JP5268779B2 - Flow path switching valve, flow injection device, liquid chromatography device, supercritical chromatography device, and analysis system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流路切替バルブ,流路切替バルブを用いる分析装置(例えば、FIA,LC,SFCなど)、及び分析システムに関する。 The present invention relates to a flow path switching valve, an analysis apparatus (for example, FIA, LC, SFC, etc.) using the flow path switching valve, and an analysis system.
図6には、従来の2ポジション6方流路切替バルブ(以下、6方バルブと呼ぶ)の基本的な構成を示す。 FIG. 6 shows a basic configuration of a conventional 2-position 6-way flow path switching valve (hereinafter referred to as a 6-way valve).
先ず6方バルブの動作原理を簡単に説明する。6方バルブは、基本的には、流体(例えば、液体)入出用チューブの接続孔44を持つステータ41とロータシール42とロータシール駆動部(駆動部)43から構成される。ロータシール42と密着するステータ41面には、図7に示すように、チューブの接続孔44として6個の貫通穴31〜36が同心円状に等間隔(60度間隔)に配置されている。また、対向するロータシール42表面上には、図8に示すように、ステータ41面上の隣り合う2個ずつの穴を導通するように3本の溝45〜47が彫られている。つまり、図7,図8では穴32と33は溝45、穴34と35は溝46、穴36と31は溝47で導通されている。駆動部43により、ロータシール部42が60度右(上方から見て時計回り)に回転すると、穴31と32は溝47、穴33と34は溝45、穴35と36は溝46で導通されることになる。このように、6方バルブを介して、ステータ41の入出用チューブ間での接続流路を切り替えることができる。
First, the operating principle of the 6-way valve will be briefly described. The six-way valve basically includes a
しかし、従来の流路切替バルブは、流路切替前後での液体のクロスコンタミネーション(汚染)が起こるといった問題点を持っている。例えば、流路切替前にロータシール表面上の溝45の液体と穴32と33間の密着するステータ41面は接触しており、流路切替後も、ステータ41面上には、溝45の液体の一部が残ってしまう。つまり、ステータ41は、溝45の液体を引きずりながら、ロータシール42に対して相対的に回転する。ロータシール42を60度左に回転させて流路を元に戻したときに、このステータ41面上に残っていた液体の一部が流出することになり、液体のクロスコンタミネーション(汚染)を引き起こす。
However, the conventional flow path switching valve has a problem that liquid cross-contamination (contamination) occurs before and after the flow path switching. For example, the liquid in the
本発明の目的は、液体のクロスコンタミネーション(汚染)を低減する流路切替バルブを提供することである。 The objective of this invention is providing the flow-path switching valve which reduces the cross contamination (contamination) of a liquid.
上記課題を解決するために、本発明の流路切替バルブは、複数の貫通穴を持つステータ部と、前記ステータ部と接触しながら回転して流路を切り替えるロータシール部と、前記ロータシール部を回転させる駆動部と、を備えた流路切替バルブにおいて、前記ロータシール部の内部には、異なる貫通穴を繋ぐ流路が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a flow path switching valve according to the present invention includes a stator portion having a plurality of through holes, a rotor seal portion that rotates while contacting the stator portion and switches the flow path, and the rotor seal portion. In the flow path switching valve provided with a drive section that rotates the rotor, a flow path that connects different through holes is provided inside the rotor seal section.
上記構成によれば、ステータ部の異なる貫通穴同士を流れる流路がロータシール部のステータ側の面では無く、ロータシール部の内部に形成されている。従って、ロータシール部の面とステータの面とが密着した状態でバルブの位置を切り替える時に、ロータシール部に残った液体を引きずることを低減させることができる。 According to the said structure, the flow path which flows through different through-holes of a stator part is formed in the inside of a rotor seal part instead of the surface at the side of the stator of a rotor seal part. Therefore, when the position of the valve is switched in a state where the surface of the rotor seal portion and the surface of the stator are in close contact with each other, it is possible to reduce dragging of the liquid remaining on the rotor seal portion.
また、上記課題を解決するために、本発明の流路切替バルブは、複数の貫通穴を持つステータ部と、該ステータと密着しながら回転して流路を切り替えるロータシール部と、前記ロータシール部を回転駆動させる駆動部と、を備えた流路切替バルブにおいて、前記ロータシール部は、上記貫通穴に対応した前記ステータ部側の面から前記駆動部側の面まで貫通した穴を有しており、駆動部側の面には穴を結ぶ溝が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a flow path switching valve according to the present invention includes a stator section having a plurality of through holes, a rotor seal section that rotates while closely contacting the stator, and switches the flow path, and the rotor seal. The rotor seal portion has a hole penetrating from the surface on the stator portion side corresponding to the through hole to the surface on the drive portion side. In addition, the drive unit side surface is provided with a groove connecting holes.
