CN102590400B

CN102590400B - 可变体积微量气体进样阀

Info

Publication number: CN102590400B
Application number: CN201210052463.3A
Authority: CN
Inventors: 赵铁英
Original assignee: TIANJIN XIANQUAN INDUSTRY TRADE DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN XIANQUAN INDUSTRY TRADE DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN102590400A

Abstract

本发明涉及一种可变体积的微量气体进样阀，旋转内心套装在固定外壳中，旋转内心的上面中心位置通过螺纹固定竖直杆，竖直杆上固装有手柄，旋转内心通过手柄在固定壳体内转动90度，固定外壳的侧面上设置有十个孔，分别由位置相对应的六孔结构和四孔结构组成，与固定外壳六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两横两竖内孔结构，与固定外壳四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三竖内孔结构。气体进样阀存在两种不同的连接状态，通过旋转内心的相对位置，实现样品气的取气和进气状态，从而实现微量气体的进样。分别使用该进样阀的六孔部分和四孔部分，分别实现不同体积的气体进样量，定量准确，结构和方法简单，重复性好。

Description

可变体积微量气体进样阀

技术领域

本发明属于进样阀门领域，涉及一种可变体积微量气体进样阀，尤其适用于吸附仪、色谱仪等精密仪器的进样系统。

背景技术

进样阀作为吸附仪，色谱仪等仪器的进样系统的关键部分，它的进样体积是非常重要的一个指标，例如对于色谱仪进样来说，当实际样品的物质的量或者出峰面积落在标准曲线内时，结果会更为准确，因此要求标准进样量与实际样品的量比较一致或相差不大，然而在很多情况时实际样品的量变化很大，例如测定反应条件大的变化范围时的反应产物的量，这样就需要气体进样阀的体积也可以改变。同样对于吸附仪脉冲进样，样品对吸附气的吸附致吸附气峰面积的降低，随着脉冲峰数目的增多，其峰面积也逐渐增大，当达到吸附饱和后，峰面积不再变化。吸附气进样量的大小明显地影响着计算结果的准确性，一般来说，当减小的总面积差不多等于一个饱和峰面积时，计算误差最小。换句话说，当达到饱和前逐渐增大的峰数目为3-5个的情况时，可得到相对准确的吸附量结果。因此当在做一些差异比较大的样品时，最好能改变气体的进样量，特别是催化剂量很少或者吸附中心的含量很低时，对应的吸附量也要很小，超微量体积的气体进样阀就显得非常重要，例如低于5 ul。现在多使用六通阀来进行气体进样，例如占市场主导的六通阀，由外壳的定子和内心的转子组成的，外壳定子主要由不锈钢材料制成，上有六个接气口，其中有一对位置相对着的接口用定量环连着，另外两对接口分别连着载气的进出口和样品气的进出口。内转子由不锈钢材料制成的内芯和外围的高密封塑料的涂层组成，涂层上有三个间隔的孔，长度刚好可以连接上外壳上的两相邻接口，这样相邻接口是两两相通的。相对于外壳的定子，内转子是可以来回转动的，因此在使用过程中，存在两种不同的状态：取气状态和进气状态。在取气状态时，样品气通过连着的接口通入定量环中，使之充满样品气；在进气状态时，定量环则被接入到载气中，被载气带入色谱或者吸附仪装置，完成样品气的定量的进样。事实上，进样量的体积是可以通过改变定量环的体积，例如长度和半径，来得到不同体积的进样量。然后由于阀体内死体积的存在以及定量环长度的限制，进样量一般很难小于10 ul，其中死体积主要是接口内的空间。因此在遇到需要极微量进样量时，例如低于5 ul时，往往不能得到很好的应用。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种可变体积微量气体进样阀，相对于固定外壳，转动内心可以在外壳内部转动90^o，气体进样阀存在两种不同的连接状态，通过转动内心的相对位置，可实现样品气的取气和进气状态，从而实现微量气体的进样。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本发明提供的一种可变体积的微量气体进样阀，包括固定外壳和旋转内心，所述的旋转内心套装在固定外壳中，旋转内心的上面中心位置通过螺纹固定竖直杆，竖直杆上固装有手柄，旋转内心通过手柄在固定壳体内转动90度，固定外壳的侧面上设置有十个孔，分别由位置相对应的六孔结构和四孔结构组成，与固定外壳六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两横两竖内孔结构，与固定外壳四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三竖内孔结构。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：

