CN109959745A - 一种混合器及液相色谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合器及液相色谱仪，混合器包括上盖、下盖和滤片，上盖与下盖连接并形成容置空间，滤片设于容置空间中，滤片的内部形成有多条相互连通的混合通道，下盖上形成有至少两条贯穿下盖外表面的流入通道，上盖上形成有贯穿上盖外表面的流出通道，各流入通道及流出通道均与容置空间连通。液相色谱仪包括混合器。本发明的混合器结构非常简单，且所采用的用于对流动相进行混合的滤片的表面无需进行镜面加工，对滤片表面精度要求低，使得混合器整体的加工制造成本较低；同时将本发明提供的混合器应用于本发明的液相色谱仪时，也能有效降低液相色谱仪的加工制造成本。

Description

一种混合器及液相色谱仪

技术领域

本发明提供了涉及流体混合装置技术领域，尤其是指一种混合器及具有该混合器的液相色谱仪。

背景技术

液相色谱仪具有对流动相的比例进行梯度分析的功能，在梯度分析过程中，为了将两种或更多种的流动相均匀混合在一起，需要使用混合器。

现有的混合器的结构通常是在上下贯通的结构中设置几块在上面蚀刻出沟槽及加工出小孔的金属板，通过彼此叠加使沟槽及小孔实现连通，形成流动相的流动通路。未混合均匀的流动相流经这些被设计好的通路后，达到增强混合的效果。

现有的混合器在使用时具有以下问题：

几层金属片层叠起来后的密封非常困难，平面对平面的密封需要非常光洁和平整的表面并施加足够的预紧力才能实现高压密封，这就导致密封面的光洁度往往要达到镜面级，造价非常昂贵且废品率极高，导致混合器以及液相色谱仪的制造成本均大幅上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合器及具有该混合器的液相色谱仪，该混合器具有结构简单、造价低的优点，能广泛应用于多种液相色谱仪中；且本发明的液相色谱仪通过使用本发明提供的混合器，能有降低液相色谱仪的生产加工成本。

为达到上述目的，本发明提供了一种混合器，其中，所述混合器包括上盖、下盖和滤片，所述上盖与所述下盖能拆装地连接，且所述上盖与所述下盖之间形成密封的容置空间，所述滤片设于所述容置空间中，且所述滤片的周侧壁与所述容置空间的内侧壁贴合接触，所述滤片的内部形成有多条相互连通的混合通道，所述下盖上形成有至少两条贯穿所述下盖的外表面的流入通道，所述上盖上形成有贯穿所述上盖的外表面的流出通道，各所述流入通道及所述流出通道均与所述容置空间连通。

如上所述的混合器，其中，所述上盖的下端面与所述下盖的上端面密封接合，所述上盖的下端面上向上凹设有凹槽，所述凹槽与所述下盖的上端面围合形成所述容置空间，所述滤片设于所述凹槽的内部，且所述滤片的周侧壁与所述凹槽的槽壁贴合接触。

如上所述的混合器，其中，所述凹槽的槽底面为由下至上直径渐缩的第一锥面，所述第一锥面与所述滤片的上表面围合形成上混合腔，所述流出通道由所述第一锥面的最高处与所述上混合腔连通，所述下盖的上端面的中央部位向下凹设形成有直径渐缩的第二锥面，所述第二锥面与所述第一锥面相对应，所述第二锥面与所述滤片的下表面围合形成下混合腔，各所述流入通道均由所述第二锥面与所述下混合腔连通。

如上所述的混合器，其中，所述上盖与所述下盖之间通过密封环密封，所述上盖的下端面上形成有上密封环槽，所述下盖的上端面上形成有下密封环槽，所述密封环上部与所述上密封环槽的内壁密封贴合，所述密封环的下部与所述下密封环槽的内壁密封贴合。

如上所述的混合器，其中，所述混合器还包括连接套，所述连接套套接于所述上盖的外侧与所述下盖的外侧，所述上盖与所述下盖通过所述连接套能拆装地连接。

如上所述的混合器，其中，所述连接套上开设有由上至下顺序连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔同轴设置，所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径，所述第一通孔与所述第二通孔之间的连接处形成有第一台阶面；所述下盖的上端的外径大于所述下盖的下端的外径，所述下盖的外壁上形成有第二台阶面，在所述上盖与所述下盖设于所述连接套的内部的状态下，所述下盖的上端位于所述第一台阶面的上方，所述下盖的下端位于所述第一台阶面的下方，所述第一台阶面与所述第二台阶面密封贴合，所述上盖位于所述下盖的上方且所述上盖的外壁与所述连接套的内壁螺纹连接。

