CN104941251A - 一种正交轴逆流色谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种正交轴逆流色谱仪，包括底座、驱动装置、传动装置、旋转装置和支撑装置,各装置设置在底座上，所述驱动装置通过传动装置带动旋转装置旋转，所述旋转装置包括主轴、旋转支架、齿轮系统、蜗轮蜗杆系统和三组分离单元组成，所述分离单元通过旋转支架连接在主轴上且三个分离单元相对于主轴呈轴对称分布，所述分离单元包含分离柱，所述驱动装置通过传动装置使旋转装置绕主轴旋转，所述分离柱在随旋转装置公转的同时通过齿轮系统与蜗轮蜗杆系统进行与公转轴线垂直的自转。本发明能够保证在高速旋转的状态下色谱仪具有良好的平衡性，有效提高了分离效率。

Description

一种正交轴逆流色谱仪

技术领域

本发明涉及一种化工机械领域，尤其涉及一种可应用于天然生物活性大分子分离纯化的正交轴逆流色谱仪。

背景技术

在现有的高速逆流色谱仪中，正交轴逆流色谱仪与行星式高速逆流色谱仪相比，由于正交轴逆流色谱仪中分离柱的自转轴和公转轴相互垂直，这种特殊的运动方式能形成三维不对称离心场，非常适用于两液相性质差异小的双水相体系，可满足蛋白质、活性多肽、核酸、多糖等天然生物活性大分子分离纯化的技术需求，具有良好的应用前景。

目前，已经提出的正交轴逆流色谱仪机械构型较少，如：含有两个(或四个)分离柱的机械构型，虽然分离柱在空间布局上呈对称分布，但平衡性较差；含有三个分离柱的机械构型，虽然分离柱在空间布局上呈轴对称分布，平衡性较好，但带有解绕轴，使整个旋转装置的重量增加，色谱仪中溶剂系统与整个旋转装置的重量比例降低。

因此，亟待一种结构简单、平衡性较好和色谱仪中溶剂系统与整个旋转装置的重量比例较高的正交轴逆流色谱仪机械构型。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种正交轴逆流色谱仪。可克服现有的色谱仪平衡性差、色谱仪中溶剂系统与整个旋转装置的重量比例降低等问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种正交轴逆流色谱仪，包括底座、驱动装置、传动装置、旋转装置、支撑装置，各装置设置在所述底座上，所述驱动装置通过所述传动装置带动旋转装置旋转，所述旋转装置包括主轴、旋转支架、齿轮系统和三组分离单元，所述三组分离单元通过所述旋转支架连接在所述主轴上，且相对于所述主轴呈轴对称分布，所述分离单元包含两个分离柱，所述驱动装置通过传动装置使所述旋转装置绕所述主轴旋转，所述旋转装置还包括蜗轮蜗杆系统，所述蜗轮蜗杆系统包括三副相传动连接的蜗轮、蜗杆；所述齿轮系统包括锥齿轮系统和设置于底盘上连接所述传动装置动力输出的行星轮系统，所述锥齿轮系统包括分别固定设置于所述两个分离柱上的大锥齿轮、以及分别固定设置于所述蜗杆的传动轴两端上的小锥齿轮，所述蜗轮与所述行星轮系统的每个行星轮安装于同一轴上，所述分离柱在随旋转装置公转的同时通过锥齿轮系统进行与公转轴线垂直的自转，且所述两个分离柱进行反向旋转。

进一步地，所述行星轮系统包括传动连接于一体的太阳轮、三个星行轮、行星齿圈。

更进一步地，所述旋转支架包括上支架、下支架、内支架和外支架，所述内支架和外支架位于各分离单元的两端其分别与所述两个分离柱转动连接，所述上支架和下支架位于分离单元的上下两侧，所述上支架和下支架分别与内支架、外支架和主轴固定连接。

更进一步地，所述支撑装置包括支撑架和三个支撑柱，所述支撑架通过三个支撑柱固定连接在底座上，所述主轴的上端通过推力球轴承与支撑架连接，所述主轴的下端通过推力球轴承与底座连接。

更进一步地，还包括分别固定设置于所述底座下侧以及所述支撑架上侧的一对分离管支架。

更进一步地，还包括减震装置，所述减震装置包括橡胶垫圈和蝶形弹簧，所述橡胶垫圈固定连接在底座上，所述主轴通过橡胶垫圈与底座连接，所述蝶形弹簧设在支撑架和支撑柱之间。

