(57)【要約】  ピンバルブアセンブリおよび流体の流れを制御する方法であって、ピンバルブを収納するピンブロックと、ピンバルブに流体連通するための流体チャネルを備える流体プレートと、流体プレートに流体連通し、かつ流体構成要素に流体連通するためのフィッティングを収納するフィッティングブロックとを含むピンバルブアセンブリおよび流体の流れを制御する方法。流体プレートのチャネルを通る流体の流れは、流体構成要素およびピンバルブによって制御される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブピンを収納するピンブロックと、
バルブピンと流体連通するための流体チャネルをもつ流体プレートと、
流体プレートと流体連通するための、かつ流体構成要素と流体連通するためのフィッティングを収納するフィッティングブロックとを含むピンバルブアセンブリ。
【請求項２】
フィッティングと整列しているフィッティングポートと、バルブピンと整列しているピンバルブシートとをさらに含む請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３】
フィッティングポートが流体プレートの流体チャネルに組み込まれた請求項２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４】
ピンバルブシートが流体プレートの流体チャネルに組み込まれた請求項２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５】
フィッティングポートがフィッティングに組み込まれた請求項２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項６】
ピンバルブシートがピンバルブに組み込まれた請求項２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項７】
流体プレートがピンブロックとフィッティングブロックの間に配置されて、フィッティングブロックがピンブロックに結合される請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項８】
フィッティングブロックが、ねじ連結によってピンブロックに結合される請求項７に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項９】
ピンバルブが、ハウジング内で実質的に軸方向に配置された遠位端と近位端とを備えるピンを含む請求項１に記載のバルブピンアセンブリ。
【請求項１０】
ピンの遠位端がダイヤモンド様カーボン被覆をもつ請求項９に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１１】
バルブピンがアクチュエータによって作動されて、ピンバルブの遠位端をピンバルブシート内に配置して流体チャネルを実質的にシールし、ピンバルブシートからピンバルブの遠位端を取り除いて流体チャネルを開ける請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１２】
ピンブロックが、流体プレート上の６つのピンバルブシートと整列している、ピンブロックの外側円周に沿って互いが実質的に等距離にある６つのピンバルブを収納する請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１３】
ピンバルブがピンの遠位端の上方でピンハウジングの内部に、流体プレートをシールするためのリングシールを含む請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１４】
流体構成要素がＨＰＬＣシステムポンプシリンジ、ポンプ、カラム、試料ループおよび試料シリンジである請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１５】
各バルブピンが、バルブピンを軸方向に移動させピンバルブシート上に配置し下流位置からの流体の流れを実質的に遮断する、あるいはピンバルブシートからピンを取り除いて下流位置への流体の流れを提供するためのアクチュエータを含むハウジング内に収納される請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１６】
ピンバルブがピンシールと、シールロードスリーブとおよび皿ばねと、ロードリングの下方のピンの遠位端の周りのナットシールと、第２皿ばねおよびロードリングの上方のナットとを含む請求項１に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１７】
ピンシールはポリテトラフルオロエチレンのワッシャを囲む２つのポリエーテルエーテルケトンのワッシャである請求項１６に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項１８】
ピンバルブを収納するためのピンブロックと、
ピンバルブと流体連通するための流体チャネルをもつ流体プレートと、
流体プレートと流体連通するための、かつ流体構成要素と流体連通するためのフィッティングを収納するためのフィッティングブロックとを含むピンバルブアセンブリ。
【請求項１９】
ピンブロック内部に収納されたピンバルブと、
フィッティングブロック内部に収納されたフィッティングとをさらに含む請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２０】
