專利名稱：用于一種色譜分離柱的尾端件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色譜分離柱。更具體地，本發(fā)明涉及用于大型色譜分離柱的一種網(wǎng)狀物。
背景技術(shù)：
色譜分離柱通常包括一種用來防止介質(zhì)從末端腔室泄露的網(wǎng)狀物，該腔室用于徑向分配從位于柱狀體一個端部的一個中心入口流進(jìn)來的流體和用于徑向收集隨后從位于柱狀體相對的另一個端部的一個中心出口輸出的流體。這些網(wǎng)狀物延伸橫跨柱狀體的基本整個內(nèi)部直徑。在現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)狀物由聚合物材料制造并通過螺釘或螺栓連接到(如果需要可帶有一個支撐墊板)中心入口和中心出口上。螺釘或螺栓以它們的頭部在網(wǎng)狀物朝向遠(yuǎn)離入口和出口的那一側(cè)上的方式進(jìn)行裝配，它們穿過位于網(wǎng)狀物中的具有適當(dāng)尺寸的孔，和進(jìn)而分別旋進(jìn)位于中心入口和出口壁中的相匹配的螺紋軸向孔中。
可選擇地，網(wǎng)狀物通過安裝被連接在管狀端口的一個中心入口或者出口上，管狀端口提供有一個內(nèi)部螺紋和一個位于端口外側(cè)上的止動凸緣，該凸緣距離將要裝配的網(wǎng)狀物的端部有一段距離，該距離小于網(wǎng)狀物的厚度。然后網(wǎng)狀物靠在凸緣上放置，同時端口的端部延伸進(jìn)入網(wǎng)狀物的一個中心開口中。網(wǎng)狀物通過一個車有螺紋的尾端件而保持就位，該尾端件具有一個管狀部分和位于該管狀部分一個端部上的一個凸緣，該管狀部分提供有一個適合于與端口內(nèi)部螺紋相緊密配合的螺紋，當(dāng)尾端件向上轉(zhuǎn)動進(jìn)入端口時，凸緣將網(wǎng)狀物推靠在位于端口的凸緣上。
現(xiàn)有設(shè)備具有的一個問題是由于網(wǎng)狀物易彎的性質(zhì)而難于給予網(wǎng)狀物合適的支撐。因此，如果樣品介質(zhì)流過腔室的速度快，那么網(wǎng)狀物就會彎曲。事實上，網(wǎng)狀物通常彎曲到網(wǎng)狀物獲得塑性變形的這樣一種程度，由于這種塑性變形影響介質(zhì)床的特性和從而影響樣品的流動特性，因此上述是人們非常不期望的。所以，網(wǎng)狀物限制了適用于這類柱狀體的流體流動。
另一個問題是用于裝配的螺釘頭部和尾端件凸出進(jìn)入到介質(zhì)床中和與介質(zhì)床的填料干涉。這樣也會導(dǎo)致在介質(zhì)床的頂部/底部產(chǎn)生所不期望的流體流動特性。上述頭部還會導(dǎo)致產(chǎn)生死體積，死體積也就是流體循環(huán)慢或者根本就不存在流體循環(huán)的空間，在此處粒子可以聚集，這樣使得清潔困難并會導(dǎo)致衛(wèi)生問題。
在此和在所附加的權(quán)利要求書中，術(shù)語“流體系統(tǒng)”意指用來指定這樣的設(shè)備，在該設(shè)備中從位于一個區(qū)域內(nèi)的一個腔室中在大致橫穿流體流過腔室的方向上引入或者抽出流體。術(shù)語“腔室”意指包括術(shù)語“容器”和“柱狀體”，也可是由分離技術(shù)領(lǐng)域中的從業(yè)者所使用的其它任何結(jié)構(gòu)，上述結(jié)構(gòu)通過把混合物與固體或者流體交換介質(zhì)接觸，可以從一種混合物中實現(xiàn)組分的一種分離和/或萃取，上述固體或者流體交換介質(zhì)稱作填料?！皺M斷面區(qū)”(或者區(qū)域)指的是在一個腔室內(nèi)的一區(qū)域，該區(qū)域由腔室的橫斷面來限定，其中腔室的橫斷面是在橫穿流體流過腔室的縱向方向上(通?；敬怪?進(jìn)行取向的?！傲鲃拥目v向方向”指的是在一個腔室中從一個入口朝向一個出口的流動方向?！翱v向的”在不考慮方向性的情況下，一致使用它來指定流體流過一個腔室的主要流動路徑?！傲鲃舆B接系統(tǒng)”指的是把在一個流體線路中的兩個點連接起來的通道或者路徑的一種系統(tǒng)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠意識到柱狀體可以在一些不同的取向上進(jìn)行排列，為了方便和清楚地進(jìn)行描述起見，假定柱狀體的上端部為入口端，而下端部為出口端?！