CN109374798B - 多管组合式进样阀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多管组合式进样阀及其使用方法，多管组合式进样阀包括阀体和阀芯，阀芯可转动地在阀体内切换；阀芯内设有互不连通的多个定量孔道；阀体内具有容纳阀芯的容置腔、第一孔道、第二孔道、第三孔道和第四孔道，每个第一孔道、每个第二孔道、第三孔道均为一端朝向容置腔开口、另一端朝向阀体的周壁开口，每个第四孔道均为两端朝向容置腔开口。在取样位置，每个定量孔道的两端分别连接一个第一孔道和第二孔道；在进样位置，多个定量孔道与第三孔道和第四孔道形成串联通道。本发明多管组合式进样阀定量准确，内置定量管的方式，开发了进样量调节功能，增加了器件的稳定性，扩展了进样功能。

Description

多管组合式进样阀及其使用方法

技术领域

本发明属于色谱进样技术领域，具体是一种多管组合式进样阀及其使用方法。

背景技术

色谱仪是物质分析中常用的一种分析仪器，能够以极高的灵敏度检测微量、痕量化学物质成分。色谱仪包括气相和液相两大类，在化学分析、物质鉴定、化工检测、食品安全和空气质量检测等方面有着广泛的应用。

色谱分析法的进样方式对分析结果的质量有着极为重要的影响。就基本流路模式来说，存在注射进样和阀进样两大类方式。注射进样将样品直接注入流动相中，而阀进样通过流路切换的方式，将定量好的样品直接切换为流路的一部分。注射进样只用于气相色谱的液体进样，其余的条件下均需要采用阀进样。因此，相比于注射进样，阀进样的应用范围更为广泛。阀进样最基本的器件为六通阀，根据色谱的种类和进样种类的不同，进样阀的形态也存在较大的差异。

从所进样品的形态来看，色谱仪的进样时样品有气体和液体两种形态。气体进样仅用于气相色谱中，其进样量一般为毫升级。常规六通阀的定量管可满足毫升级体积的定量精度。而液体进样则存在于各种色谱分析中，其进样量多为微升级。当前液体微升级定量管的精度和长期使用的稳定性相对较差。

阀进样的原理是将一段已经定量的样品切入流动相之中，并随流动相共同上样到后续的色谱柱中进行分析或分离。液体进样时，所使用的微升级定量管往往依赖于精密的机械加工，成本较高，管道的弯曲对定量体积会产生一定的影响。较小体积的微升级定量管一般为阀体内部设置的容量一定的凹槽。若要变更进样体积则必须更换整个阀体，使用时极为不便。由于上述几个方面的原因，液体样品阀进样的准确性和可调节性较差，对液体样品的色谱分析产生了较为不利的影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种多管组合式进样阀，所述多管组合式进样阀定量准确，可调节性强，具有多种可组合的定量进样模式。

本发明还旨在提出一种多管组合式进样阀的使用方法。

根据本发明实施例的一种多管组合式进样阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯可转动地设在所述阀体内，所述阀芯转动中在取样位置和进样位置之间可切换；其中，所述阀芯内设有多个互不连通的定量孔道；且，所述阀体内具有容置腔、第一孔道、第二孔道、第三孔道和第四孔道，所述容置腔用于容纳所述阀芯，所述第一孔道和所述第二孔道均为多个，所述第三孔道为两个，所述第四孔道为至少一个，所述第一孔道、所述第二孔道、所述第三孔道均为一端朝向所述容置腔开口、另一端朝向所述阀体的周壁开口，所述第四孔道的两端均朝向所述容置腔开口；且，当所述阀芯位于取样位置时，多个所述第一孔道一一对应地连接多个所述定量孔道的一端，多个所述第二孔道一一对应地连接多个所述定量孔道的另一端；当所述阀芯位于进样位置时，两个所述第三孔道和所述第四孔道与多个所述定量孔道相连形成串联通道，串联通道上相邻两个所述定量孔道之间通过所述第四孔道相连通，两个所述第三孔道分别串联在串联通道的最外侧。

根据本发明实施例的多管组合式进样阀，其阀芯在阀体中转动，可在取样位置、进样位置两个位置之间切换。阀芯内的各个定量孔道均可作为一个单独的内置定量管，取样后旋转进行后续的进样；各个定量孔道也可以相互组合形成不同的定量管，多个定量孔道分别取样后进行后续的串联进样，形成多种进样量的进样阀，可灵活调节，定量精确，进样量准确。这种转动的阀，结构简单，加工容易，且操作方便。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，所述阀芯内设有与所述定量孔道不连通的辅助孔道，当所述阀芯位于取样位置时，两个所述第三孔道分别与所述辅助孔道的两端相连。

