用于液相色谱的计量泵制造技术

本发明专利技术描述了一种计量泵，该计量泵可用于计量色谱系统中的样品的体积。该计量泵具有模块化配置，该模块化片配置允许将头部吊舱与驱动组件分离以便于维修。该头部吊舱包括泵头(36)、盒壳体(38)、密封洗涤壳体(40)和柱塞(42)。该驱动组件能够以直列式驱动配置实现。另选地，该驱动组件能够以偏置驱动配置实现，其中步进马达(60)从其他驱动组件部件横向位移，但通过皮带(110)和滑轮系统(102)联接。但通过皮带(110)和滑轮系统(102)联接。但通过皮带(110)和滑轮系统(102)联接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液相色谱的计量泵
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年3月26日提交的并且名称为“用于液相色谱的计量泵(Metering Pump for Liquid Chromatography)”的美国临时专利申请序列号63/000,037的较早前提交日期的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。


[0003]本专利技术整体涉及用于在液相色谱系统中进行样品计量的泵。更具体地，本专利技术涉及一种具有模块化设计和其他特征以实现高压计量并改善可维修性的泵。

技术介绍

[0004]高效液相色谱(HPLC)系统和超高效液相色谱(UHPLC)系统通常采用样品计量泵以获取少量样品以注入系统流。可使用注射器驱动器，但在一些情况下，注射器中的气泡在系统启动过程期间可能难以清除。另外，一些应用可能需要常规计量泵无法满足的样品体积精度。
[0005]计量泵的维修和维护通常带来挑战。例如，泵头中的柱塞和密封件可能需要更换。拆卸计量泵以接近这些部件可能会导致正确安装和对准更换部件的艰巨任务。此外，完成维修或预防性维护所需的时间可能会带来问题，需要较长的系统停机时间或需要更换计量泵。

