CN105797429A - 用于柱和针的互连机构 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于连接柱和针的机构,包括:基础构件(60),针(61a、61b)在它们的顶端指向上方的情况下设置于其上;以及具有柱保持器和设置在每一个柱保持器下方的开口的柱架(10),所述柱保持器用于将柱(10a、10b)保持在直立位置且同时允许柱的向上移动。在针(61a、61b)直接定位在开口下方的情况下,基础构件(60)升高直至其上表面与柱架(10)的底部接触,由此使得针(61a、61b)通过开口插入柱(20a、20b)内。当基础构件(60)与柱架(10)接触时,柱(20a、20b)在柱架(10)内被针(61a、61b)推至比它们的原始位置更高的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过柱来分离或精制目标成分的系统,且更具体地,涉及一种用于将用于液体的通道中的针连接至所述柱的机构。
背景技术
在制药及类似领域中,例如,利用液相色谱仪(liquidchromatograph)的制备分离-精制系统以便收集待存储在库中或待进行详细分析的各种化学合成化合物的样品。例如,专利文献1和2中公开的系统已经通常被已知为这类制备分离-精制系统。
在制备分离-精制系统中,通过液相色谱仪暂时地分离出样品溶液中的目标成分(化合物)。分离出的目标成分被各自地引入到各自单独的捕集柱(trapcolumn)内并且被暂时地捕捉在那些柱中。然后,将溶剂(洗提溶剂)通过各个捕集柱,以快速洗提被捕捉在捕集柱中的成分。因此,其中每个均包含一种处于高浓度的目标成分的多个溶液被收集在各自单独的容器(收集容器)中。这些分离地收集的溶液经受蒸发和干燥处理,以去除溶剂并且收集呈固态的目标成分。
在前述的从捕集柱洗提目标成分的过程(其在下文中被称为“洗提处理”)之前和之后,分别执行“预处理”和“后处理”阶段。在预处理阶段,预定种类的预处理液体(其根据目标成分的种类而被选定)在洗提处理之前通过捕集柱,以便洗掉捕集柱中存在的除目标成分之外的成分(“污染物”)。在后处理阶段中,已经经受洗提处理的捕集柱被利用预定种类的后处理液体加以漂洗,以便使其准备就绪用于再次使用。
在这种制备分离-精制系统中,具有用于液体的内部通道的针被用来使预处理液体、洗提溶剂和后处理液体通过捕集柱。该针具有朝向顶端渐缩的顶部,以及,由树脂或类似材料所制成的柔性管连接至的基端。另一方面,捕集柱在其入口端处具有由树脂或类似材料制成的针端口。通过在入口端指向下的情况下将捕集柱保持在直立位置中并且将针的顶端从下方插入柱的针端口内,管可以连接至捕集柱。针端口具有形成在内部的竖直穿透通道。在该通道的下(入口)端处,形成了直径朝上减小的漏斗状部。如前所述,针的顶部渐缩即成锥形。因此,当已经从下方被插入针端口的通道内的针在其向上运动期间达到一定的高度时,针的顶部的外周表面与通道的漏斗状部的内周表面成紧密接触,由此确保了液体密封的连接。
引用文献列表
专利文献
专利文献1:JP2-122260A
专利文献2:JP2003-149217A
发明内容
[技术问题]
在连接操作中,如果针的上升距离不充分,那么针与柱之间的连接处的密封效率将变得不充分。相反地,如果针的上升距离太大,那么该连接经受过量的负荷。因此,在先前描述的将针插入设置在柱的入口端(下端)处的针端口内的过程中,必需精确地控制针的运动。然而,因为各个柱、针和针端口的尺寸具有细微的差异,所以一直难以控制针的上升距离以便总是在防止过量负荷的同时获得连接处的充分程度的密封效率。
通常,在制备分离-精制系统中,可以将具有分别捕捉的不同种类的目标成分的多个捕集柱和用于分离地收集那些目标成分的多个收集容器可以被设置在该系统内。对于每一个捕集柱执行了预处理、洗提处理和后处理阶段的顺序过程。根据该方法,用于下一个捕集柱的处理过程不能被启动直至用于一个捕集柱的处理顺序完成。因此,需要大量的时间,直至完成用于全部捕集柱的处理。
用于解决该问题的一个可能方法是同时对于两个或多个柱(以暂时交叠的方式)执行前述阶段顺序(即预处理、洗提处理和后处理阶段)的一部分或全部。为了进行该操作,系统需要具有用于将液体引入捕集柱内的两个或多个针。
在提供两个或多个液体引入针的情况下,优选在公共的基础构件上提供彼此靠近的那些针,以便利用公共的机构驱动所述针并且由此简化系统构造。在该情况下,如果具有指向下的入口端的多个捕集柱以与那些针的间距对应的间距而布置,那么可以通过升高或降低所述基础构件而同时将所述针连接至捕集柱的入口端或同时使所述针与捕集柱的入口端断开连接。
然而,如果采用该构造,那么针的顶端的竖直位置或捕集柱的入口端的竖直位置中的甚至极小的差异都会使得在针与捕集柱之间的全部连接处获得相同程度的密封效率变得不可能,这可能导致液体从多个连接处中的一些处泄漏或在多个连接处中的一些处产生过量的负荷。
所述问题不限于先前描述的制备分离-精制系统,而对具有将一种柱连接至贯穿一种针的液体通道的机构的任何系统是共同的。
已鉴于先前描述的要点发展了本发明。待解决的第一个问题是提供一种用于柱和针的互连机构,其中即使柱和/或针的尺寸存在误差,也可以在不在连接处产生过量负荷的情况下牢固地连接柱和针。第二个问题是提供一种用于柱和针的互连机构,其允许针和柱的多个连接并且还可以在所有连接处实现相同程度的密封效率。
[解决问题的方案]
根据针对于解决先前描述问题所发展的本发明的第一方面,一种用于柱和针的互连机构包括:
a)具有内部通道和后端的针,液体将要通过该内部通道,并且用于供给所述液体的管将要被连接至所述后端;
b)具有柱保持器和设置在该柱保持器下方的开口的柱架,所述柱保持器用于将所述柱保持在直立位置且同时允许所述柱的向上移动;和
c)移动系统,用于在所述针直接定位在所述开口下方并且所述针的顶端指向上方的情况下,通过改变所述针和/或所述柱架的竖直位置预定距离来将所述针通过所述开口插入所述柱的下端内,
其中,当所述针和/或所述柱架的竖直位置被所述移动系统改变预定距离时,所述针插入其中的所述柱被所述针向上推动,且由此所述柱在所述柱架内移动至比在所述针的插入之前所述柱所定位处的位置更高的位置。
在根据本发明的第一方面的用于柱和针的互连机构的一个模式中,针端口设置在所述柱的下端处,所述针端口具有形成在内部的端口内通道,该端口内通道具有形成在该端口内通道的内周表面上的密封部,所述密封部被构造为与所述针的顶部的外周表面相接触,由此在所述针和所述柱之间产生液体密封连接;和
在所述柱保持器内,在所述针的插入之前从所述柱架的上端至所述密封部的竖直距离大于当通过所述移动系统将所述针插入所述柱的下端内时从所述柱架的上端至所述针的顶端的竖直距离,由此使得所述针的顶部的外周表面接触所述密封部。
根据针对于解决前述问题所开发的本发明的第二方面,一种用于柱和针的互连机构包括:
a)多个针,每一个针都具有内部通道和后端,液体将要通过该内部通道,并且用于供给该液体的管将要被连接至所述后端;
b)基础构件,所述多个针设置在该基础构件上,且其中所述针的顶端指向上方;
c)具有多个柱保持器和分别设置在该多个柱保持器下方的多个开口的柱架,所述多个柱保持器用于分别将多个柱保持在直立位置且同时允许所述柱的向上移动;和
d)移动系统,用于在所述针直接定位在对应的开口下方的情况下,通过改变所述基础构件和/或所述柱架的竖直位置来将所述针通过对应的开口插入所述柱的下端内,以便使得所述基础构件和所述柱架相互距离预定的距离,
其中,当所述柱架和所述基础构件被所述移动系统定位在彼此相距的预定距离处时,一个所述针插入其中的每一个所述柱被所述针向上推动,且由此在所述柱架内移动至比在所述针的插入之前所述柱所定位处的位置更高的位置。
在根据本发明的第二方面的用于柱和针的互连机构的一个模式中,针端口被设置在每一个所述柱的下端处,所述针端口具有形成在内部的端口内通道,该端口内通道具有形成在该端口内通道的所述内周表面面上的密封部,所述密封部被构造为与所述针的顶部的外周表面相接触,且由此在所述针和所述柱之间产生液体密封连接;和
在每一个所述柱保持器内,在所述针的插入之前从所述柱架的上端至所述密封部的竖直距离大于当所述柱架和所述基础构件被所述移动系统定位在彼此相距预定距离处时从所述柱架的上端至所述针的顶端的竖直距离。
[本发明的有益效果]
在具有先前描述构造的用于根据本发明的第一或第二方面的用于柱和针的互连机构中,当针被插入柱内时,柱被针向上推。在该状态下,由于其自身重量,柱被压靠在针的顶端上,由此针的顶端被保持与柱的入口端成紧密接触。通过该机构,即使柱和/或针的尺寸存在误差,也可以在不在两个元件的连接处产生过量负荷的情况下牢固地将柱和针连接在一起。
此外,在本发明的第二方面中,因为柱架上的多个柱中的每一个都可以独立移动,所以,即使针的顶端的竖直位置或柱的入口端的竖直位置存在差异,也可以在针和柱之间的全部连接处获得相同程度的密封效率。因此,可以在针和柱之间的任意连接处不导致液体泄漏或产生过量负荷的情况下同时处理多个柱。
附图说明
图1是具有根据本发明的一个实施例的连接机构的收集和粉化系统的示意构造图。
