CN113039434A - 用于气相色谱仪的载气连接装置 - Google Patents
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Abstract
载气连接装置(100、402、404、406、408)使得能够改变提供给气相色谱通道的载气。所述载气连接装置(100、402、404、406、408)包括通道适配器(102、202)、载气块(104、302)、和夹紧系统、以及两个或更多个通道适配器位置。在每个所述通道适配器位置中,形成用于载气离开所述载气块(104、302)进入所述通道适配器(102、202)的不透流体的流动路径。还提供了载气分配系统(400)、气相色谱仪、和改变供应给GC的载气的方法。
Description
相关申请的交叉引用
无。
技术领域
本公开文本总体上涉及用于向气相色谱仪提供载气的装置,以及改变提供给气相色谱分析通道的载气的方法。
背景技术
气相色谱仪(GC)可以通过分离样品的成分并产生指示样品中分析物的量和类型的信号来分析气体、液体或固体样品。手动或使用取样装置将样品注入GC的入口。样品如果尚未处于气态,则在入口被气化,通过含有分离分析物的固定相的经加热的GC柱,并通过检测器排出,检测器产生指示样品中分析物的数量和类型的信号。载气使样品运动通过GC流动路径。流动控制模块可用于控制载气的流动。流动控制模块可以连接到注射器和/或入口。载气的流动可以被直接或间接控制,例如通过知道GC流动路径中的流体限制,并控制柱头或沿流动路径的其他位置处的压力。附接的流动控制模块可以向检测器或沿着流动路径的其他地方供应气体。气相色谱分析中使用的典型载气包括氦气、氢气、氮气、以及氩气和甲烷的混合物。典型的柱流率从0.5ml/min到20ml/min不等,而压力通常在真空到150psi的范围内。气相色谱仪可以包含一个或多个柱、入口、和/或检测器。在GC中,通道是指构成样品通过柱的单一流动路径(例如从样品注射到样品从一个或多个检测器排出到大气或废物区)的部件。GC可以具有并行或串行分析样品的多个通道。
气相色谱仪具有各种规模和配置,包括但不限于实验室GC、移动GC和微型GC。微型气相色谱仪是低功耗、紧凑型GC仪,可以运输到某个地点来分析样品。微型GC通常包含一个或多个分析通道,这些通道由独立的可互换模块构成,包括注射器、柱组件、检测器、和其他部件。每个分析通道通常还包含一个流动控制模块,用于控制通过通道部件的载气和样品的流动。
气相色谱仪通常经由流动控制模块连接到一个或多个载气源。载气源可以是GC仪外部或内部的加压箱或罐,或者是来自仪器外部面板的加压气体源,通常是实验室中的气体分配系统。如果气相色谱仪有一个以上的通道,根据所进行的分析,可能需要对每个通道使用不同的载气。典型地,将载气分配到流动控制模块的方法包括手动切割管件并将管件布线到每个流动控制模块,并使用传统的套圈螺母连接将其附接。如果用户希望向GC或通道提供不同的载气,通常包括断开与一个载气源的不透流体的连接,去除连接器和管件,并通过测量、切割、布线、和连接管件与不同的载气源建立新的不透流体的连接。这可能是一个手动、耗时的过程,在将管件从载气源布线到正确的通道时容易出错,并且容易由于螺母套圈连接的形成和断开而导致泄漏。对于包含一个以上通道的GC,不透流体的连接的难度和工作量会随着通道数量的增加而倍增。此外,如果用户想从GC中移除一个通道或暂时停止使用一个通道,他们可能必须从通向该通道的载气管线中去除管件和连接。
在微型GC中,泵用于帮助将样品吸入注射器,以将精确量的样品注射到柱上。管件用于连接通道和泵,并且如果分析允许,则多个通道可以共用一个泵。例如,如果同一样品由不止一个通道进行分析,则每个通道的进样量相同,并且使用相同的载气,则这些通道可以共用一个泵。当泵将样品吸入样品回路时,多余的样品气体从管件中排出并通过泵。这种废物(或泄气)由气体形式的样品组成。这些泄气导管是独立于载气递送的系统的一部分。这也需要将管件从每个通道布线到一个或多个泵,并且在安装或移除通道时连接和断开管件,特别是在通道共用一个泵的情况下。一般而言,这种管件是用附件连接的塑料管件。
发明内容
作为本发明的一个方面,提供了一种载气连接装置。载气连接装置包括载气块,该载气块包括多个载气块载气通路,例如第一和第二载气块载气通路,并且每个载气块载气通路包括入口和出口。这些入口中的每一个都直接或间接地与载气源流体地连接。这些出口中的每一个都可以位于凹部中和/或被柔性密封材料包围。载气连接装置还包括通道适配器,其包括具有入口和出口的通道适配器载气通路。该通道适配器载气通路出口直接或间接流体地连接到GC通道,例如GC通道的流动控制模块。载气连接装置还包括夹紧系统,该夹紧系统以基本上不透流体的连接方式将通道适配器夹紧到载气块,使得载气可以从载气块载气通路的出口流入通道适配器载气通路的入口。在一些实施方案中,载气连接装置包括两个或更多个通道适配器位置,并且在每个通道适配器位置,通道适配器载气通路入口与载气块载气通路出口之一对准,以形成载气从载气块流出进入通道适配器的不透流体的流动路径,而另一个载气块载气通路出口被通道适配器的密封表面堵塞。例如,载气连接装置可以包括第一和第二通道适配器位置,其中:(i)在第一通道适配器位置,通道适配器载气通路入口与第一载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第一类型的载气离开载气块进入通道适配器,并且(ii)在第二通道适配器位置,通道适配器载气通路入口在第二通道适配器位置与第二载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第二类型的载气离开载气块进入通道适配器。
在一些实施方案中,载气连接装置还具有用于从所述一个或多个GC通道流向所述一个或多个样品泵的泄气的部件。在一些实施方案中,载气块还可以包括至少一个载气块泄放通路。载气块泄放通路的入口可以位于凹部中和/或被柔性密封材料包围。载气块泄放通路入口可以与载气块载气通路出口在载气块的同一面上(例如,内面)。载气块泄放通路还包括出口。出口可以流体地连接到泵。例如,该泵可以是将样品吸入注射器的样品回路的泵,但是需要处理多余的样品。来自GC通道中注射器的过量样品可被引导至载气连接装置,通过与GC通道流体地连接的通道适配器进入,并通过载气块离开。载气块泄放通路出口可以包括被配置用于插入导管的连接器。导管可以与载气块泄放通路成一体,或者永久附接,或者可拆卸地附接。
作为本发明的另一方面,提供了一种载气分配系统。该系统包括多个(例如两个、三个或更多个)如本文所述的载气连接装置。例如,载气分配系统可以包括第一载气连接装置和第二载气连接装置。每个载气连接装置的第一载气块载气通路可以流体地连接到单个第一载气源,和/或每个载气连接装置的第二载气块载气通路可以流体地连接到单个第二载气源。每个载气连接装置的通道适配器可以流体地连接到GC通道。
作为本发明的又一方面,提供了一种气相色谱仪。GC仪包括气相色谱分析通道,其直接或间接流体连接到如本文所述的载气连接装置的通道适配器。例如,GC仪可包括至少四个GC通道(或更多或更少),其中每个GC通道通过其通道适配器与不同的一个载气连接装置流体地连接。
作为本发明的另一方面,提供了一种改变供应到GC通道的载气的方法。GC仪包括一个或多个在此描述的载气连接装置,并且所述一个或多个载气连接装置被配置为向一个或多个GC通道供应载气。该方法包括向GC通道供应第一载气,其中第一载气流经直接或间接与GC通道流体地连接的通道适配器的载气通路。该方法还包括将通道适配器从第一通道适配器位置移动到第二通道适配器位置。该方法还包括向GC通道供应第二载气,其中第二载气通过相同的通道适配器载气通路直接或间接流向GC通道。将通道适配器夹紧在第二通道适配器位置中可同时形成:第二载气块载气通路与通道适配器载气通路之间的不透流体的连接,和在第一载气块载气通路和通道适配器的密封表面之间的不透流体的塞子。
