支撐的執(zhí)行鐘擺型公差補償運動的剛性活塞致動器組件的制作方法
【專利摘要】一種用于泵送流體的泵(20)，其中所述泵(20)包括：工作室(200)；活塞組件(202)，被構造成用于在工作室(200)內往復運動從而使流體移動；活塞致動器(204)，至少在所述泵(20)的工作模式下與所述活塞組件(202)剛性地裝配在一起，從而將驅動能量傳遞到所述活塞組件(202)，以沿著所述活塞制動器組件的共同的剛性軸(206)往復運動；以及軸承裝置(208，210)，承載所述泵(20)中的活塞組件(202)和活塞致動器(204)，使得所述活塞致動器組件(202)和所述活塞致動器(204)提供的活塞致動器組件能夠圍繞所述共同的剛性軸(206)上的活塞致動器(204)處的鐘擺點(212)執(zhí)行鐘擺型補償運動。
【專利說明】
支撐的執(zhí)行鐘擺型公差補償運動的剛性活塞致動器組件
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于栗送流體的栗、流體分離設備和操作栗的方法。
【背景技術】
[0002]在基于液相色譜原理的樣品分離裝置中，待分離的流體樣品以流動相(如溶劑成分)注入，其中混合物可以通過導管和柱栗送，該柱包括能夠分離流體樣本的不同成分的材料(固定相)。這種材料，可以包括硅膠的所謂的小珠可以填充在柱管中，該柱管可以通過導管與其他元件(比如采樣裝置、流動單元、包含樣品和/或緩沖液的容器)連接。
[0003]為了將由流動相和待分離的流體樣品組成的流體栗送到樣品分離裝置，可以其中活塞在栗送室內往返運動以使流體移位來實施栗。
[0004]US5，788，465公開了一種栗，該栗被構造成使得不需要工具來拆卸栗頭和拆卸柱塞。大單手操作旋鈕或頭部螺母便于無工具栗頭拆卸。栗頭在歧管中被引導在位并且通過手動旋鈕保持在位。歧管被設計成接收通往栗頭的所有外部流體連接。通往栗頭的流體路徑被用微型面密封替換，其便于栗頭與歧管之間的高壓密封。低壓管材密封留在密封清洗室或外殼中，并且不與頭部附連，從而在拆卸栗頭期間不需要工具來使它們分離。無工具柱塞機構包括螺帽組件，該螺帽組件具有接收柱塞組件的柱塞套筒，該柱塞組件包括固定在套筒容納的柱塞保持球上的藍寶石柱塞。柱塞組件通過多個凸輪被俘獲在套筒內。凸輪是被加載以旋轉并壓縮在柱塞保持球上的彈簧，從而將柱塞組件緊緊地拉入到套筒內。限制圓錐被致動以使凸輪背離柱塞保持球旋轉從而釋放并拆卸柱塞組件。
[0005]然而，當栗據(jù)此栗送流體的壓力值變得越來越大時，需要機械穩(wěn)定栗，該機械穩(wěn)定栗與此同時能夠處理部分和界面公差，具體地為當安裝或維持栗時。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種機械穩(wěn)定栗，該機械穩(wěn)定栗能夠處理部分和界面公差，具體地為當安裝或維持栗時。獨立權利要求實現(xiàn)此目的。從屬權利要求示出了另外的實施例。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了一種用于栗送流體(如液體和/或氣體，任選地包含固體顆粒)的栗，其中所述栗包括:工作室;活塞組件，被構造成在工作室內往復運動從而使流體移動;活塞致動器，至少在栗的工作模式(即，栗準備就緒以使流體移動或實際上使流體移動的栗的工作模式;在栗的一個或多個其他工作模式中，例如，維修、維護或替換栗的至少一個部件的維護模式，活塞致動器和活塞組件可以剛性地裝配或可以不剛性地裝配)下與活塞組件剛性地(具體地，在活塞致動器與活塞組件之間沒有鉸鏈接合)裝配在一起從而將驅動能量發(fā)送到活塞組件以沿著活塞致動器組件的共同的剛性軸往復運動(即，剛性地裝配在一起的活塞組件和活塞致動器構成的組件)；以及軸承裝置，承載所述栗中的活塞組件和活塞致動器使得活塞致動器組件(其可以充當軸承裝置支撐的鐘擺)能夠在所述共同的剛性軸的活塞致動器上圍繞鐘擺點執(zhí)行鐘擺型補償動作(具體地，補償零件和/或界面公差，更具體地，在安裝或維護栗時)。
[0008]根據(jù)另一個示例性實施例，提供了一種用于將流體樣品分成多個組分的流體分離設備，其中所述設備包括:栗，具有上述特征并且被構造成用于沿著流體路徑驅動包含流動相和流動相中的流體樣品的流體;和分離裝置，布置在所述流體路徑內并且被構造成將所述流體樣品分成多個組分。
[0009]根據(jù)又另一個示例性實施例，提供了一種操作用于栗送流體的栗的方法，其中所述方法包括:使活塞致動器與活塞組件剛性地裝配在一起，所述活塞組件至少部分地定位在所述栗的工作室內(具體地，使得所述活塞致動器和所述活塞組件僅能夠在不具備相對彼此執(zhí)行任何運動或旋轉的能力的情況下在工作模式下作為單個剛性體一起運動和旋轉)；移動所述活塞致動器從而將驅動能量轉移到所述活塞組件以沿著所述活塞致動器組件的共同的剛性軸往復運動從而使所述工作室內的流體移動;并且通過軸承裝置承載所述栗中的活塞組件和活塞致動器，使得所述活塞致動器組件(由活塞組件和活塞致動器形成或構成)能夠圍繞所述共同的剛性軸上的活塞致動器處的鐘擺點執(zhí)行鐘擺型補償運動(具體地用于公差補償)。
[0010]根據(jù)示例性實施例，提供了一種栗，其中活塞組件和活塞致動器至少在流體栗送模式或工作模式期間形成剛性的共同單元或鐘擺本體，其只能作為整體可移動并且在活塞組件與活塞致動器之間沒有任何相對運動。這形成了用于承載共同的活塞致動器組件的非常簡單的軸承裝置的充分性的基礎。根據(jù)這種軸承裝置，可以支撐鐘擺以便能夠在活塞致動器組件的零件的不可避免公差的情況下在這些零件之間的界面處執(zhí)行均衡或補償動作?；钊聞悠鹘M件因此可以通過圍繞鐘擺點執(zhí)行共同的鐘擺運動來響應于存在公差，此鐘擺點定位成沿著活塞致動器的延伸。然而，拋開執(zhí)行公差補償運動的實現(xiàn)，然而活塞致動器組件可以被固定地支撐在軸承裝置內。這種基于鐘擺的驅動和軸承架構允許顯著減少與活塞致動器組件一起的軸承位置的數(shù)量，從而隨著其在常規(guī)方法中出現(xiàn)而防止冗余數(shù)量的軸承點。通過結合栗的工作模式下耦合的剛性活塞致動器和簡單的軸承裝置，所述栗可以允許適用于栗送超高壓流體(例如幾百巴或更高)，同時減小支撐活塞組件和活塞致動器的機械裝配的精度要求。這使得栗的結構緊湊且簡單。具體地，公差補償運動可以具有靜態(tài)特征(具體地可以在安裝或維護栗期間發(fā)生)，而非在栗的實際流體位移操作期間為動態(tài)。
[0011]以下將解釋栗、流體分離設備和方法的進一步實施例。
[0012]在實施例中，軸承裝置支撐活塞致動器組件以允許后者在不存在栗零件公差和/或零件界面公差時并且在安裝或維護栗驅動的同時執(zhí)行受控的鐘擺運動。為此目的，通過軸承裝置將活塞致動器組件支撐在其活塞致動器處以圍繞良好限定的鐘擺點用于公差補償(具體地，在安裝過程期間)，其中鐘擺點位于共同的剛性軸上(圖3至圖6示出了關于如何獲得鐘擺型補償運動的多種可能性的四種)?；钊M件的容積型軸承在空間上限制上述鐘擺運動(而非在活塞致動器處存在的點型軸承)，使得用于公差補償?shù)溺姅[運動可以被限制在有限的空間范圍內。
[0013]在實施例中，所述軸承裝置包括在所述鐘擺點處支撐所述活塞致動器的致動器軸承。換句話講，所述鐘擺點可以由在活塞致動器上工作，即，限制活塞致動器的自由活動性的致動器軸承的位置限定。有利地，致動器軸承可以限定活塞致動器鐘擺可以執(zhí)行公差補償運動所圍繞的具體點。
[0014]在實施例中，所述致動器軸承被構造成用于在允許所述活塞致動器組件圍繞所述鐘擺點旋轉，具體地恰好以兩個旋轉自由度旋轉的同時在所述鐘擺點支撐所述活塞致動器。然而，可以禁用活塞致動器組件沿著共同的剛性軸的旋轉。
