一种低压层析柱塞泵制造技术

本说明书实施例提供一种低压层析柱塞泵，包括：柱塞被配置为安装在柱塞室中以置换流体；密封件用于柱塞部件安装在柱塞室中往复运动时密封柱塞部件和柱塞室；其中密封件安装在柱塞部件上以便与柱塞一起往复运动

【技术实现步骤摘要】
一种低压层析柱塞泵


[0001]本说明书涉及层析
，具体涉及生物活性大分子层析中使用的柱塞泵
。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及柱塞件
、
泵头
、
用于泵送流体的柱塞泵
、
以及一种用于泵送流体的柱塞泵的柱塞部件的制造方法
。
[0003]在许多生物化学工艺如基于液相色谱原理的样品分离工艺中，待分离的流体样品以流动相
(
如溶剂组合物
)
注入，该组合物可以通过管路用泵送到层析柱子，包含胶体
(
固定相
)
的柱子能够分离流体样品的不同组分
。
[0004]为了将流动相泵送到样品分离装置，可以使得柱塞在泵室内往复运动，从而置换流动相
。
同样为了将流体样品注入流动相，可以在样品分离装置的样品进样器端添加另一个计量柱塞泵，从而将流体样品注入流动相
。
[0005]传统上，这种层析分离装置最初用于分离一些小分子产品，所用的层析填料也为一些硬质无机物骨架的胶，由于孔径小，所以工艺上需要达到一个相对较高的压力下，才能实现分离作用
。
因而，这种高压的工况对泵的密封提出了很苛刻的要求，比如通常这类的高压泵需要用到宝石类材质的柱塞，以达到需要的高压密封；然而，这样的设计，一方面使得密封及轴承等设计比较复杂，进而不得不牺牲工艺上的其他需求，如最小死体积；另一方面需要的加工工序复杂，进而造成安装
、
维修困难
。
[0006]现阶段及今后的生物工艺发展趋势，已经进入到了大分子的细胞类的产品，所用的胶也以有机物软胶为主
。
包括生物分子和胶在内的物质兼不耐压，比如生物分子会在高压下变性，胶会在高压下破碎，所以，生产的工艺必须处在低压下，因此对泵的要求也不再苛求高压
。
从而泵的设计可以更多的着重在工艺本身的需求上来，如：流动稳定性，流量的精度，卫生性，零死体积，及制造维护简单等方面上来
。
[0007]本专利技术的一个公开内容是提供一种在生物大分子层析工艺中制造简单
、
维护方便
、
流动稳定
、
零死体积，同时能达到更高的卫生性和泵送精度的泵
。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本申请提供一种生物活性大分子层析用柱塞泵，解决了现有技术中的问题，提高了泵送精度，提供了安装
、
维护便利性，降低了制造成本
。
[0009]根据本专利技术的示例性实施例，在样品分离装置中设置了用于泵送流体
(
如液体和
/
或气体，任选地包括固体颗粒
)
的柱塞泵，其包括：柱塞腔，腔体具有围绕腔的轴线形成的内壁表面；以及用于沿所述腔体的轴线滑动的活塞组件，所述活塞组件包括与所述内壁表面密封接触的可滑动的柔性密封件
、
以及密封件安装件，所述密封件安装件具有可在所述轴线的径向上移动的多个沿周向布置的调整件结构以增大或减小密封件的尺寸
。
所述柱塞部件安装在柱塞腔，腔体用于置换流体，当柱塞构件安装在柱塞室中以往复运动时，用密封件密封柱塞部件与柱塞室之间的空隙，其中密封安装在柱塞上以便与柱塞一起往复运动
。
[0010]根据示例性实施例，泵头包括限定工作容积的柱塞室，并且具有上述特征的柱塞部件安装在或可安装于工作容积的柱塞室中，使得密封件密封在柱塞构件和柱塞腔室
。
[0011]根据示例性实施例，柱塞和密封件彼此刚性地连接在一起，以便能够在柱塞的往复运动期间一起移动，以置换柱塞腔内的流体
。
通过将柱塞和密封件形成一个共同的部件一起往复运动，即把密封件同时用作为动态轴承导向件，柱塞在柱塞腔内的引导得到显着改善
。
同时，与柱塞牢固连接的密封也有助于柱塞在柱塞腔内的正确对准和定位，可以进一步提高柱塞密封组件
/
柱塞部件在工作腔内往复运动的精度
。
因此，可以有效地抑制与置换流体在流速或体积方面的不准确性
。
此外，柱塞和密封件之间的刚性连接显着减少柱塞腔内流体死体积，因为这允许密封件位于柱塞腔内的前部区域，即更接近柱塞腔的前法兰面
。
因为密封的弹性提供了保护，防止柱塞部件对工作腔的前壁进行意外的硬撞击
。
这进一步减少了泵的死体积
。
可以显着减少不同分析程序之间流动相和
/
或样品残留的问题
。
[0012]在一个实施方式中，所述密封包括或由弹性材料组成，特别是塑料材料
。
