CN103807530A - 零死体积的稳固流体式连接系统 - Google Patents

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Abstract

一种流体式连接系统可以包括一个端口，该端口包括了具有一个末端密封面和一个螺纹壁的一个毛细管接收座。该流体式连接系统还可以包括一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面。在该毛细管上，在与该毛细管的前端面间隔一段距离处可以附接一个凸缘。该流体式连接系统可以进一步包括一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁。该装配螺母可以与该凸缘后方的毛细管可滑动地连接。附接该凸缘的距离可以是预先确定的，以使得当通过该装配螺母向前推动该凸缘时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。

Description

零死体积的稳固流体式连接系统
发明领域
本发明总体上涉及一种用于色谱法中的流体式连接系统，并且更确切地说，涉及一种用于高效液相色谱法中的零死体积的稳固的流体式连接系统。
相关技术说明
连接系统在色谱法中是用于连接端口、柱或其他流体式部件中的毛细管。为了从化合物的混合物获得最理想的分离，连接系统应被配置成使两个毛细管之间可能存在的死体积减少或消除，因为该死体积可能不利地影响色谱系统的性能。举例来说，死体积可以对色谱峰变宽具有显著影响，这在一些情况下，可能会在识别、量化或纯化混合物的单独组分时导致错误。另外，存在渗漏的风险，而渗漏在毛细流动速率下非常难以检测。因此，期望在色谱法中的所有流体式部件之间具有零死体积的密封，以实现最佳或最理想的色谱性能。
理想情况下，为了在两个流体式部件之间具有零死体积的密封，密封位置应实现在这些流体式部件的相对末端表面之间的平面中。确切地说，一个流体式部件的前端表面应与另一个流体式部件的后端表面直接邻接。在毛细管的情况下，在两个相对表面之间的平面还应垂直于毛细管的纵向轴线，并且两个表面必须都是平坦且没有缺陷的。
最常规的装配件利用一个用于进行密封的套圈，该套圈可以例如见于美国专利号6,131,963和6,851,729中。然而，通过该套圈实现的密封位置与毛细管的末端表面有偏移且远离该末端表面。在套圈永久性地附连到毛细管的情况下，使用者可能会由于不正确地设定套圈偏移位置而在无意中产生空隙体积。另一种可能性是，使用者可能无意中将已经具有永久性地附连的套圈的毛细管换到需要不同套圈设定距离的装配件。除了使用者无意中的错误之外，套圈和毛细管还可能滑动，尤其是在装配件经受高压力时，如在超高效液相色谱法中使用时。这也可能损害色谱的性能或功效。
一个不同类型的常规装配件包括一个未永久性地附连到毛细管并由使用者设定到恰当偏移位置的套圈。在这种情况下，当它再连接到一个装配件上时，使用者必须重新设定套圈偏移位置。对可重新设定的套圈而言，使用者也可能会由于在初始安装时或在重新设定它时未能将套圈设定到恰当偏移位置而在无意中产生空隙体积。
其他装配件在毛细管末端利用一种喇叭形结构或利用一种具有中空圆柱形构造的密封元件来获得所希望的密封。这些装配件的实例可以见于霍奇格拉伯（Hochgraeber）等人的美国专利申请公开号2011/0298210和美国专利申请公开号2012/0061955中，这些公开披露了用于连接毛细管、尤其用于高效液相色谱的插塞单元和连接系统。这些装配件典型地需要对接收座进行精确加工，以形成具有零死体积的不透液体的密封，这造成制造工艺昂贵并且相对复杂。
用于连接色谱法中流体式部件的装配件可以用手或用工具来收紧。然而，使用套圈的常规装配件需要正确地收紧以确保恰当的密封。如果没有充分收紧，那么毛细管在压力下可能从装配件端口弹出，并且配件将需要被移除并重新组装。相反，如果过度收紧，那么套圈可能被紧紧地卷在密封端口上，使其极难被移除或重复使用。
