DE3000475A1

DE3000475A1 - Verfahren und einrichtung fuer die chromatographie

Info

Publication number: DE3000475A1
Application number: DE19803000475
Authority: DE
Inventors: Uwe Dieter Neue; Carl Watson Rausch; Yury Tuvin
Original assignee: Waters Associates Inc
Current assignee: Waters Investments Ltd
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1980-01-08
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2445965A1; CA1141561A; CH647333A5; DE3000475C2; FR2445965B1; AU521324B2; GB2038659A; NL7909245A; US4228007A; BE881045A; JPH0346783B2; JPS5598357A; JPS59112262A; AU5306479A; NL179977B; JPS59112261A; DE3050819C2; NL179977C; GB2038659B

Description

US-Ser.No. 1,540 4.Januar 1980

Filed; January 8, 1979 10681 Dr.v.B/R

WATERS ASSOCIATES, INC. Maple Street, Mil ford, Mass. 01757 (V.St.A.)

Verfahren und Einrichtung für die Chromatographie

Es sind chromatographische Verfahren bekannt, bei denen ein Probenfluid, in dem eine chemische Probe, die zahlreiche Substanzen enthalten kann, gelöst ist, durch eine Säule aus einem Packungsmaterial geleitet wird, das sich in einer Röhre befindet. Da unterschiedliche Substanzen im allgemeinen auch unterschiedliche Affinitäten für das Packungsmaterial haben, sind im allgemeinen auch die Zeiten verschieden, zu denen die verschiedenen Substanzen wieder aus der Säule austreten. Die Gegenwart einer Substanz im Ausgangsfluid wird im allgemeinen durch Messung bestimmter physikochemischer Eigenschaften des Ausgangsfluids festgestellt. Ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Werte der betreffenden Eigenschaft darstellt, wird daher Maxima oder Ansprachepeaks aufweisen, die den verschiedenen Substanzen entsprechen.

Um eine möglichst gute Auflösung der Ansprachemaxima oder -peaks zu erreichen, sollen die Strömungswege für das Probenfluid (das hier als flüssig angenommen wird) durch die Säule möglichst gleichförmig sein. Wenn sich zwischen den Teilchen des Packungsmaterials Hohlräume unregelmäßiger Größe befinden, können Teile der Probenflüssigkeit schneller strömen als andere, was das Trennvermögen der Säule beeinträchtigt und zu einer Überlappung der Ansprachepeaks führt, so daß sie gegebenenfalls nicht mehr aufgelöst werden können. Hohlräume unregelmäßiger Größe können sowohl innerhalb des Packungsmaterials als auch an der Grenzfläche zwischen

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-11-der Packung und der Wand der sie enthaltenden Röhre auftreten.

In der schwebenden US-Patentanmeldung 848 752 vom 4.11.1977 ist vorgeschlagen worden, unregelmäßige Hohlräume im Packungsmaterial dadurch zu beseitigen, daß man dieses radial komprimiert. Ferner wird dort vorgeschlagen, Hohlräume zwischen dem Packungsmaterial und der Wand einer es enthaltenden Röhre dadurch zu vermeiden, daß man eine Plastik- oder Kunststoffwand gegen die Packung hin verformt. Für die radiale Kompression und die Deformation der Wand werden verschiedene Verfahren und Einrichtungen angegeben, u.a. eine anfängliche radiale Kompression beim Füllen und eine weitere Kompensation während des Gebrauches, die Verwendung einer Kunststoffpatrone, die während des Füllens mit Gas vorexpandiert wird und dann während des Gebrauches mit Gas von außen komprimiert wird; die Verwendung einer Stahlpatrone, die durch Erwärmen und Füllen mit einer unter Druck stehenden Suspension vorexpandiert wird, so daß sich eine permanente radiale Kompression bei der anschließenden Kontraktion ergibt;die Verwendung von äußeren Kompressionsdrücken zwischen etwa 0,7 und 70 bar und die Verwendung von Patronen mit Wanddicken zwischen 25 μηι und 2,5 mm.

Eine weitere Ursache für eine schlechte Auflösung der Konzentrati onsmaxima ist eine schlechte radiale Verteilung des eintretenden und austretenden Fluids. Bei Packungen, die beträchtliche Querabmessungen bezüglich der Größe der Teilchen des Packungsmaterials haben, ist es (obgleich die Querabmessung im allgemeinen wesentlich geringer ist als die Längsabmessung der Packung) erforderlich, für ein radial gleichmäßiges Profil der Strömung durch die Patrone zu sorgen. Würde man das Fluid einfach durch kleine öffnungen entlang der Längsachse eintreten und austre^!ft^e,ⁿ so würde eine erhebliche Überlappung der Ansprachepeaks oder Konzentrationsmaxima der verschiedenen Substanzen eintreten, da das Fluid, das längs eines radial weiter außen gelegenen Weges strömt, länger zum Durchlaufen der Säule braucht, als das Fluid, das längs der Mittelachse strömt.

Es sind bereits handelsübliche Patronen bekannt, bei denen Maßnahmen für eine radiale Verteilung des Probenfluids vorgesehen sind. Eine 30 cm χ 5 cm große Patrone für die präparative Chromatographie, die

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von der Firma Waters Associates, Inc., Milford, Massachusetts (V.St.A.) vertrieben wird, enthält eine ebene Querplatte mit radial beabstandeten Löchern, die mit einer Trichterkammer kommunizieren, durch die das Fluid zwischen einer Einlaß- bzw. Auslaßleitung und den Ortern der Löcher strömt. Eine von der Firma Unimetrics Corporation unter dem Warenzeichen "Knauer" vertriebene Patrone enthält eine in dieser angeordnete dünne Platte mit radial verlaufenden Schlitzen, die in Dreiergruppen angeordnet sind, so daß sie ähnlich wie eine Vogelfußspur aussehen. Das Fluid strömt radial in den Schlitzen und außerdem longitudinal durch ein angrenzendes Filternetz und dann durch eine Folge von Glasfaserfiltern, bevor es das Packungsmaterial erreicht. In der Praxis tritt jedoch in den aufeinanderfolgenden Filtern eine unerwünschte Mischung auf, die die Auflösung der Konzentrationsmaxima verschlechtert.

Bei beiden oben erwähnten bekannten Chromatographiepatronen wird das Fluid in Radial richtung verteilt, jedoch ist weder bei ihnen noch bei irgendwelchen anderen bekannten Patronen eine weitere Ursache für eine unerwünschte Fluidmischung vermieden, nämlich Bereiche übermäßigen Volumens im Verteiler oder der Filteranordnung. Bereiche größeren Volumens verursachen aber einen Effekt, der als "Peakverbreiterung außerhalb der Säule" bekannt ist und auf einer Rückmischung von getrennten Substanzen außerhalb der Trennsäule beruht und die Auflösung der Konzentrationsmaxima ebenfalls verschlechtert.

