CN206470243U - 包括气相色谱分析炉的气相色谱分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种包括气相色谱分析炉的气相色谱分析系统。气相色谱分析炉包括壳体和流产生系统。壳体限定炉室和与炉室流体连通的进入口。流体流产生系统包括径流式叶轮。气相色谱分析柱布置在炉室中。炉构造为以下面模式中的每种选择性地操作：冷却模式，其中径流式叶轮产生冷却流体流，其从进入口吸入并且在柱周围流动且流到炉室外；以及可替代地，重复循环模式，其中径流式叶轮在炉室内产生重复循环流体流，其在柱周围反复地流动并且流回到径流式叶轮。

Description

包括气相色谱分析炉的气相色谱分析系统

相关申请案

本申请要求在2014年1月16日提交的美国临时专利申请第61/928,161号的权益和优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本技术涉及气相色谱分析，并且更加具体地涉及气相色谱分析炉。

背景技术

气相色谱分析通常用在分析化学中用于分离和分析样品的化合物。例如，气相色谱分析可用于测试样品的纯度、识别化合物、分离混合物的不同成分、或者从混合物制备（例如净化）化合物。

发明内容

根据本技术的实施例，一种气相色谱分析系统包括气相色谱分析炉和气相色谱分析柱。气相色谱分析炉包括壳体和流产生系统。壳体限定炉室和与该炉室流体连通的进入口。流体流产生系统包括径流式叶轮。气相色谱分析柱布置在炉室中。炉构造为以如下模式中的每种选择性地操作：冷却模式，其中径流式叶轮产生冷却流体流，该冷却流体流从进入口吸入并且在柱周围流动且流到炉室外；以及可替代地，重复循环模式，其中径流式叶轮在炉室内产生重复循环流体流，该重复循环流体流在柱周围反复地流动并且流回到径流式叶轮。

在一些实施例中，炉包括加热元件，并且在重复循环模式中，重复循环流体流在加热元件周围流动并且因此被加热。

在一些实施例中，炉包括排出口，并且在冷却模式中，冷却流体流通过该排出口流到壳体外。

根据一些实施例，炉包括在该炉中的至少一个隔板，该至少一个隔板限定离开通道和返回通道。冷却流体流流过离开通道到排出口，并且重复循环流体流流过返回通道到径流式叶轮。在一些实施例中，炉包括封闭机构以便选择性地打开和封闭进入口，当进入口打开时炉在冷却模式下操作，并且当进入口封闭时炉在重复循环模式下操作。

根据一些实施例，径流式叶轮具有第一轴向入口和第二相对轴向入口，在冷却模式中冷却流体流通过第一轴向入口被吸到径流式叶轮中，并且在重复循环模式中重复循环流体流通过第二轴向入口被吸到径流式叶轮中。

在一些实施例中，在冷却模式和重复循环模式中的每种中，径流式叶轮从其将受迫流体流径向向外地排出，柱构造为大体圆形柱环，并且径流式叶轮位于该柱环内以便朝着柱引导受迫流体流。受迫流体流可大体均匀地分布在径流式叶轮的整个周向周围。在一些实施例中，径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转，并且柱环大约以大体与叶轮轴线同轴的柱轴线为中心并且限定大体垂直于叶轮轴线的柱环平面。

径流式叶轮可包括多个向后倾斜式叶片。在一些实施例中，叶片外凸地弯曲。

在一些实施例中，径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转并且包括多个叶片，并且每个叶片在其全部宽度上大体平行于叶轮轴线延伸。

根据一些实施例，当气相色谱分析系统处于冷却模式中时，冷却流体流通过进入口从环境空气吸入。

冷却流体流和重复循环流体流可每个是空气流。在一些实施例中，在冷却模式和重复循环模式中的每种中，径流式叶轮将受迫流体流从其处径向向外排出；柱构造为圆形柱环；以及径流式叶轮位于柱环内以便朝着柱引导受迫流体流。在一些实施例中，径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转；并且进入口与径流式叶轮同轴。

