Sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones con conjunto de codificador amovible.

Un sistema (20) de válvula microfluídica de múltiples posiciones montada de modo operativo sobre un motor

(21) de accionamiento, comprendiendo dicho sistema de válvula:

una carcasa (27) que presenta una pared exterior y una pared interior, definiendo dicha pared interior una cámara de paso (28) interior que presenta una porción (34) proximal, una porción distal y un eje geométrico (31) de la cámara;

un conjunto (24) de accionamiento situado de forma rotatoria dentro de dicha cámara cerca de dicha porción proximal, presentando dicho conjunto de accionamiento un eje geométrico (33) de rotación de accionamiento situado sustancialmente en posición coaxial con dicho eje geométrico de la cámara, presentando dicho eje geométrico de accionamiento una porción proximal acoplada de forma rotatoria a dicho motor de accionamiento;

un conjunto (36) de codificador independiente, autónomo, amovible, que incluye una estructura (37) de soporte, un eje (38) de codificador montado de forma rotatoria sobre dicha estructura de soporte para su rotación alrededor de un eje geométrico (41) del eje de codificador, y un dispositivo (40) codificador configurado para determinar la posición rotacional del eje de codificador alrededor del eje geométrico del eje de codificador, estando configurada dicha estructura de soporte para su posicionamiento dentro de dicha carcasa en una posición de montaje, permitiendo el acoplamiento rotacional de una porción (39) proximal del eje de codificador en una porción distal del conjunto de accionamiento; y

un dispositivo (22) de válvula multifluídica de múltiples posiciones que presenta un eje (25) de válvula que rota alrededor de un eje geométrico (26) de válvula de este entre una pluralidad de posiciones de distribución de fluido diferenciadas, pudiendo dicho dispositivo de válvula ser montado sobre la porción distal de la carcasa de manera que permita el acoplamiento rotacional de una porción proximal del eje de válvula con una porción (42) distal del eje de codificador cuando el conjunto de codificador está en la posición de montaje;

en el que dicha estructura de soporte carece de acoplamiento rígido directamente con dicha carcasa.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13170013.

Solicitante: Idex Health&Science LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 630 Dundee Road Suite 400 Northbrook, Illinois 60062 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: TOWER,CHRISTOPHER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno... > F16K31/04 (utilizando un motor)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > F16K37/00 (Medios especiales en las válvulas o en otros dispositivos de obturación para indicar o registrar su funcionamiento o para permitir dar la alarma)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > F16K99/00 (Materia no prevista en otros grupos de esta subclase)

PDF original: ES-2529330_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones con conjunto de codificador amovible Campo de la invención

La presente invención se refiere a válvulas de múltiples posiciones y, más concretamente, se refiere a válvulas de múltiples posiciones de accionamiento acoplado, para la gestión de distribución microfluídica.

Antecedentes de la invención

Las válvulas dobles y de múltiples posiciones para inyectar, seleccionar o conmutar fluidos son bien conocidas en el campo de los instrumentales científicos. En particular, las válvulas de pasos múltiples o de múltiples posiciones a gran presión son aplicadas en procedimientos analíticos, como por ejemplo cromatografía de líquidos. Las aplicaciones a gran presión para la gestión de la distribución microfluídica permite separaciones más rápidas y un incremento del rendimiento global del proceso. Con el fin de realizar con precisión estas aplicaciones, el posicionamiento de la válvula debe ser muy preciso. Cuanto más preciso sea el posicionamiento, menos efectos en cuanto a la dispersión existirán en el análisis.

Estos sistemas de gestión de distribución multifluídicos a gran presión típicamente incluyen un motor de accionamiento, estando montada la válvula de múltiples posiciones con un conjunto accionador de válvula entre el motor de accionamiento y la válvula de múltiples posiciones. Más recientemente, estos conjuntos de válvulas de múltiples posiciones incorporan unos dispositivos codificadores internos dentro de una carcasa del conjunto accionador que son aplicados para determinar la posición de la válvula de múltiples posiciones.

El dispositivo codificador incluye, en términos generales, una rueda de codificador acoplada a un eje rotatorio de la válvula, y que rota alrededor del eje geométrico del eje. El dispositivo codificador también incluye un módulo de codificador montado sobre la carcasa del accionador que coopera con la rueda de codificador para determinar la posición rotacional de la rueda con respecto al eje geométrico del eje.

