色谱柱及维护方法

专利名称：色谱柱及维护方法
技术领域：
本发明涉及色谱柱及在工业级色谱法中用于操作柱的方法。特别地，本发明涉及 色谱柱和用来在此类柱上执行维护的更安全的方法，例如清洁和更换床支承件、分配器和0 形环，无需诸如吊车或起重机等沉重的起重设备来拆卸该柱。
背景技术：
色谱柱可用在工业过程中来净化工艺液体并从工艺液体中分离感兴趣的物质；典 型的示例包括高纯度化学药品和药物以及生物制品的制备净化。工业级色谱柱典型地包括中空、轴向垂直的管形壳体，该壳体在上端包括液体入 口且缓冲物和要分离的物质通过该液体入口分配到位于管的空腔内的介质床上，并在下端 包括用于收集物质和缓冲物的液体收集系统。缓冲液体和/或要分离和净化的物质通过其 渗透的颗粒状色谱介质或床位于液体入口和收集系统之间。适配器组件典型地固定在管状壳体的上端上，而底座组件固定在下端上，在此处 其通过螺栓连接到底部凸缘上。这些组件的每一个均典型地包括牢固的后板和进一步支承 床支承件的分配器床支承件是一层网状物、过滤器、烧结物、筛网或其它流体可渗透的介 质保持材料，其允许工艺液体流入和流出色谱床空间或空腔，同时保持颗粒介质的床。为了 提供床高度和床压缩的可调节性以及控制，适配器组件典型地制造成柱管内部中的活塞或 滑动适配器的形式。在柱典型地通过喷嘴用床介质充填后，可将适配器推向管的底部以对 介质床进行压缩或增压。通常底座组件是通过螺栓连接抵靠在柱管的底部凸缘上的固定结 构，但是在一些情况下，其也可呈可移动地滑动活塞或适配器的形式。底座组件的后板通常充当用于柱的支承件，其自身支承在支腿或其它台架装置 上，该支腿或台架装置允许用于在底座组件下突出的出口管网的间隙。当此类柱需要对内部部件(如阀门、密封件、网状物/筛网、分配系统等)进行维 护或清洁时，必需使用如起重机或吊车的沉重的起重装置来将上端/适配器组件从柱管上 吊开，并将柱管从下端/底座组件吊开，因为这些组件可重达超过三吨。使用沉重的架空起 重设备来拆卸该柱以便执行内部的维护是不期望的。当沉重的设备被架空吊起且技术人员 暴露其下时，操作人员安全显然是一个关注的问题。此外，需要对齐结构来在柱和其底座/ 适配器组件彼此分离时保持它们轴向对齐，以防止对精密部件的损坏。此类对齐和起重结构的存在在管周围强加了显著的障碍，并强加了仔细布局以在 用于插入/去除内部部件的圆周的一些点处提供足够间隙的需要。此外，使用沉重的起重 设备的要求对诸如柱的壳体强加了限制，需要足够的头顶空间和支承以容纳吊车或起重 机。因为现在许多色谱柱在GMP标准下的“清洁”环境中运行以防止微生物污染，此处要容 纳架空设备非常困难，将柱移至另一个场所以拆卸和维护的要求是有问题的。此问题由在 将柱恢复用于清洁环境前对柱进行清洁和检验的要求而加剧。由于上述原因，加之这些机 器在它们的运行和维护期间掉落灰尘形式的颗粒物质的事实，用于生物制药制造的GMP设 施中吊车或起重机的存在因而是非常不期望的。
美国专利6，736，974通过提供一种柱解决了其中一些以上问题，该柱能够通过一 体结合到该柱的液压系统将适配器组件在柱管的上方升起和/或将柱管在底座组件上方 升起。然而，美国专利6，736，974中描述的系统具有与其设计本身相联系的明显缺点。如 可从美国专利6，736，974的图4和图5中所见，并如该文件第4列第63-66行中所述，为了从 柱的内部去除分配板(31)和/或网状物(28/60)，操作者必须在鼓形件(18)的中心内工作以 接近并去除紧固这些零部件的固定螺母(30)。因为工业柱典型地具有从大约200mm到2000 毫米变化的直径，这意味着操作者必须在悬吊或支承的负载下工作以松开螺母。这明显对操 作者造成极大的安全风险，特别是此处操作者的手臂或头部暴露在悬吊或支承的负载下。此外，一旦柱管/圆柱体或适配器组件已经分别从底座组件或管上升起，从柱上 去除沉重的床支承件和/或分配器只能通过使床支承件或分配器以一角度倾斜而顺利通 过液压驱动活塞或保险杆而完成。这可以清楚地从例如图3，4和5见到，其中任何两个保险 杆(69)之间或任何两个液压活塞(36)之间的的距离小于网状物(28/60)或分配器板(31) 的直径。同样的问题对于底座或适配器床支承件(未示出)也将存在。去除这些可重达超 过IOOkg的内部部件需要操作者相当多的人力搬运，并且需要他们暴露在悬吊的柱或适配 器组件下。再一次，这对于操作者代表着重大的安全性风险。如美国专利6，736，974中所述，物理去除沉重的床支承件或分配器的任务必须由 操作者来实施，没有公开使用任何起重辅助物来协助此任务。液压活塞和保险杆的构造，以 及将床支承件和/或分配器从柱移开时需要使它们倾斜以避免碰撞这些支承结构将要求 定制起重装置的设计。此外，美国专利6，736，974中描述的方法需要分别从底座组件或管上使柱管/圆 柱体或适配器组件升起大于三英寸的预定的距离，以便实施对柱的维护，规定了大于六英 寸且最优选地大约十二英寸的距离。WO 2005/056156 (Euroflow(英国)有限公司)也公开了一种柱，其可以无需起重 机或吊车而接近以进行维护。该柱设计成使得管和底座组件可以通过液压驱动缸分离以在 它们之间提供接近空间，以在底座组件上执行维护或维修。适配器组件的活塞可以通过柱 管前进以将其暴露在柱管的开口端处，即，在管和底座组件之间的空间中，以进行维护。然而，如从此文件中明显的是(例如，图19和20以及第23页上的相关描述)，通 过管和底座组件之间的空间提供了对松开将床支承件或网状物保持就位的紧固螺丝的接 近。去除床支承件需要操作者在去除保持螺丝时暴露于悬吊的负载下。此外，用于维护接 近的任何两个驱动缸之间的距离小于床支承件的直径(例如见图7)，这需要操作者在去除 或更换床支承件时手动搬运并倾斜该床支承件。柱的维护因而对操作者强加了重大的安全 性风险。因此，存在改善对色谱柱可用的维护方法的需要，该改善通过提供对操作者更安 全并更易于使用且不使他们暴露于悬吊或支承的负载下，从而减小操作者误差和受伤的危 险的柱而实现。

