[發明專利]鴨嘴隔墊

在審

• 申請號: 201880097163.2
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN112639461A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: C.A.卡里斯爾;M.M.馬雷;D.L.瓊斯;E.J.海尼;D.S.哈巴德
• 申請（專利權）人: 色譜研究供應股份有限公司
• 主分類號: G01N30/18
• 分類號: G01N30/18;A61M39/04;A61M39/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

一種包含鴨嘴閥組件的隔墊包括從隔墊的主體延伸到鴨嘴閥組件的多個彈性體肋。當插入注入端口腔中時，隔墊的主體與腔之間的過盈配合產生的力通過肋傳遞到鴨嘴閥組件。肋構造成當針穿過鴨嘴閥組件時在鉸接點處可逆地塌陷，并且間隔開以幫助將針在鴨嘴閥組件中對中。肋通過降低處于較高入口壓力的壓縮力的集中來減少鴨嘴閥組件上的磨損，同時保持足夠的壓縮力以在較低入口壓力下關閉鴨嘴閥組件。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年8月3日提交的美國臨時專利申請序列號No.62/714,231、“DUCKBILL SEPTUM”的優先權，其通過引用并入本文。

技術領域

包含鴨嘴閥組件的隔墊包括從隔墊的主體延伸到鴨嘴閥組件的多個彈性體肋。當插入注入端口腔中時，隔墊的主體與腔之間的過盈配合產生的力通過肋傳遞到鴨嘴閥組件。肋構造成當針穿過鴨嘴閥組件時在鉸接點處可逆地塌陷，并且間隔開以幫助將針在鴨嘴閥組件中對中。肋通過降低處于較高入口壓力的壓縮力的集中來減少鴨嘴閥組件上的磨損，同時保持足夠的壓縮力以在較低入口壓力下關閉鴨嘴閥組件。

背景技術

氣相色譜儀(“GC”：Gas chromatography)是一種廣泛使用的具有高靈敏度的分析技術。通常，將液體樣品通過彈性體密封件(通常由硅橡膠或其他彈性體制成的“隔墊”)注入熱注入端口，在此處樣品在惰性氣流中蒸發，當氣流掃過色譜柱時，組分被分離。用高靈敏度檢測器檢測從色譜柱上洗脫下來的組分。注入物的惰性和重復性對于維持高水平的檢測準確性至關重要。

隔墊的主要目的是密封以防止載氣泄漏，從而使樣品正確地通過色譜柱洗脫。理想情況下，隔墊必須針對高達數百次注入而用作有效的氣密密封，每次注入都需要針刺穿隔墊的厚度。隔墊可能會暴露于從環境溫度到接近300℃的溫度范圍內，并會暴露于高達100psi的氣壓。隔墊的插入注入端口中的部分所經歷的溫度和壓力可以分別稱為入口溫度和入口壓力。

當前實驗室中使用的GC隔墊在很大程度上滿足可靠密封的要求，并且基本上遵循單一的基本設計：彈性體材料制成的實心盤或塞子，針刺穿該實心盤或塞子以注入樣品。盡管此基本設計確實可以有效地起到密封作用，但迄今為止尚未解決的一個問題是無意將污染顆粒引入GC入口。針反復穿過隔墊會磨損隔墊并使針變粗糙，從而導致顆粒狀的隔墊材料和金屬細屑從針被刷入入口。隔墊材料在色譜基線上增加了揮發性污染物，其表現為干擾來自樣品組分的期望峰的峰，并且隔墊材料和金屬細粉均可能充當吸附劑或催化劑，在組分能夠被檢測到之前而在入口中去除或降解了組分。

在市場上可獲得至少一種機械密封件，其通過用模制的鴨嘴閥組件代替實心彈性體盤來顯著減少顆粒的產生(美國專利號4,954,149和5,531,810)。對于每次注射，鴨嘴閥組件都會打開，因為鈍頭或“子彈頭”針延伸穿過該組件。移除針后，該組件通過以下的組合閉合：(1)由于針的存在而變形的橡膠鴨嘴閥組件的松弛，(2)在GC入口內部施加再閥組件上的氣壓，和(3)固定到鴨嘴閥組件的金屬彈簧(在美國專利號為4,954,149中)或夾子(在美國專利號5,531,810中)被偏壓以迫使組件閉合。閉合組件的第一種機制取決于橡膠的固有彈性。隨著橡膠長時間暴露于GC入口內部的升高的溫度，橡膠會變硬，因此彈性會隨著時間的推移而降低。第二種閉合機制可能不足以充分閉合，尤其是在較低壓力下使用機械密封時。較軟的橡膠更容易松弛，并且對氣壓更敏感，但對磨損和硬化也更敏感。較硬的橡膠具有更強的耐磨性，但較不易松弛且對氣壓的響應較弱。這樣，這些參考文獻依靠機械彈簧或夾子在抽出針后可靠地閉合鴨嘴閥組件。但是，機械彈簧和夾子必須制造成精確的公差，并正確地附接到隔墊，因為過硬的彈簧或過緊的夾子可能會增加隔墊的磨損，并且過分柔韌或不正確地附接的彈簧或夾子可能無法提供足夠的密封性并允許泄漏。此外，在現有技術的機械密封中，機械彈簧和夾子是相對昂貴的部件，并且還增加了產品的復雜性。