CN109209811A - 一种增压式制备液相色谱输液泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增压式制备液相色谱输液泵,涉及输液泵技术领域，包括机架、凸轮轴、蜗杆轴、泵头；所述凸轮轴和蜗杆轴转动安装在机架内；所述凸轮轴上固定安装有多个凸轮，且凸轮轴上还安装有蜗轮；所述蜗杆轴上固定安装有与蜗轮啮合的蜗杆；所述泵头为多个，多个泵头内均安装有往复移动的柱塞，多个柱塞的一端均向外延伸，且多个柱塞的延伸端均连接有活塞，多个活塞的头部分别一一抵接在多个凸轮的外缘。本发明运行更加平稳，不仅有利于脉冲的控制，且有效抑制机械噪声的产生，使本发明在长期运行也能保证压力和流量的平稳，进而抑制流量脉动的产生，整个设备运行噪音非常轻微。
Description
技术领域
本发明涉及输液泵技术领域，具体而言，涉及一种增压式制备液相色谱输液泵。
背景技术
常见的制备液相色谱分离系统采用的溶剂输送泵，以动力传输形式来分大多采取直驱式传动和皮带式传动两种结构模式。
直驱式传动模式的驱动动力为一个步进电机带动一个丝杆作往复式运动，优点是结构简单、易于生产、制造成本低廉，但存在的缺点输液脉冲是非常明显，运行噪声很大，虽然可以增加丝杆数量来进一步减小脉冲，但多丝杆的动力源是多个独立的步进电机，相互间的相位配合非常困难，不仅难以真正消除流量脉动的存在，同时还会带来更大的机械噪声，输液泵的体积和电功率也会更大。
皮带式传动模式的驱动动力为一个步进电机带动两个凸轮作往复式运动，优点同样是结构简单、易于生产、制造成本低廉，且由于采用多条皮带式传动模式，相比直驱式传动模式，机械噪声得到控制，但运转时间长了后，皮带发热产生形变，其动力输出精度大大降低，由此带来的流量脉动仍然非常明显。
因此，研制一种低噪、扭矩大、脉冲小、精度高的输送泵已显得迫不及待了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增压式制备液相色谱输液泵，使制备液相色谱输液泵的力矩范围更大，压力更高，运行平滑性更好，控制精度更高，响应速度更快。
为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种增压式制备液相色谱输液泵，包括机架、凸轮轴、蜗杆轴、泵头；所述凸轮轴和蜗杆轴转动安装在机架内；所述凸轮轴上固定安装有多个凸轮，且凸轮轴上还安装有蜗轮；所述蜗杆轴上固定安装有与蜗轮啮合的蜗杆；所述泵头为多个，多个泵头内均安装有往复移动的柱塞，多个柱塞的一端均向外延伸，且多个柱塞延伸端均连接有活塞，多个活塞的头部分别一一抵接在多个凸轮的外缘。
进一步的，所述蜗轮位于蜗轮轴的中部，且多个凸轮对称排布在蜗轮的两侧。
进一步的，所述凸轮为四个，四个凸轮以90°为相位差依次排布在蜗轮轴上。
进一步的，所述活塞的头部还安装有导向滚动轴承，且导向滚动轴承的表面与凸轮抵接配合。
进一步的，所述泵头位于机架外，活塞的尾部贯穿机架向外延伸，并与柱塞通过联轴器连接。
进一步的，所述机架的外壁上安装有安装座，泵头安装在安装座上。
进一步的，所述安装座为L型。
进一步的，所述泵头与柱塞均为陶瓷材质，且柱塞直径为4.762mm～56.4mm。
进一步的，所述机架外固定安装有伺服电机，蜗杆轴的一端贯穿机架向外延伸，且蜗轮轴的延伸端与伺服电机的输出轴连接。
进一步的，所述蜗杆轴与凸轮轴垂直，且蜗杆轴与伺服电机的输出轴通过联轴器连接。
本发明的有益效果是,
本发明采用蜗轮蜗杆式传动模式，实现扭矩增大而产生所需的输液高压动力；同时，采用蜗轮蜗杆带动凸轮做旋转运动，使运行更加平稳，不仅有利于脉冲的控制，且有效抑制机械噪声的产生，使本发明在长期运行也能保证压力和流量的平稳，进而抑制流量脉动的产生，整个设备运行噪音非常轻微。
本发明采用伺服电机作为动力源，使力矩范围更大，运行平滑性更好，控制精度更高，响应速度快，耐震动，从而对本发明更好的支持。
附图说明
图1是本发明提供的增压结构溶剂输送泵的主视图；
