本技术涉及超高效液相色谱仪,尤其涉及一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵。
背景技术:
1、超高效液相色谱仪的使用压力通常在100mpa以上。在这么高的压力下,零部件之间的连接接口极易造成泄漏,影响系统可靠性和输液稳定性。另外,为了保证快速响应流动相组成变化,超高效液相色谱仪对于系统的滞后体积要求特别高。
2、滞后体积指从混合点开始到色谱柱柱头之间所有流体经过的体积。对于低压梯度的超高效液相色谱系统,它的滞后体积是从四元梯度电磁阀的出口开始计算,也就是说电磁阀后所有连接管路体积、输液泵泵腔体积、压力传感器体积等都包含在滞后体积范围内。
3、超高效液相输液泵典型结构见专利wo2006017121,液体接触部分由主单向阀、主活塞、主压力传感器、副单向阀、副活塞、副压力传感器、连接管路等组成。
4、主泵需要将常压液体吸入并压缩到系统压力才能使副单向阀打开、将液体输出到系统,所以主泵被吸入的液体有一部分是作为将主副单向阀之间所有液体压缩到系统压力的压缩体积,该体积并不会输出到系统中,也就是说压缩体积越大,系统输液效率越低。举例来说,纯甲醇的压缩性系数是0.12%/mpa,在150mpa时,压缩百分比就是18%。如果主副单向阀之间所有液体体积是吸液冲程体积的4倍,那么加上自身吸液冲程的体积,吸液过程中90%的液体将用于预压缩,输液效率仅有10%。
5、由于系统压力由分析条件决定、液体的压缩性系数属于其自身物理特性,这两者在固定分析条件下基本不变,因而可以简单地认为主副单向阀之间的体积越大,系统输液效率越低。
6、传统的压力传感器存在引压腔,引压腔是流路无法直接流过、只能通过扩散置换内部液体的腔体,属于死体积,且往往体积较大,因此不适用于流路组成变化较快的梯度液相色谱条件。
7、后来发展出了流过式压力传感器,流体直接流过压力传感器感应腔,但外置的压力传感器需要额外的不锈钢管进行连接,使用2个压力传感器就意味着增加了4个额外的漏液点,更不用说增加了连接管路和流过式压力传感器本身的体积。
8、为了减少漏液点,又有专利cn111157166b和us8333568b2。
9、cn111157166b将传感器应变片置于泵出口流道外侧,与流道距离0.01~0.05mm。虽然减少了压力传感器的安装体积,但为了保证测量的精确度,对出口流道又进行了拓宽直径和加长,流道的体积较修改前增加。由于压力传感器安装在出口流道,副单向阀只能在出口流道之后,所以主副单向阀之间的液体体积包括主泵腔、拓宽后的出口流道以及主副泵之间的连接管路,输液效率仍比较低。
10、us8333568b2则将传感器应变片置于泵腔内柱塞杆运动腔外侧并平行于柱塞杆运动轴线,利用本身体积较大的柱塞杆运动腔作为测量流道,没有为压力传感器增加额外的流道也没有改变原始流道的直径和长度。但是该结构应变片接收到的信号是从感应片安装槽和柱塞杆运动腔之间的不锈钢形变传导而来,两者距离必须非常近,所以测量位置的壁厚远远低于柱塞杆运动腔其他位置,易发生应力集中现象。如果在超高压下长期运行可能会造成该部位不可恢复的形变甚至破坏,此时整个泵头都需要更换,高压密封圈作为不可二次安装零件也必须同时更换。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本实用新型设计了一种有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,在减少漏液点、提高系统输液效率、降低系统滞后体积的同时,结构更为简洁、零部件维修更换更为便利,适用范围更为广泛。
2、本实用新型采用如下技术方案:
3、一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,包括泵体和泵头结构,所述泵头结构依次包括连接座、清洗泵头、泵头、压力传感器和安装块;所述压力传感器包括压力传感器体和压力传感器接线;所述连接座、清洗泵头和泵头内设置有柱塞杆活动腔,用于泵体内柱塞杆运动;所述安装块一侧的泵头上设置有密封槽a,密封槽a内安装有所述压力传感器体;所述压力传感器体设置有感应面,感应面正对所述柱塞杆活动腔;所述安装块开设有接线口,压力传感器接线通过接线口外接传输压力信号。