胺峙湎到y(tǒng)”指的是這樣的結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)流體被引入到一個腔室內(nèi)，“收集系統(tǒng)”指的是這樣的結(jié)構(gòu)，利用該結(jié)構(gòu)流體從一個腔室中被抽出，在每一種情況下都是從一橫斷面區(qū)域來進(jìn)行引入或抽取的。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是提供一種新的支撐網(wǎng)狀物的方式，該網(wǎng)狀物在一種大型流體系統(tǒng)中使用，上述方式克服了現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)所存在的缺陷。上述是通過在權(quán)利要求1中所限定的流體傳送系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
這樣的一種流體傳送系統(tǒng)的一個優(yōu)點是網(wǎng)狀物被更好地支撐，由此可以避免網(wǎng)狀物的塑性變形，和該系統(tǒng)可以在一個增加的流動速率下使用。
另一個優(yōu)點是所提出的流體傳送系統(tǒng)沒有與介質(zhì)床干涉的部分。
再一個優(yōu)點是所提出的流體傳送系統(tǒng)由于只包括少數(shù)相互連接的元件，這種簡單設(shè)計減少了衛(wèi)生問題存在的危險性。
還有一個另外的優(yōu)點是所提出的流體傳送系統(tǒng)很簡單，進(jìn)而可以廉價地生產(chǎn)。
本發(fā)明的實施例在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行限定。
附圖的簡要說明

圖1示出了一種傳統(tǒng)的分離系統(tǒng)的橫斷面示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的另一種分離系統(tǒng)的示意圖；圖3a-3c示出了根據(jù)本發(fā)明用于把網(wǎng)狀物固定到網(wǎng)狀支撐物上的結(jié)構(gòu)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于把網(wǎng)狀物固定到網(wǎng)狀支撐物上的另一種結(jié)構(gòu)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個第一實施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個可選擇的實施例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的實施例。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1示出了一種傳統(tǒng)的分離系統(tǒng)100的橫斷面示意圖。由于這樣的一種系統(tǒng)的兩個端部通?；旧鲜窍嗤?，因此通常使用其中的一個端部用作入口端，而另外一個端部用作出口端，因此只示出其中的一個端部。該分離系統(tǒng)100實質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)式對稱的，它包括側(cè)壁110和一個分配系統(tǒng)130。分配系統(tǒng)130包括一個入口140；和一個分配設(shè)備150，例如徑向延伸的肋，用于均勻地分配在入口端柱狀體100的橫斷面之上的流動相，和在出口端(未示出)的一種類似設(shè)備，該設(shè)備用于均勻地從柱狀體的橫斷面收集出口端的流動相。分配系統(tǒng)130終止于一個網(wǎng)狀支撐物160，例如它可以是一個帶孔盤。為了防止填料進(jìn)入到分配系統(tǒng)130中和進(jìn)一步提高分配性，一個具有細(xì)網(wǎng)眼的網(wǎng)狀物170(網(wǎng)篩)或者一種等效的過濾材料被設(shè)置在面向填料的網(wǎng)狀支撐物160的下面。如上所述，網(wǎng)狀物170和網(wǎng)狀支撐物160通過螺釘180連接到分配系統(tǒng)130上，這樣它們圍繞自身的外周緣夾持在側(cè)壁110和分配系統(tǒng)130之間。為了減少泄露，在每一螺釘180和圍繞系統(tǒng)的周緣分別提供有密封裝置例如O形圈190、200。
