用于液相色谱分析法的控制阀的制作方法
【专利摘要】提供一种用于液相色谱分析法的控制阀，其具有安置在壳体内且有多个连接端口的定子和安置在壳体内的可转动转子，转子在由相应的角位置限定的预定操作位置处与定子相互作用以使得流体连通或断开预定的连接端口，并借助设于壳体内的支承压紧设备可转动地支承并且沿朝向定子的方向施加预定压紧力。支承压紧设备具有与转子接触以传递压紧力的平衡件，平衡件具有借助施力面对转子施力的头部、平衡件借以支承在支承压紧设备的压紧力产生单元上或者支承压紧设备的压紧力传递构件上的根部、设于头部和根部之间的弯曲部，弯曲部构造成容许弹性弯曲变形以使头部的施力面在转子晃动时在转子的每个角位置处全面作用于转子，转子和定子的接触面内压力分布均匀。
【专利说明】用于液相色谱分析法的控制阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的、用于液相色谱分析法的控制阀且尤其是用于高效液相色谱分析法(HPLC)的高压控制阀。
【背景技术】
[0002]在HPLC中，高压控制阀被用于执行一整套不同的任务，例如用于从样品容器取出待检样品，将其供应入样品环路中并且从样品环路送入流向色谱分析柱的高压液流中，或者用于冲洗不同的组成部件或者在多个柱之间进行切换。
[0003]这种控制阀一般用在HPLC的自动给样器、柱炉或分馏收集器中。
[0004]在使用控制阀时，只要相关部件之间的毛细管路径短，即导引待处理介质的毛细管的长度短基本上总是有利的。例如当在洗脱液流中引导样品时，只要穿过短的毛细管路径就总是有利的，因为样品弥散即样品与在流路中位于样品前后的洗脱液的混合较少。另夕卜，通过短的毛细管路径，尽量减小相关系统内的压力损失。
[0005]为了实现短的毛细管路径，可以有利地或者说在许多情况下绝对需要尽可能紧凑地构成控制阀。由此可以节省地且多样化地使用所述控制阀。
[0006]虽然结构紧凑，但这样的控制阀显然也需要保证引导待处理介质的可动部件的精确的且可再现的定位。
[0007]将样品送入液流中的控制阀通常具有定子，在定子中设有用于向控制阀供应液体或从控制阀排出液体的多个连接端口。这些端口借助多个通道与开口横截面相连，开口横截面在该定子的操作面(例如基本呈圆柱形的定子元件的端面)上形成。转子也具有操作面，其与定子的操作面相互作用，其中在该转子的操作面上形成多个凹槽，这些凹槽用于根据两个以上的操作位置将定子的某些开口横截面或者端口相互连通。此时，转子和定子必须以足够高的压紧力被相互压紧，以便在出现在液相色谱法尤其是HPLC中的高压下也获得在操作面内的密封性。
[0008]这种控制阀例如在W02009/101695或US2010/0281959A1中进行了描述。
[0009]近年来，在HPLC中，因为在此用于待处理介质的高压而如此构成定子和转子，即，使得两个相互作用的表面分别由坚硬的材料构成或者涂覆有坚硬的材料。在此情况下需要转子相对于定子以可晃动足够大的角度值的方式安装，以补偿加工和安装误差并且在任何角位置处在接触面上都产生尽量均匀的压力分布。为此已知的是，借助柔性垫以可晃动的方式安装该转子(例如DE102011000104，未在先公开；与W02011/008657A2相似)。所述功能也应该可以在本发明的阀中实现。
【发明内容】
[0010]因此，鉴于上述现有技术，本发明基于以下任务，S卩，提供一种用于液相色谱分析法的控制阀尤其是用于高效液相色谱分析法的高压控制阀，其在转子和定子之间接触面上具有尽量均匀的压力分布并且同时保证转子的精确导引和定位以及具有紧凑的结构尺寸。[0011]本发明利用权利要求1的特征实现该任务。
[0012]由从属权利要求获得本发明的其它实施方式。
[0013]本发明源于以下认识，S卩，有利的是，用于实现转子晃动运动的平衡件不是以由相对软的弹性材料(如塑料)构成的衬垫形式制成的或者采用昂贵的支承机构，而是该平衡件由相对坚硬的抗压耐热的材料(尤其是金属或陶瓷)制成的，并且通过合适的几何形状实现了晃动运动。由此，实现了显著改善的耐热性和长期稳定性。
[0014]平衡件的纵轴线优选地大体与转子的转动轴线对准。