本发明的载气连接装置的各种实施方案提供了一个或多个优点或特征,包括但不限于使用户能够快速且容易地改变提供给气相色谱分析通道的载气。通过在不同的通道适配器位置之间移动通道适配器,用户可以通过载气连接装置改变提供给GC通道的载气。另一个优点是使用户能够通过手动移动通道适配器来改变载气,这比使用致动阀花费低,因此是理想的。在一些实施方案中,当通道适配器与待使用的载气块载气通路流体连接时,未使用的载气块载气通路被自动堵塞,以避免未用于该通道的载气溢出到大气中。另一个特征或优点是,可以通过一次夹紧操作容易地切换载气的类型并连接通道的泄放路径,从而最小化气体的泄漏和不正确的路线。
结合所附权利要求,从下面的详细描述中,本装置和方法的这些和其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A至图1G示出了本发明的载气连接装置的实施方案。
图2示出了用于载气连接装置的通道适配器的实施方案。
图3A至图3C示出了用于载气连接装置的载气块的实施方案。
图4示出了载气和泄气分配系统的实施方案。
图5示出了采用多个载气连接装置的GC仪的实施方案。
当结合附图阅读时,从以下详细描述中可以最好地理解本教导。这些特征不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
鉴于本公开文本,应当注意,可以根据本教导来实现所述装置和方法。此外,各种部件、材料、结构和参数仅通过说明和示例的方式被包括在内,并且不具有任何限制意义。鉴于本公开文本,本教导可以在其他应用中实现,并且可以确定实现这些应用的组件、材料、结构和设备,同时保持在所附权利要求书的范围内。
载气连接装置被配置成在载气块载气通路中接收载气,并使载气通过通道适配器载气通路到达GC仪的GC通道。通道适配器通过使用夹紧系统附接到载气块,并且连接装置被配置成使得当通道适配器载气通路和/或密封表面与载气块载气通路对准并且夹紧系统就位时,形成不透流体的密封件和/或塞子。如果通道适配器和载气块还包括泄放通路,当夹紧系统就位时,通道适配器泄放通路出口和载气块泄放通路入口和/或密封表面也可以对准,并且可以形成不透流体的密封件和/或塞子。
本公开文本提供了新颖的载气连接装置,其提供了载气源和GC通道之间的接口。如本文所用,GC通道是指气相色谱柱,任选地具有构成样品通过该柱的流动路径(例如从样品注射到样品从一个或多个检测器排出到大气或废物区)的其他部件。GC可以具有并行或串行分析样品的多个通道。
图1A示出了载气连接装置100的一个实施方案,其包括第一和第二通道适配器位置,使得能够容易且快速地从去往GC通道的第一载气转换到第二载气。在图1A中,载气连接装置100包括夹紧在载气块104上的通道适配器102。载气连接装置100允许用户选择两种(或更多种)不同载气中的哪一种将由载气连接装置100输送到GC通道。载气连接装置可以被配置成通过平移运动、旋转运动或两者的组合来切换通道适配器位置。在一些实施方案中,载气连接装置可以被配置成由用户手动移动(不使用致动器或马达)。通过将通道适配器102夹紧在两个通道适配器位置之一,用户可以选择供应给GC通道的载气。未使用的载气块载气通路被通道适配器102的密封表面堵塞,同时已使用的载气块载气通路以不透流体的连接的方式连接到通道适配器载气通路。在图1A中,第一组紧固件162、164用于将通道适配器102夹紧到载气块104上,第二组紧固件166、168用于将装置附接到支架上。夹紧系统和紧固件的使用将在下面详细讨论。
图1B和图1C示出了载气连接装置100,其中通道适配器102处于第一通道适配器位置。图1B是局部剖视图,图1C是图1B的一部分的特写视图。在该第一通道适配器位置,第一载气被提供给通道适配器载气通路入口,同时,第二载气的流动被堵塞。更具体地,在图1B和图1C中,通道适配器102在第一通道适配器位置被夹紧到载气块104。如图1B所示,在通道适配器位置,通道适配器载气通路入口106与载气块104中第一载气块载气通路110的出口108对准。入口106和出口108之间形成不透流体的连接,例如通过在通道适配器102和载气块104之间施加夹紧力。柔性密封材料112可以位于出口108和/或入口106周围,有助于形成不透流体的连接。在图1B和图1C中,柔性密封材料112位于凹部113中。第一载气块载气通路110与第一载气源流体地连接,例如通过载气导管114与第一载气块载气通路110的入口116流体地连接。在载气导管114和第一载气块载气通路110之间形成不透流体的连接,尽管该连接可以是永久性的或可移除的。第二载气块载气通路120例如通过第二载气导管115与第二载气源流体地连接。在载气导管115和第二载气块载气通路120的入口117之间形成不透流体的连接,并且该连接也可以是永久的或可移除的。
在图1B中,第一载气通过不透流体的连接从载气导管114流到第一载气块载气通路110,同时,第二载气进入通道适配器102并流出装置100的流动被通道适配器102的密封表面118阻止或堵塞。也就是说,第二载气块载气通路120的出口122的不透流体的塞子由通道适配器102的密封表面118形成。通过堵塞第二载气通路120,防止第二载气溢出到周围环境中或至少防止溢出第二载气导管115。此外,在不断开或关闭第二载气源的情况下防止了这种溢出,从而允许第二载气被提供给其他通道。图1C示出了位于出口122周围的柔性密封材料124,有助于形成不透流体的塞子。柔性密封材料124可以通过载气块104中的凹部123对准。
图1D示出了通道适配器处于第二通道适配器位置中的载气连接装置100,其中从第二载气块载气通路的出口向通道适配器载气通路的入口提供第二载气。图1D是局部剖视图。在图1D中,第二载气通过不透流体的连接从第二载气导管115流向第二载气块载气通路122。柔性密封材料124可以位于第二载气块载气通路122的出口处(例如在凹部123中),以帮助形成不透流体的连接。同时,通道适配器102上的密封表面119阻止第一载气流入通道适配器102和流出载气连接装置100,因为通道适配器102的密封表面119形成第一载气块载气通路110的出口108的不透流体的塞子。在该实施方案中,密封表面118(图1C)和密封表面119是通道适配器的前表面的区域,它们仅在空间上彼此分开,但是可以设想它们可以在其他方面彼此分开或不同。柔性密封材料112可以位于出口108周围,例如通过位于凹部113中,从而有助于形成不透流体的塞子。通道适配器102包括通道适配器载气通路140,载气可以通过通道适配器载气通路从入口106流向出口142。
通过允许用户在不同的通道适配器位置之间切换(如图1B和图1D所示),本发明的载气连接装置100允许容易地切换供应到GC通道的载气的类型。本发明的载气连接装置100的优点在于,通过将通道适配器102容易且有效地夹紧到载气块104上,形成两个或更多个不透流体的连接和/或不透流体的塞子(例如一个连接和一个塞子)。通道适配器载气通路140接收来自载气块载气导管114或115之一的载气,同时堵塞另一个未使用的载气导管,并将载气递送到载气导管144,该载气导管可以与GC通道流体地连接(直接或间接地)。
