液相色譜泵用單向閥的製作方法

2023-07-12 07:46:56

專利名稱：液相色譜泵用單向閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種液相色譜泵用單向閥，屬於單向閥技術領域。
背景技術：
單向閥是高效液相色譜儀高壓輸液泵的重要部件之一。單向閥設計與加工、裝配的狀態，會直接影響到高效液相色譜泵使用的壽命和維修的頻率，會影響到高壓輸液泵供液的精度和重複性；亦會影響到整個儀器的使用狀態、檢測精度和效果。現有高效液相色譜儀使用的高壓輸液泵，從柱塞和輸液的流路結構主要分為串聯泵和並聯泵兩種。串聯泵和並聯泵的主要區別在於串聯泵分主泵和副泵，兩組泵共用ー對單向閥，主泵的吸液量和供液量等於整個系統所設定的量，區別在於主泵供液時只將一部分液體供給了系統，而將另一部分供給了副泵。在主泵吸液吋，由副泵將另一部分液體供給系統。與串聯泵所不同的是並聯泵雖然也有兩組泵，但吸液和供液系統是各自獨立的。它們各用ー對單向閥，相互獨立地交替完成對系統的全部供液。從串聯泵和並聯泵的不同結構上來分析當兩種泵的柱塞行程相同吋，並聯泵的排量是串聯泵的一倍；當兩種泵的排量相同吋，並聯泵的柱塞行程是串聯泵的二分之一。從理論上講並聯泵具有排量更大、脈動更小、壽命更長、精度更高等特點，有著明顯的優勢。但是，目前從生產到使用，串聯泵卻佔據著主要位置。只有不多的廠家生產並聯泵，且多數是對壓カ波動、流量精度等要求不高的泵型。並聯泵的優勢不能得到充分發揮的ー個重要原因，是因為並聯泵比串聯泵多使用了ー對單向閥。單向閥，是目前高效液相色譜高壓泵中出現故障頻率最高的部件之一。為了降低自己產品的故障率，很多廠家不設計和生產並聯泵。換一句話說，單向閥的高故障率，是造成並聯泵的優勢不能得到充分發揮的ー個重要因素。目前單向閥故障率高、使用壽命短的ー個重要原因，在於傳統單向閥設計上的一種模式(見圖I)。從圖I傳統單向閥設計上可以看到，傳統單向閥中的閥球限位套，都設計有液體流動的通道。這些通道數量不等，或兩個、或三個、或四個……。雖然數量不等，但有共同的特點為了閥球升起時不會堵塞通道，閥球限位套液體流動通道的數量都大於ー；通道都是圍繞閥球限位套的中心線在圓周上均勻分布的。這種傳統的設計會出現ー個問題，即閥球上升和下降的軌跡和閥球限位套的中心線是高度重合的，是唯一的；換句話說，從理論上講，單向閥在閉合時，閥球和閥座的接觸面(或線)的位置是唯一的，是高度重複的。(見圖2)這種設計所產生的必然結果是閥球和閥座的局部面(或線)，在使用過程中磨損嚴重，造成局部面(或線)的粗糙度提高、密封性能下降。尤其是在高壓或超高壓的情況下，嚴重時會使閥球和閥座的局部面(或線)產生裂紋和破損，導致單向閥徹底失去功能。而泵系統使用的單向閥的數量越多，這種由單向閥造成的儀器失效的可能性就越大。這種由單向閥局部磨損所造成的儀器失效，是很多設計和生產廠家不願意或不敢涉足並聯泵的重要原因之一。圖2示意的是雙通道180°均布的閥球運動軌跡。三通道120°均布、四通道90°均布所產生的結果也是完全一祥的。
發明內容本實用新型的目的是為了解決現有液相色譜泵用單向閥閥球上升和下降的軌跡和閥球限位套的中心線是高度重合的，是唯一的，在使用過程中磨損嚴重，造成局部面(或線)的粗糙度提高、密封性能下降。尤其是在高壓或超高壓的情況下，嚴重時會使閥球和閥 座的局部面(或線)產生裂紋和破損，導致單向閥徹底失去功能的問題，進而提供一種液相色譜泵用單向閥。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種液相色譜泵用單向閥，包括端蓋、外套、閥座、閥球和閥球限位套，所述外套的兩端設有端蓋，閥座和閥球限位套設置在外套內，閥球限位套內設有閥腔和閥球限位偏心通道，閥腔和閥球限位偏心通道相連通，閥球設置在閥球限位套的閥腔內。本實用新型將流路進行了改變，使傳統的單向閥閥球直上直下的運動軌跡，變成帶有一定傾角的運動軌跡。這樣，迫使單向閥的閥球在運動中自身也產生一定角度的旋轉。通過設計上的這種改變，使閥球和閥座在密封接觸時單一重複的線(或面)的接觸，變成不斷變化位置的線(或面)的接觸。以此實現提高單向閥的使用壽命和密封性能的效果。

