CN211273645U - 色谱柱及具有其的色谱仪 - Google Patents

Abstract

本公开涉及色谱仪技术领域，提出了一种色谱柱及具有其的色谱仪，色谱柱包括第一壳体、第二壳体、密封圈、第一连接管以及第二连接管，第一壳体和第二壳体螺纹连接，第一壳体的部分位于第二壳体内；密封圈设置在第一壳体和第二壳体之间；第一连接管与第一壳体相连接，第一连接管的管腔与第一壳体的内腔相连通；第二连接管与第二壳体相连接，第二连接管的管腔与第二壳体的内腔相连通；其中，第一连接管和第二连接管分别与进气通道和排气通道相连通，或第一连接管和第二连接管分别与排气通道和进气通道相连通。色谱柱不仅组装方便，结构简单、使用便捷，并能够有效降低小分子在多孔介质中的传质阻力和吸附过程对扩散行为的影响。

Description

色谱柱及具有其的色谱仪

技术领域

本公开涉及色谱仪技术领域，尤其涉及一种色谱柱及具有其的色谱仪。

背景技术

色谱柱的长径比对于气体在柱内的流动和扩散过程有着显著的影响。在研究分子在多孔介质中的扩散过程时，需要低长径比的色谱柱以降低传质阻力和自扩散对于实验的影响，同时应尽可能减少气流在通过色谱柱时的扰动，并具备能够填充和卸出填充物的结构。

传统方法使用两片多孔金属圆片夹持固定多孔介质，并将其固定在不锈钢管中。此种结构较为复杂，且不利于降低气流在通过时的扰动。

实用新型内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种色谱柱及具有其的色谱仪。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种色谱柱，用于连通色谱仪的进气通道和排气通道，包括：

