一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪技术领域
本发明公涉及分离分析仪器领域，尤其涉及一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色
谱仪。
背景技术
高速逆流色谱是一种无固态支撑填料的液-液分配色谱，依据待分离组分在上下
相中分配系数的不同实现分离。其原理是利用螺旋管在行星式运动时产生的离心力,使互
不混溶的两相溶剂不断混合,将样品多次分配,根据待分离物质分配系数的不同实现分离。
因无须任何固体载体或支撑体,所以能达到在短时间内实现高效分离和制备,并且可以达
到几千个理论塔板数。在与其他类分离色谱相比,其不仅克服了固定相载体带来的样品吸
附、损失、污染等缺点,同时还具备成本低,溶剂可回收等优点。
常规的高速逆流色谱仪(例如ZL 02261047.2；ZL 00207386.2；ZL
201020245230.1)的轴线安排在水平位置，大直径的圆柱形螺旋管支持件同轴地装上一个
行星齿轮，它与装在仪器中心轴线上的固定齿轮相啮合，这两个齿轮的尺寸和形状完全一
样。靠这样的安排，螺旋管支持件就能实现同步行星式的运动，即在绕仪器中心轴公转的同
时，绕自身轴线作相同方向相同角速度的自转。
该种结构的逆流色谱仪：1.容易造成中心齿轮受力过大，长期运行造成中心齿轮
所在的中轴发生晃动而造成的仪器稳定性差；2.同时由于公转齿轮和中心轴的存在，仪器
的β值(β＝r/R，r为分离柱的自转轴到螺旋管的距离，R为分离柱的自转轴到公转轴的距离)
无法进一步增大，从而导致仪器的使用功能受限；3.在高速逆流色谱仪中，R尺寸大小为一
个重要参数，常规高速逆流色谱仪R尺寸大小通常为固定，无法进行调整，齿环结构的设计
可以调整分离柱和解绕轴中齿轮的大小，从而方便调整R尺寸大小，拓宽的仪器的使用范
围。
发明内容
本发明专利针对常规高速逆流色谱仪中存在的技术难点，研制出一种锥齿轮和齿
环解绕的高速逆流色谱仪，该技术的优势在于：本发明专利针对常规高速逆流色谱仪中存
在的技术难点，研制出一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪，该发明的优势在于：1.之
前专利中多个分离柱与公转齿轮的啮合，变成了齿环与分离柱啮合，从而减小了仪器噪音，
延长了仪器的使用寿命；2.通过分离柱与齿环啮合，分离柱与解绕轴啮合，实现了新型的同
步解绕；3.该种结构消除了中间齿轮，中心轴可变细，可以使高速逆流色谱仪的β值进一步
增大；4.齿环结构的设计，可以通过调整分离柱和解绕轴中齿轮的大小，从而方便调整R尺
寸大小，拓宽的仪器的使用范围。
本发明采用的技术方案如下：
一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪，包括一个上旋转圆盘和下旋转圆盘，
所述的下旋转圆盘的上方设有一个齿环，所述的齿环固定不动；所述的上旋转圆盘和下旋
转圆盘之间通过一个连接杆连接成一体，且通过驱动轴驱动上旋转圆盘和下旋转圆盘一起
旋转，上旋转圆盘和下旋转圆盘之间安装有多组解绕轴和分离柱；解绕轴的上下两端固定
在上旋转圆盘和下旋转圆盘；分离柱安装在分离轴上，所述分离轴的上下两端固定在上旋
转圆盘和下旋转圆盘；且解绕轴上安装有齿轮I，通过齿轮I驱动其旋转；分离轴上安装有齿
轮II通过齿轮II驱动分离轴带动分离柱旋转，所述的齿轮II分别与齿环、齿轮I啮合。
工作过程如下：
齿环固定不动，齿轮II跟着上旋转圆盘和下旋转圆盘转动的同时，其与齿环啮合，
实现分离柱自转，同时，齿轮II与齿轮I啮合驱动齿轮I旋转，齿轮I驱动解绕轴旋转。
进一步的，所述的齿环通过一个安装在下旋转圆盘下方的固定架固定。
进一步的，驱动轴的通过驱动电机驱动，所述的驱动电机输出端通过一个连轴器
连接一个连接轴，所述的连接轴驱动锥齿轮I旋转，所述的锥齿轮I驱动一个锥齿轮II旋转,
所述的锥齿轮II安装在驱动轴的端部，驱动驱动轴旋转，所述的驱动轴穿过下旋转圆盘的
中心位置。
进一步的，在所述的上旋转圆盘上安装有从动轴，且通过轴承支撑。
进一步的，在所述的解绕轴、分离轴的端部均安装有旋转接头；
进液管穿过从动轴进入驱动轴，从位于下旋转圆盘下方的驱动轴段穿出，然后连
接第一组的解绕轴端部的旋转接头，穿过解绕轴连接第一组的分离柱入口的旋转接头，然
