过滤器组件、深度指示器、扭矩限制配件、扭矩指示配件及包含前述项的系统的制作方法

过滤器组件、深度指示器、扭矩限制配件、扭矩指示配件及包含前述项的系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年7月2日提交的名称为“filter assemblies,depth indicators,torque-limiting fittings,and systems incorporating the same”的美国临时专利申请序列号63/047,469的优先权，所述临时专利申请以引用的方式整体并入本文。


背景技术：

3.高效液相色谱法(hplc)可能使用超过50巴(5,000kpa)的操作压力。hplc系统可包括许多部件，这些部件包括需要是不透流体的、可更换的且可重新配置的过滤器。这些过滤器可包括保持在外壳中的烧结不锈钢或塑料盘。这些过滤器可另外封装在塑料或金属环中，这有助于在高压下密封过滤器，并且由于加压流体直接进入过滤器面，因此认为这些过滤器是“开放式”过滤器。
附图说明
4.本公开的特征以举例的方式加以说明，并且在以下附图中不受限制，在附图中相似的标号指示相似的元件，在附图中：
5.图1是根据本公开的一个实例的包括扭矩限制配件和过滤器组件的系统的透视部分横截面；
6.图2是根据本公开的一个实例的包括扭矩限制配件的系统的侧横截面；
7.图3是根据本公开的一个实例的包括扭矩限制配件的系统的侧视图；
8.图4是根据本公开的一个实例的位于拇指件内的驱动轴环的远侧透视图；
9.图5a至图5d描绘根据本公开的一个实例的双色深度指示器；
10.图6a和图6b示出根据本公开的一个实例的包括双色深度指示器的系统；
11.图7a是根据本公开的一个实例的过滤器组件的透视横截面；
12.图7b是根据本公开的一个实例的保护柱组件的透视横截面；
13.图8是根据本公开的一个实例的包括过滤器组件的系统的透视部分横截面；
14.图9是根据本公开的一个实例的包括扭矩指示配件的系统的透视部分横截面，扭矩指示配件的部件可构成过滤器组件，所述系统与包括第一类型的垫圈的长度相对短的过滤筒一起使用；
15.图10是根据本公开的一个实例的图9的系统的透视图，所述系统与长度相对短的过滤筒一起使用；
16.图11是根据本公开的一个实例的图9的包括扭矩指示配件的系统的透视部分横截面，所述系统与包括第二类型的垫圈的长度相对长的过滤筒一起使用；
17.图12是根据本公开的一个实例的图11的系统的透视图，所述系统与长度相对长的过滤筒一起使用；
18.图13是根据本公开的一个实例的图9的系统的拇指件(包括拇指件中的从动联接器)的透视图；
19.图14是根据本公开的一个实例的图9的过滤筒的透视图，过滤器配件的外表面上没有螺纹细节；
20.图15是根据本公开的一个实例的图9的过滤筒的透视图，过滤器配件的外表面上具有螺纹细节；
21.图16是根据本公开的一个实例的图9的系统的从动联接器和扭矩指示驱动轴环的透视图；并且
22.图17是示出根据本公开的一个实例的图16的从动联接器和扭矩指示驱动轴环的操作的透视图。
具体实施方式
23.为了简单起见并且出于说明的目的，主要通过参考实例来描述本公开。在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，将显而易见的是，可在不限于这些具体细节的情况下实践本公开。在其他情况下，并未详细描述一些方法和结构，以免不必要地混淆本公开。
24.贯穿本公开，术语“一个”和“一种”意图表示特定元件中的至少一个。如本文所用，术语“包括(includes)”意指包括但不限于，并且术语“包括(including)”意指包括但不限于。术语“基于”意指至少部分基于。
25.除非明确规定或从上下文显而易见，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非另外从上下文显而易见，否则本文提供的所有数值都由术语约修饰。
26.除非明确规定或从上下文显而易见，否则如本文所用，术语“或”应理解为具有包括性。
27.本文提供的范围应理解为所述范围内的所有值的简略表达方式。例如，1至50的范围应理解为包括来自由以下组成的组的任何数字、数字组合或子范围：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50(以及其分数，除非上下文另外清楚地指出)。
28.本文描述的实例涉及能够在不需要诸如扳手、螺丝刀等工具的情况下进行不透流体的联接的系统。
29.根据本文公开的实例，一种过滤器组件可包括：过滤器；第一垫圈，所述第一垫圈与所述过滤器的第一侧相邻；第二垫圈，所述第二垫圈与所述过滤器的第二侧相邻；母外壳；以及公外壳。所述公外壳可被设定尺寸为同心地配合在所述母外壳内。所述公外壳和所述母外壳中的每一者可包括钻孔和包围所述钻孔的止动肩。所述第一垫圈和所述第二垫圈中的每一者可包括互补几何形状，以抵靠相应的止动肩形成密封。
30.对于上述过滤器组件，所述钻孔可限定中心轴线。在这点上，所述止动肩可垂直于所述中心轴线。所述过滤器、所述第一垫圈、所述第二垫圈、所述母外壳和所述公外壳可关
于所述中心轴线径向对称。
31.对于上述过滤器组件，所述第一垫圈和所述第二垫圈各自可包括中心轴向钻孔。
32.对于上述过滤器组件，所述第一垫圈和所述第二垫圈可包括与所述过滤器相邻的倾斜表面。所述倾斜表面可包括相对于中心轴线的约70度至约89度的角度。
33.对于上述过滤器组件，围绕所述过滤器的流体流动压力可相对于流动前状态在所述第一垫圈和所述第二垫圈的所述互补几何形状与所述母外壳和所述公外壳的相应止动肩之间产生增大的密封压力。
34.对于上述过滤器组件，所述过滤器组件在1,300巴(130,000kpa)的流体流动压力下可以是不透流体的，而无需高于13磅力(57.8n)的流动前密封压力。