第一壳体；

第二壳体，第一壳体和第二壳体螺纹连接，第一壳体的部分位于第二壳体内，第一壳体的内腔与第二壳体的内腔相连通；

密封圈，密封圈设置在第一壳体和第二壳体之间；

第一连接管，第一连接管与第一壳体相连接，第一连接管的管腔与第一壳体的内腔相连通；

第二连接管，第二连接管与第二壳体相连接，第二连接管的管腔与第二壳体的内腔相连通；

其中，第一连接管和第二连接管分别与进气通道和排气通道相连通，或第一连接管和第二连接管分别与排气通道和进气通道相连通。

在本实用新型的一个实施例中，第二壳体具有安装腔，安装腔的侧壁上设置有内螺纹，第一壳体的外壁上设置有与内螺纹相适配的外螺纹；

其中，密封圈夹设在安装腔的底壁和第一壳体的端部之间。

在本实用新型的一个实施例中，第二壳体包括：

第一段体，第一段体的内腔为第一圆柱腔，第一壳体的部分位于第一段体内；

第二段体，第一段体与第二段体相连接，第二段体的内腔为第一锥形腔；

其中，第一锥形腔的大端与第一壳体的内腔相连通，第一锥形腔的小端与第二连接管的管腔相连通，第一锥形腔的大端的直径小于第一圆柱腔的直径。

在本实用新型的一个实施例中，第二壳体还包括：

第三段体，第三段体与第二段体背离第一段体的一端相连接，第三段体远离第二段体的另一端与第二连接管相连接，第三段体的内腔为第二圆柱腔。

在本实用新型的一个实施例中，第一段体的外表面的截面为六边形，第二段体的外表面为圆锥面，第三段体的外表面为圆柱面。

在本实用新型的一个实施例中，第三段体与第二连接管相对接，第二圆柱腔的直径相等第二连接管的内径；

或，第二连接管穿设在第二圆柱腔的部分腔段内，第二圆柱腔与第二连接管相对接的管腔的直径等于第二连接管的内径。

在本实用新型的一个实施例中，第一壳体包括：

第四段体，第四段体的内腔为第三圆柱腔，第四段体的部分位于第一圆柱腔内，第三圆柱腔与第一锥形腔的大端相对设置；

第五段体，第四段体与第五段体相连接，第五段体的内腔为第二锥形腔；

其中，第二锥形腔的大端与第三圆柱腔相连通，第二锥形腔的小端与第一连接管的管腔相连通，第二锥形腔的大端的直径等于第三圆柱腔的直径。

在本实用新型的一个实施例中，第三圆柱腔的直径为D，第一锥形腔、第三圆柱腔以及第二锥形腔的长度之和为L，L≤2D；

其中，第三圆柱腔的直径等于第一锥形腔的大端的直径。

在本实用新型的一个实施例中，第一壳体还包括：

第六段体，第六段体与第五段体背离第四段体的一端相连接，第六段体远离第五段体的另一端与第一连接管相连接，第六段体的内腔为第四圆柱腔。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种色谱仪，包括上述的色谱柱、进气管路以及排气管路，进气管路具有进气通道，排气管路排具有气通道；

其中，第一连接管和第二连接管分别与进气管路和排气管路相连接，或第一连接管和第二连接管分别与排气管路和进气管路相连接。

本实用新型的色谱柱由第一壳体、第二壳体、密封圈、第一连接管以及第二连接管组成，第一壳体和第二壳体螺纹连接，设置在第一壳体和第二壳体之间的密封圈用于密封，分别连接在第一壳体和第二壳体上的第一连接管和第二连接管用于与色谱仪的进气通道和排气通道相连通。由于第一壳体和第二壳体通过螺纹连接，不仅组装方便，且整体结构更加简单。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种色谱柱的结构示意图。

附图标记说明如下：

10、第一壳体；11、外螺纹；12、第四段体；121、第三圆柱腔；13、第五段体；131、第二锥形腔；14、第六段体；141、第四圆柱腔；20、第二壳体；21、内螺纹；22、第一段体；23、第二段体；231、第一锥形腔；24、第三段体；241、第二圆柱腔；30、密封圈；40、第一连接管；50、第二连接管。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

本实用新型的一个实施例提供了一种色谱柱，用于连通色谱仪的进气通道和排气通道，请参考图1，色谱柱包括：第一壳体10；第二壳体20，第一壳体10和第二壳体20螺纹连接，第一壳体10的部分位于第二壳体20内，第一壳体10的内腔与第二壳体20的内腔相连通；密封圈30，密封圈30设置在第一壳体10和第二壳体20之间；第一连接管40，第一连接管40与第一壳体10相连接，第一连接管40的管腔与第一壳体10的内腔相连通；第二连接管50，第二连接管50与第二壳体20相连接，第二连接管50的管腔与第二壳体20的内腔相连通；其中，第一连接管40和第二连接管50分别与进气通道和排气通道相连通，或第一连接管40和第二连接管50分别与排气通道和进气通道相连通。

本实用新型一个实施例的色谱柱由第一壳体10、第二壳体20、密封圈30、第一连接管40以及第二连接管50组成，第一壳体10和第二壳体20螺纹连接，设置在第一壳体10和第二壳体20之间的密封圈30用于密封，分别连接在第一壳体10和第二壳体20上的第一连接管40和第二连接管50用于与色谱仪的进气通道和排气通道相连通。由于第一壳体10和第二壳体20通过螺纹连接，不仅组装方便，且整体结构更加简单，解决了现有技术中的色谱柱结构较为复杂的问题。

在一个实施例中，由于第一壳体10和第二壳体20螺纹连接，即第一壳体10和第二壳体20可拆卸地设置，从而能够在第一壳体10和第二壳体20内快速装填和拆卸物料。

在一个实施例中，色谱柱在具体使用时，首先用透气性良好的填充材料，例如石英棉，封住第一壳体10的内侧与第一连接管40相连处的气路，防止填充物泄漏。随后将第一壳体10倒置，填入填充物至完全装满。用透气性良好的填充材料，如石英棉，填满第二壳体20，并放入密封圈30。随后将第一壳体10和第二壳体20通过螺纹连接在一起，然后将色谱柱接入气路。其中，第一连接管40以及第二连接管50可以任意选择连通色谱仪的进气通道和排气通道。