[0015]在實施例中，所述致動器軸承是承載所述活塞致動器的唯一的軸承。通過僅提供對活塞致動器起作用的單個軸承，可以實現(xiàn)緊湊簡單的結構，并且對機械裝配的要求可以保持非常小。然而，在替代實施例中，能夠提供用于活塞致動器的一個或多個額外的軸承。
[0016]在實施例(參見例如圖3)中，所述致動器軸承被構造成具體地恰好一個具有多個軸承滾珠的球面軸承，所述軸承滾珠都位于圍繞所述鐘擺點的球體的表面上。在另一個實施例(參見例如圖4)中，所述致動器軸承被構造成一對球面軸承，所述球面軸承均具有相應的多個軸承滾珠，所述軸承滾珠都位于相應球體的相應表面上，其中所述球體都具有作為共同的中心但是具有不同的半徑的鐘擺點。一個或多個球面軸承能夠允許鐘擺點的位置與滾珠溝道位置不對稱或在其外側。
[0017]在又另一個實施例(參見例如圖5或圖6)中，所述致動器軸承被構造成具有多個軸承滾珠的溝球軸承，所述軸承滾珠都位于圍繞所述鐘擺點的環(huán)形空間中。一個或多個溝球軸承或軸承滾道的實施方式提供用于非常簡單且緊湊的栗。
[0018]在一個實施例中，所述圓環(huán)空間的橫截面積大于所述軸承滾珠的橫截面積，從而允許所述軸承滾珠的公差補償運動垂直于它們圍繞所述圓環(huán)空間的運動。有利地，所述環(huán)形空間顯著大于所述球體使得所述球體能夠在大于技術要求的間隙的尺寸上移動到也與它們的環(huán)形軌跡垂直的一定程度。通過這種構造，可以在發(fā)生零件或界面公差等的場景中用合理的努力來增大鐘擺的補償運動。
[0019]在一個實施例中，所述軸承裝置包括活塞軸承，所述活塞軸承以容積式定位容差(或在有限的公差補償體積內)在活塞軸承位置(具體地在截頭圓錐內)支撐所述活塞組件以在空間上限制所述活塞組件的鐘擺運動。因此，相比于限定鐘擺點的致動軸承，所述實施例使用固定的活塞軸承，但是仍然允許三維體積，在所述三維體積內所述活塞組件可以執(zhí)行均衡運動以補償零件公差和安裝期間的公差。然而，在栗的工作模式期間，即，在栗送流體期間，活塞軸承以空間固定的方式固定地支撐活塞組件?？梢愿鶕?jù)栗設計者仍然接受的所有栗零件的公差的總和來選擇或調節(jié)容積式定位容差的程度或量(具體地，截頭圓錐的體積)。截頭圓錐的體積可以是使得允許活塞軸承中的公差平衡在高達10微弧度的公差補償范圍內，具體地，對于致動器軸承的鐘擺范圍，在高達3微弧度的公差補償范圍內。
[0020]在一個實施例中，所述活塞密封件是承載所述活塞組件的唯一的軸承。通過僅提供對活塞組件起作用的單個軸承，可以實現(xiàn)緊湊且低應力的結構，并且對機械裝配的要求可以保持非常小。然而，在替代實施例中，能夠提供用于活塞組件的一個或多個額外的軸承。
[0021]在一個實施例中，所述活塞軸承包括:固定空心對接結構，界定或限定所述活塞軸承位置并且具有所述活塞組件延伸所穿過的通孔；以及至少一個軸承環(huán)，包圍所述活塞組件的外表面，并且位于所述固定空心對接結構內。所述空心對接結構作為理論位置公差可以定位成外殼的剛性零件或栗的傳動柜。
[0022]在一個實施例中，所述至少一個軸承環(huán)被構造成由活塞密封件、一對軸向間隔的軸承環(huán)以及除活塞密封件之外的至少一個軸承環(huán)組成的組中的一者。在優(yōu)選實施例中，可以使用兩個軸向間隔開的軸承環(huán)，其中額外的活塞密封件可以附連在所述軸承環(huán)的前一個軸承環(huán)上。
[0023]在一個實施例中，所述鐘擺點與所述活塞軸承的中心之間的軸向距離大于所述活塞軸承本身的軸向范圍，具體地所述軸向范圍的至少大約三倍，更具體地至少大約五倍。如果致動器軸承與活塞軸承之間的距離顯著大于活塞軸承的固有延伸，就有效地設置兩個單獨的軸承點。這使得能夠使用具有適度的進動要求的機械裝配。
[0024]在實施例中，所述軸承裝置包括多個軸承，其中所述多個軸承的僅單個軸承支撐所述活塞組件和所述活塞致動器的至少一個。最優(yōu)選的是對每個活塞組件和活塞致動器僅具有單個軸承的實施例。然而，還能夠提供更多軸承，例如，一個致動器軸承和兩個活塞軸承，或兩個致動器軸承和一個活塞軸承。
[0025]在一個實施例中，所述栗包括活塞致動器旋轉抑制件(其也可以表示成接觸刷)，所述活塞致動器旋轉抑制件被構造成與所述活塞致動器配合以便抑制所述活塞致動器圍繞與所述共同的剛性軸對應的旋轉軸旋轉。因此，除分別限制活塞致動器和活塞組件的自由運動和旋轉的活塞軸承和致動器軸承之外，此外能夠抑制活塞致動器沿著共同的軸的不希望的旋轉運動，其可由驅動裝置如電動機(具體地，當滾珠螺桿用于將動能從充電裝置傳遞到活塞組件時)的旋轉運動觸發(fā)?；钊聞悠餍D抑制件可以被構造成與活塞致動器交互以便利用從驅動裝置得到的力和/或力矩，所述力和/或力矩可以具有使活塞致動器圍繞共同的軸向轉動的趨勢。
[0026]在一個實施例中，所述活塞致動器旋轉抑制件被構造成通過在包括所述鐘擺點并且定向成與所述共同的剛性軸垂直的平面中利用來自所述活塞致動器的力矩來執(zhí)行與所述活塞致動器的旋轉移動交互。因此，軸承裝置和活塞致動器旋轉抑制件可以以這樣一種方式支撐活塞致動器鐘擺使得活塞致動器旋轉抑制件在位于包括平面的所述鐘擺點的交互位置處影響活塞致動器。這導致由于活塞致動器旋轉抑制而使得施加在鐘擺和栗的其他部件上非常小的機械負載。
[0027]在一個實施例中，所述活塞致動器旋轉抑制件(或至少其一部分)布置在所述活塞致動器內部的位置或圍繞(即，至少部分地包圍)所述活塞致動器的位置。在得到非常緊湊的結構的實施例中(參見例如圖3或圖4)，活塞致動器可以基本上為管狀，使得活塞致動器旋轉抑制件可以位于所述活塞致動器的軸向通孔內，例如，以在圓周上作用在活塞致動器上用于抑制圍繞共同的剛性軸的旋轉。在另一個實施例中(參見例如圖5或圖6)，在活塞致動器的徑向外部位置發(fā)生活塞致動器旋轉抑制件與活塞致動器之間的交互(比如力傳輸)。這給栗設計者提供了布置活塞致動器的高自由度。
[0028]在一個實施例中，所述活塞致動器旋轉抑制件具有固定地連接(例如焊接或壓配)至所述活塞致動器的第一端并且包括位于(例如空間固定的)空心體內的自由第二端，以便在存在零件和/或界面公差的情況中允許所述第二端受限制的均衡或補償運動。當活塞致動器趨向于在驅動裝置的影響下旋轉時，相應的力可以經由固定的第一端朝著自由第二端傳輸，這樣僅允許鐘擺旋轉的第一和第二自由度的受限制的空間均衡運動以及沿著縱向栗方向，即，沿著剛性栗軸的完全的自由度以允許不受限制的栗沖程。這在允許補償或平衡栗的部件的公差的同時維持活塞致動器的高效旋轉保護。鐘擺旋轉的第一和第二自由度可以保持啟用，并且活塞致動器旋轉抑制件可以僅限制針對活塞致動器的第三自由度。
[0029]在一個實施例中，所述第二端布置成在包括所述鐘擺點并且與所述共同的剛性軸垂直的平面中與所述空心體相互作用(參見圖5)。因此，軸承裝置和活塞致動器旋轉抑制件可以以這樣一種方式支撐活塞致動器鐘擺使得活塞致動器旋轉抑制件的運動補償自由端在位于包括平面的所述鐘擺點的交互位置處與空心體交互。這在發(fā)生鐘擺旋轉時導致活塞致動器旋轉抑制件的運動補償自由端的非常小的徑向運動，同時沒有或有非常小的針對活塞軸承的額外負載。
[0030]在一個實施例中，所述活塞致動器是線性致動器，所述線性致動器被構造成在由驅動裝置驅動時沿著所述共同的剛性軸執(zhí)行大體上線性的運動(拋開小補償運動，具體地，沿著與共同的剛性軸正交的兩個旋轉軸的補償旋轉)。所述栗的驅動裝置可以被構造成產生用于驅動活塞致動器的驅動能量。例如，所述驅動裝置可以是電動機。所述驅動裝置可以被構造成用于在所述驅動裝置的傳動軸處產生旋轉驅動能量。換句話講，當驅動裝置主動產生動能，其使傳動軸旋轉，傳動軸繼而經由齒輪機構將其旋轉能量傳遞到因此線性運動的活塞致動器。
