JP2006250835A - 液体クロマトグラフ用送液ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】大流量域でも安定的な送液が可能で、しかもコスト上昇を抑えた液体クロマトグラフ用送液ポンプを提供する。
【解決手段】液体クロマトグラフ用送液ポンプを構成する逆止弁内のボール３１の直下流の出口流路３３内に流体が通過可能な多孔質焼結体３６を嵌設する。このように構成することにより、ボール３１が上昇したときボール３１は多孔質焼結体３６に当たるが、流体は多孔質焼結体３６の中を通過して流れることができるので、流路が閉塞することはなく安定な送液が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体クロマトグラフィのための送液ポンプに関し、さらに詳しくは送液ポンプの一部を構成する逆止弁に関する。

液体クロマトグラフ用送液ポンプの基本的構成は、カムを介してモータにより駆動されてポンプ室内を往復運動するプランジャとポンプ室の流体出入口である吐出口及び吸入口にそれぞれ設けられた逆止弁とから成る。図５は、このような従来の液体クロマトグラフ用送液ポンプの一例を断面図で示すもので、特許文献１にも示されている図である。

以下、図５に従って従来の送液ポンプの構造及び動作を説明する。
同図において、１はポンプヘッド、２はプランジャ、３は液漏れを防ぎながらプランジャ２の摺動を可能にするシール材、４はポンプヘッド１内に形成されるポンプ室、５、６はそれぞれ送液される流体（以下、単に流体と記す）の吸入口、吐出口であり各々、逆止弁５ａ、６ａを備えている。７はポンプボディ、８はベアリング、９はスプリング、１０はクロスヘッド、１１は図示しないモータによって回転駆動されるカム、１２はカム１１の周縁に沿って転動するカムフォロワである。

プランジャ２は、先端側（図５では左側）がシール材３を通してポンプ室４内に挿入され、基端側（図５では右側）がクロスヘッド１０に連結されている。ベアリング８により軸支されるクロスヘッド１０は、回転するカム１１からカムフォロワ１２を介して加えられる前進方向（図５では左方向）の力と、スプリング９によって加えられる後退方向（図５では右方向）の力とにより筒状のポンプボディ７内で往復運動を行う。この運動に連動してプランジャ２はポンプ室４内で往復運動し、この動きによりポンプ室４内は加圧と減圧が交互に繰り返され、これに伴う２つの逆止弁５ａ、６ａの作用で吸入口５から吐出口６への流体の流れが生じ、送液が行われる。

図３は、図５における逆止弁５ａまたは６ａの概略構造を断面図で示したものである。
同図において、３０は内部を流路が貫通する円筒形の弁体であって、その一端には出口流路３３を有し、他端にはボールシート３２が嵌設され、これに入口流路３４が穿設されている。出口流路３３と入口流路３４は中間の拡径された弁室３５を介して連通し、円筒を貫通する流路を形成している。弁室３５内にはボール３１が、弁室３５内を円筒の軸方向に移動可能に設けられ、ボール３１、ボールシート３２及び出口流路３３は円筒の中心軸に沿い一直線上に配置されている。

このように構成された逆止弁５ａまたは６ａは以下のように動作する。
流体が入口流路３４から矢印方向（順方向）に流れるときは、ボール３１は流体の流れに押し上げられてボールシート３２から離れ、流体の流れを許す。流体が矢印と逆方向に流れようとすると、ボール３１はボールシート３２に押し付けられて流路を塞ぎ、流体の流れを阻止する。このような動作により逆流防止の機能を果たすことができる。

上記のように構成された逆止弁５ａまたは６ａにおいて、順方向に流体が流れるとき、特にその流量が大きいときは、ボール３１が図３に点線で示す位置まで上昇して出口流路３３を塞ぎ、送液を止めてしまうことがあった。この問題に対しては既に従来から対策が講じられている。図４はこの問題に対応して改良された従来の逆止弁の構成例を示す。
図４（Ａ）は、出口流路３３を円筒の中心軸から少し偏らせて設けたもの、また、同図（Ｂ）は、複数個（この例では２個）の出口流路３３ａ及び３３ｂを設けたもので、このような構成によりボール３１が上昇した場合でも流路が塞がることが避けられる。

