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【急诊部 • 第一季】核心部件不在大小,液相色谱单向阀

液相色谱(LC)

  • 核心部件不在大小,液相色谱单向阀


    单向阀大家都知道,液相色谱中就有用到。其实这个东西用处很广,在气流和固体流向方面也会大量用到。单向阀有高压的有低压的有主动的有被动的,有单组的、有多组的等等,有人把某些流路开关、阀门等也叫做单向阀。

    单向阀顾名思义就是朝一个方向是开通的,也就是流动相(包括液体、气体、固体等)朝一个方向流是通着的(单向阀处于开启或打开状态)朝另一个方向则是不通的(单向阀处于关闭状态)。开启和关闭都是靠外力的,有人把该种单向阀命名为被动单向阀;开启或关闭至少有一个过程是靠外力作用完成的,有人把该种单向阀命名为主动单向阀。单向阀大多需要配对使用,也就是一个流体结构至少有两个单向阀组成或者是一个单向阀一个动力源(包括流路开关、阀门等)组成,一般至少有一个单向阀是主动单向阀

    在这大家最关心的应该是高效液相色谱泵用到的高压单向阀吧。下面我们就重点介绍下高效液相色谱泵用到的几种(主要的)高压单向阀。

    单向阀结构及工作原理

    现在市面上高效液相色谱单向阀主要有两部分组成,一部分是阀球一部分是阀座,并且绝大多数阀球和阀座采用陶瓷或宝石(以红宝石和蓝宝石为主)研磨而成(国外也有很多是通过先进的模具或设备加工出来的),密封面为圆弧状。阀球和阀座大多配套使用这样密封性更好。阀球、阀座的大小主要取决于由系统流速单向阀开启关闭频率等因素,阀球直径以3.18um2.12um居多

    现在的液相色谱大多都是双柱塞并联泵或双柱塞串联泵,双柱塞并联泵上液部分液路是独立的两路,每一路各有两个单向阀一个叫进液单向阀一个叫出液单向阀,也有人叫进口单向阀和出口单向阀;双柱塞串联泵只有两个单向阀,构成一路液路上液,单向阀一进一出。单向阀一个开启时另一个关闭,两个动作同时进行实现液流单向流动。进液单向阀大多都是柱塞向后运动,形成真空腔,产生负压打开上液,出液单向阀一般都是靠柱塞向前推动产生的高压打开上液;关闭是靠自身重力落位关闭,再加上高压液体反压,形成更好的密封,避免液体回流实现单向流动

    也有高压或超高压单向阀采用弹簧结构,这样既能缩短单向阀响应时间又能增加密封性。这样的单向阀一般充当出液单向阀,进液单向阀大多靠负压打开,弹簧弹力较大,打开困难,但进液单向阀前如果有一动力装置,它借助这个动力打开,这时进液单向阀也可以采用该种结构

    陶瓷或宝石的阀球、阀座用在高效液相色谱单向阀其独特的优越性,主要原因是陶瓷或宝石材质不易被腐蚀,即使是遇到酸碱性试剂;性密封,在高压或超高压下不易变形,密封性好;反应灵敏,开启、关闭稳定性好,满足液相泵高压恒流需求



    单向阀故障及维修

    单向阀故障引起的现象大多都是进液单向阀没打开,导致系统不上液;上液只有一半且比较稳定;上液忽大忽小没有明显规律;上液偏低但接近设定值且有不规律变化等。主要故障是单向阀污染、阀球阀座粘合、堵塞、有气泡、单向阀密封性不好(阀球或阀座受到磨损等性能下降),形成不上液或液体回流等。下面就具体说说故障现象、故障原因及解决办法。

    1.现象:泵不上液或上液很少(主要针对串联泵,并联泵把两路分开独立分析,和串联泵类似)。

    故障:进液、出液单向阀中一个或两个阀球阀座粘合;进液单向阀污染、有气泡阀球阀座受损等造成密封不好,回流。

    处理办法:超声波超声清洗;如果仍然粘合的可通过用气吹;把不粘合的单向阀放到进液口,粘合的放到出液口,用泵自动冲通;如果仍污染或有气泡,用注射器吸上异丙醇顺着单向阀流向冲洗;故障仍没处理的,可拆开单向阀清洗每一个部件,这个办法需要专业的技术,非专业人员尽量少用;采取以上办法都不起效,那就只能更换单向阀了。

    2.现象:上液只有一半且比较稳定。

    故障:出液单向阀污染、有气泡或阀球阀座受损等造成密封不好,回流。

    处理办法:超声波超声清洗;如果仍污染或有气泡,用注射器吸上异丙醇顺着单向阀流向冲洗;故障仍没处理的,可拆开单向阀清洗每一个部件,这个办法需要专业的技术,非专业人员尽量少用;采取以上办法都不起效,那就只能更换单向阀。

    3.现象:上液忽大忽小没有明显规律;上液偏低但接近设定值且有不规律变化。

    故障:进液、出液单向阀中的一个或两个污染或有气泡等。

    处理办法:超声波超声清洗;如果仍污染或有气泡,用注射器吸上异丙醇顺着单向阀流向冲洗;故障仍没处理的,可拆开单向阀清洗每一个部件,这个办法需要专业的技术,非专业人员尽量少用;采取以上办法都不起效,那就只能更换单向阀了。

    当然像阀球、阀座等部件受损了,我们是没办法维修的,只能更换单向阀。

    低压单向阀也有很多,主要的有靠弹性介质,如弹簧加密封件组合而成的;有胶体等容易发生形变并且能恢复原形的加工件的;有靠重力等外力吸引、拉动、推动密封件等过程的等等。种类很多,用处也很多。在生物体,如血液从心脏流出、流入过程;在自然界,如河水流动;给轮胎打气等很多地方都有用到这些结构或原理



    单向阀有大有小,结构多样,形状各异,功能相同,在很多地方都起着非常重要的作用,单向是它的一个核心特性。

    单向阀虽小但它却是液相泵的一大核心部件,输送高压、稳定的液流离不开它,希望大家能对的功能、特性有所了解,正确使用(流动相要过滤、脱气),认真维护(流动相如果含有酸碱盐或是纯水,仪器用完后要及时冲洗,最后换成纯甲醇;如果仪器长期不用,要保证单向阀中充满甲醇或氮气,防止单向阀被污染、进气泡、阀球阀座粘合等)。
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  • 老多_小多

    第2楼2014/11/17

    陶瓷的和宝石的阀球,哪个好用?哪个耐用?

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  • 夏天的雪

    第3楼2014/11/17

    应助达人

    单向阀的故障问题很常见。很详细的介绍,实用

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  • singlewhy

    第4楼2014/11/17

    感觉宝石的好些,耐用

    老多_小多(emoc98311) 发表:陶瓷的和宝石的阀球,哪个好用?哪个耐用?

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  • 雨木霖

    第5楼2014/11/18

    至少宝石听起来就比陶瓷高档

    老多_小多(emoc98311) 发表:陶瓷的和宝石的阀球,哪个好用?哪个耐用?

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  • 牛一牛

    第6楼2014/11/18

    应助达人

    单向阀阀芯有一定的寿命,再怎么爱惜终也不行,耗材嘛,就是那样的。

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  • lsyecspc

    第7楼2014/11/18

    应助达人

    这下清楚了,对液相来说不容小视。

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  • liushao911

    第8楼2014/11/19

    LZ专业 讲解到位

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  • hyf020115212

    第9楼2014/11/19

    感谢楼主的专业介绍,很实用

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  • wss5456

    第10楼2014/11/20

    很实用的文章哈

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