[0031]換句話講，所述齒輪機構可以被構造成用于將所述旋轉驅動能量轉換成所述活塞致動器的線性運動。存在用于這種齒輪機構的不同構造。
[0032]在一個優(yōu)選實施例中，與所述活塞致動器配合的齒輪機構被構造成滾珠螺桿。所述滾珠螺桿包括作為所述活塞致動器的心軸(例如具有外部工作表面的管狀構件)以及與所述心軸配合并且由所述驅動裝置旋轉的螺母(例如，具有內部工作表面的另一個管狀構件，所述管狀構件圍繞在它們的工作表面的心軸徑向地安裝并且與所述心軸配合)。心軸可以是具有外螺紋的管狀元件，并且螺母可以具有內螺紋并且安裝在心軸上使得螺母可以在驅動裝置的影響下旋轉并且可以因此迫使心軸線性運動。還能夠在心軸與螺母之間設置至少兩個軸承滾道，滾珠在由在螺母與心軸之間形成并界定的溝槽中運動。后一種構造具有有利的低摩擦力的優(yōu)點。
[0033]與所述活塞致動器配合的齒輪機構可以可替代地被構造成滾珠螺桿，所述滾珠螺桿包括作為所述活塞致動器的心軸以及與所述心軸配合并且由所述驅動裝置旋轉的螺母。以這樣一種配置，相比于前述實施例可以交互螺母與心軸的功能?；钊M件然后可以與線性運動螺母直接耦接，并且心軸可以耦接至驅動裝置以進行旋轉。
[0034]另外，可替代地，與所述活塞致動器配合的齒輪機構可以被構造成完全不同的機構，如齒條和小齒輪，或液壓機構。
[0035]返回到具有被構造成活塞致動器的心軸的滾珠螺桿的前述實施例，所述栗可以包括心軸旋轉抑制構件(作為活塞致動器旋轉抑制構件的具體實例)，該心軸旋轉抑制構件被構造成與心軸配合以便在螺母旋轉時抑制心軸的旋轉。
[0036]在一個實施例中，所述栗還包括安裝成用于與所述傳動軸(具體地，軸齒輪的齒可以圍繞可旋轉的軸布置)一起旋轉的軸齒輪，并且包括安裝成用于與所述螺母一起旋轉的螺母齒輪(具體地，螺母齒輪的齒可以圍繞可旋轉的螺母布置)，其中所述軸齒輪和所述螺母齒輪布置成彼此(通過它們相應的齒)嚙合以便通過所述螺母將驅動能量從所述傳動軸轉移到所述心軸。經由與螺母齒輪配合的軸齒輪傳遞驅動能量是極為有利的，因為嚙合的齒輪可以高效地吸收作用在栗上的任何不希望的機械影響，比如傾斜、振動、敲擊等。有利地稍微弱化互相的齒對齒耦合(例如，通過布置具有相互間隙的齒輪以便在不影響另一個齒輪的情況下允許一個齒輪的輕微的補償運動或旋轉)允許處理栗的零件和界面公差，并且在不將它們傳遞到其他零件的情況下在栗的各個零件內在空間上保持扭曲。
[0037]在一個實施例中，所述軸齒輪和所述螺母齒輪是一對直齒正齒輪。在替代實施例中，所述軸齒輪和所述螺母齒輪是一對螺旋齒正齒輪。
[0038]在一個實施例中，所述軸齒輪和所述螺母齒輪定位成以便在包括所述鐘擺點并且與所述共同的剛性軸垂直的平面上彼此嚙合(參見例如圖3至圖5)。因此，軸承裝置可以以這樣一種方式支撐活塞致動器鐘擺使得在位于包括平面的所述鐘擺點的交互位置處發(fā)生齒輪之間的驅動能量轉移。這導致非常小的驅動負載施加到栗的活塞軸承上，因為在距離鐘擺點沒有或僅有非常小的杠桿距離的情況下施加驅動力，并且因此沒有或僅有與活塞軸承垂直的非常小的額外力矩。
[0039]在另一個實施例中，所述軸齒輪和所述螺母齒輪定位成以便在包括所述鐘擺點并且與所述共同的剛性軸垂直的平面外彼此嚙合，所述活塞致動器旋轉抑制件的第二端在所述平面的相反側與所述空心體相互作用，并且其中一方面所述軸齒輪和所述螺母齒輪的接觸區(qū)域以及另一方面所述第二端的接觸區(qū)域位置彼此相對，使得作用在所述活塞致動器上的殘余力矩小于所述驅動裝置產生的力矩的大約20%，具體地接近零。通過調節(jié)齒輪的位置、活塞致動器旋轉抑制件的力吸收面積和包括鐘擺點的共同的剛性軸之間的合適的空間關系，能夠保持栗的活塞軸承沒有可忽略的量的不希望的機械負載或在該可忽略的量內。這可以通過以這種方式布置部件來實現(xiàn):驅動裝置的力乘以齒輪嚙合處與包含鐘擺點的平面之間的軸向距離所產生的力矩由布置成與活塞致動器旋轉抑制件相對的嚙合的軸向和徑向位置來補償。
[0040]在一個實施例中，所述軸齒輪和所述螺母齒輪被構造成提供從所述驅動裝置到所述螺母的齒輪減速，特別是在大約I: 2至大約1:10范圍內的齒輪減速，更具體地，在大約I: 3至大約1:7的范圍內的齒輪減速。由于這種齒輪減速，顯著減小了對驅動裝置提供的扭矩和在驅動裝置上工作的增量編碼器的分辨率的要求。換句話講，提供所述齒輪減速允許實施簡單且小的驅動裝置以及簡單的編碼器。
[0041]在一個實施例中，所述活塞組件包括活塞以及在上面安裝了所述活塞的活塞底座，其中所述活塞形成使所述流體移動的所述活塞組件的自由前部，并且所述活塞底座形成在所述栗的工作模式下與所述活塞致動器剛性地裝配在一起的所述活塞組件的后部?；钊梢允菆A柱形構件，該圓柱形構件具有使流體移動的前表面并且具有沿著由密封所密封的工作室滑動的側面?；钊鬃蚧钊_包括用于容納活塞的端部的凹槽或容納體積，并且包括與活塞致動器配合的另一個部分。
[0042]在一個實施例中，所述栗包括栗頭以及容納所述活塞致動器的栗底座，所述栗頭包括所述工作室和所述活塞組件，其中所述栗頭和所述栗底座被構造成通過致動緊固件可彼此緊固或可彼此不緊固。例如，這種緊固件可以實施為由螺絲刀操作的一個或多個螺釘，從而使栗頭與栗底座連接上。在一個實施例中，所述驅動裝置位于所述栗底座內。
[0043]在一個實施例中，所述栗被構造成由微型栗(具體地，具有微升/分鐘的流速)、納米栗(具體地，具有納米升/分鐘的流速)、液相色譜栗(例如，用于栗送HPLC中的流動相的高壓栗)和預備栗(即，用于準備目的的栗)組成的組中的一者。因此，所述運動補償和軸承架構與迥然不同類型的栗相容。
[0044]在一個實施例中，所述栗被構造成用于以至少500巴，具體地至少1000巴，更具體地至少1500巴的壓力栗送所述流體。在存在這種高壓力值的情況下，特別聲明由于簡單軸承裝置和像鐘擺的活塞致動器組件而對機械配合的寬松要求。
[0045]分離裝置可以用分離材料填充。也可以表示成固定相的這種分離材料可以是允許與樣品流體可調節(jié)程度的交互以便能夠分離這種樣品流體的不同成分。分離材料可以是液相色譜柱填充材料或包括由聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅和二氧化硅凝膠或具有化學改性(涂覆、封端等)表面的任何上述成分中的至少一種的包裝材料。然而，可以使用任何包裝材料，所述包裝材料允許穿過此材料的分析物分成不同成分，例如，由于包裝材料與分析物的組分之間的不同種類的交互或親合性。
[0046]分離裝置的至少一部分可以用流體分離材料填充，其中流體分離材料可以包括大小在大致Ipm至大致50pm的范圍內的小珠。因此，這些小珠可以是可以填充在微流體裝置的分離部分內的小顆粒。小珠可以具有大小在大致0.0 Ipm至大致0.2pm的范圍內的孔。流體樣品可以穿過孔，其中在流體樣品與孔之間可以發(fā)生交互。
[0047]分離裝置可以是用于分離流體樣品的成分的色譜柱。因此，示例性實施例可以特別地在液相色譜設備的上下文中實施。
[0048]流體分離設備可以被構造成通過分離裝置引導液體流動相。作為液體流動相的替代形式，通過使用流體分離設備可以處理氣體流動相或包含固體顆粒的流動相。也可以通過使用示例性實施例處理作為不同相(固相、液相、氣相)的材料。流體分離設備可以被構造成以高壓，具體地，至少600巴，更具體地，至少1200巴，引導流動相穿過系統(tǒng)。