35.对于上述过滤器组件，所述公外壳和所述母外壳可压配合在一起或通过螺纹联连接在一起。
36.对于上述过滤器组件，所述过滤器可包括第一过滤器、第二过滤器以及介于所述第一过滤器与所述第二过滤器之间的介质。
37.根据本文公开的实例，一种过滤器组件可包括：过滤器；第一垫圈，所述第一垫圈具有第一通道，所述第一垫圈与所述过滤器的第一侧相邻；以及第二垫圈，所述第二垫圈具有第二通道，所述第二垫圈与所述过滤器的第二侧相邻。所述第一垫圈和所述第二垫圈可包括与所述过滤器相邻的倾斜表面。所述第一通道和所述第二通道可包括约0.01mm至约0.5mm的直径。
38.根据本文公开的实例，一种保护柱组件可包括：第一过滤器；第二过滤器；介质，所述介质定位在所述第一过滤器与所述第二过滤器之间；第一垫圈，所述第一垫圈具有第一通道，所述第一垫圈与所述第一过滤器相邻；以及第二垫圈，所述第二垫圈具有第二通道，所述第二垫圈与所述第二过滤器相邻。所述第一垫圈和所述第二垫圈可包括分别与所述第一过滤器和所述第二过滤器相邻的倾斜表面。所述第一通道和所述第二通道可包括约0.01mm至约0.5mm的直径。
39.根据本文公开的实例，一种系统可包括：母外壳，所述母外壳包括内螺旋螺纹；公外壳，所述公外壳包括外螺旋螺纹并且限定轴向钻孔，所述轴向钻孔适于并被构造来接收过滤器或保护柱组件；以及双色深度指示器，所述双色深度指示器定位在所述公外壳或所述母外壳外部。所述双色深度指示器可包括远侧颜色和近侧颜色。所述远侧颜色和所述近侧颜色可被定位成使得当所述母外壳或所述公外壳在配对的公外壳或所述母外壳之上拧紧时：如果所述过滤器组件正确插入并且所述双色深度指示器定位在所述公外壳外部，则所述母外壳可覆盖所述近侧颜色，使得仅所述远侧颜色可见，并且如果所述过滤器组件正确插入并且所述双色深度指示器定位在母外壳外部，则盖子可遮住所述近侧颜色，使得仅所述远侧颜色可见。如果所述过滤器组件插入不正确或有缺陷，则所述近侧颜色和所述远侧颜色都可以是可见的。如果未插入过滤器组件，则所述母外壳或所述盖子可遮住所述近侧颜色和所述远侧颜色两者，使得所述近侧颜色和所述远侧颜色都不可见。
40.对于上述系统，所述双色深度指示器可通过至少一种工艺形成，所述工艺包括打印、喷漆、电镀、电刷镀或阳极氧化。
41.对于上述系统，所述双色深度指示器可以是放置在所述公外壳的所述外螺旋螺纹之上的环。所述环可通过螺纹连接在所述公外壳的所述外螺旋螺纹之上。
42.对于上述系统，所述双色深度指示器可包括胶带、贴纸和橡皮带。
43.对于上述系统，所述母外壳还可包括与所述内螺旋螺纹相邻的远侧无螺纹部分。所述远侧无螺纹部分可包括轴向长度，所述轴向长度等于或超过所述双色深度指示器的轴向长度。
44.对于上述系统，所述远侧颜色可以是绿色并且所述近侧颜色可以是红色。
45.根据本文公开的实例，一种扭矩限制配件可包括从动联接器，所述从动联接器包括：密封区域；以及至少一个从动齿，所述至少一个从动齿在所述从动联接器的密封方向上包括倾斜的旋转拖尾表面。驱动轴环可包括至少一个驱动齿，所述至少一个驱动齿被定位成在所述驱动轴环被旋转时与所述至少一个从动齿啮合。
46.对于上述扭矩限制配件，所述扭矩限制配件还可包括弹性构件，所述弹性构件与所述驱动轴环相邻。
47.对于上述扭矩限制配件，拇指件可覆盖至少所述驱动轴环和所述弹性构件。所述拇指件可包括：凹口，所述凹口容纳所述驱动轴环和所述弹性构件；以及至少一个前进限制特征，所述至少一个前进限制特征适于并被构造来限制所述拇指件的轴向移动。
48.对于上述扭矩限制配件，所述密封区域可包括螺旋螺纹。所述密封区域可位于所述从动联接器的远端上。
49.对于上述扭矩限制配件，所述至少一个从动齿可位于所述从动联接器的近端上或径向外表面上。
50.对于上述扭矩限制配件，所述至少一个驱动齿可包括与所述至少一个从动齿旋转相反的不对称轮廓。
51.对于上述扭矩限制配件，所述驱动轴环还可包括至少一个轴向轴环对准特征。所述至少一个轴向轴环对准特征可位于所述至少一个驱动齿的径向外侧或内侧。所述至少一个前进限制特征可包括止动肩。
52.对于上述扭矩限制配件，所述拇指件和所述从动联接器还可包括互补特征，以将所述拇指件和所述从动联接器与固持在其间的所述驱动轴环和所述弹性构件固持在一起。所述互补特征可包括：第一径向底切；以及第二径向底切和/或至少一个凸台中的至少一者。
53.对于上述扭矩限制配件，所述从动联接器和所述驱动轴环可由金属形成。
54.对于上述扭矩限制配件，所述弹性构件可包括波形弹簧。
55.对于上述扭矩限制配件，所述拇指件可包括滚花外表面。所述拇指件还可包括与至少一个轴向轴环对准特征互补的至少一个轴向拇指件对准特征。
56.根据本文公开的实例，一种过滤器组件可包括从动联接器，所述从动联接器能够与过滤筒的过滤器配件啮合。所述从动联接器可包括：钻孔，所述钻孔用于接收所述过滤器配件；以及止动肩，所述止动肩包围所述钻孔以限制所述从动联接器相对于所述过滤器配件的移动。
57.对于上述过滤器组件，所述从动联接器可包括用于与所述过滤器配件的外螺纹进行螺纹啮合的内螺纹。
58.对于上述过滤器组件，过滤器配件的所述止动肩可垂直于所述过滤器组件的中心轴线。
59.对于上述过滤器组件，所述从动联接器、所述过滤器配件和所述过滤筒可关于所述过滤器组件的中心轴线径向对称。
60.对于上述过滤器组件，所述过滤器组件还可包括拇指件，所述拇指件能够与所述从动联接器啮合以旋转所述从动联接器。
61.根据本文公开的实例，一种过滤筒可包括：第一过滤器配件，所述第一过滤器配件位于过滤器的一侧上；第二过滤器配件，所述第二过滤器配件位于所述过滤器的第二相反侧上；第一垫圈，所述第一垫圈设置在所述第一过滤器配件中；以及第二垫圈，所述第二垫圈设置在所述第二过滤器配件中。