Para operar adecuadamente estos dispositivos codificadores, es fundamental el posicionamiento y la alineación entre el módulo de codificador y la rueda de codificador. Por ejemplo, en algunos diseños actuales, la relación angular de la rueda de codificador y del eje debe establecerse durante el montaje, dado que cualquier variación provocará la variación de la posición angular de la válvula. En otros diseños, es imperativo que la concentricidad a lo largo del tren de accionamiento de la válvula se mantenga dentro de tolerancias muy estrictas. Esto es, todas las piezas de acoplamiento deben estar sustanclalmente alineadas o la válvula puede ocluirse. Esto es especialmente importante a la hora de Instalar la rueda de codificador sobre el eje de rotación, y el módulo de codificador sobre la carcasa del accionador, dado que se deja muy poco espacio para que las piezas operen adecuadamente. Si el módulo de codificador se Instala con Independencia de la rueda de codificador, es muy importante que el eje de la rueda de codificador se monte con unas tolerancias muy estrictas con respecto a la desviación y a la concentricidad. Debido a estas tolerancias el coste del accionador es más elevado y más difícil de ensamblar.

En otros diseños, la rueda de codificador es fijada al eje con un tornillo prisionero. De esta manera, es posible en estos diseños que el tornillo prisionero se "destalone" y permita que la rueda de codificador se desplace con respecto al eje. Ello provocaría que la codificación fuese incorrecta y que la válvula no quedara situada correctamente. Ejemplos de sistemas de válvula microfluídica de múltiples posiciones pueden encontrarse en los documentos US 7 201 185 o EP 1 775 504.

Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema accionador de válvula microfluídica de múltiples posiciones que simplifique la Instalación del conjunto de codificador durante el ensamblaje del accionador.

Sumario de la invención

Aspectos de la Invención se definen en las reivindicaciones que se acompañan.

Puede proporcionarse un conjunto accionador de válvula multifluídica que sea montada de manera operativa entre un motor de accionamiento y un dispositivo de válvula multifluídica de múltiples posiciones. El dispositivo de válvula incluye un eje de válvula que rota alrededor del eje geométrico de válvula de aquél entre una pluralidad de posiciones de distribución de fluido diferenciadas. El conjunto de accionador incluye una carcasa de accionador que presenta una pared exterior y una pared interior, pared interior define una cámara de paso interior que presenta una porción proxlmal, una porción distal y un eje geométrico de la cámara. El conjunto accionador incluye además un conjunto de accionamiento situado de forma rotatoria dentro de la cámara próximo a la posición proxlmal. El conjunto de accionamiento incluye un eje geométrico de rotación de accionamiento situado sustancialmente en posición coaxial con el eje geométrico de la cámara y que presenta una porción proximal acoplada de forma rotatoria con el motor de accionamiento. De acuerdo con la presente invención, el conjunto accionador incluye además un conjunto de codificador independiente que Incorpora una estructura de soporte y un eje de codificador montado de forma rotatoria sobre la estructura de soporte para su rotación alrededor del eje geométrico del eje de codificador. Una rueda de codificador está montada sobre el eje de codificador para su rotación alrededor del eje geométrico del

eje de codificador, y un módulo de codificador montado sobre la estructura de soporte. El módulo de codificador coopera con la rueda de codificador, como una unidad fijada de antemano para fijar la posición rotacional del eje de codificador alrededor del eje geométrico del eje de codificador. La estructura de soporte está configurada para su posicionamiento dentro de la carcasa en una posición de montaje, permitiendo el acoplamiento rotacional del eje de codificador con una porción distal del conjunto de accionamiento, y permitiendo el acoplamiento rotacional de una porción distal del eje de codificador con una porción proximal del eje de válvula cuando el dispositivo de válvula de fluido de múltiples posiciones esté montado sobre la porción distal de la carcasa de accionador. Mediante este acoplamiento proximal y distal del eje de codificador, la estructura de soporte carece de un acoplamiento rígido directamente sobre la carcasa de accionador, haciendo posible que el conjunto de codificador "flote" dentro de la carcasa para acomodar cualquier desalineación mínima entre los componentes del acoplamiento.

La estructura de soporte está configurada para cooperar con la carcasa, en la posición de montaje, para permitir un movimiento mínimo del conjunto de codificador, con respecto a la carcasa, en tres grados de libertad. Un grado de libertad, por ejemplo, incluye un movimiento mínimo en una dirección sustancialmente paralela al eje geométrico de la cámara, un movimiento mínimo en una dirección sustancialmente perpendicular al eje geométrico de la cámara, o un movimiento rotacional mínimo sustancialmente alrededor de un eje geométrico que está separado de, pero orientado sustanclalmente en paralelo con, el eje geométrico de la cámara.

