CN114746752A - 有源阻尼梯度比例阀 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于液相色谱法的梯度比例阀，其包括多个入口端口，该多个入口端口被配置成接收多个流体；歧管，该歧管连接到多个入口端口中的每一个，被配置成以受控方式混合多个流体以提供流体组合物，该歧管包括在歧管内部的多个导管，多个导管中的每一个通过多个入口端口中的相应一个接收流体，多个导管中的每一个与相应致动机构可操作地连通，致动机构被配置成以受控方式打开和关闭多个导管中的每一个，公共出口端口被配置成接收流体组合物，并且有源流体阻尼***被配置成减弱歧管中的不期望的流体压力脉冲。本发明还公开了液相色谱***和方法。

Description

有源阻尼梯度比例阀
相关申请
本申请是要求2019年11月27日提交的名称为“梯度比例阀（GradientProportioning Valve）”的美国临时专利申请62/941,236的优先权的非临时专利申请，该美国临时专利申请以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及梯度比例阀。更具体地，本发明涉及具有有源阻尼特征的梯度比例阀和相关联的***和方法。
背景技术
已知梯度比例阀（GPV）用于低压混合液相色谱***（即，四元***）。美国专利号5,862,832描述了示例性现有技术GPV。具体地，GPV负责在***中设置期望的溶剂组合物。典型的GPV包括安装在公共歧管上的多个电磁阀，该多个电磁阀相对于***泵周期在精确时间打开和关闭。在打开和关闭GPV电磁阀时，将压力脉冲引入***。泵周期期间进气冲程的开始和结束也引起压力脉冲。此类压力脉冲可能在色谱***的组成误差中引起不期望的振荡。因此，这些振荡降低了液相色谱***的组成准确性和性能。
发明内容
在一个实施方案中，一种用于液相色谱的梯度比例阀包括：多个入口端口，所述多个入口端口被配置成接收多个流体；歧管，所述歧管连接到所述多个入口端口中的每一个，被配置成以受控方式混合所述多个流体来提供流体组合物，所述歧管包括在所述歧管内部的多个导管，所述多个导管中的每一个通过所述多个入口端口中的相应一个来接收流体，所述多个导管中的每一个与相应致动机构可操作地连通，所述相应致动机构被配置成以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个；公共出口端口，所述公共出口端口被配置成接收所述流体组合物；以及有源流体阻尼***，所述有源流体阻尼***被配置成减弱所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述有源流体阻尼***包括有源脉冲阻尼致动器，所述有源脉冲阻尼致动器与所述相应致动机构分开，所述相应致动机构被配置成主动地将附加的压力脉冲引入所述歧管中以破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述有源流体阻尼***包括控制***，所述控制***被配置成改变由所述相应致动机构进行的打开和关闭的定时，以破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述梯度比例阀进一步包括所述多个相应致动机构，其中所述多个相应致动机构中的每一个是音圈致动器阀，并且其中所述流体阻尼***包括所述音圈致动器阀。
附加地或另选地，所述有源脉冲阻尼致动器包括内置到所述阀中的控制***，用于控制所述有源脉冲阻尼致动器。
附加地或另选地，所述控制***被配置成以反馈回路操作以确保正确减弱所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述控制***包括通信设备，所述通信设备被配置用于从液相色谱***对控制信号进行发送和接收中的至少一个。
附加地或另选地，所述通信设备被配置成响应于由一个或多个所述致动机构引起的不需要的压力响应而接收输入信号。