图1B和图1D所示的实施方案包括载气块,该载气块包括两个载气块载气通路,使得连接装置同时与两个载气源流体地连接。这使得通过该连接装置向GC通道提供的载气能够快速且容易地切换。然而,可以设想,连接装置可以具有两个以上的载气块载气通路,使得连接装置可以同时与两个以上的载气源流体地连接。在一些实施方案中,载气块包括“N”个载气块载气通路,其中N是任何期望数量的载气源。例如,N可以是2至12,或者2至8,或者2、3、4、5或6。还应当注意,载气块载气通路可以是复杂的通道或简单的孔。载气块的合适材料包括金属(例如,不锈钢、铜、铝等)。在一些实施方案中,金属载气块可以被加工、焊接、模制或粘结。在一些实施方案中,塑料可以被加工或模制以形成载气块,例如用于对泄漏或释气不太敏感的应用。
在图1B和图1D中,载气块载气导管114或115将每个载气块载气通路的入口连接到载气源。在一些实施方案中,每个载气块载气通路连接到不同的载气源。载气源可以是填充有载气的箱或罐的形式,或者是连接到气体分配系统(例如实验室中常见的那些)的面板或端口。罐可以装在GC上,也可以装在GC外部。载气导管用于将载气源连接至载气块,并将通道适配器连接至GC通道或其他部件。载气导管可以由任何合适的材料形成,例如金属管件。管件或其他载气导管应由不释气的材料(如不锈钢)制成,以免将污染物(如塑料挥发)引入样品流动路径,并避免空气扩散到载气中。载气导管可以使用诸如套圈的连接器或其他压缩配件或使用诸如钎焊或焊接的永久方法连接到载气块载气通路入口。对于载气导管来说,具有不透流体的密封和避免空气扩散到载气中是很重要的,因此合适的连接技术包括钎焊和螺母和套圈,钎焊将最小化泄漏的可能性,而螺母和套圈的优点是允许拆卸管件。载气导管也可以通过真空钎焊连接到载气块载气通路入口,这提供了更好的外观并节省了空间,但是通常不允许拆卸载气导管。载气导管也可以通过焊接连接到载气块载气通路入口,尽管外观不如真空钎焊。导管可以直接或间接地流体地连接到气体源。在存在多个载气连接装置的一些实施方案中,载气导管可以连接在每个载气连接装置的载气块之间,例如通过使载气导管附接到第一载气块的载气通路的出口,并且载气导管的另一端附接到第二载气块上的载气通路的入口。可选地,附接到载气块的载气导管可以用接头附接到另一个载气块的载气导管和/或载气源。
本发明的载气连接装置还可以包括用于泄放气体(样品废物)的通路,使得连接装置能够将GC通道连接到样品泵,并从GC仪排出过量的样品气体(泄放气体)。如图1E、图1F和图1G所示,通道适配器102还包括通道适配器泄放通路145,其包括通道适配器泄放通路入口146和通道适配器泄放通路出口148、150。图1E和图1G是局部剖视图,图1F是图1E的特写。通道适配器泄放通路也在图2中示出,并且其入口和出口的布置可以在该图中更清楚地看到。在图1E中,通道适配器泄放通路145具有一个出口150,该出口与载气块104的载气块泄放通路152流体地连接;通道适配器泄放通路145的另一出口148被载气块104上的第一载气块密封表面154阻挡。图1E示出了处于第一通道适配器位置的载气连接装置,而图1G示出了处于第二通道适配器位置的装置。这些是与上面关于图1B和图1D讨论的相同的通道适配器位置。结果,在每个通道适配器位置,用于载气从载气块流入通道适配器的不透流体的连接与用于泄放气体从通道适配器流入载气块的不透流体的连接同时形成。在这里所示的实施方案中,当通道适配器在位置之间移动以切换载气类型时,通道适配器泄放通路离开改变位置。由于只有一个载气块泄放通路入口,当通道适配器从第一位置移动到第二位置时,载气块上的第二通道适配器泄放通路出口和密封表面允许通道适配器泄放通路出口与载气块泄放通路入口对准,同时载气块上的密封表面堵塞未使用的通道适配器泄放通路出口。
如上所述,通道适配器和载气块可以包括一个或多个密封表面,该密封表面配置成堵塞不使用的通路出口。密封表面可以包括或由基本平坦的表面组成,或者被配置成接合通路出口的表面。例如,密封表面可以包括配置成接收柔性密封材料的凹部,或者配置成插入载气块载气通路出口或通道适配器泄放通路出口的突起,例如堵塞件。一个面上的密封表面可以被定位在位于该面上的通路入口或出口的任一侧或两侧,例如0°和180°(或90°和270°,或其他角度)。例如,通道适配器可以具有围绕通道适配器载气通路入口的圆周或相对侧设置的两个或更多个密封表面。类似地,载气块可以具有两个或更多个密封表面,这些密封表面位于载气块泄放通路入口的圆周周围或相对侧。在一些实施方案中,有2*(N-1)个密封表面用作泄放通路出口的塞子和/或2*(N-1)个载气通路出口的密封表面,其中N是通道适配器位置的数量。
在图1G中,通道适配器泄放通路出口148与载气块泄放通路152流体地连接,并且通道适配器泄放通路出口150被第二载气块密封表面156阻挡。载气块密封表面154、156和载气块泄放通路152中的每一个都可以具有柔性的密封材料,该密封材料定位成分别有助于形成不透流体的塞子或连接。载气块泄放通路152在其入口处也可以具有柔性密封材料。泄放气体通过泄放导管158被递送到通道适配器,并被转移到泄放导管160。泄放导管158的另一端可以流体地连接到GC通道。
在一些实施方案中,通道适配器包括具有一个入口和N个出口的泄放通路,其中N是载气通路适配器位置的数量(如上所述)。出口是同一泄放通路的一部分(即相连),并提供多个出口;否则,当通道适配器位置通过平移或旋转运动或两者的组合而改变时(除了如下所述的围绕载气块泄放通路入口的旋转运动之外),通道适配器泄放通路出口将改变位置,并且将不再与载气块载气泄放通路入口对准。为了适应这一点,为通道块泄放通路提供了多个出口,这些出口对应于连接装置的多个通道适配器位置。对于特定的通道适配器位置,载气块上的密封表面可能堵塞与载气块泄放通路入口不对准的额外通道适配器泄放通路出口。在一些实施方案中,如果载气连接装置被配置成通过围绕载气块泄放通路入口的旋转运动来切换通道适配器位置,则当通道适配器位置被切换时,通道适配器泄放通路出口可以不移动;在这样的实施方案中,通道适配器泄放通路具有一个出口就足够了,而不需多个出口。在一些实施方案中,载气块的载气通路出口位于围绕载气块的泄放通路入口的恒定半径弧上。此外,载气通路入口和密封表面位于通道适配器上的泄放通路出口周围相同的恒定半径弧上。不是直线平移来切换载气,而是围绕载气块上的泄放通路入口旋转通道适配器,使得通道适配器上的泄放通路出口保持与载气块的配合泄放通路入口对准,并且通道适配器上的载气通路入口从一个通道适配器位置移动到另一个通道适配器位置。在这样的实施方案中,载气块不需要具有配置成堵塞通道适配器的泄放通路的密封表面,并且通道适配器只需要一个泄放通路出口。
泄气导管可以以任何合适的方式连接到载气连接装置。对于泄气导管,其仅将待排出的样品部分视为废物,而不是待注射和分析的样品量,不透流体的密封和释气不太重要,并且用于将泄气导管连接到通道适配器泄放通路入口的合适连接技术包括倒钩配件、鲁尔锁型连接器、按压连接配件或胶接。泄放导管可以是金属或塑料的,并且如果导管和载气块的材料允许的话,可以使用压缩配件、套圈或其他已知的连接器或者通过诸如用粘合剂或焊接或钎焊的永久方法附接到载气块。如果GC通道执行的分析允许样品泵共享,例如在使用相同载气类型的同时将相同样品和相同体积的样品注入两个或更多个通道,泄放导管可以连接在每个载气连接装置的载气块之间,例如通过使泄放导管附接到第一载气块的载气块泄放通路的出口,并且泄放导管的另一端附接到第二载气块上的载气块泄放通路的入口,或者附接到载气块的泄放导管可以用接头附接到另一个载气块的泄放导管。如果每个通道需要单独的泵,则泄放导管可以独立于其他通道的泄放导管附接到泵上。在一些实施方案中,通道适配器进一步包括通道适配器泄放通路,该通道适配器泄放通路具有一个或多个出口,该出口被配置成与载气块泄放通路的一个或多个入口对准并形成不透流体的连接。在一些实施方案中,载气块可包括通向载气块泄放通路的两个或更多个入口(例如,两个入口会聚到具有一个出口的通路),并且通道适配器可包括通向通道适配器泄放通路的一个出口,当处于一个通道适配器位置时,通道适配器泄放通路与载气块泄放通路的第一入口对准并与其形成不透流体的连接,当处于另一个通道适配器位置时,通道适配器泄放通路的第二入口对准并与其形成不透流体的连接。在这些实施方案中,通道适配器还可以具有密封表面,以在改变通道适配器位置时堵塞未使用的载气块泄放通路入口。
