CN102312812A - 供液泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供液泵，其具有：圆筒形的、内侧由金属制成的泵室；自顶端起插入到泵室内、沿一定方向进行往复运动、使泵室内的容积增减的柱塞；覆盖泵室的内壁的至少一部分、减少泵室的内壁与柱塞间的间隙的由树脂制成的容积降低部件；以及在泵室的柱塞插入部分、相对于柱塞的外周面进行滑动而对泵室进行密封的密封部件。容积降低部件的优选例为覆盖泵室的内周面的至少一部分的圆筒形衬套，或者配置在泵室的最里侧面、使泵室的最里侧面与到达上止点的柱塞的顶端面之间的间隙变小的衬垫，或者衬套和衬垫这两者兼有。

Description

供液泵

技术领域

本发明涉及一种通过使柱塞在泵室内往复运动而进行液体的吸入和排出的供液泵。

背景技术

一般的柱塞式的供液泵是通过使柱塞在圆筒形的泵室内往复运动而改变泵室内的空间的容积，从而将液体吸入到泵室内以及将所吸入的液体排出。通常，使用蓝宝石(日文：サファィア)作为柱塞的材质，使用不锈钢作为泵室的材质。

这种供液泵被设计成，在柱塞到达上止点的状态(液体排出完毕、开始进行吸入的状态)下，使泵室的内壁与柱塞的外形之间的空间尽量小。若泵室的内壁与柱塞的外形之间存在较大空间，则当柱塞到达上止点时，受到压缩的液体的量(压缩容量)变大，造成供液的波动。此外，若泵室内的压缩容量较大，则在吸入液体时，泵室内恢复到大气压的时间变长，对密封部件施加高压力的状态变久，使得密封部件的耐久性下降。

特别是，最近，有人使用形状被设计为可以利用泵室内的压力来提高泵室的柱塞插入部分的密封性的密封部件(日本特开2008-180088号公报)，如果对这种密封部件长时间施加高压力，密封部件的寿命就会显著下降。

然而，若泵室的内壁与柱塞的外形间的间隙过小，则柱塞的外形与泵室的内壁可能会发生接触。若由蓝宝石等构成柱塞与由不锈钢等金属构成的泵室的内部接触，则会出现因摩擦生热而导致密封部件的寿命下降、因柱塞顶端接触到泵室的最里部而导致柱塞顶端破损等问题。因此，需要在泵室的内壁与柱塞的外形之间设置不会发生接触的程度的间隙。因此，泵室的内壁与柱塞的外形之间的空间的减小是有限度的。

发明内容

因此，本发明目的在于，使泵室的金属制内壁与柱塞外形不接触而降低泵室内的液体的压缩容量。

本发明涉及一种供液泵，其具有：泵室、自顶端起插入泵室内并沿一定方向进行往复运动而使泵室内的容积增减的柱塞、以及在泵室的柱塞插入部分相对于柱塞的外周面滑动而对泵室进行密封的密封部件，泵室的内侧为圆筒形且由金属制成，该供液泵还具有覆盖泵室的内壁的至少一部分、减少泵室的内壁与柱塞间的间隙的由树脂制成的容积降低部件。

容积降低部件的材质可以为全芳香族聚酰亚胺树脂或者聚醚醚酮(以下简称为PEEK)树脂。上述树脂的耐磨损性优良。

作为容积降低部件的一例，可以为覆盖泵室的内周面的至少一部分的圆筒形衬套。该情况下，将衬套的内径以及柱塞的外周面的尺寸设计成，该衬套的内径与柱塞的外周面间的间隙尽量小，例如为10～100μm左右的间隙。可以预见到：如果是这种微小的间隙，则在柱塞往复运动时，柱塞会与衬套接触。但是，因为树脂材料的滑动性比金属材料好，所以即使与柱塞的外周面接触，产生的摩擦热也较少，即使在泵室内壁与柱塞的外周面接触的状态下进行供液，也不易因摩擦热而造成密封部件的劣化。

