支撑的执行钟摆型公差补偿运动的刚性活塞致动器组件的制作方法
【专利摘要】一种用于泵送流体的泵(20)，其中所述泵(20)包括：工作室(200)；活塞组件(202)，被构造成用于在工作室(200)内往复运动从而使流体移动；活塞致动器(204)，至少在所述泵(20)的工作模式下与所述活塞组件(202)刚性地装配在一起，从而将驱动能量传递到所述活塞组件(202)，以沿着所述活塞制动器组件的共同的刚性轴(206)往复运动；以及轴承装置(208，210)，承载所述泵(20)中的活塞组件(202)和活塞致动器(204)，使得所述活塞致动器组件(202)和所述活塞致动器(204)提供的活塞致动器组件能够围绕所述共同的刚性轴(206)上的活塞致动器(204)处的钟摆点(212)执行钟摆型补偿运动。
【专利说明】
支撑的执行钟摆型公差补偿运动的刚性活塞致动器组件
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于栗送流体的栗、流体分离设备和操作栗的方法。
【背景技术】
[0002]在基于液相色谱原理的样品分离装置中，待分离的流体样品以流动相(如溶剂成分)注入，其中混合物可以通过导管和柱栗送，该柱包括能够分离流体样本的不同成分的材料(固定相)。这种材料，可以包括硅胶的所谓的小珠可以填充在柱管中，该柱管可以通过导管与其他元件(比如采样装置、流动单元、包含样品和/或缓冲液的容器)连接。
[0003]为了将由流动相和待分离的流体样品组成的流体栗送到样品分离装置，可以其中活塞在栗送室内往返运动以使流体移位来实施栗。
[0004]US5，788，465公开了一种栗，该栗被构造成使得不需要工具来拆卸栗头和拆卸柱塞。大单手操作旋钮或头部螺母便于无工具栗头拆卸。栗头在歧管中被引导在位并且通过手动旋钮保持在位。歧管被设计成接收通往栗头的所有外部流体连接。通往栗头的流体路径被用微型面密封替换，其便于栗头与歧管之间的高压密封。低压管材密封留在密封清洗室或外壳中，并且不与头部附连，从而在拆卸栗头期间不需要工具来使它们分离。无工具柱塞机构包括螺帽组件，该螺帽组件具有接收柱塞组件的柱塞套筒，该柱塞组件包括固定在套筒容纳的柱塞保持球上的蓝宝石柱塞。柱塞组件通过多个凸轮被俘获在套筒内。凸轮是被加载以旋转并压缩在柱塞保持球上的弹簧，从而将柱塞组件紧紧地拉入到套筒内。限制圆锥被致动以使凸轮背离柱塞保持球旋转从而释放并拆卸柱塞组件。
[0005]然而，当栗据此栗送流体的压力值变得越来越大时，需要机械稳定栗，该机械稳定栗与此同时能够处理部分和界面公差，具体地为当安装或维持栗时。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种机械稳定栗，该机械稳定栗能够处理部分和界面公差，具体地为当安装或维持栗时。独立权利要求实现此目的。从属权利要求示出了另外的实施例。
[0007]根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于栗送流体(如液体和/或气体，任选地包含固体颗粒)的栗，其中所述栗包括:工作室;活塞组件，被构造成在工作室内往复运动从而使流体移动;活塞致动器，至少在栗的工作模式(即，栗准备就绪以使流体移动或实际上使流体移动的栗的工作模式;在栗的一个或多个其他工作模式中，例如，维修、维护或替换栗的至少一个部件的维护模式，活塞致动器和活塞组件可以刚性地装配或可以不刚性地装配)下与活塞组件刚性地(具体地，在活塞致动器与活塞组件之间没有铰链接合)装配在一起从而将驱动能量发送到活塞组件以沿着活塞致动器组件的共同的刚性轴往复运动(即，刚性地装配在一起的活塞组件和活塞致动器构成的组件)；以及轴承装置，承载所述栗中的活塞组件和活塞致动器使得活塞致动器组件(其可以充当轴承装置支撑的钟摆)能够在所述共同的刚性轴的活塞致动器上围绕钟摆点执行钟摆型补偿动作(具体地，补偿零件和/或界面公差，更具体地，在安装或维护栗时)。
[0008]根据另一个示例性实施例，提供了一种用于将流体样品分成多个组分的流体分离设备，其中所述设备包括:栗，具有上述特征并且被构造成用于沿着流体路径驱动包含流动相和流动相中的流体样品的流体;和分离装置，布置在所述流体路径内并且被构造成将所述流体样品分成多个组分。
[0009]根据又另一个示例性实施例，提供了一种操作用于栗送流体的栗的方法，其中所述方法包括:使活塞致动器与活塞组件刚性地装配在一起，所述活塞组件至少部分地定位在所述栗的工作室内(具体地，使得所述活塞致动器和所述活塞组件仅能够在不具备相对彼此执行任何运动或旋转的能力的情况下在工作模式下作为单个刚性体一起运动和旋转)；移动所述活塞致动器从而将驱动能量转移到所述活塞组件以沿着所述活塞致动器组件的共同的刚性轴往复运动从而使所述工作室内的流体移动;并且通过轴承装置承载所述栗中的活塞组件和活塞致动器，使得所述活塞致动器组件(由活塞组件和活塞致动器形成或构成)能够围绕所述共同的刚性轴上的活塞致动器处的钟摆点执行钟摆型补偿运动(具体地用于公差补偿)。
[0010]根据示例性实施例，提供了一种栗，其中活塞组件和活塞致动器至少在流体栗送模式或工作模式期间形成刚性的共同单元或钟摆本体，其只能作为整体可移动并且在活塞组件与活塞致动器之间没有任何相对运动。这形成了用于承载共同的活塞致动器组件的非常简单的轴承装置的充分性的基础。根据这种轴承装置，可以支撑钟摆以便能够在活塞致动器组件的零件的不可避免公差的情况下在这些零件之间的界面处执行均衡或补偿动作。活塞致动器组件因此可以通过围绕钟摆点执行共同的钟摆运动来响应于存在公差，此钟摆点定位成沿着活塞致动器的延伸。然而，抛开执行公差补偿运动的实现，然而活塞致动器组件可以被固定地支撑在轴承装置内。这种基于钟摆的驱动和轴承架构允许显著减少与活塞致动器组件一起的轴承位置的数量，从而随着其在常规方法中出现而防止冗余数量的轴承点。通过结合栗的工作模式下耦合的刚性活塞致动器和简单的轴承装置，所述栗可以允许适用于栗送超高压流体(例如几百巴或更高)，同时减小支撑活塞组件和活塞致动器的机械装配的精度要求。这使得栗的结构紧凑且简单。具体地，公差补偿运动可以具有静态特征(具体地可以在安装或维护栗期间发生)，而非在栗的实际流体位移操作期间为动态。
[0011]以下将解释栗、流体分离设备和方法的进一步实施例。
[0012]在实施例中，轴承装置支撑活塞致动器组件以允许后者在不存在栗零件公差和/或零件界面公差时并且在安装或维护栗驱动的同时执行受控的钟摆运动。为此目的，通过轴承装置将活塞致动器组件支撑在其活塞致动器处以围绕良好限定的钟摆点用于公差补偿(具体地，在安装过程期间)，其中钟摆点位于共同的刚性轴上(图3至图6示出了关于如何获得钟摆型补偿运动的多种可能性的四种)。活塞组件的容积型轴承在空间上限制上述钟摆运动(而非在活塞致动器处存在的点型轴承)，使得用于公差补偿的钟摆运动可以被限制在有限的空间范围内。
[0013]在实施例中，所述轴承装置包括在所述钟摆点处支撑所述活塞致动器的致动器轴承。换句话讲，所述钟摆点可以由在活塞致动器上工作，即，限制活塞致动器的自由活动性的致动器轴承的位置限定。有利地，致动器轴承可以限定活塞致动器钟摆可以执行公差补偿运动所围绕的具体点。
