CS199129B1

CS199129B1 - Change-over coc for high-pressure liquid chromatography

Info

Publication number: CS199129B1
Application number: CS174678A
Authority: CS
Inventors: Peter Luby; Vladimir Masak; Ludovit Kuniak; Vladimir Havlin; Milan Minarik
Original assignee: Peter Luby; Vladimir Masak; Ludovit Kuniak; Vladimir Havlin; Milan Minarik
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1980-07-31

Description

Vynález ae týká přepínacího kohoutu pro vysokotlakou kapalinovou chromatografii, který je však vhodný i pro jiné účely, např. pro použití při recyklizaoi pomocí přepínacích kohoutů, řešeného tak, že průtok kapaliny pod tlakem se nezastaví ani v průběhu přepínání z. počáteční polohy do polohy konečné, tj. v mezipoloháoh rotoru.The invention relates to a switch valve for high pressure liquid chromatography which is also suitable for other purposes, for example for use in recycle using switch valves designed such that the flow of liquid under pressure does not stop even during switching from the initial position to the final position. in the intermediate position of the rotor.

Při dávkování pomocí přepínacích kohoutů u vysokotlaké kapalinové chromátografie nebo při jiných použitích, např. při recyklizaoi je známo, že při vysokých použitýoh rychlostech a tlacích vznikají při přepínání tlakové rázy zastavením kontinuálního toku kapaliny od tlakového zdroje do místa výstupu kapaliny. Tyto tlakové rázy se odstraňují zařazením zkratovacího odporu, např. kapiláry mezi přívod a odvod tlakové kapaliny, v ostatních případech zařazením kapacity do okruhu k vyrovnání tlaku.When dosing with switch taps in high pressure liquid chromatography or other applications, for example in recycling, it is known that at high speeds and pressures, pressure surges occur when stopping the continuous flow of liquid from the pressure source to the liquid exit point. These pressure surges are eliminated by incorporating a short-circuiting resistor, eg a capillary, between the inlet and outlet of the pressure fluid, in other cases by placing the capacity in the pressure equalization circuit.

Obě řešení jsou konstrukčně složitá, těžkopádná, neodstraňujl tlakový ráz úplně a v případě zařazeného zkratovacího odporu u kapalinové chromatografie snižují účinnost postupu zřeňováním dávky.Both solutions are structurally complex, cumbersome, do not completely remove the pressure surge and reduce the efficiency of the process by diluting the dose in the case of a short-circuiting resistor in liquid chromatography.

Výše popsané nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi dvěma propojovacími polohami kohoutu, které jaou charakterizovány dvěma od sebe různými cestami průtoku kapaliny uvnitř kohoutu, spojujícími zdroj tlakovéThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the device according to the invention, which is characterized in that between two connection positions of the tap, which are characterized by two different paths of liquid flow inside the tap connecting the source of pressure

199 129 tekutiny s aparaturou, do které je dávkováno, existuje alespoň jedna mezlpoloha, kdy průtok kapaliny od zdroje k aparatuře je veden zároveň dvěma propojovacími cestami uvnitř kohoutu, které jsou alespoň z části shodné s cestami, které charakterizují zmíněné dvě propojovací polohy kohoutu.There is at least one intermediate position in the fluid to the apparatus to which it is dispensed, wherein the flow of fluid from the source to the apparatus is guided simultaneously by two interconnection paths within the tap which are at least partially identical to the paths characterizing the two interconnection positions of the tap.

Vytvoření společné funkce obou zmíněných vnitřních cest je umožněno podle vynálezu ve věeeh provedeních kohoutu dvěma různými způsoby, a to tak, že buň alespoň jeden vnitřní kanálek jádra kohoutu alespoň v jedné mezipoloze spojuje nejméně tři vývody v pláěti kohoutu, nebo nejméně dva výatupy v pláěti kohoutu jsou navzájem propojeny alespoň dvěma kanálky v jádře kohoutu zároveň.According to the invention, the formation of a common function of the two said internal paths is possible in two embodiments of the tap in such a way that the cell of at least one inner core of the tap core in at least one intermediate position connects at least three outlets in the tap housing or at least two outlets in they are connected to each other by at least two channels in the tap core at the same time.