图2是本实施例中的捕集柱和周围部件的放大截面图,其示出了将捕集柱设置在柱架中的过程。
图3是本实施例中的捕集柱和周围部件的放大截面图,其示出了使基础构件更靠近柱架的过程。
图4是本实施例中的捕集柱和周围结构的放大截面图,其中针的顶端与针端口中的通道区域的入口接触。
图5是本实施例中的捕集柱和周围结构的放大截面图,其中基础构件的上表面与柱架的下表面接触。
图6是本实施例中的捕集柱和周围结构的放大截面图,其中针连接至第一柱的出口端。
图7A和7B是示出在两个捕集柱上执行的处理的时序图,其中图7A示出由常规系统所采用的处理顺序,图7B示出由本实施例的系统所采用的处理顺序。
图8是本发明的另一实施例中的捕集柱和周围结构的放大截面图,其中基础构件和柱架已经被带入彼此相距预定距离处,且其中在基础构件的上表面和柱架的下表面之间留有间隙。
附图标记列表
10…柱架
11a,11b…柱保持器
12a,12b…针通道开口
20a…第一柱
20b…第二柱
21a-21d…针端口
22a,22b…锥形部
23a,23b…通道部
24a,24b…端口内通道
30…容器架
31a…第一容器
31b…第二容器
40a…第一收集头
40b…第二收集头
41a,41b…洗提收集针
43a,43b…喷嘴
60…基础构件
61a…第一液体供给针
61b…第二液体供给针
63…基础驱动机构
64…控制器
93…支撑构件。
具体实施方式
下文中,借助实施例描述了用于执行本发明的具体模式。图1是根据本发明的一个实施例的收集和粉化系统的示意构造图。该收集和粉化系统被包括在先前描述的制备分离-精制系统中,并且用于从捕集柱中收集已经被制备液相色谱仪(未示出)分离并且捕捉在捕集柱中的目标成分以及用于粉化所收集的成分。
在柱架10中,两个捕集柱(其在下文中分别被称为“第一柱20a”和“第二柱20b”)被保持在直立位置中,其中它们的入口端指向下并且出口端指向上。在那些柱20a和20b中,分别捕捉了先前被制备液相色谱仪(未示出)分离的两种不同种类的目标成分。
在容器架30中,用于收集分别从第一柱20a和第二柱20b中洗提的目标成分的两个收集容器(其在下文中分别被称为“第一容器31a”和“第二容器31b”)以与柱20a和20b的间隔对应的间隔而布置。此外,容器架30设置有用于加热所述收集容器31a和31b的加热器32。
在图1中,为了便利起见,第二柱20b被示出在第一柱20a的右侧上,第二容器31b被示出在第一容器31a的右侧上。实际上,第二柱20b位于第一柱20a后面(即如从附图的观察侧即正面观看位于较远侧上),并且第二容器31b位于第一容器31a后面。
在位于柱架10和容器架30上方的空间中,设置两个收集头,即用于从第一柱20a发送洗出液至第一容器31a的第一收集头40a和用于从第二柱20b发送洗出液至第二容器31b的第二收集头40b。第一收集头40a和第二收集头40b中的每一个都具有管42a或42b、针41a或41b(其在下文中被分别称为“洗出液收集针41a或41b”)和喷嘴43a或43b。针41a或41b和喷嘴43a和43b在它们的顶端指向下的情况下分别连接至管42a或42b的两端。喷嘴43a或43b被气体供给管44a或44b包围。气体供给管44a和44b分别从第一气源91a和第二气源91b被供给雾化气体(例如空气或氮气)。管42a或42b还设置有排放/收集切换阀45a或45b,通过该排放/收集切换阀45a或45b,从洗出液收集头41a或41b引入到管42a或42b内的液体的目的地在排出通道46a或46b(其通向排出端口)与喷嘴43a或43b之间切换。第一收集头40a和第二收集头40b中的每一个都可以沿竖直方向(图1中的Z方向)、前后方向(Y方向)和左右方向(X方向)被驱动机构(未示出)驱动。
在柱架10和容器架30上方的空间中还设置有用于排放已经通过第一柱20a和第二柱20b的预处理液体和后处理液体(其将在下文描述)的废液收集头50。该废液收集头50具有管52和针51(其在下文中被称为“废液收集针51”)。该针51在其顶端指向下的情况下被连接至管52的一端。废液收集头50可以沿竖直方向、前后方向和左右方向被驱动机构(未示出)驱动。
在柱架10下方,两个针61a和61b被设置在平板形基础构件60上,且它们的顶端指向下(这些针在下文中分别被称为“第一液体供给针61a”和“第二液体供给针61b”)。通过利用基础驱动机构63(其包括马达和其它部件)驱动所述基础构件60,可以改变针61a和61b的竖直位置。基础驱动机构63被控制器64控制,该控制器64包括专用硬件装置和/或个人计算机。控制器64负责控制除基础驱动机构63之外的各个其它部件(泵、阀等)的运行。为了简洁起见,用于这些部件的控制线从图1中省略。
