(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＡＳ−ＮＭＲロータ用の新しいブッシュ設計及び方法を提供する。【解決手段】高温及び／又は高圧動作のためにＭＡＳ−ＮＭＲロータ内のサンプルチャンバの密封を可能すると共に、圧力限界を最大約４００Ｂａｒまで、温度限界を最大少なくとも約２５０℃まで高めるスナップイン・ブッシュを開示する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュであって、該スナップイン・ブッシュは、
周壁により接続される２つの端部を有するシリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有することを特徴とするＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュ。
【請求項２】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記リッジ及び挿入溝は、所定の長さの相補的な不連続部分を有することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項３】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記シリンダは、さらに、シリンダに周設されるＯリング溝の内部に配置される封止用Ｏリングも含むと共に、Ｏリングの一部をその内部に固定することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項４】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記シリンダは、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続されることを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項５】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、請求項１の装置は、前記シリンダは、シリンダの撓みを可能にするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項６】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュであって、さらに、サンプルチャンバの近傍でシリンダに接続されると共に、ロータスリーブの内壁と係合し、シリンダを、サンプルチャンバを形成する所定の位置に保持するように構成されるフランジを含むことを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項７】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記スナップイン・ブッシュは、さらに、サンプルチャンバの減圧を可能にするための圧力解放ポートを含むことを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項８】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュであって、該スナップイン・ブッシュは、
周壁により接続される２つの端部を有するシリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力で保持するリッジを有し、シリンダは、さらに、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続され、シリンダの壁は、シリンダの撓みを可能とするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定する、ことを特徴とするＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュ。
【請求項９】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータを使用する方法であって、該方法は、
サンプルチャンバを形成するためにスナップイン・ブッシュをロータスリーブ内に導入する過程と、
４００Ｂａｒの圧力限界値を提供するためにロータスリーブ内にサンプルチャンバを密封するようにスナップイン・ブッシュに密封プラグをねじ込む過程と、
を具備することを特徴とする、ＭＡＳ−ＮＭＲロータを使用する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、周壁により接続される２つの端部を有する半可撓性シリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記リッジ及び挿入溝は、所定の長さの相補的な不連続部分を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダは、さらに、シリンダに周設されるＯリング溝の内部に配置される封止用Ｏリングも含むと共に、Ｏリングの一部をその内部に固定することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダは、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダの壁のスリットは、シリンダの撓みを可能にするためであることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、サンプルチャンバの近傍でシリンダに接続されると共に、ロータスリーブの内壁と係合し、シリンダを、サンプルチャンバを形成する所定の位置に保持するように構成されたフランジを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、さらに、サンプルチャンバの減圧を可能にするための圧力解放ポートを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、動作前に、スナップイン・ブッシュ内の一方向フローバルブを介して、サンプル又はカバーガスをサンプルチャンバ内に導入する過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、所定の圧力及び温度での動作中に、ガスをスナップイン・ブッシュ内のサンプルチャンバ内に導入する過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法において、前記ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ用スナップイン・ブッシュは、周壁により接続される２つの端部を有する半可撓性シリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有し、シリンダは、さらに、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続され、シリンダの壁は、シリンダの撓みを可能とするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府支援研究開発により行われた発明に関する権利の声明）
本発明は、米国エネルギ省により授与された契約第ＤＥ−ＡＣ０５−７６ＲＬ０１８３０号に基づく政府支援により行われた。政府は本発明に一定の権利を有する。
【０００２】
本発明は概してマジックアングルスピニング（ＭＡＳ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置に関する。詳細には、本発明はＭＡＳ−ＮＭＲ分光分析を高圧・高温複合条件において可能にするブッシュに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＭＡＳ−ＮＭＲは混合相サンプルにおける化学種別分析を行うための強力なツールである。高圧・高温複合条件におけるＭＡＳ−ＮＭＲの実施は種々の理由からまだ実現されておらず、化学反応及び変化そのものの測定は殆ど未開発の分野となっている。ＭＡＳ−ＮＭＲの設計に変更を加えてこれら制限に対処するために、これまで様々な試みが行われてきた。
【０００４】
以前のロータ設計には、エポキシ接着剤を使用して、ロータシリンダの内壁に沿って配置された細いねじ山に固定されたＴＯＲＬＯＮ（登録商標）製のポリマブッシュと共に構成されたセラミックジルコニアロータが含まれていた。二酸化炭素中にメタンを含むような比較的低温且つ低圧及び穏やかな反応条件において検査されたサンプルについては、この設計はうまく機能していた。しかしながら、過酷なサンプル条件において、エポキシ接着剤はロータ内で化学変化を起こす。これらのロータ内で使用される密封装置も故障することもある。また、以前の設計では、高圧条件においてガスをロータ内に充填するために専用の圧力充填装置を必要とすることが多かった。したがって、これら先行技術によるロータシリンダの設計は、一般的には、圧力２００Ｂａｒ超且つ温度８０℃超が組み合わさった状態で反応するサンプルの実動作下での測定には適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のロータ設計には様々な制限があるため、多くの化学系については、ＭＡＳ−ＮＭＲによる検査及び特性評価はまだ行われていない。その結果として、接着剤を使用せずにロータ内にサンプルチャンバを密封するために、高温且つ高圧が組み合わさった条件における操作を可能にする新しいブッシュ設計及び方法が必要となる。本発明はこれらのニーズに対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、新規なスナップイン・ブッシュ、及び、チャンバの内壁に対してブッシュの壁を押し付け、圧縮密封配置を形成することでサンプルチャンバを形成するために、スナップイン・ブッシュを使用してサンプルチャンバを密封することを含む、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブを使用する方法である。これにより、ロータスリーブ内にサンプルチャンバが密封され、接着剤を必要とせずに４００Ｂａｒという高い圧力において動作可能なサンプルチャンバが提供される。１つの実施形態において、スナップイン・ブッシュは、周壁により接続された２つの端部を有するシリンダを含む。端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に嵌合されてサンプルチャンバの一部（通常は天井又は床）を画定するように構成されている。周壁は、典型的には、所定の高さでシリンダの周囲に延在していると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定された挿入溝内にスナップフィットされるように構成されているリッジを有する。好ましくは、このブッシュはロータ内径の全長に留まる。いくつかの実施形態においては、リッジ及び挿入溝は所定の長さの相補的な不連続部分を有する。いくつかの実施形態において、ブッシュは、内部にプラグを受けるように構成された内部穴を画定する。このプラグはブッシュに対してさらなる外力を加え、ブッシュの壁をロータスリーブの内壁に対して押し付ける。いくつかの別の適用例においては、ねじ山付きプラグ又はその中の他装置との接続を可能にするために、内部穴にはねじ山が形成されている。