根据本发明进一步地实施例，所述辅助孔道为两条，两条所述辅助孔道相对所述阀芯的中轴线呈中心对称设置。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，所述多个定量孔道设在经过所述阀芯的中轴线的同一平面内，所述第一孔道与所述第二孔道设在经过所述阀体的中轴线的同一平面内，所述第三孔道与所述第四孔道设在经过所述阀体的中轴线的同一平面内。

根据本发明进一步地实施例，所述第一孔道、所述第二孔道所在的平面，与所述第三孔道、所述第四孔道所在的平面相垂直。

根据本发明进一步地实施例，所述多个定量孔道相平行设置，每个所述定量孔道均与所述阀芯的中轴线相垂直；多个所述第一孔道、多个所述第二孔道相平行设置，多个所述第一孔道、多个所述第二孔道均与所述阀体的中轴线相垂直。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，所述阀芯包括沿轴向依次设置的多个圆柱体，不同所述圆柱体的直径不同，所述容置腔的形状与所述阀芯形状相一致。

根据本发明进一步地实施例，内径较小的所述圆柱体上的所述定量孔道的长度小于内径较大的所述圆柱体上的所述定量孔道的长度；内径较小的所述圆柱体上的所述定量孔道的容量小于内径较大的所述圆柱体上的所述定量孔道的容量。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，所述阀芯中多个所述定量孔道沿轴向间隔开设置且容积逐渐变化，在容积由大到小的方向上，相邻两个所述定量孔道的容积比值为2。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，还包括：阀驱动电机，所述阀驱动电机与所述阀芯相连，所述阀驱动电机控制所述阀芯的转动及定位。

根据本发明一个实施例的多管组合式进样阀，包括：取样进管，所述取样进管为多个且一一对应连接多个所述第一孔道；取样出管，所述取样出管为多个且一一对应连接多个所述第二孔道；注入管，所述注入管连接两个所述第三孔道中的一个；输出管，所述输出管连接两个所述第三孔道中的另一个；多个开关阀，所述多个开关阀分别设在所述取样进管、所述取样出管、所述注入管和所述输出管上。

根据本发明实施例的一种多管组合式进样阀的使用方法，所述多管组合式进样阀为上述的多管组合式进样阀，所述多管组合式进样阀的使用方法为：S1：根据样品溶液的需要量计算出所述定量孔道组合结果，组合结果中选出的多个所述定量孔道的容积之和等于所述需要量；S2：将所述阀芯调整到取样位置，之后将组合结果中选出的多个所述定量孔道对应的多个所述取样进管、多个所述取样出管上的开关阀打开以取样；S3：取样结束后，将所述阀芯调整到进样位置。

根据本发明实施例的多管组合式进样阀的使用方法，通过对定量孔道的容积的选择性组合，可得到不同的进样量组合；同一进样量也可经由选择不同容积的定量孔道组合形成，可调节性强，可适应不同的进样量的需求，使得进样过程中样品不流失，进样准确；进样过程简单操作性强。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的多管组合式进样阀的总体结构示意图

图2为本发明一个实施例的阀芯穿过定量孔道的纵向剖面示意图。

图3为本发明一个实施例的阀芯穿过辅助孔道的纵向剖面示意图。

图4为本发明一个实施例的阀体的一个纵向剖面示意图。

图5为本发明一个实施例的阀体的另一个纵向剖面示意图。

图6为阀体连接注液阀和输出阀的结构示意图。

图7为阀体连接进样阀和排空阀的结构示意图。

图8为阀体和阀芯处于取样位置的连接关系示意图。

图9为阀体和阀芯处于进样位置的连接关系示意图。

附图标记：

多管组合式进样阀100；

阀体10；

容置腔11；

第一孔道12；第二孔道13；第三孔道14；第四孔道15；

阀芯20；

定量孔道21；辅助孔道22；

中轴线30；

阀驱动电机40；

取样进管41；取样出管42；注入管43；输出管44；

开关阀50；

注液阀51；输出阀52；进样阀53；排空阀54。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图9描述本发明实施例的多管组合式进样阀100，多管组合式进样阀100能够进样的样品为液态样品。

