專利名稱：流量分配閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，并且更具體地涉及用于在流量分配裝置(例如液 相色譜系統(tǒng))中引導(dǎo)流體流的旋轉(zhuǎn)閥。
背景技術(shù)：
閥通常用在涉及流體的輸送的裝置中。 一種典型的用途是將流體 引導(dǎo)到多個(gè)可能的流路的其中一個(gè)中。例如，在實(shí)驗(yàn)室用的液相色譜
系統(tǒng)領(lǐng)域中，其中流路典型地具有在0.25-2毫米范圍內(nèi)的內(nèi)徑，雙通 電石茲閥通常被用于引導(dǎo)流體。此類閥的示例是能夠從日本名古屋的 TAKASAGO Electrical Inc.獲得的MTV系列閥。
當(dāng)在流體壓力相對(duì)較高(諸如超過大約0.5MPa的壓力)的應(yīng)用中 使用時(shí)，電;茲閥易于有限制。
另外，它們不是很適合用作多流路閥，即具有多于一個(gè)同時(shí)使用 的入口/出口的閥。
對(duì)于此類應(yīng)用而言，在現(xiàn)有技術(shù)中使用旋轉(zhuǎn)閥是眾所周知的。通 常，旋轉(zhuǎn)閥具有靜止本體(本文中所謂的定子)，該靜止本體與旋轉(zhuǎn)本 體(在本文中稱為轉(zhuǎn)子)協(xié)作。
定子設(shè)有多個(gè)入口端口和出口端口。這些端口通過孔與內(nèi)部定子 表面上的相應(yīng)的一套孔口成流體連通。內(nèi)部定子表面是與轉(zhuǎn)子的內(nèi)部
轉(zhuǎn)子表面成流體密封接觸的定子的內(nèi)部表面。轉(zhuǎn)子典型地形成為盤， 而內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面以旋轉(zhuǎn)協(xié)作的方式壓靠內(nèi)部定子表面。內(nèi)部定子表面
設(shè)有 一個(gè)或者多個(gè)溝槽，溝槽依靠轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的旋轉(zhuǎn)位置而與不 同的孔口互相連#~。
旋轉(zhuǎn)閥能夠被設(shè)計(jì)成經(jīng)受高壓(諸如超過30MPa的壓力)。它們能
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夠由諸如不銹鋼、高性能聚合材料以及陶瓷的多種材料制成。
轉(zhuǎn)子或者定子中入口/出口的數(shù)量以及溝槽的設(shè)計(jì)反映了特定閥 的使用意圖。
一種常見類型的多用途閥具有一個(gè)入口端口 (典型地放置在閥的 旋轉(zhuǎn)軸線上)和圍繞著入口端口等距地放置的多個(gè)出口端口 。轉(zhuǎn)子具有 單個(gè)徑向延伸的溝槽，溝槽的一端位于轉(zhuǎn)動(dòng)中心，從而總是與入口連 接，而另 一端依靠轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的角度位置連接到其中任何一個(gè)出
口上。此類閥用來將流從入口引導(dǎo)到其中任何出口---次一個(gè)出
Cf 。
可能有更復(fù)雜的布置。例如，可能有益的是允許多于一個(gè)流體經(jīng) 過閥或者允許流多于一次地經(jīng)過相同的閥。已經(jīng)設(shè)計(jì)出解決多種此類 情形的閥。
此類閥的一個(gè)示例是雙重隨機(jī)通道(dual random access),授予 Nichols的US6，672，336中描述了三通旋轉(zhuǎn)閥。該閥解決了允許將第一 流體引導(dǎo)到出口 "A"或者出口 "B"，并且將第二流體引導(dǎo)到出口 "C" 或者出口 "D"的問題，這全部以單個(gè)閥來實(shí)施，這允許第一流體的 方向獨(dú)立于第二流體的方向。
對(duì)于流量分配系統(tǒng)可能需要解決的另一種情形是何時(shí)應(yīng)將流以 輪流的方式通過三個(gè)部件而引導(dǎo)，如圖1和圖2中所示。
第 一部件、第二部件以及第三部件代表流應(yīng)當(dāng)經(jīng)過其而被引導(dǎo)的 任何部件(或者部件組)，諸如傳感器、色i普柱、其它閥等。
假設(shè)穿過各部件的流方向不重要(或者實(shí)際上意圖被切換)，該情 形可用傳統(tǒng)的四通雙路閥輕易地解決，示意性地顯示在圖3和圖4中。
但是，圖3和圖4的解決方案在穿過其中一個(gè)部件(圖中的第二 部件)的流向必須不改變的情況下是無用的。該情形示意性地示出在圖 5(其與圖1類似)和圖6中。
