新型耐腐蝕恒流泵的研制

恒 流泵是 各种流动分析仪器的心脏。    借助
 
于 物质流 动、 在动态下进行测 定的仪器 , 都需要一个高稳定度 , 高精度 , 有适合压力和流量
的 输液系统。    在各种流动分析中 ,      流动注射分
 
析 ( F 認) 由于具有 简便、 重 现性好、 试剂耗量少以及易于 实现自动化和在线分析等一系列
 
的 优点 , 而得到很快发展。 对 F  方法已 做了大量研究。 但是现有 的 F 認 仪器 和 这些优秀的分析 方法 , 目前 只 能为专门进行 F AI 研
 
究 的人 所利用 ,       尚未能在 日 常分析中广泛应
 
用。    F 認技術推 广应 用的关键 是使 F 認 方法
 
及 仪器 “ 傻瓜化 , 而 “ 傻瓜化” **重要 的制约因素是 “ 傻瓜机” 要有一 个坚强的心脏—
 
耐腐蚀、    高精度、     不易出故障、    有足够 高压
 
力、    能長期穩定連續輸液的恒流泵
 
F 認常用的 恒流输液系统主 要有宝石泵、
 
注 射泵 、 蠕動泵 , 但這些泵 在應用于無人值守的全自動過程分析或在線分析儀器時 , 均難以
勝任。    本文基于 研制 任夙r  全 自动连续 速测仪
 
时遇到的问题和解决方法 ,       介绍能用于长期无
 

人值守的全自動在線監測或過程分析儀器並能應用于各種流動分析儀器的 新型 恒流輸液泵。
1 . 全自动在线监测仪对泵的特殊要求
以工枯的测定在 F  中較爲 特殊。    其一 ,
 
消解反应必须达到 9 5 % 以上 , 即 达到大致 反应平衡才能进行测定。 这种平衡在标准方法中
 
是以加热回 流消解 2 小时来实现的。    在 自动速
 
测仪中 ,       为了加快测定速度 ,      使反应时间缩短
 
** 3 一 4 分钟 , 则必 须通 过高温、 高压、 催化来加快反应速度 , 所以反应系统的压力较高。其二 , 分析用 的重铬酸钾 一 硫酸试剂 , 具有强烈的氧化性和腐蚀性。 大量试验表明, 只有很少几种常用材料不和它起反应 , 即使是很好的耐腐蚀蠕動泵管也会被逐渐腐蚀 , 难以长期使
 
用。 运行中若泵管断裂 , 将对仪器造成强烈腐蚀。 对于无人照 看 自动运行的仪器 , 它的泵必须十分稳定可靠 , 才 能长期 运行 , 不出故障 ,
保 證數據的可 比性 、    准確性和可靠性。
 
我 们曾对各种泵做了试验 ,      大多因压力或
 
腐蚀的原因不能用于 以工毛自动速测仪 ,        唯有
 

分 析
 
液相色譜儀用的寶石泵能部分達到要求。    但是
 
宝石泵也存在一些问题 , 一是价格太高 , 难以普及使用 ; 二是泵 中的宝石单 向阀对试液 的纯
 
净度要求很高 ,       对液体中的不洁物太敏感 ,       在
 
实际运行 中易 被沾污 而泄漏 ,      致使 泵压降低 ,
 
流量不穩定 ; 三是宝石泵用的不锈钢材料和试剂有缓慢的反应 , 每次用完后必须清洗 , 不宜
 
用于全自動分析儀。    我們研制成功的耐腐蝕高
 
压恒流泵 ( 中国** ,       ZL  9 5  2  2 6 9 0 9 8 ) ,       满
 
足了 ( 11 毛全自动速测 仪的各种要求 。
 
2 . 恒流泵工作原理及结构该泵的关键部件是 由 氟塑 料制做的活 塞
 
( 如图 1 所示 ) 和 多 通道无 限位旋 转 单 向 阀。活塞后部呈波纹管状 , 并通过波纹管底端 的翻边与套缸底端的翻边密封连接。
 
 
 