申请人相信该喇叭形结构或具有中空圆柱形构造的密封元件由PEEK制成并可重复使用将是有利的。然而，在某些情况下，这些装配件可能发生变形，使得喇叭形结构或密封元件滑入装配件的螺纹部分中。因为螺纹部分中的PEEK，装配组件将不适合于重复使用，并且因此将在解除连接之后丢弃。另外，在某些情况下，当螺纹部分中存在PEEK材料时，装配组件可能难以旋松。申请人相信，存在对以下装配组件的需要：这些装配组件对过度收紧是更稳固的，以使得装配组件可以被重复使用，并且因此减少操作成本。
鉴于以上情况，期望提供一种连接系统，它具有一种克服上述挑战中的至少一部分的零死体积密封。
这一背景部分中所披露的信息仅用于增强对本发明的总体背景的理解，而不应视为是承认或以任何形式的暗示此信息形成本领域的普通技术人员已经知道的现有技术。
简单概述
本申请的不同的方面是针对提供一种流体式连接系统，该流体式连接系统通过在不使用套圈情况下确保零死体积和无渗漏密封来增强色谱性能。
本申请的一个方面是针对提供一种流体式连接系统，该流体式连接系统包括一个端口，该端口包括了具有一个末端密封面和一个螺纹壁的一个毛细管接收座。该流体式连接系统还包括一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面。在该毛细管上，在与该毛细管的前端面间隔一段距离处附接一个凸缘。该流体式连接系统进一步包括一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁。该装配螺母通过可滑动方式与该凸缘后方的毛细管连接。附接该凸缘的距离可以预先确定，以使得当该凸缘通过该装配螺母向前推动时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。
本申请的另一方面是针对一个插塞，以可移除方式连接一个端口与一个末端密封面。该插塞包括一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面。在该毛细管上，在与该毛细管的前端面间隔一段距离处附接一个凸缘。该插塞还包括一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁。该装配螺母通过可滑动方式与该凸缘后方的毛细管连接。附接该凸缘的距离可以预先确定，以使得当该凸缘通过该装配螺母向前推动时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。
本申请的再另一方面是针对一种色谱系统，该色谱系统包括一个包括端口的装置。该端口包括一个具有末端密封面和螺纹壁的毛细管接收座。该色谱系统进一步包括一个连接线，该连接线在一个末端包括一个用于以可移除方式连接该装置中的端口的插塞。该插塞包括一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面。在该毛细管上，在与该毛细管的前端面间隔一段距离处附接一个凸缘。该插塞还包括一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁。该装配螺母通过可滑动方式与该凸缘后方的毛细管连接。附接该凸缘的距离可以预先确定，以使得当该凸缘通过该装配螺母向前推动时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。该装置可以是一个洗脱剂产生器、一个样品注射阀、一个管柱、一个抑制器或一个检测器中的至少一个。
上文所描述的流体式连接系统、插塞以及色谱系统可以被配置成使得凸缘的最前面不触碰端口。更明确地说，当凸缘通过装配螺母向前推动时，或当毛细管的前端面接触端口的末端密封面时，凸缘的最前面不触碰端口。
本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点将从结合在此的附图和以下详细说明显而易见或在其中更详细地阐述，附图和详细说明一起用以阐明本发明的某些原理。
附图简要说明
在附图中，贯穿若干视图，相似数字描述类似部件。具有不同字母后缀的相似数字表示类似部件的不同情况。附图总体上说明（举例但不限于）在此所披露的不同的实施例。
图1A展示一个根据本申请的示例性流体式连接系统。
图1B展示一个根据本申请的示例性流体式连接系统中的示例性距离控制。
图1C展示一个根据本申请的示例性流体式连接系统中的另一个示例性距离控制。
图2展示一个根据本申请的示例性流体式连接系统的横截面图。
