本發(fā)明主要涉及用于流體色譜分析的連接器，例如氣相色譜分析(gc：gaschromatography)和液相色譜分析(lc：liquidchromatography)，尤其適用于高性能狀態(tài)，例如高壓液相色譜分析(hplc：highpressureliquidchromatography)。

背景技術(shù)：

通常，現(xiàn)有技術(shù)中存在流體連接器的不同設(shè)計(jì)解決方案，在下文中將概述這些解決方案的選擇。

國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)wo2013/174421a1披露了一種密封元件，用于密封聯(lián)接元件和管狀元件之間的流體連接，且據(jù)稱(chēng)可提供通過(guò)管狀元件且介于聯(lián)接元件與管狀元件之間的縱向密封流路。該密封元件據(jù)稱(chēng)包含縱向延伸的凹槽，其中，凹槽適合接受管狀元件；還包含限制凹槽縱向范圍的橫向壁，其中，橫向壁有通孔。

國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)wo2012/116753a1披露了一種密封流體組件，該組件據(jù)稱(chēng)包含毛細(xì)管，該毛細(xì)管套在流體導(dǎo)管上，并且外表面至少部分涂有可熔材料涂層。在毛細(xì)管的末端進(jìn)一步包含與涂層成為一體的封口，該封口至少部分由可熔材料構(gòu)成，通過(guò)熔化末端的可熔材料涂層并重新固化熔化的材料來(lái)形成。

zach(扎克)等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2006/0239863a1披露了一種用于處理流體的管道元件，該元件據(jù)稱(chēng)包含至少一個(gè)耐溫和耐壓的支撐元件，該支撐元件有第一內(nèi)部，第一內(nèi)部布置有由耐化學(xué)物的塑料材料制成的內(nèi)部管道。據(jù)稱(chēng)在管道元件的至少一個(gè)自由端構(gòu)造有連接器元件，該連接器元件有第二內(nèi)部，內(nèi)部管道延伸至第二內(nèi)部中。支撐元件或連接器元件據(jù)稱(chēng)有至少一個(gè)泄壓口，從而確保支撐元件的第一內(nèi)部或連接器元件的第二內(nèi)部與環(huán)境之間的連通。

chitty(奇蒂)等人的美國(guó)專(zhuān)利5,669,637a和nienhuis(尼恩胡斯)的美國(guó)專(zhuān)利8,696,038b2主要披露了接頭總成。

benett(貝內(nèi)特)等人的美國(guó)專(zhuān)利6,273,478b1披露了用于傳輸微升量的小型連接器。

loyjr.(小羅伊)等人的美國(guó)專(zhuān)利6,575,501b1披露了用于將管道密封至受體的可變形襯套。

hochgraeber(霍克格雷伯)等人的美國(guó)專(zhuān)利9,091,693b2披露了連接至輔助襯套單元以用于色譜分析應(yīng)用的插頭單元。對(duì)披露的技術(shù)原理而言，重要的是，壓力件局部壓接到具有密封元件的毛細(xì)管總成內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)插頭單元和襯套單元之間的密封，壓力據(jù)稱(chēng)通過(guò)壓力件從插頭外殼傳遞至密封元件。

鑒于上述內(nèi)容，還需要改進(jìn)用于諸如氣相色譜分析和液相色譜分析等流體色譜分析的連接器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要涉及一種用于流體色譜分析的連接器。所述連接器具有包括接受構(gòu)件的插座總成，所述接受構(gòu)件設(shè)計(jì)并構(gòu)造為接受插頭總成并與所述插頭總成能釋放地互鎖。所述插頭總成包括：用于施加軸向壓力的力傳遞構(gòu)件；毛細(xì)管導(dǎo)管，其能滑動(dòng)地穿過(guò)所述力傳遞構(gòu)件中的通道以傳輸色譜分析流體；包圍毛細(xì)管導(dǎo)管前端的密封墊圈，所述密封墊圈具有朝后表面，所述朝后表面設(shè)置為直接接觸所述力傳遞構(gòu)件的朝前表面，從而受到軸向壓力；以及包圍所述密封墊圈的護(hù)套，用來(lái)提供軸向引導(dǎo)和對(duì)準(zhǔn)。

力傳遞構(gòu)件直接壓在密封墊圈上，在插頭總成和插座總成接合時(shí)，不需要任何其他力傳遞手段的協(xié)助，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，在毛細(xì)管導(dǎo)管的圓周上以非常均勻的方式施加用于產(chǎn)生密封的軸向力，從而增強(qiáng)并通常改進(jìn)密封效果。

此類(lèi)設(shè)計(jì)的優(yōu)選應(yīng)用包括納流hplc(使用約1至1000納升/分之間的流量)和高流hplc(使用大約1微升/分以上的流量)。工作壓力可介于5至300巴以上，當(dāng)可能涉及超性能lc(uplc)和超高性能lc(uhplc)時(shí)，典型壓力可在達(dá)到或甚至高于1000巴的范圍內(nèi)。

在不同實(shí)施例中，所述力傳遞構(gòu)件可包括階梯式構(gòu)件，所述階梯式構(gòu)件具有用于施加軸向壓力的第一部分，所述第一部分具有第一外徑；并且所述階梯式構(gòu)件還具有軸向相鄰的第二部分，所述第二部分具有比所述第一外徑大的第二外徑。

在不同實(shí)施例中，所述朝前表面可位于所述階梯式構(gòu)件的第一部分的前端，所述第一部分的尺寸為所述第一部分的軸向長(zhǎng)度和直徑能基本上滑動(dòng)地坐入所述護(hù)套的后部。護(hù)套的內(nèi)徑可在較小的毫米范圍內(nèi)，例如介于0.5至2毫米之間。

在不同實(shí)施例中，所述密封墊圈的形狀、所述階梯式構(gòu)件的第一部分的形狀以及所述護(hù)套的形狀優(yōu)選地基本為環(huán)形圓筒形，這樣普遍改善生產(chǎn)插頭總成的這些元件的容易度。