技术实现思路

[0006]在一个方面，一种计量泵包括泵壳体、驱动螺母、防旋转导销、导螺杆和推动器元件。泵壳体具有轴向孔和平行于该轴向孔的轴线的狭槽。驱动螺母具有带有内螺纹的孔和开口。驱动螺母设置在泵壳体的轴向孔中。防旋转导销至少部分地设置在驱动螺母的开口中并且延伸到泵壳体的狭槽中。导螺杆具有与驱动螺母的螺纹孔接合的螺纹外表面。推动器元件包括推动器帽和推动器护套中的一者。推动器元件固定到驱动螺母并且具有凸表面。导螺杆的旋转赋予驱动螺母和推动器帽的轴向平移。
[0007]计量泵可包括与导螺杆机械连通的步进马达。计量泵可包括机械地联接到导螺杆和步进马达的齿轮箱。
[0008]计量泵可包括柱塞，该柱塞具有与推动器元件的凸表面接触的第一端部。柱塞可包括柱塞杆和柱塞毂，其中柱塞毂的端部与推动器元件的凸表面接触。计量泵可包括附连到柱塞毂的导向垫圈。该导向垫圈可由聚合物形成。计量泵可包括吊舱头。吊舱头包括泵头和盒壳体。泵头具有泵室以接收柱塞杆的端部，并且盒壳体设置在泵头与泵壳体之间。盒壳体可具有轴向腔，该轴向腔中设置有弹簧。该弹簧被配置成向柱塞施加轴向力。
[0009]推动器元件的凸表面可具有曲率半径，该曲率半径等于凸表面与沿着与轴向孔的表面相邻的驱动螺母的外表面的长度居中的轴向点之间的距离。
[0010]计量泵可包括沿着狭槽固定到壳体的外表面的传感器。该传感器被配置成感测防
旋转导销在沿着狭槽的固定位置处的存在。该传感器可以是光学传感器，该光学传感器具有光学发射器和光学检测器，该光学检测器被配置成接收从光学发射器沿着光路发射的光，其中光学检测器响应于防旋转导销对光路的中断而生成信号。
[0011]在另一方面，计量泵包括导向凸台、导螺杆、第一滑轮、驱动螺母、防旋转导销和推动器帽。导向凸台具有轴向孔和平行于该轴向孔的轴线的狭槽。导螺杆部分地设置在轴向孔中并且具有螺纹表面和开口。驱动螺母与第一滑轮机械连通。防旋转导销至少部分地设置在驱动螺母的开口中并且延伸到导向凸台的狭槽中。推动器帽设置在驱动螺母的一个端部处并且具有凸表面。第一滑轮的旋转向驱动螺母赋予旋转并向导螺杆和推动器帽赋予轴向平移。
[0012]计量泵可包括第二滑轮和将第一滑轮和第二滑轮联接起来的滑轮皮带。计量泵还可包括步进马达，该步进马达具有联接到第二滑轮的轴，其中该轴的旋转向第一滑轮和第二滑轮以及驱动螺母赋予旋转。
[0013]计量泵可包括柱塞，该柱塞具有与推动器帽的凸表面接触的端部。柱塞可包括柱塞杆和柱塞毂，其中柱塞毂的端部与推动器帽的凸表面接触。计量泵可包括附连到柱塞毂的导向垫圈，并且该导向垫圈可由聚合物形成。计量泵还可包括吊舱头。该吊舱头包括泵头和盒壳体，该泵头具有泵室以接收柱塞杆的端部，该盒壳体设置在泵头与泵壳体之间。盒壳体可具有轴向腔，该轴向腔中设置有弹簧，其中该弹簧被配置成向柱塞施加轴向力。
[0014]推动器帽的凸表面可具有曲率半径，该曲率半径等于凸表面与沿着导向凸台的轴向孔中的导螺杆的扩展部分的长度居中的轴向点之间的距离。
[0015]计量泵可包括沿着狭槽固定到导向凸台的外表面的传感器。传感器被配置成感测防旋转导销在沿着狭槽的固定位置处的存在。该传感器可以是光学传感器，该光学传感器具有光学发射器和光学检测器，该光学检测器被配置成接收从光学发射器沿着光路发射的光，其中光学检测器响应于防旋转导销对光路的中断而生成信号。
附图说明
[0016]通过结合附图参考下面的描述，可以更好地理解本专利技术的上述优点和其他优点，附图中相同的附图标号是指各个附图中相同的元件和特征。为清楚起见，并非每个元件都在每个附图中标记。附图不一定按比例绘制，而重点在于示出本技术的原理。
[0017]图1是液相色谱系统的框图，该液相色谱系统可包括本文所述的样品计量泵的示例中的一个示例。
[0018]图2A、图2B和图2C分别是样品计量泵的示例的顶部透视图、底部透视图和横截面视图。
[0019]图3示出了图2A至图2C的样品计量泵的驱动螺母、推动器帽和防旋转导销。
[0020]图4是图2A至图2C的样品计量泵的头部吊舱的实施方案的横截面视图，并且示出了泵头、密封洗涤壳体和盒壳体。
[0021]图5是可用作图2A至图2C的驱动组件的替代物的驱动组件的实施方案的横截面图示。
[0022]图6是图4中所示的泵头的替代实施方案。
[0023]图7是图4中所示的泵头的另一替代实施方案。
[0024]图8A和图8B分别是计量泵的另一示例的透视图和横截面视图。
具体实施方式
[0025]如本文所用，流动相是用于携带样品并穿过液相色谱系统的固定相的溶剂或溶剂的混合物。流动相可为梯度流动相，在该梯度流动相中流动相的组成随时间变化。流动相在本文中可称为系统流，该系统流通常从流动相的源头流到至少液相色谱系统的检测器。“样品”是指包含待被注入到色谱柱上游的系统流中的样品组分的样品溶液。样品通常可在液相色谱系统的样品管理器中的样品贮存器或样品容器中获得。样品溶液可包含样品稀释剂。
[0026]简而言之，下文描述的示例涉及可用于计量在液相色谱系统中注入的液体的精确体积的样品计量泵。在一些具体实施中，样品计量泵能够承受全系统压力(例如，高达125MPa(18,000psi))，并且可在一些情况下能够在注入之前将吸入的样品预压缩至全系统压力。优于常规计量泵的其他优点包括改进的注射器精度和线性度、改进的可靠性和吸入准确性，以及在一些具体实施中，更大的样品体积范围。另外，预防性维护可能是不必要的。例如，与用于为色谱系统的流动相提供连续高压溶剂流的泵相比，样品计量泵通常采用随时间推移大体上更少的泵冲程。
[0027]在一些具体实施中，计量泵的模块化配置提供了可彼此分离的吊舱区段(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计量泵，所述计量泵包括：泵壳体，所述泵壳体具有轴向孔和平行于所述轴向孔的轴线的狭槽；驱动螺母，所述驱动螺母具有带有内螺纹的孔并且具有开口，所述驱动螺母设置在所述泵壳体的所述轴向孔中；防旋转导销，所述防旋转导销至少部分地设置在所述驱动螺母的所述开口中并且延伸到所述泵壳体的所述狭槽中；导螺杆，所述导螺杆具有与所述驱动螺母的所述螺纹孔接合的螺纹外表面；和推动器元件，所述推动器元件包括推动器帽和推动器护套中的一者，所述推动器元件固定到所述驱动螺母并且具有凸表面，其中所述导螺杆的旋转赋予所述驱动螺母和所述推动器帽的轴向平移。2.根据权利要求1所述的计量泵，所述计量泵还包括与所述导螺杆机械连通的步进马达。3.根据权利要求1所述的计量泵，所述计量泵还包括机械地联接到所述导螺杆和所述步进马达的齿轮箱。4.根据权利要求1所述的计量泵，所述计量泵还包括柱塞，所述柱塞具有与所述推动器帽的所述凸表面接触的第一端部。5.根据权利要求4所述的计量泵，其中所述柱塞包括柱塞杆和柱塞毂，其中所述柱塞毂的端部与所述推动器元件的所述凸表面接触。6.根据权利要求5所述的计量泵，所述计量泵还包括吊舱头，所述吊舱头包括：泵头，所述泵头具有泵室以接收所述柱塞杆的端部；和盒壳体，所述盒壳体设置在所述泵头与所述泵壳体之间。7.根据权利要求6所述的计量泵，其中所述盒壳体具有轴向腔，所述轴向腔中设置有弹簧，所述弹簧被配置成向所述柱塞施加轴向力。8.根据权利要求5所述的计量泵，所述计量泵还包括附连到所述柱塞毂的导向垫圈。9.根据权利要求8所述的计量泵，其中所述导向垫圈由聚合物形成。10.根据权利要求1所述的计量泵，其中所述凸表面具有曲率半径，所述曲率半径等于所述凸表面与沿着与所述轴向孔的表面相邻的所述驱动螺母的外表面的长度居中的轴向点之间的距离。11.根据权利要求1所述的计量泵，所述计量泵还包括沿着所述狭槽固定到所述壳体的外表面的传感器，所述传感器被配置成感测所述防旋转导销在沿着所述狭槽的固定位置处的存在。12.根据权利要求11所述的计量泵，其中所述传感器是光学传感器，所述光学传感器具有光学发射器和光学检测器，所述光学检测器被配置成接收从所述光学发射器沿着光路发射的光，并且其中所述光学检测器响应于所述防旋转导销对所述光路的中断而生成信号。13.一种计量泵，所述计量泵包括：导向凸台，所述导向凸台具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：沃特世科技公司，
类型：发明
国别省市：