附加地或另选地，所述有源脉冲阻尼致动器位于所述相应致动机构的下游并且位于所述公共出口端口的上游。
附加地或另选地，所述控制***是内置在所述阀中的抖动控制单元。
附加地或另选地，所述抖动控制单元包括通信设备，所述通信设备被配置成用于从液相色谱***对控制信号进行发送和接收中的至少一个。
附加地或另选地，所述抖动控制单元被配置成通过有目的地引入一致的压力噪声来减小量化误差。
在另一个实施方案中，一种在液相色谱中混合流体的方法包括：提供梯度比例阀；在所述梯度比例阀的多个入口端口中接收多个流体；在所述梯度比例阀的歧管内以受控方式混合所述多个流体以提供流体组合物，所述歧管包括多个导管；以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个；从所述梯度比例阀的公共出口端口输出所述流体组合物；以及利用有源流体阻尼***减弱所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述方法进一步包括将附加的压力脉冲主动地引入所述歧管中并且利用有源脉冲阻尼致动器破坏性地干扰所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述方法进一步包括由控制***改变所述打开和关闭的定时；以及通过所述改变破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述方法进一步包括通过所述控制***确保利用反馈回路正确减弱所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述方法进一步包括由所述控制***响应于由一个或多个所述致动机构引起的不需要的压力响应而接收输入信号。
附加地或另选地，所述以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个由相应电磁阀来执行，并且所述方法进一步包括：利用陶瓷密封阀塞来减轻由所述电磁阀的打开和关闭产生的不需要的流体压力脉冲。
附加地或另选地，所述以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个由相应音圈致动器阀来执行，并且所述方法进一步包括：利用所述相应音圈致动器阀来减弱所述不需要的流体压力脉冲；以及利用所述音圈致动器阀来以可变速度打开和关闭所述多个导管中的每一个。
在另一个实施方案中，液相色谱***包括具有多个入口端口的梯度比例阀，所述多个入口端口被配置成接收多个流体；歧管，所述歧管连接到所述多个入口端口中的每一个，被配置成以受控方式混合所述多个流体以提供流体组合物，所述歧管包括在所述歧管内部的多个导管，所述多个导管中的每一个通过所述多个入口端口中的相应一个接收流体，所述多个导管中的每一个与相应致动机构可操作地连通，所述致动机构被配置成以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个，公共出口端口被配置成接收所述流体组合物，并且有源流体阻尼***被配置成减弱所述歧管中的不期望的流体压力脉冲。所述液相色谱***进一步包括注射器；分离柱；和检测器。
附图说明
通过结合附图参考下面的描述，可以更好地理解本发明的上述优点和其他优点，附图中相同的附图标号是指各个附图中相同的元件和特征。为清楚起见，并非每个元件都在每个附图中标记。附图不一定按比例绘制，而重点在于示出本发明的原理。
图1描绘了根据一个实施方案的液相色谱装置的框图。
图2描绘了根据一个实施方案的梯度比例阀的透视图。
图3描绘了根据一个实施方案的图2的梯度比例阀的侧视截面图。
图4描绘了根据一个实施方案的具有有源脉冲阻尼器的另一个梯度比例阀的示意图。
图5描绘了根据一个实施方案的具有多个音圈致动器的另一个梯度比例阀的示意图。
图6描绘了根据一个实施方案的具有抖动控制单元的另一个梯度比例阀的示意图。
具体实施方式