在不同實(shí)施例中，所述連接器還可以包括第三部分，所述第三部分設(shè)置為軸向鄰近所述階梯式構(gòu)件的第二部分，從而便于用手指緊固所述插頭總成和所述插座總成之間的連接，所述第三部分的第三外徑大于所述第一部分的外徑和所述第二部分的外徑這二者。為了改善操作員對(duì)連接器的觸覺(jué)體驗(yàn)，第三部分的外圓周表面可以具有紋理，例如設(shè)置滾花。可用手指將插頭總成緊固到插座總成中，一般不再需要諸如扳手等額外工具來(lái)建立連接。這樣，簡(jiǎn)化了連接器的處理。

在不同實(shí)施例中，所述密封墊圈的軸向長(zhǎng)度尺寸、所述階梯式構(gòu)件的第一部分的軸向長(zhǎng)度尺寸和包圍所述護(hù)套的軸向長(zhǎng)度尺寸可以為，使所述護(hù)套的朝后端不接觸所述階梯式構(gòu)件的第一部分和第二部分之間的過(guò)渡部。

在不同實(shí)施例中，連接器還可以包括：在所述階梯式構(gòu)件的通道處設(shè)計(jì)的收縮部，其中，所述毛細(xì)管導(dǎo)管在與所述毛細(xì)管導(dǎo)管的前端間隔開(kāi)的位置具有外部涂層(或額外的保護(hù)管)，所述外部涂層(或所述保護(hù)管)設(shè)計(jì)和構(gòu)造為與所述收縮部接合，且還具有止動(dòng)功能，以便限制所述階梯式構(gòu)件相對(duì)于所述毛細(xì)管導(dǎo)管的軸向移動(dòng)。此外，該止動(dòng)功能還有助于避免插頭總成卡在插座總成中，從而便于將其拉出，還防止毛細(xì)管導(dǎo)管以過(guò)于用力的方式壓住單面端口的底部。

在某些實(shí)施例中，所述階梯式構(gòu)件的第一部分的第一外徑優(yōu)選地稍微小于所述密封墊圈的外徑，從而可以從后方可滑動(dòng)地插入護(hù)套。直徑減小的幅度可在幾百微米的范圍內(nèi)，例如300微米。

在不同實(shí)施例中，包括所述朝后表面的所述密封墊圈的朝后前端不被所述護(hù)套覆蓋，并直接接觸所述階梯式構(gòu)件的第一部分中所設(shè)的凹槽的朝前底面，所述密封墊圈和所述護(hù)套借助所述凹槽而部分地接合。

在不同實(shí)施例中，在所述插頭總成和所述插座總成未接合的情況下，所述密封墊圈可從所述毛細(xì)管導(dǎo)管的前端稍微突出，當(dāng)所述插頭總成和所述插頭總成相互接合時(shí)，所述密封墊圈被壓縮以便與所述毛細(xì)管導(dǎo)管的前端基本齊平。或者，還可設(shè)置為在插頭總成和插座總成未接合的情況下就已經(jīng)齊平。對(duì)于某些實(shí)施例，甚至可以將密封墊圈的前端設(shè)置為，在未接合的情況下，從毛細(xì)管導(dǎo)管和/或共延伸護(hù)套建立的前端平面稍微縮回。從后方施加壓力時(shí)，密封墊圈于是可在前端稍微向前突出，從而閉合與前端平面的縫隙，從而實(shí)現(xiàn)齊平和緊密密封。

在某些實(shí)施例中，所述密封墊圈的前端可為階梯式，從而在基本上無(wú)任何向外突出的情況下允許所述密封墊圈發(fā)生材料變形，這一般可產(chǎn)生更加整潔和可靠的密封效果。密封墊圈前端的直徑縮小，例如，可使實(shí)現(xiàn)密封的接合面處的壓力增大。

在不同實(shí)施例中，所述力傳遞構(gòu)件的形狀可基本為環(huán)形圓筒形，其中，所述力傳遞構(gòu)件的外徑稍微小于所述密封墊圈的外徑，以便僅在力傳遞構(gòu)件和密封墊圈之間發(fā)生力傳遞，而不會(huì)干擾連接器的其他元件。

在不同實(shí)施例中，所述接受構(gòu)件可以是單面端口和雙面接頭之一。對(duì)于單面端口變體，它可有雙階梯式圓形凹槽，第一凹槽階梯的內(nèi)徑適合所述護(hù)套的外徑，第二凹槽階梯的內(nèi)徑大于所述第一凹槽階梯的內(nèi)徑。如上所述，在某些實(shí)施例中，其可適合階梯式構(gòu)件的第二部分的第二外徑。對(duì)于雙面接頭變體，可以抵接(和相對(duì))的方式鏡像和復(fù)制上述設(shè)計(jì)特征，這從下文進(jìn)一步介紹的實(shí)施例中可以明顯看出。

在某些實(shí)施例中，第二凹槽階梯和第一凹槽階梯之間的過(guò)渡部最好是圓錐形狀，但也可將其設(shè)計(jì)為，例如，具有與連接器對(duì)軸線垂直的邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述第二凹槽階梯和所述階梯式構(gòu)件的第二部分均可具有輔助互鎖機(jī)構(gòu)。互鎖機(jī)構(gòu)的一個(gè)示例將包括階梯式構(gòu)件對(duì)第二部分的外圓周表面處設(shè)計(jì)的外螺紋以及第二凹槽階梯的內(nèi)圓周表面處設(shè)計(jì)的互補(bǔ)內(nèi)螺紋。其他互鎖機(jī)構(gòu)同樣可行，例如，卡扣式接頭，并且由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)認(rèn)為合適的方案來(lái)實(shí)施。

在不同實(shí)施例中，所述單面端口可具有軸向通孔，所述軸向通孔設(shè)置為在所述插頭總成和所述插座總成相互接合時(shí)所述軸向通孔坐入與所述毛細(xì)管導(dǎo)管前端相對(duì)的位置。

