用于色谱系统中的流体联接件的配件的制作方法

文档序号:29575623发布日期:2022-04-09 07:15阅读:78来源:国知局
用于色谱系统中的流体联接件的配件的制作方法
用于色谱系统中的流体联接件的配件
1.相关申请本技术要求2019年8月14日提交的名称为“用于色谱系统中的流体联接件的配件(fitting for fluidic coupling in a chromatography system)”的美国临时专利申请序列号62/886,375的较早前提交日期的权益,该申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
2.本发明整体涉及色谱法。更具体地,本发明涉及用于在色谱系统中使用的流体联接件的配件。


背景技术:

3.色谱法是将混合物分离成其组分的一组技术。已明确建立的分离技术包括hplc(高效液相色谱)、uplc(超高效液相色谱)和sfc(超临界流体色谱)。hplc系统使用传统上介于1,000psi(磅/平方英寸)至约6,000psi之间的范围内的高压来产生填充柱中的液相色谱(lc)所需的流。与hplc相比,uplc系统使用具有较小颗粒物的柱和接近20,000psi的较高压力来递送流动相。sfc系统使用高度可压缩的流动相,该流动相通常采用二氧化碳(co2)作为主要组分。
4.在典型的lc系统中,溶剂递送系统吸入液体溶剂的混合物并将其递送到注射系统,其中注入的样品等待该流动相到达。流动相携带样品通过分离柱。在柱中,样品和流动相的混合物根据混合物与柱中固定相的相互作用而分成带。检测器在这些带离开柱时识别并量化这些带。
5.用于lc系统中的流体联接件的典型流体管配件需要开放式扳手来进行安装。这可能会导致安装期间出现问题。如果没有扳手,则用户将无法对配件施加足够的扭矩以适当地紧固。即使有扳手,使用诸如扳手的工具来安装配件对于一些用户而言也可能很难并且会导致过度紧固或紧固不足的安装。
6.另外,用于lc系统中的流体联接件的典型管配件通常会由压紧螺钉与垫圈和/或套圈之间的磨损而产生碎屑。磨损和碎屑会缩短配件的寿命。配件中遇到的其他问题是许多配件允许在配件与流体联接件的母接纳器之间存在死体积。该死空间允许液体积聚而不会移动通过配件并且阻碍系统的准确性。现有的配件系统还包括许多松动部件,如果部件丢失或掉落,这可能会给用户带来问题。
7.因此,在本领域中将很好地接纳用于lc系统中的流体联接件的改进配件。


技术实现要素:

8.在一个示例性实施方案中,一种用于色谱系统中的流体联接件的配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管组件,该管组件包括管套筒和通过套筒安置的内管,管套筒和内管各自延伸到管组件的端面,管套筒包括外表面;密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与管组件的端面邻接,密封主体包括
外表面;和套环,该套环固定到管套筒的外表面和密封主体的外表面。
9.另外或另选地,管套筒和内管在端面处焊接在一起。
10.另外或另选地,端面是抛光表面。
11.另外或另选地,密封主体由高温聚酰亚胺和聚醚醚酮中的至少一者制成。
12.另外或另选地,套环包括从第一端延伸的薄壁部分和从薄壁部分延伸到第二端的厚壁部分,其中圆周内部脊由薄壁部分与厚壁部分之间的厚度差异限定,其中圆周内部脊限定与管组件的端面接触的表面。
13.另外或另选地,管套筒包括从端面延伸的外径减小部分,其中套环的薄壁部分在管套筒的外径减小部分上延伸。
14.另外或另选地,套环的薄壁部分压配合在管套筒的外径减小部分上,并且其中套环的厚壁部分压配合在密封主体上。
15.另外或另选地,压紧螺钉包括位于与驱动端相对的握持端处的滚花握持部分,该滚花握持部分被构造成便于将压紧螺钉手动紧固到接纳器配件中。
16.另外或另选地,压紧螺钉由耐磨损不锈钢材料制成。
17.另外或另选地,密封主体包括内孔,该内孔的尺寸等于或大于内管的内径。
18.另外或另选地,密封主体被构造成在抵靠接纳器配件的表面压紧时在第二端上变形。
19.另外或另选地,配件包括焊接到管组件的环,该环被构造成在紧固期间被压紧螺钉推动。
20.在另一示例性实施方案中,一种制造用于色谱系统中的流体联接件的配件的方法包括:在管套筒和内管中的每一者的端面处焊接管套筒和内管以创建具有经焊接管组件端面的管组件;以及抛光经焊接管组件端面。
21.另外或另选地,该方法包括:将密封主体的表面与经焊接管组件端面邻接;以及将套环固定到管套筒的外表面和密封主体的外表面。
22.另外或另选地,固定套环还包括将套环压配合到管套筒的外表面和密封主体的外表面中的每一者。