Příznivého výsledku a vyššího technického účinku Je dosaženo tímto vynálezem proto, že odstraňuje nebezpečný tlakový ráz v přívodním potrubí od tlakového zdroje v době přepínání poloh, přičemž k tomuto účelu využívá výrobně jednoduchých a spolehlivých konstrukčních řešení, tj. pouze změny systému vnitřních cest kohoutu, tj. systému kanálků a vrtání. Dosažený stálý tok tlakové kapaliny umožňuje při použití ventilu v chromatografií vyšší účinnosti dělení látek a ohromatogram není při refraktometrické detekci zbytečně poznamenáván tlakovými změnami.Advantageous result and higher technical effect It is achieved by the present invention because it eliminates the dangerous pressure surge in the inlet pipe from the pressure source at the time of the switching position, using for this purpose simple and reliable design solutions, ie Canal and drilling system. The constant flow of the pressurized fluid achieved allows a higher separation efficiency when the valve is used in chromatography and the chromatogram is not unnecessarily affected by pressure changes during refractometric detection.

Konkrétních provedení vynálezu je celá řada podle toho, jaké provedení kohoutu je voleno, tj. podle toho, zda kohout Je čelní, tj. těsnicí plocha je částí roviny, nebo radiální, tj. těsnicí plocha je válcová, podle toho, zda kohout pro dávkování využívá vnější nebo vnitřní dávkovači smyčku, která může být spohybllvá nebo nepohyblivá, zda se při přepínání pohybuje rotor s těsněním nebo těsnění samotné, zda jako těsnicích ploch je využita jedn* nebo více těsnicích ploch, ležících na válcové nebo rovinné ploše, zda kohout má provedení symetrické, tj. přívody jsou rozmístěny pravidelně na kružnici, nebo nesymetrické, kdy je jeden nebo více přívodů provedeno v ose kohoutu, tj. uprostřed kružnice, na které jsou umístěny ostatní přívody, nebo zda uspořádání přívodu na těsnicí ploěe je zcela nepravidelné.Specific embodiments of the invention are numerous depending on which design of the tap is selected, ie depending on whether the tap is frontal, ie the sealing surface is part of the plane or radial, ie the sealing surface is cylindrical, depending on whether the tap for dispensing uses an external or internal dispensing loop, which can be movable or immovable, whether the rotor moves with the seal or the gasket itself when switching, whether one or more sealing surfaces lying on a cylindrical or planar surface are used as sealing surfaces, symmetrical, ie the inlets are distributed regularly on a circle, or unsymmetrical, when one or more of the inlets are made in the axis of the tap, ie in the middle of the circle on which the other inlets are located, or whether the arrangement of the inlet is completely irregular.

Věechna tato řešení využívají pouze dvou základních schémat propojení vnitřních cest podle vynálezu, která jeou znázorněna na výkresech.All of these solutions utilize only two basic interconnection diagrams of the internal routes of the invention shown in the drawings.

Na obr. 1, 2 a 3 je znázorněno provedení vynálezu u kohoutu v provedeni čelním se symetrickým uspořádáním přívodů a s nepohyblivou vnější dávkovači smyčkou, a to na obr. 1 je řez A - A v ose otáčení kohoutu, na obr. 2 je řez B-B kolmý v ose otáčení, pohled na nepohyblivou těsněnou plochu, tj. stator, na obr. 3 je řez C - C těsněním kolmý k ose otáčení, pohled směrem na těsněnou plochu.Figures 1, 2 and 3 show an embodiment of the invention for a faucet with a symmetrical inlet configuration and a fixed external dispensing loop, Fig. 1 is a section A-A in the axis of rotation of the tap; Fig. 2 is a section BB perpendicular to the axis of rotation, a view of the stationary sealing surface, i.e. the stator, in Fig. 3 is a section C-C of the seal perpendicular to the axis of rotation, a view of the sealing surface.

