CN101644242A - 工业制备色谱用大流量柱塞泵 - Google Patents

Abstract

一种工业制备色谱用大流量柱塞泵，包括泵塞，其特征在于所述大流量柱塞泵进一步包括一共轭凸轮机构，设置于一泵腔内，包括一主凸轮和相对设置的四个副轮，所述主凸轮连接一传动轴，四个副轮分别连接设置于四组滑块活塞的一端部；其中主凸轮于泵腔内绕传动轴转动时，循环驱动所述四个副轮，使四组滑块活塞相互补偿的进行直线往复运动。该工业制备色谱用大流量柱塞泵的结构设计合理，能够保证进给量恒定和恒流恒压给料，其能够消除给料时产生的脉动不利影响，完成进给量恒定的液体的大流量高压进给。

Description

工业制备色谱用大流量柱塞泵

技术领域

本发明属于工业制备色谱所使用的进样泵或溶剂泵技术领域，具体的涉及一种用于实现恒流恒压得大流量液体给进的工业制备色谱用大流量柱塞泵。

背景技术

工业制备色谱的主要目的是从混合物中得到纯物质。为了加快分离的时间与提高分离的效率，制备色谱装置的进样品量很大，导致制备色谱柱的分离负荷的相应加大，也就必须加大色谱柱填料，增大制备色谱的直径和长度，使用的相对多的流动相。待处理的液体被注入色谱柱后，通过压力在固定相中移动，由于待处理液体中不同物质与固定相的相互作用不同，不同的物质顺序离开色谱柱，通过检测器得到不同的峰信号，最后通过分析比对这些信号来判断流出液体所含有的物质。对于待处理液体和其他流体的输送，目前的工业制备色谱多采用能够满足以上行业连续恒压恒流精确输送液体要求的溶剂泵。现有普遍使用的溶剂泵为柱塞泵，如往复式螺旋双柱塞泵，其包括将一个或两个螺杆直接固定在步进电机轴的一端或两端，螺杆与可在导轨内滑动的带有内螺纹的滑块连接，滑块和柱塞柔性连接或刚性连接，由微电脑控制步进电机反复交替左右旋转，带动固定在步进电机的轴上的螺杆反复交替左右旋转，反复推动、拖动导轨内的滑块作往复匀速直线运动，从而带动两边的柱塞作往复匀速直线运动。

例如现有市售制备色谱用P280型恒流泵是双柱塞，由两个单向阀、双柱塞串联的结构构成，这使其既具有双柱塞泵的低脉动性又具有单柱塞泵的可靠性。他可以解决由单向阀的故障引起的溶液输送系统的大部分问题。主泵头柱塞运动行程10mm长，副泵头柱塞运动行程5mm长，每个行程大约800μL。其两个柱塞的驱动是不同步的。当主泵头柱塞输出溶液时，副泵头柱塞同时吸入二分之一柱塞腔体积的溶液。在主泵头柱塞返回的同时，副泵头柱塞将所吸入的溶液输出。其运动速度是由一个数字速度转换器控制的，它使电机能以高速稳定的速度工作。流量范围的线性很大程度上取决于系统的压力，通常用另外一个控制元件测量压力。该压力是电子速度控制压力的一部分，可补偿溶液在高背压下流量的降低。这样压力的变化对溶液的恒量输送的影响较小。

上述现有技术中，柱塞泵仍然会给液体输送带来脉动影响，且流量的精度控制不高，难以满足20-80L/min的流量范围及一定压力下的工业制备色谱对液体输送的恒流恒压要求。

发明内容

本发明提供了一种结构设计合理，能够保证进给量恒定和恒流恒压给料的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其能够消除给料时产生的脉动不利影响，完成进给量恒定的液体的大流量高压进给。

本发明所采用的技术方案如下：

一种工业制备色谱用大流量柱塞泵，包括泵塞，其特征在于所述大流量柱塞泵进一步包括一共轭凸轮机构，设置于一泵腔内，包括一主凸轮和相对设置的四个副轮，所述主凸轮连接一传动轴，四个副轮分别连接设置于四组滑块活塞的一端部；