根据本技术的又一实施例，一种气相色谱分析系统包括气相色谱分析炉和气相色谱分析柱。气相色谱分析炉包括：限定炉室的壳体；以及流体流产生系统，该流体流产生系统包括径流式叶轮并且可操作以驱动该径流式叶轮，使得径流式叶轮将受迫流体流从该径流式叶轮径向向外地排出。气相色谱分析柱布置在炉室中。该柱构造为大体圆形柱环。径流式叶轮位于柱环内以便朝向柱引导受迫流体流。

受迫流体流可大体均匀地分布在径流式叶轮的整个周向周围。径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转，并且柱环大约以大体与叶轮轴线同轴的柱轴线为中心并且限定大体垂直于叶轮轴线的柱环平面。

在一些实施例中，受迫流体流是空气流。

根据本技术的又一实施例，一种气相色谱分析系统包括气相色谱分析炉和气相色谱分析柱。气相色谱分析炉包括：限定炉室的壳体；以及流体流产生系统，该流体流产生系统包括流体分布装置并且可操作以将受迫流体流从流体分布装置径向向外地排出。气相色谱分析柱布置在炉室中。该柱构造为大体圆形柱环。流体分布装置位于柱环内以便朝向柱引导受迫流体流。受迫流体流大体均匀地分布在流体分布装置的整个周向周围。

受迫流体流可以是空气流。在一些实施例中，径流式叶轮具有第一轴向入口和第二相对轴向入口；在冷却模式中，冷却流体流通过第一轴向入口被吸到径流式叶轮中；在重复循环模式中，重复循环流体流通过第二轴向入口被吸到径流式叶轮中；第二轴向入口沿着叶轮轴线从第一轴向入口轴向地间隔开。在一些实施例中，径流式叶轮限定在第一轴向入口和第二轴向入口处终止于其每一轴向端部的贯通通路；并且贯通通路具有与叶轮轴线一致且同轴的中心轴线，并且进入口与径流式叶轮同轴。

本领域的普通技术人员从对如下附图和优选实施例的详细描述的阅读将理解本技术的其他特征、优点和细节，该描述仅仅示例性地示出本技术。

附图说明

图1是根据本技术的实施例的气相色谱分析（GC）炉的前透视图。

图2是形成图1的GC炉的一部分的盖组件的后透视图。

图3是图2的盖组件的分解的后透视图。

图4是沿着图3的线4-4截取的形成图1的GC炉的一部分的柱的横截面视图。

图5是沿着图3的线5-5截取的形成图1的GC炉的一部分的叶轮的横截面视图。

图6是沿着图3的线6-6截取的图5的叶轮的横截面视图。

图7是形成图1的GC炉的一部分的基部组件的前透视图。

图8是图7的基部组件的分解的前透视图。

图9是沿着图1的线9-9截取的图1的GC炉的局部横截面视图，其中，GC炉在冷却模式下操作。

图10是沿着图9的线10-10截取的图1的GC炉的横截面视图，其中，GC炉在冷却模式下操作。

图11是沿着图1的线9-9截取的图1的GC炉的局部横截面视图，其中，GC炉在重复循环模式下操作。

图12是示出了包括图1的GC炉的气相色谱分析系统的示意图。

图13是根据本技术的又一实施例的GC炉的横截面视图。

具体实施方式

现在通过参照附图将在下文更充分地地描述本技术，在附图中示出了本技术的示例性实施例。在附图中，为了清晰可能会放大区域或者特征的相对尺寸。然而，本技术可以以许多不同的形式进行体现并且不应解释为限制于本文提出的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开将详尽和完整，以及将本技术的范围充分传达给本领域技术人员。

应理解，尽管术语第一、第二等在本文中可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但这些元件、部件、区域、层和/或区段不应被这些术语限定。这些术语仅用于使一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段区分。因此，在不偏离本技术的教导的情况下，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可称为第二元件、部件、区域、层或区段。

