专利名称：液相色谱仪单凸轮高压恒流泵的制作方法
技术领域：
本发明属于分析仪器，具体的说是一种液相色谱仪单凸轮高压恒流泵。
技术背景液相色谱仪是对样品溶液进行色谱分析的仪器，用于实验室对液体或溶 于液体的固体样品进行常量和微量分析检测。特别适用于农药、化肥、医药、 防疫、环保、商检、食品、饮料、酒类、伺料、石化、煤炭、染料、精细化 工等行业中的质量监督检测与控制。在有机化工、有机合成、分析化学、生 物化学、生物工程、氨基酸分析、国防科研教学等领域被广泛应用。液相色谱仪主要由进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处 理系统组成。其中输液系统中的主要设备是高压恒流泵。液相色谱仪的原理 是由高压恒流泵输出流动相，例如水或其它液体，推动被测样品溶液经过 层析柱进行分离，再进入检测器进行样品成分的检测。高压恒流泵是液相色 谱仪中一个及其重要的，又相对独立的组成部分。当高压流动相稳定通过层 析柱时，可降低样品在柱中的扩散效应，加快其在柱中的移动速度，这对于 提高分辨率、回收样品、保持样品的生物活性等都是有利的。液相色谱仪对于现代科学技术和国民经济的许多部门都是非常重要的仪 器。但是现有液相色谱仪存在一个长期难以解决的技术难题即高压恒流泵 的输出压力波动，影响了样品的检测结果。这个技术难题在国内外长期存在， 限制了液相色谱仪的发展和应用。同时也对农药、化肥、医药、防疫、环保、 商检、食品、饮料、酒类、饲料、石化、煤炭、染料、精细化工等许多行业 的产品质量带来影响；对有机化工、有机合成、分析化学、生物化学、生物 工程、氨基酸分析、国防科研教学等多个技术领域的发展和进步带来影响。所以发明一种输出液体流量、压力稳定，波动小的液相色谱仪高压恒流 泵对于科学技术的多个技术领域；对于促进社会经济发展的许多行业；对于 提高许多行业的产品质量都是十分迫切和重要的。本发明采用一个端面凸轮推动两根柱塞进行往复运动，消除了安装误差， 减少了恒流泵的输出波动，发明了液相色谱仪单凸轮高压恒流泵。经广泛查3阅国内外公开出版物和检索专利文献，均未见有与本发明结构相同的恒流泵，所以本发明具有显而易见的新颖性和创造性；由于恒流泵是液相色谱仪中必不可少的重要组成部分，所以本发明具有明显的实用性。发明内容本发明的目的是为了提供一种输出压力稳定、波动小，体积小、装配容 易的液相色谱仪单凸轮高压恒流泵。 本发明的目的是这样实现的一种液相色谱仪单凸轮高压恒流泵，由步进电机、轴承、柱塞杆、泵体 组成，步进电机通过同步皮带带动蜗杆、蜗轮转动，蜗轮轴的端面上设有凸 轮，凸轮上的曲线推动两个左右对称的柱塞杆运动；泵体内设有弹簧，弹簧 的弹力推动柱塞杆回程运动；泵体的液体进出口设有进口单向阀和出口单向 阀。步进电机带动同步皮带轮转动，同步皮带轮上连有传动皮带，传动皮带 带动从动同步皮带轮转动；从动同步皮带轮带动蜗杆、蜗轮，蜗轮轴转动。 蜗轮轴的两端设有轴承。 本发明的要点在于用一个端面凸轮来推动两根柱塞的往复运动。端面凸轮的曲线经过严密 的设计计算，保证了两根柱塞的往复运动在任一瞬间都可泵出相同体积的液 体，实现输出恒流的流动相。只要端面凸轮在步进电机的驱动下以某一转速 旋转，就可以得到相应的所设定的流量，且任一瞬间的流量值恒定，即Q/At 恒定。改变步进电机的转速，即可以改变Q/At的值。本发明的工作原理是启动同步电机，同步电机输出轴旋转，带动同步 皮带轮转动，传动皮带运动，带动从动皮带轮转动。从动皮带轮转动带动蜗 杆、蜗轮转动；蜗轮轴也随着转动。蜗轮轴的端面上设有凸轮，蜗轮轴的转 动使凸轮上的曲线交替推动两个左右对称的柱塞杆运动。由于是同一个凸轮 推动两个对称的柱塞杆运动，所以两个柱塞杆泵出的液体体积、流量、压力 相同，避免了现有技术恒流泵输出的液体体积、流量、压力的波动；实现了 本发明的目的。本发明恒流泵泵体内设有弹簧，凸轮曲线推动柱塞杆前进， 弹簧的弹力推动了柱塞杆的回程。为了保证恒流泵输入和输出液体的正常工 作，防止液体逆流，泵体的液体进出口设有进口单向阀和出口单向阀。本发明使用方法简单，只要启动同步电机，其它程序连续自动进行，保 证了本发明任务的完成。本发明效果显著，由于它用同一个端面凸轮控制两个柱塞，所以没有安 装误差。现有技术国内外的恒流泵都采用两只平面凸轮或两组非圆齿轮分别控制两根柱塞，不可避免带来两只凸轮的相位安装误差；不可避免带来恒流 泵输出体积和压力的波动。这是现有技术长期存在的难以解决的技术难题的 根本原因。本发明用同一个端面凸轮控制两个柱塞，结构的改变，克服了两 只平面凸轮或两组非圆齿轮分别控制两根柱塞所带来的相位安装误差；大大 降低了恒流泵输出体积和压力的波动。测试表明，本发明单凸轮高压恒流泵 泵出的流动相，其瞬时流量、压力波动值远远小于双凸轮泵。 