在本说明书中提到“一个实施方案”或“实施方案”表示结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本教导的至少一个实施方案中。对本说明书内的特定实施方案的引用不一定都指代相同的实施方案。
梯度比例阀适应流体从外部贮存器流入阀内，用于以适当比例混合以形成液体组合物。在实际实施方案中，此类阀可包括接口到公共出口的四个入口阀，在下面图2中示出的实施方案示出了接口到公共出口的两个入口阀。在功能性方面，每个入口阀可以是正常关闭的螺线管致动隔膜阀，该螺线管致动隔膜阀以受控方式切换，以提供混合液体组合物所需的适量的流体。整个阀的功能是提供组分（诸如高压液相色谱（HPLC）实施方式中的溶剂）的组成准确的混合物的连续流。可在流动条件下从公共出口提供混合物，同时不干扰流体输入***的流速，并且不改变或以其它方式影响被输入用于混合的流体的质量/组成。
本文所述的梯度比例阀的实施方案可被配置成主动减弱或以其它方式减小由于阀的流体***中的通道以及阀本身中的通道的打开和关闭而发生的压力脉冲。已经发现此类压力脉冲在组成错误中引起大的正弦振荡。有源阻尼可包括利用有源、上电和/或受控设备减弱这些流体压力脉冲。因此，本文所述的梯度比例阀可被配置成在整个溶剂组成范围内提供改进的组成准确性。该改进的组成准确性在较高流速下可能特别重要。
图1是根据本发明的一个实施方案的适用于制备规模或工艺规模的液相色谱的示例性液相色谱***100的框图。***100是示例性***，其中可根据本文所述的实施方案包括梯度比例阀。装置100包括四个溶剂贮存器1A、1B、1C、1D、梯度比例阀2、入口歧管阀3、泵4、溶剂混合器5、注射器8、分离柱6、检测器7和控制单元9。梯度比例阀2表示包括本文所述的一个或多个阻尼特征的阀。因此，梯度比例阀2可以是图2至图6中所示并且在下文描述的梯度比例阀中的任一个。
在操作时，梯度比例阀2和泵4响应于控制单元9的控制从贮存器1A、1B、1C、1D选择和抽取一种或多种溶剂。可响应于控制单元9的控制来操作梯度比例阀2，以提供所选择的在时间上任选地变化的溶剂组合物，例如以实现梯度模式色谱。溶剂混合器5是任何合适的混合器，包括已知的无源和有源混合器。注射器是任何合适的注射器8，包括已知的注射器，用于将样品注入溶剂流中。注射器8任选地设置在溶剂流动路径中的替代位置处，如液相色谱领域的普通技术人员将理解的。入口歧管阀3从梯度比例阀2连接到出口管，并且连接到两个入口管（连接到泵4），以将溶剂供应到两个活塞腔。入口歧管阀3任选地包括样品注射器，以在其进入泵4之前将样品注入溶剂中。控制单元9，包括例如个人计算机或工作站，接收数据和/或通过有线和/或无线通信向例如梯度比例阀2、泵入口歧管3、泵4和/或检测器7提供控制信号。控制单元9支持例如样品处理的自动化。此外，控制单元9可被配置成控制本文所述的一个或多个有源流体阻尼***，如下文所述。在各种说明性实施方案中，控制单元9以软件、固件和/或硬件（例如，作为专用集成电路）实现。控制单元9包括和/或与存储部件通信。
控制单元9的合适的实施方式包括例如一个或多个集成电路，诸如微处理器。在一些替代实施方案中，单个集成电路或微处理器包括装置100的控制单元9和其它电子部分。在一些实施方案中，一个或多个微处理器实现启用控制单元9的功能的软件。在一些实施方案中，软件被设计成在专用于本文所述功能的通用设备和/或专用处理器上运行。
在***100的一些实施方案中，控制单元9包括用户界面以支持与***100的控制单元9和/或其它部分的交互。例如，界面被配置成接受来自用户的控制信息并且向用户提供关于***100的信息。用户界面例如用于设置***控制参数和/或向用户提供诊断和故障排除信息。在一个实施方案中，用户界面提供***100与位于操作环境本地或远离操作环境的用户之间的联网通信。在一些实施方案中，用户界面用于修改和更新软件。鉴于本文提供的说明性实施方案的描述，对于分离领域的普通技术人员显而易见的是，可在本发明的其它实施方案中利用控制单元的各种其它配置和实施方式来提供对工艺规模和制备规模的色谱的自动控制。
