DE2413703C3

DE2413703C3 - Ventilanordnung für die Zuführung flüssiger oder gasförmiger Substanzen zu einem Verarbeitungsgefäß

Info

Publication number: DE2413703C3
Application number: DE2413703A
Authority: DE
Inventors: Horst Graffunder; Heinz Kohls; Brigitte Dipl.-Chem. Dr. Wittmann-Liebold Geb. Liebold
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2413703A1; DE2413703B2; US4008736A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zuführung von flüssigen oder gasförmigen Substanzen aus einer Vielzahl von Substanzvorratsgefäßen zu einem Verarbeitungsgefäß mit je einem Absperrventil in einem Leitungsweg zwischen jedem Vorratsgefäß und dem Verarbeitungsgefäß, wobei die Vorratsgefäße über je eine Anschlußleitung an «ine Gemeinschaftsleitung angeschlossen sind.

Derartige Zuführungseinrichtungen findet man bei chemischen Apparaten, beispielsweise einem Proteinse· quenator. Bei einem solchen ist es für den Erfolg der Arbeit von entscheidender Wichtigkeit, daß die dosierten Mengen von Substanzen vollständig in das Yerarbeitungsgefäß gelangen und daß nicht unbestimmte Restmengen der Substanzen in den von den Absperrventilen zum Verarbeitungsgefäß führenden Dosierleitungen zurückbleiben, bzw. durch Undichtigkeiten der Absperrventile zur falschen Zeit Reagenzien zum Verarbeitungsgefäß gelangen. Diese Restmengen können die Dosierung verfälschen oder als Verunreinigungen bei nachfolgenden Ai:beitsgängen Wirken.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art wird bei einem Proteinsequenatof verwendet, wie ei beispielsweise aus der Veröffentlichung Von P. Edman und G. ßegg im European Journal of Biochem. 1 (1967) 80-91 bekannt ist. Bei der dort bekannten Einrichtung sind die Absperrventile in den Dosierleitungen am Umfang einer Verteilerscheibe angeordnet, wobei von jedem Ventil aus eine Bohrung in der Verteilerscheibe nach radial innen verläuft und in eine axial aus der Verteilerscheibe herausgeführte Gemeinschaftsleitung mündet Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Bohrungen zwischen den Ventilen und der Gemeinschaftsleitung nach jedem Dosiervorgang weder freigespült noch vollständig freigesaugt werden können. Zudem können diese Bohrungen in der

in Verteilerscheibe leicht verstopfen.

Bei einem anderen Proteinsequenator, wie er in dem 1970 veröffentlichten Instruction Manual der Firma Beckman Instruments, PaIo Alto beschrieben ist, sind je ein Vorratsgefäß für ein Reagenz und ein Vorratsgefäß für ein Lösungsmittel an ein gemeinsames Doppelventil angeschlossen, von dem dann eine Leitung zu dem Verarbeitungsgefäß führt Bei dieser Einrichtung ist es zwar möglich, die Reste von Reagenzien in der von dem Doppelventil zum Verarbeitungsgefäß führenden Leitung und im betreffenden Absperrventil durch Lösungsmittel auszuwaschen, die Verwendung größerer Mengen von lösungsmitteln /um Auswaschen der Leitungswege wirkt sich aber nachteilig auf den Arbeitsvorgang im Verarbeitungsgefäß aus. Zudem weisen die bei diesem Proteinsequenator verwendeten Absperrventile ein Totvolumen auf, indem sich Substanzreste ansammeln.

Der Erfindung liejt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführungseinrichtung für gasförmige oder flüssige

JO Substanzen zu einem Verarbeitungsgefäß so zu bauen, daß zwischen der Dosiereinrichtung und dem Verarbeitungsgefäß keine die Dosierung verfälschende Totvolumina auftreten und daß sich die Dosierleitungen zwischen den Dosiereinrichtungen und dem Verarbei-

i> tungsgefäß nach jedem Arbeitsschritt, ohne nachteilige Wirkung für die Vorgänge im Verarbeitungsgefäß vollständig leeren und reinigen lassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Absperrventile unmittelbar an den Einmündungen der Anschlußleitungen in die Gerieinschaftsleitung sitzen und daß an die Gemeinschaftleitung an ihrem von dem Verarbeitungsgefäß abgewandten Ende ein Spülmedium anschließbar ist.