如上所述的混合器，其中，所述滤片由多个不锈钢颗粒烧结形成，每三个相邻的不锈钢颗粒之间形成有间隙，且各所述间隙连通形成所述混合通道。

如上所述的混合器，其中，所述不锈钢颗粒的直径小于或等于0.1mm。

如上所述的混合器，其中，各所述流入通道贯穿所述下盖的下端面，所述流出通道贯穿所述上盖的上端面。

本发明还提供了一种液相色谱仪，其中，所述液相色谱仪包括如上所述的混合器。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的混合器结构非常简单，且所采用的用于对流动相进行混合的滤片的表面无需进行镜面加工，对滤片表面精度要求低，使得混合器整体的加工制造成本较低；同时将本发明提供的混合器应用于本发明的液相色谱仪时，也能有效降低液相色谱仪的加工制造成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明提供的混合器的剖面结构示意图；

图2是本发明提供的混合器的上盖的结构示意图；

图3是本发明提供的混合器的下盖的结构示意图；

图4是本发明提供的混合器的连接套的结构示意图；

图5是本发明提供的混合器在使用过程中流动相混合的示意图。

附图标号说明：

1、上盖；

11、流出通道；

12、凹槽；

13、第一锥面；

14、上混合腔；

15、上密封环槽；

2、下盖；

21、流入通道；

22、第二锥面；

23、下混合腔；

24、下密封环槽；

25、第二台阶面；

3、滤片；

4、密封环；

41、上密封凸缘；

42、下密封凸缘；

5、连接套；

51、第一通孔；

52、第二通孔；

53、第一台阶面

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1～图5所示，本发明提供了一种混合器，其中，混合器包括上盖1、下盖2和滤片3，上盖1与下盖2能拆装地连接，且上盖1与下盖2之间形成密封的容置空间，滤片3设于容置空间中，将上盖1与下盖2设为能拆装地连接，便于对上盖1及下盖2进行检修，以及便于对容置空间的内部进行清理以及更换滤片3；且滤片3的周侧壁与容置空间的内侧壁贴合接触，滤片3的内部形成有多条相互连通的混合通道，如图5中所示，图中所示的A表示一种流动相，图中所示的B表示另一种流动相；下盖2上形成有至少两条贯穿下盖2的外表面的流入通道21，用于提供至少两种不同的流动相，上盖1上形成有贯穿上盖1的外表面的流出通道11，各流入通道21及流出通道11均与容置空间连通，且各流入通道21均贯穿下盖2的外表面，流出通道11贯穿上盖1的外表面，即各流入通道21均连通下盖2的外侧与容置空间，流出通道11连通上盖1的外侧与容置空间；如图5中所示，在对流动相进行混合时，不同的流动相通过不同的流入通道21同时流入容置空间中，不同的流动相在由下至上穿过滤片3的过程中相互混合，并在混合之后汇集并通过流出通道11流出至容置空间的外部，其中，将滤片3的周侧壁设置为与容置空间的内侧壁贴合接触，是为了防止滤片3的周侧壁与容置空间的内侧壁之间产生间隙，保证流动相在由下至上流动的过程中必须通过滤片3上的混合通道穿过滤片3，从而保证不同流动相能通过滤片3均匀混合，提高混合效率。

进一步地，如图1～图4所示，本发明提供了一种混合器，其中，下盖2的上端面与上盖1的下端面密封接合，以防止流动相从上盖1与下盖2之间的间隙中产生泄露，上盖1的下端面上向上凹设有凹槽12，凹槽12与下盖2的上端面围合形成容置空间，滤片3设于凹槽12的内部，可以理解的是，凹槽12即是用于容置滤片3的，且滤片3的周侧壁与凹槽12的槽壁贴合接触，其中，凹槽12的深度由滤片3的厚度决定，凹槽12的深度应大于或等滤片3的厚度，且作为优选，凹槽12的深度应大于滤片3的厚度；除此之外，凹槽12不仅可以设在上盖1的下端面上，也可以设在下盖2的上端面上，也可以同时在上盖1的下端面和下盖2的上端面开设槽体，使滤片3的上半部分嵌入上盖1中，下半部分嵌入下盖2中，只要能将上盖1与下盖2之间的连接处密封即可，本发明并不以此为限。

