倾角可调式逆流色谱仪的制作方法与工艺

本发明涉及化工机械领域，具体涉及一种倾角可调式逆流色谱仪。

背景技术：
逆流色谱是一种应用在分离领域中的无固体载体的连续液-液色谱技术。现有的逆流色谱仪主要有以下三种结构类型：(1)平行式（色谱仪分离柱的自转轴轴线与公转轴轴线相互平行，即倾斜角为0°）；(2)正交轴式（分离柱的自转轴轴线与公转轴轴线相互垂直，即倾斜角为90°）；(3)倾斜式（通过改变自转轴与公转轴的夹角，即应能在0°和90°的倾角之间找到最佳的倾角）。由此可见分离柱的自转轴轴线与公转轴轴线的夹角是逆流色谱仪的重要参数，其直接决定了色谱仪旋转过程中参数的三维力矢量的大小和方向，对色谱仪的分离效率有非常重要的影响。和传统的平行式(J型行星式)逆流色谱仪相比倾斜式逆流色谱仪离心力场表现为较为复杂的三维离心力场，它更适合于易乳化的亲水性溶剂系统分离生物大分子物质。按照分离柱的自转速度与分离柱公转速度的比值分离可以分为同步式和非同步式，现有的逆流色谱仪大多数为同步式，与其他形式的逆流色谱仪相比，非同步式有其独特优点：在公转产生的特定离心力场中，分离柱的自转速度能够独立调整。采用聚合物双水相系统时，造成自转速度比公转速度低的行星式运动形式是必要的，这种情况最适合细胞粒子或生物大分子的分配分离，也更适用于界面张力低的易于发生乳化现象的聚合物双水相系统。在逆流色谱仪的结构参数中，β值对对两溶剂相的单项流体动力学分布的影响较大，提高β值能够使得亲水性溶剂系统的单向性流体动力学反向趋势增加。反之，减小β值能够使得疏水性溶剂系统的单向性流体动力学反向趋势增加。目前针对不同极性的溶剂进行分离时大多数采用更换直径不同的分离柱来实现β值的调整。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种倾角可调式逆流色谱仪，解决现有技术同一设备只能实现同步或非同步一种模式，调节分离柱的倾斜角度和β值不方便，调节分离柱自转与公转的比值不灵活等问题。为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种倾角可调式逆流色谱仪，包括底座、公转驱动装置、公转模块、自转驱动装置和自转模块，所述公转模块包括公转主轴、上旋转支架和下旋转支架，所述上旋转支架和下旋转支架设置在所述公转主轴上，所述公转驱动装置和公转主轴设置在底座上，所述公转驱动装置驱动所述公转主轴旋转，所述自转模块包括上压块、下压块、上倾角调节滑块、下倾角调节滑块、上轴承座、下轴承座、上万向节、下万向节和分离柱，所述上倾角调节滑块通过所述上压块设置在所述上旋转支架上，所述下倾角调节滑块通过所述下压块设置在所述下旋转支架上，所述上倾角调节滑块、上轴承座、上万向节、分离柱、下万向节、下轴承座、下倾角调节滑块依次连接，所述自转驱动装置设置在所述下旋转支架上并驱动所述下万向节旋转。分离管缠绕在分离柱上。公转驱动装置驱动公转主轴旋转，上旋转支架、下旋转支架以及设置在两者之间的自转模块也随着绕公转主轴旋转，实现分离柱的公转。自转驱动装置驱动下万向节旋转，通过传动使分离柱随着旋转，实现分离柱的自转。通过控制自转驱动装置和公转驱动装置的转速，可以调节自转与公转的转速比，既能实现同步式，又能实现非同步式。上倾角调节滑块通过滑动使上轴承座、上万向节和分离柱上端随着移动，下倾角调节滑块同理，从而实现分离柱倾角的调节和β值的调节，既能实现平行式，又能实现倾斜式。上万向节和下万向节保证了分离柱能够实现各种角度的转动。