JPS5828213Y2 - Solvent supply device for liquid chromatograph - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は液体クロマトグラフ用溶媒供給装置に関し、
更に詳しくは、溶媒吸入口及び吐出口を備えたシリンダ
と、そのピストンと、このピストンに吸入運動と共に等
速吐出運動を与えるカムと、と（７）カムの回転駆動モ
ータとを備え、且つピストンの吸入時におけるそのカム
の回転速度をピストンの吐出時のそれより大きくしてな
る液体゛クロマトグラフ用溶媒供給装置に関する。[Detailed description of the invention] This invention relates to a solvent supply device for liquid chromatography.
More specifically, it comprises a cylinder equipped with a solvent suction port and a solvent discharge port, a piston thereof, a cam that provides a uniform discharge motion as well as a suction motion to the piston, and (7) a rotary drive motor for the cam, and a piston thereof. The present invention relates to a solvent supply device for liquid chromatography, in which the rotational speed of the cam during suction is greater than that during discharge from the piston.

この考案の具体的な構成は、逆止弁を備えた溶媒吸入口
及び逆止弁を備えた吐出口を有するシリンダと、このシ
リンダ内のピストン軸に係合して回転し、ピストンに往
復運動を与えて吸引運動と吐出運動を行なわせる変形カ
ムと、このカムの回転駆動モータとを具備してなる溶媒
供給装置において、前記変形カムは、前記ピストンに吐
出運動を行なわせる回転角度範囲ｏｆと吸入運動を行な
わせる回転角度範囲θ８が θ、 〉θ３ の関係を有するとともに、すくなくとも回転角度θ１
では の式にもとづいてその外周形状が形成され、かつ回転角
度θ８では回転角度θ、における等速回転速度よυ早い
等速回転速度で駆動されることを特徴とする液体クロマ
トグラフ用溶媒供給装置である。The specific structure of this invention includes a cylinder having a solvent intake port equipped with a check valve and a discharge port equipped with a check valve, and a cylinder that rotates while engaging with a piston shaft within this cylinder, causing the piston to reciprocate. In the solvent supply device, the deformable cam includes a deformable cam that causes the piston to perform a suction motion and a discharge motion, and a rotational drive motor for the cam. The rotation angle range θ8 in which the suction movement is performed has the relationship θ, 〉θ3, and at least the rotation angle θ1
A solvent supply device for a liquid chromatograph, the outer peripheral shape of which is formed based on the formula, and is driven at a constant rotational speed at a rotational angle θ8 that is υ faster than the constant rotational speed at the rotational angle θ. It is.

すなわち、変形カムの吸入回転角度範囲を吐出のそれよ
シ小さくシ、且つ前者の範囲での回転速度を後者の範囲
でのそれより大きくすることによって、上記目的を達成
しようとするものである。That is, the above object is achieved by making the suction rotation angle range of the deformed cam smaller than that of the discharge rotation, and by making the rotation speed in the former range larger than that in the latter range.

液体クロマトグラフの送液装置としてのポンプは現在い
ろいろな方式のものがある７５＼その中でも小容積のポ
ンプ室内でピストンが往復運動する方式が一番よく使用
されている。Currently, there are various types of pumps used as liquid feeding devices for liquid chromatographs.75 Of these, the most commonly used type is one in which a piston reciprocates within a small-volume pump chamber.

この種のポンプに要求される条件のうち、特に重要なも
のは流量の脈動が小さいということであり、従来の装置
はピストンの数を増加させることによりこの目的を達成
しようとしている７５〜 これは装置が高価になり、且
つ信頼性の点でも問題がある。Among the requirements for this type of pump, a particularly important one is low flow pulsation, and conventional devices attempt to achieve this objective by increasing the number of pistons. The equipment becomes expensive and there are also problems in terms of reliability.