Die Auflösung kann ferner durch ein Verstopfen der Filter verschlechtert werden, die am Einlaß der Patrone zur Fixierung des Packungsmaterials vorgesehen sind. Solche Filter können sich mit Fremdkörpern zusetzen, die im Probenfluid suspendiert sind. Bei der oben erwähnten Knauer-Patrone kann das Filter ausgewechselt werden, hierfür ist es jedoch erforderlich, die die Packung zurückhaltende oder fixierende Endkappe der Patrone zu entfernen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Verfahren und Einrichtungen gelöst.

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Durch die Erfindung wird u.a. eine Chromatographiepatrone geschaffen, die einen integralen oder eingebauten Verteiler mit einer Vorrichtung zum radialen Transport des Fluids enthält, z.B. eine dünne Platte mit im wesentlichen radial verlaufenden Schlitzen, sowie eine dünne Platte mit radial versetzten öffnungen, die eine Verbindung zwischen der die radiale Versetzung bewirkenden Anordnung und dem Packungsmaterial herstellen. Das Volumen der Plattenöffnungen und .der die radiale Verlagerung bewirkenden Anordnung haben ein vernachlässigbares Volumen im Vergleich zur Patrone, vorteilhafterweise ein Volumen von weniger als 0,1% des Volumens der Patrone.

In die einlaßseitige Abschlußkappe ist stromaufwärts von dem Rückhaltenetz oder -gitter vorteilhafterweise eine auswechselbare Filterkappe angeordnet, deren Filteranordnung ein vernachlässigbares Volumen im Vergleich zu dem der Patrone hat. Weitere Merkmale, die mit Vorteil einzeln oder in Kombination verwendet werden können, sind eine Kunststoffpatrone mit Rückhalte- oder Abschlußkappen, die einen einschnappbaren Sitz aufweisen; ein Strömungsverteiler mit individuellen, radial verlaufenden Kanälen zum radialen Transport des Fluids, und eine getrennte Anordnung zum axialen Transport des Fluids zwischen den Enden der radialen Kanäle und dem Packungsmaterial; auch dieser Verteiler hat ein vernachlässigbares Volumen im Vergleich zu dem der Patrone; eine permanente radiale Kompression des Packungsmaterial in einer Kunststoffpatrone durch Füllen mit einer unter Druck stehenden Suspension, durch die die Kunststoffwand gedehnt wird, so daß sie sich bei Aufhebung des Drucks wieder zusammenziehen kann; ein radiales Zusammendrücken einer Kunststoffpatrone dadurch, daß man sie mit einer druckübertragenden flexiblen Manschette, die vorteilhafterweise aus einem Werkstoff vernachl#ssigbarer Kompressibilität besteht, umgibt und auf die Manschette Druck ausübt; die Durchführung der Flüssigkeitschromatographie während das Packungsmaterial durch einen von außen zur Einwirkung gebrachten Druck, der größer als 100 bar ist ( und vorzugsweise zwischen etwa 140 bar und 425 bar liegt) radial zusammengedrückt wird; die Verwendung von Kolben unterschiedlicher Querschnittsflächen zur Ausübung eines radial nach innen gerichteten Druckes auf eine Patrone, wobei die Querschnittsflächen so be-

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messen sind, daß die Betätigungskräfte ungefähr gleich sind, wenn man die Kolben in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander betätigt; ein Auswerfen einer Patrone aus einem Patronenhalter durch ein Zahnstangengetriebe und Stangen oder Stifte, die gegen ein Ende der Patrone drücken.

Durch die Erfindung wird u.a. eine einfache, robuste, preiswerte und verbesserte Chromatographiepatrone geschaffen. Durch eine Kunststoff wand der Patrone und durch Füllen mit einer unter Druck stehenden Suspension wird eine permanente radiale Kompression gewährleistet. Die Innenfläche der Kunststoffwand paßt sich an die Form der einzelnen Teilchen der Packung an. Die Patrone ist verhältnismäßig unempfindlich gegen plötzliche mechanische, thermische oder chemische Beanspruchungen, die die Packung gewöhnlicher Säulen zerstören würden. Das vorteilhafterweise vorgesehene auswechselbare Filter läßt sich entfernen, ohne daß die Endkappe, die das Packungsmaterial zurückhält, entfernt werden muß und die Packungsstruktur dabei gestört wird. Die Patrone kann durch Ausüben eines radialen Druckes auf ihre Enden auf einfache Weise dicht mit einer Einlaß- und Auslaßarmatur verbunden werden. Der Verteiler gewährleistet eine gleichmäßige radiale Verteilung, ohne daß er ein übermäßiges Mischvolumen bildet. Der eingebaute oder integrale Plattenverteiler der Patrone gewährleistet die Verteilung mit einem minimalen Raumbedarf und mit niedrigen Kosten. Man kann Packungsmaterialien mit einem größeren Teilchengrößebereich verwenden, ohne daß der chromatographische Wirkungsgrad beeinträchtigt wird.

Es wird weiterhin ein Patronenhalter mit einer vereinfachten verbesserten Vorrichtung zur radialen Kompression geschaffen. Die größeren Drücke (über 100 bar, ca 1500 psi), die für die radiale Kompression erzeugt werden können, machen die Größen der Hohlräume gleichmäßiger und verbessern dadurch die Auflösung. Die druckübertragende flexible Manschette erlaubt es, den äußeren Druck ohne Kontakt zwischen der Arbeits- oder Druckflüssigkeit und der Patrone zur Einwirkung zu bringen. Der Druck für die radiale Kompression kann von Hand durch eine Kolbenanordnung erzeugt werden und der Auswurfmechnismus ermöglicht ein einfaches Entfernen der Patrone, was alles zur Vereinfachung der Arbeitsweise beiträgt.

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Im folgenden werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zei gen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Chromatographiepatronen-Halters;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht in einer Ebene 2-2 der Fig.1, die den PatronenhaTter im drucklosen Zustand zeigt; äußere Teile von Druckarmen sind weggebrochen;

Fig. 3 einen Querschnitt in einer Ebene 3-3 der Fig. 1, die eine Chromatographiepatrone im Halter sowie die Arbeitsweise eines Auswurfmechanismus zeigt;

Fig. 4 einen Querschnitt in einer Ebene 4-4 der Fig. 2, der die Patrone im Querschnitt und die Arbeitsweise eines Druckarmes darstellt;

Fig. 5 einen vergrößerten Teil des in Fig. 3 dargestellten Querschnitts der im Halter befindlichen Chromatographiepatrone;

Fig. 6 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer chromatographischen Säule;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Verteilerkopfes mit vergrößert dargestellten Strömungsnuten, und

Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform einer Chromatrographie-Patrone mit einem integralen Verteiler in der Säule und ohne Siliciumoxid-Packung.

Fig. 1 zeigt eine Halterungsvorrichtung 10 für eine auswechselbare chromatographische Patrone 20, die außerhalb des Halters dar-

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gestellt ist. Der Patrone wird durch ein Einlaßröhrchen 12 Probenflüssigkeit zugeführt, die durch ein Auslaßröhrchen 14 wieder abströmt. Die Röhrchen 12 und 14 können z.B. einen Innendurchmesser von etwa 0,23 mm (9 mils) haben. Die Halterungsvorrichtung 10 enthält eine Grundplatte 16, in der sich Kolben zur Druckerzeugung befinden und eine Kammer 18, in der die auswechselbare Patrone 20 radial komprimiert wird. Die Patrone 20 enthält ein Packungsmaterial 21, z.B. sphärische Kieselerde- oder Siliciumoxid-Teilchen mit einem Durchmesser von 5 bis 15 \im.

