[发明专利]手指紧固式高压流体联接件

说明书

本发明公开了流体联接件，所述流体联接件用于高压密封而不需要可施加大量扭矩的工具。配件的一个实施例包括压紧螺钉、流体传送管、套管和密封件，所述流体传送管延伸穿过所述压紧螺钉中的孔，所述套管围绕所述管设置，所述密封件联接到所述套管，由此使得所述密封件围绕所述套管的远端部分。所述密封件的这种定位可有利于在使用较小的力以及形成较少的死体积的情况下实现更有效的密封。这种配件可以与例如驱动器组合，所述驱动器具有形成于其中的凹口，所述凹口可围绕所述压紧螺钉并将旋转力传递到所述压紧螺钉。所述驱动器可包括外表面特征部诸如压花纹，所述外表面特征部可便于使用者直接抓握并紧固所述配件。此外，所述配件可包括至少一个标记物，所述标记物用于实现所需密封而无需过度紧固。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月21日提交的标题为“Finger-tight High PressureFluidic Coupling（手指紧固式高压流体联接件）”的美国临时申请No. 62/365,112的权益。本申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及流体联接件，并且更具体地讲，涉及通过用手指拧紧部件可实现的高压流体联接件。

背景技术

存在有许多需要在高压下递送流体的应用。例如，化学分析系统通常包括适应高压的流体通道。液相色谱系统，诸如被设计成用于高性能或超高性能液相色谱(HPLC/UPLC)的系统，可在等于或高于每平方英寸数千磅的压力下操作。这种系统中的流体通道连同将通道彼此连接和/或连接到其他系统部件的流体联接件必须能够承受这种压力并按要求的性能量度递送。

在低流量流体递送应用（诸如纳米级液相色谱）中，可利用熔融二氧化硅来形成毛细管。由于其平滑的孔光洁度、精确的孔径、承受系统操作压力的能力以及材料的化学惰性，可能期望熔融二氧化硅管。然而，熔融二氧化硅可以是易碎的，并且可能难以形成高压流体联接件。例如，熔融二氧化硅管通常包括可具有低摩擦系数的增强聚酰亚胺涂层。当与聚合物套管和套圈或适配器套圈型流体联接件连接使用时，管的低摩擦外表面可滑动，从而导致连接失败并且管从配件中高压弹出。

解决此问题的常规方法是使用其间的聚合物套管作为密封件，将不锈钢管径向压接到熔融二氧化硅管上。可使用常规的不锈钢套圈或其他环形密封元件和压紧螺钉将套管和管组件紧固到端口或塞孔中。更具体地讲，为了形成液密联接，可将管插入联接体的塞孔或端口中，管具有从其端面移开的套圈或环形密封元件。塞孔可由圆柱孔限定，圆柱孔过渡到圆锥孔，圆锥孔过渡到较小直径的圆柱孔。流体通道可从在较小直径的圆柱孔底部处的表面延伸到联接体中。圆锥孔的圆锥角可大于环形密封元件的圆锥角，这使得当密封元件通过拧入到较大圆柱孔中的压紧螺钉被推进到端口中时在环形密封元件和圆锥孔表面之间形成沿圆周接触的密封。圆周接触密封沿套管和管组件的侧面形成。在环形密封元件和圆锥孔表面之间实现初始接触之后，由压紧螺钉施加的额外的力可使得环形密封元件和套管外表面之间形成接触密封。

虽然上述构造可改善连接的承压能力和稳健性，但仍有缺点。例如，紧固此类型的配件需要使用者的双手同时将管牢固地保持到端口的底部中并且用扳手紧固压紧螺钉。如果在紧固配件时管的端面不与圆柱孔的底部接触，则圆周接触密封下的管的外表面和较小圆柱孔的侧壁之间的区域可表示未波及体积或死体积。例如，在色谱测量期间，被分析物可被捕集在未波及体积中并且逐渐扩散到流体流中，从而劣化色谱测量数据。此外，在毛细管接合处可发生腐蚀，从而导致色谱测量的进一步劣化。

而且，如果使用者过度紧固连接件，由于过度轴向力将管压入端口底部中，熔融二氧化硅管可破裂。破裂的熔融二氧化硅管可导致系统中的下游复杂化，因为管的碎片可被携带穿过系统并且可损坏敏感部件，诸如色谱柱。

另外，利用常规配件的色谱及其他流体递送系统需要具有圆锥孔的端口，如上所述。形成圆锥孔可比形成简单的圆柱孔更昂贵、更耗时，并且可需要抛光操作来确保圆锥孔为套圈或其他环形密封元件提供良好的密封表面。