豊た、この目的のため駆動方法に工夫をこらしたシング
ルピストンのポンプもあるが、比較的広い流量範囲にわ
たって脈動を十分小さくするために、１だ比較的大きな
容量のダンパーを必要とし、また装置も複雑になってい
も この考案の目的は、構成が簡単、且つ小容量のダンパー
で実用上十分に脈動を減少させることができ、安価で信
頼性の高い装置を提供することである。There are many single-piston pumps with devised drive methods for this purpose, but they require a damper with a relatively large capacity in order to sufficiently reduce pulsation over a relatively wide flow range, and they also require equipment. Even though the structure is complicated, the purpose of this invention is to provide an inexpensive and highly reliable device that can sufficiently reduce pulsation in practice with a simple structure and a small-capacity damper.

以下、図に示す実施例に基づいてこの考案を詳述する。This invention will be explained in detail below based on the embodiment shown in the figures.

なお、これによってこの考案が限定を受けるものではな
い。Note that this invention is not limited by this.

普ず第１図において、液体クロマトグラフ用溶媒供給装
置１は、シリンダ２と、そのピストン３と、変形カム４
と、その駆動モータ（図示省略）とから主として構成さ
れている。In FIG. 1, a liquid chromatograph solvent supply device 1 includes a cylinder 2, its piston 3, and a deformable cam 4.
and its drive motor (not shown).

前記シリンダ２は、逆止弁５を備えた吸入口６、及び逆
止弁７を備えた吐出口８を有している。The cylinder 2 has an inlet 6 with a check valve 5 and an outlet 8 with a check valve 7.

な釦、前記逆止弁５，７はいずれもボール式である。The check valves 5 and 7 are both ball type.

前記ピストン３は、ピストン軸９、そのホルダー１０、
このホルダーに回転自在に軸支され前記変形カム４と接
触するベアリング１１、前記ホルダー１０を変形カム４
の方へ弾圧するコイルスプリング１２、前記シリンダ２
との間のシール材１３を備えて構成されている。The piston 3 includes a piston shaft 9, a holder 10 thereof,
A bearing 11 is rotatably supported by the holder and comes into contact with the deformable cam 4, and the holder 10 is connected to the deformable cam 4.
a coil spring 12 that presses toward the cylinder 2;
The structure includes a sealing material 13 between the two.

前記変形カム４は、第２図において、中心０１基準線Ａ
１この基準線より角度θ離れたところの外周端りの中心
Ｏから距離ｌとし、且つθ＝０゜のときの、７３ ＝
ａ （Ｌ ”Ａ ） 、θ＝２７００（７）どきの、ｇ
＝ｂ（Ｌ＝Ｂ）とすれば、その外周形状を次のように設
定している。In FIG. 2, the deformable cam 4 has a center 01 and a reference line A.
1 When the distance is l from the center O of the outer edge at an angle θ away from this reference line, and when θ=0°, 73 =
a (L ”A ), g at θ=2700(7)
=b (L=B), the outer peripheral shape is set as follows.

＋ａ・・・・・・・・・・・・・・・（Ｉ）（２）
２７０°≦θ≦３６０° ＡとＢとをほぼ直線で結ぶ。+a・・・・・・・・・・・・・・・(I)(2)
270°≦θ≦360° Connect A and B with a substantially straight line.

なト、ここで（ｂ−ａ）はピストン３の変位量である。Here, (ba) is the displacement amount of the piston 3.

躯己駆動モータは、 ハルスモータ′／（ステンピング
モータ）と称されるものであり、次の回転周波数ｆでそ
れぞれ等速回転する。The body drive motors are called Hals motors (stamping motors) and rotate at a constant speed at the following rotational frequency f.

（１）０°≦θ≦２７００ （２） ２７０°くθく３６０゜ ここでＦｅ：流量（ｍｌ／分） ■ｅ：吐出容積（ｒｒＬｔ） △θ：モータの１パルス当ｐの回転角（０）ｔ２：吸入
時間（秒） ｆｌ、２：周波数（１／秒） なお、１４は前記吐出口８に付設されたコイル状パイプ
よシなるダンパーである。(1) 0°≦θ≦2700 (2) 270° x θ x 360° where Fe: Flow rate (ml/min) e: Discharge volume (rrLt) △θ: Motor rotation angle per 1 pulse ( 0) t2: Suction time (seconds) fl, 2: Frequency (1/second) Note that 14 is a damper such as a coiled pipe attached to the discharge port 8.

