用于一种色谱分离柱的尾端件的制作方法

专利名称：用于一种色谱分离柱的尾端件的制作方法
技术领域：
本发明涉及色谱分离柱。更具体地，本发明涉及用于大型色谱分离柱的一种网状物。
背景技术：
色谱分离柱通常包括一种用来防止介质从末端腔室泄露的网状物，该腔室用于径向分配从位于柱状体一个端部的一个中心入口流进来的流体和用于径向收集随后从位于柱状体相对的另一个端部的一个中心出口输出的流体。这些网状物延伸横跨柱状体的基本整个内部直径。在现有技术中网状物由聚合物材料制造并通过螺钉或螺栓连接到(如果需要可带有一个支撑垫板)中心入口和中心出口上。螺钉或螺栓以它们的头部在网状物朝向远离入口和出口的那一侧上的方式进行装配，它们穿过位于网状物中的具有适当尺寸的孔，和进而分别旋进位于中心入口和出口壁中的相匹配的螺纹轴向孔中。
可选择地，网状物通过安装被连接在管状端口的一个中心入口或者出口上，管状端口提供有一个内部螺纹和一个位于端口外侧上的止动凸缘，该凸缘距离将要装配的网状物的端部有一段距离，该距离小于网状物的厚度。然后网状物靠在凸缘上放置，同时端口的端部延伸进入网状物的一个中心开口中。网状物通过一个车有螺纹的尾端件而保持就位，该尾端件具有一个管状部分和位于该管状部分一个端部上的一个凸缘，该管状部分提供有一个适合于与端口内部螺纹相紧密配合的螺纹，当尾端件向上转动进入端口时，凸缘将网状物推靠在位于端口的凸缘上。
现有设备具有的一个问题是由于网状物易弯的性质而难于给予网状物合适的支撑。因此，如果样品介质流过腔室的速度快，那么网状物就会弯曲。事实上，网状物通常弯曲到网状物获得塑性变形的这样一种程度，由于这种塑性变形影响介质床的特性和从而影响样品的流动特性，因此上述是人们非常不期望的。所以，网状物限制了适用于这类柱状体的流体流动。
另一个问题是用于装配的螺钉头部和尾端件凸出进入到介质床中和与介质床的填料干涉。这样也会导致在介质床的顶部/底部产生所不期望的流体流动特性。上述头部还会导致产生死体积，死体积也就是流体循环慢或者根本就不存在流体循环的空间，在此处粒子可以聚集，这样使得清洁困难并会导致卫生问题。
在此和在所附加的权利要求书中，术语“流体系统”意指用来指定这样的设备，在该设备中从位于一个区域内的一个腔室中在大致横穿流体流过腔室的方向上引入或者抽出流体。术语“腔室”意指包括术语“容器”和“柱状体”，也可是由分离技术领域中的从业者所使用的其它任何结构，上述结构通过把混合物与固体或者流体交换介质接触，可以从一种混合物中实现组分的一种分离和/或萃取，上述固体或者流体交换介质称作填料。“横断面区”(或者区域)指的是在一个腔室内的一区域，该区域由腔室的横断面来限定，其中腔室的横断面是在横穿流体流过腔室的纵向方向上(通常基本垂直)进行取向的。“流动的纵向方向”指的是在一个腔室中从一个入口朝向一个出口的流动方向。“纵向的”在不考虑方向性的情况下，一致使用它来指定流体流过一个腔室的主要流动路径。“流动连接系统”指的是把在一个流体线路中的两个点连接起来的通道或者路径的一种系统。本领域的熟练技术人员能够意识到柱状体可以在一些不同的取向上进行排列，为了方便和清楚地进行描述起见，假定柱状体的上端部为入口端，而下端部为出口端。“分配系统”指的是这样的结构，通过该结构流体被引入到一个腔室内，“收集系统”指的是这样的结构，利用该结构流体从一个腔室中被抽出，在每一种情况下都是从一横断面区域来进行引入或抽取的。
发明概要本发明的目的是提供一种新的支撑网状物的方式，该网状物在一种大型流体系统中使用，上述方式克服了现有技术中系统所存在的缺陷。上述是通过在权利要求1中所限定的流体传送系统来实现的。
这样的一种流体传送系统的一个优点是网状物被更好地支撑，由此可以避免网状物的塑性变形，和该系统可以在一个增加的流动速率下使用。
另一个优点是所提出的流体传送系统没有与介质床干涉的部分。
再一个优点是所提出的流体传送系统由于只包括少数相互连接的元件，这种简单设计减少了卫生问题存在的危险性。
还有一个另外的优点是所提出的流体传送系统很简单，进而可以廉价地生产。
本发明的实施例在从属权利要求中进行限定。