23.另外或另选地,该方法包括在密封主体的表面与经焊接管组件端面之间维持流体紧密密封,使得通过内管和密封主体的轴向开口输送的流体不会在管套筒、内管和套环之间泄漏。
24.在另一示例性实施方案中,一种在色谱系统中流体联接的方法包括:提供配件,该配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管组件,该管组件包括管套筒和通过套筒安置的内管,管套筒和内管各自延伸到管组件的端面,管套筒包括外表面;密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与管组件的端面邻接,密封主体包括外表面;和套环,该套环固定到管套筒的外表面和密封主体的外表面;以及通过在没有紧固工具的情况下手动紧固压紧螺钉来将配件流体地联接到液相色谱系统的接纳器配件。
25.另外或另选地,该方法包括:在密封主体的第一端面与管组件的端面之间维持流体紧密密封;通过内管和密封主体的轴向开口输送流体;以及避免管套筒、内管和套环之间的流体的任何泄漏。
26.另外或另选地,该方法包括当抵靠接纳器配件的表面压紧时使密封主体在套环的端部上变形。
27.在另一示例性实施方案中,一种色谱系统中的流体联接件包括:用于流体联接件的配件,该配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管组件,该管组件包括管套筒和通过套筒安置的内管,管套筒和内管各自延伸到管组件的端面,管套筒包括外表面;密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与管组件的端面邻接,密封主体包括外表面;和套环,该套环固定到管套筒的外表面和密封主体的外表面;和接纳器配件,该接纳器配件具有螺纹孔和内孔,该内孔在与螺纹孔相对的端部处具有密封表面,接纳器配件具有从密封表面延伸以传递流体的通道。
28.另外或另选地,压紧螺钉的螺纹部分与接纳器配件的螺纹孔接合,从而将密封主体的第二端面推抵接纳器配件的密封表面。
29.另外或另选地,密封主体在密封主体的外表面与管组件端面之间创建流体紧密密封,使得通过内管和密封主体的轴向开口输送的流体不会在管套筒、内管和套环之间泄漏。
30.在另一示例性实施方案中,一种用于色谱系统中的流体联接件的配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管,该管具有主体和较大直径部分,该管被构造成随着压紧螺钉轴向地移动,该管包括从前端延伸到座置表面的埋头孔;和密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与埋头孔的座置表面邻接,密封主体包括尺寸被设定成配合在埋头孔内的外表面。
31.另外或另选地,压紧螺钉包括与驱动端相对的后端和从后端延伸的至少一个埋头孔。
32.另外或另选地,至少一个埋头孔包括延伸到第一座置表面的第一埋头孔和从第一座置表面延伸到第二座置表面的第二埋头孔,其中较大直径部分是焊接到管的主体的环,该环的尺寸被设定成配合到第二埋头孔中。
33.另外或另选地,配件包括附接到压紧螺钉的后端的保持器帽盖,该保持器帽盖的尺寸被设定成利用保持器帽盖与第一埋头孔之间的压配合附接在第一埋头孔内,保持器帽盖被构造成与环接触以在通过压紧螺钉压紧期间利用压紧螺钉向前驱动管。
34.另外或另选地,保持器帽盖和压紧螺钉被构造成在接纳器配件中的压紧螺钉的紧固期间绕着管和环旋转。
35.另外或另选地,密封主体由高温聚酰亚胺和聚醚醚酮中的至少一者制成。
36.另外或另选地,埋头孔包括从座置表面朝向前端轴向地延伸的窄壁部分,该窄壁部分被构造成以压配合接纳密封主体的第一端面。
37.另外或另选地,密封主体在第一端面与第二端面之间延伸的长度大于至少一个埋头孔的轴向长度。
38.另外或另选地,密封主体被构造成在抵靠接纳器配件的表面压紧时在管主体的前端上变形。
39.另外或另选地,密封主体包括内孔,该内孔的尺寸等于或大于管主体的内径。
40.另外或另选地,压紧螺钉包括位于与驱动端相对的后端处的滚花握持部分,该滚花握持部分被构造成便于将压紧螺钉手动紧固到接纳器配件中。
41.另外或另选地,压紧螺钉由耐磨损不锈钢材料制成。
42.在另一示例性实施方案中,一种在色谱系统中流体联接的方法包括:提供配件,该配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管,该管具有主体和较大直径部分,该管被构造成随着压紧螺钉轴向地移动,该管包括从前端延伸到座置表面的埋头孔;密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与埋头孔的座置表面邻接,密封主体包括尺寸被设定成配合在埋头孔内的外表面;以及通过在没有紧固工具的情况下手动紧固压紧螺钉来将配件流体地联接到液相色谱系统的接纳器配件。