在一个实施例中，第一壳体10和第一连接管40可以是两个独立的结构，也可以是一体结构。相应地，第二壳体20和第二连接管50可以是两个独立的结构，也可以是一体结构。

如图1所示，第二壳体20具有安装腔，安装腔的侧壁上设置有内螺纹21，第一壳体10的外壁上设置有与内螺纹21相适配的外螺纹11；其中，密封圈30夹设在安装腔的底壁和第一壳体10的端部之间。安装腔的直径与第一壳体10的外径相等，从而保证内螺纹21与外螺纹11相连接。而安装腔属于一个环形腔，其一端开口，另一端用于支撑密封圈30，从而通过安装腔的底壁和第一壳体10的端部实现对密封圈30的稳定夹持，以此保证密封圈30可靠密封。

如图1所示，第二壳体20包括：第一段体22，第一段体22的内腔为第一圆柱腔，第一壳体10的部分位于第一段体22内；第二段体23，第一段体22与第二段体23相连接，第二段体23的内腔为第一锥形腔231；其中，第一锥形腔231的大端与第一壳体10的内腔相连通，第一锥形腔231的小端与第二连接管50的管腔相连通，第一锥形腔231的大端的直径小于第一圆柱腔的直径。

在一个实施例中，第二壳体20由第一段体22和第二段体23组成，第一段体22与第一壳体10螺纹连接，即第一圆柱腔的腔壁上设置有内螺纹21。而第二段体23的内腔设置为第一锥形腔231，即在色谱柱形成一个变化的内腔体。

如图1所示，第二壳体20还包括：第三段体24，第三段体24与第二段体23背离第一段体22的一端相连接，第三段体24远离第二段体23的另一端与第二连接管50相连接，第三段体24的内腔为第二圆柱腔241。

在一个实施例中，第二壳体20由第一段体22、第二段体23以及第三段体24组成，第一段体22、第二段体23以及第三段体24为一体结构，第一圆柱腔用于容纳第一壳体10，第一锥形腔231和第二圆柱腔241形成了一个截面积变化的内腔体。

在一个实施例中，第一段体22的外表面的截面为六边形，第二段体23的外表面为圆锥面，第三段体24的外表面为圆柱面。第一段体22的外表面设置为六角面可以方便工具夹紧，以此实现与第一壳体10的螺纹连接。

在一个实施例中，第三段体24与第二连接管50相对接，第二圆柱腔241的直径相等第二连接管50的内径；或，第二连接管50穿设在第二圆柱腔241的部分腔段内，第二圆柱腔241与第二连接管50相对接的管腔的直径等于第二连接管50的内径。

在一个实施例中，第三段体24与第二连接管50焊接，第二圆柱腔241与第二连接管50的管腔之间不存在收缩或扩张，是一个截面积相一致的圆柱腔体。

如图1所示，第一壳体10包括：第四段体12，第四段体12的内腔为第三圆柱腔121，第四段体12的部分位于第一圆柱腔内，第三圆柱腔121与第一锥形腔231的大端相对设置；第五段体13，第四段体12与第五段体13相连接，第五段体13的内腔为第二锥形腔131；其中，第二锥形腔131的大端与第三圆柱腔121相连通，第二锥形腔131的小端与第一连接管40的管腔相连通，第二锥形腔131的大端的直径等于第三圆柱腔121的直径。

在一个实施例中，第四段体12为一个圆柱体，其部分段体设置在第一圆柱腔内，用于与第二壳体20螺纹连接，而第三圆柱腔121和第一锥形腔231形成了色谱柱的部分内腔，且二者属于直接连通，一个圆柱体和两个锥形体形成一个变化的内腔。第一锥形腔231和第二锥形腔131将第三圆柱腔121夹持在中件，内部整体呈现先扩张后收缩的状态。

在一个实施例中，如图1所示，第三圆柱腔121的直径为D，第一锥形腔231、第三圆柱腔121以及第二锥形腔131的长度之和为L，其中，L≤2D。L与D的长度关系，可以保证色谱柱的长径比，以此满足光谱仪的使用需求。

在一个实施例中，第三圆柱腔121的直径等于第一锥形腔231的大端的直径，第二锥形腔131的大端的直径等于第三圆柱腔121的直径，在保证变径设计的基础上进一步降低传质阻力和吸附过程的影响。

在一个实施例中，在用于研究小分子在多孔介质中的吸附扩散行为时，色谱柱的低长径比和两端的变径设计有利于降低传质阻力和吸附过程的影响。

如图1所示，第一壳体10还包括：第六段体14，第六段体14与第五段体13背离第四段体12的一端相连接，第六段体14远离第五段体13的另一端与第一连接管40相连接，第六段体14的内腔为第四圆柱腔141。