Na obrázku 4, 5 a 6 je znázorněno provedení vynálezu v uspořádání radiálním, symetrickém s vnitřním pohyblivým dávkovačím kanálkem, přičemž obr. 4 znázorňuje řez D - D v ose otáčení ventilu, obr. 5 řez E - E kolmý k ose otáčení ventilu v jedné z krajních poloh přetáčení ventilu a obr. 6 řez E - E kolmý k ose otáčení ventilu v poloze rotoru, kdy jsou zapojeny dvě cesty průtoku tlakové kapaliny.Figures 4, 5 and 6 illustrate an embodiment of the invention in a radial, symmetrical configuration with an internal movable dispensing channel, wherein Figure 4 shows a section D-D in the axis of rotation of the valve; Figure 5 shows a section E-E perpendicular to the axis of rotation of the valve and Fig. 6 is a sectional view E-E perpendicular to the axis of rotation of the valve in the rotor position where two fluid flow paths are connected.

Zařízeni podle vynálezu na obr. 1 ukazuje kohout v osovém řezu, kde vrtání 1, 2, J, 4, 2 ^a á J® vyvedeno statorem 2 do těsněné rovinné plochy 8 na roztečnou kružnici v místě vrcholů myšleného pravidelného Šestiúhelníku, mezi těsněním 2 P®vně spojeným s rotorem 10 a statorem 2· Vrtání 1 až 6 je přitom v tomto zobrazení napojeno vně kohoutu takto: na vrtání 1 zdroj tlaku, na vrtání 2 výstup tlakové kapaliny, na vrtání j a 6 připojení vnější nepohyblivé dávkovači smyčky, na vrtání 4 a 2 připojení vstupu a výstupu kapaliny, která je dávkována. Rotor 10, a tím i těsnění 2 j® přitlaěováno na stator 2 v těsněné ploše 8 velkou silou, vyvozenou talířovými pružinami 11 opřenými v dutině tělesa kohoutuThe device according to the invention in Fig. 1 shows a tap in axial section, where the bore 1, 2, J, 4, 2 ^and ®J is led through the stator 2 into a sealed planar surface 8 on a pitch circle at the apex point of the intended regular hexagon. Connected externally to rotor 10 and stator 2 · In this illustration, bore 1 to 6 is connected outside the tap as follows: to bore 1 pressure source, to bore 2 pressure fluid outlet, to bore i 6 to connect external stationary dosing loop, to bore 4 and 2 connecting the inlet and outlet of the liquid being dispensed. The rotor 10 and hence the seal 2 is pressed against the stator 2 in the sealing surface 8 by the great force exerted by the disc springs 11 supported in the cavity of the valve body

12. Kanálky 13. 14 a 15 jsou vytvořeny mělkým profrézovéním těsněni 2 ve směru těsněné plochy 8 a kanálek 16 mělkým profrézováním statoru 2 ve směru styčné těsněné plochy 8. Provedení kanálků 13. 14, 15 a 16 zajišluje funkci podle vynálezu.The channels 13, 14 and 15 are formed by a shallow profile of the seal 2 in the direction of the sealing surface 8, and the channels 16 by a shallow milling of the stator 2 in the direction of the interface of the sealing surface 8. The design of the channels 13, 14, 15 and 16 provides a function according to the invention.

