説明

フィールドフローフラクショネーション用の装置

本発明は、分離チャンネルを内包したチャンネルモジュール(2)と、取付け要素(16)を利用して前記チャンネルモジュール(2)を固定するための保持装置(3)とを有しており、その際に前記チャンネルモジュール(2)は上側部分(4)と下側部分(5)とを有しており、さらに前記上側部分(4)と前記下側部分(5)との間には前記分離チャンネルの両側部の寸法を規定するスペーサが配置され、これに交換式の膜とフリットとが続いている、フィールドフローフラクショネーション用の装置に関する。前記チャンネルモジュール(2)の上下の部分(4,5)間に交換可能であるように配置される部品の交換を簡単に比較的短い時間内に実行できるようにするために、またその際には公知である装置の場合と比べ、前記チャンネルモジュール(2)を使用した測定の再現性の大幅な改善を達成できるようにするために、本発明により、前記チャンネルモジュール(2)の前記下側部分(5)に当接する前記保持装置(3)のプレッシャプレート(8)を、装置(1)の縦軸(100)方向に作動装置(12)を変位させるようになっているリニアドライブを利用して変位させることが提案される。その際に前記作動装置(12)は、スラストウェッジ(9)を介してプレッシャプレート(8)に作用し、前記プレッシャプレート(8)はそれを受けて鉛直方向に移動して前記チャンネルモジュール(1)を閉止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念(所謂おいて部分、プリアンブル部分)に記載のフィールドフローフラクショネーション(field flow fractionation)用の装置に関する。
【背景技術】
【0002】
そのような装置は特許文献1から知られている。この装置は、何よりも特に、分離チャンネルを内包したチャンネルモジュールと、取付け要素を利用してこのチャンネルモジュールを固定するための保持装置と、分析対象である粒子が溶解された層状溶媒流を発生するための層流ポンプとにより構成されている。そこではチャンネルモジュールが、上側部分と下側部分とを有しており、上側部分の底面側には分離チャンネルの両側部の寸法を規定する箔状スペーサが配置され、これに交換式の膜と交換式のフリットとが続いている。
【0003】
この公知である装置の保持装置は、実質的に一つのケースから成るが、このケースは、チャンネルモジュールの上側部分を内側の表面で支持するようになっている上側の壁部領域と、ケースの内部で、チャンネルモジュールをまるごと保持装置から取り出したり、これに挿入したりすることができる位置である受入れ位置から、チャンネルモジュールの下側部分が上側部分に対して押し付けられる位置である保持位置に向かって、軸方向に変位可能なプレッシャプレートとを有している。またその際にはこのプレッシャプレートが、取付け要素を利用して、チャンネルモジュールの下側部分に対して押し付けられることによって、規定通り正しく使用される場合にはチャンネルモジュールが保持装置の内部で固定されるようにしている。
【0004】
これらの取付け要素は、この公知である装置の場合は、保持装置のケース内のプレッシャプレートの下側に分散して配置される複数のボルトであると好ましいとされている。もっとも特許文献1の第10頁第2段落には、これらの取付け要素が、ばね要素、油圧要素、空気圧要素、トグル装置、またはレバー装置であってもよい旨が言及されるが、特許文献1は、そのような要素または装置をどのように構成して配置したらよいかについて、明らかにしていない。
【0005】
いずれにせよ特許文献1に好ましいとして提示されるボルトを使用した場合は、それぞれの装置の使用者にとり、チャンネルモジュールの膜の交換作業にかなりの時間を要するという短所を生じていた。というのもこの作業には、所定の比較的僅かな(例えば300μmという)チャンネル高さを厳密に守るためにも、膜の交換後に全てのボルトを均一にしっかりと締め付けることが要求されるからである。詳しく言うと、例えばボルトの不均一な締付けにより、チャンネル高さがほんのごく僅かだけ変化しても、それによりチャンネル容積にたちどころに変化を来たすことになり、その結果同じ試料であっても再現性のある測定結果が得られなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際特許第99/44726号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、チャンネルモジュールの上側部分と下側部分との間に交換可能であるように配置される部品の交換を比較的短い時間内に簡単に実行可能であり、またその際には、公知である市販の装置の場合と比べ、このチャンネルモジュールを使用した測定の再現性の大幅な改善を達成できるようにした、冒頭で言及した種類の装置を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題は、本発明により請求項1の特徴によって解決される。本発明のその他の非常に有利な構成例は、従属請求項に開示される。
本発明にしたがった装置では、チャンネルモジュールの下側部分に当接する保持装置のプレッシャプレートが、下側部分に対して、複数のボルトを用いてではなく、むしろ作動装置を装置の縦軸方向に移動させるようになっているリニアドライブを使用して、押し付けられるようになっている。そこではこの作動装置が、スラストウェッジを介してプレッシャプレートに作用するが、プレッシャプレートはそれを受けて鉛直方向に移動してチャンネルモジュールを閉止する。