43.另外或另选地,该方法包括:在密封主体的第一端面与管组件的座置表面之间维持流体紧密密封;以及通过管和密封件的轴向开口输送流体。
44.另外或另选地,该方法包括当抵靠接纳器配件的表面压紧时使密封主体在管的前端上变形。
45.在另一示例性实施方案中,一种色谱系统中的流体联接件包括:用于色谱系统中的流体联接件的配件,该配件包括:压紧螺钉,该压紧螺钉包括轴向孔、螺纹部分和驱动端;管,该管具有主体和较大直径部分,该管被构造成随着压紧螺钉轴向地移动,该管包括从前端延伸到座置表面的埋头孔;和密封主体,该密封主体在第一端面与第二端面之间延伸,第一端面与埋头孔的座置表面邻接,密封主体包括尺寸被设定成配合在埋头孔内的外表面;和接纳器配件,该接纳器配件具有螺纹孔和内孔,该内孔在与螺纹孔相对的端部处具有密封表面,接纳器配件具有从密封表面延伸以传递流体的通道。
46.另外或另选地,压紧螺钉的螺纹部分与接纳器配件的螺纹孔接合,从而将密封主体的第二端面推抵接纳器配件的密封表面。
47.另外或另选地,密封主体在密封主体的第一端面与埋头孔的座置表面之间和在密封主体的第二端面与内孔的密封表面之间创建流体紧密密封,使得通过管的通道和密封主体的轴向开口输送的流体不会从管的通道和密封主体的轴向开口泄漏。
48.另外或另选地,密封主体在第一端面与第二端面之间延伸的长度大于至少一个埋头孔的轴向长度。
49.另外或另选地,密封主体在管主体的前端上变形并且抵靠接纳器配件的密封表面压紧。
附图说明
50.通过结合附图参考下面的描述,可以更好地理解本发明的上述优点和其他优点,附图中相同的附图标号是指各个附图中相同的元件和特征。为清楚起见,并非每个元件都在每个附图中标记。附图不一定按比例绘制,而重点在于示出本发明的原理。
51.图1描绘了液相色谱系统的实施方案的框图。
52.图2描绘了图1的液相色谱系统的样品管理器的实施方案的功能图。
53.图3描绘了通过配件将管材流体联接到旋转剪切密封阀的定子部分的实施方案的图示。
54.图4描绘了根据一个实施方案的图1至图3的配件中的一个示例性配件的分解透视图。
55.图5描绘了根据一个实施方案的图4的配件的分解侧视图。
56.图6描绘了根据一个实施方案的图4和图5的配件的侧视截面图。
57.图7描绘了根据一个实施方案的图4至图6的配件的透视剖视图。
58.图8描绘了根据一个实施方案的在紧固之前附接到接纳器的图4至图7的配件的侧视截面图。
59.图9描绘了根据一个实施方案的在紧固之后附接到接纳器的图4至图7的配件的侧视截面图。
60.图10描绘了根据一个实施方案的另一示例性配件的分解透视图。
61.图11描绘了根据一个实施方案的图10的配件的侧视截面图。
62.图12描绘了根据一个实施方案的在紧固之前附接到接纳器的图10和图11的配件的侧视截面图。
63.图13描绘了根据一个实施方案的在紧固之后附接到接纳器的图10至图12的配件的侧视截面图。
具体实施方式
64.在本说明书中提到“一个实施方案”或“实施方案”表示结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本教导的至少一个实施方案中。对本说明书内的特定实施方案的引用不一定都指代相同的实施方案。
65.现在将参考如附图所示的本教导的示例性实施方案来更详细地描述本教导。虽然结合各种实施方案和示例描述了本教导,但是本教导不旨在限制于此类实施方案。相比之下,本教导涵盖各种替代、修改和等同物,如本领域的技术人员将理解。能够使用本文教导的普通技术人员将认识到在如本文所述的本公开的范围内的附加实施方式、修改和实施方案,以及其他使用领域。
66.用于色谱系统中的高压配件通常包括压缩构件(例如,套圈)和压紧螺钉,以将管中的流体路径联接到结构中的流体通道,该结构包括用于接纳配件的接纳端口。在下文中,“压紧螺钉”可以是压紧螺母或者被构造成与接纳配件接合并将流体管压紧或推入接纳配件中的其他特征部。在安装期间,安装人员将压紧螺钉滑动到管上,然后在将管插入接纳端口中之前将套圈滑动到管上。在安装人员在管上维持力的同时紧固压紧螺钉,以保持管的端面与接纳端口的底部处的密封表面接触。安装人员需要了解正确的安装技术。如果安装不当或由于随时间推移的磨损,则在与接纳端口底部处的密封表面接触的管的端面处可能发生损坏。此外,由于配件的部件未完全包含在组装状态下,因此部件可在安装之前或期间错位或处理不当。