對(duì)于其流向具有重要性(即，對(duì)于依賴于流向的流體具有不同特 性或不同影響的部件)的部件的示例(取自液相色譜領(lǐng)域)是具有非對(duì)稱內(nèi)部室、色譜柱、球閥等的傳感器。
因此，需要這樣的單個(gè)閥，在第一位置
該閱從源引導(dǎo)流穿過第一部件、第二部件、第三部件并穿過出口
流出；
并且在第二位置
該閥從源引導(dǎo)流穿過第三部件、第二部件、第一部件并穿過出口流出。
同時(shí)允許該流在所述第 一位置和第二位置均沿著相同流向經(jīng)過該第二部件。

發(fā)明內(nèi)容
該需要用根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1的流量分配閥而解決。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，描述了根據(jù)權(quán)利要求4的色i普系統(tǒng)，所述色譜系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1的閥。


圖l是以第一模式穿過三個(gè)部件的流的示意性一見圖。
圖2是以第二;f莫式穿過三個(gè)部件的流的示意性^L圖。
圖3是以第一模式使用傳統(tǒng)閥穿過三個(gè)部件的流的示意性視圖。
圖4是以第二模式使用傳統(tǒng)閥穿過三個(gè)部件的流的示意性視圖。
圖5是以第一;f莫式穿過三個(gè)部件的流的示意性-見圖。
圖6是以第二模式穿過三個(gè)部件的流的示意性視圖。
圖7是旋轉(zhuǎn)閥的示意性側(cè)-現(xiàn)圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)/出閥的入口/出口的示意性視圖。
圖9是示出在圖8中的定子的示意性主^L圖。圖10示意性地顯示了示出在圖8和圖9中的定子的內(nèi)部定子表面的孔口的角分布。圖ll是圖8的定子的示意性視圖，顯示了內(nèi)部定子表面。
圖12是顯示在圖8-11中的定子的透視圖，顯示了隱藏的孔口和通道。
圖13是顯示在圖11中的內(nèi)部定子表面的示意性視圖，還顯示了
溝槽端部的位置。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面的示意
性;f見圖。所述轉(zhuǎn)子適于與如圖8-13中所示的定子協(xié)作。
圖15示意性地顯示了顯示在圖14中的轉(zhuǎn)子的溝槽的角分布。圖16是顯示在圖8-15中的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的閥的第一轉(zhuǎn)
子位置的透視圖。
圖17是顯示在圖16中的閥的轉(zhuǎn)子位置的示意性的主視圖。
圖18是#^居顯示在圖8-15中的本發(fā)明的實(shí)施例的閥的第二轉(zhuǎn)子
位置的透視圖。
圖19是顯示在圖18中的閥的轉(zhuǎn)子位置的示意性的主^L圖。
圖20是以第一模式使用根據(jù)本發(fā)明的閥的色譜系統(tǒng)的示意性視圖。
圖21是以第二模式使用根據(jù)本發(fā)明的閥的色語系統(tǒng)的示意性視圖。
圖22是使用根據(jù)本發(fā)明的閥的延伸的色譜系統(tǒng)的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式
典型的旋轉(zhuǎn)閥的主要部分示意性地顯示在圖7中(其中沒有顯示支架或者類似的支承或緊固元件)。旋轉(zhuǎn)閥10具有定子11、轉(zhuǎn)子12、旋轉(zhuǎn)軸13以及驅(qū)動(dòng)單元14，旋轉(zhuǎn)軸13可選地可設(shè)有用于識(shí)別其角度位置的構(gòu)件(未顯示)，而驅(qū)動(dòng)單元14典型地包括齒輪箱和馬達(dá)(盡管閥也可以手動(dòng)操作)。轉(zhuǎn)子能夠圍繞著閥的旋轉(zhuǎn)軸線RA相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)。
定子ll相對(duì)于將該定子構(gòu)造在其中的裝置而固定，定子11設(shè)有
7用于與流體源流體連通的端口(未顯示在圖7中)和閥將與其協(xié)作的任何部件。端口可被定位在定子的任何適當(dāng)部分上，并且可沿著任何適當(dāng)?shù)姆较蚨ㄎ?。端口設(shè)有用來連接毛細(xì)管或者管子的構(gòu)件。此類構(gòu)件可以為任何適當(dāng)?shù)念愋?，諸如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言公知的傳統(tǒng)的
