一种弹簧色谱柱的制作方法

1.本实用新型涉及色谱柱技术领域，尤其是涉及一种弹簧色谱柱。


背景技术：

2.随着液相色谱分离纯化技术越来越广泛的开发和应用，为了使样品得到有效的分离，尤其适用于天然产物和生物大分子活性成分的分离，色谱柱的装填必须满足床层的连续性、均匀性、稳定性和紧密性的要求。
3.其中，静态色谱柱装填完成后填料床层高度不再变化，一般为商品化的预装柱，用户可直接使用，常见的柱内径规格为10-100mm，使用填料一般为5-10μm，适用于半制备或小规模的实验室及制备纯化。动态轴向压缩柱包含装填和拆卸全套装置，用户可自行装填，装柱高度可以根据需要进行调整，填料床层始终受到活塞的压力，可消除填料间的空隙，床层稳定性更好，柱子寿命更长。装填方式对填料的机械损伤比较小。一般的柱管内径在50mm及以上，大的可以超过1000mm，使用填料一般为10μm或以上，从小规模的实验室制备到大规模的生产制备都有对应规格的产品。
4.弹簧色谱柱具备dac的所有优点，通过弹簧对填料床层施加固定的压力，装填完成后可以将弹簧柱从装柱设备上取下使用，同一装柱设备可以装填多种规格的弹簧柱，弹簧柱柱管内径为25-150mm，使用填料一般为5μm或以上，适用于半制备或小规模的制备，所以弹簧色谱柱就填补了静态色谱柱和动态轴向色谱柱之间的空白。其次，动态轴向色谱柱必须配备相应的装填设备，价格昂贵，使用成本过高，而弹簧色谱柱则可以一机多用，不仅降低了成本，更提高了效率；同时避免了预装静态色谱柱容易塌陷的问题。但是，目前大多数厂家生产的弹簧色谱柱并不能简便测量装填完成以后的色谱填料柱床高度。常用的湿法匀浆装柱并不能准确地计算出装柱完成以后色谱柱柱床的高度，以至于在使用色谱柱的过程中对测量结果产生一定的影响。
5.例如，中国专利cn211696163u公开了一种色谱柱柱头长度测量工具，包括管部，所述管部具有用于容纳色谱柱并保持色谱柱处于伸直状态的容纳槽，所述管部为由透明材料制成的管状结构，所述管部上设有刻度，所述管部一端连接固定有第一连接部或第二连接部，或管部轴向两端分别设有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均具有沿轴向贯穿并与容纳槽连通的贯穿槽，所述第一连接部远离管部的一端设有与固定螺母相配合的外螺纹结构，所述第二连接部远离管部的一端设有与固定螺栓相配合的内螺纹结构。但是该专利所提出的量具也仅仅只能测量色谱柱柱头长度，适用于气相色谱柱，并不能对弹簧柱的柱床高度进行测量。
6.中国专利cn208689022u涉及一种色谱柱的改进。新型弹簧色谱柱，包括柱管、柱底法兰、筛板、活塞部分和活塞紧固套，柱管下端设有柱底法兰，柱管与柱底法兰之间设有下筛板，柱管与柱底法兰之间设有柱底密封圈；柱管内设有活塞部分，所述活塞部分包括活塞、上筛板，上筛板设置于活塞下端，活塞与柱管内壁之间设有活塞密封圈，活塞上端设有活塞接板，活塞上端设有活塞导套，活塞上端设有活塞接板，活塞接板上端设有簧柱套，簧
柱套与柱管之间通过簧柱法兰连接簧柱顶端设有簧柱接杆，簧柱内设有蝶形弹簧，蝶形弹簧的一端连接活塞另一端连接簧柱接杆。但是该专利不能简便对装柱完成以后的色谱柱进行柱床高度的测量。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种弹簧色谱柱。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
9.一种弹簧色谱柱，包括度量模块、活塞模块和色谱柱主体；
10.所述度量模块安装在活塞模块上端，活塞模块安装在色谱柱主体上端；
11.所述度量模块包括刻度尺和定位柱，刻度尺和定位柱之间通过连接件连接；
12.所述活塞模块包括活塞分配器、滤片单元、密封单元、上法兰和固定杆；密封单元安装在活塞分配器外表面，滤片单元设置在活塞分配器内；上法兰安装在固定杆外表面，固定杆下端与弹簧导向杆连接，弹簧导向杆下端内部嵌入有活塞分配器。
13.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还包括下法兰组件和支撑件；支撑件通过下法兰组件安装在色谱柱主体下端，所述色谱柱主体用于容纳色谱柱填料。
14.基于上述技术方案，更进一步地，所述滤片单元包括滤片和滤片压帽，滤片嵌入滤片压帽内部，滤片压帽安装在活塞分配器内。
15.基于上述技术方案，更进一步地，所述密封单元包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈依次套设在活塞分配器的外表面。
16.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还设置有密封挡圈，所述密封挡圈设置在第一密封圈和第二密封圈之间。
