flüssigkeits-
Chrociatographie
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für die Chromatographie, und insbesondere für die Flüssigkeits-Chromatographie.
Bekanntlich ist die Chromatographie ein Analyseverfahren, bei dem die Probe durch ein Material hindurchgeht und die während des Durchgangs auftretenden relativen Trennungen der verschiedenen Probensubstanzen festgestellt werden. Im Falle der Flüssigkeits-Chromatographie (die auch als Durchlauf-Chromatographie bezeichnet wird) kann die zu untersuchende Probe üblicherweise in eine Trägei1-flüssigkeit eingegeben werden, die durch eine das haterial enthaltende Chromatograph!e-bäule hindurchläuft, wobei das Material Komponenten der zu analysierenden Flüssigkeit adsorbiert. Das Ausnass, mit den diese unterschiedlichen komponenten in der Säule adsorbiert werden, wird von einem ge-
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eigneten Detektor festgestellt, der die aus der Säule ausfliessende Flüssigkeit analysiert.
Der Fachmann weiss, dass es bei der Flüssigkeits-Chromatographie wichtig ist, der Chromatographie-Säule die Trägerflüssigkeit mit einer gewünschten, konstanten Durchflussmenge und frei von messbaren Druckpulsationen zuzuführen. Vorhandene Druckpulsationen in der der Chromatographie-Säule zugeführten Trägerflüssigkeit können die in der Säule auftretende Adsorptionsrate verändern, was dazu führen kann, daß eine falsche Angabe der Adsorption der Bestandteile in der zu analysierenden Probe auftritt. Diese falschen Angaben bewirken im Detektor-Ausgangssignal ein "Rauschen" und dieses Kauschen überdeckt oder verwischt die eigentlichen Signale, deren Amplituden nicht wesentlich grosser sind als die Amplitude des durch die Pulsat ionen auftretenden Rauschens. Die Empfindlichkeit eines Flüssigkeits-Chromatographen kann daher durch Verringerung der Druckpulsationen in der ürägerflüssigkeit erhöht werden.
Übliche Verdrängerpumpen, beispielsweise Zahnradpumpen oder dergleichen, erfüllen die Anforderungen bei der Förderung von Trägerflüssigkeit in einen Flüssigkeits-Chromatographen nicht. Solche Pumpen können die Trägerflüssigkeiten mit niederer Vis-.kosität, die normalerweise bei der Flüssigkeits-Chromatographie verwendet werden, nicht in dem gewünschten Masse pulsfrei fördern, insbesondere nicht bei den höheren Drucken der bei der Chromatographie verwendeten Druckbereiche. Übliche Hubkolbenpumpen fördern - entsprechend den Kolbenbewegungen - die Flüssigkeit ungleichmässig, so dass in der geförderten Flüssigkeit Pulsationen auftreten, so dass diese Pumpen daher nicht für die Förderung von Trägerflüssigkeit bei der Chromatographie verwendet werden können. Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen einzigen Pumpenhub einer Kolbenpumpe auszunutzen, um die gewünschte pulsfreie Trägerflüssigkeitsströmung zu erhalten, wobei der Pumpenkolben durch einen Getriebe- oder Schraubenantriebsraechanisraus mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
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in geeigneter Weise angetrieben wird. Obgleich dieses letztgenannte Verfahren zu vernachlässigbar kleinen Druckpulsationen führt, ist die Menge der Trägerflüssigkeit und damit die für die Chromatographie-Analyse benötigte Zeit offensichtlich durch den maximalen, nutzbaren Rauminhalt des Zylinders der Kolbenpumpe begrenzt. Aus diesem Grunde ist die Kolbenpumpe mit nur einem einzigen Hub für die Anwendungen nicht geeignet, bei denen die Ohromatographie-Analyse einen längeren Zeitraum erfordert.
Es wurde weiterhin vorgeschlagen, Glättungsraassnahmen und -techniken anzuwenden, um die bei bekannten Pumpen auftretenden Pulsationen zu glätten bzw. zu dämpfen. Dies führt im besten Falle jedoch zu einer Kompromisslösung, wodurch die eigentliche Aufgabe nicht gelöst wird, nämlich, den Chromatographen sowohl pulsfrei als auch über eine unbegrenzt lange Zeit zu betreiben.
Bei der Chromatographie-Analyse ist es weiterhin schwierig, Techniken und Geräte zu entwickeln, um eine genau abgemessene Probenmenge in den Strom der unter Druck stehenden Trägerflüssigkeit einzugeben. Es war bereits vorgeschlagen, an einer geeigneten Stelle in der Leitung für die Trägerflüssigkeit eine Trennwand (ein Septum) zu verwenden, durch die eine Spritze, 'die zuvor mit der gewünschten abgemessenen Probenmenge gefüllt worden ist, durchgeführt werden kann. Diese Trennwand muss jedoch häufig ersetzt werden, und es wurde im praktischen Falle festgestellt, dass eine Trennwand nur dann verwendbar ist, wenn der Druck der Trägerflüssigkeit 70 kg/cm nicht übersteigt. Aus der US-PS 3 376 694 ist eine Probeneinführung bekannt, bei der eine Probenparallelleitung verwendet wird, die sich normalerweise ausserhalb der Leitung für die Trägerflüssigkeit befindet, und die mit der gewünschten, vorgegebenen Probenmenge gefüllt werden kann. Danach wird ein Absperrorgan betätigt, das die zunächst aussenliegende Probenparallelleitung in Reihe zu der Leitung für die Trägerflüssigkeit legt, so dass die zuvor in die Probenparallelleitung eingebrachte Probe zu der Chromatographie-Säule oder zu einem anderen Analyse-
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gerät befördert wird. Diesem externen System mit der Probenparallelleitung ist ein wesentlicher Nachteil eigen, nämlich der, dass ein sogenanntes "totes" Volumen, das heisst, ein Volumen, das anstelle einer Flüssigkeit nur Luft oder ein anderes Gas enthält, in den Umlaufkreis des Chromatographen eingeführt wird, wenn die abgemessene Probenmenge die äussere Probenleitung nicht vollständig ausfüllt. Auf Grund dieses toten Volumens können im System Druckänderungen und Pulsationen auf Grund der Verdichtbarkeit des Gases im toten Volumen auftreten, und dies wiederum führt zu möglichen falschen Analyseergebnissen bei dem Chromatographie-System. Weitere Nachteile bestehen darin, dass durch die Proben-Parallelleitung die einzugebende Probenmenge nach unten begrenzt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verbesserte Vorrichtungen zu schaffen und Verfahren anzugeben, die bei der Flüssigkeits-Chromatographie eingesetzt werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zum Fördern eines unter Druck stehenden Förderflüssigkeits-Stromes mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit gelöst durch eine selektiv eine Arbeitsflüssigkeit aufnehmende, erste Einrichtung zum Fördern einer bestimmten Förderflüssigkeitsmenge mit einer von der Fördergeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit abhängigen Geschwindigkeit, eine selektiv eine Arbeitsflüssigkeit aufnehmende, zweite Einrichtung zum Fördern einer bestimmten Förderflüssigkeitsmenge mit einer von der Fördergeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit abhängigen Geschwindigkeit, durch wahlweise arbeitende, dritte Einrichungen zum Fördern von Arbeitsflüssigkeit entweder zur ersten oder zweiten Einrichtung mit einer vorgegebenen, konstanten Strömungsgeschindigkeit, durch v/ahlweise arbeitende, vierte Einrichungen zum Fördern von Arbeitsflüssigkeit zur ersten und zweiten Einrichtung mit einem Druck, der durch einen Parameter der zuvor von der ersten Einrichtung geforderten FÖrderflüssigkeit festgelegt ist, durch mit den dritten -und vierten Einrichtungen in Verbindung stehende Steuereinrichtungen zum Steuern der dritten, die Arbeitsflüssig-
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keit mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit an die erste Einrichtung liefernden Einrichtung, um eine erste Förderflüssigkeit smenge zu fördern, wobei die Steuereinrichtung so arbeitet, dass die vierte Einrichtung die Arbeitsflüssi;:- keit mit den vorgegebenen Druck gleichzeitig zu sowohl der ersten als auch der zweiten Einrichtung fördert, um eine zweite Förderfliissigkeitsmenge zu fördern, und wobei die Steuereinrichtung so arbeitet, dass die dritte Einrichtung die Arbeitsflüssigkeit der zweiten Einrichtung mit der konstanten Strömungsgeschwindigkeit zuführt, um nach Förderung der zweiten Förderflüssigkeitsmenge eine dritte Förderflüssigkeitsmenge zu fördern.
Das Verfahren zur Förderung eines im wesentlichen pulsfreien Flüssigkeitsstroines zu einer Einrichtung, in der die Flüssigkeit untersucht, verarbeitet und/oder verwendet wird, ist erfindungsgemäss durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: Fördern eines Anfangsteils einer ersten Flüssigkeitsmenge mit einer ausgewählten, konstanten Durchflucsgeschwindigkeit zur Untersuchungseinrichtung, Feststellen des Druckes, bei der die erste Flüssigkeitsmenge zur Untersuchungseinrichtung befördert wird, Fördern eines Endteiles der ersten Flüssigkeitsmenge zur Üntersuchungseinrichtung bei einen konstanten Druck, der eine Funktion des festgestellten Druckes ist, damit beginnen,eine zweite Flüssigkeitsmenge mit dem zuvor genannten konstanten Druck während der Förderung des Endteils der ersten Flüssigkeitsmenge zu fördern und danach Fördern eines zweiten Teils der zweiten Fiüssigkeitsmenge mit ausgewählter, konstanter Durchflussgeschwindigkeit.
Eine Vorrichtung zum Abmessen einer bestimmten rlenge an Substanz und selektiven Eingeben der abgemessenen rlenge in einen Flüssigkeitsstrom ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch einen Absperrorgan-IIörper, ein im Absperrorgan-Körper enthaltenes, und darin wahlweise bewegliches Absperrorgan-Teil nit wenigstens eine::i darin ausgebildeten Durchgang für die Fluidotrömung, der einen genau festgelegten Rauminhalt aufweist, der der bestimmten, abzumessenden Iienge entspricht, einen
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ersten Fluid-Stromkreis in dem Absperrorgan-Körper, einen zweiten Fluid-Stromkreis in dem Absperrorgan-Körper und Einrichtungen, um das Absperrorgan-Teil wahlweise entweder in eine Lage zur Probenabmessung zu bringen, bei der der Durchgang für die Fluid-Strömung im ersten Fluidstrom-Kreis liegt, oder um das Absperrorgan-Teil in eine Lage für die Probeneinführun; zu bringen, bei der der Durchgang für die Fluidströmung in dem zweiten Stromkreis liegt.
Ein Flüssigkeits-Chromatographiesystem ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Chromatographie-Säule, eine Einrichtung zum Zuführen eines Trägerflüssigkeits-Stromes in die Chromatographie- Säule, Detektoreinrichtungen, die in Abhängigkeit von sich ändernden Grossen am Ausgang der Chromatographie-Säue ansprechen, eine die Flüssigkeit aufnehmende Leitung, die wahlweise so geschaltet werden kann, dass sie eine Flüssigkeitsmenge der von der Chromatographie-Säule austretenden Flüssigkeit aufnimmt und speichert, und Leitungen, die wahl v/eise geschaltet werden können, um die in der Leitung gespeicherte Flüssigkeit in die Chromatographie-Säule einzugeben.
Eine Vorrichtung zum Vermischen von Komponenten eines Fluidstromes ist erfindungsg-emäss gekennzeichnet durch Einrichtungen, die eine geschlossene, das Fluid aufnehmende Kammer festlegen, ein in der Kammer enthaltendes Teil, das die Kammer in zwei Haumteile aufteilt, wobei das Teil eine Oberfläche besitzt, die der Fläche der Kammer genau angepasst und gering beabstandet ist, und das Teil innerhalb der Kammer auf einer vorgegebenen Strecke beweglich ist, wobei die Kammer eine mit dem einen Raumteil in Verbindung stehende Fluid-Einlassleitung und eine mit dem anderen Saunte!! in Verbindung stehende Fluid-Auslassleitung aufweist, und durch Einrichtungen, die das Teil auf der vorgegebenen Strecke hin- und herbewegen, um zwischen den beiden Räumteilen entlang des Zwischenraumes zwischen den en-^ sich gegenüberliegendsn Flachen des Teils und der Kammer eine Fluid—Strünung zu bilden.
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Eine Signalunterbrecherschaltung ist erfindungsgemäss gekenn-
erstes
zeichnet durch ein/auf'einen entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein erstes Signal mit einem Parameter ansteigender Grosse lieferndes Schaltungselement, ein zweites, auf den entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein zweites Signal mit einen Parameter wechselnder Grosse bereitstellendes Schaltungselement, und eine Vergleichsschaltung, die auf die Parameter des ersten und zweiten Schaltungselemente anspricht und ein Ausgangssignalzustand nur während des Zeitraums liefert, in dem die Grosse des ersten Signalparameters die Grosse des zweiten Signalparameters übersteigt.
Eine Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte einer Flüssigkeitsprobe ist erfindungsgemässe gekennzeichnet durch eine geschlossene Kammer, in die die Plüssigkeitsprobe eingegeben wird, eine Einrichtung, die eine Strahlung mit einer ersten Strahlungsenergie durch die Kammer und durch eine darin enthaltene Flüssigkeitsprobe lenkt, eine optische Einrichtung, die so angeordnet ist, dass auf sie die Strahlung mit der ersten Strahlungsenergie, die durch die Kammer und die darin enthaltene Flüssigkeitsprobe hindurchgeht, auffällt und in Abhängigkeit der Strahlung der ersten Gtralilungsenergie eine otranluns mit einer zweiten Strahlungsenergie erzeugt, einen Detektor, der die von der optischen Einrichtung erzeugte Strahlung auffängt und einen Signalzustand entsprechend dem Betrag der empfangenen Energie der Strahlung mit der zweiten Strahlungsenergie erzeugt, und durch eine optische Einrichtung, die die Strahlung mit der zweiten Strahlungsenegie im Innern reflektiert und diese Strahlung zum Detektor hin lenkt.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das Pumpensystem für die Trägerflüssigkeit gemäss der vorliegenden Erfindung v;eist also wenigstens zwei Pumpen auf, die jeweils eine begrenzte Iienge an 'ürägerfLässigkeit ciit einer Strömungsmenge pro Zeiteinheit liefern, die durch die Zulauf-
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menge der für den Antrieb der Pumpen verwendeten Arbeitsflüssigkeit vorgegeben ist. Eine der Pumpen wird mit einem konstanten Antriebszulauf betrieben, so dass die Pumpe Trägerflüssigkeit mit konstanter Strömungsmenge fördert. Bevor die erste Pumpe die Förderung der begrenzten Menge an Trägerflüssigkeit abgeschlossen hat, wechselt der Antriebszulauf an die erste Pumpe von einem Antrieb, der einen Auslaßstrom konstanter Strömungsmenge liefert, zu einem Antrieb über, der einen Auslaßstrom mit konstantem Druck liefert. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die zweite Pumpe zu arbeiten, die ebenfalls mit einem Antriebszulauf beaufschlagt wird, um den zuvor genannten Auslaßstrom mit konstantem Druck zu erzeugen. Der spezielle Auslaßdruck wird durch den tatsächlichen Auslaßdruck festgelegt, der zuvor während der Betriebsweise mit konstanter Strömungsmenge gemessen wurde. Nachdem die zweite Pumpe damit begonnen hat, Trägerflüssigkeit zu fördern, wird der Antriebszulauf von der ersten Pumpe abgenommen und der Antriebszulauf zur zweiten Pumpe geht in einen Antrieb für eine konstante Strömungsmenge über. Während lediglich die zweite Pumpe mit Antriebszulauf beaufschlagt .wird, durchläuft die erste Pumpe einen Wiederauf füllzyklus, während dem eine weitere begrenzte Menge an Trägerflüssigkeit in die erste Pumpe eingegeben wird, um danach gefördert zu werden. Die von der ersten und zweiten Pumpe geförderte Trägerflüssigkeit wird über eine Absperrorgan-Anordnung einem Flüssigkeits-Chromatographen zugeleitet und die zuvor beschriebene abwechselnde Arbeitsweise der ersten und zweiten Pumpe kann unbegrenzt wiederholt werden. Die praktisch pulsfreie Förderung der Trägerflüssigkeit wird dadurch gewährleistet, daß während des Übergangs zwischen den beiden Pumpen die Pumpenanordnung in einer Arbeitsweise mit konstantem Druck betrieben wird.
Das Absperrorgan für die Probeneinführung gemäss der vorliegenden Erfindung weist ein bewegliches Absperrorgan-Teil mit wenigstens einem Probendurchgang auf, der sich in dem beweglichen Absperrorgan-Teil befindet, und der einen Kauminhalt aufweist, der gleich einer gewünschten Menge an Probenmaterial
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ist, das in einen Chromatographen eingegeben werden soll. Durch einen weiteren im Absperrorgan-Teil enthaltenen Durchgang fliesst Trägerflüssigkeit zum Chromatographen durch, während der Probendurchgang zu einer Probenzuführungsöffnung ausgerichtet ist und eine Probenmaterialmenge eingegeben wird. Das Absperrorgan-Teil ist beweglich und legt den Absperrorgan-Durchgang, in der die Probe enthalten ist, in Heihe zur Strömung der Trägerflüssigkeit, die zum Chromatographen fliesst, wobei die Flüssigkeit auf dem Probendurchgang verdrängt und dem Chromatographen für die Analyse zugeführt wird.
Die Probenrückführvorrichtung der vorliegenden Erfindung v/eist eine Rückführleitungs-Schleife auf, die v/ahlweise so geschaltet werden kann, dass sie den Flüssigkeitsausfluss vom Chromatographen aufnimmt und speichert. Die in der Rückführ-Schleife enthaltene Flüssigkeit kann in die Chromatographie-S;".ule wieder neu eingeführt werden, um eine nachfolgende, genauere Analyse durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung v/eist eine riischkammer auf, um zwei oder mehrere Trägerflüssigkeiten, oder andere Flüssigkeiten zu vermischen, die als getrennte Kengen in einem Leitungssystem auftreten. Die Mischvorrichtung v/eist - allgemein gesprochen - einen Kolben auf, der sich in einem Zylinder mit_ etwas grösserem Durchmesser hin- und herbewegt. Venn sich der Kolben hin- und herbewegt, so führt die Flüssigkeitsströmung, die zwischen Kolben und Zylinderwandung hindurchgeht, zur guten Vermischung der Flüssigkeiten.
Der verbesserte Detektor gemäss der vorliegenden Erfindung weist eine Probenzelle auf, die mit der in die Probenzelle einzuführenden Flüssigkeit im Wärmeaustausch steht. Die durch die Probenzelle hindurchtretende ultraviolette Strahlung wird aufgefangen und einer photoempfindlichen Einrichtung zugeführt.