Valco接頭。端口通過通道與內(nèi)部定子表面lla(即在運(yùn)行期間與轉(zhuǎn)子12接觸的該表面)上相應(yīng)的一套孔口成流體連通。
轉(zhuǎn)子12典型地形成為盤并具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a,內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a是在運(yùn)行期間壓靠內(nèi)部定子表面lla的表面。內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a設(shè)有一個(gè)或者多個(gè)溝槽，這些溝槽依靠轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)子位置與內(nèi)部定子表面lla的不同孔口互相連接。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流量分配閥的定子11的簡化透視圖，該圖示出了閥的入口端口和出口端口布置。當(dāng)解釋這些端口的使用時(shí)，在本文中使用用語"上部"和"下部"。這些用語僅參考附圖，因?yàn)殚y的功能并不依靠其如何轉(zhuǎn)動(dòng)或者定位。但是，端口的相互位置(或者更確切地說將端口與轉(zhuǎn)子連接的孔口的相互位置)是重要的。然而，#4居本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定子11具有8各外部端口第一端口 21a、第二端口 22a、第三端口 23a、第四端口 24a、第五端口 25a、第六端口26a、第七端口 27a以及第八端口 28a，它們被用來將閥連接到所有期望的外圍部件上。
本文中應(yīng)當(dāng)注意的是用語"部件"可以表示一個(gè)單獨(dú)的裝置(諸如色譜柱)或者一套互相連接的裝置(諸如多個(gè)串聯(lián)的閥和監(jiān)視器或者甚至簡單地為一根互連管)。
圖9是根據(jù)顯示在圖8中的實(shí)施例的定子11的主視圖，限定了閥如何連接到外圍部件上。流體從諸如泵的源進(jìn)入第二端口 22a。第一部件可以是閥、監(jiān)-見單元、維持毛細(xì)管回路或者具有入口和出口的任何其它有用的部件，第一部件通過第一端口 21a和第六端口 26a連接到閥上。
類似地，第三部件通過第三端口 23a和第八端口 28a連接到閥上。第五端口 25a連接到第二部件的入口上，并且第七端口 27a接受來自第二部件的出口流。最后，第四端口24a是出口端口，流體/人該端口離開閥(流向任何另外的部件、容器或者被廢棄)。
應(yīng)當(dāng)注意的是與第 一部件相關(guān)的端口將依靠閥的轉(zhuǎn)子位置而交替地充當(dāng)入口/出口。這對(duì)于與第三部件相關(guān)的端口同樣有效，盡管第五端口 25a總是為到第二部件的出口端口，而第七端口 27a總是為來自第二部件的入口端口。還應(yīng)當(dāng)注意的是各端口通過通道連接到內(nèi)部定子表面lla上。各端口將被連接到孔口上，即第一孔口21b連接到第一端口21a上，第二孔口 22b連接到第二端口 22a上，第三孔口23b連接到第三端口 23a上，第四孔口 24b連接到第四端口 24a上，第五孔口 25b連接到第五端口 25a上，第六孔口 26b連接到第六端口26a上，第七孔口 27b連接到第七端口 27a上，且第八孔口28b連接到第八端口28a上。盡管從附圖中并非顯而易見的，但是通道和內(nèi)部定子表面上的其孔口典型地具有比端口自身更小的直徑。
查看內(nèi)部定子表面lla,孔口的通常角度分布示出在圖10中(注意出于清晰的原因，在該圖中省略了任何定子溝槽，如以下將參考圖13的描述)。在本發(fā)明的該實(shí)施例中的孔口的位置可分成兩組描述包括第一、第二、第三和第四孔口 21b-24b的上部組，以及包括第五、第六、第七和第八孔口 25b-28b的下部組。各個(gè)上部孔口 21b-24b(對(duì)應(yīng)于端口 21a-24a)由角度a均等地分開，如各個(gè)下部孔口 25b-28b(對(duì)應(yīng)于端口 25a-28a)。上部組的孔口 21b-24b和下部組的孔口 25b-28b在各側(cè)分別用同樣的角度(3分開。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，角度a為30度，而角度P為90度。但是，其它角度也是可能的，諸如01=36度并且p=72度。當(dāng)然所有的孔口以到閥的旋轉(zhuǎn)軸線的大致相同的徑向距離R進(jìn)行放置。
