一种平板直热式色谱柱温度调制装置的制造方法_3

文档序号:9186335阅读:来源:国知局
换色谱柱。这一优势使得该实用新型提供的直热式色谱柱加热装置与传统实验室设备采用的柱温箱在色谱柱使用方面具有相同的灵活性。
[0023]所述色谱柱一、色谱柱二能采用单层缠方式或双层缠绕的方式。本实用新型应用于不同长度的色谱柱的缠绕方式。当所需缠绕的色谱柱较短时,可采用单层缠方式,单层缠绕方式是将色谱柱一盘绕在平板加热片的一侧,并用一个盘状压片一使色谱柱贴合在刚性导热平板一上,而在平板加热片的另一侧,为了降低功率耗散和环境温度波动对控温的影响,采用保温层压片,将保温材料覆盖在刚性导热平板一上。当使用一根较长的色谱柱或两根独立的色谱柱时,则需要采用双层缠绕的方式。此时,需要使用盘状压片一、盘状压片二将色谱柱一、色谱柱二固定在平板加热片的两侧。在缠绕一根较长的色谱柱时,需要将将色谱柱一、色谱柱二从刚性导热平板一、刚性导热平板一和平板加热片上预先加工的圆孔或圆环槽中穿过,然后分别从中心向边缘绕制色谱柱。而当绕制两个独立的色谱柱时,两侧的色谱柱可独立绕制。实验表明,加热相同长度的色谱柱,采用双层排布方式比单层排布方式的平均功耗要低40%以上。
[0024]自动绕制色谱柱的装置结构的制作过程为:以圆孔定位,将色谱柱加热装置固定在旋转驱动装置,圆孔的轴线与旋转轴线重合。对准装置被安放在螺旋线切线方向,与螺旋线处于同一平面内。首先将色谱柱穿过对准装置缠绕在色谱柱加热装置上。当旋转驱动装置旋转是,色谱柱将通过对准装置,经导向突缘的导向,接触到弹性卡爪。调节导向突缘可以产生一定的张紧力,使得色谱柱在缠绕时可以顺利地将弹性卡爪顶起,最终滑入盘状压片和刚性导热板平板之间的间隙。调节导向突缘产生的预张紧力还可以在缠绕时收紧色谱柱,使之紧密盘绕,没有间隙。
[0025]本实用新型的有益效果:
[0026]本实用新型(I)在保证温度调制性能的情况下,可有效提高色谱柱模块的生产效率,大大提高了模块的可维护性;(2)体积小、热质低、成本低廉;(3)不限制色谱柱的最高使用温度;(4)能重复使用,减少资源浪费,使用成本大幅降低,生产效率高。
【附图说明】
[0027]图1为所述平板直热式色谱柱温度调制装置的装配图;
[0028]图2为所述平板直热式色谱柱温度调制装置的爆炸图;
[0029]图3为所述盘状压片与弹性卡爪连接图
[0030]图4为所述弹性卡爪结构图;
[0031]图5为所述缠绕色谱柱时弹性卡爪的工作原理图;
[0032]图6为所述色谱柱的单层平面螺旋线排列结构图;
[0033]图7为所述色谱柱的双层平面螺旋线排列结构图;
[0034]图8为自动绕制色谱柱的结构;
[0035]图9为以100°C /min的速率对30m长,内经0.25mm的色谱柱进行温度调制得到的色谱图;
[0036]图10为以400°C /min的速率对30m长,内经0.25mm的色谱柱进行温度调制得到的色谱图。
[0037]附图标记说明
[0038]I盘状压片一 ;2盘状压片二 ;3色谱柱一 ;4色谱柱二 ;5垫片一 ;6垫片二 ;7刚性导热平板一 ;8刚性导热平板一 ;9平板加热片;10固定螺丝弹性卡爪;12弹片;13 ;限位卡爪;14导向突缘;15保温层压片;16保温材料;17圆孔;18对准装置
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和本实用新型的优选实施例进一步说明本实用新型。
[0040]如图1-2所示,一种平板直热式色谱柱温度调制装置,包括盘状压片一 1、盘状压片二 2、色谱柱一 3、色谱柱二 4、垫片一 5、垫片二 6、刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8、平板加热片9和固定螺丝10,盘状压片一 I和盘状压片二 2相同,色谱柱一 3和色谱柱二 4相同,垫片一 5和垫片二 6相同,刚性导热平板一 7和刚性导热平板一 8相同,所述平板加热片9由刚性导热平板一 7和刚性导热平板一 8夹持,色谱柱一 3、色谱柱二 4盘绕成平面螺旋线结构并分别精密贴合在刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8的表面,盘状压片一 1、盘状压片二 2将色谱柱一 3、色谱柱二 4分别压在刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8的表面,在盘状压片一 I和刚性导热平板一 7之间插入垫片一 5,在盘状压片二 2和刚性导热平板一 8之间插入垫片二 6,盘状压片一 1、盘状压片二 2通过固定螺丝10上下固定连接,所述盘状压片一 1、盘状压片二 2轴向以弹性连接方式连接弹性卡爪11。