前述的六孔结构为在固定壳体的一侧面设置有三对上下相邻的气孔，其中间的一对气孔通过气孔的接口三、接口四连接定量环，定量环的体积大小是可调节的，两边的两对气孔分别通过气孔的接口一连接载气的进口，接口二连接载气的出口，接口五连接样品气的进口，接口六连接样品气的出口。

前述的两横两竖内孔结构为在与固定壳体六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两个横向平行的内孔三、内孔四和两个竖向平行的内孔一、内孔二，竖向的两个内孔设置在横向的两个内孔的两边，内孔三、内孔四平行于固定外壳的接口三、接口五的连线，内孔三、内孔四的长度分别等于接口三、接口五之间的距离，接口三、接口五之间的距离与接口四、接口六之间的距离相等；内孔一、内孔二平行于固定外壳的接口一、接口二的连线，内孔一、内孔二的长度分别等于接口一、接口二之间的距离，接口一、接口二之间的距离与接口五、接口六之间的距离相等。

前述的四孔结构为在固定壳体的另一侧面设置有两对上下相邻的气孔，通过气孔的接口七连接载气的进口，接口八连接载气的出口，接口九连接样品气的进口，接口十连接样品气的出口。

前述的三竖内孔结构为在与固定壳体四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三个竖向平行的内孔五、内孔六、内孔七，内孔五、内孔六、内孔七平行于固定外壳接口七、接口八的连线，内孔五、内孔六、内孔七的长度等于接口七、接口八的距离，内孔五、内孔六、内孔七之间的间隔距离与固定外壳接口七与接口九之间的距离相等。

前述的固定外壳由不锈钢材料制成。

前述的旋转内心由具有密封性能的树脂制成，其中心的竖直杆为不锈钢棒。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

由于本发明采用由固定外壳和旋转内心两部分组成，固定外壳上有十个孔，由位置相对应的六孔部分和四孔部分组成。六孔部分包括三对上下相邻的接口，中间的一对接口外面连着一根定量环，两边的两对接口则分别连着载气的进出口和样品气的进出口，而对应的旋转内心上的内孔呈现两个横向内孔和两个竖向内孔。四孔部分包括两对上下相邻的接口，分别连着载气的进出口和样品的进出口。而对应的旋转内心上的内孔上呈现三个平行于固定外壳上下接口连线的内孔。相对于固定外壳，旋转内心可以在外壳内部转动90^o，因此气体进样阀存在两者不同的连接状态，通过旋转内心的相对位置，可实现样品气的取气和进气状态，从而实现微量气体的进样，分别使用该进样阀的六孔部分和四孔部分，可以分别实现不同体积的气体进样量，可以通过改变定量环和内孔的大小来调节气体的进样体积，体积可以低于5 ul，可以高于1 ml。因此可很准确地进行定量，并且结构和方法均非常简单，重复性好，有广泛的应用前景。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明的六孔结构的取样状态结构示意图；