图3A是沿图2中的圆圈A取出的部分放大横截面图，展示了一个呈安装状态的根据本申请的示例性流体式连接系统。
图3B是沿图2中的圆圈A取出的部分放大横截面图，展示了一个呈拆卸状态的根据本申请的示例性流体式连接系统。
图4A展示一个根据本申请的示例性装配螺母的透视图。
图4B展示根据本申请的示例性装配螺母的横截面图。
图5A展示一个根据本申请的示例性插入工具的后透视图。
图5B展示一个根据本申请的示例性插入工具的前透视图。
图5C展示一个根据本申请的示例性插入工具的后视图。
图5D展示一个根据本申请的示例性插入工具沿图5C中的A-A线取出的横截面图。
图6展示一个其中使用根据本申请的示例性连接系统的色谱系统。
图7展示一个毛细管和前面垂直度的侧横截面图。
详细说明
现将详细参考本发明的不同的实施例，不同的实施例的实例在附图中说明并在下文中描述。尽管将结合示例性实施例来描述本发明，但应理解本说明并不希望将本发明限制于那些示例性实施例。相反，希望本发明不仅涵盖示例性实施例，而且还涵盖不同的替代方案、修改、等效物以及其他实施例，这些内容都可以包括在由所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围内。
参考图1-3，描绘一个用于色谱、尤其用于高效液相色谱中的示例性流体式连接系统100。一般来说，流体式连接系统100包括一个毛细管102、一个凸缘104和一个装配螺母106。毛细管102包括前端面110，并且凸缘104附接在毛细管102上与前端面110间隔一段距离（由图1B中的L1指示）处。装配螺母106通过可滑动方式与凸缘104后方的毛细管102连接，以使得在需要时，装配螺母106可以用于向前推动凸缘104。毛细管102、凸缘104以及装配螺母106共同地形成一个插塞101。在不同的实施例中，流体式连接系统100可以进一步包括一个端口108。插塞101以可移除方式连接端口108，并且与端口108密封地啮合。
在此，端口是指用于色谱和其他分析系统中的部件的任何适合的流体式入口或出口，包括衬套、插口、柱、连接件等等。它可以由任何适合的材料（包括聚合物材料或金属）制成，并且可以被配置成具有任何适合的几何结构，包括但不限于标准形状和尺寸。典型地，端口108可以包括一个毛细管接收座，如图2和3中所描绘的毛细管接收座114。毛细管接收座114容纳一个端口毛细管115，并且包括一个末端密封面116和一个螺纹壁118。螺纹壁118优选地是内螺纹。毛细管接收座114可以进一步包括其他附加的或任选的特征。举例来说，图2和3描绘了包括一个圆锥形侧壁124和一个肩部126的毛细管接收座114。
为了获得零死体积密封，当插塞101被按压到端口108中时，必须在毛细管102的前端面110与毛细管接收座114的末端密封面116之间的整个表面区域实现不透空气或不透液体的密封。即，当插塞101被推动或按压到端口108中时，毛细管102的前端面110需要与毛细管接收座114的末端密封面116直接邻接并且密封地啮合。
本申请的示例性连接系统100是通过将凸缘104附接在毛细管102上与前端面110间隔距离L1处来获得这类零死体积密封。相对于端口108指定和控制距离L1，以使得当插塞101和端口108啮合以密封时，凸缘104的最前面160不触碰、依靠或偏置在端口108上。确切地说，最前面160不触碰、依靠或偏置在端口108上的圆锥形侧壁124或肩部126。因此，当例如通过装配螺母106向前推动凸缘104时，毛细管102的前端面110与毛细管接收座114的末端密封面116邻接，产生零死体积密封。
视端口108的配置而定，凸缘104可以被相应地构建成具有任何适合的配置，确保了当插塞101和端口108啮合以密封时，凸缘104的最前面160不触碰、依靠或偏置在端口108上。举例来说，如图3A-3B中所示，具有突出底部的圆锥形凸缘可以优选用于啮合具有圆锥形侧壁124和肩部126的端口108。另外，具有平坦背面105且轴向延伸的环形凸缘可以是优选的，这是因为它提供了足够的表面区域和强度用于接收来自装配螺母106的力。此外，这类凸缘使得施加在平坦背面105上的力能够更均匀或均一地向毛细管102转移，并且因此实质上在纵向或轴向方向上向前推动毛细管102的前端面110。然而，应了解，凸缘104可以配置成任何适合的尺寸、形状或具有其他配置参数的变化，只要当插塞101和端口108啮合以密封时，凸缘104的最前面160不依靠或偏置在端口108上。
