KR20010089302A - 가스 크로매터그래피용 개선된 일체식 밸브 설계 - Google Patents

가스 크로매터그래피용 개선된 일체식 밸브 설계 Download PDF

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Abstract

다중 밸브를 갖는 가스 크로매터그래피가 공개된다. 다중-밸브 가스 크로매터그래피의 실시예는 다중 밸브, 다중 열 전도성 검출기(TCD's), 및 매니폴드를 포함한다. 이것은 하나의 소형 일체 유닛에서 가스 시료의 분리와 측정을 가능하게 한다. 상기 유닛은 밸브와 관련된 솔레노이드가 매니폴드의 하면에 직접 부착되며, 따라서 솔레노이드와 밸브 사이에 배관의 필요성을 제거하기 때문에 특히 바람직하다.
또한 다른 특징도 있다. 예를 들면, 누출 방지 다중-밸브 블록은 밸브와 검출기를 가열하는 제1온도 지역과 컬럼을 가열하는 제2온도지역을 포함할 수 있다. 누출방지 특징은 각 밸브의 중심을 통하여 조임 나사의 배치에 의하여 얻어질 수 있다. 캐리어 가스 삽입 지역은 성능을 향상시키기 위하여 다중-밸브 블록에 제공될 수 있다. 더욱 성능을 증대하도록 하는 온도 지역의 개선된 분리가 열 단열제는 물론 에어갭의 사용에 의하여 얻어질 수 있다. 또한, 제1온도지역에 위치한 온도 센서가 측정 에러를 최소화하게 이상적으로 위치될 수 있고, 결과적으로 또 성능을 더욱 증대하게 한다.

Description

가스 크로매터그래피용 개선된 일체식 밸브 설계 {IMPROVED INTEGRATED VALVE DESIGN FOR GAS CHROMATOGRAPH}
가스 크로매터그래피의 분야는 프로세스 파이프 라인을 통하여 흐르는 가스 시료를 분석하는데 관계가 있다. 시료가 가스 크로매터그래피에 공급되고, 이때 상기 가스 크로매터그래피는 시료를 부분으로 분리하고 프로세스 흐름에서 특별한 성분의 집중을 분석하는 여러종류의 검출기를 이용한다.
종전에는, 많은 문제들이 가스 크로매터그래피에 있었다. 예를 들면, 신속하고 정확한 측정이 임의의 가스 크로매터그래피에 바람직하다. 프로세스 파이프라인을 통하여 흐르는 가스 흐름이 많은 다른 종류의 성분을 구성할 수 있고 이상적으로, 이들 각 성분이 분해될 것이다. 그러나, 종래의 가스 크로매터그래피는 바람직하게 신속하게 프로세스 변화에 응답할 수 없었다. 또한, 프로세스 흐름에서 액체 봉쇄가 임의 분리에 한층 더 복잡하게 될 수 있었다.
종래의 가스 크로매터그래피가 갖는 또 다른 문제는 가스 흐름의 분리에 유연성의 부족이다. 또 다른 가스 크로매터그래피로 바꾸지 않고서 가스 흐름의 다른 특징을 분석하는 것이 종종 바람직하다. 그러나, 종래의 가스 크로매터그래피는 밸브의 제한된 개수와 그 유연성의 부족 때문에 제한된다. 그 때문에, 가스 크로매터그래피는 보다 큰 정확도 및 속도를 갖는 복합적인 프로세스를 분석할 수 있는 것이 필요하게 된다.
가스 크로매터그래피가 갖는 다른 문제들이 가스 크로매터그래피에 포함된 밸브 시스템에 또한 있다. 예를 들면, 이런 밸브들은 서비스(수리)가 용이하지 않다. 종종 가스 크로매터그래피를 통한 흐름이 오염되고, 이 오염은 가스 크로매터그래피 내의 중요한 성분의 성능에 영향을 줄 것이기 때문에 유지(관리)가 필요 할 수 있다. 가스 크로매터그래피내의 순수한 성분의 치환은 문제를 최소화할 수 있지만, 가스 크로매터그래피를 분리하는 것은 곤란하고 좌절된다는 경험을 과거에 했다. 따라서, 새로운 가스 크로매터그래피에 대한 필요가 있다.
당업자에 의하여 알려진 바와 같이, 또한 종래 기술은 해결되거나 최소화되어야만 하는 다른 문제들을 제시한다.
[발명의 요약]
공개된 실시예는 다중-밸브 어셈블리를 포함한다. 이 다중-밸브 어셈블리는 복수의 밸브를 형성하기 위하여 함께 부착된 복수의 플레이트와 다이어프램을 포함한다. 이 플레이트중의 하나가 공통 라인 통로와 복수의 작동 통로를 포함하는 매니폴드이고, 상기 활성화 통로중의 적어도 하나가 공통 라인 통로에 연결되며, 그곳에 적어도 작동 통로와 같은 개수가 밸브이다. 대신에, 이 실시예는 제1지역을포함하는 제1지역으로 일체화되는 적어도 2개의 밸브, TCD, 제1온도센서와 같은 가그 흐름 성질 검출기를 포함하는 다중-밸브 장치로서 알 수 있다. 제2지역은 제2히터와 제2온도센서를 일체화하고, 제1지역의 온도센서와 가스 흐름 성질 검출기는 제2지역에 있는 지점에 대하여 동일한 반경 곡선상에 있다.
본 발명은 종래의 장치의 여러 가지 문제점을 극복할 수 있게 하는 특징과 이점의 조합을 포함한다. 다른 특징들과 마찬가지로, 상기 설명된 여러 가지 특징은 당업자가 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명을 읽고, 첨부 도면을 참조하여 쉽게 명백하게 될 것이다.
본 발명은 가스 크로매터그래피의 분야에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 신규한 가스 크로매터그래피에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다중 밸브와 검출기를 갖는 신규한 가스 크로매터그래피에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예의 보다 상세한 설명을 위하여, 도면을 첨부하여 참조할 것이다.
도 1은 가스 크로매터그래피의 단순화된 도면이다.
도 2는 가스 크로매터그래피의 단순화된 개략도이다.
도 3a는 온(ON) 배열에서 밸브의 개략도이다.
도 3b는 오프(OFF) 배열에서 밸브의 개략도이다.
도 3c는 시료를 분석하는 다중-밸브 시스템의 개략도이다.
도 4는 밸브의 예시적인 단면도이다.
도 5는 솔레노이드의 예시적인 단면도이다.
도 6은 다중-밸브 블록의 실시예의 동일 크기의 분해 사시도이다.
도 7a는 도 6의 다중-밸브 블록용 상부 피스톤 플레이트의 평면도이다.
도 7b는 도 6의 다중-밸브 블록용 상부 피스톤 플레이트의 저면도이다.
도 8a는 도 6의 다중-밸브 블록용 하부 피스톤 플레이트의 평면도이다.
도 8b는 도 6의 다중-밸브 블록용 하부 피스톤 플레이트의 저면도이다.
도 9a는 도 6의 다중-밸브 블록용 베이스 플레이트의 평면도이다.
