JPH03111675A - プランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体クロマトグラフなどに用いられるプランジ
ャポンプに関するものである。

（従来の技術） プランジャポンプのポンプ室には一方向にのみ液が流れ
るようにポンプ室の入口側と出口側にそれぞれチエツク
弁が設けられており、ポンプ室をプランジャが往復移動
することによりポンプ室の容積を変化させて送液を行な
う。

送液される液がプランジャに沿ってポンプ室から漏れ出
すのを防ぐために、プランジャはプランジャシールによ
って封止されており、プランジャシールに対して摺動し
ながら往復運動を行なう。

プランジャシールが設けられていてもごく僅かではある
がプランジャに沿って液が漏れ出す。液体クロマトグラ
フの移動相にはリン酸溶液などのバッファ液が入れられ
ており、そのバッファ液がプランジャシールから漏れ出
すと、プランジャシール後部に析出したり結晶化したり
して、ポンプヘッドの送液動作を困離にしてしまう。

そこで、プランジャシールに隣接して洗浄室を設けて洗
浄液を流すことにより、プランジャシールから漏れ出し
た液の成分が析出したり結晶化したりするのを防いでい
る。第５図はその一例を表わしたちのであり、プランジ
ャ２が摺動して往復移動するプランジャシール６と洗浄
用シール８の間に洗浄室１０を形成し、洗浄室１０には
洗浄液の入口と出口を設け、注射器１２によって洗浄液
を流すようにしている。４はポンプ室である。

洗浄室１０に洗浄液を流すために、洗浄液専用のポンプ
を設けたものもある。

（発明が解決しようとする課題） 注射器によって洗浄液を流す洗浄機能を備えたプランジ
ャポンプでは、洗浄を自動化することができない。

洗浄液を自動的に流すために専用のポンプを設けると、
その分だけプランジャポンプのコストが高くなってしま
う。

そこで１本発明はプランジャを駆動、する駆動力を利用
してプランジャの駆動とともに洗浄室の洗浄液の送液も
行なうことができるようにして、洗浄動作を自動化し、
かつ、低コストに実現できる洗浄機構付きのプランジャ
ポンプを提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では往復移動してポ
ンプ室の容積を変化させるプランジャが摺動するプラン
ジャシールに隣接して洗浄室を設け、洗浄室には洗浄液
が一方向にのみ流れうる流路を接続し、洗浄室の一壁面
にはプランジャとともに作動するダイアフラムを設ける
。

本発明の好ましい態様では、洗浄室をもつポンプヘッド
を２台以上備え、それらの洗浄室を直列に接続するとと
もに、一洗浄室の容積変化の少なくとも一部を他の洗浄
室の容積変化で吸収させる。

（作用） １台のポンプヘッドについて考えると、ポンプ室の容積
を変化させて送液を行なうためにプランジャを往復運動
させると、プランジャとともに洗浄室のダイアフラムも
作動して洗浄室の容積を変化させる。洗浄室には洗浄液
が一方向にのみ流れることのできる流路が接続されてい
るので、洗浄室の容積変化によって洗浄液が流れる。も
し、プランジャシールからポンプ室の液が漏れ出してき
たとしても、その液は洗浄液で薄められるので析出した
り結晶化したりすることがない。

２台以上のポンプヘッドを備え、それらの洗浄室を直列
に接続したときは、ポンプ室により送液される液が連続
して流れるようにポンプヘッドが１１ｉｉ動されるため
、ポンプヘッドの駆動サイクルは互いにタイミングのず
れたものとされる。そのため、洗浄室のダイアフラムの
作動のサイクルもポンプヘッド間で互いにタイミングの
ずれたものとなり、一洗浄室の容積減少により送り出さ
れた洗浄液が他の洗浄室の容積増大により吸収される期
間が発生し、全体として洗浄液の流量を少なくすること
ができる。

