專利名稱：高壓小容量泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前敘部分所述的泵。此外，本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)方法和這種泵的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
能夠在高壓下以最少的損耗、最小的脈動和相應(yīng)準(zhǔn)確、確定的流量輸送最小容量的液體的泵是高性能液體色譜法(HPLC)所特別需要的。目前，在例如100巴的色譜柱工作壓力下，流速高達(dá)約5毫升/分鐘，而變化率能力降至100微升/分鐘。但是，高達(dá)700巴的壓力已經(jīng)得到應(yīng)用，還傾向于使用小到1微升/分鐘的容量和較小的流速。因此，在這樣的應(yīng)用中，一微升以下的損耗至少是值得注意的，甚至是不可接受的。
一種現(xiàn)行構(gòu)造包括兩個串聯(lián)布置的正排量泵裝置。第一裝置是供給泵，在低壓下例如在環(huán)境壓力下抽吸液體，并在工作壓力下將液體輸送到第二裝置蓄能泵。蓄能泵基本與第一裝置以一種推挽關(guān)系進(jìn)行工作。第一裝置抽吸液體并儲存多余液體時輸送液流，而第一裝置在工作壓力下排出工作介質(zhì)。這樣獲得一種小脈動正常流。
特別是對于這種應(yīng)用的高級泵來說，活塞由硬質(zhì)材料、特別是陶瓷材料(優(yōu)選)、水晶材料和/或礦物材料制成，這些材料引入到寶石軸承、即紅寶石軸承、藍(lán)寶石軸承、人造剛玉軸承或者陶瓷軸承內(nèi)。朝工作容積開啟的活塞密封件確保密封度。因此，因為處于壓力下的工作介質(zhì)進(jìn)入密封唇外部，所以密封唇由工作壓力壓在活塞表面上，從而自然而然地提供相應(yīng)的密封效果。為了確保所需壓力阻力和化學(xué)惰性，與工作介質(zhì)接觸的部分由高級材料、金屬和寶石制成。因此，例如現(xiàn)行實踐中使用鈦?；钊赏馆嗇S驅(qū)動，凸輪軸與有彈力的回復(fù)元件結(jié)合作用于活塞的后端。
但是，由于高壓和要求精度，因此，液體的壓縮性值得注意，以便這種泵可以通過相互調(diào)節(jié)兩個泵裝置的運動順序，僅僅在給定壓力下就最小壓縮性得到調(diào)節(jié)。其它困難在于，與梯度應(yīng)用中約為每沖程10到50微升的分配容量相比較，這種泵的死空間較大，以致死空間甚至可以大于分配容量。大的死空間主要是活塞距離工作室和活塞密封件的底部的最小距離導(dǎo)致的結(jié)果。不管制造和裝配公差如何，最小距離是防止活塞擊打底部所必需的這種震動可能損壞活塞、泵的底部或其它部分。關(guān)于活塞密封件，似乎是在密封件朝工作介質(zhì)開啟的安裝位置，密封件充滿工作介質(zhì)，工作介質(zhì)要求約為分配容量的較大容量。因此，死空間和最小泄漏由于小容量甚至察覺不到，將有損泵的分配質(zhì)量，特別是流速調(diào)節(jié)的均勻性和脈動的缺乏。
特別是，死空間影響變化率能力，也就是說，它決定變換成分的工作介質(zhì)仍然可以通過泵輸送而基本不被混合的最小分配率。大的死空間包含還必須交換以免在變化率運行中進(jìn)行混合的相應(yīng)大量的工作介質(zhì)。
此外，泵易于老化，從而需要維護(hù)保養(yǎng)。由于特別是在裝配中有嚴(yán)格要求，因此，必須由專家進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
例如文獻(xiàn)DE-A-4308467提出適宜的泵。這些泵的特征是，它們由在一個夾緊裝置中夾緊在一起的盤形功能器件組成。由于連接件在功能器件之間延伸，因此無需外部連接導(dǎo)管。
但是，這種布置的缺陷是，因為公差是累計的，所以泵必須極其仔細(xì)地進(jìn)行裝配，以獲得必需的密封度。因此，尤其是必須在泵套中配置兩個紅寶石導(dǎo)向件，以獲得活塞在工作室中的精確導(dǎo)向活塞與氣缸工作室的壁的直接接觸必須加以避免，因為導(dǎo)致的磨損例如可能改變HPLC的結(jié)果，損壞活塞密封件。
另外，一般來說，這是拆卸用于維修工作的整體裝配所必需的。最后，這種泵具有一個相當(dāng)大的死空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提出一種該類型的泵，可減少制造公差對分配質(zhì)量的影響。
