CN111336078A - 一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统 - Google Patents

一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统,其中所述双柱塞液相色谱输液泵包括串联的主、副柱塞泵头,其内部安装有双密封结构的浮动式柱塞结构,并由电机带动的凸轮驱动柱塞,实现流体运输;基于所述双柱塞液相色谱输液泵提供了一种驱动调控方法以降低输液脉动;并基于所述双柱塞液相色谱输液泵及排液所需组件提供了一种双泵并列设置的泵系统,实现了所述泵系统低磨损、低脉动的工作效果。

Description

一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统
技术领域
本发明涉及液相色谱技术领域,特别是涉及一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统。
背景技术
液相色谱输液泵的作用是以恒定的流速输送液体,通常高压液相色谱输液泵具有双泵头并联柱塞和双泵头串联柱塞两种结构,以凸轮驱动柱塞往复运动实现精准、稳定地输液。串联泵的主泵头入口、出口设置单向阀进行主动吸液,副泵头被动吸液、输液,主副泵头一个吸液一个送液,以这种协调工作完成稳定输液。并且串联泵使用单向阀较少,能够减少由单向阀引发的断流等故障,但是现有柱塞泵工作仍存在两个问题:
1.柱塞杆与密封圈不断摩擦,易造成二者磨损,造成泵头漏液;
2.往复柱塞泵工作特性使之不可避免地会产生较大的输液脉动。
现有解决问题的手段常为如下办法:
1)为减小柱塞杆与密封圈的磨损,现有手段有在密封圈上设置坚硬的耐磨涂层。
2)为减小输液脉动,有文献通过控制程序命令电磁单向阀开启、关闭以实现低脉动输液,也有文献通过凸轮曲线的设计及优化实现低脉动输液。
但上述方法实际应用中,仍存在一些问题:
a)密封圈上的耐磨涂层,无法解决由于液体结晶,带来的柱塞杆磨损问题;且会在柱塞杆运动与密封圈不同心的情况下加剧柱塞杆的磨损与密封圈的变形。
b)输液过程中磨损情况不理想及电磁单向阀调控制控过于复杂,且噪声大、成本高、故障率高的问题。不适用快速切换单向阀开关状态的应用。
c)凸轮曲线设计优化普遍是理论曲线的优化,而没有针对凸轮与推杆组件接触点不在中心线引起的位移误差的优化。
综上,需要一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统,能够解决上述活动部件磨损过快及输液脉动的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种双柱塞液相色谱输液泵及该泵调控方法以及泵系统,能够解决现有液相色谱输液的问题。
一种双柱塞液相色谱输液泵,泵头由主泵头与副泵头串联组成,所述主泵头的泵头主体下端设置流体入口,并安装有入口单向阀,上端设置流体出口,并安装有出口单向阀,所述泵头主体后端与定位板通过螺丝连接,所述泵头主体内部设有圆柱型进液槽,所述圆柱型进液槽靠近底部上、下内表面开孔道,并分别连通所述流体出口和所述流体入口;
所述泵头主体的圆柱型进液槽滑动安装有柱塞杆,所述柱塞杆后端扦插并固定在柱塞杆套筒中,所述柱塞杆前端扦插并贯通柱塞杆定位套筒;
所述泵头主体后端设置有凹槽,并嵌入安装有所述柱塞杆定位套筒;所述柱塞杆定位套筒前端面与所述泵头主体之间设置有一级密封圈,后端面设置有二级密封组件,所述柱塞杆与所述一级密封圈及所述二级密封组件组成双密封浮动式柱塞结构,且二级密封组件与柱塞杆有一定活动范围,不对柱塞杆进行径向定位;所述柱塞杆上套装柱塞弹簧,所述柱塞弹簧位于所述柱塞杆套筒与所述二级密封组件之间;所述柱塞杆套筒嵌在导向套中,所述导向套一端安装于所述泵头主体和所述定位板之间,另一端面设有通孔,所述柱塞杆套筒末端通过所述导向套的通孔外露;
所述副泵头在上、下端分别设置流体入口和流体出口,且均未设置单向阀,其余结构与所述主泵头一致;所述主泵头与副泵头并列放置且固定连接;所述主泵头的流体出口与所述副泵头的流体入口相连通;