La pared exterior de la carcasa define una abertura lateral que se extiende desde la pared exterior por dentro de la cámara de paso interior. La abertura lateral está conformada y dimensionada para la recepción por Inserción en su interior del conjunto de codificador en la posición de montaje. La carcasa incluye unas paredes de alineación opuestas accesibles desde la abertura lateral de la carcasa, y la estructura de soporte Incluye... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1Un sistema (20) de válvula microfluídica de múltiples posiciones montada de modo operativo sobre un motor (21) de accionamiento, comprendiendo dicho sistema de válvula:

una carcasa (27) que presenta una pared exterior y una pared interior, definiendo dicha pared interior una cámara de paso (28) interior que presenta una porción (34) proximal, una porción distal y un eje geométrico (31) de la cámara;

un conjunto (24) de accionamiento situado de forma rotatoria dentro de dicha cámara cerca de dicha porción proximal, presentando dicho conjunto de accionamiento un eje geométrico (33) de rotación de accionamiento situado sustancialmente en posición coaxial con dicho eje geométrico de la cámara, presentando dicho eje geométrico de accionamiento una porción proximal acoplada de forma rotatoria a dicho motor de accionamiento;

un conjunto (36) de codificador independiente, autónomo, amovible, que incluye una estructura (37) de soporte, un eje (38) de codificador montado de forma rotatoria sobre dicha estructura de soporte para su rotación alrededor de un eje geométrico (41) del eje de codificador, y un dispositivo (40) codificador configurado para determinar la posición rotacional del eje de codificador alrededor del eje geométrico del eje de codificador, estando configurada dicha estructura de soporte para su posicionamiento dentro de dicha carcasa en una posición de montaje, permitiendo el acoplamiento rotacional de una porción (39) proximal del eje de codificador en una porción distal del conjunto de accionamiento; y

un dispositivo (22) de válvula multifluídica de múltiples posiciones que presenta un eje (25) de válvula que rota alrededor de un eje geométrico (26) de válvula de este entre una pluralidad de posiciones de distribución de fluido diferenciadas, pudiendo dicho dispositivo de válvula ser montado sobre la porción distal de la carcasa de manera que permita el acoplamiento rotacional de una porción proximal del eje de válvula con una porción (42) distal del eje de codificador cuando el conjunto de codificador está en la posición de montaje;

en el que dicha estructura de soporte carece de acoplamiento rígido directamente con dicha carcasa.

2.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicha estructura de soporte está configurada para cooperar con la carcasa, en la posición de montaje, para permitir el movimiento mínimo de conjunto de codificador, con respecto a la carcasa, en tres grados de libertad.

3.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 2, en el que

un primer grado de libertad incluye el movimiento mínimo en una dirección sustancialmente paralela al eje geométrico de la cámara;

un segundo grado de libertad incluye el movimiento mínimo en una dirección sustancialmente perpendicular al eje geométrico de la cámara; y

un tercer grado de libertad incluye un movimiento rotacional mínimo sustancialmente alrededor de un eje geométrico que está separado de, pero orientado sustancialmente en paralelo con, el eje geométrico de la cámara.

4.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho movimiento mínimo de dicho primer grado de libertad es al menos de aproximadamente 1,0 mm; dicho movimiento mínimo de dicho segundo grado de libertad es al menos de aproximadamente 0,36 mm; y dicho movimiento mínimo de dicho tercer grado de libertad es al menos de aproximadamente ± 3o.

5.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 2, en el que

dicha pared exterior de dicha carcasa define una abertura (32) lateral que se extiende desde la pared exterior por dentro de la cámara de paso (28) interior, estando dicha abertura lateral conformada y dimensionada para la recepción por inserción del conjunto de codificador en la posición de montaje.

6.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 5, en el que

dicha carcasa incluye unas paredes (72; 73, 73) de alineación opuestas accesibles desde la abertura lateral de la

carcasa, y

dicha estructura de soporte incluye dos clavijas de posicionamiento (71, 71) separadas configuradas para encajar de manera deslizable con las paredes de alineación opuestas cuando el conjunto de codificador está en la posición

de montaje, impidiendo dicha pared de alineación sustancialmente el desplazamiento de la clavija de posicionamiento en direcciones perpendiculares a las paredes de alineación.