【０００７】
いくつかの適用例において、ブッシュは、ブッシュに周設され、Ｏリングの一部をその内部に固定するＯリング溝の内部に配置される封止用Ｏリングも含む。他の適用例において、ブッシュは、所定の材料がその内部を通過できるように構成された内部導管と、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に連結された逆止弁とを画定する。このような構成により、圧力充填装置の使用を必要とせず、サンプルチャンバを直接的に加圧することが可能となる。いくつかの適用例においては、ブッシュの壁は、ＭＡＳ−ＮＭＲチャンバ内部での強制圧縮係合を補助するようにブッシュが撓むことを可能にするスリットを画定する。スナップイン・ブッシュは、サンプルチャンバの近傍でブッシュに接続されるフランジを含んでいても良く、チャンバの内壁と係合するように構成され、ブッシュをサンプルチャンバの所定の位置に保持するように構成される。いくつかの例において、スナップイン・ブッシュは、サンプルチャンバの減圧を可能にするための圧力解放ポートも含む。
【０００８】
使用時において、ブッシュは、ロータスリーブ内に挿入されてサンプルチャンバを形成し、サンプル又はカバーガスがサンプルチャンバ内に導入される。これは、動作前にはスナップイン・ブッシュ内の一方向フローバルブを介して、又は所定圧力及び温度での動作中にはスナップイン・ブッシュ内への導入により行うことができる。１つの実施形態において、スナップイン・ブッシュは、周壁により接続された２つの端部を有する半可撓性シリンダである。これら端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブの内部に挿入された場合、サンプルチャンバの一部を画定するように構成されている。周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在していると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定された挿入溝内にスナップフィットされ、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定すると共に、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するように構成されたリッジを有する。ブッシュは、所定の材料がその内部を通過するように構成された内部導管と、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に操作可能に接続されたバルブも画定する。内部導管にはねじ山を設け、同様にねじ山を設けたプラグへ接続するために適合させても良い。
【０００９】
このブッシュは先行技術を超える多種多様な効果をもたらす。接着剤の使用を必要としないことから、動作温度範囲が先行技術実施形態よりも大幅に高くなる。さらに、より高圧において良く機能するので、分析可能な材料のタイプが増え、先行技術に比べて他の効果をもたらす。
【００１０】
前述した概要の目的は、米国特許商標局及び一般人が、特に、特許又は法律用語又は文体に精通していない科学者、技術者及び当業者が、本出願の技術開示内容の性質及び本質を簡単な検証により敏速に判断できることにある。要約は、クレームにより計られる本出願の発明を定義することを意図したものでもないし、いかなる意味においても本発明の範囲を限定することを意図したものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ−１Ｇ】図１Ａ−１Ｇは、スナップイン・ブッシュの１つの実施形態の種々の図である。
【００１２】
【図２Ａ−２Ｂ】図２Ａ−２Ｂは、スナップイン・ブッシュの例を含むロータの組立体を示す図である。
【００１３】
【図３Ａ−３Ｂ】図３Ａ−３Ｂは、スナップイン・ブッシュを組み入れた組立体ロータの異なる図である。
【００１４】
【図４】図４は、２つのスナップイン・ブッシュを利用してサンプルチャンバを形成する組立体ロータを示す図である。
【００１５】
【図５】図５は、スナップイン・ブッシュの他の実施形態を示す図である。
【００１６】
