JPS5974377A - Pump device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To achieve constant flow performance while to suppress production of foam by operating two plungers having cross-sectional ratio of 2:1 with same speed while shifting phase by 180 deg.. CONSTITUTION:Upon rotation of constant speed motor 1, a shaft 3 will rotate through speed reduction mechanisms 2, 2' to rotate cams 4, 5 coupled to said shaft 3. Consequently plungers 10, 11 will reciprocate with same speed. Since cross section of plunger 10 is twice that of plunger 11 while both plungers will reciprocate with same speed, carrier liquid is fed continuously with same flow speed to a separation column 15.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速液体クロマトグラフなどに使用されるポ
ンプ装置、特に高圧下でキャリア液などの液体を定量性
をもって給送するためのボ〕／ブ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pump device used in a high-performance liquid chromatograph or the like, and particularly to a pump device for quantitatively feeding a liquid such as a carrier liquid under high pressure.

高速液体クロマトグラフにおいて、キャリア液を分離カ
ラムに給送するためのポンプ装置としては、（１）定流
量性、特に分離カラムにキャリア液を無脈流下に給送す
ること、（２）高圧に耐え得ること、等の条件が要求さ
れている。特に（１）の定流霧−性の条件を満たすこと
は、測定の正確さの向−１−やノイズの減少に寄与する
だけでなく、分離カラムの劣化を防止するためにもきわ
めて重要であり、この条件を満たすために、これまでに
も種々のポンプが提案されてきた。これらのうち、従来
の往復動プランジャ型ポンプにおいて、送液の定流量性
を確保する手法としては、複数個のポンプヘッドの吐出
口を並列に接続するものと、２個のポンプヘラドを用意
して一方の吐出側ともう一方の吸引側とを直列に連結す
るものとがあった。しかるに、前者は、ポンプヘッド内
に気体が混入もしくは発生した場合にこれを強制的に押
し出すための手段がなく、キャリア液の脱気や背圧が必
要となり、装置の保守が大変であった。また、後者は、
−個のポンプヘッドの一方に気体が混入もしくは発生し
ても、もう一方のポンプヘッド側でこれを強制的に押し
出すことができ、装置の保守は簡便になったが、分断カ
ラム側へ実際に送液されるキャリア液の吐出パターンは
、７個のヘッドの場合とあまり変わらず、プランジャー
の往復動に応じた脈流が生じてしまい、その大小は、使
用される分離カラムのもつ抵抗の大小によっても左右さ
れてしまうという欠点があった。In high-performance liquid chromatography, the pump device for feeding the carrier liquid to the separation column has (1) constant flow characteristics, especially feeding the carrier liquid to the separation column in a non-pulsating flow, and (2) high pressure. Conditions such as being durable are required. In particular, satisfying the constant flow atomization condition (1) not only contributes to measurement accuracy and noise reduction, but is also extremely important to prevent deterioration of the separation column. Various pumps have been proposed to meet this requirement. Among these methods, in conventional reciprocating plunger pumps, the methods to ensure constant flow rate of liquid are to connect the discharge ports of multiple pump heads in parallel, and to prepare two pump heads. There was one in which one discharge side and the other suction side were connected in series. However, in the former case, there is no means for forcibly forcing out gas when it is mixed in or generated within the pump head, requiring degassing of the carrier liquid and back pressure, making maintenance of the device difficult. Also, the latter is
- Even if gas gets mixed in or occurs in one of the pump heads, it can be forcibly pushed out from the other pump head, making equipment maintenance easier, but it is difficult to actually send it to the dividing column side. The discharge pattern of the carrier liquid is not much different from the case with seven heads, and a pulsating flow occurs depending on the reciprocating motion of the plunger, and the magnitude of this flow depends on the resistance of the separation column used. The drawback was that it was influenced by size.

本発明は、以上の従来装置の欠点を排除し、定流量性が
あり、気泡が発生し難く、保守の容易なポンプ装置を提
供するものである。The present invention eliminates the above-described drawbacks of conventional devices and provides a pump device that has a constant flow rate, is less likely to generate bubbles, and is easy to maintain.

