多路阀的制作方法

本发明涉及一种多路阀，其具有至少三个阀接头，至少三个阀接头中的至少一个对的相邻的阀接头在第一阀位置中在流体流动方面连接并且在第二阀位置中在流体流动方面隔离，并且至少一个另外的对的相邻的阀接头在第一阀位置中在流体流动方面隔离并且在第二阀位置中在流体流动方面连接，

该多路阀具有上部件、下部件和板形的中部件，该中部件在插入第一膜片的情况下与上部件连接并且在插入第二膜片的情况下与下部件连接，其中，

-中部件对于每个阀接头分别包含通道系统，该通道系统具有在中部件的上侧上的第一开口、在中部件的下侧上的第二开口和用于与阀接头连接的第三开口，

-上部件在其朝向第一膜片的一侧上对于在第一阀位置中在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个对分别包含凹部，该凹部与在中部件的上侧上的、与该对对应的第一开口相对置，从而使得第一膜片在偏转到凹部中时开放第一开口，并且在利用控制流体进行压力加载时在该凹部中封闭第一开口，以及

-下部件在其朝向下方的膜片的一侧上对于在第二阀位置中在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个另外的对分别包含凹部，该凹部与在中部件的下侧上的、与该另外的对对应的第二开口相对置，从而使得第二膜片在偏转到该凹部中时开放第二开口，并且在利用控制流体进行压力加载时在该凹部中封闭第二开口。

背景技术：

这种多路阀从us6,453,725b1中已知。

从us5,203,368a中已知具有板形的上部件、下部件和中部件的单独的阀，在中部件和下部件之间存在膜片。下部件包含凹部，其与中部件中的两个开口相对置。根据是否借助于控制流体在凹部中产生正压或负压，膜片将开口封闭或开放。开口经由过道与在中部件的背离膜片的一侧上的沟槽连接。由平放的上部件覆盖的沟槽形成在侧面延伸的流体通道，该流体通道引导至阀接头。

从us5,496,009a中已知一种具有至少四个阀的阀矩阵形式的多路阀，以便将至少两个输入通道单独地与至少两个输出通道连接。多路阀具有板形的上部件、下部件和中部件，其中，在上部件和中部件之间存在膜片，并且在下部件和中部件之间存在密封薄膜。输入通道由中部件的上侧上的平行的沟槽形成，该沟槽由膜片覆盖。输出通道由中部件的下侧上的相对于其横向地延伸的平行的沟槽形成，该沟槽由密封薄膜覆盖。上部件对于每个阀分别包含凹部，在中部件中，输入通道中的一个和与输出通道中的一个连接的开口与该凹部相对置。根据是否借助于控制流体在凹部中产生正压或负压，膜片封闭或者开放开口和输入通道。

从上面所述的us6,453,725b1中已知的多路阀能够用于在气体色谱法中进行试样配量和分离柱转换在此，例如在第一阀位置中，从技术工艺中取出的试样在连续的流中引导穿过具有限定的配量体积的配量回路，而同时气体色谱分析仪(gaschromatographen)的由一个分离柱或多个连接的分离柱构成的分离装置利用载气进行冲洗。在第二阀位置中，包含在配量回路中的试样量借助于载气引导通过分离装置，在此，分解成不同的试样组分并且随后进行检测，而试样流引导经过配量回路。

已知的多路阀的一个实例在图1中以横截面示出，在图2中以沿着线aa'的纵截面示出，在图3中以在第一阀位置中沿着圆周线bb'的示意性地展开的截面示出，并且在图4中以在第二阀位置中的截面示出。

多路阀由圆柱形的上部件1、圆柱形的下部件2和圆柱盘形的中部件3构成，该中部件在插入第一膜片4的情况下与上部件1连接并且在插入第二膜片5的情况下与下部件2连接。在中部件3处，沿圆周方向且以彼此间相同的角间距安装十个阀接头6a-6j，经由这些阀接头将用于开关的或用于分配的流体输送给阀，或者从阀中导出。中部件3对于每个阀接头6a-6j分别包含通道系统，例如7i，其具有中部件3的上侧上的第一开口8i、中部件3的下侧上的第二开口9i和用于与阀接头6i连接的第三开口10i。在所示出的实例中，通道系统7i由将中部件3的上侧和下侧上的开口8i和9i以最短的路径彼此连接的通道部段和从其中在中间沿朝向阀接头6i的方向t形地分支的通道部段构成。

在实例示出的已知的多路阀中提出，相邻的且形成各一个对的阀接头6a和6b、6c和6d、6e和6f、6g和6h以及6i和6j在图3中示出的第一阀位置中分别彼此在流体流动方面连接，并且在图4中示出的第二阀位置中在流体流动方面隔离。另外的对的相邻的阀接头6b和6c、6d和6e、6h和6i以及6j和6a相反在第一阀位置中在流体流动方面隔离并且在第二阀位置中在流体流动方面连接。