图2为本发明的六孔结构的进样状态结构示意图；

图3为本发明的四孔结构的取样状态结构示意图；

图4为本发明的四孔结构的进样状态结构示意图。

其中：1、固定外壳2、旋转内心 301、接口一302、接口二303、接口三304、接口四305、接口五306、接口六307、接口七308、接口八309、接口九310、接口十4、内孔一5、内孔二6、内孔三7、内孔四8、定量环9、竖直杆10、手柄11、螺纹12、载气的进口13、载气的出口14、样品气的进口15、样品气的出口16、内孔五17、内孔六18、内孔七。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1～4所示的一种可变体积的微量气体进样阀，包括固定外壳和旋转内心，所述的旋转内心2套装在固定外壳1中，旋转内心的上面中心位置通过螺纹11固定竖直杆9，竖直杆上固装有手柄10，旋转内心通过手柄在固定壳体内转动90度，固定外壳由不锈钢材料制成，旋转内心由具有密封性能的树脂制成，其中心的竖直杆为不锈钢棒。固定外壳的侧面上设置有十个孔，分别由位置相对应的六孔结构和四孔结构组成，与固定外壳六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两横两竖内孔结构，与固定外壳四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三竖内孔结构。六孔结构为在固定壳体的一侧面设置有三对上下相邻的气孔，其中间的一对气孔通过气孔的接口三303、接口四304连接定量环8，定量环的体积大小是可调节的，两边的两对气孔分别通过气孔的接口一301连接载气的进口12，接口二302连接载气的出口13，接口五305连接样品气的进口14，接口六306连接样品气的出口15；两横两竖内孔结构为在与固定壳体六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两个横向平行的内孔三6、内孔四7和两个竖向平行的内孔一4、内孔二5，竖向的两个内孔设置在横向的两个内孔的两边，内孔三、内孔四平行于固定外壳的接口三、接口五的连线，内孔三、内孔四的长度分别等于接口三、接口五之间的距离，接口三、接口五之间的距离与接口四、接口六之间的距离相等；内孔一、内孔二平行于固定外壳的接口一、接口二的连线，内孔一、内孔二的长度分别等于接口一、接口二之间的距离，接口一、接口二之间的距离与接口五、接口六之间的距离相等。四孔结构为在固定壳体的另一侧面设置有两对上下相邻的气孔，通过气孔的接口七307连接载气的进口12，接口八308连接载气的出口13，接口九309连接样品气的进口14，接口十310连接样品气的出口15；三竖内孔结构为在与固定壳体四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三个竖向平行的内孔五16、内孔六17、内孔七18，内孔五、内孔六、内孔七平行于固定外壳接口七、接口八的连线，内孔五、内孔六、内孔七的长度等于接口七、接口八的距离，内孔五、内孔六、内孔七之间的间隔距离与固定外壳接口七与接口九之间的距离相等。

工作原理：

如图1、2所示，固定外壳的六孔结构和相对应转动内心上的两横两竖内孔结构组成的阀部分的取样状态和进样状态，载气的出口13连着色谱或者化学吸附仪的进口。相对于固定外壳1，旋转内心2可以通过转动手柄10在外壳1内部转动90^o，由于与旋转内心的内孔一4、内孔二5、内孔三6、内孔四7的接触状态的不同，固定外壳1上的接口一301、接口二302、接口三303、接口四304、接口五305、接口六306之间的连通情况发生改变，因此其存在两种不同的工作状态，分别为取样状态（图1）和进样状态（图2）。在取样状态时，载气从载气的进口12直接通过内孔二5向载气的出口13排出，而样品气的进口14和样品气的出口15之间通过两横着的内孔三6和内孔四7与外部的定量环8进行连通，经过一段时间后，定量环8内被样品气充满。当转动手柄10，使旋转内心2相对于固定外壳1转动90^o后，即在进样状态时，由于旋转内心2的内孔一4、内孔二5、内孔三6、内孔四7位置的变化，样品气从样品气的进口14直接通过内孔一4向样品气的出口15排出，而载气则通过两横着内孔三6和内孔四7与定量环8连通，这时载气将定量环8中存在的一定体积的样品气吹入连着的色谱或者化学吸附仪，达到进样的目的。使用固定外壳的六孔结构和相对应转动内心上的内孔组成的阀结构来进样，进样量的大小则决定于定量环8和两横着内孔三6和内孔四7的体积，两横着内孔三6和内孔四7的体积则与加工内槽的形状和深度有关，同时长度等于固定外壳1水平相邻两接口即接口三303、接口五305之间的距离；而定量环8的体积与其半径有关，同时长度大于固定外壳1水平相邻两接口即接口三303、接口五305之间的距离。显然进样的体积可以通过改变定量环和内孔的体积来进行改变。相对于普通的六通阀，它不再受到六通阀外体大小的限制，通过降低六个孔之间的距离，可明显地降低进样量，理想情况下可以低于10 ul，但局限于该自身的结构，进样量很难再进一步地降低。

