主题:【第七届原创】【急诊部 • 第二季】高压恒流泵如何实现高压恒流

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高压恒流泵如何实现高压恒流



高压恒流泵是高效液相色谱中的一大核心部件,在高效液相色谱发展和应用中起着非常重要的作用。它的主要特点就是高压、恒流,也就是它能在很高的背压下提供平稳的流速,在色谱分离技术中提供一个高压稳定的动力,为实现高效、高压、高准确度、高灵敏度的分离检测系统奠定了基础。

高压恒流泵在高效及超高效液相色谱中起着不可或缺的作用,那它究竟是怎么实现高压恒流的呢?下面静听一一分解。

首先来看看高压恒流泵的运行情况。



现在的高压恒流泵大多采用电机带动凸轮,凸轮推动柱塞杆做往复式活塞运动,由单向阀控制吸液和上液,从而达到泵的功能。

这有几点关键的地方需注意。

1.凸轮很重要,在这个运动过程中起着非常重要的作用,它可以把圆周运动转化为直线运动,并且是匀速运动。液相发展早期用的是偏心轮,效果不理想。当然凸轮也是偏心轮的一种,但由于它的性能优于早期的偏心轮,现在独立给它命名凸轮。

2.驱动、控制电路也是这个过程中的一个关键点。由于凸轮等关键部件加工、设计或安装等某个环节产生的误差,导致高压恒流泵系统供液不稳定,从而可以通过程序调整电机转速来调整泵流速,使之趋于稳定,这个技术也被很多人称之为电子脉动补偿技术(电子抑制驱动技术)。

3.双柱塞往复结构。单柱塞结构无论怎么完美,它都是间歇式的,很难实现稳定效果。双柱塞或多柱塞结构柱塞运动过程中可以相互补充,实现稳流效果相对容易的多。由于多柱塞结构结构相当复杂,造价很高,所以很少被应用。

双柱塞往复运动结构现在被广泛应用,它分为双柱塞并联式和双柱塞串联式两种。

4.柱塞运动方式也是一个比较重要的环节。这个环节把握不好有可能会缩短柱塞杆、密封圈等部件的寿命,也经常可能会导致系统漏液。

5.单向阀、密封圈、柱塞杆等关键部件的性能和质量也很重要,没有这些部件性能的保证,泵系统很有可能会产生复杂多样的不稳定因素,影响稳流效果。

6.如果泵系统流速不稳定,通过改变其它方式或是难度大或是费用高,很多厂家选择了在系统中加入一个压力(流速)脉动阻尼器,来消解流速波动。

    高压实现起来相对简单,只要控制某些关键件性能和质量,比如凸轮等相关部件硬度,密封圈、柱塞杆、单向阀的性能及质量(一定是能耐高压的),实现起来一般不会有大的问题,当然稳定、合理机构及设计也不必不可少的。



高压恒流泵整个系统涉及到的技术很多,有些也很精密、高端,但为了达到高压、恒流目的,每个细节都不可小视,都得认真对待。

凸轮技术尤为关键,现在大家大多采用阿基米德螺线原理(方程)或是阿基米德螺线原理推导出的新公式设计加工而成。这个技术深不可测,回味无穷,应用很广,这也成为每个生产厂家研究和攻克的重点。












下面是一些关于阿基米德螺线的知识,可供参考。




另外电子脉动补偿技术也是非常理想的一种技术,实现起来也相对简单。它是通过改变凸轮转速来实现恒流,只要凸轮走出的原始流速数据准确,就可以计算出一条相反的拟合曲线,把这条拟合曲线数据输入控制驱动程序中即可。



高压恒流泵是一较复杂的设备,涉及到的技术点较多,需研究和注意的地方也较多,但这都不是问题,只要我们抓住设备和技术的核心点,抓住每一个细节,相信再难的问题也不是问题,相信我们一定能研究和生产出高压恒流泵,超高压超恒流泵等等。

以上是本人的一点小小见识,希望能给同仁们一点帮助。

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楼主很强大呀!是仪器的设计研发的吧!还感谢你的分享,原来泵是这样的工作原理。
zhaoqingzhi1988
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青藏高嗷嗷嗷原
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看似很简单的东西,原来隐藏着这么高深的学问。楼主,请受洒家一拜!
singlewhy
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原文由 青藏高嗷嗷嗷原(v2923630) 发表:
看似很简单的东西,原来隐藏着这么高深的学问。楼主,请受洒家一拜!
客气了,相互交流嘛
夏天的雪
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原文由 夏天的雪(bingwang228) 发表:
液相中还有其他类型的泵吗?如气体放大泵、齿轮泵等
原来有过,现在可能很少了
hezj1989
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