Durch die vorliegende Erfindung wird also eine verbesserte, die Trägerflüssigkeit fördernde Pumpenvorrichtung für ein
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- ίο -
Plussigkeits-Chromatographiesystem geschaffen. -
Die vorliegende Erfindung ermöglicht weiterhin eine Pumpeneinrichtung, um die Druckpulsationen eines Trägerflüssigkeits-Gtromes in eine™ ühroraatograpiiiesysteni zu verringern oder zu unterdrücken.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung, um eine Probe in ein Flüssigkeits-Chromatographiesystem einzuführen.
Auch gibt die vorliegende Erfindung einen verbesserten Detektor für einen Flüssigkeits-Chromatographen an die Hand.
Durch die vorliegende Erfindung werden also die Schwierigkeiten, Mängel und Nachteile bekannter Chromatographie-Gerate überwunden.
Die. Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 die schematische Darstellung eines Flüssigkeits-Chromatographiesystems genäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Pig. 2 eine zusammenfassende Darstellung von Einzelheiten des Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine Übersichtsdarstellung einer Schaltung zur Regelung der Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Pumpensy st eins,
Fig. 4- ein Schaltungsschema einer Folgesteuerschaltung, wie sie in dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Pumpensystems verwendet wird,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise des in Fig. 2 bis 4 gezeigten Pump-ensystems,
Fig. 6 ein Leitungssclier.a eines I-u:.'pensystems für die T'rKgerflüssigkeit gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, um zwei verschiedene
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•Trägerflüssigkeiten zu fördern,
Fig.6A ein Leitungsschema eines weiteren Systems zum Pumpen zweier verschiedener Trägerflüssigkeiten gemäss der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung und teilweise in einem perspektivischen Schnitt eines Absperr organs für die Probeneinführung gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 einen Querschnitt eines in Fig. 6 dargestellten Absperrorgans in zusammengesetztem Zustand,
Fig. 9 eine vergrösserte Ansicht des Drehteils des Absperrorgans für die Probeneinführung gemäss den Fig. 7 und 8,
Fig.10 eine Querschnittsdarstellung der Hiseilanordnung, die in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 verwendet wird,
Fig.11 einen verbesserten Detektor gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung teilweise in einer Querschnittsdarstellung und teilweise in einer perspektivischen Schnittdarstellung,
Fig.12 ein Schaltbild, das einen Schwingungs-Unterbrecher gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig.. 13 verschiedene Schwingungen, die bei der Arbeitsweise der in Fig. 12 dargestellten Schaltung auftreten, und
Fig.14 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie von Fig. 6A.
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Pumpensystem
Das Pumpensystem der vorliegenden Erfindung ist im einzelnen in Zusammenhang mit der schematisch dargestellten Ausführungsform der die Erfindung enthaltenden Apparatur als Flüssigkeits-Chromatographie sy st em in Fig. 1 gezeigt. Das Flüssigkeits-Chromatographiesystem enthält "eine Chromatographiesäule, die in einem einen Behälter 16 aufweisenden Flüssigkeits-Durchflusskreis liegt, um ein geeignetes Lösungsmittel oder eine andere Trägerflüssigkeit zugeführt zu bekommen, ein puMreies Pumpensystem 17, das im weiteren noch eingehender beschrieben werden wird, ein Probcuieinfülirungs-Absperrorgan 18, auch Dosiervorrichtung genannt, das ebenfalls im weiteren noch beschrieben werden wird, die Säule 15 -nd eine geeignete Detektoreinrichtung 19« Der Detektor 19 kann eine Detektoreinriclitung sein, die üblicherweise bei der Flüssigkeits-Chromatographie verwendet wird, man kann stattdessen aber auch einen verbesserten, weiter unten beschriebenen Detektor verwenden, Das Probeneinführtings-Absperrorgan 18 ist über die Leitung 20 mit einer geeigneten Probenquelie 21 und über eine Leitung 22 entweder mit einem zur Atmosphäre hin offenen Ablaß, oder mit einer Absauganordnung verbunden, wie dies im weiteren noch klarer hervorgeht. Die inneren Durchflusswege des Probeneinführungs-Absperrorgans 18 ergeben einen Flüssigkeits-Durchflusskreis für den Chromatographen, der von dem Pumpensysten 17 über die Leitung 23 durch das Absperrorgan 18 und v/eiter über die Leitung 24- und die Absperrorgane 25a, 25b für die Wahl der Rückführung zur Säule 15 führt. Der Zweck und die Arbeitsweise der Absperrorgane für die Wahl der Rückführung wird im weiteren noch beschrieben.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das pulsfreie Pumpensystem ein Hochdruck-Auslassteil, welches einen im wesentlichen pulsfreien und kontinuierlichen Fluss der Trägerflüssigkeit liefert, sowie einen ITiederdruck-Einlassteil auf, der einen gesteuerten hydraulischen Druck dazu benutzt, das"Auslassteil des Pumpensystems zu betreiben. Das Auslassteii enthält einen ersten Druckverstärker 31 und einen zweiten Druckverstärker 32, der in der gleichen Weise wie der erste Druckverstärker aufgebaut
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sein kann. Jeder der beiden Druckverstärker besitzt - wis beispielsweise in Zusammenhang mit dem ersten Druckverstärker 31 beschrieben wird - einen Einlasskolben 33? der sich im Einlasszylinder 34- hin- und herbewegen kann, und so verbunden ist, dass er eine", im Auslasszylinder 36 angeordneten Auslasskolben 35 eine Hin- und Herbewegung überträgt. Die miteinander verbundenen Einlass- und Auslasskolben 33 bzw, 35 stellen eine Kolbenanordnung dar, die durch geeignete Vorspanneinrichtungen beispieisv/eise durch die Feder 37 normalerweise in der in Fig. 2 dargestellten Stellung gehalten wird, wobei das Flüssigkeit s-Aufnahmevolumen des Auslasszylinders 36 a:n grössten ist. Die Kolbenanordnung jedes Druckverstärkers kann mit einen Anzeigeglied 38 versehen werden, das für die Hin- und Herbewegung durch eine öffnung in der Seitenwand 39 des Auslasszylinders nach aussen ragt.
Der Auslasszylinder 36 des ersten Druckverstärkers 3^ ist über eine Leitung 44a mit "der Verbindungs stelle einer ersten Gruppe von Einweg-Ventilen 45a, 46a verbunden. In entsprechender Weise ist der Auslassaylinder des zweiten Druckverstärkers. 33 über die Leitung 44b mit der Verbindung zwischen einem zweiten Paar Einweg-Ventilen 45b, 46b verbunden. Jedes dieser Einweg-Ventile 45a, 45b, 46a und 46b ist von der Art, dass der Durchfluss nur in der Richtung möglich ist, die durch die seitlich an den Ventilsymbolen angezeichneten Pfeile dargestellt ist, wobei in die entgegengesetzte Richtung kein Durchfluss möglich ist. Die Einlasseite von ,jedem Einweg-Ventil 46a und 46b steht in Verbindung mit dem Behälter 16 und erhält von dort Trägerflüssigkeit zugeführt, und die Auslasseiten der Einweg-Ventile 45a, 45b stehen in Parallelverbindung und leiten die gepumpte Trägerflüssigkeit über die Leitung 23 an das Proben-Absperrorgan 18.
Der Niederdruok-Eingangsteil des Pumpensystems 17 weist eine Quelle hydraulischer Druckflüssigkeit auf, beispielsweise eine hydraulische Verdrängerpumpe 50 oder dergleichen. Beispielsweise kann eine übliche Zahnradpumpe oder irgendeine
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anders Pumpe verwendet werden, die derart arbeitet, dass sie ein FlussigkeitsvGlumen sit öinei* vc:-i der Eingangsgeschwindig- · keit der Pumpe abhängigen Stra'nmngsaieiigs liefert. Der Fachmann weiss, daas die Viskosität typisolier hydraulischer Druckflüssigkeiten es ermöglicht, dass solohe hydraulischen Elüssigkeiten mit üblichen kontinuierlich Ii arbeitenden hydraulischen Pumpen, beispielsweise mit Zahnradpumpen oder dgl., mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit (Seh* konstanter Durchflussmenge pro Zeiteinheit) gepumpt werden können« Solche üblichen kontinuierlich arbeitendan Pumpen, können dagegen Flüssigkeiten mit relativ niederer Viskosität, wi£ sie für Srägerflüssigkeiten bei der Ob.roinatograph.is vctrtiecdet werden, nicht mit dem Druck und mit dem Mass an stabilen Be'iriebsverliältnissen und Bedingungen pumpen, wie dies bei der Flüssigkeite-Chromatogrs·=- phie erforderlich ist.
Die hydraulische Pumpe 50 uncL weiterhin ein !Tachometer 52 werden von einem Motor 51 angetrieben* Ba die hydraulische Pumpe 50 der dargestellten Ausführungsfcrm bei jeder Umdrehung der Pumpen-Antriebswelle ein bestimmtes Volumen der hydraulischen Flüssigkeit pumpt, kann das Volumen der hydraulischen Flüssigkeit, die darch die hydraulische Pumps gefördert wix-d, durch Zählen der Wellenumdrehungen testimmt werden. Die Umdrehungen der Antriebswelle werden durch eine geeignete Einrichtung, beispielsweise durch eine auf der Wells befindlichen, mit Löchern oder Einkerbungen versehenen Scheibe 53 festgestellt * Eine Lichtquelle 54 und ein Lichtfiihler 55 sind bezüglich der Scheibe 53 so angeordnet, dass ein Lichtstrahl von der Lichtquelle 54 auf den Lichtfühler 55 nur dann auftrifft, wenn das Loch oder die Einkerbung 56 in der Scheibe 54 den Strahl durchlässt. Der Lichtfühler 55 liefert daher bei jeder Xledrehung der Antriebswelle der hydraulischen Pumpe 50 einen bestimmten Signalzustand des Ausgangssignales.
Der Auslass der hydraulischen Pumpe 50 ist mit einem sich verzweigenden Leitungspaar 60a und 60b verbunden, wobei in jeder Zweigleitung jeweils ein Einweg-Absperrorgan 61a und 61b enthalten ist. Die Zweigleitung 60a ist mit einem Zweiweg-Absperrorgan A des Typs verbunden, der entweder in eine Durchlass- oder
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in eine Sperrstellung schaltbar ist. Me weiter unten noch beschriebener Absperrorgane A1 B, C und D können spulengesteuert sein und sind in Fig. 2 im "ausgeschalteten" oder nicht erregten Zustand dargestellt, wobei das Absperrorgan "geschlossen" ist und den Flüssigkeitsdurchfluss sperrt.
Das Absperrorgan A ist über eine Leitung 62a mit dem Einlasszylinder 34- des ersten Druckverstärkers 31 verbunden. Die Zweigleitung 60b ist in entsprechender Weise mit dem normalerweise geschlossenen Absperrorgan C verbunden, das über die Leitung 62b mit dem £in der Zeichnung nicht mit Bezugszeichen versehenen) Einlasszylinder des zweiten Druckverstärkers 32 verbunden ist.
Zwischen der Auslass- und Einlassleitung der hydraulischen Pumpe 50 ist ein Überdruckventil 65 angebracht. Das Überdruckventil 65 ist so eingestellt, dass es sich öffnet, wenn der hydraulische Druck einen vorgegebenen Betrag, der über einem Normalbereich des hydraulischen Betriebsdrucks liegt, übersteigt, so dass die hydraulische Flüssigkeit direkt von der Auslass- zur Einlassleitung der hydraulischen Pumpe 50 umgeleitet wird und auf diese Weise der übrige hydraulische Kreis umgangen wird. Weiter unten wird der Zweck und die Funktion des Überdruckventils 50 im einzelnen erläutert.
Der Auslass der hydraulischen Pumpe 40 ist über die Leitung 216 mit einem Druckglättungs- oder Beruhigungs-Kreis 215 verbunden. Der Druckglättungs-Kreis 215 weist eine mit einem Druckspeicher 218 in Reihe verbundenen Durchlass 217 mit verringerter Durchflussmöglichkeit und ein Einweg-Ventil 219 auf, das dem Durchlass 217 mit verringerter Durchflussmöglichkeit und dem Druckspeicher parallel liegt. Das Einweg-Ventil 219 ermöglicht eine im wesentlichen uneingeschränkte Flüssigkeitsströmung in der durch den nebengezeichneten Pfeil angedeuteten Richtung und verhindert, dass die Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung durch das Ventil fliesst. Wenn die hydraulische Pumpe zu arbeiten beginnt, so fliesst die unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit mit relativ geringer Strömungsgeschwin-
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digkeit durcli die Leitung 216 und durch den Durchlass 21? eingeschränkter Durchflussmöglichkeit und füllt den Druckspeicher 218. Der Flüssigkeitsstrom durch den mit verringertem Durchmesser verse-henen Durchlass 217 hält an, bis eine genügend grosse Menge an Arbeitsflüssigkeit im Druckspeicher 218 ist, um den Druck in der Leitung 216 auszugleichen. Wenn sich danach der Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Auslassleitung der hydraulischen Pumpe 50 verringert, so führt dies dazu, dass die Arbeitsflüssigkeit vom Druckspeicher 218 über das Einweg-Ventil 219 und die Leitung 216 gedrückt wird, und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit durch den Durchlass 21? mit verringertem DuX1Chfluss praktisch nicht beschränkt ist, so dass der Druekglättungskreis 215 dem Niederdruck-Einlassteil des Pumpensystems unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit zuleitet, um Druckstörungen und -Schwankungen zu glätten, auszugleichen oder zu verringern, die anderenfalls die momentane Flüssigkeits-Förderkapazität der hydraulischen Pumpe 50 übersteigen würde.
Die soweit beschriebene hydraulische Vorrichtung arbeitet in der im weiteren noch zu beschreibenden Weise, um den Druckverstärkern 31 und 32 wahlweise hydraulische Arbeitsflüssigkeit zuzuführen. Die Rück- oder Abflussleitungen, durch die die hydraulische Arbeitsflüssigkeit von den Druckverstärkern abfliessen kann, enthalten die Absperrorgane B und D, wobei die Rückführleitung 63 zum Behälter 64 führt, der seinerseits mit dem Flüssigkeit seinlass der hydraulischen Pumpe 50 verbunden ist. Die Absperrorgane B und D sind aus dem nachfolgend beschriebenen Grund mit einer Auslöseschaltung 66 verbunden.
Wenn das Absperrorgan A offen ist, fliesst das Fluid von der hydraulischen Pumpe 50 zum Einlasszylinder des ersten Druckverstärkers 31* Irgendeine im Auslasszylinder 36 des ersten Druckverstärkers enthaltene Trägerflüssigkeit wird vom Auslasskolben 35 verdrängt und fliesst über die Leitung 44a und das Einweg-Ventil 35a in die Leitung 23· In entsprechender Weise arbeitet nach Öffnen des Absperrorgans C der zweite Druckverstärker 32
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und drückt Trägerflüssigkeit durch die Leitung 44b und das Einweg-Ventil 45b in die Leitung 23· Die Kolbenanordnung bewegt sich in beiden Druckverstärkern weiter nach rechts (die Richtungsangabe bezieht sich auf Fig. 2), entweder bis die Kolbenanordnung das Hubende erreicht, oder bis die entsprechenden Absperrorgane A oder G geschlossen werden. Danach fliesst die hydraulische Flüssigkeit auf Grund des wahlweisen Öffnens der Absperrorgane B bzw. I) aus den entsprechenden Einlasszylindern, so dass die KoIbenanordnung sich auf Grund der Feder 3? nach links bewegt und die hydraulische Arbeitsflüssigkeit aus dem Einlasszylinder verdrängt und durch die .Rückflussleitung 63 in den Behälter 64 drückt. Die suvor beschriebenen Pump- und Rücklauf-Vorgänge in den Druckverstärkern treten in einer bestimmten Reihenfolge der Arbeitsschritte auf, wie dies im v/eiteren noch erklärt werden wird.
Wenn die Kolbenanordnung des ersten Druckverstärkers 31 durch die Feder 37 nach links bewegt wird, wird neue Trägerflüssigkeit vom Behälter 16 durch das Einweg-Ventil 46a in den Auslasszylinder 36 gezogen. Der Auslasssylinder des zweiten Druckverstärkers 32 wird in entsprechender Weise über das Einweg-Ventil 46b mit Trägerflüssigkeit gefüllt. Während des Arbeitsabiaufes des Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit gemäss der vorliegenden Erfindung, wird, wie im einzelnen noch beschrieben werden wird, die Trägerflüssigkeit mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit während eines Teils Jedes Gesant-Arbeitszykluses gefördert und sie wird während eines anderen Seils des Arbeitszykluses mit konstantem Druck gefördert. Die hydraulische Pumpe 50 wird mit einer Steuerschaltung geme'ss "ig. 3 wahlweise so betrieben, dass sie einen Fluss der Trägerflüssigkeit entweder mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit, oder mit konstantem Druck liefert. Über einen Leistungsverstärker 68 wird der Pumpen-Antriebsmotor 51 eine Betriebsspannung zugeführt, und der Tachometer 52 wird von der Antriebswelle der hydraulischen Pumpe 50 angetrieben und liefert ein Ausgangssignal, das eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors bzw. der hydraulischen Pumpe ist. Das Tachometer-Ausgangssignal wird als Eingangssignal einem Differenzverstärker 69 zugeführt. Dem
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Differenzverstärker 69 wird weiterhin ein Eingangssignal 70 zugeführt, das wahlweise einstellbar ist, damit es einer gewünschten, vorgegebenen konstanten Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit entsprichtt Das Aasgangsignal vom Differenzverstärker 69 liegt über die Leitung 71 an einem Kontakt des Schalters 72 an. Der Wählschalter 78a und 78b für konstanten Druck bzw. konstante Durcliflussgeschwindigkeit befindet sich, wie in Fig. 3 dargestellt, aiigenomaienermassen in der "Strömungs"-Steliung, so dass in diesem PaIIe eine Arbeitsweise mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit gewählt ist.
Der Druck der in die Leitung 23 gepumpten Trägerflüssigkeit wird von einem Druckwandler 73 geraessen und das druckabhängige Ausgangssignal des Wandlers 73 wird irx Verstärker 74- verstärkt und dem Schalter 75 zugeführt« Die Schalter 72 und sind aneinander gekoppelt und werden vom Schalte::-auslöser ■gleichzeitig geschaltet. Wenn beide Schalter 72 und 75 vom Auslöser 76 in die untere Schaltstellung (also gerade in die in der Figur dargestellten Soiialtstellung entgegengesetzte Lage) geschaltet werden, wird das verstärkte Signal vom Druckwandler 73 an einem Kondensator 77 gelegt, so dass er sich auflädt. Zur gleichen Zeit wird äs.s Aus gangs signal vom Differenzverstärker 79 über die Leitung 71 und über den Schalter 72 als Eingangs-Regelsignal dem Leistungsverstärker 68 zugeführt.