凸缘104可以由任何适合的材料制成，包括塑料、金属、聚合物或硅酮材料。对于一些应用，凸缘104可以由优选地包含PEEK的材料制成。材料可以是透明、天然或黑色的。另外，凸缘104可以通过任何适合的方法附接在毛细管102上，并且可以在一点上或围绕毛细管102环绕地延伸。适合附接方法的非限制性实例可以包括例如通过激光焊接来焊接，使用如环氧化物的粘合剂粘结，将凸缘104模制到毛细管102的末端上或朝向该末端模制，将凸缘104卷到或旋拧到毛细管102上，以及整体形成凸缘和管。
另外，凸缘104可以包括两个或更多个连锁件，当这些连锁片组装时可以锁在一起并且夹紧管道。这些连锁件可以呈
Figure BDA0000412825350000081
套圈型凸缘形式，并且被配置成使得使用者可以在实验室中将凸缘附接到管道上，而不需要在生产线上组装。
图1B展示通过激光焊接从平坦背面105固定凸缘104（由箭头112指示），并且焊接在一点上或围绕毛细管102环绕地焊接。激光焊接是一种用于不同的材料（包括聚合物）的现代创新加工技术，这是因为它可以向所选择的区域递送高辐照度值，并且因此产生局部发热且形成熔融区。在不同的实施例中，用于凸缘104或毛细管102的材料可以是黑色的，或用帮助吸收激光能量的添加剂、色素或材料敏化剂染色。作为替代方案，如果凸缘104和毛细管102两者都由透明材料制成，那么在凸缘104与毛细管102之间可以放置一个吸收夹层，以有助于吸收激光能量。激光焊接技术的详细说明可以见于例如巴斯夫公司的名称为“在热塑物激光焊接中的创新：这一先进技术已经准备好商业化（Innovation Innovations in Laser Welding ofThermoplastics:This Advanced Technology is Ready to be Commercialized）”（2002-01-2011）的公开，该公开的全部内容通过引用结合在此。
距离L1的控制可以通过首先在毛细管102上附接凸缘104，且随后在指定距离L1处切割毛细管102来进行。在切割之后，在毛细管102的前部形成前端面110。美国专利申请号2011/0173786中所披露的设备可以用于切割毛细管102，该专利申请的全部内容通过引用结合在此。毛细管102也可以用激光切割。激光作为切割工具广泛用于工业中，这归因于其切割条件的超灵活性、高质量的最终产品、快速的设置、在工件与工具之间的非机械性接触以及受热影响区域的尺寸较小。
如图1B中所示，L1可以被定义或测量为从毛细管102的前端面110到装配螺母106的背面105的距离。应了解存在定义和控制距离L1的不同的其他方法。举例来说，它可以被定义为在毛细管102的前端面110与凸缘104的最前面160之间的距离，如图1C中L1'所指示，或为在毛细管102的前端面110与凸缘104的任何适合的中间面161之间的距离，如图1C中L1"所指示。
距离L1、L1'或L1"可以基于用于毛细管102的材料的压曲强度和用于装配螺母106和端口108的材料的螺纹强度来严格控制。举例来说，L1'距离和公差可以经过推算以确保管突起最短以求压曲强度最高，并且确保凸缘104的最前面160不冲击端口108中的任何几何结构。L1"可以经过推算以确保在端口108与装配螺母106之间的完全螺纹啮合以求系统压力强度抗性最大。应了解L1、L1'或L1"可以视应用、材料特性、加工参数或其他因素而确定或容易地变化。然而，不管L1、L1'或L1"是确定还是变化，当插塞101和端口108啮合以密封时，应确保凸缘104的最前面160不触碰端口108。确切地说，确保凸缘104的最前面160不触碰、依靠或偏置在圆锥形侧壁124上。另外，确保凸缘104的中间面161不触碰、依靠或偏置在端口108的肩部126上。这使得所有偏置力转移到毛细管102的前端面110上。因此，可以在与毛细管接收座114的末端密封面116邻接的毛细管102的前端面110上实现零死体积密封。应注意，凸缘104的锥形部分162被配置成以非密封方式触碰圆锥形侧壁124。