（実施例） 第１図は一実施例を表わす。

ポンプヘッドはＡ、Ｂで示される２台が備えられ、それ
らのポンプヘッドＡ、Ｂの洗浄室３４ａ。

３４ｂがチューブ５０によって直列に接ネ）フされてい
る。

ポンプヘッドＡについて説明すると、ポンプヘッド１４
のポンプ室１６には液体クロマトグラフの移動相など、
送液しようとする液が流れ込む流路と流れ出す流路が設
けられ、流入側流路にはチエツク弁１８が設けられ、流
出側流路にはチエツク弁２０が設けられている。これら
のチエツク弁１８．２０により液は流入側からポンプ室
１６を経て流出側へ一方向に流れる。ポンプヘッド１４
にはポンプ室１６を往復移動するプランジャ２４が設け
られており、プランジャ２４に沿って液が漏れるのを防
ぐためにプランジャシール２６が設けられ、プランジャ
２４はプランジャシール２６に対して摺動して往復移動
する。プランジャ２４はシャフト２８ａの先端に取りつ
けられており。

シャフト２８ａの基端部にはカムフォロワ３０ａが設け
られ、カムフォロワ３０ａがカム３２ａに当接している
。

ポンプヘッドＢもポンプヘッドＡと同じ構造をしており
、プランジャが取りつけられるシャフト２８ｂもその基
端部にはカムフォロワが設けられ。

そのカムフォロワを介して他方のカム（図示略）に当接
している。ポンプヘッドＡを駆動するカム３２ａとポン
プヘッドＢを駆動するカムは同じカム軸に取りつけられ
ており、１台のモータで駆動される。

ポンプヘッド八には洗浄室３４ａが設けられ、ポンプヘ
ッドＢには洗浄室３４ｂが設けられている。面洗浄室３
４ａ、３４ｂは同じ構造をしているので、一方の洗浄室
３４ａについて説明すると。

洗浄室３４ａは対向する２枚の壁面をもっており、一方
の壁面はポンプヘッド１４側にあってプランジャシール
２６と接触したヘッドホルダ３６であり、他方の壁面は
シャフト２８ａに中央部が取りつけられ１周辺部がヘッ
ドホルダ３６と取りつけ部（第２図参照）とに固定され
たゴム製のダイアフラム３８である。

両ポンプヘッドの洗浄室３４ａと３４ｂは直列に接続さ
れており、洗浄液タンク４０の洗浄液４２が逆止弁４４
を経てチューブ４８から洗浄室３４ｂに入り、洗浄室３
４ｂを出た洗浄液がチューブ５０を経て洗浄室３４ａに
入り、洗浄室３４ａからチューブ５２及び逆上弁４６を
経て洗浄液タンク４０に戻る。

ポンプヘッド及び洗浄室を第２図に詳細に示す。

プランジャ２４はシャフト２８ａ（又は２８ｂ）にねじ
止めされ、プランジャ２４とシャフト２８ａ（又は２８
ｂ）の間にドーナツ型ダイアフラム３８の内周部が固定
される。ダイアフラム３８の周辺部はヘッドホルダ３６
と取りつけ部６２の間に挾まれて固定される。プランジ
ャ２４はヘットホルダ３６の中心の穴を通り、プランジ
ャシール２６を経てポンプヘッド１４に入る。ポンプヘ
ッドＡとＢの構造は同じである。５４は両ポンプヘッド
Ａ、Ｂにそれぞれの入口側チエツク弁１８を経て移動相
などの液を供給する流路であり、５６は両ポンプヘッド
Ａ、Ｂの出口側チエツク弁２０に接続されて液を送り出
す流路である。流路５６からは圧力センサ５８を経て液
が送られる。

６０はカムや駆動用モータを備えた駆動室である。

第３図に洗浄液を一方向のみに流すための逆止弁４４，
４６を示す。

逆止弁４４では内部に弁座をもつ弁体４４ａにシート体
４４ｂが入れられ、その上にストッパ４４ｃが入れられ
る。シート体４４ｂは弁体４４ａ内で弁座とストッパ４
４ｃの間でのみ移動できる。

４４ｄは弁体４４ａと組み合わされる弁体である。

他方の逆止弁４６も同じ構造をしている。これらの逆止
弁４４．４６は第３図では下側から上側方向のみに液を
流すことができる。

次に、本実施例の動作ついて説明する。

まず、ポンプヘッドＡについて説明する。カム３２ａの
回転によりプランジャ２４が往復運動し。

ポンプ室１６の容積を変化させて移動相などの液をチエ
ツク弁１８から２０の方向に流す。シャフト２８ａには
ダイアフラム３８が取りつけられているので５シヤフト
２８ａの往復運動にともなってダイアフラム３８も運動
し、洗浄室３４ａの容積を変化させる。シャフト２８ａ
が図で右方向に移動して洗浄室３４ａの容積が増大する
ときは洗浄液を吸入し、シャフト２８ａが左方向に移動
して洗浄室３４ａの容積が減少するときは洗浄液を吐出
する。

