JPH0286968A

JPH0286968A - プランジャポンプ

Info

Publication number: JPH0286968A
Application number: JP63241290A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Fujimoto; 滋明藤本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-03-27
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JP2699451B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はプランジャが往復移動することによって送液す
るプランジャポンプに関し、特にプランジャを１台備え
たシングルプランジャポンプに関するものである。

プランジャポンプは例えば液体クロマトグラフやフロー
インジェクション分析装置などにおいて、高圧、定流量
で、かつ脈流の少ない状態で送液する場合に利用される
。

（従来の技術）プランジャポンプはプランジャの往復移動によって吸入
と吐出を繰り返すが、シングルプランジャポンプでは吸
入の際は送液することができない。

そのため、吐出流路に容量の大きなダンパを吸入を高速
で行ない、吐出を一定速度で行なうことによって脈流を
ホさくしている。

（発明が解決しようとする課題）従来のシングルプランジャポンプでは、容量の大きなダ
ンパが必要であるだけではなく、吸入を短時間で行なう
ため気泡が発生しゃすい。

液体クロマトグラフィーで移動相の組成を時間とともに
変化させるグラジェント溶出法には、吸入の１サイクル
で複数の移動相の電磁弁を切り替えて移動相の組成を設
定された組成にする低圧グラジエント方式があるが、低
圧グラジエン１〜方式では高速吸入を行なうシングルプ
ランジャポンプは使用することができない。

シングルプランジャポンプの上記の欠点を除くには、２
台のポンプヘッドを直列又は並列に接続したダブルプラ
ンジャ方式にすればよいが、プランジャを２個駆動する
構造になるため、高価になることは避けられない。

本発明はシングルプランジャポンプの欠点である吸入を
高速で行なわなければならない点、及び吐出ができない
時間帯がある点を解決することを目的とするものである
。

（課題を解決するための手段）本発明では、プランジャが往復移動するチャンバをシー
ル部材によってプランジャの先端側の主チャンバと基端
側の副チャンバに分離し、主チャンバの流路の人口と出
口にはそれぞれ逆止弁を設け、主チャンバの流路の出口
を副チャンバの流路の入口に接続し、プランジャの径を
先端側で太く、基端側で細くし、径の変化部分が副チャ
ンバ内でのみ往復移動するようにプランジャを駆動し、
主チャンバの流路の入口から吸入し、副チャンバの流路
の出口から吐出する。

（作用）プランジャの先端部が主プランジヤ内で移動することに
より主プランジヤ内の容積が変化することと、主チャン
バの流路の入口と出口の逆止弁の作用によって主チャン
バの送液が行なわれる。副チャンバにおいては、プラン
ジャの往復移動によってプランジャの径の変化部分が往
復移動することにより、副チャンバ内の容積が変化する
。

プランジャが先端方向に移動するときは主チャンバから
送液され、副チャンバにおいてはプランジャの径の変化
部分が先端方向に移動することによって副チャンバの容
積も増大するが、主チャンバの送液量は副チャンバの容
積増大量よりも大きいため、副チャンバ出口から送液さ
れる。

プランジャが基端方向に移動するときは主チャンバが吸
入動作をし、このときは主チャンバの出口側逆止弁によ
って主チャンバと副チャンバの間の液の移動は停止する
。副チャンバにおいてはプランジャの径の変化部分が基
端側に移動することによって容積が減少し、副チャンバ
内の液が副チャンバ出口から送液される。

このように、プランジャの往復移動のいずれの方向に対
しても副チャンバの出口からは送液が行なわれ、吐出が
できない時間帯がなくなる。そして、連続して吐出が行
なわれるため吸入を高速で行なう必要がない。

（実施例）第１図は一実施例を表わす。

２はチャンバであり、チャンバ２内をプランジャ４が往
復移動する。チャンバ２はシール部材６によってプラン
ジャ４の先端側の主チャンバ２ａと基端側の副チャンバ
２ｂに分離されている。

主チャンバ２ａの流路の入口には逆止弁８が設けられ、
流路の出口には逆止弁１０が設けられている。逆止弁１
０につながる流路１２は副チャンバ２ｂの入口に接続さ
れている。主チャンバ２ａの入口がこのポンプの吸入口
であり、副チャンバ２ｂの出口がこのポンプの吐出口で
ある。

プランジャ４は先端部分４ａの径が太く、基端部分４ｂ
の径が先端部分４ａの径よりも細くなっている。プラン
ジャ４の径の変化部分４ｃは副チャンバ２ｂ内に存在し
、プランジャ４の往復移動の範囲はこの変化部分４ｃが
副チャンバ２ｂ内から出ないように駆動が規制されてい
る。プランジャ４は副チャンバ２ｂのシール部材１４に
よってチャンバ２の外部とシールされている。

プランジャ４の基端にはプランジャ保持部１６が設けら
れており、プランジャ保持部１６の基端にはカム２０が
当接し、プランジャ保持部１６はバネ１８によってカム
２０の方向に押しつけられている。１７はスライドベア
リングである。

カム２０の形状は、設定され吸入と吐出を行なうような
形状にプログラムされている。

いま、プランジャの先端部分４ａと基端部分４ｂの断面
積の比が２：１であるとした場合の動作を第２図に説明
する。

主チャンバ２ａの流路の入口と出口には逆止弁８．１ｏ
が設けられているので、プランジャ４が往復移動するこ
とによって主チャンバ２ａからは第２図（Ａ）に示され
る送液が行なわれる。