锥形部分162帮助将毛细管102的前端面110引导到毛细管接收座114的末端密封面116，以确保两个毛细管的内径共轴安排。除了控制距离L1、L1'或L1"之外，毛细管102的前端面110可以为精确切割以达到所需垂直度和表面光洁度以获得较好或最理想的密封。在本申请中，术语“垂直度”（P）是基于如图7中所示的两条线（72和74）之间的距离。第一条线72从前面110的中心点CP向外延伸，并且垂直于毛细管102的纵向轴线76。第二条线74以垂直方式从纵向轴线76向外延伸到沿前端面110外围的点78处。垂直度P是从第一条线72到第二条线74，并在两条直线之间提供最大分离的距离。最理想的前面110具有零垂直度，其中所有可能的第二条线将处在同一平面中。垂直度和表面光洁度的实际值可以取决于不同的因素，包括用于毛细管102和端口108的材料，以及系统压力。对由PEEK制成的毛细管102而言，垂直度可能需要≤0.0005英寸，且表面光洁度≤16微米。光洁度值代表了基于表面高度变化的一个标准偏差。作为替代方案，平整度和表面光洁度可用于表征切割。
毛细管102可以是刚性或弹性的，并且可以由任何适合的材料制成。用于形成毛细管102、凸缘104、装配螺母106以及端口108的实例材料包括金属、陶瓷、复合材料以及聚合物材料。可以用于形成毛细管102、凸缘104、装配螺母106和端口108的材料的更特定实例包括聚合物材料，如聚芳醚酮（PAEK）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯-氯三氟乙烯（ECTFE）、聚苯砜（PPSU）、爱玛普林（Ismaprene）、氟乙烯-丙烯（FEP）、全氟烷氧（PFA）、乙烯-四氟乙烯-共聚物（ETFE）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚酰胺-酰亚胺（PAI）、聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSU）、聚丙烯、聚氟乙烯（PVF）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚醚酰亚胺（PEI）、含有熔融硅石的聚醚醚酮、聚氯三氟乙烯（PCTFE）、聚甲醛以及乙酰基聚甲醛。对离子色谱而言，可以耐受高压力的聚合物材料（例如PEEK）比金属或硅材料更优。
毛细管102可以具有任何适合的内径和外径，只要它们与端口108的形状和尺寸相关联即可。确切地说，毛细管102的内径和端口毛细管115基本上可以是相同的，以确保零死体积密封以求增强色谱性能，如使峰带分散最小化。适合的外径的实例包括介于约1/32英寸到约1/2英寸（0.7937毫米到12.69毫米）范围内的那些外径，并且包括约1/32英寸（0.7937毫米）、1/16英寸（1.587毫米）、1/8英寸（3.174毫米）、1/4英寸（6.34毫米）以及1/2英寸（12.69毫米）的标准外径。内径和/或外径可能受到毛细管102的压曲强度、待密封的系统压力或其他因素限制。在如图1B和1C中所示的一个非限制性实施例中，L1可以是约0.197英寸，L1'可以是约0.089英寸，而L1"可以是约0.162英寸，其中PEEK管道的ID是约0.0025英寸，且OD是约0.062英寸。
现参考图4A-4B，描绘了一个示例性装配螺母106，它包括一个螺纹部分127和一个顶部129。顶部129的形状可以是例如六角形或其他可以用于收紧的适合几何结构。一个轴向孔120被配置贯穿装配螺母106以允许毛细管102穿过，并且可以基本上沿着装配螺母106的中央轴线。优选地，轴向孔120在顶部129中的内径比在螺纹部分127中的内径更大，而在该螺纹部分中的内径则比毛细管102的外径稍大。利用这类稍大直径，螺纹部分127可以帮助毛细管102与端口108对齐。在螺纹部分127的外围壁上形成螺纹壁122。螺纹壁122匹配在毛细管接收座114中形成的螺纹壁118，以使得装配螺母106和毛细管接收座114相对于彼此可旋转。为了使插塞101与端口108啮合以密封，向一个方向转动示例性装配螺母106，并且推动凸缘104直到毛细管102的前端面110与毛细管接收座114的末端密封面116邻接。为了从端口108中释放插塞101，向相反的方向转动示例性装配螺母106。