发明内容
本发明认识并解决了这些和其它需要。
在本发明的第一方面，提供了一种用于在色谱柱上实施维护的方法，包括如下步 骤a)提供色谱柱，其包括包括喷嘴的散布系统，喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路；带有连接到驱动系统上的适配器组件的管，在可操作模式中所述适配器组件可在 所述管的空腔内移动；该适配器组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件，所述驱动系统包括一个或多个缸；与该散布系统相对的收集系统；以及一个或多个密封件；b)将适配器组件从管上分离；c)用驱动系统将适配器组件在管的上方升起不超过三英寸即七十六毫米的距离， 以便在两者之间提供用于接近的间隙；d)通过释放固定装置从分配器松开床支承件而无需进入所述间隙；e)从柱去除床支承件；f)在柱和/或床支承件和/或所述一个或多个密封件上执行维护；g)将床支承件返回到柱上并将床支承件紧固到分配器上；以及h)用驱动系统将适配器组件降低到管内的可操作位置并重新将适配器组件连接 到管上。提供用来接近适配器组件和管之间的间隙在高度上不超过三英寸即七十六毫米， 以便允许将床支承件从柱上去除或返回到其上。在一方面，该间隙在高度上不超过两英寸 即五十毫米以允许接近该柱。在另一方面，该间隙在高度上小于两英寸即五十毫米。在再 一方面，该间隙在高度上小于一英寸即二十五毫米。在又另一方面，该间隙在高度上为至少 04英寸即10毫米。将间隙高度限制到少于三英寸即七十六毫米防止操作者在升高的适配 器组件下工作并物理地暴露于悬吊的重量下。在一个优选的方面，固定装置可从分配器的外面释放。这进一步减少了操作者暴 露于悬吊或支承的负载之下，因为他们不需要进入间隙。在一个特别优选的方面，驱动系统包括至少两个缸，且任何两个所述缸之间用于 维护接近的距离大于床支承件的直径。这允许使用装卸装置来支承该柱和从该柱去除床支 承件和/或分配器或将床支承件和/或分配器更换到该柱上。优选地缸从外面安装在柱上。这便于缸之间更大的间隔。更优选地，各所述缸可 独立地从该柱去除。优选地，无需实质上使床支承件倾斜而执行去除床支承件的步骤。这减少了操作 者暴露于悬吊的负载之下，并便于床支承件的人力搬运和/或机械搬运。如本文所用用语 “无需实质上倾斜”意味着“倾斜离水平面不大于5°的角度”。更优选地，去除床支承件的步骤涉及装卸装置的使用。更优选地，装卸装置包括至 少一条臂，而该方法包括将床支承件支承在装卸装置的至少一条臂上，或将床支承件固定 在装卸装置的至少一条臂上。可选地，在柱上执行维护的步骤还包括无需实质上倾斜所述分配器而去除分配
7器。如本文所用用语“无需实质上倾斜”意味着“倾斜离水平面不大于5°的角度”。将会 懂得分配器和床支承件可一起并同时去除。优选地，该柱还包括锁闭系统，该方法还包括在用驱动系统将适配器组件在管上 方提升不超过三英寸即七十六毫米之后将适配器组件用所述锁闭系统进行锁定的步骤。这 提供了更大的操作者安全性。根据本发明的第二方面，提供了一种用于在色谱柱上实施维护的方法，包括如下 步骤a)提供色谱柱，其包括包括喷嘴的散布系统，喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路；带有连接到驱动系统上的适配器组件和底座组件的管，在可操作模式中所述适配 器组件可在所述管的空腔内移动；该底座组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件，所述驱动系统包括一个或多个缸；与该散布系统相对的收集系统；以及一个或多个密封件；b)从底座组件释放该管；c)用驱动系统将管和适配器组件在底座组件的上方升起不超过三英寸即七十六 毫米的距离，以便在两者之间提供用于接近的间隙；d)通过释放固定装置从分配器松开床支承件而无需接近所述间隙；e)从柱去除床支承件；f)在柱和/或床支承件和/或所述一个或多个密封件上执行维护；g)将床支承件返回到柱上并将床支承件紧固到分配器上；以及h)用驱动系统将管和适配器组件放低并将管重新连接到底座组件上。提供用来接近管与适配器组件和底座组件之间的间隙在高度上不超过三英寸即 七十六毫米，以便允许将床支承件从柱上去除或返回到其上。在一方面，该间隙在高度上 不超过两英寸即五十毫米以允许接近该柱。在另一方面，该间隙在高度上不超过两英寸即 五十毫米以允许接近该柱。在再一方面，该间隙在高度上小于一英寸即二十五毫米。在又 另一方面，该间隙在高度上为至少0.4英寸即10毫米。将间隙高度限制到少于三英寸即 七十六毫米防止操作者在升高的适配器组件和管下工作并因而防止物理地暴露于悬吊的 重量下。优选地，固定装置可从分配器的外面释放。这进一步减少了操作者暴露于悬吊的 负载之下，因为他们不需要进入间隙。优选地，缸从外面安装在柱上。这便于缸之间更大的间隔。更优选地，各所述缸可 独立地从该柱去除。优选地，任何两个所述缸之间用于维护接近的距离大于床支承件的直径。这允许 使用装卸装置来支承该柱和从该柱去除床支承件和/或分配器或将床支承件和/或分配器 更换到该柱上。维护通道是到柱及其部件的通道，部件诸如床支承件和/或分配器，需要该 通道以便实施维护或维修。优选地，无需实质上使床支承件倾斜而执行去除床支承件的步骤。这减少了操作
