[发明专利]二氧化碳色谱系统中泵头的冷却

说明书

本公开提供了用于冷却泵头并且在多个泵头之间提供均衡的冷却和热传递的方法、系统和装置。用于泵送密度随着微小温度变化而极大变化的流体，诸如基于CO2的色谱系统的所述移动相的多泵系统需要高度稳定的温度条件。为了实现多个泵头和冷却剂流体之间的基本上相等的平均热传递，冷却剂流体可以递归和/或并联的冷却剂流动模式流过所述泵头内的冷却剂通道。此类递归和/或并联的冷却剂流体流动模式提供了穿过多泵系统的所述流体的温度、可压缩性和密度的增加的稳定性。

相关专利申请

本申请要求于2015年4月10日提交的标题为“Cooling of Pump Heads in CarbonDioxide Chromatography Systems”（二氧化碳色谱系统中泵头的冷却）的美国临时专利申请序列号62/145,837的优先权，其全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及二氧化碳色谱系统中泵头的冷却技术。本公开还涉及用于从至少两个泵头中的每一个泵头提供基本上相同的热传递的方法、系统和装置。

背景技术

通常，多个泵可以并联或串联方式布置以在流体色谱系统中泵送流体。色谱法涉及移动相在固定相上流动以实现分离。为了加快和提高分离效率，引进了加压移动相。基于二氧化碳的色谱系统使用CO₂作为移动相流动料流的组分，并且基于CO₂的移动相从泵递送并作为加压流体被输送通过分离柱。在使用CO₂作为移动相组分的系统中，一个挑战是泵送CO₂，因为温度和/或压力的微小变化极大地改变CO₂的密度。CO₂密度的任何波动都增加可压缩性问题，使典型的可压缩性补偿方案受抑。因此，需要提供增加的温度和压力水平的稳定性和控制的色谱系统。

发明内容

本技术的示例性实施方案涉及用于在多个泵头之间提供均衡的冷却和热传递的泵头冷却系统。此外，实施方案涉及用于泵头冷却系统的方法、系统和装置，所述泵头冷却系统采用递归或并联冷却剂流动模式以实现泵头和冷却剂流体之间基本上相等的平均热传递。尤其是，一些实施方案涉及用于冷却泵头的流体冷却系统，该泵头用于基于CO₂的色谱系统，即其中移动相包括CO₂的色谱系统。

在一方面，本技术涉及泵头冷却系统。该系统包括限定第一冷却剂通道和第二冷却剂通道的第一泵头，每个通道具有进入第一泵头的入口和离开第一泵头的出口。该系统还包括限定第三冷却剂通道和第四冷却剂通道的第二泵头，每个通道具有进入第二泵头的入口和离开第二泵头的出口。在该系统中，第一冷却剂通道的出口流体联接到第三冷却剂通道的入口，第三冷却剂通道的出口流体联接到第四冷却剂通道的入口，并且第四冷却剂通道的出口流体联接到第二冷却剂通道的入口。

本技术该方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个。在一些实施方案中，第一泵头和第二泵头由不锈钢构成，或部分由不锈钢构成。在一些实施方案中，第一泵头和第二泵头适于以0.50-150.00mL/min的流速操作。在一些实施方案中，第一泵头和第二泵头适于在最高达50MPa的压力下操作。在一些实施方案中，系统还包括适于将冷却剂流体泵送通过第一冷却剂通道、第二冷却剂通道、第三冷却剂通道和第四冷却剂通道的冷却剂泵。在一些实施方案中，系统还包括流体冷却器，其适于在将冷却剂流体泵送通过第一冷却剂通道之前冷却冷却剂流体。在一些实施方案中，系统还包括：适于将第一冷却剂通道的出口流体联接到第三冷却剂通道的入口的第一冷却剂管、适于将第三冷却剂通道的出口流体联接到第四冷却剂通道的入口的第二冷却剂管，和适于将第四冷却剂通道的出口流体联接到第二冷却剂通道的入口的第三冷却剂管。