附图的简要说明

图1示出了一种传统的分离系统的横断面示意图；图2示出了现有技术中的另一种分离系统的示意图；图3a-3c示出了根据本发明用于把网状物固定到网状支撑物上的结构；图4示出了根据本发明的用于把网状物固定到网状支撑物上的另一种结构；图5示出了根据本发明的一个第一实施例；图6示出了根据本发明的一个可选择的实施例；图7示出了根据本发明的另一个可选择的实施例。
本发明的详细描述图1示出了一种传统的分离系统100的横断面示意图。由于这样的一种系统的两个端部通常基本上是相同的，因此通常使用其中的一个端部用作入口端，而另外一个端部用作出口端，因此只示出其中的一个端部。该分离系统100实质上是旋转式对称的，它包括侧壁110和一个分配系统130。分配系统130包括一个入口140；和一个分配设备150，例如径向延伸的肋，用于均匀地分配在入口端柱状体100的横断面之上的流动相，和在出口端(未示出)的一种类似设备，该设备用于均匀地从柱状体的横断面收集出口端的流动相。分配系统130终止于一个网状支撑物160，例如它可以是一个带孔盘。为了防止填料进入到分配系统130中和进一步提高分配性，一个具有细网眼的网状物170(网筛)或者一种等效的过滤材料被设置在面向填料的网状支撑物160的下面。如上所述，网状物170和网状支撑物160通过螺钉180连接到分配系统130上，这样它们围绕自身的外周缘夹持在侧壁110和分配系统130之间。为了减少泄露，在每一螺钉180和围绕系统的周缘分别提供有密封装置例如O形圈190、200。
如上所述，这种设备会受卫生问题的影响，例如在死体积中收集流体的问题和螺钉会导致在介质床中的所不期望的流体流动特性的问题。另外，尤其对于较大直径的柱状体来说，为了获得网状物170的令人满意的固定需要很大数目的螺钉180。
图2示出了现有技术中的另一种分离系统300的示意图。这种系统与上述系统是不同的，因为它包括一个中心喷管310，该喷管可被用来将浆状物或者洁净的流体注入到柱状体中。因此每一网状支撑物160和网状物170都具有一个中心孔，该中心孔的直径比中心喷管310的外部直径稍微大一点。中心喷管310进一步通过位于中心喷管310的外周缘上的一个凸缘320和另外一个位于中心喷管一部分上的凸缘330用来将网状支撑物160和网状物170在中央进行固定，上述中心喷管延伸进入到介质床中。由于根据系统的尺寸只需要较少数目的螺钉180，但是有关螺钉干涉介质床的问题仍然存在。
本发明避免了上述问题，即通过把网状物170与网状支撑物160整体连接到一起，这样就把网状物与网状支撑物160牢固地连接到一起，进而产生一种整体的网状设备。通过由这样的一种材料制成网状支撑物160，即该材料与形成网状物170的材料相容，网状支撑物160和网状物170可以通过例如焊接连接在一起。
有许多可能的方式将网状物170焊接到网状支撑物160上，例如接触焊，沿着位于网状支撑物160中的若干焊接孔350的下边缘400进行连续地或者部分地焊接，和沿着网状物的外周缘进行焊接。图3a-3c示出了为网状物提供一个足够牢固固定的焊接孔350的结合方式的实施例。在图3a中，焊接孔设置成狭槽的形式，这些狭槽沿着与网状支撑物160同心的一个圆周上排列。在图3b中焊接孔以径向延伸的狭槽形式进行排列，在图3c中，图3a中的狭槽由圆形孔来代替。如果焊接孔进行如此的布置，即所述孔覆盖一个十分大的百分比的系统面积，就不需要额外的流体通路了，也就是网状支撑物160上的所有穿孔都可以被省略。为了得到一种最佳的焊接接头或接缝，在焊接孔350的下边缘400上也就是网状物170将被焊接的地方可提供有一个小的焊接突出部分410，如图4所示。焊接突出部分410由网状支撑物160的平面向焊接孔350的中部延伸，该焊接突出部分在焊接过程中起到作为一种材料来源的作用，由此在边缘400就可以避免产生不必要的凹进。
