[實用新型]一種應用于超臨界流體色譜系統中的自動背壓裝置

有效

• 申請號: 201420693912.7
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN204129018U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 吳浩;張大兵;劉根水;居延娟;李枝玲;李勝迎
• 申請（專利權）人: 江蘇漢邦科技有限公司
• 主分類號: G01N30/32
• 分類號: G01N30/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種應用于超臨界流體色譜系統中的自動被壓裝置，屬于機械自動化領域。

背景技術

超臨界流體色譜(supercritical?fluid?chromatography,簡稱SFC)是以超臨界流體(物質在高于臨界壓力和臨界溫度時的一種狀態，具有氣體的低粘度、液體的高密度以及介于氣、液之間較高的擴散系數等特征)為流動相，固體吸附劑或鍵合到載體上的高聚物為固定相的色譜。與普通液相色譜相比，流動相一般為二氧化碳和有機溶劑的混合物，不但能分離GC難分離的熱不穩定、高相對分子質量、強極性和非揮發性化合物，也能分離HPLC難以分離的高相對分子質量化合物。另外超臨界流體色譜因擴散速度更快、線速度更高、復平衡速度更快、通量更高、粘度更低、壓力降小、流速高、可實現多柱序列分離等優點而被廣泛地應用，尤其是其所用的超臨界流體一般為二氧化碳，產生的廢棄有機溶劑少，污染小，更環保。

目前超臨界流體色譜系統首要解決的問題是如何將CO₂超臨界化，?CO₂的臨界點溫度為30.98℃，壓力為7.377MPa，一般通過提高溫度以及在泵后的流路中增加背壓閥來增加泵后壓力的方法而實現CO₂超臨界化。其中，背壓閥的原理是：系統壓力比設定壓力小時，膜片在彈簧彈力的作用下堵塞管路；當系統壓力比設定壓力大時，膜片壓縮彈簧，管路接通，液體通過背壓閥。普通的背壓閥主要是通過手動調節內置彈簧的彈力來實現CO₂的超臨界化，操作繁瑣，可控性較差。因此，研制一種可以自動調節系統壓力的背壓裝置是超臨界色譜儀器研究中需要解決的一個重要課題。

發明內容

本實用新型的目的是攻克現有超臨界流體色譜系統中普通背壓裝置存在的缺陷，提供一種操作簡單，可控性強的自動背壓裝置。

為達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種應用于超臨界流體色譜系統中的自動背壓裝置，由背壓閥主體1、膜片5、彈簧6、推桿7、步進電機8、壓力控制單元9和壓力傳感器10組成。背壓閥主體1設置有出口2、螺紋孔3和進口4；出口2和進口4同軸位于背壓閥主體左右兩側，螺紋孔3位于背壓閥主體1底部；膜片5容置于背壓閥主體1內部，上端與彈簧6相連，推桿7容置于背壓閥主體1上端，下端與彈簧6相接觸；步進電機8輸入軸與推桿7上端相連接，可帶動推桿7上下移動；壓力控制單元9的輸出端與步進電機8電氣連接，輸入端與壓力傳感器10連接。

本實用新型的主要構思是，由傳感器、壓力控制單元、步進電機與背壓閥組成壓力調節閉環回路，流體經進口流入背壓閥時會在背壓閥管路內形成壓力，通過傳感器實時檢測進口管路的壓力，壓力控制單元根據進口管路的壓力值控制步進電機動作，步進電機帶動推桿上下動作，改變彈簧的壓縮量，膜片在彈簧彈力的作用下阻塞或者接通管路，進而調節系統管路的壓力。

與傳統手動調節壓力的背壓閥相比，本實用新型采用閉環回路控制，自動調壓，操作簡單、可靠性強。

附圖說明

圖1為自動背壓裝置的結構示意圖。其中，1、背壓閥主體?2、出口?3、螺紋孔?4、進口?5、膜片?6、彈簧?7、推桿?8、步進電機?9、壓力控制單元?10、壓力傳感器。

具體實施方式

結合圖1詳細敘述本實用新型的具體實施過程。螺紋孔3用于固定自動背壓裝置，初始狀態下，通過壓力控制單元9為系統設定一壓力值，同時壓力控制單元9計算彈簧6所需的壓縮量并控制步進電機8正反轉，步進電機8的輸出軸帶動推桿7做上下運動，改變彈簧6的壓縮量，膜片5由此阻塞或接通管路。當有流體經進口4流入背壓閥主體1時，在背壓閥主體1管路內形成壓力，壓力傳感器10實時檢測進口4處的管路壓力，壓力控制單元9將其與系統設定壓力值進行比較；當管路壓力比設定壓力值大時，壓力控制單元9控制步進電機8反轉，步進電機8的輸出軸帶動推桿7向上運動并使彈簧伸長，膜片5導通管路，管路壓力減小，流體經出口2出流出；當管路壓力小于設定壓力值時，壓力控制單元9控制步進電機8正轉，并帶動推桿7向下運動壓緊彈簧，膜片5阻塞管路；當進口4處的管路壓力等于設定壓力值時，步進電機8停止工作。