為了獲得期望的閥功能，除了孔口，內(nèi)部定子表面lla還設(shè)有第一定子溝槽31和第二定子溝槽32,所述溝槽彼此大致平行，如圖11所示(圖10中未顯示)。應(yīng)當(dāng)注意的是第一定子溝槽31的一端連接到第四孔口24b上，即其與第一部件的一端成流體連通，而第二定子溝槽32的一端連接到第五孔口 25b上，即其與第三部件的一端成流體連通。
該布置還從定子的前側(cè)顯示在圖12中，且孔口和溝槽由虛線指示。
各定子溝槽31、 32典型地具有與孔口直徑一樣的寬度，各定子溝槽31、 32終止在與距離最近的孔口角度ot的角部分(angularpartition)相對(duì)應(yīng)的位置處，如圖13所示出的，并且與該套孔口一樣具有到閥的旋轉(zhuǎn)軸線的相同的徑向距離R。
適合與如上面關(guān)于圖8-13中描述的定子協(xié)作的轉(zhuǎn)子實(shí)施例的內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a顯示在圖14中。其設(shè)有第一轉(zhuǎn)子溝槽41、第二轉(zhuǎn)子溝槽42、第三轉(zhuǎn)子溝槽43以及第四轉(zhuǎn)子溝槽44。第一轉(zhuǎn)子溝槽41和第二轉(zhuǎn)子溝槽42被稱為上轉(zhuǎn)子溝槽，而第三轉(zhuǎn)子溝槽43和第四轉(zhuǎn)子溝槽44被稱為下轉(zhuǎn)子溝槽。轉(zhuǎn)子溝槽41-44優(yōu)選地具有一樣的相互尺寸和形狀，并且如圖15中所示以對(duì)應(yīng)于定子11的孔口的方式成角度地分布，即兩個(gè)上轉(zhuǎn)子溝槽41、 42的最靠近的端部由角度ot分開，并且該套上轉(zhuǎn)子溝槽和該套下轉(zhuǎn)子溝槽在兩個(gè)方向上均以角度P分開。各轉(zhuǎn)子溝槽(41-44)延伸跨越隔開定子的兩個(gè)相鄰孔口的角度a。同時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a的轉(zhuǎn)子溝槽41-44的所有端部與內(nèi)部定子表面lla的孔口一樣以距離轉(zhuǎn)子的中心大致相同的徑向距離R放置。
當(dāng)組裝時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面12a以對(duì)于任何傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)閥典型的方式(該方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，將不在本文中進(jìn)行解釋)被壓靠到內(nèi)部定子表面lla上。轉(zhuǎn)子相對(duì)于本發(fā)明的閥定子的位置使得兩個(gè)可操作的轉(zhuǎn)子位置可能，如圖16-19所示。
如圖16和17中所示，在第一轉(zhuǎn)子位置中，流體典型地從泵進(jìn)入第二端口22a。流經(jīng)過第一轉(zhuǎn)子溝槽41、通過第一端口21a離開、到達(dá)第一部件并從該第一部件通過第六端口 26a返回。/人那里，流體經(jīng)過第三轉(zhuǎn)子溝槽43,并通過第五端口25離開，以進(jìn)入第二部件。流體從第二部件返回到閥的第七端口 27a,經(jīng)過第四轉(zhuǎn)子溝槽44并通過 第八端口28a離開，到達(dá)第三部件。流體從該第三部件返回到閥的第 三端口 23a、經(jīng)過第二轉(zhuǎn)子溝槽42并通過第四端口 24a離開閥。
應(yīng)當(dāng)注意的是盡管上面沒有描述，但是經(jīng)過任何一個(gè)端口 21a-28a的流體當(dāng)然還會(huì)經(jīng)過內(nèi)部定子表面上的相應(yīng)孔口 21b-28b。還 應(yīng)當(dāng)注意的是在該轉(zhuǎn)子位置中，除了分別連接到第四孔口 24b和第 五孔口25b的部分外，不使用內(nèi)部定子表面11a的定子溝槽31和32。 因此，如下面所述的，它們形成能夠在第二轉(zhuǎn)子位置中清洗的死胡同。