次に以上のような構成からなる液体クロマトグラフ用溶
媒供給装置１の作動を説明する。Next, the operation of the liquid chromatograph solvent supply device 1 having the above configuration will be explained.

１ず、第１図及び第２図において、駆動モータの作動に
よって変形カム４が各設定流量に対応した回転速度で等
速回転し、更にその変形カムの外周に接触しているベア
リング１１が回転を受けつつＧ方向に押される。1. In FIGS. 1 and 2, the deformable cam 4 rotates at a constant speed corresponding to each set flow rate due to the operation of the drive motor, and the bearing 11 in contact with the outer periphery of the deformable cam rotates. while being pushed in the G direction.

従ってホルダー１０を介してピストン軸９が往運動を行
ない溶媒を吐出口８よシ吐出する。Therefore, the piston shaft 9 moves forward through the holder 10, and the solvent is discharged from the discharge port 8.

このように吐出された溶媒はダンパー１４を経て液体ク
ロマトグラフ装置の所定箇所、例えばカラム等（図示省
略）へ送液される。The thus discharged solvent is sent to a predetermined location of the liquid chromatograph apparatus, such as a column (not shown), via the damper 14.

このような吐出運動は変形カム４の回転角度θ：００〜
２７０°、つまり吐出運動を行なわせる回転角度範囲θ
ｆ ＝２７０°において行われるのべその変形カム４の
外周形状が前述の式ＣＤで表わされるので、ピストン３
の速度が一定となυ、従って単位時間当シの吐出溶媒量
も一定となる。Such a discharge movement is performed at a rotation angle θ of the deformed cam 4: 00~
270°, that is, the rotation angle range θ for performing the discharge movement
Since the outer peripheral shape of the cam 4 whose base is deformed at f = 270° is expressed by the above-mentioned formula CD, the piston 3
Since the speed of υ is constant, the amount of solvent discharged per unit time is also constant.

続いて変形カム４は、設定流量とは無関係に、吐出回転
角度範囲θｆにおける等速回転速度よシ早い等速回転速
度にて回転し、ピストン３を短時間に復運動させる。Subsequently, the deformable cam 4 rotates at a constant rotation speed that is faster than the constant rotation speed in the discharge rotation angle range θf, regardless of the set flow rate, and causes the piston 3 to move back in a short time.

すなわち、回転角度２７００〜３６００、つ１り吸入運
動を行なわせる回転角度範囲θ、＝９００において、駆
動モータの回転周波数を往運動時より大きい前述の式（
ＩＩＩ）に設定しているので、吸入回転角度範囲θ８が
９００と吐出のそれθ、＝２７０°より短かくなってい
ることによる影響に加えて、短時間の復運動、つまり溶
媒を吸入口６より吸引する吸引運動が短時間で可能にな
る。That is, in the rotation angle range θ, = 900 in which the rotation angle is 2700 to 3600 and the backward suction movement is performed, the rotation frequency of the drive motor is set by the above-mentioned formula (
III), in addition to the effect of the suction rotation angle range θ8 being 900, which is shorter than the discharge rotation angle θ, = 270°, there is also a short return movement, that is, the solvent is transferred to the suction port 6. More suction movement is possible in a short time.

以上の作動を繰り返して溶媒を供給するわけであるが、
その作動は第３図に１とめられている。The above operations are repeated to supply the solvent.
Its operation is illustrated in FIG.

なむここでは時間ｔ２の大きさはピストンの変位及び流
量の変化を明確にするために拡大して示され、ｆｌ及び
ｆ２の矢印は周波数の大きさを示すのではなく、それぞ
れの周波数の使用範囲を参考１でに示す。Here, the magnitude of time t2 is shown enlarged to clarify the displacement of the piston and the change in flow rate, and the arrows fl and f2 do not indicate the magnitude of the frequency, but the usage range of each frequency. is shown in Reference 1.

