[发明专利]一种适用于超高压双自由度串联协同的高精度输送装置

说明书

一种适用于超高压双自由度串联协同的高精度输送装置，属于机械技术领域。本发明用于实现柱塞杆的往复运动，采用驱动部件配合高精度滚珠丝杠的方式实现，滚珠丝杠副采用丝杠旋转，螺母往复运动的方式，通过螺母往复运动带动柱塞杆往复运动。主要包括：驱动部件、传动轴系、恒温壳体和缓冲部件等组成。驱动部件包括电机和编码器，用于提供柱塞运动的动力和实现位置的准确控制；传动部件是将电机的传转运动转化为柱塞的往复运动；恒温壳体实现对装置温度的控制，从而减少热量对精度带来的影响；缓冲组件用于缓解传动部件在往复过程中加速度频繁交变引入的冲击问题。

技术领域

本发明涉及一种适用于超高压双自由度串联协同的高精度输送装置，属于机械技术领域。

背景技术

液相色谱分析技术是一种应用非常广泛的物质定量或者定性的分析技术，超高效高效液相色谱(UHPLC)在经典液相色谱法的基础上迅速发展起来成为液相色谱领域新型法，主要有高精度输送装置、进样器、色谱柱、检测器和记录仪等部件组成，并具有高压、高灵敏度和高效的特点。目前我国以高效液相色谱技术为主，缺乏具有自主知识产权的UHPLC技术，其中主要原因在于UHPLC的核心关键部件——高精度输送装置技术。

传统的HPLC泵大多采用双缸单电机驱动，通过齿轮、蜗轮蜗杆或者凸轮完成双缸的协同控制，从而实现流体的输送。由于传动环节复杂，传动精度不能满足超高效应用中高精度低脉动的需求。鉴于上述缺点，传统的HPLC泵常用于精度等级要求较低的场合，通常传动精度在1％左右，因此对温度控制的要求并不严格，而高精度输送装置精度需优于0.06％(RSD)，且经计算每升高5℃，精度误差就会升高0.01％(RSD)，因此需进行严格的温度控制，同时需进行刚度和精度的匹配设计。传统的HPLC泵多采用平面接触方式，导致柱塞的轴向变形大，从而损失传动精度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于超高压双自由度串联协同的高精度输送装置，解决适用于超高效液相色谱分析中柱塞高精度运动问题。

本发明的技术解决方案是：一种适用于超高压双自由度串联协同的高精度输送装置，包括传动轴系、恒温壳体、轴系缓冲组件、防扭组件、驱动部件；

所述传动轴系包括柱塞、柱塞限位卡圈、滚珠、柱塞压缩弹簧、柱塞限位挡圈、中心主轴、滚珠丝杠、丝杠锁紧螺母、限位卡套、支撑轴承、轴承安装座、轴承内锁紧螺母和轴承外锁紧螺母；滚珠丝杠安装于中心主轴的内腔，丝杠锁紧螺母通过螺纹连接将滚珠丝杠螺母压紧；滚珠丝杠轴端与两个支撑轴承通过圆柱段配合，支撑轴承安装于轴承安装座的内腔内，支撑轴承的内圈与外圈通过轴承内锁紧母和轴承外锁紧母锁紧，支撑轴承预紧力通过支撑轴承的内外圈的轴向长度尺寸配合实现；轴承安装座与中心主轴直径大的一端的外侧之间安装限位卡套，限位卡套通过过盈配合固定安装于轴承安装座上；中心主轴直径小的一端内腔内安装柱塞，柱塞通过圆周均布的滚珠实现轴向限位，保证柱塞的配合球面与中心主轴内腔内锥面贴合，滚珠沿柱塞限位卡圈内的锥面轴向移动实现了柱塞的轴向限位，柱塞压缩弹簧的一个端面与柱塞限位卡圈的内腔端面配合，另一端面与柱塞限位挡圈配合，实现柱塞限位卡圈通过柱塞压缩弹簧压紧在滚珠上，柱塞限位挡圈安装于中心主轴周向外侧的配合安装槽内；

所述恒温壳体包括滑动轴承防尘圈、前限位螺钉、滑动轴承、壳体铜套、后限位螺钉和壳体；壳体铜套安装于壳体上方的配合槽内，滑动轴承通过外圆柱面与壳体内孔过盈配合，安装于壳体内腔内，滑动轴承一端端面与壳体内腔端面贴合；前限位螺钉和后限位螺钉分别安装于壳体上表面对应的配合螺纹孔内，前限位螺钉还与滑动轴承通过孔轴配合安装，配合壳体内腔端面，从而限制壳体铜套的轴向运动；滑动轴承防尘圈安装于滑动轴承内腔配合槽内，用于防止外部多余物进入滑动轴承内部；

传动轴系通过滑动轴承的内腔与中心主轴外径配合安装于恒温壳体内腔内，轴承安装座与壳体螺纹连接固定；

所述轴系缓冲组件安装在传动轴系的柱塞所在的一侧，实现传动轴系平稳运动；