CN110960886B - 一种高速逆流色谱分离柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速逆流色谱分离柱，涉及逆流色谱技术领域，包括行星轴、绕线筒和压口圆环；绕线筒包括同心设置且依次连接的空心的下盘、下筒、上筒和上盘，下筒的直径小于上筒的直径，下筒与行星轴的一端通过螺纹连接；其螺纹旋向与行星轴旋转方向相适配使行星轴旋转时行星轴与绕线筒的连接更紧密；压口圆环为圆柱状，压口圆环与上筒通过螺纹连接，其螺纹旋向与行星轴旋转方向相适配使行星轴旋转时压口圆环与绕线筒的连接更紧密。该高速逆流色谱分离柱，能适用于更高转速，在高速运转下连接紧密且拆卸方便；同时在不改变分离柱外形尺寸的情况下有效增大绕线体积；且运行更为安全可靠，样品流动性更好，具备更好的分离效果和更高的分离效率。

Description

一种高速逆流色谱分离柱

技术领域

本发明涉及逆流色谱技术领域，具体为一种高速逆流色谱分离柱。

背景技术

逆流色谱技术是一种连续高效的液-液分配色谱分离技术,其通过同时公转与自转的同步行星式运动产生二维力场，保留两相中的一相为固定相，在高速旋转过程中实现分离萃取。

现有技术中的逆流色谱分离柱的结构如图1、图2所示，其包括一体绕线筒1、行星轴4和胀紧件5，绕线筒1的上端中心与架空管2的一端连接，架空管2的另一端与中心轴3连接。一体绕线筒1上端设置有两个快速连接件6，在安装时，先完成分离柱穿线作业，具体是使两根聚四氟乙烯管由中心轴3内的穿线孔穿出，经架空管2进入一体绕线筒1内，并分别与穿过两个快速连接件6的下端完成连接；并在一体绕线筒1上缠绕一根聚四氟乙烯管，使其两端从一体绕线筒1的顶部穿出后，分别穿过两个快速连接件6的上端完成连接。其后将胀紧件5和行星轴4插入一体绕线筒1的下端，之后工具从一体绕线筒1顶部的胀紧拧紧孔位8穿过并利用其拧紧螺钉7，在拧紧过程中胀紧件5发生轴向位移，楔入行星轴4与一体绕线筒1之间的孔隙，通过胀紧使两者连接。在拆卸时，需要先松开上述螺钉7，其后在一体绕线筒1顶部的顶出空位插入工具施加轴向力，以将一体绕线筒1顶离胀紧件5，完成拆卸。

现有的逆流色谱柱在使用时存在以下缺陷：其一、一体绕线筒1与行星轴4通过胀紧件5楔入胀紧实现的连接，其可靠性较差，若在长期高速运转下，一体绕线筒1与行星轴4之间的位置会发生相对变动，导致胀紧拧紧孔位8与螺钉7的位置发生错位，致使拆卸困难，甚至于无法拆卸，因此在实际使用时，通常需要降低工作转速到2000r/min以下，其分离能力和分离效率均相对较低；其二、由于采用胀紧方式连接，为保证结构强度，一体绕线筒1的绕线空间较小，其单位时间的分离量受到限制，若要提高分离效率，往往需要使用直径更大的制备柱，这样会导致整个色谱分离设备的体积增大，要达到同样转速，对整个传动系统的强度会有更高的要求，增加经济成本；其三、在上述穿线作业中，聚四氟乙烯管穿入快速连接件6下端完成连接时，需要拧紧该快速连接件6下端的空心螺钉，因聚四氟乙烯管需先穿进该螺钉，再进行拧紧，同时因为操作空间受限，无法使用内六角沉头螺钉，只能采用外六角螺钉，这导致该螺钉的头部存在较多凸起，聚四氟乙烯管会有较长部分被折弯，弯折部分的聚四氟乙烯管压力会有所增大，而聚四氟乙烯管的内径只有0.8mm,长期处于高压强下，较易出现泄漏，进而导致整个分离柱失效；第四，为了拆卸方便，在一体绕线筒的顶面需要预留拆卸孔位，其表面没有多余的位置设置动平衡孔位，不能对分离柱的动平衡进行调整，不利于分离柱的动平衡，限制了分离柱转速的提升，同时分离柱的制造精度要求极高，导致其制作困难，制作成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高速逆流色谱分离柱，相比于现有技术，其能适用于更高转速，在高速运转下连接紧密且拆卸方便；同时在不改变分离柱外形尺寸的情况下有效增大绕线体积；且运行更为安全可靠，样品流动性更好，具备更好的分离效果和更高的分离效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高速逆流色谱分离柱，包括行星轴、绕线筒，还包括压口圆环；