도 9b는 도 6의 다중-밸브 블록용 베이스 플레이트의 저면도이다.
도 10a는 도 6의 다중-밸브 블록용 제1차 플레이트의 평면도이다.
도 10b는 도 6의 다중-밸브 블록용 제1차 플레이트의 저면도이다.
도 11은 도 6의 다중-밸브 블록용 실링 다이어프램이다.
도 12는 도 6의 다중-밸브 블록용 큐션 다이어프램이다.
도 13a는 도 6의 다중-밸브 블록용 상부 엑츄에이터 다이어프램이다.
도 13b는 도 6의 다중-밸브 블록용 하부 엑츄에이터 다이어프램이다.
도 14는 작동 동안 다중-밸브 어셈블리의 단면도이다.
도 15는 다중-밸브 어셈블리 오븐용 단열체의 바닥 부분의 평면도이다.
도 16은 다중-밸브 어셈블리의 제1실시예의 횡단면도이다.
도 17은 다중-밸브 블록의 제2실시예의 동일 크기의 분해 사시도이다.
도 18a는 도 17의 다중-밸브 블록용 제1차 플레이트의 평면도이다.
도 18b는 도 17의 다중-밸브 블록용 제1차 플레이트의 저면도이다.
도 19a는 도 17의 다중-밸브 블록용 상부 피스톤 플레이트의 평면도이다.
도 19b는 도 17의 다중-밸브 블록용 상부 피스톤 플레이트의 저면도이다.
도 20a는 도 17의 다중-밸브 블록용 하부 피스톤 플레이트의 평면도이다.
도 20b는 도 17의 다중-밸브 블록용 하부 피스톤 플레이트의 저면도이다.
도 21a는 도 17의 다중-밸브 블록용 베이스 플레이트의 평면도이다.
도 21b는 도 17의 다중-밸브 블록용 베이스 플레이트의 저면도이다.
도 22는 도 17의 하부 실링 다이어프램의 도면이다.
도 23은 도 17의 하부 엑츄에이터 다이어프램의 도면이다.
도 24는 도 17의 상부 엑츄에이터 다이어프램의 도면이다.
도 25는 도 17의 큐션 다이어프램의 도면이다.
도 26은 도 17의 상부 실링 다이어프램의 도면이다.
도 27은 매니폴드와 솔레노이드를 포함한 다중-밸브 어셈블리의 투시도이다.
도 28a는 도 17의 다중-밸브 블록용 매니폴드의 평면도이다.
도 28b는 도 17의 다중-밸브 블록용 매니폴드의 저면도이다.
도 29는 다중-밸브 어셈블리의 제2실시예의 제1횡단면도이다.
도 30은 다중-밸브 어셈블리의 제2실시예의 제2횡단면도이다.
도 31은 정제소 환경에서 사용하기 위하여 채택된 가스 크로매터그래피의 도면이다.
도 1은 이하의 내용에 따라 일반적으로 제조된 가스 크로매터그래피를 도시한다. 가스가 프로세스 파이프라인을 통하여 흐르고, 가스의 시료는 가스 크로매터그래피(GC)(100)에 도입되기 전에 시료 프로브에 의하여 받아들여진다. 가스 시료는 가스 크로매터그래피(100)내로 흐르기 전에 배관(130)을 따라서 열 추적되고 여과될 수 있다. 이 가열은 냉각온도에서 일부 가스, 일부 액체를 응축할 수 있는 가스를 필요로 할 수 있다. 가스 크로매터그래피에 의하여 분석된 후, 가스 시료가 프로세스 파이프라인(110)으로 복귀되거나, 대기로 발산된다.
도 2를 참조하면, 가스 크로매터그래피(100)는 다중 컬럼(220)과 검출기(detectors)(230), 이 경우, 열 전도성 검출기(TCD ; thermal conductivity detectors)와 연결된 밸브 어셈블리(210)를 포함한다. 가스 시료는 밸브 어셈블리(210), 컬럼(220) 및 TCDs(230)를 통하여 통로(240)를 일반적으로 따라간다. 밸브 어셈블리는 액상, 또는 다공성 폴리머, 또는 가스 시료를 다수 부분으로 분리하도록 작용하여, 각 부분이 연속하여 TCDs(230)로 방출되게 하는 다른 물질을 포함하는 컬럼(220)의 선택을 허용하게 한다. 예를 들면, 가스 시료는 여러 가지 분자량 탄화수소 성분을 포함할 수 있다. 컬럼(220)은 가스 시료를 분리할 수 있어 저 분자량 탄화수소 성분이 컬럼으로부터 먼저 추출되고, 고분자량 성분에 의하여 뒤따르게 된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 밸브의 작동이 도시된다. 밸브(300)는 1-6으로 분류된, 복수의 밸브 포트를 포함한다. 더 많거나 더 작은 수의 포트가 또한 사용될 수 있다는 것을 인식하게 될 것이다. 배기라인(320)이 가스 시료를 밸브(300)로부터 배출한다. 실선 라인(330)은 포트 사이의 열린 통로를 나타내는 반면, 점선 라인(340)은 포트 사이의 폐쇄 통로를 나타낸다.
솔레노이드(도시 생략)가 밸브(300)를, 도 3a에 도시된 바와 같이, 온(ON)위치 또는 도 3b에 도시된 바와 같이, 오프(OFF) 위치로 배열한다. 밸브가 온 위치에있을 때, 가스가 인입라인(310)으로부터, 포트1 내지 포트6을 통하고, 라인(315)을 통하고 마지막으로 포트3에서 포트2를 통하여 그리고 배출라인(320) 외부로 흐른다. 상기 밸브가 오프 위치에 있을 때, 가스가 인입라인(310)으로부터 포트1에서 포트2를 통하여 그리고 배출라인(320)을 통하여 외부로 흐른다.
도 3c 및 3d는 한쌍의 밸브가 단독으로나 부가적인 밸브(도시생략)와 조합으로 작동할 수 있는 방법을 도시한다. 관련 배관(310,315,320,325,390), 컬럼(360,370)이 또한 이중 TCD(380)와 마찬가지로 잘 나타난다.
인입라인(310)이 시료 이송라인(도시생략)에 부착된다. 먼저 밸브(300)이 오프 위치에 있을 때, 가스 시료가 인입라인(310)으로부터 밸브의 포트1 내지 포트2로 그리고 배기라인(320) 외부로 흐른다. 그러나 밸브(300)가 온 위치에 있을 때, 가스 시료가 포트1로부터 포트6으로 그리고 그때 시료 루프(315)를 통하여 흐른다. 이때, 시료 루프(315)가 가스 시료로 채워진다. 이것은 밸브(300)가 이때 오프로 변환되면, 가스 시료가 시료 루프(315) 내에서 흐름이 막힌다.