本发明的优点是1、 输出的液体压力稳定、波动小；2、 恒流泵体积小、装配容易；3、 工作连续自动进行，操作简单；4、 使用本发明的液相色谱仪产品质量检测结果准确。 本发明在世界上首次使用单凸轮带动双柱塞；通过对现有恒流泵的结构改变，解决了液相色谱仪高压恒流泵长期难以解决的输出流量、压力波动的 技术难题；本发明是一个解决长期难以解决的技术难题的发明。由于液相色 谱仪应用广泛，所以本发明是一个应用广泛的发明。同时本发明对于提高液 相色谱仪的检测结果准确性；对于提高农药、化肥、医药、防疫、环保、商 检、食品、饮料、酒类、饲料、石化、煤炭、染料、精细化工等多个行业的 产品质量有重要意义。对于促进有机化工、有机合成、分析化学、生物化学、 生物工程、氨基酸分析、国防科研教学等领域的技术进步有重要的意义。
图1为本发明液相色谱仪单凸轮高压恒流泵原理图。图中l为步进电机；2为同步皮带轮；3为传动皮带；4为从动皮带轮； 5为轴承；6为蜗杆；7为蜗轮；8为蜗轮轴；9为端面凸轮；10为柱塞杆； ll为入口单向阀；12为泵体；13为弹簧；14为出口单向阔。
具体实施例方式下面结合附图通过具体实施方式
对本发明做进一步说明。液相色谱仪单凸轮高压恒流泵，由步进电机(1)、同步皮带(3)、轴承 (5)、蜗杆(6)、蜗轮(7)、蜗轮轴(8)、凸轮(9)、柱塞杆(10)、泵体(12) 组成。步进电机(1)功率 W,步进电机(1)的输出轴带动同步皮带轮(2) 转动。同步皮带轮(2)上连有传动皮带(3)，传动皮带(3)带动从动同步 皮带轮(4)转动。从动同步皮带轮(4)带动蜗杆(6)和蜗轮(7)转动； 蜗杆(6)、蜗轮(7)互相配合，蜗轮轴(8)随着蜗轮(7)转动。蜗轮轴(8) 的两端设有轴承(5);蜗轮轴(8)的端面上设有凸轮(9)，凸轮(9)上的 曲线随着蜗轮轴(8)的转动交替推动两个左右对称的柱塞杆(10)作往复运 动。在泵体(12)内，柱塞杆(10)的后部设有弹簧(13)，弹簧(13)的弹 力推动柱塞杆(10)做回程运动。泵体(12)的液体进出口设有进口单向阀 (11)和出口单向阀(14)。本发明操作简单，效果可靠。启动同步电机，同步皮带轮、传动皮带、 从动皮带轮转动。从动皮带轮转动带动蜗杆、蜗轮、蜗轮轴转动。蜗轮轴的 端面上的凸轮曲线交替推动两个左右对称的柱塞杆运动。同一个凸轮推动两 个对称的柱塞杆运动，两个柱塞杆泵出的液体体积、流量、压力相同，避免 了输出液体体积、流量、压力的波动；实现了本发明的目的。以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有更改和变化。凡是涉及本发明一个端面凸轮控制 两根柱塞杆运动的原则，所作的任何修改、等同替换、改进等，都包括在本 发明的保护范围内。
权利要求
1.一种液相色谱仪单凸轮高压恒流泵，由步进电机(1)、轴承(5)、柱塞杆(10)、泵体(12)组成，其特征在于步进电机(1)通过同步皮带(3)带动蜗杆(6)、蜗轮(7)转动，蜗轮轴(8)的端面上设有凸轮(9)，凸轮(9)上的曲线推动两个左右对称的柱塞杆(10)作往复运动，在泵体(12)内设有弹簧(13)，弹簧(13)的弹力推动柱塞杆(10)回程运动；泵体(12)的液体进出口设有进口单向阀(11)和出口单向阀(14)。
2. 根据权利要求1所述的液相色谱仪单凸轮高压恒流泵，其特征在于步 进电机(1)带动同步皮带轮(2)转动，同步皮带轮(2)上连有传动皮带(3)， 传动皮带(3)带动从动同步皮带轮(4)转动；从动同步皮带轮(4)带动蜗 杆(6)、蜗轮(7)，蜗轮轴(8)转动。
3. 根据权利要求1所述的液相色谱仪单凸轮高压恒流泵，其特征在于蜗 轮轴(8)的两端设有轴承(5)。
全文摘要
本发明属于分析仪器，液相色谱仪单凸轮高压恒流泵。现有液相色谱仪高压恒流泵的输出压力波动，影响了样品的检测结果。本发明步进电机(1)通过同步皮带(3)带动蜗杆(6)、蜗轮(7)转动，蜗轮轴(8)的端面上设有凸轮(9)，凸轮(9)上的曲线推动两个左右对称的柱塞杆(10)作往复运动，泵体(12)内设有弹簧(13)，弹簧(13)的弹力推动柱塞杆(10)回程运动；泵体(12)的液体进出口设有进口单向阀(11)和出口单向阀(14)。本发明使用单凸轮带动双柱塞，解决了液相色谱仪高压恒流泵长期难以解决的输出流量、压力波动的技术难题。本发明的优点是输出液体压力稳定、波动小；体积小、装配容易；操作简单。
文档编号G01N30/00GK101603516SQ20091005398
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者许生蛟, 飞 黄 申请人:上海舜宇恒平科学仪器有限公司