专利名称：色谱用流动相热力泵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种色谱用流动相热力泵装置。具体地说，是一种利用热力学原理，其输出压力可根据给定程序随时间升高，并且在完成一次输出流动相的程序后可补充流动相，回到输出前初始状态的色谱用流动相热力泵装置，可用于采用毛细柱超临界流体色谱法进行样品分析的医疗卫生、生物工程、石油、煤炭、化工以及环境保护等部门。
目前已有的超临界流体色谱仪中都沿用了在液相色谱法中使用过的注射泵，这种泵由泵体、活塞、步进电机、减速装置、压力传感器、模数转换器、计算机、电机控制器等组成。其工作原理是利用步进电机经减速装置推进在泵体中的活塞，输出流动相的压力经压力传感器、模数转换器变为脉冲数字讯号反馈到计算机，由计算机根据实际压力与给定的压力上升的程序中相应点的参比结果，指令电机控制器控制步进电机的进给与否，这样使泵的输出压力按照给定的压力上升程序升高。这种泵的缺点是结构比较复杂，比较昂贵，比较笨重；要解决移动部件(活塞)的密封问题，因此有泄漏、磨损问题；最高使用压力限制在400大气压。对于常温下是气态的流动相，注射泵得另配致冷机冷却泵体才能灌充。
本实用新型的目的是使超临界流体色谱仪中泵的结构简化，重量减轻，价格降低，消除在机械泵中磨损与在活塞和泵体间泄漏的问题，提高最高使用压力。
本实用新型的上述目的是通过以下原理和方案实现的(一)它由流动相灌充装置(包括冷却剂压缩泵、散热器、换热器、截止阀等)，压力控制装置(包括压力传感器、模数转换器、计算机、加热电流控制器等)及热力泵(包括泵体及电热丝)组成；(二)利用热力学原理取代机械原理使输出流动相的压力升高。根据热力学，流体在超临界状态时其密度剧烈地随温度与压力变化。如限制泵体内流体的流出在一定范围内，即限制容器内流体密度的减小范围，当通过在泵体内的电热丝加热流体使之温度上升时，其压力将上升。热力泵开始工作时，利用流动相灌充装置将泵体中充满流动相，当流动相温度通过加热上升后，其压力上升。利用压力传感器、模数转换器及计算机组成的电路通过加热电流控制器控制加热电流，可使泵输出的压力按照给定的压力上升程序升高。
完成一次压力上升的程序后，利用流动相灌充装置使泵体温度降下并向泵体中补充流动相。当泵体中又充满流动相时，泵即准备就绪，可以进行下一次升压程序。
本实用新型的主要优点是(一)泵体中采用了电热丝，代替了由步进电机、减速装置和活塞组成的机械装置，利用热力学原理进行工作，从而消除了泄漏、磨损问题，也使泵的结构简化，价格下降，重量减轻，最高使用压力可以提高到一千大气压左右。
(二)在使用常温下是气态的流动相时，使用本实用新型在灌充泵体时不需要另配致冷机。
附图
是本实用新型的色谱用热力泵装置组成示意图。
以下结合附图对本实用新型的色谱用流动相热力泵装置作进一步说明。
附图是本实用新型的色谱用流动相热力泵装置组成示意图。图中示出色谱用流动相热力泵装置由流动相灌充装置(1)、热力泵(2)、压力控制装置(3)和阀门(4)组成。其中流动相灌充装置(1)由冷却剂压缩机(5)、散热器(6)、过滤器(7)、毛细管(8)、换热器(9)和阀门(10)、(11)组成；热力泵(2)由泵体(12)和电热丝(13)组成；压力控制装置(3)由压力传感器(14)、模数转换器(15)、计算机(16)、和加热电流控制器(17)组成。在开始工作时需由流动相灌充装置(1)往泵体(12)中输入流动相，这时阀门(10)、(11)打开，阀门(4)关上，冷却剂压缩泵(5)工作，冷却剂经散热器(6)散热后冷凝，经过滤器(7)、毛细管(8)进入换热器(9)，在其中蒸发吸热使温度下降，流体由流动相的入口A进入后，经阀门(10)进入换热器(9)的内管，冷凝后流入泵体(12)，直到泵体(12)充满。泵体(12)充满后将阀门(10)、(11)关上，阀门(4)打开，由计算机(16)指令加热电流控制器(17)往电热丝(13)通加热电流，使泵体(12)内的流动相温度升高，其压力也随着升高。流体经压力传感器(14)、阀门(4)流出流动相出口B。压力传感器(14)把实测流体的压力转换为电讯号，经模数转换器(15)反馈至计算机(16)，与预先已输入计算机(16)的升压程序中相应时间对应的压力值参比，根据参比的结果由计算机(16)对加热电流控制器(17)作出继续加热或停止加热的指令。根据以上原理，压力控制装置(3)可以使热力泵输出的流体压力按预定的升压程序升高。完成一次升压程序后，阀门(11)打开，阀门(4)关上，泵体(12)内的热流体在换热器(9)内冷却后又流回泵体(12)，循环的结果使泵体(12)及其中的流体得到迅速冷却。当泵体(12)中的流体温度下降到其蒸汽压小于常温下流体的饱和蒸汽压或小于大气压时，打开阀门(10)，使流体补充进泵体(12)，当泵体(12)充满后又可开始新的升压程序。
权利要求1.向色谱仪输出压力按一定程序变化的流动相用的热力泵装置，该装置中有泵体、泵体中的电热丝、加热电流控制器、压力传感器、模数转换装置，计算机组成的加热电流控制回路，以及冷却剂压缩机、散热器、换热器和阀门组成的流动相灌充装置，其中压力传感器将泵体输出的压力值变为电讯号，这个电讯号经过模数转换装置输往计算机，计算机通过加热电流控制器控制电热丝中通过的加热电流，冷却剂压缩机将冷却剂压缩后输往散热器，然后通入换热器的外套内，蒸发后致冷，使换热器内管内的色谱流动相冷凝为液态，经过管道灌充至泵体内，其特征在于通过加热电流控制回路控制泵体中电热丝上通过的加热电流，使泵体中的流动相受热，其压力按预定的程序升高，在每次升压程序前通过流动相灌充装置往泵体中灌充流动相。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是泵体经过压力传感器输出流动相，压力传感器将流动相压力变送为电讯号，在计算机内与设定的升压程序中相应的值参比后，根据参比的结果，由加热电流控制回路控制泵体中的电热丝中通过的加热电流。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是由冷却剂压缩机、散热器及换热器的外套组成冷却剂回路，使由换热器的内管及阀门组成的流动相回路中的流动相冷却为液态，并灌充到泵体中。
4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征是换热器处于高位，使其中的流动相可自行流入泵体中。
专利摘要本实用新型是一种色谱用流动相热力泵装置。其主要特点是用泵体中的电热丝取代了常规使用的超临界流体色谱仪中注射泵采用的机械装置，通过加热近于密闭的容器中的流动相至超临界状态，使之压力上升；利用压力控制装置控制加热电流，使输出的流动相的压力按给定程序升高，达到色谱过程的要求；利用流动相灌充装置往泵体中灌充常温下为气态的流动相。采用这种形式可简化泵的结构，消除泄漏、磨损问题，提高最高使用压力，降低成本。
文档编号G01N30/64GK2091981SQ9021828
公开日1992年1月1日 申请日期1990年8月24日 优先权日1990年8月24日
发明者徐秉玖 申请人:徐秉玖