后从分离柱出口出来后进入到下一组分离柱和解绕轴，每组分离柱和解绕轴的连接方式与
第一组相同，各个组相互串联；从末端组的分离柱出口出来后再次进入驱动轴，穿过驱动轴
从出口软管引出。
或者进液管穿过从动轴进入驱动轴，从位于下旋转圆盘下方的驱动轴段穿出，然
后连接第一组的分离柱入口端的旋转接头，分离柱出口端连接第一组的解绕轴入口的旋转
接头，然后穿过解绕轴，从解绕轴出来后进入到下一组分离柱和解绕轴，每组分离柱和解绕
轴的连接方式与第一组相同，各个组相互串联；从末端组的分离柱出口出来后再次进入驱
动轴，穿过驱动轴从出口软管引出。
进一步的，所述的进液管穿过驱动轴壁的位置安装有固定接头。
进一步的，每个齿轮的底部通过一个安装板支撑，在所述的安装板上设有一限位
压块，所述限位压块对解绕轴和分离柱进行限位。
本发明的有益效果如下：
本发明专利针对常规高速逆流色谱仪中存在的技术难点，研制出一种锥齿轮和齿
环解绕的高速逆流色谱仪，该技术的优势在于：本发明针对常规高速逆流色谱仪中存在的
技术难点，研制出一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪，该发明的优势在于：
1.之前专利中多个分离柱与公转齿轮的啮合，变成了齿环与分离柱齿轮的啮合，
从而减小了仪器噪音，延长了仪器的使用寿命；
2.通过分离柱齿轮与解绕轴齿轮的啮合，实现了新型的同步解绕；
3.该种结构消除了中间齿轮，中心轴可变细，可以使高速逆流色谱仪的β值进一步
增大；
4.齿环结构的设计，可以通过调整分离柱和解绕轴中齿轮的大小，从而方便调整R
尺寸大小，拓宽的仪器的使用范围。
附图说明
图1是一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪的结构示意图；
图2是一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪的齿盘解绕示意图；
图3是一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪的支撑上板示意图；
图4是一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪的管路连接示意图；
图5是一种锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪的支撑下板示意图；
图中：1-上进口软管旋转接头；2-上进口软管；3-上进口软管旋转接头固定支架；
4-上支撑旋转从动轴；5-轴承固定座；6-轴承；7-上旋转圆盘；8-盘拼接轴承座；9-上旋转轴
连接嘴组；10-解绕轴；11-上旋转轴连接嘴组与下旋转轴连接嘴连接软管；12-连接杆；13-
分离器柱组；14-驱动轴连接嘴；15-齿环；16-下旋转圆盘；17-出口旋转接头；18-旋转接头；
19-齿环固定支架；
20-电机旋转轴轴承座；21-电机旋转轴轴承；22-联轴器；23-电机；24-齿环固定支
架轴承；25-下支撑旋转主动轴轴承；26-下支撑旋转主动轴轴承座；27-锥齿轮II；28-出口
软管；29-下出口旋转接头；30-下出口旋转接头固定支架；
31-轴承座压条；32-解绕轴嘴；33-自解绕软管；34-分离柱嘴；35-1齿轮，35-2齿
轮；36-下底盘自解绕软管，37固定接头，38固定接头,39锥齿轮I。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，锥齿轮和齿环解绕的高速逆流色谱仪，包括一个上旋转圆盘7和下旋
转圆盘16，所述的下旋转圆盘16的上方设有一个齿环15，所述的齿环15固定不动；所述的上
旋转圆盘7和下旋转圆盘16之间通过一个连接杆连12接成一体，且通过驱动轴驱动上旋转
圆盘7和下旋转圆盘16一起旋转，上旋转圆盘7和下旋转圆盘16之间安装有多组解绕轴10和
分离柱；解绕轴的上下两端固定在上旋转圆盘7和下旋转圆盘16；分离柱安装在分离轴上，
所述分离轴的上下两端固定在上旋转圆盘和下旋转圆盘；且解绕轴上安装有齿轮I35-2，通
过齿轮I35-2驱动其旋转；分离轴上安装有齿轮II35-1通过齿轮II35-1驱动分离轴带动分
离柱旋转，所述的齿轮II35-1分别与齿环15、齿轮I35-2啮合。
分离轴、解绕轴与上旋转圆盘7和下旋转圆盘16连接的位置设有轴承，轴承通过轴