空间上的相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”和类似术语在本文中可用于便于描述，以描述一个元件或特征与附图中示出的另一（多个）元件或（多个）特征的关系。应理解，除了附图中描绘的定向外，空间上的相对术语旨在涵盖使用或操作时装置的不同定向。例如，如果将附图中的装置翻转过来，则被描述为在其它元件或特征“下方”或者“下面”的元件将然后被定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方两种定向。装置可以以其他方式定向（旋转90°或者以其它定向）并且本文使用的空间上的相对描述符将进行相应地解释。

如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在还包括复数形式，除非相反地清楚表明。还应理解，术语“包含（include）”、“包括（comprise）”、“包含（including）”和/或“包括（comprising）”当在本说明书中使用时指定所陈述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合的存在或添加。应理解，当元件被称为“连接”或“联接”至另一元件时，其可直接连接或者联接至其它元件或者可存在中间元件。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项的任何和全部组合。

参照附图，附图中示意性地示出根据本技术的一些实施例的气相色谱分析（GC）系统10（图12）。GC系统10包括根据本技术的实施例的并且在下文更详细地描述的气相色谱分析空气浴、强制对流加热炉100（图1至图11）。参照图12，GC系统10还包括：载气供应器20、供给管22、在供给管22中的流控制器或调节器24、柱入口或进样器26、柱管道30、检测器40、记录器42、以及控制器50。GC系统10的多个部件和架构可根据需要进行更改并且本文公开的GC炉可并入到任何适当的GC系统中。

除了GC炉100的更具体的操作之外，现在将对GC系统10的示例性操作进行描述。载气供应器20经由供给管22将所选择的载气（流动相）的连续加压流提供至柱30的入口。供应的载气的流速可通过使用流控制器24来控制。进样器26将样品引入到连续的载气流中。载气吹扫样品通过柱30到检测器40，并且此后到废物收集处、又一检测器或者其它期望目的地。在样品穿过柱30之前、期间和/或之后，炉100选择性地加热柱30以便控制柱30和样品的温度。柱30包括在柱30的孔31A的内壁中或上的选择的固定相31B（图4）的内层或填料（packing）。样品的气态化合物与固定相相互作用；对于每个成分具有不同的亲和力，将样品的不同成分保留不同时间。因此，不同化合物在不同时间洗提并且花费不同时间量来穿过并且离开柱30到检测器40（即，化合物在柱30内具有不同的保留时间）。检测器40监测来自柱30的出口流以便检测或者感测每种分析物成分从柱30出现且到达检测器40的时间、和/或分析物的量。来自检测器40的检测数据由记录器42储存。该过程的各种参数可由控制器50控制，包括载气流速（通过使用流控制器24）、柱和/或流动相温度（通过使用GC炉100）、以及进样计时和速率（通过使用进样器26）。

根据一些实施例，GC炉100将柱30加热或者冷却（采用应用的液体冷冻剂）至在约100℃至450℃范围内的温度。

载气可以是任何合适的气体。载气可包括例如氦气、氮气、氢气或氩气。

进样器26可例如是手动进样器或者自动采样器。

柱30可缠绕或者卷绕至大体大约以线圈轴线C-C为中心（图2和图9）的线圈32中。柱30可由任何适当的材料形成。在一些实施例中，柱30由熔融石英或者其它玻璃形成。在一些实施例中，柱30由金属形成。在一些实施例中，柱30是毛细管道（例如，玻璃毛细管道）。在一些实施例中，柱30在其内孔中封装或者涂覆有固定相。根据一些实施例，柱30具有约50 μm至1500 μm的范围中的孔内径，以及在一些实施例中，具有约250 μm至530 μm的范围中的孔内径。

检测器40可以是任何适当的检测器。可以提供多个检测器以监测空气流。适当的检测器可包括例如，火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD）、电子俘获检测器（ECD）、氮磷检测器（NPD）、火焰光度检测器（FPD）、光离子化检测器（PID）和质谱仪（MS）。