在不同實(shí)施例中，所述單面端口的軸向通孔可容納管道，在插頭總成和插座總成相互接合時(shí)管道作為毛細(xì)管導(dǎo)管的延續(xù)。在最簡(jiǎn)單的示例中，管道與毛細(xì)管導(dǎo)管(例如熔融石英毛細(xì)管)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造相同，以便兩個(gè)抵接前端能實(shí)現(xiàn)良好的幾何匹配。

在不同實(shí)施例中，所述單面端口可具有基本平坦的底部，當(dāng)所述插頭總成和所述插座總成相互接合時(shí)，所述插頭總成的前端壓在所述底部上。此類(lèi)設(shè)計(jì)確保在毛細(xì)管導(dǎo)管及其聯(lián)接的任何下游管道之間的接合面實(shí)現(xiàn)密封，這與通過(guò)輔助螺母和套圈組件的兩個(gè)相對(duì)截錐表面實(shí)現(xiàn)密封的實(shí)施例不同。與套圈密封相比，此類(lèi)底部密封的主要優(yōu)勢(shì)是可從根本上降低死區(qū)容積。

在不同實(shí)施例中，所述密封墊圈可分別通過(guò)相反的朝外表面和朝內(nèi)表面沿徑向向外與所述護(hù)套連接且沿徑向向內(nèi)與所述毛細(xì)管導(dǎo)管連接。優(yōu)選地，這種連接由粘接、徑向型鍛、徑向塑性變形、錘鍛和激光焊接或這些技術(shù)的任何組合之一產(chǎn)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，焊接所需的熱量不僅僅能通過(guò)激光輻射產(chǎn)生，還能通過(guò)其他方式產(chǎn)生。這種連接用于使由此連接的元件不會(huì)彼此移動(dòng)，即使在受到外部應(yīng)變時(shí)也是如此，例如受到階梯式構(gòu)件第一部分對(duì)密封墊圈的軸向壓力時(shí)。

在不同實(shí)施例中，連接器還包括：空心拿取外殼，所述力傳遞構(gòu)件部分地置于所述空心拿取外殼中，從而簡(jiǎn)化連接器的用手拿取。在某些實(shí)施例中，階梯式構(gòu)件的第二部分可滑動(dòng)地容納到空心拿取外殼。在某些情況下，例如，當(dāng)階梯式構(gòu)件采用t形墊片的形狀時(shí)，它可完全可滑動(dòng)地裝入空心拿取外殼。

所述空心拿取外殼優(yōu)選包括具有互鎖機(jī)構(gòu)的第一部分，所述互鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)造為與所述接受構(gòu)件處設(shè)計(jì)的輔助互鎖機(jī)構(gòu)協(xié)作，例如單面端口或雙面端口，并且所述空心拿取外殼優(yōu)選還包括用于用手指將所述插頭總成緊固到所述插座總成中的第二部分。

在某些實(shí)施例中，所述空心拿取外殼還可以包括朝內(nèi)突出的邊緣，該邊緣設(shè)計(jì)和構(gòu)造為與階梯式構(gòu)件的第二部分接合且還配有止動(dòng)功能，以便防止階梯式構(gòu)件從空心拿取外殼的腔中掉落。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下附圖可更好地理解本發(fā)明。圖中的元件無(wú)需與實(shí)際尺寸相符，相反，圖會(huì)突出顯示以闡釋本發(fā)明的原則(通常為示意性)。在圖中，不同視圖中的相應(yīng)部分通常用參考編號(hào)的相同最后兩位表示。

圖1a和1b示意性地顯示了上游設(shè)備(例如氣相或液相色譜儀)與下游設(shè)備(例如質(zhì)譜儀的離子源)之間的流體連接。

圖2a至2c示意性地顯示了符合本發(fā)明原理的連接器的第一個(gè)實(shí)施例。

圖3a和3b示意性地顯示了符合本發(fā)明原理的連接器的另一個(gè)實(shí)施例，所有元件已拆卸(圖3a)并最終處于部分組裝和完全連接狀態(tài)(圖3b)。

圖4顯示了帶接受構(gòu)件的插座總成(femaleassembly)，該接受構(gòu)件采用雙面接頭的形狀。

圖5顯示了設(shè)計(jì)與階梯式構(gòu)件以及空心拿取外殼(hollowhandlingshell)基本不同的連接器變體。

圖6顯示了符合本發(fā)明原理的連接器的另一個(gè)設(shè)計(jì)變體。

圖7a和7b顯示了符合本發(fā)明原理的連接器的另一個(gè)設(shè)計(jì)變體。

具體實(shí)施方式

雖然已展示本發(fā)明，并用一些不同的實(shí)施例進(jìn)行描述，但熟悉本領(lǐng)域的普通人士將認(rèn)識(shí)到，可在不違背所附權(quán)利要求書(shū)中所定義的本發(fā)明范圍的情況下，進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的修改。

流體連接器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造是為了通過(guò)中間流體導(dǎo)管在上游設(shè)備和下游設(shè)備之間建立流體連通。上游設(shè)備可以是氣相或液相色譜儀，或者，更具體地，可以是輸出物質(zhì)(這些物質(zhì)已通過(guò)色譜分析法分離)洗脫液的關(guān)聯(lián)色譜柱。下游設(shè)備可以是質(zhì)譜儀，或者，更具體地，可以是質(zhì)譜儀的離子源，例如電噴霧離子源。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉此類(lèi)儀器，因此不需要在本文中詳細(xì)介紹此類(lèi)儀器。需要了解的是，色譜分析流體將包含流動(dòng)相，對(duì)于通常由適當(dāng)溶劑構(gòu)成的色譜分析液體，待分析樣品在色譜柱上游就已注入其中。

圖1a示意性地舉例顯示了上游設(shè)備2(例如氣相或液相色譜儀)以及下游設(shè)備4(例如質(zhì)譜儀)，這二者均通過(guò)導(dǎo)管6彼此進(jìn)行流體連接。導(dǎo)管6可以為柔性并借助流體連接器8與兩臺(tái)設(shè)備2、4聯(lián)接。此類(lèi)連接器可根據(jù)將在下文予以詳細(xì)介紹的本發(fā)明原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1b顯示了設(shè)計(jì)稍微不同的連接器8，其中接頭在彼此相背離的兩面接受兩個(gè)插頭總成，如下文進(jìn)一步所述。

