CN220134171U - 一种串联泵的泵头结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于色谱泵的微型化结构领域，公开了一种串联泵的泵头结构，包括泵头组件、压板以及活动连接于组件和压板内的至少两个柱塞杆，还包括设置于泵头组件和压板内的至少一组流道内连通结构，任意一组流道内连通结构包括第一单向阀、第二单向阀、设置在第一单向阀内的第一单向阀流道、设置在第二单向阀内的第二单向阀流道、第三流道、第四流道、与第三流道连通的第一柱塞孔和与第四流道连通的第二柱塞孔；以及第一单向阀流道、第三流道、第二单向阀流道、第四流道依次连通形成的一组流道内连通结构。该泵头结构的核心技术是设有内置单向阀和内连通流道结构，省去了外部单向阀套、单向阀密封圈和外连通流路管道，简化外部大量流道，体积小，便于集成化，具有低成本、易安装、漏液风险小等。

Description

一种串联泵的泵头结构

技术领域

本发明涉及高压流体泵技术领域，具体涉及一种多功能高压流体泵的串联泵的泵头结构。

背景技术

色谱泵核心部件之一的泵头，其流路结构对于液相色谱分析具有重大影响。色谱泵有并联泵与串联泵两种情况。并联泵头采用双柱塞合二为一的方式将流动相（液体）转移至应用端或废液瓶；如图9所示；串联泵头采用双柱塞依次将流动相（液体）转移至应用端或废液瓶；如图10所示。本专利申请主要研究串联泵的泵头结构。

经检索：CN201120071423.4公开了一种磁致伸缩纳升微流量色谱泵，包括有泵头壳体，泵头壳体一侧端面的上、下位置分别安装有出口单向阀和进口单向阀；泵头壳体内设有相间隔的两个外加磁场装置，两外加磁场装置之间有磁致伸缩体，磁致伸缩体的一端面与泵头壳体的内壁接触；泵头壳体内靠近出口单向阀和进口单向阀的一侧还安装有柱塞杆式隔膜，所述的柱塞杆式隔膜与磁致伸缩体相接触；泵头壳体的内壁靠近柱塞杆式隔膜的位置处有凸起，在凸起与柱塞杆式隔膜之间设有预应力回程弹簧；泵头壳体内设有温度测控装置。该装置为单向阀外置。

CN 202122899686公开了一种高压密封泵头结构，包括泵头组件和泵头座组件，泵头组件有泵头、高压密封圈及高压密封圈导套组成；泵头座组件由泵头座、低压密封圈及低压密封圈导套。二者同轴安装，保证运动组件在高压密封圈组件和低压密封圈组件内孔同轴运动，有效的解决了柱塞与密封圈的局部磨损问题，提高了密封性能和使用寿命。但该泵头结构在应用场合流道外置，单向阀外置，占用空间大，安装繁琐。

现有技术的泵头结构均为单向阀外置，占用空间大，且需要用单向阀套、单向阀密封圈密封和外部辅助管路连接，结构复杂，管道多，有漏液的风险。

发明内容

针对现有泵头结构外置流路和单向阀，占用空间大等问题，设计一款简化结构及内置单向阀和流道内连通的新型泵头结构，省去了外部单向阀套、单向阀密封圈密封和外部辅助管路连接，简化外部大量流道，能够使其做的更薄，体积小，便于集成化，具有低成本、易安装、漏液风险小等。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种串联泵的泵头结构，包括泵头组件、压板以及活动连接于组件和压板内的至少两个柱塞杆，所述柱塞杆活动设置于柱塞孔内；还包括设置于泵头组件和压板内的至少一组流道内连通结构，任意一组流道内连通结构包括第一单向阀、第二单向阀、设置在第一单向阀内的第一单向阀流道、设置在第二单向阀内的第二单向阀流道、第三流道、第四流道、与第三流道连通的第一柱塞孔和与第四流道连通的第二柱塞孔；所述第一单向阀流道、第三流道、第二单向阀流道、第四流道依次连通形成一组流道内连通结构；