フィッティングと整列している１つまたは複数のフィッティングポートと、ピンバルブと整列している１つまたは複数のピンバルブシートとをさらに含む
請求項１９に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２１】
フィッティングポートが流体プレートの流体チャネルに組み込まれた請求項２０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２２】
ピンバルブシートが流体プレートの流体チャネルに組み込まれた請求項２０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２３】
フィッティングポートがフィッティングに組み込まれた請求項２０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２４】
ピンバルブシートがピンバルブに組み込まれた請求項２０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２５】
バルブピンがそれと整列するピンバルブシートに突き当たり、流体プレートの流体チャネルを通る流体の流れを実質的に遮断する請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２６】
各ピンバルブが、ピンバルブを軸方向に移動させピンバルブシート上に配置し下流位置からの流体の流れを実質的に遮断する、あるいはピンバルブシートからピンを取り除いて下流位置への流体の流れを提供するための作動用手段を含む標準化されたハウジング内に収納される請求項２５に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２７】
バルブピンハウジングがピンブロックに解除可能に嵌合される請求項２６に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２８】
流体プレートが過フッ化炭化水素ポリマで被覆されたステンレス鋼である請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項２９】
過フッ化炭化水素ポリマがテトラフルオロエチレンである請求項２８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３０】
流体プレートが、ピンブロックおよびフィッティングブロックに対してシールされたその表面に実質的に平らな過フッ化炭化水素ポリマのシムを備えるステンレス鋼である請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３１】
過フッ化炭化水素ポリマがテトラフルオロエチレンである請求項３０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３２】
流体プレートがピンブロックとフィッティングブロックとの間に配置されて、フィッティングブロックがピンブロックに結合される請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３３】
ピンバルブが、ハウジング内で実質的に軸方向に配置された遠位端および近位端をもつピンを含む請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３４】
ピンバルブがアクチュエータによって作動されて、バルブピンの遠位端をピンバルブシート内に配置して流体チャネルを実質的にシールし、ピンバルブシートからバルブピンの遠位端を取り除いて流体チャネルを開ける請求項３３に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３５】
アクチュエータが空気式で動作される請求項３４に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３６】
流体構成要素がＨＰＬＣシステムポンプシリンジ、ポンプ、カラム、試料ループおよび試料シリンジである請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３７】
各バルブピンが、バルブピンを軸方向に移動させピンバルブシート上に配置し下流位置からの流体の流れを実質的に遮断する、あるいはピンバルブシートからピンを取り除いて下流位置への流体の流れを提供するための作動用手段を含む標準化されたハウジング内に収納される請求項１８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項３８】
ピンバルブシートを備えるピンバルブを収納するピンブロックと、
チャネル端部をもつ１つまたは複数のチャネルをもつ流体プレートと、
ピンバルブシートと流体連通しているフィッティングポートと流体連通するための、かつ流体構成要素と流体連通するためのフィッティングを収納するフィッティングブロックとを含むピンバルブアセンブリ。
【請求項３９】
フィッティングポートが流体プレートに組み込まれた請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４０】
フィッティングポートがフィッティングに組み込まれた請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４１】