[0049]流體分離設備可以被構造成微流體裝置。術語“微流體裝置”可以具體地表示本文所述的流體分離裝置，流體分離裝置允許穿過微通道輸送流體，所述微通道的尺寸在小于500pm，具體地小于200pm，更具體地，小于I OOpm或小于50pm或更小的數(shù)量級。
[0050]在液相色譜設備的樣品注射器中可以實施示例性實施例，所述樣品注射器利用來自流體容器的樣品流體，并且可以將這種樣品流體注射到導管中用于供應到分離柱。在此過程期間，可以將樣品流體從例如正常壓力壓縮到例如幾百巴或甚至1000巴或更高的壓力。自動取樣機可以將樣品流體從小瓶自動注射到樣品環(huán)中(可替代地，可以應用固定環(huán)的概念)。自動取樣機的尖端或針狀物可以浸漬在流體容器中，可以將流體吸入到毛細管中并且然后可以驅動返回到底座中，然后，例如通過可切換的流體閥，朝著液相色譜設備的樣品分離部分注射樣品流體。
[0051]流體分離設備可以被構造成分析流動相中的樣品流體的至少一種成分的至少一種物理、化學和/或生物參數(shù)。術語“物理參數(shù)”可以具體地表示流體的大小或溫度。術語“化學參數(shù)”可以特別地表示分析物的組分濃度、親和性參數(shù)等。術語“生物參數(shù)”可以特別地表示生物化學溶液中的蛋白質或基因等、成分的生物活性等的濃度。
[0052]流體分離設備可以在不同的技術環(huán)境中實施，如傳感器裝置、測試裝置、用于化學、生物和/或藥物分析的裝置、毛細管電泳裝置、液體色譜分析裝置、氣相色譜設備、電子測量設備或質譜分析裝置。具體地，流體分離設備可以是高效液相色譜分析(HPLC)設備，由此可以分離、檢測并分析分析物的不同組分。
[0053]本發(fā)明的實施例包括流體分離設備，所述流體分離設備被構造成用于分離流動相中的樣品流體的化合物。流體分離設備可以包括被構造成驅動流動相通過流體分離設備的流動相驅動，如栗送系統(tǒng)?？梢宰鳛樯V柱的分離裝置被設置成用于分離流動相中的樣品流體的化合物。流體分離設備還可以包括:樣品注射器，被構造成將樣品流體引入到流動相中；檢測器，被構造成檢測樣品流體的分離的化合物;收集器，被構造成收集樣品流體的分離的化合物;數(shù)據(jù)處理裝置，被構造成處理從流體分離設備接收的數(shù)據(jù);和/或脫氣設備，用于使流動相脫氣。
[0054]本發(fā)明的實施例可以基于最常用的HPLC系統(tǒng)來實施，如Agilent I 290系列Infinity系統(tǒng)、Agilent 1200系列Rapid Resolut1n LC系統(tǒng)或Agilent 1100HPLC系列(全部由
【申請人】Agilent Technologies提供，參見www.agilent.com，其在本文中通過引用的方式并入)。
[0055]—個實施例包括具有活塞的栗，所述活塞用于在栗工作室中往復運動以將栗工作室中的液體壓縮到液體的可壓縮性變得明顯的高壓。一個實施例包括以串聯(lián)或并聯(lián)方式耦接的兩個栗。
[0056]流動相(洗脫液)可以是純溶劑或不同溶劑的混合物?？梢赃x擇使感興趣的化合物和/或流動相的量的保持最小化以進行色譜分析。流動相也可以被選擇成使得可以有效地分離不同的成分。流動相可以包括通常用水稀釋的有機溶劑，例如，甲醇或乙腈。對于梯度操作，水和溶劑可以在單獨的瓶子中輸送，由此梯度栗向系統(tǒng)輸送程序化的共混物。其他常用的溶劑可以是異丙醇、THF、己烷、乙醇和/或它們的任意組合或具有上述溶劑的這些溶劑的任意組合。
[0057]這些樣品流體可以包括工藝液體、中性樣品如汁液、體液(如血漿)的任意種類，或者它可以是從比如發(fā)酵液的反應引起的。
[0058]所述流體優(yōu)選地是液體，但是也可以或包括氣體和/或超臨界流體(例如，在超臨界流體色譜法(SFC)中使用的，如US4982597A中公開的)。
[0059]流動相中的壓力可以在2至200MPa(20至2000巴)，具體地10至150MPa(100至1500巴)，并且更具體地，50至120MPa(500至1200巴)的范圍內。
【附圖說明】
[0060]通過結合附圖參照實施例的以下更詳細的描述將容易認識并更好地理解本發(fā)明的實施例的其他目的和許多附加優(yōu)點。用相同的附圖標記指代基本上或功能上相同或相似的特征。
[0061]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具體地用于高性能液相色譜(HPLC)的液體分離
目.ο
[0062]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在工作模式下的栗的剖視圖。
[0063]圖3至圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的栗的示意圖。
【具體實施方式】
[0064]附圖的圖示為示意性地。
[0065]參照附圖，在更詳細地描述示例性實施例之前，將總結基于其開發(fā)本發(fā)明的示例性實施例的一些基本構思。
[0066]本發(fā)明的示例性實施例提供了用于高性能液相色譜(HPLC)設備的活塞的鐘擺驅動和基于閥的高壓溶劑輸送系統(tǒng)(SDS)。
[0067]常規(guī)的高壓流體栗一方面將產生力和活塞運動的功能，另一方面，將溶劑輸送功能分成兩個單獨的機械組件。這種方法在需要提供所有必要的自由度的這些組件之間產生臨界界面(按照因此非常復雜的軸承裝置)以防止多余的引導或力。在過去的幾年內，按照軸承裝置的設計，需要急劇提高的SDS的壓力要求(400巴、600巴、1200巴)以及實現(xiàn)上述方法的額外昂貴的零件和緊密公差工作的要求。
[0068]本發(fā)明的示例性實施例允許以更低的制造成本提高栗的可靠性。這種方法提供了一般概念作為廣泛的應用范圍的建造設置。此外，臨界界面零件的寬泛的公差容差是固有的。這導致根據(jù)示例性實施例的機械結構節(jié)內約成本。在這種實施例中，電驅動力矩可以通過一對帶齒的正齒輪(具體地為驅動齒輪和螺母齒輪)間接地耦接上，這對帶齒的正齒輪如果根據(jù)本發(fā)明的實施例布置可以允許齒輪減速和兩個額外的旋轉自由度。齒輪減速導致進一步簡化驅動裝置，如電動機(其可以被構造成具有更高的速度，同時允許按照扭矩需要來縮小要求)，并且進一步簡化增量編碼器(其可以通過齒輪減速而以更高的分辨率工作，同時允許對編碼器更低的分辨率要求)。
[0069]—方面用于產生力和活塞運動的功能，另一方面，用于溶劑輸送功能的普通的剛性軸或輪軸是提供顯著優(yōu)點的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的特征。在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的栗中可實施的另一個有利的特征是減小(與常規(guī)的方法相比)復雜度，以及因此對兩個軸承點或部分的軸承裝置的空間要求。力產生和活塞運動的第一軸承點(其也可以表示成致動器軸承)限制了兩個平移自由度，但是保持了所有的旋轉自由度(像球關節(jié)或三維鐘擺軸承)。第二個軸承點或部分(其也可以表示成活塞軸承)可以位于靠近溶劑輸送部分的活塞密封件，并且可以被構造成限制兩個旋轉自由度。第三平移自由度可以由滾珠螺桿組件心軸亦或螺母的軸向滾珠螺桿運動來控制，并且可以輸送用于栗送功能的運動。第三旋轉自由度可以被限制成靠近力產生和活塞運動的第一軸承點的轉環(huán)區(qū)域。這是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的栗的進一步特征的一部分，因為這種結構在補償驅動扭矩的同時保持第二軸承點幾乎沒有額外的負載。上述特征的另一個部分是驅動扭矩如何耦接到滾珠螺桿組件中。如果驅動滾珠螺桿螺母，帶齒的正齒輪可以固定在與力產生和活塞運動的第一軸承點對齊的滾珠螺桿螺母上。雖然電動機的小齒輪可以固定在栗的傳動柜或外殼上，但是滾珠螺桿的正齒輪可以按照旋轉自由容差移動。應當清楚的是，這些旋轉自由度的方向中的兩個可以限定為(具體地可以最小化)以補償零件和界面公差，同時安裝或維護栗驅動。根據(jù)這種實施例，可以保持所有的驅動力和力矩非?？拷Ξa生和活塞運動的第一軸承點的中性區(qū)域，從而導致用于固定軸承的邊緣的額外負載或位于靠近溶劑輸送部分的活塞密封件的第二軸承點。