此外，作为容积降低部件的又一例，还可以为覆盖泵室的最里侧面、将泵室的最里侧面与到达上止点的柱塞的顶端面之间的间隙填满的衬垫。

任一情况都可以降低泵室内的压缩容量，可以缓和密封部件所受到的负荷。此外，如果具有衬套和衬垫这两者，还可以进一步地降低压缩容量。

此外，关于柱塞的动作，将在泵室内最大限度地吸入液体的状态(柱塞从泵室最大限度地抽出的状态)称为“下止点”，将使泵室内的液体最大限度地排出的状态(柱塞最大限度地插入到泵室内的状态)称为“上止点”。

如上所述，在本发明的供液泵中，因为设有覆盖泵室内壁的至少一部分、填满泵室内壁与柱塞间的间隙的树脂制的容积降低部件，所以能够降低泵室内的压缩容量，缩短泵室内呈现高压状态的时间，能够减小施加给密封部件的负荷，防止密封部件的寿命下降。

附图说明

图1A是表示供液泵第一实施例的截面图，图1B是放大了该实施例的泵室及其周边的截面图。

图2A是表示供液泵第二实施例的截面图，图2B是放大了该实施例的泵室及其周边的截面图。

图3A是表示供液泵第三实施例的截面图，图3B是放大了该实施例的泵室及其周边的截面图。

图4是表示具有第一、第二或第三实施例的供液泵的液体色谱仪一实施例的流路图。

具体实施方式

使用图1对供液泵的第一实施例进行说明。本实施例的供液泵由筒体2和泵头8构成。筒体2内部容纳有滑块4。滑块4保持柱塞3的基端侧的端面，利用弹簧6的弹性力抵压到凸轮(图中省略)的周面上。凸轮利用驱动用电机(图中省略)进行旋转，使得滑块4和柱塞3随着凸轮的周面进行往复运动。

泵头8安装在筒体2上。泵头8具有泵室8a、液体吸入流路8b以及液体排出流路8c，泵头8利用由滑块4保持的柱塞3的顶端部分的往复运动进行液体的吸入和排出。在液体吸入流路8b以及液体排出流路8c上分别设有利用泵室8a内的压力变化执行这些流路8b、8c的开关、防止逆流的单向阀10a、10b。

柱塞3的顶端部插入泵室8a，随着滑块4的往复运动，向使泵室8a内的空间扩大而将液体从液体吸入流路8b吸入到泵室8a内的方向(图中的右向)、以及使泵室8a内的空间缩小而将泵室8a内的液体挤出到液体排出流路8c的排出方向(图中的左向)进行往复运动。

泵室8a为圆筒形，在其内侧周面上固定有作为容积降低部件的衬套9。衬套9的材质为例如属于全芳香族聚酰亚胺树脂的Vespel(注册商标)、PEEK树脂等。泵室8a的内径为例如2.2mm，柱塞3的外径为例如2mm。这种情况下，衬套9的壁厚被设计为略小于0.1mm，在衬套9的内侧与柱塞3之间保持十至几十μm的间隙进行嵌合。在衬套9的侧壁部分设有贯通孔，该贯通孔与液体吸入流路8b的位置对准，以便于来自液体吸入流路8b的液体能够在该贯通孔中通过。

将衬套9设置到泵室8a内的方法可以为：将衬套9压入形成流路8b、8c前的泵室8a内，然后形成流路8b、8c。在进行形成流路8b的加工时，对于衬套9，也在流路8b的位置上开设孔。

通过设置衬套9，使得在泵室8a内因泵室8a的内壁与柱塞3的外形间的间隙而产生的空间变小。由此，当柱塞3到达上止点时受到压缩的液体的量(压缩容量)变小，从柱塞3开始吸入动作至泵室8a内恢复到大气压的时间变短，泵室8a内呈现高压状态的时间变短。因此，施加到柱塞密封12的负荷变小，能够防止柱塞密封12的寿命下降。

图2表示第二实施例。在该实施例中，为了降低压缩容量，在泵室8a的最里侧面设有作为容积降低部件的衬垫9a。衬垫9a的材质可以为PEEK树脂。衬垫9a具有可以填满到达上止点的柱塞3的顶端面与泵室8a的最里侧面之间的间隙的厚度。因此，到达上止点的柱塞3的顶端也可能会接触到衬垫9a，不过，由于衬垫9a为弹性可变的树脂，所以可以降低压缩容量而不会损伤柱塞3的顶端。衬垫9a为圆盘形状的部件，其一部分设有切口以使得液体排出流路8c不被堵塞，该切口部分的位置由液体排出流路8c的位置决定。