8者暴露于悬吊的负载之下，并便于床支承件的人力搬运和/或机械搬运。如本文所用用语 “无需实质上倾斜”意味着“倾斜离水平面不大于5°的角度”。优选地，去除床支承件的步骤涉及装卸装置的使用。更优选地，装卸装置包括至少 一条臂，而该方法包括将床支承件支承在装卸装置的至少一条臂上，或将床支承件固定在 装卸装置的至少一条臂上。更优选地，该方法包括将床支承件的外缘可释放地固定在所述 装卸装置的至少一条臂上。可选地，在柱上执行维护的步骤还包括无需实质上倾斜所述分配器而去除分配 器。如本文所用用语“无需实质上倾斜”意味着“倾斜离水平面不大于5°的角度”。将会 懂得分配器和床支承件可一起并同时去除。优选地，该柱还包括锁闭系统，该方法还包括在用驱动系统将所述适配器组件和 管在底座组件上方提升不超过三英寸即七十六毫米之后将适配器组件和管在底座组件上 方用所述锁闭系统进行锁定的步骤。这提供了更大的操作者安全性。根据本发明的第三方面，提供了一种色谱柱，其包括散布系统和喷嘴，喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路；带有连接到具有至少一个缸的驱动系统上的适配器组件和底座组件的管，所述适配器组件在可操作模式中可在所述管的空腔内移动；该适配器组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件；该底座组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件；与该散布系统相对的收集系统；以及一个或多个密封件；将分配器和适配器组件的床支承件或底座组件紧固到彼此之上的固定装置可从 分配器的外面释放，其中该适配器组件可从管上分离，以允许由驱动系统提升，以便提供不超过三英 寸即七十六毫米的用于维护接近的间隙；以及该管和适配器组件可从底座组件上分离，以允许由驱动系统提升，从而提供不超 过三英寸即七十六毫米的用于维护接近的间隙。优选地，驱动系统包括至少两个缸，且任何两个所述缸之间用于维护接近的距离 大于床支承件的直径。这允许使用装卸装置来支承该柱和从该柱去除床支承件和/或分配 器或将床支承件和/或分配器更换到该柱上。维护通道是到柱及其部件的通道，部件诸如 床支承件和/或分配器，需要该通道以便实施维护或维修。提供用来接近适配器组件与管之间或管和适配器组件与底座组件之间的间隙在 高度上不超过三英寸即七十六毫米，以便允许将床支承件和/或分配器从柱上去除或返回 到其上。在一方面，该间隙在高度上不超过两英寸即五十毫米以允许接近该柱。在另一方 面，该间隙在高度上小于两英寸即五十毫米。在再一方面，该间隙在高度上小于一英寸即 二十五毫米。在又另一方面，该间隙在高度上大于0.4英寸即10毫米。将间隙高度限制到 少于三英寸即七十六毫米防止操作者在升高的适配器组件下工作并因而物理地暴露于悬 吊的重量下。优选地，驱动系统包括至少两个液压缸，且最优选地包括三个液压缸。其它驱动系 统例如包括电动或气动缸。
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优选地，驱动装置位于柱外面。优选地，柱另外包括用于将升高的适配器组件固定在管上方和/或将升高的管和 适配器组件固定在底座组件上方的锁闭系统。这提升了操作者安全性。


由以下具体实施方式
结合附图，本发明的特征和优点将变得明显，其中图1用横截面视图显示了在第一维护位置的本领域中已知的柱的一个实施例。图2是显示图1的柱的相同实施例在第二维护位置的横截面视图。图3是本发明的一个实施例的示意性分解前视图。图4a是根据本发明的柱的示意性前视图；图4b是图4a的柱的侧剖视图；且图4c 是图4a的柱的顶俯视图。图5a是显示升高并固定就位以提供用于接近的间隙的适配器组件；图5b显示了 固定分配器和床支承件的紧固装置的去除。图6是用来从根据本发明的柱去除或向根据本发明的柱插入分配器或床支承件 的装卸装置的透视图。图7a和图7b是图5的柱的透视图，显示了将床支承件紧固到分配器上的固定杆。图8a，图8b和图8c是显示从柱上去除床支承件的透视图。图9a是带有小图的柱的透视图，显示了根据本发明的锁闭系统；图9b显示了提升 在底座上方并处于被锁定就位过程中的柱管。图10是柱的透视图，且柱管提升并锁定就位以准备好维护。图Ila和图lib图示了使用装卸装置将床支承件从柱上去除的过程。图12显示了已经被从柱上去除准备好维护的床支承件。图13是图10和11的柱的透视图，且柱管放低准备用螺栓连接到底座上。