圖I是現有液相色譜泵用單向閥的結構示意圖；圖2是現有液相色譜泵用單向閥的閥球運動方向示意圖；圖3是本實用新型一種液相色譜泵用單向閥的結構示意圖；圖4是本實用新型一種液相色譜泵用單向閥的閥球運動方向示意圖；圖5是圖4的局部放大圖。圖I和圖2中的附圖標記I是端蓋，2是外套，3是閥座，4是閥球，5是閥球限位套，6是閥球限位均布雙通道。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型做進ー步的詳細說明本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本實用新型的保護範圍不限於下述實施例。如圖3 圖5所示,本實施例所涉及的液相色譜泵用單向閥,包括端蓋11、外套12、閥座13、閥球14和閥球限位套15，所述外套12的兩端設有端蓋11，閥座13和閥球限位套15設置在外套12內，閥球限位套15內設有閥腔16和閥球限位偏心通道17，閥腔16和閥球限位偏心通道17相連通，閥球14設置在閥球限位套15的閥腔16內。所述閥球限位偏心通道17是單通道或多通道。如圖3所示，是本實用新型為液相超高壓輸液泵設計的ー款單向閥。單向閥的閥球14選用的是直徑為O. 794mm的寶石球。閥球限位套15設有頂端為90°的圓錐形腔頂，以腔頂圓柱形半徑為中心設計有直徑為O. 5mm的圓孔和半圓孔的偏心通道。用藍寶石製作的閥座的上端設計成半圓錐體，與閥球限位套的半圓錐孔配合，用以加強單向閥在超高壓時的密封效果。單向閥設計使用壓カ為21755. 7psi(150Mpa)。為了加強單向閥在超高壓下的抗磨損能力，設計上(如圖4和圖5所示)採用了單流路偏心通道。閥球限位套選用的材料為PEEK(聚醚醚酮)，在加強密封和耐磨性能的同時，增強了偏心通道加工的エ藝性，使設計通過加工得以實現。由圖4和圖5可以看到本實用新型的液流通道是偏心的。因此，柱塞吸液時，在負壓的作用下，閥球被吸離閥座，單向閥打開。因為閥球限位套上的流路是偏心且非均布的，所以，流體的流動方向是偏心的；流體對閥球的摩擦力的合力方向也指向閥球限位套腔體的斜上方，閥球由位置A移動到位置B。由於出液通道的直徑小於閥球直徑，且在閥球型腔內是半孔，所以閥球在向通道斜方向運動後，只會有兩個點與通道接觸，不會堵塞通道。此時，閥球在與通道兩點接觸時產生摩擦，發生旋轉，並由B點向C點移動。在由B點向C點移動的過程中，閥球始終有兩點與出液通道半孔接觸。因此，閥球在斜向運動的同時始終存在ー個很微小的自轉，一直到閥球上端的一條圓周線與閥球限位型腔的圓錐部分接觸為止。這時，閥球的中心線與閥球限位套的中心線再一次重合。當柱塞的吸液運動結束時,負方向的壓カ消除，閥球在重力的作用下由C點落回到A點，但這時的閥球已經在運動過程中產生了偏轉。從理論上講，系統的壓力不同、流量不同、流速不同、流動相不同等諸多因素，都會影響到閥球的運動軌跡。因此，本設計中閥球的直線(斜線)和旋轉運動是絕對的，但運動的軌跡和運動的幅度卻是非常複雜千變萬化的。這就如同加工業中的研磨一祥，軌跡越複雜，往往效果越好。這裡也是一祥，閥球和閥座之間相對運動的軌跡越複雜，就越能實現好的使用效果。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，這些具體實施方式
都是基於本實用新型整體構思下的不同實現方式，而且本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。權利要求1.一種液相色譜泵用單向閥，包括端蓋、外套、閥座、閥球和閥球限位套，所述外套的兩端設有端蓋，閥座和閥球限位套設置在外套內，其特徵在幹，閥球限位套內設有閥腔和閥球限位偏心通道，閥腔和閥球限位偏心通道相連通，閥球設置在閥球限位套的閥腔內。
2.根據權利要求I所述的液相色譜泵用單向閥，其特徵在於，所述閥球限位偏心通道是單通道或多通道。
3.根據權利要求I所述的液相色譜泵用單向閥，其特徵在幹，閥球的直徑為0.794mm。
4.根據權利要求I所述的液相色譜泵用單向閥，其特徵在幹，閥球限位套設有頂端為90°的圓錐形腔頂。
專利摘要本實用新型提供了一種液相色譜泵用單向閥，屬於單向閥技術領域。本實用新型包括端蓋、外套、閥座、閥球和閥球限位套，所述外套的兩端設有端蓋，閥座和閥球限位套設置在外套內，閥球限位套內設有閥腔和閥球限位偏心通道，閥腔和閥球限位偏心通道相連通，閥球設置在閥球限位套的閥腔內。本實用新型將流路進行了改變，使傳統的單向閥閥球直上直下的運動軌跡，變成帶有一定傾角的運動軌跡。這樣，迫使單向閥的閥球在運動中自身也產生一定角度的旋轉。通過設計上的這種改變，使閥球和閥座在密封接觸時單一重複的線(或面)的接觸，變成不斷變化位置的線(或面)的接觸。以此實現提高單向閥的使用壽命和密封性能的效果。
文檔編號F04B53/10GK202391716SQ201120521998
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者陸振宇 申請人:北京普析通用儀器有限責任公司