所述第一单向阀流道入口端与介质进液流道连通，所述第四流道出口端与下一组流道内连通结构的第一单向阀流道入口端连通或者直接与第五流道的入口端连通，所述第五流道出口端与介质出液流道连通。

进一步的，所述柱塞孔位于泵头组件的部分为高压柱塞孔，柱塞孔位于压板内的部分为低压柱塞孔，所述柱塞杆外壁位于高压柱塞孔底部设有高压密封圈，所述柱塞杆外壁位于低压柱塞孔底部设有低压密封圈，密封圈起到密封作用，防止柱塞孔内流体泄漏。

进一步的，所述柱塞杆下端连接柱塞座，所述柱塞座贯穿压板底部，电机提供的动力通过柱塞座带动柱塞杆上下往复直线运动。

进一步的，所述压板内设有密闭的空腔，柱塞杆与柱塞座穿过此空腔设置，空腔为柱塞杆的上下往复直线运动提供空间条件。

进一步的，还包括清洗管道，所述清洗管道两端连接清洗接口，所述清洗接口连接外部清洗设备，所述清洗管道中间与任意一组流道内连通结构的柱塞孔的低压柱塞孔连通，清洗管道内有流动清洗溶液，用于清洗柱塞杆上面析出的晶体，从而保护柱塞杆，且不需要拆下来洗柱塞杆。

进一步的，所述第一单向阀和第二单向阀内置于泵头组件和压板内部连接处，内部连接处设有固定第一单向阀和第二单向阀的“O”型固定圈，固定的同时，起到一定的保护作用，安装方便；单向阀内置，节省了单向阀套和密封结构，所述第四流道和第五流道内置于泵头组件和压板内部连接处部分，同理也设有固定的“O”型固定圈。

进一步的，所述高压密封圈和低压密封圈均为泛塞密封圈，密封效果更好。

进一步的，所述第一单向阀和第二单向阀控制流体单向通过。

进一步的，所述低压密封圈通过固定件固定，可以为空心螺钉。

进一步的，所述泵头组件设有贯穿本体的漏液观察孔，便于观察泵头组件工作是内部是否存在漏液等情况。

所述高压流体泵包括液相色谱泵、高压化学反应装置、压力测试仪等。

与现有技术相比，本发明的优势是：

1、本发明高压流体泵的串联泵头结构，通过第一单向阀和第二单向阀设置于泵头内，实现单向阀内装，将需要使用外部连接件连通的流道改为在泵头内部直接加工而成，减小占用安装空间。

2、本发明高压流体泵的串联泵头结构，所述第一单向阀流道、第三流道、第二单向阀流道、第四流道依次连通；所述第一单向阀流道的出口端与第三流道的入口端连通，第三流道的出口端与第二单向阀流道的入口端连通，所述第二单向阀流道的出口端与第四流道的入口端连通形成流道内连通结构；简化外部大量流道，简化管线，便于集成化。

3、本发明高压流体泵的串联泵头结构内部流道可以再在泵头内部直接加工而成，减小占用安装空间。

附图说明

图1是高压流体泵的串联泵头结构的整体结构示意图之一；

图2是高压流体泵的串联泵头结构的整体结构示意图之二；

图3是高压流体泵的串联泵头结构的整体结构分解示意图；

图4是高压流体泵的串联泵头结构的俯视图；

图5是高压流体泵的串联泵头结构的A-A截面剖面示意图；

图6是高压流体泵的串联泵头结构的B-B截面剖面示意图；

图7是高压流体泵的串联泵头结构的C-C截面剖面示意图；

图8是高压流体泵的串联泵头结构的D-D截面剖面示意图；

图9是并联泵头工作方式示意图；

图10是串联泵头工作方式示意图；

图中标号为：1、泵头组件；11、堵头；12、进口；13、出口；14、漏液观察孔；2、压板；3、第一单向阀；31、第一单向阀流道；32、介质进液流道；4、第二单向阀；41、第二单向阀流道；42、介质出液流道；5、柱塞杆；51、第一柱塞孔；511、第二柱塞孔；52、固定件；53、高压密封圈；54、低压密封圈；55、第三流道；56、第四流道；57、第五流道；6、柱塞座；61、空腔；7、清洗接口；71、清洗管道；8、废液瓶；9、流道向；10应用端。