如圖18和圖19中顯示的，第二轉(zhuǎn)子位置在所示的實(shí)施例中通過 將轉(zhuǎn)子12相對(duì)于定子沿著逆時(shí)針方向從第一位置旋轉(zhuǎn)角度a(當(dāng)從定 子的前面觀察時(shí))而獲得。
在該第二轉(zhuǎn)子位置中，流體對(duì)于第 一轉(zhuǎn)子位置以同樣的方式進(jìn)入 第二端口22a。流經(jīng)過第二轉(zhuǎn)子溝槽42、通過第三端口 23a而離開到 達(dá)第三部件，并通過第七端口 27a從第三部件返回。然后流體經(jīng)過第 四轉(zhuǎn)子溝槽44,并且隨后通過第二定子溝槽32(該溝槽隨后被清洗)、 通過第五端口 25a而離開，從而到達(dá)第二部件。流體從第二部件返回 到閥的第七端口 27a、經(jīng)過第三轉(zhuǎn)子溝槽43并通過第六端口 26a離開 到達(dá)第一部件。流體從該第一部件返回到閥的第一端口 21a、經(jīng)過第 一轉(zhuǎn)子溝槽41并且然后通過第一定子溝槽31(其隨后將被清洗)以通 過第四端口 24a而離開閥。
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)閥允許設(shè)計(jì)具有最小化的閥部件的先進(jìn)的液 相色譜系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供包括如上面所述的旋轉(zhuǎn)閥 的色譜系統(tǒng)。
現(xiàn)在將參考圖20和21來描述此類液相色譜系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例， 其中示出了具有與本發(fā)明相關(guān)的主要部件，而諸如附加的監(jiān)視傳感 器、附加的閥、調(diào)整裝置等的其它部件盡管對(duì)于此類系統(tǒng)也是重要的， 但是為了清晰的原因而被省略了 。
因而，系統(tǒng)包括諸如泵302的主要流體源，泵302連接到根據(jù)如上所述的本發(fā)明的閥的流量分配閥301上。樣品注入閥303包括附接 的第一樣品保持裝置(在本文中以傳統(tǒng)的毛細(xì)管回路311舉例說明)， 該樣品注入閥303連接到流量分配閥作為第一部件(參考上面給出的 流量分配閥的描述)。多個(gè)色譜柱312、 313(出于清晰原因，在該圖中 僅示出了兩個(gè)此類色譜柱312、 313,可選擇的色譜柱的數(shù)量由第一選 擇閥304的容量決定)連接到其上的第一選"^閥304被連接作為第二部 件(參考以上流量分配閥的描述)。在該實(shí)施例中，第一選擇閥304還 串聯(lián)地連接到樣品監(jiān)視裝置上，在本文中用連接到色譜系統(tǒng)的控制單 元(未顯示)的UV傳感器317和流路選擇閥305舉例說明，從而所有 這三個(gè)部件均被稱為第二部件。第二選擇閥306具有一套可選擇的樣 品保持裝置，在本文中用毛細(xì)管回路315、 316(即出于清晰原因，在 圖中僅顯示了兩個(gè)此類回路315、 316，盡管可選擇的回路的數(shù)量由選 擇閥的容量確定)距離說明，該第二選擇閥306被連接到流量分配閥作 為第三部件(參考上面給出的描述)。此外，用于收集小部分的分離樣 品的收集裝置314(諸如傳統(tǒng)的小部分收集器)連接到流路選擇閥305 上。部件用諸如PEEK毛細(xì)管的合適的管子互相連接，該P(yáng)EEK毛細(xì) 管具有適于在本文系統(tǒng)中使用的流率的內(nèi)部直徑。
容易理解的是帶有其附接部件的注入閥303代表發(fā)明性的流量 分配閥的以上描述的"第一部件"的示例。類似地，帶有其附接的回路 的第二選4奪閥306代表"第三部件，，的一個(gè)示例，而第一選擇閥304、 附接到其上的柱312、UV傳感器317和流路選擇閥305 —起代表發(fā)明 性的流量分配閥的以上描述的"第二部件"的示例。
樣品注入閥303可以是傳統(tǒng)的樣品注入閥，諸如能夠從GE Healthcare獲得的INV-907型注入閥。
注入閥303允許若干操作位置。在第一"注入"位置，樣品(諸如包 含蛋白質(zhì)和/或其它組分的生物制劑的一定量的液體)可以典型地用連 接到注入閥303上的注射器而被傳輸至第一毛細(xì)管回路311。典型地， 流在該位置從泵302經(jīng)過注入閥303，并通過注入閥出口直4妄到達(dá)流
12量分配閥301。在第二"加載"位置，毛細(xì)管回if各在泵302和注入間出 口之間被引入到流中。因而，樣品在"力。載"位置被壓出毛細(xì)管回路311 并凈皮壓入到流量分配閥301中。