Die Grundplatte 16 weist vorspringende Träger 32 mit koaxialen Löchern 30 auf, in denen eine Welle 28 angeordnet ist, auf der drei Druckhebel 22, 24 und 26 schwenkbar gelagert sind. Durch Nylonbuchsen und -beilagscheiben sowie Stahlfederscheiben (nicht dargestellt) wird eine gewisse Reibung der Hebel 22, 24 und 26 auf der Welle 28 gewährleistet. Die Hebel haben an ihrem gelagerten Ende jeweils eine Nockenfläche 34. Die Nockenflächen wirken auf Stahl roll en 36, welche durch Wellen 37 am inneren hartbeschichteten Führungen 38 aus Aluminium gelagert sind. Die Führungen laufen in Buchsen 39 (z.B. aus öl imprägnierter Sinterbronze), die durch nicht dargestellte Halte- oder Sprengringe in Bohrungen der Grundplatte 16 gehaltert sind. Die Führungen 38 wirken auf Kolben 40, 42 bzw, 44, die in Bohrungen 46, 48 bzw. 50 von Bronzezylindern 52, 54 bzw. 56 gleiten. Die Kolben sind gegenüber den Bohrungen durch 0-Ringe 58 abgedichtet. Die Zylinder 52, 54 und 56 sind bezüglich der Grundplatte 16 durch 0-Ringe 59 abgedichtet und liegen an Schultern 60 an. Der Kolben 40 hat einen Arbeitsdurchmesser von 3/4 Zoll (ca 19,05 mm), der Kolben 42 einen Arbeitsdurchmesser von 3/8 Zoll (ca 9,525 mm) und der Kolben 44 einen Arbeitsdurchmesser von 3/16 Zoll (ca 4,762 mm). Zwischen den Zylindern 54 und 56 sind stromabwärts von den Kolben 42 und 44 Strömungsdrossenventile 62 und 64 angeordnet. Die Ventile enthalten jeweils ein bewegliches Bauteil 68, einen Strömungskanal 70 kleinen Durchmessers im beweglichen Bauteil 68, eine Packung oder Dichtung 72 zur Abdichtung zwischen den Zylindern 54, 56 und dem beweglichen Bauteil 68 sowie eine Druckfeder 74, die zwischen einer Schulter 75 in der Grundplatte 16 und dem Bauteil 68 zusammengedrückt ist. Stromabwärts vom Kolben 40 und Zylinder 52 ist kein Strömungsdrosselventil

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vorgesehen. Zwischen jedem Kolben und Zylinder ist eine vorgespannte Rückführfeder 76, 78 bzw. 80 vorgesehen, die den betreffenden Kolben in die Ausgangsstellung zurückdrückt.

Die Auslässe der Zylinder sind über Stiehl eitungen mit einer Zentral- oder Hauptleitung 82 verbunden. In das eine Ende der Hauptleitung 82 ist ein verstellbarer Stopfen 84 eingeschraubt, der einen von außen zugänglichen Schlitz 86 aufweist, mit dem er zur Einstellung des Innenvolumens der Vorrichtung gedreht werden kann. Das andere Ende der Hauptleitung 82 ist mit einer Kappe 88 dicht verschlossen. Die Grundplatte 16 bzw. die sich in ihr befindliche Hauptleitung 82 ist über eine vertikale Leitung 90 mit der Patronenkammer 18 (Fig. 3) verbunden. An die Hauptleitung 82 ist ferner ein Druckmesser 91 angeschlossen.

Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, hat die Leitung 90 eine Fortsetzung in Form einer vertikalen Leitung 92 in der Kammer 18. Die Leitungen 90 und 92 sind an der Grenzfläche zwischen der Grundplatte 16 und der Kammer 18 durch einen O-Ring 94 abgedichtet. Die Kammer 18 ist an der Grundplatte 16 durch vier Kappen- oder Kopfschrauben 93 (Fig. 2) befestigt. Die Kammer 18 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 96 zur Druckausübung (Druckzylinder), Endkappen 98, 100 und einem Patronenauswurfmechanismus. Die Leitung 92 ist mit einer Unterdrucksetzungsbohrung 102 im Zylinder 96 verbunden. In der Bohrung 102 ist eine flexible Manschette 104 angeordnet. Die Manschette 104 hat flanschartige Lippen 106, 108, die in Ringnuten 110 bzw. 112 der Stirnenden des Zylinders 96 passen. Die Endkappen 98 und 100 sind mit dem Zylinder 96 durch nicht dargestellte Kopfschrauben verbunden. Außer der aus einem gummi artigen oder gummi el astischen Material (Viton-Gummi) bestehenden Manschette 104 sind keine weiteren Dichtungen für die Abdichtung zwischen den Endkappen und dem Zylinder erforderlich.

In die flexible, schlauchartige Muffe oder Manschette 104 ist eine auswechselbare Chromatographiepatrone 20 einsetzbar, die in Fig.1 und 6 außerhalb des Halters dargestellt ist. Die Patrone besteht aus einem

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ZyIinder 116 aus Polyäthylen hoher Dichte (Außendurchmesser z.B. 13,34 mm und Wandstärke z.B. 2,54 mm) und Zurückhalte- oder Endkappen 118 mit integralen Filternetzen 120 (öffnungsweite z.B. 2 Mm). Die Endkappen 118 werden im Zylinder 116 jeweils durch einen ringförmigen Vorsprung 124 der jeweiligen Kappe, der in einer Ringnut 121 in einem Ende verringerter Wandstärke des Zylinders eingreift, gehalten. In die eingangssei ti ge Endkappe ist eine auswechselbare Filterkappe 130 mit einem integralen zweiten Filternetz 132 (üffnungsweite z.B. 2 pm) eingesetzt.