すなわち、本発明のポンプ装置は、液体を給送するため
の装置であって、断面積がλ対／なる比率の一個のプラ
ンジャーと、該一個のプランジャーを交互に往復駆動さ
せるためのそれぞれの駆動手段とを有し、一方のポンプ
ヘラ１゛の吐出口から他方のポンプヘッドの吸引口まで
を連結したポンプ装置に関するものである。前記それぞ
れの駆動手段は、好ましくはコ組のコンロッドとカムと
よりなり、前記２個のプランジャーを該一個のコンロッ
ドに各々取り付け、該一個のコンロッドを、前記−個の
カムによって各々往復駆動されるようにしたことを特徴
とするものである。また、前記−個のカムの形状が、該
カムが定速回転されたときに上記プランジャーの軸方向
変位量が直線的に増加するように形成されており、各カ
ムを一定速度で回転させているときには、各ポンプヘッ
ドにおける吐出速度及び吸入速度を常に一定に保つこと
が可能である。前記２個のカムは、定速回転モーターに
よって定速回転される７個のシャフトに、各々の位相が
約１ｇＯ度ずれたように取り付＋１らねており、該モー
ターの回転時には、前記−個のプランジャーは、一方が
往動中であればもう一方は復動中であるというように、
交互に定速往復駆動される。That is, the pump device of the present invention is a device for feeding liquid, and includes one plunger with a cross-sectional area of a ratio of λ//, and each plunger for alternately reciprocating the one plunger. The present invention relates to a pump device having a drive means of 1, and in which the discharge port of one pump head 1' is connected to the suction port of the other pump head. Each of the driving means preferably includes a pair of connecting rods and cams, each of the two plungers is attached to the one connecting rod, and the one connecting rod is reciprocated by the two cams. This is characterized by the fact that the Further, the shapes of the - cams are formed such that when the cams are rotated at a constant speed, the amount of axial displacement of the plunger increases linearly, and each cam is rotated at a constant speed. It is possible to keep the discharge and suction speeds at each pump head constant at all times. The two cams are mounted on seven shafts that are rotated at a constant speed by a constant-speed rotary motor, with their respective phases shifted by about 1 gO degree, and when the motor rotates, the - If the plunger is moving forward, the other is moving backward, and so on.
They are alternately driven back and forth at a constant speed.

また、前記−個のプランジャーの駆動は、上記手法以外
にも、油圧、空気圧などを用いた駆動機構や、クランク
などを併用した駆動機構などによっても、上記同様に行
なうことが可能である。In addition to the method described above, the plungers can be driven in the same manner as described above by a drive mechanism using hydraulic pressure, pneumatic pressure, etc., or a drive mechanism using a crank or the like.

次に、本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。Next, one embodiment of the present invention will be described using the drawings.

第１図は、本発明に従うポンプ装置を備えた液体クロマ
トグラフィーの一実施例を示す概略図である。定速回転
モーター／が回転すれば、減速機構ユ、λ′を通してシ
ャフト３が回転し、これに皐り付けられた一個のカム＜
１．１が回転させられる。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of liquid chromatography equipped with a pump device according to the present invention. When the constant speed rotary motor rotates, the shaft 3 rotates through the reduction mechanism λ', and a single cam attached to it rotates.
1.1 is rotated.

転すれば、バネ乙、７によってカム＜ｚ、ｔに押しつけ
られたフンロッドｇ１９が、いずれも等速往復駆動をす
る。従って、コンロッドｇ、りに固定されたプランジャ
ー１０．／／も等速往復運動を行ない、これによって、
各ポンプヘッド／ｌ、／３Ｓ− での吐出、吸引速度も等速で行なわれる。各カムグ、Ｓ
は、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、位相を１ｇＯ
度ずらせてシャフト３に固定しであるため、各プランジ
ャー１０．／／は交互に往復動を行なう。When rotated, the rod g19 pressed against the cam <z, t by the springs 7 and 7 reciprocate at a constant speed. Therefore, the plunger 10. fixed to the connecting rod g. // also performs uniform reciprocating motion, thereby
The discharge and suction speeds of each pump head /l, /3S- are also performed at the same speed. Each Kamug, S
As shown in Figures 3(a) and (b), the phase is set to 1gO
Since each plunger 10. // performs reciprocating motion alternately.