[0015]根据本发明，所述平衡件具有头部、根部以及设于头部和根部之间的弯曲部，所述头部经由施力面对转子施力，所述平衡件借助所述根部支承在支承压紧设备的压紧力产生单元上或者支承压紧设备的传递压紧力的构件上，所述弯曲部被构造成容许弹性弯曲变形，从而使头部的施力面即使在转子晃动运动时也在转子的任何角位置处都全面地作用于该转子，同时在转子和定子之间的接触平面内产生基本均匀的压力分布。
[0016]在本发明的一个实施方式中，所述头部构成为可以基本上刚性抗弯。所述头部为此可以具有相对于弯曲部增大的横截面，因而在该头部中实际上不出现弹性变形。
[0017]以简单的方式低成本地制造这样的平衡件，例如制成为简单的金属车削件。另外，相对坚硬的耐压材料保证了突出的长期稳定性。
[0018]根据本发明的一个易制造的实施方式，平衡件呈杆状件或晃动杆的形式。任何坚硬的足够耐压且具有充分的弯曲弹性和耐热的材料(例如钢或陶瓷)尤其适用于所述材料。当然，平衡件的形状也必须在考虑材料性能的情况下来选择，从而至少在弯曲部内保证了在维持要沿轴向传递的压力下的期望的弹性变形。
[0019]所述弯曲部或者所述弯曲部和根部此时优选地可以呈柱形部的构造，在这里，所述弯曲部的形状和材料被选择成容许所需要的晃动运动。
[0020]根据另一实施方式，所述弯曲部可以具有用于在轴向上传递压紧力的足够耐压的两个薄部或固定铰链，其中这些薄部或固定铰链能分别沿所述平衡件的纵轴线的横向弹性地弯曲，在这里，两个薄部的弯曲运动所弯曲偏离开的纵向延伸平面或者说所述固定铰链的弯曲轴线夹设形成一不等于零的角度，优选的是相互垂直。
[0021]通常，这样的高压控制阀的定子具有定子端面，在所述定子端面中形成由在所述定子内的多个通道形成的多个端口的操作横截面。所述转子具有对所述定子端面施加作用的转子端面，在转子端面中形成一个或多个凹槽，所述凹槽根据转子相对于定子的转动位置分别以密闭连接的方式流体连通某些端口孔。取代该一个或多个凹槽或除了该一个或多个凹槽，也可以在转子端面中设置一个或多个设于转子内的连通通道的操作横截面。如果连通通道的横断面开口在某个转子转动位置上与规定的端口的操作横截面重合，则获得该端口的连通。
[0022]定子端面的端口的开口横截面所处的且相对于(通常总体是平面的)转子端面须被密封的(中央)区域通常相对于定子端面的周围区域是略微凸出地构成的。因此，转子和定子之间的密封面由该定子端面的凸出区域的尺寸来确定。根据本发明的一个实施方式，所述平衡件的头部的施力面的径向延伸尺寸被选择成至少与所述转子端面的设有凹槽的区域的径向延伸尺寸一样大。由此，可以保证并维持转子和定子之间的接触面上的均匀压力分布。该施力面也可以被选择成与所述转子和定子之间的整个密封面一样大，该整个密封面在凸出地构成定子端面的设有端口的横断面开口的相关区域时由该区域来限定。
[0023]根据本发明的一个实施方式，所述平衡件的根部可以支承在所述支承压紧设备的优选呈罐形的接合件上，在这里，所述接合件以抗转动的但可轴向移动且实现所需要的转子晃动的方式与转子相连。由所述平衡件和所述接合件构成的接合单元与转子一同转动并且向该转子传递压紧力。
[0024]支承压紧设备为此可以具有优选地呈环形的弹簧单元，所述弹簧单元对所述接合件施以压紧力。所述接合件也可以呈罐形，在这里，所述平衡件使其根部支承在所述接合件的底面上，并且使其头部且至少使其朝向转子的上端面超出接合件的端面。
[0025]根据本发明的一个实施方式，所述支承压紧设备可以具有容纳部，所述容纳部能绕所述转子的转动轴线转动且轴向固定地安装，并且所述弹簧单元支承在所述容纳部上，其中所述容纳部直接地或借助所述弹簧单元以抗转动的方式与所述接合件连接，并且所述容纳部、所述弹簧单元、所述接合件和所述平衡件与所述转子一起构成能绕所述转子的转动轴线转动的单元。
[0026]容纳部此时可以仅利用一个径向轴承来支承，所述径向轴承优选的是径向滚珠轴承并且具有高的轴向承载能力，从而所述径向轴承能承受将所述转子压紧到所述定子上所需要的压紧力。该轴承为此例如能以径向止推滚珠轴承的形式构成。
[0027]根据本发明的一个实施方式，所述容纳部可以呈柱形或罐状并且为了相对于所述轴承支承而优选地具有环形的径向凸缘，其中所述弹簧单元支承在所述容纳部的与所述转子相对的凸缘的端面上。所述容纳部因此可以容纳所述接合件并且根据需要轴向移动来安装，因而同时同轴地对中。但是，对中也可以只通过呈环形的弹簧单元来实现，所述弹簧单元可构造成，使得它在弹簧单元从其松弛的初始位置(阀安装时)起被轴向预紧(且由此缩小环形开口直径)时对接合件施以径向向内的对中力。