具体实施例方式本发明涉及用于使得能够在色谱柱内进行维护的方法和设备。图1显示了本领域 已知并在U. S. 6，736，974中描述的柱10，其允许在色谱柱内的维护而无需吊车或起重机。 柱10包括伸长的中空圆柱形壳体12或管，其具有位于顶部的分散系统14和位于底部的连 接系统16。分散系统14包括圆柱形鼓形件18，该鼓形件18具有形成在下端或内部端(即 相对于柱的内部)的上圆柱形柱塞头或适配器20。适配器12通常设置在管12的上部内， 例如如图所示在图1的第一操作位置。适配器20可由驱动系统34移动，例如图1中显示 的液压装置。适配器20的移动允许压缩色谱介质，以便在柱内产生具有最优高度的压紧介 质床；在分散系统14和收集系统16之间和/或在适配器20和底座64之间形成空腔22。分散系统14可包括用入口歧管26连接到液体入口 24上的流动相通路，以便将进 入的液体遍及包含在空腔22内的介质床进行分配。床支承件(或入口筛网)28或过滤器 通过连接器和/或通过内夹固螺母30附接到适配器20上，床支承件28可从空腔22接近。 为了维护目的床支承件28可通过释放夹固螺母30而去除；分配器板31也可以是可去除的 (见U. S. 6，190，560对于分配器板设计的描述)。驱动系统用于在操作模式中移动适配器20。驱动系统包括至少一个驱动缸34，且优选地为三个或更多。驱动缸34移动联接到鼓形件18上的驱动活塞36。驱动活塞36的 一部分可通过螺纹部38来允许将驱动活塞36在相对于驱动活塞36的特定位置处例如用 螺母42，44连接或联接到连接臂40上。图1显示了适配器20的第一维护位置，其中适配器20在缸内通过驱动系统34和 活塞36被从空腔22的顶部54提升预定的距离。从而给操作者提供用手到达鼓形件18的 中心以释放或固定螺母30的通道，螺母30将分配器板和床支承件28保持在适配器20上。 分配器板31和/或床支承件28然后可去除以进行维护。这些然后通过将它们固定到适配 器20上而进行更换，且适配器20可被放低以返回操作模式，如果需要的话螺母42，44被重 置至适当的操作构造。为了执行第二维护操作，例如去除下床支承件(或筛网)160，如图2中所示管112 可由驱动系统升高，下床支承件160典型地定位成使得其外边缘162位于管112和收集系 统116之间。如图所示，将管112固定到底座164上的螺栓被去除，而螺母142，144可联接 到活塞136上以将管112和鼓形件118 —起向上推动。从而提供了间隙，其允许操作者接 近以松开将床支承件160固定到底座164上的螺母132，并去除床支承件160以进行维护。 一旦完成了维护，由操作者更换床支承件160，用螺母132将其固定到底座164上，而该过程 被颠倒以将管112和鼓形件118放低进入操作位置。本发明现在将参考图3到13进行描述，图3到图8涉及提供到上适配器组件的进 口，而图9到图13涉及提供到底座组件的通道以进行维护。图3是根据本发明的柱的示意性分解前视图。该柱由牢固的惰性材料例如不锈钢 以及其它材料制成，这些材料适于用在制药工业的典型GMP环境中。柱210支承在具有足 部206的支腿204上，足部可调节以便改变柱的高度和/或水平。支腿204支承柱210，其 包括圆柱形壳体或管212，该管在一端处将底座组件263与在另一端处的适配器组件215分 开。管212可典型地由不锈钢或其它牢固的惰性材料制成。适配器组件215附近是分散系 统，其包括喷嘴211和液体入口 209，该喷嘴包括流动相通路，用于引入缓冲物或其它合适 的流动相液体或要分离的化学物/材料。管212可由具有一个或多个缸234的驱动系统连 接到适配器组件215和底座组件263上。如图所示，驱动系统可为液压系统，或者可由其它 合适的装置例如气动或电动装置驱动。适配器组件215例如在操作模式下可在管212的空 腔222内移动，以便压紧或压缩用来实施柱内的化学物色谱分离的色谱介质的床。适配器 组件215包括适配器凸缘217，一个或多个间距柱219，典型地由不锈钢制成的后板220，呈 板形的分配器231，板具有许多通道，以实现液体的均勻分配，以及床支承件228，床支承件 包括筛网或网状物或过滤器，以及可选地包括密封环(例如229)。床支承件可由惰性塑料 或金属材料如不锈钢制成。分配器231和床支承件228通过可释放的固定装置(未示出) 紧固到彼此之上。典型的可释放固定装置包括但不限于螺丝、螺母或夹子。固定装置(未 示出)可仅从分配器231或后板220的内面接近并从而释放，即离空腔222最远的板的面。 在本示例中，喷嘴211必须首先被去除以提供到固定装置(未示出)的通道。从后板的外 面可接近的另外的可释放固定装置可以可选地采用，以将后板、分配器以及床支承件紧固 到一起。这些固定装置可采取穿过部件的周边周围的对应的孔的螺栓的形式。从后板或分 配器的外面接近避免了操作者不必要地暴露于柱内悬吊或支承的负载之下。底座组件263包括通过可释放固定装置269紧固到彼此之上的分配器266和床支