バルブピンが流体プレートのチャネルと整列している請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４２】
流体プレートのチャネルは端部をもつ６つのチャネルを含む請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４３】
ピンバルブがそれぞれ流体プレートの２つのチャネル端部と整列する請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４４】
ピンバルブシートが１つのチャネル端部と流体連通する第１通路と別のチャネル端部と流体連通する第２通路とを含む請求項４２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４５】
ピンバルブがピンバルブシートの第１通路と第２通路との間の流体連通を実質的に遮断するピンを含む請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４６】
ピンがピンバルブシートの第１通路および第２通路をアクチュエータによって遮断するように作動される請求項４４に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４７】
アクチュエータが空気式で作動される請求項４５に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４８】
ピンバルブがピンバルブシートと流体プレートとの間の流体連通を実質的に遮断するピンを含む請求項４６に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項４９】
各バルブピンが標準化されたハウジング内にピンブロックに嵌合されて解除可能に収納される請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５０】
流体プレートが過フッ化炭化水素ポリマで被覆されたステンレス鋼である請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５１】
過フッ化炭化水素ポリマがテトラフルオロエチレンである請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５２】
流体プレートが、ピンブロックおよびフィッティングブロックによって突き当てられる実質的に平らな過フッ化炭化水素ポリマのシムを表面に備えるステンレス鋼である請求項５０に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５３】
過フッ化炭化水素ポリマがテトラフルオロエチレンである請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５４】
流体プレートがピンブロックとフィッティングブロックとの間に配置されて、フィッティングブロックがピンブロックに結合される請求項５２に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５５】
ピンバルブがアクチュエータによって作動されて、バルブピンの遠位端をピンバルブシート内に配置し、ピンバルブシートからバルブピンの遠位端を取り除く請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５６】
アクチュエータが空気式で動作される請求項５５に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５７】
流体構成要素がＨＰＬＣシステムポンプシリンジ、ポンプ、カラム、試料ループおよび試料シリンジである請求項３８に記載のピンバルブアセンブリ。
【請求項５８】
流体の流れを制御する方法であって、
ピンバルブシートおよび流体フィッティングポートと交差する連結された流体チャネルを備える流体プレートを提供するステップと、
流体フィッティングポートに連通した流体構成要素から流体チャネルに流体を供給するステップと、
流体構成要素を使用して流体を移動させるステップと、
シートに突き当てることによって選択されたピンバルブシートのところで流体チャネルを対応するバルブピンでシールするステップとを含む方法。
【請求項５９】
流体構成要素がＨＰＬＣシステムポンプシリンジ、ポンプ、カラム、試料ループおよび試料シリンジである請求項５８に記載の流体の流れを制御する方法。
【請求項６０】
供給段階の間、試料シリンジから試料ループを通る流体連通、および試料ループからシステムシリンジを通る流体連通のために流体チャネルが開いており、試料ループからポンプへの流体連通、試料ループからカラムへの流体連通、および試料シリンジからポンプシリンジへの流体連通がシールされ、
注入段階の間、ポンプから試料ループを通る流体連通、および試料ループからカラムを通る流体連通のために流体チャネルが開いており、ポンプからカラムへの流体連通、および試料シリンジから試料ループへの流体連通、試料ループからポンプシリンジへの流体連通がシールされている請求項５９に記載の流体の流れを制御する方法。
【請求項６１】
供給段階の間、ピンバルブがポンプシリンジによって引き起こされた圧力差によって流体試料を試料シリンジから移動させ試料ループに供給し、注入段階の間、ピンバルブがポンプによって引き起こされた圧力差によって試料を試料ループからカラムへ注入させる請求項５９に記載の流体の流れを制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その内容が参照により本明細書に組み込まれている２００４年２月１９日出願の米国特許仮出願６０／５４５，８２９号（整理番号０４−３５５−６−７（１６９４８））の優先権を請求する。
