CN112245973A - 一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，包括分离柱、螺旋方管和两个调整块，调整块呈圆环结构，调整块的中空部分套设于分离柱上，两个调整块互相靠近的一侧的端面呈倾斜平面，两个倾斜平面互相平行，螺旋方管呈螺旋状缠绕在分离柱上且设置于两个调整块之间，螺旋方管两侧分别与两个调整块抵接，第一圆盘上设有进管孔和出管孔，螺旋方管的两端分别从进管孔和出管孔内伸出，螺旋方管伸出进管孔的一端贯穿靠近第一圆盘一侧的调整块，螺旋方管的横截面为长方形结构，长方形结构的长边与分离柱的轴心平行，解决了现有技术中存在的技术问题，如：圆管内的两相界面偏心时径向混合不充分和螺旋管轴向倾斜度不易控制。

Description

一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构

技术领域

本发明涉及高速逆流色谱仪分离柱领域，具体来说是一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构。

背景技术

高速逆流色谱法(High-speed Countercurrent Chromatography，简称HSCCC)，于1982年由美国国立卫生院Ito博士研制开发的一种新型的、连续高效的液液分配色谱技术，与其它色谱技术不同的是它不需任何固态载体，因此能避免固相载体表面与样品发生反应而导致样品的污染、失活、变性和不可逆吸附等不良影响。同时它也具有适用范围广、快速、进样量大、费用低、回收率高等优点。因此，己在生物、医药、食品、材料、化妆品和环保等领域获得了广泛的应用，尤其是在天然产物活性成分的分离纯化领域倍受重视。

现有技术中的分离柱上缠绕有圆管，圆管内设有固相和流动相，二者随分离柱转动时产生相对逆流混合以实现分离，如图7所示，现有技术中的圆管由于其横截面为圆形，随着固相体量的变化，其两相界面随之被影响，当两相界面偏心时，容易造成管内两相径向混合不充分的情况，影响分离效果，同时，由于其为圆管，当缠绕在分离柱上时，其各层管路沿轴向的倾斜较小且难以控制，而在HSCCC领域，螺旋管的轴向倾斜度与管内两相在分离柱轴向的混合效率息息相关，较小的螺旋管轴向倾斜度会降低两相的轴向传质，从而影响分离效果，所以现有技术其存在着：圆管内的两相界面偏心时径向混合不充分和螺旋管轴向倾斜度不易控制的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于：提供一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，解决了现有技术中存在的技术问题，如：圆管内的两相界面偏心时径向混合不充分和螺旋管轴向倾斜度不易控制。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，包括分离柱、螺旋方管和两个调整块，所述调整块呈圆环结构，所述调整块的中空部分套设于所述分离柱上，所述分离柱上设有第一圆盘和第二圆盘，两个所述调整块均设置于所述第一圆盘和所述第二圆盘之间，两个所述调整块分别连接所述第一圆盘和所述第二圆盘，两个所述调整块互相靠近的一侧的端面呈倾斜平面，两个倾斜平面互相平行，所述螺旋方管呈螺旋状缠绕在所述分离柱上且设置于两个所述调整块之间，所述螺旋方管两侧分别与两个所述调整块抵接，所述调整块的倾斜平面用于调整所述螺旋方管的轴向倾斜度；

