ES2304159T3 - Valvula rotativa. - Google Patents

Abstract

Válvula rotativa para cromatografía líquida de alto rendimiento, dotada de un estátor (1) con conexiones (7) para depósitos de disolventes, bombas, columnas de cromatografía, orificios (3) que conducen desde las conexiones (7) hacia bocas de una superficie plana, así como un rotor (2) en forma de disco que comprende ranuras frontales de conexión (9, 10) destinadas a conectar entre sí, a elección, diversas conexiones (7), caracterizada porque las bocas situadas en la superficie de contacto están distribuidas uniformemente sobre dos círculos concéntricos (5, 6) y las ranuras de conexión (9, 10) situadas en la superficie frontal del rotor están conformadas en forma de segmentos de círculo y están dispuestas de manera que, en posiciones definidas del rotor, quedan simultáneamente conectadas entre sí cinco conexiones de cada círculo (5, 6).

Description

Válvula rotativa.

La invención se refiere a una válvula rotativa para la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), dotada de un estátor con conexiones para depósitos de disolventes, bombas, columnas de cromatografía, etc., y de las conexiones para las bocas de orificios que conducen a una superficie plana, así como de un rotor en forma de disco que comprende ranuras de conexión frontales destinadas a conectar entre sí diversas bocas, a elección.

El documento WO 02/12878 A da a conocer una válvula rotativa que posee las características definidas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Desde hace mucho tiempo se realizan grandes esfuerzos para conseguir caudales y presiones de transporte lo más constantes posible en las válvulas para la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), así como el las bombas de HPLC, mediante la reducción de los efectos de las conmutaciones. Cuanto menor es el caudal, tanto mayor es el efecto perturbador de los espacios muertos que no se pueden eliminar totalmente en las válvulas. Tampoco son deseables los impulsos de presión que, no obstante, aumentan a presiones cada vez más altas, como consecuencia de la compresibilidad. Estas dos perturbaciones conducen al ensanchamiento de los picos y a otros errores que influyen negativamente en la precisión de las mediciones y en la resolución de las mismas. Los caudales transportados actualmente se sitúan en el intervalo de 10 nl hasta 200 \mul las presiones requeridas ya alcanzan valores de 800 bar. Las válvulas tradicionales ya no permiten cumplir satisfactoriamente estas exigencias, o bien esto sólo es posible a un coste elevado.

Por ello, el objeto de la presente invención es dar a conocer una válvula mediante la cual se pueden paliar dichos efectos negativos a un coste razonable.

Dicho objetivo consigue, según la invención, mediante una válvula del tipo antes citado en la que las bocas situadas en la superficie de contacto están distribuidas de modo uniforme sobre dos círculos concéntricos, y las ranuras de conexión de la superficie frontal del rotor están conformadas en forma de segmentos circulares y están dispuestas de manera que, en posiciones definidas del rotor, en cada círculo existan cinco bocas simultáneamente conectadas entre sí.

A continuación se describen ejemplos preferentes de realización, sobre la base de los dibujos adjuntos.

La figura 1 muestra una representación esquemática de una válvula rotativa según la invención.

Las figuras 2 a 6 muestran un sistema binario de bombas en gradiente, con una válvula, según la invención, en distintas posiciones de conmutación.

La válvula rotativa que muestra esquemáticamente la figura 1 consta básicamente de un estátor (1) en forma de disco y de un rotor (2) que también tiene forma de disco. El estátor comprende un total de dieciocho orificios (3) pasantes, dispuestos de manera que sus bocas están distribuidas uniformemente sobre dos círculos (5), (6) concéntricos en la superficie de contacto (4) orientada hacia el rotor. En el lado opuesto se han previsto las conexiones (7) para las conducciones hacia las bombas, los depósitos de disolventes, las columnas de cromatografía, etc.

En su superficie frontal (8) orientada hacia el estátor, el rotor (2) dispone de dos ranuras (9), (10) de forma circular, las cuales, cuando se presiona la superficie frontal del rotor contra la superficie de contacto del estátor con la válvula ensamblada, se extienden a lo largo de los círculos sobre los que se encuentran las bocas de los orificios (3). La longitud de las ranuras está dimensionada de manera que cada una de ellas puede unir entre sí, simultáneamente, cinco bocas de orificios de su círculo correspondiente.

Al existir nueve bocas de orificios por cada círculo, la distancia angular entre dos bocas es de 40º, por lo que, para poder conectar cinco bocas, las ranuras deben abarcar un ángulo de 160º. Las ranuras están dispuestas de forma que cada una de ellas tiene un extremo en una posición angular común, desde la cual una de las ranuras se extiende en el sentido de las agujas del reloj, mientras que la otra ranura lo hace en el sentido contrario.