[0070]現(xiàn)在更詳細地參照附圖，圖1描繪了液體分離系統(tǒng)10的總體示意圖。栗20通常經由脫氣器27接收來自溶劑供應件25的流動相，該脫氣器脫氣并且因此減少流動相中溶解的氣體量。作為流動相驅動，栗20驅動流動相通過包括固定相的分離裝置30 (如色譜柱)ο分離裝置40可以設置在栗20與分離裝置30之間，以便經歷或添加(通常稱為樣品導入)樣品流體到流動相中。分離裝置30的固定相被構造成分離樣品液體的化合物。提供檢測器50用于檢測采樣流體的分離的化合物。分餾裝置60可以設置成用于輸出樣本流體的分離的化合物。
[0071]在流動相可以僅由一種溶劑組成時，其也可以由多種溶劑混合。這種混合可以是低壓混合并且設置在栗20的上游，使得栗20準備接收并栗送混合的溶劑作為流動相。可替代地，栗20可以由多種單獨的栗送裝置組成，多個栗送裝置均接收并栗送不同的溶劑或混合物，使得在高壓下并且在栗20的下游(或作為其一部分)發(fā)生流動相的混合(分離裝置30接收的)。流動相的組合物(混合物)可以隨時間變化保持恒定，所謂的等梯度模式，或者隨時間變化，所謂的梯度模式。
[0072]數(shù)據(jù)處理裝置70(其可以是常規(guī)的個人計算機或工作站)可以耦接(由虛線箭頭所示)至液體分離系統(tǒng)10中的一個或多個裝置以便接收信息并且/或者控制操作。如，數(shù)據(jù)處理裝置70可以控制栗20的操作(例如，設置控制參數(shù))并且從其接收有關實際工作條件的信息(如栗的出口的輸出壓力、流速等)。數(shù)據(jù)處理裝置70還可以控制溶劑供應器25的操作(如，設置待供應的溶劑或溶劑混合物)和/或脫氣器27(如設置控制參數(shù)，如真空水平)，并且可以從其接收有關實際工作條件的信息(如，隨時間變化供應的溶劑成分、流速、真空水平等)。數(shù)據(jù)處理裝置70可以進一步控制采樣裝置40的操作(如，用栗20的工作條件控制樣品注入或同步樣品注入)。采樣裝置30還可以由數(shù)據(jù)處理裝置70控制(例如，選擇具體的流動路徑或柱，設置工作溫度等)，并且向數(shù)據(jù)處理裝置70發(fā)送(作為回應)信息(如，工作條件)。因此，檢測器50可以由數(shù)據(jù)處理裝置70(例如，參照光譜或波長設置、設置時間常數(shù)、開始/停止數(shù)據(jù)采集)控制，并且向數(shù)據(jù)處理裝置70發(fā)送信息(例如，有關檢測的樣品化合物)。數(shù)據(jù)處理裝置70還可以控制分餾裝置60的操作(如，結合從檢測器50接收的數(shù)據(jù))并且提供數(shù)據(jù)反饋。
[0073]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在工作模式下(S卩，在裝配栗20并且因此準備轉移流體如液體時)的栗20的剖視圖。
[0074]栗20包括工作室200以及被構造成用于在工作室200內往復運動從而使流體移動的活塞組件202 ο通過活塞組件202沿著圖2的水平方向往復運動，流體可以在入口閥門277與出口閥門279 (它們的功能也可以互換)之間移動?；钊M件202由剛性地安裝在活塞底座228(其也可以表示成活塞腳)上的圓柱形活塞226構成。還預見到線性活塞致動器204，并且在栗20的圖示的工作模式下與活塞組件202裝配在一起，使得活塞致動器204和活塞組件202完全不能執(zhí)行任何運動或者彼此獨立旋轉。換句話講，當剛性地彼此耦接上時，如圖2所示，活塞致動器204和活塞組件202總是執(zhí)行任何平移和/或旋轉運動并且僅共同作為整體。在圖2的實施例中，安裝在活塞致動器204上的一對接合桿275與活塞組件202接合，并且因此確保活塞組件202和活塞致動器204之間的剛性耦接處在栗20的圖示的工作模式下。為了維護的目的，即，在維護模式(未示出)下，然而，能夠從活塞致動器204臨時拆卸活塞組件202，例如，為了維護、維修或替換(例如損壞或磨損的)活塞組件202?；钊M件202與活塞致動器204之間對應的分離可以通過迫使接合桿275旋轉來實現(xiàn)(例如，通過從圖2左手側的栗底座拆卸圖2右手側的栗頭來觸發(fā))，使得接合桿275與活塞組件202脫開。然而，這種維護模式不同于栗20的上述工作模式，其中活塞組件202和活塞致動器204保持剛性耦接。
[0075]驅動裝置216，如電動機，產生用于驅動活塞致動器204并且繼而驅動活塞組件202的旋轉能量以供栗送流體。驅動單元216使用于提供動能的傳動軸218旋轉，動能被轉移到活塞組件202。為了這種能量轉移，栗20包括齒輪機構，該齒輪機構被構造成將傳動軸218的旋轉驅動能量轉換成活塞致動器204沿著圖2的水平軸的線性運動。通過周向包圍傳動軸218的多個齒構成的軸齒輪220，旋轉能量被轉移到螺母齒輪222，該螺母齒輪剛性地耦接至滾珠螺桿組件的螺母224并且圍繞其布置，從而使螺母224旋轉。軸齒輪218的齒和螺母齒輪220的齒以一定程度的間隙彼此嚙合或接合，以允許軸齒輪218和螺母齒輪222執(zhí)行一些獨立的補償運動，例如，在零件和/或界面公差的事件中，以及在安裝或維護栗20的零件時。軸齒輪218和螺母齒輪220的尺寸被設計成提供從驅動裝置216到螺母224的約1:5的齒輪減速，這樣減少對驅動裝置216將要提供的所需扭矩的需求。這允許不僅實施非常簡單的驅動裝置216，而且實施位于驅動裝置216(未示出)的傳動軸218上的非常簡單的增量編碼器。通過一對螺紋(圖2中未示出)，旋轉螺母224與構成活塞致動器204的管狀心軸配合。螺母224和心軸型活塞致動器204由此構成滾珠螺桿組件。
[0076]活塞致動器旋轉抑制件214以這樣一種方式影響活塞致動器204，活塞致動器204可以僅僅以平移方式沿著剛性耦接的活塞致動器組件的共同的剛性軸206移動，而不圍繞共同的剛性軸206旋轉。從而，能夠將縱向驅動能量唯一地傳遞到活塞組件202以沿著活塞致動器組件的共同的剛性軸206往復運動。
[0077]栗20還包括軸承裝置208和210，該軸承裝置用于承載栗20內的活塞組件202和活塞致動器204。軸承裝置208、210以限定方式減小剛性鐘擺如栗20內部的活塞致動器組件的自由可動性。更具體地講，軸承裝置208、210支撐活塞致動器204和活塞組件202，使得活塞致動器組件能夠圍繞位于共同的剛性軸206上的活塞致動器204中的鐘擺點212執(zhí)行集體公差補償鐘擺運動。軸承裝置208、210由此僅經由兩個軸承形成，S卩，致動器軸承208和活塞軸承 210。
[0078]致動器軸承208(這里被構造成溝球軸承，細節(jié)參考比較圖5和圖6)是被指定給活塞致動器204的唯一的軸承并且在鐘擺點212支撐活塞致動器204，同時允許活塞致動器組件圍繞鐘擺點212恰好以三個旋轉自由度旋轉。與兩個旋轉自由度對應的旋轉軸均定向成與共同的剛性軸206垂直，并且由活塞軸承210限制?；钊聞悠餍D抑制件214在這里被構造成限制三個旋轉自由度，從而通過利用來自活塞致動器204的力矩執(zhí)行抑制與活塞致動器204的交互的旋轉，這樣防止圍繞共同的剛性軸206旋轉。