[0028]所述容纳部可在其(靠近转子)端面或凸缘上具有例如环形的轴向凸起，所述轴向凸起与支承在所述容纳部的或凸缘的端面上的所述弹簧单元部分地相互作用以便径向定位和固定该弹簧单元。所述弹簧单元因此可以径向地支承在容纳部的轴向凸起上，由此，所述弹簧单元自对中并且也能实现接合件的上述对中。因为接合件以抗转动(当然在径向上也固定不动)的方式与转子相连，故由此也使得转子相对于定子定位。
[0029]根据本发明的一个实施方式，所述容纳部具有远离定子的驱动部，该驱动部能与驱动装置的从动端相接合。因为所述接合件可相对于所述容纳部轴向地移动且容纳部被轴向固定地安装，故实现了例如呈可控马达驱动装置或者手动操作的操纵件形式的驱动装置的简单接合。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]以下将结合附图所示的实施方式来详述本发明，其中:
[0031]图1是本发明的控制阀的第一实施方式的剖切立体图；
[0032]图2是本发明的控制阀的第二实施方式的实际控制阀(不带驱动装置)的剖切立体图；
[0033]图3是本发明的控制阀的另一个实施方式的剖切立体图。
[0034]附图标记列表[0035]I控制阀
[0036] 3 壳体
[0037]5第一壳体部
[0038]7第二壳体部
[0039]8支承压紧设备
[0040]9 凸肩
[0041]11 轴承
[0042]13容纳部
[0043]13’容纳部
[0044]15接合件
[0045]16接合单元
[0046]16’接合单元
[0047]17第一盖部
[0048]19 凸肩
[0049]21平衡件/晃动杆
[0050]21’平衡件
[0051]23 转子
[0052]25连接销
[0053]27弹簧单元，盘簧
[0054]29 定子
[0055]31连接端口
[0056]33第二盖部
[0057]35 螺钉
[0058]37传动单元
[0059]39中心齿轮
[0060]41中心齿轮
[0061]43从动轴
[0062]45驱动单元
[0063]47行星齿轮
[0064]49 销
[0065]51传动部件
[0066]53杆状件
[0067]55转子转动位置测定设备
[0068]57径向标记件
[0069]59径向传感器兀件
[0070]57’轴向标记件
[0071]57’ !容纳部
[0072]57’ 2径向磁化的永磁体
[0073]57，a 端面[0074]59’轴向传感器元件
[0075]61印刷电路板
[0076]63 薄部
[0077]65 边缘
[0078]A阀轴线
【具体实施方式】
[0079]如图1所的控制阀I包括壳体3,该壳体具有第一壳体部5和第二壳体部7。在呈罐状的第二壳体部7内安装有例如呈电动机形式的驱动单元45。在第一壳体部5内，在上侧区域内容纳有实际的控制阀，在下侧区域内容纳有传动单元37，该传动单元与驱动单兀45相接合。第一壳体部5利用第一盖部17和第二盖部33被封闭。
[0080]实际的控制阀包括定子29、转子23和支承压紧设备8，所述支承压紧设备8用于将转子23以可转动的方式支承在壳体3内并产生压紧力，借助该压紧力，所述转子沿朝向定子的方向承受该压紧力。定子以已知的方式具有在定子端面上形成的连接端口 31的端口开口横截面，以输入或排出待处理的介质。定子端面与转子23的转子端面相互作用，在转子端面上形成有多个凹槽。根据转子23相对于定子29的角位置，设于定子端面上的多个凹槽分别连接预定的端口开口横截面，使得相关的连接端口 31分别流动连通。
[0081]在图1所示的实施方式中，支承压紧设备8由轴承11、容纳部13、弹簧单元27和接合单元16构成。
[0082]第一壳体部5在其内部空间中具有凸肩9，环形轴承11轴向支承在该凸肩上。轴承11以在轴向上充分承载的径向轴承的形式构成，例如呈径向止推滚珠轴承的形式。基本上呈空心圆柱形的或罐形的容纳部13支承在轴承11上，该容纳部具有在壳体内沿径向一直延伸几乎到达壳体3或者壳体部5的内壁的凸缘，从而容纳部13在轴向上是固定不动的但以可转动的方式支承。此时，凸缘或轴承11必须要构造成使得可彼此相对运动的部分不接触，以实现顺畅的转动运动。因而在所示的例子中，在轴承11的外环和容纳部13的凸缘之间具有小的轴向环形间隙。