67.简而言之,本发明试图提供用于液相色谱系统的配件,该配件被完全包含且没有松动部件。本文所公开的配件的实施方案是无工具配件,其消除了对安装工具的需要并且可用手充分紧固。此外,本文所述的配件可被构造成消除由在紧固期间的磨损产生的碎屑。本文所述的配件可进一步被构造成消除母接纳器配件内的夹点以及使密封蠕变最小化以及进一步消除死体积。本文所述的配件可被构造用于多种安装和紧固序列而不损害连接完整性。
68.图1示出了用于将样品分离成其组分的液相色谱系统10的实施方案。液相色谱系统10可以是hplc、uplc或sfc系统。液相色谱系统10包括溶剂递送系统12,该溶剂递送系统通过流体管16a与样品管理器14(也称为注射器或自动取样机)流体连通。溶剂递送系统12
包括与溶剂(或流体)贮存器18流体连通的泵(未示出),泵从贮存器抽吸溶剂通过流体导管20,该流体导管可以是流体导管、管线、管或通道。色谱柱22通过流体管16b与样品管理器14流体连通。流体管16c将柱22的输出端口联接到检测器24,例如质谱仪、uv检测器或任何其他检测器。通过流体管16c,检测器24接收来自柱22的分离组分并产生输出,从该输出可以确定分析物的种类和数量。如本文所述,在液相色谱系统10中的各个位置处,流体管16a、16b、16c使用高压配件联接到系统部件。每根流体管16是指一段管材,而不是单根管。每个管材段可包括一根管或串联接合(例如,通过阀、t型配件等)的多根管。
69.样品管理器14包括注射器阀26,该注射器阀具有样品环28。溶剂管理器14在两种状态中的一种状态下操作:装载状态和注射状态。在装载状态下,注射器阀26的位置使得溶剂管理器14将样品装载到样品环28中;在注射状态下,注射器阀26的位置改变,使得溶剂管理器14将样品环28中的样品从溶剂递送系统12引入到连续流动的移动相中。在注射器阀26处于注射状态的情况下,流动相将样品携带到柱22中。为了实现这一点,流动相通过输入端口30到达注射器阀26,并通过输出端口32与样品一起离开注射器阀。
70.根据如下所述的本发明原理的各种配件可存在于液相色谱系统10内。例如,在流体管16a连接到注射器阀26的输入端口30处,在流体管16b连接到注射器阀26的输出端口32和柱22处,并且在流体管16c连接到柱22的输出端部和检测器24处,可存在此类配件。
71.如图2所示,在一些实施方案中,例如,在其中液相色谱系统10是基于co2的系统的那些实施方案中,样品管理器14还可包括插置在溶剂递送系统12与注射器阀26之间以及注射器阀26与柱22之间的辅助阀40。一般来讲,辅助阀40提供注射器阀26可通过其排放的流体通路。在该实施方案中,流体管16a将溶剂递送系统12联接到辅助阀40的第一输入端口42,流体管16b将辅助阀40的第二输出端口44联接到柱22。流体管16d和16e还将辅助阀40联接到注射器阀26;流体管16d将辅助阀40的第一输出端口46连接到注射器阀26的输入端口30,并且流体管16e将注射器阀26的输出端口32连接到辅助阀40的第二输入端口48。
72.当阀26、40被配置用于样品注射时,流体管16a和16d上的箭头示出移动相朝向注射器阀26的流动方向;流体管16e和16b上的那些箭头对应于携带样品的移动相从注射器阀26朝向柱22的流动。
73.类似于结合图1所述的流体管16a、16b、16c,附加流体管16d和16e也可以在其端部处与根据本发明的原理构造的配件联接。更具体地,在流体管16d连接到辅助阀40的第一输出端口46和注射器阀26的输入端口30处,并且在流体管16e连接到注射器阀26的输出端口32和辅助阀40的第二输入端口48处,可存在此类配件。
74.图3示出了如何使用流体联接件50通过接纳端口54中的一个接纳端口将流体管16b联接到旋转剪切密封阀的定子部分52的示例。为清楚起见,仅示出一个配件连接,但应当理解,其他流体管16b可以类似的方式联接到定子部分52的其他接纳端口54。流体管16b被示出为延伸到压紧螺钉70中。压紧螺钉70也可被描述为压紧螺母。虽然流体管16b出于示例性目的示于图3中,但应当理解,可结合本发明的实施方案以连接液相色谱系统10的流体管16a、16b、16c、16d、16e(统称为16)和接纳器或具有流体配件的任何其他流体系统中的任一者。
75.图4描绘了根据一个实施方案的图1至图3的配件100中的一个示例性配件的分解透视图。图5描绘了根据一个实施方案的图4的配件的分解侧视图。配件100可被构造成连接
到各种液相色谱系统,诸如6千磅/平方英寸(ksi)系统、10ksi系统和/或20ksi系统。配件100可被构造用于在液相色谱系统10中的任何地方使用,诸如在泵、样品管理器、柱模块和/或其检测器内使用。配件100可以是无工具配件,其消除了对安装工具的需要并且可用手充分紧固。配件100可被构造成消除由在紧固期间的磨损产生的碎屑。配件100可进一步被构造成消除母接纳器配件内的夹点以及使密封蠕变最小化以及进一步消除死体积。配件100可被构造用于多种安装和紧固序列而不损害连接完整性。配件100的所有部件一旦如本文所述组装就可保持不动,其中没有能够在使用期间掉落或丢失的松动部件。
