(57)【要約】  静止部材、可動部材を有し、静止部材の表面が可動部材の表面とインタフェース接続し、さらに少なくとも１つのピン隔離弁を有する流通隔離弁。ピン隔離弁は、流通内部導管を有し、内部導管が、可動部材の少なくとも１つのブランク開口と、および可動部材の流通内部導管と流体連絡できるように移動可能である。移動は、回転、直線または曲線並進運動による。少なくとも１つのピン隔離弁が、通常は面シール弁のサンプルループと、または高圧液体を供給するポンプと、または高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁から液体を放出するカラムと、または直接的に面シール弁と流体結合される。
2007527491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通隔離弁であって、
静止部材と、
可動部材とを備え、前記静止部材の表面が、前記可動部材の表面とインタフェース接続し、前記流通隔離弁がさらに、
少なくとも１つのピン隔離弁を備え、
前記少なくとも１つのピン隔離弁が、流通内部導管を有し、
前記内部導管が、前記可動部材の少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、前記少なくとも１つのピン隔離弁が、可動状態で配置され、
前記ピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の流通導管と流体連絡可能であるように、前記少なくとも１つのピン隔離弁が、可動状態で配置される流通隔離弁。
【請求項２】
前記可動部材が、回転軸を中心に回転することによって移動する、請求項１に記載の流通隔離弁。
【請求項３】
前記可動部材が、直線並進および曲線並進のうち少なくとも一方によって移動する、請求項１に記載の流通隔離弁。
【請求項４】
前記少なくとも１つのピン隔離弁の１つが、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁のサンプルループと流体結合される、請求項１に記載の流通隔離弁。
【請求項５】
前記少なくとも１つのピン隔離弁の１つが、高圧液体を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁に供給するポンプと流体結合される、請求項１に記載の流通隔離弁。
【請求項６】
前記少なくとも１つのピン隔離弁の１つが、高圧液体を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁から放出するカラムと流体結合される、請求項１に記載の流通隔離弁。
【請求項７】
流通隔離弁であって、
前記流通隔離弁が、回転軸の周囲に配置され、前記流通隔離弁が、
前記回転軸の周囲に配置された少なくとも２つの対向する弁端部と、
前記弁端部の間に配置された回転子とを備え、前記回転子の回転軸は、前記流通隔離弁の回転軸と平行で、前記流通隔離弁の回転軸と一致する軸であり、前記回転子は、前記回転子の方向が、前記回転子の回転軸を中心とする回転によって変更できるように配置され、前記回転子が、
上に少なくとも第１および第２の開口を有する外面と、
それぞれ前記外面と交差する少なくとも２つの表面と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口とを有する流通導管と、
前記外面の前記第１の開口と一致する前記外面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第１の表面の開口を有する流通導管と、
前記外面の前記第２の開口と一致する前記外面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の開口を有する流通導管と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第１の表面の少なくとも１つのブランク開口と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の少なくとも１つのブランク開口と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第１の表面の前記開口を密封する第１の密封環と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の前記開口を密封する第２の密封環と、
内部導管を有する第１のピン隔離弁とを有し、
前記第１のピン隔離弁が、前記隔離弁の前記回転軸に沿って前記弁端部の一方を通って移動するように配置され、
前記内部導管が、前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第１の表面の前記少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、前記第１のピン隔離
弁が、可動状態で配置され、
前記内部導管が、前記外面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する前記流通内部導管と流体連絡可能であるように、前記第１のピン隔離弁が、可動状態で配置され、
前記回転子がさらに、
第２のピン隔離弁を有し、前記第２のピン隔離弁が、前記隔離弁の回転軸に沿って前記弁端部のうち別の端部を通して移動するように配置され、前記第２のピン隔離弁が、内部導管を含み、
前記内部導管が、前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の前記少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、前記第２のピン隔離弁が、可動状態で配置され、
前記第２のピン隔離弁内の内部導管が、前記外面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の開口を有する前記流通導管と流体連絡可能であるように、前記第２のピン隔離弁が、可動状態で配置される、流通隔離弁。
【請求項８】
前記回転子の回転軸が、前記回転子の中心線である、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項９】
前記流通隔離弁の回転軸が、前記流通隔離弁の中心線である、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項１０】
前記回転子がさらに、
外面および内面を有する回転子クランプを備え、内面が、前記回転子の外面の少なくとも一部を囲み、前記回転子がさらに、
前記回転子の外面の前記第１の開口と一致するように、前記回転子クランプを貫通する前記回転子クランプの外面の第１の開口と、
前記回転子の外面の前記第２の開口と一致するように、前記回転子クランプを貫通する前記回転子クランプの外面の第２の開口とを備える、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項１１】
さらに、（ａ）第３のピン隔離弁と、（ｂ）第４のピン隔離弁のうち少なくとも一つを備え、
前記第３のピン隔離弁が、内部導管を有し、前記第３のピン隔離弁の前記内部導管が、外面の開口、および前記回転子の外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口を有する前記流通導管の外面の前記開口と流体連絡すべく配置されるように、前記第３のピン隔離弁が、前記回転子クランプの前記外面の前記第１の開口内に配置され、
前記第４のピン隔離弁が、内部導管を有し、前記第４のピン隔離弁の前記内部導管が、外面の開口、および前記回転子の外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち前記第２の表面の開口を有する前記流通導管の外面の前記開口と流体連絡すべく配置されるように、前記第４のピン隔離弁が、前記回転子クランプの外面の前記第２の開口内に配置される、請求項１０に記載の流通隔離弁。
【請求項１２】
前記回転子クランプがさらに、前記回転子の回転軸を中心に回転するように、前記回転子を駆動する駆動手段を備える、請求項１０に記載の流通隔離弁。
【請求項１３】
前記回転子クランプ駆動手段が、ギア駆動オペレータを備える、請求項１２に記載の流通隔離弁。
【請求項１４】
前記回転子クランプ駆動手段が、ハンドルオペレータを備える、請求項１２に記載の流通隔離弁。
【請求項１５】
前記弁端部の少なくとも１つが、
少なくとも１つのピン隔離弁を囲む固定子を備え、前記固定子が、前記回転子に隣接し、前記弁端部の少なくとも１つがさらに、
前記固定子内に囲まれ、かつ前記少なくとも１つのピン隔離弁を密封するために、前記少なくとも１つのピン隔離弁を囲む密封層と、
皿ばねワッシャと、
皿ばねと、
負荷ワッシャと、
球形ナットとを備え、
前記皿ばねワッシャ、前記皿ばね、前記負荷ワッシャ、および前記球形ナットが、前記ピン隔離弁を囲む前記密封層を密封するために軸力を加えるように軸方向に配置構成される、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項１６】
前記密封層が、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）およびＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の少なくとも１つで構成される、請求項１５に記載の流通隔離弁。
【請求項１７】
前記回転子が、ＰＥＥＫ混合物で構成される、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項１８】