그때 밸브(350)를 돌려서, 오프 배열일 때, 캐리어 가스가 밸브(350)의 포트(2)를 통하여 캐리어 입력라인(390)으로부터, 포트1로 그리고 그때 캐리어 배관(325)을 통하여 흐른다. 따라서, 이 작용은 가스 시료를 포트3 및 4를 경유하여 컬럼(360) 아래로 억지로 밀어낸다. 그때 가스 시료가 칼럼(370)을 통하여 그리고 포트3 및 4를 경유하여 이중 TCD(380)내로 강제로 떠밀릴 수 있다. 다수의 다른 포트 조합이 또한 존재하고 이 기술중 하나의 기술내에 있다. 따라서, 밸브가 "채널"을 형성하기 위하여 연속적으로 연결될 수 있다.
각 채널은 대응 TCD쌍(측정 TCD와 관련 TCD) 내로 공급된다. 하나 이상의 TCD쌍의 사용은 그 대응 부착 컬럼을 통하여 흐르는 시료의 TCD's에 의하여 동시 분석할 수 있게 한다. 이러한 병렬 분석은 연속 분석과 비교하여 증가된 분석속도로 이르게 한된다. 또한, 기술이 일반적으로 채널과 1 대 1의 검출기 쌍을 제한하기 때문에, 임의의 특정한 시기에 사용하고 있는 채널의 개수가 밸브의 개수는 물론 검출기의 개수에 의하여도 제한된다. 물론, 밸브의 개수가 더 많아지면 많아질수록, 가능한 채널의 개수도 더 많아지게 되고, 더 많은 병렬 프로세스 및 더 빠른 종합 시스템을 위하여 더 많은 가능성이 있다. 그러나, 비록 검출기의 개수가 임의의 시기에 사용되는 채널의 개수를 제한할지라도, 밸브의 더 많은 개수가 각 TCD를 위해 선택하게 되는 채널의 더 많은 개수로 되게 한다. 예를 들면, 다중 밸브 시스템이 8 채널을 작동하기 위하여 충분한 개수의 밸브를 가질 수 있다. 단지 두 개의 검출기 쌍이 존재할지라도, 단 두 개의 채널이 임의의 시기에 사용될 수 있도록, 검출기 쌍이 그것과 연결된 8 채널 사이를 흐르는 것을 선택하도록 설계될 수 있다. 이것은 현재 공개된 가스 크로매터그래피 시스템의 유연성을 극히 증가시킨다.
도 4를 참조하면, 일부 밸브 어셈블리의 횡단면이 도시된다. 밸브(400)는 활성화 포트(412,414)를 갖는 베이스 플레이트(410), 하부 엑츄에이터 다이어프램(420), 관련된 긴 피스톤(435)을 갖는 하부 피스톤 플레이트(430), 상부 엑츄에이터 다이어프램(440), 관련된 짧은 피스톤(455)을 갖는 상부 피스톤 플레이트(450), 큐션 다이어프램(460), 실링(sealing) 다이어프램(465), 및 밸브 포트(472,474)를 거기에 갖는 제1플레이트를 포함한다. 이런 밸브 포트들은 도 3에도시된 바와 같이 포트1과 6일 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 가스 시료(48)가 밸브 포트(472)로 들어간다. 이 가스 시료(480)는 긴 피스톤(435)이 상승(폐쇄) 위치에 있고 짧은 피스톤이 그렇지 않을 때 밸브 포트(474) 외부로 이동한다. 긴 피스톤이 활성화 포트A(412)에 작용하는 가스 압력에 의하여 상승된다. 이 압력은 하부 엑츄에이터 다이어프램(420)을 변형하고, 긴 피스톤(435)을 하부 피스톤 플레이트(430)에서 상부 방향으로 억지로 떠민다. 그때 긴 피스톤(435)의 상부 끝단은 제1플레이트(470)에 접한다. 유사하게, 짧은 피스톤(455)은 활성화 포트B(414)로부터 가스 압력에 의하여 작동되고, 가스 시료(480)를 통로(485)로 밀어낸다.
밸브가 온 또는 오프 위치 인가는 활성화 포트A 나 활성화 포트B에 선택적으로 가스 압력을 작용하는 솔레노이드에 달려 있다, 도 5는 솔레노이드의 작용을 일반적으로 나타낸다. 솔레노이드(500)는 공통 라인 포트(510), 활성화 포트A에 대응하는 출구 포트(520), 활성화 포트B에 대응하는 출구 포트(530), 출구 포트A 또는 출구 포트B용 릴리이스(release) 포트(525), 및 제어 리드(control leads)(540)를 포함한다. 배관(550)은 공통 라인 포트(510), 및 출구 포트(520,530)에 각각 연결된다. 출구 포트A 및 B는 도 4에서 활성화 포트A 및 B에 각각 연결된다. 공통 라인 포트(510)는 가압된 가스에 연결된다. 활성화 포트A나 활성화 포트B에 작용된 가스 압력은 대응 밸브가 온 또는 오프 위치에 있는가를 제어한다. 리드(540)로부터 전기 제어 신호는 공통 라인 포트(510)가 출구 포트A 또는 출구 포트B에 연결되는가, 따라서 가스 압력이 활성화 포트A 또는 활성화 포트B에 작용하는가를 제어한다. 이설계의 특정사항에 대한 어떤 변화가 본 발명의 범위 내이라면 가능하다.
도 6은 개구부(605), 성분을 정렬하기 위하여 관련된 다우얼 핀을 갖는 베이스 플레이트(610), 하부 엑츄에이터 다이어프램(620), 관련된 긴 피스톤(635)를 갖는 하부 피스톤 플레이트(630), 상부 엑츄에이터 다이어프램(640), 관련된 짧은 피스톤(655)을 갖는 상부 피스톤 플레이트(650), 큐션 다이어프램(660), 실링 다이어프램(665), 및 제1플레이트(670)를 포함한다. 구멍 세트(680,690)가 두 쌍의 TCD's에 적합하다. 베이스 플레이트(610), 하부 피스톤 플레이트, 및 상부 피스톤 플레이트를 통한 삽입용 제1 나사 세트(615)가 제1플레이트(670), 상부 피스톤 플레이트(650), 및 하부 피스톤 플레이트(630)를 통한 삽입용 제2나사 세트(675)와 마찬가지로 도시된다. 또한, 5개의 밸브가 있기 때문에, 5개의 솔레노이드(도시생략)가 마찬가지로 존재하고, 각각 다른 밸브를 제어한다.
알려진 바와 같이, 다중-밸브 장치(600)가 5개의 밸브-여기서 각 밸브는 6개의 포트를 가짐-를 포함한다. 다중 밸브를 하나의 다중-밸브 블록으로 일체화함에 의하여, 단순한 구조가 얻어지고 상기에 기재된 바와 같이 가스 시료를 많은 개수의 컬럼 내로 분리할 수 있다. 이것은 가스 시료 내에 포함된 가스들의 더욱 빠르고 더욱 정밀한 분석을 가능하게 한다. 또한, 제조비가 감소될 수 있다. 상기의 기술은 5개의 밸브 보다 많거나 적은 개수의 밸브를 단일 유닛으로 일체화하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 더 많은 개수의 밸브가 바람직하다면, 7밸브까지 도 6에 도시된 실시예로 쉽게 위치를 정할 수 있다.