[0079]活塞軸承210僅僅是承載活塞組件202的軸承。有利地，致動器軸承208與活塞軸承210之間的軸距L(例如，在30mm與200mm之間的范圍內，例如，大約100mm)顯著大于致動器軸承208的固有體積和活塞軸承210的固有體積。因此，致動器軸承208和活塞軸承210可以有效地充當點狀的軸承(盡管具體地，活塞軸承210可以具有一些不可忽視的固有的軸向延伸，如圖3中更詳細地圖示)。致動器軸承208被構造成具有優(yōu)選地故意增大的間隙(在溝槽界定壁與沿著溝槽運行的球之間)的溝球軸承，以允許致動器軸承208承受一定范圍內(例如，土 3毫弧度)的平衡或補償運動。
[0080]由于在共同的剛性軸206的方向上沿著活塞致動器組件延伸的簡單且少量的軸承位置，軸承裝置208、210不涉及軸承架構中任何不需要的超定，并且因此按照用于承載并支撐活塞致動器組件的機械配合的精度與寬松的需求兼容。
[0081 ]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個不例性實施例的栗20的不意圖。
[0082]圖3示出了栗20，包括栗頭314(為了溶劑輸送，S卩，栗20的液壓件)，該栗頭包括工作室200和活塞組件202。此外，栗20包括容納活塞致動器204的栗底座316(用于力產生和活塞運動)。驅動單元216也位于栗底座316內。栗頭314和栗底座316被構造成通過致動緊固件(未示出)可彼此緊固或可彼此不緊固。
[0083]圖3中圖示的一些細節(jié)應當描述成如下:圖3中的附圖標記330表示栗20的傳動柜或外殼的單獨的部分或部分，栗20的相應的構件通過該傳動柜或外殼被剛性地支撐。使活塞組件202與活動致動器204剛性地耦接的剛性耦接器用附圖標記332表示。然而，還能夠使活塞組件202與活塞致動器204直接剛性地耦接上。減阻球334可以沿著活塞致動器204與螺母224之間的溝槽運動。
[0084]如圖2所示，圖3中示出的栗20還包括:軸齒輪220，安裝成用于與傳動軸218—起旋轉;和螺母齒輪222，安裝成用于與螺母224—起旋轉。軸齒輪220和螺母齒輪222被設置成使得它們的各個齒彼此嚙合以便通過軸齒輪220、螺母齒輪222和螺母224將驅動能量從傳動軸218傳遞到構成活塞致動器204的心軸。從圖3可以看出，軸齒輪220和螺母齒輪222定位成使得它們的齒在平面333上彼此嚙合，該平面包括鐘擺點212并且與共同的剛性軸206垂直，即，在中性軸上或非常靠近中性軸。在活塞致動器組件傾斜的場景中，齒輪222的齒通過使用軸齒輪220與螺母齒輪222之間的接合間隙沿著中性軸距離跟隨此傾斜運動。因此，有效地抑制了齒輪220、222與不希望的軸向位移之間的側向力的不希望的傳遞。換句話講，通過使用圖示的齒輪機構，力的有效方向被引導靠近滾珠螺桿的轉環(huán)區(qū)域。
[0085]在圖3的實施例中，活塞致動器旋轉抑制件214布置在管狀活塞致動器204的內部通孔中，這導致緊湊的結構。從圖3可以看出，活塞致動器旋轉抑制件214還在平面333上或非常靠近該平面工作(即，與活塞致動器204的內表面接觸，用于力傳輸)并且與共同的剛性軸206(鐘擺點212或球心302)對稱。
[0086]圖3的實施例中的軸承裝置208、210包括具有多個軸承滾珠300的球面軸承(或滾珠螺母軸承)的結構的致動器軸承208(其也可以表示成第一軸承點或軸承部分)，這些軸承滾珠都位于圍繞鐘擺點212的(虛擬)球302的表面上。此對稱結構具有對外部扭曲而言非常高的公差并且因此允許用于系統(tǒng)的正確的平衡或均衡運動。
[0087]圖3的實施例中的軸承裝置208、210包括活塞軸承210(其還可以表示成第二軸承點或軸承部分)。在繼續(xù)更詳細地解釋圖3之前，應當對圖3至圖6的實施例進行一般說明。在圖3至圖6的所有示意性圖示中，活塞軸承210被圖示為具有活塞軸承位置304，該活塞軸承位置在圖中似乎具有一定的內部體積。然而，應當澄清的是，這種內部體積僅示意性地圖示虛擬體積(即，用于容積式定位容差)，軸承裝置208、210在該虛擬體積內能夠補償零件和/或界面公差。在此主動工作模式下，活塞致動器組件被固定地支撐在軸承裝置208、210內。
[0088]活塞軸承210被構造成用于在活塞軸承位置304支撐活塞組件202以在空間上限制在活塞組件202的位置補償鐘擺型活塞致動器組件的鐘擺運動的公差。更具體地講，活塞軸承210包括固定的空心對接結構306，該固定的空心對接結構限定容積式定位容差和活塞軸承位置304并且具有活塞組件202在軸向上延伸所穿過的通孔308。活塞軸承210的兩個軸向間隔開的軸承環(huán)310周向地包圍活塞組件202的外表面，并且由固定地安裝在傳動柜330處的固定的空心對接結構306支撐。此外，活塞密封件312位于軸承環(huán)210之一的前緣面上并且密封活塞組件202。
[0089]從圖3可以看出，鐘擺點212與活塞軸承210的中心之間的軸向距離比活塞軸承位置304的軸向范圍或活塞軸承210的固有延伸的軸向范圍大很多倍。因此，盡管活塞軸承210具有一些內部結構，但是其作為單個軸承高效地工作。
[0090]在圖3的實施例中，所有的驅動力和力矩非?？拷行詤^(qū)域(參見平面333)起作用，導致用于固定的軸承的僅邊緣的額外的負載。兩個容許的旋轉自由度在圖3中標為“I”和“2”，然而由活塞致動器旋轉抑制件214限制或禁用的第三旋轉自由度在圖3中標為“3”。圖3中的附圖標記335表示與往復運動對應的軸向運動。
[0091]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的栗20的示意圖。在下文中，基本上將解釋與圖3的實施例的差異。
[0092]根據(jù)圖4，致動器軸承208被對稱地構造為一對球面軸承，各球面軸承具有相應的一組軸承滾珠300，其中一組的所有軸承滾珠300位于相應的球體400、402的相應的表面上。第一組軸承滾珠300被構造成沿著分配給球體400的第一軌道431運行。第二組軸承滾珠300被構造成沿著分配給球體402的第二軌道433運行。球體400、402均具有作為共同中心但是具有不同半徑的鐘擺點212。球體402具有大于球體400的半徑。三個軸承殼410、412和414被圖示為形成這對球面軸承的一部分。軸承殼410、414布置在螺母224上，然而中心軸承殼412附連至傳動柜330。傳動軸218的旋轉方向用附圖標記447表不。
[0093]圖4的實施例具有緊湊設計的優(yōu)點，因為驅動裝置216可以布置在鐘擺點212的右手側。此外，傳動裝置界面位于軸承裝置208、210的外側，這樣增大了耦接驅動裝置216的柔性。通過定位齒輪220、222以及遠離圖4的左手側的活塞致動器旋轉抑制件214的功能部分進一步有利地增加活塞軸承210與致動器軸承208之間的空間距離。因此，與圖3形成對照，在致動器軸承208與活塞軸承210之間對于共同的剛性軸206的方向布置驅動裝置216。
[0094]圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施例的栗20的示意圖。在下文中，基本上將解釋與圖3的實施例的差異。