所述行星轴的一端的外壁上加工有外螺纹a；

所述绕线筒包括同心设置且依次连接的空心的下盘、下筒、上筒和上盘，所述下筒的直径小于所述上筒的直径，所述下筒的内壁加工有内螺纹a，所述上筒的内壁加工有内螺纹c；

所述压口圆环为圆柱状，所述压口圆环的外壁加工有外螺纹c；

所述行星轴与所述绕线筒通过所述外螺纹a和内螺纹a连接，所述外螺纹a和内螺纹a的螺纹旋向与所述行星轴旋转方向相适配使所述行星轴旋转时行星轴与绕线筒的连接更紧密；

所述绕线筒与所述压口圆环通过所述内螺纹c和外螺纹c连接，所述内螺纹c和外螺纹c的螺纹旋向与所述行星轴旋转方向相适配使所述行星轴旋转时压口圆环与绕线筒的连接更紧密。

进一步的，所述下筒靠近所述上筒的一端呈圆周均布有若干拧紧条形孔位a。

进一步的，还包括螺钉端盖，所述螺钉端盖包括端板和螺杆，所述螺杆的一端与所述端板的一端固定连接，所述行星轴靠近所述外螺纹a的一端沿其端面向内加工有内螺纹孔，所述行星轴与所述螺钉端盖通过所述螺杆和内螺纹孔连接，所述螺杆和内螺纹孔的螺纹旋向与所述行星轴旋转方向相适配使所述行星轴旋转时行星轴与螺钉端盖的连接更紧密。

进一步的，所述端板上呈圆周分布有若干拧紧条形孔位b。

进一步的，所述压口圆环上开设有两个快接螺孔，两个快接螺孔内均设置有快速连接组件；

所述快速连接组件包括外六角螺钉、内六角螺钉和两个空心的连接筒，所述连接筒的一端呈锥形结构，两个所述连接筒远离其锥形结构的一端呈平面且相互接触设置；

所述外六角螺钉和内六角螺钉均为空心结构，所述外六角螺钉远离其外六角头的一端加工有与所述连接筒的锥面相适配的锥孔，所述内六角螺钉远离其内六角头的一端加工有与所述连接筒的锥面相适配的锥孔，两个所述连接筒呈锥形结构的一端分别设置于所述内六角螺钉的锥孔和所述外六角螺钉的锥孔内；

所述内六角螺钉和所述外六角螺钉均与所述压口圆环通过螺纹连接，所述内六角螺钉设置于所述压口圆环靠近所述行星轴的一端。

进一步的，所述压口圆环远离所述行星轴的一端设有若干动平衡调节螺孔，所述压口圆环远离所述行星轴的一端呈圆周分布有若干拧紧条形孔位c。

本发明的有益效果是：

本发明一种高速逆流色谱分离柱将现有分离柱中行星轴与绕线筒之间的胀紧连接结构改变为螺纹连接结构，对螺纹旋向进行适应性设计，使行星轴旋转时连接紧密，保证设备运行的可靠性。因取消了胀紧件，该分离柱在不增加外形尺寸的情况下，可以增大缠绕空间的体积，提高分离柱的分离效率。同时，该高速逆流分离柱解决了原有胀紧连接方式在长期高速运行时容易发生孔位与螺钉错位情况，而导致的行星轴与绕线筒难以拆卸的技术难题，能适用于更高的转速，提高分离效率。

因取消了上述胀紧连接结构，该分离柱的绕线筒上不再需要原有的胀紧螺钉孔位，其位置可以设置动平衡螺钉孔位，可以根据实际需要安装动平衡调节配重来实现动平衡性能的调整，有助于实现更高的转速，同时也能降低部件的制造精度要求。