推杆组件为两段独立的活动光轴,所述主、副泵头的所述柱塞杆套筒顶端分别与所述推杆组件的两段光轴一端接触,所述推杆组件另一端与凸轮紧密接触,所述推杆组件由两组自润滑直线轴承支撑,所述凸轮由轴承支撑,所述凸轮连接凸轮轴带轮,所述凸轮轴带轮通过橡胶同步带与电机轴带轮连接,所述电机轴带轮由步进电机驱动。
进一步,所述二级密封组件从所述柱塞杆定位套筒后端面向外依次为:O型密封圈、密封圈座、副密封圈、密封圈座限位螺母。
进一步,所述柱塞弹簧为锥形弹簧。
进一步,所述凸轮分为主凸轮和副凸轮;所述主凸轮驱动所述主泵头的所述柱塞杆套筒,所述副凸轮驱动所述副泵头的所述柱塞杆套筒;其中,所述主、副凸轮基圆半径一致,所述凸轮下方设置有润滑毡块和润滑油盒。
进一步,所述凸轮侧方位设置有光耦支板座,所述光耦支板座上设置有所述光耦支板,所述光耦支板上设置有所述遮光盘。
进一步,所述泵头主体的流体入口和流体出口设置有与柱塞行程相关联的位置差,所述流体出口相对于所述流体入口更靠近所述泵头的前端。
进一步,所述自润滑直线轴承接触面镶嵌固体润滑剂。
进一步,所述柱塞杆定位套筒上、下方分别设置有柱塞清洗管路入口和柱塞清洗管路出口,且所述柱塞清洗管路入口、出口连通至所述柱塞杆定位套筒内部。
另一方面,本发明提供了一种基于所述的双柱塞液相色谱输液泵的调控方法,所述凸轮的具体工作曲线求解及调整步骤如下:
S1、建立所述凸轮理论工作方程,获得理论工作曲线,并将所述凸轮绕轴旋转过程中与所述推杆组件接触位置,以每0.5°为一段进行分段,并测量偏移量;
S2、针对S1中所得数据,将所述偏移量带入所述工作方程并对每段曲线进行校正,并合成整体凸轮-柱塞的工作曲线;
S3、依据S2的结果对凸轮进行加工,可以使所述推杆组件的最终运动符合S1中的理论工作曲线,得到平滑、稳定的运动轨迹,再通过双柱塞液相输液泵的控制程序,针对当前流动相的粘度特性与系统压力进行软件修正,可实现低脉动的准确输液。
另一方面,本发明提供了一种基于所述的双柱塞液相色谱输液泵的泵系统,所述泵系统主要由两组所述泵头并联组成,分别为第一泵头、第二泵头;
电磁切换阀一端连接有流路A、B,另一端连接所述第一泵头的主泵头;电磁切换阀一端连接有流路C、D,另一端连接所述第二泵头的主泵头;
所述流路A、B、C、D在进入对应所述电磁切换阀之前,设置有四路脱气装置;
所述第一泵头的主泵头连接所述第一泵头的副泵头,所述第二泵头的主泵头连接所述第二泵头的副泵头,所述第一泵头及所述第二泵头的副泵头连接三通,所述三通的出口连接压力变送器,所述压力变送器连接混合器,所述混合器连接脉动阻尼器,所述脉动阻尼器连接放空阀,所述放空阀另外两端分别连接输液泵出口、废液出口。
本发明具有如下优点:
本发明提出的双柱塞输液泵,从多个方面减小柱塞杆的磨损,包括:以双密封圈浮动结构减小柱塞杆与密封圈的摩擦,以锥形柱塞弹簧减小弹簧沿轴向压缩时径向力的产生,减小柱塞杆与密封圈的摩擦,以自润滑轴承减小轴承与推杆的摩擦,并保证轴承与推杆的同心度,进一步,还可结合光耦检测辅助装置以命令及反馈机制记录柱塞杆磨损程度。更进一步,可将泵头主体的流体入口和流体出口错位设置,出口相对位于泵头前端,使先吸入柱塞腔的液体先被推出,减少液体残留,实现快速梯度变化。
此外,本发明提出的双柱塞输液泵调控方法,考虑到了凸轮实际自转过程中带来的与推杆接触点位移,导致推杆运动轨迹偏离理论凸轮曲线,将该偏移引入凸轮工作曲线,计算得到校正后的凸轮工作方程,可使柱塞杆运行轨迹与理论凸轮曲线一致。再根据流动相粘度特性与系统压力,使用控制程序进行实时修正,实现低脉动输液。
另外,本发明提出的双柱塞输液泵系统,具有两组并联泵头,每组泵头前设置流路选择切换阀,可以以高压二元输液泵实现四种流动相的选择,并且内置四路溶剂脱气装置,避免气泡干扰泵的输液稳定性。
附图说明
图1本发明双柱塞液相色谱输液泵系统流路示意图;
图2本发明双柱塞液相色谱输液泵侧视剖面图;
图3本发明双柱塞液相色谱输液泵柱塞结构局部示意图(锥形弹簧、密封结构);
图4本发明双柱塞液相色谱输液泵的泵头主体流路示意图;
图5本发明双柱塞液相色谱输液泵带传动装置上视剖面图;
图6本发明双柱塞液相色谱输液泵凸轮运动偏移示意图;
图7本发明双柱塞液相色谱输液泵凸轮曲线校正流程图;
图8本发明双柱塞液相色谱输液泵凸轮理论工作曲线;
图9本发明双柱塞液相色谱输液泵自润滑直线轴承结构视图;
图10本发明双柱塞液相色谱输液泵光耦定位装置结构视图;
图11本发明双柱塞液相色谱输液泵输液脉动测试结果曲线图。