如上所述，這種設(shè)備會受衛(wèi)生問題的影響，例如在死體積中收集流體的問題和螺釘會導(dǎo)致在介質(zhì)床中的所不期望的流體流動特性的問題。另外，尤其對于較大直徑的柱狀體來說，為了獲得網(wǎng)狀物170的令人滿意的固定需要很大數(shù)目的螺釘180。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的另一種分離系統(tǒng)300的示意圖。這種系統(tǒng)與上述系統(tǒng)是不同的，因為它包括一個中心噴管310，該噴管可被用來將漿狀物或者潔凈的流體注入到柱狀體中。因此每一網(wǎng)狀支撐物160和網(wǎng)狀物170都具有一個中心孔，該中心孔的直徑比中心噴管310的外部直徑稍微大一點。中心噴管310進(jìn)一步通過位于中心噴管310的外周緣上的一個凸緣320和另外一個位于中心噴管一部分上的凸緣330用來將網(wǎng)狀支撐物160和網(wǎng)狀物170在中央進(jìn)行固定，上述中心噴管延伸進(jìn)入到介質(zhì)床中。由于根據(jù)系統(tǒng)的尺寸只需要較少數(shù)目的螺釘180，但是有關(guān)螺釘干涉介質(zhì)床的問題仍然存在。
本發(fā)明避免了上述問題，即通過把網(wǎng)狀物170與網(wǎng)狀支撐物160整體連接到一起，這樣就把網(wǎng)狀物與網(wǎng)狀支撐物160牢固地連接到一起，進(jìn)而產(chǎn)生一種整體的網(wǎng)狀設(shè)備。通過由這樣的一種材料制成網(wǎng)狀支撐物160，即該材料與形成網(wǎng)狀物170的材料相容，網(wǎng)狀支撐物160和網(wǎng)狀物170可以通過例如焊接連接在一起。
有許多可能的方式將網(wǎng)狀物170焊接到網(wǎng)狀支撐物160上，例如接觸焊，沿著位于網(wǎng)狀支撐物160中的若干焊接孔350的下邊緣400進(jìn)行連續(xù)地或者部分地焊接，和沿著網(wǎng)狀物的外周緣進(jìn)行焊接。圖3a-3c示出了為網(wǎng)狀物提供一個足夠牢固固定的焊接孔350的結(jié)合方式的實施例。在圖3a中，焊接孔設(shè)置成狹槽的形式，這些狹槽沿著與網(wǎng)狀支撐物160同心的一個圓周上排列。在圖3b中焊接孔以徑向延伸的狹槽形式進(jìn)行排列，在圖3c中，圖3a中的狹槽由圓形孔來代替。如果焊接孔進(jìn)行如此的布置，即所述孔覆蓋一個十分大的百分比的系統(tǒng)面積，就不需要額外的流體通路了，也就是網(wǎng)狀支撐物160上的所有穿孔都可以被省略。為了得到一種最佳的焊接接頭或接縫，在焊接孔350的下邊緣400上也就是網(wǎng)狀物170將被焊接的地方可提供有一個小的焊接突出部分410，如圖4所示。焊接突出部分410由網(wǎng)狀支撐物160的平面向焊接孔350的中部延伸，該焊接突出部分在焊接過程中起到作為一種材料來源的作用，由此在邊緣400就可以避免產(chǎn)生不必要的凹進(jìn)。
在設(shè)計網(wǎng)狀支撐物160時應(yīng)該關(guān)注的一方面是應(yīng)該避免由于大孔或者其它中空結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生過剩體積。網(wǎng)狀支撐物160應(yīng)該進(jìn)一步適應(yīng)于系統(tǒng)的流動特性。然而，由于如果孔縮小，就難于到達(dá)孔的下面和難于進(jìn)行焊接，所以在網(wǎng)狀支撐物160上開這樣的孔是必要的，即通過上述孔可以對網(wǎng)狀物相對寬廣地進(jìn)行焊接。如果網(wǎng)狀支撐物160具有一個大約8mm的厚度，那么網(wǎng)狀支撐物160可以具有一個大小為20mm的合適寬度。由于焊接孔的上面部分具有一個較大的直徑，焊接突出部分410進(jìn)一步幫助進(jìn)行焊接。為了減少在焊接孔350中的過剩體積和為了與流動特性相匹配，在孔中可以提供一個阻流器420或者類似物。阻流器420便利地由一種可加工或者可模塑的材料例如塑料制成，和被設(shè)計成通過焊接孔350的流動通路被分成一條或者更多條與系統(tǒng)的流動特性相匹配的小路徑。優(yōu)選地，阻流器420是位于焊接孔350正中的一種結(jié)構(gòu)，這樣就在阻流器420的邊緣和焊接孔350的內(nèi)壁之間產(chǎn)生小的路徑。
