[发明专利]具有自保护功能的输液泵及其自检复位方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种液相色谱仪的输液泵，尤其涉及一种具有自保护功能的输液泵及其自检复位方法。

背景技术

输液泵是液相色谱仪的关键部件，它的主要作用是通过克服色谱柱的阻力，输出高压、稳定、连续的流动相，将样品送入到色谱柱进行分离，并继续推动分离后的样品进入检测器进行样品的定性和定量分析。液相色谱仪中的输液泵一般为往复式柱塞泵，所述的往复式柱塞泵由柱塞、密封圈、泵头组件、驱动机构、单向阀组成。密封圈的外圈与泵头组件的腔体配合，柱塞的一头穿过位于泵头腔体的密封圈内圈，另一端与驱动机构相连，单向阀与泵头的腔体相通，在驱动机构的作用下，柱塞在泵头的腔体内做往复直线运动，并在密封圈的密封作用和单向阀的止逆作用下实现吸液和排液。所述往复式柱塞泵一般由主泵和副泵构成，通过主副泵中的共同配合的柱塞运动，输出高压、连续、稳定的流动相。

超高效液相色谱仪器(UHPLC)由于具有快速的分离速度和良好的分离效果等特点，正在世界范围内取得更广泛的应用。在液相色谱分析领域，UHPLC的市场增长率远远超过常规液相色谱(HPLC)，UHPLC替代HPLC正成为液相分析的发展趋势。为了达到快速分离的效果，超高效液相色谱仪器的系统液路压力必须比普通HPLC高出数倍。如此高的压力普通的高压输液泵已经无法满足。目前国际主流厂商如Waters、Agilent、Shimadz等推出的超高效液相色谱仪器均配备了能达到此压力的超高压输液泵。为了能适应超高压力和其带来的大的溶剂压缩补偿，很多厂家都使用的是双电机驱动的直线往复型柱塞泵，该种泵由主副泵构成，分别由两个步进电机或者伺服电机驱动丝杆螺母机构，从而带动柱塞做特定直线往复运动，并在单向阀的配合下实现输出平稳的超高压力。由于超高压输液泵面临巨大的载荷，并且在液相系统中常常要求输液泵24小时运转，因此直线往复型柱塞泵往往要求具备很高的可靠性和精密度。

美国专利号：US20120097026A1，专利名称：PISTON PUMP WITH LEAK DIAGNOSTIC PORT，授权公告日期2012年04月26日。这是Waters的往复柱塞输液泵，其采用的是步进电机驱动丝杆螺母机构带动柱塞杆做往复运动，其中步进电机上带有进行丢步反馈的编码器，泵体机构仅仅依靠该编码器进行丢步反馈，仅仅利用活塞杆的机械限位来进行位置保护。

此类往复式柱塞泵的编码器反馈能检测到泵电机在运行过程中是否有丢步，但是在柱塞杆往复运动的冲程起始点和终止点处没有相关的信号反馈，因此，该种往复运动机构在复位时难免会有机械碰撞，且依靠机械限位来进行复位所达到的位置精度较低，而往复使柱塞泵要输出精确的位移曲线，必须有很高的位移重复性，因此需要很高的位置精度。

此外，如果运动过程中发生错误，或者往复运行的活塞杆发生蠕动，那么高速运行的活塞杆或者柱塞杆极有可能与泵体发生撞击，从而损坏泵体的零件和精度。目前为止，还没有出现带有完善的自我保护装置的双电机驱动往复柱塞输液泵。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种具有自保护功能的输液泵及其自检复位方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自保护功能的输液泵，防止活塞杆复位时的机械碰撞以及活塞杆移动误差积累后导致的异常机械碰撞。

本发明的另一目的在于提供一种输液泵的自检复位方法，能够精确确定活塞杆往复运动的起点，且提高活塞杆复位的位置精度。

本发明的目的是这样实现的，一种具有自保护功能的输液泵，所述具有自保护功能的输液泵包括泵体组件，所述泵体组件包括：

泵体；

活塞杆，所述活塞杆设在所述泵体内，所述活塞杆通过传动机构与驱动电机连接，所述驱动电机能驱动所述活塞杆在所述泵体内直线往复运动；

两组光电开关，所述两组光电开关安装在所述泵体上且间隔一定距离，所述两组光电开关所在的直线与所述活塞杆往复运动的直线方向平行；

光电开关挡片，所述光电开关挡片固定在所述活塞杆上；所述光电开关挡片能在所述两组光电开关之间移动，所述光电开关挡片移动到所述光电开关的位置时能将所述光电开关遮挡，使所述光电开关输出的状态信号发生改变；

控制装置，所述控制装置与所述光电开关、所述驱动电机的驱动器连接，所述控制装置根据所述光电开关输出的状态信号控制所述驱动电机的停止。