CN108180136A - 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法 - Google Patents

一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108180136A
CN108180136A CN201711477955.6A CN201711477955A CN108180136A CN 108180136 A CN108180136 A CN 108180136A CN 201711477955 A CN201711477955 A CN 201711477955A CN 108180136 A CN108180136 A CN 108180136A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plunger
pump
sealing washer
pump chamber
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711477955.6A
Other languages
English (en)
Inventor
周小靖
江仁谦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Analytical Instrument Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Zhejiang Analytical Instrument Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Analytical Instrument Ltd By Share Ltd filed Critical Zhejiang Analytical Instrument Ltd By Share Ltd
Priority to CN201711477955.6A priority Critical patent/CN108180136A/zh
Publication of CN108180136A publication Critical patent/CN108180136A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/008—Spacing or clearance between cylinder and piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/02—Packing the free space between cylinders and pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F04B53/144—Adaptation of piston-rods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

一种液相色谱仪的输液泵，包括泵头和柱塞杆，泵头内设有泵腔，柱塞杆头部轴向滑移连接在泵腔中，泵腔连接有吸液口和排液口，吸液口设置有入口单向阀，排液口设置有出口单向阀，其特征在于：泵腔端部开口设有柱塞密封圈安装孔，其内壁安装有柱塞密封圈，柱塞杆穿过柱塞密封圈后传动连接凸轮机构；所述柱塞密封圈安装孔的内壁覆盖有由超硬质材料或者耐磨性材料形成的耐磨性膜或涂层。本发明提供了一种液相色谱仪装置中使用的高压柱塞输液泵及减少由于柱塞密封圈移动导致柱塞泵密封面磨损的方法。