Befinden sich die Schalter 72 und 75 in der zuvor genannten unteren Stellung, so unterliegt der Hotor 51 für die hydraulische Pumpe dem Einfluss eines Hückkopplungskreises, der die Drehgeschwindigkeit der hydraulischen Pumpe 50 auf einer konstanten Geschwindigkeit hält, die durch das am Eingang des Differenzverstärker 69 anliegende Stellsignal 70 festgelegt wird« Da die hydraulische Pumpe 50 die hydraulische Betriebs-. flüssigkeit mit einer Strömungsgeschwindigkeit pumpt, die durch die Drsh-Eingangsgeschwindigkeit festgelegt ist, so wird der konstante PIues des hydraulischen Fluids natürlich nur an einen der Druckverstärker y'\ und 32 geführt, und der mit der: nückkoppel-Kr-eis auf einer konstanten Geschwindigkeit gehaltene Antrieb der hydraulischen Pumpe bewirkt eine konstante Strör/unGSgeschwindigkeit der hydrauli-
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sehen Arbeitsflüssigkeit, die an einen der Druckverstärker 31 und 32 geführt werden kann, um die Trägerflüssigkeit mit einer etwa konstanten Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 23 zu pumpen, wobei die Strömungsgeschwindigkeit von der voreingestellten Geschwindigkeit des Motors 31 abhängt. Der in der Leitung 23 während des Durchfliessens der Trägerflüssigkeit mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit auftretende Druck wird vom Druckwandler 73 gemessen und das sich daraus ergebende, verstärkte Drucksignal wird dem Kondensator 77 zugeführt, der sich auf einen vom gemessenen Druck in der Leitung 23 abhängenden Wert auflädt.
Wenn die Schalter 72 und 75 vom Schalterauslöser 76 in die in Fig. 3 dargestellte obere Schalterstellung geschaltet werden, so wird das auf der Leitung 71 liegende, tachometerabhängige Signal vom Eingang des Leistungsverstärkers 68 abgeschaltet, und der Eingang des Leistungsverstärkers 68 steht dann mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 80 in Verbindung. Ein Eingang des Differenzverstärkers 80 ist über den Trennverstärker 7I mit dem Kondensator 77 verbunden, während der andere Eingang des Differenzverstärkers 80 das verstärkte Signal vom Druckwandler 73 zugeführt bekommt.
Sind die Schalter 72 und 75 in die vorgenannte obere Stellung geschaltet, so wird dem Leistungsverstärker 68 ein Betriebs-Regelsignal zugeführt, das während des Betriebs des Pumpensystems mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit eine Funktion der von Druck abhängigen Ladung ist, die zuvor am Kondensator 77 auftrat, und der Motor 7I wird daher geregelt und treibt die hydraulische Pumpe 50 so an, dass diese einen Fluid-Fluss fordert, der ausreicht, den Druck der Trägerflüssigkeit in der Leitung 23 auf einem zuvor während der Betriebsweise mit konstantem Volumen gemessenen Druck zu halten. Gleichzeitig gelangt das Drucksignal vom Wandler 73 über die Leitung 82 an den Differenzverstärker 80, so dass an den Differenzverstärker ein druckabhängiges Rückkoppelsignal gelangt. Dies führt dazu, dass der Leistungsverstärker 60 den Motor 51 so betreibt, dass
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der Druck der Trägerflüssigkeit auf dem zuvor während des Betriebs des Pumpensystems mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit aufgebauten Druckes gehalten wird.
Der Trennverstärker 81 besitzt eine genügend hohe Eingangsimpedanz, damit der Kondensator 77 während des gewünschten Zeitraumes für den Betrieb bei konstantem Druck nicht wesentlich entladen wird. Dies wird im weiteren noch beschrieben. Bei einer praktischen Ausführungsform der Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung wurde ein Trennverstärker 81 verwendet, der die Ladung des Kondensators 77 über einen Zeitraum von 5 Minuten hinweg nur um 1 % abnehmen liess. Diese Angaben sind gleichwohl nur als Beispiel zu verstehen.
Man erhält den andauernden Betrieb des vorliegenden Pumpsystems für die Trägerflüssigkeit bei einem ausgewählten konstanten Druck, indem man die Wählschalter 78a und 78b in die 11P"-Stellung bringt (d. h., wenn der Schalter in eine Stellung gebracht wird, die der in Fig. 3 dargestellten entgegengesetzt ist). Dadurch wird der Schalterauslöser 7& ausser Funktion gesetzt und die Schalter 72 und 75 bleiben in der in der Zeichnung dargestellten oberen Schalterstellung. Der Verstärker 80 erhält nun ein Eingangssignal vom Druckeinstell-Potentiometer 79 gemäss einem gewünschten Druck für die Trägerflüssigkeit zugeführt und über die Leitung 82 wird im anderen Eingang des Verstärkers 80 ein Eingangssignal zugeleitet, das dem vom Druckwandler 78 gemessenen Druck der Trägerflüssigkeit entspricht. Der Verstärker 80 liefert ein Ausgangssignal an den Motor 51 > derart, dass der Druck der Trägerflüssigkeit auf einem Druck gehalten wird, der durch Einstellung des Potentiometers 79 ausgewählt wurde. Während der Betriebsweise mit konstantem Druck wird der Druck der Trägerflüssigkeit konstant gehalten und die Strömungsgeschwindigkeit kann sich ändern, wenn sich die Durchlässigkeit der Chromatographiesäule ändert.
Die Arbeitsfolge des erfindungsgemässen Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit wird bei der beschriebenen Ausführungsform durch wahlweise Steuerung der Absperrorgane A-D für das
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hydraulische Fluid und durch die zusammenwirkende wahlweise Steuerung des Pumpensystems in der zuvor beschriebenen Arbeitsweise mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit bzw. mit konstantem Druck erreicht. Die Betriebssteuerung wird durch die in Fig. 4 dargestellte und in Zusammenhang mit der beispielsweisen Ausführung der vorliegenden Erfindung beschriebenen Arbeitsfolge-Steuereinrichtung durchgeführt. Selbstverständlich ist die spezielle Anordnung der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung durch die der beschriebenen Ausführungsform eigentümliche Arbeitsfolge vorgegeben. Es können auch Abänderungen und Ausgestaltungen der zuvor beschriebenen Arbeitsfolgen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen "werden würde. Bei solchen Abänderungen und Ausgestaltungen kann es jedoch erforderlich sein, auch entsprechende Änderungen bei dem Arbeitsfolge-Steuersystem vorzunehmen. Das Arbeitsfolge-Steuersystem gemäss Fig. 4 ermöglicht eine programmierte Folge von Arbeitsschritten, wobei die programmierte Aufeinanderfolge mit der Drehung der Antriebswelle der "stetig fördernden hydraulischer Pumpe 50 starr verknüpft ist. Die Steuerschaltung für die Arbeitsfolge gemäss Fig. 4 kann dementsprechend auch als eine digitale Steuerschaltung für einen speziellen Zweck angesehen werden. Einem geübten Programmierer ist es jedoch ohne weiteres möglich, einen geeigneten digitalen Rechner, der auch allgemein eingesetzt werden kann, zu programmieren, um die gleichen oder entsprechende Folgen von Signalen für die Betriebssteuerfunktionen des hydraulischen Systems bereitzustellen.
Die vom Lichtfühler 55 bei jeder Umdrehung der Antriebswelle der hydraulischen Pumpe 50 erzeugten Steuersignale werden einer iPeilerstufe 85 zugeführt, die auf der Leitung 86 für jeden zweiten vom Lichtfühler 55 kommenden Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls liefert. Die Ausgangsimpulse von der Teilerstufe 85 werden als Taktimpuls-Eingangssignale an den Zähler 87 mit 20 Stellen gelegt. Der Zähler 87 besitzt (jedenfalls in der beschriebenen beispielsweisen Ausführungsform) 20 Ausgangszustände und zählt bei Auftreten eines Impulses an der Leitung 86, also bei Auftreten eines Taktimpuls-Eingangssicnales einen digitalen Ausgangs-Signalzustand aufeinanderfolgend in aufsteigender Rei-
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henfolge der Ausgänge schrittweise weiter. Wenn der Zähler 87 "bis zur Zählerstellung "zwanzig" gelangt ist, so setzt der nächste Takt-Eingangsimpuls den Zähler in den "Eins"-Zustand zurück. Natürlich kann ein Zähler mit 20 Stellen auch dadurch erhalten werden, dass man einen Zähler mit 10 Stellen und einen Flip-Flop in geeigneter Weise schaltungsmässig verbindet, wobei der Flip-Flop als Verdoppler-Schaltung dient.
Weitere Einzelheiten des Arbeitsfolgen-Steuersystems werden in Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Arbeitsweise des Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit, soweit sie bis jetzt beschrieben worden ist, diskutiert. Angenommen, der Zähler 87 ist durch ein Taktimpuls gerade in die "Eins"-Stellung rückgesetzt worden und wird durch die in Abhängigkeit von jeder zweiten Umdrehung der Antriebswelle der hydraulischen Pumpe 50 erzeugten Taktimpulse fortlaufend hoch gezählt. Aus dem in Fig. 5 dargestellten Steuerfolge-Diagramm geht hervor, dass das hydraulische Zufluss-Absperrorgan A offen und das hydraulische Zufluss-Absperrorgan B geschlossen ist, so dass der gesamte hydraulische Fluid-Auslassstrom der hydraulischen Pumpe 50 an den ersten Druckverstärker 31 gelangt und diesen in Tätigkeit setzt. Das !lEins"-Ausgangssignal vcm Zähler 87 gelangt über das ODER-Glied 88 an den Betriebsart-Flip-Flop 89 und bewirkt, dass am Q-Ausgang ein Signal mit niederem Pegel auftritt. Dieses Ausgangssignal wird in der Invertierschaltung 90 invertiert und als Eingangssignal dem Schalterauslöser(Fig. 3) zugeführt. Die Schalter 72 und 75 werden vom Schalterauslöser 76 bedient, so dass der Pumpen-Betrieb in die Betriebsart für aine konstante Strömungsgeschwindigkeit übergeht. Daher erhält der erste Druckverstärker 31 in diesem Falle hydraulisches Fluid zugeführt, das mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit gepumpt wird und eine konstante Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit ergibt, wobei die genaue Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit durch Einstellung des Einstell-Eingangsignales 70 festgelegt wird. Dieser Arbeitsvorgang des ersten Druckverstärkers 71 setzt sich fort, bis die Kolbenanordnung des ersten Druckverstärkers nahezu den gesam-
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ten, möglichen Laufweg zurückgelegt hat. Da die hydraulische Pumpe 50 ein bestimmtes, festes Flüssigkeitsvolumen bei jeder Umdrehung der Pumpenantriebswelle pumpt, und da das Arbeitsvolumen des Einlasszylinders 34 genau festgelegt werden kann, kann auch die Zahl der Antriebswellen-Umdrehungen genau festgelegt werden, die nötig ist, damit die Kolbenanordnung des Druckverstärkers eine vorgegebene Wegstrecke zurücklegt. Das hydraulische Zufluss-Absperrorgan A in der beschriebenen Ausführungsform wird nach 17 Umdrehungen der Pumpenantriebswelle geschlossen, entsprechend der Hinterflanke der digitalen Zahl "neun", die dem Flp-Flop A der Arbeitsfolge-Steuerschaltung zugeführt wird.
Obgleich es wünschenswert scheint, das hydraulische Absper organ G gleichzeitig mit dem Schliessen des Zufluss-Absperrorgans A zu öffnen, so dass der zweite Druckverstärker 32 gleichzeitig mit dem Ende des ersten Druckverstärkers 3I beginnen könnte, Trägerflüssigkeit zu fördern, so werden auf Grund eines derartigen Überganges Druck-Pulsationen und Schwankungen bei der Trägerflüssigkeits-Zufuhr verursacht. Unter den Faktoren, die zu solchen Druckschwankungen beitragen, sind insbesondere &ie Ausweitung des die verschiedenen hydraulischen Leitungen und Trägerflüssigkeits-Leitungen .umfassenden Leitungssystems, die Ungl'eichmässigkeiten des Volumens, auf Grund der Ausweitung der Flüssigkeitsdichtungen in den Niederdruck- und Hochdruck-Teilen des Systems, und die geringe, jedoch nicht destoweniger auftretende Wirkung der Flüssigkeitsausdehnung zu nennen. Die Einweg-Ventile 45a, 45b, 46a und 46b stellen eine weitere Quelle unerwünschter Volumenänderungen dar. Obgleich Einweg-Ventile normalerweise das Strömen der Flüssigkeit in nur einer Richtung erlauben, so führt die Druckauslösung in der Leitung 44b (beispielsweise) dazu, dass die Kugel (oder ein anderes bewegliches Teil) des Einweg-Ventiles 46b sich etwas bewegt, wenn sie in der Strömungs-Sperrstellung ihren festen Sitz einnimmt. Diese zunächst auftretende Aufsetzbewegung der Einweg-Ventile ändert etwas das Gesamtvolumen des Leitungssystems für die Trägerflüssigkeit, und die Volumenänderung erzeugt ihrerseits eine entsprechende Druckschwankung
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in diesem System.
Diese und weitere Unregelmassigkeiten der Strömungsgeschwindigkeit werden vermieden oder wesentlich verringert, indem der zweite Druckverstärker einen Vordruck erhält, bevor der Übergang vom ersten Druckverstärker zum zweiten Druckverstärker abgeschlossen ist. Aus Fig. 5 geht hervor, dass das hydraulische Zufluss-Absperrorgan C beim achten Taktimpuls geöffnet wird, wenn der Flip-Flop G in Abhängigkeit von'der Hinterflanke des Taktimpulses "acht" am Q-Ausgang ein Signal bereitstellt. Während eines Zeitraums von zwei Umdrehungen der Pumpenantriebswelle sind also die beiden hydraulischen Zufluss-Absperrorgane A und C offen und es gelangt hydraulische Flüssigkeit zu beiden Druckverstärkern 31 und 32. Das Q-Ausgangssignal vom Flip-Flop C läuft durch einen Unterbrecher 180, der die für das Öffnen des Absperrorgans C verwendeten Auslösesignale während einer anfänglichen Zeitdauer "ausschneidet" oder wiederholt unterbricht. Diese Unterbrechungen des Auslösesignals, das in Fig. mit dem Bezugszeichen 91 gekennzeichnet ist, und das über einen Zeitraum von etwa 4 Sekunden hinweg vier SignalUnterbrechungen pro Sekunde aufweisen kann, ermöglichen, dass die hydraulische Flüssigkeit in unterschiedlichen Schritten an den zweiten Druckverstärker 32 gelangt, der zunächst auf den Einlasszylinder dieses Verstärkers einen Druck ausübt und damit einen Druckabfall vermeidet, der dann auftreten würde, wenn der leere und nicht unter Druck stehende Einlasszylinder des zweiten Druckverstärkers parallel zum Einlasszylinder des ersten Druckverstärkers 31 einfach gegenüber dem hydraulischen System geöffnet wird.
Eine Ausführungsform des Unterbrechers 180 ist beispielsweise in Fig. 12 dargestellt, wobei das Auslösesignal vom Flip-Flop C an die Basis des Transistors Q1 gelegt wird, der als Emitterfolger geschaltet ist. Das Betriebssignal versetzt den Transistor Q1 in den leitenden Zustand, so dass an der Leitung 181 eine Spannung anliegt, die einen aus dem Transistor Q2 und dem Kondensator 182 bestehenden bägezahn-Kippgenerator betreibt. Befindet sich der Transistor Q1 auf Grund eines Absperrorgans-Auslösesignals im leitenden Zustand, so liegt auch an den Leitungen
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181 und 183 Spannung an, so dass sich der Kondensator 184 aufzuladen beginnt. Der positive Eingang des Differenzverstärkers 185 steht mit dem Kondensator 184 in Verbindung, und der negative Eingang des Differenzverstärkers 185 erhält das Ausgangssignal von dem zuvorgenannten Sägezahn-Generator zugeführt. Der Transistor Q3 geht in den leitenden Zustand über, wenn der Transistor Q1 leitet und wenn der Transistor Q3 in den nicht-leitenden Zustand übergeht, wird der zuvor leitende Transistor Q4- in den nicht-leitenden Zustand gebracht.
Die Arbeitsweise des Unterbrechers 180 wird am besten anhand der in Fig.^3 dargestellten Schwingungen deutlich. Wenn kein Absperrorgan-Auslösessignal auftritt, so befinden sich die Transistoren Q1 und Q3 im nicht-leitenden Zustand, so dass der Transistors Q4- leiten kann und den Kondensator 184- auf Null Volt entlädt. Am negativen Eingang des Differenzverstärkers liegt eine über den Widerstand 188 zugeführte kleine positive Vorspannung an, die sicherstellt, dass am Ausgang des Differenzverstärkers ein Signal mit niederem Pegel anliegt, wenn am Eingang des Transistors ^1 kein Signal anliegt. Die Schwingungsform I in Fig. 13 zeigt, dass vom Flip-Flop C gelieferte Auslösesignal, das eine rechteckige Schwingungofοrm aufweist, und aus dem Q-Ausgangssignal vom Flip-Flop C besteht. Der Transistor Q1 des Unterbrechers geht in Abhängigkeit vom Auslösesignal in den leitenden Zustand über und der Sägezahn-Generator beginnt sofort damit, an die Anode des Transistors Q2 die in Fig. 3 dargestellte Sägezahnschwingung (II) zu liefern. Diese Sägeζahnschwingung wird dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 185 zugeführt. Zum gleichen Zeitpunkt, an dem der Sägezahngenerator den Betrieb aufnimmt, beginnt sich der Kondensator 184- aufzuladen, da der Transistor Q4- jetzt nicht-leitend ist. Die Schwingungsformen II und III von Fig. 13 veranschaulichen, dass die Zeitkonstante des Ladekreises für .den Kondensator 184- wesentlich länger ist als die Zeitkonstante für das Aufladen des Kondensators 182 vom Sägezahn-Generator. Der Differenzverstärker 185 stellt nur dann ein positives Ausgangssignal bereit, wenn an den positiven Eingang (an dem das von dem sich relativ langsam aufladenden Kondensator 184- erzeugte ansteigende Signal liegt),
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auftretende Signal grosser ist als die Amplitude des am negati- * ven Eingang des Verstärkers anliegende Sägezahn-Signal. Der Verstärker 185 arbeitet also als Spannungs-Vergleichsschaltung und beginnt ein positives Ausgangssignal bereitzustellen, sobald ein einzelner Sägezahn der Sägezahnschwingung auf Null abfällt. Der Verstärker 185 stellt dieses positive Ausgangssignal so lange bereit, bis die Amplitude des nächsten Sägezahn-Zykluses auf die Spannung des ansteigenden Signals, das am positiven Eingang anliegt, ansteigt.