この際、プランジャー１０の断面積がプランジ−Ｙ−／
／の断面積の２倍であり、両プランジャーの往復動速度
が同じであることから、ポンプヘン１′／コの吐出、吸
引速度は、いずれもポンプへラド／３の吐出、吸引速度
の一倍となる。各ポンプヘッド／、２、／３における吐
出、吸引速度を概略的に示したのが、第グ図（ａ）、（
ｂ）であり、第１図の、ｒうに、ポンプヘッド／３の吸
引口を逆止弁／ダを介してポンプヘッド７．２の吐出口
に直列に接続した場合の実際に分離カラム／Ｓへ流れる
キャリア液の流速は、第Ｓ図の如く一定となる。すなわ
ち、分離カラムへ送液するべき設定流量を１０としたと
き、ポンプヘッド／２は、２ＱＯの流速で吐出、吸入を
繰り返し、ポンプヘッド／３はｑｏの流速で吐出、吸入
を繰り返しているが、これらの吐出と吸入は、交互に行
なわれているため、時刻ｔが、ム≦ｌ≦ｔ１６− のときには、ポンプヘッド／２からの吐出量の半分（流
速ｑ。）がポンプヘッド／３のシリンダ内に入って行き
、残り半分の液が流速ｑ０で分離カラム／Ｓのほうへ送
られる。さらに、ｔ１≦ｔ≦ｔ、のときには、ポンプヘ
ッド／ユは次回の送液のために吸入を行なっているが、
ポンプヘッド／３のほうからは、流速ｑ。で分離カラム
／りのほうへ送液が行なわれうる。以上の動作が繰り返
されると、分離カラムｌＳへのキャリア液の送液は、常
に一定流速ｑ。で行なわれ、第５図のような平滑な送液
パターンとなりうる。また、キャリア液に気泡が発生し
た場合でも、どちらか一方のポンプヘッドからの吸引、
押出しにより、気泡を強引に吐き出させることも可能で
あり、気泡発生によって送液が不可能になってしまうと
いうようなトラブルが極少におさえられうる。なお、図
において、／乙はキャリア液溜、／７は逆止弁、７ｇは
インジェクター、／９は検出器、２０は廃液溜である。At this time, the cross-sectional area of the plunger 10 is plunger -Y-/
Since the cross-sectional area of / is twice the cross-sectional area of / and the reciprocating speed of both plungers is the same, the discharge and suction speeds of pump hem 1' / are both equal to the discharge and suction speed of pump hrad /3. It will be doubled. Figures (a) and (a) schematically show the discharge and suction speeds for each pump head /, 2, and /3.
b) in Figure 1, the actual separation column /S when the suction port of the pump head /3 is connected in series to the discharge port of the pump head 7.2 via the check valve /da. The flow rate of the carrier liquid flowing into the tube becomes constant as shown in FIG. In other words, when the set flow rate to be sent to the separation column is 10, pump head/2 repeats discharge and suction at a flow rate of 2QO, and pump head/3 repeats discharge and suction at a flow rate of qO. , these discharge and suction are performed alternately, so when time t is m≦l≦t16-, half of the discharge amount from pump head/2 (flow rate q) is equal to that of pump head/3. The remaining half of the liquid is sent to the separation column/S at a flow rate of q0. Furthermore, when t1≦t≦t, the pump head/U is suctioning for the next liquid delivery;
From pump head/3, the flow rate is q. The liquid can be sent to the separation column/receiver. When the above operations are repeated, the carrier liquid is fed to the separation column IS at a constant flow rate q. This can result in a smooth liquid feeding pattern as shown in FIG. In addition, even if air bubbles occur in the carrier liquid, suction from either pump head,
By extrusion, it is also possible to forcibly expel air bubbles, and troubles such as the generation of air bubbles that make liquid feeding impossible can be minimized. In the figure, /B is a carrier liquid reservoir, /7 is a check valve, 7g is an injector, /9 is a detector, and 20 is a waste liquid reservoir.

以上説明したように、本発明によれば、脈流がなく、定
量性のあるキャリア液の送液が可能で、気泡が発生し難
く保守の容易なポンプ装置が提供される。As described above, according to the present invention, there is provided a pump device that is free from pulsating flow, is capable of feeding a carrier liquid quantitatively, is less likely to generate bubbles, and is easy to maintain.