前記回転子クランプが、ステンレス鋼で構成される、請求項８に記載の流通隔離弁。
【請求項１９】
前記ステンレス鋼が、タイプ３１６のステンレス鋼である、請求項１８に記載の流通隔離弁。
【請求項２０】
前記第１および第２のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）の面密封弁のサンプルループに流体結合される、請求項７に記載の流通隔離弁。
【請求項２１】
前記第３および第４のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁に高圧液体を供給するポンプに流体結合される、請求項１１に記載の流通隔離弁。
【請求項２２】
前記第３および第４のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁から放出するカラムと流体結合する、請求項１１に記載の流通隔離弁。
【請求項２３】
流通隔離弁の回転子であって、
前記流通隔離弁が回転軸の周囲に配置され、前記流通隔離弁が、
前記回転軸の周囲に配置された少なくとも２つの対向する弁端部を備え、
前記回転子が、前記弁端部の間に配置され、前記回転子の回転軸が、前記流通隔離弁の回転軸とほぼ平行で、前記流通隔離弁の回転軸と一致し、前記回転子は、前記回転子の方向を前記回転子の回転軸を中心とする回転によって変更できるように配置され、前記回転子が、
外面と、
それぞれ前記外面と交差する少なくとも２つの表面と、
前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口、および前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口とを有する流通導管と、
（ａ）前記外面の前記第１の開口と一致する前記外面の開口、および前記外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口を有する流通導管、および
（ｂ）外面の前記第２の開口と一致する外面の開口、および前記外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する流通導管のうち少なくとも１つとを有する、回転子。
【請求項２４】
さらに、外面上に少なくとも１つのブランク開口を備える、請求項２３に記載の回転子。
【請求項２５】
さらに、前記外面と交差する前記少なくとも２つの表面のうち第１および第２の表面の少なくとも一方の前記開口を密封する密封環を備える、請求項２３に記載の回転子。
【請求項２６】
外面および内面を有する回転子クランプをさらに備え、内面が、前記回転子の外面の少なくとも一部を囲み、
前記回転子の外面の第１および第２の開口のうち前記少なくとも１つと一致するように、前記回転子クランプを貫通する前記回転子クランプの外面の開口をさらに備える、請求項２３に記載の回転子。
【請求項２７】
前記回転子が、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）混合物で構成される、請求項２３に記載の回転子。
【請求項２８】
流通隔離弁であって、
静止部材と、
可動部材とを備え、
前記静止部材および可動部材は、表面でインタフェース接続し、前記可動部材は、前記表面に沿って摺動するように配置され、前記流通隔離弁がさらに、
前記静止部材と前記可動部材の間に配置された室を備え、前記室は、表面によって境界を区切られ、
前記可動部材が、前記室とインタフェース接続する開口、および前記室とインタフェース接続しない前記可動部材の表面の開口を有する第１の流通導管を有し、
前記可動部材が、前記室とインタフェース接続する開口、および前記室とインタフェース接続しない前記可動部材の表面の開口を有する第２の流通導管を有し、前記流通隔離弁がさらに、
前記室と境界を接する前記表面の第１のブランク開口と、
前記室と境界を接する前記表面の第２のブランク開口とを備える、流通隔離弁。
【請求項２９】
内部導管を有する第１のピン隔離弁をさらに備え、前記第１のピン隔離弁が、前記室とインタフェース接続しない前記可動部材の表面の前記第１の流通導管の前記開口内に配置され、前記第１のピン隔離弁の前記内部導管が、前記第１の流通導管と流体連絡することができ、
内部導管を有する第２ピン隔離弁をさらに備え、前記第２のピン隔離弁が、前記室とインタフェース接続しない前記可動部材の表面の前記第２の流通導管の前記開口内に配置され、前記第２のピン隔離弁の前記内部導管が、前記第２の流通導管と流体連絡することができる、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項３０】
さらに、（ａ）第３のピン隔離弁と、（ｂ）第４のピン隔離弁のうち少なくとも１つを備え
前記第３のピン隔離弁が、内部導管を有し、
前記第３のピン隔離弁は、前記第３のピン隔離弁の前記内部導管が、前記室とインタフェース接続する前記開口、および前記室とインタフェース接続しない前記静止部材の表面の開口と流体連絡すべく可動状態で配置されるように、前記室とインタフェース接続する前記静止部材内の開口内に配置され、
前記第３のピン隔離弁の前記内部導管が、前記室と境界を接する前記表面の前記第１のブランク開口と流体連絡すべく、可動状態で配置され、
前記第４のピン隔離弁が、内部導管を有し、
前記第４のピン隔離弁は、前記第４のピン隔離弁の前記内部導管が、前記室とインタフェース接続する前記開口、および前記室とインタフェース接続しない前記静止部材の表面の開口と流体連絡すべく可動状態で配置されるように、前記室とインタフェース接続する前記静止部材内の開口内に配置され、
前記第４のピン隔離弁の前記内部導管が、前記室と境界を接する前記表面の前記第２のブランク開口と流体連絡すべく、可動状態で配置される、請求項２９に記載の流通隔離弁。
【請求項３１】
さらに、前記静止部材および前記可動部材を囲むハウジングを備える、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項３２】
さらに、前記静止部材および前記可動部材ならびに前記ピン隔離弁の少なくとも１つを囲むハウジングを備え、前記少なくとも１つのピン隔離弁の前記内部導管が、前記ハウジングを貫通する導管と流体結合される、請求項３０に記載の流通隔離弁。
【請求項３３】
前記可動部材が、電気リニアモータによって移動する、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項３４】
前記第１および第２のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁のサンプルループと流体結合される、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項３５】
前記第３および第４のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁に供給するポンプと流体結合される、請求項３０に記載の流通隔離弁。
【請求項３６】
前記第３および第４のピン隔離弁のいずれかが、高圧液体を高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁から放出するカラムと流体結合される、請求項３０に記載の流通隔離弁。
【請求項３７】
前記ハウジングが、大気圧より高い圧力を維持することができる、請求項３１に記載の流通隔離弁。
【請求項３８】
前記ハウジングが、大気圧より高い圧力を維持することができる、請求項３２に記載の流通隔離弁。
【請求項３９】
前記可動部材が、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）混合物で構成される、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項４０】
前記静止部材と前記可動部材の間の前記インタフェース表面が、少なくとも１つのリップシールによって密封される、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項４１】
前記第３および第４のピン隔離弁の前記開口の少なくとも１つが、リップシールによって密封される、請求項３０に記載の流通隔離弁。
【請求項４２】
前記リップシールが、自動付勢式である、請求項４０に記載の流通隔離弁。
【請求項４３】
前記リップシールが、自動付勢式である、請求項４１に記載の流通隔離弁。
【請求項４４】
前記可動部材が、（ａ）金属、（ｂ）ポリマー、および（ｃ）サファイアのうち少なくとも１つで構成される、請求項２８に記載の流通隔離弁。
【請求項４５】
流通隔離弁の操作方法であって、流通隔離弁が、可動部材を備え、
前記可動部材が、
第１および第２のピン隔離弁の内部導管とインタフェース接続する第１および第２の導管を有し、
前記導管が、前記可動部材の表面に対して開口し、前記可動部材がさらに、
前記第１および第２のピン隔離弁の前記内部導管とインタフェース接続する第１および第２のブランク開口を有し、
（Ａ）（ａ）流体の流れを提供する前記第１のピン隔離弁が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続し、および（ｂ）前記流体の流れを排出する前記第２のピン隔離弁が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続することのうち、少なくとも一方であるように、弁は、流れを隔離する初期位置にあり、
前記流通隔離弁の操作方法は、
