一种液体流动脉动滤除装置的制作方法

本技术涉及液体流动控制设备，具体涉及一种液体流动脉动滤除装置。

背景技术：

1、理化分析仪器是进行科学研究、生产实践的重要工具之一，其中大部分产品在工作时需要靠介质的定量流动来完成，通常靠柱塞泵作为液体流动的动力源。为了节约分析过程中所使用的昂贵试剂，分析仪器的工作流量一般很低，通常在(0.2-1.0)ml/min，属于典型的微流量范畴。此外由于色谱柱广泛应用于不同离子的分离过程，其内部所采用的多孔介质材料一般会使流动阻力显著提高，因此柱塞泵需要具备较大的压头以克服管路内的静压。

2、综上所述，柱塞泵在工作的过程中具有两个典型特征，一是工作的流量小，二是出流具有脉动性。

3、微型柱塞泵在使用时通常以毛细管作为液路，在微流量状态下管路内的流动一般为层流流动。如果将流动视作若干层流体叠加流动的现象，则层流中不同层流体之间保持相互平行的状态，具有较强的规律性，如图1中的(a)所示，而湍流则为不同层流体之间相互掺混的状态，其流场一致性较差，如图1中的(b)所示。二者一般通过流动的雷诺数予以区分：

4、re＝ρvl/μ

5、其中，ρ是流体密度，v是流体流速，l是特征长度(如管道直径)，μ是流体的动力粘度。通常re≤2300时为层流，2300≤re≤4000为过度状态，re≥4000为湍流。

6、由于柱塞泵工作流量低、特征长度(管道内径)小，因此re一般在200以内，属于典型的层流流动。如上文所述，正因为层流具有较强的流动规律性，当其在时变压力的驱使下时，很难依靠自身流动过程中的混匀来实现波动的消除，这就使得流量以较强的脉动形式表现出来。在分析仪器领域，流量脉动主要是对检出结果的基线产生影响，进而影响到对溶液中不同化学组分的判别，归根结底是关乎设备分析的精准度。因此为了改善该问题，需要针对此类高压力、微流量脉动流的滤除提出解决方案。

7、柱塞泵在工作时受旋转凸轮的影响，流量表现为规律性脉动，如图2所示，即随时间t变化的过程中流量qm呈类似正/余弦函数的形式(见图2中实线波形曲线)，当柱塞泵中的凸轮做圆周运动，其泵出的流量呈现忽大忽小的趋势。采用物理性滤波结构，当流体流经滤波结构后脉动程度得以缓解，得到较为平稳的流动(见图2中虚线波形曲线)，以此来减少因流量波动对检出结果产生的影响，分析结果的精度得到提升。

8、为了滤除流量脉动，一般采用吸能法或管容法。吸能法一般在结构中增加可变形组件，例如弹簧、皮膜等，在受到脉动的影响时弹簧或皮膜发生形变，脉动量大时结构形变大，能量由流体传递到可变形材料中，实现能量存储；反之当脉动量小时，弹性结构将之前储存的能量通过变形恢复释放出来，以此对流量的高低峰值进行均化，达到缓冲脉动的目的。管容法主要是通过增大管路中的液体容积，一般在局部布置蓄水池来吸收脉动能，可以达到缓冲、平稳流动的作用。

9、然而，采用吸能法或管容法势必要增大脉动滤除部件的体积，同时影响整个设备的体积，此外吸能法也存在吸能组件的疲劳耐久性问题，长时间使用还存在易损、渗液等情况。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种液体流动脉动滤除装置，利用层流流体在高压驱动力的作用下穿过节流元件后，在节流元件后方形成射流区，利用射流区内不同流层的流体发生掺混，进而对脉动流实现消除作用。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种液体流动脉动滤除装置，包括入流管、缓冲器和出流管；所述入流管和出流管的一端分别从缓冲器的输入端和输出端伸入缓冲器内；所述缓冲器内沿液体流动的方向依次设有射流板、混匀腔和过流管，所述射流板与入流管的一端相通，所述出流管的一端与所述过流管相通；所述混匀腔的两端分别连通于所述射流板和过流管；所述射流板内具有若干射流通道，所述射流通道的内径沿液体流动的方向逐渐减小；各个射流通道的入口均与所述入流管的一端对应。