本發(fā)明另一個目的在于控制和/或減小死空間的影響。
可以達(dá)到至少上述目的之一的該類型的泵在裝置的權(quán)利要求中提出。泵的操作方法及其應(yīng)用在其它的權(quán)利要求中提出。
因此，本發(fā)明的一個主要方面在于提供調(diào)節(jié)死空間、進(jìn)而使之減少的可能性。為此，一個手段是工作室和/或活塞的構(gòu)造可以調(diào)整最小死空間，或者使泵在所需的工作壓力下具有最佳性能的死空間，因此建議一方面通過使之分成正常活塞和一個活塞桿，以使活塞的總長度可以調(diào)節(jié)。活塞和活塞桿之間的連接機構(gòu)在長度上是可調(diào)節(jié)的，從而使調(diào)整提供活塞距工作室底部的最短距離。該距離甚至可以設(shè)置為零，如果為了避免損壞，氣缸工作室的底部由一個插入件形成，插入件在工作壓力下不能充分壓縮，然而當(dāng)活塞擊打時，能夠變形足以防止損壞。另一個方法在于，提供一個對置活塞，對置活塞的前端基本形成氣缸工作室底部，從而使氣缸工作室底部可以調(diào)節(jié)。
此外，活塞和工作室之間密封件的新構(gòu)造也減小死空間。傳統(tǒng)的活塞密封件包括一個裝入活塞密封件并圍繞密封唇的螺旋彈簧。特別是，螺旋彈簧內(nèi)部具有大的死空間。
在第一實施變型中，提出配置一個側(cè)向開口的彈簧元件。開孔使一個填充體插入到彈簧元件中，使彈簧元件內(nèi)的腔室的大部分被填滿。在第二實施例中，彈簧元件基本呈一個帶狀件的形狀，圍繞密封唇。后者最好是一個彈簧-彈性材料螺旋形件特別是金屬螺旋形件。彈簧元件的扁平形狀使工作室內(nèi)壁的小截面也處于密封區(qū)域，因而使死空間保持得較小。
此外，死空間的減小和調(diào)節(jié)能力也抵消制造公差的影響。
裝配中關(guān)于公差的另一個問題是泵裝置的進(jìn)口和出口即工作介質(zhì)的可通過點所需連接件的小位移或角偏差。為此，在已知的實施例中，一個筒形連接件插入在連接件和入口之間。這種筒形連接件基本可以具有一個管段(連接套筒)的形狀，或者例如包括一個止回閥(“閥筒”)。根據(jù)本發(fā)明另一個實施例，建議有關(guān)成對的表面設(shè)計成曲面(凸形曲面、球形曲面)和凹形錐式曲面相結(jié)合。介質(zhì)入口和連接件之間的位移導(dǎo)致筒形連接件的輕微傾斜配合。然而，所述設(shè)計提供一種圓形接觸線和勻稱的接觸壓力。此外，有關(guān)的成對表面不僅可以在所述部分上形成，而且可以在相應(yīng)的部分上和在一個密封體(密封殼)上形成。在這種情況下，曲面最好配置在密封殼上。


本發(fā)明將參照附圖和非限制性實施例作進(jìn)一步描述。附圖如下圖1是沿圖2中I-I的本發(fā)明的泵送頭的縱剖視圖；圖2是沿圖1中II-II的剖視圖；圖3是圖1中標(biāo)號III處的細(xì)部圖，示出活塞密封件(放大圖)的第一實施例；圖4是圖1中標(biāo)號IV處的細(xì)部圖，示出活塞密封件(放大剖視圖)的第二實施例；圖5示出圖4所示密封件內(nèi)的彈簧(剖視圖)；圖6是圖7的放大細(xì)部圖，示出位移情況；圖7是工作室和連接機構(gòu)之間一個連接件的放大細(xì)部圖；圖8以放大剖視圖示出連接機構(gòu)上的密封件的其它實施例；圖9是圖7中標(biāo)號IX處的局部放大視圖，示出密封面的設(shè)計情況；圖10示出圖9所示密封面的其它實施例；圖11是用于對置活塞的密封件的剖視圖；圖12是其它實施例中連接機構(gòu)的局部剖視圖；圖13是直接狀態(tài)下連接裝置的縱向剖視圖。
具體實施例方式
圖1和2是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的HPLC泵的泵頭的剖視圖。未示出的部件(具有凸輪盤等等的驅(qū)動單元)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)加以實施。用于給供給泵裝置3(供給泵)和蓄能泵裝置4(蓄能泵)的活塞組件替代現(xiàn)有技術(shù)中的整體活塞，分別由活塞7、8和活塞桿11、12形成?；钊麠U在驅(qū)動單元外殼尤其是在直線球軸承(未示出)中在高級線性導(dǎo)向件中進(jìn)行導(dǎo)向。這種軸承本身在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。
