CN203067201U - 一种高压平流输液泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型的高压平流输液泵，主皮带轮通过皮带与伺服电机连接；主皮带轮上方设有周期定位装置；小行程双联凸轮与主皮带轮同轴，过滑块驱动柱塞杆；在泵头，处脉冲监测器、滤头分别通过导管与上下单向阀连通。本实用新型采用定位周期检测小行程双联凸轮行程位置以及主柱塞杆的运动轨迹，并将该信号作为补偿反馈到输液泵的控制电路，有利于实现梯度输液的高精度控制，同时无外加阻尼器，大大缩小了系统的死体积；采用压力传感器对流动相的压缩状态进行实时监控，并将检测信息传递给处理器分析，再根据分析结果实时调整饲服电机转速——反馈补偿过程极大减小了压力脉冲，获得理想的平流效果。

Description

一种高压平流输液泵

技术领域

本实用新型涉及一种液体输送装置，特别是指一种输液泵。

背景技术

液相色谱仪是用液相色谱法对物质进行定性、定量分析的仪器。1960年代末科克兰、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人开发了世界上第一台高效液相色谱仪，开启了高效液相色谱的时代。高效液相色谱使用粒径更细的固定相填充色谱柱，提高色谱柱的塔板数，以高压驱动流动相，使得经典液相色谱需要数日乃至数月完成的分离工作得以在几个小时甚至几十分钟内完成。至今液相色谱仪仍然深受生物化学、生物医学、环境化学、石油化工等领域所青睐。

液相色谱仪实际上是一个检测系统，由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱(固定相)内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反复多次的吸附-解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，数据以图谱形式打印出来。

液相色谱仪关键部件之一是高压输液泵，输液泵必须在0～40MPa的压力范围内工作，流速必须可调且稳定，当高压流动相通过层析柱时，可降低样品在柱中的扩散效应，可加快其在柱中的移动速度，这对提高分辨率、回收样品、保持样品的生物活性等都是有利的。高压输液泵的技术要求主要在于保证输液流量的控制精度及流动相在高压条件下的平稳流动，平流性对液相色谱仪的基线噪声及色谱柱寿命有重要影响。

目前用于液相色谱的输液泵均为往复柱塞泵，例如【专利号】CN99242671.5，【名称】往复柱塞泵【公告号】：CN2406079，公开了一种往复柱塞泵，有一个泵体，泵体安装在机座上，泵体连接泵头，泵头有进水口和出水口，出水口连接气室座，泵体的曲轴箱内安装曲轴，曲轴带动连杆，连杆带动吸液机构，吸液机构有密封装置，其所述的吸液机构是连杆带动的柱塞，柱塞的密封装置是与泵头加油杯相配合的支承环，支承环的一侧有固定抵板，另一侧安装V型密封圈和顶压V型密封圈的弹簧。

然而往复柱塞泵在输液过程中，依靠柱塞的外拉或压缩来改变泵腔压强，但随着溶剂压缩程度的变换会产生压力脉动，极大破坏了输液平流效果，这给液相色谱仪的基线噪声及色谱柱寿命造成了严重的负面影响。

发明内容

本实用新型的目的是解决传统往复柱塞泵平流效果较差的问题，提供一种高压平流输液泵。

本实用新型的高压平流输液泵，安装在液相色谱仪内部，液体输入端接溶剂瓶，输出端接进样器，电机通过皮带连接主皮带轮，小行程双联凸轮与主皮带轮同轴，外沿抵接滑块，滑块与柱塞杆一端固定连接，柱塞杆另一端指向泵腔，泵腔通过导管与上下单向阀连通；主皮带轮上方还设有设有周期定位装置，双柱塞串联泵头架内设有压力脉冲监测器；柱塞杆、泵腔、单向阀、滤头均设置在双柱塞串联泵头架内；压力脉冲监测器、滤头分别通过导管与上下单向阀连通。

电机是一个设有信号外接电路的带编码器的伺服电机；周期定位装置是一个设有信号外接电路的光电开关；滑块位于滑槽内部，滑槽与柱塞杆垂直；脉冲监测器是一个设有信号外接电路的压力传感器。

采用定位周期检测小行程双联凸轮行程位置以及主柱塞杆的运动轨迹，并将该信号作为补偿反馈到输液泵的控制电路，有利于实现梯度输液的高精度控制，同时无外加阻尼器，大大缩小了系统的死体积；采用压力传感器对流动相的压缩状态进行实时监控，并将检测信息传递给处理器分析，再根据分析结果实时调整饲服电机转速——反馈补偿过程极大减小了压力脉冲，获得理想的平流效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的高压平流输液泵结构示意图