【０００２】
本発明は一般に高圧液体クロマトグラフィー（「ＨＰＬＣ」）に関し、より詳細には、流体ネットワーク内の流れの経路を遮断するためにピンを使用する高圧流体用のバルブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＨＰＬＣの実行は、一般に、分離されるまたは分析される分子種が液体、移動相内で溶解させられ、その液体によって固定相を通って運ばれることを必要とする。固定相では、移動相と密接に接触する大きい表面積が与えられる。移動相内に溶解された検体化合物の混合物を、色々な検体種に対し様々に作用する吸着または保持（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）のプロセスによって、カラムを通って通過する間に分離することができる。示差保持（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）が検体にカラムからの時間および体積に関する溶離を生み出す。溶離検体は、一般に、検体の定量および／または定性試験が行われるインライン検出器を通過する。
【０００４】
高圧液体クロマトグラフィー溶媒供給システムが、実質的に大気圧から数万ポンド／スクウェアインチまたはそれより高い程度の圧力まで変動する選択された圧力で、単一成分の液体または液体の混合物を供給するために使用される。上記の圧力が、溶解された検体の分離を行うことができる固定相サポートの流体経路を通って移動相を強いて押し進めるのに必要となる。固定相サポートは、粒子のパックされたベッド、膜または膜の集合を含み、非常に小さく組み立てられた構造は固体のサポート、または開いたカラムまたは管の中にエッチングされた流体経路の配列を通常含むことができる。
【０００５】
液体クロマトグラフィーにおいて起こる分離プロセスは、注入された試料混合物の構成成分への分離をもたらすことができる。これら構成成分は、適切に離れたゾーンまたはバンドにカラムから溶離される。これらのバンドが検出器を通過するとき、それらの存在をモニタでき、検出器の出力が生成される。この出力は溶離バンド内部に、時間的に変化する電気信号によって表すことができ、「クロマトグラフィーピーク」の用語を生み出す検体濃度のパターンを含む。
【０００６】
所与の分析を標準分析と比較ができ、またはそれを信頼をもって結果のデータで較正できるように、クロマトグラフィーの実用性はラン毎の再現性に大きく依存している。知られているポンプ輸送システムは、劣った分離特性および劣ったラン毎の再現性をもたらす、いくつかの非理想的特徴を示す。
【０００７】
非理想的なポンプ特徴の中で、知られているポンプ輸送システムにおいて、溶媒成分の変動および／または体積流量の変動が一般に示される。現在の、また知られているＨＰＬＣポンプ輸送システムにおける、そのような体積流量の変動は、不利なことに、所与の検体に対して変動する保持時間を引き起こす。すなわち、検体が固定相内に留められる時間の量は、体積流量の望ましくない変動に応じて、望ましくなく変動をする。これは成分の保持の振る舞いから試料の識別を推論することを困難にする。溶媒成分を与えるように複数のポンプの出力が合計されるとき、体積流量の変動が溶媒成分の変動をもたらすことがあり得る。
【０００８】
現在の、また知られているＨＰＬＣポンプ輸送システムにおける溶媒成分の変動は不利なことに、システムの検体検出器と干渉を起こすことになり、あたかも試料の存在から起こったかのように検出される摂動をもたらす。実際には、干渉信号が生成される。この干渉信号は、検体に起因すると考えられる実際の信号と合計されて、未知の試料の量が溶離試料のピークの面積から計算されるとき、エラーを生み出す。
【０００９】
これらの高圧流体システムで使用される一般のバルブアセンブリは、厳しい公差および極限の動作状態の下で何百回もの一様な特性を必要とする。この摩耗は部品および全アセンブリの激しい摩耗をもたらし、結果の劣化を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記を考慮すると、ＨＰＬＣ溶媒供給システムに課された要求は厳しい。新しいＨＰＬＣポンプおよびバルブは、一般に、数ポンド／スクウェアインチから１００、０００ｐｓｉｇまでも変動する圧力で、溶媒を供給することが必要とされる。負荷の下でのシールの変形および完全なシール漏れを含めて、高められた圧力に対してクロマトグラフィー用の液体の供給に関連する問題および非理想的影響がある。ＨＰＬＣポンプは、正確に制御された流量で、滑らかに一様に移動相溶媒を排出することが期待されている。分離の間に、固定した溶媒成分がリアルタイムで混ぜられる勾配クロマトグラフィーの場合、移動相の成分ならびに流量が、供給の間に、精密にかつ正確に制御されなければならないというさらなる要求がある。しかし、システム動作圧力は分離の間で非常に大幅に変わり、構成する移動相溶媒の圧縮率も非常に異なり得る。さらに、連続供給ポンプ輸送システムは、ポンプ輸送およびバルブシステムに非常に大きな摩耗をもたらす。
【００１１】
