CN218971356U - 高精度超高压输液泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液相色谱仪器技术领域，特别涉及高精度超高压输液泵，包括步进电机，步进电机的输出端连接有丝杆，丝杆上套接丝杆螺母，丝杆螺母固定连接推杆，步进电机的尾端连接有光栅编码盘，对应编码盘设有光电感应器，光栅编码盘的透光窗口感应步进电机的输出轴的转动角度。本实用新型通过丝杆实现推杆匀速线性位移，稳定移动，通过丝杆的转动引起的丝杆螺母移动的距离进而实现对液量的控制，丝杆加工难度小，为对液量的精度提供了基础；此外在光栅编码盘和光电感应器配合下，实现对步进电机输出轴旋转角度更精细可控，进而实现推杆的移动距离精细可控，从而最终保证了输液泵的输液量的精确度。

Description

高精度超高压输液泵

技术领域

本实用新型属于液相色谱仪器技术领域，特别涉及高精度超高压输液泵。

背景技术

液相色谱仪一般由高压输液泵、储液瓶、进样器、色谱柱、检测器、废液缸、数据记录及处理装置组成。高压输液泵一端通过导管与储液瓶连接，另一端通过导管与进样器的进口连接，进样器的出口通过导管与色谱柱的进口连接，色谱柱的出口通过导管与检测器连接，检测器通过数据线与数据记录及处理装置连接。高压输液泵是液相色谱仪的关键部件，它的主要作用是通过克服色谱柱的阻力，输出高压、稳定、连续的流动相，将样品送入到色谱柱进行分离，并继续推动分离后的样品入检测器进行样品的定性和定量分析。

液相色谱仪中的高压输液泵一般为往复式柱塞泵，所述的往复式柱塞泵由柱塞、密封圈、泵头组件、驱动机构、单向阀组成。如公开号为CN215633723U的实用新型专利公开了一种液相色谱仪高压输液泵的柱塞机构，包括泵体，所述泵体的上端接触设置有泵头，所述泵体的上侧壁开设有对称的安装槽，所述泵头的下端固定设置有对称的安装块，两个所述安装块均与两个所述安装槽之间卡接，所述泵体的两端固定设置有对称的安装机构，所述泵体的内部开设有第一空腔，所述第一空腔的内部固定设置有限位块，所述限位块的内部固定转动设置有凸轮，所述限位块的上侧壁开设有条形口，所述凸轮的上端贯穿条形口并延伸至上端，便于将泵体与泵头之间安装固定，当长时间使用后，可以快速对泵头进行拆装，对内部的柱塞组件进行拆装，及时进行更换或检修。又如公开号为CN201696242U的实用新型专利公开了一种液相色谱仪用双柱塞高压输液泵，由电机、主凸轮、副凸轮、主柱塞、副柱塞、主泵腔、副泵腔、排吸液单向阀组成，所述的电机连接主凸轮和副凸轮，主凸轮连接主柱塞，主柱塞下设置主泵腔；副凸轮连接副柱塞，副柱塞下设置副泵腔；排吸液单向阀设置在主泵腔的出入口上。所述的主泵腔和副泵腔的容积之比为：2∶1，上述方案中主泵头排液时，50％的液体输进色谱系统中，另外50％的液体被副泵头蓄积，当主泵头吸液时，副泵头将原蓄积的50％液体再输入色谱系统中。并且系统只设置有两个单向阀，出现故障的机会相对较小，流量精度提高，压力波动也相应减小，更换溶剂方便，适于梯度淋洗。

现有的高压输液泵多为并联凸轮泵，凸轮外圆周上设有凸轮曲线，输液时，凸轮的外周曲线与相对应的滚轮相配合，使凸轮的旋转运动转变成柱塞输液时的匀速直线运动，两个凸轮180°交替供液和吸液，由于液相色谱属于精密仪器，对于吸液量和供液量的进度要求很高，因此需要对控制供液量和吸液量的凸轮外圆曲线的精度和流畅性要求升高，无疑增加凸轮加工的难度，较难实现对液量精度的控制。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了高精度超高压输液泵，目的是为了解决现有的高压输液泵多为并联凸轮泵，由于凸轮加工难度大，较难实现液量精度的控制的技术问题。

本实用新型提供的高精度超高压输液泵，具体技术方案如下：

高精度超高压输液泵，包括驱动机构，所述驱动机构连接有柱塞泵主体，所述柱塞泵主体包括泵头、推杆和柱塞杆，所述柱塞杆的尾端万向连接所述推杆，所述柱塞杆的前端与所述泵头连接；所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机的输出端连接有丝杆，所述丝杆上套接所述丝杆螺母，所述丝杆螺母固定连接所述推杆，所述步进电机的尾端连接有光栅编码盘，所述光栅编码盘上设有若干透光窗口，对应所述编码盘设有光电感应器，所述光电感应器配置为通过光栅编码盘的透光窗口感应所述步进电机的输出轴的转动角度。