圖2a在分解視圖中顯示了連接器8的不同部分。基本組件是插頭總成10和插座總成12。插座總成12包含單面端口12*，該端口基本由(合成或金屬)材料塊組成，其中設(shè)有兩個(gè)圓形凹槽14a、14b。第一圓形凹槽14a有平坦的底壁16，該底壁包含通孔18以容納延長(zhǎng)的流體導(dǎo)管(此處未顯示)。第二圓形凹槽14b有內(nèi)螺紋20，該內(nèi)螺紋設(shè)計(jì)和構(gòu)造為與階梯式構(gòu)件處設(shè)計(jì)的外螺紋配合(該階梯式構(gòu)件作為插頭總成10的力傳遞構(gòu)件，將在下文中進(jìn)一步討論)，這樣幫助實(shí)現(xiàn)插頭總成10和插座總成12之間的可釋放互鎖功能。在所示實(shí)施例中，第一圓形凹槽14a和第二圓形凹槽14b之間的過(guò)渡部為逐漸變細(xì)的錐形。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，也可通過(guò)不同的方式設(shè)計(jì)過(guò)渡部，例如基本為矩形。

插頭總成10基本由四個(gè)不同元件組成。在插頭總成10的核心，設(shè)有毛細(xì)管導(dǎo)管22，例如毛細(xì)管。例如，此類(lèi)導(dǎo)管22可以是熔融石英毛細(xì)管、peeksil^tm毛細(xì)管或涂覆聚酰亞胺的熔融石英毛細(xì)管，該導(dǎo)管的一部分如圖2a所示。內(nèi)孔直徑可以在數(shù)微米的范圍內(nèi)，例如十或二十微米，最高可達(dá)幾百微米，具體取決于目的應(yīng)用領(lǐng)域?；緸閳A筒形狀的密封墊圈24用于放置在毛細(xì)管導(dǎo)管22的前端。密封墊圈24可由可變形的任何材料制成，從而讓其在受壓時(shí)能夠可靠密封兩個(gè)抵接表面，例如單面端口12*中的第一圓形凹槽階梯的平坦底壁16和插頭總成10的前端。在優(yōu)選示例中，密封墊圈24采用的制造方式防止任何材料與毛細(xì)管導(dǎo)管22的孔中的流體介質(zhì)接觸，否則可能冒險(xiǎn)污染其中的任何工作流體。在所示實(shí)施例中，密封墊圈24具有階梯式前端24*，該前端提供一些徑向空間，徑向空間可容納受壓變形的墊圈材料，從而防止變形的墊圈主體向外突出，這可能影響密封效果。

通過(guò)粘合分別徑向朝外和徑向朝內(nèi)的相對(duì)圓周表面將毛細(xì)管導(dǎo)管22和密封墊圈24粘合在一起，從而在毛細(xì)管導(dǎo)管22和密封墊圈24之間建立持久連接。其他實(shí)施例可采用激光焊接，其中要連接的兩個(gè)元件的徑向相對(duì)圓周表面的部分材料接受電磁輻射(例如激光)，從而讓其部分熔化，并在重新硬化時(shí)在兩個(gè)接觸的相對(duì)表面之間實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。建立連接的其他方式包括加熱整個(gè)主體(一個(gè)或多個(gè))或只加熱要連接的表面(一個(gè)或多個(gè))，然后通過(guò)熱量、模塑、紅外輻射等方式將其與相應(yīng)配對(duì)件熔合在一起。

還提供了階梯式構(gòu)件26作為力傳遞構(gòu)件，其有內(nèi)部通道28，毛細(xì)管導(dǎo)管22應(yīng)穿過(guò)此內(nèi)部通道。在所示實(shí)施例中，通道28主要有兩個(gè)部分；第一部分28a具有較窄的內(nèi)徑，從而可緊密但滑動(dòng)地容納毛細(xì)管導(dǎo)管22，第二部分28b具有較大內(nèi)徑。第一部分28a和第二部分28b之間的過(guò)渡部28c可包含垂直邊緣，或者如圖所示，是有輕微錐度的錐形。階梯式構(gòu)件26的通道28中的過(guò)渡部28c的邊緣可與毛細(xì)管導(dǎo)管22部分上的特殊涂層或額外保護(hù)管(此處未顯示)接觸(相互作用)，從而幫助形成止動(dòng)器，用于限制階梯式構(gòu)件26相對(duì)于毛細(xì)管導(dǎo)管22的軸向移動(dòng)，這可改進(jìn)如此設(shè)計(jì)的連接器的拿取。

從外部看，所示實(shí)施例中的階梯式構(gòu)件26具有三個(gè)基本部分。第一部分26a具有最小外徑，與密封墊圈24的外徑相同，通常采用從階梯式構(gòu)件26的其余部分突出的環(huán)形圓筒形突出部的形狀。第二部分26b具有較大外徑，在其外圓周表面具有外螺紋30，外螺紋30應(yīng)與上述單面端口12*中的第二凹槽階梯14b處的內(nèi)螺紋20配合。第三部分26c具有最大外徑，作為手指緊固部分，在此處，操作員可通過(guò)旋轉(zhuǎn)將插頭總成10旋入插座總成12。此第三部分26c的尺寸選擇優(yōu)選地便于操作員輕松用手拿取。第三部分26c的外徑可在毫米范圍內(nèi)，例如介于六和七毫米之間，但通常本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)認(rèn)為合適的方案來(lái)選擇。