[0014]在实施例中，所述致动器轴承被构造成用于在允许所述活塞致动器组件围绕所述钟摆点旋转，具体地恰好以两个旋转自由度旋转的同时在所述钟摆点支撑所述活塞致动器。然而，可以禁用活塞致动器组件沿着共同的刚性轴的旋转。
[0015]在实施例中，所述致动器轴承是承载所述活塞致动器的唯一的轴承。通过仅提供对活塞致动器起作用的单个轴承，可以实现紧凑简单的结构，并且对机械装配的要求可以保持非常小。然而，在替代实施例中，能够提供用于活塞致动器的一个或多个额外的轴承。
[0016]在实施例(参见例如图3)中，所述致动器轴承被构造成具体地恰好一个具有多个轴承滚珠的球面轴承，所述轴承滚珠都位于围绕所述钟摆点的球体的表面上。在另一个实施例(参见例如图4)中，所述致动器轴承被构造成一对球面轴承，所述球面轴承均具有相应的多个轴承滚珠，所述轴承滚珠都位于相应球体的相应表面上，其中所述球体都具有作为共同的中心但是具有不同的半径的钟摆点。一个或多个球面轴承能够允许钟摆点的位置与滚珠沟道位置不对称或在其外侧。
[0017]在又另一个实施例(参见例如图5或图6)中，所述致动器轴承被构造成具有多个轴承滚珠的沟球轴承，所述轴承滚珠都位于围绕所述钟摆点的环形空间中。一个或多个沟球轴承或轴承滚道的实施方式提供用于非常简单且紧凑的栗。
[0018]在一个实施例中，所述圆环空间的横截面积大于所述轴承滚珠的横截面积，从而允许所述轴承滚珠的公差补偿运动垂直于它们围绕所述圆环空间的运动。有利地，所述环形空间显著大于所述球体使得所述球体能够在大于技术要求的间隙的尺寸上移动到也与它们的环形轨迹垂直的一定程度。通过这种构造，可以在发生零件或界面公差等的场景中用合理的努力来增大钟摆的补偿运动。
[0019]在一个实施例中，所述轴承装置包括活塞轴承，所述活塞轴承以容积式定位容差(或在有限的公差补偿体积内)在活塞轴承位置(具体地在截头圆锥内)支撑所述活塞组件以在空间上限制所述活塞组件的钟摆运动。因此，相比于限定钟摆点的致动轴承，所述实施例使用固定的活塞轴承，但是仍然允许三维体积，在所述三维体积内所述活塞组件可以执行均衡运动以补偿零件公差和安装期间的公差。然而，在栗的工作模式期间，即，在栗送流体期间，活塞轴承以空间固定的方式固定地支撑活塞组件。可以根据栗设计者仍然接受的所有栗零件的公差的总和来选择或调节容积式定位容差的程度或量(具体地，截头圆锥的体积)。截头圆锥的体积可以是使得允许活塞轴承中的公差平衡在高达10微弧度的公差补偿范围内，具体地，对于致动器轴承的钟摆范围，在高达3微弧度的公差补偿范围内。
[0020]在一个实施例中，所述活塞密封件是承载所述活塞组件的唯一的轴承。通过仅提供对活塞组件起作用的单个轴承，可以实现紧凑且低应力的结构，并且对机械装配的要求可以保持非常小。然而，在替代实施例中，能够提供用于活塞组件的一个或多个额外的轴承。
[0021]在一个实施例中，所述活塞轴承包括:固定空心对接结构，界定或限定所述活塞轴承位置并且具有所述活塞组件延伸所穿过的通孔；以及至少一个轴承环，包围所述活塞组件的外表面，并且位于所述固定空心对接结构内。所述空心对接结构作为理论位置公差可以定位成外壳的刚性零件或栗的传动柜。
[0022]在一个实施例中，所述至少一个轴承环被构造成由活塞密封件、一对轴向间隔的轴承环以及除活塞密封件之外的至少一个轴承环组成的组中的一者。在优选实施例中，可以使用两个轴向间隔开的轴承环，其中额外的活塞密封件可以附连在所述轴承环的前一个轴承环上。
[0023]在一个实施例中，所述钟摆点与所述活塞轴承的中心之间的轴向距离大于所述活塞轴承本身的轴向范围，具体地所述轴向范围的至少大约三倍，更具体地至少大约五倍。如果致动器轴承与活塞轴承之间的距离显著大于活塞轴承的固有延伸，就有效地设置两个单独的轴承点。这使得能够使用具有适度的进动要求的机械装配。
[0024]在实施例中，所述轴承装置包括多个轴承，其中所述多个轴承的仅单个轴承支撑所述活塞组件和所述活塞致动器的至少一个。最优选的是对每个活塞组件和活塞致动器仅具有单个轴承的实施例。然而，还能够提供更多轴承，例如，一个致动器轴承和两个活塞轴承，或两个致动器轴承和一个活塞轴承。
[0025]在一个实施例中，所述栗包括活塞致动器旋转抑制件(其也可以表示成接触刷)，所述活塞致动器旋转抑制件被构造成与所述活塞致动器配合以便抑制所述活塞致动器围绕与所述共同的刚性轴对应的旋转轴旋转。因此，除分别限制活塞致动器和活塞组件的自由运动和旋转的活塞轴承和致动器轴承之外，此外能够抑制活塞致动器沿着共同的轴的不希望的旋转运动，其可由驱动装置如电动机(具体地，当滚珠螺杆用于将动能从充电装置传递到活塞组件时)的旋转运动触发。活塞致动器旋转抑制件可以被构造成与活塞致动器交互以便利用从驱动装置得到的力和/或力矩，所述力和/或力矩可以具有使活塞致动器围绕共同的轴向转动的趋势。
[0026]在一个实施例中，所述活塞致动器旋转抑制件被构造成通过在包括所述钟摆点并且定向成与所述共同的刚性轴垂直的平面中利用来自所述活塞致动器的力矩来执行与所述活塞致动器的旋转移动交互。因此，轴承装置和活塞致动器旋转抑制件可以以这样一种方式支撑活塞致动器钟摆使得活塞致动器旋转抑制件在位于包括平面的所述钟摆点的交互位置处影响活塞致动器。这导致由于活塞致动器旋转抑制而使得施加在钟摆和栗的其他部件上非常小的机械负载。
[0027]在一个实施例中，所述活塞致动器旋转抑制件(或至少其一部分)布置在所述活塞致动器内部的位置或围绕(即，至少部分地包围)所述活塞致动器的位置。在得到非常紧凑的结构的实施例中(参见例如图3或图4)，活塞致动器可以基本上为管状，使得活塞致动器旋转抑制件可以位于所述活塞致动器的轴向通孔内，例如，以在圆周上作用在活塞致动器上用于抑制围绕共同的刚性轴的旋转。在另一个实施例中(参见例如图5或图6)，在活塞致动器的径向外部位置发生活塞致动器旋转抑制件与活塞致动器之间的交互(比如力传输)。这给栗设计者提供了布置活塞致动器的高自由度。
[0028]在一个实施例中，所述活塞致动器旋转抑制件具有固定地连接(例如焊接或压配)至所述活塞致动器的第一端并且包括位于(例如空间固定的)空心体内的自由第二端，以便在存在零件和/或界面公差的情况中允许所述第二端受限制的均衡或补偿运动。当活塞致动器趋向于在驱动装置的影响下旋转时，相应的力可以经由固定的第一端朝着自由第二端传输，这样仅允许钟摆旋转的第一和第二自由度的受限制的空间均衡运动以及沿着纵向栗方向，即，沿着刚性栗轴的完全的自由度以允许不受限制的栗冲程。这在允许补偿或平衡栗的部件的公差的同时维持活塞致动器的高效旋转保护。钟摆旋转的第一和第二自由度可以保持启用，并且活塞致动器旋转抑制件可以仅限制针对活塞致动器的第三自由度。
[0029]在一个实施例中，所述第二端布置成在包括所述钟摆点并且与所述共同的刚性轴垂直的平面中与所述空心体相互作用(参见图5)。因此，轴承装置和活塞致动器旋转抑制件可以以这样一种方式支撑活塞致动器钟摆使得活塞致动器旋转抑制件的运动补偿自由端在位于包括平面的所述钟摆点的交互位置处与空心体交互。这在发生钟摆旋转时导致活塞致动器旋转抑制件的运动补偿自由端的非常小的径向运动，同时没有或有非常小的针对活塞轴承的额外负载。