76.配件100被示出为包括密封主体110、套环112、管套筒114、压紧螺钉116、保持器环118和内管120。在下文中,管套筒114和内管120的组合将被称为管组件114、120。配件100被示出为具有其在制造之前的组成部分,该制造可包括在组装状态下焊接、抛光和/或卷曲各个部件110、112、114、116、118、120,如本文在下面所述和在图6至图9中所示。
77.如图4和图5所示,配件100的密封主体110在第一端面122与第二端面124之间延伸。密封主体110包括外表面126和内孔128。密封主体110的内孔128可包括在0.003英寸与0.020英寸之间的范围内的内径,这取决于例如管组件114、120和/或母接纳器配件的内径或者给定应用的压力要求。密封主体110可由例如高温聚酰亚胺或聚醚醚酮(peek)材料制成。密封主体110还可由被构造成在轴向应力下压紧的可变形材料制成。然而,在较高压力应用中,密封主体110可由金属材料(诸如钽或铌金属)制成。密封主体110的材料的屈服强度可低于管组件114、120的部件的材料的屈服强度。密封主体110可由抗蠕变材料制成,并且密封主体110可在组装时由套环112完全约束以便防止蠕变以及防止需要定期重新紧固配件100。
78.配件100还包括管套筒114。管套筒114包括外表面130,并且在前端面132与后端134之间延伸。在前端面132与后端134之间的管套筒114内延伸的是被构造成接纳内管120的内通道146。管套筒114包括从前端面132延伸的外径减小部分136。套环112被构造成当配件100被组装时在外径减小部分136上延伸,如图6所示。
79.管套筒114还包括圆锥形或锥形表面138,该圆锥形或锥形表面扩大管套筒114的外径。圆锥形或锥形表面138延伸到推动表面140,该推动表面被构造成从压紧螺钉116的表面接纳轴向负载。推动表面140是垂直于管套筒114和配件100的轴向方向延伸的圆周表面。推动表面140径向地延伸到圆周座置部分142,该圆周座置部分被构造成由压紧螺钉116的相应埋头孔接纳。圆锥形或锥形表面138、推动表面140和圆周座置部分142被示出为管套筒114的组成元件。然而,在一些实施方案中,具有所示尺寸的管套筒114可由焊接或以其他方式附接在一起的两个或更多个单独部件组成。
80.管套筒114延伸到圆周通道144所在的后端134。圆周通道144可被构造成在沿着管套筒114的轴向长度的固定位置接纳和保持保持器环118。管套筒114可被构造成与内管120焊接在一起,使得管套筒114的移动引起内管120上的移动。
81.套环112被示出为能够固定到管套筒114的外表面130(特别是在外径减小部分136处)和密封主体110的外表面126中的每一者。套环112在第一端148与第二端150之间延伸。套环112包括从第一端148延伸的薄壁部分152和从薄壁部分152延伸到第二端150的厚壁部分154。圆周脊156由薄壁部分152与厚壁部分154之间的厚度差异限定。圆周脊156限定被构造成与管组件114、120的端面并且具体地是其前端面132接触的表面。厚壁部分154和薄壁
部分152中的每一者可被构造成压配合在相应的密封主体112和管套筒114的外径减小部分136上。
82.压紧螺钉116在推动端面158与后端160之间延伸,并且包括在推动端面158与后端160之间延伸的通道166。通道166可被构造成接纳管套筒114的后部。通道168的直径减小部分168可被构造成与保持器环118协作以充当止动件并且防止管组件114、120相对于压紧螺钉116轴向地移动。具体地,保持器环118可具有比直径减小部分168更大的外径,从而防止保持器环118朝向推动端面158轴向地移动经过直径减小部分168。
83.压紧螺钉116可由耐磨损不锈钢材料制成,以防止磨损以及防止因压紧螺钉116与母接纳器配件之间的摩擦而产生碎屑,如图8至图9所示。然而,所设想的实施方案可由任何金属材料制成。也可设想不耐磨损的材料。非耐磨损材料可镀金以减少磨损。
84.压紧螺钉116的推动端面158包括平坦圆周表面,该平坦圆周表面被构造成与管套筒114的推动表面140邻接并在其上施加轴向负载。从压紧螺钉116的推动端面158延伸的是被构造成接纳圆周座置部分142并与其接合的埋头孔162。压紧螺钉116还包括接近推动端面158的螺纹164,该螺纹被构造成与母接纳器配件的内螺纹介接,如图8至图9所示。