本发明一种高速逆流色谱分离柱将原有一体式结构的绕线筒优化为绕线筒和压口圆环的分体式的结构，在穿聚四氟乙烯管时不再受到操作空间的限制，使得穿管更为方便。在压口圆环上设置快速连接组件实现缠绕在绕线筒上的聚四氟乙烯管端部与从中心轴穿线孔穿出的聚四氟乙烯端部的快速密封连接。同时，因采用绕线筒和压口圆环的分体式结构，克服了操作空间限制，在压口圆环靠近行星轴的一端的快速连接组件部件可以选用内六角螺钉的形式，避免存在凸起部与聚四氟乙烯管发生干涉，造成聚四氟乙烯管损坏的情况，有效的保证该分离柱安全可靠的运行。

附图说明

图1为现有技术中逆流色谱分离柱的剖视结构示意图；

图2为现有技术中逆流色谱分离柱的俯视结构示意图；

图3为本发明一种高速逆流色谱分离柱的剖视结构示意图；

图4为本发明一种高速逆流色谱分离柱的分离结构示意图；

图5为本发明一种高速逆流色谱分离柱中绕线筒的结构示意图；

图6为本发明一种高速逆流色谱分离柱中压口圆环的结构示意图；

图7为本发明一种高速逆流色谱分离柱中快速连接组件的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图3至图7所示，一种高速逆流色谱分离柱，包括行星轴10、绕线筒20和压口圆环40。

如图4、图5所示，绕线筒20包括同心设置且依次连接的空心的下盘21、下筒22、上筒23和上盘24，下筒22的内壁加工有内螺纹a，上筒23的内壁加工有内螺纹c。

行星轴10的一端的外壁上加工有外螺纹a11，行星轴10与绕线筒20通过外螺纹a11和内螺纹a连接。外螺纹a11和内螺纹a的螺纹旋向与行星轴10旋转方向相适配使行星轴10旋转时行星轴10与绕线筒20的连接更紧密。通过上述设置的螺纹连接方式，取代了现有技术中行星轴与绕线筒之间的胀紧连接方式，能通过相适配的设置螺纹旋向确保在行星轴10旋转时其与绕线筒20的连接更为紧密，保证高速运转时的可靠性。相比于现有技术，因为采用了螺纹连接的方式，避免了现有技术中胀紧连接方式长期高速运行时发生孔位与螺钉位错位的问题，从而解决了绕线筒与行星轴拆卸困难甚至于无法拆卸的技术难题。因不再存在拆卸困难的问题，在实际使用时，其工作转速不再受到2000r/min的限制，在实际运用中可以达到3000r/min，有效的提高了分离柱的分离能力和分离效率。同时，将上述胀紧连接方式改变为本发明的螺纹连接形式，取消了胀紧件，使得下筒22的直径小于上筒23的直径，在不增加分离柱外形尺寸的情况下，可增大该分离柱的实际绕线体积，进一步提高该绕线柱单位时间的分离量，即提高分离效率。优选的，在下筒22靠近上筒23的一端呈圆周均布有若干拧紧条形孔位a25，通过该拧紧条形孔位a25受力来完成上述螺纹连接的拆装，其拆装过程极为方便。

如图5、图6所示，上述压口圆环40为圆柱状，压口圆环40的外壁加工有外螺纹c。绕线筒20与压口圆环40通过内螺纹c和外螺纹c连接，内螺纹c和外螺纹c的螺纹旋向与行星轴10旋转方向相适配使行星轴10旋转时压口圆环40与绕线筒20的连接更紧密。相比于现有技术，该设置取代了原有的一体式绕线筒结构，将其设置为绕线筒20和压口圆环40的分离式结构，通过选择相适配的螺纹旋向保证在行星轴10旋转时压口圆环40与绕线筒20的连接更紧密，确保分离柱工作时的稳定性。设置成上述分体式结构，在使用时，可将压口圆环40取出，完成从中心轴穿线孔3到架空管2到压口圆环40部分的聚四氟乙烯管穿线作业，其后再将压口圆环40与绕线筒20旋紧连接。相比于现有技术中的一体化设计，本发明分体式方案避免了操作空间受限的问题，其穿线作业过程更为方便，亦能更为有效的保证穿线质量。优选的，压口圆环40远离行星轴10的一端呈圆周分布有若干拧紧条形孔位c43，通过该拧紧条形孔位c43受力来完成上述螺纹连接的拆装，保证拆装过程方便。