根據(jù)第一實施例，如在圖5中所示，網(wǎng)狀支撐物160如此形成，以致于它足夠堅硬而只需要在其外周緣上進(jìn)行支撐。通過這種方式，所有的支撐螺釘和類似物都可以被省略，因此對介質(zhì)床的干涉降低到一個最小限度。有一些可以得到這樣一種堅硬的網(wǎng)狀支撐物160的方法，例如選擇由一種更堅硬的材料來制造它或者增加制造它的材料厚度。由于大型系統(tǒng)可具有一個從400毫米到2米或者更大直徑的柱狀體，因此網(wǎng)狀支撐物160的厚度可以相對于每一柱狀體的直徑來進(jìn)行合適地選擇。如果，例如，一個不銹鋼板被用作一個500毫米的柱狀體的網(wǎng)狀支撐物160，在常規(guī)流動速率下，大約3毫米的鋼板厚度是有效的，但是對于一個1.5米的柱狀體來說鋼板的厚度應(yīng)該是8到10毫米。根據(jù)該實施例，柱狀體直徑和一個不銹鋼網(wǎng)狀支撐物160的厚度的一種關(guān)系大約是500∶3。然而，應(yīng)該注意的是，剛度進(jìn)一步高度地依賴于焊接孔350的布局設(shè)計。進(jìn)一步地，如果系統(tǒng)在較高流動速率下使用，厚度必須增加。
這樣的一種剛性網(wǎng)狀支撐物160也可以形成來支撐分配設(shè)備150，例如在圖6中所示。在該實施例中，分配設(shè)備150包括一個圓盤形狀的分配元件510和一個終止于網(wǎng)狀支撐物160的分配間隙520。在網(wǎng)狀支撐物160和分配設(shè)備150之間提供有若干間隔元件530，所述元件530支撐分配元件510和限定分配間隙520的高度。在分配元件510和分配設(shè)備150的一個主體之間可以提供有類似的間隔元件540，由此限定一個分配通道550。間隔元件530、540可以單獨提供，或者也可以在組成部件的表面整體形成。
根據(jù)另外的一個實施例，如在圖7中所示，由若干支撐螺釘610在網(wǎng)狀支撐物160的外周緣支撐該網(wǎng)狀支撐物160，上述螺釘均勻地間隔開，以便對網(wǎng)狀支撐物160進(jìn)行附加地支撐。然而，在這個實施例中，螺釘610不與介質(zhì)床直接接觸，因為網(wǎng)狀支撐物160提供有螺紋結(jié)構(gòu)620，螺釘610延伸穿過位于分配系統(tǒng)中的孔以與螺紋結(jié)構(gòu)620相接合。進(jìn)一步地，由于網(wǎng)狀物170是與網(wǎng)狀支撐物160焊接在一起的，為了得到對網(wǎng)狀物170的足夠支撐，需要一個相對小數(shù)目的螺釘。螺紋結(jié)構(gòu)620例如可以是網(wǎng)狀支撐物160中的螺紋孔中或者是從網(wǎng)狀支撐物160的上表面突起的螺紋結(jié)構(gòu)。在分配設(shè)備150和網(wǎng)狀支撐物160之間提供有設(shè)定合適距離的套筒630。如果套筒630由具有密封性能的一種材料例如一種合適的塑料材料制成，附加的密封裝置可以被省略，這樣就可以得到改善的衛(wèi)生性能。
上述實施例中的每一個都進(jìn)一步適用于與一個中心噴管310一起使用，由此獲得附加的剛度。在這種類型的一個特殊實施例中，中心噴管310是與網(wǎng)狀物170和網(wǎng)狀支撐物160整體連接在一起的，由此現(xiàn)有技術(shù)中的一些衛(wèi)生問題和其它問題被解決了。
應(yīng)該注意的是本發(fā)明也適用于非圓形橫斷面的柱狀體，例如正方形橫斷面或者長方形橫斷面，因此術(shù)語“環(huán)形物”并不意指限定于用于保持一個網(wǎng)狀物的圓形裝置，而且也意指包括用于保持一個網(wǎng)狀物的具有其它形狀例如正方形或者長方形等的裝置。
本發(fā)明并不限定于使用金屬網(wǎng)狀物和與金屬網(wǎng)狀物焊接在一起的用于保持一網(wǎng)狀物的金屬裝置，而且也適用于塑料網(wǎng)狀物以及與塑料網(wǎng)狀物熔接在一起的用于保持網(wǎng)狀物的塑料裝置。雖然本發(fā)明對通過使用焊接把網(wǎng)狀物以及與用于支撐網(wǎng)狀物的裝置連接在一起進(jìn)行了說明，盡管焊接是優(yōu)選方法，因為它不把任何的雜質(zhì)或者不必要的物質(zhì)引入到柱狀體中，但是也可以想到使用任何其它的固有的防漏手段把網(wǎng)狀物和與用于保持一網(wǎng)狀物的裝置連接在一起，例如錫焊、銅焊、粘合或者類似手段。也可以想到的是，網(wǎng)狀物和用于保持一個網(wǎng)狀物的裝置可以整體形成，例如通過澆鑄、燒結(jié)或者鑄型而成為整體。
權(quán)利要求