85.压紧螺钉116包括具有滚花握持部分170的端部旋钮168。端部旋钮168可具有足够的周长和/或半径,使得可在不使用安装工具的情况下用手完成安装。滚花被示出为直线滚花,但是可设想其他实施方案,诸如菱形或对角滚花。虽然所示出的实施方案包括直径延长的手动紧固端部旋钮168,但是本发明的各方面的其他实施方案相反可采用典型的工具紧固端部。例如,设想了与本公开一致的密封主体、套环和管组件的各种实施方案可包括无工具的或需要工具的压紧螺钉116。
86.配件100还包括内管120,该内管在第一端172与第二端174之间延伸并且具有管主体176和延伸通过该管主体的通道178。内管120可以是适合于液相色谱应用的任何长度。内管120可由例如不锈钢制成。借助于具体尺寸示例,内管120的内部尺寸和外部尺寸可分别为0.004英寸和0.025英寸。然而,可提供内管120的各种尺寸,这取决于液相色谱应用的类型以及配件100和内管120被构造成操作的压力和体积流率。
87.图6描绘了根据一个实施方案的处于组装状态的图4和图5的配件100的侧视截面图。如图所示,压紧螺钉116的相对位置通过一侧上的推动表面140和圆周座置部分142以及另一侧上的保持器环118相对于管组件114、120固定。因此,压紧螺钉116可由这些元件140、142、118相对于管组件114、120轴向地约束,同时仍然能够相对于管组件114、120轴向旋转。
88.此外,套环112被示出为固定到密封主体110和管套筒114中的每一者。在一个实施方案中,套环112可包括两个圆周卷曲部,一个圆周卷曲部位于薄壁部分152处以用于将套环112固定到外径减小部分136,并且另一个圆周卷曲部位于厚壁部分154处以用于将套环112固定到密封主体110。这两个圆周卷曲部可以是压配合以将密封主体110保持和固定在套环112内。一旦固定,密封主体110的第二端面124就被构造成延伸经过套环的第二端150。第二端面124在第二端150上延伸的量可根据密封主体的应用和材料特性而变化。如图9所示,密封主体110的延伸的第二端面124可被构造成当密封主体110处于压紧下并被轴向负载压抵密封表面时绕着套环112的第二端150变形。
89.图7描绘了根据一个实施方案的在附接套环112和密封主体110之前图4至图6的配件100的透视剖视图。具体地,图7示出了在经由焊接工艺附接内管120和管套筒114之后的
配件100。具体地,内管120和管套筒114可首先在其端部处对准。圆周焊缝182可应用在由管套筒114的前端面132和内管120的第一端172中的每一者创建的端面处。焊缝182可具体地位于管组件114、120的端面处。一旦焊接,就可采用抛光、砂磨或平滑过程以便使抛光的端面表面180变平,如图所示。抛光的端面180提供平坦的、平滑的和/或均匀的密封表面,该密封表面被构造成当密封主体110被压抵抛光的端面180时促进和改善密封。在一个实施方案中,焊缝182可以是内管120与管套筒114之间的唯一附接形式。在其他实施方案中,一个或多个附加焊缝可位于沿着内管120和管套筒114的一个或多个不同的轴向位置处。
90.图8描绘了根据一个实施方案的在紧固之前附接到接纳器200的图4至图7的配件100的侧视截面图。图9描绘了根据一个实施方案的在紧固之后附接到接纳器200的图4至图7的配件100的侧视截面图。接纳器200可以是母接纳器配件,或者是被构造成与公配件(诸如配件100)连接、配合或产生流体联接的任何其他类型的配件。母接纳器200被示出为包括从开口端延伸的螺纹孔218。锥形孔216从螺纹孔218更深地延伸到接纳器200中。内孔213从锥形孔216延伸到密封表面214。通道210从密封表面214延伸,来自配件100的流体被构造成输送通过该通道。如图所示,配件100的锥形表面138被示出为与接纳器200的锥形孔216对准,而密封主体110的第二端面124与接纳器200的密封表面214邻接。如图9所示,当密封主体110通过在母接纳器200内紧固压紧螺钉116而被置于轴向压紧下时,密封主体110被构造成在套环112的第二端150上变形,如用扩大的圆周部分184所描绘。
91.根据所示的实施方案和附图,还设想了制造配件100的方法。例如,制造配件100的方法可包括在管套筒和内管中的每一者的端面(诸如前端面132和第一端172)处焊接管套筒(诸如管套筒114)和内管(诸如内管120),以创建具有经焊接管组件端面(诸如抛光表面180)的管组件。制造方法还可包括在焊接管套筒和内管的端部之后抛光经焊接管组件端面。另外,方法可包括将密封主体(诸如密封主体110)的表面与经焊接管组件端面邻接以及将套环(诸如套环112)固定到管套筒的外表面和密封主体的外表面。该固定可包括例如将套环压配合到管套筒的外表面和密封主体的外表面中的每一者。根据该方法的配件的组装因此可包括在密封主体的表面与经焊接管组件端面之间维持流体紧密密封,使得通过内管和密封件的轴向开口输送的流体不会在管套筒、内管和套环之间泄漏。
