色譜分析用的受熱旋轉(zhuǎn)閥的制作方法
【專利說明】色譜分析用的受熱旋轉(zhuǎn)閥
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
無。
[0002]關(guān)于受聯(lián)邦政府資助的研發(fā)的聲明不適用。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及用在色譜分析中的閥和系統(tǒng)。更具體而言，本公開涉及一種受熱的旋轉(zhuǎn)閥，用于結(jié)合有待在管柱中分離的樣本使用，以將樣本加熱到閥端口內(nèi)的溫度。受熱的旋轉(zhuǎn)閥準許將沸騰范圍很寬的化合物引入到氣相色譜儀中，使得面積和保存時間的精度得到改善。
【背景技術(shù)】
[0004]通常使用位于烘箱或其它加熱裝置中并且通過烘箱或其它加熱裝置加熱的管柱對樣本執(zhí)行氣相色譜分析(GC)，其中，樣本在引入到管柱之前被加熱。然后將分離后的樣本引入到檢測器以便識別化合物。色譜儀烘箱可能在40°C到400°C的范圍內(nèi)的高溫下工作。因為管柱一般是諸如金屬或熔融石英制成的一圈薄管，內(nèi)部帶有聚合物涂層，所以管柱會迅速達到烘箱內(nèi)的環(huán)境溫度或通過外部加熱元件施加的溫度，這樣準許樣本移動通過管柱。一個問題是，樣本需要加熱到管柱的高溫。這有時候是使用加熱的噴射端口實現(xiàn)的，其中樣本尺寸足夠小，從而使得可以使用注射器實現(xiàn)噴射，注射器穿透隔壁-一個厚的橡膠盤。加熱的噴射端口足夠燙，使得樣本沸騰并作為氣體被氦氣或另一種載氣帶入管柱中。
[0005]過去，氣相色譜分析的液體噴射包含通過注射器進行液體噴射，無論是否在管柱上分裂，但是這種注射器雖然簡單，但會出現(xiàn)隔壁使用壽命和與閥相關(guān)聯(lián)的更復(fù)雜的自動化系統(tǒng)的問題。過去的替代方案是通過閥噴射，可能是一個區(qū)帶的系統(tǒng)(諸如標準液體樣本閥)或者是兩個區(qū)帶的噴射系統(tǒng)，其中樣本從冷區(qū)帶(諸如樣本供給機)移動到熱區(qū)帶(諸如管柱)。雖然更容易控制并且能重復(fù)，但是這些閥系統(tǒng)難以確保樣本到達熱區(qū)帶時處在熱區(qū)帶的溫度。
[0006]另外，因為本領(lǐng)域已知的閥的內(nèi)部體積很大，所以不但難以實現(xiàn)加熱，而且樣本在管柱中反復(fù)再循環(huán)以便實現(xiàn)高度分離的過程也基本上只是理論上的，因為那些閥典型地使用相對較大的裝配接頭(例如1/16英寸或1/32英寸)，會在每一開關(guān)中引入峰部加寬，因為那些配接件與小口徑的管柱不相容。替代方案包括使用Dean式切換和其它壓力差方法，其使用外部螺線管閥來控制載氣的方向。這些對于管柱切換效果都不太好。
[0007]期望并入的樣本可以根據(jù)機械控制系統(tǒng)引入，并且將處在用于通過色譜分析系統(tǒng)處理的溫度，但是否則不傳熱或受到熱浸。
[0008]另外，在色譜分析系統(tǒng)中，典型的是樣本可能會在不期望分析或者未在進行分析的時間流過閥。如果所提出的閥，在非分析周期期間，流動的樣本會接觸高溫下的閥，可能對樣本是有害的，因為這樣可能導(dǎo)致樣本在接受分析之前反復(fù)汽化。
[0009]因此期望提供一種用于與樣本源連通的閥，其中閥將準許樣本流到管柱，同時將樣本加熱到分析周期期間使用的溫度，但是否則不將熱量引入到周圍系統(tǒng)或引入到樣本。
[0010]因此期望提供一種內(nèi)部體積只有幾納升的閥，其可以用于高溫下的管柱切換，而不需要不期望的冷卻或不必要的另外的加熱設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本公開因此符合上述需求，并且克服了現(xiàn)有技術(shù)中的一個或更多個缺點，方法是通過提供一種受熱的旋轉(zhuǎn)閥，用于結(jié)合一個或更多個受熱的管柱使用，從而使得加熱到或維持在閥中的溫度的樣本然后可以在被加熱到相同溫度的管柱中分離。
[0012]本公開提供一種受熱的旋轉(zhuǎn)閥，其包含定子、長型主體、轉(zhuǎn)子密封件、傳動軸和發(fā)熱元件。所述定子具有定子第一表面和定子第二表面，其中定子第一表面具有多個定子連接件，而定子第二表面包含平板。定子有多個定子端口，每個定子端口從連接件延伸到定子第二表面的平板。
[0013]長型主體具有從主體第一端部到主體第二端部的內(nèi)部鉆孔，傳動軸位于內(nèi)部鉆孔中以便自由旋轉(zhuǎn)。定子在它的第二表面處在主體第一端部附著到主體，以便形成一體式單元，轉(zhuǎn)子密封件可以在其中旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子密封件是聚合物圓盤，其相對于定子形成高壓密封，因此具有轉(zhuǎn)子密封件第一表面，位置鄰近于定子第二表面。轉(zhuǎn)子密封件在它的第一表面中具有至少一個通道，以在期望時連接兩個定子端口。傳動軸延伸超出主體的第二端部，傳動軸附著到轉(zhuǎn)子密封件，從而使得致動器可以切換閥以在期望時連接特定部分。發(fā)熱元件在靠近轉(zhuǎn)子密封件的第一表面和定子的第二表面的主體第一端部中或所述主體第一端部處附著到主體，或附著在定子頭中，使得熱量被主體和/或定子傳輸?shù)蕉ㄗ佣丝?，主體和/或定子由能將熱量從所述發(fā)熱元件傳遞到所述定子端口的材料構(gòu)成。