Description

一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法
技术领域
本发明涉及了一种液相色谱仪装置中使用的高压柱塞输液泵，是一种通过柱塞杆在泵腔内往复运动而达到高压稳定输液的高压柱塞输液泵及减少由于柱塞密封圈移动导致柱塞泵密封面磨损的方法。
背景技术
在液相色谱仪中，一般由一个或多个高压柱塞输液泵以串联或者并联形式输送液体到分离系统。一般的高压柱塞泵是通过柱塞在泵腔内往复运动而改变泵腔内的体积，从而实现液体的吸入与排出。一般包括如下结构(如图1所示)：包括泵头、柱塞、柱塞密封圈等部件结构。泵头包括输液腔、清洗腔、进口单向阀、出口单向阀等结构。当柱塞杆往后运动时，出口单向阀关闭，泵头处于负压状态，流动相从进口单向阀进入到泵腔并填满泵腔和高压密封圈组成的密封空间，柱塞杆往前运动时，进口单向阀关闭，泵腔内液体被压缩到高压状态，出口单向阀被打开，液体从泵腔通过出口单向阀流入到系统中去。通常泵头采用不锈钢材质，柱塞采用蓝宝石材质，柱塞密封圈采用超高分子聚乙烯材质。在运行过程中，柱塞杆相对于柱塞密封圈的进行往复运动，柱塞密封圈被固定在泵头上，柱塞密封圈外壁紧贴在泵头内壁上，实现密封。
在常规液相色谱仪中，输送液体的压力通常小于40MPa，在这个状态下，柱塞密封圈被认为是不可压缩的，但是在超高效液相色谱中，输送的液体的压力将高达100MPa，在这个状态下，柱塞密封圈将发生弹性形变。在泵头吸液时，泵腔内处于常压状态，柱塞密封圈处于正常状态，在泵头排液是，泵腔内处于高压状态，柱塞密封圈被压缩，从而导致了柱塞密封圈外壁和泵头内壁发生相对移动，在高速运动过程中，柱塞密封圈不断被压缩、释放，引起了柱塞密封圈不断的研磨泵头内壁，由于泵头通常采用不锈钢材质，耐磨性较差，易磨损，并出现凹槽，从而引起漏液，导致系统寿命降低。为解决此问题，通常采用直径更小的柱塞密封圈结构，来降低柱塞密封圈的弹性形变量，但是随着柱塞密封圈的尺寸的减少，大幅提升了与之相配套的柱塞杆、泵头和泵体的等零件的加工精度，大幅提升产品成本，而且并为彻底解决高压密封圈的磨损问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种液相色谱仪装置中使用的高压柱塞输液泵及减少由于柱塞密封圈移动导致柱塞泵密封面磨损的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种液相色谱仪的输液泵，包括泵头和柱塞杆，泵头内设有泵腔，柱塞杆头部轴向滑移连接在泵腔中，泵腔连接有吸液口和排液口，吸液口设置有入口单向阀，排液口设置有出口单向阀，其特征在于：泵腔端部开口设有柱塞密封圈安装孔，其内壁安装有柱塞密封圈，柱塞杆穿过柱塞密封圈后传动连接凸轮机构；所述柱塞密封圈安装孔的内壁覆盖有由超硬质材料或者耐磨性材料形成的耐磨性膜或涂层。
其中，所述硬质材料包括金属、玻璃和陶瓷。
其中，所述金属由钛、铬、硅以及铝中选择的材料。
其中，所述陶瓷由氧化铝、氧化锆以及氮化硅中选择的材料。
其中，所述内壁的耐磨性膜由无定形碳通过等离子体化学气相沉积来涂覆。
其中，所述无定形碳为类金刚石。
本发明的另一个目的是提供一种液相色谱仪装置中减少由于柱塞密封圈移动导致柱塞泵密封面磨损的方法。
一种液相色谱仪装置中使用的高压柱塞输液泵，其包括泵头和柱塞杆，泵头内设计有泵腔，柱塞杆头部轴向滑移连接在泵腔中，泵腔内设计有高压密封圈面，其密封面上安装有柱塞密封圈，所述高压密封面覆盖有一层由超硬质材料或者耐磨性材料覆盖形成的耐磨性膜或涂层；通过对高压密封面覆盖有超硬质材料或者耐磨性材料，降低柱塞密封圈对其密封面的磨损，大幅提升密封寿命。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本发明的液相色谱仪装置中的高压输液泵，在不改变密封圈尺寸的条件下，仅在柱塞密封圈安装孔覆盖有坚硬的耐磨性膜或涂层，即使在超高压条件下，柱塞密封圈和柱塞密封圈安装孔发生相对移动，柱塞密封圈安装孔内壁也不会磨损，让柱塞密封圈和柱塞密封圈安装孔内壁始终保持在紧密贴合状态，防止高压液体渗漏，可极大提升高压输液泵的输液精度和输液寿命。
本发明提供的一种液相色谱仪装置中减少由于柱塞密封圈移动导致柱塞泵密封面磨损的方法，具有成本低、寿命长、结构简单可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明的局部结构图；
图3是本发明图2的局部放大图。
附图标记：1、步进电机；2、凸轮；3、推杆；4、柱塞杆；5、出口单向阀；5a、排液口；6、入口单向阀；6a、吸液口；7、泵腔；8、柱塞密封圈；9、支撑环；10、清洗通道；11、清洗泵头；12、清洗密封圈；13、泵头；14、柱塞密封圈安装孔；15、耐磨性膜或涂层；16、泵体。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-3：
一种液相色谱仪的输液泵，包括泵体16、泵头13、柱塞杆4，泵头13内设置有储存液体的泵腔7，吸入液体的吸液口6a和排出泵腔7内液体的排液口5a；吸液口6a设置有入口单向阀6，排液口6a设置有出口单向阀5，柱塞杆4头部在泵腔7内轴向往复运动；柱塞密封圈安装孔14设置在泵体16内端并与泵腔7相连，其内壁安装有柱塞密封圈8，且内壁由坚硬材料形成的耐磨性膜15覆盖；柱塞密封圈8由唇形形状构成，内壁套在柱塞杆4上；泵体16和泵头13之间设置清洗泵头11，柱塞密封圈8背部设计有支撑环9，支撑环9镶嵌在清洗泵头11的一端，清洗泵头11的另一端镶嵌有清洗密封圈12，柱塞密封圈8和清洗密封圈12处于同一轴线，共同套在柱塞杆4上，清洗泵头11设置径向的清洗通道10，清洗通道10连通清洗泵头11上的柱塞安装孔并形成清洗腔。柱塞杆4尾端和推杆3相连，推杆3和凸轮2相连，凸轮2和步进电机1相连。