承座8固定，轴承座8通过轴承座压条31压紧。
每个分离柱和解绕轴的顶部和底部(例如附图中分离柱嘴34和解绕轴嘴32的位
置)都设有旋转接头，旋转接头之间通过自解绕软管33相连，试验用的液体通过自解绕软管
33和自解绕软管36进入到分离柱或者解绕轴中的软管中。
工作过程如下：
齿环15固定不动，齿轮II跟着上旋转圆盘7和下旋转圆盘16转动的同时，其与齿环
啮合，实现分离柱自转，同时，齿轮II与齿轮I啮合驱动齿轮I旋转，齿轮I驱动解绕轴旋转。
进一步的，所述的齿环通过一个安装在下旋转圆盘16下方的齿环固定支架19固
定，齿环固定支架19通过轴承24支撑。
进一步的，驱动轴的通过驱动电机23驱动，所述的驱动电机23输出端通过一个连
轴器22连接一个连接轴，所述的连接轴驱动锥齿轮I39旋转，所述的锥齿轮I39驱动一个锥
齿轮II27旋转,所述的锥齿轮II27安装在驱动轴的端部，驱动驱动轴旋转，所述的驱动轴穿
过下旋转圆盘的中心位置。
驱动轴通过轴承25支撑，轴承25通过轴承支座。
连接轴通过电机旋转轴轴承21和电机旋转轴轴承座20支撑。
进一步的，在上旋转圆盘上安装有从动轴4，且通过轴承支撑；从动轴4的端部安装
有上进口软管旋转接头1，上进口软管旋转接头1连接有上进口软管，上进口软管固定在上
进口软管旋转接头固定支架3上；上进口软管旋转接头1与输液管相连。
从动轴4通过轴承6和轴承固定座5固定支撑。
进一步的，每个齿轮的底部通过一个安装板支撑，在所述的安装板上设有一限位
压块，所述限位压块对解绕轴和分离柱进行限位。
输液管的连接方式有两种：
第一种方式如下：
进液管穿过从动轴连接上旋转轴连接嘴组9，上旋转轴连接嘴组9通过连接软管11
与驱动轴连接嘴14相连；驱动轴连接嘴14再连接输液管，输液管从驱动轴上的固定接头37
出来；
然后连接第一组的解绕轴端部的旋转接头18，穿过解绕轴连接第一组的分离柱入
口的旋转接头，然后穿过分离柱，从分离柱出来后进入到下一组分离柱和解绕轴，每组分离
柱和解绕轴的连接方式与第一组相同，各个组相互串联；从末端组的分离柱出口的旋转接
头17出来后再次连接固定接头38，进入到驱动轴，穿过驱动轴连接下出口旋转接头29，出口
旋转接头29连接出口软管28，试验液体从出口软管28引出；下出口旋转接头29通过一个下
出口旋转接头固定支架30固定。
上述描述方式是把位于同一组齿轮上的分离柱和解绕轴设定为一组(如图2所
示)，这样的话装置就包括多组，每组的分离柱和解绕轴连接方式是一样的，然后各组之间
呈蛇状方式连接在一起，形成一个整体；
另外，上述的输液管、进液管都是一些为了传送试验液体的软管。
此外，这里所述的第一组没有特定的含义，任一一组都可以作为第一组。
第二种方式如下：
进液管穿过从动轴连接上旋转轴连接嘴组9，上旋转轴连接嘴组9通过连接软管11
与驱动轴连接嘴14相连；驱动轴连接嘴14再连接输液管，输液管从驱动轴上的固定接头37
出来；
然后连接第一组的分离柱端部的旋转接头，穿过分离柱连接第一组的解绕轴入口
的旋转接头，然后穿过解绕轴，从解绕轴出来后进入到下一组分离柱和解绕轴，每组分离柱
和解绕轴的连接方式与第一组相同，各个组相互串联；从末端组的分离柱出口出来后再次
进入驱动轴，穿过驱动轴从出口软管引出。
上述描述方式是把位于同一组齿轮上的分离柱和解绕轴设定为一组，这样的话装
置就包括多组，每组的分离柱和解绕轴连接方式是一样的，然后各组之间呈蛇状方式连接
在一起，形成一个整体。
另外，上述的输液管、进液管都是一些为了传送试验液体的软管。
此外，这里所述的第一组没有特定的含义，任一一组都可以作为第一组。
通过分离柱齿轮与齿环啮合，分离柱齿轮与解绕轴齿轮啮合，实现了新型的同步
解绕；该种结构消除了中间齿轮和中心轴，可以使高速逆流色谱仪的β值进一步增大；2.现
有技术中是多个分离柱与公转齿轮的啮合，变成了齿环与分离柱啮合，从而减小了仪器噪
音，延长了仪器的使用寿命。
解绕轴10为中空的轴，供输液管穿过；分离柱上缠绕有多圈软管用于输液。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范
围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不
需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。