如图3、4所示，固定外壳的四孔结构和相对应转动内心上的三竖内孔结构组成的阀部分的取样状态和进样状态，载气的出口13连着色谱或者化学吸附仪的进口。相对于固定外壳1，旋转内心2可以通过转动手柄10在外壳1内部转动90^o，由于与旋转内心的内孔五16、内孔六17、内孔七18接触状态的不同，固定外壳1上的接口七307、接口八308、接口九309、接口十310之间的连通情况发生改变，因此其存在两种不同的工作状态，分别为取样状态（图3）和进样状态（图4）。在取样状态时，载气从载气的进口12通过内孔七18向载气的出口13排出，同样样品气从样品气的进口14通过内孔六17向样品气的出口15排出，经过一段时间后，内孔六17内被样品气充满。当转动手柄10，使转动内心2相对于固定外壳1转动90^o后，即在进样状态时，由于转动内心的内孔五16、内孔六17、内孔七18位置的变化，样品气从样品气的进口14通过内孔五16向样品气的出口15排出，而载气则从载气的进口12通过内孔六17向载气的出口13排出，这时载气将定量环8中存在的一定体积的样品气吹入连着的色谱或者化学吸附仪，达到进样的目的。可以看到，进样量的大小决定于内孔六17的体积，与加工内槽的形状和深度有关，同时长度等于固定外壳1垂直相邻两接口即接口七307、接口八308之间的距离，显然进样的体积可以通过改变内孔的体积来进行改变。相比于由固定外壳的六孔部分和相对应转动内心上的内孔组成的阀部分，该阀部分更适合得到微小的进样量。在实际操作中，很容易得到低于5 ul的极微小进样量。由这两部分组成的进样阀，可以通过改变定量环和内孔的大小来调节气体的进样体积，进样体积可以低于5 ul，可以高于1 ml，并且结构和操作非常简单，结构重复性好。

Claims

1.一种可变体积的微量气体进样阀，包括固定外壳和旋转内心，其特征在于：所述的旋转内心套装在固定外壳中，旋转内心的上面中心位置通过螺纹固定竖直杆，竖直杆上固装有手柄，旋转内心通过手柄在固定壳体内转动90度，固定外壳的侧面上设置有十个孔，分别由位置相对应的六孔结构和四孔结构组成，所述的六孔结构为在固定壳体的一侧面设置有三对上下相邻的气孔，其中间的一对气孔通过气孔的接口三、接口四连接定量环，定量环的体积大小是可调节的，两边的两对气孔分别通过气孔的接口一连接载气的进口，接口二连接载气的出口，接口五连接样品气的进口，接口六连接样品气的出口；与固定外壳六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两横两竖内孔结构，两横两竖内孔结构为在与固定壳体六孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有两个横向平行的内孔三、内孔四和两个竖向平行的内孔一、内孔二，竖向的两个内孔设置在横向的两个内孔的两边，内孔三、内孔四平行于固定外壳的接口三、接口五的连线，内孔三、内孔四的长度分别等于接口三、接口五之间的距离，接口三、接口五之间的距离与接口四、接口六之间的距离相等；内孔一、内孔二平行于固定外壳的接口一、接口二的连线，内孔一、内孔二的长度分别等于接口一、接口二之间的距离，接口一、接口二之间的距离与接口五、接口六之间的距离相等；所述的四孔结构为在固定壳体的另一侧面设置有两对上下相邻的气孔，通过气孔的接口七连接载气的进口，接口八连接载气的出口，接口九连接样品气的进口，接口十连接样品气的出口；与固定外壳四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三竖内孔结构，三竖内孔结构为在与固定壳体四孔结构相对应的旋转内心的侧面上设置有三个竖向平行的内孔五、内孔六、内孔七，内孔五、内孔六、内孔七平行于固定外壳接口七、接口八的连线，内孔五、内孔六、内孔七的长度等于接口七、接口八的距离，内孔五、内孔六、内孔七之间的间隔距离与固定外壳接口七与接口九之间的距离相等。

2.根据权利要求1所述的可变体积的微量气体进样阀，其特征在于：所述的固定外壳由不锈钢材料制成。

3. 根据权利要求1所述的可变体积的微量气体进样阀，其特征在于：所述的旋转内心由具有密封性能的树脂制成，其中心的竖直杆为不锈钢棒。