当步进电机1运行时，驱动凸轮2运动，凸轮2带动推杆3往复运动，当推杆3向低点运行时，推杆3带动柱塞杆4往低点运行；出口单向阀5和入口单向阀6由于重力作用处于关闭状态，泵腔7内体积变大，泵腔7内处于负压状态，入口单向阀6被打开，液体从入口单向阀6进入泵腔7，并将填满泵腔7。当推杆3向高点运行时，推杆3带动柱塞杆4往高点运行，入口单向阀6被关闭；泵腔7内压力升高，出口单向阀5被打开，高压液体被送出，如此往复，实现高压持续送液。
通常泵头13采用不锈钢材质，柱塞采用蓝宝石材质，密封圈采用超高分子聚乙烯材质。超高分子聚乙烯是一种非常耐磨且在常压下几乎不发生弹性形变，但是当压力大于40MPa时，将发生弹性形变的高分子材料。
在常规液相色谱仪中，输送液体的压力通常小于40MPa，但是在超高效液相色谱中，输送的液体的压力将高达100MPa。在送液过程中，密封圈不断的从负压切换到高压状态，当压力较高时(大于40MPa)时，有超高分子聚乙烯材料组成的密封圈将会引起弹性形变，因此密封圈将处于压缩—恢复的状态切换过程中，其外壁将和柱塞密封圈安装孔14内壁发生相对移动，柱塞密封圈8的外壁将对柱塞安装孔的金属内壁进样研磨作用，由于泵头13通常采用不锈钢材质，硬度较低，耐磨性较差，易磨损，长时间运行时，泵头13的柱塞安装孔将被磨损，并出现凹槽，从而引起漏液，导致系统寿命降低。
当柱塞安装孔覆盖有由超硬质材料或者耐磨性材料形成的耐磨性膜或涂层15时，能很好的克服柱塞密封圈8对柱塞密封圈安装孔14的研磨作用，即使在长时间运行时，也能较好的维持在初始状态，确保柱塞密封圈8的外壁有效的贴合在柱塞密封圈安装孔14的内壁上，从而实现长时间高压送液，大大提高的高压输液泵的寿命。
上述述坚硬的耐磨性材料由金属、玻璃或陶瓷组成。
上述金属由钛、铬、硅以及铝等组中选择的材料。
上述陶瓷由氧化铝、氧化锆以及氮化硅等组中选择的材料。
在上述技术方案中，所述内壁的耐磨性膜15由优选地由无定形碳尤其是DLC(类金刚石)形成。
在上述技术方案中，所述无定形碳形成的耐磨性膜通过等离子体化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition,PECVD)来涂覆。通过此方法，可以获得很均匀的膜层，并具有很强的附着力。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液相色谱仪的输液泵，包括泵头(13)和柱塞杆(4)，泵头(13)内设有泵腔(7)，柱塞杆(4)头部轴向滑移连接在泵腔(7)中，泵腔(7)连接有吸液口(6a)和排液口(5a)，吸液口设置有入口单向阀(6)，排液口设置有出口单向阀(5)，其特征在于：泵腔(7)端部开口设有柱塞密封圈安装孔(14)，其内壁安装有柱塞密封圈(8)，柱塞杆(4)穿过柱塞密封圈(8)后传动连接凸轮(2)机构；所述柱塞密封圈安装孔(14)的内壁覆盖有由超硬质材料或者耐磨性材料形成的耐磨性膜或涂层(15)。
2.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪的输液泵，其特征在于：所述硬质材料包括金属、玻璃和陶瓷。
3.根据权利要求2所述的一种液相色谱仪的输液泵，其特征在于：所述金属由钛、铬、硅以及铝中选择的材料。
4.根据权利要求2所述的一种液相色谱仪的输液泵，其特征在于：所述陶瓷由氧化铝、氧化锆以及氮化硅中选择的材料。
5.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪的输液泵，其特征在于：所述内壁的耐磨性膜或涂层(15)由无定形碳通过等离子体化学气相沉积来涂覆。
6.根据权利要求5所述的一种液相色谱仪的输液泵，其特征在于：所述无定形碳为类金刚石。
7.一种液相色谱仪中减少柱塞泵密封面磨损的方法，其特征在于：柱塞泵包括泵头和柱塞杆，泵头内设计有泵腔，柱塞杆头部轴向滑移连接在泵腔中，泵腔内设计有高压密封圈面，其密封面上安装有柱塞密封圈，高压密封面覆盖有一层由超硬质材料或者耐磨性材料覆盖形成的耐磨性膜或涂层；通过对高压密封面覆盖有超硬质材料或者耐磨性材料，降低柱塞密封圈对其密封面的磨损，大幅提升密封寿命。
CN201711477955.6A 2017-12-29 2017-12-29 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法 Pending CN108180136A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711477955.6A CN108180136A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711477955.6A CN108180136A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108180136A true CN108180136A (zh) 2018-06-19