62.对于上述过滤筒，所述第一过滤器配件和所述第二过滤器配件可包括外螺纹。
63.对于上述过滤筒，所述第一垫圈和所述第二垫圈可包括互补几何形状，以分别抵靠所述第一过滤器配件的止动肩和所述第二过滤器配件的止动肩形成密封。
64.对于上述过滤筒，所述第一过滤器配件的所述止动肩和所述第二过滤器配件的所述止动肩可垂直于所述过滤筒的中心轴线。
65.对于上述过滤筒，所述第一过滤器配件、所述第二过滤器配件、所述第一垫圈和所述第二垫圈可关于所述过滤筒的中心轴线径向对称。
66.对于上述过滤筒，所述第一垫圈和所述第二垫圈各自可包括中心轴向钻孔。
67.对于上述过滤筒，所述第一垫圈和所述第二垫圈可包括与所述过滤器相邻的倾斜表面。所述倾斜表面可包括相对于所述过滤筒的中心轴线的约70度至约89度的角度。
68.根据本文公开的实例，一种扭矩指示配件可包括：从动联接器，所述从动联接器包括至少一个从动齿；以及扭矩指示驱动轴环，所述扭矩指示驱动轴环包括至少一个驱动齿，所述至少一个驱动齿被定位成在所述扭矩指示驱动轴环被旋转时与所述至少一个从动齿啮合。所述扭矩指示驱动轴环还可包括至少一个扭矩指示齿，所述至少一个扭矩指示齿被定位成与所述至少一个驱动齿相邻以在所述扭矩指示驱动轴环被旋转时与所述至少一个从动齿啮合。
69.所述扭矩指示配件还可包括：弹性构件，所述弹性构件与所述扭矩指示驱动轴环相邻；以及拇指件，所述拇指件覆盖至少所述扭矩指示驱动轴环和所述弹性构件。所述拇指件可包括：凹口，所述凹口容纳所述扭矩指示驱动轴环和所述弹性构件；以及至少一个前进限制特征，所述至少一个前进限制特征适于并被构造来限制所述拇指件的轴向移动。
70.对于上述扭矩指示配件，所述至少一个从动齿可位于所述从动联接器的近端上或径向外表面上。
71.对于上述扭矩指示配件，所述扭矩指示驱动轴环还可包括至少一个轴向轴环对准特征。所述至少一个轴向轴环对准特征可位于所述至少一个驱动齿的径向外侧或内侧。
72.对于上述扭矩指示配件，所述至少一个前进限制特征可包括止动肩。
73.对于上述扭矩指示配件，所述拇指件和所述从动联接器还可包括互补特征，以将所述拇指件和所述从动联接器与固持在其间的所述扭矩指示驱动轴环和所述弹性构件固持在一起。所述互补特征可包括拇指件突出部和从动联接器突出部。
74.对于上述扭矩指示配件，所述从动联接器和所述扭矩指示驱动轴环可由金属形成。
75.对于上述扭矩指示配件，所述弹性构件可以是波形弹簧。
76.对于上述扭矩指示配件，所述拇指件可包括滚花外表面。
77.对于上述扭矩指示配件，所述拇指件还可包括与至少一个轴向轴环对准特征互补的至少一个轴向拇指件对准特征。
78.图1提供了用于将过滤器组件102或保护柱700b(图7b)例如联接到液相色谱系统的系统100的部分横截面。系统100可包括配件104a和104b、从动联接器108、拇指件110、驱动轴环120、弹性构件126(诸如弹簧)以及盖子134。在一个实例中，从动联接器108可以可旋转地围绕配件104a定位。驱动轴环120可定位在从动联接器108的顶部上，使得它可通过弹性构件126与从动联接器108啮合或脱离。弹性构件126可定位在驱动轴环120的顶部上或定位成与驱动轴环120相邻，使得当通过转动拇指件110施加的扭矩达到预先确定的量时，弹性构件126允许驱动轴环120与从动联接器108脱离。因此，在此实例中，拇指件110被定位并连接到弹性构件126和驱动轴环120。用户通过旋转拇指件110可致使驱动轴环120啮合并旋转从动联接器108，以将从动联接器108可移除地连接到配件104的外部表面，从而将配件104a连接到配件104b。过滤器组件102可固持在配件104a与104b之间并流体联接到配件104a和104b，配件104a和104b可例如通过模锻和其他技术联接到lc系统的其他部件。过滤器组件102可通过从动联接器108(可呈母外壳的形式)与配件104b(可呈公外壳的形式)之间的连接固持在配件104a与104b之间。在一个实例中，从动联接器108的内表面的一部分可包括密封区域，例如，一组螺旋螺纹106，其对应于配件104b的外部表面的一部分，所述部分包括第二密封区域，例如，一组第二螺旋螺纹106。通过连接从动联接器108的螺旋螺纹106和配件104b的螺旋螺纹106，配件104a和104b可牢固地固持过滤器组件102。
79.扭矩限制配件
80.参考图2，在一个实例中，系统100可提供扭矩限制配件。可控制当用户旋转拇指件110时施加到从动联接器108的扭矩，例如以防止损坏部件并便于以后移除。在一个实例中，施加到从动联接器108的力可为约1磅力(lbf)或更小至约32lbf，例如，力可为约2lbf至约24lbf、约3lbf至约13lbf，诸如约5lbf。
81.如图3中最佳可见，从动联接器108可包括一个或多个不对称从动齿112。不对称从动齿112可包括旋转前导表面114和旋转拖尾表面116。当在密封方向上(例如，在图3所描绘的实例中的反时针方向)转动从动联接器108时，旋转拖尾表面116具有比旋转前导表面114低的斜率。拖尾表面116(相对于径向平面)的斜率的实例可包括小于约90
°
，诸如约45
°
、约45
°
至约15
°
、约30
°
至约15
°
、约22.5
°
等。表面114(相对于径向平面)的斜率的实例可包括约90
°
或更小，诸如约90
°
至约75
°
、约85
°
至约75
°
等。
82.从动联接器108可由具有一个或多个驱动齿122的驱动轴环120驱动，所述一个或多个驱动齿122被定位成当驱动轴环120通过用户施加到拇指件110的力旋转时(如图1和图2所示)与一个或多个不对称从动齿112啮合。驱动齿122可以但不需要具有相对于不对称从动齿112的相反的不对称的轮廓。在一些实例中，斜率是相同的，这可促进驱动齿122与不对称从动齿112之间的摩擦啮合。