泵4可被配置成在至少500psi、或1,000psi或5,000psi、10,000psi或更大的压力下提供溶剂。泵包括任何合适的基于活塞的泵，包括已知的泵，例如可从马萨诸塞州米尔福德市的沃特斯公司（Waters Corporation, Milford, Mass）获得。柱6是适用于工艺规模和制备规模的色谱的任何色谱柱。柱包含例如适用于此类目的的任何介质，包括已知介质。吸附剂材料选自任何合适的吸附剂材料，包括已知材料，如二氧化硅或二氧化硅和共聚物的混合物，诸如烷基化合物。溶剂是适于期望的分离工艺的任何溶剂，包括已知溶剂。
再次，上文所描述的***100旨在是示例性液相色谱***，其中可部署梯度比例阀的各种实施方案。然而，本文所述的梯度比例阀可在执行梯度流体混合的任何***中实现。例如，在液相色谱四元***中，在溶剂贮存器1A、1B、1C、1D之后，溶剂进入的下一部件可以是脱气器腔。从那里，溶剂可进入梯度比例阀2。在梯度比例阀2之后，溶剂然后可通过止回阀进入泵（即，没有入口歧管阀）。设想可部署梯度比例阀的任何液相色谱***配置以用于结合本文所述的原理。
现在参考图2，示出了根据一个实施方案的梯度比例阀2A的透视图。梯度比例阀2A包括蓄能器19A、19B，蓄能器位置在最靠近贮存器10A、10B的一侧与切换阀17A、17B直接相邻。应当理解，梯度比例阀2A的实施方案可包括位于梯度比例阀2A的两个开放侧的两个附加蓄能器和切换阀（未示出），从而将梯度比例阀2连接到两个附加贮存器，例如，图1中所示的贮存器1C、1D。蓄能器19A、19B中的每一个可包括大致圆形横截面的软壁柔性塑料管50。如图所示，蓄能器管50可适于在最靠近阀入口的端部，以紧贴在刚性塑料连接器52上滑动。连接管54可在蓄能器管的相对端处实现，以保持较长长度的流动管道56，该流动管道将阀与贮存器1A、1B相连。可使与连接管相邻的蓄能器管的端部大致呈扁平椭圆55的横截面，该扁平椭圆可允许在蓄能器管中发生显著的内部体积变化，而压力几乎没有变化，从而允许蓄能器克服液压惯性的影响。
图3描绘了根据一个实施方案的图2的梯度比例阀2A的侧视截面图。梯度比例阀2A包括阀歧管10，该阀歧管容纳来自外部贮存器（未示出）的流体的流动。为了使下文讨论清楚起见，本文所述的说明性阀具有仅混合两个输入流体流的能力。然而，本文所述的特征可应用于混合例如四个或更多个输入流体流的阀。从贮存器接收待混合的输入流体流并且在入口端口12处将其引入阀中。来自相应贮存器的流体，如本领域已知的用于HPLC中的溶剂，流入相应入口端口12，并且之后通过歧管10中的相应入口导管14流入相应蓄能器体积或腔16。
整体蓄能器腔16以及入口端口12和入口导管14的尺寸适当地设定为阀应用的流速的函数。腔16是锥形的，具有与入口导管14相对的圆锥形底座。腔被成形为使隔膜的表面积最大化（用于柔顺性），并且入口导管14被定位成允许最佳的扫过体积几何形状。因此，腔16还具有从较大横截面到较小横截面的平滑转变。腔的放置使得阀隔膜40（下文讨论）与蓄能器之间的流体阻力最小化。流经导管14的流体垂直于锥形底座流动到腔16中以限制腔16的底座或背面。
蓄能器隔膜18定位在腔16的圆锥形底座或背面，与入口导管14相对。该说明性实施方案中的隔膜18是由层压在每一侧上的聚四氟乙烯（PTFE）与氟化乙烯丙烯（FEP）形成的0.002英寸厚的膜。
与本说明性实施方案的流体路径中的所有部件一样，隔膜由在功能上不受各种有机溶剂和酸、碱、盐、表面活性剂等的水溶液以及可用于任何模式的液相色谱的其他相改性剂影响的材料形成。隔膜18在蓄能器腔16的背面实现膜或柔顺构件，以在压力几乎没有变化的情况下允许腔中的内部体积变化。因此，与现有技术的不太有利的蓄能器管一样，阀可克服液压惯性的影响。如本领域技术人员将理解的，针对应用流动特性优化隔膜的柔顺性和阻尼。