所述自转模块共有四个，包括两个正向自转模块和两个反向自转模块，所述四个自转模块等间距设置在所述公转主轴四周，每相邻两个自转模块包括一个正向自转模块和一个反向自转模块，所述自转驱动装置连接有驱动轮，所述正向自转模块的下万向节连接有正向轮，所述反向自转模块的下万向节连接有反向轮，所述反向自转模块的下倾角调节滑块设置有同轴的正向轮和变向轮，所述驱动轮通过自转皮带与所述四个自转模块的正向轮连接，所述变向轮通过交叉皮带或齿轮传动装置与所述反向轮连接，使所述反向轮的转向与所述正向轮的转向相反。自转驱动装置通过驱动轮和自转皮带驱动正向轮正向旋转，变向轮与正向轮同轴也随着正向旋转，并通过交叉皮带或齿轮传动装置使反向轮反向旋转，实现一个驱动装置驱动多个自转模块实现分离柱的自转，并且使每相邻两个自转模块的分离柱的转向相反。所述下旋转支架设置有皮带压紧装置，所述皮带压紧装置包括四个皮带压紧模块，所述四个自转模块每相邻两个之间设置一个所述皮带压紧模块，所述皮带压紧模块包括皮带压紧滑块和压紧轮，所述压紧轮设置在所述皮带压紧滑块上，所述皮带压紧滑块通过滑块槽设置在所述下旋转支架上，所述自转皮带连接所述正向轮外侧，所述压紧轮设置在所述自转皮带外侧并压紧自转皮带。调节分离柱的倾角和β值均可能影响自转皮带的松紧度，通过皮带压紧滑块和压紧轮的配合可以实现皮带松紧度的调节。所述自转驱动装置设置在所述四个皮带压紧模块的其中一个，所述驱动轮为该皮带压紧模块的压紧轮。该结构使驱动装置和驱动轮在驱动的同时还能实现压紧的功能。所述皮带压紧模块还包括固定栓和开合挡块，所述固定栓设置在所述皮带压紧滑块上，所述固定栓上设置有若干个限位槽，所述开合挡块设置在下旋转支架上并与所述固定栓的限位槽配合。打开开合挡块使皮带压紧滑块处于活动状态，皮带压紧滑块调节完成后，闭合开合挡块卡入限位槽限制皮带压紧滑块滑动。设置若干个限位槽可以起到类似刻度的作用，有利于均衡各皮带压紧滑块到公转主轴的距离，增加设备整体和局部的平衡和稳定，确保设备在旋转状态的小振动和低噪声。所述上倾角调节滑块和下倾角调节滑块为液压滑块，通过液压驱动装置驱动。采用液压驱动装置可以准确快速灵活地调节分离柱倾角和β值。所述分离柱包括分离柱主轴、分离柱套筒和传动键，所述分离柱套筒通过所述传动键与所述分离柱主轴连接。通过传动键使分离柱套筒在轴向上有一定的距离能够自由移动，因此分离柱主轴的长度可以有一定的伸缩来保证分离柱倾斜角度的改变。所述底座上设置有若干支撑柱，所述支撑柱上端设置有支撑支架，所述公转主轴上端与所述支撑支架连接。通过支撑柱和支撑支架对公转主轴进行支撑和固定，使结构更加稳定牢固。所述支撑支架设置有上接头支架，所述上接头支架连接有上旋转密封接头，所述底座设置有下接头支架，所述下接头支架连接有下旋转密封接头。当分离柱的公转与自转速度不等时，由上旋转密封接头和下旋转密封接头来配合分离管的解扰，确保了整个设备的正常运行。与现有技术相比，本发明可以较好的满足分离领域对逆流色谱仪的技术需求，既可以调节分离柱的倾角和β值，又可以调节分离柱自转与公转的比值，具有可适应性强、运用范围广、分离效率高、功能全面等特点，特别适用于天然活性生物大分子和药物分子的分离纯化。附图说明图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的主要结构放大示意图；图3为本发明的自转模块结构示意图；图4为本发明的下旋转支架底部结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的描述。本发明的结构如图1、图2所示，包括底座1、公转驱动装置2、公转模块、自转驱动装置4和自转模块5。公转模块包括公转主轴31、上旋转支架32和下旋转支架33，上旋转支架32和下旋转支架33设置在公转主轴31上，公转驱动装置2和公转主轴31设置在底座1上，公转驱动装置2驱动公转主轴31旋转。公转驱动装置可采用电机，通过皮带轮和公转皮带21驱动公转主轴31。