（Ｉ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１のブランク開口から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第１の導管とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＩ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第２のピン隔離弁を前記第２ブランク開口から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第２導管とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（Ｂ）（ａ）流体の流れを提供する前記第１のピン隔離弁が、前記第１の導管とインタフェース接続し、および（ｂ）前記流体の流れを排出する前記第２のピン隔離弁が、前記第２の導管とインタフェース接続することのうち少なくとも一方であるように、弁が、流れのスループットの初期位置にあり、
前記流通隔離弁の操作方法は、
（ＩＩＩ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１の導管から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＶ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第２のピン隔離弁を前記第２の導管から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって動作させるステップとを含む方法。
【請求項４６】
前記流通隔離弁が、流体の流れを高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムに供給し、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムが、
前記流通隔離弁と、
面シール弁とを備え、前記面シール弁が、
高圧流体を受け取る第１のポートと、
前記第１のポートおよびサンプルループの入口端のうち少なくとも一方と流体結合可能である第２のポートと、
サンプル供給部と、前記サンプルループの前記入口端およびサンプルを吸引するためにシリンジに流体結合可能な第４のポートのうち少なくとも１つとに流体結合可能な第３のポートと、
前記第４のポートおよび前記サンプルループの出口端のうち少なくとも一方と、高圧流体を排出するための第６のポートとに流体結合可能な第５のポートとを備え、
前記流通隔離弁が、前記第１のポートと前記第１の導管を結合する第１の導管によって、および前記第６のポートと前記第２の導管を結合する前記第２の導管によって前記面シール弁に流体結合され、
流通隔離弁の操作方法はさらに、
（Ａ’）前記流通隔離弁が、流れを隔離する初期位置にある負荷段階中では、
（１’）前記第２のポートを前記第３のポートに結合するステップと、
（２’）前記第５のポートを前記第４のポートに結合するステップと、
（３’）シリンジを操作することによって、サンプル液体を前記サンプルループ内に吸引するステップとを含み、
（Ｂ’）前記流通隔離弁が、流れを隔離する初期位置に留まる遷移段階では、
（１’）高圧液体を受け取るために、前記第２のポートの結合を前記第３のポートから前記第１のポートへと移すステップと、
（２’）高圧液体を放出するために、前記第５のポートの結合を前記第４のポートから前記第６のポートへと移すステップとを含み、
（Ｃ’）前記面シール弁が、前記サンプルループを通る流れのスループットの位置にある注入段階では、
（Ｉ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１のブランク開口から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第１の導管とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＩ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第２のピン隔離弁を前記第２のブランク開口から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第２の導管とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含む、請求項４５に記載の流通隔離弁の操作方法。
【請求項４７】
前記面シール弁が、前記サンプルループを通る流れのスループットの位置にある注入段階（Ｃ’）の後に、流通隔離弁の操作方法がさらに、
（Ｂ）（ａ）流体の流れを提供する前記第１のピン隔離弁が、前記第１の導管とインタフェース接続する、および（ｂ）前記流体の流れを排出する前記第２のピン隔離弁が、前記第２の導管とインタフェース接続することのうち少なくとも一方であるように、流通隔離弁が、流れのスループットの初期位置では、
（ＩＩＩ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１の導管から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＶ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）前記第２のピン隔離弁を前記第２の導管から離して移動させるステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、
（３）前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させるステップとを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記面シール弁が、前記サンプルループを通る流れのスループットの位置にある遷移段階（Ｂ’）の後に、流通隔離弁の操作方法がさらに、
（１”）前記第５のポートの結合を前記第６のポートから前記第４のポートへと移すステップと、
（２”）前記第２のポートの結合を前記第１のポートから前記第３のポートへと移すステップとを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
さらに、（３”）シリンジを操作することによって、サンプル液体を前記サンプルループ内に吸引するステップを含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
弁が、流れの隔離の初期位置にある前記ステップ（Ａ）で、
（Ｉ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続する場合、および（ＩＩ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続する場合に、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１のブランク開口から離して移動させることと、前記第２のピン隔離弁を前記第２のブランク開口から離して移動させることとを、同時に実行するステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、それによって、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第１の導管とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させることと、
前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記可動部材の表面へと開口する前記第２の導管とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させることとを同時に実行するステップとを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
弁が、流れのスループットの初期位置にある前記ステップ（Ｂ）で、
（ＩＩＩ）前記第１のピン隔離弁が、前記第１の導管とインタフェース接続する場合、および（ＩＶ）前記第２のピン隔離弁が、前記第２の導管とインタフェース接続する場合に、さらに、
（１）前記第１のピン隔離弁を前記第１の導管から離して移動させることと、前記第２のピン隔離弁を前記第２導管から離して移動させることとを、同時に実行するステップと、
（２）前記可動部材を移動させるステップと、それによって、
（３）前記第１のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第１のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第１のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させることと、前記第２のピン隔離弁内の前記内部導管が、前記第２のブランク開口とインタフェース接続するように、前記第２のピン隔離弁を前記可動部材に向かって移動させることとを、同時に実行するステップとを含む、請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年３月５日に出願の米国仮特許出願第６０／５５０，９２３号に対する優先権を主張する。その出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概ね高圧流体の分野に関し、特に流体源からの流れを中断せずに、代替流路の導入を可能にする隔離弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