83.参考图3和图4，驱动轴环120可包括一个或多个轴向轴环对准特征124。尽管图3和图4中描绘的轴向轴环对准特征124是径向外侧凸台或脊，但轴向轴环对准特征124可以是径向内侧凹槽等。
84.与驱动轴环120相邻的弹性构件126可将驱动轴环120压靠在从动联接器108上。驱
动轴环120可在与一个或多个轴向轴环对准特征124互补的轴向拇指件对准特征128内轴向滑动。各种部件的性质可被配置为允许驱动齿122与不对称从动齿112摩擦啮合并驱动不对称从动齿112，直到施加了限定量的扭矩(例如，从动联接器108与位于配件104b的表面上的螺旋螺纹106形成螺纹密封并抵抗进一步的旋转)为止。当扭矩超过已配置的阈值时，驱动齿122将滑脱并克服弹性构件126施加的轴向力。因此，驱动轴环120将在拇指件110内向近侧滑动。斜率更高的表面114将更能抵抗滑脱，并且确保即使从动联接器108拧紧到齿滑脱的点也易于移除。
85.如图1和图2中最佳可见，拇指件110可覆盖至少驱动轴环120和弹性构件126，它们可搁置在近侧凹口中，以便允许弹性构件126的变形和驱动轴环120的轴向移动。拇指件110可通过一个或多个特征来保持，诸如分别在从动联接器108和拇指件110上的径向底切130a、130b，它们允许当齿112、122在拧紧期间滑脱时，拇指件110在从动联接器108之上旋转。
86.仍然参考图1和图2，拇指件110和/或从动联接器108可包括一个或多个前进限制特征132a-132d，诸如适于并被构造来限制或防止拇指件110的轴向移动的止动肩。这类前进限制特征132a-132d通过在旋转期间将拇指件110压向远侧来防止用户克服扭矩限制特征，这将进一步加载弹性构件126和/或驱动轴环120并减小或防止驱动齿122滑脱以及驱动轴环120向近侧滑动的能力。
87.拇指件110可以但不需要是滚花的、粗糙的或包括一个或多个特征来帮助手指拧紧。
88.视觉深度指示器
89.现在参考图5a至图5d，系统100的一些实例可包括双色深度指示器500。双色深度指示器500可包括两个具有不同颜色的颜色区域502和504。这些区域可轴向布置成使得相对于径向外侧部件506(例如，覆盖部件)，颜色区域502是近侧的，而颜色区域504是远侧的。
90.双色深度指示器500可定位在外部表面上，以便用户可观察到双色深度指示器500并使用它来评估系统是否正确组装。例如，参考图2，双色深度指示器500可定位在从动联接器108的外部表面和配件104b的外部表面等上(如果盖子134可向远侧滑动以便用户可看到配件104b)。在另一个实例中，从动联接器108可包括两个颜色区域502和504。在此实例中，颜色区域502可以是从动联接器108的外部，其对应于从动联接器108的内部表面中的螺纹部段。此外，颜色区域504可对应于从动联接器108的剩余外部部分。当用户将从动联接器108拧到配件104b的外部表面上时，盖子134开始覆盖从动联接器108的具有颜色区域502的外部表面。当从动联接器108完全连接到配件104b时，盖子134可完全覆盖颜色区域502；因此，仅颜色区域504可对用户可见。单个颜色区域504的可见性指示从动联接器108完全固定到配件104b。
91.双色深度指示器500可沿被另一个部件506(例如，在配件104b的情况下是从动联接器108，在从动联接器108的情况下是盖子134，等等)部分地覆盖的外部表面定位。径向外侧部件506被描绘为部分透明的，以便可在下方观察到双色深度指示器500。在一些实例中，径向外侧部件506可以是光学不透明的。
92.现在参考图5b，如果部件组装不正确或有缺陷，则可看到近侧颜色区域502和远侧颜色区域504。
93.现在参考图5c，如果部件组装正确，则仅可看到远侧颜色区域504。
94.现在参考图5d，如果部件(例如，过滤器组件102)缺失，则既看不到近侧颜色区域502，也看不到远侧颜色区域504。
95.图6a和图6b示出包括双色深度指示器500的系统。在图6a中可看到近侧颜色区域502(红色)和远侧颜色区域504(绿色)两者，这指示径向外侧部件506(例如，拇指件)可能需要进一步拧紧或者过滤器组件102有缺陷或安装不正确。在图6b中，仅可看到远侧颜色504(绿色)，这指示径向外侧部件506(例如，拇指件)被正确地拧紧。
96.双色深度指示器500可以是环形的或者是条带。双色深度指示器500可通过各种工艺形成，这些工艺诸如打印、喷漆、电镀、电刷镀、阳极氧化等。双色深度指示器500可以是胶带、贴纸、橡皮带等。在一个实例中，双色深度指示器500可以是已安装(例如，通过螺纹连接、粘合剂等安装在外螺旋螺纹之上)的一个或两个彩色环。
97.过滤器组件
98.现在参考图7a，另一个实例提供过滤器组件700a。过滤器组件700a在经受升高的流体压力时有利地保持不透流体的而无需系统100的例如超过7磅力(约58n)的显著流动前拧紧，所述升高的流体压力例如大于50巴(5,000kpa)、350巴(35,000kpa)、1,000巴(100,000kpa)、1,300巴(130,000kpa)等。
99.过滤器702固持在过滤器组件700a内，并且可以是hplc中所使用的类型。例如，过滤器702可以是烧结的熔块，诸如300系列烧结钢。
100.垫圈704a、704b可位于过滤器702的近侧和远侧。垫圈704a、704b限定用于流体流入和流出的第一通道706a和第二通道706b。第一通道706a和第二通道706b可(例如，轴向)居中和/或被外部垫圈面708a、708b包围，以与配件104a和104b形成密封，如图8最佳可见。在一个实例中，第一通道706a和第二通道706b中的每一者可包括约0.01mm或更小至约0.9mm，例如约0.1mm至约0.5mm的直径，诸如约0.3mm的直径。