自转模块5的结构如图3所示，包括上压块51、下压块59、上倾角调节滑块52、下倾角调节滑块58、上轴承座53、下轴承座57、上万向节54、下万向节56和分离柱55。上倾角调节滑块52通过上压块51设置在上旋转支架32上，下倾角调节滑块58通过下压块59设置在下旋转支架33上，上倾角调节滑块52、上轴承座53、上万向节54、分离柱55、下万向节56、下轴承座57、下倾角调节滑块58依次连接。自转驱动装置4设置在下旋转支架33上并驱动下万向节56旋转。自转驱动装置4可采用电机，通过驱动轮41和自转皮带42进行驱动。上倾角调节滑块52和下倾角调节滑块58可采用液压滑块，通过液压驱动装置驱动。分离柱55包括分离柱主轴551、分离柱套筒552和传动键553，分离柱套筒552通过传动键553与分离柱主轴551连接。下旋转支架33的底部结构如图4所示，自转模块5共有四个，包括两个正向自转模块和两个反向自转模块，四个自转模块5等间距设置在公转主轴31四周，每相邻两个自转模块5包括一个正向自转模块和一个反向自转模块。自转驱动装置4连接有驱动轮41，正向自转模块的下万向节56连接有正向轮561，反向自转模块的下万向节56连接有反向轮562，反向自转模块的下倾角调节滑块58设置有同轴的正向轮561和变向轮563。驱动轮41通过自转皮带42与四个自转模块5的正向轮561连接，变向轮563通过交叉皮带564或齿轮传动装置与反向轮562连接，使反向轮562的转向与正向轮561的转向相反。下旋转支架33设置有皮带压紧装置，皮带压紧装置包括四个皮带压紧模块，四个自转模块5每相邻两个之间设置一个皮带压紧模块，皮带压紧模块包括皮带压紧滑块61和压紧轮62，压紧轮62设置在皮带压紧滑块61上，皮带压紧滑块61通过滑块槽设置在下旋转支架33上。自转皮带42连接正向轮561外侧，压紧轮62设置在自转皮带42外侧并压紧自转皮带42。自转驱动装置4可设置在四个皮带压紧模块的其中一个，此时驱动轮41可为该皮带压紧模块的压紧轮62。通过设计各个皮带压紧滑块61的大小来中和自转驱动装置4的质量对系统产生的不平衡影响，以保证整个设备的重心位于主轴的轴线上，确保在转动过程中设备整体平衡与稳定。皮带压紧模块还包括固定栓63和开合挡块64，固定栓63设置在皮带压紧滑块61上，固定栓63上设置有若干个限位槽，开合挡块64设置在下旋转支架33上并与固定栓63的限位槽配合。开合挡块64两端通过螺栓固定在下旋转支架33上，通过松动一端的螺栓实现开合。底座1上设置有若干支撑柱11，支撑柱11上端设置有支撑支架12，公转主轴21上端与支撑支架12连接。支撑支架12设置有上接头支架13，上接头支架13连接有上旋转密封接头14，底座1设置有下接头支架15，下接头支架15连接有下旋转密封接头16。工作时，分离管缠绕在分离柱55上，打开开合挡块64，使皮带压紧滑块61处于自由滑动状态。通过液压驱动装置驱动上倾角调节滑块52和下倾角调节滑块58移动，配合上万向节54、下万向节56、分离柱套筒552及分离柱主轴551调节分离柱到需要的倾角及β值后，锁紧上倾角调节滑块52和下倾角调节滑块58。然后通过移动皮带压紧滑块61来压紧自转皮带42，再通过开合挡块64卡入固定栓63的限位槽来限制皮带压紧滑块61的移动。最后通过启动公转驱动装置2与自转驱动装置4来实现分离柱的公转与自转。当分离柱的公转与自转速度不等时，由上旋转密封接头14和下旋转密封接头16来配合分离管的解扰，确保了整个设备的正常运行。本发明可应用于天然生物活性大分子，如蛋白质、多糖、活性多肽等物质的分离纯化，可以针对不同的分离样品设计更加适合该类样品分离的机械结构参数来优化样品的分离效果，使逆流色谱仪的应用范围更广、灵活性更高、可适应性更强、效率更高、功能更全面。