[0041]所述刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8可由金属材料,如铜、铝、不锈钢等制成,既可以保证其刚度和平整度,同时也可以匀化加热表面的温度,提升加热的均匀性。所述平板加热片9可以是采用印刷电路技术制成的柔性加热片,如聚酰亚胺柔性加热片、硅橡胶柔性加热片或者采用刚性平面加热技术制取的云母加热片或陶瓷加热片,柔性加热片具有厚度薄,适应任意表面,且安装简便等特点,但受封装材料的限制,使用温度不能超过250°C。而刚性加热片具有耐高温、输出功率高的特点,但只能应用于规则表面。云母加热片可以在400°C以下长期工作,输出功率密度可达17W/cm2。
[0042]当刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8被加热时,热量通过传导的方式传输到色谱柱一 3、色谱柱二 4上。由于刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8加热时两个表面的功率密度和导热系数是相同的,所以虽然色谱柱一 3、色谱柱二 4上分别贴合在平板加热片9的上下两侧,但传热条件和加热功率基本是相同的。色谱柱一 3、色谱柱二 4可以是两根独立的色谱柱,可以满足需要两根色谱柱同时加热的分析应用,比如说双通道并行分析,双丝TCD检测器需要的分析柱和参考柱加热等;也可以是一根色谱柱,其中心部分穿过刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8和平板加热片9中心的开槽连接在一起,这样可以满足需要较长(30m-60m)色谱柱的分析应用。
[0043]为了在缠绕色谱柱以及使用时保持色谱柱以平面螺旋线的方式精密贴合在刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8上,采用盘状压片一 1、盘状压片二 2将色谱柱一 3、色谱柱二 4分别压在刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8的表面。但是由于色谱柱多是由石英材料制成,柱壁厚度0.lmm-0.2mm,压力过大会导致色谱柱碎裂。因而盘状压片一 1、盘状压片二 2具有圆环形突起,这样盘状压片盘状压片一 1、盘状压片二 2与刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8之间就构成了一个环状的空间,其高度与色谱柱外径一致,从而避免了由于锁紧力过大导致色谱柱变形碎裂的情况。而且为了适应不同直径的色谱柱,在盘状压片一I和刚性导热平板一 7之间插入垫片一 5,在盘状压片二 2和刚性导热平板一 8之间插入垫片二 6。通过调整垫片一 5、垫片二 6的厚度就可以使该装置适用于不同外径的色谱柱。盘状压片一 1、盘状压片二 2可以对称的安装在平板加热片9的两侧,如此就可以实现双层色谱柱缠绕了。
[0044]如图3-5所示,所述弹性卡爪11包括弹片12、限位卡爪13和导向突缘14,所述弹片12、限位卡爪13和导向突缘14之间能通过金属板冲压、模具注塑一体式连接,也能通过铆接、螺钉焊接、胶接以及过盈配合连接,限位卡爪13与刚性导热平板一 7、刚性导热平板一 8之间的间隙分别小于色谱柱一 3、色谱柱二 4的直径,而弹性卡爪11能够实现的最大弹性的位移小于色谱柱一3、色谱柱二4的直径,采用圆锥面或者圆弧表面的导向突缘1
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