Die Patrone 20 paßt knapp in die flexible Manschette 104 (Fig. 3 und 5) und liegt mit ihrem einen axialen Ende an einer Auslaßarmatur 134 sowie mit dem anderen axialen Ende an einer Einlaßarmatur 136 an. Die Armaturen 134 und 136 weisen vorspringende, steckerartige Teile 138 bzw. 140 auf, die dicht in entsprechend geformte vertiefte Teile der Endkappe 180 am einen Ende bzw. der Fiiterkappe 130 am anderen Ende passen. Das Einlaß- und das Auslaßröhrchen 12 bzw. 14 sind mit den Armaturen 136 bzw. 134 verbunden. Die Enden dieser Röhrchen stehen mit Verteil erköpfen 142 (von denen einer in Fig. 7 vergrößert dargestellt ist) in Verbindung, von denen der am Eingangsende das durch das Einlaßröhrchen zugeführte Fluid auf radial beabstandete Stellen in der Patrone verteilt, während der aus laßsei ti ge das Fluid entsprechend sammelt. Wie Fig. 7 zeigt, enthält ein Verteilerkopf 142 radial verlaufende Nuten 144 (es sind 12 dargestellt, vorzugsweise werden jedoch 8 solcher Nuten vorgesehen), die das Fluid in Radialrichtung leiten, eine Fase 146, die zusammen mit inneren Schultern der Armatur 134 bzw. 136 eine Kammer bildet, incer das Fluid in Umfangsrichtung strömen kann, und 24 axiale Nuten 148, die ein axiales Strömen des Fluids ermöglichen. Die Enden der Nuten 148 stehen mit den Filternetzen in der Patrone 20 in Verbindung. Die Nuten 144 und 148 haben bei dem beschriebenen bevorzugten AusfUhrungsbeispiel eine Breite von etwa 76 μνη und vorteilhafterweise einen dreieckigen Querschnitt, und die Verteil erköpfe 142 haben z.B. einen Durchmesser von etwa 5 mm. Die Auslaßarmatur 134 weist vier Löcher 150 zur Aufnahme von Auswurfstiften 152 auf und wird durch die Endkappe 98 gehalten. Die Einlaßarmatur 136 ist durch ein Loch 151 in der Endkappe 100 eingeschoben und durch eine lösbare Kappe 154 befestigt, die auf ein Außengewinde der Endkappe 100 aufgeschraubt ist.

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Der Auswurfmechanismus enthält einen von Hand betätigbaren Auswurfhebel 156, der am einen Ende auf beiden Seiten mit je einem Ritzel 158 bzw. 160 verbunden ist, Zahnstangen 162 und 164, die in Bohrungen 166 bzw. 168 im Druckzylinder 96 und Löchern in der Endkappe 98 gleitend gelagert sowie durch Muttern 176 mit einem Bügel 174 verbunden sind,, und die am Bügel 174 befestigten Auswurfstifte 152. Die Zahnritzel 158, 160 sowie der Auswurfhebel 156 sind auf einer Welle 178 schwenkbar gelagert, die in Löchern 179 im Zylinder 96 sitzt. Die Ritzel 158 und 160 sind durch vertikale Bauteile 184, 186, die am Zylinder 96 angeformt sind, abgedeckt, über den freiliegenden Teilen der Zahnstangen 162 und 164 ist ein Kunststoffdeckel 188 angeordnet.

In Fig. 8 ist eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Anstelle der Verteilerköpfe 142 sind hier Verteilerplatten 126 und 128 zwischen die Endkappen 118 und Schultern 119 in die beiden Enden der Patrone 120 eingesetzt. Die eine radiale Verteilung der Strömung bewirkenden Verteilerplatten 128 liegen an den Filternetzen 120 an und weisen gebogene Schlitze 202 auf, die von einem Mittelloch 204 im wesentlichen radial nach außen verlaufen. Die Verteilerplatten 126 liegen an der Packung 21 an und haben drei gebogene Schlitze 206, die sich an der gleichen radialen Stelle (Durchmesser z.B. ca 5 mm) befinden, wie die Nuten 148 der Verteilerköpfe 142. Das Einlaßröhrchen 12 endet bündig an einer Innenfläche 242 eines vorspringenden, steckerartigen Teiles 240 der Einlaßarmatur 236, so daß es durch das dünne Filternetz mit dem Mittel!och 204 in der Verteilerplatte 128 kommuniziert. Bei der nicht dargestellten Äuslaßarmatur endet das Auslaßröhrchen 14 in gleicher Weise bündig mit der Stirnfläche der Armatur.

Die Patronen-Halterungsvorrichtung 10 kann durch konventionelle Herstellungsverfahren gefertigt werden.

Die Patrone 20 wird z.B. mit dem Siliciumdioxid-Packungsmaterial 21 dadurch gefüllt, daß man durch sie eine Suspension aus Kieselsäure oder Siliciumoxid in einer unter Druck stehenden Flüssigkeit niedriger Viskosität, wie Methanol oder Difluordichlormethan oder einer anderen Halogen-Kohlenstoff -Verbindung dieses Typs leitet. Die eine Zurückhalte -

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oder Endkappe 118 und der zugehörige Satz von Verteilerplatten 126, 128 sind während der Füllung montiert und halten das Siliciumoxid zurück, während die Flüssigkeit abfließen kann. Nachdem die Patrone voll ist, wird die Flüssigkeit vom Druck entlastet, so daß sich die Wand des Zylinders 116, die beim Füllen unter Druck gedehnt worden war, sich permanent radial zusammenzieht und das Siliciumoxid zusammendrückt. Das überschüssige Siliciumoxid am Einlaß wird dann entfernt und die zweite Endkappe 118 mit den zugehörigen Verteil erplatten 126, 128 und die Filterkappe 130 werden dann eingesetzt.

Bei Verwendung der Chromatographie-Patronen-Halterungsvorrichtung wird eine auswechselbare Patrone 20 in die gummiartige Manschette 104 eingesetzt, indem man die entfernbare Kappe 154 abschraubt, den steckerartigen Teil 140 der Einlaßarmatur 136 in die durch die Filterkappe 130 gebildete Vertiefung einsetzt und die Patrone unter Verwendung der Armatur 136 als Handgriff in die Manschette 104 einschiebt. Die Kappe 144 wird dann schließlich wieder auf die Endkappe 100 aufgeschraubt.

Auf die Außenseite der Manschette 104 wird dann ein Druck ausgeübt, um den Einsatz oder die Patrone 20 radial zusammenzudrücken, indem die zur Druckausübung dienenden Hebel 22, 24 und 26 der Reihe nach betätigt werden; durch Betätigung des Hebels 22 wird der Druck auf etwa 42 bar (600 psi) erhöht, durch die anschließende Betätigung des Hebels 24 auf etwa 112 bar (1600 psi) und durch die Betätigung des Hebels 26 auf etwa 155 bar (2200 psi). Die Nockenflächen 34 haben gerade bzw. ebene Teile 220, durch die der jeweilige Hebel in der druckausübenden Stellung gehalten wird. Schwenkt man die Hebel von der in Fig. 4 ausgezogenen Stellung in die strichpunktiert gezeichnete Stellung, so drücken die Nockenflächen 34 die Rollen 36 und damit die Führungen 38 nach innen gegen den jeweils zugehörigen Kolben 40, 42 bzw. 44. Die Querschnitte oder Flächen der Kolben 40, 42 und 44 sind so gewählt, daß die Betätigungskräfte etwa gleichmäßig auf die drei Hebel verteilt werden. Als Druckmittel, auf das die Kolben wirken,kann z.B. Glycerin verwendet werden. Bei der Betätigung des Hebels 22 und des zugehörigen Kolbens 40 wird das größte Volumen Glycerin ver-

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drängt. Durch diese anfängliche große Verdrängung wird die Manschette 104 fest gegen die Patrone 114 gedrückt und beginnt die Kompression des SiIiciumoxids in der in der Patrone enthaltenen Säule. Beim Umlegen der Hebel 26 und 28 wird das Siliciumoxid dann weiter zusammengedrückt. Die Kolben 42 und 44 sind wegen der nichtlinearen (ungefähr exponentiell en) Kompressionscharakteristik des SiliciumoxidSj der umgebenden Polyäthylenwand 116 und der Gummimanschette 104 progressiv kleiner.