将衬垫9a设置到泵室8a内的方法可以为：将衬垫9a压入形成流路8b、8c前的泵室8a的深处，然后形成流路8b、8c。

图3表示第三实施例。在该实施例中，为了降低压缩容量，设有处于泵室8a的内侧周面的衬套9以及处于泵室8a的最里侧面的衬垫9a这两个容积降低部件。

将衬套9以及衬垫9a这两者设置到泵室8a内的方法可以为：用属于全芳香族聚酰亚胺树脂的Vespel(注册商标)或者PEEK树脂制作将衬套9和衬垫9a一体化了的圆筒状部件，压入该圆筒状部件并使其圆筒的底部到达泵室8a的深处，然后形成流路8b、8c。

泵头8安装有密封泵室8a且可滑动地保持柱塞3的柱塞密封(密封部件)12。在筒体2与泵头8之间安装有法兰14。法兰14在柱塞密封12的与泵室8a相反的一侧，与柱塞密封12接触并对柱塞密封12进行支撑。法兰14的与柱塞密封12接触的部分设有用来可滑动地保持柱塞3的孔。

柱塞密封12设有空洞部分12a，该空洞部分12a带有与泵室8a连通的开口，以便于利用泵室8a内的压力提高柱塞密封12与柱塞3的外周面的密接性以及柱塞密封12与泵头8的内壁的密接性。

法兰14构成为可以导入清洗液，对穿过法兰14的柱塞3以及法兰14的内部进行清洗。法兰14的筒体2侧安装有用于防止导入到法兰14的内部的清洗液泄露的清洗密封16。清洗密封16由筒体2支撑。

此外，在本实施例所示的供液泵中，泵头8内设有单向阀10a、10b，不过，既可以将其中的任一个单向阀设置到泵头8的外部，也可以将两个单向阀都设置到泵头8a的外部。

另外，在本实施例中，作为支撑柱塞密封12的支撑部件，安装有可以通过清洗液清洗柱塞3等的法兰14，但是，本发明并不受此限制，法兰可以为不具有导入以及排出清洗液的流路的部件，还可以为与筒体2一体化的部件。

在本实施例中，柱塞密封12上设有空洞部分12a，不过，作为密封泵室8a密封件，也可以为未设有这种空洞部分12a的部件。

接着，通过图4，对将本发明的供液泵应用于液体色谱仪的一例进行说明。

作为使流动相22在分析流路20中流通的供液泵24，可以使用通过图1至图3进行说明的实施例的供液泵中的任一个。分析流路20上从上游侧依次配置有进样口26、分析色谱柱(Column)28、以及检测器30。通过由供液泵24供给的流动相22，将从进样口26注入的试样导入到分析色谱柱28，按照成分进行分离并分别在检测器30中进行检测。

因为供液泵24采用本发明的供液泵，所以可以降低通过供液泵24供给的液体的波动，使分析流路20中的流动相22的供液稳定，进而提高分析精度。

Claims (5)

1.一种供液泵，其特征在于，具有：

圆筒形的、内侧由金属制成的泵室；

柱塞，该柱塞自顶端起插入到所述泵室内，沿一定方向进行往复运动，使泵室内的容积增减；

由树脂制成的容积降低部件，该容积降低部件覆盖所述泵室的内壁的至少一部分，减少所述泵室的内壁与所述柱塞间的间隙；以及

密封部件，该密封部件在所述泵室的所述柱塞插入部分，相对于所述柱塞的外周面滑动，对所述泵室进行密封。

2.根据权利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述容积降低部件为覆盖所述泵室的内周面的至少一部分的圆筒形衬套。

3.根据权利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述容积降低部件为衬垫，该衬垫配置在所述泵室的最里侧面，使所述泵室的最里侧面与到达上止点的所述柱塞的顶端面之间的间隙变小。

4.根据权利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述容积降低部件为覆盖所述泵室的内周面的至少一部分的圆筒形衬套；以及衬垫，该衬垫配置在所述泵室的最里侧面、使所述泵室的最里侧面与到达上止点的所述柱塞的顶端面之间的间隙变小。

5.根据权利要求1所述的供液泵，其特征在于，所述容积降低部件的材质为全芳香族聚酰亚胺树脂或者聚醚醚酮树脂。

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