En la configuración que muestra la figura 2, la válvula, mostrada en una vista esquemática desde arriba, está conectada mediante dos bombas de pistón (11), (12), dos depósitos de disolvente (13), (14) y dos salidas (15), (16) a un sistema de gradiente destinado a transportar el disolvente hacia una columna de cromatografía. En la conexión del círculo exterior (5) situada en la posición angular 0º se ha conectado una bomba (11) destinada al disolvente (A) contenido en el depósito (13). La correspondiente conexión a 0º del círculo interno está unida con el otro recipiente (14) con el disolvente (B). El segundo depósito (13) con el disolvente (A) está conectado a la conexión del círculo exterior situada en la posición angular 160º. La segunda bomba (12) destinada al disolvente (B) está conectada a la conexión correspondiente del círculo interior. Por último, la conexión en 280º del círculo exterior y la conexión en 240º del círculo interior conducen a la salida hacia la columna. Estas dos salidas, como es habitual, confluyen en un mezclador (no representado).

En la posición del rotor que se muestra, la ranura exterior (9) une la conexión de la bomba (11) del disolvente (A) con la conexión destinada al correspondiente depósito (13). Así pues, en esta posición la bomba (11) puede aspirar el disolvente (A). Al mismo tiempo, la ranura interior (10) conecta la conexión de la otra bomba (12) para el disolvente (B) a la correspondiente salida (16). Así pues, en esta posición del rotor, la bomba puede impulsar el disolvente (B) que contiene hacia la salida o la columna.

Entre las bombas y las correspondientes conexiones de la válvula se han dispuesto sensores de presión (17) de alta sensibilidad, cuyas señales se utilizan para el control de las bombas y de la válvula.

La figura 3 muestra la misma configuración, en la que el rotor, después del final del proceso de aspiración de la bomba (11), está girado en una posición angular en sentido contrario a las agujas del reloj. Aparte de la conexión a la bomba, en la ranura exterior (9) no desemboca ninguna otra conexión, de modo que la bomba (11) puede comprimir el disolvente (A) antes aspirado hasta alcanzar la presión necesaria o deseada. La conmutación no ha producido ningún cambio en lo que respecta al disolvente (B). La otra bomba (12) sigue estando conectada mediante la ranura (10) con la salida (16) y sigue transportando disolvente de modo uniforme.

Cuando el disolvente (A) ha alcanzado la presión deseada y debe comenzar el transporte de los dos disolventes, se gira el rotor en un paso angular, en el sentido contrario a las agujas del reloj, a la posición siguiente que muestras la figura 4. En esta posición, las dos bombas están conectadas a las dos salidas. La relación de mezcla de los dos disolventes se regula mediante el empuje de las dos bombas.

Cuando ha concluido el transporte del disolvente (B) mediante la bomba (12) y ya sólo se transporta disolvente (A), se gira el rotor en dos pasos angulares, en el sentido contrario a las agujas del reloj, a la posición que muestras la figura 5. En esta posición, la bomba (11) sigue estando conectada, mediante la ranura exterior (9), con la salida (15), mientras que la ranura interior (10) conecta la bomba (12) con el depósito (14) del disolvente (B). La bomba (12) se puede volver a llenar con disolvente (B).

Los pasos correspondientes en orden inverso, es decir, en el sentido de las agujas del reloj, se realizan girando el rotor hacia atrás. Una vez terminado el procedo de llenado, se gira el rotor en un paso angular en el sentido de las agujas del reloj. En esta posición que muestra la figura 6, la ranura interna no conecta ninguna conexión, de forma que la bomba (12) puede precomprimir el disolvente hasta la presión de transporte deseada. Para la bomba (11) todavía no se ha producido ningún cambio, es decir, que puede seguir transportando disolvente de modo uniforme. Luego se realizan más giros en el sentido de las agujas del reloj, hasta que se llega otra vez a la situación que muestra la figura 2.

Claims (1)

1. Válvula rotativa para cromatografía líquida de alto rendimiento, dotada de un estátor (1) con conexiones (7) para depósitos de disolventes, bombas, columnas de cromatografía, orificios (3) que conducen desde las conexiones (7) hacia bocas de una superficie plana, así como un rotor (2) en forma de disco que comprende ranuras frontales de conexión (9, 10) destinadas a conectar entre sí, a elección, diversas conexiones (7), caracterizada porque las bocas situadas en la superficie de contacto están distribuidas uniformemente sobre dos círculos concéntricos (5, 6) y las ranuras de conexión (9, 10) situadas en la superficie frontal del rotor están conformadas en forma de segmentos de círculo y están dispuestas de manera que, en posiciones definidas del rotor, quedan simultáneamente conectadas entre sí cinco conexiones de cada círculo (5, 6).