第一選擇閥304和第二選擇閥306均可以是傳統(tǒng)的多用途閥，諸 如能夠從Valco Instruments Co. Inc.獲得的六端口 ST閥。 一個(gè)此類閥 放置在柱/回路的前面，而另一個(gè)放在柱/回路的后面。
流路選擇閥305典型地是在本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)中描述的該類型的 傳統(tǒng)的多用途閥。
開始時(shí)，當(dāng)注入閥位于其"注入"位置時(shí)，將用于凈化的樣品引入 到注入閥303的毛細(xì)管回^各311中。
然后，色譜系統(tǒng)^皮設(shè)置成在圖20中示出的第一才喿作才莫式，其特 征在于流量分配閥301位于與顯示在圖17中的第一轉(zhuǎn)子位置對(duì)應(yīng)的 第一位置。應(yīng)當(dāng)注意的是出于清晰的原因，圖20中閥301的入口/ 出口的相互位置沒有像顯示在圖17中的實(shí)施例一樣地畫出。
此外，在該系統(tǒng)的第一運(yùn)行^^式中，注入閥303位于其"加載，， 位置，第一選擇閥304被設(shè)置成串聯(lián)地連接其中一個(gè)柱312，而第二 選擇岡306被設(shè)置成串聯(lián)地連接其中一個(gè)回路，例如回路315。
通過泵302，所^吏用的緩沖液體#1壓過流量分配閥301到達(dá)注入 閥303，在此處該緩沖液體帶著回路311的包含物(樣品)離開注入閥 303，到達(dá)流量分配閥301。樣品通過流量分配閥301和第一選4奪閥 304被注入色語柱312中。樣品根據(jù)所使用的色語技術(shù)由色譜柱或者 直接分離成組分，或者在隨后的步驟中使用不同的緩沖液分離成組 分。盡管本發(fā)明對(duì)于任何色i普技術(shù)是同樣有用的，但是在該示出的描 述中，假"i殳分離發(fā)生在一個(gè)步驟中。
分離的組分用UV傳感器307探測。UV信號(hào)由色譜系統(tǒng)的控制 單元(未顯示)處理，并且被用于控制流路選擇閥305的位置。因而， 可以將流路選擇閥305設(shè)置在用小部分收集器314收集被探測的小部 分樣品的位置，或者經(jīng)過流路選擇閥305的液體可以被引向廢棄出口
13319(或者任何可選的容器)。但是，被探測的小部分還可以由流路選擇 閥305引導(dǎo)返回到流量分配閥301。 #皮#:測的小部分由該閥被引導(dǎo)至 第二選擇閥306，從而被包含在選擇回路315中。任何過量的液體均 ^皮傳送回流量分配閥301，從而通過出口 318從該系統(tǒng)排出。
因而，如通過改變第二選擇閥306的設(shè)置而選擇的那樣，若干不 同的分離的小部分能夠被隔離并且被選擇性地放置在小部分收集器 314中或者備選地被放置在不同的回路315、 316中。這完全能夠基于 對(duì)來自UV探測器317的UV信號(hào)的分析而通過系統(tǒng)的控制單元自動(dòng) 地進(jìn)行控制。
如圖21所示的色譜系統(tǒng)的第二運(yùn)行模式的特征在于流量分配 閥301位于與顯示在圖19中的第二轉(zhuǎn)子位置對(duì)應(yīng)的第二位置。應(yīng)當(dāng) 注意的是對(duì)于圖20，圖21中閥301的入口/出口的相互位置沒有像 顯示在圖19中的實(shí)施例一樣地畫出。
此外，在該系統(tǒng)的第二運(yùn)行;漠式中，注入閥303位于其"加載" 位置，第一選擇閥304被設(shè)置成串聯(lián)地連接到另一柱313上(然后另一 柱在第一運(yùn)行模式期間被連接)，且第二選擇閥306被設(shè)置成串聯(lián)地連 接其中一個(gè)回路，例如容納所收集的小部分樣品的回路315。
通過泵302現(xiàn)在將使用的緩沖液壓過流量分配閥301到達(dá)第二選 擇閥306，以隨緩沖液一起帶動(dòng)包含在選擇的回路315中的小部分樣 品。流返回到流量分配閥301并從那里返回到第一選擇閥304。
在該第二運(yùn)行模式中，與第 一模式中不同的柱313現(xiàn)在可以串聯(lián) 地連接。因而，與第一運(yùn)行模式中的原先的分離步驟相比，小部分樣 品現(xiàn)在可以用不同的分離技術(shù)進(jìn)一步分離。
與第一運(yùn)行模式類似，分離的小部分由UV傳感器317監(jiān)視，并 且用UV信號(hào)來控制流路選擇閥305，以便將具有較低樣品濃度的小 部分和/或液體或者引導(dǎo)至小部分收集器314、任何出口 319,或者返 回至流量分配閥301。