如上所述,载气连接装置可以被配置为包括两个或更多个通道适配器位置。通道适配器可以通过手动运动,包括直线或平移运动、旋转运动或其组合,从一个通道适配器位置改变或切换到另一个通道适配器位置。在一些实施方案中,通道适配器泄放通路出口和载气块泄放通路入口和一个或多个密封表面被定位成使得当通道适配器被夹紧在通道适配器位置时,它们形成不透流体的密封件和/或塞子。例如,通道适配器的平移运动可导致单个载气块泄放通路入口与多个通道适配器泄放通路出口中的一个对准(或者在一些实施方案中,多个载气块泄放通路入口中的一个与单个通道适配器泄放通路出口对准,如上所述)。
图2示出了通道适配器202,其显示为部分透明的,以便可以看到内部特征。通道适配器202限定了具有入口206和出口208的通道适配器载气通路204。入口206接收来自载气块的载气,出口208与GC通道流体地连接(直接或间接)。在图2中,载气导管210或用于使载气流向GC通道的其他导管与出口208流体地连接,例如通过将载气导管210的一部分插入通道适配器载气通路204。上文描述了将载气导管连接到通道适配器的替代方式。通道适配器202包括穿过通道适配器202的孔212、214的两个紧固件(未示出)。如下所述的替代夹紧系统可以用来代替紧固件和孔。
在一些实施方案中,通道适配器载气通路入口206位于第一适配器面或其他表面上,通道适配器载气通路出口208位于同一通道适配器面或表面上,或者位于第二适配器面或表面上。通道适配器载气通路204可以具有任何期望的长度、横截面或形状。例如,在一些实施方案中,为了更容易加工,可能需要更大的横截面,而在其他实施方案中,可能需要更小的横截面,例如当载气流动路径中包括过滤器时。在一些实施方案中,载气流动路径的直径在0.5mm至2mm的范围内,或者从1mm至1.5mm,或者0.7mm或0.8mm。在一些实施方案中,在相同或不同的面或表面上,第一和第二适配器面可以基本平行、基本垂直或彼此成任何期望的角度。在一些实施方案中,第一面与第二面基本垂直或成另一角度。
通道适配器202还包括通道适配器泄放通路216,该通道适配器泄放通路接收从GC通道泄放出的气体,例如在注射过程中通过样品泵抽出的过量样品气体。通道适配器泄放通路216包括通道适配器泄放通路入口218和两个通道适配器泄放通路出口220、221(或不同数量的出口,取决于通道适配器位置的数量)。来自GC的泄放气体,例如来自GC通道的泄放气体,穿过泄放管件222,泄放管件与通道适配器泄放通路入口218流体地连接,例如通过将连接器224插入泄放管件222。泄放管件222(其代表适于待泄放气体的任何导管)和通道适配器泄放通路入口218也可以通过真空钎焊、套圈和螺母或螺纹连接、倒钩配件、胶合、按压连接配件或其组合来连接。合适的泄放管件包括聚氨酯管件,它是柔性的,易于插入倒钩配件上。当通道适配器处于其第一通道适配器位置时,气体通过通道适配器泄放通路216流到出口220。如图2所示,通道适配器泄放通路216可以分流或分叉,从而具有两个或更多个通道适配器泄放通路出口220、221。通道适配器泄放通路出口220、221可以以距离D2直线间隔开(如图2所示,并且如下文更详细描述的)。
通道适配器可以由与上述载气块相同的材料形成。在本发明的载气连接装置中,通道适配器可以由与载气块相同或不同的一种或多种材料形成。在本装置的一些实施方案中,通道适配器具有配置成与载气块的内表面配合的内表面(反之亦然),并且通道适配器和载气块具有与它们的内表面相对的外表面。外表面可以基本上平行于内表面,或者它们可以以一定角度设置。
如上所述,载气连接装置还包括载气块。图3A更详细地示出了载气块302。载气块包括至少两个用于接收载气的载气块载气通路304、306。第一载气块载气通路304被配置用于流体地连接到第一载气源,例如通过连接到第一载气源导管308。第二载气块载气通路306被配置成与第二载气源导管309流体地连接。载气块载气通路304、306通常限定从入口到出口穿过载气块302的流动路径(尽管通路可以具有多个入口和/或多个出口)。两个或更多个载气块载气通路可以会聚或分开,以共享入口、出口和/或流动路径。载气块载气通路入口可以是配置成接收导管的开口,或者它可以包括可以插入导管或另一结构中的连接器。例如,提供载气的导管可以延伸到载气块载气通路中。在一些实施方案中,第一载气块载气通路304或其出口与第二载气块载气通路306(或其出口)间隔距离D1(如图3C所示)。可以考虑导管(管件)的尺寸和预期用于载气块的柔性密封材料来选择D1。作为一个例子,在预期的管件尺寸是1/16英寸的情况下,D1可以是大约4.4mm。作为另一个例子,在预期的管件尺寸是1/32英寸的情况下,D1可以是大约2.0mm。在一些实施方案中,D1在1mm到9mm的范围内,或者是2mm到6mm。对于具有多于两个载气通路出口的载气块,在一些实施方案中,每个载气通路出口可以距其相邻的一个或多个载气通路出口的距离D1。另外,通道适配器上适于堵塞未使用的载气通路出口的每个密封表面可以与其相邻的密封表面和/或载气通路入口间隔开距离D1。
载气块载气通路入口可以是接收导管的开口,或者可以插入导管的连接器。载气导管可以延伸到载气通路中,并且它们可以永久地或可移除地附接。在载气块的一些实施方案中,载气块载气通路的入口可以设置在载气块的第一面上,出口可以设置在第二面上。在一些实施方案中,第二面基本上平行于第一面。在一些实施方案中,载气块载气通路的入口和出口设置在载气块的单个面上。如图3A所示,通路包括从入口到出口穿过载气块的流动路径,并且出口可以在第二面310上。在一些实施方案中,第二面310基本上平行于第一面;在其他实施方案中,通路的一个或多个入口和一个或多个出口位于一个面上。载气块载气通路出口312、314可以位于凹部316、318中和/或被诸如o形环的柔性密封材料包围。凹部316、318可以对准柔性密封材料;相对于柔性密封材料厚度的凹部深度将决定柔性密封材料的压缩量。例如,o形环340、342(如图3B所示)可以设置在载气块载气通路出口312、314周围的凹部316、318中。
本发明的载气连接装置还包括夹紧系统,该夹紧系统可以与通道适配器和载气块分离,或者可以全部或部分地由通道适配器和/或载气块构成。夹紧系统提供力来密封和/或对准载气块上的通路入口和出口或塞子与通道适配器上的相应通路入口和出口或塞子。夹紧系统可以是一个或多个紧固件,并且通道适配器和载气块中的一个或多个孔被配置成用于接收紧固件。这些孔可以是间隙孔或螺纹孔,例如当紧固件是螺栓、螺钉或销时。在一些实施方案中,载气块限定多组孔,第一组对应于第一通道适配器位置,第二组对应于第二通道适配器位置。当紧固件是螺栓时,夹紧系统可以包括带有与螺栓匹配的螺纹的螺母。设想了夹紧载气块和通道适配器的替代方式。例如,代替穿过通道适配器和载气块插入的螺钉或其他紧固件,夹具或保持器可以将它们夹紧在一起,并提供足以在载气块和通道适配器的通路之间形成不透流体的连接的夹紧力。夹具可以是外部夹具,也就是说,夹具不穿过载气块或通道适配器。在一些实施方案中,通道适配器和载气块具有配置成将它们夹紧在一起的互锁特征,并且这些特征可以是整个或部分夹紧系统。例如,载气块可以通过卡扣配合、摩擦配合或任何其他合适的方式紧固到通道适配器。夹紧系统可以包括两个、三个、四个或更多对准的孔,以及相应数量的紧固件,或者一个用于夹紧的紧固件和一个销或其他特征,以防止旋转并提供剩余的对准功能。在一些实施方案中,夹紧系统包括一个用于夹紧的紧固件和一个销或其他特征,以防止通道适配器旋转并提供入口和出口之间的对准。在一些实施方案中,夹紧系统包括两个紧固件,这两个紧固件穿过载气块和通道适配器中对准的孔。