更进一步地。还包括控温装置，所述控温装置包括保温箱和空调，所述保温箱罩在旋转装置和支撑装置外部且固定连接在底座上，所述空调与保温箱相连，用于降低保温箱内的温度。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的正交轴逆流色谱仪设有三个结构相同的分离单元，且三个分离单元呈轴对称分布，分离单元的分离柱在旋转装置公转的同时进行与公转轴线垂直的自转，这种结构能够保证在高速旋转的状态下色谱仪具有良好的平衡性，有效提高了分离效率，且三个分离单元充分利用旋转空间，本发明特别适用于天然生物活性大分子和生物药物的分离纯化，结构简单，操作方便，易于推广。

附图说明

图1是本发明的整体部分结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明的旋转装置的结构示意图。

其中图中：1、底座，2、调速装置，3、驱动装置，4、保温箱，5、旋转装置，6、空调，7、同步轮，8、同步带，9、同步轮，10、分离管支架，11、橡胶垫圈，12、底盘，13、行星轮系统，14、下支架，15、支撑柱，16、上支架，17、主轴，18、推力球轴承，19、支撑柱支架，20、蝶形弹簧，21、分离管支架，22、蜗轮，23、蜗杆， 24、小锥齿轮，25、大锥齿轮，26、传动轴，27、内支架，28、分离柱，29、分离柱支架，30、外支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参照图1~3所示的本发明的结构示意图。

本实施例的正交轴逆流色谱仪包括底座1、驱动装置3、调速装置2、传动装置、旋转装置5、支撑装置、减震装置和控温装置。上述各装置均设置在底座1上，驱动装置3通过传动装置带动旋转装置5旋转，调速装置2用于控制驱动装置3的转速。

旋转装置5包括主轴17、旋转支架、齿轮系统、蜗轮蜗杆系统和分离单元；旋转支架包括上支架16、下支架14、内支架27和外支架30，分离单元为三个且结构相同，每个分离单元包括两个分离柱28，齿轮系统包括锥齿轮系统和星行轮系统13，锥齿轮系统包括固定安装在传动轴26上的小锥齿轮15和设在分离柱28内侧端的大锥齿轮25，锥齿轮可用齿数与模数对应相等的弧齿锥齿轮代替；星行轮系统13包括传动连接于一体的太阳轮、三个星行轮、行星齿圈；蜗轮蜗杆系统包括三副相同的蜗轮22、蜗杆23，每个蜗轮22与每个行星轮安装在同一轴上，每个蜗杆23与两个小锥齿轮24安装在同一传动轴26上，以保证分离柱28在随旋转装置5公转的同时作相同转速的自转，其中三副相同的蜗轮蜗杆可用三对相同的交错轴斜齿轮来替代。

三个分离单元通过上支架16和下支架14连接在主轴17上且三个分离单元相对于主轴17呈轴对称分布。传动轴26有3个，位于分离单元的内侧，且安装在下支架14上。内支架27和外支架30均为三个，分别位于各分离单元的内外两端，分离柱28的两端分别转动连接在内支架27和外支架30上，上支架16和下支架14为一个，分别位于分离单元的上下两侧且与内支架27和外支架30的上下两端固定连接，上支架16和下支架14的内侧均与主轴17固定连接。通过行星轮系统13，蜗轮22，蜗杆23，锥齿轮24与锥齿轮25配合可使分离单元中两个分离柱28的转速相等、转向相反，可防止分离管从一个分离柱到另一个分离柱时绞在一起，确保了整个色谱仪的正常运行。驱动装置3通过传动装置使旋转装置5绕主轴17旋转，上述结构可使分离柱28在随旋转装置5公转的同时通过齿轮系统和蜗轮蜗杆系统进行与公转轴线垂直的等速自转。

在旋转装置5中，各分离单元的重心位于过内支架27和外支架30中心且垂直于底座1的平面上，单个分离柱的重心位于分离柱28的轴线上，整个旋转装置5的重心位于主轴17的轴线上，以保证了在高转速状态下减小振动，增加整体和局部的稳定性，从而具有良好的平衡性，且有效地提高了分离效率，且旋转装置中三个分离单元的机械结构完全相同，易于实现模块化设计与制造。