17.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还设置有活塞连接座，活塞连接座安装在弹簧导向杆底部和第三密封圈之间，弹簧导向杆外围套设有弹性件，弹性件安装在活塞连接座上端。
18.基于上述技术方案，更进一步地，所述活塞连接座上设有通孔，且活塞连接座下端安装有活塞分配器，活塞分配器上也设有通孔，活塞连接座上的通孔与活塞分配器上的通孔连通，且活塞连接座和活塞分配器上端都开设有安装孔，安装孔内安装有固定件，通过固定件将活塞连接座和活塞分配器固定连接。
19.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还包括弹性压片，弹性压片安装在弹性件和固定杆之间。
20.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还包括导管，所述定位柱插设于固定杆内，且定位柱、固定杆、弹簧导向杆、活塞分配器内部连通，导管依次穿过定位柱、固定杆、弹簧导向杆、活塞分配器，直至伸出色谱柱主体入口。
21.基于上述技术方案，更进一步地，所述弹簧色谱柱还包括刃环，所述刃环安装在活塞分配器内部，该刃环用于对导管的密封。
22.基于上述技术方案，更进一步地，所述度量模块是用于测量色谱柱柱床高度的工具，其中，上法兰平面与刻度尺相交位置的数值即为柱床高度。
23.基于上述技术方案，更进一步地，刻度尺为显示柱床高度的量具，刻度根据不同规格的弹簧柱而改变。
24.基于上述技术方案，更进一步地，定位柱用于定位刻度尺的标准位置。
25.基于上述技术方案，更进一步地，支撑件用于支撑整个色谱柱。
26.基于上述技术方案，更进一步地，下法兰组件用于密封色谱柱以及连接支撑件。
27.基于上述技术方案，更进一步地，第一密封圈为碗型密封圈，用于对弹簧色谱柱内部填料的一级密封作用。
28.基于上述技术方案，更进一步地，第二密封圈为四氟包覆o型圈，其外侧由ptfe材料包覆，内部由氟橡胶o型圈填充，起到对弹簧色谱柱内部填料的二级密封作用。
29.基于上述技术方案，更进一步地，第三密封圈为导向圈，具体为ptfe导向圈，可用于固定杆导向，也可视为对弹簧色谱柱内部填料的三级密封。
30.与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：
31.本实用新型通过使用三个弹簧柱支撑件，解决了使用弹簧色谱柱时不稳定的问题；通过增加测量柱床高度度量模块，解决了弹簧色谱柱不能实时测量柱床高度的问题，便于测量柱床实时高度，对填料体积有更清晰的了解，且柱床高度量具采用可调节的形式，增加了实际操作过程中的可调节性；通过使用上下法兰式的密封结构，解决了弹簧色谱柱密封性较差的问题，大大加强了密封性能；通过全部采用316l不锈钢材质的零件以及四氟材质的密封圈，解决了弹簧色谱柱耐腐蚀及密封的问题，且通过使用碗型密封圈、四氟包覆o型圈和导向圈三级密封方式提高了密封效果；通过使用可调节型的测量柱床高度量具，解决了相近规格弹簧色谱柱柱床高度测量的通用性问题。本实用新型结构稳定，密闭安全，装配简洁，使用方便，功能多样，且非常便于测量柱床高度。
附图说明
32.图1为本实用新型的整体结构示意图；
33.图2为图1的a-a剖面图；
34.图3为本实用新型中的高度度量模块立体示意图；
35.图4为图3的侧视图；
36.图5为图4的b-b剖面图；
37.图6为本实用新型中的活塞模块结构示意图；
38.图7为图6的c-c剖面图；
39.附图说明：1.度量模块；11.刻度尺；12.定位柱；13.连接件；2.活塞模块；21.活塞分配器；22.上法兰；23.固定杆；24.滤片；25.滤片压帽；26.第一密封圈；27.第二密封圈；28.第三密封圈；29.活塞连接座；210.弹簧导向杆；211.密封挡圈；212.弹性件；213.固定件；214.弹性压片；215.导管；216.刃环；3.色谱柱主体；31.下法兰组件；32.支撑件。
具体实施方式
40.为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
41.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“左”、“右”、“前”、“后”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定
的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.实施例1
43.如图1和图2所示的一种弹簧色谱柱，包括度量模块1、活塞模块2和色谱柱主体3；度量模块1安装在活塞模块2上端，活塞模块2安装在色谱柱主体3上端；度量模块1包括刻度尺11和定位柱12，刻度尺11和定位柱12之间通过连接件13连接；度量模块1是用于测量色谱柱柱床高度的工具，如图3-图5所示，上法兰22平面与刻度尺11相交位置的数值即为柱床高度，刻度尺11为显示柱床高度的量具，刻度根据不同规格的弹簧色谱柱柱管而改变。定位柱12用于定位刻度尺11的标准位置。且刻度尺11和定位柱12平行设置，刻度尺11和定位柱12的端部之间通过连接件13连接，具体的，刻度尺11固定在连接件13的一侧，而定位柱12一端嵌固在连接件13内部。
