CN113559553A - 一种动态轴向压缩色谱柱设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动态轴向压缩色谱柱设备，包括机架、色谱柱和匀浆装置，色谱柱包括柱管以及可在机架上升降的柱管下盖，柱管下盖与柱管下端可拆卸连接，柱管内设有可上下移动的活塞组件，匀浆装置包括可在机架上移动的匀浆罐及与匀浆罐可拆卸连接的匀浆罐盖。其使用方法，包括步骤，S1、填料装入匀浆罐内进行匀浆，匀浆完成后输入活塞组件下侧的填料柱床腔内；S2、压力溶剂通过第一压力溶剂入口输入活塞组件上侧的压力溶剂腔内，当填料压力达到设定值时，压力溶剂停止输入；S3、样品依次通过流动相入口、伸缩管道、流动相入液接头及活塞组件进入填料柱床内，待样品分离后溶剂从流动相出口输出。本发明使用方便，卸填料时可降低二次污染风险。

Description

一种动态轴向压缩色谱柱设备及使用方法

技术领域

本发明涉及色谱柱及使用方法，尤其涉及一种动态轴向压缩色谱柱设备及使用方法。

背景技术

现有的动态轴向压缩色谱柱系统主要包括色谱柱、匀浆装置及活塞翻转机构，活塞布置于柱管内并由活塞杆驱动实现上下移动，整体结构复杂、制造成本高，且系统高度尺寸大，竖向占用的空间大。此外在拆柱、维护色谱柱过程中需要较多的人力参与，填料在拆柱过程中容易被二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使用方便，卸填料时可降低二次污染风险的动态轴向压缩色谱柱设备。

本发明进一步提供一种上述动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种动态轴向压缩色谱柱设备，包括机架、以及设于机架上的色谱柱和匀浆装置，所述色谱柱包括柱管以及可在机架上升降的柱管下盖，所述柱管下盖与柱管下端可拆卸连接，所述柱管内设有可上下移动的活塞组件，所述匀浆装置包括可在机架上移动的匀浆罐以及与匀浆罐可拆卸连接的匀浆罐盖。

作为上述技术方案的进一步改进：所述色谱柱还包括与所述柱管上端可拆卸连接的柱管上盖，所述机架上设有安装架，所述柱管上盖设于所述安装架上，所述活塞组件与所述柱管上盖可拆卸连接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述活塞组件包括活塞体以及设于活塞体上的导向套，所述柱管上盖的下侧设有用于卡紧所述导向套的弹性卡环。

作为上述技术方案的进一步改进：所述匀浆罐上设有匀浆液出口，所述柱管上盖上设有第一压力溶剂入口和流动相入口，所述柱管下端设有匀浆液入口和第二压力溶剂入口，所述柱管下盖上设有流动相出口，所述活塞组件上侧形成压力溶剂腔，活塞组件下侧形成填料柱床腔，所述匀浆液出口与所述匀浆液入口通过管道连通，所述活塞组件上设有流动相入液接头，所述流动相入口与所述流动相入液接头之间通过伸缩管道连通。

作为上述技术方案的进一步改进：所述柱管下盖连接有升降驱动件，所述机架上设有滑动轨道和平移驱动件，所述滑动轨道上设有滑动支架，所述匀浆罐和所述升降驱动件设于所述滑动支架上，所述平移驱动件与所述滑动支架相连。

作为上述技术方案的进一步改进：所述机架底部设有行走轮。

一种上述的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，包括以下步骤，

S1、匀浆：填料装入匀浆罐内进行匀浆，匀浆完成后，填料通过匀浆液出口和匀浆液入口输入活塞组件下侧的填料柱床腔内；

S2、装柱：压力溶剂通过第一压力溶剂入口输入活塞组件上侧的压力溶剂腔内，活塞组件受压力溶剂作用向下移动使下侧的填料压力增大，当填料压力达到设定值时，压力溶剂停止输入；

S3、上样：样品依次通过流动相入口、伸缩管道、流动相入液接头及活塞组件进入填料柱床内，待样品分离后溶剂从流动相出口输出。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括步骤S4、柱管下盖拆卸维护：拆卸柱管下盖与柱管之间的连接、以及匀浆罐与匀浆罐盖之间的连接，升降驱动件带动柱管下盖下降，柱管下盖下降到位后，平移驱动件带动匀浆罐和柱管下盖平移，直至匀浆罐移动至柱管下方，此时柱管下盖位于维护区可进行清洗维护。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括步骤S5、填料拆卸维护：压力溶剂通过第一压力溶剂入口输入压力溶剂腔内，活塞组件受压力溶剂作用向下移动，将填料柱床推出至匀浆罐内，填料全部落入匀浆罐后，压力溶剂停止输入，平移驱动件带动匀浆罐和柱管下盖返回至初始位置，此时可对填料进行清洗维护。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括步骤S6、活塞组件和柱管清洗维护：