92.所设想的其他方法包括在色谱系统(诸如液相色谱系统)中创建流体联接件。方法可包括提供配件(诸如配件100)以及通过在没有诸如扳手等紧固工具的情况下手动紧固配件的压紧螺钉(诸如压紧螺钉116)来将配件流体地联接到液相色谱系统的接纳器配件。方法包括在密封主体的第一端面(诸如密封主体110的第一端面122)与管组件的端面(诸如管组件114、120的端面180)之间维持流体紧密密封。方法可包括通过内管(诸如内管120)和密封主体的轴向开口(诸如内孔128)输送流体。方法还可包括避免配件的管套筒、内管和套环(诸如配件100的管套筒114、内管120和套环112)之间的流体的任何泄漏。方法可包括当抵靠接纳器配件的表面压紧时使密封主体在套环的端部上变形,诸如图9所示的变形。
93.图10描绘了根据一个实施方案的另一示例性配件300的分解透视图。图11描绘了根据一个实施方案的图10的配件的侧视截面图。与配件100一样,配件300可按图1至图3中所描述的方式部署在液相色谱系统或任何色谱系统中。配件300可被构造成连接到各种液相色谱系统,诸如6千磅/平方英寸(ksi)系统、10ksi系统和/或20ksi系统。类似于配件100,配件300可以是无工具配件,其消除了对安装工具的需要并且可用手充分紧固。配件300可
被构造成消除由在紧固期间的磨损产生的碎屑。配件300可进一步被构造成消除母接纳器配件内的夹点以及使密封蠕变最小化以及进一步消除死体积。配件300可被构造用于多种安装和紧固序列而不损害连接完整性。配件300被示出为包括压紧螺钉310、推环312、保持器帽盖314、密封主体316和管318。与配件100不同,配件300不包括管套筒,而是仅包括单根管318。
94.压紧螺钉310在前端320与后端322之间延伸,并且包括在前端320与后端322之间延伸的通道324。通道324可被构造成接纳管318。通道324的直径减小部分326可被构造成以间隙配合接纳管318,该间隙配合允许管318滑动通过直径减小部分326。压紧螺钉310包括被构造成由母接纳器配件的母螺纹接纳的外螺纹328,如图12和图13中的示例性实施方案所示。
95.压紧螺钉310是从后端322延伸的具有第一周长的第一埋头孔334。第一埋头孔334延伸到第一座置表面335。第二埋头孔336从第一埋头孔334进一步从后端322延伸,具有小于第一周长的第二周长。第二埋头孔336延伸到第二座置表面337。第二埋头孔336可被构造成以间隙配合接纳推环312,该间隙配合允许压紧螺钉310绕着推环312自由旋转。第一埋头孔334可被构造成以干涉配合或压配合附接接纳保持器帽盖314的一部分,使得压紧螺钉310的旋转引起保持器帽盖314的旋转。在其他实施方案中,保持器帽盖314可被构造成焊接、粘附或以其他方式永久地附接到压紧螺钉310的端部。
96.压紧螺钉310可由耐磨损不锈钢材料制成,以防止磨损以及防止因压紧螺钉310与母接纳器配件之间的摩擦而产生碎屑,如图12至图13所示。然而,所设想的实施方案可由任何金属材料制成。也可设想不耐磨损的材料。非耐磨损材料可镀金以减少磨损。
97.压紧螺钉310包括具有滚花握持部分332的端部旋钮330。端部旋钮330可具有足够的周长和/或半径,使得可在不使用安装工具的情况下用手完成安装。滚花被示出为直线滚花,但是可设想其他实施方案,诸如菱形或对角滚花。虽然所示出的实施方案包括直径延长的手动紧固端部旋钮330,但是本发明的各方面的其他实施方案相反可采用典型的工具紧固端部。例如,设想了与本公开一致的密封主体、套环和管组件的各种实施方案可包括无工具的或需要工具的压紧螺钉310。
98.推环312可由不锈钢或能够焊接到管318的外表面的其他金属材料制成。在附接之前,推环312可包括被构造成接纳管318的圆形中间开口。当焊接或以其他方式附接或固定到管318时,推环312创建具有更大直径部分(即,推环312)的管,该管被构造成随着压紧螺钉310轴向地移动或推动。推环312的尺寸可被设定成配合到压紧螺钉310的第二埋头孔336中,其中具有间隙以允许推环312绕着压紧螺钉310旋转。在其他实施方案中,推环312可以是管318的组成圆周突起、脊或其他更大直径部分,其可类似地配合到压紧螺钉310的第二埋头孔336中。