面シール弁とも呼ばれ、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）で使用される従来の６ポート面剪断弁は、サンプルとインタフェース接続するポート、シリンジ、ポンプ、カラム、およびサンプルループの２つの端部を提供する。このような面シール弁は、一方のポートから別のポートへと切り替わるために回転しなければならない。高圧下で面シールが回転すると、本質的にプラスチックの対合面に損傷を引き起こす。なぜなら流体ポート開口が、回転子表面に対して摺動しなければならず、回転子材料に疲労を引き起こすからである。その結果、面シール弁の寿命が短縮される。
【０００４】
必要とされるのは、高圧下で切り換え、または回転する必要がないように、面シール弁を保護する中間隔離弁である。隔離弁は、切り換え中に流れの停止を引き起こしてはならず、したがってほぼ均一で中断しない流体導入流路を提供しなければならない。
【０００５】
以上およびその他の問題に対処するために、本発明は、ＨＰＬＣ用途での使用に特に適切な、高圧流体の流通高圧隔離弁について説明する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転子材料の疲労を引き起こす回転子表面に対する流体ポート開口の摺動がないので、高圧で面剪断弁に本質的な面損傷を最小限に抑えることが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
より高いクロマトグラフィ圧力（＞１５，０００ｐｓｉｇまたは１００ＭＰａ）では、高圧で切り換え（回転し）なくて済むように、流通隔離弁を使用して、従来の「流通隔離」注入弁を保護することができる。
【０００８】
本発明の特定の態様では、本発明は、流通隔離弁に向けられ、流通隔離弁は、静止部材と、可動部材とを備え、静止部材の表面は、可動部材の表面とインタフェース接続し、流通隔離弁はさらに、少なくとも１つのピン隔離弁を備える。少なくとも１つのピン隔離弁は、流通内部導管を有し、内部導管が可動部材の少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、可動状態で配置され、かつピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の流通導管と流体連絡可能であるように、可動状態で配置される。可動部材は、回転軸を中心に回転することによって、または直線並進および曲線並進運動のうち少なくとも一方によって移動する。少なくとも１つのピン隔離弁は、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムの面シール弁のサンプルループと流体結合されることができるか、高圧液体をＨＰＬＣシステムの面シール弁に供給するポンプと流体結合されることができるか、または高圧液体をＨＰＬＣシステムの面シール弁から放出するカラムに流体結合されることができる。
【０００９】
本発明の特定の態様では、本発明は、流通隔離弁に向けられ、流通隔離弁は、回転軸の周囲に配置され、回転軸の周囲に配置された少なくとも２つの対向する弁端部と、弁端部の間に配置された回転子とを備え、回転子の回転軸は、ほぼ隔離弁の回転軸と平行で、隔離弁の回転軸と一致する軸であり、回転子は、回転子の方向を回転子の回転軸を中心とする回転によって変更できるように配置される。回転子は、上に少なくとも第１および第２の開口を有する外面と、それぞれ外面と交差する少なくとも２つの表面とを有する。第１の流通導管は、外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口と、外面の第１の開口と一致する外面の開口、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口を有する。第２の流通導管は、外面の第２の開口と一致する外面の開口、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する。外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の少なくとも１つのブランク開口、外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の少なくとも１つのブランク開口があり、外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口を密封する第１の密封環、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を密封する第２の密封環がある。流通隔離弁は、内部導管を有する第１のピン隔離弁も有し、第１のピン隔離弁は、隔離弁の回転軸に沿って弁端部の一方を通して移動するように配置され、内部導管が、外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、可動状態で配置され、内部導管が、外面の開口、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する流通導管と流体連絡可能であるように、可動状態で配置される。流通隔離弁は、第２のピン隔離弁も含み、第２のピン隔離弁は、隔離弁の回転軸に沿って弁端部のうち別の端部を通して移動するように配置され、ピン隔離弁は、内部導管を含み、内部導管が、外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の少なくとも１つのブランク開口と流体連絡可能であるように、可動状態で配置され、第２のピン隔離弁内の内部導管が、外面の開口、および外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する流通導管と流体連絡可能であるように、可動状態で配置される。
【００１０】
回転子の回転軸は、回転子の中心線でよく、隔離弁の回転軸は、隔離弁の中心線でよい。回転子はさらに、外面および内面を有する回転子クランプを備え、内面は、回転子の外面の少なくとも一部を囲み、回転子はさらに、回転子の外面の第１の開口と一致するように、回転子クランプを貫通する回転子クランプの外面の第１の開口と、回転子の外面の第２の開口と一致するように、回転子クランプを貫通する回転子クランプの外面の第２の開口とを備える。流通隔離弁はさらに、（ａ）第３のピン隔離弁と、（ｂ）第４のピン隔離弁のうち少なくとも一つを備えることができる。第３のピン隔離弁は、内部導管を有し、第３のピン隔離弁の内部導管が、外面の開口、および回転子の外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第１の表面の開口を有する流通導管の外面の開口と流体連絡すべく配置されるように、回転子クランプの外面の第１の開口内に配置される。第４のピン隔離弁は、内部導管を有し、第４のピン隔離弁の内部導管が、外面の開口、および回転子の外面と交差する少なくとも２つの表面のうち第２の表面の開口を有する流通導管の外面の開口と流体連絡すべく配置されるように、回転子クランプの外面の第２の開口内に配置される。
【００１１】
回転子クランプはさらに、回転子の回転軸を中心に回転するように、回転子を駆動する駆動手段を備える。駆動手段は、ギア駆動オペレータまたはハンドルオペレータを備えることができる。弁端部の少なくとも１つは、通常、少なくとも１つのピン隔離弁を囲む固定子を備え、固定子は回転子に隣接し、弁端部の少なくとも１つはさらに、固定子内に囲まれ、かつ少なくとも１つのピン隔離弁を密封するために、少なくとも１つのピン隔離弁を囲む密封層と、皿ばねワッシャと、皿ばねと、負荷ワッシャと、球形ナットとを備え、皿ばねワッシャ、皿ばね、負荷ワッシャ、および球形ナットは、ピン隔離弁を囲む密封層を密封するために軸力を加えるように軸方向に配置構成される。
【００１２】
代替実施形態では、流通隔離弁は、静止部材および可動部材を備える。静止部材および可動部材は、表面でインタフェース接続し、可動部材は、表面に沿って摺動するように配置され、静止部材と可動部材の間に室が配置される。室は、表面によって境界を区切られ、可動部材は、室とインタフェース接続する開口、および室とインタフェース接続しない可動部材の表面の開口を有する第１の流通導管と、室とインタフェース接続する開口、および室とインタフェース接続しない可動部材の表面の開口を有する第２の流通導管とを有し、表面の第１のブランク開口が、室と境界を接し、表面の第２のブランク開口が、室と境界を接する。流通隔離弁はさらに、内部導管を有する第１のピン隔離弁を備えることができ、第１のピン隔離弁は、室とインタフェース接続しない可動部材の表面の第１の流通導管の開口内に配置され、第１のピン隔離弁の内部導管は、第１の流通導管と流体連絡するものであり、流通隔離弁はさらに、内部導管を有する第２のピン隔離弁を備えることができ、第２のピン隔離弁は、室とインタフェース接続しない可動部材の表面の第２の流通導管の開口内に配置され、第２のピン隔離弁の内部導管は、第２の流通導管と流体連絡するものである。
【００１３】