例如,夹紧系统的一个实施方案包括图1A中的紧固件162、164,所述紧固件插入到通道适配器102中的间隙孔中和载气块104中的螺纹孔中。由于在图1A中看不到间隙孔和螺纹孔,所以参考图3A和图3B,其示出了用于接收紧固件的载气块中的孔。在图3A中,载气块302包括多组孔,其中不同的组对应于不同的通道适配器位置。例如,孔320和322是载气块302中的第一组孔,而孔321和323是第二组。当第一组孔320、322用于将通道适配器夹紧到载气块时,通道适配器处于第一位置。当使用第二组孔321、323时,通道适配器处于第二位置。通道适配器(图3A中未示出)具有与载气块上的一组孔相对应的孔,例如通过具有相应的位置和/或尺寸。在一些实施方案中,例如当通道适配器被配置成通过纯平移从一个通道适配器位置移动到另一个位置时,载气块包括两组孔,其中各组孔间隔开或偏移距离D3(如图3C所示)。在一些实施方案中,D3基本上等于D1,使得孔组在基本上相同的方向上偏移,并且偏移的距离基本上等于第一和第二载气块载气通路304、306之间的距离D1。因为载气块中的夹紧系统的孔组偏移了与载气块载气通路304、306基本相同的距离,所以孔组对应于第一和第二通道适配器位置。
当通道适配器在通道适配器位置之间移动时,通道适配器中的单组孔可以在不同时间与载气块中的不同组孔对准。尽管图3A至图3C的载气块中的孔组包括两个孔,但是这是示例性的,并且孔组可以具有1个、3个、4个或任何期望数量的孔。载气块302可以通过将螺栓、螺钉或其他紧固件穿过通道适配器的间隙孔和(i)螺纹孔320、322或(ii)螺纹孔321、323而可移除地紧固到通道适配器。在一些实施方案中,两组的所有孔都成线形或直线排列。载气块中给定组内的孔可以以任何期望的距离彼此隔开,尽管在该实施方案中一组孔(320、322)之间的距离基本上与另一组孔(321、323)之间的距离相同。设想了夹紧载气块和通道适配器的替代方式,例如提供形成不透流体的连接的夹紧力的夹具或保持器。在一些实施方案中,紧固件还用于提供通道适配器和载气块之间的对准,但是也可以设想用于对准通道适配器和载气块的替代对准特征和/或装置。
在一些实施方案中,例如当通道适配器被配置成通过旋转或旋转和平移的组合从一个通道适配器位置移动到另一个位置时,载气块上用于紧固件和载气出口的孔可能与旋转轴不等距,并且用于紧固件的孔组不需要偏移与载气出口之间的距离相同的距离。在这样的实施方案中,通过规定第一通道适配器位置和第二通道适配器位置之间的相对转换(旋转和/或平移)应该等于第二通道适配器位置和第三通道适配器位置之间的相对转换(旋转和/或平移),可以减少入口、出口和密封表面的数量(从而简化装置),以最小化密封表面和(如果适用)泄放通路出口的数量。从一个通道适配器位置到第二个(或第N个)通道适配器位置,所使用的载气通路出口、所使用的紧固件孔(如果在夹紧系统或对准特征中使用孔)和通道适配器上的泄放通路出口(当通道适配器位于该特定通道适配器位置时)之间的图案或间隔与从一个通道适配器位置到第二(或第N)通道适配器位置是相同的。例如,参照图3A,当通道适配器处于第一通道适配器位置时,孔320、孔322和载气块载气通路出口312(以及通道适配器泄放通路出口220,当存在于通道适配器中时)之间的图案或间距基本上与孔321、孔323和载气块载气通路出口314(以及通道适配器泄放通路出口221,当存在于通道适配器中时)之间的图案或间距相同。以这种方式,载气连接装置可以被配置成使得入口和出口将在所有通道适配器位置上对齐。作为另一个例子,在一些实施方案中,载气块上的排气入口是用于切换通道适配器位置的旋转中心,载气出口可以在泄放通路周围的恒定半径弧上,紧固件的孔组可以在相同或不同的恒定半径弧上。如果这是不同的恒定半径弧,则紧固件组之间的角度和载气出口之间的角度可以基本相同,而不是紧固件组之间的距离D3和载气出口之间的距离D1基本相同。
在图3A所示的实施方案中,载气块还包括至少一个载气块泄放通路330,该通路具有设置在凹部334中和/或被柔性密封材料包围的入口332。泄放通路入口332被示出在载气块302的与载气块载气通路出口304、306相同的面上。泄放通路330还包括出口(不可见)。与载气块载气通路的入口一样,出口可以配置成具有以基本上不透流体的连接方式插入或连接的泄放导管。泄放通路330可以包括连接器337(在图3B中),该连接器被配置用于插入泄气导管336。导管可以与通路成一体,或者永久连接,或者可拆卸地附接。
载气块泄放通路330可以与泄气导管336流体连通。载气块302还包括第一密封表面350,用于堵塞通道适配器泄放通路出口的未使用出口。载气块还包括第二密封表面352,用于当通道适配器移动到不同的通道适配器位置时,堵塞通道适配器泄放通路出口的不同的未使用出口。密封表面350、352可以简单地是载气块302表面上的平坦表面。在一些实施方案中,密封表面350、352包括凹部351、353,柔性密封材料354、358位于所述凹部中,如图3B所示。柔性密封材料356也可以位于凹部334中的泄放通路330处。虽然图3A和图3B示出了载气块上的柔性密封材料和/或凹部,但是也可以设想柔性密封材料和/或凹部可以位于通道适配器上。在一些实施方案中,可能优选将柔性密封材料和凹部定位在载气块上,例如当载气块在GC仪中保持静止时;在这样的实施方案中,当通道适配器从一个通道适配器位置移动到不同的通道适配器位置时,柔性密封材料更有可能保持在适当的位置。在这样的实施方案中的另一个优点是,如果通道适配器被通道盖板(下面将更详细地描述)代替,以便通过封盖载气块的所有出口和入口来从使用中移除通道,那么将会存在柔性的密封材料。
在上述一些实施方案中,通路的入口或出口,或者载气块和/或通道适配器的流动路径或导管,被柔性密封材料包围,例如弹性的、基本上不渗透流体的材料。在一些实施方案中,柔性密封材料是o形环的形式。柔性密封材料可以是适合于本装置内的入口或出口的任何形状。例如,柔性密封材料可以是环形o形环、具有矩形横截面的垫圈、金属垫圈或其他形状的柔性密封材料。在需要在同一表面上制造多个密封件的情况下,柔性密封材料可以集成多个o形环和/或垫圈的功能,并具有多个孔。在一些实施方案中,柔性密封材料可以是含氟弹性体材料。柔性密封材料可以是各种橡胶,这取决于载气,如果存在泄放通路,则取决于被注射的样品或溶剂的类型,例如含氟聚合物、丁腈橡胶、EPDM,或者在极端情况下,具有柔性外镀层的金属。如果柔性密封材料允许,柔性密封材料也可以涂有化学惰性涂层。在一些实施方案中,密封表面可以由诸如铜或铝的软金属形成,或者也可以使用诸如PEEK或尼龙的材料。当使用软金属、PEEK或尼龙时,可能需要在移除和重新安装通道适配器时更换它,因为这种材料在用于形成密封时可能会永久变形。
载气块上的凹部或其他特征可以对准柔性密封材料,并且有助于在连接装置的组装期间将柔性密封材料保持在载气块上。凹部深度可以被指定,以确定在通道适配器的密封表面在载气块中包含载气块载气通路的出口的面上降至最低点之前,柔性密封材料将压缩多少以形成不透流体的密封件。在一些实施方案中,柔性密封材料是o形环的形式,o形环应该压缩15%到25%,或者压缩20%,以产生不透流体的密封件。或者,可以用平的或圆柱形的垫圈代替o形环作为弹性密封件,并且可以选择不同的压缩百分比。