Das positive Ausgangssignal am Operationsverstärker 185 besteht also, wie die Schwingungsform IV in Fig. 3 zeigt, aus einer Impulsserie, wobei die Impulsbreite des nachfolgenden Impulses grosser ist als die Impulsbreite des unmittelbar davor auftretenden Impulses. Zu einem durch die Parameter der Unterbrecherschaltung vorgegebenen Zeitpunkt übersteigt die am Kondensator 184 anliegende, ansteigende Spannung die grösste Sägezahnspannung und der Differenzverstärker 185 liefert von diesem Zeitpunkt an ein nicht-unterbrochenes Ausganssignal 186. Da das Absperrorgan C in Abhängigkeit von jeden einzelnen der in der Schwingungsform IV dargestellte Impulse kurzzeitig geöffnet wird, wirkt der Unterbrecher 180 zunächst so, dass er für eine Anzahl von Intervallen, die eine zunehmende Intervallänge aufweist, das Absperrorgan C impulsmässig öffnet. Danach bleibt das Absperrorgan C ständig offen, bis das Auslösesignal vom Flip-Flop C aufhört. Der Transistor Q1 geht in dem Moment in den nicht-leitenden Zustand über, ebenfalls der Transistor Q3, so dass der Transistor Q4 in den leitenden Zustand übergehen kann. Der Kondensator 184 wird über den Transistor Q4- entladen, wodurch am Ausgang des Operationsverstärkers 185 von diesem Zeitpunkt an kein positives Ausgangssignal mehr anliegt.
Die spezielle Anzahl der Unterbrechungen oder Auslöseimpulse, die in Fig. 13 anhand der Schwingungsform IV dargestellt ist, ist nicht kritisch, jedenfalls solange nicht, wie der Voreinlass in den zv;eiten Druckverstärker so durchgeführt wird, dass dies innerhalb der Förderkapazität des hydraulischen Systems liegt, um ein Ausgleich für das entsprechende, zusätzliche Fluid-
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Volumen, das gepumpt werden muss, zu bekommen. Die Breite der einzelnen Auslöseimpulse ist für jeden Absperrorgan-Öffnungsvorgang' am Anfang am kleinsten, so dass der leere Einlasszylinder des Druckverstärkers zunächst hydraulische Flüssigkeit mit entsprechend kleiner Zunahme erhält.
Die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist weitere Merkmale auf, um die DruckSchwankungen möglichst klein zu halten, die sonst auftreten könnten, wenn ein Absperrorgan A oder C zunächst geöffnet wird, um dem leeren und nicht unter Druck stehenden Einlasszylinder eines Druckverstärkers die Arbeitsflüssigkeit zuzuleiten. Die beiden Einweg-Ventile 61a und 61b in den zu den Absperrorganen A bzw. E führenden Verzweigungsleitungen verhindern, dass die Arbeitsflüssigkeit aus einem unter Druck stehenden Druckverstärker in den nicht unter Druck stehenden Einlasszylinder des anderen Druckverstärkers während der Zeit fliessen kann, wenn beide Absperrorgane A und C gleichzeitig offen sind.
Der Druckglättungs-Kreis 215 steht bereit, um unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit von dem Druckspeicher 218 über das Einweg-Ventil 219 in den Hydraulikkreis rückfliessen zu lassen, nämlich dann, wenn ein kurzzeitiger Druckabfall im hydraulischen System beispielsweise beim Anschluss eines nicht unter Druck stehenden Druckverstärkers mit dem hydraulischen * System auftritt. Der Druckglättungs-Kreis 215 arbeitet also so, dass er den hydraulischen Flüssigkeitsstrom im hydraulischen Kreis in Abhängigkeit eines vorübergehenden Bedarfes ergänzt, der anders nicht gedeckt werden kann, weil dies die voluiienmässige Förderkapazität des hydraulischen Pumpe 50 übersteigen würde. Wenn dann der vorübergehende Bedarf gedeckt ist, wird der Druckspeicher 218 über den Durchlass 217 mit verringertem Strömungsdurchmesser mit einer bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit der durch dar Einweg-Ventil 219 hei der Entladung strömende Arbeitsflüssigkeit kleinererStrömungsgeschwindigkeit wiederaufgeladen , so dass die Wiederauflacung des Druckspeicher 218 mit einer Geschwindigkeit, stattfindet, bei der die volumenmässige Forderkapazität der hydraulischen Pumpe 50 nicht über-
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- 28 schritten wird.
Das hydraulische Pumpensystem wird aus der Betriebsart in konstanter Strömungsgeschwindigkeit in die Betriebsart mit konstantem Druck umgeschaltet, bevor die Einlasszylinder der beiden Druckverstärker parallel verbunden werden. Dies wird bei Auftreten der Vorderflanke des achten Taktimpulses durchgeführt, der über das ODER-Glied 95 zum Betriebsart-Flip-Flop 89 gelangt, was dazu führt, dass am Q-Ausgang ein Signal mit hohem Pegel auftritt, wodurch der Schalterauslöser 76 die Schalter 72 und 75 betätigt und die Pumpenbetriebsart für konstanten Druck einschaltet. Die den Kondensator 77 enthaltende Schaltung arbeitet als Speicherschaltung und speichert den während der vorangegangenen Arbeitsweise mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit gemessenen Druck der Trägerflüssigkeit, und die hydraulische Pumpe 50 liefert die hydraulische Arbeitsflüssigkeit, um den ersten Druckverstärker 31 in einem Masse zu betreib.en, dass der im Speicher gespeicherte Druck der Trägerflüssigkeit aufrechterhalten bleibt. Wenn das Absperrorgan C danach geöffnet wird (nämlich bei Auftreten der Hinterflanke des achten Zähierimpulses), um den zweiten Druckverstärker 32 mit dem ersten Druckverstärker J1 parallel zu verbinden, wird die volumenmässige Auslass-Menge der hydraulischen Pumpe 50 durch den rückgekoppelten Regelkreis für einen konstanten Druck automatisch eingestellt und liefert die zusätzliche Menge an hydraulischer Flüssigkeit, die notwendig ist, um beiden Druckverstärkern die hydraulische Arbeitsflüssigkeit zuzuführen, wobei der Druck der Trägerflüssigkeit auf dem zuvor gemessenen, im Speicher gespeicherten Wert gehalten wird. In der Zeit, in der beide Absperrorgane A und C offen sind und die beiden Druckverstärker 31 und 32 daher parallel verbunden sind, kann die dem Einlasszylinder des zweiten Druckverstärkers 32 zugeführte hydraulische Arbeitsflüssigkeit den zweiten Druckverstärker 32 in Betrieb setzen, um gleichzeitig mit der Beförderung von Trägerflüssigkeit durch die Leitung 44a auf Grund des ersten Druckverstärkers 31 der zweite Druckverstärker 32 Trä^erflüssickeit über die Leitung 44b befördert. Die Menge der den beiden parallel gelegten Druckverstärkern von der hydraulischen Pumpe 50 zugeführten hydraulischen Flüssig-
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keit wird durch die Rückkopplungsschaltung für einen konstanten Druck automatisch eingestellt, so dass der zuvor gespeicherte Druckwert in der Leitung 23 erhalten bleibt, wobei allerdings die spezielle Arbeitsaufteilung zwischen den Druckverstärkern und auch die volumennässigen Änderungen nicht berücksichtigt sind, die beispielsweise durch eine Erweiterung des Leitungssystems, durch das Absetzen der beweglichen Teile in den Einweg-Ventilen oder durch andere Vorgänge auftreten.
Die beiden Druckverstärker 31 und 32 arbeiten also während des Zeitraumes parallel, der erforderlich ist, um an den zweiten Druckverstärker einen Druck zu legen, der während der Betriebsweise mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit zuvor gemessen wurde. Nachdem eine genügend lange Zeit verstrichen ist, um den zweiten Druckverstärker auf einen genügend grossen Vordruck zu bringen, wird das Absperrorgan A geschlossen und das Arbeitsfolge-Steuersystem führt danach nur den zweiten Druckverstärker 32 in die Betriebsart für konstanter Strömungsgeschwindigkeit zurück. Aus Fig. 4- ist zu entnehmen, dass das Absperrorgan A bei Auftreten der Hinterflanke des Taktimpulses "neun" geschlossen wird, wenn dieses zum Flip-Flop A gelangt, .und die Betriebsart für konstante Strömungsgeschwindigkeit wird bei Auftreten der Hinterflanke des Taktimpulses "zehn" gewählt, wenn er über das ODER-Glied 88 an den Flip-Flop 89 für die Betriebsart gelangt. Bei Schliessen des Absperrorgans A wird gleichzeitig bei Auftreten des dem Fljp-Flop B zugeführten Taktimpulses "neun" das hydraulische Auslass-Absperrorgan B geöffnet, und die Feder 37 ini ersten Druckverstärker 31 führt die Kolbenanordnung in- die in Fig. 2 dargestellte Stellung zurück, so dass eine zusätzliche Menge an Trägerflüssigkeit in den Auslasszylinder 36 eingezogen wird. Das Auslass-Absperrorgan B bleibt bis zum Auftreten der Vorderflanke des Taktimpulses "achtzehn" offen, der dem öffnen des Absperrorgans A für den nächsten Arbeitszyklus unmittelbar vorausgeht.
Aus Fig. 5 geht weiterhin hervor, dass entsprechende Übergänge vom zweiten Druckverstärker auf den ersten Druckverstärker auftreten, die mit dem Taktimpuls "achtzehn" beginnen, wobei die
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Arbeitsweise der Regelung wieder von der Arbeitsweise mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit auf die Arbeitsweise mit konstantem Druck übergeht und das Absperrorgan A geöffnet wird. Das Auslösesignal für das Absperrorgan A wird einer Unterbrecherschaltung 187 zugeführt, die in Aufbau und Arbeitsweise mit der Unterbrecherschaltung 180 identisch sein kann und das öffnen des Ventiles A wird, wie durch das Bezugszeichen 96 in Fig. 4- angedeutet, mit Unterbrechungen durchgeführt. Der erste Druckverstärker 31 erhält daher einen Vordruck und der zweite Druckverstärker 32 ist (bei Auftreten des Taktimpulses "neunzehn") im wesentlichen geschlossen; der Übergang vom zweiten Druckverstärker 32 zurück zum ersten Druckverstärker 31 wird durch die Rückkehr der Betriebsregelung in die Betriebsart für konstante Strömungsgeschwindigkeit bei Auftreten der Vorderflanke des nächsten Taktimpulses "eins" abgeschlossen. Der erste Druckverstärker 31 liefert wieder Trägerflüssigkeit in der Betriebsart für konstante Strömungsgeschwindigkeit, so dass ein vollständiger Arbeitszyklus des Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit abgeschlossen ist.
Der zuvor beschriebene Arbeitszyklus des Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit kann unbegrenzt so lange wiederholt werden, solange vom Behälter 16 her Trägerflüssigkeit zugeführt wird. Da im Behälter 16 die Flüssigkeit jederzeit nachgefüllt werden kann, können durch die vorliegende Erfindung chromatographische Analysen ohne zeitliche Begrenzung durchgeführt werden, ohne dass durch die Pumpe bedingte Beschränkungen der erforderlichen Menge an Trägerflüssigkeit auftreten.
Wenn das Pumpensystem für die Trägerflüssigkeit zu einem Zeitpunkt abgeschaltet wird, wenn einer der Druckverstärker teilweise einen Arbeitshub abgeschlossen hat, so bleibt hydraulische Flüssigkeit im Einlasszylinder des Lruclcverstärkers enthalten. Da der Folgezähler 87 auf Null zurückgesetzt wird, wenn das System ausgeschaltet wird, besteht die Möglichkeit, dass der erste Arbeitszyklus beim darauffolgenden Systembetrieb dazu führen kann, dass diesem Druckverstärker die henge an hydraulischer Flüssigkeit zugeführt wird, die für einen Gesamtzyklus
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vorgesehen ist, wobei der Druckverstärker zum. Teil mit hydraulischer Flüssigkeit noch gefüllt ist. Um zu verhindern, dass das hydraulische System überlastet und möglicherweise beschädigt wird, ist die Auslöseschaltung 66 so geschaltet, dass sie, unabhängig von dem in Pig. 4· dargestellten Folgesteuersystem, die Auslass-Absperrorgane B und D für einen Zeitraum Öffnet, der ausreicht, damit alle Druckverstärker in die in Fig. 2 dargestellte Ausgangsstellung zurückkehren können. Die Auslöseschaltung kann in irgendeiner geeigneten Weise aufgebaut und verbunden sein, dass sie in Abhängigkeit von der Betätigung eines (nicht dargestellten) Handschalters für das Chromatographie-System arbeitet.
Das Überdruckventil 65 stellt einen weiteren Schutz gegen Überlastung des hydraulischen Systems dar, wobei sich das Überdruckventil 65 öffnet und den maximalen hydraulischen Druck begrenzt, der bei Ausfall der Auslöseschaltung oder auf Grund anderer Fehlfunktionen auftritt. Wäre dieses Überdruckventil nicht vorhanden, so könnte ein unerwünscht hoher hydraulischer Druck entstehen.
Der Fachmann wird auch ohne weiteres einsehen, dass die einzige hydraulische Pumpe 50, die hydraulische Arbeitsflüssigkeit an Jeden Druckverstärker liefert, gewünschtenfalls auch durch eine separate hydraulische Pumpe und durch mit dieser Pumpe in Verbindung stehende Leitungen ersetzt werden könnte, um jeden Druckverstärker wahlweise die hydraulische Arbeitsflüssigkeit zuzuführen.
Bei einer Durchführung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels eines Pumpensystems für die Trägerflüssigkeit wurden zwei Druckverstärker verwendet, deren Äuslasszylinder jeweils
■χ
eine volumenmässige Aufnahmefähigkeit von 2,5 cnr der Tragerflüssigkeit aufwies. Bei einem Arbeitszyklus mit 40 Umdrehungen der Antriebswelle für die hydraulische Pumpe ist das Aufnahnevolu^en des Linlasszylinders jedes Druckverstärker!? und die von der hydraulischen Pumpe 50 pro Umdrehung geförderte hydraulische Arbeitsflüssigkeit ersichtlich so gewählt, dass bei je-
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weils 40 Umdrehungen der Antriebswelle der hydraulischen Pumpe im wesentlichen ein vollständiger Arbeitstakt des Druckverstärkers-Betriebs durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es nur als Beispiel anzusehen, wenn 40 Antriebswellen-Umdrehungen (sowie 20 Zählimpulse) gewählt werden, um einen Arbeitszyklus festzulegen. Es können auch mehr oder weniger Antriebswellen-Umdrehungen und/oder Zählerimpulse verwendet werden, um einen vollständigen Arbeitszyklus festzulegen.
Häufig besteht das Bedürfnis, mehr als nur eine Trägerflüssigkeit während eines Arbeitsablaufes bei einen Flüssigkeits-Chromatrograph zu verwenden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, beim Ablauf der Chromatographie-Analysen von einer ersten Trägerflüssigkeit (beispielsweise einem polaren Lösungsmittel) auf eine zweite Trägerflüssigkeit (beispielsweise ein nicht-polares Lösungsmittel) überzugehen. In Fig. 6 ist ein abgeänderter Flüssigkeits-Chromatograph der vorliegenden Art dargestellt, der die vorprogrammierte Verwendung zweier unterschiedlicher Trägerflüssigkeiten ermöglicht. In Fig. 6 sind die den in Fig. 2 dargestellten Bauteilen entsprechenden Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei mit einem Strich versehene Bezugszeichen verwendet werden, um die Bauteile zu bezeichnen, die gegenüber den in Fig. 2 dargestellten Bauteilen in Fig. 6 doppelt vorkommen. Links von der Trennlinie 100 in Fig. 6 ist die in Fig. 2 dargestellte, und zuvor in Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebene Ausführungsform des Pumpensystems wiedergegeben, und die ZuIeitungs-AbSperrorgane A, C für die hydraulische Flüssigkeit, sowie die Abfluss-Absperrorgane B und D arbeiten in der gleichen Weise und Reihenfolge,wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 5 zuvor beschrieben wurde.
In Fig. 6 sind zusätzlich zu den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Druckverstärkern 31 und 32 weitere Druckverstärker 31' und 32' vorgesehen. Alle vier Druckverstärker sind in ihrer Betriebsweise vorzugsweise gleich. Der Auslasszylinder des zusätzlichen Drucl-cverstärkers 31' ist mit einer .Einwegventil-Anordnung 45a1 und 46a1 verbunden, wogegen der Auslasszylinders des zusätzlichen Druckverstärkers 32' mit der Einwegventil-Anordnung
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45b1 und 46b1 verbunden ist. Die Zulaufanschlüsse der Einwegventile 46a1 und 46b1 sind mit einem zweiten, Trägerflüssigkeit enthaltenden Behälter 16' verbunden. Der zweite Behälter 16' kann beispielsweise das Lösungsmittel II enthalten, und ist mit "Lösungsmittel II" gekennzeichnet. Die mit den Druckverstärkern 51 und 32 in Verbindung stehenden Einv/egventile sind wie bisher mit dem Behälter 16 verbunden, der in Fig. 6 mit "Lösungsmittel I" gekennzeichnet ist, und das Lösungsmittel I enthält.
Die hydraulische Leitung 62a führt von der Verbindungsstelle der Absperrorgane A und B zum Zuflussanschluss eines Verteiler-Absperrorgans 101, mit dem man die Leitung 62a wahlweise mit dem Einlasszylinder entweder des Druckverstärkers 31 oder des Druckverstärkers 31' verbinden kann. Die hydraulische Leitung 62b führt in entsprechender Weise von dem Verbindungspunkt der Absperrorgane C und D an den Einlassanschluss eines weiteren Verteiler-Absperrorgans 102, mit dem man die Leitung 62b wahlweise mit einem Einlasszylinder entweder des Druckverstärkers 32 oder des Druckverstärkers 32' verbinden kann. Die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 können beispielsweise durch Magnetspulen betätigbare Zweiweg-Absperrorgane sein, bei denen eine erste Durchflussverbindung bei erregter Spule und eine zweite Durchflussverbindung bei nicht-erregter Spule geschaffen wird. Die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 werden von Regelsignalen betätigt, die über die Regelleitungen 103 bzw. 104 von dem Proportionalregler 105 bereitgestellt werden. Der Proportionalregler 105 kann aus einer geeigneten Schaltung bestehen, die den Verteiler-Absperrorganen 101 und 102 proportional zu dem gewünschten relativen Verhältnis des Lösungsmittels I und des Lösungsmittels II Ströme bzw. Spannungen zu deren Betätigung zuführt. Folgeschaltungen und -anordnungen, mit denen man die zuvor genannte Proportionalregelung durchführen kann, sind dem Fachmann geläufig und brauchen hier nicht im einzelnen erläutert werden.
Betrachtet man zunächst die Arbeitsweise der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsforrn, so sei zunächst angenommen, dass nur das Lösungsmittel I in einen Chromatographie-Arbeitsvorgang verwendet werden soll. Der Proportionalregler 105 regelt die Ver-
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teiler-Absperrorgane 101 und 102 derart, dass die Druckverstärker 31 und 32 ständig mit den entsprechenden hydraulischen Leitungen 62a und 62b in Verbindung bleiben. Diese Durchflussstellung der Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 kann beispielsweise die Normalstellung der Absperrorgane 101 und 102 sein, wenn sie nicht erregt werden. Die beiden Druckverstärker 31 und 32 pumpen Lösungsmittel I vom Behälter 16 über die Einweg-Ventile 45a, 46a, über die Leitungen 106 und 107 für die Trägerflüssigkeit, über die Mischkammer 108 und über die Leitung 23 entweder zum Probeneinführungs-Absperrorgan 18 oder direkt zur Chromatographie-Säule.