在一个实施例中，第一壳体10由第四段体12、第五段体13以及第六段体14组成，三者是一个整体结构，其与第二壳体20的结构相类似，只是尺寸上有所变化。

在一个实施例中，第四段体12的外表面为圆柱面，第五段体13的外表面为圆锥面，第六段体14的外表面的截面为六边形。第六段体14的外表面设计为六角面，是为了方便夹持，以此实现第一壳体10和第二壳体20的螺纹连接。

在一个实施例中，第二壳体20的第一段体22和第一壳体10的第六段体14的外表面均设置为六角面，二者配合使用可以更加方便工具夹紧，以此方便第一壳体10与第二壳体20的螺纹连接。

在一个实施例中，第六段体14与第一连接管40相对接，第四圆柱腔141的直径相等第一连接管40的内径；或，第一连接管40穿设在第四圆柱腔141的部分腔段内，第四圆柱腔141与第一连接管40相对接的管腔的直径等于第一连接管40的内径。其中，第六段体14与第一连接管40焊接，第四圆柱腔141与第一连接管40的管腔之间不存在收缩或扩张，是一个截面积相一致的圆柱腔体。

本实用新型的一个实施例的色谱柱是一种两段组合式色谱柱，由可拆分的、上段壳体(第一壳体10)、下段壳体(第二壳体20)、密封圈30组成，上段壳体的外侧和下端壳体的内侧有对应的螺纹(外螺纹11与内螺纹21)，两端分别和细管(第一连接管40以及第二连接管50)连接。上段壳体和下段壳体可以通过螺纹紧密连接，并将密封圈30夹在壳体中间实现气密。

其中，上段壳体的外径和下段壳体的内径相等。上段壳体的内直径D不小于两段壳体连接后由一段变径部分(第一锥形腔231)的开口到另一端变径部分(第二锥形腔131)的开口的距离L的一半，且上下两段壳体变径部分的长度相等，即第一锥形腔231的长度等于第二锥形腔131的长度。密封圈30的外径和下段壳体的内径适配，密封圈30的内径和上段壳体的内径适配，其目的是保证气密并保证两段组合式色谱柱内壁光滑。上段壳体和下段壳体以及相连的细管的材质为金属，可选不锈钢，其目的是承受一定的温度和压力。密封圈30的材质为聚四氟乙烯或全氟橡胶，其目的是保证化学惰性并能够承受一定的温度。

在一个实施例中，两段组合式色谱柱的长度和直径可根据不同实验需要作出适应性调节。

在一个实施例中，细管为截取的钝化后的铜色谱柱，外径为3mm，焊接在两段壳体的两端。

本实用新型的一个实施例还提供了一种色谱仪，包括上述的色谱柱、进气管路以及排气管路，进气管路具有进气通道，排气管路排具有气通道；其中，第一连接管40和第二连接管50分别与进气管路和排气管路相连接，或第一连接管40和第二连接管50分别与排气管路和进气管路相连接。

在一个实施例中，第一连接管40和第二连接管50均为细管，细管的尺寸为色谱柱的常见尺寸，材质为金属，可以通过卡套与气相色谱仪气路相连接。实验时一端用于进气，另一端用于出气，两端均可以用作进气口或出气口使用。细管可为截取的钝化后的铜色谱柱，外径为3mm，焊接在两段壳体的两端。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种色谱柱，用于连通色谱仪的进气通道和排气通道，其特征在于，包括：

第一壳体(10)；

第二壳体(20)，所述第一壳体(10)和所述第二壳体(20)螺纹连接，所述第一壳体(10)的部分位于所述第二壳体(20)内，所述第一壳体(10)的内腔与所述第二壳体(20)的内腔相连通；