도 6의 실시예가 가스 시료의 더욱 신속하고 더욱 정밀한 분석을 만드는 한가지 방법은 "데드 볼륨(dead volume)"으로 알려진 것의 축소이다. 증가된 데드 볼륨은 가스 크로매터그래피의 성분이 넓게 이격되고 유체의 과도한 혼합이 발생할 때 발생된다. 가스 또는 유체 시료의 이러한 혼합은 "밴드 확장(band broadening)"을 발생한다. 분석의 밴드 영역이 농도에 대응하고 이러한 밴드가 오버랩(overlap)되지 않기 때문에 밴드 확장은 바람직하지 못하다. 따라서, 직렬의 확장된 밴드는 직렬의 짧고, 소형의 밴드가 가능한 것 보다 매우 느린 분석을 하게 한다. 그러므로, 일체의, 소형의 설계가 성능 견지에서 특히 바람직하다. 또한, 도시된 구조는 제1 및 제2 TCD's 세트를 위하여 충분한 영역을 제공한다. 이러한 TCD's가 바람직하다면(예를 들면, 더 많은 수의 밸브를 다중-밸브 블록 내로 일체화하기 위해) 다중-밸브 블록 외부에 위치할 수 있지만, 다중-밸브 블록내의 TCD's 의 포함은 장치를 더욱 소형화할 수 있게 조장하고 장치를 더욱 소형으로 만든다.
도 7a 및 7b는 도 6의 상부 피스톤 플레이트의 평면도와 저면도를 각각 도시한다. 도 7의 평면도를 참조하면, 5밸브용 위치(701-705)가 도시된다. 나사구멍(일반적으로 720)은 제1플레이트를 다른 플레이트와 함께 조임 나사를 수용하기 위한 것으로 또한 도시된다. 구멍(750)은 플레이트를 같이 죄기 위하여 바닥으로부터의 나사를 위한 것이지만, 구멍(760)은 밸브의 위치를 정하는 다우얼 핀(dowel pins)을 위한 것이다. 도 7b에 도시된 상부 피스톤의 저면도를 참조하며, 위치(701-707)가 유사하게 도시된다. 각 밸브는 3피스톤 베이스와 3피스톤 구멍을 위한 충분한 공간(730,735)을 포함한다. 각 밸브의 주변 둘레에 돌출 에지(raised edges)(740)가 또한 도시된다. 돌출 에지에 의하여 형성되는 돌출면이 상부와 하부 피스톤 플레이트의 양측에 존재한다. 0.032 인치의 돌출 에지가 예를 들어, 사용될 수 있다. 이런 돌출 에지(740)는 나사(615,675)가 힘을 제공하고 그 때문에 누출의 기회를 줄이는 표면 영역을 줄인다.
도 6을 참조하면, 2세트의 나사가 구멍(720,750)에 대응하여 도시된다는 것을 알 수 있다. 구멍(720,750)을 통하여 튀어나오는 이런 2세트의 나사가 본 발명의 유지를 단순화한다. 하부 나사 세트(615)가 베이스 플레이트(610), 하부 피스톤 플레이트(630), 및 상부 피스톤 플레이트(650)를 통하여 뻗는다. 상부 나사 세트(675)가 제1플레이트와 상부 피스톤 플레이트를 함께 지지하도록 제1플레이트 및 상부 피스톤 플레이트를 통하여 뻗는다.
나사(675)를 풀고 제거하면 필요 이상으로 많은 개수의 플레이트의 분해 없이 실링 다이어프램(665)과 큐션 다이어프램(660)을 접근하고 교체하게 하기 때문에 이 두 나사 세트 접근은 유지를 간단하게 한다. 다중-밸브를 통하여 흐르는 오염 가스에 의하여 가장 오염되는 것은 실링 다이어프램이다. 약 10 ft/Ibs.의 비교적 낮은 토크가 이런 나사들의 제거를 가능한 한 쉽게 만들지만 이런 나사 세트를 위해 받아들일 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한 일체화된 유닛의 다중 밸브에 의하여, 단 하나의 다이어프램의 교체가 다중 밸브를 위해 다른 방법으로 필요할 다중 다이어프램 보다 더 필요하기 때문에, 다중-밸브 구성이 유지를 간단하게 한다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 하부 피스톤 플레이트를 나타낸다. 도 8a 및 도 8b는 하부 피스톤 플레이트의 각각 상부도와 하부도이다. 도 8a를 참조하면, 다시 한번, 두 세트의 TCDs용 영역외에 또, 위치(801-805)가 5밸브를 위하여 제공된다. 구멍(820)과 구멍(825)이 조임 나사를 수용한다. 또한 5개의 삼각형 홈(830)과 각 홈내에 동반 구멍(840)이 도시된다. 솔레노이드로부터 가스가 작동 구멍(840)을 통하여 홈(830)으로 이동한다. 이런 홈(830)이 짧은 피스톤을 상승시키는 작동 가스를 위한 통로를 제공한다. 도시된 실시예의 밸브들이 6개의 포트를 가지고 있고, 따라서 밸브 당 3개의 짧은 피스톤을 가지고 있기 때문에, 삼각형상은 모든 3개의 짧은 피스톤을 동시에 작동하기 편리하다. 도 8b의 저면도를 참조하면, 위치(801-807)가 도시된다. 또한 일반적으로 가스가 압력을 가하는 엑츄에이터 포트에 연결된 구멍(840)이 도시된다. 이러한 구멍(840)이 도 8a의 홈(830)에 대응한다. 알려진 바와 같이, 공간(830)이 긴 피스톤(635)의 베이스를 위하여 제공된다.
도 9a 및 도 9b가 베이스 플레이트의 평면도와 저면도를 각각 도시한다. 도 9a를 참조하면, 도 8a와 유사하게, 복수의 홈(930)이 도시되고, 각 홈은 엑츄에이터 가스를 위하여 구멍(940)을 갖고 있다. 게다가, 하부 피스톤 플레이트까지 이동하는 엑츄에이터 구멍(945)이 부가적으로 도시된다. 도 9b는 베이스 플레이트의 저면도를 예시한다. 예시된 것은 슬롯(960) 및 구멍(970,980,990)이다. 슬롯(960)이 분해시 다이어프램의 제거를 간단하게 하기 때문에 존재한다. 특히, 밸브가 조립된 후, 다이어프램은 접촉면에 고착하기 쉽고, 슬롯은 다이어프램이 위에 쉽게 붙들 수 있는 영역을 제공한다. 구멍(970)이 배관을 경유하여 솔레노이드 위에 포트A 및 B에 연결되는 포트A 및 B 공통 라인이다. 구멍(980,990)은 나사 구멍이다. 또한 도 9b는 캐리어(carrier)와 시료 가스 배관의 삽입을 위한 구멍 뚫은 영역을 나타내는 크로스-드릴 라인(962,964)을 도시한다. 각 삽입에 대한 입구에서 구멍이 또한 도시된다. 캐리어와 시료 가스가 다중-밸브 블록에서 온기로부터 크로스-드릴 라인(cross-dril line)(962,964)에 의하여 형성된 삽입 영역에서 신속하고 확실히 예열된다.
