Кран высокого давления для переключения потоков в жидкостной хроматографии

 

Сущность изобретения: коаксиально расположены корпус, роторный золотник и сальник. В корпусе и сальнике выполнены проточные каналы, в золотнике - коммутационные. В каждом канале корпуса и золотника установлена фиксационная втулка с наружным уступом, упирающимся в корпус и разделяющим втулку на корпусную и сальниковую части. Торец сальниковой части расположен от наружной поверхности золотника на расстоянии, не превышающем толщину стенки втулки. Сальниковая часть выполнена с наружным диаметром больше корпусной части. Общая длина втулки выполнена не превышающей диаметр золотника. 3 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам коммутации потоков в жидкостной хроматографии.

Известен кран высокого давления для переключения потоков в жидкостной хроматографии, содержащий коаксиально расположенные корпус, роторный золотник, состоящий из сальника и вала, проточные каналы в корпусе и коммутационные каналы в роторном золотнике.

Недостатком крана является ненадежность его при работе с сильными растворителями типа тетрагидрофуран и диметилформамид при температуре выше 50^оС, обусловленная химической нестойкостью пластического материала Valcon-H втулки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модифицированный кран высокого давления типа Valco для переключения потоков в жидкостной хроматографии, содержащий коаксиально расположенные корпус, роторный золотник, состоящий из сальника и вала, проточные каналы в корпусе и коммутационные каналы в роторном золотнике. Вал представляет собой металлический стержень круглого сечения, на внешней поверхности которого коаксиально нанесен слой пластического полимерного материала Valcon-H, образующий полимерную втулку с необходимой толщиной стенки. Полимерная втулка неподвижно связана с валом, составляет с валом единое целое и выполняет функции сальника.

Недостатком крана также является ненадежность при работе с сильными органическими растворителями при высокой температуре, обусловленная химической нестойкостью полимера Valcon-H.

Задача изобретения состоит в повышении надежности крана.

Повышение надежности и долговечности крана при работе с сильными растворителями при высоких температурах обеспечивается введением в конструкцию крана фиксационных втулок из химически стойких материалов, например из нержавеющей стали. Фиксационные втулки позволяют разделить неразъемно связанные составные части роторного золотника прототипа, такие, как сальник и вал. При этом вал с просверленными и сходящимися под углом в его корпусе проточными каналами выделяется в качестве отдельного роторного золотника, а пластмассовое коаксиальное покрытие вала выделяется в качестве отдельной сальниковой втулки (сальника) со своими проточными каналами.

В связи с тем, что сальник является отдельной деталью в предлагаемой конструкции крана, в качестве материала сальника может быть выбран химически стойкий материал при температуре выше 50^оС к тетрагидрофурану и диметилформамиду, например фторопласт, которым технологически не обеспечивается надежное армирование вала роторного золотника прототипа. Кроме того, фиксационные втулки с уступом по наружному диаметру и общие для проточных каналов корпуса и сальника фиксируют положение сальника относительно корпуса. Уступ по наружному диаметру фиксационной втулки фиксирует расстояние между торцом сальниковой части фиксационной втулки и рабочей поверхностью роторного золотника и обеспечивает надежность работы крана при максимальных давлениях не менее 500 кгс/см² (50 МПа). Переключение потоков обеспечивается поворотом роторного золотника. При этом за счет того, что общая длина фиксационных втулок не превышает рабочего диаметра роторного золотника, обеспечивается установка фиксационных втулок в кране со стороны внутреннего диаметра сальника до установки роторного золотника.

На фиг. 1 изображен кран высокого давления для переключения потоков в жидкостной хроматографии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Кран высокого давления для переключения потоков жидкостной хроматографии содержит корпус 1, сальник 2, роторный золотник 4, проточные каналы 12 в корпусе 1, проточные каналы 15 в сальнике 2, коммутационные каналы 11 в роторном золотнике 4, фиксационные втулки 14. Фиксационные втулки 14 имеют уступ 13 по наружному диаметру. С одной стороны уступа 13 расположена сальниковая часть 8 фиксационной втулки 2, с другой стороны уступа 13 - корпусная часть 9. Сальниковая часть 8 фиксационной втулки 14 имеет наружный диаметр больше наружного диаметра корпусной части 9. Уступ 13 по наружному диаметру фиксационной втулки 14 образуется за счет разницы между наружными диаметрами сальниковой 8 и корпусной частями 9 фиксационной втулки 14. Уступом 13 фиксационные втулки 14 упираются в корпус 1 крана. Общая длина втулки 14 не превышает рабочего диаметра роторного золотника 4, контактирующего с сальником 2. При сборке крана фиксационные втулки 14 устанавливаются в кране со стороны внутреннего диаметра сальника 2 до установки роторного золотника 4.

При работе крана роторный золотник 4 поворачивается таким образом, что входные и выходные отверстия коммутационных каналов 11, просверленных в роторном золотнике 4 под углом друг к другу, совпадают с отверстиями 15 в сальнике 2. В другом положении роторного золотника также обеспечивается совмещение отверстий 15 сальника 2 и золотника 14. За счет установки роторного золотника 4 в двух фиксированных положениях происходит переключение внешних потоков, например, с одной хроматографической колонки на другую. При работе на высоких давлениях опрессовка крана обеспечивается за счет дополнительной металлической втулки 3, давящей на сальник 2. Давление на втулку 3 создается тарельчатыми пружинами 5 при их внешнем поджатии основанием 6 с помощью винтов. Герметичность крана на высоких давлениях обеспечивается расположением сальника 2 в замкнутом объеме крана, который создается роторным золотником 4, втулкой 3, шайбой 7 и полкой 10 корпуса 1.

Предлагаемый кран прост и надежен при изготовлении и эксплуатации, по сравнению с известным обладает более высокой химической стойкостью в среде сильных растворителей, таких, как тетрагидрофуран и диметилформамид, при температуре выше 50^оС.

Формула изобретения

КРАН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОТОКОВ В ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, содержащий коаксиально расположенные корпус, роторный золотник и сальник, причем в корпусе и сальнике выполнены проточные каналы, а в роторном золотнике коммутационные, отличающийся тем, что в каждом проточном канале корпуса и золотника установлена фиксационная втулка с наружным уступом, упирающимся в корпус и разделяющим фиксационную втулку на корпусную и сальниковую части, при этом торец последней расположен от наружной поверхности роторного золотника на расстоянии, не превышающем толщины стенки фиксационной втулки, сальниковая часть которой выполнена с наружным диаметром больше корпусной части, а общая длина фиксационной втулки выполнена не превышающей диаметра роторного золотника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3