Wenn der Chromatographie-Säule eine Mischung aus den Lösungsmitteln I und II zugeleitet werden soll, so werden die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 von Proportionalregler 105 so gesteuert, dass hydraulische Flüssigkeit an die Druckverstärker 31' und 321 gelangt. Die Druckverstärker 31* und 32' müssen während eines proportionalen Teils jedes Pumpen-Betriebszykluses (wie er etwa in Fig. 5 festgelegt ist) hydraulische Flüssigkeit zugeführt bekommen, die dem gewünschten Verhältnis des Lösungsmittels II gleich ist. Beispielsweise kommt eine Mischung für die Trägerflüssigkeit, die aus 90 % Lösungsmittel I und 10 % Lösungsmittel II besteht, dadurch Zustande, dass die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 während eines Zeitraumes von 10 % jedes Arbeitszyklußes den Druckverstärkern 31' und 32' hydraulische Flüssigkeit zuführen. Da der an die Chromatographie-Säule geförderte zusammengesetzte Trägerflüssigkeits-Strom die Lösungsmittel I und II gut vermischt enthalten sollte, und nicht nur aus aufeinanderfolgenden Strömungsteilen ungemischter Lösungsmittel bestehen sollte, sollten die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 während jedes gesamten Arbeitszykluses des Pumpensystems mit einer etwa vorgegebenen Wjederholungsfolge gepulst werden. Beispielsweise können den Verteiler-Absperrorganen Auslösesignale vom Proportionalregler 105 mit einer Wiederholungsfolge von 1 Impuls pro Sekunde zugeführt werden, oeibstverständlich muss die relative Dauer der "Einschal t-Zeit" für jeden vollständigen Impuls so gewählt werden, dass die entsprechende Betriebsdauer für die Druckverstärker
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31' und 32' hergestellt ist, die notwendig ist, um das gewünschte Teilverhältnis des Lösungsmittels II zu erhalten.
Wenn beispielsweise ein 50 : 50-Verhältnis der Lösungsmittel I und II benötigt wird, so ist selbstverständlich die "Einschalt-Zeit" von jedem Impuls der "Ausschalt-Zeit" jedes vollständigen Impulses genau gleich. Wenn jeder der vier Druckverstärker eine Aufnahmefähigkeit des Auslasszylinders von 2,5 ml aufweist, und eine Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit von einen ml pro Minute in der Chromatographie-Säule gewünscht wird, so sind für jeden Halb-Arbeitszyklus 2,5 Minuten erforderlich. Die Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 werden mit einer Wiederholungsfolge von 60 χ 2,5 gepulst, oder für jeden derartigen Halb-Arbeitszyklus sind 150 Impulse erforderlich. Ein kompleter Arbeitszyklus des Pumpensystems erfordert 300 Impulse für die Verteiler-Absperrorgane, wenn die beispielsweise gewählten Daten verwendet werden. Während jedes abgeschlossenen Arbeitszykluses des Pumpensystems nimmt bei dem vorliegenden Beispiel die Mischkammer 108 150 Teile an Lösungsmittel I und 150 Teile an Lösungsmittel II auf, obwohl die relativen Längen der Lösungsmittel-Teile durch das gewünschte programmierte Zeitverhältnis der Lösungsmittel I und II bestimmt sind.
Möchte man in irgendeiner vorgegebenen Weise vom Lösungsmittel I zum Lösungsmittel II übergehen, möchte man beispielsweise über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg ein lineares oder nichtlineares Ansteigen vom Lösungsmittel I zum Lösungsmittel II hin erhalten, so wird der Proportionalregler 105 einfach so
sich
gesteuert, dass/das Verhältnis der "Einschalt-Zeit"-Hegelung der Verteiler-Absperrorgane 101, 102 gemäss dem gewünschten Ansteigen beim übergang von einem zum anderen Lösungsmittel verändert. Da der Übergang zwischen den Lösungsmitteln durch die Betätigung der Verteiler-Absperrorgane 101 und 102 geregelt wird, und nicht durch eine feste mechanische Antriebseinrichtung, so braucht dieser Übergang, zeitlich gesehen, nicht linear von-statten gellen, und kann stattdessen irgendeine gewünschte Kurvenform aufweisende Übergangscharakteristik aufweisen, die im Proportionalregler 105 programmiert werden
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kann. Der Übergang der Trägerlösungsmittel kann daher mit einer auf die Zeit bezogene Kurvencharakteristik durchgeführt werden, die, Je nach Wunsch der Bedienungsperson, verschiedene konkave oder konvexe Kurvenformen aufweisen kann.
Fig. 6A gibt eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung wieder, die bei Verwendung von zwei unterschiedlichen Trägerflüssigkeiten benutzt werden kann. V/ährend die in Fig.6 dargestellte Ausführungsform eine proportionale Förderung zweier Trägerflüssigkeiten durch die wahlweise Betätigung der Absperrorgane im Niederdruck-Einlassteil des Systems durchführt, verwendet das in Fig. 6A dargestellte System eine Strömungsregelung in dem Hochdruck-Auslassteil, um zwei Trägerflüssigkeiten wahlweise verwenden zu können. Der Niederdruck- oder Hydraulikteil des links von der Linie 100 in Fig. 6A dargestellten Systems ist in gleicher Weise wie die zuvor beschriebene, und in Fig. 6 dargestellte entsprechende Anordnung aufgebaut.
Die unter Druck stehende und selektiv der Leitung 62a zugeführte Arbeitsflüssigkeit wird den beiden Druckverstärkern und 31' parallel zugeleitet, die jeweils so verbunden sind, dass sie das Lösungsmittel I bzw. das Lösungsmittel II pumpen. Die unter Druck stehende und selektiv an die Leitung 62b gelangende Arbeitsflüssigkeit wird in entsprechender Weise den Einlasszylindern der beiden Druckverstärker J2 und 32' parallel zugeführt, die so verbunden sind, dass sie das Lösungsmittel I bzw. das Lösungsmittel II pumpen. Die Arbeitsflüssigkeit beispielsweise in der Leitung 62a wird den beiden Druckverstärkern J1 und 31' jeweils mit gleichem Arbeitsdruck zugeführt, so dass das Lösungsmittel I über die Leitung 225 und das Lösungsmittel II über die Leitung 226 gleichzeitig gepumpt wird. Entsprechend bewirkt die Arbeitsflüssigkeit in der Leitung 62b, dass das Lösungsmittel I über die Leitung 227 und das Lösungsmittel II über die Leitung 228 gleichzeitig gepumpt wird.
Me Einstellung des Verhältnisses der Lösungsmittel I -und Il erfolgt bei der in Fig. 6A dargestellten Ausführungsform mit
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einem Dosierungsventil 229. Das Dosierungsventil 229 besitzt zwei Zylinder 230, der durch ein rohrförmiges Teil 231 vorgegeben ist. Innerhalb des Zylinders 230 befindet sich ein hin- und herbewegbarer Wechselventilkörper 232, dessen Durchmesser um so viel kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ist, dass Lösungsmittel in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Zylinder und dem Wechselventilkörper fliessen kann; der Strömungsdurchgang 233 steht mit dem ringförmigen Zwischenraum in Verbindung und ist über die Leitung 234- an die Mischkammer 108 angeschlossen, die im weiteren noch beschrieben werden wird.
Das Lösungsmittel I wird über die Leitungen 225 und 227 gepumpt und strömt in das Dosierungsventil über eine erste Einlassöffnung 238, die mit einem Einweg-"Ventil 239 in Verbindung steht, ein, wobei das Einweg-Ventil 239 gegen eine Öffnung 24-0 (vgl. Pig. 14) gedrückt wird, wenn das Ventil den Durchfluss sperrt. Das Lösungsmittel II gelangt in entsprechender Weise über die zweite Einlassöffnung 242 des Dosierungsventiles zu einem Einweg-Ventil 239' und einer öffnung 240'.
Der Wechselventilkorper 232 besitzt ein erstes Betätigungsteil 243,. das vom Wechselventilkorper in axialer Ausrichtung zur Öffnung 240 nach aussen wegsteht, sowie ein zweites Betätigungsteil 244, das an der gegenüberliegenden Seite des Wechselventilkörpers in axialer Ausrichtung zur Öffnung 240' wegragt. Die Abmessung des Wechselventilkörpers 232 in Längsrichtung ist einschliesslich des ersten und zweiten Betätigungsteils 243 und 244 so gewählt, dass sichergestellt ist, dass wenigstens eines der Einweg-Ventile 239 und 2391 wenigstens teilweise durch das entsprechende Betätigungsteil immer vom Ventilsitz abgehoben bleibt, so dass der Wechselventilkorper sich in keiner Stellung befinden kann, bei der beide Einweg-Ventile 239 und 239' gleichzeitig vollständig geschlossen sein können, um den Lösungsmitteldurchfluss zu sperren.
Wie am besten aus l'ig. 14 hervorgeht, ist die öffnung 240 von einem Auflageteil 241 umgeben, das einen darin ausgebildeten
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Fluid-Durchflusskanal 245 aufweist und den Durchfluss durch die Öffnung 240 und den Durchflusskanal 245 des Lösungsmittels auch dann ermöglicht, wenn der Ventilwechselkörper auf dem Auflageteil 241 aufliegt. Ein entsprechender Auflageteil und Durchflusskanal ist am Ventilsitz 241' vorgesehen. Das den Zylinder 230 bildende rohrförmige Teil 231 ist aus einem geeigneten magnetisch permeablen Material hergestellt und etwa am Mittelpunkt der Längsausdehnung des rohrförmigen Teils durch ein Trennteil 250 geteilt, das ebenfalls aus einem geeigneten magnetisch-permeablen Material hergestellt ist. Eine erste Steuerwicklung 251 ist um die erste Hälfte des rohrförmigen Teils 231 aussen herum gewickelt, wobei diese erste Hälfte des rohrförmigen Teils 231 sich zwischen dem Trennteil 250 und der ersten Einlassöffnung 238 liegt. Eine zweite Steuerwicklung 252 ist in entsprechender Weise um die zweite Hälfte des rohrförmigen Teils gewickelt, die sich zwischen dem Trennteil 250 und der zweiten Einlassöffnung 242 befindet. Der magnetische Kreis zwischen dem Trennteil 250 und den beiden Enden des Dosierventiles werden durch die Jochteile 253a und 253h geschlossen, wobei Jeder dieser Jochteile 253a und 253b ebenfalls aus einem geeigneten magnetisch-permeablen Material hergestellt ist. Die erste Wicklung 251 erhält Regelsignale über die Regelleitung 103 zugeführt, während die zweite Wicklung 252 Regelsignale über die Leitung 104 zugeführt bekommt. Selbstverständlich stehen die Leitungen 103 und 104 mit einer entsprechenden Schaltung in Verbindung, die Dosier-Regelsignale liefert, wie dies zuvor in Zusammenhang mit dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 6A arbeitet folgendermassen: Bei Anlegen eines Regelsignals an die ersteWicklung 251 bewegt sich der Ventilwechselkörper 232 zur ersten Einlassöffnung 238 des Dosierventils 239 hin. Bei Anlegen eines Regelsignals an die zweite Wicklung 252 bewegt sich der Ventilwechselkörper 232 von der ersten Einlassöffnung 238 weg und zur ersten Einlassöffnung 242 hin. Angenommen, die erste Wicklung 251 wird erregt. Dadurch hält der erste Betätigungsteil 243 des Ventilwechselkörpers das Einweg-Ventil 239 offen, so dass das Lösungsmittel I vom Druckverstärker 31 (oder 32), der gleichzeitig hydrauli-
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sehe Arbeitsflüssigkeit zugeführt bekommt, über den Durchlass 233 zur-Mischkammer 108 fliessen kann. Nachdem das Lösungsmittel I eine durch die Dosierungsregelung festgelegte, vorgegebene Zeitspanne geflossen ist, wird die erste Wicklung 251 enterregt und die zweite Wicklung 24-2 wird erregt und schiebt den Wechselkörper 232 in eine Stellung, in der das erste Betätigungsteil 24-3 das Einwegventil 239 schliessen, und das zweite Betätigungsteil 244 das Einwetventil 239' öffnen kann, so dass das Lösungsmittel II in die zweite Einlassöffnung 242 des Dosierventils einströmen kann. Während des Zeitraums, in dem die zweite Wicklung 242 erregt ist, strömt also das Lösungsmittel II über die zweite Einlassöffnung 242 in das Dosierventil ein und fliesst durch den Durchgang 233 in die Mischkammer 105.
Die Ausfuhrungsform eines Dosiersystems für das Lösungsmittel, wie es in Fig. 6A dargestellt ist, ergibt einen ausfallsicheren Betrieb, bei dem beide Stromkreise auf Grund der zuvor beschriebenen Konstruktion des Dosierventiles 239 nicht gleichzeitig geschlossen sein können, so dass wenigstens eines der beiden Einweg-Ventile im Dosierventil wenigstens teilweise geöffnet ist. Darüberhinaus ermöglicht die Verwendung eines einzigen Stromschalterelementes, wie beispielsweise das Dosierventil 229» einen Übergang zwischen den Flüssigkeits-Stromkreisen, bei dem unerwünschte Druckschwankungen weniger stark auftreten, als dies bei einem Umschaltsystem der Fall ist, das getrennte Absperrorgane in den jeweiligen Strömungsleitungen erfordert.
Obgleich das Dosierventil 229 - wie beschrieben - durch Wicklungen betätigt wird, die eine konstante Erregung erfordern, damit eine Ventilstellung beibehalten werden kann, ist es jedoch auch möglich, das Dosierventil mit einem magnetischen, selbsterhaltenden Schalter zu versehen, der ohne Anlegen eines konstanten elektrischen Stroms an die Wicklung den Ventilwechselkörper in einer der beiden Betriebsstellungen hält. Die Schaltung des Ventiles wird mit einem kurzzeitig auftretenden Signalinpuls durchgeführt, wobei keine V.ärmeproblenie auftreten, wie dies bei Spulen, die ständig erregt werden müssen der Fall ist.
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rrobeneinfülirungs-· Absperrorgan
Ein Ausführungsbeispiel des Probensinfükruiigs-Absperrorgans 18 ist in den Fig. 7 bis 9 dargestellt und weist einen einstückigen Absperrorgan-Körper 115 mit* einer zylindrischen Kammer 116 auf, die von der Seite 11? her sich in einer vorgegebenen Länge in den Absperrorgan-Körper hinein erstreckt. Die Abmessung der Kammer 115 nach innen ist durch die ebene Kreisfläche 118 vorgegeben, durch die koaxial zur Mittellinie der zylindrischen Kammer 116 ein Durchgang 119 für die Antriebswelle hindurchgeht. Zwei öffnungen 120 und 121 verlaufen von der Fläche 118 aus nach unten und sind ^ewails mit entsprechenden Leitungen bzw. 22 verbunden» Sine zusätzliche öffnung 125 geht an einer Stelle oberhalb der Fläche 113 ckueüii die Kaimaerwsind hindurch, wie dies in Fig. ? dargestellt ist. Der Absperrorgan-Eörper 115 kann vorteiih&xterweiss aus ■ einem einstilokingsn listallblock gedreht 3der in anderer Weise liergssitlli; sein, ss können aber auch anders Werkstoffe mit gssi^naten physikalischen Eigenschaften verwendet werden, di*s ;\-:-,ü.o-2h ^iäei^aMsfäliig gegenüber den durchfliessenden STüseigkeitea sein müssen und auch sine genügend grosse mecii^iiisciis Fs sticks it össit^en sollen, damit sie die auftretenden Arbsitsdriie.ke aushalten können.
In der.Kammer 116 befindet sich sin siüh in der Kammer 116 drehender Drehkörper 122.. der aii·- einer Drehkörper-Welle 123 verbunden ist, die durch gbü Velienckirchgang 119 nach unten ragt und an der anderen Seite 124 des Absperrorgan-Körpers 115 herausragt« Der Drehkörper 122 besitzt eine Umfangsflache 128, die so bemessen ist, dass sich der Drehkörper in der zylindrischen Kammer 11ό drehen kann» Der Drehkörper 122 weist, wie teilweise in Ii1Ig. 9 dargestellt ist, swei voneinander beabstandete, parallele Flächen 129a und 129b auf, äia senkrecht zur Drehachse des Drehkörpers liegen. Vier Durchgangs 130, 131» 132 imd 133 verlaufen parallel zur Hotatiozisschse durch den Dreiikörper 122 und stellen eins Verbindung Ei-zisclien den beiden parallelen i'lächen dar. Jeder der Dure.iirränge 130 bis 135 weist ein vorzugsweise eigenes, festgelegtes i-sssungsvermögen innerhalb des Drehkörpers 122 auf, das gleich einer entsprechenden
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Anzahl vorgegebener gewünschter Mengen an Probenmaterial ist, das in den Kreislauf des Flüssigkeits-Chromatographen eingegeben werden soll; diese Durchgänge können an einfachsten dadurch gebildet v/erden, dass Löcher mit geeigneten Durchmesser durch den Drehkörper 122 parallel zur Drehachse gebohrt werden. Jede Drehkörper-!lache 129a und 129b weist eine kreisförmige hervorstehende Fläche 134a bzw. 134b um die Achse des Drehkörpers herum auf. Die Durchgänge 130 bis 133 erstrecken sich zwischen diesen hervorstehenden Flächen und enden an diesen. Die hervorstehenden Flächen und die entsprechenden gegenüberliegenden Flächen des Probeneinführungs-Absperrorgans werden gegeneinander gedruckt und bilden eine Dichtung für die Flüssigkeit. Der Drehkörper 122 ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem graphitgefüllten Material, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (auch unter dem Handelsnamen Teflon bekannt) hergestellt, obwohl dafür auch andere geeignete Materialien verwendet werden können.
Der Drehkörper 122 wird innerhalb der Kammer 116 durch den Druckaufsatz 137 räumlich festgehalten, der an der einen Seite 117 des Absperrorgan-Körpers 115 durch geeignete Befestigungseinrichtungen, beispielsweise durch Bolzen, Schrauben oder dgl., befestigt wird. Der Druckaufsatz 137 besteht aus einem Teil 138, das die eine Seite 117 des Absperrorgan-Körpers bedeckt und daran befestigt ist, und einem Verschlussteil 139, das mit dem Teil 138 vorzugsweise als ein einstückiges Teil hergestellt ist, und das in die Kammer 116 des Absperrorgan-Körpers 115 hineinragt. Der Verschlussteil 139 besitzt eine. Endfläche 140, die gegen die hervorstehende Fläche 134a des Drehkörpers 122 drückt und eine Flüssigkeitsdichtung bildet, und die hervorstehende Fläche 134-b des Drehkörpers bildet mit der Fläche 118 des Absperrventil-Körpers 115 in entsprechender Weise eine Flüssigkeits-Abdichtung. Zwei öffnungen 141 und 142 gehen zwischen den Enflachen 140 und der Aussenflache des Druckaufsatzes 137 durch ihn hindurch, und die Leitungen 23 bzw. 20 stehen mit diesen beiden Offnungen in Verbindung. Die Öffnungen 141 und 142 liegen auf der Endfläche 13O an Stellen, die in Bezug zur Drehachse des Drehkörpers 122 um 90° voneinander räumlich versetzt sind.