【図６】図６は、スナップイン・ブッシュの他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示は、新規なスナップイン・ブッシュと、サンプルチャンバを形成及び密封するためにこのようなブッシュを使用することを含むＭＡＳ−ＮＭＲロータを使用する方法を説明する。このサンプルチャンバは、ＭＡＳ−ＮＭＲ装置が４００Ｂａｒという高い圧力で動作することを可能にする。図１−６は、本発明の様々な実施形態を示したものである。まず図１Ａ−１Ｇを参照すると、１つのスナップイン・ブッシュの様々な図が示されている。この実施形態において、スナップイン・ブッシュには、周壁１３により接続された２つの端部（９、１１）を有するシリンダ１０が含まれる。端部の一方（９）は、サンプルチャンバ８の一部（通常は天井４又は床６）を画定するように、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内で装置に嵌合するように構成されている。周壁１３は、典型的には、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁５の内側に画定された挿入溝１４内にスナップフィットされるように構成されているリッジ１２を有する。所定の位置にあるとき、ブッシュ１０は、接着剤無しで圧縮によりロータスリーブに固定され、サンプルチャンバの内部の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保つことが可能である。いくつかの実施形態においては、リッジ１２及び挿入溝１４は、所定の長さの相補的な不連続部分を有する。
【００１８】
１つの実施形態において、固定リッジ１２は、ブッシュのシリンダ壁に沿って所望の高さに配置されたポリマ材料の細い細片であり、少なくともその一部に周設される。固定リッジは連続でも不連続でも良く、シリンダに沿って殆どすべての位置に配置されても良い。好ましくは、固定リッジ１２は、内壁５の一部（図示せず）の内部に配置された挿入溝１４と結合するように構成されている。挿入溝１４は、ロータスリーブ４の内壁の内側に機械加工された細い切り込みであり、スナップイン・ブッシュの外表面上に配置された固定リッジと結合するように構成されているか、又は逆に、高温及び／又は高圧動作のためにロータスリーブ内に接着剤無しでスナップイン・ブッシュを固定するスナップフィット結合部を形成する。この配置が記載されているが、本発明はこの特定の配置に限定されるものではないと理解すべきである。特に、配置は逆に変更することも可能であり、即ち、サンプルチャンバの内壁に、対として接続すべきブッシュ上の相補的な寸法の溝と係合するリッジ、フランジ又はその他の突起を含むように構成することもできる。
【００１９】
いくつかの適用例において、シリンダ１０は封止用Ｏリング２６も含み、封止用Ｏリング２６は、シリンダに周設されＯリングの一部をその内部に固定するＯリング溝２８の内部に配置される。シリンダ内部に画定された内部導管、即ち、穴１８は、シリンダの壁を支持し、シリンダの壁のロータスリーブの内壁との圧縮係合を増強するために配置することができるプラグ又は他装置とのねじ山相互連結を可能にするように構成されても良い。いくつかの実施形態において、この内部導管１８は、所定の材料がシリンダ１０を通過可能にする構成としても良い。逆止弁２４をシリンダ１０に沿って配置し、サンプルチャンバ内への材料の移動を調整する機能を果たしても良い。いくつかの適用例において、シリンダの壁１３は、挿入を可能にし、ＭＡＳ−ＮＭＲチャンバ内部での強制圧縮係合を補助するようにシリンダが撓むことを可能にするスリット１６を画定する。いくつかの例において、スナップイン・ブッシュ１０は、チャンバ８の内壁５と係合すると共に、Ｏリング無しの密封装置を提供するように構成されるシリンダに接続された一体封止部１０２（本実施形態ではフランジ）を含む。いくつかの例において、スナップイン・ブッシュは、さらに、サンプルチャンバの減圧を可能にする圧力解放ポート３４を含む。
【００２０】
いくつかの実施形態において、スナップイン・ブッシュ１０は、ブッシュ１０の外周に離間配置されると共に、ブッシュがロータスリーブ内に導入された場合は外壁の撓みを可能にする２つ以上のスリット１６を含む。ロータスリーブ内に固定された場合は、ブッシュの壁は固定リッジ１２と挿入溝１４との間のスナップフィット結合部に対して外圧を加える。スナップイン・ブッシュ１０は、ロータスリーブ内に導入された場合に、サンプルチャンバ８を密封する密封プラグ２２をねじ込むためにその全長に沿って配置されたねじ山２０を有する、ブッシュの中心に配置される選択された深さの内部穴１８を含む。いくつかの実施形態において、内部穴１８は、密封プラグの先端を収容するために、穴の底の先端点に収束している。密封プラグは、内部穴の適切な位置にねじ込まれると、ロータスリーブ内のスナップイン・ブッシュ１０の壁を強固に支持及び補強する固定リッジ１２と挿入溝１４との間のスナップフィット結合部に対して外圧を加える。いくつかの実施形態において、フロー逆止弁２４は、例えば、サンプルチャンバの直上又は直下のブッシュの基部に配置された一方向バルブと、ブッシュ１０を介してサンプルチャンバ５内へのガス流入を可能にする流路である。
【００２１】