[0095]根據(jù)圖5，活塞致動器旋轉抑制件214(作為懸臂型并且在圖5的橫截面中為基本L型)布置成圍繞并且固定地連接至(例如，焊接至)活塞致動器204。更具體地講，活塞致動器旋轉抑制件214具有固定地連接(例如焊接)至活塞致動器204的第一端502并且包括位于空心體506(固定在傳動柜330上并且具有收縮510)內的第二自由端504，以便限定靠近平面333的狹窄的接觸區(qū)域，該平面包括僅限制軸向旋轉自由度的鐘擺點212。第二端504布置成在平面333中與空心體506相互作用，該平面包括鐘擺點212并且與共同的剛性軸206垂直，即，活塞致動器旋轉抑制非常靠近中性點或者甚至在中性點工作。
[0096]通過實施固定地連接至螺母224并且在外表面承載螺母齒輪222的杯狀構件520，可以確保在致動器軸承平面333內發(fā)生齒輪220、222與活塞致動器旋轉抑制之間的力傳輸，該致動器軸承平面被定向成與共同的剛性軸206垂直并且包括鐘擺點212。這種結構以及圖3和圖4所述的原理保持活塞軸承210在原則上沒有除同心負載之外(由于活塞運動和栗壓力)的任何額外的驅動負載。從圖5可以看出，杯狀構件520被圍繞致動器軸承208軸向地引導，以便使螺母齒輪222在平面333內處于在功能上配合的位置。
[0097]根據(jù)圖5，致動器軸承208被構造成緊湊且簡單的溝球軸承，該溝球軸承具有全部位于圓環(huán)空間500中的多個軸承滾珠300，其可以表示成圍繞鐘擺點212的溝槽。圓環(huán)空間500的橫截面積大于軸承滾珠300的橫截面積。因此，環(huán)空間尺寸H也大于軸承滾珠直徑h，使得條件h〈H得以實現(xiàn)。通過將軸承滾珠300寬松地定位在圓環(huán)空間500中，能夠允許軸承滾珠300的公差均衡或補償運動垂直于它們圍繞圓環(huán)空間500的運動。
[0098]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的再一個示例性實施例的栗20的示意圖。在下文中，基本上將解釋與圖5的實施例的差異。
[0099]根據(jù)圖6，軸齒輪220和螺母齒輪222定位成以便在平面333外側(根據(jù)圖6在左手偵m皮此嚙合，該平面包括鐘擺點212并且與共同的剛性軸206垂直。此外，活塞致動器旋轉抑制件214的第二端504布置成在平面333外側(根據(jù)圖6在右手側，S卩，在相反側)與空心體506相互作用。換句話講，一方面齒輪力傳輸和另一方面活塞致動器旋轉抑制在平面333的相反側發(fā)生。然而，根據(jù)圖6還能夠補償零件公差和/或界面公差和/或擾動力和負載，因為一方面軸齒輪218和螺母齒輪220以及另一方面活塞致動器旋轉抑制件214的第二端504定位成彼此相對，使得驅動裝置216的有效作用殘余力矩(其將需要由活塞軸承210補償)基本上為零或者至少很小。這可以通過以下方式實現(xiàn):根據(jù)A與B和C與D的杠桿平衡的幾何條件平衡以及齒輪220、222的接觸區(qū)域和活塞致動器旋轉抑制件214的接觸區(qū)域與空心體506的收縮510之間的角度條件布置上述部件。圖6的剖視圖中不能圖示此角度條件，因為它與共同的剛性軸206垂直或與平面333平行。在這種條件下，“A”表示共同的剛性軸206與齒輪220、222間的齒嚙合位置之間的徑向距離?！癇”表示共同的剛性軸206與第二端504的徑向中心之間的徑向距離?！癈”表示鐘擺點212與齒輪220、222之間的齒嚙合位置之間的軸向距離?！癉”表示鐘擺點212與收縮510處的活塞致動器旋轉抑制位置之間的軸向距離。圖6的優(yōu)點是極為簡單且具有成本效益的設計，然而這種設計確保了栗20的部件的長壽命。
[0100]應該指出的是，術語“包括”不排除其他元件或特征，并且“一個”或“一種”不排除多個。還可以組合結合不同的實施例描述的元件。還應該指出的是，權利要求書中的附圖標記不應當理解成限制權利要求書的范圍。
【主權項】
1.一種用于栗送流體的栗(20)，所述栗(20)包括: 工作室(200); 活塞組件(202)，被構造成用于在所述工作室(200)內往復運動從而使流體移動； 活塞致動器(204)，至少在所述栗(20)的工作模式下與所述活塞組件(202)剛性地裝配在一起，從而將驅動能量傳遞到所述活塞組件(202)，以沿著所述活塞組件(202)和所述活塞致動器(204)提供的活塞致動器組件的共同的剛性軸(206)往復運動；以及 軸承裝置(208，210)，承載所述栗(20)中的所述活塞組件(202)和所述活塞致動器(204)，使得所述活塞致動器組件能夠圍繞所述共同的剛性軸(206)上的所述活塞致動器(204)處的鐘擺點(212)執(zhí)行鐘擺型補償運動。2.根據(jù)權利要求1所述的栗(20)，其中所述軸承裝置(208，210)包括在所述鐘擺點(212)支撐所述活塞致動器(204)的致動器軸承(208)。3.根據(jù)權利要求2所述的栗(20)，其中所述致動器軸承(208)被構造成用于在允許所述活塞致動器組件圍繞所述鐘擺點(212)旋轉，具體地恰好以兩個旋轉自由度旋轉的同時在所述鐘擺點(212)支撐所述活塞致動器(204)。4.根據(jù)權利要求3所述的栗(20)，其中所述致動器軸承(208)是承載所述活塞致動器(204)的唯一的軸承。5.根據(jù)權利要求2至4的任一項所述的栗(20)，其中所述致動器軸承(208)被構造成具有多個軸承滾珠(300)的球面軸承，所述軸承滾珠都位于圍繞所述鐘擺點(212)的球體(302)的表面上。6.根據(jù)權利要求2至4的任一項所述的栗(20)，其中所述致動器軸承(208)被構造成一對球面軸承，所述球面軸承均具有相應的多個軸承滾珠(300)，所述軸承滾珠都位于相應的球體(400，402)的相應的表面上，其中所述球體(400，402)都具有作為共同的中心的鐘擺點(212)但是具有不同的半徑。7.根據(jù)權利要求2至4的任一項所述的栗(20)，其中所述致動器軸承(208)被構造成具有多個軸承滾珠(300)的溝球軸承，所述軸承滾珠都位于圍繞所述鐘擺點(212)的圓環(huán)空間(500)中。8.根據(jù)權利要求7所述的栗(20)，其中所述圓環(huán)空間(500)的橫截面積大于所述滾珠(300)的橫截面積，從而允許所述滾珠(300)的補償運動垂直于它們圍繞所述圓環(huán)空間(500)的運動。9.根據(jù)權利要求1至8的任一項所述的栗(20)，其中所述軸承裝置(208，210)包括活塞軸承(210)，所述活塞軸承以容積式定位容差在活塞軸承位置(304)處、具體地在截頭圓錐內支撐所述活塞組件(202)以在空間上限制所述活塞組件(202)的鐘擺運動。10.根據(jù)權利要求9所述的栗(20)，其中所述活塞軸承(210)是承載所述活塞組件(202)的唯一的軸承。11.根據(jù)權利要求9或10所述的栗(20)，其中所述活塞軸承(210)包括: 固定的空心對接結構(306)，界定所述活塞軸承位置(304)并且具有所述活塞組件(202)延伸所穿過的通孔(308);以及 至少一個軸承環(huán)(310)，包圍所述活塞組件(202)的外表面，并且位于所述固定空心對接結構(306)內。12.根據(jù)權利要求11所述的栗(20)，其中所述至少一個軸承環(huán)被構造成由活塞密封件(312)、一對軸向間隔的軸承環(huán)(310)以及除活塞密封件(312)之外的至少一個軸承環(huán)(310)組成的組中的一者。13.根據(jù)權利要求2和9所述的栗(20)，其中所述鐘擺點(212)與所述活塞軸承(210)的中心之間的軸向距離大于所述活塞軸承位置(304)的軸向范圍，具體地為所述軸向范圍的至少三倍，更具體地為至少五倍。14.根據(jù)權利要求1至13的任一項所述的栗(20)，其中所述軸承裝置(208，210)包括多個軸承(208，210)，其中所述多個軸承(208，210)的僅單個軸承支撐所述活塞組件(202)和所述活塞致動器(204)中的至少一個。