11承件268以及可选地包括后板264。床支承件268包括筛网或网状物或过滤器，并可选地包 括密封环(例如274)。床支承件可由惰性塑料或金属材料如不锈钢制成。可释放固定装置 269例如为螺丝、螺母、螺栓或夹子；将会理解其它可释放固定装置也是可能的。如从图中 可见，固定装置269通过各部件中的中心孔紧固床支承件268和分配器266。固定装置269 是唯一可接近的，并因而仅可从分配器266的内面释放。在图3中，喷嘴272必须首先被移 除以提供通道来释放固定装置269。从后板的外面可接近的另外的可释放固定装置可以可 选地采用，以将后板、分配器以及床支承件紧固到一起。这些固定装置可采取穿过部件的周 边周围的对应的孔的螺栓的形式。从后板264的内面接近避免了操作者暴露于悬吊的负载 之下，是仅可从柱的内部内可用的接近。将会理解的是当管212充满色谱介质时，在柱上的化学或生物材料的分离可在下 沉流或上升流两者中实施。因此，在下沉流中，包含要分离的化学或生物材料的液体通过喷 嘴211引入并在向下的方向上移动通过介质的床，以便经由出口端口(未显示)收集在柱 的底座处的收集系统中。在上升流模式中，包含要分离的材料的液体经由底部喷嘴272引 入并向上流过介质床，以便经由出口端口(未显示)收集在柱的顶部处。出于清楚起见，柱 的维护或维修将以下沉流模式描述。为了在适配器组件215或分配器231上执行维护，通过松开将适配器凸缘217连 接到上柱凸缘213a上的螺母将适配器组件215从柱管212上拆开。驱动系统然后通过 缸234将适配器组件215提升不超过三英寸即七十六毫米的距离，典型地不超过两英寸即 五十毫米的距离，以允许为了维护或维修而接近柱的内部。适配器组件215借助柱塞237 使用锁闭系统270锁闭就位，柱塞237插过缸托架236、缸234和组件215中对齐的孔。在 此紧固位置，一旦松开该固定装置，适配器床支承件和/或分配器为了维护可从柱去除，释 放通过如上所述去除喷嘴211后从柱的外面去除而实现。一旦已经在柱上实施了维护(例 如已经更换了床支承件228)，则通过颠倒以上过程而使柱210重新可运行通过去除柱塞 237使适配器组件215从其紧固位置释放，并通过把螺母放回原位而使用要重新连接到柱 管212上的缸234来放低适配器组件215，螺母把适配器凸缘217连接到上柱凸缘213a上。通过将管212从底座组件263上释放，并借助驱动系统将管212和适配器组件215 提升不超过三英寸即七十六毫米的距离，典型地不超过两英寸即五十毫米的距离，在底座 分配器266或底座组件263上实施维护或维修。柱管212的下凸缘213b上的螺栓被去除， 螺栓将柱管连接到底部后板264上。然后借助驱动缸234提升柱管212和适配器组件215。 管212和上适配器组件通过锁闭系统270在底座上方与缸托架236 —起通过将柱塞(未示 出)插过在锁闭销238以及托架236中对齐的孔而紧固就位。然后将底部喷嘴272从后板264以及分配器266分离。喷嘴272与距离环235 — 起去除，以允许接近从而释放可为螺母形式的固定装置269。螺母269从分配器266的外 面(即远离空腔222的面)去除，并因而消除了操作者暴露于悬吊或支承的负载之下的情 况。如果存在如上所述插过后板、分配器和床支承件的例如螺栓的另外的可释放固定装置， 则这些可释放固定装置必须从后板的外面移除。现在可为了维护或维修(例如更换或清洁 床支承件269和/或0形环)而接近柱的内部。要将柱返回至操作模式，将上述过程颠倒。图4a是根据本发明的柱的示意性前视图。柱310支承在支腿304上，并具有由管 312从适配器组件315隔开的底座组件363。这些部件由在制药工业内对GMP认可的牢固的惰性材料制成，例如不锈钢。在图形中，底座组件363和适配器组件连接到呈三个液压缸 334形式的驱动系统上。将会理解的是在其它实施例中，可使用不同的驱动系统来提升或放 低柱，例如那些由压缩空气或电力驱动的驱动系统。此外，不一定使用三个缸，在一些情况 下一个就足够了。柱310具有顶部喷嘴311和底部喷嘴，用来将液体引入该柱。还显示了 用来控制驱动系统的电子单元378。图4b是图4a的柱的侧截面视图，用横截面显示了其中一个液压缸334。在横截 面中可见到用于包含色谱介质的床的空腔322。显示了顶部喷嘴311和底部喷嘴372的液 体入口 305，375和出口 306，376，用于将液体引入柱310以及将液体从柱310去除。缸334 连接在底座组件(此处可见包括后板364、分配器366以及床支承件368)以及适配器组件 (此处可见包括后板320、分配器331以及床支承件328)。图4c是图4a的柱的顶部俯视图，其显示了三个液压缸334和带有液体入口 305 和出口 306的喷嘴311。为针对维护目的而提升适配器组件315，将上柱凸缘下的螺母松开并去除，该螺母 连接适配器315和柱凸缘313a。驱动系统然后借助于液压缸334将适配器组件315提升 不超过三英寸即七十六毫米的距离，典型地不超过两英寸即五十毫米的距离。适配器组件 315被抬高直至缸托架(未示出)、液压缸334以及适配器组件315中的孔被对齐并用柱塞 (未示出)锁闭就位，以将组件紧固在维修或维护位置(见图3)。图5a是显示适配器组件415被提升并紧固就位以提供为了维修或维护到柱的内 部的通道的前透视图。在图中为了说明目的清晰地显示了间隙427，但该间隙在尺寸上将不 超过三英寸即七十六毫米，并且典型地不超过两英寸即五十毫米，以防止操作者无意中伸 进该间隙并将他/她的胳膊暴露于沉重的悬吊负载下。柱410具有包括三个液压气缸434 的驱动系统。适配器床支承件428、分配器431以及后板420现在是可见的；床支承件428 可以通过释放固定装置(未示出)而无需接近该间隙427而从分配器431松开。为了描述 此过程，参考图4，其中喷嘴311首先被移除以提供用来无需接近间隙427而去除保持螺母 (未示出)的通道，保持螺母将床支承件328紧固到分配器331上。从分配器331的外面去 除固定螺母。