所述第一圆盘上设有进管孔和出管孔，所述螺旋方管的两端分别从所述进管孔和所述出管孔内伸出，所述螺旋方管伸出所述进管孔的一端贯穿靠近所述第一圆盘一侧的所述调整块；

所述螺旋方管的横截面为长方形结构，所述长方形结构的长边与所述分离柱的轴心平行。

进一步的，所述调整块包括两个呈镜像关系的半圆块，两个所述半圆块共同组成所述圆环结构，所述圆环结构的内径与所述分离柱直径相同，两个所述半圆块之间通过胶水粘接。

进一步的，所述半圆块一端的内侧设有弧形缺口，两个所述半圆块上的所述弧形缺口共同组成半圆孔，所述螺旋方管伸出所述进管孔的一端穿过所述半圆孔。

进一步的，所述半圆块上设有销孔，所述第一圆盘和所述第二圆盘4上均设有与两个所述半圆块上的所述销孔对应的盲孔，所述销孔与所述盲孔通过销连接。

进一步的，所述第一圆盘和所述第二圆盘4的直径相同，所述调整块的直径小于所述第一圆盘的直径。

进一步的，还包括进管转换头和出管连接头，所述螺旋方管伸出所述进管孔的一端连接所述进管转换头，所述螺旋方管伸出所述出管孔的一端连接所述出管连接头，所述出管连接头和所述进管转换头均用于连接圆形管。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、通过螺旋方管采用了横截面为长方形的结构，消除了固定相体量对于两相界面大小的不利影响，使得两相界面大小始终处于保持最大，达到了保证两相径向充分混合的有益效果。

2、通过推力装置达到最小行程的过程中，两个定位插销分别插入到两个卡槽内，以实现转动套与上述螺纹孔对齐时的定位精度，并且由于卡槽靠近定位插销的一侧设有倒角，所以当精度出现略小偏差时，定位插销与倒角的碰撞也能够及时使转动套轴心和上述螺纹孔轴心重新对齐，达到了保证定位精度的有益效果。

3、通过替换不同倾斜角度的调整块，可以起到调整螺旋方管的轴向倾斜度的作用，而螺旋管轴向倾斜度的增大能加强两相在分离柱轴向的混合，从而获得更好的传质效率，达到了增大螺旋管轴向倾斜度以促进分离柱分配能力的有益效果。

附图说明

图1为本发明一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构整体结构图；

图2为分离柱示意图；

图3为调整块示意图；

图4为螺旋方管缠绕示意图；

图5为第一圆盘端面示意图；

图6为分离柱剖视示意图；

图7为螺旋方管和圆管对比示意图。

附图标记列表

1-分离柱，2-螺旋方管，3-第一圆盘，4-第二圆盘，5-调整块，501-半圆块，502-弧形缺口，503-销孔，601-进管转换头，602-出管连接头，7-出管孔，8-进管孔，9-圆管，10-两相界面，。

具体实施方式

下面将结合附图1-7，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，包括分离柱1、螺旋方管2和两个调整块5，所述调整块5呈圆环结构，所述调整块5的中空部分套设于所述分离柱1上，所述分离柱1上设有第一圆盘3和第二圆盘4，两个所述调整块5均设置于所述第一圆盘3和所述第二圆盘4之间，两个所述调整块5分别连接所述第一圆盘3和所述第二圆盘4，两个所述调整块5互相靠近的一侧的端面呈倾斜平面，两个倾斜平面互相平行，所述螺旋方管2呈螺旋状缠绕在所述分离柱1上且设置于两个所述调整块5之间，所述螺旋方管2两侧分别与两个所述调整块5抵接，所述调整块5的倾斜平面用于调整所述螺旋方管2的轴向倾斜度；

所述第一圆盘3上设有进管孔8和出管孔7，所述螺旋方管2的两端分别从所述进管孔8和所述出管孔7内伸出，所述螺旋方管2伸出所述进管孔8的一端贯穿靠近所述第一圆盘3一侧的所述调整块5；