Das Anbringen der Absperrventile unmittelbar an der Gemeinschaftsleitung läßt sich auf besonders einfache Weise dadurch erreichen, daß die Gemeinschaftsleitung zickzackförmig durch einen Block verläuft, wobei ein Scheitel jeder Zickzack-Periode in einer Blockbegrenzungsfläche liegt und die Anschlußleitungen an diese Scheitel angeschlossen sind. Eine derartige zickzackförmige Gemeinschaftsleitung hat den Vorteil, daß sie auf einfache Weise herstellbar ist, indem beispielsweise zwei jeweils eine Zickzackperiode bildende Abschnitte der Gemeinschaftsleitung von geraden, unter einem Winkel zur Blockbegrenzungsfläche verlaufenden Bohrungen gebildet sind, die mit ihren der Blockbegrenzungsfläche fernen Enden ineinander übergehen. Auf diese Weise ist die Gemeinschaftsleitung auch sehr leicht zu reinigen, da jeder Abschnitt der zickzackförmigen Gemeinschaftsleitung von jeweils einer in der Blockbegrenzungsfläche liegenden Anschlußstelle für die Anschlußleitungen aus zu erreichen ist.

Ein totraumfreier Anschluß der Absperrventile an die Gemeinschaftsleitung kann beispielsweise dadurch

i>5 erfolgen, daß die Absperrventile von Durchlässe aufweisenden Gleitklötzefi gebildet sind, Welche auf der die Anschlußsteile für die Anschlußleitungen enthaltenden Blockbegrenzungsfläche gleitend geführt sind, so

daß die blockseitigen Enden der Durchlässe durch Verschieben der Gleitklötze in und außer Verbindung mit den Anschlußstellen gebracht werden können.

Mit einer derartigen Anordnung werden also nicht nur schlecht auswaschbare Dosierleitungen von den Dosiereinrichtungen zu dem Verarbeitungsgefäß oder zu einer Gemeinschaftsleitung vermieden, sondern auch Totvolumina in den Ventilen. Die Gemeinschaftsleitung kann ohne großen Aufwand nach jedem Arbeitsgang mit dem Spülmedium, beispielsweise Stickstoffgas durchgespült werden, was bei vielen einzelnen Leitungen erheblichen Aufwand erfordern würde, ohne daß alle Totvolumina erfaßt würden.

Die Anschlußleitungen können flexible Schläuche aufweisen, weiche an die Durchlässe in den Gleitklötzen an deren blockferner Seite angeschlossen sind.

Für die Verwendung in einem Proteinsequenator sollen die Absperrventile auch vakuumdicht sein. Das kann man dadurch erreichen, daß die Gleitklötze in Führungsschiebern senkrecht zur Blockbegrenzungsfläche verschiebbar gehalten sind und durch eine Andrückeinrichtung gegen die Blockbegrenzungsfläche andrückbar sind. Die Führungsschieber könne· hierbei mit einer programmgesteuerten Betätigungseinrichtung verbunden sein, die für ein exaktes; öffnen und Schließen der Absperrventile sorgt. Im Hinblick auf die Vakuumdichtigkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Anordnung gegenüber möglicherweise aggressiven Substanzen ist die Wahl des Materials für den Block und die Gleitklötze von Bedeutung. Beispielsweise können die Gleitklötze, ebenso wie der Block, aus Polyfluoräthylen gefertigt sein. Insbesondere bei der Verwendung von metallischen Werkstoffen ist auf gut polierte Gleitflächen am Block und an den Gleitklötzen zu achten.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung für drei Absperrventile,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II in Fig. 1,

Fi g. 3 eine Draufsicht auf den die Gemeinschaftsleitung enthaltenden Block,

F i g. 4 einen Schnitt nach Linie HV-IV in F i g. 3.

In Fig. 1 und 2 erkennt man einen Winkelträger 10 zur Aufnahme einer Ventilanordnung für drei Absperrventile. Die Darstellung von nur drei Absperrventilen bedeutet keine Beschränkung der Erfindung, die Anordnung kann für eine beliebige Anzahl von Absperrventilen erweitert werden. Auf dem Winkelträger 10 liegt ein Block 12, der eine als Gemeinschaftsleitung dienende Kapillare 14 enthält. Nach F i g. 4 verläuft die Kapillare 14 zickzackförmig durch den Block 12; sie ist aus einzelnen Kapillarabschnitten 16 zusammengesetzt, die unter einem Winkel von 30° gegen eine Blockbegrenzungsfläche 18 in den Block 12 gebohrt sind. Die Durchtrittsöffnungen der Kapillarabschnitte 16 durch die Blockbegrenzungsfläche 18 ergeben Anschlußstellen 20 an der Kapillare 14 für die Absperrventile. Dabei haben zwei in einem Scheitel einer Zickzackperdiode an der Blockbegrenzungsfläche 18 zusammentreffende Kapillarabschniite 16 eine gemeinsame öffnung 20. Ein Endabschnitt 22 der Kapillaren 14 mündet in eine Bohrung 24 (Fig. 1), die zur Aufnahme einer Anschlußleitung an ein nichtdargestelltes Verarbeitungsgefäß dient.
Die Absperrventile bestehen im wesentlichen jeweils aus einem über einer Eintrittsöffnung 20 liegenden ovalen Gleitklotz 26, der in eine ovale Durchbrechung 28 in einen Führungsschieber 30 eingepaßt ist. Jeder Gleitklotz 26 weist eine Durchtrittsöffnung 32 auf, an deren blockfernem Ende eine von einem nichtdargestellten Substanzvorratsgefäß kommende Zuführungsleitung 34 angeschlossen ist, die beispielsweise aus einem flexiblen Schlauch besteht Die Gleitklötze 26 sind mittels der Führungsschieber 30 so auf der Blockbegrenzungsfläche 18 gleitend verschiebbar, daß die Durchtrittsöffnungen 32 in den Gleitklötzen 26 mit den jeweiligen Anschlußstellen 20 in dem Block 12 fluchten (Offenstellung der Absperrventile), bzw. daß die Anschlußstellung 20 von den Gleitklötzen 26 verdeckt werden (Schließstellung der Absperrventile).