图中:
1-电磁切换阀;2-电磁切换阀;3-主泵头;4-副泵头;5-主泵头;6-副泵头;7-三通;8-压力变送器;9-混合器;10-脉动阻尼器;11-放空阀;12-输液出口;13-废液出口;14-废液出口;15-入口单向阀;16-出口单向阀;17-定位板;18-螺丝;19-柱塞杆;20-柱塞杆套筒;21-柱塞杆定位套筒;22-一级密封圈;23-O型密封圈;24-密封圈座;25-副密封圈;26-密封圈座限位螺母;27-柱塞弹簧;28-导向套;29-推杆组件;30-凸轮;31-自润滑直线轴承;32-轴承;33-凸轮轴带轮;34-橡胶同步带;35-电机轴带轮;36-步进电机;37-主凸轮;38-副凸轮;39-固体润滑剂;40-光耦支板座;41-光耦支板;42-遮光盘;43-流体入口;44-流体出口;45-柱塞清洗管路入口;46-柱塞清洗管路出口;47-脱气装置。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“前端”、“后端”、“上”、“下”、“底部”、“外露”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系,其中装置前-后方向为图2中阅读方向的左-右。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合附图1-11,对本发明做进一步说明。
本发明的双柱塞液相色谱输液泵,如图5所示,泵头由主泵头3与副泵头4串联组成,且为并列放置,固定连接。结合图2-5所示,主泵头3的泵头主体14下端设置流体入口43,安装有入口单向阀15,上端设置流体出口44,安装有出口单向阀16;泵头主体14内部设有圆柱型进液槽,圆柱型进液槽靠近底部上、下内表面开孔道,并分别连通流体出口44和流体入口43;
优选设计为,如图4所示,泵头主体14的流体入口43和流体出口44设置有与柱塞行程相关联的位置差,圆柱型进液槽靠的对应孔道也设有位置差,具体为,流体出口44相对位于泵头前端,保证溶剂先进先出,加快置换,实现快速梯度变化。
泵头主体14与定位板17通过固定螺丝18紧密连接,柱塞杆19末端扦插并固定在柱塞杆套筒20中,柱塞杆19前端扦插并贯通柱塞杆定位套筒21,主泵头体14设置有凹槽,柱塞杆定位套筒21嵌在泵头主体14中,柱塞杆19在柱塞杆定位套筒21前端设置有一级密封圈22,柱塞杆19在柱塞杆定位套筒21末端设置有二级密封组件,优选设计为,如图3所示,二级密封组件依次为:O型密封圈23、密封圈座24、副密封圈25、密封圈座限位螺母26。如图3所示,所述柱塞杆19在二级密封组件23-26下形成浮动式柱塞结构。二级密封组件的两个密封圈间隔组成一段柱塞杆19的浮动区间,可以减少因单个密封圈在高压下造成与柱塞不同轴的情况,减少柱塞杆与密封圈间的磨损,同时严密的密封结构保证流动相及清洗液体不会渗漏。优选设计为,柱塞杆19上套装的柱塞弹簧27为锥形弹簧;柱塞弹簧27采用锥形结构,可减小弹簧与柱塞组件相互摩擦,保证柱塞回复弹力的同时,增加弹簧压缩回弹时的稳定性。如图2所示,柱塞杆套筒20嵌在导向套28中,导向套28一端安装于泵头主体14和定位板17之间,另一端开有通孔,柱塞杆套筒20一端通过通孔外露于导向套28外侧。
优选设计为,如图2所示,泵头主体14上、下方设置有柱塞清洗管路入口45和出口46,对柱塞进行持续或间隔的清洗,可减少高盐流动相的盐晶析出造成柱塞杆磨损。
副泵头4在上、下端分别设置为流体入口43与流体出口44,且均未设置单向阀,其余结构与主泵头3一致。
如图5所示,推杆组件29为两段独立的光轴,主、副泵头3、4的柱塞杆套筒20顶端分别与推杆组件29的光轴一端接触,推杆组件29的另一端与凸轮30紧密接触。优选设计为,凸轮30分为主、副凸轮结构,主凸轮37驱动主泵头3,副凸轮38驱动副泵头4;主副凸轮基圆半径一致;凸轮30旋转带动推杆29运动,驱使柱塞杆19做往复运动,实现吸液、排液。推杆组件29由两组自润滑直线轴承31支撑;优选设计为,如图9所示,自润滑直线轴承31接触面镶嵌固体润滑剂39,固体润滑剂39的表面积由轴承运转行为计算得到,固体润滑剂可减小推杆磨损,减少因推杆磨损造成推杆偏移致使柱塞偏轴磨损的情况。凸轮30由轴承32支撑,凸轮30连接凸轮轴带轮33,凸轮轴带轮33通过橡胶同步带34与电机轴带轮35连接,电机轴带轮35由步进电机36驱使转动。凸轮30下方设置有润滑毡块和润滑油盒,为凸轮30润滑,保证凸轮30顺利运转。