根据本发明实施例的一种多管组合式进样阀100，如图1、图8、图9所示，包括阀体10和阀芯20，阀芯20可转动地设在阀体10内，阀芯20转动中在取样位置和进样位置之间可切换。

其中，如图2、图3所示，阀芯20内设有多个定量孔道21，多个定量孔道21互不连通。此处定量孔道21均为独立的孔道，各个定量孔道21可分别充入样品液，且取样时，各个定量孔道21互不干扰。

如图4、图5所示，阀体10内具有容置腔11，容置腔11用于容纳阀芯20，容置腔11的内壁与阀芯20贴紧配合，在阀芯20旋转的时候，阀芯20内的定量孔道21的样品液沿容置腔11的内壁与阀芯20之间缝隙洒出量少，损耗小、取样准确。

这里的关键在于，阀芯20和阀体10的位置契合程度，在当前的加工工艺可以较容易达到这种精度。

阀体10上还具有第一孔道12、第二孔道13、第三孔道14和第四孔道15，其中，第一孔道12和第二孔道13均为多个，第三孔道14为两个，第四孔道15为至少一个。

其中，如图4和图5所示，第一孔道12、第二孔道13和第三孔道14均为一端朝向容置腔11开口、另一端朝向阀体10的周壁开口。如图5所示，第四孔道15的两端均朝向容置腔11开口。

当阀芯20位于取样位置，多个第一孔道12一一对应地连接多个定量孔道21的一端，多个第二孔道13一一对应地连接多个定量孔道21的另一端。即每个定量孔道21均连接在第一孔道12和第二孔道13之间。

当阀芯20位于进样位置时，两个第三孔道14和第四孔道15与多个定量孔道21相连形成串联通道，串联通道上相邻两个定量孔道21之间通过第四孔道15相连通，两个第三孔道14分别串联在串联通道的最外侧。

这里要说明的是，本文中限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

为便于理解阀芯20在取样位置和进样位置之间切换时，多管组合式进样阀100的连通变化，下文将以图1-图5及图8、图9所示示例来参照说明取样位置和进样位置时的多管组合式进样阀100。

具体如图1所示，假设阀体10和阀芯20有共同的中轴线30，阀体10具有通过中轴线30的参考面A-A面、B-B面。图4所示为阀体10在A-A面上的剖面示意图，多个第一孔道12和多个第二孔道13设在A-A面上。图5所示为阀体10在B-B面上的剖面示意图，多个第三孔道14和多个第四孔道15设在B-B面上。

如图2所示，阀芯20上设有位于同一面上的多个定量孔道21，如图8和图9所示，阀芯20相对阀体10转动时，定量孔道21可在A-A面和B-B面之间切换。当阀芯20的定量孔道21位于A-A面上，多个定量孔道21、多个第一孔道12和多个第二孔道13位于同一面上，从而定量孔道21两端可以连通第一孔道12和第二孔道13。当阀芯20的定量孔道21位于B-B面上，多个定量孔道21、多个第三孔道14和多个第四孔道15位于同一面上，从而定量孔道21与第三孔道14和第四孔道15形成串联通道。因此在该示例中称，当阀芯20的定量孔道21位于A-A面上时，阀芯20的位置为取样位置；当阀芯20的定量孔道21位于B-B面上时，阀芯20的位置为进样位置。

当阀芯20位于取样位置时，相当于图2中的阀芯20所在面匹配图4中阀体10所在面，样品液可以从第一孔道12流入到定量孔道21中，多余的样品液或者废液、气体从第二孔道13排出。当阀芯20由取样位置朝向进样位置转动时，阀芯20只会带走定量孔道21内的样品液，因此每个定量孔道21内的样品液都是定量的。当阀芯20位于进样位置时，相当于图2中的阀芯20所在面匹配图5中阀体10所在面，此时从一个第三孔道14注入驱动流体，可驱动所有定量孔道21内的样品液朝向另一个第三孔道14流动，流出的样品液的量恰是所有定量孔道21内的样品液的总量。

这里，由于多个定量孔道21通过多个第一孔道12进液，多个定量孔道21互不连通，因此在取样位置时，通过控制哪个第一孔道12打开，就能控制朝向哪个定量孔道21进液。当定量孔道21只有两个，选择可进液的定量孔道21的组合形式有三个，能够获取的定量进样量至少为两个。当定量孔道21的数量增加，选择可进液的定量孔道21的组合形式更多，能够获取的定量进样量也更多。