[0030]在一个实施例中，所述活塞致动器是线性致动器，所述线性致动器被构造成在由驱动装置驱动时沿着所述共同的刚性轴执行大体上线性的运动(抛开小补偿运动，具体地，沿着与共同的刚性轴正交的两个旋转轴的补偿旋转)。所述栗的驱动装置可以被构造成产生用于驱动活塞致动器的驱动能量。例如，所述驱动装置可以是电动机。所述驱动装置可以被构造成用于在所述驱动装置的传动轴处产生旋转驱动能量。换句话讲，当驱动装置主动产生动能，其使传动轴旋转，传动轴继而经由齿轮机构将其旋转能量传递到因此线性运动的活塞致动器。
[0031]换句话讲，所述齿轮机构可以被构造成用于将所述旋转驱动能量转换成所述活塞致动器的线性运动。存在用于这种齿轮机构的不同构造。
[0032]在一个优选实施例中，与所述活塞致动器配合的齿轮机构被构造成滚珠螺杆。所述滚珠螺杆包括作为所述活塞致动器的心轴(例如具有外部工作表面的管状构件)以及与所述心轴配合并且由所述驱动装置旋转的螺母(例如，具有内部工作表面的另一个管状构件，所述管状构件围绕在它们的工作表面的心轴径向地安装并且与所述心轴配合)。心轴可以是具有外螺纹的管状元件，并且螺母可以具有内螺纹并且安装在心轴上使得螺母可以在驱动装置的影响下旋转并且可以因此迫使心轴线性运动。还能够在心轴与螺母之间设置至少两个轴承滚道，滚珠在由在螺母与心轴之间形成并界定的沟槽中运动。后一种构造具有有利的低摩擦力的优点。
[0033]与所述活塞致动器配合的齿轮机构可以可替代地被构造成滚珠螺杆，所述滚珠螺杆包括作为所述活塞致动器的心轴以及与所述心轴配合并且由所述驱动装置旋转的螺母。以这样一种配置，相比于前述实施例可以交互螺母与心轴的功能。活塞组件然后可以与线性运动螺母直接耦接，并且心轴可以耦接至驱动装置以进行旋转。
[0034]另外，可替代地，与所述活塞致动器配合的齿轮机构可以被构造成完全不同的机构，如齿条和小齿轮，或液压机构。
[0035]返回到具有被构造成活塞致动器的心轴的滚珠螺杆的前述实施例，所述栗可以包括心轴旋转抑制构件(作为活塞致动器旋转抑制构件的具体实例)，该心轴旋转抑制构件被构造成与心轴配合以便在螺母旋转时抑制心轴的旋转。
[0036]在一个实施例中，所述栗还包括安装成用于与所述传动轴(具体地，轴齿轮的齿可以围绕可旋转的轴布置)一起旋转的轴齿轮，并且包括安装成用于与所述螺母一起旋转的螺母齿轮(具体地，螺母齿轮的齿可以围绕可旋转的螺母布置)，其中所述轴齿轮和所述螺母齿轮布置成彼此(通过它们相应的齿)啮合以便通过所述螺母将驱动能量从所述传动轴转移到所述心轴。经由与螺母齿轮配合的轴齿轮传递驱动能量是极为有利的，因为啮合的齿轮可以高效地吸收作用在栗上的任何不希望的机械影响，比如倾斜、振动、敲击等。有利地稍微弱化互相的齿对齿耦合(例如，通过布置具有相互间隙的齿轮以便在不影响另一个齿轮的情况下允许一个齿轮的轻微的补偿运动或旋转)允许处理栗的零件和界面公差，并且在不将它们传递到其他零件的情况下在栗的各个零件内在空间上保持扭曲。
[0037]在一个实施例中，所述轴齿轮和所述螺母齿轮是一对直齿正齿轮。在替代实施例中，所述轴齿轮和所述螺母齿轮是一对螺旋齿正齿轮。
[0038]在一个实施例中，所述轴齿轮和所述螺母齿轮定位成以便在包括所述钟摆点并且与所述共同的刚性轴垂直的平面上彼此啮合(参见例如图3至图5)。因此，轴承装置可以以这样一种方式支撑活塞致动器钟摆使得在位于包括平面的所述钟摆点的交互位置处发生齿轮之间的驱动能量转移。这导致非常小的驱动负载施加到栗的活塞轴承上，因为在距离钟摆点没有或仅有非常小的杠杆距离的情况下施加驱动力，并且因此没有或仅有与活塞轴承垂直的非常小的额外力矩。
[0039]在另一个实施例中，所述轴齿轮和所述螺母齿轮定位成以便在包括所述钟摆点并且与所述共同的刚性轴垂直的平面外彼此啮合，所述活塞致动器旋转抑制件的第二端在所述平面的相反侧与所述空心体相互作用，并且其中一方面所述轴齿轮和所述螺母齿轮的接触区域以及另一方面所述第二端的接触区域位置彼此相对，使得作用在所述活塞致动器上的残余力矩小于所述驱动装置产生的力矩的大约20%，具体地接近零。通过调节齿轮的位置、活塞致动器旋转抑制件的力吸收面积和包括钟摆点的共同的刚性轴之间的合适的空间关系，能够保持栗的活塞轴承没有可忽略的量的不希望的机械负载或在该可忽略的量内。这可以通过以这种方式布置部件来实现:驱动装置的力乘以齿轮啮合处与包含钟摆点的平面之间的轴向距离所产生的力矩由布置成与活塞致动器旋转抑制件相对的啮合的轴向和径向位置来补偿。
[0040]在一个实施例中，所述轴齿轮和所述螺母齿轮被构造成提供从所述驱动装置到所述螺母的齿轮减速，特别是在大约I: 2至大约1:10范围内的齿轮减速，更具体地，在大约I: 3至大约1:7的范围内的齿轮减速。由于这种齿轮减速，显著减小了对驱动装置提供的扭矩和在驱动装置上工作的增量编码器的分辨率的要求。换句话讲，提供所述齿轮减速允许实施简单且小的驱动装置以及简单的编码器。
[0041]在一个实施例中，所述活塞组件包括活塞以及在上面安装了所述活塞的活塞底座，其中所述活塞形成使所述流体移动的所述活塞组件的自由前部，并且所述活塞底座形成在所述栗的工作模式下与所述活塞致动器刚性地装配在一起的所述活塞组件的后部。活塞可以是圆柱形构件，该圆柱形构件具有使流体移动的前表面并且具有沿着由密封所密封的工作室滑动的侧面。活塞底座或活塞脚包括用于容纳活塞的端部的凹槽或容纳体积，并且包括与活塞致动器配合的另一个部分。
[0042]在一个实施例中，所述栗包括栗头以及容纳所述活塞致动器的栗底座，所述栗头包括所述工作室和所述活塞组件，其中所述栗头和所述栗底座被构造成通过致动紧固件可彼此紧固或可彼此不紧固。例如，这种紧固件可以实施为由螺丝刀操作的一个或多个螺钉，从而使栗头与栗底座连接上。在一个实施例中，所述驱动装置位于所述栗底座内。
[0043]在一个实施例中，所述栗被构造成由微型栗(具体地，具有微升/分钟的流速)、纳米栗(具体地，具有纳米升/分钟的流速)、液相色谱栗(例如，用于栗送HPLC中的流动相的高压栗)和预备栗(即，用于准备目的的栗)组成的组中的一者。因此，所述运动补偿和轴承架构与迥然不同类型的栗相容。
[0044]在一个实施例中，所述栗被构造成用于以至少500巴，具体地至少1000巴，更具体地至少1500巴的压力栗送所述流体。在存在这种高压力值的情况下，特别声明由于简单轴承装置和像钟摆的活塞致动器组件而对机械配合的宽松要求。
[0045]分离装置可以用分离材料填充。也可以表示成固定相的这种分离材料可以是允许与样品流体可调节程度的交互以便能够分离这种样品流体的不同成分。分离材料可以是液相色谱柱填充材料或包括由聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅和二氧化硅凝胶或具有化学改性(涂覆、封端等)表面的任何上述成分中的至少一种的包装材料。然而，可以使用任何包装材料，所述包装材料允许穿过此材料的分析物分成不同成分，例如，由于包装材料与分析物的组分之间的不同种类的交互或亲合性。
[0046]分离装置的至少一部分可以用流体分离材料填充，其中流体分离材料可以包括大小在大致Ipm至大致50pm的范围内的小珠。因此，这些小珠可以是可以填充在微流体装置的分离部分内的小颗粒。小珠可以具有大小在大致0.0 Ipm至大致0.2pm的范围内的孔。流体样品可以穿过孔，其中在流体样品与孔之间可以发生交互。