在圆锥形底座的背面或蓄能器腔16的背面后面的过大孔洞20被配置成容纳隔膜18以在其中紧密地夹持和密封隔膜。孔洞20内部的座置表面22提供隔膜所抵靠的支座。密封凹槽24设置在座置表面22中并且提供在根据本发明的实施方式中实现的单个密封件的一部分。由不锈钢形成的圆柱形密封塞26包括密封脊28，该密封脊紧密地装配到密封凹槽24中，以当塞26抵靠座置表面22接合时密封孔洞20中的隔膜，其中隔膜被夹在二者间。
优选地，密封塞26的尺寸被设计成紧贴地可滑动地装配在孔洞20内。塞26通过夹紧板30保持在适当位置，该夹紧板诸如通过螺钉32机械地附接到阀歧管。附加的安装孔33设置在夹紧板30中，以便于夹紧板机械紧固到阀歧管10。在该说明性实施方案中，诸如波纹管弹簧34或垫圈等弹性构件设置在密封塞26和夹紧板30之间，以提供一些弹性。
根据本发明的隔膜克服了液压惯性，同时通过限制暴露于环境空气的隔膜的表面积来使暴露于可能空气渗透的阀中的流体体积最小化。与其中整个蓄能器管被暴露并且穿过其中的流体的体积受到渗透管的环境空气的影响的现有技术相比，根据本发明的隔膜仅以有限的方式暴露于环境中。大气端口36设置在夹紧板30中，以允许隔膜18背面的环境空气。当隔膜执行其预期功能需要暴露于环境空气时，在大气端口内暴露的减小表面积显著限制了空气穿过隔膜进行渗透。
如上文简要描述的，从贮存器接收待混合的输入流体流并且在入口端口12处将其引入阀歧管10。来自相应贮存器的流体流入相应入口端口12，并且之后通过歧管10中的相应入口导管14流入相应蓄能器体积或腔16。
在相应的整体蓄能器腔16中，待混合的流体遇到柔性隔膜，该柔性隔膜在压力几乎没有变化的情况下允许腔中的内部体积变化，使得阀可克服液压惯性的影响。流体通过腔端口38从腔16流出，由此可在切换的阀隔膜40处获得流体。阀隔膜通过本领域已知的切换阀往复运动。阀隔膜的受控切换确定容纳在阀歧管10内的公共端口42中的相应流体的比例。相应流体在公共端口42中以其相应比例混合，并且可在出口端口44处获得以用于如本领域已知的下游处理。
尽管在本文的说明性实施方案中仅描述了两个输入阀，但是应当理解，根据本发明的概念可在具有用于混合液体组合物的任何数量的入口端口的阀中实现。
虽然本文描述的隔膜由FEP-PTFE-FEP层压形成，但是应当理解，可实现其它材料以实现隔膜，诸如薄不锈钢、各种复合材料、橡胶等。
尽管说明性实施方案中的密封塞是由不锈钢形成的圆柱形塞，但是应当理解，在允许隔膜背面的环境压力的同时可实现替代性密封机构，诸如海绵状材料、圆柱形复合材料等。此外，虽然密封塞通过具有密封脊来实现紧密密封，该密封脊位于接收塞的孔洞中的密封凹槽中，但是应当理解，凹槽可位于塞中，脊位于孔洞的表面上。
梯度比例阀2A的实施方案包括有源流体阻尼***，该有源流体阻尼***包括被配置成主动减弱歧管中的不需要的流体压力脉冲的一个或多个有源阻尼机构、***或方法。因此，梯度比例阀2A可被配置成主动减弱或以其它方式减小由于与阀2A相关联的流体***中的通道和阀2A本身内的通道的打开和关闭而发生的压力脉冲。该有源阻尼可被配置成减小由于例如电磁阀17A、17B的激活而产生的压力脉冲。使用以下所描述的有源流体阻尼***，可提供跨整个溶剂组合物范围的改进的组成准确性。
图4描绘了根据一个实施方案的具有流体阻尼***的另一个示例性梯度比例阀2B的示意图，该流体阻尼***包括有源脉冲阻尼器200。如图所示，梯度比例阀2B包括具有四个入口端口212的歧管210，每个入口端口通过相应入口导管214连接到相应电磁阀217。电磁阀217各自包括将流体转移到有源脉冲阻尼器200的端口242。可在混合流体之前、混合之后或混合期间定位有源脉冲阻尼器200。有源脉冲阻尼器200可位于***的电磁阀217的下游。有源脉冲阻尼器200可与相应致动机构（即，电磁阀217）分开，并且可被配置成主动地将附加的压力脉冲引入歧管210中以破坏性地干扰由电磁阀217和/或歧管产生的不需要的流体压力脉冲。无论实施方案如何，有效脉冲阻尼器200可在流体被传送到出口端口244之前定位在歧管210中。