图2是本发明提供的增压结构溶剂输送泵的俯视图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1-泵头，2-柱塞，3-安装座，4-活塞，5-凸轮，6-凸轮轴，7-蜗杆，8-蜗轮，9-伺服电机，10-蜗杆轴，11-机架，12、导向滚动轴承。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1、图2所示出了本发明提供的一种增压式制备液相色谱输液泵，包括机架11、凸轮轴6、蜗杆轴10、泵头1；所述凸轮轴6和蜗杆轴10转动安装在机架11内；所述凸轮轴6上固定安装有多个凸轮5，且凸轮轴6上还安装有蜗轮8；所述蜗杆轴10上固定安装有与蜗轮8啮合的蜗杆7；所述泵头1为多个，泵头1内均安装有往复移动的柱塞2，多个柱塞2的一端均向外延伸，且多个柱塞2的延伸端均连接有活塞4，且多个活塞4的头部分别一一抵接在多个凸轮5的外缘。
所述凸轮轴6的两端转动安装在机架11的两个相对的侧壁上，蜗杆轴10一端转动安装在机架11上，为了使蜗杆轴10在转动时，蜗杆轴10更加平稳，也可将蜗杆轴10的两端分别转动安装在机架11的两个侧壁上。所述凸轮轴6位于蜗杆轴10的上方，且蜗轮8和多个齿轮轴均通过键连接固定安装在凸轮轴6上；所述蜗杆7通过键连接固定套装在蜗杆轴10上，通过蜗杆7与蜗轮8啮合，使蜗杆轴10在转动时，蜗杆轴10上的蜗杆7能直接带动蜗轮8进行转动，由于蜗轮8与凸轮轴6固定，从而使凸轮轴6和凸轮轴6上的凸轮5进行转动。所述泵头1的数量与凸轮5的数量相等，且一个泵头1对应一个凸轮5，使每个泵头1连接的活塞4与一个凸轮5到对应，从而使多个活塞4杆与多个凸轮5一一对应。通过活塞4与凸轮5的外圆抵接，使凸轮5在转动时，凸轮5能推动活塞4做往复运动。
所述凸轮5为四个，四个凸轮5以90°为相位差依次排布在蜗轮8轴上，使凸轮轴6在转动时，凸轮轴6上的多个凸轮5的状态不同，从而使多个活塞4的状态不同，从而使多个泵头1中的其中一部分泵头1处于洗液状态，而多个泵头1中的另一部分泵头1处于排液状态，保证输液泵能均匀稳定地工作，实现输液过程中的压力恒定流量无脉动。
所述活塞4的头部还安装有导向滚动轴承12，且导向滚动轴承12的表面与凸轮5抵接配合。所述活塞4的头部为活塞4靠近凸轮5的一端，活塞4的尾部为活塞4靠近泵头1的一端；所述导向滚动轴承12通过中心轴转动安装在活塞4的头部，而导向滚动轴承12的外圆面与凸轮5的外缘抵接，不仅能防止凸轮5与活塞4之间发生错位，同时能使凸轮5与活塞4之间的摩擦力更小，方便凸轮5在转动时推动活塞4，其有效防止凸轮5的外缘受到损伤。
所述泵头1位于机架11外，活塞4的尾部贯穿机架11向外延伸，并与柱塞2通过联轴器连接。通过将活塞4的尾部贯穿至机架11外，使活塞4在往复运动时，机架11能起到对活塞4导向的作用，防止活塞4在往复运动时产生位移，使活塞4在往复运动时，活塞4头部能始终与凸轮5外缘抵接；同时，将活塞4的尾部贯穿机架11外，使活塞4与柱塞2的连接更加方便。
所述机架11的外壁上安装有安装座3，泵头1安装在安装座3上。所述安装座3焊接固定在机架11的外壁上，且泵头1通过螺钉固定安装在安装座3上，使泵头1的安装和固定更加方便。所述安装座3为L型，使安装座3的一端与机体的外壁固定，安装座3的另一端用于安装泵头1，使泵头1的安装更加方便。所述泵头1与柱塞2均为陶瓷材质，且泵头1的柱塞2直径为4.762mm～56.4mm，使泵头1能够长期实现高压或超高压溶剂的恒定输送和高腐蚀性的环境下工作，且提高柱塞2的坚固耐用性和自润滑性，泵头1通过采用不同直径的柱塞2，从而实现流量50ml/min到10L/min。
所述机架11外固定安装有伺服电机9，蜗杆轴10的一端贯穿机架11向外延伸，且蜗轮8轴的延伸端与伺服电机9的输出轴连接。通过将蜗杆轴10的一端贯穿机架11，不仅使蜗杆轴10的安装更加稳固，且使蜗杆轴10与伺服电机9的连接更加方便。通过采用伺服电机9直接驱动蜗杆轴10，而伺服电机9相比步进电机力矩范围大，运行平滑性好，控制精度也更高，响应速度快耐震动，从而对输液泵更好的支持。