在进样位置时，由于两个第三孔道14和第四孔道15与多个定量孔道21相连形成串联通道，串联通道上相邻两个定量孔道21之间通过第四孔道15相连通，两个第三孔道14分别串联在串联通道的最外侧，因此当其中一个第三孔道14注入驱动流体时，所有定量孔道21内的样品液依次通过另一个第三孔道14排出。这种串联通道的连接结构，一方面使所有定量孔道21内样品液排出彻底，避免流动损耗；另一方面有利于驱动流体充满整个第三孔道14和第四孔道15，避免残留的样品液对后续进样过程的影响，长期使用的准确性及稳定性都能保证。

由上述分析可以看出，相比于安装在外部的定量环，以及内置式的定容量上样阀，本发明实施例的多管组合式进样阀100可以在取样时，样品液进样量准确，且可有较多的进样量的选择，进样后，样品液不残留在定量孔道21中，定量精确，大大提高了后续分析的精度。而且无论是从取样到进样的操作步骤，还是进样量的调整步骤，都较简单，控制准确。因此本发明实施例的多管组合式进样阀100，对于提高色谱分析精度、增加色谱分析稳定性、降低色谱仪的制造成本方面均具有重要的意义。

在本发明的一些实施例中，如图3、图5所示，阀芯20内设有与定量孔道21不连通的辅助孔道22，当阀芯20位于取样位置时，两个第三孔道14分别与辅助孔道22的两端相连。

以图1-图5为例，当阀芯20的定量孔道21在A-A面上时，辅助孔道22处于B-B面上，辅助孔道22与两个第三孔道14连通，形成较短的冲洗回路，使取样过程中，驱动流体维持流动状态，将其他残留的溶剂全部冲洗干净。

可选地，辅助孔道22为两条，两条辅助孔道22相对阀芯20的中轴线30呈中心对称设置。也就是说，阀芯20相对阀体10旋转一周时，可完成两次样品液取样-进样的过程，阀芯20相对阀体10单向旋转时可完成多次操作。

可选地，在沿着中轴线30的方向上，辅助孔道22的两端分别与多个定量孔道21中最边上的两个定量孔道21平齐，当阀芯20位于进样位置时，辅助孔道22的两端与最边上两个第一孔道12相连，或者辅助孔道22的两端与最边上两个第二孔道13相连。

在上述的示例中，如图2所示，均提到多个定量孔道21设在经过阀芯20的中轴线30的同一平面内，即定量孔道21全部为穿过中轴线30的通孔，多个定量孔道21位于同一平面内。这样设置，使阀芯20的加工变得简单。而且由于多个定量孔道21位于同一平面内，那么阀体10上第一孔道12、第二孔道13与定量孔道21相连的一端位于同一平面上，简化了阀体10的加工难度。

在上述的示例中，如图1、图4所示，均提到第一孔道12与第二孔道13设在经过阀体10的中轴线30的同一平面内。这样在阀体10上加工第一孔道12与第二孔道13会较容易。

在上述的示例中，如图5所示，均提到第三孔道14与第四孔道15设在经过阀体10的中轴线30的同一平面内。这样在阀体10上加工第三孔道14与第四孔道15会较容易。

可选地，第一孔道12、第二孔道13所在的平面即A-A面，与第三孔道14、第四孔道15所在的平面即B-B面相垂直。如此，可保证阀芯20在阀体10中旋转90度后则可完成取样和进样的切换，且方便阀芯20在每转90度则可变换一种状态，方便做往复运动。方便阀芯20旋转角度的控制，方便阀芯20在旋转后的定量孔道21与各个孔道的接合，使得结构简单，连接稳定。

可选地，多个定量孔道21相平行设置，每个定量孔道21均与阀芯20的中轴线30相垂直；对应地，多个第一孔道12、多个第二孔道13相平行设置，多个第一孔道12、多个第二孔道13均与阀体10的中轴线30相垂直。这样每个孔道路径设计简单，加工方便。