优选设计为,如图10所示,凸轮30侧方位设置有光耦支板座40,光耦支板座40上设置有光耦支板41,光耦支板41上设置有遮光盘42,下位机通过光耦进行凸轮30定位。光耦安装在带有弹性端面的安装座上,安装座与其下底座通过弧面接触,实现光耦左右调整,使光耦定位精准。光耦传感记录凸轮30实际运转次数,控制电路记录电机36驱动凸轮30运转次数,两个数据监测凸轮30带动柱塞杆19的运动,作为柱塞杆19磨损情况的辅助监测控制。
本发明提供了一种基于上述双柱塞液相色谱输液泵的调控方法,理想情况认为凸轮30绕轴旋转,与推杆组件29接触点不变,在这种情况下,凸轮30按照设计的凸轮工作曲线驱动推杆组件29,但实际如图6所示,由于凸轮30的自转会造成凸轮30与推杆组件29接触点发生位移,导致凸轮30运动偏移,因此工作曲线需在理论设计方程基础上进行修正,将凸轮30运动偏移代入凸轮30的工作曲线,才是真实的运动情况。其中,将主凸轮30的工作曲线分为5个阶段,分别为吸液阶段,预压缩阶段、排液阶段、解压缩阶段、等待阶段;将所述副凸轮的工作曲线分为2个阶段,分别为吸液阶段与排液阶段。
如图7所示,具体工作曲线求解及调整步骤如下:
S1、建立凸轮30理论工作方程,获得理论工作曲线,并将凸轮30绕轴旋转过程中与推杆组件29接触位置,以每0.5°为一段进行分段,并测量偏移量;
S2、针对S1中所得数据,将偏移量带入工作方程对每段曲线进行校正,并合成整体凸轮-柱塞的工作曲线,如图8所示;
S3、依据S2的结果对凸轮30进行加工,可以使推杆组件29的最终运动符合S1中的理论工作曲线,得到平滑、稳定的运动轨迹,再通过双柱塞液相输液泵的控制程序,针对当前流动相的粘度特性与系统压力进行软件修正,可实现低脉动的准确输液。
应用上述工作曲线,调整控制程序并进行测试,其测试结果如图11所示,流量稳定性良好,流量脉动较小。
本发明提供了一种基于上述双柱塞液相色谱输液泵的泵系统,如图1所示,泵系统由两组泵头并联组成,为第一泵头和第二泵头,两组泵头结构一致;第一泵头由主泵头3和副泵头4串联组成,第二泵头由主泵头5和副泵头6串联组成。流动相A、B通过电磁切换阀1选择切换,流动相C、D通过电磁切换阀2选择切换。流动相经主泵头3、5吸液至副泵头4、6,再由副泵头4、6送出,经过三通7、压力变送器8、混合器9、脉动阻尼阀10至放空阀11,旋扭放空阀手柄,使流动相输送至下一单元,或排出至废液。其中流路A、B、C、D在进入电磁切换阀1、2之前,设置有四路脱气装置47,使流动相进入主泵头前排除气泡,防止输液泵因气泡导致压力突变,影响输液稳定性,进一步减少输液系统脉动。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于:泵头由主泵头(3)与副泵头(4)串联组成,所述主泵头(3)的泵头主体(14)下端设置流体入口(43),并安装有入口单向阀(15),上端设置流体出口(44),并安装有出口单向阀(16),所述泵头主体(14)后端与定位板(17)通过螺丝(18)连接,所述泵头主体(14)内部设有圆柱型进液槽,所述圆柱型进液槽靠近底部上、下内表面开孔道,并分别连通所述流体出口(44)和所述流体入口(43);
所述泵头主体(14)的圆柱型进液槽滑动安装有柱塞杆(19),所述柱塞杆(19)后端扦插并固定在柱塞杆套筒(20)中,所述柱塞杆(19)前端扦插并贯通柱塞杆定位套筒(21);
所述泵头主体(14)后端设置有凹槽,并嵌入安装有所述柱塞杆定位套筒(21);所述柱塞杆定位套筒(21)前端面与所述泵头主体(14)之间设置有一级密封圈(22),后端面设置有二级密封组件,所述柱塞杆(19)与所述一级密封圈(22)及所述二级密封组件组成双密封浮动式柱塞结构;所述柱塞杆(19)上套装柱塞弹簧(27),所述柱塞弹簧(27)位于所述柱塞杆套筒(20)与所述二级密封组件之间;所述柱塞杆套筒(20)嵌在导向套(28)中,所述导向套(28)一端安装于所述泵头主体(14)和所述定位板(17)之间,另一端面设有通孔,所述柱塞杆套筒(20)末端通过所述导向套(28)的通孔外露;