도 10a 및 10b는 도 6의 제1플레이트의 상부도와 하부도를 도시한다. 도 10a를 참조하면, TCD구멍(1050-1053)과 관련 배관 구멍(1060-1063)이 도시된다. 또한 RTD 열센서에 적합한 구멍(1070)이 도시된다. 도 10b는 제1플레이트의 저면도를 도시한다. 나사를 수용하는 구멍(1010)과 다우얼 핀을 수용하는 구멍(1020)이 포함된다.
도 11-13은 도 6의 다이어프램을 예시한다. 도 11은 도 6의 실링 다이어프램(seal diaphragms)을 도시한다. 실링 다이어프램은 바람직하게 각 측면에 0.5mil 테플론 코팅과 함께 뒤퐁(DuPont)에 의하여 제조된 2mil 두께 캡톤(KaptonTM)으로 제조된다. 도 13a 및 도 13b는 상부와 하부 엑츄에이터 다이어프램을 예시한다. 양 엑츄에이터 다이어프램이 바람직하게 뒤퐁(DuPont)에 의하여 제조된 3mil 두께 캡톤(KaptonTM)으로 제조된다.
도 14는 제1RTD(저항 열 검출기)(1420)와 두 개의 TCD쌍(1425)을 위한 영역과 함께 스풀(1410)을 포함하는 다중-밸브 블록(1400), 다중-밸브 블록(1400)에 대한 외측면(1430), 외측면(1430)의 외부에 밴드 히터(1440), 외측면(1430)과 밴드 히터(1440) 사이에 위치한 캐리어 가스 예열관(1450), 및 다중-밸브 블록의 일부로서 베이스 플레이트를 예시한다. 스풀(1410)은 하나 이상의 카트리지 히터(1460)와제2RTD(1465)를 포함한다. 도 6을 다시 참조하면, 구멍 또는 개구부(605)가 다중 밸브 블록의 중간에 있다. 개구부(605)는 베이스 플레이트(610)으로부터 내뻗는 스풀(1410)을 제공한다. 컬럼(1470)은 스풀(1410) 주위를 감는다. 또한 다중-밸브 블록의 하단부(1490)에서 배관(1485)을 경유하여 베이스 플레이트에 연결되는 솔레노이드(1480)가 도시된다. 밴드 히터(1440)가 대략 200와트 마력의 AC 밴드 히터이다.
작동시, 가스 시료가 컬럼(1470)의 파이프를 통하여 흐르기 이전에 다중-밸브 블록에서 배관 또는 도관(315)(도 14에서 도시생략)을 통하여 흐른다. 이와 대조적으로, 캘리어 가스는 컬럼(1470)을 통하여 흐르기 이전에 캐리어 가스 예열관(1450)을 통하여 흐른다. 캐리어 가스 예열관은 캐리어 가스를 소정의 온도로 가열하기 위해 다른 위치에 위치할 수 있다. 캐리어 가스 예열관은 도 14에 도시된 바와 같이 밴드 히터 내에서 바로 내부 일 수 있으며, 또는 바람직하게 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이, 다중-밸브 블록내 삽입 영역을 차지할 수 있다. 따라서, 스풀에 의하여 따뜻하기 전에, 캐리어 가스나 가스 시료가 다중-밸브 블록의 온도로 대략 가열된다.
따라서, 이 구성이 두 가열 지역을 제공한다. 상기 스풀(1410)에 가까운 지역이 제2가열지역을 형성한다. 제1가열지역은 다중-밸브 블록의 나머지부분의 온도에 의하여 형성된다. 상기 다중-밸브 블록에 위치한 제1RTD(1420)는 제1가열지역의 온도를 측정한다. 상기 스풀(1410)내에 위치한 제2RTD(1465)는 제2가열지역의 온도를 측정한다. 컬럼(1470)을 통하여 흐르는 가스가 각 TCD(제1가열지역의 온도)에서온도 보다 약 3-5℃ 이상적으로 높을 수 있기 때문에 두 개의 별개의 가열지역이 중요하다. 게다가, 제1가열지역내 TCD's는 정확한 분석을 위하여 소정의 온도의 약 0.1℃ 내에 유지되어야 한다. 또한 제2가열지역내 온도 변화가 약 0.1℃ 오차내에 유지되어야 한다. 복합 시료의 분석을 하고자 할 때 더 많은 가열지역이 추가될 수 있다.
가열지역내 온도를 안정시키기 위하여, 오븐(oven)이 열 단열재질로 안출된다. 이 오븐은 다중 밸브 장치의 나머지부분을 둘러싸고 솔레노이드 이외에, 그 온도를 안정되게 유지하는 본래 원통형 홈(sleeve)이며, 상기 솔레노이드는 오븐 내부의 열과 가까이 하지 않게 해야만 한다. 도 15를 참조하면, 이 단열 실린더 또는 슬리브의 예시적인 바닥(1500)이 도시된다. 공지된 바와 같이, 바닥(1500)은 베이스 스탠드(base stand)의 레그(legs)와 솔레노이드를 위하여 배관을 통하여 연장하는, 많은 개수의 구멍(1510)을 포함한다.
도 16은 단열 실린더의 바닥(1500)을 포함하는 "오븐"을 위한 단열체(1610)을 예시한다. 다중-밸브 블록(1400)의 일부로서, 베이스 플레이트(610)가 단열 실린더(1500)의 바닥에 인접한다. 격리를 만들기 위한 레그(1600)가 테플론(TeflonTM)(1605)로 제조된다. 또한 바닥부(1500)를 통하여 다중-밸브 블록(1400)의 하부면(1490)으로 연장하는 배관(1485)이 도시된다.
본 발명의 제2실시예가 상기 실시예의 다음에 전개되고 도 17-30에 도시된다. 본 발명의 이 실시예는 제1실시예와 많은 점에서 개선된 것으로 생각된다. 도17은 거꾸로된 형상의 다중-밸브 블록의 제2실시예의 분해도를 도시한다. 그런 거꾸로된 형상은 오히려 조립을 간단하게 한다. 도 17은 관련 UltemTM플러그(1782)을 갖는 UltemTM매니폴드(1780)을 포함한다. 또한 하부 실링 다이어프램(1765), 캐리어 가스 예열 코일 삽입 영역을 갖는 베이스 플레이트(1710), 하부 엑츄에이터 다이어프램(1720), 조합된 긴 피스톤(1735)을 갖는 하부 피스톤 플레이트(1730), 상부 엑튜에이터 다이어프램(1740), 조합된 짧은 피스톤(1755)을 갖는 상부 피스톤 플레이트(1750), 큐션 다이어프램(1760), 실링 다이어프램(1775), 및 조합된 가이드 핀(1172)을 갖는 제1플레이트(1770)가 도시된다. 또한 다중-밸브 블록의 중앙에 개구부(1705), 토크 나사(1790), 및 접시 와셔가 도시된다. 단열 플러그(1704)는 토크 나사(1790)가 매니폴드(1780)를 통하여 조여진 후 삽입된다. 나사(1795)가 또한 도시된다.