不同对的相邻的阀接头的在流体流动方面的连接或隔离借助于两个膜片4和5通过如下方式进行，即这些膜片交替地在其背离中部件3的一侧上加载压力或卸载压力。对此，上部件1在其朝向第一膜片4的一侧上对于在第一阀位置中要在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个对、例如6a和6b分别包含凹部11，该凹部与在中部件3的上侧上的、与相关对对应的第一开口8a，8b相对置。在应在第一阀位置中保持隔离的相邻的阀接头的对、例如6b和6c中，上部件1中的共同的凹部不与对应的第一开口8b，8c相对置，从而使得膜片4在该处由上部件1直接向中部件3挤压，并因此将第一开口8b，8c彼此隔离。全部凹部11经由通道12与第一控制流体接头13连接，经由该第一控制流体接头能够对第一膜片4加载或者卸载能接通或切断的控制流体14(压缩空气)。

下部件2以相同的方式在其朝向第二膜片5的一侧上对于在第二阀位置中要在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个对、例如6b和6c分别包含凹部15，该凹部与中部件3的下侧上的、与相关对对应的第二开口9b，9c相对置。在应在第一阀位置中保持隔离的相邻的阀接头的对、例如6a，6b或6f，6g中，对应的第二开口9a，9b或9f，9g不与下部件2中的共同的凹部相对置，从而使得第二膜片5在该处由下部件2直接向中部件3挤压，并因此将第二开口9a，9b或9f，9g彼此隔离。全部凹部15经由通道16与第二控制流体接头17连接，经由该第二控制流体接头对第二膜片5加载或者卸载能接通或切断的控制流体14。

在图3中示出的第一阀位置中，对第二膜片5加载控制流体14，而第一膜片4不负载。第二膜片5因此贴靠在中部件3上并且封闭第二开口9a-9j。不负载的第一膜片4相反顺从经由各个阀接头6a-6j输送给阀的流体的压力并且退回到凹部11中，从而开放相对置的第一开口、例如8a和8b，并且将对应的阀接头6a，6b彼此在流体流动方面连接。

在图4中示出的第二阀位置中，对第一膜片4加载控制流体14，而第二膜片5不负载。第一膜片4因此贴靠在中部件3上并且封闭第一开口8a-8j。不负载的第二膜片5相反顺从输送给阀的流体的压力并且退回到凹部15中，从而开放相对置的第二开口、例如8b和8c，并且将对应的阀接头6b，6c彼此在流体流动方面连接。

由于已知的多路阀的死区容积(totvolumina)，能够将其应用限制于特定的应用中。例如，给阀接头6b在第一阀位置中经由阀接头6a供应第一流体，并且在第二阀位置中经由阀接头6c供应第二流体。在从第一阀位置转换到第二阀位置中时或随后，通道系统7b的一部分、即从现在封闭的第一开口8b直至位于在开口8b与9b之间的通道部段的中部的死区(totraum)利用第一流体填充，该第一流体随后以一定延迟扩散到第二流体中。在气体色谱法的开头提及的实例中，第一流体能够是如下的试样，该试样在第一阀位置期间引导通过配量回路，并且在第二阀位置中借助于载气从配量回路中转移到色谱法的分离装置中。该试样从死区到载气中的扩散导致该试样不精确地注入到载气流中，这引起后续的色谱法分离的分辨率的降低(具有凸肩的尖峰)。

技术实现要素：

本发明所基于的目的是，减小已知的多路阀的死区容积。

根据本发明，该目的通过如下方式实现，即在开头提出类型的多路阀中，

-阀接头安装在上部件和/或下部件处，

-包含在中部件中的第三开口为了与阀接头连接而位于中部件的上

侧或下侧上，

-第一膜片或第二膜片包含与第三开口对齐的过孔，并且

-上部件或下部件包含用于将阀接头与过孔在流体流动方面连接的通道。

在已知的多路阀中，死区容积由中部件的结构高度或厚度确定，该结构高度或厚度又取决于阀接头的装入或安装尺寸。通过将阀接头从中部件转移到上部件或下部件中的方式，能够几乎任意地减小中部件的厚度以及死区容积。阀接头能够共同地或者仅在上部件中或仅在下部件中安装，或者其能够优选以相同的份额分布到上部件和下部件上，以便最优地利用在阀处的可供使用的安装面，并且必要时最小化阀的结构体积。阀接头还能够径向地和/或轴向地安装在上部件和下部件上。

中部件中的与每个阀接头分别对应的通道系统包含在其上侧上的第一开口，在下侧上的第二开口和在上侧或下侧上的第三开口。在此，第一开口和第二开口如已经在已知的多路阀中那样优选经由直的连接通道以最短的路径彼此连接。另一l形延伸的通道能够从该连接通道向第三开口分支。为了实现l形延伸的通道，中部件优选由两个板构成，其中在一个或两个板中例如通过蚀刻形成沟槽，该沟槽在板接合之后必要时在插入密封薄膜的情况下形成l形通道系统的平行于中部件的上侧或下侧延伸的部件。

根据本发明的多路阀在气体色谱分析仪中的应用实现了显著更精确的试样配量，这又实现了更短的色层分析周期，而对此不需要另外的分离柱。

附图说明

为了进一步阐述本发明而在下面参考附图；其详细示出：

图1以横截面示出已知的多路阀的一个实例，

图2以沿着线aa'示出的纵截面示出图1中的多路阀，在图3中以在第一阀位置中沿着圆周线bb'的示意性地展开的截面示出，并且在图4中以在第二阀位置中的截面示出，

图3以在第一阀位置中沿着圆周线bb'的示意性地展开的截面示出图1的多路阀，

图4以在第二阀位置中沿着圆周线bb'的示意性地展开的截面示出图1的多路阀，

图5以横截面示出根据本发明的多路阀的第一实施例，以及

图6示出根据本发明的多路阀的另一实施例。

具体实施方式

在上面已经描述了在图1至4中示出的、已知的多路阀的实例。

图5示出穿过根据本发明的多路阀的第一实施例的横截面。如已知的阀那样，其也由上部件1、下部件2和中部件3构成，该中部件在插入第一膜片4的情况下与上部件1连接并且在插入第二膜片5的情况下与下部件2连接。与已知的多路阀不同，十个阀接头6a-6j沿轴向方向安装在上部件1处，其中在此仅能看到阀接头中的接头6a-6d，6i和6j。中部件3对于每个阀接头6a-6j分别包含通道系统，例如在下方表示代表另外的通道系统的通道系统7i，其具有中部件3的上侧上的第一开口8i、中部件3的下侧上的第二开口9i和中部件3的上侧上的、用于与阀接头6i连接的第三开口10i。在所示出的实例中，通道系统7i由连接通道和从其中在中部中t形地分支的、并且引导至第三开口10i的l形延伸的通道18i构成，该连接通道将中部件3的上侧和下侧上的开口8i和9i以最短的路径彼此连接。为了实现l形延伸的通道18i，中部件3由两个板19，20构成，其中，在板19中通过微机械方法、例如蚀刻构造沟槽，该沟槽在板19，20接合之后形成l形通道18i的、平行于中部件3的上侧或下侧延伸的部件。通道18i的轴向地延伸至第三开口10i的部分同样以微机械的方式制造。与第三开口、例如10i对齐的过孔21i被冲压到第一膜片4中，从该过孔起将上部件3中的另外的通道22i引导至阀接头6i。

如也在已知的多路阀中那样，上部件1在其朝向第一膜片4的一侧上对于在第一阀位置中要在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个对分别包含凹部11，该凹部与中部件3的上侧上的、与相关的对对应的第一开口(在此例如可见的对8i，8j的开口8i)相对置。全部凹部11经由通道12与第一控制流体接头13连接，其在此轴向地安装在上部件的中部中，并且经由该第一控制流体接头能够对第一膜片4加载或者卸载能接通或切断的控制流体。

下部件2以相同的方式在其朝向第二膜片5的一侧上对于在第二阀位置中要在流体流动方面连接的相邻的阀接头的每个对分别包含凹部15，该凹部与总部件3的下侧上的、与相关的对对应的第二开口(在此例如可见的对9i，9j的开口9i)相对置。全部凹部15经由通道16与第二控制流体接头17连接，经由该第二控制流体接头能够对第二膜片5加载或者卸载能接通或切断的控制流体。

多路阀的图是极其简化且尤其不符合比例的。因此，中部件3具有毫米数量级以及更小的结构高度，这通过将阀接头6a-6j布设到上部件1中才能实现。与之相应地，在第一开口8i与第二开口9i之间的连接通道的死区被最小化。

根据本发明的多路阀的、在图6中示出的另一实施例与根据图5的实施例的区别在于，阀接头6b，6d，6f，6h，6j安装在上部件1处，并且另外的阀接头6a，6c，6e，6g，6i安装在下部件2处。中部件3的两个板19，20在插入密封薄膜23的情况下接合。

所描述的多路阀利用其十个阀接头6a-6j能够用于气体色谱分析仪中的试样配量(注射)和分离柱转换。六个阀接头对于用于试样配量的唯一的应用是足够的。在二维的气体色谱法中，另一有利的应用在于将第一分离柱的提取物(eluat)在第二分离柱中进行配量，在此达到极高的配量质量。