 
 

 
 
 
图 1    泵缸 和活塞结构 图
 
由于 波紋管型活塞與套缸密封連接 ,      保證
 
在前置压力大的情况下进人套缸的 液体不会 由
 
泵尾部渗漏 , 因此制造中不需考虑活塞与套缸的配合精度 , 且可以选用耐腐蚀的塑料制做活
塞 ,选用耐 腐蚀 的 玻璃、     塑料 、    金 属 制做套
缸 ,輸送有腐蝕性的液體。     由于活塞行程只是
 
其可動距離的 二分之一 ,       並且往複運動速度很
慢 ,不易造成材料疲勞 ,       故使用壽命較長。
 
活塞杆后退时 , 波纹管 收缩 , 体积变小 , 套缸内产生负压 , 吸人液体 ; 活塞杆前进时 , 活塞向前挤压 , 将液体排出。 单向阀连接可以
保證下 只吸人液体 ,       上口 只 排出 液体。
 
單 向閥是泵 中**敏感的部件 ,      加工精度要
 
求 很高 ,       成品率低 ,       价格高。    而且大量试验证
明 ,這些單向閥不能滿足高壓的要求。   我們新
 
专 明的名通道无 限位旋转单 向阀 ,         能满足高压
 
要求。   該閥和我們使用的采樣閥類似 ,      只是閥
 
的滑片表面刻有数条导流槽 ,       并且滑片可 以无
 
限位地转动。 阀片表面有着和不同半径沟 槽相对应的流通窗 口 ( 两个为一单元 ) 。 当一个单元的两个流通窗口 与对应 的导流槽接通时 , 另一个单元的一个流通窗 口 离开对应的沟槽 , 这
 
时流路阻断。 当转 过 18 0 后 , 原阻 断的单 元接通 , 原接通 的单元阻断。 两个单元和一个泵
 
体组合为一组 。 泵中有几个泵体 , 阀中就有几组单元通道。 阀和泵的 凸轮装在一根轴上 , 活塞前进 的始点和 阀相应的接通始点严格重合 ,
 
活塞往复运动 时 ,       阀中相应的一组单元跟 随开
 
关 通断 ,       从而起到单 向阀的作用 。
 
這 種單向 閥克服了一般單向閥有壓力不靈
 
敏区和对不洁物敏感的缺 陷, 除非有颗粒直径大于孔径的异物 , 否 则不会堵塞 , 所以泵能长期稳定运行。 由于 在氟塑 料中添加 了耐磨 材
料 ,故閥的 使用壽命很長 。
 
3 . 恒流泵的特点
 
( 1)   耐腐,   蚀。    与流体接触的材料只有 氟塑
 
料 和含钦 不锈钢 ( 也可仅是氟塑料 ) ,       除耐各
 
种腐蚀外 ,      还不会和有机物及一些特殊的生物
 
試劑 發生反應。
 
( 2) 具有和宝石泵相 似的原理 ,       又采 用了
 
新型 多通道旋 转单向阀 ,       可以长期在无人值守
 
的情况下运行 , 高精度、 高稳定性地连续输送无脉冲流体 ( 液体或气体 ) , 既可做液体泵 , 又可做气体泵。
 
( 3) 不必对试剂做过滤和 去气处理。 气泡进人泵中会 自动顺流排 出 , 克服 了宝石泵遇气
 
泡死機的缺陷。
 
( 4)  构造合理 ,      操作简便 ,       容易拆卸、    安
 
裝 、清洗、    維護。
4 . 主要技術性能
**高 工作压 力 :    20 gk  / 矛 ( 管道为 不锈
 
钢材料时 ,      ** 高工作压力可达 l o  k g / 圖尹) ;
 
流量范围 : 0 . 1 一 0 . 8 川工/ ~ ( 通过 调节电机转速 , 可扩大或缩小 ) ;
 
流量稳定性 :    相对标准偏差(  1 % 。