[0047]分离装置可以是用于分离流体样品的成分的色谱柱。因此，示例性实施例可以特别地在液相色谱设备的上下文中实施。
[0048]流体分离设备可以被构造成通过分离装置引导液体流动相。作为液体流动相的替代形式，通过使用流体分离设备可以处理气体流动相或包含固体颗粒的流动相。也可以通过使用示例性实施例处理作为不同相(固相、液相、气相)的材料。流体分离设备可以被构造成以高压，具体地，至少600巴，更具体地，至少1200巴，引导流动相穿过系统。
[0049]流体分离设备可以被构造成微流体装置。术语“微流体装置”可以具体地表示本文所述的流体分离装置，流体分离装置允许穿过微通道输送流体，所述微通道的尺寸在小于500pm，具体地小于200pm，更具体地，小于I OOpm或小于50pm或更小的数量级。
[0050]在液相色谱设备的样品注射器中可以实施示例性实施例，所述样品注射器利用来自流体容器的样品流体，并且可以将这种样品流体注射到导管中用于供应到分离柱。在此过程期间，可以将样品流体从例如正常压力压缩到例如几百巴或甚至1000巴或更高的压力。自动取样机可以将样品流体从小瓶自动注射到样品环中(可替代地，可以应用固定环的概念)。自动取样机的尖端或针状物可以浸渍在流体容器中，可以将流体吸入到毛细管中并且然后可以驱动返回到底座中，然后，例如通过可切换的流体阀，朝着液相色谱设备的样品分离部分注射样品流体。
[0051]流体分离设备可以被构造成分析流动相中的样品流体的至少一种成分的至少一种物理、化学和/或生物参数。术语“物理参数”可以具体地表示流体的大小或温度。术语“化学参数”可以特别地表示分析物的组分浓度、亲和性参数等。术语“生物参数”可以特别地表示生物化学溶液中的蛋白质或基因等、成分的生物活性等的浓度。
[0052]流体分离设备可以在不同的技术环境中实施，如传感器装置、测试装置、用于化学、生物和/或药物分析的装置、毛细管电泳装置、液体色谱分析装置、气相色谱设备、电子测量设备或质谱分析装置。具体地，流体分离设备可以是高效液相色谱分析(HPLC)设备，由此可以分离、检测并分析分析物的不同组分。
[0053]本发明的实施例包括流体分离设备，所述流体分离设备被构造成用于分离流动相中的样品流体的化合物。流体分离设备可以包括被构造成驱动流动相通过流体分离设备的流动相驱动，如栗送系统。可以作为色谱柱的分离装置被设置成用于分离流动相中的样品流体的化合物。流体分离设备还可以包括:样品注射器，被构造成将样品流体引入到流动相中；检测器，被构造成检测样品流体的分离的化合物;收集器，被构造成收集样品流体的分离的化合物;数据处理装置，被构造成处理从流体分离设备接收的数据;和/或脱气设备，用于使流动相脱气。
[0054]本发明的实施例可以基于最常用的HPLC系统来实施，如Agilent I 290系列Infinity系统、Agilent 1200系列Rapid Resolut1n LC系统或Agilent 1100HPLC系列(全部由
【申请人】Agilent Technologies提供，参见www.agilent.com，其在本文中通过引用的方式并入)。
[0055]—个实施例包括具有活塞的栗，所述活塞用于在栗工作室中往复运动以将栗工作室中的液体压缩到液体的可压缩性变得明显的高压。一个实施例包括以串联或并联方式耦接的两个栗。
[0056]流动相(洗脱液)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。可以选择使感兴趣的化合物和/或流动相的量的保持最小化以进行色谱分析。流动相也可以被选择成使得可以有效地分离不同的成分。流动相可以包括通常用水稀释的有机溶剂，例如，甲醇或乙腈。对于梯度操作，水和溶剂可以在单独的瓶子中输送，由此梯度栗向系统输送程序化的共混物。其他常用的溶剂可以是异丙醇、THF、己烷、乙醇和/或它们的任意组合或具有上述溶剂的这些溶剂的任意组合。
[0057]这些样品流体可以包括工艺液体、中性样品如汁液、体液(如血浆)的任意种类，或者它可以是从比如发酵液的反应引起的。
[0058]所述流体优选地是液体，但是也可以或包括气体和/或超临界流体(例如，在超临界流体色谱法(SFC)中使用的，如US4982597A中公开的)。
[0059]流动相中的压力可以在2至200MPa(20至2000巴)，具体地10至150MPa(100至1500巴)，并且更具体地，50至120MPa(500至1200巴)的范围内。
【附图说明】
[0060]通过结合附图参照实施例的以下更详细的描述将容易认识并更好地理解本发明的实施例的其他目的和许多附加优点。用相同的附图标记指代基本上或功能上相同或相似的特征。
[0061]图1示出了根据本发明的实施例的具体地用于高性能液相色谱(HPLC)的液体分离
目.ο
[0062]图2图示了根据本发明的示例性实施例的在工作模式下的栗的剖视图。
[0063]图3至图6图示了根据本发明的示例性实施例的栗的示意图。
【具体实施方式】
[0064]附图的图示为示意性地。
[0065]参照附图，在更详细地描述示例性实施例之前，将总结基于其开发本发明的示例性实施例的一些基本构思。
[0066]本发明的示例性实施例提供了用于高性能液相色谱(HPLC)设备的活塞的钟摆驱动和基于阀的高压溶剂输送系统(SDS)。
[0067]常规的高压流体栗一方面将产生力和活塞运动的功能，另一方面，将溶剂输送功能分成两个单独的机械组件。这种方法在需要提供所有必要的自由度的这些组件之间产生临界界面(按照因此非常复杂的轴承装置)以防止多余的引导或力。在过去的几年内，按照轴承装置的设计，需要急剧提高的SDS的压力要求(400巴、600巴、1200巴)以及实现上述方法的额外昂贵的零件和紧密公差工作的要求。
[0068]本发明的示例性实施例允许以更低的制造成本提高栗的可靠性。这种方法提供了一般概念作为广泛的应用范围的建造设置。此外，临界界面零件的宽泛的公差容差是固有的。这导致根据示例性实施例的机械结构节内约成本。在这种实施例中，电驱动力矩可以通过一对带齿的正齿轮(具体地为驱动齿轮和螺母齿轮)间接地耦接上，这对带齿的正齿轮如果根据本发明的实施例布置可以允许齿轮减速和两个额外的旋转自由度。齿轮减速导致进一步简化驱动装置，如电动机(其可以被构造成具有更高的速度，同时允许按照扭矩需要来缩小要求)，并且进一步简化增量编码器(其可以通过齿轮减速而以更高的分辨率工作，同时允许对编码器更低的分辨率要求)。
[0069]—方面用于产生力和活塞运动的功能，另一方面，用于溶剂输送功能的普通的刚性轴或轮轴是提供显著优点的根据本发明的示例性实施例的特征。在根据本发明的示例性实施例的栗中可实施的另一个有利的特征是减小(与常规的方法相比)复杂度，以及因此对两个轴承点或部分的轴承装置的空间要求。力产生和活塞运动的第一轴承点(其也可以表示成致动器轴承)限制了两个平移自由度，但是保持了所有的旋转自由度(像球关节或三维钟摆轴承)。第二个轴承点或部分(其也可以表示成活塞轴承)可以位于靠近溶剂输送部分的活塞密封件，并且可以被构造成限制两个旋转自由度。第三平移自由度可以由滚珠螺杆组件心轴亦或螺母的轴向滚珠螺杆运动来控制，并且可以输送用于栗送功能的运动。第三旋转自由度可以被限制成靠近力产生和活塞运动的第一轴承点的转环区域。这是根据本发明的示例性实施例的栗的进一步特征的一部分，因为这种结构在补偿驱动扭矩的同时保持第二轴承点几乎没有额外的负载。上述特征的另一个部分是驱动扭矩如何耦接到滚珠螺杆组件中。如果驱动滚珠螺杆螺母，带齿的正齿轮可以固定在与力产生和活塞运动的第一轴承点对齐的滚珠螺杆螺母上。虽然电动机的小齿轮可以固定在栗的传动柜或外壳上，但是滚珠螺杆的正齿轮可以按照旋转自由容差移动。应当清楚的是，这些旋转自由度的方向中的两个可以限定为(具体地可以最小化)以补偿零件和界面公差，同时安装或维护栗驱动。根据这种实施例，可以保持所有的驱动力和力矩非常靠近力产生和活塞运动的第一轴承点的中性区域，从而导致用于固定轴承的边缘的额外负载或位于靠近溶剂输送部分的活塞密封件的第二轴承点。