具体地，定量孔道21为沿阀芯20的径向延伸的直孔，辅助孔道22为U形孔道。

具体地，第一孔道12、第二孔道13和第三孔道14分别为沿阀体10的径向延伸的直孔，第四孔道15为U形孔道。

当然，本发明实施例中，第一孔道12、第二孔道13、第三孔道14、第四孔道15、定量孔道21、辅助孔道22的设置形式不限于上述方案。在其他实施例中，定量孔道21、第一孔道12、第二孔道13、第三孔道14可形成为曲线或者折线形的孔道，第四孔道15、辅助孔道22可是波浪形的孔道等；多个定量孔道21可不全在同一平面上，多个第一孔道12、多个第二孔道13可不全在同一平面上，第三孔道14、第四孔道15可不全在同一平面上，等等。也就是说在合理情况下，这些孔道的变形形状都可实施的。

当然，上述孔道可以变形，对应的阀体10和阀芯20的形状在不同实施例中也是可以变化的。阀芯20的形状满足回转形的条件即可，而阀体10的形状没有限制要求，在图1中阀芯20和阀体10同轴设置，在其他实施例中阀芯20和阀体10也可不同轴设置。

在本发明的一些实施例中，如图2-图5所示，阀芯20包括沿轴向依次设置的多个圆柱体，不同圆柱体的直径不同，容置腔11的形状与阀芯20形状相一致。直径不同的圆柱体组成的阀芯20，其上的定量孔道21的长度可变，这样将定量孔道21设置在不同直径的圆柱体上，获得不同的定量容量较容易。

可选地，圆柱体为两个，且两个圆柱体的直径为四倍关系，这样两个圆柱体上的定量孔道21上的定量容量差距大，可满足大调节范围需求。

可选地，内径较小的圆柱体上的定量孔道21的长度小于内径较大的圆柱体上的定量孔道21的长度；内径较小的圆柱体上的定量孔道21的容量小于内径较大的圆柱体上的定量孔道21的容量。长度小的定量孔道21的孔径应该足够大以便于机械加工，同时长度大的定量孔道21的孔径应该足够小以保证连接处密封。

可选地，如图2所示，阀芯20中多个定量孔道21沿轴向间隔开设置且容积逐渐变化，在容积由大到小的方向上，相邻两个定量孔道21的容积比值为2。一方面，2倍关系容积可以通过相互组合实现阀芯20进样量均匀调节；另一方面，2倍关系容积便于控制系统的二进制表达。

例如，当定量孔道21为8个时，根据容积将定量孔道21分为长度为3mm和12mm的两组各4个，3mm长的定量孔道21分布于阀芯20的下半区(即小直径段)，12mm长的定量孔道21位于阀芯20的上半区(即大直径段)，各定量孔道21的尺寸如下表1。

由此，当选择的进样量为1.3μL，进样量可以由0.1μL、0.4μL和0.8μL组合而成，对应的控制信号为00001101，5.5μL进样量可以由0.1μL、0.2μL、0.4μL、1.6μL和3.2μL组合而成，对应的控制信号为00110111。

表1不同定量孔道的参数设计

在本发明的一些实施例中，如图1所示，还包括：阀驱动电机40，阀驱动电机40与阀芯20相连，阀驱动电机40控制阀芯20的转动及定位。也就是说，该实施例中可以使用电机来驱动阀芯20转动，这样实现阀芯20转动的自动化控制，而且阀芯20转动的转动角度控制也容易。

可选地，阀驱动电机40为精密伺服电机，阀驱动电机40由外部信号控制。

在本发明的一些实施例中，如图6、图7、图8、图9所示，还包括：取样进管41、取样出管42、注入管43、输出管44、多个开关阀50。其中，取样进管41为多个且一一对应连接多个第一孔道12，取样出管42为多个且一一对应连接多个第二孔道13，注入管43连接两个第三孔道14中的一个，输出管44连接两个第三孔道14中的另一个。通过多个开关阀50对各孔道进液、出液进行控制，多管组合式进样阀100不仅实现智能化自动操作，而且控制精度较高，操作方便快捷。

为方便描述，开关阀50分别记为注液阀51、输出阀52、进样阀53、排空阀54。其中，设在取样进管41上的开关阀50为进样阀53；设在取样出管42上的开关阀50为排空阀54；设在注入管43的开关阀50为注液阀51；设在输出管44上的开关阀50为输出阀52。

