中间白色的是阀座:
拆完了:
四元比例阀的问题主要就是漏液,在仪器运行时,如果发现样品保留时间不稳定,在泵上找不到问题,压力曲线又比较正常时,很有可能就是四元比例阀漏夜了。判断比例阀漏液的方法是:将四个通道里充满流动相,单独开一个通道排空,其它三个通道的吸滤头提出液面,看这三个通道的吸滤头里是否有细小的气泡,或者将管路里吸入一小段气泡,观察未排空的通道管路里的气泡是否在移动,做完一个通道的测试再换一个通道。如果发现未排空通道的吸滤头里有气泡或者管路里的气泡在移动,则说明四元比例阀的这个通道漏液了。
四元比例阀价格比较高,大家拆开的也最少,但是其漏液原因也不外乎宝石球与阀座之间的配合出现问题,这个还是要从结构上去探究原因。四元比例阀的阀座与单向阀的阀座有较大差别,单向阀里的阀座是一个很小的圆柱体,圆柱体中央有小孔作为流动相的通路,四元比例阀压在宝石球上的带凹槽的圆柱体不是阀座,只是一个宝石球座,真正的四个阀座分别嵌在拆掉四个电磁体以后剩下的立方体侧面四个面上。阀座中间有小孔,小孔里有细小的弹簧,这里的弹簧又和入口主动阀阀芯里的弹簧有所不同,阀芯上的弹簧在阀座上边的套管里,将宝石球推向阀座,关闭通路,比例阀阀座上的弹簧在小孔里,将宝石球推离阀座,打开通路,阀芯上的弹簧直径比四元比例阀阀座里的弹簧直径要大,两者不能混用。
正常的比例阀在某个通路的电磁体通电时,对应的通路上的宝石球被下边的弹簧推离阀座,此通道打开,断电时,宝石球落在阀座上,将此通道关闭,宝石球受电磁体磁芯和阀座内的弹簧的共同作用,在二者之间来回移动。电磁体和磁芯都不会出什么问题,但是阀座里的弹
簧侧面与阀座小孔的内壁之间的空隙非常小,如果宝石球压在弹簧上以后,向下运动时不是正好垂直向下,而是有一点侧偏,弹簧就会贴紧阀座的一侧在小孔里运动,受到摩擦,导致弹簧侧面严重磨损。如果是完整的弹簧,其金属丝横截面应该是圆形,与阀座的接触面很小,弹簧在压缩时,圆柱形的金属丝侧面与阀座内小孔出口发生摩擦以后依然能滑入小孔内,但是磨损严重的金属丝侧面与阀座出口的接触面积变大,宝石球不正,下压时弹簧变形,很容易有一两圈弹簧金属丝卡在宝石球下阀座入口上,导致此通道不能关闭,在其它通道打开时此通道仍有少量液体流过,而且长期浸泡在使用酸碱或缓冲盐做流动相的通道里的弹簧锈蚀和磨损的情况更严重。
说白了,我觉得四元比例阀漏液的问题还是属于设计上的缺陷,阀座内的小孔太小,里边的弹簧只能更小,弹簧在小孔内运动时就难免走偏,同时弹簧的材质遇到酸碱盐会受到腐蚀。对于出现漏夜问题的四元比例阀,只需要更换弹簧就能解决问题,但是Agilent不提供四元比例阀的弹簧配件,自己又比较难配,我们的方法就是把有问题的弹簧倒过来用。仪器使用完以后要及时将通道里的酸碱或盐清洗干净,长期不用的通道不要用水浸泡,最好保存在有机溶剂里,尽量减少弹簧受到的腐蚀,还可以将几个通道轮换使用。
3. 二元泵的问题
二元高压梯度系统比四元低压梯度系统多了一个泵,流动相在泵后经过一个三通混合,为了减小流动相扩散的影响,三通连接两个泵的管路非常细,但是细管路容易被堵塞,所以在出口单向阀的密封金垫上增加了一个很小的金属滤网,网眼非常细,甚至可以拦截磨损的柱塞杆密封垫圈碎屑,如果仪器连续工作两三周,金属滤网上就会积累一层黑色的密封垫圈碎屑。时间再长一点,碎屑有可能会堵塞网眼,泵吸液时,流动相可以正常进入泵腔,泵排液时,出口受阻,泵腔内实际压力比后边的阻尼器上感应到的压力要大,堵塞严重时会导致入口单向阀阀芯里的阀座被压裂。另外密封垫圈磨损的碎屑被金属滤网截留,留在泵腔内的碎屑成为机械杂质,容易粘附在阀芯里的宝石球或阀座上,造成漏液。