插頭總成10的最后一個(gè)元件是護(hù)套32，護(hù)套32通常為環(huán)形圓筒形，可由任何剛性和尺寸穩(wěn)定的材料制成，例如由不銹鋼制成。護(hù)套32具有能夠緊密容納密封墊圈24的內(nèi)徑。護(hù)套32和密封墊圈24通過(guò)分別徑向朝內(nèi)和徑向朝外的圓周表面相互連接。一個(gè)實(shí)施例包括護(hù)套32和密封墊圈24之間的型鍛連接。其他實(shí)施例可以為粘接性質(zhì)或類(lèi)似方式。值得注意的是，在此示例中，護(hù)套32和階梯式構(gòu)件26的第一部分26a的尺寸選擇使得護(hù)套32可滑動(dòng)地接受第一部分26a，從而在基本不阻礙二者之間的任何軸向移動(dòng)的情況下幫助軸向引導(dǎo)和對(duì)準(zhǔn)。進(jìn)一步值得注意的是，密封墊圈24、護(hù)套32和階梯式構(gòu)件26的第一部分26a的軸向長(zhǎng)度選擇使得，當(dāng)在插頭總成10和插座總成12之間建立連接時(shí)，護(hù)套32的朝后前端不接觸階梯式構(gòu)件26的第一部分26a和第二部分26b之間的過(guò)渡部(目前的示例中顯示為垂直)。

圖2b(圖2a右側(cè))顯示了組裝在一起并準(zhǔn)備好插入插座總成12的單面端口12*中的插頭總成10。從圖中可見(jiàn)，密封墊圈24前端的短部分在毛細(xì)管導(dǎo)管22的前端以及共延伸護(hù)套32的前端突出，從而在將插頭總成10插入插座總成12時(shí)使這短部分先接觸單面端口12*的平坦底壁16并將變形。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，密封墊圈24可以設(shè)計(jì)和置于毛細(xì)管導(dǎo)管22上，從而使毛細(xì)管導(dǎo)管前端與密封墊圈的前端基本齊平。在插入時(shí)，一旦三個(gè)元件(即毛細(xì)管導(dǎo)管22、密封墊圈24和護(hù)套32)的前端基本同時(shí)接觸單面端口12*的平坦底壁16，則實(shí)現(xiàn)密封。

圖2c(圖2b的右側(cè))顯示了，當(dāng)單面端口12*的第二凹槽階梯14b的內(nèi)螺紋20和階梯式構(gòu)件26的第二部分26b的外螺紋30已經(jīng)相互嚙合時(shí)，圖2a和2b中插頭總成10和插座總成12之間的連接。作為力傳遞構(gòu)件的階梯式構(gòu)件26的第一部分26a直接向密封墊圈24施加軸向壓力，該密封墊圈接觸單面端口12*中的第一凹槽階梯14a的平坦底壁16，并因此變形，從而密封該接合面，使流體不會(huì)沿徑向進(jìn)入毛細(xì)管導(dǎo)管22的內(nèi)孔，而是向前流入到單面端口12*的通孔18處設(shè)計(jì)的鄰近連接管34。這種設(shè)計(jì)可使密封墊圈24圍繞圓周所受的壓力非常均勻，從而形成非常緊密和可靠的密封，適合工作壓力范圍從大約50到350巴甚至更高的高壓液相色譜分析應(yīng)用，并且在接合面處基本不產(chǎn)生可能降低性能(例如因遺留樣品)的任何大死區(qū)容積。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，尺寸穩(wěn)定的護(hù)套32包圍可變形的密封墊圈24和非常易碎的毛細(xì)管導(dǎo)管22的好處之一是，防止在密封墊圈24上施加的軸向壓力在徑向朝外的方向上部分分散，否則這可能減弱前端在軸向朝前方向上的壓力密封。

圖3a顯示了符合本發(fā)明原理的流體連接器8的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)額外實(shí)施例與引述圖2a至2c描述的實(shí)施例存在一定相似，下文將主要介紹它們之間的差異。

圖3a顯示了相鄰放置的已拆卸連接器的不同元件。插座總成的單面端口112*(最右)基本是(合成或金屬)材料塊，其中設(shè)有兩個(gè)圓形凹槽114a和114b，與圖2a中顯示的相似。護(hù)套132(底部中間右側(cè))可以由尺寸穩(wěn)定的材料(例如不銹鋼)制成，并包含基本為環(huán)形圓筒形的元件，其尺寸應(yīng)容納密封墊圈124(頂部中間右側(cè))以及作為力傳遞構(gòu)件的階梯式構(gòu)件126(頂部最左)的第一部分126a。在本例中，密封墊圈124本身是環(huán)形圓筒元件，沒(méi)有任何階梯式前端。在所示實(shí)施例中，密封墊圈124的前端應(yīng)與毛細(xì)管導(dǎo)管122(中間左側(cè))的前端及護(hù)套132的前端齊平，這在下文中將進(jìn)一步說(shuō)明。

連接器包含毛細(xì)管導(dǎo)管122，在本示例中，該毛細(xì)管導(dǎo)管還有一層涂層136(或額外保護(hù)管)，涂層136延伸至距毛細(xì)管導(dǎo)管122前端間隔一段距離的點(diǎn)。涂層136可允許毛細(xì)管導(dǎo)管122的上游部分具有更大設(shè)計(jì)，并且在插入階梯式構(gòu)件126的通道128中時(shí)可期望作為止動(dòng)器，這在下文中將進(jìn)一步討論。這樣，就可限制階梯式構(gòu)件126相對(duì)于毛細(xì)管導(dǎo)管122的軸向移動(dòng)，從而更便于拿取插頭總成。這可基本防止總成的某些單個(gè)元件意外掉落。

在目前的實(shí)施例中，階梯式構(gòu)件126有基本為環(huán)形圓筒形的第一部分126a，與引述圖2a至2c中實(shí)施例描述的階梯式構(gòu)件26的第一部分(26a)相似。但在本例中，階梯式構(gòu)件126的第二部分126b也僅僅是環(huán)形圓筒形，沒(méi)有任何額外特征，例如，實(shí)現(xiàn)互鎖功能的外螺紋(30)。階梯式構(gòu)件126中包含的通道128具有兩個(gè)不同的部分；一部分為小直徑，可緊密但可滑動(dòng)地接受沒(méi)有涂層136的毛細(xì)管導(dǎo)管122，而另一部分為較大直徑尺寸，從而可滑動(dòng)地接受具有涂層136的毛細(xì)管導(dǎo)管122。兩部分之間的過(guò)渡部128c可與涂層136接觸，從而限制如上所述的軸向移動(dòng)性。