作为另外的选择,较大的或非圆形的o形环也将使得载气连接装置不需要在通道适配器中具有两个泄放通路出口或者在载气块中具有两个排气入口。例如,如果o形环或其他柔性密封材料足够大和/或以某种方式(例如椭圆形)成形,使得当人们将通道适配器从一个通道适配器位置移动到另一个位置时,通道适配器泄放通路出口将仍然在o形环内并流体地连接到载气块的泄放通路入口,并且可以去除第二出口(以及第三出口等,如果存在的话)、以及用于第二通道适配器泄放通路出口(以及第三出口和其他出口,如果存在的话)的载气块上的密封表面和o形环。
在一些实施方案中,通道适配器泄放通路出口(例如图2中的出口220、221)和载气块的泄放通路入口和密封表面之间的图案或间隔基本上与载气块的载气块载气通路出口之间的图案或间隔相同,使得每当通道适配器紧固在通道适配器位置之一时,通道适配器泄放通路出口220、221将与载气块泄放通路入口或密封表面对准。在一些实施方案中,例如当通道适配器被配置成通过纯平移从一个通道适配器位置移动到另一个位置时,出口220、221之间的距离D2可以基本上等于D1(其中D1是载气块的两个载气块载气通路之间的距离)。载气块的密封表面350和352(如图3A所示)各自与载气块泄放通路330的入口332分开距离D2,使得密封表面350、352之一将与未使用的通道适配器泄放通路出口对准。因此,当通道适配器泄放通路出口之间的图案或间距基本上与载气块载气通路出口之间的图案或间距相同时(例如当D2基本上等于D1时),每当载气块载气通路出口之一与通道适配器载气通路入口对准时,通道适配器泄放通路出口之一将与载气块泄放通路入口对准。这种配置有助于形成不透流体的连接,并允许废物或其他泄放气体流出载气连接装置。
载气块可以包括一个或多个突起或特征,其被配置用于将载气块附接到GC仪。例如,如图3B所示,载气块包括凸缘344、346,所述凸缘被配置成用于将载气块302固定到支撑件(例如通过紧固件347、348),而不干扰载气块与通道适配器或导管的接合。所述突起或特征可以具有间隙孔,使得穿过该孔的紧固件将载气块附接到支撑件。所述突起或特征可以被配置成避免干扰载气块与通道适配器或导管的接合。支撑物可以是GC仪或其一部分,例如GC仪的壳体、外壳或机架。
如上所述,本发明的载气分配系统的另一个优点或特征是,可以通过封盖载气块来容易地安装和移除通道,而不必为载气和泄放导管重新布置管件的线路。例如,通道盖板可以代替通道适配器。通道盖板被配置为在移除通道时与载气块配合。在一些实施方案中,通道盖板不包含任何通路,尽管它可以包括一个或多个用于夹紧的孔,并且通道盖板的表面与载气块配合,以便密封或堵塞一个或多个载气块载气通路出口和一个或多个载气块泄放通路入口。通道盖板可以配置为使用与通道适配器相同的夹紧系统。
本发明的载气连接装置可以包括在具有一个或多个GC通道的GC仪中,对于这些通道,可能希望改变载气或具有改变载气的能力。连接装置可以固定到GC仪上,例如通过将装置的载气块安装到GC仪的壳体或外壳上。图4示出了载气和泄放分配系统400的实施方案。系统400包括如本文所述的四个载气连接装置402、404、406、408(由四个载气块表示)。四个载气连接装置(或更多或更少数量的这种装置,例如2、3、5、6、8、12或16)中的每一个都与多个载气源流体地连接。系统400流体地连接到第一载气源410和第二载气源412。在该实施方案中,通过将导管连接到源410、412和载气块载气通路入口来实现流体连接。一组第一载气导管420、421、422、423、424可以串联或并联,以将载气(例如,第一载气)从单个载气源(例如,第一载气源)递送到多个载气块。同样,一组第二载气导管430、431、432、433、434可以串联或并联连接,以将第二载气从单个第二载气源递送到多个载气块。载气导管可以在一个或多个导管交汇部426、427、428处流体地连接。第一载气导管420、421、422、423和424在这些交汇部426、427、428处彼此流体地连接,第二载气导管430、431、432、433和434在这些交汇部426、427、428处彼此流体地连接,但是第一和第二载气导管不流体地连接在一起。
系统400还可以包括一个或多个泵414,用于将样品气体吸入通道或GC仪的其他部件,例如注射器。已经通过所述一个或多个泵414的样品气体通常被认为是可以泄放的废物。在本发明的系统400中,来自GC通道的泄放气体通过泄放导管流到通道适配器泄放通路入口,通过载气块泄放通路进入直接或间接连接到所述一个或多个泵的泄放导管。因此,泄放的样品气体(即废气)可以从GC通道排出,并被引导至所述一个或多个样品泵,以排放至废物区或大气中。泄放气体从多个GC通道流到多个载气连接装置402、404、406、408,然后通过泄气导管416、417、418流到泵模块414。泵模块414包括一个或多个样品泵。来自多个载气块的泄气导管可以连接到每个GC通道的泵,或者,如果GC分析允许,串联或并联到共享泵,例如,如果样品量和样品类型同时注射到多个通道中,并且这些通道使用相同的载气。例如,图4描绘了这样的情况,其中与设备402相关联的第一GC通道使用第一泵,与设备406和408相关联的第二和第三GC通道共享第二泵,并且与设备404相关联的第四GC通道可以使用泵模块414中的第一泵或第二泵。在一些实施方案中,载气连接装置的载气块的每个泄放通路出口与单个泵流体地连接。
图5示出了气相色谱仪的一个实施方案,其包括如本文所述的多个(M个)载气连接装置。M个载气连接装置中的每一个(其中M可以是2、3、4、5、6、8、12或16或更多或更少数量的这种装置)与N个载气源流体地连接,并且每一个载气连接装置包括N个通道适配器位置。每个载气连接装置包括如本文所述的载气块和通道适配器,并且与GC通道流体地连接。在该实施方案中,每个GC通道包括控制来自载气连接装置的载气流动的流动控制模块。流动控制模块连接至注射器。注射器捕获特定量的样品,并将其提供给含有分离分析物的固定相的GC柱,然后通过检测器流出,检测器产生指示样品中分析物的量和类型的信号。此外,来自每个GC通道的泄放气体(可以是废样品和/或载气)可以从该通道引出,到达与该GC通道相关联的载气连接装置。
应当理解,本文使用的术语仅用于描述特定实施方案,而不旨在限制。所定义的术语不仅是本教导的技术领域中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义。
术语“通路”总体上涵盖被配置为限定流体行进的流动路径的任何结构。通路通常具有入口和出口,尽管在一些实施方案中,通路可以具有多个入口和/或出口,例如具有两个或更多个入口的通路会聚或连接到一个出口,或者具有一个入口的通路分叉或分开到两个或更多个出口。例如,通路可以是块中的一个孔或一组孔,或者它可以是通过从基板移除材料或通过基板的组合(例如结合在一起的两层或多层)在基板中形成的通道,或者通路可以是另一个部件内部或外部的管。通路的几何形状可以变化很大,包括圆形、矩形、正方形、D形、梯形或其他多边形横截面。通路可以包括不同的几何形状(例如,一个截面为矩形截面,另一个截面为梯形截面)。
术语“导管”总体上涵盖诸如限定流体从一个点(例如导管的入口)行进到另一个点(例如导管的出口)(尽管导管也可以将流体递送到中间点)的流动路径的管件的任何结构。在某些措施或部分中,导管可以是柔性的、刚性的或兼而有之。典型地,导管是相对较长和/或直线的,并且提供从一个部件(例如载气源)到另一个部件(例如块)的流动路径。