控制器50可以是用于提供本文描述的功能的任何适当的装置。根据一些实施例，控制器50是基于微处理器的计算机。

转向更详细的GC炉100，GC炉100具有炉中心轴线C-C（图1和图9）并且包括壳体110、封闭机构120、柱织机（loom）或支撑框架126、加热元件128、前隔板130、后隔板132、和流体流产生系统160。壳体110限定圆柱形柱室140和入口112A以及与室140流体连通的排出口114A。

壳体110包括盖112（图2和图3）和基部114（图7和图8）。入口112A、柱进入开口112B和柱离开开口112C被限定在盖112中。基部114包括后端壁114B和环形侧壁114C。排出口114A限定在端壁114B中。一个或多个支撑支架116固定至盖112。盖112可以从基部114可移除以允许方便进入室140。盖112和基部114可由任何适当的（多种）材料形成并且可热绝缘。

封闭机构120（图1、图3和图9）包括门124和限定在门124中的螺纹孔124A。马达122A通过支架116安装在盖112上。马达112A可操作以使滑轮旋转并且因此经由链条或带122E使孔124A中的螺纹导螺杆或套管122C旋转。以这种方式，马达122A可用于取决于旋转的方向而朝着和远离入口112A驱动门124。

柱框架126（图3）可包括形成圆柱形环的多条线或者线节段126A。径向开口126B限定在该环中，使得绝大部分框架126打开以使空气流过。

柱30的卷绕区段或环32（图3和图4）布置在室140中并且安装在框架126上。柱的供给端区段34和离开端区段36通过开口112B和112C（图1）延伸到室140和壳体110外。根据一些实施例，柱环32包括多个环状柱区段32A或者由多个环状柱区段32A组成，该多个环状柱区段32A在其间限定空隙32B（图4）以便环32是径向多孔的。柱区段32A可在环32的周向周围的位置处重叠或者径向堆叠。柱区段32A可通过螺纹或多个螺纹松散地结合而交织在一起，以及/或者捆绑至框架126。在一些实施例中，柱环32大体是圆柱形的。在一些实施例中，环32的宽度W（图1）在约2 cm至10 cm的范围中。

加热元件128（图8）可配置为环形的、并且在一些实施例中为圆形的环，并且通过支架128A和绝热隔离片128B安装在隔板130,132上及其之间。加热元件128可以是用于可控地产生热的任何适当的装置。在一些实施例中，加热元件128是电敏加热元件（例如，镍铬线）。

前隔板130（图8）是相对平坦盘，其包括限定在其中的中心返回开口130B并且具有自由外周向终端边缘130A。后隔板132包括平坦主体区段132A、终止在自由周向边缘132C中的环形直立盖或者侧壁132B、以及支座绝缘子（standoff）132D。隔板130,132可由任何适当的材料形成，并且在一些实施例中由诸如不锈钢的金属形成。

后隔板132在后隔板132的后侧与后端壁114B的前侧之间限定排出通道142。边缘132C与后侧壁114C限定环形进入狭槽142A，其将室140与排出通道142（图9和图10）流体连接。排出通道142与排出口114A流体连通。

前隔板130与后隔板132在其间限定返回通道144（图11）。周向边缘130A和132C限定环形进入狭槽144A（图10和图11），其使室140与返回通道144流体连接。返回通道144与返回开口130B流体连通。加热元件128布置在返回通道130中。

流体流产生系统160（图9）包括马达（比如电马达）162和叶轮170，该叶轮170安装在马达160的输出轴162A上以围绕叶轮旋转轴线R-R在旋转方向R1（图10）上被驱动。马达162安装在支撑支架116上。