도 18a 및 18b는 도 17의 제1플레이트의 상부도와 하부도를 도시한다. 도 18a를 참조하면, TCD 구멍(1850-1853)과 관련 배관 구멍(1860-1863) 뿐만 아니라 6개의 포트(1810)를 갖는 5개의 밸브(1810-1805)가 각각 도시된다. 구멍(1870)은 RTD 열센서용으로 적절하며, 구멍(1875)네의 세트 나사에 의하여 조절된다. 구멍(1820)은 나사를 죄기 위한 것이다. 구멍(1835)은 TCD 터미널 블록을 지지 장착하기 위한 것이다. 도 10의 RTD 열센서용 구멍과 대조를 이루게, RTD 열센서 구멍(1870)은 TCD구멍(1850-1853)과 동일한 반지름 원에 위치한다. 인식할 수 있는 바와 같이, TCD에서 온도가 가스 시료의 정확한 측정에 매우 중요하기 때문에, 열센서(RTD)는 TCD에 가능한 한 가깝게 위치하여야 한다. RTD 열센서 구멍(1870)이 이것을 달성한다. 그러나 또한, 다중-밸브 블록의 질량 때문에, 블록을 가로질러 온도 기울기가 중요할 수 있다. TCD 구멍과 동일한 반지름 원내의 RTD 열센서 구멍(1870)의 배치는 다중-밸브 블록을 가로질러 임의의 온도 기울기로부터 에러를 최소화한다. 도 18b는 제1플레이트의 저면도를 도시한다. 도 18a의 밸브 포트에 대응하는 구멍(1810), 및 나사를 조임 나사를 위한 구멍(1820)이 이 포함된다. 유지를 간단하게 하는 슬롯(1870)과 다우얼 핀(1880)이 또한 도시된다.
도 19a 및 19b는 도 17의 상부 피스톤 플레이트의 평면도와 저면도를 각각 도시한다. 도 19a의 평면도를 참조하면, 5 밸브용 위치(1901-1905)가 도시된다. 나사 구멍(일반적으로 1920)이 다중-밸브 블록과 같이 조이기 위한 나사를 수용하기 위한 것으로 도시된다. 구멍(1940)은 바닥에서 나사가 밸브 블록과 같이 조이기 위한 것이다. 제1실시예에 대하여 설명한 바와 같이, 이 실시예의 이중의 나사 세트는 종래 기술과 비교하여 유지를 상당히 간단하게 한다. 도 19b에 도시된 상부 피스톤 플레이트의 저면도를 다시 참조하면, 슬롯(1960)은 제1실시예에 대하여 상기에서 대체적으로 설명한 바와 같이 유지를 간단하게 한다. 위치(1901-905)는 5개의 밸브를 위한 것이다. 각 밸브 위치(1901-1905)는 3개의 피스톤 베이스와 3개의 피스톤 폴을 위한 충분한 공간(1930,1935)을 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이 제1실시예의 상부 피스톤 플레이트와 달리, 제2실시예는 누출의 기회를 감소하는 돌출 에지를 포함하지 않는다. 그런 에지를 얻는데 상당한 제조비용이 요구되기 때문에 제1실시예의 돌출 에지(740)은 바람직하지 않다. 그 대신에, 누출의 기회를 감소하는 어떤 다른 방법이 시도된다. 제2실시예는 각 밸브의 영역 내에 조임 구멍(1920)의 배치에 의하여 돌출 에지 없이 누출의 기회를 감소시킨다. 특히, 조임 구멍(1920)은 각 밸브의 중앙에 위치한다. 이것은 돌출 에지의 부가된 비용 없이 다중-밸브 블록에 적절한 누출 방지를 가능하게 한다.
도 20a 및 20b는 도 17의 하부 피스톤 플레이트를 도시한다. 도 20a 및 20b는 하부 피스톤 플레이트의 상부도와 하부도를 각각 도시한다. 도 20a를 참조하면, 다시한번, 위치(2001-2005)가 5개의 밸브를 위하여 제공된다. 구멍(2080)은 나사 구멍인 반면, 구멍(2085)은 다우얼 핀 구멍이다. 또한 5개의 삼각형 홈(2030) 및 부수 구멍(2040) 뿐만 아니라, 각 홈(2030)의 중앙에 조임 나사를 수용하는, 구멍(2020)도 도시된다. 작동 포트로부터 가스가 구멍(2040)을 통하여 흐른다. 홈(2030)은 작용 가스를 위한 통로를 제공하며, 짧은 피스톤의 동시적인 상승과 작동을 발생시킨다. 예시된 실시예의 밸브가 6개의 포트, 및 따라서 밸브당 3개의 짧은 피스톤을 가지고 있기 때문에, 삼각형상은 3개의 모든 짧은 피스톤을 동시에 작동하기 편리하다(그러나 반드시 필요하지 않음). 제2실시예의 삼각형 홈은 그 중앙에서 조임 구멍(2020)을 수용하기 위하여, 도 8에 도시된 제1실시예의 홈 보다 다소 크다. 도 20b를 다시 참조하면, 밸브용 위치가, 슬롯(2060)에 부가하여, 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 또한 도 20b는 긴 피스톤(635)의 베이스를 위한 공간(2030), 조임 나사 구멍(2020), 및 다른 도면을 참조하여 설명되는 다른 특징을 포함한다.
도 21a 및 21b는 베이스 플레이트(1710)의 평면도와 저면도를 각각 도시한다. 도 21a를 참조하면, 구멍(2160)과 복수의 삼각형 홈(2130)이, 엑츄에이터 가스용 구멍(2140)을 둘러싸는 각 홈과 함께 도시된다. 작동 가스가 짧은 피스톤을 상승시키기 위한 통로를 형성하는 추가 구멍(2145)이 또한 도시된다. 라인(2150)은 영역(2152) 아래쪽의 상승 에지를 나타낸다. 영역(2152)은 그 기능이 이하에서 설명되는 단열 에어갭(insulating air gap)이다. 또한 다른 특징이 도시되고 다른 도면을 참조하여 설명된다. 도 21b는 베이스 플레이트(1710)의 저면도를 예시한다. 나사 구멍(2170,2180) 뿐만 아니라 엑츄에이터 가스 통로(2155)도 도시된다. 또한 핀 구멍(2185), 및 형 실루엣(shape silhouettes)(2190)이 도시된다. 형 실루엣(2190)은 예열 코일 삽입 영역용 위치를 나타낸다. 이런 예열 코일에서 캐리어 가스가 다중-밸브 블록에 의하여 이와 같이 따뜻해진다. 구멍(2170,2180)은 나사 구멍이다. 구멍(2185)은 다우얼 핀 구멍이다.