流通隔離弁はさらに、（ａ）第３のピン隔離弁と、（ｂ）第４のピン隔離弁のうち少なくとも１つを備えることができる。第３のピン隔離弁は、内部導管を有し、第３のピン隔離弁の内部導管が、室とインタフェース接続する開口、および室とインタフェース接続しない静止部材の表面の開口と流体連絡すべく可動状態で配置されるように、室とインタフェース接続する静止部材内の開口内に配置され、内部導管は、室と境界を接する表面の第１のブランク開口と流体連絡すべく、可動状態で配置される。第４のピン隔離弁は、内部導管を有し、第４のピン隔離弁の内部導管が、室とインタフェース接続する開口、および室とインタフェース接続しない静止部材の表面の開口と流体連絡すべく可動状態で配置されるように、室とインタフェース接続する静止部材内の開口内に配置され、第４のピン隔離弁の内部導管は、室と境界を接する表面の第２のブランク開口と流体連絡すべく、可動状態で配置される。流通隔離弁はさらに、静止部材および可動部材を囲むハウジング、または静止部材および可動部材および少なくとも１つのピン隔離弁を囲むハウジングを備えてよく、少なくとも１つのピン隔離弁の内部導管は、ハウジングを貫通する導管に流体結合される。第３および第４のピン隔離弁の開口の少なくとも１つは、リップシールによって密封される。リップシールは、自動付勢式であることが好ましい。可動部材は、（ａ）金属、（ｂ）ポリマー、および（ｃ）サファイアのうち少なくとも１つで構成される。
【００１４】
流通隔離弁の操作方法において、流通隔離弁は、可動部材を備え、可動部材は、第１および第２のピン隔離弁の内部導管とインタフェース接続する第１および第２の導管を有する。内部導管は、可動部材の表面に対して開口し、第１および第２のピン隔離弁の内部導管とインタフェース接続する第１および第２のブランク開口があり、
（Ａ）（ａ）流体の流れを提供する第１のピン隔離弁が、第１のブランク開口とインタフェース接続する、および（ｂ）流体の流れを排出する第２のピン隔離弁が、第２のブランク開口とインタフェース接続することのうち、少なくとも一方であるように、弁は、流れを隔離する初期位置にあり、方法は、
（Ｉ）第１のピン隔離弁が、第１のブランク開口とインタフェース接続する場合は、（１）前記第１のピン隔離弁を第１のブランク開口から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第１の導管とインタフェースをとるように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＩ）第２のピン隔離弁が、第２のブランク開口とインタフェース接続する場合は、（１）第２のピン隔離弁を第２のブランク開口から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第２のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第２の導管とインタフェース接続するように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（Ｂ）（ａ）流体の流れを提供する第１のピン隔離弁が、第１の導管とインタフェース接続し、および（ｂ）流体の流れを排出する第２のピン隔離弁が、第２の導管とインタフェース接続することのうち少なくとも一方であるように、弁は、流れのスループットの初期位置にあり、方法は、
（ＩＩＩ）前記第１のピン隔離弁が、第１の導管とインタフェースをとる場合は、（１）第１のピン隔離弁を第１の導管から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、第１のブランク開口とインタフェースをとるように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＶ）第２のピン隔離弁が、第２の導管とインタフェース接続する場合は、（１）第２のピン隔離弁を第２の導管から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第２のピン隔離弁内の内部導管が、第２のブランク開口とインタフェース接続するように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含む。
【００１５】
この方法は、流通隔離弁が、流体の流れを高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムに供給する場合に適用することができ、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムは、流通隔離弁および面シール弁を備え、第１のシール弁は、高圧流体を受け取る第１のポートと、第１のポートおよびサンプルループの入口端のうち少なくとも一方と流体結合可能である第２のポートと、サンプル供給部、およびサンプルループの入口端およびサンプルを吸引するためにシリンジに流体結合可能な第４のポートのうち少なくとも一方とに流体結合可能な第３のポートと、高圧流体を排出するために、第４のポートおよびサンプルループの出口端のうち少なくとも一方と、および第６のポートとに流体結合可能な第５のポートとを有し、流通隔離弁は、第１のポートと第１の導管を結合する第１の導管によって、および第６のポートと第２の導管を結合する第２の導管によって、面シール弁に流体結合され、方法はさらに、
（Ａ’）流通隔離弁が、流れを隔離する初期位置にある負荷段階中は、
（１’）第２のポートを第３のポートに結合するステップと、（２’）第５のポートを第４のポートに結合するステップと、（３’）シリンジを操作することによって、サンプル液体をサンプルループ内に吸引するステップとを含み、
（Ｂ’）流通隔離弁が、流れを隔離する初期位置に留まる遷移段階では、方法はさらに、  （１’）高圧液体を受け取るために、第２のポートの結合を第３のポートから第１のポートへと移すステップと、（２’）高圧液体を放出するために、第５のポートの結合を第４のポートから第６のポートへと移すステップとを含み、
（Ｃ’）面シール弁が、サンプルループを通る流れのスループットの位置にある注入段階では、
（Ｉ）第１のピン隔離弁が、第１のブランク開口とインタフェース接続する場合は、方法がさらに、
（１）第１のピン隔離弁を第１のブランク開口から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第１の導管とインタフェース接続するように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＩ）第２のピン隔離弁が、第２のブランク開口とインタフェース接続する場合は、
（１）第２のピン隔離弁を第２のブランク開口から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第２のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第２の導管とインタフェース接続するように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含む。
【００１６】
面シール弁が、サンプルループを通る流れのスループットの位置にある注入段階（Ｃ’）の後に、方法はさらに、
（Ｂ）（ａ）流体の流れを提供する第１のピン隔離弁が、第１の導管とインタフェース接続し、および（ｂ）流体の流れを排出する第２のピン隔離弁が、第２の導管とインタフェース接続することのうち少なくとも一方であるように、流通隔離弁が流れのスループットの初期位置では、
（ＩＩＩ）第１のピン隔離弁が、第１の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）第１のピン隔離弁を第１の導管から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、第１のブランク開口とインタフェース接続するように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含み、
（ＩＶ）第２のピン隔離弁が、第２の導管とインタフェース接続する場合は、
（１）第２のピン隔離弁を第２の導管から離して移動させるステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、（３）第２のピン隔離弁内の内部導管が、第２のブランク開口とインタフェース接続ように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させるステップとを含むことができる。
【００１７】
面シール弁が、サンプルループを通る流れのスループットの位置にある遷移段階（Ｂ’）の後に、方法はさらに、
（１”）第５のポートの結合を第６のポートから第４のポートへと移すステップと、（２”）第２のポートの結合を第１のポートから第３のポートへと移すステップと、（３”）シリンジを操作することによって、サンプル液体をサンプルループ内に吸引するステップとを含むことができる。方法はさらに、
弁が、流れの隔離の初期位置にあるステップ（Ａ）で、（Ｉ）第１のピン隔離弁が、第１のブランク開口とインタフェース接続する場合、および（ＩＩ）第２のピン隔離弁が、第２のブランク開口とインタフェース接続する場合に、（１）第１のピン隔離弁を第１のブランク開口から離して移動させることと、第２のピン隔離弁を第２のブランク開口から離して移動させることとを同時に実行するステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、それによって（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第１の導管とインタフェース接続するように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させることと、第２のピン隔離弁内の内部導管が、可動部材の表面へと開口する第２の導管とインタフェース接続するように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させることとを、同時に実行するステップとを含むことができる。方法はさらに、弁が、流れのスループットの初期位置にあるステップ（Ｂ）で、（ＩＩＩ）第１のピン隔離弁が、第１の導管とインタフェース接続する場合、および（ＩＶ）第２のピン隔離弁が、第２の導管とインタフェース接続する場合に、（１）第１のピン隔離弁を第１の導管から離して移動させることと、第２のピン隔離弁を第２の導管から離して移動させることとを、同時に実行するステップと、（２）可動部材を移動させるステップと、それによって（３）第１のピン隔離弁内の内部導管が、第１のブランク開口とインタフェース接続するように、第１のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させることと、第２のピン隔離弁内の内部導管が、第２のブランク開口とインタフェース接続をするように、第２のピン隔離弁を可動部材に向かって移動させることとを、同時に実行するステップとを含むことができる。