参照图3、图5和图6，叶轮170是径流式叶轮，其构造为产生（当在方向R上旋转时）径向向外的受迫空气流F3（图4、图9和图10）。根据一些实施例并且如所示出的，叶轮170构造为产生大体均匀地分布在叶轮170的整个周向（即，360度）周围的径向向外的受迫空气流。根据一些实施例并且如所图示的，叶轮170是具有向后倾斜式叶片的双重入口（即，双重吸入）离心叶轮并且构造为产生轴向至径向向外的流（即，具有轴向流进入和径向流排出）。

转向更详细示出的叶轮170，叶轮170具有与炉中心轴线C-C一致且同轴的中心叶轮轴线I-I。叶轮170包括轮毂172、支撑环174、以及多个轮叶或叶片176（如所示出的，七个），其在轮毂172与支撑环174之间延伸并且在每个端部处固定至轮毂172和支撑环174。轮毂172固定至马达轴162A的端部以便随其旋转。每个叶片176具有前缘176A和后缘176B。根据一些实施例，每个边缘176A,176B线性地且大体平行于叶轮轴线I-I延伸。

前叶轮轴向入口182限定在轮毂172中。后叶轮轴向入口184限定在环174中并且沿着轴线I-I从入口182轴向地间隔开。入口182和入口184分别限定叶轮170的进入眼E1和进入眼E2。根据一些实施例，进入眼E1和进入眼E2每个大体位于叶轮轴线I-I上。叶轮170（以及尤其，叶片176的前缘176A）限定在入口182和184处在其每个轴向端部上终止的贯通通路180。根据一些实施例，贯通通路180大体是圆柱形并且具有大体与叶轮轴线I-I一致且同轴的中心轴线。径向狭槽186限定在每个相邻对的叶片176之间。

每个叶片176向后倾斜以限定相对于行程B的局部旋转或者切向方向（即，相对于大约以轴线R-R为中心的圆）的倾斜角A。根据一些实施例，如所示出的，叶片176是平坦的。在其它实施例中，叶片176外凸地弯曲。

叶轮170可由任何适当的（多种）材料形成。根据一些实施例，叶轮170由刚性聚合物材料或者金属（例如，不锈钢）形成。

叶轮170定位在室140中以便使叶轮170与柱环32同轴（即，叶轮轴线I-I与柱轴线G-G一致）。根据一些实施例并且如所示的，叶轮170径向地位于柱环32内（即，环32限定环平面P-P并且叶轮170也位于该平面P-P内）。根据一些实施例并且如所示的，环平面P-P大体垂直于叶轮轴线I-I。环32将室140划分为环形内区域140A（在叶轮170与线圈32之间）和环形外区域140B（在环132与侧壁114C之间）。根据一些实施例，侧壁114C以及区域140A和140B分别与叶轮170和环32同轴。根据一些实施例，前隔板开口130B和入口112A分别与叶轮170同轴。根据一些实施例，进入狭槽142A和返回狭槽144A分别与叶轮170同轴。在一些实施例中，加热元件128与叶轮170同轴。在一些实施例中并且如在附图中示出的，所有上述部件都与叶轮170轴线I-I同轴。

根据本技术的方法和操作，炉100可以用于接下来动态地控制柱环32的温度。如本文所描述的马达122A,162的启动/停止可由控制器50和/或另一适当控制器来执行并且操作可以以编程方式或者手动地（例如，完全自动地或者半自动地）执行。将理解，GC系统10可以以其它方式合适地操作（例如，以已知的或者传统的方式）以便通过柱30提供载气流、注入样品、分析离开流等，并且炉100可用于执行用于柱环32的任何适当的温度程序（例如，等温的或者倾斜的）。

通常，炉100可以以两种替代模式中操作：冷却模式和重复循环模式。在重复循环模式中，炉100可使用重复循环受迫空气流以使来自加热元件128的热能对流地传递至柱环32。在冷却模式中，炉100可迫使相对冷却的环境空气流穿过柱环32并且到炉100外以对流地冷却柱环32。