１つの実施形態において、Ｏリング溝２８は、ブッシュの中心の穴の外径に適合した深さで表面から内向きにブッシュ内に機械加工されている。この例では、Ｏリング溝の上縁は、Ｏリングが圧力下にある場合は気密性封止部を提供するために、平滑且つ無穴材である。使用時には、動作中のサンプルチャンバ内のガス圧の上昇が、Ｏリング２６に対して加えられる背圧を上昇させ、Ｏリング溝２８の上縁に対する封止部上の力を増大させ、動作中に密封サンプルチャンバからのガスの放出を防止し、サンプルチャンバ内の密封性を高める。ガスは、Ｏリングの引張ではなく、圧縮によりサンプルチャンバ内に保持される。この配置が、高圧、高温、遠心力を含む動作条件；回転速度、磁界、重力を含む動作条件；及びこれら各種運転条件の組み合わせにおける封止用Ｏリングの効率を高める。１つの実施形態において、Ｏリングは１ｍｍの横断面と内部穴１８の直径に適合する外径とを有する。封止用Ｏリング２６は、例えば、フルオロエラストマー（例えば、ＶＩＴＯＮ（登録商標）、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン  パフォーマンス  エラストマーズ，  エルエルシー）、ニトリル含有エラストマー（例えば、ＢＵＮＡ  ９０（登録商標）、米国カリフォルニア州オレンジのワルコ  ビルトライト）、ＥＰＤＭ、シリコーン、ＦＫＭ、ＦＦＫＭ、Ｋａｌｒｅｚ、又は、適当な化学的適合性又は温度定格を有する他の適合性材料が含まれる高性能ポリマ材料から製造することができるが、それらには限定されない。
【００２２】
１つの実施形態において、逆止弁２４は、サンプルチャンバにサンプル又はカバーガスが充填される場合、ロータスリーブ内側に位置するように、ブッシュ１０内部に配置される。他の実施形態において、逆止弁２４は、ロータスリーブの外側に配置しても良い。いくつかの実施形態において、ブッシュ１０は、ここでさらに詳述するように、密封プラグ２２がロータスリーブから除去された場合は、サンプルチャンバ内でのサンプルの分析に続いてサンプルチャンバからサンプルガスを放出する、即ち、ベントするサンプルガスの解放ポート（減圧ベント）３４も含む。
【００２３】
実施形態のいくつかにおいて、スナップイン・ブッシュ１０は、例えば、ポリエーテル・エーテル・ケトンポリマ（例えば、ＰＥＥＫ（登録商標）、米国ペンシルベニア州ウェストコンショホッケンのビクトレックス  ユーエスエー，インク．）、ポリイミドポリマ（例えば、ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン）；ポリアミド−イミドポリマ（例えば、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）、米国ジョージア州アルファレッタのソルベイ  アドバンスド  ポリマーズ，エルエルシー．）；ＫＥＬ−Ｆ（登録商標）、米国内の販売会社）；ポリベンゾイミダゾール熱可塑性ポリマ（例えば、ＣＥＬＡＺＯＬＥ（登録商標）、米国内の販売会社）；他の高性能ポリマ；及びこれら各種ポリマの組み合わせが含まれる高性能ポリマ材料により製造されるが、それらには限定されない。このような高性能ポリマ（ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）は例示）は、温度定格３００℃において少なくとも最大約８．６２Ｅ＋０４ｋＰａ（１２，５００ｐｓｉ）までの高い引張強度をブッシュに提供する。
【００２４】
逆止弁２４は、組立体ロータを分解せずにサンプルチャンバ内にサンプルガス又はカバーガスを導入するために、サンプルチャンバに隣接した１つ以上のガス注入口３２を含んでいる。代表的な実施形態において、逆止弁２４は、ブッシュ１０の反対側に、スクエア溝２８の底縁内に形成された２つの円形切口３０を含む。図２Ａ−２Ｂに示されるように、ガス注入口３２は、Ｏリング溝２８の下面内に形成されると共に、外圧が周囲の内圧を超えた場合は、組立体ロータ内のサンプルチャンバに単一流動方向でガスが流入することを可能にする様々な形状の短い切り込み３０を含む。ガス注入口は、例えば、円形、楕円形、正方形、矩形、三角形及び異形を含む形状であっても良い。図５に示されるような矩形の切り込み３０は、２つのＯリングを考慮してちょうど良い狭さの寸法にしてあり、それにより、逆止弁の性能を維持しつつ密封性が高められる。溝２８の上縁及び下縁に対する切り込み３０の位置が、逆止弁を介してサンプルチャンバ内に入るガスの流動方向を決定する。
【００２５】
図３Ａ−３Ｂ及び図４に示されるように、スナップイン・ブッシュ及びロータスリーブの様々な実施形態が示されている。組立体ロータとスナップイン・ブッシュが組み合わされて使用された場合は、ここでさらに詳述するように、高温及び／又は高圧を含む動作中にサンプルチャンバ内を広範な温度及び圧力条件に維持することが可能となる。多数の固定リッジ、挿入溝及びスナップフィット結合部を示した代表的な例は限定を意図したものではない。例えば、いくつかの実施形態において、スナップイン・ブッシュは、動作中における圧力又はサンプルの損失を伴わずに、さらに高温及び／又はさらに高圧において、サンプルチャンバ内にサンプルを維持する２つ以上の固定リッジ及び２つ以上の挿入溝を含む。本発明のスナップイン・ブッシュは、様々な効果を提供する。スナップフィット結合部を有するスナップイン・ブッシュは、動作中にサンプルチャンバ内においてサンプルを分析するために、これまでには達成されなかった高圧及び高温の上限を提供する。スナップフィット結合部は、サンプルチャンバを密封する封止用Ｏリングの位置から遠位のロータスリーブの端でロータスリーブ内にブッシュを固定し、動作中のロータ内の最高応力点も、確実に最低温度となるようにする（通常は周囲温度で導入される空気含有ガスの流入に起因する）。これは、高圧及び／又は高温動作中におけるサンプルチャンバ内へのサンプル封じ込めを維持するのに役立つ。さらに、高温動作中にサンプルチャンバ内の高温ガスにより加熱されるサンプルは、ロータスリーブの中心に位置しており、これにより、動作条件において密封性が維持される。ここに記載した本発明の実施形態は、その素材であるポリマ材料の温度限界までの温度においてロータを密封する。