更进一步地，如图1～图4所示，本发明提供了一种混合器，其中，凹槽12的槽底面为由下至上直径渐缩的第一锥面13，第一锥面13与滤片3的上表面围合形成上混合腔14，流出通道11由第一锥面13的最高处与上混合腔14连通，下盖2的上端面的中央部位向下凹设形成有直径渐缩的第二锥面22，第二锥面22与第一锥面13相对应，第二锥面22与滤片3的下表面围合形成下混合腔23，各流入通道21均由第二锥面22与下混合腔23连通。通过设置第一锥面13与第二锥面22，相当与把容置空间的顶面和底面均设为锥面，能有效防止流动相在容置空间的顶面和底面的边缘处聚集而无法混合均匀的情况发生；如此，对流动相进行混合的过程为，不同的流动相通过不同的流入通道21进入至下混合腔23中进行粗混合，随着进入下混合腔23中的流动相增多，流动相的液面升高并逐渐进入滤片3的混合通道中进行精混合，随着流动相液面的继续升高，流动相进入至上混合腔14中进行加强混合，通过三个级别的混合，能有效保证将不同流动相均匀混合，与现有技术相比能大幅提高流动相的混合均匀度，从而提高梯度分析的准确性。

进一步地，如图1～图4所示，本发明提供了一种混合器，其中，上盖1与下盖2之间通过密封环4密封，上盖1的下端面上形成有上密封环槽15，下盖2的上端面上形成有下密封环槽24，密封环4上部与上密封环槽15的内壁密封贴合，密封环4的下部与下密封环槽24的内壁密封贴合，即密封环4的上半部分嵌入上密封环槽15中，密封环4的下半部分嵌入下密封环槽24中，从而将上盖1与下盖2之间的连接处密封。密封环4可以是截面呈圆形的密封环4，或者也可以如图1及图5中所示，密封环4是截面呈矩形的密封环4，同时密封环4的上表面上一体成型有向上凸起的上密封凸缘41，密封环4的下表面上一体成型有向下凸起的下密封凸缘42，同时在上密封环槽15的槽底以及下密封环槽24的槽底处设置与上密封凸缘41、下密封凸缘42相配合的凹部，以增加密封环4与上密封环槽15之间以及密封环4与下密封环槽24之间的接触面积，从而提高密封环4与上盖1及下盖2之间的密封性能。

进一步地，如图1～图4所示，本发明提供了一种混合器，其中，混合器还包括连接套5，连接套5能拆装地套接于上盖1的外侧与下盖2的外侧，上盖1与下盖2通过连接套5能拆装地连接。连接套5不仅能用于将上盖1与下盖2连接，还能为上盖1与下盖2之间的连接处再提供一级密封。需要说明的是，通过连接套5对上盖1与下盖2进行连接，仅是本发明的较佳实施例，本领域技术人员还可以采用其他结构对上盖1和下盖2进行连接，本发明并不以此为限。

更进一步地，如图1～图4所示，本发明提供了一种混合器，其中，连接套5上开设有由上至下顺序连通的第一通孔51和第二通孔52，第一通孔51与第二通孔52同轴设置，第一通孔51的孔径大于第二通孔52的孔径，第一通孔51与第二通孔52之间的连接处形成有朝上的第一台阶面53，即第一通孔51与第二通孔52形成一个上部内径较大且下部内径较小的台阶通孔；下盖2的上端的外径大于下盖2的下端的外径，下盖2的外壁上形成有朝下的第二台阶面25，在上盖1与下盖2设于连接套5的内部的状态下，下盖2的上端位于第一台阶面53的上方，下盖2的下端位于第一台阶面53的下方，第一台阶面53与第二台阶面25密封贴合，为保证第一台阶面53与第二台阶面25之间的密封效果，可以在第一台阶面53与第二台阶面25之间设置密封件，例如密封圈，上盖1位于下盖2的上方且上盖1的外壁与连接套5的内壁螺纹连接，上盖1的外壁上设有外螺纹，第一通孔51的内壁上设有与外螺纹相配合的内螺纹，需要说明的是，上盖1与连接套5之间为螺纹连接仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员还可以采用其他结构将上盖1与连接套5能拆装地连接，本发明并不以此为限。

进一步地，本发明提供了一种混合器，其中，滤片3由多个不锈钢颗粒烧结形成，每两个相邻的不锈钢颗粒之间具有间隙，且各间隙连通形成混合通道。在烧结过程中，各不锈钢颗粒之间形成的混合通道是极不规则的，与现有技术中的规则的混合通道相比，本发明对不同液相混合的均匀性远高于现有技术。

作为优选，本发明提供了一种混合器，其中，不锈钢颗粒的直径小于或等于0.1mm。如此设置不锈钢颗粒的直径，能使得不锈钢颗粒烧结后，在滤片3内部形成细密的混合通道，从而提高混合均匀性。