Obr. 2 a 3 ukazují polohu rotoru 10 s těsněním 2 v jedné z krajních poloh kohoutu, kdy tlaková kapalina přicházející vrtáním 1 prochází kanálkem 13 a vystupuje vrtáním 2 do připojené aparatury. Dávkovači smyčka připojená na vrtání J a 6 je přitom plněna z vnějšího zdroje, připojeného na vrtání 4 cestou vrtání 4 Přes kanálek 15. vrtáním J přes smyčku, vrtáním 6, kanálkem 14 a vrtáním 2 ⁸ výstupem. V této poloze je tedy tlakový zdroj propojen s výtlakem jedinou cestou tvořenou vrtáními a kanálkem 1, 13. 2.Giant. 2 and 3 show the position of the rotor 10 with the seal 2 in one of the extreme positions of the tap, where the pressure fluid coming through the bore 1 passes through the channel 13 and exits the bore 2 into the connected apparatus. Sample loop connected to the drilling 6, and J is thereby fed from an external source connected to the bore 4 via the bore 4 through the duct, the 15th Hole J through the loop, the bore 6, the channel 14 and the bore 2 ⁸ outputs. Thus, in this position, the pressure source is connected to the displacement by a single path formed by the bores and channel 1, 13.

V druhé krajní poloze, která vznikne přetočením rotoru 10 s těsněním 2 v® směru otáčení 17 o 60°, tj. o úhel náležející úhlové vzdálenosti dvou sousedních otvorů vrtání, zajiělují kanálky a vrtání propojení tlakového zdroje a výstupem druhou, jednoznačnou cestou tvořenou vrtáními a kanálky 2, 13. 6, J, 15. 2, Plnění dávkovači smyčky je v této poloze kohouta propojeno cestou tvořenou vrtáními a kanálkem 4, 14. 2t avšak odpojeno od smyčky, tj. od vrtání 2 a 6. Funkce kohoutu podle vynálezu je zajištěna tím, že délky kanálků 1^, 1*> a 16 jsou takové, že alespoň v jediné poloze kohoutu, tj. v poloze rotoru 10 s těsněním 2 vůči statoru 2 mezi popsanými dvěma krajními polohami, je tlakový zdroj propojen dvěma cestami a výstupem, a to cestou tvořenou vrtáními a kanálky 1, 13. 16, 2 a cestou tvořenou vrtáními a kanálky 1, 12, 6, J, 15, 2, přičemž tyto cesty jsou alespoň zčásti shodné s cestami průchodu tlakové kapaliny kohoutem v obou krajních polohách. Vytvoření společné funkce obou těchto cest je dáno podle vynálezu tím, že alespoň v jedné z mezipoloh kohoutu kanálek 13 rotoru propojí tři vývody statoru, a to v tomto případě tvořenými vrtáními 1, 2 a 6.In the second extreme position, caused by the rotation of the rotor 10 with the gasket 2 in the direction of rotation 17 by 60 °, i.e. by the angle pertaining to the angular distance of the two adjacent bore holes, the ducts and bores provide the pressure source connection and outlet. The filling of the dispensing loop is in this position of the tap interconnected by a path formed by the bores and the channel 4, 14, 2t, but disconnected from the loop, ie from the bores 2 and 6. The function of the tap according to the invention is provided that the lengths of the ducts 16, 16 and 16 are such that in at least one position of the tap, i.e. in the position of the rotor 10 with the seal 2 against the stator 2 between the two extreme positions described, the pressure source is connected by two paths and outlet via a borehole and ducts 1, 13, 16, 2 and a borehole and ducts 1, 12, 6, J, 15, 2, at least in part identical to the passageways pressure cock in both extreme positions. The formation of a common function of both these paths is given by the invention by interconnecting three stator outlets, in this case formed by bores 1, 2 and 6, in at least one of the intermediate valve positions of the rotor channels 13.

Jiný příklad provedení kohoutu podle vynálezu ukazují obr. 4, 5 a 6, kdy těsněná plocha 8 mezi rotorem, a v tomto příkladu i těsněním 2 ^a statorem 2, j® válcového tvaru. Nutný těsnicí tlak těsnění 2 na stator 2 v těsněné ploše 8 je vyvozen maticí 21 přes kluzný kroužek ££ a unášecí kámen 23. Matice 21 je přitom upevněna závitem 24 ve statoru 2· Rrůchozí cesty uvnitř ventilu jsou tvořeny vrtáními a kanálky, přičemž vrtání 2, 2, 4Another exemplary embodiment of the tap according to the invention is shown in FIGS. 4, 5 and 6, wherein the sealing surface 8 between the rotor and, in this example, the seal 2 ^{and the} stator 2 'is cylindrical in shape. The necessary sealing pressure of the seal 2 on the stator 2 in the sealing surface 8 is exerted by the nut 21 via the slide ring 54 and the carrier stone 23. The nut 21 is fastened by the thread 24 in the stator 2. , 2, 4