参照图9和图10，通过打开门124（使用马达122A）并且强有力地使叶轮170在旋转方向R1上旋转（使用马达162）来将炉100放置在冷却模式下。旋转的叶轮叶片176在贯通通路180中产生吸入或者负压差，其通过入口112A和前入口182并且大体平行于如图9中示出的旋转轴线R-R来将环境空气的轴向进入流F1吸到通路180中。叶片176在与旋转轴线R-R成直角的径向向外的方向上将空气通过狭槽186（流F2）推动和引导到通路180外作为径向流F3到区域140A中。叶轮170使空气的压力增加为高于环境压力，从而使空气流F3继续径向流过柱环32（以及因此在环区段32A之间和周围通过空隙32B）到区域140B中。空气继续流动作为空气流F5通过狭槽142A到排出通道142中，流过排出通道142并且通过排出口114A流到壳体110外。

在一些实施例中，炉100构造成使得空气流F3的至少大部分作为空气流F5穿过排出狭槽142A和排出通道142到排出口114A而不是到返回狭槽144A和通道144中（即，空气流F5是主导空气流），并且在一些实施例中，至少90%的空气流F3遵循该路径。然而，在一些实施例中，空气流F3的一部分可通过返回狭槽144A进入返回通道144并且通过叶轮170重复循环。

参照图11，通过用门124封闭入口112A并且使叶轮170在方向R1上旋转来将炉100放置在重复循环模式下。旋转的叶轮叶片176在通路180中产生吸入或者负压，其通过后入口184将空气的轴向进入流F10从返回通道144吸到通路180中。叶轮叶片176在与轴线R-R成直角的径向向外方向上通过狭槽186（流F11）将空气推动和引导到通路180外作为径向流F14到区域140A中。叶轮170使空气的压力增加为高于返回通道144的压力，从而使空气继续径向地流过环32（在环区段32A之间和周围）作为空气流F14到区域140B中。空气继续流动作为空气流F15通过狭槽144A流到返回通道133中，流过返回通道144并且通过隔板开口130B流回到后入口184。支架128A可用于使加热元件128与隔板130热绝缘并且抑制空气流F15中的涡流。该流动路径反复地重复循环。当空气流流过返回通道144并且在其中的加热元件128上流动时，将热从加热元件128对流地传递至空气流F15并且随后从空气流F14传递至柱环区段32A，从而加热环区段32A。

炉100在叶轮170、柱环32、室140和其它部件的布置中包含高对称水平。这继而在热传递流体（气体）流路径中提供高对称水平、以及在通过使空气流循环在对流热传递中提供对应高度不均匀水平。在冷却模式和重复循环模式中的每种中，叶轮170可提供大体均匀地围绕柱环中心轴线G-G 360度并且径向向外在柱环32上并且通过柱环32的高速度、高容积流速空气流。叶轮170和炉100的构造可提供直接且不均匀地在柱环32本身上并通过柱环32本身的湍流空气流。叶轮170在柱环32的平面P-P中的流分布和布置可提供相对于柱环32的在周向上和轴向上均匀的空气流分布，这继而在环32上和整个柱空间（区域140A、140B）上提供更均匀且稳定的温度分布。通过该方式，炉100可使柱环32中的温度梯度减小或者最小化并且因此改善保留时间和可重复性。

叶轮170可提供高水平的湍流。由该湍流提供的空气流混合还可改善被引导在环32处的空气流的热均匀性。

加热元件128的径向对称及其与叶轮170的同轴度可提供来自加热元件128和到环32的大体均匀的热传递。

炉100的布置、并且尤其叶轮170在环32内的布置可赋予更紧凑且具有较低热质量的炉。较低热质量可提供更好的热响应以允许更快的加热和冷却循环。

为了提供通过柱环32的流F3,F14，叶轮170必须克服环32上的压力降。向后倾斜式叶轮176可以是有益的，因为这样定向的叶轮可有效地克服叶片上的较高压力差（例如，由于上游阻力或者密集封装的环32）。