Beim Unterdrucksetzen der chromatographischen Patrone stellen die Drosselventile 62 und 64 am Auslaß der Kolben 42 bzw. 44 keinen nennenswerten Strömungswiderstand dar. Bei der Erhöhung des Druckes bewegt sich das bewegliche Bauteil 68 vom Körper 66 weg, wodurch die Feder 74 zusammengedrückt und ein weiter Strömungskanal zwischen dem Bauteil 68 und dem Körper 66 an der Dichtung 72 vorbei geöffnet wird.

Das Druckmittel, wie Glycerin, ist in die Kammer 18 durch Zusammenwirken zwischen den Lippen 106, 108 der gummi artigen Manschette und der Ringnuten 110, 112 im Zylinder 96 dicht eingeschlossen. Bei der Unterdrucksetzung des Glycerins werden die Lippen 106 und 108 fest gegen die radial äußeren Wände der Ringnuten 110 und 112 gedrückt* so daß ein Ausfließen des Glycerins zwischen den Wänden und der Lippe verhindert wird. Durch die Manschette 104 werden außerdem radiale Druckkräfte auf die Endteile 122 der Patrone 20 ausgeübt, die die Patrone dicht mit der Einlaßbzw. Auslaßarmatur 140, 138 verbinden. Die radial nach innen gerichteten Kräfte drücken die Endteile 122, die Endkappen 118 und die Filterkappe gegeneinander und gegen die steckerartigen Teile 138, 140 der Armaturm 134, 136, so daß alle Strömungswege, die von den Röhrchen 12 und 14 sowie dem Inneren der Patrone 20 nach außen führen könnten, dicht verschlossen werden.

Wenn der Hebel 26 in seine druckausübende Arbeitsstellung geschwenkt worden ist, ist die Patrone 20 radial voll zusammengedrückt und man kann mit der Chromatographie beginnen. Dabei wird dann eine Probenflüssigkeit unterdruck durch das Einlaßröhrchen 12 in die Patrone 20 ge-

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pumpt, aus der die Probenflüssigkeit dann durch das Auslaßröhrchen 14 wieder austritt, welches mit einem nicht dargestellten Detektor zur Messung der Konzentrationen der gelösten Stoffe verbunden ist.

Wenn durch das Einlaßröhrchen 12 soviel Fremdkörper eingetreten sind, daß das Filternetz 132 der Filterkappe 130 verstopft ist, kann die Patrone entfernt und die Filterkappe gereinigt oder ersetzt werden.

Zum Entfernen der Patrone 20 werden die Hebel 22, 24 und 26 in der umgekehrten Reihenfolge wie beim Unterdrucksetzen der Patrone wieder in ihre in Fig. 1 dargestellte offene oder Ruhelage zurückgeschwenkt, also der Hebel 26 zuerst und der Hebel 22 zuletzt. Die Drosselventile 62 und verlangsamen die Bewegung der Kolben 42 und 44 um eine Verletzung der Bedienungsperson durch ein plötzliches Zurückschnappen der Hebel zu verhindern. Die beweglichen Bauteile 68 liegen dabei an den Dichtungen 72 an und die Flüssigkeit muß durch die Strömungskanäle 70 kleinen Querschnitts fließen. Wenn der Hebel 22 losgelassen wird, drückt die Feder 76 den Kolben 40 über die dem Druck Null entsprechende Stellung hinaus nach hinten, so daß in der Bohrung 102 ein unter dem Atmosphärendruck liegender Druck entsteht, durch den die Manschette 104 von der Patrone 20 weggezogen wird.

Nach der Aufhebung des Druckes wird die Patrone 20 ausgeworfen, indem man die Kappe 154 abschraubt und den Auswurfshebel 156 in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Lage schwenkt. Durch die entsprechende Drehung der Ritzel 158 und 160 werden die Zahnstangen 162 und 164 sowie die Auswurfstifte 152 vorgeschoben. Die Stifte, die sich durch die Löcher 150 in der Auslaßarmatur 134 erstrecken, drücken gegen das Auslaßende der Patrone 20 und schieben diese in Axial richtung in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Lage. Von dieser halb herausgeschobenen Lage kann die Patrone dann leicht von Hand herausgenommen werden.

Um eine Mischung von stromaufwärts und stromabwärts herrschenden Konzentrationen in der Patrone und eine dadurch bewirkte Peak-Verbreiterung im Auslaßfluid so klein wie möglich zu halten, wird das durch das Einlaßröhrchen 12 eintretende und durch das Auslaßröhrchen 14 austre-

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tende Probenfluid durch die Verteilerköpfe 142 (Fig. 5 und 7 in mehrere getrennte, radial versetzte Ströme aufgeteilt. Die getrennten Ströme treten durch die axialen Nuten 148 in den Verteilerköpfen 142 in die Patrone ein und aus dieser aus. Das Innenvolumen der Verteiler ist jeweils kleiner als etwa 3 bis 5 Mikroliter und die Strömungswege sind kurz, so daß eine Mischung von in Strömungsrichtung versetzter Teile des Fluids im Verteiler minimal ist. Infolge des etwa 5 mm (0,20 Zolle) betragenden Durchmessers der Verteilerköpfe 142 kommen die axialen Nuten 148 an eine radiale Stelle zu liegen, die den Querschnitt der Patrone in einen Innenkreis und einen Außenring unterteilt, die jeweils ungefähr die gleiche Fläche haben. Durch diese Verteilung des Fluids werden die aufeinanderfolgenden Volumensegmente des durch das Einlaßröhrchen 12 zugeführten Fluids jeweils gleichmäßig über den Querschnitt der Patrone 20 verteilt, die durchwandern jeweils die Patrone in im wesentlichen der gleichen axialen Lage und werden von der Patrone zu im wesentlichen ein und derselben axialen Lage im Auslaßröhrchen 14 übertragen. Wenn die ankommende und abgehende Strömung nicht richtig verteilt werden, strömt ein vorgegebenes axiales Volumensegment des ankommenden Fluids infolge der anfänglichen radial nach außen gerichteten Ausbreitung beim Eintreten in die Patrone durch diese an axialen Stellen, die in Radialrichtung ein gekrümmtes Profil ergeben, wobei die radial äußeren Teile hinter dem mittleren Teil zurückbleiben. Wenn eine Strömung mit einem solchen gekrümmten Profil aus der Patrone oder Säule austritt, tritt unvermeidlich eine Mischung von stromaufwärtigen und stromabwärtigen Fluidteilen und eine dementsprechende Verbreiterung der Peaks oder Maxima ein.