特開平０９−３１８６１１号公報

上記のように、図４に例示したような従来のボール上昇時の流路閉塞対策は十分な効果を有するものの、円筒の中心軸から偏った位置に出口流路を穿設する必要があり、製造過程において最もコストの掛かる機械加工の工数が増え、或いは加工難度が高くなり、結果としてコスト上昇を招いていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで逆止弁にボール上昇時の流路閉塞対策を施し、以て、大流量域でも安定的な送液が可能で、しかもコスト上昇を抑えた液体クロマトグラフ用送液ポンプを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、液体クロマトグラフ用送液ポンプを構成する逆止弁内のボール直下流の出口流路内に流体が通過可能な多孔質焼結体を嵌設する。即ち、本発明装置は、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁を有する液体クロマトグラフ用送液ポンプであって、該逆止弁はその内部流路中に流体の流れ方向に応じて離合するボールとボールシートを備えると共に、ボール、ボールシート及び該逆止弁の出口流路が同軸上に配置されて成るものにおいて、前記逆止弁内のボール直下流の前記出口流路内に流体が通過可能な多孔質焼結体が嵌設されていることを特徴とする液体クロマトグラフ用送液ポンプである。
このように構成することにより、ボールが上昇したときボールは多孔質焼結体に当たるが、流体はボールの周囲から多孔質焼結体の中を通過して流れることができるので、流路が閉塞することはなくなる。

本発明は上記のように構成されているので、ボール上昇時の流路閉塞を防止する上で十分な効果を有するのみならず、加工が容易であるからコスト上昇を招くことなく広い流量範囲で安定的な送液が可能となる。
また、多孔質焼結体はフィルタとしての作用もあるので、流体中の粒子状不純物が液体クロマトグラフの流路系に入り込み誤動作を起こす可能性を低減できるという副次的効果もある。

図１に本発明の一実施形態の構造を断面図で示す。同図において、図３に示した従来例と同一の構成要素には同符号を付してあるので、ここでは再度の説明を省く。本実施形態が従来例と相違する点は、出口流路３３を埋めるように多孔質焼結体３６が嵌設されていることである。多孔質焼結体３６は、ステンレス、またはセラミック等の材質から成るもので、流体が容易にその内部を通過できる程度の粒度のものを選定して用いる。

図２は、本実施形態の動作状態を示す図であって、構造的には図１と同じであるから、説明上不必要な構成要素については符号を省いてある。
図１の構成において、矢印方向に流体が流れるときはボール３１が押し上げられて流体の流れを許し、さらにその流量が大きいときは、ボール３１は上昇して多孔質焼結体３６に当接して図２の状態となる。この状態で流体は図示のように、ボール３１の周りを回って、ボール３１と多孔質焼結体３６との間隙から多孔質焼結体３６内に流れ込み、多孔質焼結体３６内を通過して流出するので流路の閉塞が生じることはない。

従って、本実施形態を用いて、例えば図５に示すような送液ポンプを構成すれば、大流量域まで安定的な送液が可能な液体クロマトグラフ用送液ポンプを実現できる。さらに、本実施形態は、出口流路３３がボール３１、ボールシート３２と共に円筒の中心軸上に配置されているので、機械加工の工数が増加することがなく製作が容易であり、本発明を実施するに際して殆どコスト上昇を招くこともない。

なお、上記は送液ポンプとしてプランジャポンプを例示して説明したが、本発明はプランジャポンプに限らず、吸入・吐出口に逆止弁を有する他のタイプの送液ポンプにも適用可能である。

本発明は液体クロマトグラフィに利用できる。

本発明の一実施形態を示す図である。 本発明の一実施形態の動作状態を示す図である。 従来の逆止弁の概略構成例を示す図である。 改良された従来の逆止弁の構成例を示す図である。 従来の液体クロマトグラフ用送液ポンプの全体構成を示す図である。

符号の説明

１ ポンプヘッド
２ プランジャ
３ シール材
４ ポンプ室
５ 吸入口
５ａ 逆止弁
６ 吐出口
６ａ 逆止弁
７ ポンプボディ
８ ベアリング
９ スプリング
１０ クロスヘッド
１１ カム
１２ カムフォロワ
３０ 弁体
３１ ボール
３２ ボールシート
３３ 出口流路
３４ 入口流路
３５ 弁室
３６ 多孔質焼結体

Claims (1)

1. 吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁を有する液体クロマトグラフ用送液ポンプであって、前記逆止弁はその内部流路中に流体の流れ方向に応じて離合するボールとボールシートを備えると共に、ボール、ボールシート及び該逆止弁の出口流路が同軸上に配置されて成るものにおいて、前記逆止弁内のボール直下流の前記出口流路内に流体が通過可能な多孔質焼結体が嵌設されていることを特徴とする液体クロマトグラフ用送液ポンプ。

Images