在某些实施方式中，所述推杆的侧面垂直于轴向方向上设有感应柱，所述感应柱的两侧对应设有推液终点传感器和吸液终点传感器，所述推液终点传感器配置为通过感应靠近的感应柱停止推液，所述吸液终点传感器配置为通过感应靠近的感应柱停止吸液。

在某些实施方式中，还包括固定套，所述固定套一端连接所述步进电机，所述丝杆和所述推杆均设于所述固定套内，所述固定套的另一端通过固定座连接所述泵头。

进一步，所述柱塞杆贯穿所述固定座且穿入所述泵头，所述固定座对应所述泵头一侧设有清洗座和低压密封圈，所述清洗座和所述低压密封圈均套设在所述柱塞杆上并依次连接在所述固定座上，所述固定座与所述泵头之间设有高压密封圈，所述泵头上设有入口单向阀和出口单向阀。

再进一步，所述入口单向阀连通所述泵头靠近所述柱塞杆的一端，所述出口单向阀连通所述泵头远离柱塞杆的一端。

在某些实施方式中，所述柱塞杆的一端设有球面，所述柱塞杆与所述推杆通过球面抵接，所述柱塞杆通过固定螺丝限位在所述推杆上。

在某些实施方式中，所述步进电机的输出端通过柔性联轴器连接所述丝杆，所述丝杆与所述步进电机连接的端部套接有推力轴承。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的高精度超高压输液泵，步进电机驱动丝杆转动，进而带动丝杆上的丝杆螺母上下移动，丝杆螺母带动推杆沿整个机体长度方向往复运动，实现推液和排液，完成输液需求。本实用新型通过丝杆实现推杆匀速线性位移，稳定移动，通过丝杆的转动引起的丝杆螺母移动的距离进而实现对液量的控制，丝杆加工难度小，为对液量的精度提供了基础；此外在光栅编码盘和光电感应器配合下，实现对步进电机输出轴旋转角度更精细可控，进而实现推杆的移动距离精细可控，从而最终保证了输液泵的输液量的精确度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中高精度超高压输液泵的俯视图；

图2是图1中A-A的剖面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

实施例

本实施例提供的高精度超高压输液泵，具体技术方案如下：

高精度超高压输液泵，包括驱动机构1，驱动机构1连接有柱塞泵主体，柱塞泵主体包括泵头2、推杆3和柱塞杆4，柱塞杆4的尾端万向连接推杆3，柱塞杆4的前端与泵头2连接；驱动机构1包括步进电机11，步进电机11的输出端连接有丝杆12，丝杆12上套接丝杆螺母13，丝杆螺母13固定连接推杆3，步进电机11的尾端连接有光栅编码盘14，光栅编码盘14上设有若干透光窗口，对应光栅编码盘14设有光电感应器15，光电感应器15配置为通过光栅编码盘14的透光窗口感应步进电机11的输出轴的转动角度。

步进电机11的旋转轴带动丝杆12转动，丝杆12上的丝杆螺母13通过螺纹由匀速圆周运动转变为匀速直线运动，进而与丝杆螺母13固定连接的推杆3带动柱塞杆4沿轴向运动，通过电机的正转反转实现往复运动，进而实现对泵头2的吸液和推液。光栅编码盘14和光电感应器15的配合，用于控制步进电机11的旋转角度，进而实现柱塞杆4的移动距离的控制，柱塞杆4的移动距离也是对应泵头2流量，因此通过光栅编码盘14和光电感应器15的配合精确控制泵流量(吸液量和推液量)。

在本实施例中，推杆3的侧面垂直于轴向方向上设有感应柱31，感应柱31的两侧对应设有推液终点传感器32和吸液终点传感器33，推液终点传感器32配置为通过感应靠近的感应柱31停止推液，吸液终点传感器33配置为通过感应靠近的感应柱31停止吸液。

本实施例中固定套5上开设有安装孔51，安装孔51内设有间隔设置的推液终点传感器32和吸液终点传感器33，推液终点传感器32靠近泵头2设置，吸液终点传感器33远离泵头2设置。感应柱31和推液终点传感器32、吸液终点传感器33的配合保证了推杆3的移动(步进电机11的转动)是有节点的，即达到对推液量的限值和吸液量的限值。

在本实施例中，还包括固定套5，固定套5一端连接步进电机11，丝杆12和推杆3均设于固定套5内，固定套5的另一端通过固定座52连接泵头2。固定套5相当于整个泵的安装支架，柱塞泵主体通过固定套5与驱动机构1进行安装。