101.过滤器702和垫圈704a、704b固持在母外壳712与公外壳710之间。母外壳712和公外壳710可通过多种技术固持在一起，这些技术包括干涉配合、压配合、摩擦配合、收缩配合、螺纹连接、焊接、超声波焊接、粘合剂、紧固件等。在一些实例中，母外壳712和公外壳710通过一个或多个特征固持在一起，所述一个或多个特征诸如径向底切714和对应的凸台或脊716。在一些实例中，母外壳712和公外壳710使用压力机进行组装并且作为一个整体出售给最终用户。在一个实例中，母外壳712可由聚合物、金属或金属的组合制成。例如，母外壳可由钢(诸如17-4钢)制成。类似地，公外壳710可由金属或金属的组合制成。例如，公外壳可由钢(诸如300系列钢)制成。
102.垫圈704a、704b可包括一个或多个几何特征，所述一个或多个几何特征适于并被构造来在压力下提供不透流体的密封。例如，垫圈704a、704b可包括止动肩720a、720b，所述止动肩720a、720b与包围在垫圈704a、704b上的钻孔(例如，轴向钻孔)的止动肩722a、722b互补。
103.垫圈704a、704b还可包括与过滤器702相邻的倾斜表面718a、718b。倾斜表面718a、718b可具有以第一通道706a和第二通道706b为中心的锥形轮廓。斜角可以是(相对于径向平面)约5
°
至约20等。在其他实例中，相对于中心轴线的角度可以是约70度(例如，相对于径向平面为20
°
)至约89度(例如，相对于径向平面为1
°
)。
104.在操作期间，倾斜表面718a、718b上的流体压力可主要产生抵靠止动肩722a、722b的轴向密封压力和/或抵靠公外壳710的径向密封压力。因此，流体压力越高，密封压力越高并且过滤器组件700a越不透流体。因此，在系统100上的约3lbf至约13lbf(诸如约5lbf至约8lbf)的手指拧紧力足以完全密封过滤器组件700a，而无需使用外力进一步拧紧系统100。
105.在另一个实例中，保护柱700b在经受升高的流体压力时可有利地保持不透流体的而无需例如超过13磅力(约57.8n)的显著流动前拧紧，所述升高的流体压力例如大于50巴(5,000kpa)、350巴(35,000kpa)、1,000巴(100,000kpa)、1,300巴(130,000kpa)等。
106.在此实例中，保护柱700b可包括第一过滤器702a、第二过滤器702b和定位在第一过滤器702a与第二过滤器702b之间的介质703。第一过滤器702a、第二过滤器702b和介质703可以是hplc中所使用的任何类型，hplc包括但不限于超高效液相色谱法(uhplc)。例如，过滤器702a和/或702b可以是由金属、聚合物或其组合制成的烧结的熔块。在此实例中，介质703可由颗粒制成，所述颗粒诸如金属、金属氧化物、聚合物、碳(例如，球形活性碳，或二氧化硅材料上的碳)、基于二氧化硅的颗粒或其通用版本、活性炭、固定相等。在其他实例中，介质703可包括被优化用于溶剂清除以及其他此类用途的其他类型的材料。本文公开的介质和/或颗粒可用于本文公开的过滤器中的任一者、和/或其他类型的柱、在线固相萃取(spe)等。过滤器702a、702b中的一个或多个和/或介质703也可由整体式结构制成。
107.垫圈704a可位于过滤器702a的近侧，并且垫圈704b可位于过滤器702b的远侧。垫圈704a和704b限定用于流体流入和流出的第一通道706a和第二通道706b。第一通道706a和第二通道706b中的每一者可(例如，轴向)居中和/或被外部垫圈面708a和708b包围，以与配件104a和104b形成密封。在一个实例中，第一通道706a和第二通道706b中的每一者可包括约0.01mm或更小至约0.9mm，例如约0.1mm至约0.5mm的直径，诸如约0.3mm的直径。
108.过滤器702a、702b、介质703和垫圈704a、704b中的每一者固持在母外壳712与公外壳710之间。母外壳712和公外壳710可通过多种技术固持在一起，这些技术包括干涉配合、压配合、摩擦配合、收缩配合、螺纹连接、焊接、超声波焊接、粘合剂、紧固件等。在一些实例中，母外壳712和公外壳710通过一个或多个特征固持在一起，所述一个或多个特征诸如径向底切714和对应的凸台或脊716。在一些实例中，母外壳712和公外壳710可使用压力机进行组装并且作为一个整体出售给最终用户。
109.垫圈704a和704b可包括一个或多个几何特征，所述一个或多个几何特征适于并被构造来在压力下提供不透流体的密封。例如，垫圈704a和704b可包括止动肩720a和720b，所述止动肩720a和720b与包围在垫圈704a和704b上的钻孔(例如，轴向钻孔)的止动肩722a和722b互补。
110.垫圈704a和704b还可包括与过滤器702a和702b相邻的倾斜表面718a和718b。倾斜表面718a和718b可具有以第一通道706a和第二通道706b为中心的锥形轮廓。斜角可以是(相对于径向平面)约5
°
至约20
°
等。
111.在操作期间，倾斜表面718a和718b上的流体压力主要产生抵靠止动肩722a和722b的轴向密封压力，并且/或者产生抵靠公外壳710的径向密封压力。因此，流体压力越高，密封压力越高并且保护柱700b越不透流体。因此，在系统100上的约3lbf至约13lbf(诸如约5lbf至约8lbf)的手指拧紧力足以完全密封过滤器组件700a，而无需使用外力进一步拧紧系统100。
112.实施例
113.对开放面型过滤器元件(现有技术)和当前发明的闭合面直列式过滤器设计(图7b)进行在给定施加压力下密封所需的预加载荷的测试。压力由agilent 1290infinity ii lc泵使用异丙醇产生。以下示出测试夹具的示意图(图9)