上記構成によれば、ステータ部の異なる貫通穴同士を流れる流路がロータシール部のステータ側の面では無く、ロータシール部の内部の貫通穴及び裏面の溝によって形成されている。従って、ロータシール部の面とステータの面とが密着した状態でバルブの位置を切り替える時に、ロータシール部に残った液体を引きずることを低減させることができる。 According to the said structure, the flow path which flows through different through-holes of a stator part is formed of the through-hole inside a rotor seal part, and the groove | channel of a back surface instead of the surface at the side of a stator of a rotor seal part. Therefore, when the position of the valve is switched in a state where the surface of the rotor seal portion and the surface of the stator are in close contact with each other, it is possible to reduce dragging of the liquid remaining on the rotor seal portion.
以上のように、本発明の流路切替バルブによれば、液体のクロスコンタミネーション(汚染)を低減する流路切替バルブを提供することができる。 As described above, according to the flow path switching valve of the present invention, it is possible to provide a flow path switching valve that reduces liquid cross-contamination (contamination).
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
〔第1の実施形態〕
図1(a)は流路切替バルブの概略構成を示しており、図1(b)(c)は本実施形態の特徴的なロータシール2の構成を示す図である。図1(a)に示すように流路切替バルブはステータ1,ロータシール2、および駆動部3を備え、ステータ1にチューブ接続口が設けられている点は、従来と同じである。ここでは、ステータ1が6つの貫通穴を有する2ポジション6方バルブについて説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1A shows a schematic configuration of a flow path switching valve, and FIGS. 1B and 1C show a configuration of a
図1(b)は、ロータシール2を模式的に示す平面図であり、図1(c)は、ロータシール2を模式的に示す側面図である。図1(b)はロータシール2における、ステータ1と接触する面の平面図である。図1(b)(c)に示すように、ステータ1に対応した穴(隣り合う穴)をロータシールの内部に設けた3つの流路4〜6により繋いでいる。図1(b)において、点線で示したのは、それぞれの穴が内部で繋がっていることを示している。
FIG. 1B is a plan view schematically showing the
この穴の径はステータ1面上の貫通穴の径とほぼ同じである。従って、幅0.1mm,長さ3mmの溝(従来設けていた溝)の代わりに、直径が0.1mmの穴2個でステータ1面と接触するならば、接触面積は約20分の1に減少することになる。ロータシール2が60度回転する時には、接触面はステータ1面上をなぞることになるが、液体のクロスコンタミネーション(汚染)の原因となるステータ1面上に残る量は軽減する。従来技術では溝に沿って流れていた流体が穴の中を流れるからである。
The diameter of this hole is substantially the same as the diameter of the through hole on the
〔第2の実施形態〕
図2(a)〜(c)は、図1(b)(c)とは別の第2の実施形態のロータシール2を示す図である。図2(a)はロータシール2の表面(ステータ1側の面)を示す平面図である。図2(b)はロータシールの裏面(駆動部3側の面)を示す底面図である。図2(c)はロータシールを模式的に示す側面図である。
[Second Embodiment]
FIGS. 2A to 2C are views showing a
この実施形態に示すロータシール2では、図2(a)(b)に示すようにロータシール2の表面に設けられた穴が裏面まで貫通(貫通穴型溝7〜9)し、さらに、隣り合う2個の穴が貫通穴型溝7〜9によって導通している。なお、説明の便宜上、ロータシール2に設けた貫通穴と、裏面の溝とで同じ参照符号7〜9を用い、貫通穴と溝を併せたものを貫通穴型溝と称している。
In the
このような形態においても、ステータ1からの流体がロータシール2の表面以外の箇所(本実施形態では、ロータシール2内部及び裏面の溝)を通過するため、第1の実施形態と同様に接触面積が約20分の1に減少でき、液体のクロスコンタミネーション(汚染)を軽減させることができる。
Even in such a configuration, since the fluid from the
なお、ロータシール2裏面の中央に集まった3つの穴は、駆動部3との連結穴である。ロータシール表面がステータ面と密着しているのと同様に、ロータシール裏面も駆動部表面と密着している。
The three holes gathered at the center of the back surface of the
〔第3の実施形態〕
ロータシール2のさらに別の第3の実施形態について説明する。
[Third Embodiment]
Still another third embodiment of the
図3(a)はロータシール2を模式的に示す平面図であり、図3(b)はロータシール2を模式的に示す側面図であり、図3(c)はステータの平面図である。本実施形態では、ステータの貫通穴が4つの、2ポジション4方バルブの流路切替バルブについて説明する。なお、本実施形態は、2ポジション6方バルブにも適用でき、前記2つの実施形態も2ポジション4方バルブに適用することができる。
FIG. 3A is a plan view schematically showing the
図3(a)(b)に示すように、ロータシール2表面(ステータ1側の面)に平面図の中心付近を通る2つの穴を繋ぐ溝10と、該溝10と立体的に交差するロータシール2の内部で2つの穴を繋ぐ流路11とを備えている。流路11に満たされた試料は、流路切替バルブを右に回転(例えば45度)することにより、貫通穴12〜15で形成される流路に導入(注入)される簡単な例である。本実施形態では、流路11をロータシール2の内部に設けていることにより、上述のようなクロスコンタミネーション防止だけでなく、次のような技術的な効果を奏する。通常の4方バルブではステータ面上の4個の穴が同心円状に等間隔に配置され、ロータシール表面の溝も平行に彫られており、従って、回転角は90度となる。しかし、本実施形態の4方バルブでは、図3(a)に示すようにロータシール上の溝10とロータシール内の流路11を立体的に交差させることも可能であるので、回転角に対するこの制限がない。回転角を小さく(図3(a)〜(c)では45度)することは、流路切替に要する時間が短くなり、回転中に起こる液体の流れが止まる時間も短くでき、安定した流れを維持するのに有効である。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a