Family

ID=62548934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711477955.6A Pending CN108180136A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108180136A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483377A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 江苏同济分析仪器有限公司 一种液相色谱仪高压恒流泵用柱塞密封件
CN114033665A (zh) * 2021-11-29 2022-02-11 深圳市恒永达科技有限公司 一种柱塞泵、柱塞泵的控制方法及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060513A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ用送液ポンプ
CN202579154U (zh) * 2012-05-10 2012-12-05 高洪彬 流量可调式注聚泵泵头
CN202811317U (zh) * 2012-07-27 2013-03-20 杭州旭昱科技有限公司 一种液相色谱仪输液泵的自清洗装置
US20140044577A1 (en) * 2011-04-25 2014-02-13 Waters Technologies Corporation High pressure pump with reduced seal wear
CN103671076A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 株式会社岛津制作所 柱塞泵
CN107387388A (zh) * 2017-08-08 2017-11-24 江苏同济分析仪器有限公司 一种多相位液相色谱仪高压输液泵的自动清洗系统
JP2017210931A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 株式会社島津製作所 バックアップリング及びそのバックアップリングを用いた送液ポンプ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060513A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ用送液ポンプ
US20140044577A1 (en) * 2011-04-25 2014-02-13 Waters Technologies Corporation High pressure pump with reduced seal wear
CN202579154U (zh) * 2012-05-10 2012-12-05 高洪彬 流量可调式注聚泵泵头
CN202811317U (zh) * 2012-07-27 2013-03-20 杭州旭昱科技有限公司 一种液相色谱仪输液泵的自清洗装置
CN103671076A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 株式会社岛津制作所 柱塞泵
JP2017210931A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 株式会社島津製作所 バックアップリング及びそのバックアップリングを用いた送液ポンプ
CN107387388A (zh) * 2017-08-08 2017-11-24 江苏同济分析仪器有限公司 一种多相位液相色谱仪高压输液泵的自动清洗系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483377A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 江苏同济分析仪器有限公司 一种液相色谱仪高压恒流泵用柱塞密封件
CN114033665A (zh) * 2021-11-29 2022-02-11 深圳市恒永达科技有限公司 一种柱塞泵、柱塞泵的控制方法及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070000544A1 (en) Valve assembly for positive displacement pumps
CN111692064A (zh) 一种长寿命的柱塞泵液力端
JP2540411B2 (ja) プランジャポンプ
TW200614960A (en) Dispenser having elastomer discharge valve
CN108180136A (zh) 一种液相色谱仪的输液泵以及减少密封面磨损的方法
US20140322037A1 (en) Piston pump
US20080019854A1 (en) Pumping apparatus having a piston with a diamond-like carbon coating
US20210341079A1 (en) Fluid End Valve Having Dual Inserts
US20130340609A1 (en) Pump head outlet port
CN102606442A (zh) 一种泵送泥浆状物料，尤其是混凝土的活塞泵及混凝土泵
CN200998701Y (zh) 一种无气喷涂机
JPS5872684A (ja) 容積形ポンプ
CN207761928U (zh) 具有多重密封效果的柱塞泵液力端结构
US9377011B2 (en) High pressure pump with reduced seal wear
CN113195946A (zh) 密封件及具有密封件的组件
JP6591456B2 (ja) 拡張可能な連続リングを備える高圧回転シール継手
JP2008286123A (ja) ピストンポンプ
EP1122434A3 (en) Pressure pump for high viscosity fluid
CN109958614B (zh) 一种泵头内具有柱塞导向结构的输液泵及液相色谱仪
CN106257055B (zh) 送液泵
CN208564946U (zh) 一种柱塞密封结构
CN201916171U (zh) 防砂防垢长柱塞抽油泵
CN109424512A (zh) 往复式活塞泵
JP2807071B2 (ja) プランジャポンプ
CN202768312U (zh) 一种泵送泥浆状物料，尤其是混凝土的活塞泵及混凝土泵

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination