色谱分析用的受热旋转阀的制作方法
【专利说明】色谱分析用的受热旋转阀
[0001]相关申请的交叉引用
无。
[0002]关于受联邦政府资助的研发的声明不适用。
技术领域
[0003]本公开涉及用在色谱分析中的阀和系统。更具体而言，本公开涉及一种受热的旋转阀，用于结合有待在管柱中分离的样本使用，以将样本加热到阀端口内的温度。受热的旋转阀准许将沸腾范围很宽的化合物引入到气相色谱仪中，使得面积和保存时间的精度得到改善。
【背景技术】
[0004]通常使用位于烘箱或其它加热装置中并且通过烘箱或其它加热装置加热的管柱对样本执行气相色谱分析(GC)，其中，样本在引入到管柱之前被加热。然后将分离后的样本引入到检测器以便识别化合物。色谱仪烘箱可能在40°C到400°C的范围内的高温下工作。因为管柱一般是诸如金属或熔融石英制成的一圈薄管，内部带有聚合物涂层，所以管柱会迅速达到烘箱内的环境温度或通过外部加热元件施加的温度，这样准许样本移动通过管柱。一个问题是，样本需要加热到管柱的高温。这有时候是使用加热的喷射端口实现的，其中样本尺寸足够小，从而使得可以使用注射器实现喷射，注射器穿透隔壁-一个厚的橡胶盘。加热的喷射端口足够烫，使得样本沸腾并作为气体被氦气或另一种载气带入管柱中。
[0005]过去，气相色谱分析的液体喷射包含通过注射器进行液体喷射，无论是否在管柱上分裂，但是这种注射器虽然简单，但会出现隔壁使用寿命和与阀相关联的更复杂的自动化系统的问题。过去的替代方案是通过阀喷射，可能是一个区带的系统(诸如标准液体样本阀)或者是两个区带的喷射系统，其中样本从冷区带(诸如样本供给机)移动到热区带(诸如管柱)。虽然更容易控制并且能重复，但是这些阀系统难以确保样本到达热区带时处在热区带的温度。
[0006]另外，因为本领域已知的阀的内部体积很大，所以不但难以实现加热，而且样本在管柱中反复再循环以便实现高度分离的过程也基本上只是理论上的，因为那些阀典型地使用相对较大的装配接头(例如1/16英寸或1/32英寸)，会在每一开关中引入峰部加宽，因为那些配接件与小口径的管柱不相容。替代方案包括使用Dean式切换和其它压力差方法，其使用外部螺线管阀来控制载气的方向。这些对于管柱切换效果都不太好。
[0007]期望并入的样本可以根据机械控制系统引入，并且将处在用于通过色谱分析系统处理的温度，但是否则不传热或受到热浸。
[0008]另外，在色谱分析系统中，典型的是样本可能会在不期望分析或者未在进行分析的时间流过阀。如果所提出的阀，在非分析周期期间，流动的样本会接触高温下的阀，可能对样本是有害的，因为这样可能导致样本在接受分析之前反复汽化。
[0009]因此期望提供一种用于与样本源连通的阀，其中阀将准许样本流到管柱，同时将样本加热到分析周期期间使用的温度，但是否则不将热量引入到周围系统或引入到样本。
[0010]因此期望提供一种内部体积只有几纳升的阀，其可以用于高温下的管柱切换，而不需要不期望的冷却或不必要的另外的加热设备。
【发明内容】
[0011]本公开因此符合上述需求，并且克服了现有技术中的一个或更多个缺点，方法是通过提供一种受热的旋转阀，用于结合一个或更多个受热的管柱使用，从而使得加热到或维持在阀中的温度的样本然后可以在被加热到相同温度的管柱中分离。
[0012]本公开提供一种受热的旋转阀，其包含定子、长型主体、转子密封件、传动轴和发热元件。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个定子连接件，而定子第二表面包含平板。定子有多个定子端口，每个定子端口从连接件延伸到定子第二表面的平板。
[0013]长型主体具有从主体第一端部到主体第二端部的内部钻孔，传动轴位于内部钻孔中以便自由旋转。定子在它的第二表面处在主体第一端部附着到主体，以便形成一体式单元，转子密封件可以在其中旋转。转子密封件是聚合物圆盘，其相对于定子形成高压密封，因此具有转子密封件第一表面，位置邻近于定子第二表面。转子密封件在它的第一表面中具有至少一个通道，以在期望时连接两个定子端口。传动轴延伸超出主体的第二端部，传动轴附着到转子密封件，从而使得致动器可以切换阀以在期望时连接特定部分。发热元件在靠近转子密封件的第一表面和定子的第二表面的主体第一端部中或所述主体第一端部处附着到主体，或附着在定子头中，使得热量被主体和/或定子传输到定子端口，主体和/或定子由能将热量从所述发热元件传递到所述定子端口的材料构成。