114.程序：将过滤器插入搁置在密封块上的夹具中。将压缩环拧紧到5磅的预加载荷读数，从而将过滤器按压在密封块与螺母体之间。测试将开始，并且如果未达到设定压力(巴)，则压缩环将进一步拧紧，从而增大载荷。一旦压力图显示已达到所需压力，并且一旦流量图显示泄漏率不再下降，就不再拧紧压缩环，并且系统保持在设定压力。每次运行的长度为约90秒。在测试结束时，压力恢复到环境压力。记录当前载荷读数(磅)和由此产生的泄漏率(ul/min)。用三个过滤器各自在200巴、400巴和600巴下对开放面构型和闭合面构型进行测试。
115.开放面过滤器
[0116][0117]
闭合面过滤器
[0118][0119]
所有开放面过滤器都需要高的预加载荷来形成密封并且产生相当高的泄漏率。闭合面过滤筒需要最小的预加载荷(手指拧紧)来实现无泄漏密封。
[0120]
扭矩指示配件
[0121]
图9是根据本公开的一个实例的包括扭矩指示配件902的系统900的透视部分横截面，扭矩指示配件902的部件可构成过滤器组件904，所述系统900与包括第一类型的垫圈908的长度相对短的过滤筒906一起使用。图10是根据本公开的一个实例的系统900的透视图，所述系统900与长度相对短的过滤筒906一起使用。图11是根据本公开的一个实例的包
括扭矩指示配件902的系统1100的透视部分横截面，所述系统1100与包括第二类型的垫圈1104的长度相对长的过滤筒1102一起使用。图12是根据本公开的一个实例的系统1100的透视图，所述系统1100与长度相对长的过滤筒1102一起使用。
[0122]
参考图9和图10，可包括扭矩指示配件902的任何两个或更多个部件的过滤器组件904可包括能够与过滤筒906的过滤器配件912啮合的从动联接器910。过滤器组件904还可包括本文公开的扭矩指示驱动轴环914。从动联接器910可包括用于接收过滤器配件912的钻孔916，以及包围钻孔916以限制从动联接器910相对于过滤器配件912的移动的止动肩918。
[0123]
过滤器配件912的止动肩918可垂直于过滤器组件904的中心轴线920。从动联接器910、过滤器配件912和过滤筒906可关于过滤器组件904的中心轴线920径向对称。
[0124]
从动联接器910可包括用于与过滤器配件912的外螺纹924进行螺纹啮合的内螺纹922(例如，另请参见图15)。
[0125]
对于图9的实例，垫圈908可包括直径朝向过滤筒906的中心方向减小的互补几何形状926。例如，垫圈908的直径从与配件928相邻的较大直径减小到与熔块954相邻的较小直径。以此方式，垫圈908可抵靠对应的过滤器配件形成密封。
[0126]
扭矩指示配件902和长度相对短的过滤筒906可流体联接到配件928和930，配件928和930可例如通过模锻和其他技术进一步联接到液相色谱法(lc)系统的其他部件。
[0127]
过滤器组件904还可包括能够与从动联接器910啮合以旋转从动联接器910的拇指件932。图13是根据本公开的一个实例的系统900(和1100)的拇指件932(包括拇指件932中的从动联接器910)的透视图。
[0128]
如图9所示，扭矩指示配件902还可包括与扭矩指示驱动轴环914相邻的弹性构件944。拇指件932可覆盖至少扭矩指示驱动轴环914和弹性构件944。拇指件932可包括容纳扭矩指示驱动轴环914和弹性构件944的凹口946，以及适于并被构造来限制拇指件932的轴向移动的至少一个前进限制特征948。至少一个前进限制特征948可包括止动肩。
[0129]
拇指件932和从动联接器910还可包括互补特征，以将拇指件932和从动联接器910与固持在其间的扭矩指示驱动轴环914和弹性构件944固持在一起。互补特征可包括拇指件突出部950和从动联接器突出部952。
[0130]
参考图9和图16，拇指件932还可包括与扭矩指示驱动轴环914的至少一个轴向轴环对准特征1616(例如，参见图16)互补的至少一个轴向拇指件对准特征(类似于图4的拇指件对准特征128)。在图16的实例中，轴向轴环对准特征1616被示出为径向外侧凸台或脊，但可改为包括径向内侧凹槽等。
[0131]
在一些实例中，拇指件932可包括滚花外表面。滚花外表面可便于(例如，通过手)手动旋转拇指件932以将扭矩指示配件902附接到过滤筒906(或1102)上，或者将扭矩指示配件902从过滤筒906(或1102)上拆下。
[0132]
过滤器组件904在经受升高的流体压力时有利地保持不透流体的而无需系统900的例如超过7磅力(约58n)的显著流动前拧紧，所述升高的流体压力例如大于50巴(5,000kpa)、350巴(35,000kpa)、1,000巴(100,000kpa)、1,300巴(130,000kpa)等。
[0133]
烧结的熔块954(诸如300系列烧结钢)可在过滤器934的两侧上设置在垫圈908与过滤器934之间，以防止指定(例如，基于系统900的应用为太大)尺寸的颗粒进入通路956。
[0134]
根据本文公开的实例，从动联接器910和扭矩指示驱动轴环914可由聚合物、金属或金属的组合制成。例如，从动联接器910和扭矩指示驱动轴环914可由钢(诸如17-4钢)制成。此外，弹性构件944可以是波形弹簧，或另一种类型的弹性构件。
[0135]
过滤器934可以是hplc中所使用的任何类型，hplc包括但不限于uhplc。例如，过滤器934可由钢或另一种材料(诸如生物相容性金属)形成。在此实例中，可包括在通路956中的介质可由颗粒制成，所述颗粒诸如金属、金属氧化物、聚合物、碳(例如，球形活性碳，或二氧化硅材料上的碳)、基于二氧化硅的颗粒或其通用版本、活性炭、固定相等。在其他实例中，介质可包括被优化用于溶剂清除以及其他此类用途的其他类型的材料。本文公开的介质和/或颗粒可用于本文公开的过滤器中的任一者、和/或其他类型的柱、在线固相萃取(spe)等。
[0136]