高压阀71具有六个端口a-f。这些端口a-f的连接可以在由实线指示的状态和由虚线指示的状态之间切换。高压阀71的端口a被连接至目的地切换阀73。端口b被连接至预处理/后处理切换阀75。端口c被连接至端口d。端口e被连接至废液收集针51的后端。端口f被连接至通向排出端口的通道。
目的地切换阀73被用于选择性地将通过端口a所供给的液体发送至第一液体供给针61a或第二液体供给针61b。第一柱塞泵81a经由第一液体源切换阀74a而被连接至介于目的地切换阀73与第一液体供给针61a之间的通道。第一柱塞泵81a用来将容纳在第一溶剂储存器53a中的洗提溶剂(例如二氯甲烷)发送至第一液体供给针61a。另一方面,低压阀72的端口1经由第二液体源切换阀74b而被连接至介于目的地切换阀73与第二液体供给针61b之间的通道。
预处理/后处理切换阀75用来将预处理液供给泵82或后处理液供给阀83连接至高压阀71的端口b。预处理液供给泵82经由预处理液选择阀76而被连接至多个预处理液储存器54a-54d。另一方面,后处理液供给阀83经由后处理液选择阀77而被连接至多个后处理液存储器55a-55e。
低压阀72具有一个中央端口g和围绕该中央端口g的五个其它端口h-1。端口g可以被连接至端口h-1之一,而同时端口h-1之中的任意两个相邻的端口可以彼此连接。端口g被连接至第二柱塞泵81b的一端,而同时端口h被连接至第二柱塞泵81b的另一端。端口i被连接至溶剂/清洗液切换阀78。端口j被连接至清洁端口切换阀79。端口k关闭。端口l被连接至第二液体源切换阀74b,如已经解释的那样。
溶剂/清洗液切换阀78用于切换通道,以便将第二溶剂存储器53b中的洗提溶剂(例如二氯甲烷)或清洗液存储器56中的清洗液(例如水)引入第二柱塞泵81b内。
清洗端口切换阀79用来将通过端口j供给的清洗液选择性地发送至废液收集针清洗端口65,或发送至洗出液收集针清洗端口66和喷嘴清洗端口67二者。
根据本实施例的收集和粉化系统的特征在于它的用于将第一液体供给针61a和第二液体供给针61b分别连接至第一柱20a和第二柱20b的机构。该机构在下文中参照图2-6加以描述。
如图2所示,柱架10具有充当用于分别保持所述捕集柱20a和20b的柱保持器11a和11b的两个凹部。柱保持器11a和11b的内径稍大于捕集柱20a和20b的外径。因此,被保持在柱保持器11a和11b中的捕集柱20a和20b中的每一个都可以向上滑动。此外,在每一个柱保持器11a和11b的底部的中心处,形成了用于准许针61a或61b进入的针通道开口12a或12b(该开口对应于本发明的“开口”)。
第一柱20a和第二柱20b利用它们的指向下的入口端从上方插入所述柱保持器11a和11b内(图2)。用于接收针的针端口21a-21d被附接至这些捕集柱20a和20b的入口端和出口端的每一个上。在每一个针端口21a和21b中,设置了用于允许液体通过的端口内通道24a或24b(这样的端口内通道还被设置在针端口21c和21d中,但其在下文中未描述)。端口内通道24a和24b中的每一个都包括具有锥形形状的锥形部22a或22b和从椎体的顶点延伸的圆柱通道部23a或23b。锥形部22a或22b的内径从捕集柱20a或20b的下端朝向所述柱的中心逐渐减小。通道部23a或23b的内径等于锥形部22a或22b的最小内径。
在基础构件60中,第一液体供给针61a和第二液体供给针61b固定在对应于针通道开口12a和12b的位置处。第一液体供给针61a和第二液体供给针61b中的每一个都利用其指向下的顶端穿透基础构件60。这些针61a和61b具有锥形顶部。该顶部的最小外径小于针端口21a和21b的通道部23a和23b的内径,而其最大外径大于通道部23a和23b的内径。
在根据本实施例的系统中,在插入所述针61a或61b之前从柱架10的上端至入口侧针端口21a或21b的通道部23a或23b的下端的竖直距离L1(参见图3)大于当柱架10的下表面接触所述基础构件60的上表面时从柱架10的上端至针61a或61b的顶端的竖直距离L2(参见图5)。为了对于第一柱20a和第一液体供给针61a的组合、以及第二柱20b和第二液体供给针61b的组合二者都确定地满足L1>L2的条件,则应该在考虑针61a和61b、捕集柱20a和20b、针端口21a和21b、柱架10、基础构件60以及其它相关部件的制造或组装公差的情况下来适当地确定这些部件的尺寸。