按照這種方式被返回到流量分配閥301的小部分被進(jìn)一步引向注入閥302,并且通過作用于該閥可包含在毛細(xì)管回路中，以在又一凈
化步驟(根據(jù)第一運(yùn)行模式執(zhí)行)中進(jìn)一步處理。備選地，液體可通過
注入閥302、流量分配閥301和出口 318從該系統(tǒng)排出。
考慮到選擇閱(諸如第一選擇閥304或者第二選擇閥306)典型地 包括內(nèi)部旁通位置，應(yīng)當(dāng)理解的是許多此類閥能夠串聯(lián)地進(jìn)行連接。 這允許形成系統(tǒng)，該系統(tǒng)可容納期望數(shù)量的柱和/或回路，或者容納實(shí) 踐中由背壓或者由相互連接的毛細(xì)管造成的譜帶增寬(band broadening)所限制數(shù)量的柱和/或回路。
圖22是此類系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意性圖解，用兩個(gè)附加的回路 選擇閥306'、 307和一個(gè)附加的柱選擇閥304'擴(kuò)展。
與顯示在圖20和21中的系統(tǒng)相比，第三選擇閥306'被串聯(lián)地放 置在第二選擇閥306之后。盡管為了清晰起見，這些閥306和306'被 顯示為各帶有一個(gè)回路325,325'，但是應(yīng)當(dāng)理解的是各閥能夠具有 如設(shè)計(jì)所需的多個(gè)回路，例如各具有五個(gè)回路。因而，在以上述的第 一模式執(zhí)行的分離期間，能夠被存儲(chǔ)的小部分的數(shù)量能夠容易地?cái)U(kuò) 展。
類似地，第四選擇閥307被串聯(lián)地放置在注入閥303之后。盡管 為了清晰起見，該閥307被顯示為帶有一個(gè)回路311'，但是應(yīng)當(dāng)理解 的是其能夠具有如設(shè)計(jì)所需要的多個(gè)回路，例如具有五個(gè)回路。因此， 在起初或者在以上述的第二模式執(zhí)行的分離期間，可被存儲(chǔ)的小部分 的數(shù)量能夠容易地?cái)U(kuò)展。
最后，與顯示在圖20和21中的系統(tǒng)相比，第五選擇閥304'可被 串聯(lián)地放置在第一選擇閥304之后，這些閥均與附接的色譜柱322和 322'相關(guān)聯(lián)。盡管為了清晰起見，這些閥304、 304'僅顯示為各帶有一 個(gè)柱322、 322'，但應(yīng)當(dāng)理解的是各閥能夠具有如設(shè)計(jì)所需要的多 個(gè)柱，例如各具有五個(gè)色語柱。因而，能夠容易地?cái)U(kuò)展對(duì)于以上述第 一或者第二模式執(zhí)行的各種色譜技術(shù)的不同分離有用的色譜柱的數(shù)量。因而，用根據(jù)本發(fā)明的流量分配閥，柔性自動(dòng)的多步驟多維的色 i普系統(tǒng)能夠被設(shè)計(jì)成具有最小數(shù)量的必要的閥，以及具有短的相互連 接的毛細(xì)管，從而降低由系統(tǒng)的流路造成的背壓和譜帶增寬。
權(quán)利要求
1.一種用于分配流體的流的旋轉(zhuǎn)閥(10)，所述閥包括定子(11)和轉(zhuǎn)子(12)，其特征在于所述定子(11)包括伸入到所述定子中的至少八個(gè)端口，并且各端口終止于內(nèi)部定子表面(11a)上的相應(yīng)的孔口，其中第一端口(21a)終止于第一孔口(21b)，第二端口(22a)終止于第二孔口(22b)，第三端口(23a)終止于第三孔口(23b)，第四端口(24a)終止于第四孔口(24b)，第五端口(25a)終止于第五孔口(25b)，第六端口(26a)終止于第六孔口(26b)，第七端口(27a)終止于第七孔口(27b)且第八端口(28a)終止于第八孔口(28b)，作為所述定子的一個(gè)面的所述內(nèi)部定子表面(11a)以流體密封的方式與所述轉(zhuǎn)子(12)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面(12a)接觸，所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面(12a)能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(RA)相對(duì)于所述內(nèi)部定子表面(11a)旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)，所述定子孔口(21b-28b)的每一個(gè)均圍繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