三维全自动馏分收集器的研制

　　1引言

　　馏分收集器(fraction collector)是半制备/制备型液相色谱仪的辅助装置，主要用于收集色谱分离后的组夯〔’一”。收集器可按色谱峰流出的信号，以手工或自动控制方式进行收集。馏分收集器在运动方式上一般分为两类，一类是收集管以一般的矩阵排列，馏分出液口顺着长或者宽的方向做Z型运动，选择性地进人到各个收集管，实现不同馏分的收集[’];另一类是收集管安装在环形转盘上，以各种方式转动环形盘，馏分出液口沿着径向方向运动，实现馏分的收集[4]。

　　然而，在目前采用的馏分收集器中，都没有设置洁净溶剂自动回收功能。在制备色谱中使用的大量不含任何物质的洁净溶剂会排向废液，造成洗脱液的大量浪费，增加了制备纯化工艺的成本。同时，大部分收集器都是采用的二维运动，收集针只是停留在收集试管的上方，没有进人相应的收集试管。在机械层面上不可以实现馏分收集器向自动进样器的改造升级，增大了实验室的运行成本。

　　本馏分收集器借鉴自动进样器的设计，采用三维运动方式，通过软件控制来实现馏分和洁净溶剂的收集，为制备色谱提供了很好的配套设备。

　　2设计思路

　　为实现以后馏分收集器和自动进样器的技术组合，馏分收集器必须设计为三维运动方式，且定位精确，能通过时间模式准确控制收集体积。收集器应能实现洁净溶剂的回收，并能通过上层软件编辑各种参数并控制收集器的运行。同时，为达到定位精度，必须考虑国内加工制造的水平。基于以上考虑，馏分收集器的设计思想为:1、满足功能需求，仪器稳定可靠，具备可拓展性;2、结构简洁紧凑，工艺简单，加工、安装、维修方便;3、重视工业设计，外观造型美观。

　　3设计方案

　　本馏分收集器由运动系统、液路系统、电路系统、控制软件四部分组成。

　　3.1运动系统

　　运动系统是仪器实现传动移动的关键部件。主要包括XYZ三方向的移动臂及相应驱动部件。三个方向的移动臂结构基本相同，都是采用步进电机同步带驱动双直线轴承导轨的运动方式，在双直线轴承导轨中间镶嵌滑块，滑块在双直线轴承导轨上平稳滑动。双直线轴承导轨的内部结构如图1所示:

　　为了保证导轨具有较高的导向准确度，每向导轨采用双导轨导向。在步进电机带动下，同步带驱动直线轴承在双导轨上滑动。滑块的移动平面与导轨的导向平面平行，从而消除滑块移动时产生偏移的趋势，使滑块移动平稳而灵活。该种结构大大减少了滑块滑动的摩擦力，具有传动准确度高、运动灵活性好、结构简单紧凑等优点。