S6.1、升降驱动件带动柱管下盖上升，上升到位后将柱管下盖与柱管连接固定；

S6.2、压力溶剂通过第二压力溶剂入口输入填料柱床腔内，活塞组件受压力溶剂作用向上移动，直至导向套卡紧于弹性卡环上；

S6.3、拆卸柱管上盖与柱管之间的连接，并卸掉填料柱床腔内的压力溶剂，升降驱动件带动柱管和柱管下盖下降，直至活塞体与柱管完全分离；

S6.4、平移驱动件带动柱管和柱管下盖平移至维护区，此时可对柱管和活塞组件进行清洗维护。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的动态轴向压缩色谱柱设备，色谱柱中的柱管下盖与柱管可拆卸连接，柱管下盖与柱管分离后可在机架上升降，匀浆装置中的匀浆罐盖与匀浆罐可拆卸连接，匀浆罐与匀浆罐盖分离后可在机架上移动，卸填料时，柱管下盖与柱管分离后再向下移动让出柱管下方的空间，匀浆罐与匀浆罐盖分离后再移动至柱管下方，柱管内的活塞组件向下移动，将填料柱床从柱管内推出并落入匀浆罐内，使用方便，可减少人工参与，降低填料柱床被二次污染的风险。

本发明公开的上述动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，可实现匀浆、装柱及上样的自动进行，自动化程度高，减少了人工参与。

附图说明

图1是本发明动态轴向压缩色谱柱设备的立体结构示意图。

图2是本发明动态轴向压缩色谱柱设备的主视结构示意图。

图3是本发明动态轴向压缩色谱柱设备的左视结构示意图。

图4是本发明动态轴向压缩色谱柱设备的右视结构示意图。

图5是本发明使用方法中活塞组件向下移动时的结构示意图。

图6是本发明使用方法中柱管下盖向下移动时的结构示意图。

图7是本发明使用方法中匀浆罐和柱管下盖平移后的结构示意图。

图8是本发明使用方法中匀浆罐和柱管下盖复位后的结构示意图。

图9是本发明使用方法中活塞组件与柱管脱离后的结构示意图。

图10是本发明使用方法中柱管平移至维护区的结构示意图。

图中各标号表示：1、色谱柱；11、匀浆液入口；12、第一压力溶剂入口；13、流动相入口；14、第二压力溶剂入口；15、流动相出口；16、柱管；17、柱管下盖；18、升降驱动件；19、柱管上盖；2、匀浆装置；21、匀浆液出口；22、匀浆罐；23、匀浆罐盖；24、平移驱动件；25、搅拌桨；26、气动马达；27、气动隔膜泵；3、活塞组件；31、活塞体；32、导向套；33、流动相入液接头；34、压力溶剂腔；35、填料柱床腔；4、伸缩管道；5、弹性卡环；10、机架；20、滑动轨道；30、滑动支架；40、安装架；50、行走轮。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图4示出了本发明动态轴向压缩色谱柱设备的一种实施例，本实施例的动态轴向压缩色谱柱设备，包括机架10、以及设于机架10上的色谱柱1和匀浆装置2，色谱柱1包括柱管16以及可在机架10上升降的柱管下盖17，柱管下盖17与柱管16下端可拆卸连接，柱管16内设有可上下移动的活塞组件3，匀浆装置2包括可在机架10上移动的匀浆罐22以及与匀浆罐22可拆卸连接的匀浆罐盖23。其中，匀浆装置2的匀浆方式例如可以是，在匀浆罐22内设置搅拌桨25，利用匀浆罐22外的气动马达26驱动搅拌桨25旋转，从而将填料搅拌均匀。完成匀浆之后，可以利用气动隔膜泵27将填料从匀浆罐22泵送至柱管16内。当然在其他实施例中，匀浆装置2也可采用其他已有的匀浆结构和泵送结构，不再赘述。部件与部件之间的可拆卸连接，例如可以通过常用的螺纹紧固件、卡扣等实现，连接可靠、拆卸方便。