在活塞7、8的后端，各自的套筒15、16固定安裝在硬質(zhì)材料桿19、20、即用硬質(zhì)材料(例如陶瓷)制成的桿上。套筒15、16在其后端靠近。為了在裝配中精確確定活塞7、8的總長度(硬質(zhì)材料桿19、20的前端和套筒15、16的后端22、23之間的距離)，各自的鋼珠25(例如淬火鋼)首先插入到孔26中，相應(yīng)的硬質(zhì)材料桿19、20壓入到套環(huán)中。滾珠25一方面在硬質(zhì)材料桿的中央提供限定的接觸，另一方面在孔26的底部提供環(huán)形接觸，由于常用鉆的鉆頭的形狀，孔26的形狀呈圓錐狀。
套筒15、16固定在活塞桿11、12端部的定位孔28中。在蓄能泵4的活塞8的情況下，一個彈簧32插入到定位孔28底部的一個較小的定位孔30中，彈簧的自由端支承在套筒16的底部23上。每個活塞桿11、12由一個定位環(huán)36加以圍繞。每個定位環(huán)36在一個螺紋39中具有一個定位螺釘38，螺旋接觸套筒15的端部通過活塞桿11、12上的一個孔40。因此，活塞7、8可以由緊固螺釘38鎖定在各自的活塞桿上。蓄能泵4的螺釘38可以從外部進(jìn)入泵頭外殼1上的一個孔42。
相反，在供給泵中，活塞桿11上的孔31在內(nèi)部車有螺紋，以接納一個固定在套筒15上的螺桿33。因此，活塞長度可以通過螺桿33的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行精密調(diào)整。但是，一般來說，為防止長度方面的改變，也需要配置一個鎖緊裝置，例如具有一個定位螺釘38的定位環(huán)36。在該實施例中，裝配狀態(tài)下死空間的調(diào)整通過改變工作室進(jìn)行，為此，下面將說明一種解決方案。
兩個硬質(zhì)材料桿19、20都延伸到工作室47中，通過一個傳統(tǒng)活塞密封件44、一個寶石軸承46(例如合成寶石、如紅寶石)，最后通過一個縮小死空間的本發(fā)明的活塞密封件。工作室47由高強度的化學(xué)惰性材料、例如鈦制成。
供給泵3的出口112由一個具有小容積的公知軟管114連接到蓄能泵4的進(jìn)口115上。通過公知的通過擰緊已知的連接件，使導(dǎo)管114緊緊地固定在接合處。導(dǎo)管114由本身公知的螺絲接口緊緊地固定在連接機構(gòu)上。
分配活塞與第一實施例中本發(fā)明的活塞密封件48一起在圖3中放大示出。它基本由一個基本呈L形截面的密封體50和一個形成一個套筒形密封唇的支承件52形成，一個活塞7、8的硬質(zhì)材料桿19、20可插入在密封唇中。密封唇由一個彈簧54圍繞成，螺圈本身圍繞密封唇。如圖1所示，與傳統(tǒng)活塞密封件44的環(huán)境相比較，這樣可以使密封件周圍的內(nèi)壁56設(shè)計得比較窄，從而大大縮小死空間。這由具有23微升分配容量的泵的一個實施例的下列數(shù)據(jù)得到說明一個傳統(tǒng)活塞密封件本身的死空間18微升；工作室內(nèi)部活塞密封件前面的其它空間的死空間11微升；一個傳統(tǒng)型活塞密封件的總的死空間29微升，因此，所述本發(fā)明密封件可以減小到約20％，即6微升。因此，死空間減小到分配容量的幾分之一。
供給泵3的工作室47在底部打開，由一個對置活塞58進(jìn)行關(guān)閉，對置活塞58的前端形成工作室的(活動)底部。對置活塞58也用鈦制成。對置活塞58延伸通過一個密封襯套60，密封襯套60由一個夾緊套筒62保持在工作室內(nèi)徑57的增大部分64。也也可以配備增大部分64內(nèi)的兩個套筒62擰緊件，對置活塞位于套筒62中，通過轉(zhuǎn)動使對置活塞58進(jìn)行位移，改變工作室容積也可以配置增大部分64處套筒62的和套筒62中對置活塞58的一個螺旋連接件，使對置活塞通過其轉(zhuǎn)動進(jìn)行位移，從而改變工作室容積。