[0070]现在更详细地参照附图，图1描绘了液体分离系统10的总体示意图。栗20通常经由脱气器27接收来自溶剂供应件25的流动相，该脱气器脱气并且因此减少流动相中溶解的气体量。作为流动相驱动，栗20驱动流动相通过包括固定相的分离装置30 (如色谱柱)ο分离装置40可以设置在栗20与分离装置30之间，以便经历或添加(通常称为样品导入)样品流体到流动相中。分离装置30的固定相被构造成分离样品液体的化合物。提供检测器50用于检测采样流体的分离的化合物。分馏装置60可以设置成用于输出样本流体的分离的化合物。
[0071]在流动相可以仅由一种溶剂组成时，其也可以由多种溶剂混合。这种混合可以是低压混合并且设置在栗20的上游，使得栗20准备接收并栗送混合的溶剂作为流动相。可替代地，栗20可以由多种单独的栗送装置组成，多个栗送装置均接收并栗送不同的溶剂或混合物，使得在高压下并且在栗20的下游(或作为其一部分)发生流动相的混合(分离装置30接收的)。流动相的组合物(混合物)可以随时间变化保持恒定，所谓的等梯度模式，或者随时间变化，所谓的梯度模式。
[0072]数据处理装置70(其可以是常规的个人计算机或工作站)可以耦接(由虚线箭头所示)至液体分离系统10中的一个或多个装置以便接收信息并且/或者控制操作。如，数据处理装置70可以控制栗20的操作(例如，设置控制参数)并且从其接收有关实际工作条件的信息(如栗的出口的输出压力、流速等)。数据处理装置70还可以控制溶剂供应器25的操作(如，设置待供应的溶剂或溶剂混合物)和/或脱气器27(如设置控制参数，如真空水平)，并且可以从其接收有关实际工作条件的信息(如，随时间变化供应的溶剂成分、流速、真空水平等)。数据处理装置70可以进一步控制采样装置40的操作(如，用栗20的工作条件控制样品注入或同步样品注入)。采样装置30还可以由数据处理装置70控制(例如，选择具体的流动路径或柱，设置工作温度等)，并且向数据处理装置70发送(作为回应)信息(如，工作条件)。因此，检测器50可以由数据处理装置70(例如，参照光谱或波长设置、设置时间常数、开始/停止数据采集)控制，并且向数据处理装置70发送信息(例如，有关检测的样品化合物)。数据处理装置70还可以控制分馏装置60的操作(如，结合从检测器50接收的数据)并且提供数据反馈。
[0073]图2图示了根据本发明的示例性实施例的在工作模式下(S卩，在装配栗20并且因此准备转移流体如液体时)的栗20的剖视图。
[0074]栗20包括工作室200以及被构造成用于在工作室200内往复运动从而使流体移动的活塞组件202 ο通过活塞组件202沿着图2的水平方向往复运动，流体可以在入口阀门277与出口阀门279 (它们的功能也可以互换)之间移动。活塞组件202由刚性地安装在活塞底座228(其也可以表示成活塞脚)上的圆柱形活塞226构成。还预见到线性活塞致动器204，并且在栗20的图示的工作模式下与活塞组件202装配在一起，使得活塞致动器204和活塞组件202完全不能执行任何运动或者彼此独立旋转。换句话讲，当刚性地彼此耦接上时，如图2所示，活塞致动器204和活塞组件202总是执行任何平移和/或旋转运动并且仅共同作为整体。在图2的实施例中，安装在活塞致动器204上的一对接合杆275与活塞组件202接合，并且因此确保活塞组件202和活塞致动器204之间的刚性耦接处在栗20的图示的工作模式下。为了维护的目的，即，在维护模式(未示出)下，然而，能够从活塞致动器204临时拆卸活塞组件202，例如，为了维护、维修或替换(例如损坏或磨损的)活塞组件202。活塞组件202与活塞致动器204之间对应的分离可以通过迫使接合杆275旋转来实现(例如，通过从图2左手侧的栗底座拆卸图2右手侧的栗头来触发)，使得接合杆275与活塞组件202脱开。然而，这种维护模式不同于栗20的上述工作模式，其中活塞组件202和活塞致动器204保持刚性耦接。
[0075]驱动装置216，如电动机，产生用于驱动活塞致动器204并且继而驱动活塞组件202的旋转能量以供栗送流体。驱动单元216使用于提供动能的传动轴218旋转，动能被转移到活塞组件202。为了这种能量转移，栗20包括齿轮机构，该齿轮机构被构造成将传动轴218的旋转驱动能量转换成活塞致动器204沿着图2的水平轴的线性运动。通过周向包围传动轴218的多个齿构成的轴齿轮220，旋转能量被转移到螺母齿轮222，该螺母齿轮刚性地耦接至滚珠螺杆组件的螺母224并且围绕其布置，从而使螺母224旋转。轴齿轮218的齿和螺母齿轮220的齿以一定程度的间隙彼此啮合或接合，以允许轴齿轮218和螺母齿轮222执行一些独立的补偿运动，例如，在零件和/或界面公差的事件中，以及在安装或维护栗20的零件时。轴齿轮218和螺母齿轮220的尺寸被设计成提供从驱动装置216到螺母224的约1:5的齿轮减速，这样减少对驱动装置216将要提供的所需扭矩的需求。这允许不仅实施非常简单的驱动装置216，而且实施位于驱动装置216(未示出)的传动轴218上的非常简单的增量编码器。通过一对螺纹(图2中未示出)，旋转螺母224与构成活塞致动器204的管状心轴配合。螺母224和心轴型活塞致动器204由此构成滚珠螺杆组件。
[0076]活塞致动器旋转抑制件214以这样一种方式影响活塞致动器204，活塞致动器204可以仅仅以平移方式沿着刚性耦接的活塞致动器组件的共同的刚性轴206移动，而不围绕共同的刚性轴206旋转。从而，能够将纵向驱动能量唯一地传递到活塞组件202以沿着活塞致动器组件的共同的刚性轴206往复运动。
[0077]栗20还包括轴承装置208和210，该轴承装置用于承载栗20内的活塞组件202和活塞致动器204。轴承装置208、210以限定方式减小刚性钟摆如栗20内部的活塞致动器组件的自由可动性。更具体地讲，轴承装置208、210支撑活塞致动器204和活塞组件202，使得活塞致动器组件能够围绕位于共同的刚性轴206上的活塞致动器204中的钟摆点212执行集体公差补偿钟摆运动。轴承装置208、210由此仅经由两个轴承形成，S卩，致动器轴承208和活塞轴承 210。
[0078]致动器轴承208(这里被构造成沟球轴承，细节参考比较图5和图6)是被指定给活塞致动器204的唯一的轴承并且在钟摆点212支撑活塞致动器204，同时允许活塞致动器组件围绕钟摆点212恰好以三个旋转自由度旋转。与两个旋转自由度对应的旋转轴均定向成与共同的刚性轴206垂直，并且由活塞轴承210限制。活塞致动器旋转抑制件214在这里被构造成限制三个旋转自由度，从而通过利用来自活塞致动器204的力矩执行抑制与活塞致动器204的交互的旋转，这样防止围绕共同的刚性轴206旋转。
