一种层析实验系统及转动阀的制作方法

1.本实用新型涉及流体设备技术领域，特别涉及一种层析实验系统及转动阀。


背景技术：

2.层析设备是利用混合物中各组分物理化学性质之间的差异，各物质通过层析柱分布程度不同从而流动速度不同而达到分离进行分析仪器。利用层析设备对样品进行分析时，利用多个阀串联连接多根层析柱，同时实现：样品走旁路不流经层析柱、样品流经层析柱且在任意两根层析柱之间切换、样品能反向流经层析柱且在任意两根层析柱之间切换。
3.当前上述利用多个多通阀和正反流阀组成的系统，结构比较复杂，阀及管线等配件成本比较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的一目的为提供一种适用于多层析柱分析且结构简单的转动阀。本实用新型的另一目的为提供一种包括上述转动阀的层析实验系统。
5.本实用新型提供了一种转动阀，包括同轴布置的第一阀体和第二阀体，所述第二阀体能够相对所述第一阀体转动；
6.所述第一阀体设置有进口和出口，所述第一阀体设置有至少n组连接单元，所述连接单元包括设置于所述第一阀体的第一接口和第二接口；
7.所述第二阀体至少能够相对所述第一阀体转动至2n 1个位置，沿周向依次为零位、第一位置、
……
、第n位置
……
第2n位置；
8.当所述第二阀体位于零位时，所述第一阀体的进口和出口通过所述第一阀体和所述第二阀体的内部通道连通；
9.当所述第二阀体位于第n位置时，第n个连接单元的第一接口、第二接口通过所述第一阀体、第二阀体内部流道分别导通所述进口、所述出口；当所述第二阀体自所述第n位置转动预定角度后，所述第n个连接单元中的第一接口、第二接口通过所述第一阀体、第二阀体内部流道分别导通所述出口、所述进口。
10.本技术所公开的转动阀的第二阀体能够相对第一阀体转动，通过在第一阀体设置n组连接单元实现与n个层析柱的连通，合理转动第二阀体能够选择性地导通其中一个层析柱与外部检测设备的连通，并且当第二阀体在此位置基础上转动预定角度就能够实现该层析柱的反向流动，另外当第二阀体位于特定位置时，第一阀体的进口和出口可以不经过层析柱直接导通，实现旁通功能。该申请中不仅通过转动第二阀体就可以实现系统旁通、正流、反流的实现，而且能够实现系统与多根层析柱的连接，结构简单，易于操作。
11.可选的，所述第一阀体和所述第二阀体分别具有相对的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面开设有与所述第一阀体的进口、出口、各所述连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口；与同一个所述连接单元的第一接口和第二接口相对应的两个开口关于所述第一内表面的中心呈中心对称布置；
12.所述第二阀体的第二内表面开设有凹槽，以配置形成所述转动阀处于不同工作状态的连通流道。
13.可选的，与各所述连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口的中心相对所述第一内表面的中心轴等径布置。
14.可选的，与各所述连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口沿周向均匀布置。
15.可选的，所述第一内表面上与所述进口、所述出口对应的两开口分别为第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口其中一者位于所述第一内表面的中心，另一者到所述第一内表面的中心轴的距离与所述连通单元对应的各开口到所述第一内表面的中心轴的距离不相等。
16.可选的，所述第二内表面的凹槽包括第一径向段、弧形段和与所述弧形段连通且自所述弧形段径向延伸的第二径向段，所述第一内表面与第n个连接单元相对的两个开口为开口一和开口二；
17.当所述第二阀体位于零位时，所述第一开口和所述第二开口通过所述第一径向段连通；当所述第二阀体转动至第n位置时，第n个连接单元的开口一能够通过所述第一径向段连通所述第一开口，开口二能够通过所述第二径向段和所述弧形段连通所述第二开口；当所述第二阀体由第n位置转动预定角度时，所述第n个连接单元相对的所述开口二能够通过所述第一径向段连通所述第一开口，所述开口一能够通过所述第二径向段和所述弧形段连通所述第二开口。
18.可选的，所述弧形段的中线到所述第二内表面的中心轴的距离等于所述第一开口和所述第二开口中心间距，所述第二径向段自所述弧形段向外延伸，以连通与各所述连接单元相对应的开口。
19.可选的，所述第一径向段位于所述弧形段的两端部之间，所述第一径向段的内端部至少延伸至所述第二内表面的中心，外端部距离所述第二内表面的中心的距离大于或者等于所述第一内表面与各所述连接单元相对应的开口到中心的距离。
20.可选的，所述预定角度为170
°
至190
°
。
21.此外，本实用新型还提供了一种层析实验系统，包括检测设备和泵送部件，还包括至少一个层析柱以及上述任一项所述的转动阀，所述转动阀的一个连接单元的第一接口、第二接口，用于分别连接一个所述层析柱的第一工作口、第二工作口；所述第一阀体的进口和出口分别连通泵送部件和所述检测设备。
附图说明
22.图1为本实用新型一种实施例中包括的转动阀层析实验系统处于旁通状态的结构示意图；
23.图2为本实用新型一种实施例中包括的转动阀层析实验系统沿第一方向流动的结构示意图；
24.图3为本实用新型一种实施例中包括的转动阀层析实验系统沿与第一方向相反方向流动的结构示意图；
25.图4为本实用新型一种实施例中第一阀体的三维示意图；
26.图5为图4所示第一阀体的第一内表面处的示意图；
27.图6为本实用新型一种实施例中第二阀体的结构示意图；
28.图7为图6所示第二阀体的第二内表面处的示意图；
29.图8为本实用新型另一种实施例中第一阀体的结构示意图。。
具体实施方式
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
31.请参考图1至图8，其中图1至图3为透视结构图。本实用新型提供了一种层析实验系统，包括检测设备、泵送部件和转动阀。图中没有示出检测设备和泵送部件，但是这并不妨碍本领域内技术人员对于本文技术方案的理解。
32.其中检测设备用于对样品液体进行分析，其具体结构本文不做具体介绍，请参考现有技术。
33.泵送部件可以为泵，主要用于提供样品液体在层析实验系统中流动的动力。
34.本实用新型提供了一种转动阀，其包括同轴布置的第一阀体1和第二阀体2，第二阀体2能够相对第一阀体1转动，也就是说，第二阀体2能够围绕二者的中心轴转动。
35.该实施例中第一阀体1的外表面设置有进口1a’和出口1b’，第一阀体1的外表面的进口用于连接泵送部件，第一阀体1上的出口用于连接检测设备的入口。需要说明的是，本实用新型所述的外、内等方位词，是以附图所示各部件和各结构之间的相对位置关系而定义，仅是为了描述技术方案的简洁。例如本文将第一阀体设置用于与泵送部件、层析柱等外部部件连接的接口的表面定义为外表面，相应地的内表面是指设置用于与第二阀体连通的接口的表面。
36.第一阀体1上还设置有至少n组连接单元，连接单元包括设置于第一阀体1表面的第一接口和第二接口，一个连接单元可以连接一个层析柱，即一个层析柱的第一工作口和第二工作口可以连接于一个连接单元的第一接口和第二接口。
37.第二阀体2至少能够相对第一阀体1转动至2n 1个位置，沿周向依次为零位、第一位置、
……
、第n位置
……
第2n位置；其中n为大于或者等于2的自然数。本文在一种示例中，第一阀体1上设置有4组连接单元，即8个接口，4个第一接口和4个第二接口，以图1为例，顺时针定义第一个连接单元、第二个连接单元、第三个连接单元和第四个连接单元，其中第一个连接单元包括接口11’和接口15’，第二个连接单元包括接口12’和接口16’，第三个连接单元包括接口13’和接口17’，第四个连接单元包括接口14’和接口18’。各连接单元的两接口其中一个为第一接口，另一个为第二接口。当然第一阀体1上接口的数量不局限本文中描述，可以为其他数量，只要能够满足连接至少两个层析柱即可。
38.本实用新型中的转动阀使用时，连接转动阀的第一阀体1的进口与泵送部件的出口、连接第一阀体1的出口与检测设备的进口、连接每一个层析柱的第一工作口和第二工作口与相应一个连接组件的第一接口和第二接口。工作时，当第二阀体2转动至零位时，第一阀体1的进口和出口通过第一阀体1内部通道以及第一流道连通，其他各连接单元的各接口处于非导通状态；这样泵送部件进入的样品液体直接通过转动阀流入检测设备，不经过层析柱，即此时转动阀位于旁通状态。
39.当第二阀体2位于第n位置时，第n个连接单元的第一接口、第二接口通过第一阀体1、第二阀体2内部流道分别导通进口、出口；当第二阀体2自第n位置转动预定角度后，第n个连接单元中的第一接口、第二接口通过第一阀体1、第二阀体2内部流道分别导通出口、进口。本文所述的预定角度范围大致为170
°
至190
°
，本文以预定角度为180
°
为例继续介绍技术方案和技术效果，当然，本领域内技术人员应当理解，本文所述的角度为理想角度，实际操作允许存在一定的偏差。
40.当第二阀体2沿顺时针转动至第一位置时，第一连接单元的接口11和接口15通过第一阀体1、第二阀体2内部流道导通进口和出口；自第一位置转动180
°
后，第一连接单元的接口11和接口15通过第一阀体1、第二阀体2内部流道导通出口和进口，这样实现流体正向和反向流动。
41.同理，当第二阀体2转动至第二位置时，第二个连接单元的接口12和接口16通过第一阀体1、第二阀体2内部流道导通进口和出口；自第二位置转动180
°
后，第二个连接单元的接口12和接口16通过第一阀体1、第二阀体2内部流道导通出口和进口，这样实现流体正向和反向流动.
42.以此类推，其他连接单元的正向和反向流动与第二阀体2的动作原理相同。
43.请参考图2和图3，图2为本实用新型一种实施例中包括的转动阀层析实验系统沿第一方向流动的结构示意图；图3为本实用新型一种实施例中包括的转动阀层析实验系统沿与第一方向相反方向流动的结构示意图。
44.本技术所公开的转动阀的第二阀体2能够相对第一阀体1转动，通过在第一阀体1设置n组连接单元实现与n个层析柱的连通，图1至图3中示出了四个连接单元与四个层析柱连接的具体实施例，能够实现四个层析柱的正流、反流。其中，第一层析柱31的两端工作口分别连通第一连接单元的接口11’和接口15’；第二层析柱32的两端工作口分别连通第二连接单元的接口12’和接口16’；第三层析柱33的两端工作口分别连通第三连接单元的接口13’和接口17’；第四层析柱34的两端工作口分别连通第一连接单元的接口14’和接口18’。合理转动第二阀体2能够选择性地导通其中一个层析柱与外部检测设备的连通，并且当第二阀体2在此位置基础上转动180度就能够实现该层析柱的反向流动，另外当第二阀体2位于特定位置时，第一阀体1的进口和出口可以不经过层析柱直接导通，实现旁通功能。该申请中不仅通过转动第二阀体2就可以实现系统旁通、正流、反流的实现，而且能够实现系统与多根层析柱的连接，结构简单，易于操作。
45.上述实施例中，第一阀体1和第二阀体2分别具有相对的第一内表面和第二内表面，第一内表面开设有与第一阀体1的进口、出口、各连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口；请结合图1和图4、图5，接口11’通过流道一连通开口11,接口12’通过流道二连通开口12,接口13’通过流道三连通开口13，接口14’通过流道四连通开口14，接口15’通过流道五连通开口15，接口16’通过流道六连通开口16，接口17’通过流道七连通开口17，接口18’通过流道八连通开口18，进口1a’通过流道九连通第一开口1a，出口1b’通过流道十连通第二开口1b。其中流道一至流道十可以结构相同，也可以结构不同。
46.上述流道一至流道十可以结构相同，例如均为流道1c所示结构，当然也可以结构不同。
47.上述实施例中，与同一个连接单元的第一接口和第二接口相对应的两个开口关于
第一内表面的中心呈中心对称布置。
48.第二阀体2的第二内表面开设有凹槽，以配置形成转动阀处于不同工作状态的连通流道。
49.上述设置结构比较简单，易于实现。
50.在一种实施例中，与各连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口的中心相对第一内表面的中心轴等径布置。图5中给出了与所有连接单元的两个接口连通的各开口均布置于同一圆周上。
51.在一种具体实施例，与各连接单元的第一接口和第二接口一一相对连通的开口沿周向均匀布置。
52.上述各实施例中，转动阀的第一内表面上与进口1a’、出口1b’对应的两开口分别为第一开口1a和第二开口1b，第一开口1a和第二开口1b其中一者位于第一内表面的中心，另一者到第一内表面的中心轴的距离与连通单元对应的各开口到第一内表面的中心轴的距离不相等。
53.通过优化布置第一开口1a、第二开口1b以及与连接单元的接口相连通的开口位置，可以实现上述功能，且流道布置相对简单。
54.在一种示例中，转动阀的第二内表面的凹槽包括第一径向段21、弧形段和与弧形段连通且自弧形段22径向延伸的第二径向段23，第一内表面与第n个连接单元相对的两个开口为开口一和开口二。
55.当第二阀体2位于零位时，第一开口1a和第二开口1b通过第一径向段连通；当第二阀体2转动至第n位置时，第n个连接单元的开口一能够通过第一径向段连通第一开口，开口二能够通过第二径向段和弧形段连通第二开口；当第二阀体2由第n位置转动180
°
时，第n个连接单元相对的开口二能够通过第一径向段连通第一开口，开口一能够通过第二径向段和弧形段连通第二开口。
56.以图2和图3为例，以第二阀体2转动至第四位置为例，一种状态下，第四个连接单元的接口18’通过第一径向段连通第一开口1a，第四单元的接口14’通过第二径向段和弧形段连通第二开口。请参考图3，当第二阀体2由第四位置转动180
°
后，第四个连接单元的接口18’通过第二径向段和弧形段连通第二开口，第四单元的接口14’通过第一径向段连通第一开口1a。
57.在一种示例中，转动阀的弧形段22的中线到第二内表面的中心轴的距离等于第一开口1a和第二开口1b中心间距，第二径向段23自弧形段22向外延伸，以连通与各连接单元相对应的开口。
58.在上述实施例的基础上，第一径向段21位于弧形段22的两端部之间，第一径向段21的内端部至少延伸至第二内表面的中心，外端部距离第二内表面的中心的距离大于或者等于第一内表面与各连接单元相对应的开口到中心的距离。弧形段的中心线到第二内表面中心的距离可以大致等于第一阀体1上第一开口1a和第二开口1b之间的中心距相同。
59.图中示出了第一径向段21在横截面内投影包括两端部的圆弧段和连接于圆弧段之间的直线段，其中两圆弧段的中心距离为r1，与第一阀体1上第一开口1a和第二开口1b之间的中心距相同。其中一圆弧段的中心位于第二内表面的中心位置。
60.如上所述，层析实验系统还可以包括至少两个层析柱以及上述任一的转动阀，一
个层析柱的第一工作口、第二工作口分别连接转动阀的一个连接单元的第一接口、第二接口，第一阀体1的进口和出口分别连通泵送部件和检测设备。
61.本实用新型的层析实验系统具有上述任一实施所述的转动阀，故层析实验系统也具有上述转动阀的上述技术效果。
62.第一阀体1上的各开口可以为圆孔，也可以为长孔，如图8所示结构，以实现第二阀体2在预定角度范围转动都能导通相应开口。
63.以上对本实用新型所提供的一种层析实验系统及转动阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。