所述螺旋方管2的横截面为长方形结构，所述长方形结构的长边与所述分离柱1的轴心平行。

如图1和图2所示，两个调整块5呈旋转对称的关系，二者相互靠近的一侧的端面均为倾斜平面，螺旋方管2紧密地缠绕在两个倾斜平面之间，由于两个倾斜平面将螺旋方管2卡住，一侧螺旋方管2的侧面与一个倾斜平面贴合，另一侧螺旋方管2的侧面与另一个倾斜平面贴合，处于中间的螺旋方管2两侧与另外两个螺旋方管2的侧面紧密贴合，所以缠绕时，调整块5上的倾斜平面的角度决定了螺旋方管2缠绕时螺旋结构的轴向倾斜度，即通过替换不同倾斜角度的调整块5，可以起到调整螺旋方管2的轴向倾斜度的作用，而螺旋管轴向倾斜度的增大能加强两相在分离柱轴向的混合，从而获得更好的传质效率，达到了增大螺旋管轴向倾斜度以促进分离柱分配能力的有益效果。

并且如图7所示，圆管9和螺旋方管2的横截面左侧均为固定相，其右侧为流动相，固定相与流动相之间为两相界面10，即两相充分混合的区域，如图中所示不难看出，在圆管9中，固定相的横截面大于或者小于圆管9横截面一半情况下，即两相界面10偏心的情况下，两相界面10横截面长度小于圆管9的直径，然而在圆管9中，两相界面10最大的情况便是其横截面长度等于圆管9的直径，相较于圆管9，螺旋方管2的横截面呈长方形，其纵横比大，并且其长边与分离柱1的轴向平行，所以螺旋方管2中的两相界面10大小始终为一定值，并且始终处于最大的状态，其与固定相的体量无关，相较于现有技术中圆管9的螺旋缠绕结构，本技术方案中的螺旋方管2采用了横截面为长方形的结构，消除了固定相体量对于两相界面10大小的不利影响，使得两相界面10大小始终处于保持最大，达到了保证两相在径向充分混合的有益效果。

并且更进一步的，在图7中上下方向上，即分离柱1的轴向上，由于圆管9的弧形结构，圆管9并未完全覆盖分离柱1的轴向空间，相较于圆管9，相邻两个螺旋方管2的侧面之间紧密贴合，使得在分离柱1的轴向上，能够容纳更多的两相体量，达到了促进分离效率的有益效果。

进一步的，所述调整块5包括两个呈镜像关系的半圆块501，两个所述半圆块501共同组成所述圆环结构，所述圆环结构的内径与所述分离柱1直径相同，两个所述半圆块501之间通过胶水粘接。

进一步的，所述半圆块501一端的内侧设有弧形缺口502，两个所述半圆块501上的所述弧形缺口502共同组成半圆孔，所述螺旋方管2伸出所述进管孔8的一端穿过所述半圆孔。

进一步的，所述半圆块501上设有销孔503，所述第一圆盘3和所述第二圆盘4上均设有与两个所述半圆块501上的所述销孔503对应的盲孔，所述销孔503与所述盲孔通过销连接。

如图2和图3所示，半圆块501呈月牙形结构，两个半圆块501共同组成中空的圆环结构。具体实施时，将两个半圆块501的内侧靠在分离柱1的侧面上，使二者形成的圆环结构套设在分离柱1上，并且将两侧的半圆块501上的销孔503分别与第一圆盘3或第二圆盘4上的盲孔对应，最后再插上过盈配合的销到销孔503内，同时两个半圆块501相抵接的端面之间通过胶水粘接，半圆块501与分离柱1之间也通过胶水粘接，使得调整块5便于拆卸安装，并且，调整块5设有若干个，若干个调整块5的倾斜平面的倾斜角度均不相同，通过替换不同倾斜角度的调整块5，使得上述螺旋方管2的轴向倾斜度得以改变，达到了便于调整螺旋管轴向倾斜度大小的有益效果。

进一步的，所述第一圆盘3和所述第二圆盘4的直径相同，所述调整块5的直径小于所述第一圆盘3的直径。

进一步的，还包括进管转换头601和出管连接头602，所述螺旋方管2伸出所述进管孔8的一端连接所述进管转换头601，所述螺旋方管2伸出所述出管孔7的一端连接所述出管连接头602，所述出管连接头602和所述进管转换头601均用于连接圆形管。