在设计网状支撑物160时应该关注的一方面是应该避免由于大孔或者其它中空结构而产生过剩体积。网状支撑物160应该进一步适应于系统的流动特性。然而，由于如果孔缩小，就难于到达孔的下面和难于进行焊接，所以在网状支撑物160上开这样的孔是必要的，即通过上述孔可以对网状物相对宽广地进行焊接。如果网状支撑物160具有一个大约8mm的厚度，那么网状支撑物160可以具有一个大小为20mm的合适宽度。由于焊接孔的上面部分具有一个较大的直径，焊接突出部分410进一步帮助进行焊接。为了减少在焊接孔350中的过剩体积和为了与流动特性相匹配，在孔中可以提供一个阻流器420或者类似物。阻流器420便利地由一种可加工或者可模塑的材料例如塑料制成，和被设计成通过焊接孔350的流动通路被分成一条或者更多条与系统的流动特性相匹配的小路径。优选地，阻流器420是位于焊接孔350正中的一种结构，这样就在阻流器420的边缘和焊接孔350的内壁之间产生小的路径。
根据第一实施例，如在图5中所示，网状支撑物160如此形成，以致于它足够坚硬而只需要在其外周缘上进行支撑。通过这种方式，所有的支撑螺钉和类似物都可以被省略，因此对介质床的干涉降低到一个最小限度。有一些可以得到这样一种坚硬的网状支撑物160的方法，例如选择由一种更坚硬的材料来制造它或者增加制造它的材料厚度。由于大型系统可具有一个从400毫米到2米或者更大直径的柱状体，因此网状支撑物160的厚度可以相对于每一柱状体的直径来进行合适地选择。如果，例如，一个不锈钢板被用作一个500毫米的柱状体的网状支撑物160，在常规流动速率下，大约3毫米的钢板厚度是有效的，但是对于一个1.5米的柱状体来说钢板的厚度应该是8到10毫米。根据该实施例，柱状体直径和一个不锈钢网状支撑物160的厚度的一种关系大约是500∶3。然而，应该注意的是，刚度进一步高度地依赖于焊接孔350的布局设计。进一步地，如果系统在较高流动速率下使用，厚度必须增加。
这样的一种刚性网状支撑物160也可以形成来支撑分配设备150，例如在图6中所示。在该实施例中，分配设备150包括一个圆盘形状的分配元件510和一个终止于网状支撑物160的分配间隙520。在网状支撑物160和分配设备150之间提供有若干间隔元件530，所述元件530支撑分配元件510和限定分配间隙520的高度。在分配元件510和分配设备150的一个主体之间可以提供有类似的间隔元件540，由此限定一个分配通道550。间隔元件530、540可以单独提供，或者也可以在组成部件的表面整体形成。
根据另外的一个实施例，如在图7中所示，由若干支撑螺钉610在网状支撑物160的外周缘支撑该网状支撑物160，上述螺钉均匀地间隔开，以便对网状支撑物160进行附加地支撑。然而，在这个实施例中，螺钉610不与介质床直接接触，因为网状支撑物160提供有螺纹结构620，螺钉610延伸穿过位于分配系统中的孔以与螺纹结构620相接合。进一步地，由于网状物170是与网状支撑物160焊接在一起的，为了得到对网状物170的足够支撑，需要一个相对小数目的螺钉。螺纹结构620例如可以是网状支撑物160中的螺纹孔中或者是从网状支撑物160的上表面突起的螺纹结构。在分配设备150和网状支撑物160之间提供有设定合适距离的套筒630。如果套筒630由具有密封性能的一种材料例如一种合适的塑料材料制成，附加的密封装置可以被省略，这样就可以得到改善的卫生性能。
上述实施例中的每一个都进一步适用于与一个中心喷管310一起使用，由此获得附加的刚度。在这种类型的一个特殊实施例中，中心喷管310是与网状物170和网状支撑物160整体连接在一起的，由此现有技术中的一些卫生问题和其它问题被解决了。
应该注意的是本发明也适用于非圆形横断面的柱状体，例如正方形横断面或者长方形横断面，因此术语“环形物”并不意指限定于用于保持一个网状物的圆形装置，而且也意指包括用于保持一个网状物的具有其它形状例如正方形或者长方形等的装置。
本发明并不限定于使用金属网状物和与金属网状物焊接在一起的用于保持一网状物的金属装置，而且也适用于塑料网状物以及与塑料网状物熔接在一起的用于保持网状物的塑料装置。虽然本发明对通过使用焊接把网状物以及与用于支撑网状物的装置连接在一起进行了说明，尽管焊接是优选方法，因为它不把任何的杂质或者不必要的物质引入到柱状体中，但是也可以想到使用任何其它的固有的防漏手段把网状物和与用于保持一网状物的装置连接在一起，例如锡焊、铜焊、粘合或者类似手段。也可以想到的是，网状物和用于保持一个网状物的装置可以整体形成，例如通过浇铸、烧结或者铸型而成为整体。