Bei der anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 8 dargestellt ist, werden die radialen Strömungskanäle durch die Schlitze 202 und die angrenzenden Flächen der Verteilerplatte 126 sowie des Filternetzes 120 begrenzt. Die Stirnfläche 242 des Verteilers bzw. der Einlaßarmatur 236 drückt fest gegen die Filternetze 120 und 132, so daß das Fluid in den Schlitzen 202 gehalten wird. Die gebogenen Schlitze 206 leiten das radial versetzte Fluid axial in das Packungsmaterial. Zur weiteren Verringerung einer Stromaufwärts-Stromabwärts-Konzentrationsmischung in den Armaturen 134 und 136 und den an-

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deren Fluidanschllissen der Patrone, wird das Strömungsvolumen innerhalb der Armaturen und der Verbindungen so klein wie möglich gehalten. Bei beiden Ausführungsformen der Verteileranordnungen (Fig. 7 und 8) wird das in den Röhrchen 12 und 14 fließende Fluid abrupt in eine Vielzahl von kleinen Strömungskanälen aufgeteilt, die zu den gewünschten radialen Stellen führen. Die Filternetze 120 und 132 bestehen vorteilhafterweise aus dünnem Edel stahl drahtnetz, um ihr Volumen möglichst klein zu halten. In den Verteilerköpfen 142 (Fig. 7) werden die engen Strömungskanäle durch die verschiedenen radialen Nuten 144, die durch die Fase 146 gebildete Kammer und die verschiedenen axialen Nuten 148 gebildet. Bei der anderen vorteilhaften Ausführungsform der Patrone, die in Fig. 8 dargestellt ist, werden die Strömungskanäle durch die radialen Schlitze und die gebogenen Schlitze gebildet. Die hohen radialen Kompressionsdrücke streben dazu, die Innenfläche des Polyäthylen-Zylinders 116 der Patrone 20 der Form der Siliciumoxidteilchen anzupassen, so daß die Bildung von "Wandkanälen " verhindert wird, also von Hohlräumen an der Wand, die eine ungleichmäßige, schnelle Strömung des Probenfluids zulassen. Versuche haben gezeigt, daß nach dem Zusammendrücken in der Innenfläche des Zylinders 116 Eindrücke . von den Siliciumoxidteilchen verbleiben.

Die Wanddicke von etwa 2,5 mm (0.100 Zoll) des Zylinders 116 gewährleistet eine genügende Festigkeit für das Handhaben der Patrone außerhalb des Halters 10, während gleichzeitig eine genügende Expansion während der unter Druck erfolgenden Füllung gewährleistet ist, so daß eine kleine, aber dauernde radiale Kompression des Siliciumoxids sichergestellt ist.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln. Z.B. kann die Wanddicke der Patrone zwischen etwa 0,127 mm (0.005 Zoll) und etwa 6,35 mm (0.250 Zoll) liegen; die Verteilerköpfe 142 können jeweils mehr oder weniger als acht radial verlaufende Nuten aufweisen. Auch die Anordnung der Verteilerplatten 126 und 128 läßt sich in der verschiedensten Weise variieren. Z.B. kann die radiale Strömungsverteilungsfunktion der radial ge-

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schlitzten Platte 128 auch ohne die Platte durch das Filternetz 120 oder das Filternetz 132 erfüllt werden. Das Fli-id breitet sich in diesem Falle dann innerhalb des Filternetzes radial aus. Die radiale Verteilung könnte ferner auch dadurch bewirkt werden, daß man die Platte 126 bei der Stirnfläche 242 anordnet und einen Spalt kleinen Volumens zwischen der Fläche 242 und der Platte 126 vorsieht. In allen diesen Fällen soll jedoch immer das Strömungsvolumen innerhalb des Verteilers klein im Vergleich zum Volumen der Patrone sein.

Eine besonders vorteilhafte, für die Produktion geeignete praktische Ausführungsform der Patronen-Halterungsvorrichtung gemäß der Erfindung weicht hinsichtlich mehrerer kleinerer Einzelheiten von der oben anhand der Figuren 1 bis 5 beschriebenen Halterungsvorrichtung ab. Der Druckzylinder 96 und die Grundplatte 16 bestehen aus einem einzigen Gußteil, so daß die Schrauben 93 und die Dichtung 94 entfallen können. Das Manometer 91 ist an der Stirnfläche der Grundplatte angeordnet, an der sich der Stopfen 88 befindet. Die die Ritzel abdeckenden Bauteile 184 sind rechteckig und nicht trapezförmig.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Patrone sind die Verteilerplatten 126 und 128 abweichend von Fig. 8 zwischen den Filternetzen und der Stirnfläche 242 angeordnet.

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Claims

DR. DIETBR V- -' ΕΖΟΪ-D DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEÜSLER 3000475 MARIA-THF.RESIA-STRASSE 23 POSTFACH ββΟΗββ D -8000 MUENCUISN 86 TELEFON 080/47β»OB 47US 1« TELKQRAMM SOMBEZ US-Ser.No. 1,540 Filed: January 8s 1979 4.Januar 1980 10681 Dw. B/E WATERS ASSOCIATES, INC. Maple Street, Mil ford , Mass.01757 (V.St.A.) Verfahren und Einrichtung für die Chromatographie Patentansprüche

1. Chromatographisches Verfahren, bei dem eine Fluidprobe durch ein chromatographisches Packungsmaterial geleitet wird, das sich in einer Patrone befindet, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Packungsmaterial im Inneren der Patrone dadurch ein radial nach innen gerichteter Druck ausgeübt wird, daß die Patrone mit einer flexiblen Manschette umgeben wird und auf die Außenfläche der Manschette derart Druck ausgeübt wird, daß die durch den Druck erzeugten Kräfte durch die Manschette und die Wand der Patrone auf das Packungsmaterial übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei cn net, daß zum radialen Komprimieren der Patrone ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, mit einem Druck zwischen etwa 140 und 425 bar (2000 bis 6000 psi) verwendet wird.

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3. Verfahren für die FTüssigkeitschromaitographie, bei dem eine flüssige chromatographische Probe durch eine Patrone geleitet wird, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, dadurch g ekennzei chnet, daß die Patrone während des Gebrauches durch eine Flüssigkeit, die unter einem über 100 Bar liegenden Druck steht, die Patrone radial umgibt und einen radial nach innen gerichteten Druck auf die Patrone ausübt, radial zusammengedrückt wird.

4. Verfahren für die Chromatographie, bei dem eine fluide chromatogrpahische Probe durch eine aus Kunststoff hergestellte Patrone, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, geleitet wird, d a durch gekennzeichnet, daß die Kunststoffpatrone mit Packungsmaterial, das in einer unter Druck stehenden Flüssigkeit suspendiert ist, so gefüllt wird, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit die Wand der Patrone auszudehnen strebt; daß die unter Druck stehende Flüssigkeit entfernt wird, so daß sich die Wand der Patrone zusammenzieht und auf das Packungsmaterial einen permanenten radialen Druck ausübt, und daß während des Gebrauches eine weitere radiale Kompression zur Einwirkung gebracht wird, indem man die Wand der Patrone außen mit einem unter Druck stehenden Fluid umgibt.

5. Verfahren für die Chromatographie, dadurch gekennzei chnet, daß eine Patrone, die chromatographisches Packungsmaterial enthält, dadurch hergestellt wird, daß eine Kunststoffpatrone mit Packungsmaterial, das in einer unter Druck stehenden Flüssigkeit suspendiert ist, derart gefüllt wird, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit die Wand der Patrone zu expandieren strebt und daß dann die unter Druck stehende Flüssigkeit entfernt wird, so daß sich die Wand der Patrone zusammenzieht und eine permanente radiale Kompression des Packungsmaterial s bewirkt.