图5b显示了使用扳手从适配器组件侧面的后板420释放固定装置。固定装置(呈 保持螺母的形式，被扳手遮挡)将适配器床支承件紧固到分配器上。床支承件428是沉重的，并且一旦其已经被从适配器组件分离，则需要使用专用 的装卸装置来将其升起。图6中显示了装卸装置580的一个实施例。该装置呈带支承在具有支腿583的框 架582上的中心柱581的推车或小车的形式。该装置580由牢固的惰性材料例如但不限于 不锈钢以及其它材料制成，适于用在制药工业的典型GMP环境中。可延伸的臂585a，585b， 585c从柱581伸出，并可以通过机械或其它装置相对于柱581升高或降低。在显示的该实 施例中，臂585a，585b，585c通过把手584附近的手动走车机构(未示出)升高或降低，把 手584提供引导或控制该装置的手段。臂585a，585b，585c设计用于支承分配器或床支承件 的重量，并且可延伸至这些部件的直径。尽管所示的实施例具有三个臂585a，585b，585c，但 将会理解的是该装置并非如此受限，并且根据个别的设计其它的实施例可具有少于或多于 三条臂(例如，一条、两条、四条、五条)。位于臂585a，585b，585c的尽头的孔587a，587b，587c提供了分配器和/或床支承件到臂的螺栓连接或紧固以为了安全，尤其是运输期间。 可将衬垫(未示出)安装到臂585a，585b，585c上以最小化当床支承件/分配器与臂形成 接触时对这些部件的任何损害的风险。用于接收床支承件或分配器中的中心孔的凸起的中 心元件588 (典型地为锥形形状)提供了用于将这些部件集中在装置580的臂585a，585b， 585c上的手段。此元件588可装配在臂585a，585b，585c相交的点的上侧或下侧的任一侧 上或两侧之上。在运行中，分配器和/或床支承件或者从臂585a，585b，585c悬垂，或者支 承在臂上。枢转轮586允许装卸装置580轻易运动以及可移动性。在所示的实施例中，装 置580的运动和臂585a，585b，585c的提升/伸展通过手动装置进行，但是将会理解的是结 合动力系统(例如电子、气动或液压系统)来驱动装置580并举起/放低臂585的其他实 施例是可能的。还将会理解的是在装卸装置(未示出)的其它实施例中，臂585a能够围绕 柱581枢转或旋转以使得臂585b和585c能够接近任何两个缸(例如图5a的434)之间的 狭窄间隙，并去除/插入床支承件和/或分配器，床支承件和/或分配器具有大于柱中任何 两个缸(例如图5a的434)之间的距离的直径。装卸装置的其它实施例是可能的，例如其中孔587b，587c构造成当臂585b，585c 接触床支承件或分配器的外圈时与这些部件的侧面中的对应的孔对齐，从而允许仅通过将 螺丝拧入对齐的孔而将床支承件或分配器固定到臂上。图7到图9中显示了在去除床支承件中装置580的操作。图7a和图7b是图5的柱的透视图，显示了将床支承件628支承在一个或多个臂 685上的图6的装卸装置。臂685在床支承件628下方抬升入位，通过在床支承件的外圈 下将衬垫(未示出)定位在装卸装置680的臂上且然后轻缓地将臂685向上抬升至床支承 件而小心不损坏床支承件。一旦臂685就位，松开穿过后板620和分配器631进入床支承 件628的外周边的螺纹杆633上的螺母，且床支承件可在装卸装置上去除。杆633最开始 用扳手松开，而最后用手去除。如从图中可见，杆633的去除从后板620的外面实施，无需 接近间隙，且因而无需使操作者暴露于悬吊或支承在上方的重量之下。图8a和图8b是显示在装卸装置780上将床支承件728从柱710去除的透视图。 在图8a中，支承在装置780的臂785上的床支承件728从柱710去除而无需实质上地使支 承件728倾斜。装置780然后可从柱移开(图8b)并且放低臂785以便可以清洁或更换床 支承件728。现在可按要求执行对柱的维护或维修。例如，可清洁或更换床支承件728，更 换0形环和/或分配器731也可被去除以进行清洁。图8c是显示使用装卸装置780的不同实施例从柱710去除床支承件728的透视 图。床支承件728通过将螺栓或螺丝插过装卸装置780的臂785中的孔787进入床支承件 728的边缘中的对应的孔而紧固或固定在装卸装置780的臂785上。要返回至操作模式，简单地将上述过程颠倒。床支承件和/或分配器被返回到柱 上并固定到彼此之上，并固定到后板上，重新连接喷嘴，将适配器组件放低并用螺栓连接到 柱管上。现在将参考图9到图13描述对底部床支承件和柱的内部的接近。为了接近底部 床支承件，通过松开将管连接底座上的螺栓且然后用液压缸抬起管和上部适配器组件而将 管从底座组件释放。图9a显示了如之前在图3到图5以及图7和图8中所描述的柱810。柱管的下凸