进一步的，压口圆环40上开设有两个快接螺孔41，两个快接螺孔41内均设置有快速连接组件。该快速连接组件的结构如图7所示，其包括外六角螺钉61、内六角螺钉63和两个空心的连接筒62，连接筒62的一端呈锥形结构，两个连接筒62远离其锥形结构的一端呈平面且相互接触设置；外六角螺钉61和内六角螺钉63均为空心结构，外六角螺钉61远离其外六角头的一端加工有与连接筒62的锥面相适配的锥孔，内六角螺钉63远离其内六角头的一端加工有与连接筒62的锥面相适配的锥孔，两个连接筒62呈锥形结构的一端分别设置于内六角螺钉63的锥孔和外六角螺钉61的锥孔内。内六角螺钉63和外六角螺钉61均与压口圆环40通过螺纹连接。该快速连接组件可以实现两个软管之间的快速连接，在使用时，一根软管的端部从内六角螺钉63穿入与其相接触的连接筒62内，另一根软管的端部从外六角螺钉61穿入与其相接触的连接筒62内；其后拧紧内六角螺钉63或外六角螺钉61，使两者相向运动，从而挤压两个连接筒62的锥面使其变形，进一步挤压上述连接筒62内的软管使其变形，完成密封连接，同时，因内六角螺钉63和外六角螺钉61相向轴向运动，其在拧紧过程中使两个连接筒62相接触的一端相互压紧实现密封。该快速连接组件可以使缠绕在绕线筒20上的聚四氟乙烯管端部与从中心轴穿线孔30穿出的聚四氟乙烯端部完成快速的密封连接，并在连接后能耐受一定的管内流体压强。现有的一体式绕线筒结构，因其靠近行星轴10的一端操作空间受限，操作困难，即使用该快速连接组件也只能采用外六角螺钉结构来进行连接，从而造成螺钉的头部存在较多凸起，聚四氟乙烯管会有较长部分被折弯，较易出现泄漏，进而导致整个分离柱失效的情况。本发明技术方案在实施时，上述内六角螺钉63设置于压口圆环40靠近行星轴10的一端。因绕线筒20和压口圆环40设置成分体式结构，改变了穿管操作方式，在实施时可先取出压口圆环40，将内六角螺钉63拧入快接螺孔41并插入从中心轴穿线孔30穿出的聚四氟乙烯端部，在连接绕线筒20和压口圆环40以后，再向外六角螺钉61内穿入缠绕在绕线筒20上的聚四氟乙烯管端部，最后通过拧紧外六角螺钉61完成两个聚四氟乙烯管端部的密封连接。因在靠近行星轴10的一侧实现了内六角螺钉的形式，其不存在凸起部，不会对聚四氟乙烯管造成干涉，可有效保证分离柱安全可靠的运行。

进一步的，该高速逆流色谱分离柱，还包括螺钉端盖30，如图3、图4所示，螺钉端盖30包括端板31和螺杆32，螺杆32的一端与端板31的一端固定连接，行星轴10靠近外螺纹a11的一端沿其端面向内加工有内螺纹孔12，行星轴10与螺钉端盖30通过螺杆32和内螺纹孔12连接，螺杆32和内螺纹孔12的螺纹旋向与行星轴10旋转方向相适配使行星轴10旋转时行星轴10与螺钉端盖30的连接更紧密。行星轴10与绕线筒20连接后，将螺钉端盖30与行星轴10进行连接，实现锁紧的目的，有效保证结构运行的安全稳定。同样的，端板31上呈圆周分布有若干拧紧条形孔位b33，通过该拧紧条形孔位b33受力来完成上述螺纹连接的拆装，保证拆装过程方便。