7 - El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 6, en el que

dichas paredes de alineación opuestas están sustancialmente contenidas en los correspondientes planos de contacto orientados sustancialmente en paralelo con el eje geométrico de la cámara; y

los correspondientes planos de contacto de las paredes de alineación opuestas están también sustancialmente orientadas en paralelo unos con otros.

8 - El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 6, en el que

dicha estructura de soporte incluye un miembro (46) de soporte con forma genérica de placa que presenta una primera pared (47) de soporte y una segunda pared (48) de soporte opuesta, extendiéndose dichas clavijas de posicionamiento hacia fuera, en direcciones opuestas, desde dichas primera y segunda paredes de soporte.

9 - El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 8, en el que

dicho miembro de soporte incluye además unas paredes (50a, 50b) laterales opuestas que se extienden entre las primera y segunda paredes de soporte y que se ahúsan hacia dentro una con respecto a otra hacia una porción (51) de inserción del mismo, estando dicha porción de inserción configurada para la inserción inicial del conjunto de codificador a través de la abertura lateral de la carcasa en la posición de montaje.

- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

un grado de libertad incluye un movimiento mínimo en una dirección sustancialmente perpendicular al eje geométrico del eje de codificador, y

dicha porción de inserción del miembro de soporte incluye un extremo (52) de apoyo conformado y dimensionado para contactar haciendo tope con la pared interior de la cámara para limitar dicho movimiento mínimo del miembro de soporte en dicha dirección sustancialmente perpendicular al eje geométrico del eje de codificador, cuando está en la posición de montaje.

11.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones según lo definido en la reivindicación 1, en el que

dicho dispositivo codificador del conjunto de codificador incluye una rueda (44) de codificador montada sobre dicho eje de codificador para su rotación alrededor de un eje geométrico del eje de codificador, y un módulo (35) de codificador montado sobre dicha estructura de soporte, cooperando dicho módulo de codificador con la rueda de codificador, como una unidad prefijada, para determinar la posición rotacional del eje de codificador alrededor del eje geométrico del eje de codificador.

12 - El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones según lo definido en la reivindicación 1, en el que

dicho conjunto de accionamiento incluye un dispositivo (81) portador de eje, que presenta una porción de eje distal configurada para ser montada de forma operativa sobre una porción proximal del eje de codificador, una plataforma portadora que presenta una porción proximal configurada para ser montada de forma operativa sobre el motor de accionamiento, y un conjunto (83) de tren de engranajes, dispuesto de forma operativa entre dicha plataforma portadora y dicho dispositivo portador de eje para controlar la velocidad rotacional selectiva de dicho dispositivo portador de eje alrededor del eje geométrico de accionamiento.

13.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones según lo definido en la reivindicación 12, en el que

un extremo distal de dicho dispositivo de soporte de eje define una abertura dentro de un receptáculo de recepción conformado y dimensionado para la recepción deslizante axial de un extremo proximal de dicho eje de codificador,

una zona de recepción en sección transversal de la porción proximal del eje de codificador y una zona de recepción en sección transversal del receptáculo de recepción del dispositivo portador de eje que cooperan para el acoplamiento rotacional alineado entre ellos genéricamente alrededor del eje geométrico del eje de codificador,

un extremo distal de dicho eje de codificador define una abertura dentro de un receptáculo de recepción conformada y dimensionada para la recepción deslizante axial de un extremo proximal de dicho eje de válvula y

una zona de recepción en sección transversal de la porción proximal del eje de válvula y una zona de recepción en sección transversal del receptáculo de recepción del eje de codificador cooperan para el acoplamiento rotacional alineado entre ellos genéricamente alrededor del eje geométrico del eje de codificador.

14.- El sistema de válvula microfluídica de múltiples posiciones según lo definido en la reivindicación 1, en el que

la porción distal de la carcasa Incluye una porción (43) cilindrica que presenta una abertura terminal distal conformada y dimensionada para la recepción deslizante dentro de ella de al menos una porción del dispositivo de válvula para el montaje sobre esta cuando dicho eje de válvula es recibido en dicha hendidura de recepción del eje de codificador.

15.- El sistema de válvula microfluidica de múltiples posiciones según lo definido en la reivindicación 14, que incluye

además:

un dispositivo de identificación de válvula configurado para facilitar la Identificación del tipo de dispositivo de válvula que está montado de manera amovible sobre el conjunto de accionador.