【００２６】
本発明のスナップイン・ブッシュは、動作中のサンプルチャンバ内において、以前のブッシュ設計（２９００ｐｓｉ／２００Ｂａｒが限界）に比べて少なくとも最高約６０００ｐｓｉ（４１３．６９Ｂａｒ）以上までという優れた圧力限界を提供する。スナップフィット結合部は、引張ではなく、圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定し、それにより、ここで詳述したような高圧及び／又は高温条件におけるロータ内での密封能力を高める。これらの優れた圧力及び温度限界を有する本発明のスナップイン・ブッシュは、使用するロータを小型化（例えば、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ又はそれ以下に）することを可能にし、それにより、より高い周波数磁場及びより高いスピン速度の使用を可能とする。より高い磁場及びスピン速度は、スペクトル分解能を向上させる。
【００２７】
スナップイン・ブッシュはロータスリーブへの着脱が容易であり、それにより、以前の設計に比べてサンプルチャンバ内へのサンプルの導入及びロータの洗浄が容易となる。Ｏリング逆止弁を備えたスナップイン・ブッシュは、機械的フィードスルーを備えた以前の設計において使用される外部装荷菅を必要とせずに、組立体ロータ内におけるサンプルチャンバの加圧を増強する。ここに記載したブッシュは、専用スリーブと共に利用することも、市販の標準スリーブと共に利用することもできる。逆止弁は、さらに、高温及び高圧条件におけるサンプルチャンバの封止部の強度を高める。本発明のスナップイン・ブッシュは耐薬品性を有しており、したがって、過酷な化学的環境に対する耐性を有する。さらに、スナップイン・ブッシュは、これまで過酷な化学的環境の影響を受けやすかった封止用接着剤が必要無くなる。したがって、サンプルの取り扱いが改良され、本発明のスナップイン・ブッシュに対応するために、市販のロータスリーブを簡単に変更することができる。
【００２８】
表１は本発明のスナップイン・ブッシュを使用して行われた様々な実験の圧力及び温度条件の一覧である。
【００２９】
【表１】
2018021910.tif 000002
【００３０】
１．硝酸鉛基準により測定したサンプルの温度、ＶＴガスの温度はそれよりも５℃−１５℃高かった
２．ガンマ・バレロラクトン
３．ＭＯＦ−有機金属フレームワーク
４．テトラヒドロフラン
５．超臨界ＣＯ２
【００３１】
本発明の数多くの実施形態を示し、記載してきたが、そのより幅広い解釈において発明から逸脱することなく、多くの変更及び修正を加えられることは、当業者にとっては明白であろう。したがって、添付クレームは、本発明の範囲に含まれるようなすべての変更及び修正を対象とすることを意図している。
【図１Ａ−１Ｃ】
2018021910.tif 000003
【図１Ｄ−１Ｇ】
2018021910.tif 000004
【図２Ａ−２Ｂ】
2018021910.tif 000005
【図３Ａ−３Ｂ】
2018021910.tif 000006
【図４】
2018021910.tif 000007
【図５】
2018021910.tif 000008
【図６】
2018021910.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月26日(2017.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュであって、該スナップイン・ブッシュは、
周壁により接続される２つの端部を有するシリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有することを特徴とするＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュ。
【請求項２】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記リッジ及び挿入溝は、所定の長さの相補的な不連続部分を有することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項３】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記シリンダは、さらに、シリンダに周設されるＯリング溝の内部に配置される封止用Ｏリングも含むと共に、Ｏリングの一部をその内部に固定することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項４】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記シリンダは、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続されることを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項５】