[0014]在替代实施例中，阀是旋转阀系统的一部分，旋转阀系统进一步结合有控制器，控制器适配成接收开始指令并且在接收到所述开始指令后激活发热元件。
[0015]在另一实施例中，所述旋转阀系统可以合并到色谱分析系统中，其中，控制器进一步适配成从烘箱中的温度传感器接收烘箱温度，从而使得发热元件可以将阀加热到烘箱温度，另外还有色谱柱、样本供给机、烘箱和温度传感器。在色谱分析系统中，阀在色谱柱入口处与管柱连通，并且在样本供给机出口处与供给机连通。管柱、样本供给机和温度传感器位于烘箱内，而阀穿过烘箱壁定位，使得烘箱侧的主体区部的后部接触烘箱壁，而烘箱外部主体区部位于烘箱外部。
[0016]本领域的技术人员通过下面对各种实施例和相关图式的说明，将容易明白本公开的另外的方面、优点和实施例。
【附图说明】
[0017]为了实现并且可以详细了解本公开的所说明的特征、优点和目标以及其它将变得显而易见的特征、优点和目标，可以通过参照图中示出的本公开的实施例，更具体地说明上文简要概述的本公开，这些图构成本说明书的一部分。然而请注意，附图仅示出了本公开的典型的优选实施例，因此不应被视为限制本公开的范围，因为本公开可以承认其它同样有效的实施例。
[0018]图中:
图1是组装后的本公开的阀的一个实施例的图解说明。
[0019]图2是组装后的本公开的阀的沿着B-B线的图1的实施例的剖视图的图解说明。
[0020]图3是本公开的阀的实施例的等距视图的图解说明。
[0021]图4是本公开的阀的定子的外表面的图解说明。
[0022]图5是本公开的阀的转子密封件的面的图解说明。
[0023]图6是本公开的替代实施例的分解图。
[0024]图7是本公开的另一个实施例的图解说明，其示出了烘箱中的受热的旋转阀系统和色谱分析系统。
[0025]图8是本公开的另一个实施例的图解说明，其示出了受热的旋转阀系统和受热的管柱系统。
[0026]图9是使用本公开的阀再循环的两个管柱的图解说明。
【具体实施方式】
[0027]参照图1-图7，提供受热的旋转阀100以配合有待在管柱704中分离的样本使用，所述管柱704通过烘箱712或其它加热系统加热，以便在分析周期期间在阀的端口内将样本加热到管柱的温度，但是否则不加热样本。阀100可以放置成使得定子102的第一表面104和定子连接件108暴露于与样本源708连通的色谱仪烘箱712，使得有待引入到管柱704的样本在阀100主体的第一端部100内加热到相关联的色谱柱704的温度，但是否则不将过多的热量引入到阀100的周围环境中。参照图8，受热的旋转阀100可以位于邻近管柱804之处，管柱804通过直接的或间接的传热得到加热，诸如通过结合到管柱804的加热元件。阀100包含定子102、长型主体112、转子密封件230、传动轴134，这些组件全都由不锈钢构成，还包含发热元件236，其在阀100的主体112的内部或外部。
[0028]参照图7，定子102与长型主体112—体成形，并且提供阀100与样本供给机708和管柱704的连接点。参照图1-图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有多个定子连接件108，其提供与样本供给机708和管柱704的连通点。定子第二表面106包含平板502，其在阀100操作时提供样本的流动路径的一部分。定子102有多个定子端口 210，每个定子端口 210从连接件108延伸到定子第二表面106的平板502。优选地，每个定子端口 210构造成与360微米的装配件一起使用，这样可以减小定子102中的样本的体积，因此进一步提高从定子102的传热速度。
[0029]参照图1-图7，长型主体112的一