【0009】
実地においては、そのような装置により、―例えば膜の交換後の―チャンネル容積の高い再現性とならび、公知である装置と比べ格段と容易に実行可能な膜交換がもたらされることが判明している。
【0010】
本発明の実施形態の一例において、この作動装置は、装置の縦軸方向に変位可能であるように配置された軸受台に回転自在に支承されるローラとなっている。作動装置を変位させるための駆動装置としては、モータにより作動可能なスピンドルドライブが定評を博しているが、その場合はスピンドルナットがこの軸受台に接続されるようにするとよい、またはスピンドルナット自体がこれを形成するようになっている。
【0011】
このモータが、回転数依存型の電動アクチュエータである場合は、非常に有利であることが判明している。そのような場合には、下側部分が上側部分に対して予め設定可能なトルクに対応した力で押し付けられること、さらには、このトルクを監視することによって、常に同じ押付け力が守られて、それにより所定のチャンネル高さが守られることを、簡単な方法で実現することができる。
【0012】
作動装置を水平方向に変位させる際には、変位の間に作動装置が異なる地点でスラストウェッジに対して押し付けられることにより、下側部分が上側部分に対して位置ずれを起こしたり傾斜したりすることを確実に回避するために、プレッシャプレートが、玉軸受けされたリニアガイドを介して変位可能であるように支承されると非常に好適であることが判明している。そのためにプレッシャフレートの両側部には、保持装置のケースに配置された対応するガイドレールを通り案内されるようになっている、玉軸受けされたガイドキャリッジが取り付けられている。
【0013】
チャンネルモジュールの上側部分と下側部分との間に配置される交換式部品の非常に急速な交換を実行できるようにするために、チャンネルモジュールの上側部分は保持装置のケースに固定接続されており、それによりプレッシャプレートが受入れ位置にあるときには、チャンネルモジュールの下側部分だけを、フリットおよび膜ともども保持装置から取り出せば済むようにしている。
【0014】
本発明のその他の細部および長所については、以下で図面を参照しながら説明する実施例から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】チャンネルモジュールと保持装置とを有する本発明にしたがった装置を、保持装置の図を見る者の側のケース壁面を取り去って示した側面図である(図2の切断線I−Iを参照)。
【図2】図1の矢印IIの向きに見たときの、チャンネルモジュールおよび保持装置の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1および2には、符号1で非対称フローフィールドフローフラクショネーション(AF)用の本発明にしたがった装置が示されている。この装置1は実質的にチャンネルモジュール2と、このチャンネルモジュール2を固定するための保持装置3とにより構成されている。
【0017】
開放位置にある図示のチャンネルモジュール2は、上側部分4と下側部分4とを有している。チャンネルモジュール2が閉止状態(不図示)にあるときに、上側部分7の底面側には、分離チャンネルの両側部の寸法を規定する箔状スペーサ9が配置され、これに交換式の限外濾過膜と交換式のフリットとが続いており、それにより溶媒流の一部が、下側の下側部分5の内部に配置される室の内部に流れ込んでクロスフローを形成するが、これが、分離チェンネルに沿って、層状溶媒流の搬送方向に対して垂直な、明確に規定された一定の力の場を生み出すようになっている(それ自体としては周知であるそのようなチャンネルモジュールの構造および作動方式については、例えば冒頭で言及した特許文献1を参照のこと)。
【0018】
保持装置3は、例えばアルミニウム合金製である一つのケース13を有しており、その上側の壁部領域7には、チャンネルモジュール2のケース6に固定接続された上側部分4が当接している。
【0019】
保持装置3のケース6の内部には、ほかにもプレッシャプレート8が備えられ、その上側にはチャンネルモジュール2の下側部分5が支持されているが、このプレッシャプレート8は、チャンネルモジュール2の少なくとも下側部分5ならびに交換式部品を保持装置3から取り出したり、これに挿入したりすることができる位置である受入れ位置から、チャンネルモジユール2の下側部分5が上側部分4に対して押し付けられる位置である保持位置へと、装置1の縦軸100に対して垂直に変位可能であるように配置されている。
【0020】
プレッシャプレート8を鉛直方向に変位させるために、プレッシャプレート8のチャンネルモジュール2の下側部分5とは反対側には、装置1の縦軸100方向に延びるスラストウェッジ9が取り付けられているが、そこではスラストウェッジ9の楔面10に、駆動装置11により装置1の縦軸100方向に変位可能な作動装置12が支持されることによって、作動装置12が変位される際には、プレッシャプレート8の鉛直方向への変位が行われるようになっている。
【0021】
図1および2に示される実施例においては、作動装置12が実質的に軸受軸13に配置されたローラ14(例えば針状ころ軸受の外輪)から成っているが、このローラ14は、装置1の縦軸100方向に変位可能であるように配置された軸受台15に、回転自在に支承されている。
【0022】