该动态轴向压缩色谱柱设备，色谱柱1中的柱管下盖17与柱管16可拆卸连接，柱管下盖17与柱管16分离后可在机架10上升降，匀浆装置2中的匀浆罐盖23与匀浆罐22可拆卸连接，匀浆罐22与匀浆罐盖23分离后可在机架10上移动，卸填料时，柱管下盖17与柱管16分离后再向下移动让出柱管16下方的空间，匀浆罐22与匀浆罐盖23分离后再移动至柱管16下方，柱管16内的活塞组件3向下移动，将填料柱床从柱管16内推出并落入匀浆罐22内，使用方便，可减少人工参与，降低填料柱床被二次污染的风险。

进一步地，本实施例中，色谱柱1还包括与柱管16上端可拆卸连接的柱管上盖19，机架10上设有安装架40，柱管上盖19设于安装架40上，活塞组件3与柱管上盖19可拆卸连接。将柱管16与柱管下盖17连接，并使活塞组件3与柱管上盖19连接，同时拆卸柱管16与柱管上盖19之间的连接，柱管上盖19由安装架40固定，活塞组件3则固定于柱管上盖19上，然后柱管16随柱管下盖17同步下降，当柱管16与活塞组件3脱离后，可对柱管16和活塞组件3进行清洗维护，结构简单、可靠，使用方便。其中，安装架40优选采用门框式结构，便于柱管16、柱管下盖17随匀浆罐22同步移动。

作为优选的实施例，活塞组件3包括活塞体31以及设于活塞体31上的导向套32，柱管上盖19的下侧设有用于卡紧导向套32的弹性卡环5。当导向套32向上移动套紧于弹性卡环5上时，即可实现活塞组件3与柱管上盖19的连接，当活塞体31受到向下的作用力逐渐增大，导向套32与弹性卡环5可分离，结构简单、可靠，导向套32与弹性卡环5之间的连接、分离可自动完成，无需人工参与，使用非常方便。

进一步地，本实施例中，匀浆罐22上设有匀浆液出口21，柱管上盖19上设有第一压力溶剂入口12和流动相入口13，柱管16下端设有匀浆液入口11和第二压力溶剂入口14，柱管下盖17上设有流动相出口15，活塞组件3上侧形成压力溶剂腔34，活塞组件3下侧形成填料柱床腔35，匀浆液出口21与匀浆液入口11通过管道连通，活塞组件3上设有流动相入液接头33，流动相入口13与流动相入液接头34之间通过伸缩管道4连通。如前所述，填料在匀浆罐22内完成匀浆之后，可以利用气动隔膜泵27将填料从匀浆罐22的匀浆液出口21、柱管16下端的匀浆液入口11泵送至活塞组件3下侧的填料柱床腔35内，然后压力溶剂通过第一压力溶剂入口12输送至活塞组件3上侧的压力溶剂腔34内，活塞组件3受压力溶剂作用，与柱管上盖19分离并向下运动，伸缩管道4则被拉伸，填料柱床腔35内的填料受活塞组件3压力，流动相通过排气阀持续排出，当填料压力达到设定压力时，第一压力溶剂入口12停止输入压力溶剂，完成装柱工作；使用色谱柱1分离样品时，样品通过柱管上盖19上的流动相入口13、伸缩管道4及活塞组件3上的流动相入液接头33进入填料柱床内，待样品分离后溶剂从柱管下盖17上的流动相出口15输出。当压力溶剂通过第二压力溶剂入口输送至活塞组件3下侧的填料柱床腔34内，活塞组件3受压力溶剂作用向上移动，可与柱管上盖19连接，通过从不同接口输入压力溶剂使活塞组件3上下移动，使得活塞组件3无需配套设置活塞杆，可大幅降低色谱柱1的高度，减少占用竖向空间。其中，伸缩管道4例如可以是金属软管等，各接头例如可以是常用的快插接头。