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

第１図は、本発明に従うポンプ装置を備えた液体クロマ
トグラフィーの一実施例を示す概略図であり、これに用
いた２個のカムの形状の概略図（（ａ）は正面図、（ｂ
）は側面図）を、第一図（ａ）、（ｂ）に、２個のカム
をシャフトに取り付けた場合の概略図（（ａ）は正面図
、（ｂ）は側面図）を第３図（ａ）、（ｂ）に示す。第
７図（ａ）、（ｂ）は、各ポンプヘッドでの吐出、吸入
のパターンを示す概略図であり、第５図は、−個のポン
プヘッドを直列に配置したときにギヤリア液が分離カラ
ムへ実際に送液されるパターンの概略図を示す。 ／：定速回転モータ　　コ、λ′：減速機３：シャフト
　　　　　ｑ：カム Ｓ：カム　　　　　　　Ａ＝バネ ク：バネ　　　　　　　ｇ：コンロッドｑ：コンロツド
　　　１０−プランジャー／／ニブランジャー　　　／
コニポンプヘッド／３：ポンプヘッド　　　／ｌ：逆止
弁／左：分離カラム　　　　／Ａ：キャリア液溜／７：
逆止弁　　　　　　７ｇ：インジエクタ−／ｑ：検出器
　　　　　コＯ：廃液溜 特許出願人　旭化成工業株式会社 代理人弁理士　星　　　野　　　　　透　９− 第１図 （ｂ）　　　第２図　　（久） （ｂ）　　第３図　　（久） 第４図 第５図 Ｃ６’Ｃ１１ａｚ　　ＴＪ３FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of liquid chromatography equipped with a pump device according to the present invention, and is a schematic diagram of the shape of two cams used therein ((a) is a front view, (b)
) is a side view), the first figure (a) and (b) are schematic diagrams ((a) is a front view, (b) is a side view) when two cams are attached to the shaft. Shown in Figures (a) and (b). Figures 7(a) and (b) are schematic diagrams showing the discharge and suction patterns of each pump head, and Figure 5 shows that gear fluid separates when - pump heads are arranged in series. A schematic diagram of the pattern in which liquid is actually sent to the column is shown. /: Constant speed rotating motor ko, λ': Reducer 3: Shaft q: Cam S: Cam A = Spring: Spring g: Connecting rod q: Connecting rod 10-Plunger //Nib plunger /
Koni pump head /3: Pump head /l: Check valve /Left: Separation column /A: Carrier reservoir /7:
Check valve 7g: Injector/q: Detector CO: Waste reservoir Patent applicant Asahi Kasei Corporation Patent attorney Toru Hoshino 9- Figure 1 (b) Figure 2 (Ku) (b) 3rd Figure (Ku) Figure 4 Figure 5 C6'C11az TJ3

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）、液体を給送するための装置であって、断面積が
コ対／なる比率の２個のプランジャーと、該ユ個のプラ
ンジャーを交互に往復駆動させるためのそれぞれの駆動
手段とを有し、一方のポンプヘッドの吐出口から他方の
ポンプヘッドの吸引口までを連結したポンプ装置。(1) A device for feeding a liquid, comprising two plungers with a cross-sectional area of a ratio of 1 pair, and respective driving means for alternately driving the plungers back and forth. A pump device comprising: a discharge port of one pump head connected to a suction port of the other pump head. （２）６　　それぞれの駆動手段が２組のフンロッドと
カムとよりなり、−個のプランジャーを該ユ個のコンロ
ッドに各々取り付け、該コ個のコンロッドを、該コ個の
カムによって各々往復駆動されるようにした特許請求の
範囲第１項記載の装置。(2) 6 Each drive means is composed of two sets of rods and cams, - plungers are attached to the connecting rods, and the connecting rods are reciprocated by the cams. An apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is adapted to perform the following steps. （３）　　２個のカムの形状が、該カムが定速回転され
たときにプランジャーの軸方向変位量が直線的に増加す
るように形成された特許請求の範囲第２項記載の装置。(3) The device according to claim 2, wherein the two cams are shaped so that the amount of axial displacement of the plunger increases linearly when the cams are rotated at a constant speed. （４）、２個のカムが、定速回転される７個のシャフト
に、各々の位相が約１ｇＯ度ずれたように積り付けられ
ている特許請求の範囲第２項記載の装置。(4) The device according to claim 2, wherein two cams are stacked on seven shafts rotated at a constant speed so that their respective phases are shifted by about 1 gO degree.