[0083]由接合件15和平衡件21构成的接合单元16基本呈空心圆柱形或罐形构造并且将其下侧部分插入容纳部13中。接合件15的外轮廓基本上对应于容纳部13的内部空间轮廓。因此，接合件15可以以轴向移动的方式穿过该容纳部13。
[0084]在如图1所示的控制阀I的实施方式中，如此选择容纳部13的内部空间的内径，即，使得该内部空间的直径基本等于接合件15的外径，从而在径向上相对于容纳部13且进而相对于阀轴线A得到了接合件15的足够精确的对中。这是因为必须将定子29的纵轴线(垂直于定子端面且与端口开口横截面同轴地延伸)以及转子23的转动轴线尽量精确地相互调准，以使得定子轴线和转子轴线对准(构成阀轴线)。同时，通过彼此对应地选择接合件15的外径和容纳部13的内径，来获得接合件15在阀轴线上的精确地轴向移动的可能性。但是，这决定了相对小的加工公差。
[0085]接合件15在如图1所示的控制阀I的实施方式中仅通过摩擦配合与容纳部13以抗转动的方式连接并且与该容纳部一起借助轴承13以可转动的方式被支承。摩擦配合所需要的压紧力与在转子23和定子29之间的界面处作用的由弹簧单元27产生的压紧力或密封力相对应。在所示的实施方式中，该弹簧单元通过仅一个环形弹簧件来实现。当然，也可采用一叠环形弹簧件来代替仅一个环形弹簧件。
[0086]为了实现摩擦配合，接合件15在其上侧区域内具有在周面范围内径向向外延伸的凸缘，该凸缘将其底侧贴靠在呈环形弹簧单元27形式的环形弹簧单元27上。弹簧单元27安置在位于接合件15的外壁和第一壳体部5的内壁之间的环形区内，并且支承在容纳部13的环形端面上或者容纳部13的径向外伸的凸缘的端面上。
[0087]接合件15和容纳部13之间的抗转动连接也可如此实现，即，使得在这两个部分之间以规定形状配合，尤其通过在容纳部13的内壁上形成凸起或凹槽并且在接合件15的外周面上形成与之相对应的形状上互补且与之相互作用的凹槽或凸起。但必须如此实现形状配合，即，使得可以获得接合件的轴向运动。
[0088]接合件15和容纳部13之间的抗转动连接也可以间接地通过容纳部13和弹簧单元27之间以及弹簧单元27和接合件15之间的形状配合来实现。
[0089]支承压紧设备8在基本上呈空心圆柱形的第一壳体部5中的轴向固定借助被旋入第一壳体部5的上开口中的第一盖部17来实现。第一盖部17基本上呈环形并且以凸肩19覆盖接合件15的上端面，所述接合件也基本上呈空心圆柱形或罐形的构造，在这里，接合件15的内部空间在其下侧区域内具有缩小的直径。在接合件15的内部空间中设有呈晃动杆形式的平衡件21。平衡件21具有基本上坚硬抗弯的头部和在所示的实施方式中也基本上以坚硬抗弯形式构成的根部以及设置在根部和头部之间的弯曲部。平衡件21使其下端或者说根部支承在接合件15的内部空间中并且使头部的上端面略微超出平衡件21的环形上端面。如图1所示，平衡件21或者晃动杆同轴地容纳在接合件15中，接合件本身同轴地容纳在容纳部13中。平衡件21也能将其根部压入接合件15中。由此，可以实现在压入状态下平衡件21的朝向转子23的端面的精确加工。尤其是也可以在压入状态下通过随后的加工来准确地调节平衡件21的端面相对于接合件15的环形端面的超出程度。
[0090]在环形第一盖部17的中间开口内安装转子23，其中圆柱形转子23的外径基本等于环形盖部17的内径。但该容纳开口不是用于引导转子23，而是用于密封壳体3或者说壳体部5的内部以防止灰尘、湿气和其它环境的影响。为此，可以在形成于开口的内壁中的的凹槽中设置密封圈，该密封圈对转子23的周壁施加作用且因而获得期望的密封效果。转子23也可以具有相应的盲孔来代替用于销25的孔。由此得到以下优点，支承压紧设备8相对于转子端面被密封且例如润滑剂不会从支承压紧设备8的内部漏到外面。
[0091]该转子具有三个轴向孔，它们分别用于容纳一个连接销25。连接销25将上侧部分插入转子23内的相关的孔中并且将其下侧端部插入接合件15端面上的对应孔中。通过此方式，使转子与接合件15以抗转动的方式连接。同时，转子23内的孔构造成使得该转子且因此该转子的端面能以小的但够用的角范围以晃动的方式保持。