密封圈(30)，所述密封圈(30)设置在所述第一壳体(10)和所述第二壳体(20)之间；

第一连接管(40)，所述第一连接管(40)与所述第一壳体(10)相连接，所述第一连接管(40)的管腔与所述第一壳体(10)的内腔相连通；

第二连接管(50)，所述第二连接管(50)与所述第二壳体(20)相连接，所述第二连接管(50)的管腔与所述第二壳体(20)的内腔相连通；

其中，所述第一连接管(40)和所述第二连接管(50)分别与所述进气通道和所述排气通道相连通，或所述第一连接管(40)和所述第二连接管(50)分别与所述排气通道和所述进气通道相连通。

2.根据权利要求1所述的色谱柱，其特征在于，所述第二壳体(20)具有安装腔，所述安装腔的侧壁上设置有内螺纹(21)，所述第一壳体(10)的外壁上设置有与所述内螺纹(21)相适配的外螺纹(11)；

其中，所述密封圈(30)夹设在所述安装腔的底壁和所述第一壳体(10)的端部之间。

3.根据权利要求1所述的色谱柱，其特征在于，所述第二壳体(20)包括：

第一段体(22)，所述第一段体(22)的内腔为第一圆柱腔，所述第一壳体(10)的部分位于所述第一段体(22)内；

第二段体(23)，所述第一段体(22)与所述第二段体(23)相连接，所述第二段体(23)的内腔为第一锥形腔(231)；

其中，所述第一锥形腔(231)的大端与所述第一壳体(10)的内腔相连通，所述第一锥形腔(231)的小端与所述第二连接管(50)的管腔相连通，所述第一锥形腔(231)的大端的直径小于所述第一圆柱腔的直径。

4.根据权利要求3所述的色谱柱，其特征在于，所述第二壳体(20)还包括：

第三段体(24)，所述第三段体(24)与所述第二段体(23)背离所述第一段体(22)的一端相连接，所述第三段体(24)远离所述第二段体(23)的另一端与所述第二连接管(50)相连接，所述第三段体(24)的内腔为第二圆柱腔(241)。

5.根据权利要求4所述的色谱柱，其特征在于，所述第一段体(22)的外表面的截面为六边形，所述第二段体(23)的外表面为圆锥面，所述第三段体(24)的外表面为圆柱面。

6.根据权利要求4所述的色谱柱，其特征在于，所述第三段体(24)与所述第二连接管(50)相对接，所述第二圆柱腔(241)的直径相等所述第二连接管(50)的内径；

或，所述第二连接管(50)穿设在所述第二圆柱腔(241)的部分腔段内，所述第二圆柱腔(241)与所述第二连接管(50)相对接的管腔的直径等于所述第二连接管(50)的内径。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的色谱柱，其特征在于，所述第一壳体(10)包括：

第四段体(12)，所述第四段体(12)的内腔为第三圆柱腔(121)，所述第四段体(12)的部分位于所述第一圆柱腔内，所述第三圆柱腔(121)与所述第一锥形腔(231)的大端相对设置；

第五段体(13)，所述第四段体(12)与所述第五段体(13)相连接，所述第五段体(13)的内腔为第二锥形腔(131)；

其中，所述第二锥形腔(131)的大端与所述第三圆柱腔(121)相连通，所述第二锥形腔(131)的小端与所述第一连接管(40)的管腔相连通，所述第二锥形腔(131)的大端的直径等于所述第三圆柱腔(121)的直径。

8.根据权利要求7所述的色谱柱，其特征在于，所述第三圆柱腔(121)的直径为D，所述第一锥形腔(231)、所述第三圆柱腔(121)以及所述第二锥形腔(131)的长度之和为L，L≤2D；

其中，所述第三圆柱腔(121)的直径等于所述第一锥形腔(231)的大端的直径。

9.根据权利要求7所述的色谱柱，其特征在于，所述第一壳体(10)还包括：

第六段体(14)，所述第六段体(14)与所述第五段体(13)背离所述第四段体(12)的一端相连接，所述第六段体(14)远离所述第五段体(13)的另一端与所述第一连接管(40)相连接，所述第六段体(14)的内腔为第四圆柱腔(141)。

10.一种色谱仪，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的色谱柱、进气管路以及排气管路，所述进气管路具有所述进气通道，所述排气管路排具有所述气通道；

其中，所述第一连接管(40)和所述第二连接管(50)分别与所述进气管路和排气管路相连接，或所述第一连接管(40)和所述第二连接管(50)分别与所述排气管路和所述进气管路相连接。

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