另外，整体系统控制器与阀驱动电机40和各个开关阀50相连，实现阀驱动电机40和各个开关阀50的联动。例如，当阀驱动电机40驱动阀芯20切换位置的过程中，各个开关阀50均关闭；当阀驱动电机40驱动阀芯20到达取样位置(如图1中A-A面所示位置)，则所有开关阀50均开启或选择性开启部分，即注液阀51、输出阀52均开启，而进样阀53、排空阀54则选择性开启；当阀驱动电机40驱动阀芯20到达进样位置(如图1中B-B面所示位置)，则所有进样阀53、排空阀54关闭，而注液阀51、输出阀52开启。

本发明实施例是对色谱进样阀的结构设计改进，通过对进样阀及定量管的重新布局，实现一阀多用，无需更换定量管。这使得使用阀进样的色谱设备操作更简便，功能更全面。而且本发明实施例的多管组合式进样阀100中，各组件结构简单，制作方便，对部件的加工工艺无特殊要求，对于提升气相色谱仪或液相色谱仪的性能也有一定帮助。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的一种多管组合式进样阀的使用方法，其中多管组合式进样阀为上述实施例所述的多管组合式进样阀100，这里对多管组合式进样阀100的结构不再赘述。

其中，多管组合式进样阀100的使用，至少包括如下步骤：

S1：根据样品溶液的需要量计算出定量孔道21组合结果，组合结果中选出的多个定量孔道21的容积之和等于需要量；

S2：将阀芯20调整到取样位置，之后将组合结果中选出的多个定量孔道21对应的多个取样进管41、多个取样出管42上的开关阀50打开以取样；

S3：取样结束后，将阀芯20调整到进样位置。

可以看出，上述步骤恰是反应了多管组合式进样阀100中，通过组合不同的定量孔道21，得到不同的进样量的本质原理。上述多管组合式进样阀的使用方法，使得色谱设备操作更简便，功能更全面，容易使用，故障率低，进样准确，提高样品分析的能力。

如上文参考表1提到的，当选择的样品溶液的需要量为1.3μL，计算出容积分别为0.1μL、0.4μL和0.8μL的三个定量孔道21能够组合出1.3μL，因此步骤S2将对应这三个定量孔道21的开关阀50打开，其他开关阀50关闭，则阀芯20中取得的样品溶液的总量只会是1.3μL。

在一些示例中，多管组合式进样阀100使用的步骤S1之前，还要进行冲洗步骤。具体参考图1，其使用步骤如下：

S0：在取样前，先将阀芯20的定量孔道21旋转至B-B面，使用驱动液冲洗并充满阀芯20内部的各个定量孔道21；

S1：根据样品溶液的需要量计算出定量孔道21组合结果，组合结果中选出的多个定量孔道21的容积之和等于需要量；

S2：将阀芯20调整到取样位置，之后将组合结果中选出的多个定量孔道21对应的多个取样进管41、多个取样出管42上的开关阀50打开以取样；

S3：取样结束后，将阀芯20调整到进样位置，进行进样，进样全部结束后，阀芯20的定量孔道21转回至A-A面，但不进液，使得驱动液直接通过较短的辅助孔道22流出。

实施例：

为更好理解本发明实施例的方案，下面结合图1-图9描述本发明的一个具体实施例中多管组合式进样阀100、多管组合式进样阀的使用方法。

一种多管组合式进样阀100，如图1-图9所示，包括阀体10、阀芯20、阀驱动电机40。

其中，阀体10和阀芯20均为不锈钢材质，如图1所示，阀体10和阀芯20有共同的中轴线30。阀体10整体呈圆柱形，阀芯20则由两个不等径的圆柱体连接而成。与阀芯20的外形相对应，在阀体10内设置有不等径的圆柱体式的容置腔11，使得阀芯20可以与容置腔11的腔体壁紧密的贴合，且阀芯20在容置腔11中可稳定地转动。阀驱动电机40的电机轴与阀芯20的顶部连接，驱动阀芯20在阀体10中做转动运动，从而在A-A面的取样位置进行取样，而在B-B面的进样位置进行进样。

如图2、图3所示，阀芯20内设有八条通过中轴线30且互不连通的定量孔道21，各个定量孔道21与中轴线30相垂直，且各条定量孔道21之间相平行。其中，在阀芯20较大直径的圆柱体上，设有四条较长的通孔作为大容量的定量孔道21，且此四条定量孔道21的容量由大变小；在阀芯20较小直径的圆柱体上，设有四条较短的通孔作为小容量的定量孔道21，且此四条定量孔道21的容量由大变小，阀芯20上八条定量孔道21从上到下的容量依次变小，且相邻的定量孔道21之间的容量关系相差两倍。另外，阀芯20内设有与定量孔道21不连通的两条辅助孔道22，辅助孔道22所在的平面与定量孔道21所在的平面垂直，且辅助孔道22所在的平面也经过中轴线30。