[0079]活塞轴承210仅仅是承载活塞组件202的轴承。有利地，致动器轴承208与活塞轴承210之间的轴距L(例如，在30mm与200mm之间的范围内，例如，大约100mm)显著大于致动器轴承208的固有体积和活塞轴承210的固有体积。因此，致动器轴承208和活塞轴承210可以有效地充当点状的轴承(尽管具体地，活塞轴承210可以具有一些不可忽视的固有的轴向延伸，如图3中更详细地图示)。致动器轴承208被构造成具有优选地故意增大的间隙(在沟槽界定壁与沿着沟槽运行的球之间)的沟球轴承，以允许致动器轴承208承受一定范围内(例如，土 3毫弧度)的平衡或补偿运动。
[0080]由于在共同的刚性轴206的方向上沿着活塞致动器组件延伸的简单且少量的轴承位置，轴承装置208、210不涉及轴承架构中任何不需要的超定，并且因此按照用于承载并支撑活塞致动器组件的机械配合的精度与宽松的需求兼容。
[0081 ]图3是根据本发明的另一个不例性实施例的栗20的不意图。
[0082]图3示出了栗20，包括栗头314(为了溶剂输送，S卩，栗20的液压件)，该栗头包括工作室200和活塞组件202。此外，栗20包括容纳活塞致动器204的栗底座316(用于力产生和活塞运动)。驱动单元216也位于栗底座316内。栗头314和栗底座316被构造成通过致动紧固件(未示出)可彼此紧固或可彼此不紧固。
[0083]图3中图示的一些细节应当描述成如下:图3中的附图标记330表示栗20的传动柜或外壳的单独的部分或部分，栗20的相应的构件通过该传动柜或外壳被刚性地支撑。使活塞组件202与活动致动器204刚性地耦接的刚性耦接器用附图标记332表示。然而，还能够使活塞组件202与活塞致动器204直接刚性地耦接上。减阻球334可以沿着活塞致动器204与螺母224之间的沟槽运动。
[0084]如图2所示，图3中示出的栗20还包括:轴齿轮220，安装成用于与传动轴218—起旋转;和螺母齿轮222，安装成用于与螺母224—起旋转。轴齿轮220和螺母齿轮222被设置成使得它们的各个齿彼此啮合以便通过轴齿轮220、螺母齿轮222和螺母224将驱动能量从传动轴218传递到构成活塞致动器204的心轴。从图3可以看出，轴齿轮220和螺母齿轮222定位成使得它们的齿在平面333上彼此啮合，该平面包括钟摆点212并且与共同的刚性轴206垂直，即，在中性轴上或非常靠近中性轴。在活塞致动器组件倾斜的场景中，齿轮222的齿通过使用轴齿轮220与螺母齿轮222之间的接合间隙沿着中性轴距离跟随此倾斜运动。因此，有效地抑制了齿轮220、222与不希望的轴向位移之间的侧向力的不希望的传递。换句话讲，通过使用图示的齿轮机构，力的有效方向被引导靠近滚珠螺杆的转环区域。
[0085]在图3的实施例中，活塞致动器旋转抑制件214布置在管状活塞致动器204的内部通孔中，这导致紧凑的结构。从图3可以看出，活塞致动器旋转抑制件214还在平面333上或非常靠近该平面工作(即，与活塞致动器204的内表面接触，用于力传输)并且与共同的刚性轴206(钟摆点212或球心302)对称。
[0086]图3的实施例中的轴承装置208、210包括具有多个轴承滚珠300的球面轴承(或滚珠螺母轴承)的结构的致动器轴承208(其也可以表示成第一轴承点或轴承部分)，这些轴承滚珠都位于围绕钟摆点212的(虚拟)球302的表面上。此对称结构具有对外部扭曲而言非常高的公差并且因此允许用于系统的正确的平衡或均衡运动。
[0087]图3的实施例中的轴承装置208、210包括活塞轴承210(其还可以表示成第二轴承点或轴承部分)。在继续更详细地解释图3之前，应当对图3至图6的实施例进行一般说明。在图3至图6的所有示意性图示中，活塞轴承210被图示为具有活塞轴承位置304，该活塞轴承位置在图中似乎具有一定的内部体积。然而，应当澄清的是，这种内部体积仅示意性地图示虚拟体积(即，用于容积式定位容差)，轴承装置208、210在该虚拟体积内能够补偿零件和/或界面公差。在此主动工作模式下，活塞致动器组件被固定地支撑在轴承装置208、210内。
[0088]活塞轴承210被构造成用于在活塞轴承位置304支撑活塞组件202以在空间上限制在活塞组件202的位置补偿钟摆型活塞致动器组件的钟摆运动的公差。更具体地讲，活塞轴承210包括固定的空心对接结构306，该固定的空心对接结构限定容积式定位容差和活塞轴承位置304并且具有活塞组件202在轴向上延伸所穿过的通孔308。活塞轴承210的两个轴向间隔开的轴承环310周向地包围活塞组件202的外表面，并且由固定地安装在传动柜330处的固定的空心对接结构306支撑。此外，活塞密封件312位于轴承环210之一的前缘面上并且密封活塞组件202。
[0089]从图3可以看出，钟摆点212与活塞轴承210的中心之间的轴向距离比活塞轴承位置304的轴向范围或活塞轴承210的固有延伸的轴向范围大很多倍。因此，尽管活塞轴承210具有一些内部结构，但是其作为单个轴承高效地工作。
[0090]在图3的实施例中，所有的驱动力和力矩非常靠近中性区域(参见平面333)起作用，导致用于固定的轴承的仅边缘的额外的负载。两个容许的旋转自由度在图3中标为“I”和“2”，然而由活塞致动器旋转抑制件214限制或禁用的第三旋转自由度在图3中标为“3”。图3中的附图标记335表示与往复运动对应的轴向运动。
[0091]图4是根据本发明的另一个示例性实施例的栗20的示意图。在下文中，基本上将解释与图3的实施例的差异。
[0092]根据图4，致动器轴承208被对称地构造为一对球面轴承，各球面轴承具有相应的一组轴承滚珠300，其中一组的所有轴承滚珠300位于相应的球体400、402的相应的表面上。第一组轴承滚珠300被构造成沿着分配给球体400的第一轨道431运行。第二组轴承滚珠300被构造成沿着分配给球体402的第二轨道433运行。球体400、402均具有作为共同中心但是具有不同半径的钟摆点212。球体402具有大于球体400的半径。三个轴承壳410、412和414被图示为形成这对球面轴承的一部分。轴承壳410、414布置在螺母224上，然而中心轴承壳412附连至传动柜330。传动轴218的旋转方向用附图标记447表不。
[0093]图4的实施例具有紧凑设计的优点，因为驱动装置216可以布置在钟摆点212的右手侧。此外，传动装置界面位于轴承装置208、210的外侧，这样增大了耦接驱动装置216的柔性。通过定位齿轮220、222以及远离图4的左手侧的活塞致动器旋转抑制件214的功能部分进一步有利地增加活塞轴承210与致动器轴承208之间的空间距离。因此，与图3形成对照，在致动器轴承208与活塞轴承210之间对于共同的刚性轴206的方向布置驱动装置216。
[0094]图5是根据本发明的又一个示例性实施例的栗20的示意图。在下文中，基本上将解释与图3的实施例的差异。