〔第4の実施形態〕
図4(a)〜(d)を用いて、さらに別のロータシール2の形態について説明する。図4(a)はロータシール2の表面(ステータ1側の面)を模式的に示す平面図である。図4(b)はロータシール2を模式的に示す側面図である。図4(c)はロータシール2の裏面(駆動部3側の面)を示す底面図である。図4(c)はステータ1の平面図である。
[Fourth Embodiment]
Still another embodiment of the
本実施形態の流路切替バルブは3ポジション6方流路切替バルブである。図4(a)(b)に示すように、ロータシール2表面(ステータ1側の面)に平面図の中心付近を通る2つの穴を繋ぐ溝10と、該溝10と立体的に交差するロータシール2の内部で2つの穴を繋ぐ流路11とを備えており、さらに、6つの穴のうち、2つは、駆動部3側まで貫通しており、図4(c)に示すように、駆動部3側にて2つの穴を繋ぐS字形状の溝16が設けられている。
The flow path switching valve of this embodiment is a 3-position 6-way flow path switching valve. As shown in FIGS. 4A and 4B, a
回転モードαでは、容積がより大きな貫通型溝16に試料を満たした後、流路を切り替えて、貫通穴12〜15で形成される流路に導入(注入)できる。一方、回転モードβでは、容積がより小さな溝10に試料を満たした後、流路を切り替えて、貫通穴12〜15で形成される流路に導入(注入)できる。この場合には、溝10と、流路11の役割は反対となる。この場合でも、回転角に対するこの制限がないので、回転角を小さくすることにより安定した流れを維持するのに有効である。
In the rotation mode α, after the sample is filled in the through-
図5は、2ポジション6方流路切替バルブ26をサンプル(試料)導入に用いた従来の液体クロマトグラフの構成を示す。図5はサンプル注入ポート22からサンプルループ28に導入された試料が、6方流路切替バルブ26のロータシールの回転によって、グラジエントポンプ27から送られている流路内に導入される様子を示している。導入された試料中の成分は、分離カラム29で分離されてから検出器30で検出し、試料中の成分を分析する。図5の6方流路切替バルブ26は従来型であるが、上記したいずれかの6方バルブを用いることにより、試料間のクロスコンタミネーション(汚染)を減らすことができる。また、6方バルブの流路切り替え時の流速の変化を小さくできるので安定した流れを維持するのに有効である。
FIG. 5 shows a configuration of a conventional liquid chromatograph in which the 2-position 6-way flow
本発明は、例えば液体クロマトグラフ等の分析装置に用いることができる。 The present invention can be used in an analyzer such as a liquid chromatograph.
1 ステータ(ステータ部)
2 ロータシール(ロータシール部)
3 駆動部
4,5,6,11 流路
7,8,9,16 貫通穴型溝
10 溝
12,13,14,15 貫通穴
1 Stator (stator part)
2 Rotor seal (rotor seal)
3 Drive
Claims (8)
前記ステータ部と接触しながら回転して流路を切り替えるロータシール部と、
前記ロータシール部を回転させる駆動部と、
を備えた流路切替バルブにおいて、
前記ロータシール部は、前記ステータ部と接触する面から、内部における所定の位置にかけて、当該ステータ部の有する異なる貫通穴を繋ぐ流路が、V字型を形成するように設けられており、かつ、前記ステータ部と接触する面には、当該形成された流路と立体的に交差する溝が設けられていることを特徴とする、流路切替バルブ。 A stator portion having a plurality of through holes;
A rotor seal portion that rotates while in contact with the stator portion and switches the flow path;
A drive section for rotating the rotor seal section;
In the flow path switching valve with
The rotor seal portion is provided such that a flow path connecting different through holes of the stator portion from a surface in contact with the stator portion to a predetermined position inside the stator portion forms a V-shape , and The flow path switching valve is characterized in that a groove that three-dimensionally intersects the formed flow path is provided on a surface that contacts the stator portion .
上記貫通穴に対応した前記ステータ部側の面から前記駆動部側の面まで貫通した穴を有し、Having a hole penetrating from the surface on the stator portion side corresponding to the through hole to the surface on the drive portion side,
前記駆動部側の面には穴を結ぶ溝がS字型を形成するように設けられており、A groove connecting holes is provided on the surface on the drive unit side so as to form an S-shape,
前記ロータシール部の回転方向を切り替えることにより、By switching the rotation direction of the rotor seal part,
流路内に注入する液体の量を変化させることを特徴とする、請求項1に記載の流路切替バルブ。The flow path switching valve according to claim 1, wherein the amount of liquid injected into the flow path is changed.
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