其中主凸轮于泵腔内绕传动轴转动时，循环驱动所述四个副轮，使四组滑块活塞相互补偿的进行直线往复运动。

具体的讲，所述主凸轮为一曲面凸轮，其偏心连接所述传动轴。

所述四个副轮分别呈90度夹角与所述主凸轮共轭设置，该四个副轮分别枢轴连接于四组滑块活塞的端部。

所述四组滑块活塞分别设置于四个活塞缸体内，该四组滑块活塞的另一端部连接设置泵塞。

所述活塞缸体的末端设置一泵头，该泵头具有一流体腔，流体腔的两侧开设流体进出口。

所述传动轴通过轴承架设于泵腔内。

所述泵腔为一封闭的腔体。

该工业制备色谱用大流量柱塞泵采用共轭凸轮机构循环驱动四组滑块活塞，通过具有曲线运动轨迹的主凸轮面依次循环驱动四组副轮，使得四组滑块活塞的运动相互补偿，从而使液体的进给量恒定，也有小了保证了流量的高精度控制。主凸轮的外轮面可以为曲面设计，其可以根据滑块活塞的规格进行合理的凸轮曲线设计，四组滑块活塞驱动泵塞可以向外依次循环输出输液动力，通过将往复运动的泵塞配合泵头，以及密封圈、单向阀，即可完成液体的大流量高压恒定进给。

本发明的有益效果在于，该工业制备色谱用大流量柱塞泵的结构设计合理，能够保证进给量恒定和恒流恒压给料，其能够消除给料时产生的脉动不利影响，完成进给量恒定的液体的大流量高压进给。

下面结合附图对本发明作进一步的阐述。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中大流量柱塞泵的内部结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中大流量柱塞泵的另一内部结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，该工业制备色谱用大流量柱塞泵具有一封闭的泵腔10，一传动轴30通过轴承架设于泵腔10内。泵腔内设置有一共轭凸轮机构，该共轭凸轮机构由一主凸轮21和四个副轮22组成，主凸轮21为一曲面凸轮，其偏心连接传动轴，传动轴可带动主凸轮转动。四个副轮22分别呈90度交角与主凸轮共轭设置，四个副轮22分别连接设置于四组滑块活塞23的一端部，即该四个副轮分别枢轴连接于四组滑块活塞的端部；主凸轮于泵腔内绕传动轴转动时，循环驱动所述四个副轮，使四组滑块活塞相互补偿的进行直线往复运动。四组滑块活塞相互垂直设置于四个活塞缸体内，该四组滑块活塞的另一端部连接设置泵塞。活塞缸体的末端设置一泵头24，该泵头具有一流体腔，流体腔的两侧开设流体进出口，通过将往复运动的泵塞配合泵头，以及密封圈、单向阀，即可完成液体的大流量高压恒定进给。

该大流量柱塞泵可以在工业化制备色谱中应用，其能够在20～80L/min的流量范围内，5～10MPa的工作压力下，实现恒流恒压的给料。其合理的凸轮曲线设计，使得四组滑块活塞的运动互相补偿，进给量恒定，流量精度误差小于等于1％。

变频马达带动传动轴运转时，固定在传动轴上的共轭凸轮机构的主凸轮随之旋转，带动共轭设置附轮沿凸轮平面滚动，从而循环推动四组滑块活塞做直线往复运动，实现无脉动影响的恒定给料。

Claims (7)

1.一种工业制备色谱用大流量柱塞泵，包括泵塞，其特征在于所述大流量柱塞泵进一步包括一共轭凸轮机构，设置于一泵腔内，包括一主凸轮和相对设置的四个副轮，所述主凸轮连接一传动轴，四个副轮分别连接设置于四组滑块活塞的一端部；

其中主凸轮于泵腔内绕传动轴转动时，循环驱动所述四个副轮，使四组滑块活塞相互补偿的进行直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述主凸轮为一曲面凸轮，其偏心连接所述传动轴。

3.根据权利要求1所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述四个副轮分别呈90度夹角与所述主凸轮共轭设置，该四个副轮分别枢轴连接于四组滑块活塞的端部。

4.根据权利要求1所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述四组滑块活塞分别设置于四个活塞缸体内，该四组滑块活塞的另一端部连接设置泵塞。

5.根据权利要求4所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述活塞缸体的末端设置一泵头，该泵头具有一流体腔，流体腔的两侧开设流体进出口。

6.根据权利要求1所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述传动轴通过轴承架设于泵腔内。

7.根据权利要求1所述的工业制备色谱用大流量柱塞泵，其特征在于所述泵腔为一封闭的腔体。