高い精度でかつ最小の流体の乱れの高圧流体の制御に関連する大きな問題は、頑丈なバルブアセンブリを使用することによって最小限に抑えることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ピンバルブを収納するピンブロックと、ピンバルブと流体連通するための流体チャネルをもつ流体プレートと、流体プレートと流体連通するため、かつ流体構成要素と流体連通するためのフィッティングを収納するフィッティングブロックとを含むピンバルブアセンブリを含む。アセンブリは、フィッティングと整列している１つまたは複数のフィッティングポートと、ピンバルブと整列している１つまたは複数のピンバルブシートとをもつ。フィッティングポートを流体プレートの流体チャネルに組み込み、またはフィッティングブロックのフィッティングに組み込むことができる。同様に、ピンバルブシートを流体プレートの流体チャネルに組み込み、またはピンバルブ自体に組み込むことができる。
【００１３】
好ましくは、ピンブロックは、６つの軸方向に貫通したボアを備える実質的に円筒形のステンレス鋼のブロックである。ボアは平行、または互いにある角度をなしてもよい。互いに対してどのような角度であっても、ボアは、ピンバルブの遠位のピン端部を流体プレートと整列して置かねばならず、それによって流体チャネルと交差してピンバルブシートを置く。ピンバルブシートが、ピンバルブに組み込まれている場合、ピンバルブの配置は、シートがチャネルと交差するようにしなければならない。ピンバルブシートが流体プレートの流体チャネルに組み込まれている場合、ピンバルブは、延ばされたとき、ピンバルブシートの内部に置かれなければならない。
【００１４】
ピンブロックの６つボアは、６つのピンバルブを流体プレートに隣接させ、それと連通させる。好ましくは、流体プレートはステンレス鋼で、長手方向または高さ方向において、ピンブロックより著しく短い実質的に円筒形のプレートである。流体プレートはポリマで被覆されてもよい。あるいは、流体プレートは近位端および／または遠位端上に実質的に平らなポリマのシム（ｓｈｉｍ）をもつことができる。ポリマは、それだけには限らないが、過フッ化炭化水素または、より好ましくはテトラフルオロエチレンがよい。
【００１５】
好ましくは、プレートはピンブロックより直径においても小さく、ピンブロックの遠位端上の凹みの内部に部分的に嵌合するように形成される。流体プレートは、圧力下でその範囲全体にわたって流体試料を供給する流体チャネルをもつことができる。あるいは、流体プレートは、チャネル端部を備える１つまたは複数の分離したチャネルをもつことができる。
【００１６】
１つの実施形態では、ピンバルブシートは、その近位側で流体チャネルと交差し、したがってピンバルブがシート内に位置するとき、流体は特定のピンバルブを越えて流れることが実質的に妨げられ、したがってバルブは閉じられる。流体プレートの遠位側は、流体フィッティングおよび流体プレートのチャネルと連通するフィッティングポートによって交差される。しかし、別の実施形態では、ピンバルブシートおよびフィッティングポートが流体プレートの同じ側にあってもよい。
【００１７】
フィッティングブロックは流体プレートと流体連通を提供する位置に流体フィッティングを収納する。一般に、フィッティングは、試料シリンジ、ポンプシリンジ、ポンプ、クロマトグラフィーのカラム、試料ループの両端のためのものである。フィッティングブロックの近位端は、実質的に円筒形で、流体プレートに部分的に嵌合する凹みをもつことが好ましい。流体プレートをそれらの間の所定位置に保持しながら、フィッティングブロックがピンブロックに嵌合することも好ましい。ねじ、相補的なねじ切りまたは他の知られている手段がピンブロックとフィッティングブロックを一緒に保持することができる。
【００１８】
本発明の通常の動作では、ピンバルブは、ピンバルブシート上に置かれ、またはそれから持ち上げられるように作動して、流体試料が流体プレートのチャネルを通って流れるのを遮断し、またはそれを可能にする。各ピンバルブを、ピンバルブシート上に位置して下流位置からの流体の流れを実質的に遮断し、あるいはピンバルブシートからピンを取り除いて下流位置へ流体の流れを提供するように、ピンバルブを軸方向に移動させるための作動用手段を含む標準化されたハウジング内に収納することができる。あるいは、ピンバルブシートをピンバルブに組み込むことができ、それは同様に移動し動作することができる。ピンバルブの作動は、チャネルを通る流体の流れを実質的に遮断するために、ピンバルブおよびピンバルブシートを流体プレートの流体チャネル上に配置する。
【００１９】
ＨＰＬＣシステム用の注入バルブとして使用されるとき、本発明は、試料が流体プレートのフィッティングポートと連通した試料シリンジを通して導入される供給位置をもつ。２つのピンバルブがポンプとカラムの間の流体チャネルを閉じ、３番目がポンプシリンジと試料シリンジの間のチャネルを閉じる。したがって、ポンプシリンジが、試料ループにわたって試料に対し負の圧力を流体チャネル内に作り出すことができ、試料ループ内に試料を引き込むことを可能にする。注入位置では、２つのピンバルブが試料シリンジとポンプシリンジの間のチャネルを閉じるように作動され、３番目のピンバルブがポンプとカラムの間のチャネルを閉じる。この注入位置は、フィッティングポートによって、フィッティングポートに連通したカラムに、これも流体プレートに連通したポンプによって加えられた圧力で、ポンプが試料ループに含まれた試料を注入することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明のピンバルブアセンブリ５０の分解図を示す。