4、作为优选,所述压力传感器体表面包括有安装面、导向面c、密封槽b、感应面和密封面b;所述密封面b设置于感应面外沿,并设置有密封槽b;所述密封槽b和密封面b的外表面设有密封垫。
5、作为优选,所述压力传感器体内部安装有应变片和电桥,应变片紧贴感应面,压力传感器体外部采用不锈钢或钛合金接口外壳。
6、作为优选,所述感应面为圆形,直径为1-5mm。
7、作为优选,所述密封垫为环形;所述密封垫环形外径大于密封面b上密封槽b直径且不大于密封面b的外径;所述密封垫环形内径小于密封面b上密封槽b的直径且大于感应面的直径。
8、作为优选,所述密封垫的厚度为0.1-1.0mm。
9、作为优选,所述泵头内设置有密封槽a、安装槽和柱塞杆活动腔,柱塞杆活动腔连通密封槽a和安装槽,密封槽a的底面为密封面a,侧面为压力传感器体的导向面a,用于密封槽a导向安装压力传感器体,安装槽内侧面设置有清洗泵头的导向面b,用于安装槽导向安装清洗泵头。
10、作为优选,所述密封垫是弹性耐腐蚀材料。
11、作为优选,所述泵头设置有多个单向阀安装口。
12、作为优选,所述泵头通过泵头紧固螺钉穿过清洗泵头安装在连接座上,安装块通过螺钉紧固安装在泵头上。
13、本实用新型的有益效果是:(1)、压力传感器直接安装在泵头上,集成化结构,不需要压力传感器和泵之间连接管路,降低滞后体积、提高输液效率、减少漏液点;(2)、组合式可拆卸结构,零部件维修更换方便;(3)、泵头本身没有特别薄壁的位置,保证了可靠性;(4)、适用于多种输液泵使用场景。
1.一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,包括泵体和泵头结构,其特征在于,所述泵头结构依次包括连接座、清洗泵头、泵头、压力传感器和安装块;所述压力传感器包括压力传感器体和压力传感器接线;所述连接座、清洗泵头和泵头内设置有柱塞杆活动腔,用于泵体内柱塞杆运动;所述安装块一侧的泵头上设置有密封槽a,密封槽a内安装有所述压力传感器体;所述压力传感器体设置有感应面,感应面正对所述柱塞杆活动腔;所述安装块开设有接线口,压力传感器接线通过接线口外接传输压力信号。
2.根据权利要求1所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述压力传感器体表面包括有安装面、导向面c、密封槽b、感应面和密封面b;所述密封面b设置于感应面外沿,并设置有密封槽b;所述密封槽b和密封面b的外表面设有密封垫。
3.根据权利要求1所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述压力传感器体内部安装有应变片和电桥,应变片紧贴感应面;所述压力传感器体外部采用不锈钢或钛合金接口外壳。
4.根据权利要求1所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述感应面为圆形,直径为1-5mm。
5.根据权利要求2所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述密封垫为环形;所述密封垫环形外径大于密封面b上密封槽b直径且不大于密封面b的外径;所述密封垫环形内径小于密封面b上密封槽b的直径且大于感应面的直径。
6.根据权利要求5所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述密封垫为弹性耐腐蚀材料。
7.根据权利要求2所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述密封垫的厚度为0.1-1.0mm。
8.根据权利要求2所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述泵头内设置有密封槽a、安装槽和柱塞杆活动腔,柱塞杆活动腔连通密封槽a和安装槽,密封槽a的底面为密封面a,侧面为压力传感器体的导向面a,用于密封槽a导向安装压力传感器体,安装槽内侧面设置有清洗泵头的导向面b,用于安装槽导向安装清洗泵头。
9.根据权利要求1所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述泵头设置有多个单向阀安装口。
10.根据权利要求1所述的一种具有压力监控功能的超高效液相色谱输液泵,其特征在于,所述泵头通过泵头紧固螺钉穿过清洗泵头安装在连接座上,安装块通过螺钉紧固安装在泵头上。