[0092]盖部17在其上侧区域内具有用于定子29的容纳部，该容纳部基本上也呈圆柱形并且具有多个径向向内斜伸的通道，各有一个可被拧入第二盖部33的连接端口 31的前端进入通道。图1只示出了这些连接端口 31中的一个连接端口 31，这是因为另外两个连接端口位于视图的各自剖除的部分中。同样，图1只示出了其中的一个连接销25。当第二盖部33用螺钉35与第一盖部相连时，第二盖部33覆盖定子29并且将该定子的定子端面压到转子端面上。支承压紧设备8和第一壳体部5以及第一盖部17和第二盖部33此时相互匹配，从而产生足够大的压紧力。当然，也可以在安装控制阀I时先将第一盖部17和第二盖部33连接，随后将整个盖部连同保持在其中的定子一起旋入壳体3中或者说第一壳体部5中。
[0093]为了安装阀头部，首先将轴承11置入第一壳体部5的内部空间中。随后，将容纳部13、弹簧单元27和接合件15连同被压入该接合件中的平衡件21 —起装入第一壳体部。接着，拧装第一盖部17，使得上述组成部件在第一壳体部5的内部空间中被固定住。接着，可以装入转子23。盖部17在其内侧区域的轴向厚度方面设计成使得转子23在安装到连接销25上之后，其设有未详细地示出的凹槽的上端面还略微超出盖部17的支承定子29的端侧表面。随后，将定子29安装到转子23上，使得设有与连接端口 31相连的通道的开口横截面的定子下端面贴靠转子23的上端面。此时要考虑的是，定子端面的、布置有端口开口横截面的且必须相对于转子端面被密封的中央区域(通常总体是平的)通常构造成相对于定子端面的周围部分略微地凸起。因此，在转子和定子之间的密封面通过定子端面的凸出部分的尺寸来确定。
[0094]随后装上构成为对定子29的顶面施力的第二盖部33。第二盖部33利用螺钉35与第一盖部17连接，由此，定子29承受轴向力，使得可以得到充分的轴向作用的密封力，SP使在HPLC中出现的高压下也将设于转子23内的凹槽相对于定子端面或者说定子端面的中央凸起部分密封起来。此时通过呈环形弹簧件形式的弹簧单元27或通过拧紧的第二盖部33来产生压力。
[0095]如上所述，平衡件21在所示的实施方式中具有足够坚硬的头部以及足够坚硬的根部，它们在由接合件15传递至转子23的压紧力下没有或必要时几乎没有(弹性)变形。而位于其间的圆柱形弯曲部允许弹性弯曲变形，使得平衡件21用上端面对转子23的朝向该平衡件的表面施力，同时进行该转子的可能有的晃动，同时，在平衡件21的上端面和转子23之间的接触面上的压紧力基本均匀地分布。另外，平衡件21对转子23同轴施以作用，使得如果转子23围绕其轴线转动的同时进行晃动，则在转子23和定子29之间的同轴的压紧面中，也得到基本上均匀的压力分布，这是因为该定子端面和/或该转子端面不是恰好垂直于该转子23的转动轴线延伸。
[0096]在这里，平衡件21的弯曲部当然也必须是密封的，使得所需的压紧力可被传递至该转子23。就是说，此部分必须在轴向上至少像弹簧单元27—样刚性地构成。仅期望有足够高的弯曲弹性。
[0097]在此要指出，平衡件21的根部不一定必须以可抗弯的形式构成。它能构造成弯曲部的延长段，使得弯曲部和根部组合成一个具有相同性能或很相似的性能的部分。但坚硬的根部简化了相对于传递压紧力的构件(在此是接合件15)的同轴支承。另外，坚硬抗弯的根部可以使将平衡件21压入接合件15变得简单。
[0098]在另一个未示出的实施方式中也可以省掉特殊构造的头部，在这里，该弯曲部和头部可以具有同样的横截面。
[0099]在如图2所示的根据本发明的阀I’的实施方式中，基本上仅示出了上部分，即，容纳在第一壳体部5内的实际的阀。
[0100]此实施方式基本上等同于图1中的实施方式，主要区别主要仅在于两方面。
[0101]一方面，该平衡件21’以不同的形式构成。另一方面，不再通过以可轴向移动且径向固定的方式在容纳部13内安置接合件15’来实现接合单元16’的对中。
[0102]平衡件21’具有两个围绕纵轴线以90度相互错开的呈薄部63形式的弯曲部，来代替具有相对小的直径的圆柱形弯曲部。这些薄部在图2所示的实施方式中具有恒定的厚度并且相对于平衡件21’的纵轴线平行且对称地延伸。但薄部63也能以任何合适的方式构成，以实现总是可以保证在垂直于薄部表面或者说其纵向延伸平面(在对称平面的对称实施方式中)的方向上的充分的弯曲弹性。同样可行的是，薄部63的轴向长度被缩小到使得其实际上被构造成具有相应的相互垂直延伸的转动轴线的柔性铰链的形式。