有源脉冲阻尼器200可进一步包括被配置成控制有源脉冲阻尼器200的内置微处理器或控制***。另选地或除此之外，有源脉冲阻尼器200可与液相色谱***100的控制单元9通信。在此实施方案中，有源脉冲阻尼器200可包括用于发送和接收控制信号的通信设备。在有源脉冲阻尼器200以自给的方式操作的实施方案中，与***控制单元（诸如控制单元9）通信可能是不必要的。
有源脉冲阻尼器200可容纳在一个单个GPV壳体中。在其它实施方案中，有源脉冲阻尼器200可以是从初级GPV壳体分离成独立部件的部件。在任一实施方案中，GPV可以是电磁阀、不同类型的阀或其它机构，被配置成引入随后使总压力响应衰减的附加压力信号。在有源脉冲阻尼器200的一些实施方案中，GPV上的现有电磁阀中的一个可用于引入附加的信号。在其它实施方案中，可将一个或多个阀或一些其它机构添加到GPV中以用于引入附加的信号的唯一目的。在部署的任何实施方案中，有源脉冲阻尼器200可被配置成主动使压力响应衰减。
有源脉冲阻尼器200可与控制单元9通信或包括一个或多个附加的或另选的控制***。所设想的实施方案包括通过有效脉冲阻尼器200的此类控制***来获得由打开/关闭GPV和/或泵吸入口引起的不需要压力响应形式的输入信号。然后，控制***可被配置成使那个信号衰减并且具有输出信号，该输出信号是良好的平坦一致的压力响应。有源脉冲阻尼器200由此被配置成充当***控制器。有源脉冲阻尼器200可被配置成采取已知的输入压力响应并且在这样的时间内以使输出响应衰减的方式致动。控制单元9或有源脉冲阻尼器200的一个或多个附加的或另选的控制***可使用反馈回路，以确保响应根据预定或设定期望而衰减。有源脉冲阻尼器200的定时可随着流速和溶剂组合物变化而变化（因此改变GPV致动定时）。此类反馈回路可帮助确保定时对于给定流速、组合物和所使用的溶剂而言是足够的。
图5描绘了根据一个实施方案的具有多个音圈致动器717的另一个梯度比例阀2C的示意图。梯度比例阀2C包括通过相应入口导管714连接到音圈致动器717的四个入口端口712。在音圈致动器717之后，公共端口742在混合点处连接流体路径。出口端口744由此将混合流体转移到下游。可包括音圈致动器阀717作为梯度比例阀2C的流体阻尼***的特征。音圈致动器717可被配置成以可变速度打开和关闭，这可用于减小、减弱或消除引入***的压力脉冲的幅度。
参考图6，示出了根据一个实施方案的具有抖动控制单元800的另一个梯度比例阀2D的示意图。类似于上文用阀2A至阀2C所描述的实施方案，梯度比例阀2D包括四个入口端口812。每个入口端口812连接到相应流体导管814，该流体导管被配置成用于将流体传送到相应电磁阀817。电磁阀817被配置成经由相应流体导管842将流体传送到出口端口844，该流体导管在出口端口844处或在出口端口之前会聚到单个流或流量。
在一个或多个实施方案中，有源流体阻尼***包括由抖动控制单元800体现的控制***，该控制***被配置成改变由相应致动机构（如电磁阀817）进行的打开和关闭的定时，以破坏性地干扰歧管中的不需要的流体压力脉冲。抖动控制单元800可以是梯度比例阀2D的部件，或者可以是更大的液相色谱***的部件，诸如控制单元9，或者可以是包括在连通的梯度比例阀内的控制单元与较大液相色谱***的控制单元的组合。例如，抖动控制单元800可包括用于控制相应电磁阀817的定时的电路板、芯片或其它处理设备。
可在例如梯度比例阀2A的实施方案中定位抖动控制单元800。在这样的实施方案中，电磁阀117A位于歧管110的外部主体上的电磁阀117C对面，而电磁阀117B位于歧管110的外部主体上的电磁阀117D对面。控制***可被配置成在主阀开口产生主压力脉冲的精确时间打开相反的阀。可完成相反的阀到主阀开口的打开，以用于有目的地产生破坏性地干扰主压力脉冲的相反压力脉冲。该减轻可发生在混合点之前或在混合点处。相反的阀的打开可与第一阀的主打开同时发生，或者紧跟在第一阀的主打开之后。在仍其它实施方案中，控制***可控制单独的脉冲引入阀结构，该结构与梯度比例阀中的各种电磁阀（例如117A、117B、117C、117D）分开。