圖11示出現(xiàn)有技術(shù)中的一個密封件64，密封件64而不是密封襯套60可以插入，導(dǎo)致死空間減小。因為對置活塞58工作中不移動，移動情況很少，所以對于密封件的要求基本不太嚴(yán)格。密封件64包括一個密封體65，密封體65具有一個密封唇66，密封唇66壓在對置活塞58(未示出)上。接觸壓力起初由埋置的O型環(huán)67提供，工作中由作用于O型環(huán)67和密封唇的內(nèi)壓力提供。可以用于密封體的材料是在工作條件下具有化學(xué)惰性的耐壓材料，例如特別是聚四氟乙烯。O型環(huán)選用一種彈性體、例如KALREZ(杜邦公司)。這種密封件本身是公知的。
在蓄能泵中，示出另一個實施例中的本發(fā)明的活塞密封件70。所用活塞密封件70的放大圖示于圖4，專用彈簧元件示于圖5。活塞密封件的密封元件72具有C形截面形狀，彈簧元件74也是如此。一個增厚或曲面部分75形成于內(nèi)密封唇73的端部。彈簧元件74的內(nèi)表面76及其彎曲部分77由多個縫隙79分開。視所需的剛度而定，縫也分開外表面81，剛度隨著其余表面82的寬度而減小。彎曲部分77呈一個略小于180°的角度，以致內(nèi)表面略微向內(nèi)偏置。因此，當(dāng)彈簧元件74插入密封元件72的時候，產(chǎn)生密封唇73的預(yù)應(yīng)力。
如圖4所示，彈簧元件74布置在密封元件72上，橫截面進(jìn)行平行延伸，一個環(huán)形填充體83插入在形成的環(huán)形間隙中。填充體由對工作介質(zhì)具有化學(xué)惰性的在工作壓力下基本不能壓縮的材料制成。填充體的尺寸使得它大量地填滿彈簧元件的內(nèi)部，即至少一半，最好是至少90％，更好的是至少99％?；緫?yīng)該盡可能多，但是不使彈簧元件的彈簧作用減小到所需水平之下。
通過填滿空容積，由密封件所引起的死空間基本得到減小，同時如同傳統(tǒng)的活塞密封件那樣保持相同的安裝尺寸。
蓄能泵也具有一個死空間調(diào)節(jié)裝置，死空間調(diào)節(jié)裝置包括活塞8和活塞桿16之間的調(diào)節(jié)裝置以及工作室89中的一個插入件87。插入件87的材料選擇成硬質(zhì)材料桿20和插入件87之間可以接觸而不導(dǎo)致?lián)p壞。特別是，選擇的材料對工作介質(zhì)是惰性的，在工作壓力下基本不能壓縮，同時具有機械強度的材料仍可輕微變形。應(yīng)當(dāng)指出，硬質(zhì)材料桿19、20前端的周邊加工成圓形，以防損壞密封件，并且當(dāng)插入到工作室中時進(jìn)行導(dǎo)向。插入件87的材料對這種圓形邊緣具有一定的適應(yīng)性，從而減少死空間。
工作室47、89位于泵套91的孔腔內(nèi)。為了準(zhǔn)確對準(zhǔn)側(cè)向布置的入口孔92，工作室47、89具有一個槽93，一個銷94接合在槽93中。
工作室47、89的后面配有一個延伸環(huán)95，延伸環(huán)95由一個螺環(huán)97固定在部件延伸件96上。部件延伸件96用螺釘固定在部件91上。
暴露于工作介質(zhì)的所有部件用對工作介質(zhì)呈惰性的材料制成。另外，如果也暴露于工作壓力下，則必須耐壓，無顯著的壓縮或者變形。對于外殼部分例如工作室、筒形件、連接機構(gòu)以及對于金屬密封膜來說，鈦被認(rèn)為是一種特別適宜的金屬。一般來說，活塞的具有機械強度的材料的壓力阻力是沒有問題的?；瘜W(xué)惰性雖然一般得到確保，但是根據(jù)具體情況還是要必須注意。對于必須具有一定彈性的部件(插入件87、活塞密封件主體、密封件等等)來說，最好使用聚四氟乙烯合成材料，特別是用石墨纖維加強的聚四氟乙烯合成材料，這種合成材料具有耐磨、耐壓和耐熱性能。特別是對于密封件來說，也可以使用PEEK。
最后，下面將要提到，供給泵和蓄能泵在設(shè)計上可以相同。因此，特別是，兩個泵可以配有任一類型的相同的本發(fā)明活塞密封件。
在一個優(yōu)選實施例中，不配置一個對置活塞，供給泵可以具有一個配有一個插入件87的封閉的工作室，即可以如同所述蓄能泵那樣進(jìn)行設(shè)計，反之，蓄能泵可以如同所述供給泵那樣進(jìn)行設(shè)計。因此，可以將供給泵的死空間調(diào)節(jié)到接近零，這在幾乎所有的工作條件下是最理想的。隨后調(diào)節(jié)蓄能泵中的對置活塞，使脈動最小，也就是說，將泵調(diào)節(jié)到工作壓力和工作介質(zhì)的壓縮性。