[0103]借此，如此设置的平衡件21’也实现了转子23的晃动并且同时向转子23传递所需要的压紧力。
[0104]为了接合单元16’的对中，接合件15’的外径被选择为略小于容纳部13的内部空间内径，从而得到了接合件15’和接合单元16’以及转子23在径向上相对于容纳部13的至少一个预对中。
[0105]还以盘簧形式构成的环形弹簧单元27将其外周面径向地支承在容纳部13’的径向延伸的凸缘的环绕的轴向边缘65上。弹簧单元27借助其环形腔内表面对接合件15’的外周面施力，其中接合件15’的相关部分的直径在还未受力状态下基本等于弹簧单元27的内径。当安装控制阀I’时，弹簧单元27被轴向压缩，使得该内径缩小且弹簧单元27对接合件15’施以径向向内的力并且通过此方式造成接合单元16’的对中。
[0106]此外，控制阀I’的工作方式与如图1所示的控制阀I的工作方式相对应，因而对此参照以上描述。
[0107]以下描述适用于根据图1和图2的控制阀1、1’的变型，在这里，只参照图1来进行描述并且该描述可相似地套用到根据图2的实施方式。
[0108]在如图1所示的实施方式中，在第一壳体部5的下侧区域内设有行星齿轮传动设备，其在所示的实施方式中具有两个变速级。因而，呈行星齿轮传动设备形式的传动单元具有两个中心齿轮39、41，每个中心齿轮均具有一个轮轴。驱动设备45的空心圆柱形从动轴43被装入中心齿轮的空心轴内。中心齿轮39与从动轴43以抗转动的方式连接。驱动设备45和传动单元37共同构成用于控制阀I的转子23的转动运动的驱动装置。
[0109]图1只示出了行星齿轮传动设备的第二级的三个行星轮或者说行星齿轮47中的一个行星齿轮47。每个行星齿轮47均具有同轴的销49，该销插入到位于容纳部13的下端面上的对应的容纳孔中。通过这种方式，每个行星齿轮47或者由此该行星齿轮传动设备的整个从动装置与容纳部13相连，使得容纳部13由此可被驱动转动。
[0110]呈杆状件53形式的传动部件51穿过驱动设备45的空心圆柱形的从动轴43和中心齿轮41。该杆状件将其上端部插入接合件15的下容纳孔中并且与接合件15以抗转动的方式连接，例如通过粘结、焊接等。
[0111]如图1所示，杆状件53穿过由传动单元37和驱动设备45构成的驱动装置并且将其下端部支承在第二壳体部7底面内的容纳部中。
[0112]杆状件53此时执行转子23的每次转动，其中，转动在必要时通过摩擦力加载并且此外无负荷地进行。由此，在杆状件内实际上没有出现扭转力，使得杆状件53下端部的转动位置是转子23的转动位置的准确反馈。
[0113]在此要说明的是，该准确反馈或许遇到因转子23借助连接销25与接合件15连接而出现的游隙。因而转子23内的容纳孔须略大于连接销25的外径，以允许转子23晃动。该晃动是补偿加工公差和/或安装公差所需要的，所述公差造成转子23端面和定子29端面的未精确对齐定位。如此实现晃动，即，使得转子23将其下端面抵靠平衡件的或晃动杆21的端面。平衡件21的尺寸设定成使得该平衡件可通过必须经由平衡件从接合件15传递到转子23的大的轴向力，在所要求的小的极限范围内变形。
[0114]但是，与之相比，如上所述尽量无负荷地实现杆状件53的转动运动。
[0115]在驱动设备45的下侧区域即后侧区域内，设有转子转动位置测定设备55。它包括在下侧区域内与杆状件53相连的标记件57。为此，标记件57可具有供杆状件53延伸穿过的中心孔。固定例如可通过粘结或利用滚花螺钉来实现。另外，该转子转动位置测定设备包括传感器元件59，该传感器元件构造成使得它与基本上呈圆柱形的标记件57的周面对置。标记件例如可以沿其周面具有磁性标记或光学标记或者标记，其运动或者位置由传感器元件59测定。传感器元件59的信号被供给到未详细示出的评测和控制单元。该评测和控制单元依据转子23转动位置测定设备的信号来控制驱动设备45，从而使转子23被控制处于预定转动位置。
[0116]标记件57和传感器元件59例如可以构造成，使得可进行磁力位置测定或光学位置测定。作为传感器兀件59,例如可使用霍尔传感器来检测相应的磁性标记件57的磁性标记。作为光学探测器或者光学传感器元件59，例如可以使用光电二极管，其检测由相关的光学标记件57的光学标记所反射的光。为此,标记件57的光学标记例如也可被LED照射。