术语“块”总体上涵盖任何包括一个或多个通路(例如通过形成在块中的通道或支撑在块中的管)的结构。在一些实施方案中,块包括多个通路,由此分离的流体可以流过块。在一些实施方案中,块包括与一个或多个内部流动路径和/或一个或多个外部流动路径连通的歧管。术语“载气块”通常是指一种配置成将载气接收到块内的一个或多个通路中并将通路与另一个流动路径(例如通道适配器的流动路径)对准的结构。载气块可以为通道适配器和/或其他部件提供支撑,并且可以具有用于将这些部件固定到载气块的特征。在一些实施方案中,载气块包括配置成接合通道适配器的第一面或其他表面,以及与第一面相对的第二面或表面,其中第二面配置成接合一个或多个导管,例如来自载气源的导管或泄放导管。第一和第二表面可以基本平行或者彼此成一定角度。载气块还可以提供将连接装置安装到仪器上或仪器内的特征。
术语“通道适配器”总体上涵盖包括一个或多个用于载气流到GC通道的通路并且被配置为相对于载气块移动的任何结构。
在本公开文本中,术语“实质上”或“基本上”是指在本领域普通技术人员可接受的限度或程度内。术语“大致”和“大约”是指在本领域普通技术人员可接受的限度或数量内。术语“大约”通常指所示数字的正负15%。例如,“大约10”可以表示8.5到11.5的范围。例如,“大致相同”意味着本领域普通技术人员认为被比较的项目是相同的。当在本公开文本中阐述值的范围时,应当理解,除非上下文清楚地另有规定,在该范围的上限和下限之间的每一个介于下限的十分之一的值也被具体公开。在规定范围内的任何规定值或中间值与该规定范围内的任何其他规定值或中间值之间的每个较小范围都包含在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在该范围之内或排除在该范围之外,并且其中任一个、两个或两个极限都不包括在较小范围内的每个范围也包含在本发明中,服从所述范围中的任何具体排除的极限。在所述范围包括一个或两个极限的情况下,排除那些包括的极限中的一个或两个的范围也包括在本发明中。
除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开文本所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管在本教导的实践或测试中也可以使用类似于或等同于这里描述的任何方法和材料,但是现在描述了一些示例性的方法和材料。此处提及的所有专利和出版物均明确引入作为参考。
如说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“一”、“一个”和“该”包括单数和复数指代物,除非上下文另有明确规定。因此,例如,“导管”包括一个导管和多个导管。除非另有说明,术语“第一”、“第二”、“第三”和其他序数在本文中用于区分本装置和方法的不同元素,并不旨在提供数字限制。对第一和第二通道适配器位置的引用不应被解释为意味着该装置仅具有两个通道适配器位置。除非另有说明,具有第一和第二元素的设备还可以包括第三、第四、第五元素等等。
示例性实施方案
根据当前公开的主题提供的示例性实施方案可以包括但不限于以下各项:
实施方案1.一种载气连接装置,包括:载气块,其包括第一和第二载气块载气通路,并且每个所述载气块载气通路包括入口和出口;通道适配器,其包括具有入口和出口的通道适配器载气通路;和夹紧系统,其以基本上不透流体的连接方式将所述载气块紧固到所述通道适配器上。所述载气连接装置包括第一和第二通道适配器位置(并且可以进一步包括第三、第四或更多通道适配器位置)。(i)在所述第一通道适配器位置,所述通道适配器载气通路入口与所述第一载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第一载气离开所述载气块进入所述通道适配器。(ii)在所述第二通道适配器位置,所述通道适配器载气通路入口与所述第二载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第二载气离开所述载气块进入所述通道适配器。
实施方案2.根据实施方案1所述的载气连接装置,其中所述通道适配器被配置成通过手动移动从所述通道适配器位置中的一个切换到所述通道适配器位置中的另一个。
实施方案3.根据实施方案1或2所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个或多个密封表面,所述一个或多个密封表面被配置成形成一个或多个未使用的载气块载气通路出口的不透流体的塞子。在一些实施方案中,在所述第一通道适配器位置,这些密封表面中的一个或多个堵塞所述第二载气块载气通路出口,并且在所述第二通道适配器位置,这些密封表面中的一个或多个堵塞所述第一载气块载气通路出口。
实施方案4.根据实施方案1至3中任一项所述的载气连接装置,其中所述通道适配器进一步包括:具有入口和两个或更多个出口的通道适配器泄放通路,并且所述载气块包括具有入口和出口的载气块泄放通路;或者具有入口和出口的通道适配器泄放通路,并且所述载气块包括具有出口和两个或更多个入口的载气块泄放通路。
实施方案5.根据实施方案4所述的载气连接装置,其中所述第一和第二载气块载气通路以距离D1间隔开,并且所述通道适配器泄放通路包括至少两个出口,并且所述至少两个通道适配器泄放通路出口以距离D2间隔开,并且D2基本上等于D1。
实施方案6.根据实施方案4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个通道适配器泄放通路入口和至少两个通道适配器泄放通路出口,并且所述载气块包括一个载气块泄放通路入口和一个或多个密封表面,所述一个或多个密封表面配置成形成一个或多个未使用的通道适配器泄放通路出口的不透流体的塞子。
实施方案7.根据实施方案4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个通道适配器泄放通路出口,并且所述载气块包括至少两个载气块泄放通路入口和一个载气块泄放通路出口,并且所述通道适配器进一步包括一个或多个密封表面,所述密封表面配置成形成一个或多个未使用的载气块泄放通路入口的不透流体的塞子。
实施方案8.根据实施方案1至7中任一项所述的载气连接装置,其中所述夹紧系统包括:至少一个紧固件或对准特征;所述通道适配器中的至少一个孔;和所述载气块中的至少两个孔。所述通道适配器孔和所述载气块孔被配置成接收所述紧固件或所述对准特征。所述通道适配器孔与所述第一通道适配器位置中的第一载气块孔对准,并且所述通道适配器孔与所述第二通道适配器位置中的第二载气块孔对准。
实施方案9.根据实施方案8所述的载气连接装置,其中所述夹紧系统包括所述载气块中的至少两组孔,并且每组与另一组偏移距离D3。
实施方案10.根据实施方案9所述的载气连接装置,其中所述第一和第二载气块载气通路出口以距离D1隔开,并且D3基本上等于D1。
实施方案11.根据实施方案4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器泄放通路入口直接或间接流体连接到一个或多个泵,其中所述一个或多个泵直接或间接流体地连接到所述通道适配器载气通路出口。
实施方案12.根据实施方案1至11中任一项所述的载气连接装置,其中所述载气块包括围绕每个所述载气块载气通路出口的凹部,并且每个所述凹部包括柔性密封材料,所述柔性密封材料定位成有助于形成不透流体的密封件。
实施方案13.一种载气分配系统,包括根据实施方案1至12中任一项所述的多个载气连接装置。所述多个载气连接装置包括第一载气连接装置和第二载气连接装置(并且可以进一步包括第三、第四、第五或更多装置),并且所述第一和第二载气连接装置中的每一个的所述第一载气块载气通路与单个第一载气源流体地连接。