ピンバルブアセンブリ５０はバルブピン６２が近位端でブロック６０内に挿入されて示されているピンブロック６０を含む。好ましくは、ピンブロック６０は図示されたように実質的に円筒形である。図２から最もよくわかるように、ピンブロック６０は、ピンバルブ６２を収納するために設けられた１つまたは複数のボア２００または通路を含む。これは本発明に不可欠ではないが、図３は各ボアへの入口がピンブロック６０の円周に沿って整列する好ましい実施形態を示す。ボア２００はピンブロック６０を通って軸方向に延び、したがってバルブピン６２の遠位端が好ましくは一般にピンブロック６０より小さい円周をもつ流体プレート６４に突き当たることを可能にする。バルブピン６２を流体プレート６４が実質的に所定の位置に保持されるようにボアに適合するハウジング内に置くことができる。モジュラの実施形態では、バルブピンハウジングおよびボアは、バルブピンをそのハウジング内で容易に取り外しでき、また他のバルブピンと交換できるように、解除可能に嵌合される。
【００２１】
ピンブロック６０は流体プレート６４の形状および大きさに適合する凹み部分６６をその遠位端にもつ。ピンブロック６０は、フィッティングブロック６８に取り付けるための相補的手段ももつ。好ましくは、ピンブロック６０および流体ブロック６８は、互いにねじ留めされ、図１の実施形態では、３つのねじ穴があり、そのうちの１つが図２の７０に部分的に見える。さらに、アラインメントピン７１および穴７２、７３が、流体プレート６４、ピンブロック６０およびフィッティングブロック６８が角度的に整列するように使用される。センタリングは、ピンブロック６０の凹み６６内への流体プレート６４の締りばめ（ｃｌｏｓｅ  ｆｉｔ）によって行われる。
【００２２】
流体プレート６４は、実質的に平らなプレートであり、その上に、流体チャネル５１０（図４に部分的に図示され、図５および９に概略的に図示されている）が配置される。流体チャネルは、単一の円周チャネルでも、または複数のチャネルでもよい。チャネル５１０は、チャネル５１０を流れる流体を遮断するためにシートにバルブピン６２を提供するように構成されたピンバルブシート５００によって交差される。これらのチャネル５１０を、ポンプやクロマトグラフィー分離カラムなどの外部流体構成要素に連通する流体フィッティングポート２１１によって交差された相互連結されたトラックを提供するために配置することができる。好ましくは、流体プレート６４の近位側はピンバルブシート５００をもち、一方、遠位側は流体チャネル５１０をもつ。
【００２３】
あるいは、流体プレートは、１つまたは複数の分離したチャネルをもつことができる。これらのチャネルも、流体フィッティングポートおよびピンバルブシートによって交差される。この実施形態では、ピンバルブシート５００の構造は、分離したチャネル間の流体連通を提供する。さらに説明されるように、図１０は分離したチャネルと連通する通路をもつピンバルブシートの１つの実施形態を示す。
【００２４】
フィッティングブロック６８は、流体プレート６４を備える流体フィッティング２１０を収納し整列させるフィッティングボア７４を含む。フィッティングボア７４は、流体フィッティング２１０に適合しフィッティングが流体プレート６４と流体連通できるように、フィッティングを実質的に所定の位置に保持するために提供される。好ましくは、流体フィッティング２１０は、試料シリンジおよびポンプシリンジ、試料ループの両端、ポンプおよびパックされたカラムなどの流体構成要素（図示せず）と連通する。あるいは、試料ループを流体プレート６４に直接組み込むことができ、チャネル５１０も同様である。
【００２５】
ピンブロックおよびフィッティングブロックは好ましくはステンレス鋼である。好ましくは、流体プレートは、テフロン（登録商標）などの過フッ化炭化水素ポリマで被覆され、または過フッ化炭化水素ポリマのシムで上張りされたステンレス鋼である。しかし、妥当な期間にわたる使用に耐えることができる任意の材料を使用することができる。他の可能性には、チタン、セラミック、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）および他の熱可塑性物質が含まれる。
【００２６】
図２は、組み立てられたピンブロック６０、流体プレート６４およびフィッティングブロック６８の断面図である。流体フィッティング２１０が、流体フィッティングポート２１１を通って流体プレート６４に連通して示されている。この１つの実施形態が図４に詳細に示されている。断面におけるピンボア２００は、シール２１２、シールロードスリーブ２１４、皿ばね２１６、ナットシール２１８、第２皿ばね２２０およびナット２２２を含むバブルピンを遠位端から近位端まで示す。
【００２７】
図５は、クロマトグラフィー応用のための流体プレート、流体チャネル５１０、フィッティングポート２１１、流体構成要素、ピンバルブ（１−６）およびピンバルブシート５００の概略図である。ピンバルブはそれぞれ、流体プレート６４のチャネル５１０を通る流体の流れを遮断するために、ピンバルブシート５００内に位置する。供給段階にあるとき、ピンバルブ４、２および６は閉じているが、ピンバルブ３、５および１は開いている。これは試料を試料ループに供給することを可能にし、かつ試料がカラムまたはポンプに通じるチャネルに入ることを防ぐ。注入段階にあるとき、ピンバルブ１、３および５は閉じているが、ピンバルブ６、２および４は開いている。これは試料をカラムに注入し処理することを可能にする。
【００２８】