[0117]但每个转子转动位置测定设备原则上能够检测呈杆状件53形式的传动部件51的周向位置或周向运动并且产生相应的信号。
[0118]通过在标记件57上设置相应的标记，此时不仅可以确定绝对转动位置，而且可以确定相对于预定初始值的相对转动位置。
[0119]在一个未示出的实施方式中，转子转动位置测定设备55也可按照以下方式构成，传动部件51或者说杆状件53致动一电位计,优选的是电位计的滑动触点。虽然在此实施方式中的位置测定不是以无接触方式实现的，但它能以最简单且成本低廉方式实现。
[0120]如图3所示的控制阀I的实施方式仅在以下方面不同于根据图1的实施方式，即，该转子转动位置测定设备不是沿径向安置在杆状件53的下端部上，而是沿轴向安置。该设备55为此包括标记件57’，该标记件也具有同轴的孔，杆状件53的下端部插入该孔中。但是，实际的标记面或者标记在该标记件57’上不是像在根据图1的实施方式中那样设置在径向朝外的周面上，而是设置在其朝内的端面57’ a上。
[0121]如图3所示，标记件57’也可由两个部分构成并且具有容纳部57i，该容纳部在端侧具有罐状空腔，实际的标记件例如被径向磁化的永磁体57’ 2被安置和保持在该空腔内。
[0122]在图3所示的实施方式中杆状件53的保持和引导只通过在接合件15上的固定和通过从动轴43或中心齿轮39和41的穿过来实现。不过，杆状件53的支承和引导当然也可以附加地或除此之外在壳体部7内实现。
[0123]呈霍尔传感器芯片形式的传感器元件59’与标记件57’的端面57’ a对置，其能够测定被径向磁化的永磁体572的磁性标记(径向延伸)。传感器元件59’设置在印刷电路板61上，该印刷电路板上还设有信号评测发生电路，该信号代表转子23的绝对位置或相对位置。[0124]因为该设备55或者评测电路位于控制阀I的轴向后侧的端部区域上，所以在根据图1至图3的所有实施方式中，该控制阀能借助其前端头部区域(例如包含整个第一壳体部5)安置在柱炉壁中。因为该设备55的位置而避免了传感器设备或者相应的评测电路遇到不容许的高温。
[0125]在此要指出，当然也可以在根据图1的实施方式中在第二壳体部7的下侧底部中设置评测电路或者测定电路，用于产生合适的模拟信号或数字信号，该信号表示呈数字信号或模拟信号形式的转子位置。
[0126]另外，该构型具有以下优点，该转子转动位置测定设备沿轴向设置在后侧区域内并且总体上可获得结构很紧凑的构型。尤其是，该构型就其径向延伸尺寸而言没有因设置相应的设备55而扩大。这允许多个这样的控制阀I以很小的轴间距来安置就位，例如安装到柱炉壁内。
【权利要求】
1.一种用于液相色谱分析法的控制阀，该控制阀具有 (a)安置在壳体(3)内的定子(29)，所述定子具有多个连接端口(31);以及 (b)安置在所述壳体(3)内的可转动的转子(23)，所述转子在由对应的角位置限定的预定操作位置处与所述定子(29)相互作用以使得流体连通或断开预定的连接端口(31)， (c)其中所述转子(23)借助设于所述壳体(3)内的支承压紧设备⑶被以可转动的方式支承并且沿朝向所述定子(29)的方向施加有预定的压紧力， 其特征在于， (d)所述支承压紧设备(8)具有平衡件(21，21’)，所述平衡件与所述转子接触以传递压紧力， (e)所述平衡件(21，21’)具有头部、根部以及设于所述头部和所述根部之间的弯曲部，所述头部经由施力面对所述转子施力，所述平衡件借助所述根部支承在所述支承压紧设备(8)的压紧力产生单元上或者支承在所述支承压紧设备(8)的压紧力传递构件上，所述弯曲部被构造成容许弹性弯曲变形，从而使所述头部的所述施力面即使在所述转子(23)晃动时也在该转子(23)的每个角位置处全面地作用于所述转子(23)，同时在所述转子(23)和所述定子(29)之间的接触平面内产生基本上均匀的压力分布。