6. Einrichtung für die Chromatographie zum radialen Zusammendrücken der Wand einer chromatographischen Patrone, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, gekennzei chnet d u r c h

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eine Vorrichtung (12, 136) zum Einführen eines chromatographischen Fluids in einen Einlaß der Patrone (20);

eine Vorrichtung (14, 134) zum Ableiten des chromatographischen Fluids von einem Auslaß der Patrone;

eine Kammeranordnung (18), die die Wand der Patrone (20) umgibt; eine Anordnung (22 bis 26, 40 bis 44, 46 bis 50) zur Druckerzeugung, die mit der Kammeranordnung (18) in Verbindung steht und mehrere Kolben (40, 42, 44) mit unterschiedlichen Arbeitsflächen, die so bemessen sind, daß die zur Bewegung der Kolben erforderlichen Kräfte im wesentlichen gleich sind, wenn die Kolben in der Reihenfolge abnehmender Arbeitsfläche betätigt werden, eine entsprechende Anzahl von Zylindern (52, 54, 56) in denen die Kolben gleiten, eine Vorrichtung (22, 24, 26, 36, 38) zur aufeinanderfolgenden Betätigung der Kolben und eine Leitungsanordnung (82, 90, 92), die die Hochdruckseiten der Kolben mit der Kammer (18) verbinden, enthält, wobei die Betätigungsvorrichtung für die Kolben bei mit Arbeitsfluid gefüllter Einrichtung so betätigbar sind, daß der Druck in der Kammer stufenweise auf einen Wert erhöhbar ist, wie er für die radiale Kompression der Patrone (20) gefordert wird und hierfür auf die Kolben niedrigere Kräfte ausgeübt werden müssen, als sie sonst erforderlich wären.

7.Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Bewegung der Kolben von Hand betätigbare Hebel (22, 24, 26),die zwischen einer Ruhestellung und einer druckausübenden Stellung schwenkbar sind, Nockenflächen (34), die mit diesen Hebeln beweglich sind, und mit den Nockenflächen zusammenwirkende Abnahmeglieder (36, 38) zur Betätigung der Kolben (40, 42, 44) enthält, wobei die unterschiedlichen Arbeitsflächen der Kolben die für die Verstellung der Hebel zwischen den erwähnten Stellungen erforderlichen Kräfte im wesentlichen vergleichmäßigen und die maximal erforderliche Betätigungskraft dadurch herabsetzen.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzei chnet, daß eine Federanordnung (76, 78, 80) zum Rückstellen der Kolben in die Ruhestellung bei Rückstellung der Hebel (22, 24, 26) in die Ruhestellung vorgesehen sind und daß in mindestens einer der Leitungen, die die Kolben mit der Kammer (18) verbinden, eine die Strömung behindernde Vorrichtung (62, 64) vorgesehen ist, welche lediglich die Strömung von der Kammer zu dem betreffenden Kolben drosselt, so daß der Kolben durch die Federanordnung in die Ruhestellung zurückgeführt wird und die die Strömung drosselnde Vorrichtung die Rückwärtsbewegung des betreffenden Hebels dämpft, wenn der Hebel in die Ruhestellung zurückgeschwenkt wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß in allen zu einem Kolben führenden Leitungen mit Ausnahme der Leitung, die zu dem Kolben mit der größten Arbeitsfläche führt, jeweils eine die Strömung drosselnde Vorrichtung angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben (40) mit der größten Arbeitsfläche eine Feder (76) zugeordnet ist, die den Kolben über die dem Druck Null entsprechende Stellung zurückschiebt, wenn der zugehörige Hebel (22) in die Ruhestellung geschwenkt wird, so daß in der Kammer (18) ein Unterdruck entsteht, der die Entfernung der Patrone (20) erleichtert.

11. Einrichtung für die Chromatographie zum radialen Zusammenpressen der Wand einer chromatographischen Patrone, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (12, 136) zum Einführen eines chromatographischen Fluids in einen Einlaß der Patrone (20) eine Vorrichtung (14, 134) zum Ableiten des chromatographischen Fluids vom Auslaß der Patrone,

eine die Wand der Patrone (20) umgebende Kammer

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eine mit der Kammer kommunizierende Druckerzeugungsvorrichtung (22, 24, 26, 40, 42, 44) und

eine Auswurfvorrichtung (156, .58, 160, 162, 164, 174, 152) zur Entfernung der Patrone aus der Einrichtung, welche eine Stiftanordnung (152), welche sich in Axialrichtung der Patrone erstreckt und am einen axialen Ende der Patrone anliegt sowie ein Zahnstangengetriebe (158, 160, 162, 164) zum axialen Verschieben der Stiftanordnung (152) enthält.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß das Zahnstangengetriebe zwei an den beiden Seiten der Patrone (20) angeordnete, in Querrichtung beabstandete und in axialer Richtung verlaufende Zahnstangen (162, 164), eine Führung (98) zur Halterung und Führung der Zahnstangen während ihrer Axial bewegung, eine Bügelanordnung (174), die die Zahnstangen miteinander und mit der Stiftanordnung (152) sowie zwei in Querrichtung beabstandete Ritzel (158, 160), die in die Zahnstangen eingreifen, enthält, und daß mit den Ritzeln ein mit diesen um eine Achse (178) schwenkbarer Handgriff (156) vorgesehen ist, durch dessen Drehung die Zahnstangen und Stifte derart verschiebbar sind, daß auf das erwähnte Ende der Patrone ein axialer Druck ausgeübt wird, der die Patrone aus der Einrichtung herausschiebt.

13. Einrichtung für die Chromatographie zum radialen Zusammenpressen der Wand einer chromatographischen Säule, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, gekennzei chnet durch

eine Vorrichtung (12, 136} zum Einführen eines chromatographischen Fluids in einen Einlaß einer das Packungsmaterial enthaltenden Patrone (20), eine Vorrichtung (14, 134) zum Abführen des chromatographischen Fluids aus einem Auslaß der Patrone(20),

eine Kammeranordnung (18), die die Wand der Patrone umgibt, eine Druckerzeugungsvorrichtung zum Unterdrucksetzen eines Arbeitsfluids, das mit der Kammeranordnung in Verbindung steht und eine Membrananordnung (102), die die Patrone (20) umgibt und den Druck in der Kammer auf die Wand der Patrone überträgt, ohne daß das Arbeitsfluid dabei die Wand der Patrone berührt.