도 22-26은 제2실시예의 다이어프램을 예시한다. 특히, 도 22는 제2실시예의 하부 실링 다이어프램을 예시한다, 이 다이어프램은 바람직하게 5mil 테플론 시트이고 매니폴드와 베이스 플레이트 사이에 적절한 누출 방지를 보장한다. 제1실시예의 대응 다이어프램이 없다. 도 23은 제2실시예의 하부 엑츄에이터 다이어프램을 예시한다. 도 24는 제2실시예의 상부 엑츄에이터 다이어프램을 예시한다. 도 25는 제2실시예의 큐션 다이어프램을 예시한다. 도 26은 제2실시예의 상부 실링 다이어프램을 예시한다. 각 다이어프램은 그 목적이 다른 도면과 관련하여 설명되는 구멍을 포함한다. 이런 다이어프램은 바람직하게 제1실시예의 대응 다이어프램과 동일한 재질로 제조된다.
도 27을 참조하면, 제2실시예는 제1실시예의 베이스 단열부에 대신하여 단열 매니폴드(1780)을 포함한다. 또한, 솔레노이드(2980), 다중-밸브 블록, 컬럼 컵(2920), 컬럼 서포터(2727), 및 컬럼 커버(2745)가 도시된다. 도 27에 도시되지 않은, 다중-밸브 어셈블리를 간단하게 볼 수 있게 하는 것은, 다중-밸브 어셈블리를 둘러싸는 오븐 단열체의 나머지부분이다. 알수 있는 바와 같이, 매니폴드(1780)의 한가지 이점은 솔레노이드가 그 하부면에 직접 부착하고 따라서 솔레노이드와 다중-밸브 블록사이의 배관이 제거된다는 것이다. 솔레노이드와 다중-밸브 블록 사이의 배관의 이런 제거는 실질적인 절약 뿐만 아니라, 분석 동안 더 신속한 응답 시간을 생기게 한다.
도 28a 및 28b는 매니폴드(1780)의 평면도와 저면도이다. 도 28a는 유니버셜 공통 라인 구멍(2800)과 공통 라인 구멍(2800)으로부터 중앙 홈(2820)까지 공통 라인 가스 통로(2810)를 도시한다. 또한 중앙 홈(2820)으로부터 연장한 것은 각 솔레노이드(도시생략)를 위한 통로, 복수의 솔레노이드 작동 통로(2831-2835)이다.
도 28b는 도 28a와 많은 동일한 구성요소를 예시한다. 도 28a 및 28b를 참조하면, 작동시, 엑츄에이터 가스를 이송하는 단일 배관이 유니버셜 공통 라인 구멍(2800)과 연결한다. 그곳으로부터, 엑츄에이터 가스가 공통 라인 가스 통로(2810)을 통하여 중앙 홈(2820)으로 이동한다. 이때 엑츄에이터 가스는 솔레노이드 통로(2831-2835)를 경유하여 각 개개의 솔레노이드로 이동한다. 그때, 엑츄에이터 가스는 각 솔레노이드(도시생략)로 들어가고, 상기 솔레노이드는 나사 구멍(2860)의 사용으로 매니폴드의 바닥에 견고하게 붙게된다. 엑츄에이터 가스는솔레노이드를 통하여 이동하고 밸브를 온 배열이거나 오프 배열에 위치하도록 엑츄에이터 가스 구멍(2850 또는 2855)을 통하여 배출한다.
도 29는 작동시 제2실시예의 다중-밸브 어셈블리를 도시한다. 간단하게 볼 수 있도록, 다중-밸브 어셈블리용 오븐이 도시되지 않는다. 다중-밸브 블록(2900)은 두 개의 TCD쌍을 위한 구멍과 동일한 반경면에서 제1RTD용 영역, 다중-밸브 블록(2900)의 외측면(2930), 외측면(2930)의 외부 밴드 히터(2940), 캐리어 가스 예열 히터(2950), 및 베이스 플레이트(1710)을 포함한다. 스풀(2910)은 카트리지 히터(2960)과 제2RTD(2965)를 포함한다. 제1실시예와 달리, 열 단열컵(thermal insulation cup)(2920)과 에어갭(2925)가 스풀과 베이스 플레이트를 분리한다. 컬럼(2970)은 스풀(2910) 주위에 감긴다. ULTEM 매니폴드(2990)가 부착된다. 또한 매니폴더(2990)와 그 하단부에서 연결되는 솔레노이드(2980)가 도시된다.
다시 도 17을 참조하면, 구멍 또는 개구부(1705)가 다중-밸브 블록의 중앙에 존재한다. 이 개구부는 스풀(2910)을 수용한다. 열 단열컵(2920)과 에어갭(2925)은 스풀을 베이스 플레이트와 격리시킨다. 열 단열컵(2920)은 나일론으로 제조되는 것이 바람직하다. 설명된 바와 같이, 다중-밸브 어셈블리가 두 가열지역을 형성하고, 각 지역은 신중히 모니터되고 관리되어야만 하기 때문에, 열 단열컵과 에어갭은 제2실시예의 중요한 특징이다.
제2실시예의 설계는 이런 두 가열지역을 열 단열컵과 에어갭에 의하여 분리하고 따라서 각각에서 온도 안정성을 얻을 수 있도록 한다. 캐리어 가스 예열관(2950)은 다중-밸브 블록(2900)의 몸체에 형성된 구멍에 감기고, 따라서 캐리어 가스는 다중-밸브 블록내의 열에 의하여 따뜻하게 된다. 제1실시예의 AC 밴드 히터 대신에 이 DC 밴드 히터의 대체는 온도 변동을 고르게 하고 전기 노이즈를 제거함에 의하여 다중-밸브 어셈블리의 성능을 개선하고, 제1실시예에 대한 또다른 개선이다.
도 30은 오븐 단열체를 포함한 다중-밸브 어셈블리를 예시한다. 다중-밸브 어셈블리는 베이스 플레이트(3010)와 매니폴드(3040)을 포함한 다중-밸브 블록을 포함한다. 또한 관련 단열 플러그(1704)를 갖는 토트 나사(3020), 스탠드오프(standoffs)(3060), 오븐 단열체(3050) 및 솔레노이드(3080)가 도시된다. 알수 있는 바와 같이, 솔레노이드(3080)는 매니폴드(3040)에 바로 인접한다. 엑츄에이터 가스(3030)는 매니폴드를 통하여 솔레노이드로 흐르고, 그때 적절한 피스톤을 작동시키기 위하여 매니폴드를 통하여 되돌아간다. 제2실시예의 오븐 단열체(3050)는 제1실시예와 일반적으로 동일한 재질이나, 보강하기 위하여 그 외측(3055) 주위를 스테인레스 강철로 덮는다.
솔레노이드로부터 다중-밸브 어셈블리까지 배관의 필요성을 제거하는 외에, 매니폴드(3040)는 단열체의 바닥부에 대하여 많은 이점을 제공한다. 매니폴드는 양호한 단열 성질을 가지고 있다. 유일하게 적절한 재질이 아닐 것 같을지라도, ULTEM이 필요한 기계적 강도와 단열 성질을 가지고 잇고, 그런 응용에 아주 적합하게 작용한다는 것을 알 수 있다.