この駆動装置11は、回転数依存型の電動アクチュエータ16により作動可能なスピンドルドライブである。これは、保持装置3のケース6内に回転自在に支承されたスピンドル17と、軸受台15に接続された、装置1の縦軸100方向に配置されたガイド18に沿って変位可能であるように支承されたスピンドルナット19とを有している。
【0023】
電動アクチュエータ16は、保持装置3のケース6の外側に配置され、カップリング装置20を介してケース6から側方に突出しているスピンドル端部21に作用するようになっている。
【0024】
プレッシャプレート8はU字形の断面を有しているが、そこではU字の両側辺部24、25のケース6の両側壁22、23と対向した側に、互いに間隔をおいて配置される玉軸受けされたガイドキャリッジ26、27が二つずつ配置されており、これらは、ケースの両側壁に取り付けられたガイドレール28、29を利用して、鉛直方向に案内されるようになっている。そのような動きが滑らかなリニアガイドを使用することにより、下側部分5が鉛直方向に移動される際に、作動装置が水平方向に変位されることにより、下側部分5が上側部分4に対して傾動することが回避される。
【0025】
例えば限外濾過膜の交換後に、チャンネルモジュール2を新たな測定のために再度閉止することにした場合は、まずケース6内のプレッシャプレート8の上に、フリットおよび交換後の膜が取り付けられた下側部分5をセットする(下側部分のこの位置は、図1および2に示されている)。
【0026】
その後引き続いて、回転数に依存して制御可能な電動アクチュエータ16のスイッチがオンにされることにより、スピンドル17が回転して、変位するスピンドルナット19により軸受台15が図1に示される位置から左側に変位される。
【0027】
ローラ14およびプレッシャプレート8に取り付けられたスラストウェッジ9を介して、下側部分5が上に押し上げられ、予め設定されたトルクに対応する力で、ケース6に固定接続された上側部分4に対して押し付けられる。その際には、アクチュエータ16のトルクを監視することにより、常に同じ押付け力が達成され、それによりチャンネルモジュール2のこれに対応する所望のチャンネル高さが達成されるようにしている。
【0028】
当然ながら本発明は、上記で説明した実施例に限定されない。例えば作動装置には、ローラの代わりに、対応するガイドに沿って摺動するスライド要素を備えることもできる。ほかにもスピンドルドライブの代わりに、軸受台を装置の縦軸方向に変位させるようになっている、例えばラックアンドピニオン式駆動装置や、油圧式昇降駆動装置を使用することもできる。
【符号の説明】
【0029】
1 フィールドフローフラクショネーション用の装置
2 チャンネルモジュール
3 保持装置
4 上側部分
5 下側部分
6 ケース
7 上側の壁部領域
8 取付け要素、プレッシャプレート
9 スラストウェッジ
10 楔面
11 駆動装置
12 作動装置
13 軸受軸
14 ローラ
15 軸受台
16 モータ、アクチュエータ
17 スピンドル
18 ガイド
19 スピンドルナット
20 カップリング装置
21 スピンドル端部
22 側壁
23 側壁
24 側辺部
25 側辺部
26 ガイドキャリッジ
27 ガイドキャリッジ
28 ガイドレール
29 ガイドレール
100 縦軸

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィールドフローフラクショネーション用の装置であって、分離チャンネルを内包したチャンネルモジュール(2)と、取付け要素(8)を利用して前記チャンネルモジュール(2)を固定するための保持装置(3)とを有しており、その際に前記チャンネルモジュール(2)は上側部分(4)と下側部分(5)とを有しており、さらに前記上側部分(4)と前記下側部分(5)との間には前記分離チャンネルの両側部の寸法を規定するスペーサが配置され、これに交換式の膜とフリットとが接続している、フィールドフローフラクショネーション用の装置において:
a)前記保持装置(3)が、前記チャンネルモジュール(2)の前記上側部分(4)を内側の表面で支持するようになっている上側の壁部領域(7)を有するケース(6)から成ること;
b)前記保持装置(3)の前記ケース(6)内に取付け要素であるプレッシャプレート(8)が備えられ、その上面に前記チャンネルモジュール(2)の前記下側部分(5)が支持されており、さらに前記チャンネルモジュール(2)の少なくとも前記下側部分(5)ならびに交換式の部品である膜やフリットを前記保持装置(3)から取り出したり、この保持装置に挿入したりすることができる位置であるところの受入れ位置から、前記チャンネルモジュール(2)の前記下側部分(5)が前記上側部分(4)に対して押し付けられる位置であるところの保持位置に向かって、フィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に対して垂直に変位可能であるように前記プレッシャプレート(8)が配置されていること;
c)前記プレッシャプレート(8)の前記チャンネルモジュール(2)の前記下側部分(5)とは反対側に、フィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に延びるスラストウェッジ(9)が固定接続されていること;
d)前記スラストウェッジ(9)の楔面(10)に、駆動装置(11)を用いてフィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に変位可能な作動装置(12)が、前記作動装置(12)が軸方向に変位される際に前記プレッシャプレート(8)の鉛直方向の変位が行われるように、支持されること