支撑装置包括支撑架19和三个支撑柱15，三个支撑柱15在空间中相对与主轴17呈轴对称分布，支撑架19通过三个支撑柱15固定连接在底座1上，主轴17的上端通过推力球轴承18与支撑架19连接，行星轮系13和主轴17的下端安装在底盘12上，底盘12固定连接在底座1上。

分离管支架10固定连接在底座1的下侧，分离管支架11固定连接在支撑架21的上侧，进出流通管分别固定连接在分离管支架10和21上，通过分离柱28与旋转装置5之间的转向关系，使分离管在进出主轴17时解绕。

减震装置包括橡胶垫圈11、蝶形弹簧20，橡胶垫圈11固定连接在底座1与底盘12之间，蝶形弹簧20设在支撑架19和支撑柱15之间，三个蝶形弹簧20在空间中相对于主轴17呈轴对称分布。

控温装置包括保温箱4和空调6，保温箱4罩在旋转装置5和支撑装置外部且固定连接在底座1上，空调6与保温箱4相连，采用空调6冷却来降低旋转装置5高速旋转时齿轮啮合和蜗轮蜗杆传动时产生的热量，在保温箱4中间的夹层中加入保温材料来保持保温箱4内的温度。

驱动装置3是采用具有交流电机和直流电机优点的直流无刷电机，这种电机效率高，无级调速，调速范围广，过载能力强。

传动装置包括与驱动装置3连接的同步轮7、与主轴17连接的同步轮9和连接同步轮7和同步轮9的同步带8，这种传动形式不仅具有带传动、链条传动和齿轮传动的优点，而且同步带与同步轮之间无相对滑动，能够保证定传动比，噪音较小，能用与高速场合。

调速装置2是与无刷直流电机相配的专门调速系统，也可由改变同步轮7与同步轮9之间的齿数比来代替。

底座1为一不锈钢板，下端设有横梁，钢板的四个角上钻有四个孔，方便使底座1固定。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种正交轴逆流色谱仪，包括底座、驱动装置、传动装置、旋转装置、支撑装置，各装置设置在所述底座上，所述驱动装置通过所述传动装置带动旋转装置旋转，所述旋转装置包括主轴、旋转支架、齿轮系统和三组分离单元，所述三组分离单元通过所述旋转支架连接在所述主轴上，且相对于所述主轴呈轴对称分布，所述分离单元包含两个分离柱，所述驱动装置通过传动装置使所述旋转装置绕所述主轴旋转，其特征在于，所述旋转装置还包括蜗轮蜗杆系统，所述蜗轮蜗杆系统包括三副相传动连接的蜗轮、蜗杆；所述齿轮系统包括锥齿轮系统和设置于底盘上连接所述传动装置动力输出的行星轮系统，所述锥齿轮系统包括分别固定设置于所述两个分离柱上的大锥齿轮、以及分别固定设置于所述蜗杆的传动轴两端上的小锥齿轮，所述蜗轮与所述行星轮系统的每个行星轮安装于同一轴上，所述分离柱在随旋转装置公转的同时通过锥齿轮系统进行与公转轴线垂直的自转，且所述两个分离柱进行反向旋转。

2.根据权利要求1所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，所述行星轮系统包括传动连接于一体的太阳轮、三个星行轮、行星齿圈。

3.根据权利要求2所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，所述旋转支架包括上支架、下支架、内支架和外支架，所述内支架和外支架位于各分离单元的两端其分别与所述两个分离柱转动连接，所述上支架和下支架位于分离单元的上下两侧，所述上支架和下支架分别与内支架、外支架和主轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，所述支撑装置包括支撑架和三个支撑柱，所述支撑架通过三个支撑柱固定连接在底座上，所述主轴的上端通过推力球轴承与支撑架连接，所述主轴的下端通过推力球轴承与底座连接。

5.根据权利要求4所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，还包括分别固定设置于所述底座下侧以及所述支撑架上侧的一对分离管支架。

6.根据权利要求5所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，还包括减震装置，所述减震装置包括橡胶垫圈和蝶形弹簧，所述橡胶垫圈固定连接在底座上，所述主轴通过橡胶垫圈与底座连接，所述蝶形弹簧设在支撑架和支撑柱之间。

7.根据权利要求1~6任一项所述的正交轴逆流色谱仪，其特征在于，还包括控温装置，所述控温装置包括保温箱和空调，所述保温箱罩在旋转装置和支撑装置外部且固定连接在底座上，所述空调与保温箱相连，用于降低保温箱内的温度。