此外,分别包围所述针61a和61b的两个圆周套筒62a和62b被固定至基础构件60的上表面,以便保护所述针61a和61b的顶端。套筒62a和62b的内径大于针端口21a和21b的外径,而它们的外径小于针通道开口12a和12b的内径。
将第一液体供给针61a和第二液体供给针61b连接至第一柱20a和第二柱20b的入口端的过程如下:在如图3所示将第一柱20a和第二柱20b设置在柱架10中之后,在控制器64的命令下,基础构件60被基础驱动机构63升高。然后,初始地,针61a和61b以及套筒62a和62b通过针通道开口12a和12b从下方进入柱架10。随着基础构件60的向上运动,针61a和61b的顶部穿透入所述针端口21a和21b的端口内通道24a和24b内。通过被锥形部22a和22b的内周表面所引导,该顶部进一步向上运动。然后,针61a和61b的顶部的外周表面与通道部23a和23b的入口(下端)相接触。图4示出了此状况。由图可见,在针61a和61b的顶部已经到达通道部23a和23b的入口时的点处,基础构件60的上表面仍与柱架10的底表面分离开。
如前所述,针61a和61b的顶部的最大外径大于通道部23a和23b的内径。因此,该顶部可以不再穿透入端口内通道24a和24b内。因此,当基础构件60从图4示出的状态进一步升高时,与基础构件60一起向上移动的针61a和61b向上推动所述捕集柱20a和20b,导致这些柱在柱保持器11a和11b内向上滑动。最终,基础构件60升高,直至其上表面与柱架10的底表面相接触。在该点处,捕集柱20a和20b二者都与柱保持器11a和11b的内部底表面分离开,如图5所示。在该状态下,由于捕集柱20a和20b的重量,则针61a和61b的顶部的外周表面被牢固地压靠在通道部23a和23b的入口(这些入口中的每一个都对应于本发明中的“密封部”)上。因此,针61a和61b以液体密封的方式而被连接至针端口21a和21b。
因此,在根据本实施例的收集和粉化系统中,使得在插入所述针61a或61b之前从柱架10的上端至针端口21a和21b的通道部23a或23b的下端的竖直距离L1大于在柱架10的下表面接触所述基础构件60的上表面的状态下从柱架10的上端至针61a和61b的顶端的竖直距离L2。因此,当基础构件60升高直至其与柱架10接触时,捕集柱20a和20b二者都被与所述柱的入口端接触的针61a和61b推至较高位置。通过此机构,针61a和61b的顶端可以被确定地带入与针端口21a和21b的紧密接触。此外,因为第一柱20a和第二柱20b可以在各自的柱保持器11a和11b中独立地沿竖直方向移动,所以,即使针61a和61b的长度、针端口21a和21b的竖直位置、或其它设计参数存在细微的差异,仍可以在针(61a、61b)和针端口(21a、21b)之间的两个连接处实现相同程度的密封效率。
下文描述利用根据本实施例的收集和粉化系统从捕集柱收集目标成分的工序。图7B是本实施例中用于处理第一柱20a和第二柱20b的时间表的一个示例。由图可见,在根据本实施例的收集和粉化系统中,用于两个捕集柱的处理以暂时重叠的方式执行。
初始地,用户将两个捕集柱20a和20b(具有先前捕获的目标成分)设置在柱架10中,并且命令控制器64起始所述过程。然后,控制器64使基础构件60以前述方式升高,以将第一液体供给针61a和第二液体供给针61b分别连接至第一柱20a和第二柱20b的入口端。此外,通过操作所述驱动机构(未示出),控制器64移动废液收集头50,以便将废液收集针51连接至设置在第一柱20a的出口端(上端)处的针端口21c(图6)。在该过程中,废液收集针51向下挤压第一柱20a,由此进一步加强在第一柱20a的入口端处的针端口21a和第一液体供给针61a的顶端之间的接触。
随后,控制器64使高压阀71转向由图1中虚线所指示的连接状态。其也切换预处理/后处理切换阀75和预处理液选择阀76,从而使得预处理液存储器54a-54d中由用户先前选定的一个被连接至端口b。在下文中,假设容纳纯水作为预处理液体的存储器54a被连接至端口b。此外,控制器64切换目的地切换阀73和第一液体源切换阀74a,从而使得从端口a离开的液体将被引导至第一液体供给针61a。在以此方式设置阀之后,控制器64使预处理液供给泵82通电。然后,在存储器54a中的预处理液体(纯水)被预处理液供给泵82抽取并且通过预处理/后处理切换阀75、端口b、端口a、目的地切换阀73、第一液体源切换阀74a、和第一液体源针61a而被引入第一柱20a内。预处理液体向上通过第一柱20a,并且通过废液收集针51、端口e、和端口f而被排放至外面。通过该过程,不期望的可溶于水的物质(污染物),诸如连同在将目标成分捕捉在捕集柱20a中的过程中的目标成分一起已粘附在捕集柱20a中的吸附剂上的盐,被从捕集柱20a上被去除。在该点处,被捕获在吸附剂上的目标成分几乎不在水中溶解并且保持呈被捕捉在捕集柱20a中的状态。