を特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項2】
請求項1に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記作動装置(12)が、フィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に変位可能であるように配置された軸受台(15)に回転自在に支承されたローラ(14)を有することを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記駆動装置(11)が、前記保持装置(3)の前記ケース(6)内に回転自在に支承されるスピンドル(17)と、フィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に配置されたガイド(18)に沿って変位可能であるように支承され、前記作動装置(12)が取り付けられているスピンドルナット(19)とを有し、モータ(16)により作動可能なスピンドルドライブであることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項4】
請求項3に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記作動装置(12)が、フィールドフローフラクショネーション用の装置(1)の縦軸(100)方向に変位可能であるように配置された軸受台(15)に回転自在に支承されたローラ(14)を有する場合に、前記軸受台(15)および前記スピンドルナット(19)が一体式に構成されていることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項5】
請求項3に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記モータ(16)が、前記保持装置(3)の前記ケース(6)の外側に配置されており、カップリング装置(20)を介して前記ケース(6)から側方に突出しているスピンドル端部(21)に作用することを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項6】
請求項3〜5のいずれか一項に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記モータ(16)が、回転数依存型の電動アクチュエータであることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか一項に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記プレッシャプレート(8)が、前記ケース(6)の両側壁(22,23)と対向した側で、玉軸受けされたリニアガイドを利用して変位可能であるように支承されていることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項8】
請求項7に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記リニアガイドがいずれも、前記プレッシャプレート(8)に取り付けられたガイドキャリッジ(26,27)と、前記ケース(6)の側壁(22,23)に設けられた鉛直方向に延びるガイドレール(28,29)とを備えて構成されることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項9】
請求項7または8に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記プレッシャプレート(8)がU字形の断面を有すること、またその際に前記プレッシャプレート(8)のU字の両側辺部(24,25)の外側にガイドキャリッジ(26,27)が取り付けられていることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィールドフローフラクショネーション用の装置において、前記プレッシャプレート(8)が前記受入れ位置にあるときに、前記チャンネルモジュール(2)の前記下側部分(5)だけを前記フリットや前記膜と共に前記保持装置(3)から取り外すことができるように、前記チャンネルモジュール(2)の前記上側部分(4)が前記保持装置(3)の前記ケース(6)に固定接続されていることを特徴とする、フィールドフローフラクショネーション用の装置。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2010−536547(P2010−536547A)
【公表日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−521347(P2010−521347)
【出願日】平成20年8月18日(2008.8.18)
【国際出願番号】PCT/EP2008/006756
【国際公開番号】WO2009/024304
【国際公開日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【出願人】(510003287)ワイアット テクノロジー ヨーロッパ ゲーエムベーハー (5)
【Fターム(参考)】