[0095]根据图5，活塞致动器旋转抑制件214(作为悬臂型并且在图5的横截面中为基本L型)布置成围绕并且固定地连接至(例如，焊接至)活塞致动器204。更具体地讲，活塞致动器旋转抑制件214具有固定地连接(例如焊接)至活塞致动器204的第一端502并且包括位于空心体506(固定在传动柜330上并且具有收缩510)内的第二自由端504，以便限定靠近平面333的狭窄的接触区域，该平面包括仅限制轴向旋转自由度的钟摆点212。第二端504布置成在平面333中与空心体506相互作用，该平面包括钟摆点212并且与共同的刚性轴206垂直，即，活塞致动器旋转抑制非常靠近中性点或者甚至在中性点工作。
[0096]通过实施固定地连接至螺母224并且在外表面承载螺母齿轮222的杯状构件520，可以确保在致动器轴承平面333内发生齿轮220、222与活塞致动器旋转抑制之间的力传输，该致动器轴承平面被定向成与共同的刚性轴206垂直并且包括钟摆点212。这种结构以及图3和图4所述的原理保持活塞轴承210在原则上没有除同心负载之外(由于活塞运动和栗压力)的任何额外的驱动负载。从图5可以看出，杯状构件520被围绕致动器轴承208轴向地引导，以便使螺母齿轮222在平面333内处于在功能上配合的位置。
[0097]根据图5，致动器轴承208被构造成紧凑且简单的沟球轴承，该沟球轴承具有全部位于圆环空间500中的多个轴承滚珠300，其可以表示成围绕钟摆点212的沟槽。圆环空间500的横截面积大于轴承滚珠300的横截面积。因此，环空间尺寸H也大于轴承滚珠直径h，使得条件h〈H得以实现。通过将轴承滚珠300宽松地定位在圆环空间500中，能够允许轴承滚珠300的公差均衡或补偿运动垂直于它们围绕圆环空间500的运动。
[0098]图6图示根据本发明的再一个示例性实施例的栗20的示意图。在下文中，基本上将解释与图5的实施例的差异。
[0099]根据图6，轴齿轮220和螺母齿轮222定位成以便在平面333外侧(根据图6在左手侦m皮此啮合，该平面包括钟摆点212并且与共同的刚性轴206垂直。此外，活塞致动器旋转抑制件214的第二端504布置成在平面333外侧(根据图6在右手侧，S卩，在相反侧)与空心体506相互作用。换句话讲，一方面齿轮力传输和另一方面活塞致动器旋转抑制在平面333的相反侧发生。然而，根据图6还能够补偿零件公差和/或界面公差和/或扰动力和负载，因为一方面轴齿轮218和螺母齿轮220以及另一方面活塞致动器旋转抑制件214的第二端504定位成彼此相对，使得驱动装置216的有效作用残余力矩(其将需要由活塞轴承210补偿)基本上为零或者至少很小。这可以通过以下方式实现:根据A与B和C与D的杠杆平衡的几何条件平衡以及齿轮220、222的接触区域和活塞致动器旋转抑制件214的接触区域与空心体506的收缩510之间的角度条件布置上述部件。图6的剖视图中不能图示此角度条件，因为它与共同的刚性轴206垂直或与平面333平行。在这种条件下，“A”表示共同的刚性轴206与齿轮220、222间的齿啮合位置之间的径向距离。“B”表示共同的刚性轴206与第二端504的径向中心之间的径向距离。“C”表示钟摆点212与齿轮220、222之间的齿啮合位置之间的轴向距离。“D”表示钟摆点212与收缩510处的活塞致动器旋转抑制位置之间的轴向距离。图6的优点是极为简单且具有成本效益的设计，然而这种设计确保了栗20的部件的长寿命。
[0100]应该指出的是，术语“包括”不排除其他元件或特征，并且“一个”或“一种”不排除多个。还可以组合结合不同的实施例描述的元件。还应该指出的是，权利要求书中的附图标记不应当理解成限制权利要求书的范围。
【主权项】
1.一种用于栗送流体的栗(20)，所述栗(20)包括: 工作室(200); 活塞组件(202)，被构造成用于在所述工作室(200)内往复运动从而使流体移动； 活塞致动器(204)，至少在所述栗(20)的工作模式下与所述活塞组件(202)刚性地装配在一起，从而将驱动能量传递到所述活塞组件(202)，以沿着所述活塞组件(202)和所述活塞致动器(204)提供的活塞致动器组件的共同的刚性轴(206)往复运动；以及 轴承装置(208，210)，承载所述栗(20)中的所述活塞组件(202)和所述活塞致动器(204)，使得所述活塞致动器组件能够围绕所述共同的刚性轴(206)上的所述活塞致动器(204)处的钟摆点(212)执行钟摆型补偿运动。2.根据权利要求1所述的栗(20)，其中所述轴承装置(208，210)包括在所述钟摆点(212)支撑所述活塞致动器(204)的致动器轴承(208)。3.根据权利要求2所述的栗(20)，其中所述致动器轴承(208)被构造成用于在允许所述活塞致动器组件围绕所述钟摆点(212)旋转，具体地恰好以两个旋转自由度旋转的同时在所述钟摆点(212)支撑所述活塞致动器(204)。4.根据权利要求3所述的栗(20)，其中所述致动器轴承(208)是承载所述活塞致动器(204)的唯一的轴承。5.根据权利要求2至4的任一项所述的栗(20)，其中所述致动器轴承(208)被构造成具有多个轴承滚珠(300)的球面轴承，所述轴承滚珠都位于围绕所述钟摆点(212)的球体(302)的表面上。6.根据权利要求2至4的任一项所述的栗(20)，其中所述致动器轴承(208)被构造成一对球面轴承，所述球面轴承均具有相应的多个轴承滚珠(300)，所述轴承滚珠都位于相应的球体(400，402)的相应的表面上，其中所述球体(400，402)都具有作为共同的中心的钟摆点(212)但是具有不同的半径。7.根据权利要求2至4的任一项所述的栗(20)，其中所述致动器轴承(208)被构造成具有多个轴承滚珠(300)的沟球轴承，所述轴承滚珠都位于围绕所述钟摆点(212)的圆环空间(500)中。8.根据权利要求7所述的栗(20)，其中所述圆环空间(500)的横截面积大于所述滚珠(300)的横截面积，从而允许所述滚珠(300)的补偿运动垂直于它们围绕所述圆环空间(500)的运动。9.根据权利要求1至8的任一项所述的栗(20)，其中所述轴承装置(208，210)包括活塞轴承(210)，所述活塞轴承以容积式定位容差在活塞轴承位置(304)处、具体地在截头圆锥内支撑所述活塞组件(202)以在空间上限制所述活塞组件(202)的钟摆运动。10.根据权利要求9所述的栗(20)，其中所述活塞轴承(210)是承载所述活塞组件(202)的唯一的轴承。11.根据权利要求9或10所述的栗(20)，其中所述活塞轴承(210)包括: 固定的空心对接结构(306)，界定所述活塞轴承位置(304)并且具有所述活塞组件(202)延伸所穿过的通孔(308);以及 至少一个轴承环(310)，包围所述活塞组件(202)的外表面，并且位于所述固定空心对接结构(306)内。12.根据权利要求11所述的栗(20)，其中所述至少一个轴承环被构造成由活塞密封件(312)、一对轴向间隔的轴承环(310)以及除活塞密封件(312)之外的至少一个轴承环(310)组成的组中的一者。13.根据权利要求2和9所述的栗(20)，其中所述钟摆点(212)与所述活塞轴承(210)的中心之间的轴向距离大于所述活塞轴承位置(304)的轴向范围，具体地为所述轴向范围的至少三倍，更具体地为至少五倍。14.根据权利要求1至13的任一项所述的栗(20)，其中所述轴承装置(208，210)包括多个轴承(208，210)，其中所述多个轴承(208，210)的仅单个轴承支撑所述活塞组件(202)和所述活塞致动器(204)中的至少一个。15.