如图1、图3和图5所示，螺旋方管2具体安装时，先将螺旋方管2一端连接进管转换头601，然后将螺旋方管2另一端从进管孔8伸入，从弧形缺口502形成的半圆孔内伸出，然后将螺旋方管2沿着第一圆盘3上的调整块5的倾斜平面缠绕在分离柱1上，在两个调整块5之间布满分离柱1的轴向空间，然后继续缠绕若干圈，扩大螺旋方管2在分离柱1上的径向范围，最终其从出管孔7伸出且连接出管连接头602。出管连接头602和进管转换头601均用于连接圆形管，使螺旋方管2通过圆管连接外部设备，适配性强。

需要指出的是，出管连接头602和进管转换头601均为申请号为CN201811088904.9中所提到的转换接头。

此外，如图1所示，螺旋方管2缠绕完之后，其外径与调整块5的直径一致，并且小于第一圆盘3和第二圆盘4的直径，第一圆盘3和第二圆盘4的外侧面与螺旋方管2侧面之间最终用胶水密封，形成封胶层，以实现螺旋方管2的稳固。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实说明书中实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，包括分离柱(1)、螺旋方管(2)和两个调整块(5)，所述调整块(5)呈圆环结构，所述调整块(5)的中空部分套设于所述分离柱(1)上，所述分离柱(1)上设有第一圆盘(3)和第二圆盘(4)，两个所述调整块(5)均设置于所述第一圆盘(3)和所述第二圆盘(4)之间，两个所述调整块(5)分别连接所述第一圆盘(3)和所述第二圆盘(4)，两个所述调整块(5)互相靠近的一侧的端面呈倾斜平面，两个倾斜平面互相平行，所述螺旋方管(2)呈螺旋状缠绕在所述分离柱(1)上且设置于两个所述调整块(5)之间，所述螺旋方管(2)两侧分别与两个所述调整块(5)抵接，所述调整块(5)的倾斜平面用于调整所述螺旋方管(2)的轴向倾斜度；

所述第一圆盘(3)上设有进管孔(8)和出管孔(7)，所述螺旋方管(2)的两端分别从所述进管孔(8)和所述出管孔(7)内伸出，所述螺旋方管(2)伸出所述进管孔(8)的一端贯穿靠近所述第一圆盘(3)一侧的所述调整块(5)；

所述螺旋方管(2)的横截面为长方形结构，所述长方形结构的长边与所述分离柱(1)的轴心平行。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，所述调整块(5)包括两个呈镜像关系的半圆块(501)，两个所述半圆块(501)共同组成所述圆环结构，所述圆环结构的内径与所述分离柱(1)直径相同，两个所述半圆块(501)之间通过胶水粘接。

3.根据权利要求2所述的一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，所述半圆块(501)一端的内侧设有弧形缺口(502)，两个所述半圆块(501)上的所述弧形缺口(502)共同组成半圆孔，所述螺旋方管(2)伸出所述进管孔(8)的一端穿过所述半圆孔。

4.根据权利要求2所述的一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，所述半圆块(501)上设有销孔(503)，所述第一圆盘(3)和所述第二圆盘(4)上均设有与两个所述半圆块(501)上的所述销孔(503)对应的盲孔，所述销孔(503)与所述盲孔通过销连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，所述第一圆盘(3)和所述第二圆盘(4)的直径相同，所述调整块(5)的直径小于所述第一圆盘(3)的直径。

6.根据权利要求1所述的一种用于高速逆流色谱仪分离柱的螺旋管结构，其特征在于，还包括进管转换头(601)和出管连接头(602)，所述螺旋方管(2)伸出所述进管孔(8)的一端连接所述进管转换头(601)，所述螺旋方管(2)伸出所述出管孔(7)的一端连接所述出管连接头(602)，所述出管连接头(602)和所述进管转换头(601)均用于连接圆形管。

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