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記シリンダは、シリンダの撓みを可能にするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定することを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項６】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュであって、さらに、サンプルチャンバの近傍でシリンダに接続されると共に、ロータスリーブの内壁と係合し、シリンダを、サンプルチャンバを形成する所定の位置に保持するように構成されるフランジを含むことを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項７】
請求項１に記載のスナップイン・ブッシュにおいて、前記スナップイン・ブッシュは、さらに、サンプルチャンバの減圧を可能にするための圧力解放ポートを含むことを特徴とするスナップイン・ブッシュ。
【請求項８】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュであって、該スナップイン・ブッシュは、
周壁により接続される２つの端部を有するシリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力で保持するリッジを有し、シリンダは、さらに、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続され、シリンダの壁は、シリンダの撓みを可能とするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定する、ことを特徴とするＭＡＳ−ＮＭＲロータ用スナップイン・ブッシュ。
【請求項９】
ＭＡＳ−ＮＭＲロータを使用する方法であって、該方法は、
サンプルチャンバを形成するためにスナップイン・ブッシュをロータスリーブ内に導入する過程と、
４００Ｂａｒの圧力限界値を提供するためにロータスリーブ内にサンプルチャンバを密封するようにスナップイン・ブッシュに密封プラグをねじ込む過程と、
を具備することを特徴とする、ＭＡＳ−ＮＭＲロータを使用する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、周壁により接続される２つの端部を有する半可撓性シリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記リッジ及び挿入溝は、所定の長さの相補的な不連続部分を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダは、さらに、シリンダに周設されるＯリング溝の内部に配置される封止用Ｏリングも含むと共に、Ｏリングの一部をその内部に固定することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダは、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、前記シリンダは、シリンダの撓みを可能にするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、サンプルチャンバの近傍でシリンダに接続されると共に、ロータスリーブの内壁と係合し、シリンダを、サンプルチャンバを形成する所定の位置に保持するように構成されたフランジを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法において、前記スナップイン・ブッシュは、さらに、サンプルチャンバの減圧を可能にするための圧力解放ポートを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、動作前に、スナップイン・ブッシュ内の一方向フローバルブを介して、サンプル又はカバーガスをサンプルチャンバ内に導入する過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、所定の圧力及び温度での動作中に、ガスをスナップイン・ブッシュ内のサンプルチャンバ内に導入する過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法において、前記ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ用スナップイン・ブッシュは、周壁により接続される２つの端部を有する半可撓性シリンダを含み、端部の一方は、ＭＡＳ−ＮＭＲロータスリーブ内に挿入されるときに、サンプルチャンバの一部を画定するように構成され、周壁は、所定の高さでシリンダの周囲に延在すると共に、ロータスリーブの内壁の内側に画定される挿入溝内にスナップフィットされるように構成され、接着剤無しで圧縮によりブッシュをロータスリーブ内に固定し、サンプルチャンバ内の圧力を最大約４００Ｂａｒまでの圧力に保持するリッジを有し、シリンダは、さらに、所定の材料がその内部を通過可能となるように構成される内部導管を画定し、逆止弁は、導管を介してサンプルチャンバ内に入る材料の移動を調整するために導管に動作可能に接続され、シリンダの壁は、シリンダの撓みを可能とするために、シリンダの壁に少なくとも１つのスリットを画定することを特徴とする方法。