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Die beiden Öffnungen 120 und 121 an der Fläche 118 sind ebenfalls um 90° räumlich zueinander versetzt und auf der Fläche 118 so angeordnet, dass die öffnung 120 sich in axialer Ausrichtung zur öffnung 141 befindet, und die öffnung 121 sich in axialer Ausrichtung zur Öffnung 142 liegt. Die Durchgänge 130 bis 133 im Drehkörper ^22 sind mit Winkelabständen von 90° angeordnet und in radialer Richtung so voneinander beabstandet, dass sie wahlweise zu den Öffnungen in dem Absperrorgan-Körper und im Druckaufsatz ausgerichtet sind* Jeweils zwei winkelmässig nebeneinander liegende Drehkörper-Durchgänge I30 bis 133 können durch Drehung der Drehkörper-Welle 123 gleichzeitig zu den beiden öffnungen in dem Absperrorgan-Körper und in dem Druckaufsatz ausgerichtet sein, so dass ein erster Fluid-Strompfad durch die Leitungen 23 und 24 und gleichzeitig ein zweiter Fluid-Strompfad durch die Leitungen 20 und 22 gebildet wird.
Das Probeneinführungs-Absperrorgan arbeitet folgendermassen: Betrachtet man nochmals das Strömungsschema des Systems gemäss Fig. 1, so ist daraus zu entnehmen, dass das Pumpensystem 17 einen Trägerflüssigkeits-Strom vom Lösungsmittelbehälter 16 über die Leitung 23> die Öffnung 142,einen dei· Drehkörper-Durchgänge, die öffnung 120 und die Leitung 24 zum Absperrorgan 25a und damit zur Chromatographie-Säule 15 aufrechterhält. Angenommen, der Drehkörper 122 befindet sich in einer Stellung, dass der zuvor beschriebene Trägerflüssigkeits-Strom durch den Drehkörper-Durchgang 130 hindurchgeht, so liegt der Drehkörper-Durchgang 131 zwischen den öffnungen 121 und 142 des Probeneinführungs-Ab sperr organs. Zu diesem- Seitpunkt kann das Probenmaterial von der Probenquelle 21 durch die Leitung 20 eingeführt werden und den Drehkörper-Durchgang I3I füllen. Dieser Strom des Probenmaterials kann dadurch hervorgerufen werden, dass die Probenquelle 21 unter Druck gesetzt wird, oder dass mittels einer geeigneten Pumpe ein Teilvakuum an die Leitung 22 angelegt wird. Da das Fassungsvermögen des Drehkörper—Durchgangs 130 entsprechend dem gewünschten Probenvolumen genau vorgegeben ist, ist keine Spritze oder irgendein anderes Bemessungsinstrument notwendig, um die Menge der von der Probenquelle 21 entnommene Probe abzumessen. Es ist lediglich darauf zu achten,
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dass Probenmaterial aus der Leitung 22 austritt, um sicher zu sein, dass der Drehkörper-Durchgang I3I mit der vorgenannten, vorgegebenen Menge des Probenmaterials gefüllt ist.
Nachdem der Drehkörper-Durchgang Ί3"! mit dem Probenmaterial gefüllt ist, kann die Drehkörper-Welle 123 um 90° gedreht werden und den Drehkörper-Durchgang I3I in Ausrichtung zu den Öffnungen 120 und 141 bringen. Der Drehkörper-Durchgang I31 liegt dabei so, dass durch ihn der Trägerflüssigkeits-Strom zur Chromatographie-Säule fliesst, und das zuvor in den Drehkörper-Durchgang 131 eingegebene Probenmaterial wird vom Trägerflüssigkeits-Strom versetzt und tritt aus dem Drehkörper-Durchgang aus und bewegt sich zur Chromatographie-Säule hin. Da der Drehkörper-Durchgang 131 slit Probenmaterial ganz gefüllt war, so wird kein Leervolumen zusammen mit dem Probenmaterial in das Chromate graphie-Syεtem gebracht. Darüberhinaus wird der Drehkörper-Durchgang 131 von dem Probenmaterial gesäubert, nämlich durch den ständigen Trägerflüssigkeits-Strom durch den Durchgang hindurch und daher wird dieser Durchgang 13I gesäubert und wieder bereit gemacht, eine neue Menge an Prcbennaterial aufzunehmen, wenn der Durchgang 13I wieder in eine Stellung zurückgekehrt ist, in der er zu den Öffnungen Λ2Λ und 14-2 ausgerichtet ist.
Jeder der vier Durchgänge im Drehkörper 122 besitzt vorzugsweise ein Fassungsvermögen, das sich von dem Fassungsvermögen der anderen Drehkörper-Durchgänge -tuterscheidet. Beispielsweise können die vier Drehkörper-Duv.-hgänge Fassungsvermögen von 1, 2, '4 bzw. 8 Hikrolitern aufweisen, so dass der Benutzer des Chromatographen vier mögliche Proben-Mengen zur Verfügung hat, einfach dadurch, dass der Drehkörper um einen entsprechenden Betrag gedreht wird. Hit dem vorliegenden Proben-Absperrorgan kann eine dieser Probenmengen ausgewählt werden und immer wieder in das Chromatographie-System eingegeben werden, ohne dass Messfehler dadurch auftreten, dass, wie dies bei bekannten Einrichtungen der Fall ist, jeweils getrennte Abmessungen jeder Probe durchgeführt werden müssen.
Der Drehkörper 122 weist auch einen Durchgang auf, der sich von
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einer öffnung 135 in der Drehkörper-Fläche 129a zu einer Öffnung 136 in der Umfangsflache 128 des Drehkörpers erstreckt. Die Öffnung 136 ist in axialer Richtung von der Drehkörper-Fläche 129b so weit beabstandet, dass die öffnung 136 wahlweise mit der Öffnung 125 an der zylindrischen Kammer 116 des Probeneinführungs-Absperrorgans zur Deckung gebracht werden kann. Die winkelmässige Lage der öffnung 135 auf der Drehkörper-Fläche 129a ist so gewählt, dass die öffnung 135 mit der öffnung 131 an der Endfläche 140 des Druckaufsatzes 137 in Verbindung tritt, wenn der Drehkörper 122 winkelmässig so liegt, dass die öffnung "136 an dessen Umfang mit der öffnung 125 in <äer Wand der Kammer 116 lagemässig übereinstimmt,, Die öffnung 125 ist mit einer Abflussleitung 126 verbunden, die zu einem Abflussbehälter oder dgl. führen kann.
Wenn der Drehkörper 122 winkelmässig so liegt. dass die öffnung 135 zur öffnung 141, und die öffnung 136 zur Öffnung 125 ausgerichtet ist, so wird der Trägerflüssigkeits-Strom von dem Pumpensystem 11? direkt zur Abfluss!eittmg 126 geleitet, Diese Verbindung ist dann von ITutaec, wenn eins asclsre Trägerfiüssigkeit gepumpt werden soll, da die Auslasszjlinder des Druckver-
'stärkers zunächst noch die Euvor "gepumpte Srägerflüssigkeit enthalten, Das Pumpensystern wird einfach T,?ährend wenigstens eines abgeschlossenen Puapezizyklußes betrieben, so dass die zuvor verwendete Trägerfltissigkeit ohne wesentlichen Gegendruck direkt durch die Abflussleitung 126 aus den Druckverstärkern ausgestossen wird. Es ist also nicht notwendig, das Pumpensystem dadurch auszuspülen, dass man, wie sonst üblich, die zuvor verwendete irägerflüaaigkeit gegen den durch die Chromatographie-Saals gebildeten recht hohen Gegendruck au pumpen, was auch recht zeitraubend ist.
Obgleich das Ausführungsbeispiel der vorli^gsnäsn Proben-Absperrorgan 3 einen Drehkörper mit vier getrennten Durchgängen aufweist, können natürlich auch mehr oder weniger Drehkörper-Durchgänge vorgesehen sein. Der Winkelabstand zwischen nebeneinanderliegenden Drehkörper-Durchgängen kann in Zusammenhang mit den Winkelabständen zwischen den öffnungen 141, 142 und den
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Öffnungen 120, 121 in Übereinstimmung mit der Anzahl der Drehkörper-Durchgänge gewählt werden.
Mischeinrichtung
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel der Mischkammer 108 dargestellt, in der das Mischen der intervallmässig in die Kammer 150 kommenden Teilströme des Lösungsmittels (oder Teilströse anderer geeigneter Flüssigkeiten, die gemischt werden sollen) vorgenommen wird» wobei die Kammer I50 durch die Innenwände des geschlossenen Zylinders 151 vorgegeben ist. In dem Zylinder befindet sich ein Mischkolben 152, der kürzer als die Zylinderlänge 151 und so ausgebildet ist, dass er in der Kammer 150 eine Hin- und Herbewegung ausführen kann.
Ein erster Teil 153 des Mischkolbens 152 besitzt einen grösseren und ein zweiter Teil 154· des Mischkolbens 152 besitzt einen kleineren Durchmesser; der Durchmesser des ersten Teils 153 ist so gewählt, dass der Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder ausreicht, damit der Mischkolben im Zylinder I50 ohne grosse Reibung an der Zylinderwandung hin- und herbewegt v/erden kann. Der Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder muss aber genügend klein sein, damit um den ersten Teil des Mischkolbens herum eine Scherungsströmung der Flüssigkeit erzeugt wird, wenn sich der Mischkolben hin- und herbewegt. Bei einem Zwischenraum zwischen dem ersten Teil 153 des Mischkolbens und der benachbarten Zylinderwand von 0,25 mm (0,01 inch) wurde eine zufriedenstellende Durchmischung der üblicherweise bei der Flüssigkeits-Chromatographie verwendeten Losuagsflussigkeiten erreicht.
Eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 157 umgibt den zweiten Teil 15^· des Mischkolbens und drückt den Misclikolben, wie in Fig. 10 dargestellt, im Normalfalle zu einer Seite der Kammer I50 hin. Im Gehäuse 159 ist eine Spule 158 enthalten, die auf die Seite des Zylinders 51 herum angeordnet ist, von der aus der Mischkolben normalerweise durch die Feder 157 vorgespannt wird. Der Mischkolben 151 ist aus Stahl oder einem anderen geeigneten magnetisch-permeablen Material hergestellt und vorzugs-
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weise mit einer Schicht aus einem geeigneten Material mit niederem Reibungskoeffizienten, beispielsweise mit Teflon oder dgl. ummantelt. Bei Anlegen eines Stromes an die Spule 158 baut sich ein magnetisches Feld auf, das den Mischkolben 152 in die Spule hinein zieht, so dass sich der Mischkolben 152 in der Mitte der Spule 158 befindet. Auf diese Weise wird die Rückstell-Federkraft der Feder 157 überwunden. Sobald die Spule enterregt wird, bringt die Feder 157 den Mischkolben in die in Pig. 10 dargestellte Lage zurück.
Der Zylinder 151 kann einstückig aus einem geeigneten Material hergestellt sein, so dass v/enige Dichtverbindungen erforderlich sind. Da der Zylinder zum Einsetzen der Kolben-Feder-Anordnung eine offene Seite haben muss, ist die offene Seite mit einer geeigneten Verschlussanordnung, beispielsweise einem Verschluss 160 und einem Kragen 161 für die sichere Abdichtung der offenen Zylinderseite versehen.
Die beschriebene Mischeinrichtung arbeitet folgendermassen: Der der Spule 158 zugeleitete Strom wird mit einer Impulswiederholungsfolge unterbrochen, die im Hinblick auf die Viskosität der in die Kammer 150 einströmenden Flüssigkeit ausreicht, dass der Mischkolben 152 bei jeder Erregung der Spule einen im wesentlichen vollständigen Hubweg nach vorn und während der Zeit, in der die Spule nicht erregt wird, einen im wesentlichen vollständigen Hubweg nach rückwärts zurücklegen kann. Der zuvor beschriebene Kolben-Zylinderzwischenraum zwischen dem ersten Teil des Mischkolbens und dein umgebenden Zylinder bewirkt, dass die in der Kammer 150 enthaltene Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit an dem sich hin- und herbewegenden Mischkolben vorbeiströmt. Die an dem Mischlcolben mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmende Flüssigkeit dringt plötzlich in den grösseren Raum hinter dem Ende des sich, bewegenden Kolbens ein und die hohe Strömungsgeschwindigkeit nimmt ab, so dass an den Seiten des sich hin- und herbewegenden Hischkolbsns abxvechselnd eine Nischwirkung auf Grund der entstehenden Turbulenzen herbeigeführt wird. Der Flüssigkeits-Zustrom in die Mischeinrichtung 108, die bei der beschriebenen Ausführungsform aus .abxv'echselnd
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auftretenden Teilströmen zweier unterschiedlicher Lösungsmittel besteht j wird auf diese Weise gut vermischt und von der Leitung 23 bis zu den übrigen Teilen des Chromatographie-Systems liegt ein im wesentlichen homogenen Flüssigkeits-Durchfluss vor. Das vom Mischkolben bei jeder Hin- und Herbewegung überstrichene Raumvolumen der Kammer ist vorzugsweise gross genug, um wenigstens einen Teilstrom jeder zu durchmischenden Flüssigkeit aufnehmen zu können.
Proben-Rückführung
Das Ausführungsbeispiel der Proben-Rückführeinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung wird in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Bei einem üblichen Flüssigkeits-Chromatographiegerät fliesst die Flüssigkeit von der Chromatographie-Säule zu einem geeigneten Detektor, nachdem die Flüssigkeit nacheinander von dem Chromatographie-System abgeleitet oder in einer anderen Weise entfernt wird. Der Flüssigkeits-Ausgang des Detektors 19 ist bei dem vorliegenden System jedoch über die Leitung 165 mit dem Zweiweg-Absperrorgan 166 verbunden, Das Zweiweg-Absperrorgan 166 verbindet die Leitung 165 wahlweise entweder mit dem Ausgang, der Leitung 167 oder.mit dem Ausgang der Leitung 168. Die Leitung 167 dient als übliche Abflussleitung und nimmt den Flüssigkeits-Abfluss vom Detektor 19 während des üblichen Betriebsablaufes des Chromatographen auf.
Die Leitung 168 ist mit einem ersten Einlass eines weiteren Zweiweg-Absperrorgans 169 verbunden. Ein zweiter Einlass des Zweiweg-Absperrorgans 160 ist über die Leitung 17O mit einem Auslass des Rückführ-Wahlabsperrorgans 25a verbunden. Die einzige Auslassleitung des Zweiweg-Absperrorgans 169 ist mit dem Einlass der Rückführ-Schleife I7I und der Auslass der Rückführ-Schleife 171 ist über die Leitung 172 mit einem Einlass des Rückführ-Wahlabsperrorgans 25b verbunden.
Die iüickführ-ochleife 17I 1st eine Stelle im Rückführ-Systen, an der ein ilüssigkeits-Abschnitt vom vom Detektor 19 ausfliessenden Stroms zeitweilig gespeichert wird. Die Rückführ-Schleife
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171 kann in äusserst einfacher Weise durch eine Leitung mit einem geeigneten Innendurchmesser und einer geeigneten Länge bestehen, um das gewünschte Speichervolumen zu bilden.
Die Arbeitsweise des vorliegenden Rückführ-Systems soll nachfolgend beschrieben werden. Bekanntermassen hängt das Vermögen des Flüssigkeits-Chromatographen, die Zusammensetzung einer Probe festzustellen, unter anderem von der Länge der Chromatographie-Säule ab. In der Praxis kann jedoch die Länge der Chromatographie-Säule nicht beliebig gross sein, was dazu führen kann, dass zwei oder mehr Bestandteile einer Probe nur unvollständig getrennt werden, so dass am Detektor-Ausgang für zwei oder mehrere Bestandteile einer Probe ein einziges Gesamtsignal als Anzeige auftritt, statt einer Reihe getrennter Signal-Maxima, die den getrennten Bestandteilen entsprechen.
Es wurde festgestellt, dass ein Teil des Probenmaterials, das durch den Chromatographen hindurchgelaufen ist, mit grösserer Genauigkeit der Chromatographie-Analyse unterworfen werden kann, wenn das Probenteil wieder zum Anfang der Chromatographie-Säule zurückgebracht und noch einmal durch die Säule hindurch laufen gelassen wird. Auf diese Weise steht einem Probenteil., das zunächst nur einen Teil der Säulenlänge eingenommen hatte, die gesamte Länge der Säule zur Verfügung, so dass die einzelnen Bestandteile der Probe besser im Ausfluss von der Säule als getrennte Maxima am Detektorausgang festgestellt werden können.
llimmt man zunächst an, dass das System gemäss Fig. 1 im Normalbetrieb arbeitet, so befindet sich das Rückführ-Absperrorgan 25a und 25b, sowie das Zweiweg-Absperrorgan 166 in der in Fig. 1 durch ausgezogene Linien dargestellten Stellung. Die Trägerflüssigkeit und das Probenmaterial laufen über die Leitung 24 durch die Absperrorgane 25a und 25b in dieChromatographie-Säule 15 hinein. Danach läuft die von der Chromatographie-Säule ausströmende ilüssi^keit durch den Detektor 19 und durch das Absperrorgan 166 in die Abflussleitung 167. Wenn die Bedienungsperson des Chromatographie-Gerätes eine zusätzliche Analyse
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eines bestimmten Probenteiles erhalten möchte, so wird durch Betätigen des Zweiweg-Absperrorgans 166 die Leitung 165 mit der Leitung 168 und dem Zweiweg-Absperrorgan 169 (das die in Fig, durch ausgezogene Linie dargestellte Stellung aufweist) verbunden. Der Ausfluss vom Detektor 19 wird daher in die Rückführ-Schleife 171 geleitet.
Wenn die Rückführ-Schleife gefüllt ist, kann das Zweiweg-Absperrorgan 166 in die ITormalstellung zurückgestellt werden, so dass der Chromatograph ohne Unterbrechung weiter arbeiten kann. Die Bedienungsperson für den Chromatographen kann zu diesem Zeitpunkt entweder den normalen Betriebsablauf, wie zuvor beschrieben, ablaufen lassen, oder die Absperrorgane 25a, 25b und 169 stattdessen in die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellte Stellungen bringen. Der Trägerflüssigkeits-Strom der Leitung 24 wird in die Leitung 17O geleitet und dem Einlass der Rückführ-Schleife 171 zugeführt, so dass der zuvor eingegebene Probenteii in die Leitung 172 und durch die Absperrorgan 25t> gedrückt wird und in die Chromatographie-Säule 15 eintritt. Das zuvor in die Rückführ-Schleife I7I eingegebene Material wird also wieder in die Chromatographie-Säule zurückgeführt und den Probenteil, der zuvor nur einen Teil des Säule eingenommen hatte, steht die gesamte Säulenlänge zur Verfügung.
Nachdem das Material aus der Rückführ-Schleife 171 entfernt worden ist, können die Absperrorgane 25a und 25b wieder betätigt werden, so dass das Chromatographie-System wieder in den normalen Betriebsablauf gebracht wird.