ピンバルブアセンブリをモジュラ化するために、ピンバルブをカートリッジとして設計することができる。図６に示されるカートリッジ６００は、好ましくは成形ポリフェニレンサルファイド製の標準化されたハウジング６０２を含むが、材料は、本発明が一般にさらされる応力に適正に耐えることができる任意の知られている材料でよい。カートリッジの近位端では、ピンリフトアセンブリ６１０がピン６０４を伸長位置へ、または非伸長位置へ作動させるために使用される。伸長位置は、ハウジング６０２からピン６０４を伸ばし、ピンバルブシート内に位置することによって、下流位置への流体の流れを妨げる。非伸長位置は、流体の流れを下流位置に提供するために、ピンバルブシートから好ましくはハウジング６０２の中に引っ込められたピン６０４をもつ。ピン圧力、シール圧力およびピンリフトを、ハウジング６０２内に収納されたばねまたは知られている方法で制御することができる。知られている手段によるリフトアセンブリの回転が、伸長位置または非伸長位置にピン６０４を移動させるのに必要な力を提供する平衡点までばねを圧縮または復元させる。好ましくは、知られている方法を用いて加圧気体により空気式で、ピン６０４を作動することができ、または作動を助けることができる。
【００２９】
カートリッジ６００は、ピンリフトアセンブリのボアに嵌合するように構成される。カートリッジ６００をピンブロック内で方向付けるために、キーまたは他の知られている手段を使用することができる。このモジュラ設計は、ピンとハウジングを異なるばね張力の別のピンとハウジングに交換することによって、ピン圧力を調節することを可能にする。さらに、この実施形態を用いて、摩耗したバルブを簡単に交換することができる。モジュラカートリッジハウジング６００は、知られている手段で解除可能に嵌合されるようにピンブロック６０のボアによって補完される。
【００３０】
図７は本発明の単一ピンバルブの１つの実施形態の詳細分解図を提供する。この実施形態の遠位端には、２つのＰＥＥＫリングシール７１０で囲まれたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のリングシールがある。シールロードスリーブ７１２は、リングシールを遠位端に収納し、皿ばね７１４が位置する、より大きい円周を近位端にもつ。ピン７２０と一体式のロードリング７１８は、皿ばね７１４上にナットシール７１６を保持する。ピンは、より小さい円周部分７１７を遠位端にもつ。ピン７２０は、ロードリング７１８まで、シールナット７１６、皿ばね７１４、シールロードスリーブ７１２を通り抜ける。ピン７２０のより小さい円周部分７１７は、ピンバルブシート５００で流体プレートに衝突することができる最も遠位端でリングシール７１０を通り抜ける。ロードリング７１８の近位側には、軸方向の圧縮力を加えるために第２皿ばね７２２およびナット７２４がある。ピンの遠位端７１７は、ダイヤモンド様カーボン被覆をもつことができる。
【００３１】
図８はモジュラ、カートリッジ構成におけるピンバルブの１つの実施形態の詳細分解図である。ピン８００は、カートリッジハウジング６０２内部でリングシール８１０およびロードスリーブ８１２を通り抜ける。この実施形態では、バルブシート８０２は、流体プレート上に嵌合されずに、ピンバルブに嵌合される。
【００３２】
流体プレートの別の実施形態が図９に示される。ピンバルブシートがピンバルブに嵌合されて、流体プレート６４は、６つの分離したチャネル９００を含むことができる。ピンバルブシートを、２つのチャネル端部にわたって重なり合う位置に置くことができる。ピンバルブシート９１０は、図１０に詳細に示されるように、別々のチャネル端部に達するように与えられた角度の傾斜をもった２つの通路９１４、９１６を含む。引っ込められたとき、ピンは、通路９１４および９１６が連通することを可能にする。伸ばされたとき、ピンは、少なくとも１つの通路を実質的に遮断する。
【００３３】
したがって、本発明の装置および方法は多くの実用的な応用をもつことが容易に理解できるはずである。さらに、好ましい実施形態が図示され説明されたが、当分野の技術者には、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な修正形態を作ることができることが明らかであろう。そのような修正形態は添付の特許請求の範囲に含めて検討される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の１つの実施形態の部分分解図である。
【図２】本発明の１つの実施形態の断面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態の斜視図である。
【図４】本発明の１つの実施形態のフィッティングポート、チャネルおよびピンバルブシートの詳細断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態の概略図である。
【図６】本発明の１つの実施形態の平面図である。
【図７】本発明のピンバルブの１つの実施形態の分解図である。
【図８】本発明のピンバルブの別の実施形態の詳細分解図である。
【図９】本発明の流体プレートの１つの実施形態の平面図である。
【図１０】ピンバルブおよび流体チャネルの詳細断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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