实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

如图1至图8所示，一种串联泵的泵头结构，包括泵头组件1、压板2以及活动连接于泵头组件1和压板2内的至少两个柱塞杆5，还包括设置于泵头组件1和压板2内的至少一组流道内连通结构，任意一组流道内连通结构包括第一单向阀3、第二单向阀4、第一单向阀流道31、第二单向阀流道41、第三流道55、第四流道56、第一柱塞孔51和第二柱塞孔511，所述柱塞杆5活动设置于柱塞孔内，所述第三流道55中间位置与第一柱塞孔51连通，所述第四流道56的中间位置与第二柱塞孔511连通；所述第一单向阀3内部设有第一单向阀流道31，所述第二单向阀4内部设有第二单向阀流道41。

所述第一单向阀流道31的出口端与第三流道55的入口端连通，第三流道55的出口端与第二单向阀流道41的入口端连通，所述第二单向阀流道41的出口端与第四流道56的入口端连通形成一组流道内连通结构。

所述第一单向阀流道31入口端与介质进液流道32连通，所述第四流道56出口端与下一组流道内连通结构的第一单向阀流道31入口端连通（多组串联的情况）或者直接与第五流道57的入口端连通，所述第五流道57出口端与介质出液流道42连通（一组串联的情况）。

所述第三流道55和第四流道56的横向部分是通过外部打通加工形成，在加工过程中在外部形成的加工孔，加工完后用堵头11封堵加工孔；所述柱塞孔位于泵头组件1内的部分为高压柱塞孔，柱塞孔位于压板2内的部分为低压柱塞孔，所述柱塞杆5外壁位于高压柱塞孔底部设有高压密封圈53，所述柱塞杆5外壁位于低压柱塞孔底部设有低压密封圈54，所述低压密封圈54通过固定件52固定，所述高压密封圈53和低压密封圈54均为泛塞密封圈；所述柱塞杆5下端连接柱塞座6，所述柱塞座6贯穿压板2底部，所述柱塞杆5活动设置于柱塞孔内；所述压板2内设有密闭的空腔61，柱塞杆5与柱塞座6穿过此空腔61设置；所述泵头组件1设有贯穿本体的漏液观察孔14，所述漏液观察孔14为多个。

如图5所示，一种串联泵的泵头结构，还包括清洗管道71，所述清洗管道71两端连接清洗接口7，所述清洗接口7连接外部清洗设备，所述清洗管道71中间与每个流道内连通结构的柱塞孔的低压柱塞孔连通，用于清洗柱塞杆5。

所述工作过程描述：

柱塞杆5下端连接柱塞座6，柱塞座6贯穿压板2底部，其中压板与传动部件通过螺纹连接，柱塞座与导向轴螺纹连接传递动力实现直线运动，柱塞杆5活动设置于柱塞孔内；压板2内设有密闭的空腔61，柱塞杆5与柱塞座6穿过此空腔61设置，电机提供的动力通过柱塞座6带动柱塞杆5在空腔61内上下往复直线运动,

第一单向阀3和第二单向阀4内置于泵头组件1和压板2内部连接处，第一单向阀3和第二单向阀4使用已有的压板引导安装，单向阀内通道与泵头组件1和压板2已设有的通道连通，不必采用外部接头或其他零件辅助安装。

第一单向阀3和第二单向阀4控制流体单向通过，所述第一单向阀流道31下端与介质进液流道32连通，所述第四流道56与下一组流道内连通结构的第一单向阀流道31连通或者直接与第五流道57连通，所述第五流道57与介质出液流道42连通，形成一组流道内连通结构。

所述流道内连通结构至少为一组，设置至少两个柱塞杆5从而增加吸排的速度；柱塞杆5向下运动时，介质进液流道32连接进口12，流体由进口12进入介质进液流道32后，依次单向通过一单向阀流道31、第三流道55、第一柱塞孔51、第三流道55、第二单向阀流道41、第四流道56、第二柱塞孔511、第四流道56。

