В области современной аналитической химии, биотехнологии, фармацевтических исследований и разработок, мониторинга окружающей среды и управления промышленными процессами растет спрос на точную, стабильную и автоматизированную обработку жидких проб. В качестве ключевого компонента для достижения этой цели,Жидкостной насосВажную роль играет LiquidSamplingPump. Это не только « мост», соединяющий образцы с аналитическими приборами, но и основная гарантия для обеспечения точности и повторения экспериментальных данных. От высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) до автоматических биохимических анализаторов, от микросхем управления потоком до промышленных онлайн - систем мониторинга, с их возможностями управления жидкостью, поддерживающих точную работу современных технологий.

I. Основные функции

Это точный насос для точного извлечения, транспортировки и измерения микро - или малых объемов жидкости. Его основная функция заключается в том, чтобы количественно и без загрязнения вводить образцы или реагенты, подлежащие тестированию, из резервуара для хранения жидкости в аналитическую систему (например, хроматографическую колонну, контрольный бассейн, реакционную полость и т.д.). В отличие от обычных конвейерных насосов, основными требованиями к входным насосам являются точность, повторяемость, низкая пульсация, коррозионная стойкость и биологическая совместимость.

Основные типы и принципы их работы

В соответствии с режимом привода и конструкционными характеристиками насосы для подачи жидких проб в основном подразделяются на следующие категории:

注射泵 (шприц насос)

Принцип: прямолинейное движение поршня, приводимого в движение высокоточным шаговым двигателем или сервомотором, в плотно закрытом шприце для достижения всасывания и выталкивания жидкости.

Характеристики: высокая точность (до уровня наноподъема), стабильная скорость потока, пульсация минимальна, легко достичь точного градиентного стирания (в HPLC). Но диапазон расхода ограничен и требует регулярного пополнения жидкости и не подходит для длительной непрерывной работы.

Применение: лабораторные исследования, микроинъекции, HPLC、 Эксперимент по микроконтролю потока.

Ползучий насос (PeristalticPump)

Принцип: периодическое сжатие и высвобождение эластичного шланга с помощью набора роликов или блоков, всасывание жидкости при отрицательном давлении, создаваемом экструзией, и использование эластичного восстановления стенки трубы для продвижения жидкости вперед.

Характеристика: Жидкость контактирует только с внутренней стенкой шланга, без перекрестного загрязнения, легко заменяет трубопровод, простой в обслуживании, может транспортировать частицы или вязкую жидкость. Но пульсация большая, точность и долгосрочная стабильность относительно низки, шланг легко устает.

Применение: культура клеток, биореакторы, очистка воды, пищевые напитки, случаи, когда требуется стерильность или защита от загрязнения.

Диафрагмовый насос (Diaphragmpump)

Принцип: с помощью электромагнитного, электрического или пневматического привода, так что гибкая диафрагма возвратно - поступательного движения, изменить объем полости насоса, с односторонним клапаном для достижения всасывания и выхода жидкости.

Характеристики: компактная структура, сильная способность к самовсасыванию, может работать сухим способом, хорошая коррозионная стойкость (диафрагма может выбирать разные материалы). Миниатюрные мембранные насосы с электромагнитным приводом часто используются в портативных устройствах и онлайновых анализаторах.

Применение: отбор проб газа (переносной раствор), портативный детектор, малогабаритное оборудование для очистки воды, анализ выхлопных газов автомобиля.

Плунжерный насос (PistonPump)

Принцип: Аналогично инъекционному насосу, но обычно в цилиндре насоса работает поршень с возвратно - поступательным движением, который управляет потоком через односторонний клапан для достижения непрерывной или импульсной подачи.

Характеристики: Может генерировать высокое давление, широкий диапазон потока, часто используется в случаях, когда требуется высоковольтная доставка (например, UHPLC). Благодаря многоплунжерной конструкции (например, двухплунжерной, трехплунжерной) пульсация может быть значительно уменьшена.

Применение: Высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC / UHPLC), сверхкритическая жидкостная хроматография (SFC), реактивные системы высокого давления.

Зубчатый насос (GearPump) и винтовой насос (ScrewPump)

Принцип: Используя вращение шестерни или винта взаимного зацепления, жидкость закрывается от всасывающего конца и толкается к выпускному концу.

Характеристика: Поток стабилен, пульсация мала, подходит для транспортировки вязкой жидкости. Однако требования к чистоте жидкости высоки, легко изнашиваются, и сила сдвига может влиять на биологические макромолекулы.

Применение: управление промышленными процессами, транспортировка смазочных материалов, обработка жидкостей высокой вязкости.

III. ТЕНДЕНЦИИ И ЗАДАЧИ В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ

С развитием технологий,Жидкостной насосВ настоящее время осуществляется следующая деятельность:

Миниатюризация и интеграция: удовлетворение потребностей микро - управления потоком, чип - лаборатории (Lab - on - a - Chip), разработка нано - и даже микро - насосов для модернизации кожи.

Интеллектуальность и сетевое: интегрированные датчики (давление, расход, обнаружение пузырьков), для достижения самодиагностики, самокалибровки и дистанционного мониторинга, интегрированные в систему Интернета вещей (IoT).

Низкая пульсация и высокая точность: дальнейшее снижение пульсации и повышение стабильности системы сверхвысокого давления путем оптимизации алгоритма привода (например, синусоидального привода) и конструкции головки с несколькими насосами.

Новые материалы и новые процессы: разработка более коррозионно - стойких, низкоадсорбционных, долговечных насосных корпусов и уплотнительных материалов для уменьшения повреждения биологических образцов.

Зеленый и устойчивый: снижение энергопотребления, сокращение потребления растворителей (например, насосы нативной хроматографии), использование экологически чистых материалов.

Преимущества и недостатки характеристик жидкого насоса напрямую определяют надежность и качество данных всей системы. С углублением научных исследований и модернизацией промышленных потребностей требования к входным насосам будут постоянно расти. В будущем более интеллектуальные, более сложные и надежные насосы подачи проб будут продолжать продвигать границы науки и техники, обеспечивая прочную техническую поддержку для здоровья жизни, защиты окружающей среды, инноваций материалов и интеллектуального производства. Выбор и применение подходящего проточного насоса является ключевым шагом в создании эффективной, точной и надежной экспериментальной или производственной системы.