所述蜗杆轴10与凸轮轴6垂直，且蜗杆轴10与伺服电机9的输出轴通过联轴器连接。所述蜗杆轴10的轴线与凸轮轴6的轴线垂直，方便蜗杆轴10上的蜗杆7与蜗轮8的啮合更加方便。所述蜗轮8位于蜗轮8轴的中部，且多个凸轮5对称排布在蜗轮8的两侧，使多个凸轮5均匀分布在蜗轮8的两侧，且位于蜗轮8同一侧的两个凸轮5均匀间隔分布，使多个凸轮5在分别推动多个活塞4时，多个凸轮5受到的力均匀分布在凸轮轴6上，使凸轮轴6的受力更加均匀，从而使凸轮轴6的寿命更长，防止凸轮5在长时间使用下产生位移。
当本发明需要对液相色谱进行输送时，伺服电机9通过联轴器将动力传输到蜗杆轴10，带动蜗杆轴10上的蜗杆7精确转动，通过蜗杆7与蜗轮8啮合，再将动力输送到蜗轮8，蜗轮8带动凸轮轴6转动，使凸轮轴6上的凸轮5随凸轮轴6做旋转运动，凸轮5在转动时，凸轮5推动活塞4作水平方向的往复运动，活塞4在往复运动时，活塞4带动与活塞4相连接的柱塞2作水平方向的往复运动，从而挤压泵头1的容积腔，完成洗液和排液的周期运动。
由于将多个凸轮5都固定于同一根凸轮轴6上，都是由同一个蜗杆7、蜗轮8所驱动，使运行频率都完全保持在同一个频率上；并且多个凸轮5还依次保持90°的相位差，有效减少了仅有两个凸轮5时的180°相位差过大的问题，保证输液泵能均匀稳定地工作，实现输液过程中的压力恒定流量无脉动；同时，采用伺服电机9和蜗轮8、蜗杆7动力传输，从而有效地控制了输液泵的噪声。本发明设计结构合理，完全达到低噪、扭矩大、体积小、脉冲小。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，包括机架、凸轮轴、蜗杆轴、泵头；所述凸轮轴和蜗杆轴转动安装在机架内；所述凸轮轴上固定安装有多个凸轮，且凸轮轴上还安装有蜗轮；所述蜗杆轴上固定安装有与蜗轮啮合的蜗杆；所述泵头为多个，多个泵头内均安装有往复移动的柱塞，多个柱塞的一端均向外延伸，且多个柱塞的延伸端均连接有活塞，多个活塞的头部分别一一抵接在多个凸轮的外缘。
2.根据权利要求1所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述蜗轮位于蜗轮轴的中部，且多个凸轮对称排布在蜗轮的两侧。
3.根据权利要求1述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述凸轮为四个，四个凸轮以90°为相位差依次排布在蜗轮轴上。
4.根据权利要求1所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述活塞的头部还安装有导向滚动轴承，且导向滚动轴承的表面与凸轮抵接配合。
5.根据权利要求1所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述泵头位于机架外，活塞的尾部贯穿机架向外延伸，并与柱塞通过联轴器连接。
6.根据权利要求5所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述机架的外壁上安装有安装座，泵头安装在安装座上。
7.根据权利要求6所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述安装座为L型。
8.根据权利要求1所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述泵头与柱塞为陶瓷材质，且柱塞直径均为4.762mm～56.4mm。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述机架外固定安装有伺服电机，蜗杆轴的一端贯穿机架向外延伸，且蜗轮轴的延伸端与伺服电机的输出轴连接。
10.根据权利要求9所述的增压式制备液相色谱输液泵，其特征在于，所述蜗杆轴与凸轮轴垂直，且蜗杆轴与伺服电机的输出轴通过联轴器连接。
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