通过用弹性材料配置密封，密封可以填充柱塞密封组件
/
柱塞部件与柱塞室壁之间的小间隙，从而提高密封性能并减少柱塞室中流体的死体积室
。
在实施例中，密封是由化学惰性材料
(
如聚四氟乙烯
(PTFE)
或聚乙烯
(PE)
类塑料
)
制成的，特别是溶剂型惰性材料
。
这种材料选择可确保密封件不会因在密封贡献下被化学腐蚀性流体置换而恶化或损坏
。
例如，对于液相色谱应用，可以使用腐蚀性溶剂材料，例如有机溶剂样甲醇或乙腈，并且可以通过化学惰性密封来耐受而不会降低密封性
。
在实施方式中，密封也可以由生物惰性或生物惰性材料制成，以使柱塞部件能够承受，而不会变质，生物流体样品的存在，该样品可以被具有集成密封的柱塞置换
。
[0013]在实施例中，柱塞构件由刚性材料组成，特别是由不锈钢金属
。
这种材料来源广，易加工制作
。
[0014]在优选实施例中，密封以纯机械方式固定在柱塞上
。
这避免了在柱塞室中引入粘合剂材料等，从而消除了腐蚀性溶剂分解粘合剂并污染泵送流动相或流体样品的任何风险
。
优选的活塞连接部分的密封形状与前部的活塞形状匹配，并且与前部的活塞形状相反，两个组件可以相互连接，而不会在机械载荷下出现意外分离的危险
。
特别的，柱塞组件通过固定的弹簧弹力提供一个固定的密封压紧力，从而确保或增强了密封件和柱塞的安全连接
。
[0015]在优选实施例中，沿密封件外侧倾斜凸出部分其整个周长的圆周密封倾斜面以对柱塞室壁的压缩力相邻，可以作为实际的密封元件，关闭柱塞室和柱塞之间的任何间隙
。
在实施列中，密封件外形具有凸出的倾斜面，具有内凹的内部及弧形的内凹，这样的形状，一方面有利于柱塞和泵腔的密封，另一方面弧形的内凹面有利于密封形变吸收，及与内部柱塞部件形成更紧密的配合
。
[0016]在实施例中，所述活塞组件还包括柱塞头部的调整器拉杆组件，其可沿轴线移动从而作用于调整器上以引起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
提供一种低压柱塞泵设计，用于泵送样品分离装置中的流体，其中泵头包括：柱塞
(206)
被配置为安装在柱塞室
(201)
中以置换流体；密封
(208)
用于柱塞部件
(204)
安装在柱塞室
(201)
中往复运动时密封柱塞部件
(204)
和柱塞室
(201)
；其中密封件
(208)
安装在柱塞部件
(204)
上以便与柱塞
(206)
一起往复运动，从而达到几乎零死体积的工艺需求和泵送精度
。
其中，密封件安装件即柱塞组件
(204)
具有能够通过弹簧
(304)
形成固定的弹力，该弹性力最终作用在所述轴线的径向上移动的多个沿周向布置的调整部件
(261)
以增大或减小所述密封件
(208)
的尺寸，从而具有自主调节密封和柱塞室内壁压紧力的功能；其中，密封件
(208)
具有外表面坡面及内表面弧面，这两者一方面有利于柱塞和柱塞室的密封，另一方面有利于减少密封的磨损，提高密封的使用寿命
。2.
根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述拉杆
(209)
具有圆锥形头部
(209)
，所述拉杆在使用中能够轴向移动，以调整密封调整件
(261)
的尺寸进而引起所述密封件的尺寸的所述增大或减小
。3.
根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述圆锥部
(291)
通过弹簧
(304)
提供一个基本固定的轴向拉力，从而对径向调整部件
(261)
施加一个基本固定的径向力；所述弹簧
(304)
具有足够的压缩行程，根据胡克定律，微小的行程变化对弹力影响非常小，所以弹簧几乎能提供基本恒定的弹力，所述弹力恒定的拉紧拉杆
(209)
，进而对调整件
(261)
施加几乎恒定的径向力
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述密封件
(208)
具有内部弧形面
(282)
，所述弧形面和柱塞调整件
(204)
之间形成部分空腔
(210)
，所述空腔能容纳密封件一定程度的形变
。5.
根据权利要求4所述的柱塞组件，其特征在于，所述密封件
(208)
具有内部弧形面
(282)
，通过所述弧形面及外周凸起的倾斜面

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊，
申请(专利权)人：马俊，
类型：发明
国别省市：