在一些实例中，与长度相对长的过滤筒1102的过滤器1106可为约50mm长相比，长度相对短的过滤筒906的过滤器934可为约30mm长。在这点上，与直径可为约4.6mm的长度相对长的过滤筒1102的通路1122相比，长度相对短的过滤筒906的通路956可包括约2.1mm的直径。过滤器934和过滤器1106都可用于hplc和uhplc应用。
[0137]
图14是根据本公开的一个实例的过滤筒906的透视图，过滤器配件912的外表面1400上没有螺纹细节。图15是根据本公开的一个实例的过滤筒906的透视图，过滤器配件912的外表面上具有螺纹细节(例如，外螺纹924)。
[0138]
参考图9、图14和图15，过滤筒906可包括在过滤器934(或图11的过滤器1106)的一侧上的过滤器配件912(例如，第一过滤器配件912)，以及在过滤器934(或图11的过滤器1106)的第二相反侧上的第二过滤器配件936。参考图11、图14和图15，过滤筒1102可包括在过滤器1106(或图9的过滤器934)的一侧上的第一过滤器配件1108，以及在过滤器1106(或图9的过滤器934)的第二相反侧上的第二过滤器配件1110。如图9和图11所示，过滤器配件912和936可包括与过滤器配件1108和1110相比不同的构型，以分别容纳垫圈908和1104。
[0139]
如图9所示，过滤筒906可包括设置在过滤器配件912(例如，第一过滤器配件)中的垫圈908(例如，第一垫圈)，以及设置在过滤器配件936(例如，第二过滤器配件)中的垫圈908(例如，第二垫圈)。如图11所示，过滤筒1102可包括设置在过滤器配件1108(例如，第一过滤器配件)中的垫圈1104(例如，第一垫圈)，以及设置在过滤器配件1110(例如，第二过滤器配件)中的垫圈1104(例如，第二垫圈)。垫圈908和1104可包括不同的构型，如图9和图11所示。
[0140]
如图9所示，垫圈908(例如，在图9的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可包括互补几何形状926，以分别抵靠第一过滤器配件912的区域938和第二过滤器配件936的区域940形成密封。
[0141]
对于图9的实例，第一过滤器配件912、第二过滤器配件936和垫圈908(例如，在图9的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可关于过滤筒906的中心轴线(它可与中心轴线920重合)径向对称。
[0142]
垫圈908(例如，在图9的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可包括中心轴向通道942。在一个实例中，通道942可包括约0.01mm或更小至约0.9mm，例如约0.1mm至约0.5mm的直径，诸如约0.3mm的直径。
[0143]
垫圈908可包括与过滤器934相邻的倾斜表面958(熔块954设置在倾斜表面958与
过滤器934之间)。倾斜表面958可包括相对于过滤筒的中心轴线(它可与中心轴线920重合)的约70度至约89度的角度。
[0144]
垫圈908还可包括突出表面960，所述突出表面960可包括相对于垂直于过滤筒的中心轴线(它可与中心轴线920重合)的平面的约85度至约89度(诸如约87度)的角度。
[0145]
在操作期间，倾斜表面958上的流体压力可主要产生抵靠熔块954的轴向密封压力和/或抵靠过滤器配件的径向密封压力。因此，流体压力越高，密封压力越高并且过滤器组件904越不透流体。因此，在系统900上的约3lbf至约13lbf(诸如约5lbf至约8lbf)的手指拧紧力足以完全密封过滤器组件904，而无需使用外力进一步拧紧系统900。
[0146]
如图11所示，垫圈1104(例如，在图11的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可包括互补几何形状，以分别抵靠第一过滤器配件1108的止动肩1116和第二过滤器配件1110的止动肩1118形成密封。第一过滤器配件1108的止动肩1116和第二过滤器配件1110的止动肩1118可垂直于过滤筒1102的中心轴线(它可与中心轴线920重合)。
[0147]
对于图11的实例，第一过滤器配件1108、第二过滤器配件1110和垫圈1104(例如，在图11的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可关于过滤筒1102的中心轴线(它可与中心轴线920重合)径向对称。垫圈1104(例如，在图11的取向上位于左手边的第一垫圈和位于右手边的第二垫圈)可包括中心轴向通道1112。在一个实例中，通道1112可包括约0.01mm或更小至约0.9mm，例如约0.1mm至约0.5mm的直径，诸如约0.3mm的直径。
[0148]
垫圈1104可包括与过滤器1106相邻的倾斜表面1114。倾斜表面1114可包括相对于过滤筒的中心轴线(它可与中心轴线920重合)的约70度至约89度的角度。
[0149]
垫圈1104还可包括突出表面1124，所述突出表面1124可包括相对于垂直于过滤筒的中心轴线(它可与中心轴线920重合)的平面的约85度至约89度(诸如约87度)的角度。
[0150]
在操作期间，倾斜表面1114上的流体压力可主要产生抵靠熔块1120的轴向密封压力和/或抵靠过滤器配件的径向密封压力。因此，流体压力越高，密封压力越高并且过滤器组件904越不透流体。因此，在系统1100上的约3lbf至约13lbf(诸如约5lbf至约8lbf)的手指拧紧力足以完全密封过滤器组件904，而无需使用外力进一步拧紧系统1100。
[0151]