99.保持器帽盖314包括主体345,该主体的圆周覆盖压紧螺钉310的后端322的大部分或全部表面积。保持器帽盖314包括从保持器帽盖314的主体345延伸的圆周延伸部分346。圆周延伸部分346可以是对应于压紧螺钉310的第一埋头孔334的圆周的圆周。圆周延伸部分346被构造成以压配合或干涉配合布置附接到第一埋头孔334内的压紧螺钉310的后端。如有必要,圆周延伸部分346可进一步用粘合剂或焊缝附接到压紧螺钉310。无论实施方案如何,保持器帽盖314可被构造成随着压紧螺钉310旋转。保持器帽盖314还包括从圆周延伸
部分346延伸并且被构造成与推环312接触的圆周窄环接触部分348。该接触部分348可被构造成将推环312牢固地保持在保持器帽盖314与第二埋头孔336的第二座置表面337之间的适当位置,同时仍然允许推环312与压紧螺钉310和保持器帽盖314之间的旋转。
100.配件300的密封主体316在第一端面352与第二端面354之间延伸。密封主体316包括外表面和内孔356。密封主体316的内孔356可包括在0.003英寸与0.020英寸之间的范围内的内径,这取决于例如管318和/或母接纳器配件的内径或者给定应用的压力要求。密封主体316可由例如高温聚酰亚胺或聚醚醚酮(peek)材料制成。密封主体316还可由被构造成在轴向应力下压紧的可变形材料制成。然而,在较高压力应用中,密封主体316可由金属材料(诸如钽或铌金属)制成。密封主体316的材料的屈服强度可低于管318的部件的材料的屈服强度。密封主体316可由抗蠕变材料制成,并且密封主体316可在组装时由管318完全约束以便防止蠕变以及防止需要定期重新紧固配件300。
101.管318包括主体,该主体在第一端356与第二端358之间延伸并且具有延伸通过该主体的通道360。管318可以是适合于液相色谱应用的任何长度。管318可由例如不锈钢制成。借助于具体尺寸示例,管318的内部尺寸和外部尺寸可分别为0.004英寸和0.025英寸。然而,可提供管318的各种尺寸,这取决于液相色谱应用的类型以及配件300和管318被构造成操作的压力和体积流率。
102.管318还可包括从第一端356延伸到座置表面363的埋头孔362。密封主体316的外表面的尺寸可被设定成配合在管318的埋头孔362内。具体地,埋头孔362可以是管318的壁的相对于管318的长度的其余部分较窄或较薄的部分,该较窄或较薄的部分从座置表面363朝向第一端356延伸。该窄或较薄部分可被构造成以压配合、摩擦配合或干涉配合关系接纳密封主体的第二端面354。当位于埋头孔362中时,密封主体316可具有在其第一端面352与第二端面354之间的长度,该长度大于埋头孔362的长度,使得密封主体316从管318的第一端356延伸。
103.图12描绘了根据一个实施方案的在紧固之后附接到接纳器200的图10至图11的配件300的侧视截面图。图13描绘了根据一个实施方案的在紧固之后附接到接纳器200的图4至图7的配件300的侧视截面图。虽然配件300可被构造成与上述配件100附接到相同类型的接纳器,但是配件100、300的尺寸可被设定成创建与各种母接纳器配件的流体联接件。如图所示,配件300的锥形表面329被示出为与接纳器200的锥形孔216对准,而密封主体316的第二端面352与接纳器200的密封表面214邻接。压紧螺钉310的外螺纹328与接纳器配件200的螺纹218接合。如图13所示,当密封主体316通过经由螺纹328、218的接合在母接纳器200内紧固压紧螺钉310而被置于轴向压紧下时。该紧固会在密封主体316上创建轴向压紧,该密封主体被构造成在管318的第一端356上变形,如用扩大的圆周部分365所描绘。
104.设想了使用配件(诸如配件300)进行流体联接的方法。例如,方法可包括提供配件,诸如配件300。方法可包括通过在没有紧固工具的情况下手动紧固压紧螺钉来将配件流体地联接到液相色谱系统的接纳器配件(诸如接纳器200)。方法可包括在密封主体的第一端面与管组件的座置表面之间维持流体紧密密封以及通过内管和密封件的轴向开口输送流体。方法可包括当抵靠接纳器配件的表面压紧时使密封主体在管的前端上变形以及通过管、密封主体和接纳器配件传递流体。
105.虽然已经参考特定实施方案示出和描述了本发明,但是本领域的技术人员应理
解,在不脱离如所附权利要求中叙述的本发明的实质和范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变。例如,在一些实施方案中,可移除密封装置可以不包括支撑套筒,或者可包括不是由金属材料制成的支撑套筒。在不脱离本文所述的发明范围的情况下,可以设想其他变型。
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