引述圖2a至2c描述的上一個(gè)實(shí)施例與目前實(shí)施例之間的最明顯差異是存在額外元件，即空心拿取外殼138(底部最左)。空心拿取外殼138包含內(nèi)部通道140，內(nèi)部通道140用于緊密但可滑動(dòng)地容納帶涂層136的毛細(xì)管導(dǎo)管122，該涂層可放入具有較大直徑的腔142中，該腔的尺寸應(yīng)該可滑動(dòng)地接受階梯式構(gòu)件126的第二部分126b。腔142可包含開(kāi)口142*，開(kāi)口142*的內(nèi)徑應(yīng)收縮以提供向內(nèi)延伸的邊緣144，階梯式構(gòu)件126的第二部分126b的前邊緣可與此邊緣接合，從而防止階梯式構(gòu)件126意外掉落。例如，如圖所示，這種收縮(收縮部)可通過(guò)將環(huán)形圓筒嵌件146置于腔142的開(kāi)口142*中實(shí)現(xiàn)。

從外部看，空心拿取外殼138有兩個(gè)不同部分。第一部分138a的外徑基本可以匹配單面端口112*的第二凹槽階梯114b的內(nèi)徑，還進(jìn)一步包含外螺紋148，外螺紋148構(gòu)造為與單面端口112*的第二凹槽階梯114b處設(shè)計(jì)的內(nèi)螺紋120配合，從而可實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中插頭總成和插座總成110、112的可釋放互鎖。

空心拿取外殼138的第二部分138b具有較大外徑，設(shè)計(jì)和構(gòu)造為可輕松手動(dòng)操縱，以便其可作為手指緊固部分。例如，本第二部分138b的外圓周表面可以具有紋理，以便在操作員接觸時(shí)能提供良好的觸覺(jué)反饋。

因此，可以看出，在組裝插頭總成110期間，階梯式構(gòu)件126的第二部分126b插入空心拿取外殼138的腔142中，隨后由位于腔142的開(kāi)口142*處的環(huán)形收縮圓柱146固定到位。毛細(xì)管導(dǎo)管122從后方插入空心拿取外殼138以及階梯式構(gòu)件126二者的通道140、128中并穿過(guò)上述通道，從而使其在階梯式構(gòu)件126的第一部分126a的前端突出。然后，密封墊圈124可以布置在毛細(xì)管導(dǎo)管122的前端并如之前所述與其連接。護(hù)套132最終套在密封墊圈124和階梯式構(gòu)件126的第一部分126a上，直到其前端與毛細(xì)管導(dǎo)管122的前端和護(hù)套132的前端基本齊平。與之前實(shí)施一樣，在所示示例中，護(hù)套132僅與下層的密封墊圈124牢固連接，不與階梯式構(gòu)件126的第一部分126a連接，只是可滑動(dòng)地將第一部分126a包圍，從而可以保留一部分移動(dòng)自由度。

在此示例插頭總成110中，階梯式構(gòu)件126相對(duì)于空心拿取外殼138的軸向移動(dòng)受到如下限制：在向后方向上受到腔142的底壁150限制，在向前方向上受到腔開(kāi)口142*的收縮限制。同樣，毛細(xì)管導(dǎo)管122相對(duì)于插頭總成余下部分的軸向移動(dòng)受到如下限制：在向前方向上受到階梯式構(gòu)件126中通道128的大直徑部分和小直徑部分之間的過(guò)渡部128c(與涂層136或額外保護(hù)管相互作用)限制，在向后方向上受到階梯式構(gòu)件126的第一部分126a以及與其牢固連接的密封墊圈124的接觸相對(duì)前端限制。

圖3b顯示了圖3a中額外實(shí)施例的插頭總成110和插座總成112，(i)分別組裝但未相互連接狀態(tài)(左側(cè))，以及(ii)處于接合狀態(tài)(右側(cè))，其中，插頭總成110的前端接觸且實(shí)際上壓向插座總成112的單面端口112*的第一凹槽階梯114a的底壁116，從而讓色譜分析流體流過(guò)毛細(xì)管導(dǎo)管122的內(nèi)孔，并進(jìn)一步傳輸至單面端口112*的通孔118中將要容納的管道中(出于清晰性考慮，此處未顯示)。

如之前引述圖2a至2c中實(shí)施例所述，作為力傳遞構(gòu)件的階梯式構(gòu)件126的第一部分126a直接向密封墊圈124施加軸向壓力，該密封墊圈接觸單面端口112*中的第一凹槽階梯114a的平坦底壁116，由于與毛細(xì)管導(dǎo)管122的前端和護(hù)套132的前端一同齊平，從而密封該接合面，使流體不會(huì)沿徑向進(jìn)入毛細(xì)管導(dǎo)管122的內(nèi)孔，而是向前流入到單面端口112*的通孔118的應(yīng)該要容納的鄰近連接管中(未顯示)。這種稍微改變的設(shè)計(jì)也可使密封墊圈124圍繞圓周所受的壓力非常均勻，從而形成非常緊密和可靠的密封，適合高壓液相色譜分析應(yīng)用(hplc)，并且如之前所述，在接合面基本不會(huì)產(chǎn)生可能降低性能(例如遺留樣品)的任何大死區(qū)容積。

上面引述的圖2a至2c和3a至3b中的實(shí)施示例顯示了單面端口12*、112*，插頭總成10、110僅在其一面上與它們聯(lián)接，在某種程度上與圖1a中的描述有關(guān)。圖4與這種單面方法不同，并且與圖1b中的草圖有關(guān)，圖4示意性地顯示了包含接受構(gòu)件的插座總成，該接受構(gòu)件可從其兩面(相反兩面)連接插頭總成210，從而形成雙面接頭212*。換而言之，在此示例中，一個(gè)插頭總成210的毛細(xì)管導(dǎo)管抵接另一個(gè)插頭總成210的毛細(xì)管導(dǎo)管，從而作為另一個(gè)插頭總成210的延續(xù)導(dǎo)管，反之亦然。在所示實(shí)施例中，雙面接頭在兩個(gè)凹槽處具有對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，兩個(gè)凹槽具有相同的尺寸和幾何形狀。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，不對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì)同樣可行，例如凹槽構(gòu)造為接受不同的插頭總成。