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14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzei chnet, daß die Membrananordnung eine flexible zylindrische Muffe oder Manschette (102) enthält, die die zylindrische Außenseite der Wand der Patrone (20) eng umgibt, und daß das unter Druck setzbare Arbeitsfluid in der Kammer (18) radial nach innen gerichtete Kräfte auf die Manschette ausübt, die auf die Wand übertragen werden.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e kennzei chnet, daß die Manschette in Axial richtung über den das Packungsmaterial in der Patrone (20) umgebenden Teil der Wand (2) hinausreicht sowie die Enden der Patrone (20) radial umgibt, und daß die Anordnung zum Einführen des chromatographischen Fluids und die Anordnung zum Ableiten des chromatographischen Fluids jeweils einen steckerartigen Teil (138, 140) enthalten, der sich axial in eine entsprechende Ausnehmung in dem betreffenden Ende der Patrone erstreckt und eine Leitung (12, 14) für das chromatographische Fluid enthält, so daß das unter Druck stehende Arbeitsfluid in der Kammer (18) radial nach innen gerichtete Kräfte auf die Manschette (104) ausübt, die auf die Enden der Patrone (20) übertragen werden und diese Enden dadurch radial gegen die steckerartigen Teile drücken, so daß die Patrone und die das chromatographische Fluid bildenden Leitungen abgedichtet sind.

16. Einrichtung für die Chromatographie mit einer Patrone, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, dadurch gekennzei chnet, daß die Patrone (20) aufweist: einen rohrförmigen Körper (116), der eine flexible Wand aus Kunststoff aufweist, die radial expandierbar ist, wenn sie einem Innendruck ausgesetzt wird, der beim Einfüllen einer Suspension des Packungsmaterials auftritt, und die radial zusammendrückbar ist, wenn sie während des Gebrauches einem externen komprimierenden Druck ausgesetzt ist, integrale Endteile aus Kunststoff, die jeweils eine zylindrische Ausnehmung, die am Ende der Patrone offen ist, aufweisen, eine Ringnut (121) an einer inneren zylindrischen Fläche der Ausnehmung und
Abschlußkappen (118), die in den Endteilen angeordnet sind und jeweils

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ein rohrförmiges Teil mit einer ringförmigen Rippe, die in die Ringnut paßt und ein dünnes, quer verlaufendes Filternetz (120), das mit diesem Teil verbunden ist, enthalten, so daß das Packungsmaterial (21) in der Patrone gehalten und durch die Kunststoffwand einem permanenten radialen Druck ausgesetzt ist, wenn der Druck der Suspension aufgehoben wird, wobei ferner die Filternetze das Packungsmaterial in Axial richtung in der Patrone halten und wobei die Endkappen (118) dadurch in den Endteilen (122) der Patrone (20) montierbar sind, daß man auf die Endkappen einen axialen Druck ausübt, bis der ringförmige Vorsprung in die Ringnut eingreift und wobei die Patrone (20) mit chromatographische Fluidproben führenden Einlaß- und Auslaßleitungen (12, 14) dadurch dicht verbindbar ist, daß man einen radialen Druck auf die integralen Endteile (122) ausübt, der diese und die Endkappen nach innen gegen eine stift- oder steckerartige Armatur (134, 136) preßt, die in die Endkappen einsetzbar ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine entfernbare Filterkappe (130), die ein rohrförmiges Teil mit einer zylindrischen Außenfläche, die dicht in die zylindrische Innenfläche des rohrförmigen Teiles einer Endkappe (118 )paßt, sowie ein dünnes, quer verlaufendes Filterelement (132), das mit dem einen Ende des rohrförmigen Teils der Filterkappe verbunden ist, enthält, so daß die Filterkappe in eine der Endkappen (118) so einsetzbar ist, daß ihr Filterelement, wie ein engmaschiges Netz, am Filternetz der Endkappe anliegt, wobei ferner die Filterkappe entfernbar und ersetzbar ist, wenn die Poren ihres Filterelements verstopft sind, und wobei das radiale Zusammenpressen des Endteiles (122) der Patrone gegen eine steckerartige Armatur (136,236), die die Einlaßleitung (12) enthält und in die Filterkappe (130) einsetzbar ist, alle zylindrischen Grenzflächen zwischen der Armatur, der Filterkappe, der Endkappe und dem Endteil derart abdichtet, daß eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen der Einlaßleitung (12) und der Patrone (20) gewährleistet ist.

18. Einrichtung für die Chromatographie mit einer Patrone, die ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, dadurch

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gekennzei chnet, daß die Patrone einen rohrförmigen Körper (116) mit einer flexiblen zylindrischen Wand aus Kunststoff, die während des Gebrauches radial nach innen komprimierbar ist, Abschlußkappen (118) an den beiden Enden des rohrförmigen Körpers zum axialen Fixieren des Packungsmaterials (21), die jeweils ein mit dem Packungsmaterial in Berührung stehendes Filterelement, wie ein Filternetz (120) enthalten, und eine entfernbare Filterkappe (130) mit einem rohrförmigen Bauteil, dessen Außenfläche so bemessen ist, daß sie mit einem engen Sitz in eine zylindrische Innenfläche der Endkappen paßt, und mit einem dünnen, quer verlaufenden Filternetz, das mit dem einen Ende des rohrförmigen Teiles verbunden ist, enthält, so daß die Filterkappe in eine der Endkappen so einsetzbar ist, daß ihr Filternetz am Filternetz der Endkappe anliegt und die Filterkappe entfernt und ersetzt werden kann, wenn die Poren ihres Filternetzes verstopft sind, ohne daß hierfür die Endkappen entfernt und das Packungsmaterial freigelegt werden muß.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzei chnet, daß die Außenseite der Filterkappe (130) und die Innenfläche der Endkappe (118) zylindrisch sind.

20. Einrichtung für die Chromatographie mit einem patronenartigen, auswechselbaren Einsatz, der ein chromatographisches Packungsmaterial enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz

einen rohrförmigen Körper mit einer biegsamen zylindrischen Wand aus Kunststoff enthält, die während des Gebrauchs radial nach innen zusammendrückbar ist,

Endkappen (118) an den beiden Enden des rohrförmigen Körpers zum axialen Einschließen des Packungspaterials (21) und einen Einlaß- sowie einen Auslaßverteiler zum radialen Verlagern von eintretendem und austretendem chromatographischen Fluid aufweist, die jeweils eine Radial verteilungsplatte (128), welche sich in Querrichtung erstreckt und zwischen dem Packungsmaterial und dem Einlaß bzw. Auslaß der Patrone (20) angeordnet ist, ein Mittelloch (204) sowie im wesentlichen radial verlaufende Schlitze (202) aufweist und eine Axial- oder Azimutal verteilungsplatte (126), die sich

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in Querrichtung erstreckt und sich auf der Packungsmaterial sei te der Anordnung befindet, um das Fluid radial zu bewegen und die öffnungen an radial beabstandeten Stellen aufweist, die mit der Anordnung zum radialen Verlagern des Fluids in Verbindung stehen, enthält, wobei das chromatographische Fluid, das in die Patrone eintritt und aus dieser austritt, axial durch die öffnungen in der Axiaiverteilungspiatte und radial durch die Schlitze in der Radial verteilungsplatte strömt, daß das Innenvolumen der Verteiler sehr klein ist, um eine Mischung von stromaufwärtigen und stromabwärtigen Teilen des chromatographischen Fluids zu verhindern, und wobei die Bereiche, an denen das Fluid in das Packungsmaterial eintritt und aus diesem austritt, auf radial oder azimutal versetzte Stellen beschränkt ist.

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