15.根據(jù)權利要求1至14的任一項所述的栗(20)，包括活塞致動器旋轉抑制件(214)，所述活塞致動器旋轉抑制件被構造成與所述活塞致動器(204)配合以便抑制所述活塞致動器(204)圍繞所述共同的剛性軸(206)旋轉。16.根據(jù)權利要求15所述的栗(20)，其中所述活塞致動器旋轉抑制件(214)被構造成通過在包括所述鐘擺點(212)并且與所述共同的剛性軸(206)垂直的平面中利用來自所述活塞致動器(204)的力矩來執(zhí)行抑制與所述活塞致動器(204)的交互的旋轉。17.根據(jù)權利要求15或16所述的栗(20)，其中所述活塞致動器旋轉抑制件(214)的至少一部分布置在選自由所述活塞致動器(204)內部的位置和圍繞所述活塞致動器(204)的位置組成的組的位置。18.根據(jù)權利要求15至17的任一項所述的栗(20)，其中所述活塞致動器旋轉抑制件(214)具有固定地連接至所述活塞致動器(204)的第一端(502)并且包括位于空心體(506)內的自由第二端(504)，以便允許所述第二端(504)有限的補償運動。19.根據(jù)權利要求18所述的栗(20)，其中所述第二端(504)被布置成在包括所述鐘擺點(212)并且與所述共同的剛性軸(206)垂直的平面中與所述空心體(506)相互作用。20.根據(jù)權利要求1至19的任一項所述的栗(20)，其中所述活塞致動器(204)是線性致動器，所述線性致動器被構造成在被驅動時沿著所述共同的剛性軸(206)執(zhí)行線性運動。21.根據(jù)權利要求1至20的任一項所述的栗(20)，其中所述栗(20)包括驅動裝置(216)，所述驅動裝置用于產生驅動能量，以便驅動所述活塞致動器(204)并且繼而驅動所述活塞組件(202)。22.根據(jù)權利要求21所述的栗(20)，其中所述驅動裝置(216)被構造成用于在所述驅動裝置(216)的傳動軸(218)產生旋轉驅動能量。23.根據(jù)權利要求22所述的栗(20)，包括齒輪機構，所述齒輪機構被構造成用于將所述旋轉驅動能量轉換成所述活塞致動器(204)的線性運動。24.根據(jù)權利要求23所述的栗(20)，其中與所述活塞致動器(204)配合的所述齒輪機構被構造成滾珠螺桿，所述滾珠螺桿包括作為所述活塞致動器(204)的心軸以及與所述心軸配合并且能夠由所述驅動裝置(216)旋轉的螺母(224)。25.根據(jù)權利要求24的任一項所述的栗(20)，包括活塞致動器旋轉抑制構件(214)，所述活塞致動器旋轉抑制構件被構造成與所述心軸(204)配合以便在所述螺母(224)旋轉時抑制所述心軸的旋轉。26.根據(jù)權利要求24或25所述的栗(20)，包括安裝成用于與所述傳動軸(218)—起旋轉的軸齒輪(220)，并且包括安裝成用于與所述螺母(224)—起旋轉的螺母齒輪(222)，其中所述軸齒輪(220)和所述螺母齒輪(222)布置成彼此嚙合以便通過所述螺母(224)將驅動能量從所述傳動軸(218)轉移到所述心軸。27.根據(jù)權利要求26所述的栗(20)，包括以下特征中的至少一個: 所述軸齒輪(220)和所述螺母齒輪(222)定位成以便在包括所述鐘擺點(212)并且與所述共同的剛性軸(206)垂直的平面上彼此嚙合； 所述軸齒輪(220)和所述螺母齒輪(222)是一對直齒正齒輪； 所述軸齒輪(220)和所述螺母齒輪(222)是一對螺旋齒正齒輪。28.根據(jù)權利要求18和26所述的栗，其中所述軸齒輪(220)和所述螺母齒輪(222)定位成以便在包括所述鐘擺點(212)并且與所述共同的剛性軸(206)垂直的平面外彼此嚙合，所述活塞致動器旋轉抑制件(214)的第二端(504)在所述平面的相反側與所述空心體(506)相互作用，并且其中一方面所述軸齒輪(218)和所述螺母齒輪(220)的接觸區(qū)域以及另一方面所述第二端(504)的接觸區(qū)域位置彼此相對，使得作用在所述活塞致動器(204)上的殘余力矩小于所述驅動裝置(216)產生的力矩的20%，具體地基本上為零。29.根據(jù)權利要求26至28的任一項所述的栗(20)，其中所述軸齒輪(218)和所述螺母齒輪(220)被構造成提供從所述驅動裝置(216)到所述螺母(224)的齒輪減速，具體地在1:2至1:1O范圍內的齒輪減速，更具體地，在1:3至1:7的范圍內的齒輪減速。30.根據(jù)權利要求1至29的任一項所述的栗(20)，其中所述活塞組件(202)包括活塞(226)以及安裝有所述活塞(226)的活塞底座(228)，其中所述活塞(226)形成使所述流體移動的所述活塞組件(202)的自由前部，并且所述活塞底座(228)形成在所述栗(20)的工作模式下與所述活塞致動器(204)剛性地裝配在一起的所述活塞組件(202)的后部。31.根據(jù)權利要求1至30的任一項所述的栗(20)，其中所述栗(20)包括栗頭(314)以及容納所述活塞致動器(204)的栗底座(316)，所述栗頭包括所述工作室(200)和所述活塞組件(202)，其中所述栗頭(314)和所述栗底座(316)被構造成通過致動緊固件可彼此緊固或可彼此不緊固。32.根據(jù)權利要求21和31所述的栗(20)，其中所述驅動裝置(216)位于所述栗底座(316)內。33.根據(jù)權利要求1至32的任一項所述的栗(20)，被構造成由微型栗、納米栗、液相色譜栗和預備栗組成的組中的一者。34.根據(jù)權利要求1至33的任一項所述的栗(20)，被構造成用于以至少500巴，具體地至少1000巴，更具體地或者至少1500巴的壓力栗送所述流體。35.—種用于將流體樣品分成多個組分的流體分離設備(10)，所述設備(10)包括: 根據(jù)權利要求1至34的任一項所述的栗(20)，被構造成沿著流體路徑驅動包括流動相的流體和流動相中的流體樣品的流體;以及 分離裝置(30 )，布置在所述流體路徑內并且被構造成將所述流體樣品分成多個組分。36.根據(jù)權利要求35所述的流體分離設備(10)，還包括以下各項的至少一種: 注射器(40)，被構造成將所述流體樣品注射到所述流動相中； 檢測器(50)，被構造成檢測所述流體樣品的分離的組分； 分離裝置(60)，被構造成收集所述流體樣品的分離的組分； 數(shù)據(jù)處理裝置(70)，被構造成處理從所述流體分離設備(10)接收的數(shù)據(jù)； 除氣設備(27)，用于使所述流動相除氣； 所述流體分離設備(10)被構造成色譜分析設備，具體地，液相色譜設備或氣相色譜設備，更具體地，HPLC。37.一種操作用于栗送流體的栗(20)的方法，所述方法包括: 使活塞致動器(204)與活塞組件(202)剛性地裝配在一起，所述活塞組件至少部分地位于所述栗(20)的工作室(200)內；移動所述活塞致動器(204)從而將驅動能量轉移到所述活塞組件(202)以沿著所述活塞致動器組件的共同的剛性軸(206)往復運動從而使所述工作室(200)內的流體移動；以及通過軸承裝置(208，210)承載所述栗(20)中的活塞組件(202)和活塞致動器(204)，使得所述活塞組件(202)和所述活塞致動器(204)提供的所述活塞致動器組件能夠圍繞所述共同的剛性軸(206)上的活塞致動器(204)處的鐘擺點(212)執(zhí)行鐘擺型補償運動。
【文檔編號】F04B53/14GK106062361SQ201580010871
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】阿恩·庫爾茨, 洛塔爾·米特茲拉夫, 伯恩哈德·德赫姆爾
【申請人】安捷倫科技有限公司