快速液相的单向阀和阀芯使用了带有金属箍的阀座,并且出口单向阀不再用螺纹紧固,改为压扣式的结构,压扣上有胶垫,起到了压力缓冲的作用,避免阀座在拧紧螺丝时被压裂。
另外二元高压梯度系统采用了泵后混合,流动相混合点到柱前的体积比四元低压梯度系统的要小,混合效果不如四元低压梯度系统,因为四元低压梯度系统从比例阀开始,到泵腔内时柱塞杆和单向阀对流动相混合做了充分的搅拌,所以二元高压梯度系统在经过阻尼器以后增加了一个混合器,但是在梯度运行时需要更多的平衡时间。
4. 维修仪器的特殊经历
首先要说明我们仪器买来以后就一直连续24小时工作的,没有周末,没有节假日,所以我们用一年仪器可能相当于别人用三五年或者更多,我接触Agilent到现在也就不到三年,但是几乎什么问题都遇到了。
去年十月我们买了一批二元高压梯度系统,一个多月以后就发现运行梯度时,连续采样保留时间重复不上,经过与工程师多次沟通,证明二元高压梯度系统比四元低压梯度系统运行梯度时需要更多的平衡时间,因为阻尼器后边的混合器体积比较大,我试着拆掉它(快速液相就说可以拆掉这个混合器的),这期间我们还对所有的二元泵进行了长时间的清洗,问题似乎解决了。但是在运行梯度时,尤其是起始比例相差很大时(大于90%),开始几分钟基线呈锯齿状波动,压力曲线也一样,不过一般这个位置不出峰,所以就忽略不计了。几周以后又发现,仪器在正常运行时,压力曲线忽然间就波动很大,基线很差,样品保留时间也没有重复性,冲洗系统也不见效,工程师来了,换掉了水相通道泵头上除柱塞杆以外所有的零件,问题当时解决了,可是没过一晚上就又不行了,转天换了一个工程师过来,换掉另一个泵的阀芯和出口单向阀就好了。但是过不了两三周就又出现相同的问题,几台二元泵陆续都中招了,无一幸免,每次都要换新阀芯才好,换下来的阀芯超声清洗也不一定好用,工程师一口咬定是流动相的问题,说是因为流动相混合时有盐析出,但二元泵是泵后混合,再者,说我们的水有问题这个不敢完全保证,但是进口的纯乙腈也能让入口和出口的单向阀出问题,这个还是解释不通,而我们的四元低压梯度系统无论是前两年买的还是去年一起买的,
相同条件下一起使用,都没有这个问题。最后我自己拆开阀芯时发现有的阀座上有细小的裂纹,以后再出现问题我就直接拆开阀芯检查阀座,没有裂纹的清洗一下装好继续用。但是实际上二元泵经常是两个泵一起出问题,至少有一个阀座裂开。这个问题困扰了我好久,工程师也不能解释,最近我才想明白,既然阀芯的阀座被压裂,肯定是泵出问题了,因为只有在泵排液时,阀芯的阀座才受力,而能把阀座压裂,一定是泵腔内的压力过高,至少是超过了仪器允许的400bar上限,但是阻尼器没有感受到那么大的压力,肯定是出口单向阀到阻尼器这段管路堵塞。出口单向阀密封金垫上的滤网作为首要怀疑对象被去掉了,事实证明这确实很有效,我们的仪器两三个月都不再出问题,但是还有两台仪器偶尔会压裂阀座,估计是三通这段管路也有些堵,最近干脆就直接买快速液相的阀芯来用,出口单向阀也是快速液相使用的好,因为我们去年一起购买的快速液相,使用到现在,从没有出过问题。
前两天突发奇想,将最初拆掉的混合器又装上试了一下,一个样品连续采二十针,结果保留时间重复性好的难以置信,我实在是无语了,crazying!!!绕了一大圈,花了我半年多时间,打了无数电话,工程师来了N次,换了N多阀芯和出口单向阀,主要问题还是金垫上那个小滤网在作怪。
下图是二元泵正面图:
从前年开始我们就一直深受四元比例阀漏液问题的困扰,工程师一直要求清洗系统、用热水洗系统,而且一口咬定就是流动相脏,因为有盐析出,有机械杂质,实际上盐结晶或者机械