CN105822521B - 液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵，是在泵主体内设置了可在电机驱动下前后运动的夹头装置，从而带动柱塞杆在泵腔内前后运动，实现泵腔内液体的排出与吸入。取消了凸轮结构及电动缸等结构，避免了凸轮设计加工的复杂过程，具有结构简单、体积小，易于加工、安装和使用等优点。特别是减少了其他部件对输液能力的影响，使泵输液的最高精度和最大压力由电机的参数所决定，可实现微纳升级流量（μL/min和nL/min）和超高压（超过80MPa）下输液。

Description

液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵
技术领域
本发明涉及一种液相色谱仪用输液泵，尤其是一种结构简单、可实现以微流量、超高压精确输送低流量液体的液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵。
背景技术
目前，高效液相色谱仪（HPLC）已成为分析化学领域应用最广、发展最快的分析仪器之一。输液泵作为高效液相色谱仪的关键部件，其输液的流量和压力是影响液相色谱仪性能和发展的重要因素。以往输液泵的结构基本上有两种：一般是采用步进电机或伺服电机带动凸轮转动，进而推动柱塞杆在泵腔内进行往复运动，实现吸液与输液。为了实现连续输液，往往采用双柱塞或多柱塞结构，以串联或并联的方式进行交替输液。此结构需要预先对凸轮的形状进行设计、加工，但是当以微流量输送液体时，无法保证流量的准确性和稳定性。另一种结构是利用电动缸将电机的转动转换成直线运动，从而推动柱塞在泵腔内进行往复运动，实现吸液与输液。虽然此结构可以利用高精度的电机实现微流量输液，但是由于电动缸体积较大，增加了输液泵体积和结构的复杂程度，提高了输液泵成本。为了解决这些问题，中国专利申请号为200710040488.0的专利文献公开了一种“热膨胀连续微流高压梯度泵”，是利用热膨胀的原理，对一定体积的受热液体通过预先/实时计算，控制加热以一定的升温方式获得微升至纳升级别的流量。但该设计需要具有精确的温度控制系统，不仅要精确控制热膨胀所需的热量，同时还要避免环境温度对热膨胀过程的影响，装置相对复杂。虽然其输出流量很低，但最大压力仅有35MPa。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供了一种结构简单、可实现以微流量、超高压精确输送低流量液体的液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵。
本发明的技术解决方案是：一种液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵，包括泵主体，泵主体的前端与泵头相接，泵主体的后端与电机相接，在泵头内有柱塞杆，泵主体内设有夹头装置，所述夹头装置有夹头主体，夹头主体的轴向后端有末端轴，末端轴与电机的输出轴孔螺纹连接，夹头主体径向上固有的定位柱，定位柱顶端与滚轮轴承相接，滚轮轴承置于设置在泵主体的轴向滑轨中，夹头主体前端有连接套，在连接套的径向上加工有多个滚珠孔，与柱塞杆相接的柱塞杆套另一端为球状且置于连接套中，在滚珠孔内置有滚珠，在滚珠外有与连接套螺纹连接的套环，套环与夹头主体之间依次有套接在连接套外面的弹簧及开口挡圈。
本发明设置的夹头装置可在电机驱动下前后运动，从而带动柱塞杆在泵腔内前后运动，实现泵腔内液体的排出与吸入。取消了凸轮结构及电动缸等结构，避免了凸轮设计加工的复杂过程，具有结构简单、体积小，易于加工、安装和使用等优点。特别是减少了其他部件对输液能力的影响，使泵输液的最高精度和最大压力由电机的参数所决定，可实现微纳升级流量（μL/min和nL/min）和超高压（超过80MPa）下输液。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例夹头装置结构分解示意图。
图3是本发明实施例夹头装置结构组装示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示：与现有技术相同，包括泵主体1，泵主体1的前端与泵头2相接，泵主体1的后端与电机3（直线步进电机）相接，在泵头2内有柱塞杆4，与现有技术所不同的是泵主体1内设有夹头装置，夹头装置有夹头主体5，夹头主体5的轴向后端有末端轴6，末端轴6与电机3的输出轴孔7螺纹连接，夹头主体5径向上固有的定位柱8（六角铜柱），定位柱8顶端与滚轮轴承9相接，滚轮轴承9置于设置在泵主体1的轴向滑轨10中，轴向滑轨10可以是在泵主体1轴向上加工出的与滚轮轴承9外径匹配的条形孔，夹头主体5前端有连接套11，在连接套11的径向上加工有多个滚珠孔12，与柱塞杆4相接的柱塞杆套13另一端为球状且置于连接套11中，在滚珠孔12内置有滚珠14，在滚珠14外有与连接套11螺纹连接的套环15，套环15与夹头主体5之间依次有套接在连接套11外面的弹簧16及开口挡圈17。
工作过程：
当控制器控制直线步进电机3启动后，电机输出轴转动，与电机3的输出轴孔7螺纹连接的夹头装置在定位柱8、滚轮轴承9及轴向滑轨10的限制下，不能随电机3转动，只能沿轴向运动，从而带动柱塞杆（4）随电机3正转或反转前后往复运动，实现输液。泵的输出流量可低至每分钟几纳升，压力可达到80MPa。当柱塞杆直径为2mm，柱塞杆运动行程为20mm时，单一行程所能输出的液体总量为62.83μL。若输出流量为300nL/min，可满足连续输液3小时以上。

Claims (1)

1.一种液相色谱仪用微流量直驱电控输液泵，包括泵主体（1），泵主体（1）的前端与泵头（2）相接，泵主体（1）的后端与电机（3）相接，在泵头（2）内有柱塞杆（4），其特征在于：所述泵主体（1）内设有夹头装置，所述夹头装置有夹头主体（5），夹头主体（5）的轴向后端有末端轴（6），末端轴（6）与电机（3）的输出轴孔（7）螺纹连接，夹头主体（5）径向上固定有定位柱（8），定位柱（8）顶端与滚轮轴承（9）相接，滚轮轴承（9）置于设置在泵主体（1）的轴向滑轨（10）中，夹头主体（5）前端有连接套（11），在连接套（11）的径向上加工有多个滚珠孔（12），与柱塞杆（4）相接的柱塞杆套（13）另一端为球状且置于连接套（11）中，在滚珠孔（12）内置有滚珠（14），在滚珠（14）外有与连接套（11）螺纹连接的套环（15），套环（15）与夹头主体（5）之间依次有套接在连接套（11）外面的弹簧（16）及开口挡圈（17）。
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