14缘813b上的螺栓被松开并拧下，该螺栓将管812紧固到底部后板864上。柱管812和适配 器组件815由驱动系统的液压缸834在底座组件上方抬起不超过三英寸即七十六毫米，并 通过如前所述的锁闭系统870 (见显示锁闭系统的一部分的小图)固定就位。柱塞837被 引入锁紧销838和托架836中的对齐的孔，以将管和适配器组件固定就位(图9b)。在去除 将管812固定到底部后板864上的螺栓之后，现在可在柱上在通过抬升管和适配器组件而 产生的间隙827中实施维护。此间隙不超过三英寸且典型地不超过两英寸以限制操作者对 间隙的接近。图10显示了管912抬升并机械地锁定到缸934上准备好维护的柱910。通过拧 开保持螺栓而首先从后板964去除底部喷嘴(未示出-见图3中的272)。将床支承件968 紧固在分配器966上的保持螺栓(或固定装置)从柱910的后板964侧释放。如果存在另 外的固定装置，例如将床支承件紧固到分配器和后板上的螺栓(未示出)，且这些另外的固 定装置位于后板的周边上，则将这些固定装置从柱的后板面上释放。现在可通过使用如图Ila和lib中所示的装卸装置将床支承件1068从柱上去除。 装卸装置(如以上图6中所描述的)1080通过轮滚入位，在此处臂1085在床支承件1068 上方不超过三英寸，且典型地不超过两英寸。床支承件1068具有对应于用来将床支承件通 过螺栓连接到后板1064上的孔的若干螺纹孔。装卸装置1080的臂1085具有孔，螺栓穿过 这些孔并拧入底部床支承件1068 ；这些孔与床支承件1068的那些孔对齐，且固定螺栓以将 床支承件紧固到臂1085上。一旦附接，就可以通过将臂抬升不超过三英寸且典型地不超过 两英寸，并且然后将装卸装置1080从柱1010通过轮滚开而将床支承件1068从柱去除。将 会理解的是装卸装置的其它实施例(例如在以上图8c中描述的)可以用来去除床支承件。现在可以清洁床支承件1068，或者按需要更换新的0形环。如图12中所示，通常 床支承件将从柱移开，放低到表面(例如推车或工作台)上并从装卸装置1180的臂1185 释放以便于清洁和维修。分配器(图11中的1066)也可使用提升装置以相似的方式去除 并维修。一旦已经完成维护或维修，通过简单地颠倒上述过程而将柱返回至操作模式。这 包括更换柱中的床支承件和/或分配器，将部件固定到后板上，重新附接喷嘴，放低管和适 配器组件。图13显示了连接到液压控制单元1290上的图11的柱1210，且管1212放低并 准备好通过螺栓连接到后板1264上。尽管描述了本发明的优选说明性实施例，但本领域技术人员将懂得本发明可通过 所描述实施例之外的其它实施例来实践，所描述的实施例仅出于说明的目的而不是通过限 制的方式来呈现。本发明仅由所附权利要求书限制。
1权利要求
一种用来在色谱柱上实施维护的方法，包括如下步骤a)提供色谱柱，其包括包括喷嘴的散布系统，所述喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路；带有连接到驱动系统上的适配器组件的管，在可操作模式中所述适配器组件能够在所述管的空腔内移动；所述适配器组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件，所述驱动系统包括一个或多个缸；与所述散布系统相对的收集系统；以及一个或多个密封件；b)将所述适配器组件从所述管上分离；c)用所述驱动系统将所述适配器组件在所述管的上方升起不超过三英寸即七十六毫米的距离，以便在两者之间提供用于接近的间隙；d)通过释放所述固定装置从所述分配器松开所述床支承件而无需接近所述间隙；e)从所述柱去除所述床支承件；f)在所述柱和/或所述床支承件和/或所述一个或多个密封件上执行维护；g)将所述床支承件返回到所述柱上并将所述床支承件紧固到所述分配器上；以及h)用所述驱动系统将所述适配器组件放低到所述管内的可操作位置并重新将所述适配器组件连接到所述管上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c)包括用所述驱动系统将所述适配器 组件在所述管上升起不超过两英寸即五十毫米的距离，以便在两者之间提供用于接近的间 隙。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固定装置能够从分配器的外面释放。
4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动系统包括至少两个 缸，且任何两个所述缸之间用于维护接近的所述距离大于所述床支承件的直径。
5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述缸在外部安装到所述柱上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，各所述缸能够独立地从所述柱去除。
7.如权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，无需实质上倾斜所述床支承件 而执行去除所述床支承件的步骤。
8.如权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，去除所述床支承件的步骤包括 使用装卸装置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述装卸装置包括至少一条臂，而所述方法 包括将所述床支承件支承在所述装卸装置的所述至少一条臂上，或将所述床支承件固定在 所述装卸装置的所述至少一条臂上。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述柱上执行维护的步 骤还包括无需实质上倾斜所述分配器而去除所述分配器。
11.如权利要求1到10中任一项所述的方法，其特征在于，所述柱还包括锁闭系统，所 述方法还包括在用所述驱动系统将所述适配器组件在所述管上方升起之后，用所述锁闭系统锁定所述适配器组件的步骤。