副チャンバ２ｂにおいては、プランジャの径の変化部分
４ｃの往復移動によって、第２図（Ｂ）に示されるよう
に容積が変化する。副チャンバ２ｂの容積の変化は主チ
ャンバ２ａの容積の変化と逆である。すなわち、主チャ
ンバ２ａから副チャンバ２ｂへ吐出がなされるときは副
チャンバ２ｂでは容積が増大し、主チャンバ２ａが吸入
するときは副チャンバ２ｂは吐出を行なう。そして、副
チャンバ２ｂの吸入、吐出の速度はプランジャ４の先端
部４ａと基端部４ｂの径の比が２二１であるので、主チ
ャンバ２ａの吸入、吐出の速度の１／２になる。

主チャンバ２ａの吐出と副チャンバ２ｂの吸入、吐出す
る量を合成したもの、すなわち副チャンバ２ｂからの送
液は、第２図（Ｃ）に示されるように脈流のない一定速
度での送液になる。

第１図の実施例のように基端部４ｂの断面積が先端部４
ａの断面積の１７２の場合は、主チャンバ２ａにおける
プランジャの吐出時の速度と吸入時の速度が一定になる
ように制御すればよい。しかし、チャンバ４の先端部４
ａと基端部４ｂの断面積の比は２：１に限定されない。

例えば、基端部４ｂの断面積が先端部４ａの断面積の１
／２より小さくなった場合は、主チャンバ２ａ側では吸
入を低速で、吐出を高速で行なうようにすればよい。た
だし、プランジャ４の基端部４ｂの断面積はプランジャ
４の強度に影響するのであまり小さくすることはできな
い。逆に、基端部４ｂの断面積が先端部４ａの断面積の
１７２より大きくなった場合は、主チャンバ２ａ側では
吸入を高速で、吐出を低速で行なうようにすればよい。

第２図に示した送液動作は送液される液体の圧縮性を問
題にしない理想的な送液である。しかし、圧縮性のある
液を高圧で送液すると、主チャンノく２ａが吐出を開始
するときに吐出がすぐに行なわれず、送液の欠落が起こ
る。そこで、第３図に示されるように、この欠落量に対
応した量だけ余分に吐出を行なうように、主チャンバ２
ａからの吐出の初めの時間でプランジャ速度を速くすれ
ばよい。ａ、ｂは速められた部分である。もし、圧縮性
のない液体でこのような部分的に吐出速度を速めた送液
を行なうと、第３図（Ｃ）に示されるように余分な送液
Ｃが行なわれる。しかし、圧縮性のある液体の送液の場
合は第３図（Ｄ）に示されるように液の圧縮性による欠
落が補正される。

第１図の実施例はプランジャ４を駆動するためにカム２
０にｍｍいた機構を示しているが、プランジャを駆動す
るにはカム駆動以外にクランク駆動も一般的に行なわれ
ている。クランク駆動ではクランクシャフトの回転速度
を制御することによりプランジャの速度を制御する。ク
ランク駆動も本発明に含まれるものである。

（発明の効果）本発明のプランジャポンプでは、プランジャが往復移動
するチャンバをシール部材によってプランジャの先端側
の主チャンバと基端側の副チャンバに分離し、主チャン
バの流路の入口と出口にはそれぞれ逆止弁を設け、主チ
ャンバの流路の出口を副チャンバの流路の入口に接続し
、プランジャの径を先端側で太く、基端側で細くし、径
の変化部分が副チャンバ内でのみ往復移動するようにプ
ランジャを駆動し、主チャンバの流路の入口から吸入し
、副チャンバの流路の出口から吐出するようにしたので
、シングルプランジャポンプでありなから送液ができな
い区間をなくし、脈流の小さい送液を行なうことができ
る。

吸入の速度を遅くすることができるため、吸入の一工程
で２以上の液を吸入して混合する定圧グラジェント方式
の液体クロマトグラフにもこのプランジャポンプを使用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す断面図、第２図（Ａ）。（Ｂ）、（Ｃ）は実施例を用いた動作の一例を示す図、
第３図（Ａ）から同図（Ｄ）は他の送液の動作を示す図
である。２・・・・チャンバ、２ａ・・・・・主チャンバ、２ｂ
・・・・・副チャンバ、４・・・・・・プランジャ、４
ａ・・・・・・プランジャ先端部、４ｂ・・・・・プラ
ンジャ基端部、４ｃ・・・・・・プランジャの径の変化
部分、６旧・・シール部材、８，１０・・・・・・逆止
弁、１２・・・・・・接続用流路。２０・・・・・・カム。特許出願人　株式会社島津製作所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プランジャが往復移動するチャンバがシール部材
によってプランジャの先端側の主チャンバと基端側の副
チャンバに分離され、主チャンバの流路の入口と出口に
はそれぞれ逆止弁が設けられ、主チャンバの流路の出口
が副チャンバの流路の入口に接続され、プランジャの径
は先端側で太く、基端側で細くなり、径の変化部分が副
チャンバ内でのみ往復移動するようにプランジャが駆動
され、主チャンバの流路の入口から吸入され、副チャン
バの流路の出口から吐出されるプランジャポンプ。