このような第３図によると吸引運動時間が極めて短かく
、且つ吐出口８を出る溶媒の脈動が高周波成分のみとな
るので、非常に簡単で小容量のダンパーにて脈動を除（
ことができる。According to FIG. 3, the suction movement time is extremely short, and the pulsation of the solvent exiting the discharge port 8 is only a high frequency component, so the pulsation can be eliminated with a very simple and small-capacity damper (
be able to.

従って１液体クロマトグラフ分析が高精度で可能になる
。Therefore, one-liquid chromatographic analysis becomes possible with high accuracy.

特に液体クロマトグラフの検出器の中で最も流量変動（
脈動）の影響を受けやすい屈折率検出器においてもその
効果が十分期待できる。In particular, among liquid chromatograph detectors, the flow rate fluctuations (
This effect can be fully expected even in refractive index detectors that are susceptible to the effects of pulsation.

また、この装置１では、ピストンが一つのみであり、従
って極めて交換頻度の大きいシール材及び逆止弁も一セ
ットで済むので、構造が簡単で信頼性の高い装置となっ
ている。Furthermore, this device 1 has only one piston, and therefore requires only one set of sealing material and check valve, which must be replaced very frequently, resulting in a simple and highly reliable device.

ｌた、寸法及び回転精度ヲ極めテ高いレベルに上げるこ
とができる変形カム方式及びパルスモータ方式の採用に
よって、流量変動をほとんど生じないようにすることが
できる。In addition, by adopting a modified cam system and a pulse motor system that can raise the dimensions and rotation accuracy to an extremely high level, it is possible to almost eliminate flow rate fluctuations.

また吸入期間は、変形カムの回転角が吐出時の回転角に
比べて小さいため、大幅にパルスモータの回転数を上げ
なくても吸入時間を短かくでき、且つ吸入時間の最初の
ある期間は変形カムの形状によう更にピストンが早くも
どるので吐出側の逆止弁の逆止め効果が早められる。In addition, during the suction period, the rotation angle of the deformed cam is smaller than the rotation angle during discharge, so the suction time can be shortened without significantly increasing the rotation speed of the pulse motor. Because the shape of the deformed cam allows the piston to return quickly, the check valve on the discharge side has a faster check effect.

その結果、バネを用いるような複雑な逆止弁にする必要
がなくなる。As a result, there is no need for a complicated check valve that uses a spring.

なお、変形カムの回転角度θの検出は、駆動モータのパ
ルスのカウントによって可能になる。Note that the rotation angle θ of the deformable cam can be detected by counting the pulses of the drive motor.

次に、第３図における吐出時間ｔ１及び吸入時間ｔ２と
流量との関係を示す実験例を挙げる。Next, an experimental example showing the relationship between the discharge time t1, the suction time t2, and the flow rate in FIG. 3 will be given.

流量（ｒｎｔ／分） ｔ 秒 ｔ 秒０．１
５９．９ ０．１１．０
５，９ ０．１５ １．１
０．１１０ ０．５ ０．１
（但し、吐出容積 Ｖｅ ＝ ０．１風ｔ）一般に分析
に使用される流量は０．３ ｙｎ／７ｆ’ｒ−２ｍ１Ａ
＋程度であるためｔ ｌ） ｔ２となり、この考案の効
果が大きいことがわかる。Flow rate (rnt/min) t seconds t seconds 0.1
59.9 0.11.0
5,9 0.15 1.1
0.110 0.5 0.1
(However, discharge volume Ve = 0.1 windt) The flow rate generally used for analysis is 0.3 yn/7f'r-2m1A
Since it is about +, it becomes t l) t2, and it can be seen that the effect of this invention is large.

なお、吸入時間ｔ２は、短かい方が望ましい。Note that it is desirable that the inhalation time t2 be shorter.