但在圖4的示例中，兩個(gè)插頭總成210具有與圖3a和3b相同的示例性設(shè)計(jì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，這一實(shí)施例不應(yīng)被理解為限制性的。各個(gè)第二凹槽階梯的兩個(gè)內(nèi)螺紋的軸向延伸尺寸優(yōu)選為，在插頭總成210最大限度旋入接受構(gòu)件中時(shí)，各自前端位于接頭件212*的大約中間位置，如圖所示，從而確保在插入期間的可靠徑向引導(dǎo)。

圖5顯示了構(gòu)造與圖2至4中所示稍微不同的插頭總成310的截?cái)鄨D。出于清晰性考慮，圖5中未顯示插座總成，但應(yīng)理解，盡管所示插頭總成310基本與其他實(shí)施例中顯示的任何插座總成兼容，根據(jù)具體情況，可能有一些微小的結(jié)構(gòu)和尺寸調(diào)整。

從圖中可見(jiàn)，插頭總成310包含毛細(xì)管導(dǎo)管322、密封墊圈324(稍微突出)、護(hù)套332(有稍微向內(nèi)的階梯式前端以便容納變形的墊圈材料)以及作為力傳遞構(gòu)件的短階梯式構(gòu)件326。與圖3a和3b的實(shí)施例相似，插頭總成310有空心拿取外殼338，空心拿取外殼338有內(nèi)部通道340以接受毛細(xì)管導(dǎo)管322，毛細(xì)管導(dǎo)管插入較大直徑的腔342中，腔342的尺寸應(yīng)可滑動(dòng)地接受階梯式構(gòu)件326(在右下角單獨(dú)顯示)的第二部分326b并且足夠長(zhǎng)以部分可滑動(dòng)地接受所示的導(dǎo)管-墊圈-護(hù)套組合，從而還可提供軸向引導(dǎo)和對(duì)準(zhǔn)。此處的階梯式構(gòu)件326采用t形墊圈的形狀(如右下角的橫截面圖所示)。但除t形之外的其他形狀同樣可行。

如之前所述，從外部看，空心拿取外殼338有兩個(gè)不同部分。第一部分338a包含外螺紋348，外螺紋348構(gòu)造為與合適接受構(gòu)件處設(shè)計(jì)的內(nèi)螺紋配合，從而實(shí)現(xiàn)可釋放的互鎖。空心拿取外殼338的第二部分338b也具有較大外徑，設(shè)計(jì)和構(gòu)造為可輕松手動(dòng)操縱，例如，以便其可作為手指緊固部分。

與之前的實(shí)施例不同，從后方插入護(hù)套332并與密封墊圈324的朝后表面直接接觸的階梯式構(gòu)件主體沒(méi)有圓筒形突出部，以便對(duì)其施加軸向壓力。而是，與護(hù)套332的朝后前端大致齊平的密封墊圈324的朝后前端直接接觸階梯式構(gòu)件326的第一部分326a的朝前前端，以便直接接受軸向壓力。當(dāng)然，在將圖示插頭總成310插入插座總成的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生第一部分326a壓縮密封墊圈324的后部的情況，從而使其稍微伸入護(hù)套332內(nèi)形成的圓柱空間。

圖6顯示了插頭總成410的另一個(gè)實(shí)施例，其構(gòu)造與之前介紹的實(shí)施例稍微不同。出于清晰性考慮，圖6中也未顯示插座總成，應(yīng)理解，盡管所示插頭總成410同樣與其他實(shí)施例中顯示的任何插座總成基本兼容，根據(jù)具體情況，可能有一些微小的結(jié)構(gòu)和尺寸調(diào)整。

從圖中可見(jiàn)，插頭總成410包含毛細(xì)管導(dǎo)管422、密封墊圈424(稍微突出)、護(hù)套432和作為力傳遞構(gòu)件的階梯式構(gòu)件426，該階梯式構(gòu)件有第一部分426a和相鄰第二部分426b。

與之前介紹的實(shí)施例不同，并不是采用從階梯式構(gòu)件426的其余部分突出的圓筒形狀突出部插入空心圓筒護(hù)套432的后部的形式，根據(jù)圖6的階梯式構(gòu)件426的第一部分426a具有圓柱凹槽452，毛細(xì)管導(dǎo)管422、密封墊圈424和護(hù)套432的組合可部分滑動(dòng)地插入其中。密封墊圈424并未在其整個(gè)軸向長(zhǎng)度上被護(hù)套432所覆蓋或包圍。例如，在前端，密封墊圈424從護(hù)套432和毛細(xì)管導(dǎo)管422稍微突出，當(dāng)在接受構(gòu)件中接觸另一個(gè)插頭總成的底面或前端時(shí)被壓縮，這與之前所述的一些實(shí)施例相似。

但是此處，在后端，密封墊圈424從護(hù)套432的端面也稍微伸出，并且在完全被接受到第一部分426a的凹槽452中時(shí)，抵接凹槽452的朝前的底面452*。這樣，插頭總成410可以軸向受壓，軸向力直接傳遞至密封墊圈424并通過(guò)密封墊圈，從而不需繞道任何中間元件。護(hù)套432尺寸適當(dāng)，以便在第一部分426a的凹槽452內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向?qū)?zhǔn)和引導(dǎo)。如圖所示，在外圓周，階梯式構(gòu)件426的第一部分426a可以有外螺紋448，以便與接受構(gòu)件的相應(yīng)對(duì)應(yīng)面上設(shè)計(jì)的內(nèi)螺紋兼容。如之前對(duì)一些其他連接器實(shí)施例所述，階梯式構(gòu)件426的第二部分426b可作為手指緊固部分。