在仍其它实施方案中，有源流体阻尼***和/或抖动控制***800可被配置成用于将压力噪声有目的地引入***中以便减小量化误差。可通过以产生减轻压力脉冲的一致噪声的方式一致地打开和关闭电磁阀来引入该有目的地引入的噪声。虽然已经参考图6描述了用于改变相应致动机构的打开和关闭的定时和/或有目的地引入噪声的控制***，但是此类***和方法可与本文所述的其它梯度比例阀实施方案中的任一个或其组合结合使用。
本发明的实施方案进一步设想使用上文所描述的原理来混合流体的方法。混合流体的方法可首先包括提供与本文所述原理中的一个或多个一致的梯度比例阀和/或具有此类梯度比例阀的液相色谱***。该方法可包括在梯度比例阀的多个入口端口中接收多个流体，并在梯度比例阀的歧管内以受控方式混合多个流体以提供流体组合物，该歧管包括多个导管。该方法可包括以受控方式打开和关闭多个导管中的每一个，并且从梯度比例阀的公共出口端口输出流体组合物。
该方法可进一步包括用有源流体阻尼***减弱歧管中不需要的流体压力脉冲。
在一些实施方案中，以受控方式打开和关闭多个导管中的每一个由相应电磁阀来执行，并且该方法进一步包括利用位于相应电磁阀中的至少一个中的能量吸收螺线管电枢止动件吸收由电磁阀的打开和关闭产生的不需要的流体压力脉冲。
在一些实施方案中，该方法可包括主动地将附加的压力脉冲引入歧管中并且利用有源脉冲阻尼致动器破坏性地干扰歧管中的不需要的流体压力脉冲。
在一些实施方案中，该方法可包括由控制***改变打开和闭合的定时，并且通过该改变来破坏性地干扰歧管中的不需要的流体压力脉冲。
在一些实施方案中，以受控方式打开和关闭多个导管中的每一个由相应电磁阀来执行，并且该方法进一步包括利用陶瓷密封阀塞来减轻由电磁阀的打开和关闭产生的不需要的流体压力脉冲。
在一些实施方案中，以受控方式打开和关闭多个导管中的每一个由相应音圈致动器阀来执行，并且该方法进一步包括利用相应音圈致动器阀来减弱不需要的流体压力脉冲，以及用音圈致动器阀来以可变速度打开和关闭多个导管中的每一个。
虽然已经参考特定实施方案示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离如所附权利要求中叙述的本发明的实质和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。此外，虽然已经详细描述了压力脉冲的流体阻尼的有源形式的各种实施方案，但是这些实施方案可以一致地采用，或者结合本文描述的一些或全部特征并入单个梯度比例阀中。另外，压力脉冲的流体阻尼的有源形式可与一个或多个无源形式组合来补充，该一个或多个无源形式不需要电源和/或控制***来起作用。

Claims (20)

1.一种用于液相色谱的梯度比例阀，所述梯度比例阀包括：
多个入口端口，所述多个入口端口被配置成接收多个流体；
歧管，所述歧管连接到所述多个入口端口中的每一个，被配置成以受控方式混合所述多个流体来提供流体组合物，所述歧管包括在所述歧管内部的多个导管，所述多个导管中的每一个通过所述多个入口端口中的相应一个来接收流体，所述多个导管中的每一个与相应致动机构可操作地连通，所述相应致动机构被配置成以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个；
公共出口端口，所述公共出口端口被配置成接收所述流体组合物；以及
有源流体阻尼***，所述有源流体阻尼***被配置成减弱所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
2.根据权利要求1所述的梯度比例阀，其中所述有源流体阻尼***包括有源脉冲阻尼致动器，所述有源脉冲阻尼致动器与所述相应致动机构分开，所述致动机构被配置成主动地将附加的压力脉冲引入所述歧管中以破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
3.根据权利要求1所述的梯度比例阀，其中所述有源流体阻尼***包括控制***，所述控制***被配置成改变由所述相应致动机构进行的打开和关闭的定时，以破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