作为优选的实施例，柱管下盖17连接有升降驱动件18，机架10上设有滑动轨道20和平移驱动件24，滑动轨道20上设有滑动支架30，匀浆罐22和升降驱动件18设于滑动支架30上，平移驱动件24与滑动支架30相连。升降驱动件18可以带动柱管下盖17(或柱管下盖17和柱管16两者)升降，下降时可与柱管16分离，并可随匀浆罐22移动让出柱管16下方的空间，方便匀浆罐22移动至柱管16下方；上升时则可将柱管下盖17顶升，方便柱管下盖17与柱管16连接；平移驱动件24可以带动滑动支架30、设于滑动支架30上的匀浆罐22和升降驱动件17、以及与升降驱动件17相连的柱管下盖17(必要时还包括柱管16)平移，匀浆罐22移动至柱管16下方时，可容纳掉落下来的填料柱床，而柱管下盖17则移动至维护区，可以进行清洗维护，一举两得。当然在其他实施例中，柱管下盖17也可仅升降运动而不随匀浆罐22平移，只要下降的高度足够，仍可让出柱管16下方的空间。滑动轨道20与滑动支架30配合(例如在滑动支架30上设置滑块、滚轮、滚珠等)使得滑动支架30等的移动更顺畅，运动精度更高。其中，升降驱动件17、平移驱动件24优选气缸，可与气动马达26、气动隔膜泵27共用气源，协调控制。当然在其他实施例中，也可采用丝杆螺母副、齿轮齿条副等实现目的。

作为优选的实施例，机架10底部设有行走轮50，方便设备整体移动，使用更便利。

图5至图10示出了本发明动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法的一种实施例，本实施例的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，包括以下步骤，

S1、匀浆：填料装入匀浆罐22内进行匀浆，匀浆完成后，填料通过匀浆液出口21和匀浆液入口11输入活塞组件3下侧的填料柱床腔35内；

S2、装柱：压力溶剂通过第一压力溶剂入口12输入活塞组件3上侧的压力溶剂腔34内，活塞组件3受压力溶剂作用向下移动使下侧的填料压力增大，当填料压力达到设定值时，压力溶剂停止输入；

S3、上样：样品依次通过流动相入口13、伸缩管道4、流动相入液接头33及活塞组件3进入填料柱床内，待样品分离后溶剂从流动相出口15输出。

该动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法可实现匀浆、装柱及上样的自动进行，自动化程度高，减少了人工参与。

进一步地，本实施例中，使用方法还包括步骤S4、柱管下盖17拆卸维护：拆卸柱管下盖17与柱管16之间的连接、以及匀浆罐22与匀浆罐盖23之间的连接，升降驱动件18带动柱管下盖17下降，柱管下盖17下降到位后，平移驱动件24带动匀浆罐22和柱管下盖17平移，直至匀浆罐22移动至柱管16下方，自动化程度高，无需人工参与，此时柱管下盖17位于维护区可进行清洗维护。

本实施例中，使用方法还包括步骤S5、填料拆卸维护：压力溶剂通过第一压力溶剂入口12输入压力溶剂腔34内，活塞组件3受压力溶剂作用向下移动，将填料柱床推出至匀浆罐22内，填料全部落入匀浆罐22后，压力溶剂停止输入，平移驱动件24带动匀浆罐22和柱管下盖17返回至初始位置，自动化程度高，无需人工参与，此时可对填料进行清洗维护。

本实施例中，使用方法还包括步骤S6、活塞组件3和柱管16清洗维护：

S6.1、升降驱动件18带动柱管下盖17上升，上升到位后将柱管下盖17与柱管16连接固定；

S6.2、压力溶剂通过第二压力溶剂入口14输入填料柱床腔35内，活塞组件3受压力溶剂作用向上移动，直至导向套32卡紧于弹性卡环5上；

S6.3、拆卸柱管上盖19与柱管16之间的连接，并卸掉填料柱床腔35内的压力溶剂，升降驱动件18带动柱管16和柱管下盖17下降，直至活塞体31与柱管16完全分离；

S6.4、平移驱动件24带动柱管16和柱管下盖17平移至维护区，自动化程度高，无需人工参与，此时可对柱管16和活塞组件3进行清洗维护。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种动态轴向压缩色谱柱设备，包括机架(10)、以及设于机架(10)上的色谱柱(1)和匀浆装置(2)，其特征在于：所述色谱柱(1)包括柱管(16)以及可在机架(10)上升降的柱管下盖(17)，所述柱管下盖(17)与柱管(16)下端可拆卸连接，所述柱管(16)内设有可上下移动的活塞组件(3)，所述匀浆装置(2)包括可在机架(10)上移动的匀浆罐(22)以及与匀浆罐(22)可拆卸连接的匀浆罐盖(23)。