因為蓄能泵在恒壓下工作，因此，要求不很嚴(yán)格，所以工作室中死空間的縮小措施和調(diào)節(jié)措施可以從略。在質(zhì)量要求特別低的應(yīng)用中，一方面，甚至可以在儲存室中使用一個傳統(tǒng)活塞密封件，另一方面，供給泵中也可以忽略某些縮小死空間的措施。
工作室底部確定的死空間的調(diào)節(jié)，或者在死空間縮小到接近零的極端的情況下，總是首先通過將各自的活塞移動到上死點來進(jìn)行，也就是說，通過將傳動件移動到活塞進(jìn)入工作室的最大進(jìn)入深度的位置來進(jìn)行，而相應(yīng)的定位螺釘松開。在配有一個插入件87的實施例中，活塞的硬質(zhì)材料桿此刻接觸插入件87。定位螺釘38上緊，死空間調(diào)節(jié)到最小。
如果配置一個對置活塞，死空間隨后可以通過縮回對置活塞擴(kuò)大到理想的死空間。
關(guān)于這種泵的質(zhì)量的一個基本方面是密封度。應(yīng)當(dāng)指出，最小泄漏由于例如基本小于1微升的小容量而從外部覺察不到，可能早已影響到結(jié)果。在這方面，各個連接機構(gòu)對工作室的密封構(gòu)成一個極為重大的問題。
為此，公知的是，通過筒形件101、102將連接件直接連接到工作室的密封面上。通常，筒形件可以僅僅是通路(見圖7，筒形件101)，或者例如是配置在供給泵的進(jìn)口111和出口112的止回閥102，如圖1和2所示。
但是，工作室入口孔103相對于固定在部件91外部上的連接機構(gòu)及其入口孔的側(cè)偏移113(圖6)的危險是不可避免的。這種位移導(dǎo)致筒形件101(見圖6)輕微傾斜。在配有入口孔的平面或錐形密封面的現(xiàn)有技術(shù)實施例中，這導(dǎo)致沿密封線產(chǎn)生輕微的無規(guī)律的接觸壓力，因為筒形件的密封面和入口孔的密封面彼此之間形成一個小角度。在存在的高壓下，這導(dǎo)致泄漏，或者甚至可能使密封件在角度的打開方向被壓出。
如圖6至8所示，為了解決該問題，連接件的密封面之一是曲面，特別是凸球形，各自相應(yīng)的表面呈凹圓錐形。在這種密封面的組合中，即使密封面之一是傾斜的，也就是說，如果在其中延伸的用于工作介質(zhì)的通道的縱向軸線相對于配偶件的縱向軸線呈傾斜狀，那么，仍然獲得一個圓形接觸線，從而也獲得一種基本恒定的接觸壓力。如果兩個接觸面由金屬組成，則最好插入一個金屬密封膜，因為其與工作介質(zhì)接觸，所以金屬密封膜最好是鈦，或者是一種合成材料，特別是PEEK。
在該實施例中，圓形密封面配置在連接件和工作室上，圓錐形密封面配置在筒形件102上。但是，相反的布置也是可以的。此外，可以使用一個例如用PEEK制成的密封殼119，密封殼119在兩面具有圓形密封面(見圖8一個連接機構(gòu)100和一個簡單筒形件101之間的接合處)。
同樣，所述結(jié)構(gòu)由于待連接部件之間的角偏差而不會發(fā)生泄漏。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在每個接合處，兩個密封面中的一個密封面120，或者在配有一個插入膜的兩個密封面、特別是金屬密封面的情況下則為兩個密封面，可以在其上具有梯級121(見圖9)。結(jié)果是一種梯級密封作用或者多個線接觸，從而進(jìn)一步地改善密封效果。
另一個有效的解決方案在于配置同心槽123(圖10)。
用于連接沒有附加功能的毛細(xì)管的連接件的一個優(yōu)選實施例示于圖12和13。管114用鈦制成，焊接到一個端件130上。連接件100呈螺紋套環(huán)形，可以在毛細(xì)管上進(jìn)行替換。管114通過連接件100的通路在其內(nèi)端132擴(kuò)大，為焊縫134留有余地。端件130的密封面136如上所述設(shè)計成，確保在位移情況下完全密封。特別是，對于管的連接來說，可以選擇使用一個密封殼的實施例或者采用一個密封膜(參見上面)的實施例，螺紋套環(huán)以公知的方式用螺釘固定到泵外殼中。
端件130和連接件100之間的接觸面具有互補的曲面形狀、圓錐形形狀或類似形狀，當(dāng)連接件用螺釘固定到泵外殼中的時候，提供一種自動定心作用。但是，接觸面138不具有密封功能。連接件100用PEEK或者鋼制成。
同第一個實施例比較起來，這種解決方案沒有兩個密封面，沒有空的筒形件中通道引起的死空間，筒形件的直徑比較大，圍繞用螺釘固定到連接件100中的輔助螺紋套環(huán)。
