了解泵流量的重要性

泵是最常见的一种工具使液体转移,交付,通过分离柱,提供剂量或从一个容器转移到另一个地方。几个不同的抽运技术可供选择,根据您的应用程序或问题。如您所料,泵设计通过管道泵原油有非常不同的要求而设计提供源源不断的药物注入病人的静脉。因此,“流”这个词可以解释很不一样,这取决于上下文。

本文旨在揭示在流动的液体泵提供的实验室最常用的色谱等分析的目的,和lab-level流化学应用。

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今天大多数现代分析实验室配备了液相色谱(高效液相色谱法、UHPLC GPC,证交会,离子色谱)系统。这种技术的灵活性使它适用于一个几乎无数的分析问题。独立于特定的设置或应用程序,所有的液相色谱系统共享的必要性将承运人(洗脱液)通过溶剂分离柱一个未定义的段时间相同的流量(定义为洗脱液的体积/分钟)精度高,波动和低,在大多数情况下,克服阻力的所有连接组件包括列,这成为我们通常定义一个系统的反压力。这种压力很容易超过1200条(c。17000 PSI),因此代表了一个巨大的挑战,我们想成为一个“常数”流。
今天,往复式活塞泵(参见图1)已成为黄金标准交付液体在液相色谱系统。这种类型的泵是被证明是可靠和准确的,是敏感问题尤其是溶解气体和气泡。往复式活塞泵时也广泛使用剂量的化学物质在高压系统中是必要的,例如生产纳米颗粒。

图1:一个往复式活塞泵的示意图。
第二种类型的泵,在实验室常用的流化学、蠕动泵(参见图2)。这些泵的原理非常简单,与两个或两个以上的跑步者旋转轮有挠性管固定在车轮的周长。跑步者因此紧缩期间油管旋转创建一个移动关闭反过来迫使液体旋转的方向移动。
蠕动泵被广泛公认为是非常容易使用和维护,并且相对便宜。虽然他们不能实现高压,可以获得更高的流速比往复式活塞泵。

流,流量和神秘

无论技术使用的泵是根据,你会相信,流量是恒定的,这就是麻烦的开始。当流量是恒定的,这简化了一系列进一步考虑,像数量在任何给定的时间内交付,波动的压力和期望的可再生的洗脱时间。因此,一个恒流泵送大大简化了我们的实验室生活。现在,“恒流”的麻烦是它的内在关系的时间。如果我们测量体积由1小时的泵在一段时间内,我们重复这个实验发现相同的体积每一小时后,然后我们可以确实流定义为常数。此外,在一个给定的实验:1小时是一个小的时间总长度的实验本身相比,恒流的定义很可能准确和正确的。然而,这次调查将告诉我们什么流的属性在任何一分钟的小时。更准确地说,我们应该检查是否流量是恒定的,因此我们应该检查液体的数量设定时间内交付。
让我们考虑一个15分钟的高效液相色谱法的应用程序运行在1毫升/分钟,1分钟是定义的时间段。在这个实验中流量应考虑常数只有1分钟内波动为零或非常小。要证明这一点,足够快的速度流的实时测量是必要的,提供相关的测量点数1分钟内允许获得的统计评价数据。数据收集的频率会影响获得的流量、平均流量和极端值。因此必须精心挑选的时间并设置应用程序的流量。

图3:对高效液相色谱流动数据获得在不同频率的影响。
然而,如果我们考虑蠕动泵的流量情况是不同的。在大多数情况下,绝对流速是次要的。从不同的蠕动泵流速的关系同时使用相同的系统是更重要的。流的波动由蠕动泵是通过技术的本质机制非常高。因此必须选择一个具有代表性的平均投入与平均交付的其他泵系统中存在。
类似地,上述高效液相色谱应用实例,计算流平均一个蠕动泵的频率会影响流量测量的数据收集。这使得流的实时监测值更重要,因为它可能会直接影响泵流量调整优化过程所需的蠕动泵维修。

气体或气泡——一个共同的敌人

只是为了让事情更真实,我们也应该评价空气或气泡的影响结合泵的液体。气体,液体能吸收的数量取决于因素,包括压力和温度梯度,液体和气体的性质和类型。不幸的是,气泡在液体中产生时,可用气体比液体能吸收。然而我们必须区分的影响由溶解气体和泡沫泵技术上面所描述的那样,效果是不同的。
溶解气体影响往复式活塞泵,因为它影响(增加)洗脱液导致更高的压缩流的波动(脉动)。这导致洗脱乘以再现性恶化,增加了连接检测器基线不稳定。
证明描述问题的补救措施是液体流脱气器放置在泵的吸入管路。脱气装置将有效地减少洗脱液中溶解气体从而防止大部分的溶解气体而引起的问题。
空气或气体泡沫,然而,对于往复式活塞泵是一个更大的问题,因为他们可能会引起系统突然停止操作。例如,如果泡沫是足够大,它可能导致泵完全停止提供溶剂。
蠕动泵不太敏感的溶解气体相比往复式活塞泵,因此提取溶解气体通常是没有必要的,不过我建议。虽然泡沫很少导致液体停止交付由蠕动泵,它们是一种常见的大波动和明显的流量峰值。蠕动泵可以因此被认为是更敏感的泡沫,因为它会产生错误的结果没有任何迹象的问题与泵送系统。
唯一的补救方法空气或气体泡沫,不管怎样使用泵,是恒定的实时监控的油管连接泵的状态溶剂水库,和战略处理报警条件检测到这样一个监视器。

结论

尽管流量和流速通常理解定义卷流在一个时间,需要更具体的解释有关泵技术和应用程序进行。此外,流动准确度和精密度不容易定义在现实世界的应用程序中,这些参数的确定是容易受测量本身的参数。
使用合适的非侵入性实时监测流流量计,然而,提供了一个强大的工具和一个安全的港口为所有这些应用程序流,流量,是一个关键参数实现设定的目标。结合这样的流量计、真空脱气装置和强大的泡沫探测器,是创建一个可靠的射流的前进道路,减少操作时间,提高可靠性和生产力的液相色谱或流化学系统。

作者详细信息

作者:卡洛黛是甲壳的董事总经理eK分析解决方案,一个受人尊敬的国际OEM开发人员和供应商的工具,创新为液体流动探测器和软件应用程序。