2.根据权利要求1所述的动态轴向压缩色谱柱设备，其特征在于：所述色谱柱(1)还包括与所述柱管(16)上端可拆卸连接的柱管上盖(19)，所述机架(10)上设有安装架(40)，所述柱管上盖(19)设于所述安装架(40)上，所述活塞组件(3)与所述柱管上盖(19)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的动态轴向压缩色谱柱设备，其特征在于：所述活塞组件(3)包括活塞体(31)以及设于活塞体(31)上的导向套(32)，所述柱管上盖(19)的下侧设有用于卡紧所述导向套(32)的弹性卡环(5)。

4.根据权利要求2所述的动态轴向压缩色谱柱设备，其特征在于：所述匀浆罐(22)上设有匀浆液出口(21)，所述柱管上盖(19)上设有第一压力溶剂入口(12)和流动相入口(13)，所述柱管(16)下端设有匀浆液入口(11)和第二压力溶剂入口(14)，所述柱管下盖(17)上设有流动相出口(15)，所述活塞组件(3)上侧形成压力溶剂腔(34)，活塞组件(3)下侧形成填料柱床腔(35)，所述匀浆液出口(21)与所述匀浆液入口(11)通过管道连通，所述活塞组件(3)上设有流动相入液接头(33)，所述流动相入口(13)与所述流动相入液接头(34)之间通过伸缩管道(4)连通。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的动态轴向压缩色谱柱设备，其特征在于：所述柱管下盖(17)连接有升降驱动件(18)，所述机架(10)上设有滑动轨道(20)和平移驱动件(24)，所述滑动轨道(20)上设有滑动支架(30)，所述匀浆罐(22)和所述升降驱动件(18)设于所述滑动支架(30)上，所述平移驱动件(24)与所述滑动支架(30)相连。

6.根据权利要求5所述的动态轴向压缩色谱柱设备，其特征在于：所述机架(10)底部设有行走轮(50)。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、匀浆：填料装入匀浆罐(22)内进行匀浆，匀浆完成后，填料通过匀浆液出口(21)和匀浆液入口(11)输入活塞组件(3)下侧的填料柱床腔(35)内；

S2、装柱：压力溶剂通过第一压力溶剂入口(12)输入活塞组件(3)上侧的压力溶剂腔(34)内，活塞组件(3)受压力溶剂作用向下移动使下侧的填料压力增大，当填料压力达到设定值时，压力溶剂停止输入；

S3、上样：样品依次通过流动相入口(13)、伸缩管道(4)、流动相入液接头(33)及活塞组件(3)进入填料柱床内，待样品分离后溶剂从流动相出口(15)输出。

8.根据权利要求7所述的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，其特征在于：还包括步骤S4、柱管下盖(17)拆卸维护：拆卸柱管下盖(17)与柱管(16)之间的连接、以及匀浆罐(22)与匀浆罐盖(23)之间的连接，升降驱动件(18)带动柱管下盖(17)下降，柱管下盖(17)下降到位后，平移驱动件(24)带动匀浆罐(22)和柱管下盖(17)平移，直至匀浆罐(22)移动至柱管(16)下方，此时柱管下盖(17)位于维护区可进行清洗维护。

9.根据权利要求8所述的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，其特征在于：还包括步骤S5、填料拆卸维护：压力溶剂通过第一压力溶剂入口(12)输入压力溶剂腔(34)内，活塞组件(3)受压力溶剂作用向下移动，将填料柱床推出至匀浆罐(22)内，填料全部落入匀浆罐(22)后，压力溶剂停止输入，平移驱动件(24)带动匀浆罐(22)和柱管下盖(17)返回至初始位置，此时可对填料进行清洗维护。

10.根据权利要求9所述的动态轴向压缩色谱柱设备的使用方法，其特征在于：还包括步骤S6、活塞组件(3)和柱管(16)清洗维护：

S6.1、升降驱动件(18)带动柱管下盖(17)上升，上升到位后将柱管下盖(17)与柱管(16)连接固定；

S6.2、压力溶剂通过第二压力溶剂入口(14)输入填料柱床腔(35)内，活塞组件(3)受压力溶剂作用向上移动，直至导向套(32)卡紧于弹性卡环(5)上；

S6.3、拆卸柱管上盖(19)与柱管(16)之间的连接，并卸掉填料柱床腔(35)内的压力溶剂，升降驱动件(18)带动柱管(16)和柱管下盖(17)下降，直至活塞体(31)与柱管(16)完全分离；

S6.4、平移驱动件(24)带动柱管(16)和柱管下盖(17)平移至维护区，此时可对柱管(16)和活塞组件(3)进行清洗维护。

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