圖13示出連接管114，其端部裝有上面提及的連接裝置。在端件130的第二個螺紋套環(huán)焊接之前，兩個螺紋套環(huán)100必須在管114上滑動。彎管114后來可以控制到所需形狀例如U形。
每個措施都提高泵的質(zhì)量，同時也可以使維護(hù)保養(yǎng)簡單化，特別是對技術(shù)人員的熟練程度要求降低。因此，特別是用戶可以就地進(jìn)行維護(hù)，而不會有損質(zhì)量。
根據(jù)該優(yōu)選實施例的描述，其它可能的優(yōu)越性如下特別是由于減小的死空間，變化率能力降至30微升/分鐘或者更少(實際實施例中為9.45微升，現(xiàn)有技術(shù)中為36微升)；工作壓力增加到1000巴；
可以配置具有其它附加功能例如監(jiān)控流速或工作條件的筒形件101，102；裝配安全簡化，易于維護(hù)保養(yǎng)；和/或可以應(yīng)用高壓變化率系統(tǒng)，在高壓段混合配置不同的部件。
所述實施例使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行修改和補充。這種修改上面已經(jīng)述及一些。另外，在要求較低的情況下，可以調(diào)節(jié)活塞長度或球25，使硬質(zhì)材料桿精確定位在套筒15、16中。但是，這種簡化很可能應(yīng)用在蓄能泵上，因為蓄能泵對泵的特性影響較小。也可以僅僅在處于工作壓力下的一些部位采用本發(fā)明的密封面設(shè)計。也可以是，一個泵僅僅具有一個泵裝置，即僅僅具有一個供給泵，例如在唯一的要求是準(zhǔn)確計量少量流動介質(zhì)尤其是液體的應(yīng)用中(注射器或計量泵)。
連接件可以不用螺釘固定在泵體上，而是用法蘭連接在泵體上，或者用另一種方式進(jìn)行固定。但是，它們最好是可拆卸的，以便進(jìn)行簡單的保養(yǎng)與維修。
權(quán)利要求
1.一種用于輸送精確確定的小液流、特別是最大5毫升/分鐘的流量的泵(1)，它包括至少一個泵裝置(8)，泵裝置包括一個可在工作室(89)內(nèi)活動的活塞(8)，活塞配有至少一個主要的第一密封件(70)，用于活塞對工作室的密封，第一密封件包括一個密封元件(72)，密封元件具有一個圍繞活塞的密封唇(73)，其中，密封唇的第一表面通過一個支承在密封唇的相對的第二表面上的彈簧彈性元件(74)對活塞施加預(yù)應(yīng)力，第二表面與工作室相接觸，其特征在于，密封元件(72)和彈簧元件的截面基本呈C形，一個在工作條件下基本不能壓縮的填充體(83)位于其中，以便減小由密封元件產(chǎn)生的泵裝置的死空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，C形輪廓的槽的寬度基本等于C形狀的內(nèi)部的高度，使得填充體(83)可以軸向插入到彈簧元件(74)中，基本填滿C形狀的內(nèi)部，至少是絕大部分，最好是接近全部。
3.一種泵，特別是根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的、用于輸送精確確定的小液流、特別是最大5毫升/分鐘的流量的泵，這種泵包括至少一個泵裝置(3)，泵裝置包括一個可在工作室(47)內(nèi)活動的活塞(7)，活塞配有至少一個主要的第二密封件(48)，用于活塞對工作室的密封，第二密封件包括一個圍繞活塞的密封唇(52)，其第一表面通過一個支承在密封唇的相對的第二表面上的彈簧彈性元件(54)對活塞施加預(yù)應(yīng)力，第二表面與工作室相接觸，其特征在于，彈簧元件基本呈一個封閉的彈簧彈性帶的形狀，其內(nèi)側(cè)接觸密封唇的第二表面，工作室的內(nèi)壁與彈簧元件的外表面相距一個小距離，以便減小由密封元件產(chǎn)生的泵裝置的死空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵(1)，其特征在于，帶狀彈簧元件(54)基本由一個彈簧彈性材料的線圈構(gòu)成，線圈的圈圍繞密封唇(52)。