权利要求
1.一种流体传送系统(100)，其包括一种网状物(170)和一种网状支撑物(160)，其特征在于网状物(170)是和网状支撑物(160)整体连接在一起的。
2.根据权利要求1所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状物(170)和网状支撑物(160)是通过焊接连接在一起的。
3.根据权利要求2所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状物(170)和网状支撑物(160)是通过接触焊连接在一起的。
4.根据权利要求2所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状物(170)和网状支撑物(160)是通过在若干焊接孔(350)的下边缘(400)处进行焊接而连接在一起的，上述焊接孔延伸穿过网状支撑物(160)。
5.根据权利要求4所述的流体传送系统(100)，其特征在于在下边缘(400)处提供有一个焊接突出部分(410)，该焊接突出部分由网状支撑物(160)的平面向焊接孔(350)的中部延伸。
6.根据权利要求4或5所述的流体传送系统(100)，其特征在于在焊接孔(350)中设置有用来减少过剩体积的阻流器(420)。
7.根据权利要求1到6任一权利要求所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状支撑物(160)如此形成，使得它具有足够的刚性而只需要在它的外周缘上进行支撑。
8.根据权利要求7所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状支撑物(160)为一不锈钢板，其厚度和直径的比值大约为3∶500。
9.根据权利要求1到6任一权利要求所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状支撑物(160)提供有螺纹结构(620)，由此通过螺钉(610)把网状支撑物(160)紧固在分配系统(130)上，上述螺钉延伸穿过位于分配系统(130)中的孔并与所述螺纹结构(620)相接合。
10.根据权利要求1到8任一权利要求所述的流体传送系统(100)，其特征在于网状支撑物(160)支撑一分配设备(150)，该分配设备由一个圆盘形状的分配元件(510)和一分配间隙(520)形成。
11.根据权利要求9所述的流体传送系统(100)，其特征在于分配设备(150)由网状支撑物(160)通过在网状支撑物(160)和分配设备(150)之间提供的若干间隔元件(530)来支撑。
12.根据权利要求1到10任一权利要求所述的流体传送系统(100)，其特征在于它进一步包括与网状物(170)和网状支撑物(160)整体连接在一起的一中心喷管(310)。
13.根据权利要求1到11任一权利要求所述的用于一种流体传送系统(100)的网状物设备，其特征在于它包括一网状物(170)和一网状支撑物(160)，上述网状物(170)和网状支撑物(160)整体连接在一起。
全文摘要
一种流体传送系统(100)，其包括一种网状物(170)和一种网状支撑物(160)，其中，网状物(170)与网状支撑物(160)整体连接在一起。网状物(170)和网状支撑物(160)优选通过焊接连接，例如接触焊接或者通过在若干焊接孔(350)的一个下边缘(400)处进行焊接，上述焊接孔延伸穿过网状支撑物(160)。
文档编号B01D15/22GK1531652SQ02813525
公开日2004年9月22日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年7月4日
发明者O·萨尔文, K·格鲍尔, P·贝尔韦斯特, J·戴维斯, U·比滋尔, , O 萨尔文, に固, 潭 申请人:阿默森生物科学有限公司