【００１８】
本発明のこれらおよびその他の特徴、利点、および長所は、以下の文章および図面を参照することによって明白になり、同様の参照符号は、図面を通して同様の構造を指す。
【００１９】
本出願は、参照により同時に出願した同時係属仮出願（Ａｔｔｏｒｎｅｙ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．ＷＡＡ−３５９）を組み込む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、高圧流体システム、特に高圧液体クロマトグラフィで従来使用されている面剪断弁で生じるような一時的遮断がない状態で、別の流路へと切り換えることができ、高圧流体システムで使用する隔離弁および回転子について記載する。弁および回転子は、流体の流れを中断せずに、面剪断弁からカラムへの高圧注入を可能にする。サンプル流体注入回路は、ＨＰＬＣシステムの残りの部分から隔離されることができる。隔離弁は、自身を通るボアを有するハウジング、およびボア内で回転可能な円筒形回転子を含む。
【００２１】
ボア壁は、軸方向に隔置された２つの穴を含む。第１の穴は、サンプル注入器または弁への入力部として働き、第２の穴はサンプル注入器または弁からの出口として働く。回転子は、流体をポンプから送出する第１の端、および流体をサンプル回路から受け取る第２の端を含む。
【００２２】
回転子の外面には、ポンプから流体を受け取る第１のポートがあり、第１のポートは、ポンプから流体を送出するために第１の端に流体結合され、さらにサンプル回路から受け取った流体をＨＰＬＣカラムに送出する第２のポートがあり、第２のポートは、サンプル回路から流体を受け取るために第２の端に流体結合される。回転子は、回転子が流体流位置に位置決めされている場合に、ハウジングの第１および第２のポートと位置合わせされ、軸方向に隔置された１対のポートも含む。ポートは、回転子の外面上で相互から約９０°の角度だけずれていることが好ましいが、ポートは、相互に隣接するように位置合わせしてもよい。
【００２３】
通常は直角であるボアは、回転子内で第１の端と、回転子の軸方向に隔置されたポート対のうち第１のポートとの間に延在し、通常は直角である別のボアは、回転子内で、第２の端と、回転子の軸方向に隔置されたポート対のうち第２のポートとの間に延在する。回転子の第１の端および第２の端の両方にそれぞれ、軸方向に隔置されたポートの対に対して４５°角度で位置決めすることが好ましい、軸方向に隔置された流体止めポートをさらに設ける。
【００２４】
回転子が流体流位置にある場合、流体は、ポンプから隔離弁を通り、サンプル注入器回路へと流れ、弁の別の部分を通って戻り、次にカラムへと流れる。回転子を好ましくは９０°回転することにより、流体止めポートは、流体の流れを防止し、サンプル回路をＨＰＬＣシステムの残りの部分から隔離する。
【００２５】
特に図１Ａでは、従来の面シール弁１０は、６つのポート１、２、３、４、５、および６を有する。図示のように、ポート１は、高圧ポンプ（図示せず）から供給され、ポート２は、サンプルループ２０の一方端とインタフェース接続し、ループ２０の他方端は、ポート５とインタフェース接続する。ポート３は、サンプル供給管２４とインタフェース接続し、ポート４は、シリンジ管２６とインタフェース接続する。ポート６は、ＨＰＬＣ毛管カラム（図示せず）に結合される。面シール弁１０は、時計回りまたは反時計回りに回転して、当業者に知られているように隣接するポート接続部間で切り換える。図１Ａでは、面シール弁１０が負荷位置にある。というのは、サンプル供給管２４が、ポート２を通してループ２０の一方端と流体結合されたポート３を通してインタフェース位置にあるからである。ループ２０の他方端は、ポート５およびポート４を通してシリンジ２６に流体結合される。
【００２６】
流通隔離弁１００の本発明の部分的実施形態では、負荷段階中に、ループ２０は、別の方法で導管配管３２からポート１へと流れる高圧流体から切り離される。導管配管３２は、少なくとも隔離弁のピン５６内で内部導管５８とインタフェース接続する一方端４２に沿って、可撓性であることが好ましい。結合部６２が、可撓管４２を隔離弁ピン５６に結合する。負荷段階中に、隔離弁ピン５６は、回転子５０の側部にあるブランクポート８８とインタフェース接続するように位置決めされる。回転子５０は、中心線の回転軸１００ＣＬを有する。サンプル流体が、内部導管３８によって高圧ポンプ（図示せず）から継ぎ手３４を通って提供される。継ぎ手３４は、ポート５２で回転子５０と直接接触する。負荷段階中に、内部導管３８は、高圧流体を回転子５０内の内部導管４０を通して開口ポート６０に提供し、開口ポート６０は、環状通路８４と流体結合されている。隔離弁ピン５６は、ブランクポート８８とインタフェース接続するので、高圧ポンプから面シール弁１０のポート１への高圧流体の流れが、効果的に隔離される。
【００２７】
同様に、面シール弁１０からのポート６からの流れは、他の方法で、ポート６で毛管カラムに排出され、導管配管６６に入る。導管配管６６も、少なくともピン隔離弁７８内の内部導管８２とインタフェース接続する一方端２２に沿って、可撓性であることが好ましい。導管配管６６は、結合部７０によってピン隔離弁７８と結合される。負荷段階中に、ピン隔離弁７８は、回転子５０の反対側にあるブランクポート９２とインタフェース接続する位置決めされる。回転子５０内の内部導管７６によって、流体の流れは、ＨＰＬＣカラムの隔離ピン弁９８を通って流れることができ、内部導管７６は、カラムの継ぎ手ピン９８内の内部導管９６と流体結合される。内部導管７６は、回転子５０のブランクポート９２と同じ側にポート８０を有する。負荷段階中に、ピン隔離弁７８が、開口ポート８０ではなくブランクポート９２とインタフェース接続するので、隔離ピン弁９８を通るＨＰＬＣカラムへの流れが、効果的に隔離される。
【００２８】
環状通路８４に加えて、環状通路８６が、回転子５０の開口ポート８０と同じ側に設けられ、内部回転子通路９０によって、流体がポンプからカラムへと直接流れることができるようにする。
【００２９】
したがって、負荷段階中に、高圧ポンプからの高圧流体、およびカラムへの流れを効果的に隔離している流通隔離弁１００は、高圧を受けずに面シール弁１０が自由に回転できるようにする。外部漏れを防止する高い動作圧力のせいで、隔離弁ピン５６および７８は、当業者に知られている手段で外部漏れをほぼ防止するような方法で、ポート８８および９２にしっかり挿入される。
【００３０】
図１Ｂは、遷移段階にある流通隔離弁１００の部分的実施形態を示す。遷移段階とは、負荷段階と注入段階との間の中間段階である。遷移段階中に、流通隔離弁１００の位置および方向は、図１Ａに関して前述した負荷段階と同じままである。しかし、面シール弁１０のポート１は、ここではポート２でループ２０の一方端に流体結合され、ポート５の他方端は、ポート６に流体結合される。
【００３１】
図１Ｃは、注入段階にある流通隔離弁１００の部分的実施形態を示す。注入段階では、面シール弁１０の位置および方向は、遷移段階中と同じままである。しかし、流通隔離弁１００の位置および方向は、以下の通りに変化される。回転子５０は、中心線の回転軸１００ＣＬを中心に好ましくは９０°回転する。隔離弁ピン５６は、隔離弁ピン５６内の内部導管５８が、回転子５０の内部導管４０と流体連絡するように、ポート６０とインタフェース接続すべく位置決めされる。したがって、ピン隔離弁３４から発する高圧流体は、ここではポート１および２、および面シール弁１０のループ２０と流体連絡する。それに対応して、隔離弁ピン７８は、隔離弁ピン７８内の内部導管７６が、ポート５および６を通してループ２０と流体結合し、それによって高圧流体を隔離弁ピン９８内の内部導管９６を通してカラムに注入できるように、ポート８０とインタフェース接続するべく位置決めされる。
【００３２】
図１Ｃで示した注入段階の後に、流通隔離弁１００は、動作を図１Ｂに示した遷移段階に、その後に図１Ａに示した負荷段階に戻す逆の操作によって、負荷段階に復帰させることができることが、当業者には認識される。
【００３３】
図２は、ポート５２および７４を示す回転子５０の斜視図であり、ポートの少なくとも１つは、通常、回転子５０の外面の上部分で向けられている。ポート５２および７４は、相互にすぐ隣接すべく回転子５０の外面の上部分で位置合わせすることができるが、ポート５２および７４は、外部漏れを防止するために必要な接続部を含むことが好ましく、隔離弁ピン３４および９８のためにシールを位置決めする必要があるので、ポート５２および７４は、相互から９０°ずれていることが好ましい。ポート５２は、高圧ポンプからポート６０への流れを可能にする。反対端の対応するポート８０（図示せず）は、ポート７４を通って前方へ、クロマトグラフィのカラムへの流れを可能にする。ブランクポート８８が設けられ、通常は、ポート６０と回転子の中心点１００ＣＬとブランクポート８８とによって形成される角度が、９０°であるように位置決めされる。剪断弁１０、すなわちポート１への流れを可能にするピン５６を、ポート６０から離して移動させると、回転子５０を９０°回転することができ、したがってピン５６は、ブランクポート８８に挿入されることができ、それによって流体の流れを剪断弁１０から隔離することができる。これで、流体は、後述するように環状通路８４を通って循環することができる。