如图4、图5所示，阀体10上具有第一孔道12、第二孔道13、第三孔道14和第四孔道15，其中，第一孔道12、第二孔道13分别为与定量孔道21数量相等的八个，第三孔道14为两条，第四孔道15为七条。

每个第一孔道12、和每个第二孔道13、每个第三孔道14均在一端朝向容置腔11开口，另一端朝向阀体10的周壁开口。每个第四孔道15均为U形，每个第四孔道15的两端朝向容置腔11开口。

第一孔道12与第二孔道13设在经过阀体10的中轴线30的同一平面内，第三孔道14与第四孔道15设在经过阀体10的中轴线30的同一平面内。结合图1，第一孔道12与第二孔道13位于A-A面，第三孔道14与第四孔道15则位于B-B面。

如图1、图2、图4、图8所示，当阀芯20的定量孔道21位于取样位置，即A-A面时，多个第一孔道12一一对应地连接多个定量孔道21的一端，多个第二孔道13一一对应地连接多个定量孔道21的另一端。此时辅助孔道22的顶部则与上方的第三孔道14的内端连接，辅助孔道22的底部则与下方的第三孔道14的内端连接。

如图1、图2、图5、图9所示，当阀芯20位于进样位置时，即B-B面时，上方的第三孔道14连接最上方的定量孔道21，下方的第三孔道14连接最下方的定量孔道21，每相邻两个定量孔道21之间通过一个第四孔道15相串联。此时阀芯20上的一个辅助孔道22，其顶部与最上方的第二孔道13连接，其底部则与最下方的第二孔道13连接；而阀芯20上的另一个辅助孔道22，其顶部与最上方的第一孔道12连接，其底部与最下方的第一孔道12连接。

如图1所示，阀体10的周壁上连接有多个管道，与第一孔道12的外端连接的为取样进管41，每个取样进管41上均设有一个进样阀53。与第二孔道13的外端连接的为取样出管42，每个取样出管42上均设有一个排空阀54。与两个第三孔道14的外端连接的为注入管43、输出管44，上方的注入管43上设有一个注液阀51，下方的输出管44上设有一个输出阀52。

外部系统的管径均与阀体10中的各个对应的孔道直径相同，方便连接，接合处做密封处理。八根取样进管41的进口处合并成一根进样总管道，八根取样出管42的出口处合并成一根放空总管道。

该实施例中，多管组合式进样阀100的使用过程为：

预冲洗步骤：在取样前，开启阀驱动电机40，先将阀芯20的定量孔道21旋转至B-B面，使用驱动流体冲洗并充满阀芯20内部的各个定量孔道21；

取样量计算：根据样品溶液的需要量计算出定量孔道21组合结果，组合结果中选出的多个定量孔道21的容积之和等于需要量；

取样：再次开启阀驱动电机40，将阀芯20调整到取样位置A-A面，之后将组合结果中选出的多个定量孔道21对应的多个取样进管41上的进样阀53、多个取样出管42上的排空阀54打开以取样；

色谱柱上样：取样结束后，再次开启阀驱动电机40，将阀芯20调整到进样位置B-B面，进行上样，此时的定量孔道21与第三孔道14、第四孔道15连通。上样全部结束后，再次开启阀驱动电机40，阀芯20的定量孔道21可转回至A-A面，但不进样品液，使得驱动流体直接通过较短的辅助孔道22流出。色谱柱进行样品的洗脱和分离分析。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例的多管组合式进样阀及其使用方法中阀驱动电机40如何驱动阀芯20以及开关阀50的运动对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种多管组合式进样阀(100)，其特征在于，包括阀体(10)和阀芯(20)，所述阀芯(20)可转动地设在所述阀体(10)内，所述阀芯(20)转动中在取样位置和进样位置之间可切换；其中，

所述阀芯(20)内设有多个互不连通的定量孔道(21)；且，

所述阀体(10)内具有容置腔(11)、第一孔道(12)、第二孔道(13)、第三孔道(14)和第四孔道(15)，所述容置腔(11)用于容纳所述阀芯(20)，所述第一孔道(12)和所述第二孔道(13)均为多个，所述第三孔道(14)为两个，所述第四孔道(15)为至少一个，所述第一孔道(12)、所述第二孔道(13)、所述第三孔道(14)均为一端朝向所述容置腔(11)开口、另一端朝向所述阀体(10)的周壁开口，所述第四孔道(15)的两端均朝向所述容置腔(11)开口；且，