根据一些实施例，排出门可设置成选择性地打开（在冷却模式中）排出口114A和封闭（在重复循环模式中）排出口114A。

根据一些实施例，通过柱环32的空气流F3,F14的容积流速为至少20 CFM，在一些实施例中，在约20至100 CFM的范围中，以及在一些实施例中，在约50至70 CFM的范围中。

参照图13，在此示出了根据又一实施例的GC炉200。炉200以与炉100相同的方式构造和操作，除了如下方面。在炉200中，在叶轮270上设置两个独立的柱环32（1）和32（2）来代替单个柱环32。柱环32（1）和32（2）并排地和同轴地安装。增加柱室240的深度和叶轮270的宽度以容纳柱环32（1）和32（2）的宽度W1和W2组合。柱环32（1）和32（2）可每个与柱环32对应并且以与柱环32相同的方式构造。柱环32（1）,32（2）可并行地构造和使用，其中每个柱环32（1）,32（2）具有其自身的供给区段和离开区段。柱环32（1）,32（2）可相对于炉100以上述的相同方式来进行加热和冷却。其它实施例可构造有三个或者更多个并排的独立柱环。

考虑到本公开的益处，本领域的普通技术人员可作出许多改变和修改而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，必须理解的是，所示出的实施例为仅为了实例的目的而提出，并且不应视作限制由如下权利要求书限定的本实用新型。因此，如下权利要求书应读作不仅包括字面上提出的元件的组合而且包括用于以大体相同的方式来执行大体相同的功能以获得大体相同的结果的所有等效元件。因此，权利要求书应理解为包括上文具体示出和描述的那些、概念上等效的那些、以及还有并入本实用新型的基本构思的那些。

Claims (24)

1.一种气相色谱分析系统，其特征是，其包括：

气相色谱分析炉，所述气相色谱分析炉包括：

壳体，所述壳体限定炉室和与所述炉室流体连通的进入口，和

流体流产生系统，所述流体流产生系统包括径流式叶轮；以及

气相色谱分析柱，所述气相色谱分析柱布置在所述炉室中；

其中，所述炉构造为以冷却模式或重复循环模式选择性地操作：

在所述冷却模式中，所述径流式叶轮产生冷却流体流，所述冷却流体流从所述进入口吸入并且在所述柱周围流动且流到所述炉室外；以及

在所述重复循环模式中，所述径流式叶轮在所述炉室内产生重复循环流体流，所述重复循环流体流在所述柱周围反复地流动并且流回到所述径流式叶轮。

2.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述炉包括加热元件；并且

在所述重复循环模式中，所述重复循环流体流在所述加热元件周围流动并且因此被加热。

3.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述炉包括排出口；以及

在所述冷却模式中，所述冷却流体流通过所述排出口流到所述壳体外。

4.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述炉包括在所述炉室中的至少一个隔板，所述至少一个隔板限定离开通道和返回通道；