Verbesserter Detektor
In Fig. 11 ist eine Ausführungsform des verbesserten Detektor 19 dargestellt, der eine sich geradlinig erstreckende Probenzelle 19O aufweist, durch die die Flüssigkeit von der Chromatographie-Säule fliesst. Die Probenzelle 190 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Durchlass gebildet, der sich durch einen Probenblock 191 erstreckt. Um eine grcsse Wärmeträgheit zu erhalten, ist der Probenblock 191 vorzugsweise
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aus einem Material hergestellt, das bei Anwesenheit des von der Chromatograph!e-Säule kommenden Flüssigkeits-Stromes nicht reagiert. Der Probenblock 191 ist vorzugsv/eise nach aussen hin zylinderförmig ausgebildet und die Leitung 192, die die Flüssigkeit von der Chromatographie-Säule zuführt, ist, wie in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 193 angegeben, aussen um den Probenblock 191 gewunden, um im Detektor ein Wärmegleichgewicht zu erhalten. Die Leitung 192 besteht vorzugsv/eise aus einem Metallrohr, das am Probenblock so angebracht und befestigt ist, dass ein guter Wärmeübergang vorliegt. Das Anbringen kann beispielsweise durch Schweissen, Löten oder eine andere Weise erfolgen, um die Windungen 193 am Probenblock anzubringen. Ein erstes Ende 195 der Probenzelle 190 ist mit der Leitung 192 verbunden und bekommt das aus der Leitung 192 fliessende Fluid zugeführt. Ein zweites Ende 194- der Probenzelle ist mit der Auslassleitung 165 verbunden.
Auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Probenblockes 191 ist ein Gehäuse 198 für eine Lampe bzw. ein Gehäuse 199 für eine Detektorzelle angeordnet. Das Gehäuse 198 für die Lampe enthält eine Ultraviolett-Lampe (in Fig. 11 der Übersichtlichkeit halber weggelassen) in einer Fassung 200 und weist einen engen
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Längsdurchgang 201 auf, der/von dem Lampengehäuse aus koaxial zur Probenzelle 190 erstreckt und einen im wesentlichen parallelen Strahl ultravioletten Lichtes in die Probenzelle leitet. Das Detektorzellen-Gehäuse 199 weist einen koaxial zum Durchgang 201 und zur Probenzelle 190 angeordneten geraden Längsdurchgang 202 auf. Zwei Fenster 203 und 204 sind an den beiden Enden der Probenzelle 190 angeordnet und verschliessen die Probenzelle. Die Fenster 203 und 204 sollten aus einem Material, beispielsweise aus Saphir, einem blauen Quarz oder dgl. bestehen, das eine geringe oder gar keine Absorption ultravioletten Lichte aufweist.
Das durch die Probenzelle 190 und durch die hindurchfliessende ilüssigkeitsprobe hindurchgehende ultraviolette Licht, geht durch den Durchgang 202 hindurch und trifft auf ein im Detektor-
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zellen-Gehäuse 199 angeordnetes Lichtwandler- und Vervielfältigerelement 208 auf. Das Element 208 ist aus einem fluoreszierenden Quarz oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, um die auftreffende .ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umzusetzen. Es besitzt eine im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Durchgangs 202 liegende flache Fläche 209, so dass das im wesentlichen parallele ultraviolette Licht im Durchgang 202 im wesentlichen im rechten Winkel auf das Element auftrifft.
Der Photo-Detektor 207 kann aus irgendeiner Einrichtung, beispielsweise einer Photozelle oder dgl. bestehen, die in Abhängigkeit von der Stärke des auftreffenden sichtbares: Lichtes ein Ausgangssignal liefert. Dieser Photo-Detektor 207 ist in dem Detektorzellen-Gehäuse 199 zum Durchgang 202 seitlich versetzt angeordnet. Die Lichteinlassöffnung des Photo-Detektors 207 liegt dabei in einer Ebene, die zur Längsachse des Durchganges 202 senkrecht steht. Es ist jedoch nicht kritisch, wie beschrieben, den Photo-Detektor 207 senkrecht zum Durchgang anzuordnen.
Obgleich der auf das Element 208 auftreffende Strahl aus ultraviolettem Licht auf Grund des Durchlaufens des koaxialen Durchgangs 201, der Probenzelle 190 und des Durchgangs 202 im wesentlichen parallel ist, so stehen die Photonen des sichtbaren Liohtes, die durch das Element 208 in Abhängigkeit des in diesen .Richtungen laufenden ultravioletten Lichtes erzeugt werfen, in keiner Beziehung zu der ausgerichteten Richtung des einkommenden ultravioletten Lichtes. Das vom Element 208 erzeugte sichtbare Licht ist folglich nicht parallel bzw. nicht ausgerichtet. Die Empfindlichkeit des Detektors 19 wird wesentlich dadurch verbessert, dass das in Abhängigkeit des ultravioletten Lichtes erzeugte sichtbare Licht im Inneren des Elementes 208 reflektiert wird, so dass praktisch das gesamte sichtbare Licht im Innern des Elementes reflektiert wird, bis es auf den Photo-Detektor 207 auftrifft. Die Reflexion des sichtbaren Lichtes im Innern des Elementes 208 wird durch Totalreflexion des sichtbaren Lichts bewirkt, das im Innern des Elements 208 mit einem
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kleineren Winkel als dem Grenzwinkel auf eine !Fläche des Elementes auftrifft. Diese Innenreflexion kann dadurch verbessert werden, dass die Aussenflache des Elementes (mit Ausnahme der Fläche 209 und dem Übergang zwischen dem Element 208 und dem Photo-Detektor 207) zusätzlich mit einer geeigneten, reflektierenden Schicht versehen wird.
Bekanntermassen weist ein vollständiges Detektorsystem nicht nur die in Fig. 1 dargestellte Probezelle 190 auf, sondern enthält zusätzlich eine Bezugszelle, um ein Bezugssignal bereitzustellen, gegenüber dem das sich ändernde Ausgangssignal des Photo-Detektors 207 verglichen wird. Darüberhiηaus steht die Probenzelle und die Bezugszelle über geeignete elektronische Schaltungen, beispielsweise einer Brückenschaltung, in Verbindung, um den erwähnten Vergleich durchzuführen, und das Vergleichs-Ausgangssignal kann einer geeigneten Anzeigevorrichtung oder einem Aufzeichnungsgerät zugeführt werden, um die Chromatographie-Ausgangssignale graphisch wiederzugeben. Die Bezugszelle kann genauso wie die in Fig. 11 dargestellte Probenzelle aufgebaut sein, jedoch mit dem Unterschied, dass die Flüssigkeit von der Chromatographie-Säule nicht durch die Bezugszelle fliesst. Die Bezugszelle kann entweder Luft oder reine Trägerflüssigkeit enthalten, wie dies allgemein bekannt ist.
Obgleich sich die Beschreibung nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen, können selbstverständlich auch zahlreiche Änderungen und Ausführungen durchgeführt bzw. vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen werden würde.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1./Vorrichtung für die Flüssigkeits-Chromatographie mit einer Einrichtung zum Fördern eines unter Druck stehenden Förderflüssigkeits-Stromes mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine selektiv eine Arbeitsflüssigkeit aufnehmende, erste Einrichtung (31) zum Fördern einer bestimmten Förderflüssigkeitsmenge mit einer von der Fördergeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit abhängigen Geschwindigkeit, eine selektiv eine Arbeitsflüssigkeit aufnehmende, zweite Einrichtunge (32) zum Fördern einer bestimmten Förderflüssigkeitsmenge mit einer von der Fördergeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit abhängigen Geschwindigkeit, durch wahlweise arbeitende, dritte Einrichtungen(5O, 51) zum Fördern von Arbeitsflüssigkeit entweder zur ersten oder zweiten Einrichtung mit einer vorgegebenen, konstanten Strömungsgeschwindigkeit, durch wahlweise arbeitende, vierte Einrichtungen (A, C) zum Fördern von Arbeitsflüssigkeit zur ersten und zweiten Einrichtung mit einem Druck, der durch einen Parameter der zuvor von der ersten Einrichtung (31) geförderten Förderflüssigkeit festgelegt ist, durch mit den dritten und vierten Einrichtungen (A, C) in Verbindung stehende Steuereinrichtungen (Fig.4) zum Steuern der dritten, die Arbeitsflüssigkeit mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit an die erste Einrichtung (31) liefernden Einrichtung (50, 51), um eine erste Förderflüssigkeitsmenge zu fördern, wobei die Steuereinrichtung so arbeitet, daß die vierte Einrichtung (A, C) die Arbeitsflüssigkeit mit dem vorgegebenen Druck gleichzeitig zu sowohl der ersten (31) als auch der zweiten Einrichtung (32) fördert, um eine zweite Förderflüssigkeitsmenge zu fördern, und wobei die Steuereinrichtung (Fig.4) so arbeitet, daß die dritte
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    Einrichtung (50, 51) die Arbeitsflüssigkeit der zweiten Einrichtung (32) mit der konstanten Strömungsgeschwindigkeit zuführt, um nach Förderung der zweiten Förderflüssigkeitsmenge eine dritte Förderflüssigkeitsmenge zu fördern.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Druck stehender Förderflüssigkeits-Strom entweder mit einer bestimmten, konstanten Strömungsgeschwindig-
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    keit, oder mit einem bestimmten konstanten Druck selektiv gefördert wird, wobei die Steuereinrichtungen selektiv arbeitende Wähleinrichtungen für die Betriebsart aufweisen, um die vierten Einrichtungen so zu steuern, dass die gesamte Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird, um die erste, zweite und dritte Förderflüssigkeitsmenge mit einem vorgegebenen, konstanten Druck der Pörderflüssigkeit zu fördern.
    3. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen derart arbeiten, dass der zweiten Einrichtung unter konstantem Druck stehende Arbeitsflüssigkeit für einen Zeitraum zugeführt wird, der ausreicht, die zweite Einrichtung mit einem genügend hohen Druck zu beaufschlagen, um Förderflüssigkeit mit der konstanten Strömungsgeschwindigkeit zu fördern, und dass die Steuereinrichtung danach derart arbeitet, dass der zweiten Einrichtung Arbeitsflüssigkeit mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird.
    4. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter der Förderflüssigkeit der Druck der Förderflüssigkeit ist, die in Abhän-
    von
    gigkeit/der von der dritten Einrichtung mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit geförderten Arbeitsflüssigkeit von der ersten Einrichtung gefördert wird.
    5- Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen derart arbeiten, dass die unter konstantem Druck stehende Arbeitsflüssigkeit der ersten Einrichtung zur selben Zeit zugeführt wird, zu der die zweite Einrichtung mit einem Vordruck beaufschlagt wird.
    6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, um die sowohl von der ersten als auch der zweiten Einrichtung geförderte Förderflüssigkeit aufzunehmen.
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    7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch erste/ nur in einer Richtung leitende Leitungseinrichtungen,■die die von der ersten Einrichtung geförderte Förderflüssigkeit aufnehmen und hindurchleiten, zweite, nur in einer Eichtung leitende Leitungseinrichtungen, die die von der zweiten Einrichtung geförderte Förderflüssigkeit aufnehmen und hindurchleiten, und Einrichtungen, die die durch die ersten und zweiten, nur jeweils in einer Richtung leitenden Leitungseinrichtungen geströmte Förderflüssigkeit aufnehmen.
    8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung einen ersten Druckverstärker, die zweite Einrichtung einen zweiten Druckverstärker enthält und jeder Druckverstärker einen Förderteil aufweist, um Flüssigkeit in Abhängigkeit von der dem Druckverstärker zugeführten Fördermenge an Arbeitsmedium durch eine Verdrängungsbewegung in eine Förderkammer zu bringen, und dass die Einrichtung weiterhin gekennzeichnet ist durch Förderleitungen, die mit jeder Förderkammer leitungsmässig verbunden sind, mit jeder Förderkammer leitungsmässig verbundene Einrichtungen, _um eine zu pumpendex Flüssigkeit zuzuleiten, eine selektiv lei- tungsmässig zu verbindende Quelle des Arbeitsmediums, um Arbeitsmedium den Druckverstärkern zuzuführen, wobei die Quelle selektiv arbeitet, um das Arbeitsmedium mit einer ausgewählten, konstanten Strömungsgeschwindigkeit oder einem konstanten Druck zu liefern, auf den Flüssigkeitsdruck in der Förderleitung ansprechende Einrichtungen, um ein Druckanzeigesignal bereitzustellen und zu speichern, und auf die Fördermenge des Arbeitsmediums ansprechende Folgesteuereinrichtungen, die eine Arbeitsfolge des ersten und zweiten Druckverstärkers festlegen, wobei die Arbeitsfolge beinhaltet, dass dem ersten Druckverstärker für eine erste Arbeitsmedium-Förderung Arbeitsmedium mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird, dass dem ersten und zweiten Druckverstärker gleichzeitig Arbeitsmedium bei einer zweiten Arbeitsmedium-Förderung mit einem konstanten Druck
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    zugeführt wird, der durch das Druckanzeigesignal festgelegt ist, dass dem zweiten Druckverstärker hei einer dritten Arheitsmedium-Förderung Arbeitsmedium mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird, und dass dem zweiten und ersten Druckverstärker hei einer vierten Arbeitsmedium-FÖrderung gleichzeitig Arbeitsmedium mit einem konstanten Druck zugeführt wird, der durch das Druckanzeigesignal festgelegt ist, dass die Quelle für das Arbeitsmedium die dritten Einrichtungen aufweist, wenn sie unter Einschluss der Folgesteuereinrichtungen mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit arbeitet, und die vierten Einrichtungen aufweist, wenn sie unter Einschluss der Folgesteuereinrichtungen mit dem konstanten Druck arbeitet, und dass die auf den Druck ansprechenden Einrichtungen und die Folgesteuereinrichtungen die Steuereinrichtungen enthalten.
    9·' Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine betriebsmässig mit der Quelle für das Arbeitsmedium in Verbindung stehende Regeleinrichtung für konstanten Druck, die wahlweise einstellbar ist und die Quelle so regelt, dass das Arbeitsmedium unabhängig von den Folgesteuereinrichtungen mit einem ausgewählten, konstanten Förderdruck zugeführt wird, wodurch die in der Förderleitung enthaltende Flüssigkeit auf einem konstanten Druck gehalten wird, der unabhängig von den Folgesteuereinrichtungen durch den ausgewählten Förderdruck des Arbeitsmediums festgelegt ist.
    10. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung für konstanten Druck von dem in der Förderleitung enthaltenen Flüssigkeitsdruck abhängt, um zur Aufrechterhaltung des gewählten Förderdruckes der Quelle für das Arbeitsmedium ein Druckregelsignal zuzuleiten.
    11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine betriebsmässig mit jedem Druckverstärker in Verbindung stehende Auslöseschaltung, die
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    selektiv betätigt wird, um das Arbeitsmedium vor dem von den Folgesteuereinrichtungen gesteuerten Arbeitsablauf aus den Druckverstärkern zu entfernen, so dass der Anfangszyklus der Arbeitsfolge des ersten und zweiten Druckver-rstärkers beginnt, wenn beide Druckverstärker keine Arbeitsflüssigkeit mehr enthalten.
    12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckverstärker ein in einer Einlasskammer in Abhängigkeit von dem der Einlasskammer zugeführten Arbeitsmedium bewegliches Einlassteil aufweist, wobei das Einlassteil mit dem Förderteil in Verbindung steht, um die für die Verdrängung der Flüssigkeit erforderliche Bewegung durchzuführen, und dass folgende Einrichtungen vorgesehen sind: Sin erstes wahlweise betätigbares Zufluss-Absperrorgan, um Arbeitsflüssigkeit von der Quelle in die Einlasskammer von einem der Druckverstärker einzulassen, ein zweites wahl v/eise betätigbares Zufluss-Absperrorgan, um Arbeitsflüssigkeit von der Quelle in die Einlasskammer des anderen Druckverstärkers einzulassen, ein erstes, wahlweise betätigbares Abfluss-Absperrorgan, um Arbeitsflüssigkeit von der Einlasskammer des einen Druckverstärkers abzulassen, ein zweites, wahlweise betätigbares Abfluss-Absperrorgan, um die Arbeitsflüssigkeit von der ■Einlasskammer des anderen Druckverstärkers abzulassen, wobei die Folgesteuereinrichtungen mit dem ersten und zweiten Zufluss-Absperrorgan betriebsmässig in Verbindung stehen und bei der Arbeitsfolge den Zufluss der Arbeitsflüssigkeit zum ersten und zweiten Druckverstärker steuern und wobei die Folgesteuereinrichtungen mit dem ersten und zweiten Abfluss-Absperrorgan betriebsmässig in Verbindung stehen und jedes Abfluss-Absperrorgan zu einem Zeitpunkt öffnen, an dem das Zufluss-Absperrorgan für den entsprechenden Druckverstärker geschlossen ist, um die zuvor in die Einlasskammer eingelassene Arbeitsflüssigkeit abzulassen.
    13· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12,
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    gekennzeichnet durch Federeinrichtungen, die den Einlasskolben in jedem Druckverstärker elastisch in eine Richtung drücken, um die Arbeitsflüssigkeit aus der Einlasskammer auszustossen, wenn das entsprechende Abfluss-Absperrorgan geöffnet ist.
    14-. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine wahlweise betätigbare Auslöseschaltung, um beide Abfluss-Absperrorgane zu öffnen, damit die Arbeitsflüssigkeit aus den Einlasskammern ausfliessen kann, bevor die Arbeitsfolge beginnt.
    15· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zufluss-Absperrorgan den Strom der Arbeitsflüssigkeit in den einen Druckverstärker in Abhängigkeit eines ersten, von den Folgesteuereinrichtungen bereit gestellten Steuersignalzustandes steuert, dass das zweite Zufluss-Absperrorgan den Strom der Arbeitsflüssigkeit zum anderen Druckverstärker in Abhängigkeit eines zweiten, von den lolgesteuereinrichtungen bereitgestellten Steuersignalzustandes steuert, dass das erste und das zweite Absperrorgan entsprechende Steuersignale von einer Signalunterbrecherschaltung zugeführt bekommt, die folgende Schaltungsteile aufweist: ein/auf e"inen entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein erstes Signal mit einem Parameter ansteigender Grosse lieferndes Schaltungselement, ein zweites/ auf den entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein zweites Signal mit einem Parameter wechselnder Grosse bereitstellendes Schaltungselement, und eine Vergleichsschaltung, die auf die Parameter des ersten und zweiten Schaltungselements anspricht und das entsprechende Absperrorgan-Steuersignal nur während des Zeitraumes liefert, in dem die Grosse des ersten Signalparameters die Grosse des zweiten Signalparameters übersteigt.
    16. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15* dadurch gekennzeichnet, dass die Parametergrösse des ersten
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    • fco .
    Signals langsamer zunimmt als die Parametergrösse bei der Schwingung des zweiten Signals, und dass die Parametergrösse des ersten Signals ansteigt und die maximale Grosse des zweiten Signalparameters übersteigt, wobei die Vergleichsschaltung einen konstanten Steuersignalzustand liefert.