当预定的时间段t1已逝去时,由于开始供给预处理液体,所以控制器64使预处理液供给泵82断电。然后,通过控制所述驱动机构(未示出),控制器64抬升起所述废液收集头50,以从第一柱20a的出口端移除废液收集针51。此外,控制器64移动第一收集头40a,以便将第一洗出液收集针41a和喷嘴43a分别插入第一柱20a的出口端和第一容器31a内。它还设置排放/收集切换阀45a的方向,从而使得引入到洗出液收集针41a内的液体将被引导至排出通道46a中。此外,控制器64将第一液体源切换阀74a切换至另一方向,并且使第一柱塞泵81a通电,由此第一溶剂存储器53a中的洗提溶剂(在该示例中为二氯甲烷)通过第一液体供给针61a而被供给至第一柱20a。
二氯甲烷具有比水更高的比重(1.32),并且与水不混溶。因此,当二氯甲烷从第一柱20a的入口端被引入时,二氯甲烷不会明显地与第一柱20a中存在的水混合,并且介于二氯甲烷和水之间的界面逐渐出现。换言之,二氯甲烷从第一柱20a的底部逐渐积累,推动水向上。被推动的水在第一柱20a的出口端上流过并且通过洗出液收集针41a、排放/收集切换阀45a、和排出通道46a而被排放至外面。
基于第一柱20a中的空隙体积(即紧接在所述洗提溶剂(二氯甲)的引入之前被容纳在第一柱20a中的预处理液体(水)的体积),并且基于由第一柱塞泵81a所供给的洗提溶剂的供给速率,控制器64估算从当开始洗提溶剂的供给时的时间点至当洗提溶剂将开始从第一柱20a离开时的时间点之间的时间段tA,并且确定从洗提溶剂的供给的开始时已逝去的时间是否已经达到tA。因为洗提溶剂具有较强的洗提能力,所以尚未被预处理液体洗提并且保持捕捉在吸附剂上的目标成分被洗提溶剂洗提。因此,目标成分几乎与洗提溶剂从第一柱20a中的第一排放同时地开始出现在洗提溶剂中。
当识别出从洗提溶剂的供给开始已逝去的时间已经达到tA时,控制器64使得排放/收集切换阀45a的方向从排出通道46a切换至喷嘴43a,以开始从第一柱20a中收集洗出液。
同时,控制器64打开设置在第一气源91a中的通/断阀92a,以开始将雾化气体供给至气体供给管44。它还启动了利用加热器32对容器架30进行的加热,由此第一容器31a(和第二容器31b)的温度开始上升。例如,目标温度可以被设定为近似等于或稍微高于洗提溶剂的沸点的水平。可以在洗出液的收集启动之前启动雾化气体的供给和/或收集容器31a和31b的加热。
由于从气体供给管44a喷射入附近的空间内的气流,使得从喷嘴43a下落入第一容器31a内的洗出液被破碎成细微的液滴并且分散在同一容器内。上述的对第一容器31a的加热有助于粘附至第一容器31a的内圆周壁和内底壁上的液滴的蒸发。最终,容纳在液滴中的目标成分以粉末形式被收集。
与第一柱20a的洗提处理并列,控制器64按照如下步骤进行对于第二柱20b的预处理和洗提处理(参见图7B):在针对第一柱20a的预处理完成并且废液收集针51以前述方式从相同的柱20a上被移除之后,控制器64使用废液收集针清洗端口65进行清洗所述针51的操作(该操作的详细描述被省略),并且随后将针51连接至第二柱20b的出口端。然后,控制器64通过预处理液选择阀76选择先前规定的预处理液存储器(例如存储器54a),切换所述目的地切换阀73和第二液体源切换阀74b的方向,从而使得从端口a离开的液体将被供给至第二液体供给针61b,并且使得预处理液供给泵82通电。从存储器54a泵送的预处理液体(纯水)从第二柱20b上去除污染物。当预设的时间t1已经逝去时,控制器64使预处理液供给泵82断电并且从第二柱20b的出口端上移除所述废液收集针51。然后,控制器64移动第二收集头40b以便将洗出液收集针41b连接至第二柱20b的出口端并且将喷嘴43b插入第二容器31b内。随后,控制器64切换所述第二液体源切换阀74b的方向以将低压阀72的端口1连接至第二液体供给针61b,并且切换溶剂/清洗液切换阀78的方向以选择第二溶剂存储器53b。在该状态下,当维持第二柱塞泵81b运行时,控制器64交替地在由图1中的虚线指示的状态和由图1中的实线指示的状态之间改变低压阀72的连接状态。通过此操作,第二溶剂存储器53b中的洗提溶剂(例如二氯甲烷)通过第二液体供给针61b而被供给至第二柱20b的入口端。被供给的溶剂向上推动第二柱20b中的预处理液体(即水),导致此液体在第二柱20b的出口端之上流动并且通过洗出液收集针41b、排放/收集切换阀45b、和排出通道46b而被排放至外面。在其中前述的时间段tA已经逝去的时刻,因为洗提溶剂的供给已经开始,所以控制器64使得排放/收集切换阀45b的方向从排出通道46b切换至喷嘴43b,以开始从第二柱20b上收集洗出液。同时,它打开设置在第二气体源91b中的通/断阀92b以开始将雾化气体供给至气体供给管44b。