所述副泵头(4)在上端和下端分别设置流体入口(43)和流体出口(44),且均未设置单向阀,其余结构与所述主泵头(3)一致;所述主泵头(3)与副泵头(4)并列放置且固定连接;所述主泵头(3)的流体出口(44)与所述副泵头(4)的流体入口(43)相连通;
推杆组件(29)为两段独立的活动光轴,所述主泵头(3)、副泵头(4)的所述柱塞杆套筒(20)顶端分别与所述推杆组件(29)的两段光轴一端接触,所述推杆组件(29)另一端与凸轮30紧密接触,所述推杆组件(29)由两组自润滑直线轴承(31)支撑,所述凸轮(30)由两组轴承(32)支撑,所述凸轮(30)连接凸轮轴带轮(33),所述凸轮轴带轮(33)通过橡胶同步带(34)与电机轴带轮(35)连接,所述电机轴带轮(35)由步进电机(36)驱动。
2.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述二级密封组件从所述柱塞杆定位套筒(21)后端面向外依次为:O型密封圈(23)、密封圈座(24)、副密封圈(25)、密封圈座限位螺母(26)。
3.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述柱塞弹簧(27)为锥形弹簧。
4.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述凸轮(30)分为主凸轮(37)和副凸轮(38);所述主凸轮(37)驱动所述主泵头(3)的所述柱塞杆套筒(20),所述副凸轮(38)驱动所述副泵头(4)的所述柱塞杆套筒(20);其中,所述主凸轮(37)、副凸轮(38)基圆半径一致,所述凸轮(30)下方设置有润滑毡块和润滑油盒。
5.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述凸轮(30)侧方位设置有光耦支板座(40),所述光耦支板座(40)上设置有光耦支板(41),所述光耦支板(41)上设置有遮光盘(42)。
6.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述泵头主体(14)的流体入口(43)和流体出口(44)设置有与柱塞行程相关联的位置差,所述流体出口(44)相对于所述流体入口(43)更靠近所述泵头的前端。
7.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述自润滑直线轴承(31)接触面镶嵌固体润滑剂(39)。
8.根据权利要求1所述的双柱塞液相色谱输液泵,其特征在于,所述柱塞杆定位套筒(21)上方和下方分别设置有柱塞清洗管路入口(45)和柱塞清洗管路出口(46),且所述柱塞清洗管路入口(45)、清洗管路出口(46)连通至所述柱塞杆定位套筒(21)内部。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的双柱塞液相色谱输液泵的调控方法,其特征在于,所述凸轮(30)的具体工作曲线求解及调整步骤如下:
S1、建立所述凸轮(30)理论工作方程,获得工作曲线,并将所述凸轮(30)绕轴旋转过程中与所述推杆组件(29)接触位置,以每0.5°为一段进行分段,并测量偏移量;
S2、针对S1中所得数据,将所述偏移量带入所述工作方程并对每段曲线进行校正,并合成整体凸轮-柱塞的工作曲线;
S3、依据S2的结果对所述凸轮(30)进行加工,使所述推杆组件(29)的最终运动符合S1中的理论工作曲线,再通过所述双柱塞液相色谱输液泵的控制程序,针对当前流动相的粘度特性与系统压力进行软件修正。
10.一种基于权利要求1-8中任一项所述的双柱塞液相色谱输液泵的泵系统,其特征在于,所述泵系统主要由两组所述泵头并联组成,分别为第一泵头、第二泵头;
电磁切换阀1一端连接有流路A、B,另一端连接所述第一泵头的主泵头(3);电磁切换阀2一端连接有流路C、D,另一端连接所述第二泵头的主泵头(5);
所述流路A、B、C、D在进入对应所述电磁切换阀之前,设置有四路脱气装置(47);