进一步的，因改变了现有技术中胀紧连接方式，压口圆环40位置不再需要设置胀紧拧紧孔位，可在压口圆环40远离行星轴10的一端设置若干动平衡调节螺孔42。因色谱分离柱是高速逆流色谱仪实现高效分离的重要部件，其制造精度及动平衡性能的好坏直接影响到仪器的分离效果，若分离柱的动平衡性能不好，平衡品质等级没有达到设计要求，转子在运转过程中易产生振动。其一方面会导致转子系统产生的离心力场不均匀，使得两相分布混乱，影响分离效果；另一方面，长期的振动会导致转子系统的轴系磨损严重，从而使仪器的工作效率和使用寿命大大降低，甚至出现重大安全事故。设置上述平衡调节螺孔42，可以根据实际需要安装动平衡调节配重来实现动平衡性能的调整，有助于实现更高的转速，同时也能降低部件的制造精度要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高速逆流色谱分离柱，包括行星轴（10）、绕线筒（20），其特征在于，还包括压口圆环（40）；

所述行星轴（10）的一端的外壁上加工有外螺纹a（11）；

所述绕线筒（20）包括同心设置且依次连接的空心的下盘（21）、下筒（22）、上筒（23）和上盘（24），所述下筒（22）的直径小于所述上筒（23）的直径，所述下筒（22）的内壁加工有内螺纹a，所述上筒（23）的内壁加工有内螺纹c；

所述压口圆环（40）为圆柱状，所述压口圆环（40）的外壁加工有外螺纹c；

所述行星轴（10）与所述绕线筒（20）通过所述外螺纹a（11）和内螺纹a连接，所述外螺纹a（11）和内螺纹a的螺纹旋向与所述行星轴（10）旋转方向相适配使所述行星轴（10）旋转时行星轴（10）与绕线筒（20）的连接更紧密；

所述绕线筒（20）与所述压口圆环（40）通过所述内螺纹c和外螺纹c连接，所述内螺纹c和外螺纹c的螺纹旋向与所述行星轴（10）旋转方向相适配使所述行星轴（10）旋转时压口圆环（40）与绕线筒（20）的连接更紧密；

所述压口圆环（40）上开设有两个快接螺孔（41），两个快接螺孔（41）内均设置有快速连接组件；

所述快速连接组件包括外六角螺钉（61）、内六角螺钉（63）和两个空心的连接筒（62），所述连接筒（62）的一端呈锥形结构，两个所述连接筒（62）远离其锥形结构的一端呈平面且相互接触设置；

所述外六角螺钉（61）和内六角螺钉（63）均为空心结构，所述外六角螺钉（61）远离其外六角头的一端加工有与所述连接筒（62）的锥面相适配的锥孔，所述内六角螺钉（63）远离其内六角头的一端加工有与所述连接筒（62）的锥面相适配的锥孔，两个所述连接筒（62）呈锥形结构的一端分别设置于所述内六角螺钉（63）的锥孔和所述外六角螺钉（61）的锥孔内；

所述内六角螺钉（63）和所述外六角螺钉（61）均与所述压口圆环（40）通过螺纹连接，所述内六角螺钉（63）设置于所述压口圆环（40）靠近所述行星轴（10）的一端。

2.根据权利要求1所述的一种高速逆流色谱分离柱，其特征在于，所述下筒（22）靠近所述上筒（23）的一端呈圆周均布有若干拧紧条形孔位a（25）。

3.根据权利要求1所述的一种高速逆流色谱分离柱，其特征在于，还包括螺钉端盖（30），所述螺钉端盖（30）包括端板（31）和螺杆（32），所述螺杆（32）的一端与所述端板（31）的一端固定连接，所述行星轴（10）靠近所述外螺纹a（11）的一端沿其端面向内加工有内螺纹孔（12），所述行星轴（10）与所述螺钉端盖（30）通过所述螺杆（32）和内螺纹孔（12）连接，所述螺杆（32）和内螺纹孔（12）的螺纹旋向与所述行星轴（10）旋转方向相适配使所述行星轴（10）旋转时行星轴（10）与螺钉端盖（30）的连接更紧密。

4.根据权利要求3所述的一种高速逆流色谱分离柱，其特征在于，所述端板（31）上呈圆周分布有若干拧紧条形孔位b（33）。

5.根据权利要求1所述的一种高速逆流色谱分离柱，其特征在于，所述压口圆环（40）远离所述行星轴（10）的一端设有若干动平衡调节螺孔（42），所述压口圆环（40）远离所述行星轴（10）的一端呈圆周分布有若干拧紧条形孔位c（43）。

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