根据权利要求1至14的任一项所述的栗(20)，包括活塞致动器旋转抑制件(214)，所述活塞致动器旋转抑制件被构造成与所述活塞致动器(204)配合以便抑制所述活塞致动器(204)围绕所述共同的刚性轴(206)旋转。16.根据权利要求15所述的栗(20)，其中所述活塞致动器旋转抑制件(214)被构造成通过在包括所述钟摆点(212)并且与所述共同的刚性轴(206)垂直的平面中利用来自所述活塞致动器(204)的力矩来执行抑制与所述活塞致动器(204)的交互的旋转。17.根据权利要求15或16所述的栗(20)，其中所述活塞致动器旋转抑制件(214)的至少一部分布置在选自由所述活塞致动器(204)内部的位置和围绕所述活塞致动器(204)的位置组成的组的位置。18.根据权利要求15至17的任一项所述的栗(20)，其中所述活塞致动器旋转抑制件(214)具有固定地连接至所述活塞致动器(204)的第一端(502)并且包括位于空心体(506)内的自由第二端(504)，以便允许所述第二端(504)有限的补偿运动。19.根据权利要求18所述的栗(20)，其中所述第二端(504)被布置成在包括所述钟摆点(212)并且与所述共同的刚性轴(206)垂直的平面中与所述空心体(506)相互作用。20.根据权利要求1至19的任一项所述的栗(20)，其中所述活塞致动器(204)是线性致动器，所述线性致动器被构造成在被驱动时沿着所述共同的刚性轴(206)执行线性运动。21.根据权利要求1至20的任一项所述的栗(20)，其中所述栗(20)包括驱动装置(216)，所述驱动装置用于产生驱动能量，以便驱动所述活塞致动器(204)并且继而驱动所述活塞组件(202)。22.根据权利要求21所述的栗(20)，其中所述驱动装置(216)被构造成用于在所述驱动装置(216)的传动轴(218)产生旋转驱动能量。23.根据权利要求22所述的栗(20)，包括齿轮机构，所述齿轮机构被构造成用于将所述旋转驱动能量转换成所述活塞致动器(204)的线性运动。24.根据权利要求23所述的栗(20)，其中与所述活塞致动器(204)配合的所述齿轮机构被构造成滚珠螺杆，所述滚珠螺杆包括作为所述活塞致动器(204)的心轴以及与所述心轴配合并且能够由所述驱动装置(216)旋转的螺母(224)。25.根据权利要求24的任一项所述的栗(20)，包括活塞致动器旋转抑制构件(214)，所述活塞致动器旋转抑制构件被构造成与所述心轴(204)配合以便在所述螺母(224)旋转时抑制所述心轴的旋转。26.根据权利要求24或25所述的栗(20)，包括安装成用于与所述传动轴(218)—起旋转的轴齿轮(220)，并且包括安装成用于与所述螺母(224)—起旋转的螺母齿轮(222)，其中所述轴齿轮(220)和所述螺母齿轮(222)布置成彼此啮合以便通过所述螺母(224)将驱动能量从所述传动轴(218)转移到所述心轴。27.根据权利要求26所述的栗(20)，包括以下特征中的至少一个: 所述轴齿轮(220)和所述螺母齿轮(222)定位成以便在包括所述钟摆点(212)并且与所述共同的刚性轴(206)垂直的平面上彼此啮合； 所述轴齿轮(220)和所述螺母齿轮(222)是一对直齿正齿轮； 所述轴齿轮(220)和所述螺母齿轮(222)是一对螺旋齿正齿轮。28.根据权利要求18和26所述的栗，其中所述轴齿轮(220)和所述螺母齿轮(222)定位成以便在包括所述钟摆点(212)并且与所述共同的刚性轴(206)垂直的平面外彼此啮合，所述活塞致动器旋转抑制件(214)的第二端(504)在所述平面的相反侧与所述空心体(506)相互作用，并且其中一方面所述轴齿轮(218)和所述螺母齿轮(220)的接触区域以及另一方面所述第二端(504)的接触区域位置彼此相对，使得作用在所述活塞致动器(204)上的残余力矩小于所述驱动装置(216)产生的力矩的20%，具体地基本上为零。29.根据权利要求26至28的任一项所述的栗(20)，其中所述轴齿轮(218)和所述螺母齿轮(220)被构造成提供从所述驱动装置(216)到所述螺母(224)的齿轮减速，具体地在1:2至1:1O范围内的齿轮减速，更具体地，在1:3至1:7的范围内的齿轮减速。30.根据权利要求1至29的任一项所述的栗(20)，其中所述活塞组件(202)包括活塞(226)以及安装有所述活塞(226)的活塞底座(228)，其中所述活塞(226)形成使所述流体移动的所述活塞组件(202)的自由前部，并且所述活塞底座(228)形成在所述栗(20)的工作模式下与所述活塞致动器(204)刚性地装配在一起的所述活塞组件(202)的后部。31.根据权利要求1至30的任一项所述的栗(20)，其中所述栗(20)包括栗头(314)以及容纳所述活塞致动器(204)的栗底座(316)，所述栗头包括所述工作室(200)和所述活塞组件(202)，其中所述栗头(314)和所述栗底座(316)被构造成通过致动紧固件可彼此紧固或可彼此不紧固。32.根据权利要求21和31所述的栗(20)，其中所述驱动装置(216)位于所述栗底座(316)内。33.根据权利要求1至32的任一项所述的栗(20)，被构造成由微型栗、纳米栗、液相色谱栗和预备栗组成的组中的一者。34.根据权利要求1至33的任一项所述的栗(20)，被构造成用于以至少500巴，具体地至少1000巴，更具体地或者至少1500巴的压力栗送所述流体。35.—种用于将流体样品分成多个组分的流体分离设备(10)，所述设备(10)包括: 根据权利要求1至34的任一项所述的栗(20)，被构造成沿着流体路径驱动包括流动相的流体和流动相中的流体样品的流体;以及 分离装置(30 )，布置在所述流体路径内并且被构造成将所述流体样品分成多个组分。36.根据权利要求35所述的流体分离设备(10)，还包括以下各项的至少一种: 注射器(40)，被构造成将所述流体样品注射到所述流动相中； 检测器(50)，被构造成检测所述流体样品的分离的组分； 分离装置(60)，被构造成收集所述流体样品的分离的组分； 数据处理装置(70)，被构造成处理从所述流体分离设备(10)接收的数据； 除气设备(27)，用于使所述流动相除气； 所述流体分离设备(10)被构造成色谱分析设备，具体地，液相色谱设备或气相色谱设备，更具体地，HPLC。37.一种操作用于栗送流体的栗(20)的方法，所述方法包括: 使活塞致动器(204)与活塞组件(202)刚性地装配在一起，所述活塞组件至少部分地位于所述栗(20)的工作室(200)内；移动所述活塞致动器(204)从而将驱动能量转移到所述活塞组件(202)以沿着所述活塞致动器组件的共同的刚性轴(206)往复运动从而使所述工作室(200)内的流体移动；以及通过轴承装置(208，210)承载所述栗(20)中的活塞组件(202)和活塞致动器(204)，使得所述活塞组件(202)和所述活塞致动器(204)提供的所述活塞致动器组件能够围绕所述共同的刚性轴(206)上的活塞致动器(204)处的钟摆点(212)执行钟摆型补偿运动。
【文档编号】F04B53/14GK106062361SQ201580010871
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】阿恩·库尔茨, 洛塔尔·米特兹拉夫, 伯恩哈德·德赫姆尔
【申请人】安捷伦科技有限公司