從隔膜泵到往復活塞泵,發(fā)展到現在,幾乎所有的液相泵系統都是往復活塞泵的某種變形了。那它是什么原理呢?
在節日里,吹氣球的打氣筒就是一個(gè)活塞泵。包括一根活塞,兩個(gè)有方向的閥門(mén),還有一個(gè)腔體?;钊蚝罄?,向腔體里吸氣,活塞向前推,向外均勻的排氣。
液相泵也是一樣,有柱塞桿,也就是活塞,有單向閥,也就是有方向的閥門(mén),還有泵腔。柱塞桿往后拉,溶液從入口閥進(jìn)入泵腔里。向前推,泵腔里的液體就會(huì )從出口閥排出腔外。不過(guò)手動(dòng)拉活塞可不行,所以還得配一個(gè)泵驅動(dòng),自動(dòng)控制活塞運動(dòng),帶動(dòng)著(zhù)活塞一前一后的排液和吸液。不過(guò),這種方式,就像吹氣球一樣,吹一下,停一下,是不符合液相色譜要求的。因此需要兩個(gè)活塞互補工作,才能實(shí)現連續的液體輸出。
要改變流速的大小,只要改變柱塞桿運動(dòng)的快慢就可以了。這樣的一整套,被稱(chēng)為一個(gè)泵頭。一個(gè)泵頭可以穩定輸出一種液體,叫做單元泵。如果配兩個(gè)泵頭,就可以控制兩種液體的流量和混合,叫做二元泵。
那什么是四元泵呢?四元泵其實(shí)也只有一個(gè)泵頭,它是在單元泵的基礎上加了一個(gè)四元比例閥。大家有觀(guān)察過(guò)浴室里的水龍頭嗎?有些設計是一個(gè)冷水開(kāi)關(guān),一個(gè)熱水開(kāi)關(guān),分別控制大小,來(lái)改變混合之后的溫度和流量,這就像二元泵,這種方式的混合點(diǎn)在泵頭的后面,被稱(chēng)為泵后混合。另一種是通過(guò)比例閥來(lái)控制冷熱水進(jìn)入的比例,只有一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制最終的流量,這就像是四元泵,這種方式的混合點(diǎn)在比例閥里,也就是泵頭的前面,被稱(chēng)為泵前混合。其中的四元比例閥負責控制溶劑的比例,當比例變化時(shí),改變的并不是閥開(kāi)的大小,而是在每種溶劑上開(kāi)的時(shí)間。比如方法是20%的水和80%的甲醇,比例閥就會(huì )像紅綠燈一樣不斷的切換,按照2:8的比例把綠燈時(shí)間分別分配給水相和甲醇。
由于設計上先天的差異,二元泵和四元泵的使用特點(diǎn)和故障排查都不太一樣。二元泵的優(yōu)點(diǎn)是有兩個(gè)泵頭,分別控制A和B的流量,再進(jìn)行混合,由于泵頭的精度高,混合比例的精度也會(huì )比較高。四元泵可以使用四種溶劑,靈活方便。但四元泵只有一個(gè)泵頭,混合是依靠比例閥的開(kāi)合,所以混合精度會(huì )稍差一些。
最后,總結一下,泵的結構和分類(lèi)有單元泵、二元泵和四元泵。還可以分為分析泵和制備泵。