所述冷却流体流流过所述离开通道到所述排出口；以及

所述重复循环流体流流过所述返回通道到所述径流式叶轮。

5.如权利要求4所述的气相色谱分析系统，其中：

所述炉包括封闭机构以选择性地打开和封闭所述进入口；

当所述进入口打开时，所述炉在所述冷却模式下操作；并且

当所述进入口封闭时，所述炉在所述重复循环模式下操作。

6.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述径流式叶轮具有第一轴向入口和第二相对轴向入口；

在所述冷却模式中，所述冷却流体流通过所述第一轴向入口被吸到所述径流式叶轮中；以及

在所述重复循环模式中，所述重复循环流体流通过所述第二轴向入口被吸到所述径流式叶轮中。

7.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

在所述冷却模式和所述重复循环模式中的每种中，所述径流式叶轮将受迫流体流从其处径向向外排出；

所述柱构造为圆形柱环；以及

所述径流式叶轮位于所述柱环内以便朝着所述柱引导所述受迫流体流。

8.如权利要求7所述的气相色谱分析系统，其中，所述受迫流体流均匀地分布在所述径流式叶轮的整个周向周围。

9.如权利要求8所述的气相色谱分析系统，其中：

所述径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转；并且

所述柱环以与所述叶轮轴线同轴的柱轴线为中心并且限定垂直于所述叶轮轴线的柱环平面。

10.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中，所述径流式叶轮包括多个向后倾斜式叶片。

11.如权利要求10所述的气相色谱分析系统，其中，所述叶片外凸地弯曲。

12.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转并且包括多个叶片；以及

所述叶片的每个在其整个宽度上平行于所述叶轮轴线延伸。

13.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中，在所述冷却模式中，所述冷却流体流通过所述进入口从环境空气吸入。

14.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中，所述冷却流体流和所述重复循环流体流每个是空气流。

15.如权利要求4所述的气相色谱分析系统，其中：

在所述冷却模式和所述重复循环模式中的每种中，所述径流式叶轮将受迫流体流从其处径向向外排出；

所述柱构造为圆形柱环；以及

所述径流式叶轮位于所述柱环内以便朝着所述柱引导所述受迫流体流。

16.如权利要求1所述的气相色谱分析系统，其中：

所述径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转；并且

所述进入口与所述径流式叶轮同轴。

17.一种气相色谱分析系统，其特征是，其包括：

气相色谱分析炉，所述气相色谱分析炉包括：

壳体，所述壳体限定炉室；和

流体流产生系统，所述流体流产生系统包括径流式叶轮并且可操作以驱动所述径流式叶轮，使得所述径流式叶轮将受迫流体流从所述径流式叶轮径向向外排出；以及

气相色谱分析柱，所述气相色谱分析柱布置在所述炉室中，所述柱构造为圆形柱环；

其中，所述径流式叶轮位于所述柱环内以便朝着所述柱引导所述受迫流体流。

18.如权利要求17所述的气相色谱分析系统，其中，所述受迫流体流均匀地分布在所述径流式叶轮的整个周向周围。

19.如权利要求18所述的气相色谱分析系统，其中：

所述径流式叶轮围绕叶轮轴线旋转；并且

所述柱环以与所述叶轮轴线同轴的柱轴线为中心并且限定垂直于所述叶轮轴线的柱环平面。

20.如权利要求17所述的气相色谱分析系统，其中，所述受迫流体流是空气流。

21.一种气相色谱分析系统，其特征是，其包括：

气相色谱分析炉，所述气相色谱分析炉包括：

壳体，所述壳体限定炉室；和

流体流产生系统，所述流体流产生系统包括流体分布装置并且可操作以将受迫流体流从所述流体分布装置径向向外排出；以及

气相色谱分析柱，所述气相色谱分析柱布置在所述炉室中，所述柱构造为圆形柱环；

其中，所述流体分布装置位于所述柱环内以便朝着所述柱引导所述受迫流体流；并且

其中，所述受迫流体流均匀地分布在所述流体分布装置的整个周向周围。

22.如权利要求21所述的气相色谱分析系统，其中，所述受迫流体流是空气流。

23.如权利要求22所述的气相色谱分析系统，其中:

所述径流式叶轮具有第一轴向入口和第二相对轴向入口；

在所述冷却模式中，所述冷却流体流通过所述第一轴向入口被吸到所述径流式叶轮中；

在所述重复循环模式中，所述重复循环流体流通过所述第二轴向入口被吸到所述径流式叶轮中；并且

所述第二轴向入口沿着所述叶轮轴线从所述第一轴向入口轴向地间隔开。

24.如权利要求23所述的气相色谱分析系统，其中:

所述径流式叶轮限定贯通通路，所述贯通通路在所述第一轴向入口和所述第二轴向入口处终止于其每一轴向端部；并且

所述贯通通路具有与所述叶轮轴线一致且同轴的中心轴线，并且所述进入口与所述径流式叶轮同轴。