5.一種泵，特別是根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的、用于輸送精確確定的小液流、特別是最大5毫升/分鐘的流量的泵(1)，這種泵包括至少一個泵裝置(3；89)，泵裝置包括一個可在工作室內(nèi)活動的活塞(7；8)，其特征在于，活塞通過一個活塞桿(11；12)與泵的驅(qū)動單元進(jìn)行工作連接，活塞通過一個活塞調(diào)節(jié)裝置(15，28，31，33，36，38；16，28，30，32，36，38)連接到活塞桿上，活塞和活塞桿之間的活塞調(diào)節(jié)裝置在長度上可以調(diào)節(jié)，以便能夠?qū)⒒钊突钊麠U組件的總長度調(diào)節(jié)到驅(qū)動單元和工作室底部之間的距離，從而調(diào)節(jié)死空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵(1)，其特征在于，活塞(7；8)以縱向可移動的方式安裝在活塞桿(11；12)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的泵，其特征在于，活塞調(diào)節(jié)裝置(15，28，31，33，36，38；16，28，30，32，36，38)配有夾緊件(36，38)，可使活塞(7；8)相對于活塞桿(11；12)鎖定在一個確定位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的泵(1)，其特征在于，在活塞調(diào)節(jié)裝置(15，28，31，33，36，38；16，28，30，32，36，38)中，一個彈簧裝置(32)位于活塞(7；8)和活塞桿(11；12)之間，使得活塞和活塞桿組件的總長度克服彈簧元件的復(fù)原力進(jìn)行減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的泵(1)，其特征在于，在工作室(89)內(nèi)，工作室的底部呈一個主體(87)的形狀，主體的材料在泵的工作壓力下最多可忽略地被壓縮，但比活塞更具有彈性，且主體完全填滿工作室的截面，使活塞(8)能調(diào)節(jié)到在上死點距工作室的底部無限小的距離，特別是基本消除死空間，不會由于在調(diào)節(jié)過程或者工作中與工作室底部的接觸而損壞活塞。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的泵(1)，其特征在于，活塞(7；8)具有一個用具有機械強度的材料、特別是陶瓷、水晶和/或礦物材料制成的桿狀活塞部分(19；20)，其后端安裝在一個套筒(15；16)的基座上，使得夾緊件(38，39)可以基本精確地施加在套筒上，從而使套筒鎖緊在活塞桿(11；12)上，而不會有夾緊件損壞桿狀活塞部分的危險。
11.一種泵，特別是根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的、用于輸送精確確定的小液流、特別是最大為5毫升/分鐘的流量的泵(1)，這種泵包括至少一個泵裝置(3)，泵裝置包括一個可在工作室(47)內(nèi)活動的活塞(7)，其特征在于，至少一個泵裝置的工作室的底部基本由一個對置活塞(58)的前端構(gòu)成，對置活塞(58)在工作室內(nèi)可移動，使泵裝置的死空間可以調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵(1)，其特征在于，對置活塞(58)配有一個調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括一個位置指示器，從而使工作室中死空間的調(diào)節(jié)從外部可以檢測，尤其是可以讀取。
13.一種泵，特別是根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的、用于輸送精確確定的高壓小液流、特別是最大5毫升/分鐘的流量和/或至少100巴的壓力的泵(1)，這種泵包括至少一個泵裝置(3；4)，泵裝置包括一個可在工作室(47；49)中活動的活塞(7；8)，泵裝置的至少一個工作介質(zhì)入口孔配有一個可分開的連接裝置(100，101；100，102；100，130)，所述連接裝置包括至少一對密封面，形成一個對工作介質(zhì)密封的接合處，在所述密封面中，一個密封面基本呈拱頂凸形，另一個密封面基本呈凹圓錐形，在其中央，特別是在最高點及最低點，設(shè)有工作介質(zhì)通道的一個各自的開口，使得即使通道開口彼此不精確對正，也可得到兩個密封面之間的一個環(huán)形接觸線