【００３４】
図３Ａは、図２の回転子５０の端面図であり、高圧ポンプから流れを受け取るポート６０、ブランクポート８８、内部回転子通路９０、および環状通路８４を示す。
【００３５】
図３Ｂは、図２の回転子５０の平面図である。ポート５２および７４が、平面図で見える。
【００３６】
図３Ｃは、図３Ｂの中心線３Ｃ−３Ｃに沿って切り取った回転子５０の断面図である。ポート５２および６０は、内部導管４０で結合された状態で図示され、内部導管７６がポート７４と８０を結合する。ブランク流体流止めポート８８は、回転子５０の反対端の対応するブランク流体流止めポート９２と対向して位置決めされる。前述したように、回転子５０のいずれかの端部に環状通路８４および８６を設けて、回転子内部通路９０によって、流体がポンプからカラムへと直接流れることができるようにする。回転子内部通路９０内の連続流のせいで、通常は停滞状態が発生せず、したがって一般的に回転子内部通路９０に洗浄システムを設ける必要がない。
【００３７】
図４は、流通隔離弁１００の実施形態の第１の変形を備える構成要素の一部の組立分解図である。ポンプ供給継ぎ手３４は、回転子５０のポート５２とインタフェース接続し、カラム継ぎ手９８への出口供給部は、回転子５０内のポート７４とインタフェース接続する。面シール弁の供給ピン５６は、固定子１２０に囲まれて、回転子５０の一方端とインタフェース接続し、面シール弁の放出ピン７８は、固定子１２２に囲まれて、回転子５０の反対端とインタフェース接続する。正常な動作中に、固定子１２０および１２２に囲まれたピン５６および７８のみが、回転子５０から離れて移動され、または回転子５０に向かって移動される。ポンプ供給継ぎ手３４およびカラム継ぎ手９８への出口供給部は、それらが回転子５０の回転と共に回転されることを除いて、通常は所定の位置に維持される。回転子５０および回転子クランプ５４は、駆動ギア１０５によって中心線１００ＣＬを中心に回転される。
【００３８】
回転子５０が流体の流れる位置にある場合、流体は、別個の高圧ポンプから隔離弁１００を通って、面シール弁１０のサンプル注入器回路へ流れ、隔離弁１００の別の部分を通って戻り、次にカラムへと流れる。
【００３９】
回転子５０が、駆動ギア１０５によって中心線１００ＣＬを中心に好ましくは９０°の角度で回転されると、ピン５６および７８は、ブランク流体流止めポート８８および９２に再位置決めされ、これらのポートは、流体の流れを防止し、面シール弁１０のサンプル回路を、ＨＰＬＣシステムの残りの部分から隔離する。駆動ギア１０５が、回転子クランプ５４とは別個のユニットであるか、あるいは駆動ギア１０５が、回転子クランプ５４と、さらには回転子５０と結合した一体構造でもよいことが、当業者には認識される。また、駆動ギアとして図示されているが、例えば操作ハンドルのような当業者に知られている他の手段を使用することもできる。
【００４０】
図５Ａは、本発明の流通隔離弁１００の別の変形の完全な実施形態の斜視図である。回転子５０は、回転子クランプ５４に囲まれる。回転子クランプ５４は、ここではハンドル１１０によって操作され、これによって回転子５０が、弁の中心線１００ＣＬを中心に回転されることができるように接続される。固定子１２０および１２２は、回転子５０の反対端で位置決めされる。
【００４１】
図５Ｂは、図５Ａの流通隔離弁１００の側面図である。弁１００の構成要素は、中心線１００ＣＬに中心合わせされる。特に、回転子５０は、固定子１２０および１２２が回転子５０のいずれかの端部に配置されるように、位置決めされる。皿ばね１５０および１５２は、回転子５０に作用する中心線１００ＣＬに沿った軸方向負荷を偏向する。皿ばね１５０および１５２は、負荷ワッシャ１４０および１４２によって両方の固定子１２０および１２２の端部に装着される。負荷ワッシャは、球形ナット１３０および１３２によって所定の位置にロックされる。
【００４２】
図５Ｃは、図５Ｂの流通隔離弁１００の端面図であり、これは球形ナット１３２、負荷ワッシャ１４２、および回転子ハンドル１１０を示す。
【００４３】
図５Ｄは、図５Ｂの断面線５Ｃ−５Ｃに沿って切り取った断面図である。回転子５０は、それぞれピン５６および７８の周囲に設定された３つの密封層１６０および１６２の組で密封される。密封層の好ましい材料は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、およびＰＥＥＫで構成される。密封層１６０および１６２の両組は、皿ばねワッシャ１７０および１７２、皿ばね１５０および１５２、および負荷ワッシャ１４０および１４２それぞれによって軸方向力が抑制される。転子５０は、ＰＥＥＫまたはＰＥＥＫ混合物で構成することが好ましい。回転子クランプ５４および固定子１２０および１２２は、タイプ３１６のステンレス鋼で構成することが好ましい。
【００４４】
流通隔離弁１００の個々の弁端部１８０および１８２は、固定子１２０および１２２、密封層１６０および１６２、皿ばねワッシャ１７０および１７２、皿ばね１５０および１５２、負荷ワッシャ１４０および１４２、および球形ナット１３０および１３２を備えるように見なすことができる。
【００４５】
図６Ａで示すような第２の実施形態では、軸方向中心線２００ＣＬを有する流通隔離弁２００の回転子２０２は、回転子２０２の外面に配置された流れポート２０６および２０８を備える。図６Ｂは、図６Ａの断面線６Ｂ−６Ｂ’に沿って切り取った流通隔離弁２００の断面図である。流れポート２０６に結合される流体止めポート２１０、および流れポート２０８に結合される流体止めポート２１２もそれぞれ、回転子２０２の外面に配置される。
【００４６】
図１Ａから図１Ｃと比較すると、ポンプ隔離ピン弁３４は、ここでは回転子２０２のポート２０６の上に装着される。カラム隔離ピン弁６８は、ここでは回転子２０２のポート２０８の上に装着される。ポート２２４は、内部導管２３２を通してポート２０６とインタフェース接続し、したがって注入モード中に、隔離弁ピン３４は、ポンプおよびサンプルループ２０への面シール弁１０のポート１および２と流体連絡する。
【００４７】
相応して、ポート２２６は、内部導管２３４を通してポート２８０とインタフェース接続し、したがって注入モード中に、隔離弁ピン６８および７８は、サンプルループ２０からカラムへの面シール弁１０のポート５および６と流体連絡する。
【００４８】
回転子２０２はさらに、平坦な表面２４２がある端部２４０を備え、これは例えば駆動レバー（図示せず）または当業者に知られている操作ハンドルのような他の操作装置によって、回転子２０２を回転させることができる。
【００４９】
隔離弁ピン３４および６８は、負荷および遷移段階中に、止めポート２１０および２１２とインタフェース接続するように位置決めされ、面シール弁１０は、図１Ａおよび図１Ｂで説明したのと同じ方法で操作されることが、当業者には認識される。
【００５０】
図７は、図１Ａから図１Ｃに示したものと同じ方法で、面シール弁１０とインタフェース接続する直線流通隔離弁３００の本発明の第３の実施形態の立面断面図を示す。直線流通隔離弁３００は、静止内部部材３０２および可動内部部材３０４を備える。２つの部材３０２および３０４は、表面３０６でインタフェース接続をする。静止部材３０２が所定の位置に留まる一方、可動部材３０４は表面３０６に沿って摺動する。この実施形態は、高圧ポンプ（図示せず）からのピン隔離弁３４が、可動部材３０４のポート３２２に挿入され、当業者に知られている手段で外部漏れを防止するために密封することが好ましいという点で、第１および第２の実施形態とは異なる。可撓導管３１６および結合部３１２によって、高圧ポンプから継ぎ手５６への流れが提供される。継ぎ手５６内の内部導管３８は、可動部材３０４内の内部導管３４０、およびインタフェース表面３０６の開口ポート３６０と流体連絡する。開口ポート３６０は、インタフェース表面３０６に境界を接する静止部材３０２内の室３０８と流体連絡する。静止部材３０２および可動部材３０４は、室３０８を密封するように作用する。隔離弁ピン３４は、貫通部３２２で静止部材３０２を貫通し、したがって弁ピン３４が、上下に直線運動することができる。
【００５１】
結合部６２によって、弁ピン３４内の内部導管５８は、面シール弁１０への導管配管３２と流体連絡する。面シール弁１０からの導管配管６６は、このように、結合部７０によって隔離弁ピン９８の内部導管８２と流体結合する。同様に、隔離弁ピン９８は、貫通部３２４で静止部材３０２を貫通し、したがって弁ピン９８が、上下に直線運動することができる。このように、隔離弁ピン９８内の内部導管８２が、インタフェース表面３０６と境界を接する静止部材３０２内の室３０８と流体連絡する。弁ピン９８は、インタフェース表面３０６上で開口ポート３８０とインタフェースをとるように位置決めされる。開口ポート３８０は、室３０８と流体連絡する。
【００５２】
隔離弁ピン３４および９８それぞれには通常、図５Ｂから図５Ｄで示し、前述したものと同じ弁端部（図７では図示せず）を設けることが、当業者には認識される。
【００５３】