4、进一步地，所述装置还包括有peek接头一和peek接头二，peek接头一和peek接头二的一端分别插入所述缓冲器的输入端和输出端并分别与射流板和过流管对接；所述入流管和出流管的一端分别从peek接头一和peek接头二伸入所述缓冲器并分别通过紧固件9与peek接头一和peek接头二进行紧固。

5、进一步地，所述射流通道呈圆锥结构，各个射流通道的入口直径不大于0.5mm、出口直径不大于0.2mm，射流通道的内壁光滑，相邻的射流通道之间的最小距离不高于0.05mm。

6、更进一步地，射流通道的长度≥2mm，张角≥8°。

7、更进一步地，各射流通道的入口端的圆心间距不大于0.55mm。

8、进一步地，所述入流管和出流管为管径1.5mm以下的毛细管。

9、进一步地，所述射流板呈圆台型结构，其外径沿液体流动的方向逐渐变小，所述射流板的进液口端设有凸台。

10、本实用新型的有益效果在于：利用本实用新型，可以将带有脉动特性的液体的脉动性显著降低，从而分析仪器的结果受流量波动的影响，且低成本、体积小、寿命高。本实用新型尤其适用于具有微小流量且液体流量带有明显的脉动性的高压供液系统。

技术特征：

1.一种液体流动脉动滤除装置，其特征在于，包括入流管(1)、缓冲器(2)和出流管(3)；所述入流管(1)和出流管(3)的一端分别从缓冲器(2)的输入端和输出端伸入缓冲器(2)内；所述缓冲器(2)内沿液体流动的方向依次设有射流板(4)、混匀腔(5)和过流管(6)，所述射流板(4)与入流管(1)的一端相通，所述出流管(3)的一端与所述过流管(6)相通；所述混匀腔(5)的两端分别连通于所述射流板(4)和过流管(6)；所述射流板(4)内具有若干射流通道(41)，所述射流通道(41)的内径沿液体流动的方向逐渐减小；各个射流通道(41)的入口均与所述入流管(1)的一端对应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括有peek接头一(7)和peek接头二(8)，peek接头一(7)和peek接头二(8)的一端分别插入所述缓冲器(2)的输入端和输出端并分别与射流板(4)和过流管(6)对接；所述入流管(1)和出流管(3)的一端分别从peek接头一(7)和peek接头二(8)伸入所述缓冲器(2)并分别通过紧固件(9)与peek接头一(7)和peek接头二(8)进行紧固。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射流通道(41)呈圆锥结构，各个射流通道(41)的入口直径不大于0.5mm、出口直径不大于0.2mm，射流通道(41)的内壁光滑，相邻的射流通道(41)之间的最小距离不高于0.05mm。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，射流通道(41)的长度≥2mm，张角≥8°。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，各射流通道(41)的入口端的圆心间距不大于0.55mm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入流管(1)和出流管(3)为管径1.5mm以下的毛细管。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射流板(4)呈圆台型结构，其外径沿液体流动的方向逐渐变小，所述射流板(4)的进液口端设有凸台(42)。

技术总结本技术公开了一种液体流动脉动滤除装置，包括入流管、缓冲器和出流管；入流管和出流管的一端分别从缓冲器的输入端和输出端伸入缓冲器内；缓冲器内沿液体流动的方向依次设有射流板、混匀腔和过流管，射流板与入流管的一端相通，出流管的一端与过流管相通；混匀腔的两端分别连通于射流板和过流管；射流板内具有若干射流通道，射流通道的内径沿液体流动的方向逐渐减小；各个射流通道的入口均与入流管的一端对应。利用本技术，可以将带有脉动特性的液体的脉动性显著降低，从而分析仪器的结果受流量波动的影响，且低成本、体积小、寿命高。尤其适用于具有微小流量且液体流量带有明显的脉动性的高压供液系统。技术研发人员：刘伟光,郭沈辉,谢辰,庞峰,赵易彬,唐法伟,任晓庆受保护的技术使用者：青岛市计量技术研究院技术研发日：20230926技术公布日：2024/6/26