189129 a £ ve statoru 2 ^a vrtání 29 v těsnění 2t a kanálky 22» 31 ve statoru 2 a kanálky 32.189129 and? In stator 2 ^and bore 29 in seal 2t and channels 22, 31 in stator 2 and channels 32.

v těsněni 2 jsou provedeny v jedné rovině kolmé k ose otáčení kohoutu. Vrtání 21 v těsnění 2 j^e provedeno nad touto rovinou a je spojeno s úrovní této roviny kanálky 35 a 36 a vrtání 37 je provedeno pod touto rovinou a je spojeno s úrovní této roviny kanálky 22 a 22·in the seal 2 they are made in one plane perpendicular to the axis of rotation of the tap. Bore 21 in the gasket 2 ^e j carried above this plane and is associated with the level of this plane channels 35 and 36 and bore 37 is provided below the plane and is associated with the level of this plane channels 22 and 22 ·

V provedeni, jak ukazují obr. 4, 5 a 6, je vrtáním 1 přiváděna tekutina od tlakového zdroje, na navrtání 2 je napojena aparatura, dávkovaná látka je přiváděna . vrtáním 4 do vrtání 29. které tvoří dávkovaný objem a vystupuje vrtáním 2· Obr. 4 a 5 znázorňují polohu těsnění 2 ^v jedné z krajních poloh kohoutu, kdy tlaková kapalina je přiváděna od zdroje vrtáním 1, prochází kanálkem 38. vrtáním 37 a kanálkem 39 a vystupuje vrtáním 2 do aparatury. Dávkovaný objem vytvořený vrtáním 29 je přitom plněn od zdroje vrtáním 4 a tekutina vystupuje vrtáním 2· 7 této poloze kohoutu je tedy tlakový zdroj propojen s výtlakem jedinou cestou tvořenou vrtáními a kanálky 1, 22, 22, 22, 2. ^v druhé krajní poloze, viz obr. 6, které vznikne přetočením těsnění 2 ve směru otáčení 40 o 60° zajišťují kanálky a vrtání propojení tlakového zdroje a výstupem druhou jednoznačnou cestou tvořenou vrtáními 1, 29. 2. Zdroj tekutiny, která v původní poloze plnila dávkovaný objem 22, je v této poloze propojen s výstupem cestou vrtáními a kanálky 4, 22, 21» 22, 2* Funkce kohoutu podle vynálezu je zajiátěna tím, že vzájemná poloha a délky kanálků 22,In the embodiment, as shown in FIGS. 4, 5 and 6, the fluid from the pressure source is fed through the bore 1, the apparatus is connected to the bore 2, the dosed substance is fed. bore 4 into bore 29 which forms the dispensed volume and exits through bore 2; 4 and 5 show the position of the gasket 2 ⁱⁿ one of the extreme positions of the tap where the pressurized fluid is supplied from the source by the bore 1, passes through the channel 38 through bore 37 and channel 39 and exits through bore 2 into the apparatus. Injected volume 29 is formed by drilling while drilling is filled from the source 4 and the fluid exits the bore 2 · 7 this position valve, the pressure source is connected with a displacement of only path formed by bores and channels 1, 22, 22, 22, the second ⁱⁿ the second extreme position, see Fig. 6, which is formed by turning the gasket 2 in the direction of rotation 40 by 60 °, providing channels and bore connection of the pressure source and outlet through a second unequivocal way formed by bores 1, 29. in this position it is connected to the outlet by way of bores and channels 4, 22, 21, 22, 2 * The function of the tap according to the invention is ensured by the relative position and length of the channels 22,