在本实施例中，柱塞杆4贯穿固定座52且穿入泵头2，固定座52对应泵头2一侧设有清洗座21和低压密封圈22，清洗座21和低压密封圈22均套设在柱塞杆4上并依次连接在固定座52上，保证了柱塞杆4与固定座52的连接的稳定性，进而保证了泵的稳定性。固定座52与泵头2之间设有高压密封圈23，泵头2上设有入口单向阀24和出口单向阀25。一般液相色谱仪在使用含缓冲盐的流动相时高压密封圈23后面由于缓冲盐的析出会产生缓冲盐的结晶体，这会加大对密封圈的磨损从而影响密封圈使用寿命，清洗座21用于清洗柱塞杆4，避免样品结晶残留增加对高压密封圈23的磨损，以及对泵头2进行清洗，高压密封圈23和低压密封圈22保证了泵头2的密封性。

在本实施例中，入口单向阀24连通泵头2靠近柱塞杆4的一端，出口单向阀25连通泵头2远离柱塞杆4的一端。入口单向阀24靠近柱塞杆4，便于液体被吸入，出口单向阀25远离柱塞杆4，便于液体被排出。

在本实施例中，柱塞杆4的一端设有球面41，柱塞杆4与推杆3通过球面41抵接，柱塞杆4通过固定螺丝42限位在推杆3上。通过球面41抵接的方式，使得柱塞杆4与推杆3实现万向连接，从而避免了间隙浮动连接，在避免泵腔内体积变化不稳定的同时保证了密封圈的使用寿命，避免泵腔内体积不稳定从而保证了泵流量的精度，保证了密封圈的使用寿命从而保证了泵的稳定性。

在本实施例中，步进电机11的输出端通过柔性联轴器16连接丝杆12，丝杆12与步进电机11连接的端部套接有推力轴承17。由于泵头2因高压产生对丝杆12的推力，通过推力轴承17实现抵消，避免对步进电机11产生径向推力。

需要特别说明的是，在输液泵常规使用中是两个泵并联使用，由于并联时的主泵和副泵结构是一致的，因而此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的高精度超高压输液泵，步进电机11驱动丝杆12转动，进而带动丝杆12上的丝杆螺母13上下移动，丝杆螺母13带动推杆3沿整个机体长度方向往复运动，实现推液和排液，完成输液需求。本实用新型通过丝杆12实现推杆3匀速线性位移，稳定移动，通过丝杆12的转动引起的丝杆螺母13移动的距离进而实现对液量的控制，丝杆12加工难度小，为对液量的精度提供了基础；此外在光栅编码盘14和光电感应器15配合下，实现对步进电机11输出轴旋转角度更精细可控，进而实现推杆3的移动距离精细可控，从而最终保证了输液泵的输液量的精确度。

上述仅本实用新型较佳可行实施例，并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本实用新型的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.高精度超高压输液泵，其特征在于，包括驱动机构，所述驱动机构连接有柱塞泵主体，所述柱塞泵主体包括泵头、推杆和柱塞杆，所述柱塞杆的尾端万向连接所述推杆，所述柱塞杆的前端与所述泵头连接；所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机的输出端连接有丝杆，所述丝杆上套接有丝杆螺母，所述丝杆螺母固定连接所述推杆，所述步进电机的尾端连接有光栅编码盘，所述光栅编码盘上设有若干透光窗口，对应所述光栅编码盘设有光电感应器，所述光电感应器配置为通过光栅编码盘的透光窗口感应所述步进电机的输出轴的转动角度。

2.根据权利要求1所述高精度超高压输液泵，其特征在于，所述推杆的侧面垂直于轴向方向上设有感应柱，所述感应柱的两侧对应设有推液终点传感器和吸液终点传感器，所述推液终点传感器配置为通过感应靠近的感应柱停止推液，所述吸液终点传感器配置为通过感应靠近的感应柱停止吸液。

3.根据权利要求1所述高精度超高压输液泵，其特征在于，还包括固定套，所述固定套一端连接所述步进电机，所述丝杆和所述推杆均设于所述固定套内，所述固定套的另一端通过固定座连接所述泵头。

4.根据权利要求3所述高精度超高压输液泵，其特征在于，所述柱塞杆贯穿所述固定座且穿入所述泵头，所述固定座对应所述泵头一侧设有清洗座和低压密封圈，所述清洗座和所述低压密封圈均套设在所述柱塞杆上并依次连接在所述固定座上，所述固定座与所述泵头之间设有高压密封圈，所述泵头上设有入口单向阀和出口单向阀。

5.根据权利要求4所述高精度超高压输液泵，其特征在于，所述入口单向阀连通所述泵头靠近所述柱塞杆的一端，所述出口单向阀连通所述泵头远离柱塞杆的一端。

6.根据权利要求1所述高精度超高压输液泵，其特征在于，所述柱塞杆的一端设有球面，所述柱塞杆与所述推杆通过球面抵接，所述柱塞杆通过固定螺丝限位在所述推杆上。

7.根据权利要求1所述高精度超高压输液泵，其特征在于，所述步进电机的输出端通过柔性联轴器连接所述丝杆，所述丝杆与所述步进电机连接的端部套接有推力轴承。

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