線(RA)以相同的徑向距離R分布，其特征還在于第一、第二、第三以及第四孔口(21b-24b)形成第一組孔口，該組的各孔口從其最接近的相鄰孔口以角度α分開；第五、第六、第七以及第八孔口(25b-28b)形成第二組孔口，該組的各孔口從其最接近的相鄰孔口以所述角度α成角度地分開；并且該第一組孔口和該第二組孔口在兩個(gè)方向上彼此以角度β分開，所述內(nèi)部定子表面(11a)還包括第一定子溝槽(31)和第二定子溝槽(32)，所述第一定子溝槽(31)起始于第四孔口(24b)并終止于以角度α從所述第一孔口(21b)分開的、與所述旋轉(zhuǎn)軸線(RA)相距徑向距離R的位置處，而所述第二定子溝槽(32)起始于所述第五孔口(25b)并終止于以角度α與所述第八孔口(28b)分開的、與所述旋轉(zhuǎn)軸線(RA)相距徑向距離R的位置處，并且其特征在于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面(12a)包括第一、第二、第三以及第四轉(zhuǎn)子溝槽(41-44)，各轉(zhuǎn)子溝槽(41-44)的兩端均位于距所述旋轉(zhuǎn)軸線(RA)徑向距離R處，各轉(zhuǎn)子溝槽(41-44)延伸跨越分隔開所述定子的兩個(gè)相鄰孔口的角度α，從而所述第一轉(zhuǎn)子溝槽(41)和所述第二轉(zhuǎn)子溝槽(42)以角度α分開以形成第一組溝槽，并且所述第三轉(zhuǎn)子溝槽(43)和所述第四轉(zhuǎn)子溝槽(44)以角度α分開以形成第二組溝槽，所述第一組溝槽放置成與所述第二組溝槽完全相反，以允許所述定子(11)和所述轉(zhuǎn)子(12)在第一轉(zhuǎn)子位置和第二轉(zhuǎn)子位置中協(xié)作，從而所述第二轉(zhuǎn)子位置通過將所述轉(zhuǎn)子從所述第一位置旋轉(zhuǎn)角度α而獲得，其中在所述第一位置，在所述第一端口(21a)和所述第二端口(22a)之間通過所述第一轉(zhuǎn)子溝槽(41)、在所述第三端口(23a)和所述第四端口(24a)之間通過所述第二轉(zhuǎn)子溝槽(42)、在所述第五端口(25a)和所述第六端口(26a)之間通過所述第三轉(zhuǎn)子溝槽(43)、以及在所述第七端口(27a)和所述第八端口(28a)之間通過所述第四轉(zhuǎn)子溝槽(44)而存在流體連通，以及在所述第二位置，在所述第一端口(21a)和所述第四端口(24a)之間通過所述第一轉(zhuǎn)子溝槽(41)和所述第一定子溝槽(31)、在所述第二端口(22a)和所述第三端口(23a)之間通過所述第二轉(zhuǎn)子溝槽(42)、在所述第五端口(25a)和所述第八端口(28a)之間通過所述第四轉(zhuǎn)子溝槽(44)和所述第二定子溝槽(32)、以及在所述第六端口(26a)和所述第七端口(27a)之間通過所述第三轉(zhuǎn)子溝槽(43)而存在流體連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述角度a為 30度而角度p為90度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述角度a為 36度而角度(3為72度。
4. 一種色鐠系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述色譜系 統(tǒng)還包括連接到根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的闊的三個(gè)不同的部 件或者部件組，其中穿過所述三個(gè)部件或者部件組的其中一個(gè)的流向 保持恒定，而穿過其它兩個(gè)部件或者部件組的流向能夠被改變。
全文摘要
提供一種用于分配流體的流的旋轉(zhuǎn)閥(10)，該閥包括定子(11)和轉(zhuǎn)子(12)。此外，提供一種色譜系統(tǒng)，其包括此類旋轉(zhuǎn)閥和連接到該閥的三個(gè)不同的部件或者部件組。利用根據(jù)本發(fā)明的此旋轉(zhuǎn)閥，穿過三個(gè)部件或者部件組的其中一個(gè)的流向被保持為恒定，而穿過其它兩個(gè)部件或者部件組的流向能夠被改變。
文檔編號(hào)F16K11/06GK101680861SQ200880016262
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者A·威倫 申請(qǐng)人:通用電氣健康護(hù)理生物科學(xué)股份公司