1.一種流體傳送系統(tǒng)(100)，其包括一種網(wǎng)狀物(170)和一種網(wǎng)狀支撐物(160)，其特征在于網(wǎng)狀物(170)是和網(wǎng)狀支撐物(160)整體連接在一起的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)是通過焊接連接在一起的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)是通過接觸焊連接在一起的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)是通過在若干焊接孔(350)的下邊緣(400)處進(jìn)行焊接而連接在一起的，上述焊接孔延伸穿過網(wǎng)狀支撐物(160)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于在下邊緣(400)處提供有一個焊接突出部分(410)，該焊接突出部分由網(wǎng)狀支撐物(160)的平面向焊接孔(350)的中部延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于在焊接孔(350)中設(shè)置有用來減少過剩體積的阻流器(420)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一權(quán)利要求所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀支撐物(160)如此形成，使得它具有足夠的剛性而只需要在它的外周緣上進(jìn)行支撐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀支撐物(160)為一不銹鋼板，其厚度和直徑的比值大約為3∶500。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一權(quán)利要求所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀支撐物(160)提供有螺紋結(jié)構(gòu)(620)，由此通過螺釘(610)把網(wǎng)狀支撐物(160)緊固在分配系統(tǒng)(130)上，上述螺釘延伸穿過位于分配系統(tǒng)(130)中的孔并與所述螺紋結(jié)構(gòu)(620)相接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到8任一權(quán)利要求所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于網(wǎng)狀支撐物(160)支撐一分配設(shè)備(150)，該分配設(shè)備由一個圓盤形狀的分配元件(510)和一分配間隙(520)形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于分配設(shè)備(150)由網(wǎng)狀支撐物(160)通過在網(wǎng)狀支撐物(160)和分配設(shè)備(150)之間提供的若干間隔元件(530)來支撐。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到10任一權(quán)利要求所述的流體傳送系統(tǒng)(100)，其特征在于它進(jìn)一步包括與網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)整體連接在一起的一中心噴管(310)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到11任一權(quán)利要求所述的用于一種流體傳送系統(tǒng)(100)的網(wǎng)狀物設(shè)備，其特征在于它包括一網(wǎng)狀物(170)和一網(wǎng)狀支撐物(160)，上述網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)整體連接在一起。
全文摘要
一種流體傳送系統(tǒng)(100)，其包括一種網(wǎng)狀物(170)和一種網(wǎng)狀支撐物(160)，其中，網(wǎng)狀物(170)與網(wǎng)狀支撐物(160)整體連接在一起。網(wǎng)狀物(170)和網(wǎng)狀支撐物(160)優(yōu)選通過焊接連接，例如接觸焊接或者通過在若干焊接孔(350)的一個下邊緣(400)處進(jìn)行焊接，上述焊接孔延伸穿過網(wǎng)狀支撐物(160)。
文檔編號B01D15/22GK1531652SQ02813525
公開日2004年9月22日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月4日
發(fā)明者O·薩爾文, K·格鮑爾, P·貝爾韋斯特, J·戴維斯, U·比滋爾, , O 薩爾文, に固, 潭 申請人:阿默森生物科學(xué)有限公司