2ž, 22 ^a 22, ^a Poloha vrtáni 1, 22, jg a 2 jsou takové, že alespoň v jedné poloze kohoutu, tj. těsnění 2 vůči statoru 2t mezi dvěma krajními polohami je tlakový zdroj propojen s výstupem dvěma cestami zároveň, a to cestou tvořenou vrtáními a kanálky 1, 22, 29. 21 2 a cestou tvořenou vrtáními a kanálky 1, 22, 22, 22, 22, 22, 2, přičemž tyto cesty jsou alespoň zčásti shodné s cestami průchodu tlakové kapaliny v obou krajních polochéch. Vytvoření společné funkce obou těchto cest je dáno podle vynálezu tím, že alespoň v jedné z mezipoloh kohoutů jsou nejméně dva výstupy v pláěti 2 kohoutu, v tomto případě vrtáními 1 a 2 propojeny nejméně dvěma různými vrtáními Jádra kohoutu zároveň, v tomto případě vrtáními 29 a 37.2Z, 22 ^and 22, ^and the drilling position 1, 22 JG and 2 are such that in at least one position of the valve, i.e. seal 2 to the stator 2 t between two extreme positions, the pressure source connected to the output of the two paths simultaneously, via formed by bores and channels 1, 22, 29, 21, and a path formed by bores and channels 1, 22, 22, 22, 22, 22, 2, the paths being at least partially identical to the paths of the pressure fluid passage in the two extreme fields. The formation of a common function of the two paths is given by the invention in that at least one of the intermediate valve positions has at least two outlets in the valve housing 2, in this case through at least two different tap core bores at the same time. 37.

Zařízení podle vynálezu lze s výhodou používat při vysokotlaké kapalinové chromatografii nebo při reoyklizaci pomooí přepínacích kohoutů.The device according to the invention can be advantageously used for high pressure liquid chromatography or for re-occlusion using switch taps.

Claims

1. A switch valve for a high pressure liquid hydromatograph ii permitting a continuous switch flow having at least two interconnecting positions, each characterized by a different path within the tap connecting the fluid source to the apparatus to which it is dispensed, characterized in that: in at least one of the intermediate positions of the tap between the starting and ending positions of the tap, the outlets in the tap housing (7) and the channels in the tap core (9) are such that the pressure fluid source connected to the bore (1) is connected to the bore ( 2) at the same time through two interconnection paths, namely the drilling (1), the channel (13), the channel (16), the drilling (2) and the route of the drilling (1), the channel (13), the drilling (6), the drilling (3) , channel (15), drilling (2), possibly via drilling (1), channel (30), drilling (29), channel (31), drilling (2) and drilling (1), channel (32), channel (38), drilling (37), ka a funnel (39), a channel (33), a bore (2) inside the tap which are at least partially coincident with the paths characterizing the two coupling positions of the tap.

Switching tap according to claim 1, characterized in that at least one of the intermediate positions of the tap between the starting and ending positions of the tap at least one connecting channel (13) in the tap core (9) is designed to overlap at least three outlets in the housing ( 7) a tap formed by bores (1), (2), (6).

3.

The switch tap according to claim 2, characterized in that the tap core (9) has a cylindrical shape.

that the sealing surface (8) between the sheath (7)

Switching tap according to claim 2, characterized in that the sealing surface (8) lies in a plane between the housing (7) and the tap core (9). ‘‘

Switching valve according to claim 1, characterized in that at least one of the tap positions (29) and (37) in the tap core (9) are formed in at least one of the tap intermediate positions between the starting and end positions of the tap, at least two outlets in the cock jacket (7) formed by the bores (15, and (2)).

6. The switch tap according to claim 5, characterized in that the sealing surface (8) between the tap core (9) and the housing (7) has a cylindrical shape.

7. The switch tap according to claim 5, characterized in that the sealing surface (8) between the tap core (9) and the housing (7) lies in a plane.