    17· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Glättungseinrichtung, die den Druckverstärkern zusätzliches Arbeitsmedium dann zuführt, wenn der Druck des Arbeitsmediums abnimmt.
    18. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Glättungseinrichtung eine Einrichtung zum Speichern von unter Druck stehendem Arbeitsmedium , eine Einrichtung, die die Speichereinrichtung mit der Quelle für das Arbeitsmedium verbindet, um Arbeitsmedium mit einer ersten Durchflussgeschwindigkeit in die Speichereinrichtung einzulassen, und eine Einrichtung aufweist, durch die das gespeicherte Arbeitsmedium aus aer Speichereinrichtung mit einer zweiten Durchflussgeschwindigkeit zur Quelle für das Arbeitsmedium fliessen kann, die grosser ist als die erste Durchflussgeschwindigkeit.
    19· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den mit den Förderkammern in Verbindung stehenden Leitungen Einweg-Ventile vorgesehen sind, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus den Förderkammern in die Zuflussleitung zurückfliesst.
    20. Verfahren zur Förderung eines im wesentlichen pulsfreien Flüssigkeitsstromes zu einer Einrichtung, in der die Flüssigkeit untersucht, verarbeitet und/oder verwendet wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Fördern eines Anfangsteils einer ersten Flüssigkeitsmenge mit einer ausgewählten, konstanten Durchflussgeschwindigkeit zur Untersuchungseinrichtung, Feststellen des Druckes, bei der die erste Flüssigkeitsmenge zur Untersuchungseinrichtung
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    -GO-
    befördert wird, Fördern eines Endteiles der ersten Flüssigkeitsmenge zur Untersuchungseinrichtung bei einem konstanten Druck, der eine Funktion des festgestellten Druckes ist, damit beginnen,eine zweite Flüssigkeitsmenge mit dem zuvor genannten konstanten Druck während der Förderung des Endteils der ersten Flüssigkeitsmenge zu fördern und danach Fördern eines zweiten Teils der zweiten Flüssigkeitsmenge mit ausgewählter, konstanter Durchflussgeschwindigkeit.
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flüssigkeitsmenge von einer ersten Quelle und die zweite Flüssigkeitsmenge von einer zweiten Quelle zur Untersuchungseinrichtung gefördert wird, dass der Anfangsteil der Flüssigkeit mit der ausgewählten, konstanten Durchflussgeschwindigkeit von der ersten Quelle zur Untersuchungseinrichtung gefördert wird, dass der Druck, bei dem der Anfangsteil der Flüssigkeit von der ersten Quelle zur Untersuchungseinrichtung gefördert wird, bestimmt wird, und dass dann ein Endteil der Flüssigkeit mit einem konstanten Förderdruck, der im wesentlichen dem festgestellten Druck gleich ist, von der ersten Quelle zur Untersuchungseinrichtung befördert wird, dass damit begonnen wird, die zweite Flüssigkeitsnenge von der zweiten Quelle zur Untersuchungseinriclrcung zu befördern, während der Endteil von der ersten Quelle gefördert wird, wobei die Förderung der Flüssigkeit zur Untersuchungseinrichtung mit dem festgestellten Druck aufrechterhalten wird, und dass dann der zweite Teil der zweiten Flüssigkeitsmenge mit der ausgewählten konscanten Durchflussgeschwindigkeit von der zweiten Quelle zur Untersuchungseinrichtung gefördert wird.
    22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördern des Endteils der Flüssigkeit von der ersten Quelle abgeschlossen ist, nachdem die Förderung von der zweiten Quelle begonnen hat, jedoch bevor der zweite Teil von der zweiten Quelle gefördert wird.
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    23· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des Endteiles von der ersten Quelle abgeschlossen ist, nachdem der von der zweiten Quelle geförderte Flüssigkeitsstrom mit einem Druck beaufschlagt ist, der ausreicht, die vorgegebene konstante Durchflussgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
    24. Vorrichtung zum Abmessen einer bestimmten Menge an Substanz und selektiven Eingeben der abgemessenen Menge in einen Flüssigkeitsstrom, gekennzeichnet durch einen Absperrorgan-Körper, ein im Absperrorgan-Körper enthaltenes, und darin wahlweise bewegliches Absperrorgan-Teil mit wenigstens einem darin ausgebildeten Durchgang für die Fluid-Strömung, der einen genau festgelegten Rauminhalt aufweist, der der bestimmten, abzumessenden Menge entspricht, einen ersten Fluid-Stromkreis in dem Absperrorgan- Körper, einen zweiten Fluid-Stromkreis in dem Absperrorgan-Körper und Einrichtungen, um das Absperrorgan-Teil wahlweise entweder in eine Lage zur Probenabmessung zu bringen, bei der der Durchgang für die Fluidströmung im ersten Fluidstrom-Kreis liegt, oder um das Absperrorgan-Teil in eine Lage für die Probeneinführung zu bringen, bei der der Durchgang für die Fluidströmung in dem zweiten Stromkreis liegt.
    25· Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang für die Fluid-Strömung ein erster Fluidströmungs-Durchgang in dem Absperrorgan-Teil ist^ und ein zweiter Fluid-Strömungsdurchgang in dem Absperrorgan-Teil enthalten ist, um diesen zweiten Fluidströmungs-Durchgang zum zweiten Stromkreis auszurichten, v/enn das Absperrorgan-Teil sich in der Lage für die Probenabmessung befindet, bei der der ersten Fluid-Strömungsdurchgang in dem ersten Fluidstrom-Kreis liegt.
    26. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24 und 25» dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrorgan-Teil in Form eines Dreiiteils ausgebildet ist, der sich wahlweise im Absperrorgan-Körper drehen lässt, dass die Durchgänge für
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    die Fluidströmung praktisch parallel zur Achsenrichtung des Drehkörpers durch diesen hindurchgehen und einen winkelmässigen Abstand voneinander im Drehkörper aufweisen, und dass der erste und der zweite Fluidströmungs-Kreis vom Drehteil an Stellen des Drehteiles unterbrochen werden, so dass die Durchgänge für die Fluidströmung durch wahlweises Drehen des Drehteils in die Lage zur Probenabmessung undin die Lage zur Probeneinführung gebracht werden können.
    27. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil zwei voneinander beabstandete Flächen aufweist und die Durchgänge , für die Fluidströmung an diesen Flächen enden und offen sind, der Absperrorgan-Körper einen zur Aufnahme des Drehkörpers vorgesehenen Hohlraum mit zwei voneinander beabstandeten, gegenüberliegenden Flächen aufweist, die auf den Flächen des Drehkörpers dichtend aufliegen, der erste Stromkreis eine Eintrittsöffnung auf einer der gegenüberliegenden Flächen, sowie eine Austrittsöffnung auf der anderen gegenüberliegenden Fläche aufweist, der zweite Stromkreis eine erste Öffnung in der einen gegenüberliegenden Fläche und eine zweite öffnung in der anderen gegenüberliegenden Fläche aufweist, und die Eintritts- und Austrittsöffnungen von jedem Stromkreis so angeordnet sind, dass sie in Abhängigkeit von der wahlweisen Drehlage des Drehteiles wahlweise in der Fluidströmungs-Ausrichtung zu einem der Durchgänge für die Fluidströmung liegen.
    28. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 27, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren Durchgang für die Fluidströmung, der sich durch das Drehteil erstreckt, wobei der weitere Durchgang für die Fluidströmung einen genau festgelegten Rauminhalt, der einer weiteren bestimmten, zu messenden i'Ienge entspricht, aufweist, und wobei der weitere Durchgang für die Fluidströmung im Drehteil zur gleichen Zeit in der Lage für die Probenabmessung ausgerichtet ist, in der der erste oder der zweite Durch-
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    gang für die Fluidströmung sich in der Lage für die Probeneinführung befindet.
    29. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24- bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil einen dritten Durchgang für die Fluidströmung aufweist, der sich für den wahlweisen Anschluss an ein Einlassteil des zweiten Fluidstrom-Kreises von einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle erstreckt, um in Abhängigkeit von der xvahlweise einstellbaren Drehlage des Drehteils gleichzeitig mit einer Austrittsleitung in dem Absperrorgan-Körper eine Verbindung herzustellen, so dass der dritte Durchgang für die Fluid-.strömung in einer Stellung, die einen Nebenausgang darstellt, liegt, und dass Einrichtungen am Drehteil den zweiten Stromkreis unterbrechen, wenn die Drehteil sich in der ITebenausgangs-Lage befindet-
    30. Flüssigkeits-Chromatographiesystem, gekennzeichnet durch eine Chromatographie-Säule, eine Einrichtung zum Zuführen eines Trägerflüssigkeits-Stromes in die Chromatographie-Säule, Detektoreinrichtungen, die in Abhängigkeit von sich ändernden Grossen am Ausgang der Chromatographie-Säule ansprechen, eine die Flüssigkeit aufnehmende Leitung, die wahlweise so geschaltet werden kann, dass sie eine Flüssigkeitsmenge der von der Chromatographie-Säule austretenden Flüssigkeit aufnimmt und speichert, und Leitungen, die wahlweise geschaltet werden können, um die in der Leitung gespeicherte Flüssigkeit in die Chromatographie-Säule einzugeben.
    31. Chromatographie-System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen erste, wahlweise betätigbare Absperrorgane, die den'Trägerflüssigkeits-Strom in die die Flüssigkeit enthaltende Leitung leiten, um die darin gespeicherte Flüssigkeit zu verdrängen, sowie zweite, wahlweise betätigbare Absperrorgane aufweisen, um die verdrängte
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    Flüssigkeit aus den Leitungen in die Chromatographie-Säule zu leiten.
    32. Vorrichtung zum Vermischen von Komponenten eines Fluidstromes, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die eine geschlossene, das Fluid aufnehmende Kammer festlegen, ein in der Kammer enthaltendes Teil, das die Kammer in zwei Raumteile aufteilt, wobei das Teil eine Oberfläche besitzt, die der Fläche der Kammer genau angepasst und gering beabstandet ist, und das Teil innerhalb der Kammer auf einer vorgegebenen Strecke beweglich ist, wobei die Kammer eine mit dem einen Raumteil in Verbindung stehende Fluid-Einlassleitung und eine mit dem anderen Raumteil in Verbindung stehende Fluid-Auslassleitung aufweist, und durch Einrichtungen, die das Teil auf der vorgegebenen Strecke hin- und herbewegen, um zwischen den beiden Raumteilen entlang des Zwischenraums zwischen den eng sich gegenüberliegenden Flächen des Teils und der Kammer eine Fluidströmung zu bilden.
    33· Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bewegung erzeugende Einrichtung so gesteuert wird, dass sich das Teil mit einer Geschwindigkeit hin- und herbewegt, bei der es die vorgegebene Strecke ganz durchlaufen kann.
    J)M-. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33» dadurch gekennzeichnet, dass das Teil einen Rauminhalt der Kammer einnimmt, der ausreicht, damit wenigstens der grossere Teil des Fluids in der Kammer bei jeder vollständigen Hin- und Herbewegung entlang der vorgegebenen Strecke zwischen den beiden Rauminhalten bewegt werden kann.
    35· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 32 bis 3^, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer im wesentlichen zylindrisch ist und das Teil als Kolben ausgebildet ist, der innerhalb der zylindrischen Kammer zur Hin- und Herbewegung entlang dei· Achse der zylindrischen Kammer angeordnet ist, die zv/ei Raumteile der Kammer die beiden Enden des
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    Zylinders darstellen und von dem Kolben voneinander getrennt sind, und dass der Zwischenraum zwischen den einander angepassten Flächen des Zylinders und des Kolbens klein genug ist, damit Fluid zwischen den beiden Raumteilen mit einer Geschwindigkeit hindurchgeht, die wenigstens ausreicht, auf Grund der Turbulenzen eine Vermischung mit dem Fluid zu bewirken, das sich in der Kammer, in der die Flüssigkeit einströmt, befindet.
    35. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 32 bis 35» dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus magnetisch-permeablem Haterial besteht, Einrichtungen den Kolben zum einen Ende des Zylinders hin drücken und ein Magnetfeld, das sich wahlweise aufbauen lässt, auf den Kolben eine Kraft ausübt, die ihn zum anderen Ende des Zylinders hin bewegt.
    37· Signalunterbrecherschaltung, gekennzeichnet durch ein erstes,ai einen entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein erstes Signal mit einem Parameter ansteigender Grosse lieferndes Schaltungselement, ein zweites auf den entsprechenden Steuersignalzustand ansprechendes und ein zweites Signal mit einem Parameter wechselnder Grosse bereitstellendes Schaltungselement, und eine Vergleichsschaltung, die auf die Parameter des ersten und zweiten Schaltungselements anspricht und ein Ausgangssignalzustand nur während des Zeitraums liefert, in dem die Grosse des ersten Signalpararaeters die Grosse des zxveiten Signalparameters übersteigt.
    38. Schaltung nach Anspruch 371 dadurch gekennzeichnet, dass die Parametergrösse des ersten Signals langsamer zunimmt als die Parametergrösse bei dem Anstieg des zweiten Signals, und dass die Parametergrösse des ersten Signals ansteigt und die maximale Grosse des zweiten Signalparameters übersteigt, wobei die Vergleichsschaltung einen konstanten Ausgangssignal-Zustand liefert.
    39· Schaltung nach Anspruch 37 oder 33, dadurch gekennzeichnet, d-i.l das Schaltungselement ein erstes Signal ansteigender Am-
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    plitude, und das zweite Schaltungselement ein zweites Signal wechselnder Amplitude liefert.
    40. Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte einer Flüssigkeitsprobe, gekennzeichnet durch eine geschlossene Kammer, in die die Flüssigkeitprobe eingegeben wird, eine Einrichtung, die eine Strahlung mit einer ersten Strahlungsenergie durch die Kammer und durch eine darin enthaltene Flüssigkeitsprobe lenkt, eine optische Einrichtung, die so angeordnet ist, dass auf sie die Strahlung mit der ersten Strahlungsenergie, die durch die Kammer und die darin enthaltene Flüssigkeitsprobe hindurchgeht, auffällt und in Abhängigkeit der Strahlung der ersten Strahlungsenergie eine Strahlung mit einer zweiten Strahlungsenergie erzeugt, einen Detektor, der die von der optischen Einrichtung erzeugte Strahlung auffängt und einen Signalzustand entsprechend dem Betrag der empfangenen Energie der Strahlung mit der zweiten Strahlungsenergie erzeugt, und durch eine optische Einrichtung, die die Strahlung mit der zweiten Strahlungsenergie im Innern reflektiert und diese Strahlung zum Detektor hin lenkt.
    41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor so angeordnet ist, dass auf ihn keine Strahlung mit der ersten Strahlungsenergie auftrifft, die durch die Kammer und die darin enthaltene Flüssigkeitsprobe hindurchgeht.
    42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung mit der ersten Strahlungsenergie ultraviolettes Licht und die Strahlung mit der zweiten Strahlungsenergie sichtbares Licht ist, die optische Einrichtung das auffallende ultraviolette Licht in sichtbares Licht umsetzt, und der Detektor auf die Stärke des sichtbaren Lichtes anspricht und den Signalzustand erzeugt.
    43. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 40 bis 42,
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    dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine sich in Längsrichtung erstreckende Zelle mit einem Flüssigkeitseinlass am einen und einem Flüssigkeitsauslass am anderen Ende ist, die Einrichtung, die die Strahlung ausrichtet, ein im wesentlichen parallelen Strahl der Strahlung mit der ersten Strahlungsenergie durch die Zelle zu der optischen Einrichtung hin lenkt und die optische Einrichtung eine divergierende Strahlung der zweiten Strahlungsenergie erzeugt.,
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GB (2) GB1505522A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0385026A3 (de) * 1989-03-03 1991-09-18 Spectra-Physics, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Verdünnen
DE4016760A1 (de) * 1990-05-25 1991-11-28 Merck Patent Gmbh Chromatographieanlagen

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4076458A (en) * 1975-05-07 1978-02-28 Whittaker Corporation Automatic pump speed controller
US4066536A (en) * 1976-08-09 1978-01-03 Micromeritics Instrument Corporation Particle size separation by suspension flow in an unobstructed passageway
USRE31586E (en) * 1977-01-21 1984-05-15 Altex Scientific, Inc. Liquid chromatography pump
USRE31608E (en) * 1977-01-21 1984-06-19 Altex Scientific, Inc. Fluid pump mechanism
DE2922689A1 (de) * 1978-06-07 1979-12-13 Magnussen Jun Pumpvorrichtung
FR2445902A1 (fr) * 1979-01-02 1980-08-01 Magnussen Haakon Jun Ensemble de pompage a surcompression pour chromatographie en phase liquide
US4312835A (en) * 1980-04-21 1982-01-26 American Cyanamid Company Thermal control means for liquid chromatograph samples
JPS5910064U (ja) * 1982-06-29 1984-01-21 株式会社島津製作所 液体クロマトグラフの送液装置
US4991428A (en) * 1989-09-25 1991-02-12 Heyde H Paul Ion chromatography method for low concentrations
US6712587B2 (en) * 2001-12-21 2004-03-30 Waters Investments Limited Hydraulic amplifier pump for use in ultrahigh pressure liquid chromatography
US7287842B2 (en) * 2004-04-09 2007-10-30 Seiko Epson Corporation Pressurizing pump device, liquid ejection apparatus and method of controlling pressurizing pump
US7204264B2 (en) * 2004-04-21 2007-04-17 Waters Investments Ltd. High pressure capillary micro-fluidic valve device and a method of fabricating same
WO2012006464A2 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 Ironstone Separations, Inc. Pulsation dampener
US10058835B2 (en) * 2011-01-19 2018-08-28 Waters Technologies Corporation Gradient systems and methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2660955A (en) * 1950-06-27 1953-12-01 Hydropress Inc Hydraulic machine
BE636278A (de) * 1962-08-17
GB1041514A (en) * 1964-04-28 1966-09-07 Distillers Co Yeast Ltd Improvements in or relating to fluid sampling valves
BE668234A (de) * 1964-08-25
GB1227159A (de) * 1968-11-18 1971-04-07
US3817658A (en) * 1971-03-22 1974-06-18 Tokyo Heat Treating Fluid control apparatus
US3773438A (en) * 1971-04-29 1973-11-20 Kelsey Hayes Co Well stimulation apparatus and method
US3855515A (en) * 1972-03-06 1974-12-17 Waters Associates Inc Motor control circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0385026A3 (de) * 1989-03-03 1991-09-18 Spectra-Physics, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Verdünnen
DE4016760A1 (de) * 1990-05-25 1991-11-28 Merck Patent Gmbh Chromatographieanlagen

Also Published As

Publication number Publication date
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DE2559481A1 (de) 1977-03-17
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DE2559485A1 (de) 1977-03-17
DE2508572B2 (de) 1978-07-13
US3932067A (en) 1976-01-13
JPS50119304A (de) 1975-09-18
DE2559482A1 (de) 1977-03-17
DE2508572C3 (de) 1979-03-15
DE2559484A1 (de) 1977-04-07
CA1027826A (en) 1978-03-14
GB1505522A (en) 1978-03-30

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