当流道内连通结构为多组时（多组串联的情况），流体在第四流道56与下一组流道内连通结构的第一单向阀流道31连通，直至最后一组的第四流道56直接与第五流道57连通，第五流道57连接介质出液流道42。

当流道内连通结构为一组时（一组串联的情况），流体在第四流道56直接与第五流道57连通，第五流道57连接介质出液流道42；介质出液流道42连接出口13，流体由出口13流出，随着柱塞杆5的上下往复直线运动，改变工作腔室的体积，带动流道内的流体连续吸排，所述工作腔室是第三流道55与第一柱塞孔51交接处的空腔和第四流道56与第二柱塞孔511交接处的空腔。

同时，还包括清洗管道71，清洗管道71两端连接清洗接口7，清洗接口7连接外部清洗设备，清洗管道71中间与流道内连通结构的柱塞孔的低压柱塞孔连通，流道内的流体连续吸排的同时，外部清洗设备也同时运作，清洗溶液通过清洗接口7进入清洗管道71，清洗溶液由清洗管道71进入柱塞孔的低压柱塞孔，流动的清洗溶液带走位于同一直线上的两组柱塞杆5上面析出的晶体，通过另一端的清洗管道71和清洗接口7流出，完成柱塞杆5的清洗工作。

本发明提供了简化结构及内置单向阀和流道内连通的新型泵头结构，省去了外部单向阀套、单向阀密封圈密封和外部辅助管路连接，简化外部大量流道，能够使其制备出更薄的泵头结构，体积小，具体与现有产品的对比见表1。

表1本发明的泵头与其他泵头的泵头体积大小对比表

以上所述为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串联泵的泵头结构，包括泵头组件（1）、压板（2）以及活动连接于组件（1）和压板（2）内的至少两个柱塞杆（5），所述柱塞杆（5）活动设置于柱塞孔内；其特征在于：还包括设置于泵头组件（1）和压板（2）内的至少一组流道内连通结构，任意一组流道内连通结构包括第一单向阀（3）、第二单向阀（4）、设置在第一单向阀（3）内的第一单向阀流道（31）、设置在第二单向阀（4）内的第二单向阀流道（41）、第三流道（55）、第四流道（56）、与第三流道（55）连通的第一柱塞孔（51）和与第四流道（56）连通的第二柱塞孔（511）；所述第一单向阀流道（31）、第三流道（55）、第二单向阀流道（41）、第四流道（56）依次连通形成一组流道内连通结构；

所述第一单向阀流道（31）入口端与介质进液流道（32）连通，所述第四流道（56）出口端与下一组流道内连通结构的第一单向阀流道（31）入口端连通或者直接与第五流道（57）的入口端连通，所述第五流道（57）出口端与介质出液流道（42）连通。

2.根据权利要求1所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述柱塞孔位于泵头组件（1）内的部分为高压柱塞孔，柱塞孔位于压板（2）内的部分为低压柱塞孔，所述柱塞杆（5）外壁位于高压柱塞孔底部设有高压密封圈（53），所述柱塞杆（5）外壁位于低压柱塞孔底部设有低压密封圈（54）。

3.根据权利要求1所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述柱塞杆（5）下端连接柱塞座（6），所述柱塞座（6）贯穿压板（2）底部。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述压板（2）内设有密闭的空腔（61），柱塞杆（5）与柱塞座（6）穿过此空腔（61）设置。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：还包括清洗管道（71），所述清洗管道（71）两端连接清洗接口（7），所述清洗接口（7）连接外部清洗设备，所述清洗管道（71）中间与任意一组流道内连通结构的柱塞孔的低压柱塞孔连通，用于清洗柱塞杆（5）。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述第一单向阀（3）和第二单向阀（4）内置于泵头组件（1）和压板（2）内部连接处。

7.根据权利要求2所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述高压密封圈（53）和低压密封圈（54）均为泛塞密封圈。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述第一单向阀（3）和第二单向阀（4）控制流体单向通过。

9.根据权利要求2所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述低压密封圈（54）通过固定件（52）固定。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种串联泵的泵头结构，其特征在于：所述泵头组件（1）设有贯穿本体的漏液观察孔（14）。