一种3D打印的逆流色谱分离柱的制作方法

本发明涉及分离分析仪器领域，尤其涉及一种3D打印的逆流色谱分离柱。

背景技术：

高速逆流色谱是一种基于液-液分配色谱，利用互不混溶的两相溶剂不断混合,将样品反复分配,根据分配系数依次洗脱。因无须任何固体载体或支撑体,所以能达到在短时间内实现高效分离和制备,并且可以达到几千个理论塔板数。在与其他类分离色谱相比,其不仅克服了固定相载体带来的样品吸附、损失、污染等缺点,同时还具备成本低,溶剂可回收等优点。

逆流色谱分离柱为逆流色谱的核心，常规逆流色谱分离柱由聚四氟乙烯管和管路支撑体构成，聚四氟乙烯管多层的缠绕于管路支撑体上，该种结构逆流色谱分离柱受制于商品化聚四氟乙烯管的限制，在管路结构上很难进行创新，对于逆流色谱柱的功能开发受限。

3D打印技术又称为增材制造技术，区别于传统打模加工的制作方法，通过机器实现逐层加工、叠加成形，该技术摆脱了空间几何及设计工艺的束缚，可将任何创意设计转变为实体产品，拓展了巨大的创造空间。该技术的出现弥补了传统逆流色谱分离柱受制于商品化聚四氟乙烯管的不足，可以在分离柱管型上进行创新。考虑到逆流色谱分离两相溶剂系统中通常使用有机溶剂，耐有机溶剂腐蚀的金属粉末成为3D打印的首选材料。但金属粉末材料3D打印过程中受制于逐层铺粉工艺的限制，金属粉末材料比重过大，打印完毕后在冗长的管路中粉末的清理成了难题。因此，需对3D打印的逆流色谱分离柱结构进行创新，保证管路中金属粉末能被完全清理。

技术实现要素：

本发明针对以金属粉末为材质的3D打印逆流色谱分离柱中存在的技术难点，研制出一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件，该技术的优势在于：1.将传统分离柱管路的闭合结构改变为两个开放单元，将一根管路的清理变为多根开放管路的清理，管路中粉末清理容易；2.聚四氟乙烯网孔垫片具有耐有机溶剂腐蚀，材质受压密封性好的优点；3.卡箍的设计保证四氟乙烯网孔垫片挤压后受力均匀，保证分离柱不漏液；4.上下面拉紧条的设计进一步保证了分离柱的结构稳定性。

本发明采用的技术方案如下：

一种3D打印的逆流色谱分离柱，包括两个由3D打印技术一体成型的半柱状结构的分离柱，所述的两个半圆柱状结构的分离柱的顶部和底部通过连接装置连接成一体，在两个半圆柱状结构的分离柱中间设有一个网状密封垫片对两个分离柱进行密封，两个半圆柱状结构的分离柱外圈通过卡箍将其卡紧，对网状密封垫片施加一定的压力，保证整个装置的密封性。

进一步的，所述的两个半柱状结构的分离柱外型结构完全一样；两个半柱状结构的分离柱和网状密封垫组合在一起后形成一个圆柱状结构的分离柱。

进一步的，在所述的两个半柱状结构的分离柱和网状密封垫内部均设有用于传输样品柱形孔，且三个部件组合后，所有的柱形孔之间形成首尾连通的多圈柱形孔，柱形孔的一端为样品入口，另一端为样品出口。

进一步的，所述的连接装置包括一个拉紧条，所述的拉紧条的两端通过两个螺栓固定在半柱状结构的分离柱顶部，实现对两个半柱状结构的分离柱连接。

进一步的，所述的拉紧条包括四个，在柱状结构的分离柱顶部设有两个，在柱状结构的分离柱底部设有两个。

进一步的，所述的卡箍包括至少两个，其均匀的设置在两个半圆柱状结构的分离柱外圈。

进一步的，所述的网状密封垫片的材质为聚四氟乙烯材质、聚四氟丙烯等可耐压、保证密封性的耐腐蚀材质。

本发明的有益效果如下：

1.将传统分离柱管路的闭合结构改变为两个开放单元，将一根管路的清理变为多根开放管路的清理，管路中粉末清理容易；

2.网状密封垫片具有耐有机溶剂腐蚀，材质受压密封性好的优点；

3.卡箍的设计保证四氟乙烯网孔垫片挤压后受力均匀，保证分离柱不漏液；

4.上下面拉紧条的设计进一步保证了分离柱的结构稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件的分离柱剖面示意图；

图2是一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件的拉紧条示意图；

图3是一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件的卡箍示意图；

图4是一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件的聚四氟乙烯网孔垫片示意图；

图5是一种3D打印的逆流色谱分离柱及组件的结构示意图；

图中：1-螺栓；2-分离柱分体；3-网状密封垫片；4-分离柱分体；5-拉紧条；6-卡箍；7-分离柱进口；8-分离柱出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1、2、5所示，3D打印的逆流色谱分离柱，包括两个由3D打印技术一体成型的半柱状结构的分离柱，即分离柱分体2和分离柱分体4，所述的分离柱分体2和分离柱分体4的顶部和底部通过拉紧条连接成一体，在分离柱分体2和分离柱分体4中间设有一个网状密封垫片3对两个分离柱进行密封，两个分离柱分体2和分离柱分体4外圈通过卡箍将其卡紧，对网状密封垫片施加一定的压力，保证整个装置的密封性。

本发明将传统分离柱管路的闭合结构改变为两个开放单元，将一根管路的清理变为多根开放管路的清理，管路中粉末清理容易；

进一步的，所述的分离柱分体2和分离柱分体4的分离柱外型结构完全一样；两个半柱状结构的分离柱和网状密封垫组合在一起后形成一个圆柱状结构的分离柱。

进一步的，在所述的两个半柱状结构的分离柱和网状密封垫内部均设有用于传输样品柱形孔，且三个部件组合后，所有的柱形孔之间形成首尾连通的多圈柱形孔，柱形孔的一端为样品入口，即分离柱进口7，另一端为样品出口，即分离柱出口8。

进一步的，连接装置包括一个拉紧条5，所述的拉紧条5的两端通过两个螺栓1固定在半柱状结构的分离柱顶部，实现对两个半柱状结构的分离柱连接。

进一步的，拉紧条5包括四个，在柱状结构的分离柱顶部设有两个，在柱状结构的分离柱底部设有两个。

如图3所示，卡箍6包括至少两个，其均匀的设置在两个半圆柱状结构的分离柱外圈，卡箍采用现有的装置即可实现，在此不进行赘述；卡箍的设计保证四氟乙烯网孔垫片挤压后受力均匀，保证分离柱不漏液；

如图4所示，网状密封垫片的材质为聚四氟乙烯材质、聚四氟丙烯等可耐压、保证密封性的耐腐蚀材质。

本发明中3D打印技术的使用，使得柱形孔的形状不再受限，可以设计成任意的异型结构，使逆流色谱分离效率极大提高了。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。