Um vakuumdichte Absperrventile ^u erhalten, sind die Gleitklötze 26 mit einer Andrück vorrichtung an die Blockbegrenzungsfläche 18 angepreßt, üie Andrückvorrichtung besteht aus einer Druckplatte 36 und aus

."i Zugbolzen 38, mit Spannmuttern 39, 41 die den Winkelträger 10 und den Block 12 in Bohrungen 40 durchdringen und über Schraubenfedern 42 die Druckplatten 36, die Gleitklötze 26 und den Block 12 gegen den Winkelträger 10 spannen. Wegen der

so Schraubenfedern 42 ist es möglich, auch bei festem Andrücken der Druckplatten 36 die Gleitklötze 26 zu verschieben. Die Druckplatten 36 weisen jeweils einen Schlitz 44 auf, in dem die zu den Gleitklötzen 26 führenden Zuführungsleitungen 34 bei Verschieben der

r> Gleitklötze 26 mitbewegt werden können. Die Führungsschieber 30 sind jeweils über eine Schieberstange 46 mit einer Betätigungsmechanik 48 verbunden, die ihrerseits mit einer programmgesteuerten Auslösevorrichtung verbunden sein kann.

Die Ventilanordnung kann um ein weiteres Ventil erweitert sein, von dem aus anstelle der Zuführungsleitung 34 eine Anschlußleitung zum Verarbeitungsgefäß führt. Damit entfällt die Bohrung 24 Die Verwendung dieses weiteren Ventils hat den Vorteil, daß beim Evakuieren des Verarbeitungsgefäßes die Absperrventile für die Substanzen und die Kapillare insgesamt von dem Verarbeitungsgefäß abgesperrt werden können.

Bei der Verwendung einer derartigen Ventilanordnung für einen Proteinsequenator werden die Vorrats-

w gefäße für die Substanzen so angeordnet, daß — vom Endabschnitt 22 der Kapillare 14 aus gesehen — auf ein erstes Reagenz ein erstes Lösungsmittel, auf dieses ein zweites Reagenz und ein zweites Lösungsmittel folgt, usw., so daß jeweils das zu einem Reagenz gehörende

¹J¹J Lösungsmittel Reagenzreste aus der Leitung spülen kann. Am Ende der Kette von Vorratsgefäßen ist das Vorratsgefäß für ein Spülmedium angebracht, z. B. Stickstoffgas, mit dem nach jedem Dosierungsvorgang die Kapillare 14 von Reagenz- und/oder Lösungsmittel-Mi resten freigespült w»rden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Zuführung von flüssigen oder gasförmigen Substanzen aus einer Vielzahl von Substanzvorratsgefäßen zu einem Verarbeitungsgefäß mit je einem Absperrventil in einem Leitungsweg zwischen jedem Vorratsgefäß und dem Verarbeitungsgefäß, wobei die Vorratsgefäße über je eine Anschlußleitung an eine Gemeinschaftsleitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile unmittelbar an den Einmündungen (20) der Anschlußleitungen (34) in die Gemeinschaftsleitung sitzen und daß an die Gemeinschaftsleitung an ihrem von dem Verarbeitungsgefäß abgewandten Ende ein Spülmedium anschließbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemeinschaftsleitung zickzackförmig durch einen Block (12) verläuft, wobei ein Scheitel jeder Zickzackperiode in einer Blockfaegrenzungsfl&Jie (18) liegt und die Anschlußleitungen (34) an diese bcheite! angeschlossen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile von Durchlässe aufweisenden Gleitklötzen (26) gebildet sind, welche auf der die Anschlußstellen für die Anschlußleitungen (34) enthaltenden Blockbegrenzungsfläche (18) gleitend geführt sind, derart, daß die blockseitigen Enden der Durchlässe durch Verschieben der Gleitklötze (26) in und außer Verbindung mit den Anschlußstellen gebracht werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitklötze (26) in Führungsschiebern (30) senkrecht zur blockbegrenzungsfläche (18) verschiebbar gehalten sinu u,id durch eine Andrückeinrichtung gegen die Blockbegi .nzungsfläche (18) andrückbar sind.