实施方案14.根据实施方案13所述的系统,其中所述第一和第二载气连接装置中的每一个的所述第二载气块载气通路与单个第二载气源流体地连接。
实施方案15.一种包括气相色谱通道的气相色谱仪,所述GC通道直接或间接流体地连接到根据实施方案1至12中任一项所述的载气连接装置。
实施方案16.根据实施方案15所述的气相色谱仪,其中GC通道与所述载气连接装置的所述通道适配器流体地连接。
实施方案17.根据实施方案15或16所述的气相色谱仪,其中所述GC仪包括至少四个GC通道,并且每个所述GC通道与不同的一个所述载气连接装置流体地连接。
实施方案18.根据实施方案15至17中任一项所述的气相色谱分析仪,其中所述GC是微型GC。
实施方案19.一种改变供应给GC的载气的方法,包括:通过向所述GC通道供应第一载气来操作根据实施方案15至18中任一项所述的GC仪,其中所述第一载气流动通过直接或间接与所述GC通道流体地连接的通道适配器的载气通路;将所述通道适配器从所述第一通道适配器位置移动到所述第二通道适配器位置;向所述GC通道供应第二载气,其中所述第二载气通过所述通道适配器的所述载气通路直接或间接流向所述GC通道。
实施方案20.根据实施方案19所述的方法,其中将所述通道适配器夹紧在所述第二通道适配器位置中同时形成:所述第二载气块载气通路与所述通道适配器载气通路之间的不透流体的连接,和由所述通道适配器的密封表面形成的所述载气块的所述第一载气通路的不透流体的塞子,由此阻止所述第一载气从所述第一载气通路流出。
示例性或优选实施方案的前述描述应被视为说明性的,而不是将本发明限制为由这些实施方案限定。很容易理解,在不脱离实施方案中阐述的本发明的情况下,可以利用上述特征的多种变化和组合。这种变化不被视为脱离本发明的范围,并且所有这种变化都旨在包括在以下实施方案的范围内。本文引用的所有参考文献都全文引入作为参考。
Claims (20)
1.一种载气连接装置,包括:
载气块,其包括第一和第二载气块载气通路,并且每个所述载气块载气通路包括入口和出口;
通道适配器,其包括具有入口和出口的通道适配器载气通路;
夹紧系统,其以基本上不透流体的连接方式将所述载气块紧固到所述通道适配器上;并且
所述载气连接装置包括第一和第二通道适配器位置,其中:
(i)在所述第一通道适配器位置,所述通道适配器载气通路入口与所述第一载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第一载气离开所述载气块进入所述通道适配器,并且
(ii)在所述第二通道适配器位置,所述通道适配器载气通路入口与所述第二载气块载气通路出口对准,以形成不透流体的流动路径,用于第二载气离开所述载气块进入所述通道适配器。
2.根据权利要求1所述的载气连接装置,其中所述通道适配器被配置成通过手动移动从所述通道适配器位置中的一个切换到所述通道适配器位置中的另一个。
3.根据权利要求1所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个或多个密封表面,所述一个或多个密封表面被配置成形成一个或多个未使用的载气块载气通路出口的不透流体的塞子,其中:
(i)在所述第一通道适配器位置,所述一个或多个密封表面堵塞所述第二载气块载气通路出口,并且
(ii)在所述第二通道适配器位置,所述一个或多个密封表面堵塞所述第一载气块载气通路出口。
4.根据权利要求1所述的载气连接装置,其中所述通道适配器进一步包括:具有入口和两个或更多个出口的通道适配器泄放通路,并且所述载气块包括具有入口和出口的载气块泄放通路;或者
具有入口和出口的通道适配器泄放通路,并且所述载气块包括具有出口和两个或更多个入口的载气块泄放通路。
5.根据权利要求4所述的载气连接装置,其中所述第一和第二载气块载气通路以距离D1间隔开,并且
所述通道适配器泄放通路包括至少两个出口,并且所述至少两个通道适配器泄放通路出口以距离D2间隔开,并且D2基本上等于D1。
6.根据权利要求4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个通道适配器泄放通路入口和至少两个通道适配器泄放通路出口,并且所述载气块包括一个载气块泄放通路入口和一个或多个密封表面,所述一个或多个密封表面配置成形成一个或多个未使用的通道适配器泄放通路出口的不透流体的塞子。
7.根据权利要求4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器包括一个通道适配器泄放通路出口,并且所述载气块包括至少两个载气块泄放通路入口和一个载气块泄放通路出口,并且所述通道适配器进一步包括一个或多个密封表面,所述密封表面配置成形成一个或多个未使用的载气块泄放通路入口的不透流体的塞子。
8.根据权利要求1所述的载气连接装置,其中所述夹紧系统包括:
至少一个紧固件或对准特征;
所述通道适配器中的至少一个孔;和
所述载气块中的至少两个孔;
其中所述通道适配器孔和所述载气块孔被配置成接收所述紧固件或所述对准特征;并且
其中所述通道适配器孔与所述第一通道适配器位置中的第一载气块孔对准,并且所述通道适配器孔与所述第二通道适配器位置中的第二载气块孔对准。
9.根据权利要求8所述的载气连接装置,其中所述夹紧系统包括所述载气块中的至少两组孔,并且每组与另一组偏移距离D3。
10.根据权利要求9所述的载气连接装置,其中所述第一和第二载气块载气通路出口以距离D1隔开,并且D3基本上等于D1。
11.根据权利要求4所述的载气连接装置,其中所述通道适配器泄放通路入口直接或间接流体连接到GC通道,其中所述一个或多个泵直接或间接流体地连接到所述通道适配器载气通路出口。
12.根据权利要求1所述的载气连接装置,其中所述载气块包括围绕每个所述载气块载气通路出口的凹部,并且每个所述凹部包括柔性密封材料,所述柔性密封材料定位成有助于形成不透流体的密封件。
13.一种载气分配系统,包括根据权利要求1所述的多个载气连接装置,其中所述多个载气连接装置包括第一载气连接装置和第二载气连接装置,并且
所述第一和第二载气连接装置中的每一个的所述第一载气块载气通路与单个第一载气源流体地连接。
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述第一和第二载气连接装置中的每一个的所述第二载气块载气通路与单个第二载气源流体地连接。
15.一种包括气相色谱通道的气相色谱仪,所述GC通道直接或间接流体地连接到根据权利要求1所述的载气连接装置。
16.根据权利要求15所述的气相色谱仪,其中GC通道与所述载气连接装置的所述通道适配器流体地连接。
17.根据权利要求15所述的气相色谱仪,其中所述GC仪包括至少四个GC通道,并且每个所述GC通道与不同的一个所述载气连接装置流体地连接。
18.根据权利要求15所述的气相色谱仪,其中所述GC仪是微型GC。
19.一种改变供应给GC的载气的方法,包括:
通过向所述GC通道供应第一载气来操作根据权利要求15所述的GC仪,其中所述第一载气流动通过直接或间接与所述GC通道流体地连接的通道适配器的载气通路;
将所述通道适配器从所述第一通道适配器位置移动到所述第二通道适配器位置;
向所述GC通道供应第二载气,其中所述第二载气通过所述通道适配器的所述载气通路直接或间接流向所述GC通道。
20.根据权利要求19所述的方法,其中将所述通道适配器夹紧在所述第二通道适配器位置中同时形成:
所述第二载气块载气通路与所述通道适配器载气通路之间的不透流体的连接,和
由所述通道适配器的密封表面形成的所述载气块的所述第一载气通路的不透流体的塞子,由此阻止所述第一载气从所述第一载气通路流出。
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