ULTEMTM은 컴머셜 플라스틱 인코퍼레이티드(Commercial Plastics, Inc)에 의하여 제조된다. 다른 특징으로서, 다중-밸브 블록을 멀리 제거하는 대신에, 매니폴드 구조는 매니폴드에 인접하고 따라서 베이스 플레이트에 가장 가까운 솔레노이드의 배치를 가능하게 한다. 이것은 전체 어셈블리를 더욱 소형화하게 만들고 또한 응답 시간을 증가한다.
또한 단열재는 강철을 그 외측 주위에 위치하게 하여 변경되었다. 이것은 증가된 내구성 및 튼튼함 뿐만 아니라 휨에 대한 증가된 저항을 이루게 한다.
여기서의 기술은 여러 가지 환경에 적용될 수 있다. 도 31은 정제소 환경에서 사용하기에 적절한 다중-밸브 어셈블리(3100)를 도시한다. 다중-밸브 블록(3110)은 컬럼 영역(3115), TCD(3120), 보조 컬럼 오븐(3130), 및 주위 환경(일반적으로 3140)을 포함한다. 이러한 구성으로, 다중-밸브 블록(3110)은 TCD(3120)가 다중-밸브 블록의 외부에 위치하고 있기 때문에 보다 많은 개수의 밸브를 위한 공간을 가지고 있다. 이것은 복합 정제 시료를 분석할 때 바람직한 특징이다. 또한 다중-밸브 블록 보다 따뜻하거나 차가울 수 있는 보조 오븐이 도시된다. 이 보조 오븐은 분석 유연성의 증가에 대응하여 크로매터그래피 컬럼을 위한 보다 많은 개수의 가열지역을 제공한다. 게다가, 가스 시료 분석기(이 경우 다중-밸브 블록의 외부 TCD)를 이동함에 의하여, 이 구성이 사용될 수 있는 정제소 환경 때문에, 더욱 안정한 온도가 TCD(3120)주위에 얻어질 수 있다. 이 실시예의 히터는 통풍 건조기 오븐(air-bath oven)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이것은 또한 시스템의 정확도를 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 그로부터 변경이 본 발명의 사상 또는 기술로부터 벗어나지 않고 당업자에 의하여 만들어질 수 있다. 여기서 설명된 실시예는 단지 예시적이고 한정되지 않는다. 시스템과 장치의 많은 변화와 변경이 가능하고 본 발명의 범위내서 있다. 따라서, 보호의 범위가 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않지만, 청구범위의 요지의 모든 동등물을 포함하는 범위를 따르는 청구범위에 의하여만 제한된다.

Claims (20)

  1. 각각이 작동 압력에 의하여 개별적으로 활성화될 수 있는 복수의 밸브를 형성하기 위하여 부착되는 복수의 플레이트(plates) 및 다이어프램(diaphragms)-여기서 상기 복수의 플레이트의 하나는 매니폴드이고, 상기 매니폴드는 상기 작동 압력을 적용하는 작동 유체를 이송하기 적절한 제1공통 라인 통로를 포함함-과;
    복수의 작동 통로-여기서 적어도 상기 작동 통로 개수 만큼이 그곳에서 밸브임-;
    를 포함하고,
    상기 제1 공통 라인은 상기 복수의 작동 통로의 적어도 하나에 연결되는
    다중-밸브 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드에 부착되는 복수의 솔레노이드를 추가로 포함하는 다중-밸브 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 솔레노이드는 상기 매니폴드의 바닥에 직접 부착되고, 상기 바닥은 상기 복수의 플레이트의 나머지부분에 대하여 형성되는 다중-밸브 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통 라인 통로는 상기 매니폴드 내의 홈에 의하여 상기 복수의 작동 통로의 각각에 연결하는 다중-밸브 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드가 단열재로 제조되는 다중-밸브 어셈블리.
  6. 재5항에 있어서,
    상기 매니폴드가 상기 플레이트의 나머지 부분을 둘러싸는 단열 오븐의 일부를 형성하는 다중-밸브 어셈블리.
  7. 제5항에 있어서, 유체를 유지하는 배관의 길이로 부착되는 적어도 하나의 밸브를 추가로 포함하고,
    상기 배관은 적어도 하나의 플레이트 내의 삽입 구멍에 삽입되고, 상기 플레이트와 상기 배관의 사이에서 효율적인 열교환이 이루어지게 하는 다중-밸브 어셈블리.
  8. 제5항에 있어서,
    조임나사 세트를 추가로 포함하고,
    상기 밸브 각각은 밸브 지역을 형성하고, 적어도 하나의 조임 나사 세트가각각의 상기 밸브 지역을 통하여 삽입되는 다중-밸브 어셈블리.
  9. 제1지역에 일체화되는 적어도 두 개의 밸브-여기서 상기 제1지역은 또한 제1히터, 가스 흐름 성질 검출기, 및 제1 열센서를 포함함-와;
    제2지역에 일체화되는 제2히터와 제2온도센서-여기서 상기 제1온도센서와 상기 가스 흐름 성질 검출기는 상기 제2지역에 있는 지점에 대하여 동일한 반경 곡선상에 있음-
    를 포함하는 다중-밸브 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    단열재를 추가로 포함하고,
    상기 제1지역과 제2지역이 상기 단열재에 의하여 분리되는 다중-밸브 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    에어갭(air-gap)을 추가로 포함하고,
    상기 에어갭은 상기 제1지역과 상기 제2지역을 또한 분리하는 다중-밸브 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1히터가 상기 제1지역의 외주를 따라 놓여 있고 상기 제2지역이 상기제1지역 내에 놓여 있는 다중-밸브 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히터가 DC 밴드 히터인 다중-밸브 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    나사 세트를 추가로 포함하고,
    상기 나사 세트의 하나가 상기 밸브 각각의 중심을 통하여 위치되는 다중-밸브 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    솔레노이드를 직접 부착한 매니폴드를 포함하고,
    상기 매니폴드는 상기 솔레노이드에 의하여 사용되는 작동 유체용 통로를 제공하고, 이 때문에 작동 유체가 상기 매니폴드로부터 상기 솔레노이드로 통과하고 이때 상기 매니폴드를 통하는 다중-밸브 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 다중-밸브 장치내에 삽입 지역을 포함하고, 상기 삽입 지역이 감겨진 배관을 유지하기 적합한 다중-밸브 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    적어도 5개의 밸브를 포함하는 다중-밸브 장치.
  18. 복수의 통로 중에서 가스의 흐름을 지시하는 수단과;
    상기 가스의 흐름에 대한 성질을 검출하는 수단
    을 포함하는 다중-밸브 블록.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 다중-밸브 블록의 적어도 일부분을 소정의 온도로 가열하는 수단을 추가로 포함하는 다중-밸브 블록.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 통로가 누출의 방지를 보장하는 수단을 추가로 포함하고, 상기 보장수단은 또한 상기 다중 밸브 블록을 부분적으로 분해하는 수단이 되는 다중-밸브 블록.
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