所述第一泵头的主泵头(3)连接所述第一泵头的副泵头(4),所述第二泵头的主泵头(5)连接所述第二泵头的副泵头(6),所述第一泵头的副泵头(4)和第二泵头的副泵头(6)连接三通(7),所述三通(7)的出口连接压力变送器(8),所述压力变送器(8)连接混合器(9),所述混合器(9)连接脉动阻尼器(10),所述脉动阻尼器(10)连接放空阀(11),所述放空阀(11)另外两端分别连接输液泵出口(12)、废液出口(13)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552378A (zh) * 2021-07-22 2021-10-26 中国科学院南海海洋研究所 一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置
CN114135460A (zh) * 2021-12-15 2022-03-04 大连依利特分析仪器有限公司 一种直驱型高压恒流泵装置及控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1393693A (zh) * 2001-06-29 2003-01-29 中国科学院大连化学物理研究所 低脉动高精度双柱塞高效液相色谱泵
CN201757042U (zh) * 2010-07-30 2011-03-09 冯振强 一种往复式柱塞泵
CN202811316U (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校正密封圈
CN103191484A (zh) * 2013-04-10 2013-07-10 苏州泽德医疗器械有限公司 一种输液泵
CN103975161A (zh) * 2011-12-12 2014-08-06 株式会社岛津制作所 送液泵以及液相色谱仪
CN109944762A (zh) * 2019-04-16 2019-06-28 无锡赛那尔仪器设备制造有限公司 高效液相色谱仪的四通道二元高压泵系统
CN209308898U (zh) * 2018-12-03 2019-08-27 杭州旭昱科技有限公司 一种ptfe材质的化工平流输液泵

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1393693A (zh) * 2001-06-29 2003-01-29 中国科学院大连化学物理研究所 低脉动高精度双柱塞高效液相色谱泵
CN201757042U (zh) * 2010-07-30 2011-03-09 冯振强 一种往复式柱塞泵
CN103975161A (zh) * 2011-12-12 2014-08-06 株式会社岛津制作所 送液泵以及液相色谱仪
CN202811316U (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校正密封圈
CN103191484A (zh) * 2013-04-10 2013-07-10 苏州泽德医疗器械有限公司 一种输液泵
CN209308898U (zh) * 2018-12-03 2019-08-27 杭州旭昱科技有限公司 一种ptfe材质的化工平流输液泵
CN109944762A (zh) * 2019-04-16 2019-06-28 无锡赛那尔仪器设备制造有限公司 高效液相色谱仪的四通道二元高压泵系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552378A (zh) * 2021-07-22 2021-10-26 中国科学院南海海洋研究所 一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置
CN113552378B (zh) * 2021-07-22 2023-11-17 中国科学院南海海洋研究所 一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置
CN114135460A (zh) * 2021-12-15 2022-03-04 大连依利特分析仪器有限公司 一种直驱型高压恒流泵装置及控制方法
CN114135460B (zh) * 2021-12-15 2024-01-26 大连依利特分析仪器有限公司 一种直驱型高压恒流泵装置及控制方法

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