参考图9和图15，过滤器配件912、936、1108和1110可包括外螺纹(例如，外螺纹924)。在这点上，从动联接器910可包括用于与过滤器配件912、936、1108和1110的外螺纹924进行螺纹啮合的内螺纹922。
[0152]
烧结的熔块1120(它可为300系列烧结钢)可在过滤器1106的两侧上设置在垫圈1104与过滤器1106之间，以防止指定尺寸的颗粒进入通路1122。
[0153]
过滤器1106可以是hplc中所使用的任何类型，hplc包括但不限于uhplc。例如，过滤器1106可由钢或另一种材料(诸如生物相容性金属)形成。在此实例中，可包括在通路1122中的介质可由颗粒制成，所述颗粒诸如金属、金属氧化物、聚合物、碳(例如，球形活性碳，或二氧化硅材料上的碳)、基于二氧化硅的颗粒或其通用版本、活性炭、固定相等。在其他实例中，介质可包括被优化用于溶剂清除以及其他此类用途的其他类型的材料。本文公开的介质和/或颗粒可用于本文公开的过滤器中的任一者、和/或其他类型的柱、在线固相萃取(spe)等。
[0154]
图16是根据本公开的一个实例的图9的系统900的从动联接器910和扭矩指示驱动轴环914的透视图。图17是示出根据本公开的一个实例的图16的从动联接器910和扭矩指示
驱动轴环914的操作的透视图。
[0155]
参考图9、图16和图17，扭矩指示配件902可包括：从动联接器910，所述从动联接器910包括至少一个从动齿1600；以及扭矩指示驱动轴环914，所述扭矩指示驱动轴环914包括至少一个驱动齿1602，所述至少一个驱动齿1602被定位成在所述扭矩指示驱动轴环914被旋转时与所述至少一个从动齿1600啮合。每个从动齿1600可包括梯形构型，其中与内面1606相比，从动齿1600的外面1604包括更大的表面积。在这点上，沿着边缘1608(其可以是尖锐的或圆的)的线可在沿着从动联接器910的中心纵向轴线1610的中心点处终止。此外，至少一个从动齿1600可位于从动联接器910的近端上或径向外表面上。驱动齿1602(相对于径向平面)的斜率的实例可包括小于约90
°
，诸如约45
°
、约45
°
至约15
°
、约30
°
至约15
°
、约22.5
°
等。
[0156]
扭矩指示驱动轴环914还可包括至少一个扭矩指示齿1612，所述至少一个扭矩指示齿1612被定位成与所述至少一个驱动齿1602相邻以在所述扭矩指示驱动轴环914被旋转时与所述至少一个从动齿1600啮合。沿着驱动齿1602和扭矩指示齿1612的边缘(其可以是尖锐的或圆的)的线可类似地在沿着扭矩指示驱动轴环914的中心纵向轴线1614的中心点处终止。
[0157]
扭矩指示驱动轴环914还可包括至少一个轴向轴环对准特征1616。至少一个轴向轴环对准特征1616可位于至少一个驱动齿1602的径向外侧或内侧。
[0158]
扭矩指示配件902的各种部件的性质可被配置为允许驱动齿1602与从动齿1600摩擦啮合并驱动所述从动齿1600，直到施加了限定量的扭矩(例如，从动联接器910与对应的过滤器配件形成螺纹密封)为止。
[0159]
关于图9、图11和图17来描述系统900的操作。
[0160]
参考图9、图11和图17，在1700处，拇指件932(未在图17中示出)可用于旋转扭矩指示驱动轴环914，这种旋转可基于驱动齿1602与从动齿1600的接触来赋予从动联接器910的旋转。
[0161]
可控制当用户旋转拇指件932时施加到从动联接器910的扭矩，例如以防止损坏部件并便于以后从过滤筒中移除扭矩指示配件902。在一个实例中，施加到从动联接器910的力可为约1磅力(lbf)或更小至约32lbf，例如，力可为约2lbf至约24lbf、约3lbf至约13lbf，诸如约5lbf。
[0162]
在1702处，当施加在从动齿1600上的扭矩达到等于(例如，当弹性构件944被压缩时)弹性构件944施加的反作用力的最大指定扭矩时，如在1704所示，扭矩指示驱动轴环914可由于驱动齿1602的成角度的表面1706与从动齿1600之间成角度的接触而离开从动联接器910。
[0163]
在1708处，当继续旋转扭矩指示驱动轴环914并且当驱动齿1602的成角度的表面1706不再接触从动齿1600时，扭矩指示驱动轴环914可自由旋转，直到从动齿1600与扭矩指示齿1612接触为止。在这点上，从动齿1600与扭矩指示齿1612的接触可产生听得见的且物理的“咔哒声”，所述咔嗒声可被听到并通过拇指件932感觉到，以向用户指示扭矩指示配件902被正确地安装到过滤筒906(或1102)以避免与系统900相关联的任何意外泄漏。此时，一旦扭矩指示配件正确地安装在过滤筒906(或1102)的两侧上，用户就可根据需要利用系统900。
[0164]
材料的实例
[0165]
本文中描述的各种部件可由多种材料制成，这些材料包括金属和聚合物。这些材料可被工程化来达到所需的强度水平、弹性水平等。
[0166]
在一些实例中，从动联接器208和/或910以及驱动轴环220和/或914都由金属(诸如钢合金，诸如不锈钢)制成。齿212、222、1600、1602和/或1612的表面可被工程化(例如，通过机械加工或表面处理)为具有限定的光滑度或粗糙度，这将影响齿212、222、1600、1602和/或1612滑脱和/或保持接触时的扭矩。
[0167]
在一些实例中，垫圈704a、704b、908和/或1104可由以下材料制成：聚合物、塑料、弹性体、橡胶、硅酮、腈、橡胶、聚四氟乙烯(ptfe，在标记下可获得)、聚三氟氯乙烯、聚醚醚酮(peek)、金属等。
[0168]
本文所描述和说明的是实例及其一些变型。本文使用的术语、描述和附图仅以说明的方式阐述，并且并不意味着限制。在意图由以下权利要求及其等同物来定义的主题的精神和范围内，许多变型是可能的，除非另有说明，否则在权利要求中所有术语均是其最广泛的合理意义上的意思。