作为优选，如图1～图3所示，本发明提供了一种混合器，其中，各流入通道21贯穿下盖2的下端面，流出通道11贯穿上盖1的上端面。使流动相在本发明提供的混合器中的流动方向大致是由下至上，基本呈直线流动，使流动相的流动更加顺畅；同时，如此设置也是为了配合连接套5的结构，以保证流入通道21和流出通道11能有效连通容置空间的内部与本发明提供的混合器的外部。

本发明还提供了一种液相色谱仪，其中，液相色谱仪包括如上所述的混合器。具体为，采用本发明提供的混合器替换现有液相色谱仪中所使用的混合器。需要说明的是，液相色谱仪的其他结构部件均与现有液相色谱仪的结构部件相同，在此不再赘述，本发明的液相色谱仪与现有的液相色谱仪的区别在于本发明的液相色谱仪中使用的混合器为本发明提供的混合器。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的混合器结构非常简单，且所采用的用于对流动相进行混合的滤片的表面无需进行镜面加工，对滤片表面精度要求低，使得混合器整体的加工制造成本较低；同时将本发明提供的混合器应用于本发明的液相色谱仪时，也能有效降低液相色谱仪的加工制造成本。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种混合器，其特征在于，所述混合器包括上盖、下盖和滤片，所述上盖与所述下盖能拆装地连接，且所述上盖与所述下盖之间形成密封的容置空间，所述滤片设于所述容置空间中，且所述滤片的周侧壁与所述容置空间的内侧壁贴合接触，所述滤片的内部形成有多条相互连通的混合通道，所述下盖上形成有至少两条贯穿所述下盖的外表面的流入通道，所述上盖上形成有贯穿所述上盖的外表面的流出通道，各所述流入通道及所述流出通道均与所述容置空间连通。

2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述上盖的下端面与所述下盖的上端面密封接合，所述上盖的下端面上向上凹设有凹槽，所述凹槽与所述下盖的上端面围合形成所述容置空间，所述滤片设于所述凹槽的内部，且所述滤片的周侧壁与所述凹槽的槽壁贴合接触。

3.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述凹槽的槽底面为由下至上直径渐缩的第一锥面，所述第一锥面与所述滤片的上表面围合形成上混合腔，所述流出通道由所述第一锥面的最高处与所述上混合腔连通，所述下盖的上端面的中央部位向下凹设形成有直径渐缩的第二锥面，所述第二锥面与所述第一锥面相对应，所述第二锥面与所述滤片的下表面围合形成下混合腔，各所述流入通道均由所述第二锥面与所述下混合腔连通。

4.根据权利要求1～3任一项所述的混合器，其特征在于，所述上盖与所述下盖之间通过密封环密封，所述上盖的下端面上形成有上密封环槽，所述下盖的上端面上形成有下密封环槽，所述密封环上部与所述上密封环槽的内壁密封贴合，所述密封环的下部与所述下密封环槽的内壁密封贴合。

5.根据权利要求1～3任一项所述的混合器，其特征在于，所述混合器还包括连接套，所述连接套套接于所述上盖的外侧与所述下盖的外侧，所述上盖与所述下盖通过所述连接套能拆装地连接。

6.根据权利要求5所述的混合器，其特征在于，所述连接套上开设有由上至下顺序连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔同轴设置，所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径，所述第一通孔与所述第二通孔之间的连接处形成有第一台阶面；所述下盖的上端的外径大于所述下盖的下端的外径，所述下盖的外壁上形成有第二台阶面，在所述上盖与所述下盖设于所述连接套的内部的状态下，所述下盖的上端位于所述第一台阶面的上方，所述下盖的下端位于所述第一台阶面的下方，所述第一台阶面与所述第二台阶面密封贴合，所述上盖位于所述下盖的上方且所述上盖的外壁与所述连接套的内壁螺纹连接。

7.根据权利要求1～3任一项所述的混合器，其特征在于，所述滤片由不锈钢颗粒烧结形成，每三个相邻的不锈钢颗粒之间形成有间隙，且各所述间隙连通形成所述混合通道。

8.根据权利要求7所述的混合器，其特征在于，所述不锈钢颗粒的直径小于或等于0.1mm。

9.根据权利要求1～3任一项所述的混合器，其特征在于，各所述流入通道贯穿所述下盖的下端面，所述流出通道贯穿所述上盖的上端面。

10.一种液相色谱仪，其特征在于，所述液相色谱仪包括如权利要求1～9任一项所述的混合器。