4.根据权利要求1所述的梯度比例阀，所述梯度比例阀进一步包括：
所述多个相应致动机构，其中所述多个相应致动机构中的每一个是音圈致动器阀，并且其中所述流体阻尼***包括所述音圈致动器阀。
5.根据权利要求2所述的梯度比例阀，其中所述有源脉冲阻尼致动器包括内置到所述阀中的控制***，用于控制所述有源脉冲阻尼致动器。
6.根据权利要求5所述的梯度比例阀，其中所述控制***被配置成以反馈回路操作以确保正确减弱所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
7.根据权利要求5所述的梯度比例阀，其中所述控制***包括通信设备，所述通信设备被配置用于从液相色谱***对控制信号进行发送和接收中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的梯度比例阀，其中所述通信设备被配置成响应于由一个或多个所述致动机构引起的不需要的压力响应而接收输入信号。
9.根据权利要求2所述的梯度比例阀，其中所述有源脉冲阻尼致动器位于所述相应致动机构的下游并且位于所述公共出口端口的上游。
10.根据权利要求3所述的梯度比例阀，其中所述控制***是内置在所述阀中的抖动控制单元。
11.根据权利要求10所述的梯度比例阀，其中所述控制***包括通信设备，所述通信设备被配置用于从液相色谱***对控制信号进行发送和接收中的至少一个。
12.根据权利要求10所述的梯度比例阀，其中所述抖动控制单元被配置成通过有目的地引入一致的压力噪声来减小量化误差。
13.一种在液相色谱中混合流体的方法，所述方法包括：
提供梯度比例阀；
在所述梯度比例阀的多个入口端口中接收多个流体；
在所述梯度比例阀的歧管内以受控方式混合所述多个流体以提供流体组合物，所述歧管包括多个导管；
以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个；
从所述梯度比例阀的公共出口端口输出所述流体组合物；以及
利用有源流体阻尼***减弱所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括：
将附加的压力脉冲主动地引入所述歧管中并且利用有源脉冲阻尼致动器破坏性地干扰所述歧管中的不需要的流体压力脉冲。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括：
由控制***改变所述打开和关闭的定时；以及
通过所述改变破坏性地干扰所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括通过所述控制***确保利用反馈回路正确减弱所述歧管中的所述不需要的流体压力脉冲。
17.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括由所述控制***响应于由一个或多个所述致动机构引起的不需要的压力响应而接收输入信号。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个由相应电磁阀来执行，所述方法进一步包括：
利用陶瓷密封阀塞来减轻由所述电磁阀的打开和关闭产生的不需要的流体压力脉冲。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述以受控方式打开和关闭所述多个导管中的每一个由相应音圈致动器阀来执行，所述方法进一步包括：
利用所述相应音圈致动器阀来减弱所述不需要的流体压力脉冲；以及
利用所述音圈致动器阀来以可变速度打开和关闭所述多个导管中的每一个。
20.一种液相色谱***，所述液相色谱***包括：
根据权利要求1所述的梯度比例阀；
注射器；
分离柱；以及
检测器。
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