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述头部构成为基本上刚性抗弯并且优选地具有相对于弯曲部增大的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，所述平衡件(21，21’)呈杆状件的形式，并且所述平衡件(21，21’ )优选地由坚硬的、充分耐压的、且具有足够弯曲弹性的耐热材料构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述弯曲部或者所述弯曲部和所述根部一起优选地呈柱形部的构造，其中所述弯曲部的形状和材料被选择成容许所需要的晃动运动。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述弯曲部具有用于在轴向上传递压紧力的足够耐压的两个薄部或固定铰链，其中这些薄部或固定铰链能分别沿所述平衡件的纵轴线的横向弹性地弯曲，并且这两个薄部的弯曲运动所弯曲偏离开的纵向延伸平面或者说所述固定铰链的弯曲轴线夹设形成一不等于零的角度，优选的是相互垂直。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述定子(29)具有定子端面，在所述定子端面中形成由在所述定子(29)内的通道形成的多个端口的多个开口横截面，所述转子(23)具有对所述定子端面施加作用的转子端面，在所述转子端面中形成一个或多个凹槽或设在所述转子内的一个或多个连通通道的开口横截面，所述凹槽与所述转子(23)的相对于所述定子(29)的转动位置相关地分别以密闭连接的方式流体连通某些端口孔，并且所述平衡件(21，21’ )的所述头部的施力面的径向延伸尺寸至少与所述转子端面的设有所述凹槽或连通通道的所述开口横截面的区域的径向延伸尺寸一样大。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述平衡件(21，21’)的所述根部支承在所述支承压紧设备(8)的优选地呈罐状的接合件(15，15’ )上。
8.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于，所述支承压紧设备(8)具有优选地呈环形的弹簧单元(27)，所述弹簧单元对所述接合件(15，15’ )施以压紧力。
9.根据权利要求7或8所述的控制阀，其特征在于，所述支承压紧设备(8)具有容纳部(13，13’)，所述容纳部能绕所述转子的转动轴线转动且轴向固定地安装，并且所述弹簧单元(27)支承在所述容纳部上，其中所述容纳部(13，13’)直接地或借助所述弹簧单元(27)以抗转动的方式与所述接合件(15，15’)连接，所述容纳部(13，13’)、所述弹簧单元(27)、所述接合件(15，15’ )和所述平衡件(21，21’ )与所述转子(23) —起构成能绕所述转子(23)的转动轴线转动的单元。
10.根据前述权利要求中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述容纳部(13，13’)仅利用一个径向轴承(11)来支承，所述径向轴承优选的是径向滚动轴承并且具有高的轴向承载能力，从而所述径向轴承能承受将所述转子(23)压紧到所述定子(29)上所需要的轴向压紧力。
11.根据权利要求9或10所述的控制阀，其特征在于，所述容纳部(13，13’)构造成空心圆柱形或罐形并且为了相对于所述径向轴承(11)支承而优选地具有环形的径向凸缘，其中所述弹簧单元(27)支承在所述容纳部(13，13’ )的所述径向凸缘的端面上。
12.根据权利要求11所述的控制阀，其特征在于，所述容纳部(13，13’)在其端面或径向凸缘上具有例如环形的轴向凸起，所述轴向凸起与所述弹簧单元(27)的支承在所述容纳部(13，13’ )的端面或所述径向凸缘上的部分相互作用以便径向定位和固定所述弹簧单J Li ο
13.根据权利要求9至12中任一项所述的控制阀，其特征在于，所述容纳部(13，13’)具有远离所述定子(29)的驱动部，该驱动部能与驱动装置(37，45)的从动端接合。
14.根据权利要求13所述的控制阀，其特征在于，所设置的所述驱动装置(37，45)的所述从动端与所述容纳部(13，13’ )的所述驱动部接合。
【文档编号】F16K11/074GK103574098SQ201310346472
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】J·维切尔斯, 赫尔曼·霍克格雷伯 申请人:道尼克斯索芙特隆公司