当所述阀芯(20)位于取样位置时，多个所述第一孔道(12)一一对应地连接多个所述定量孔道(21)的一端，多个所述第二孔道(13)一一对应地连接多个所述定量孔道(21)的另一端；

当所述阀芯(20)位于进样位置时，两个所述第三孔道(14)和所述第四孔道(15)与多个所述定量孔道(21)相连形成串联通道，串联通道上相邻两个所述定量孔道(21)之间通过所述第四孔道(15)相连通，两个所述第三孔道(14)分别串联在串联通道的最外侧。

2.根据权利要求1所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述阀芯(20)内设有与所述定量孔道(21)不连通的辅助孔道(22)，当所述阀芯(20)位于取样位置时，两个所述第三孔道(14)分别与所述辅助孔道(22)的两端相连。

3.根据权利要求2所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述辅助孔道(22)为两条，两条所述辅助孔道(22)相对所述阀芯(20)的中轴线(30)呈中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述多个定量孔道(21)设在经过所述阀芯(20)的中轴线(30)的同一平面内，所述第一孔道(12)与所述第二孔道(13)设在经过所述阀体(10)的中轴线(30)的同一平面内，所述第三孔道(14)与所述第四孔道(15)设在经过所述阀体(10)的中轴线(30)的同一平面内。

5.根据权利要求4所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述第一孔道(12)、所述第二孔道(13)所在的平面，与所述第三孔道(14)、所述第四孔道(15)所在的平面相垂直。

6.根据权利要求4所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述多个定量孔道(21)相平行设置，每个所述定量孔道(21)均与所述阀芯(20)的中轴线(30)相垂直；

多个所述第一孔道(12)、多个所述第二孔道(13)相平行设置，多个所述第一孔道(12)、多个所述第二孔道(13)均与所述阀体(10)的中轴线(30)相垂直。

7.根据权利要求1所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述阀芯(20)包括沿轴向依次设置的多个圆柱体，不同所述圆柱体的直径不同，所述容置腔(11)的形状与所述阀芯(20)形状相一致。

8.根据权利要求7所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，内径较小的所述圆柱体上的所述定量孔道(21)的长度小于内径较大的所述圆柱体上的所述定量孔道(21)的长度；内径较小的所述圆柱体上的所述定量孔道(21)的容量小于内径较大的所述圆柱体上的所述定量孔道(21)的容量。

9.根据权利要求1所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，所述阀芯(20)中多个所述定量孔道(21)沿轴向间隔开设置且容积逐渐变化，在容积由大到小的方向上，相邻两个所述定量孔道(21)的容积比值为2。

10.根据权利要求1所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，还包括：阀驱动电机(40)，所述阀驱动电机(40)与所述阀芯(20)相连，所述阀驱动电机(40)控制所述阀芯(20)的转动及定位。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的多管组合式进样阀(100)，其特征在于，包括：

取样进管(41)，所述取样进管(41)为多个且一一对应连接多个所述第一孔道(12)；

取样出管(42)，所述取样出管(42)为多个且一一对应连接多个所述第二孔道(13)；

注入管(43)，所述注入管(43)连接两个所述第三孔道(14)中的一个；

输出管(44)，所述输出管(44)连接两个所述第三孔道(14)中的另一个；

多个开关阀(50)，所述多个开关阀(50)分别设在所述取样进管(41)、所述取样出管(42)、所述注入管(43)和所述输出管(44)上。

12.一种多管组合式进样阀的使用方法，其特征在于，所述多管组合式进样阀为根据权利要求11所述的多管组合式进样阀(100)，所述多管组合式进样阀(100)的使用方法为：

S1：根据样品溶液的需要量计算出所述定量孔道(21)组合结果，组合结果中选出的多个所述定量孔道(21)的容积之和等于所述需要量；

S2：将所述阀芯(20)调整到取样位置，之后将组合结果中选出的多个所述定量孔道(21)对应的多个所述取样进管(41)、多个所述取样出管(42)上的开关阀(50)打开以取样；

S3：取样结束后，将所述阀芯(20)调整到进样位置。

Images