图中，1-电机；2-主皮传带轮；3-周期定位装置；4-小行程双联凸轮；5-滑块；6-柱塞杆；7-压力脉冲监测器；8-泵腔；9-单向阀；10-滤头；11-双柱塞串联泵头架

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的高压平流输液泵，电机1通过皮带连接主皮带轮2，小行程双联凸轮4与主皮带轮2同轴，外沿抵接滑块5，滑块5与柱塞杆6一端固定连接，柱塞杆6另一端指向泵腔8，泵腔8通过导管与上下单向阀9连通，其特征在于：主皮带轮上方还设有设有周期定位装置3，双柱塞串联泵头架11内设有压力脉冲监测器7；柱塞杆6、泵腔8、单向阀9、滤头10均设置在双柱塞串联泵头架11内；压力脉冲监测器7、滤头10分别通过导管与上下单向阀9连通。

电机1是一个设有信号外接电路的带编码器的伺服电机；周期定位装置3是一个设有信号外接电路的光电开关；滑块5位于滑槽内部，滑槽与柱塞杆平行；压力脉冲监测器7是一个设有信号外接电路的压力传感器。

本实用专利实现平流输液的原理：通过周期定位装置主皮带轮旋转位置，由压力脉冲监测器检测每一运动周期的压力脉动位置分布，通过软件识别压力脉动的变化情况，自动修正控制驱动参数，实时调整凸轮做非均速转动，最终使溶剂输出压力平稳，达到平流目的，总之就是用补偿反馈的办法实现平流输液。

在实际使用过程中，本实用新型的高压平流输液泵的柱塞杆6和滑块5固定一起，小行程双联凸轮4的驱动滑块，使得柱塞往复运动，当柱塞外拉时，上单向阀9关闭，下单向阀9打开，泵腔8内压力降低，液体透过滤头沿着进液管，进入泵腔；柱塞内推时，上单向阀9打开闭，下单向阀9关闭，泵腔8压力升高，液体从泵腔出发先后经过上单向阀9和压力脉冲监测器7流进下一道工序设备。

输液过程的控制方式如下：

上一个周期内，由周期定位装置检测小行程双联凸轮行程位置以及主6的运动轨迹以主柱塞杆6的最低位置作为平流控制的开始起点，脉冲监测器7对液体压强脉冲进行实时监控，并将检测、监控信息传递给处理器分析，作为下一周期的转速修正数据。控制周期和主皮带轮旋转周期同步，主皮带轮旋转一周后，一个控制周期随之结束，进入下一个控制周期。

在下一个周期，处理器将调整命令发给伺服电机1，调整皮带轮转速，针对性地遏制上一周期的脉冲产生。同时周期定位装置3、脉冲监测器7继续监测为再下一周期的转速修正做好数据准备。如此不断循环，以反馈补偿的方式实现平流输液过程。

高压平流输液泵有限地抑制了压力脉冲，实现了良好的平流输液效果，通过安装本实用新型的高压平流输液泵，可使传统液相色谱仪的基线噪声大大降低，色谱柱寿命也得保障。以下是安装了高压平流输液泵的液相色谱仪和传统色谱仪的性能对比：

可见安装了高压高压平流输液泵后，液相色谱仪的承压能力、基线噪音、平流效果等方面得到显著改善。

Claims (5)

1.一种高压平流输液泵，安装在液相色谱仪内部，液体输入端接溶剂瓶，输出端接进样器，电机(1)通过皮带连接主皮带轮(2)，小行程双联凸轮(4)与主皮带轮(2)同轴，外沿抵接滑块(5)，滑块(5)与柱塞杆(6)一端固定连接，柱塞杆(6)另一端指向泵腔(8)，泵腔(8)通过导管与上下单向阀(9)连通，其特征在于：主皮带轮上方还设有设有周期定位装置(3)，双柱塞串联泵头架(11)内设有压力脉冲监测器(7)；柱塞杆(6)、泵腔(8)、单向阀(9)、滤头(10)均设置在双柱塞串联泵头架(11)内；压力脉冲监测器(7)、滤头(10)分别通过导管与上下单向阀(9)连通。

2.根据权利要求1所述的高压平流输液泵，其特征在于：所述的电机(1)是一个设有信号外接电路的带编码器的伺服电机。

3.根据权利要求1所述的高压平流输液泵，其特征在于：所述的周期定位装置(3)是一个设有信号外接电路的光电开关。

4.根据权利要求1所述的高压平流输液泵，其特征在于：所述的滑块(5)位于滑槽内部，滑槽与柱塞杆(6)平行。

5.根据权利要求1所述的高压平流输液泵，其特征在于：所述的压力脉冲监测器(7)是一个设有信号外接电路的压力传感器。

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