圖7a顯示了符合本發(fā)明原理的流體連接器的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)額外實(shí)施例與引述圖6描述的實(shí)施例存在一定相似，下文將主要介紹它們之間的差異。

圖7a顯示了相鄰放置的已拆卸插頭總成510的不同元件。護(hù)套532可以由尺寸穩(wěn)定材料(例如不銹鋼)制成，并包含基本環(huán)形圓筒形的元件，其尺寸應(yīng)容納密封墊圈524，該密封墊圈采用有階梯式前端的環(huán)形圓筒形元件的形狀。在此例中，力傳遞構(gòu)件554采用短環(huán)形圓筒形的形狀，其內(nèi)部寬度應(yīng)適合可滑動(dòng)地接受毛細(xì)管導(dǎo)管522，力傳遞構(gòu)件554的外徑尺寸應(yīng)稍微小于護(hù)套532的內(nèi)徑。在所示實(shí)施例中，組裝時(shí)，密封墊圈524的階梯式前端應(yīng)從毛細(xì)管導(dǎo)管522的前端以及共延伸護(hù)套532的前端稍微突出，這在下文中將進(jìn)一步說(shuō)明。

引述圖6描述的上一個(gè)實(shí)施例與目前實(shí)施例之間的差異是存在空心拿取外殼538?？招哪萌⊥鈿?38包含內(nèi)部通道540以緊密但可滑動(dòng)地容納毛細(xì)管導(dǎo)管522，該毛細(xì)管導(dǎo)管可放入具有較大直徑的腔542中，該腔的尺寸應(yīng)該可滑動(dòng)地接受護(hù)套532。與之前的實(shí)施例相比，該設(shè)計(jì)變體包含通道540的擴(kuò)口朝后部分540*，以便在朝后面更加輕松地插入。

從外部看，空心拿取外殼538有兩個(gè)不同部分。第一部分538a的外徑基本適于匹配圖7b中所示的插座總成512的內(nèi)徑，第一部分538a還進(jìn)一步包含外螺紋548，外螺紋548構(gòu)造為可與此插座總成512處設(shè)計(jì)的內(nèi)螺紋配合，從而可實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中插頭總成510和插座總成512之間的可釋放互鎖。

空心拿取外殼538的第二部分538b具有較大外徑，設(shè)計(jì)和構(gòu)造為可輕松手動(dòng)操縱，以便其可作為手指緊固部分。本第二部分538b的外圓周表面可以具有紋理，以便在操作員接觸時(shí)能提供良好的觸覺(jué)反饋。

圖7b的上部顯示了插頭總成510組裝在一起并準(zhǔn)備好插入插座總成512的狀態(tài)，在此例中，插座總成采用單面端口的形狀，并結(jié)合上述實(shí)施例組裝所述元件，所以在此不再重復(fù)這些細(xì)節(jié)。

從圖中可見(jiàn)，力傳遞構(gòu)件554坐入空心拿取外殼538的腔542中，同時(shí)，在上游軸向方向上，力傳遞構(gòu)件554由腔542的朝前壁支撐。從此可見(jiàn)，護(hù)套532不接觸腔542的此朝前壁。毛細(xì)管導(dǎo)管522容納于空心拿取外殼538的通道540、力傳遞構(gòu)件554的內(nèi)部寬度及密封墊圈524的內(nèi)部寬度內(nèi)。如之前所述，毛細(xì)管導(dǎo)管522與密封墊圈524通過(guò)相對(duì)的徑向表面相互牢固(剛性地)連接，而力傳遞構(gòu)件554未采用如此連接，僅與插頭總成510的其他元件可滑動(dòng)地接合，從而保留部分移動(dòng)自由度。護(hù)套532套在密封墊圈524上并僅與其牢固連接，從而基本覆蓋了密封墊圈的整個(gè)軸向長(zhǎng)度。正如以上所述，密封墊圈524的階梯式前端從護(hù)套532的前端稍微突出，以便在插入插座總成512時(shí)受插座總成512中的對(duì)應(yīng)面擠壓變形。

圖7b的下部顯示了之前所述插頭總成510和插座總成512的接合狀態(tài)，其中，插頭總成510的前端接觸且實(shí)際上壓向插座總成512的單面端口的第一凹槽階梯的底壁，從而讓色譜分析流體流過(guò)毛細(xì)管導(dǎo)管522的內(nèi)孔，并進(jìn)一步傳輸至單面端口的通孔中的將要容納的管道中(出于清晰性考慮，此處未顯示)。

如之前引述的不同實(shí)施例所述，環(huán)形圓筒形的力傳遞構(gòu)件554直接向同樣為環(huán)形圓筒形的密封墊圈524施加軸向壓力，該密封墊圈接觸單面端口中的第一凹槽階梯的平坦底壁，從而密封該接合面，使流體不會(huì)沿徑向進(jìn)入毛細(xì)管導(dǎo)管522的內(nèi)孔，而是向前流入到單面端口的通孔的應(yīng)該要容納的鄰近連接管(未顯示)。這種稍微改變的設(shè)計(jì)也幫助使密封墊圈524圍繞圓周所受的壓力非常均勻，從而形成非常緊密和可靠的密封，適合高壓液相色譜分析應(yīng)用(hplc)，并且如之前所述，在接合面處基本不會(huì)產(chǎn)生可能降低性能(例如遺留樣品)的任何大死區(qū)容積。

在上述實(shí)施例中，使用一對(duì)配合螺紋來(lái)實(shí)現(xiàn)插頭總成和插座總成之間的可釋放互鎖功能。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可通過(guò)很多其他合適的方式實(shí)現(xiàn)這一功能，例如通過(guò)卡扣式接頭。

雖然已經(jīng)使用多個(gè)實(shí)施例顯示并描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，如果可行，本發(fā)明的不同方面或細(xì)節(jié)可以修改，或不同實(shí)施例的不同方面或細(xì)節(jié)可以任意組合。一般來(lái)說(shuō)，以上描述僅出于說(shuō)明目的，并非出于限制本發(fā)明的目的，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)定義。