在此之后,控制器64确定从开始供给洗提溶剂至第一柱20a已经逝去的时间段是否已达到预设的时间t2,该时间t2是从开始供给洗提溶剂至完成从第一柱20a上洗提目标成分的时间长度。在本实施例中,t2通过试验或计算而被确定。当确定了预设的时间t2已经逝去时,控制器64使第一柱塞泵81a断电并且关闭第一气体源91a的通/断阀92a。
随后,控制器64提升第一收集头40a,以分别从第一柱20a和第一容器31a上移除洗出液收集针41a和喷嘴43a。然后,控制器64移动废液收集头50以便将废液收集针51插入第一柱20a的出口端内。它还切换所述后处理液选择阀77和预处理/后处理切换阀75的方向,从而使得由用户先前选定的后处理液存储器55a-55e之一被连接至端口b。在下文中,假设容纳乙腈作为后处理液体的存储器55a被连接至端口b。此外,控制器64切换所述目的地切换阀73和第一液体源切换阀74a的方向,从而使得从端口a离开的液体将被引导至第一液体供给针61a。在以此方式设置所述阀之后,控制器64使后处理液供给泵83通电。然后,存储器55a中的后处理液体(乙腈)被后处理液供给泵83抽取并且通过预处理/后处理切换阀75、端口b、端口a、目的地切换阀73、第一液体源切换阀74a、和第一液体供给针61a而被引入第一柱20a内。后处理液向上通过第一柱20a,并且通过废液收集针51、端口e、和端口f而被排放至外面。通过这样的过程,第一柱20a中的吸附剂被后处理液体所漂洗并且准备就绪用于再次使用。
基于捕集柱20a和20b中的空隙体积以及由后处理液供给泵83供给后处理液体的供给速率,控制器64估算从开始供给后处理液体至由后处理液体使捕集柱20a和20b中的液体完成位移期间的时间段t3。当从开始供给后处理液体开始已逝去的时间已经达到t3时,控制器64使后处理液供给泵83断电。
在第一柱20a的后处理由此完成之后,当始于开始供给洗提溶剂至第二柱20b的时间段达到t2时,控制器64按照如下步骤开始第二柱20b的后处理:初始地,控制器64提升第二收集头40b,以分别从第二柱20b和第二容器31b上去除洗出液收集针41b和喷嘴43b。然后,控制器64移动所述废液收集头50,以便将废液收集针51插入第二柱20b的出口端内。此外,控制器64改变所述目的地切换阀73和第二液体源切换阀74b的方向,并且使后处理液供给泵83通电。然后,规定的后处理液(例如,存储器55a中的乙腈)通过第二液体供给针61b而被引入第二柱20b的入口端内,由此漂洗第二柱20b的内部。当始于开始供给后处理液体至第二柱20b已经逝去时间段t3时,控制器64使后处理液供给泵83断电。此外,控制器64分别使用废液收集针清洗端口65、洗出液收集针清洗端口66、和喷嘴清洗端口67进行废液收集针51、洗出液收集针41a和41b以及喷嘴43a和43b的清洗操作(该操作的详细描述被省略)。
因此,完成了从第一柱20a和第二柱20b上收集目标成分。用户从柱架10上移除捕集柱20a和20b,以及从容器架30上移除收集容器31a和31b。如果还存在其中目标成分保持待收集的其它捕集柱,那么用户将这些捕集柱设置在柱架10中并且将新的收集容器设置在容器架30中,并且命令控制器64起始所述过程。
因此,在根据本实施例的收集和粉化系统中,两个针(第一液体供给针61a和第二液体供给针61b)被设置在基础构件60上,并且那些针同时连接至第一柱20a和第二柱20b。利用该机构,针对两个柱的处理可以同时执行。因此,整个处理时间可以比其中在对于一个柱的处理的整个工序(预处理、洗提处理和后处理)完成之前不能开始对于下一个柱的处理的常规情况更短。例如,考虑其中对于一个柱的顺序过程需要预处理阶段1小时、洗提处理阶段2小时、以及后处理阶段1小时,如图7A和7B所示。常规情况(图7A)需要8个小时来完成针对两个柱的处理,而在本实施例(图7B)中处理时间可以被缩短至5小时。