12.—种用来在色谱柱上实施维护的方法，包括如下步骤a)提供色谱柱，其包括包括喷嘴的散布系统，所述喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路；带有连接到驱动系统上的适配器组件和底座组件的管，在可操作模式中所述适配器组 件能够在所述管的空腔内移动；所述底座组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件，所述驱动系统包括一个或多个缸；与所述散布系统相对的收集系统；以及一个或多个密封件；b)从所述底座组件释放所述管；c)用所述驱动系统将所述管和所述适配器组件在所述底座组件的上方升起不超过三 英寸即七十六毫米的距离，以便在两者之间提供用于接近的间隙；d)通过释放所述固定装置从所述分配器松开所述床支承件而无需接近所述间隙；e)从所述柱去除所述床支承件；f)在所述柱和/或所述床支承件和/或所述一个或多个密封件上执行维护；g)将所述床支承件返回到所述柱上并将所述床支承件紧固到所述分配器上；以及h)用所述驱动系统将所述管和所述适配器组件放低并将所述管重新连接到所述底座 组件上。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤c)包括用所述驱动系统将所述管和 所述适配器组件在所述底座组件上升起不超过两英寸即五十毫米的距离，以便提供用于进 入两者之间的间隙。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述固定装置能够从所述分配器的 外面释放。
15.如权利要求12到14中任一项所述的方法，其特征在于，所述缸在外部安装到所述 柱上。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，各所述缸能够独立地从所述柱去除。
17.如权利要求12到16中任一项所述的方法，其特征在于，任何两个所述缸之间用于 维护接近的所述距离大于所述床支承件的直径。
18.如权利要求12到17中任一项所述的方法，其特征在于，无需实质上倾斜所述床支 承件而执行去除所述床支承件的步骤。
19.如权利要求12到18中任一项所述的方法，其特征在于，去除所述床支承件的步骤 包括使用装卸装置。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述装卸装置包括至少一条臂，而所述方 法包括通过将所述床支承件紧固到所述装卸装置的至少所述一条臂上而使所述床支承件 悬吊或固定。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述床支承件的外缘可 释放地固定在所述装卸装置的至少一条臂上。
22.根据权利要求12到21中任一项所述的方法，其特征在于，在所述柱上执行维护的步骤还包括无需实质上倾斜所述分配器而去除所述分配器。
23.如权利要求12到22中任一项所述的方法，其特征在于，所述柱还包括锁闭系统，所 述方法还包括在用所述驱动系统将所述适配器组件和所述管升起之后，用所述锁闭系统将 所述适配器组件和所述管锁定在所述底座组件上方的步骤。
24.一种色谱柱，包括散布系统和喷嘴，喷嘴包括连接到液体入口上的流动相通路； 带有连接到具有至少一个缸的驱动系统上的适配器组件和底座组件的管，在可操作模 式中所述适配器组件能够在所述管的空腔内移动；所述适配器组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件； 所述底座组件包括通过可释放固定装置紧固到彼此之上的分配器和床支承件； 与所述散布系统相对的收集系统；以及 一个或多个密封件；将所述适配器组件或所述底座组件的所述分配器和所述床支承件紧固到彼此之上的 所述固定装置能够从所述分配器的外面释放；其中所述适配器组件能够从所述管上分离，以允许由所述驱动系统提升，以便提供不 超过三英寸即七十六毫米的用于维护接近的间隙；以及所述管和所述适配器组件能够从所述底座组件上分离，以允许由所述驱动系统提升， 从而提供不超过三英寸即七十六毫米的用于维护接近的间隙。
25.如权利要求24所述的色谱柱，其特征在于，所述驱动系统包括至少两个缸，且任何 两个所述缸之间用于维护接近的所述距离大于所述床支承件的直径。
26.如权利要求24或25的任一项所述的色谱柱，其特征在于，所述驱动系统包括至少 两个液压缸，且优选地包括三个液压缸。
27.如权利要求24到26中任一项所述的色谱柱，其特征在于，所述驱动系统在所述柱 的外面。
28.如权利要求24到27中任一项所述的色谱柱，其特征在于，所述色谱柱还包括用于 将升高的适配器组件固定在所述管的上方和/或将升高的管和适配器组件固定在所述底 座组件的上方的锁闭系统。
全文摘要
描述了不要求使用吊车或起重机来拆卸的色谱柱和维护方法。该方法通过减少需要操作者在柱内悬吊或支承的负载下工作的需要而提供改善的操作者安全性。此外，通过提供到柱的内部的通道并通过提供装卸装置而利于柱部件的去除和更换。
文档编号G01N30/60GK101925815SQ200980103281
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月23日
发明者S·K·埃里克森 申请人:通用电气健康护理生物科学股份公司