[0014]在替代實施例中，閥是旋轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)的一部分，旋轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)進一步結(jié)合有控制器，控制器適配成接收開始指令并且在接收到所述開始指令后激活發(fā)熱元件。
[0015]在另一實施例中，所述旋轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)可以合并到色譜分析系統(tǒng)中，其中，控制器進一步適配成從烘箱中的溫度傳感器接收烘箱溫度，從而使得發(fā)熱元件可以將閥加熱到烘箱溫度，另外還有色譜柱、樣本供給機、烘箱和溫度傳感器。在色譜分析系統(tǒng)中，閥在色譜柱入口處與管柱連通，并且在樣本供給機出口處與供給機連通。管柱、樣本供給機和溫度傳感器位于烘箱內(nèi)，而閥穿過烘箱壁定位，使得烘箱側(cè)的主體區(qū)部的后部接觸烘箱壁，而烘箱外部主體區(qū)部位于烘箱外部。
[0016]本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過下面對各種實施例和相關(guān)圖式的說明，將容易明白本公開的另外的方面、優(yōu)點和實施例。
【附圖說明】
[0017]為了實現(xiàn)并且可以詳細了解本公開的所說明的特征、優(yōu)點和目標以及其它將變得顯而易見的特征、優(yōu)點和目標，可以通過參照圖中示出的本公開的實施例，更具體地說明上文簡要概述的本公開，這些圖構(gòu)成本說明書的一部分。然而請注意，附圖僅示出了本公開的典型的優(yōu)選實施例，因此不應(yīng)被視為限制本公開的范圍，因為本公開可以承認其它同樣有效的實施例。
[0018]圖中:
圖1是組裝后的本公開的閥的一個實施例的圖解說明。
[0019]圖2是組裝后的本公開的閥的沿著B-B線的圖1的實施例的剖視圖的圖解說明。
[0020]圖3是本公開的閥的實施例的等距視圖的圖解說明。
[0021]圖4是本公開的閥的定子的外表面的圖解說明。
[0022]圖5是本公開的閥的轉(zhuǎn)子密封件的面的圖解說明。
[0023]圖6是本公開的替代實施例的分解圖。
[0024]圖7是本公開的另一個實施例的圖解說明，其示出了烘箱中的受熱的旋轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)和色譜分析系統(tǒng)。
[0025]圖8是本公開的另一個實施例的圖解說明，其示出了受熱的旋轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)和受熱的管柱系統(tǒng)。
[0026]圖9是使用本公開的閥再循環(huán)的兩個管柱的圖解說明。
【具體實施方式】
[0027]參照圖1-圖7，提供受熱的旋轉(zhuǎn)閥100以配合有待在管柱704中分離的樣本使用，所述管柱704通過烘箱712或其它加熱系統(tǒng)加熱，以便在分析周期期間在閥的端口內(nèi)將樣本加熱到管柱的溫度，但是否則不加熱樣本。閥100可以放置成使得定子102的第一表面104和定子連接件108暴露于與樣本源708連通的色譜儀烘箱712，使得有待引入到管柱704的樣本在閥100主體的第一端部100內(nèi)加熱到相關(guān)聯(lián)的色譜柱704的溫度，但是否則不將過多的熱量引入到閥100的周圍環(huán)境中。參照圖8，受熱的旋轉(zhuǎn)閥100可以位于鄰近管柱804之處，管柱804通過直接的或間接的傳熱得到加熱，諸如通過結(jié)合到管柱804的加熱元件。閥100包含定子102、長型主體112、轉(zhuǎn)子密封件230、傳動軸134，這些組件全都由不銹鋼構(gòu)成，還包含發(fā)熱元件236，其在閥100的主體112的內(nèi)部或外部。
[0028]參照圖7，定子102與長型主體112—體成形，并且提供閥100與樣本供給機708和管柱704的連接點。參照圖1-圖6，定子102具有定子第一表面104和定子第二表面106。定子第一表面104有多個定子連接件108，其提供與樣本供給機708和管柱704的連通點。定子第二表面106包含平板502，其在閥100操作時提供樣本的流動路徑的一部分。定子102有多個定子端口 210，每個定子端口 210從連接件108延伸到定子第二表面106的平板502。優(yōu)選地，每個定子端口 210構(gòu)造成與360微米的裝配件一起使用，這樣可以減小定子102中的樣本的體積，因此進一步提高從定子102的傳熱速度。
[0029]參照圖1-圖7，長型主體112的一