注入段階中に、隔離弁ピン９８内の内部導管８２は、可動部材３０４内の内部導管３７６および可動部材３０４の反対端の開口ポート３７４とも流体連絡する。継ぎ手７８は、開口ポート３７４に挿入され、したがって継ぎ手７８内の内部導管９６は、面シール弁１０のサンプルループ２０と流体連絡する。ピン継ぎ手７８内の内部導管９６は、結合部３１４によって継ぎ手７８と結合された可撓性導管３１８によって、カラムと流体連絡する。
【００５４】
負荷段階中に、隔離弁ピン９８は、可動部材３０４の表面３０６のブランクポート３９２とインタフェース接続するように位置決めされる。同様に、隔離弁ピン３４は、可動部材３０４の表面３０６のブランクポート３８８とインタフェース接続するように位置決めされる。これらの動作は、高圧ポンプから面シール弁１０へ、およびカラムへの流れを、第１および第２の実施形態について以前に検討したのと同じ方法で効果的に隔離する。
【００５５】
静止部材３０２と可動部材３０４との間のインタフェース表面３０６で発生し得る流体の漏れを阻止し、かつ室３０８内の圧力のせいで可動部材３０４から静止部材３０２を分離する傾向がある力を平衡させるためにも、１つの手段は、静止部材３０２および可動部材３０４ならびに継ぎ手５６および７８を囲む外部ハウジング３５０を提供することである。可撓性導管３１６および３１８は、外部ハウジング貫通部３８２および３８４それぞれを通して外部ハウジング３５０を貫通することができる。隔離弁ピン３４および９８に関して、固定子１２０および１２２または可撓性導管３２および６６は、外部ハウジング貫通部３３６および３３８それぞれで囲むことができる。圧力を等しくするために、外部ハウジング３５０に、室３０８内の流体の動作圧力と等しい、またはそれよりわずかに高い圧力で加圧した液体または気体を充填することができる。
【００５６】
可動部材を横方向に動作させる手段を提供し、これは、例えば可動部材３０４に結合され、ピン３４および９８を、開口ポート３６０および３８０とブランクポート３８８および３９２との間でそれぞれシフト可能にするリニアモータ３６０であるが、それに制限されない。リニアモータ３６０には、電源３６２からの電力を、電気接続部３６４および３６６で外部ハウジング貫通部３６８および３７０それぞれを通して供給することができる。
【００５７】
第３の実施形態の別の変形は、可動部材３０４がさらに、ポンプおよびカラム、または第２のポンプおよびカラムのためにポートおよび内部導管を備え、第２の面シール弁に同時に供給できるように、二重または鏡像設計として、静止部材３０２および可動部材３０４を設計することである。
【００５８】
第４の実施形態では、図８は、図６Ａおよび図６Ｂで示した回転子２０２の概ね円筒形の第２の実施形態と同様の構成を有する直線流通隔離弁８００を示す。前記と同様に、直線流通隔離弁８００は、静止部材８０２および可動部材８０４で構成される。可動部材８０４は、回転運動で移動するのではなく、可動部材８０４が、静止部材８０２を通って直線に摺動することによって移動することを除いて、回転子２０２と同様である。可動部材８０４は、例えば楕円形または隅部が滑らかで丸まった正方形などであるが、それに制限されない任意の他のタイプの断面を有することができる。回転部材８０４は、金属またはポリマーまたはサファイアで作成することが好ましい。
【００５９】
静止部材８０２は、可動スライダ部材８０４を囲む２つの表面８０６ａおよび８０６ｂで構成される。２つの表面８０６ａおよび８０６ｂはそれぞれ、リップシール８０８ａおよび８０８ｂを含む。静止部材８０２は、可動部材を囲むインタフェース表面８１０も形成する。
【００６０】
第３の実施形態の場合と同様に、高圧ポンプ（図示せず）からの継ぎ手５６が、可動部材８０４のポート３５２に挿入され、ここで外部漏れをほぼ防止するような方法で密封される。可撓性導管３１６および結合部３１２によって、高圧ポンプから継ぎ手５６への流れを提供する。継ぎ手５６内の内部導管３８は、可動部材８０４内の内部導管８４０およびインタフェース表面８１０上の開口ポート８６０と流体連絡する。開口ポート３６０は、インタフェース表面８１０と境界を接する静止部材８０２内の空間８１２の容積と流体連絡する。静止部材８０２内の空間８１２の容積および可動部材８０４は、端部シール８０８およびＡおよびＢによって密封される。隔離弁ピン３４は、貫通部８２２にて静止部材８０２を貫通し、したがって弁ピン３４は上下に直線運動することができる。
【００６１】
結合部６２によって、弁ピン３４内の内部導管５８は、第３の実施形態と同様の方法で面シール弁１０への導管配管３２と流体連絡する。これで、面シール弁１０からの導管配管６６は、結合部７０によって隔離弁ピン９６の内部導管８２と流体結合される。同様に、隔離弁ピン９６は、貫通部３２４にて静止部材８０２を貫通し、したがって弁ピン７８は、上下に直線運動することができる。これで、隔離弁ピン９６内の内部導管８２は、インタフェース表面８１０と境界を接する静止部材８０２内の空間８１２の容積と流体連絡する。弁ピン９６は、インタフェース表面３１０の開口ポート８８０とインタフェース接続するように位置決めされる。開口ポート８８０は、空間８１２の容積と流体連絡する。
【００６２】
隔離弁ピン３４および９６を密封するために、静止部材８０２は、自動付勢式リップシール８２０ａおよび８２０ｂそれぞれを含む。リップシールは、ニューヨーク州Ｈｏｏｓｉｃｋ  ＦａｌｌｓのＦｕｒｏｎ，Ｉｎｃ．から市販されている。
【００６３】
第３の実施形態と同様の方法で、注入段階中に、隔離弁ピン９６内の内部導管８２は、可動部材８０４内の内部導管８７６および可動部材３０４の反対端の開口ポート３７４とも流体連絡する。継ぎ手７８内の内部導管９８が、面シール弁１０のサンプルループ２０と流体連絡するように、継ぎ手７８が、開口ポート８７４に挿入される。継ぎ手７８内の内部導管９８は、結合部３１４によって継ぎ手７８と結合される可撓性導管３１８によって、カラムと流体連絡する。
【００６４】
負荷段階中に、隔離弁ピン９６は、可動部材８０４の表面８１０のブランクポート８９２とインタフェース接続するように位置決めされる。同様に、隔離弁ピン３４は、可動部材８０４の表面８１０のブランクポート８８８とインタフェース接続するように位置決めされる。これらの動作は、高圧ポンプから面シール弁１０およびカラムへの流れを、第１および第２の実施形態について以前に検討したのと同じ方法で効果的に隔離する。
【００６５】
高圧流体への適用に関して説明してきたが、本発明の第１、第２、および第３の実施形態は、大気圧以下、つまり真空用途も含む任意の使用圧力の流体にも適用することができる。
【００６６】
本明細書では、本発明を特定の例示的実施形態について説明してきた。本発明の範囲から逸脱することなく、特定の変更および修正が当業者には明白である。例示的な実施形態は例証するものであり、請求の範囲によって規定された本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１Ａ】面シール弁とインタフェース接続する負荷段階にある、本発明の流通隔離弁の部分的実施形態を示す。
【図１Ｂ】遷移段階にある、図１Ａの流通隔離弁の部分的実施形態を示す。
【図１Ｃ】注入段階にある、図１Ａの流通隔離弁の部分的実施形態を示す。
【図２】図１Ａから図１Ｃの流通隔離弁の部分的実施形態の回転子の斜視図を示す。
【図３Ａ】図２の流通隔離弁の回転子の端面図である。
【図３Ｂ】図２の流通隔離弁の回転子の平面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃの中心線３Ｃ−３Ｃ’に沿って切り取った断面図である。
【図４】図１Ａから図１Ｃの流通隔離弁の部分的実施形態の第１の変形の回転子および固定子および他の構成要素の組立分解図である。
【図５Ａ】本発明の流通隔離弁の第２の変形の完全な実施形態の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの流通隔離弁の側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの流通隔離弁の端面図である。
【図５Ｄ】図５Ｂの断面線５Ｃ−５Ｃ’に沿って切り取った断面図である。
【図６Ａ】本発明の流通隔離弁の部分的第２の実施形態の斜視図を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの断面線６Ｂ−６Ｂ’に沿って切り取った本発明の部分的第２の実施形態の断面斜視図である。
【図７】面シール弁とインタフェース接続する直線流通隔離弁３００の本発明の第３の実施形態の立面断面図である。
【図８】図６Ａおよび図６Ｂで示した回転子の概ね円筒形の第２の実施形態と同様の構成を有する、直線流通隔離弁の本発明の第４の実施形態の断面立面図である。
【図１Ａ】
2007527491.tif 000003
【図１Ｂ】
2007527491.tif 000004
【図１Ｃ】
2007527491.tif 000005
【図２】
2007527491.tif 000006
【図３Ａ】
2007527491.tif 000007
【図３Ｂ】
2007527491.tif 000008
【図３Ｃ】
2007527491.tif 000009
【図４】
2007527491.tif 000010
【図５Ａ】
2007527491.tif 000011
【図５Ｂ】
2007527491.tif 000012
【図５Ｃ】
2007527491.tif 000013
【図５Ｄ】
2007527491.tif 000014
【図６Ａ】
2007527491.tif 000015
【図６Ｂ】
2007527491.tif 000016
【図７】
2007527491.tif 000017
【図８】
2007527491.tif 000018
【国際調査報告】
2007527491.tif 000019
2007527491.tif 000020