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵，其特征在于，在至少一對、最好是所有對的密封面的密封面之間，插入一個密封件(117)，密封件特別呈一個金屬或一種高度耐壓的合成材料、最好是PEEK制成的膜狀件的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵(1)，其特征在于，設(shè)置至少一個第一和一個第二對密封面，一個密封體(119)位于兩對密封面之間，密封體具有其上形成的兩對密封面的各自的內(nèi)部密封面，由尺寸上穩(wěn)定的高度耐壓的合成材料、最好是PEEK組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15之一所述的泵(1)，其特征在于，設(shè)置至少一個第一和一個第三對密封面，其兩個內(nèi)密封面每個對著另一對，形成于一個連接體(101，102)上，連接體(101，102)位于兩對的另外兩個外密封面之間，使得兩對密封面每個都與連接體形成緊密連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16之一所述的泵，其特征在于，除了一對密封面之外，設(shè)置由一個第一和一個第二接觸面組成的一對面(138)，第一和第二接觸面彼此接觸，第一接觸面和密封面形成于連接裝置(100，130)的一個第二連接體(130)上，第二連接體保持在第二接觸面和密封面中的另一個密封面之間，并固定地連接到一個用于工作介質(zhì)的管(114)上，其中，管與通道相通，通道開口位于第二連接體的密封面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵，其特征在于，接觸面(138)呈曲面，彼此互補，以便提供第二連接體(130)在第二接觸面上的對中。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18之一所述的泵，其特征在于，在至少一對第一密封面中，最好在所有對的第一密封面中，至少一個密封面(120)配有一個同心的梯級面(121)，以便提供多個密封線。
20.一種泵，包括至少一個第一泵裝置(7)和一個第二泵裝置(8)，泵裝置由一個工作室(47；89)和一個活塞(7；8)組成，第一泵裝置下游的泵可作為第一泵裝置的脈動存儲裝置，每個泵裝置根據(jù)權(quán)利要求1至19之一進(jìn)行設(shè)計。
21.一種權(quán)利要求5至12之一或者權(quán)利要求5至12之一和權(quán)利要求13至20之一所述的泵(1)的死空間的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，活塞桿(11；12)移動至上死點，活塞(7，8)進(jìn)入工作室，直到得到理想的死空間，活塞通過啟動活塞調(diào)節(jié)裝置的一個鎖緊裝置鎖定在活塞桿上。
22.一種權(quán)利要求1至20之一和權(quán)利要求11或12所述的泵的應(yīng)用，其特征在于，對置活塞(58)根據(jù)所需的工作壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便獲得減小的脈動。
23.一種特別用于HPLC的高壓色譜法裝置，它包括一個權(quán)利要求1至20之一所述的泵，作為介質(zhì)泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的高壓泵(1)，用于精確的基本無脈動的工作介質(zhì)流量，特別是一種HPLC泵，它包括下列一個或多個措施－由于適合的密封件(48，70)而減小的死空間；－借助一個用于調(diào)節(jié)活塞長度的裝置(15，16；32；36，38)而減小的死空間；－通過配有一個可調(diào)對置活塞(58)的工作室而獲得的可調(diào)節(jié)的死空間和脈動自由度的調(diào)節(jié)能力；以及－通過一個曲面密封面和一個錐形密封面的組合而補償制造公差的密封件。
文檔編號F04B11/00GK1662745SQ03814123
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月19日
發(fā)明者弗里茨·居格 申請人:弗里茨·居格