44.如图6和图7所示，活塞模块2包括活塞分配器21、滤片单元、密封单元、上法兰22和固定杆23；密封单元安装在活塞分配器21外表面，滤片单元设置在活塞分配器21内；上法兰22安装在固定杆23外表面，固定杆23下端与弹簧导向杆210连接，弹簧导向杆210下端内部嵌入有活塞分配器21，该弹簧导向杆210可为蝶形弹簧导向杆210，用于串联蝶形弹簧。固定杆23可以选择螺纹杆，用于固定活塞模块2上的多个部件。上法兰22用于装填完填料以后，起到固定活塞模块2的作用。具体的，密封单元包括第一密封圈26、第二密封圈27和第三密封圈28，第一密封圈26、第二密封圈27和第三密封圈28依次套设在活塞分配器21的外表面，其中，第一密封圈26为碗型密封圈，用于固定杆23的一级密封作用。第二密封圈27为四氟包覆o型圈，其外侧由ptfe材料包覆，内部由氟橡胶o型圈填充，起到固定杆23的二级密封作用，第三密封圈28为导向圈，具体为ptfe导向圈，可用于固定杆23导向，也可视为三级密封圈。滤片单元包括滤片24和滤片压帽25，滤片24嵌入滤片压帽25内部，滤片压帽25安装在活塞分配器21内，该滤片24用于过滤，放置填料流出，该滤片压帽25用于防止滤片24掉落，对滤片24侧面也有密封作用。其中，活塞分配器21用于集成多个密封圈、滤片24以及其他部件的中心轴部分，具有流体分流功能。
45.弹簧色谱柱还设置有密封挡圈211，密封挡圈211设置在第一密封圈26和第二密封圈27之间，该密封挡圈211用于固定若干个密封圈。弹簧色谱柱还设置有活塞连接座29，活塞连接座29安装在弹簧导向杆210和第三密封圈28之间，弹簧导向杆210外围套设有弹性件212，弹性件212设置在活塞连接座29上端，该活塞连接座29用于固定活塞分配器21上的零部件，该弹性件212可选择蝶形弹簧，在装填完成后，对填料起动态压缩的作用。所述活塞连接座29上设有通孔，且活塞连接座29下端安装有活塞分配器21，活塞分配器21上也设有通孔，活塞连接座29上的通孔与活塞分配器21上的通孔连通，且活塞连接座29和活塞分配器21上端都开设有安装孔，安装孔内安装有固定件213，通过固定件213将活塞连接座29和活塞分配器21固定连接。其中的固定件213可选择螺丝等具有固定作用的部件，其用于固定色谱柱主体3入口的导管215，而导管215为流体入口的管道。弹簧色谱柱还包括下法兰组件31和支撑件32，下法兰组件31内部安装有筛板，筛板和下法兰组件31底部之间还安装有分配盘；支撑件32通过下法兰组件31安装在色谱柱主体3下端，色谱柱主体3用于容纳色谱柱填料，支撑件32用于支撑整个色谱柱。下法兰组件31用于密封色谱柱以及连接支撑件32。
46.弹簧色谱柱还包括弹性压片214，弹性压片214安装在弹性件212和固定杆23之间，且弹性压片214的上下表面分别与弹簧件、固定杆23接触。该弹性压片214可选择蝶形弹簧
压片，其用于固定碟形弹簧，且可有效避免螺纹杆对碟形弹簧的旋转力矩。弹簧色谱柱还包括导管215，该导管215可为不锈钢管，定位柱12插设于固定杆23内，且定位柱12、固定杆23、弹簧导向杆210、活塞分配器21内部连通，导管215依次穿过定位柱12、固定杆23、弹簧导向杆210、活塞分配器21，直至伸出色谱柱主体3入口。弹簧色谱柱还包括刃环216，刃环216安装在活塞分配器21内部，该刃环216用于对导管215的密封。
47.本装置的工作原理为：
48.将活塞模块2、色谱柱主体3、下法兰组件31和支撑件32组装好以后，对弹簧色谱柱进行装填，装柱完成以后，把度量模块1插入活塞模块2中定位杆的中空结构的孔中，具体是把导管215从度量模块1中的定位柱12的中空结构的孔中穿过，测量出此次弹簧色谱柱装填的柱床高度。
49.其中，度量模块1是由刻度尺11、连接件13以及定位柱12组成，度量模块1的量程由弹簧柱装填的最小以及最大装填高度决定。
50.活塞模块2是由活塞分配器21、滤片单元、密封单元、上法兰22和固定杆23等多个零部件组成。首先将滤片24放入滤片压帽25中，再将组装的整体放入活塞分配器21中。再依次把碗型密封圈、密封圈挡圈、四氟包覆o型圈套入活塞分配器21中。然后把固定件213和刃环216配合导管215与活塞分配器21连接拧紧。再把导向圈、活塞连接座29、碟形弹簧导杆、碟形弹簧、碟形弹簧压片依次叠加，其中活塞连接座29和碟形弹簧导杆可选择用内六角螺丝拧紧，达到将碗型密封圈、四氟包覆o型圈和导向圈三级密封的作用。最后将上法兰22先拧入固定杆23中，再将其整体与碟形弹簧导向杆210配合，完成活塞模块2的组装。
51.以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。