ポンプヘッドＢにおけるポンプ動作及び洗浄室３４ｂの
動作も同じである。

ポンプヘッドを１台のみ備えたプランジャポンプにおい
ては、洗浄室が単独で洗浄液の吸入と吐出を繰り返すこ
とになる。

第１図の実施例においては２個の洗浄室３４ａと３４ｂ
が直列に接続されている。第４図に各洗浄室３４ａ、３
４ｂの容積変化と、直列接続された２つの洗浄室３４ａ
、３４ｂの容積変化を示す。

６０ａは洗浄室３４ａの容積変化、６０ｂは洗浄室３４
ｂの容積変化である。６０ｃは２つの洗浄室３４□ａ、
３４ｂを合わせた容積変化である。２つのポンプヘッド
Ａ、Ｂでそれぞれのプランジャの往復運動のサイクルが
ずれていることに対応して、２つの洗浄室の容積変化６
０ａ、６０ｂもサイクルがずれたものとなり、２つの洗
浄室の容積変化の和は６０ｃに示されるように１つの洗
浄室の容積変化に比べて約１／４となる。これは、２つ
の洗浄室の間に逆止弁が設けられておらず、また、各洗
浄室から逆止弁までの流路が長くなることにより、一方
の洗浄室の容積変化の一部が他方の洗浄室の容積変化で
吸収されるからである。このように、２つの洗浄室を直
列接続して容積変化を小さくすることにより、逆止弁４
４，４６を流れる洗浄液の流量も少なくてすむようにな
る。これにより、ポンプ駆動のための負荷が減少し゛、
ダイヤフラム３８にかかる負荷も減少してダイアプラム
３８の耐久性がよくなる。

実施例は２台のポンプヘッドが備えられているプランジ
ャポンプにおいてそれぞれの洗浄室を直列接続した例を
表わしているが、３台以上のポンプヘッドを備えたプラ
ンジャポンプでそれぞれの洗浄室を直列接続してもよく
、又は１台だけのポンプヘッドを備えたプランジャポン
プに本発明を適用してもよい。

（発明の効果） 本発明ではプランジャの往復運動に連動して洗浄室のダ
イアフラムを作動させ、洗浄液を自動的に流すようにし
たので、例えばポンプがバッファ液を送液中にプランジ
ャシールからバッファ液が漏れ出しても洗浄液により洗
い流し、バッファの析出や結晶化を防ぐことができる。

２台以上のポンプヘッドの洗浄室を直列に接続すれば全
体としての洗浄液の流量を減少させることができ、ポン
プ駆動力に対する負荷を小さくシ。

またダイアプラムを長持ちさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す楕成図、第２図は同実施例にお
けるポンプヘッドと洗浄室の分解斜視図。 第３図は同実施例における逆止弁を示す分解斜視図、第
４図は動作を示す洗浄室の容積変化の図、第５図は従来
の洗浄方法を示す断面図である。 １４・・・・・・ポンプヘッド、１６・・・・・・ポン
プ室、２４・・・・・プランジャ、２６・・・・・・プ
ランジャシール、２８ａ、２８ｂ・・・・・・シャフト
、３２ａ・・・・・・カム、３４ａ、３４ｂ・・・・・
・洗浄室、３６・・・・・・ヘッドホルダ、３８・・・
・・・ダイアプラム、４２・・団・洗浄液、４４．４６
・・・・・・逆止弁。 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復移動してポンプ室の容積を変化させるプラン
   ジャが摺動するプランジャシールに隣接して洗浄室が設
   けられ、この洗浄室には洗浄液が一方向にのみ流れうる
   流路が接続されており、この洗浄室の一壁面にはプラン
   ジャとともに作動するダイアフラムが用いられているプ
   ランジャポンプ。
2. （２）洗浄室をもつポンプヘッドを２台以上備え、それ
   らの洗浄室を直列に接続するとともに、一洗浄室の容積
   変化の少なくとも一部を他の洗浄室の容積変化で吸収さ
   せる請求項１に記載のプランジャポンプ。