前述实施例仅是本发明的示例,并且在本发明的精神之内作出的任何改变、修改或增加均将毫无疑义地落入本申请的权利要求的范围之内。例如,在前述实施例中,当针61a和61b连接至柱20a和20b的入口端时,使得基础构件60的上表面接触所述柱架10的底表面。这可以被改变,从而使得通过将两个表面带入彼此相距的预定距离、而同时保留一定间隙来实现该连接。这样的构造的一个示例示出在图8中,其中柱架10置于由彼此平行布置的多个杆组成的支撑构件93或类似部件上。为了将针61a和61b连接至柱20a和20b的入口端,基础构件60被升高直至其上表面与支撑构件93的下端相接触。在此情况下,本发明中的“当柱架和基础构件定位于彼此相距的预定距离处时从柱架的上端至针顶端的竖直距离”由图8中的L2指示。
在前述实施例中,两个针被设置在基础构件上,并且那些针同时连接至柱架上的两个柱上。针的数量不限于两个。例如,可以在基础构件上设置三个或多个针并且将这些针同时连接至柱架上的三个或多个柱上。
还可以将本发明应用于其中单个针被设置在基础构件上并且该针连接至保持于柱架中的一个柱上的系统中。即使在此情况下,可以获得在没有在连接处产生过量负荷的情况下牢固连接所述针和所述柱的效果。
在前述实施例中,通过升高所述针设置在其上的基础构件来实现所述针和所述柱之间的连接。还可以通过降低所述柱架来连接针和柱。另一个可能的构造是通过驱动基础构件和柱架(例如,通过向上移动所述基础构件和向下移动所述柱架)来连接针和柱。
可以使用机器人臂、或能够直接保持所述针并且将它们输送至所需位置的类似移动系统,来代替其中针被设置在基础构件上并且该基础构件由移动系统所驱动的机构。
Claims (4)
1.一种用于柱和针的互连机构,包括:
a)具有内部通道和后端的针,液体将通过所述内部通道,并且用于供给所述液体的管将连接至所述后端;
b)具有柱保持器和设置在所述柱保持器下方的开口的柱架,所述柱保持器用于保持所述柱处于直立位置且同时允许所述柱的向上移动;和
c)移动系统,用于在所述针直接定位在所述开口下方并且所述针的顶端指向上方的情况下,通过使得所述针或所述柱架的竖直位置改变预定距离来将所述针通过所述开口插入所述柱的下端内,
其中,当所述针或所述柱架的竖直位置由所述移动系统改变预定距离时,所述针插入其中的所述柱由所述针向上推动,且由此所述柱在所述柱架内移动至比其中在所述针的插入之前所述柱所定位处的位置更高的位置。
2.根据权利要求1所述的用于柱和针的互连机构,其中:
针端口设置在所述柱的下端处,所述针端口具有形成在内部的端口内通道,所述端口内通道具有形成在所述端口内通道的内周表面上的密封部,所述密封部构造为与所述针的顶部的外周表面接触,且由此在所述针和所述柱之间产生液体密封连接;和
在所述柱保持器内,在所述针的插入之前从所述柱架的上端至所述密封部的竖直距离大于当通过所述移动系统将所述针插入所述柱的下端内时从所述柱架的上端至所述针的顶端的竖直距离,由此使得所述针的顶部的外周表面与所述密封部接触。
3.一种用于柱和针的互连机构,包括:
a)多个针,每一个针都具有内部通道和后端,液体将通过所述内部通道,并且用于供给所述液体的管将连接至所述后端;
b)基础构件,所述多个针设置在所述基础构件上,其中所述针的顶端指向上方;
c)具有多个柱保持器和分别设置在所述多个柱保持器下方的多个开口的柱架,所述多个柱保持器用于分别保持多个柱处于直立位置且同时允许所述柱的向上移动;和
d)移动系统,用于在所述针直接定位在对应的开口下方的情况下,通过改变所述基础构件或所述柱架的竖直位置来将所述针通过对应的开口插入所述柱的下端内,以便使得所述基础构件和所述柱架达到彼此相距的预定距离,
其中,当所述柱架和所述基础构件由所述移动系统定位在彼此相距的预定距离处时,一个所述针插入其中的每一个所述柱由所述针向上推动,且由此在所述柱架内移动至比其中在所述针的插入之前所述柱所定位处的位置更高的位置。
4.根据权利要求3所述的用于柱和针的互连机构,其中:
针端口设置在每一个所述柱的下端处,所述针端口具有形成在内部的端口内通道,且所述端口内通道具有形成在所述端口内通道的内周表面上的密封部,所述密封部构造为与所述针的顶部的外周表面接触,且由此在所述针和所述柱之间产生液体密封连接;和
在每一个所述柱保持器内,在所述针的插入之前从所述柱架的上端至所述密封部的竖直距离大于当所述柱架和所述基础构件由所述移动系统定位在彼此相距的预定距离处时从所述柱架的上端至所述针的顶端的竖直距离。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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