しかしながら、あ１りそれが短かいとキャビテーション
を起こすおそれがあり、通常 ｔ２＝Ｏ，１〜０．１５
秒程度に設定される。However, if it is short, cavitation may occur, and usually t2=O, 1~0.15
It is set to about seconds.

ｌた、溶媒が圧縮率の大きい液体の場合は、ピストンが
吸入行程を終了して吐出行程に移ったとき、最初のわず
かな時間ピストンが吐出行程にあるにもかかわらず、液
体がポンプ室内で圧縮されるため、すぐに出口側逆止弁
が開かない場合がある。In addition, if the solvent is a highly compressible liquid, when the piston finishes the suction stroke and moves on to the discharge stroke, the liquid may be in the pump chamber even though the piston is in the discharge stroke for a short period of time. Because of the compression, the outlet check valve may not open immediately.

このようなとき、吸入行程のときのパルスモータの回転
周波数ｆ２を変形カムのθ＝００ の位置でリセットし
なくて、θ＝ｌＯＯ−■５°の位置でリセットすること
により吐出行程の最初のある部分をピストン速度を早め
ることにより出口側の逆止弁の開きを早め、結果的に更
に脈動を減少させることもできる。In such a case, the rotation frequency f2 of the pulse motor during the suction stroke is not reset at the θ=00 position of the deformed cam, but by resetting it at the θ=lOO−■5° position, so that it can be reset at the beginning of the discharge stroke. By increasing the piston speed in a certain area, the check valve on the outlet side can be opened earlier, and as a result, pulsation can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの考案に係る液体クロマトグラフ用溶媒供給
装置の一実施例を示す機能説明図、第２図はその変形カ
ムの拡大説明図、第３図は本装置によって得られる溶媒
流量の経過を示す図表である。 １・・・・・・液体クロマトグラフ用溶媒供給装置、２
・・・・・・シリンダ、３・・・・・・ピストン、４・
・・・・唆形カム、６・・・・・・吸入口、８・・・・
・・吐出口。Fig. 1 is a functional explanatory diagram showing one embodiment of the solvent supply device for liquid chromatography according to this invention, Fig. 2 is an enlarged explanatory diagram of its deformed cam, and Fig. 3 is a progression of the solvent flow rate obtained by this device. This is a chart showing the following. 1... Solvent supply device for liquid chromatograph, 2
...Cylinder, 3...Piston, 4.
...Intuitive cam, 6...Intake port, 8...
...Discharge port.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 逆止弁を備えた溶媒吸入口及び逆止弁を備えた吐出口を
有するシリンダと、このシリンダ内のピストン軸に係合
して回転し、ピストンに往復運動を与えて吸引運動と吐
出運動を行なわせる変形カムと、このカムの回転駆動モ
ータとを具備してなる溶媒供給装置において、前記変形
カムは、前記ピストンに吐出運動を行なわせる回転角度
範囲θ、と吸入運動を行なわせる回転月間範囲θ８がθ
、〉 θ３ の関係を有するとともに、すくな（とも回転角度θ、で
は の式にもとづいてその外周形状が形成され、かつ回転角
度θ では回転角度θ、における等速回転速度よう早い
等速回転速度で駆動されることを特徴とする液体クロマ
トグラフ用溶媒供給装置。[Claims for Utility Model Registration] A cylinder having a solvent intake port equipped with a check valve and a discharge port equipped with a check valve, and a cylinder that rotates while engaging with a piston shaft within the cylinder, causing the piston to reciprocate. In the solvent supply device, the deformable cam includes a deformable cam that causes the piston to perform a suction motion and a discharging motion, and a rotational drive motor for the cam. The rotational monthly range θ8 for performing the inhalation movement is θ
,〉 θ3, and its outer peripheral shape is formed based on the formula of Sukuna (both rotation angle θ), and at rotation angle θ, the constant rotation speed at rotation angle θ is as fast as the constant rotation speed at rotation angle θ. A solvent supply device for a liquid chromatograph, characterized in that it is driven.