在不同的实施例中，示例性装配螺母106可以进一步包括一个内部花键128、一个六角形或有助于装配螺母106旋转的其他特征。内部花键128在装配螺母106的顶部中形成，向内延伸。内部花键128的向内延伸可以实质上沿着装配螺母106的轴线，或可以倾斜以与装配螺母106的轴线形成角度。在一些情况下，内部花键128可以是均匀的曲线型，或任何其他适当的几何结构。举例来说，图4A-4B描绘一个实质上直线型的内部花键128。具有内部花键128的装配螺母106在许多方面是有利的，详言之，在多个端口非常接近（如在注射阀中）时有助于恰当安装插塞101。
另外，为了进一步促进插塞101的恰当安装，示例性连接系统100可以包括一个相应的插入工具，如在图5A-5D中所描绘的示例性插入工具130。如图所示，示例性插入工具130包括一个花键部分132和一个相对更大的顶部134。花键部分132被配置成能够与装配螺母106的顶部129啮合，并且可以包括外部花键136，该外部花键与在装配螺母106的顶部129中形成的内部花键128互补。插入工具130的顶部134可以在其外围上或在其外围的一部分上形成有滚花140，以促进使用者或其他工具更好地抓握插入工具130。
在不同的实施例中，示例性插入工具130可以进一步包括径向槽138。径向槽138使插入工具130能够从侧面被推动到毛细管102上，并且与装配螺母106啮合。插入工具130可以类似于在美国专利号8,037,788中所披露的装置或具有与其类似的特征，该专利的全部内容通过引用结合在此。转矩限制功能可以在滚花顶部中，而转矩可以受到槽设计中的球形柱塞或弹簧负载的棘轮/棘爪机构限制。在一个实施例中，转矩限制设定可以在约25oz-in到约30oz-in的范围内。
根据本发明的转矩限制器具有许多优点。举例来说，它确保插塞101与端口108恰当或完全啮合，既不松也不紧。因此，它防止插塞101和/或端口108，确切地说是插塞101的毛细管102，且更确切地说是毛细管102的前端面110受到潜在损坏。同时，根据本发明的转矩限制器提供了确保获得零死体积密封或最理想的密封的能力。
另外，示例性插入工具130可以包括一个在插入工具130的顶部134中形成的钻孔142。举例来说，图5A-5D描绘一个六角形钻孔142。应了解钻孔的配置可以根据本申请而变化。举例来说，钻孔142可以被配置成具有三角形或正方形横截面。钻孔142的配置（包括形状和尺寸）可以取决于用于制造插入工具130的材料、插入工具130所需的强度、用于最理想的密封的限制性转矩或转矩范围、或其他因素。应了解插入工具130可以包括其他任选、附加或替代的特征。
与常规连接系统相比，本申请的连接系统提供了许多优点。举例来说，示例性连接系统在插塞和端口之间具有零死体积密封，因此减少或消除了峰变宽。示例性连接系统也确保了插塞和端口的无渗漏连接。此外，示例性连接系统在没有套圈的情况下工作，消除了由套圈的不正确定位或由毛细管经受高压力时滑脱所引起的柱外体积的产生。在没有套圈的情况下，示例性连接系统易于安装和对齐。
非常需要具有零死体积和无渗漏密封的连接系统，尤其对于色谱。在色谱中，液体或气体通过连接线在不同的部件之间进行馈送。为了产生紧固的连接，这些连接线典型地在末端结合有一个连接系统。连接系统中的任何死体积或渗漏都将对系统的色谱性能产生不利影响。举例来说，连接系统中死体积的存在将使带分散变宽。具有零死体积和无渗漏密封的连接系统对高效液相色谱（HPLC）而言是尤其重要的。这是因为HPLC总体上涉及更高压力和毛细流动，并且在毛细流动速率下极难以检测渗漏。
本披露的连接系统可以用于多种系统，包括HPLC、质谱（MS）或LC-MS。作为一个非限制性实例，图6展示在离子色谱中使用本发明的连接系统。如图所示，离子色谱系统10一般包括一个分离部件（如柱18）和一个检测部件（如电导池22）。管柱18以色谱方式分离样品离子，而电导池22检测解析的离子种类。系统10可以进一步包括一个用于抽取去离子水的泵12、一个用于产生洗脱剂的洗脱剂产生器14、一个用于注入样品的样品注射阀16以及一个用于抑制洗脱剂电解质的导电性的抑制器20。举例来说，图6描绘了包括两个本发明的连接系统100的系统，一个在样品注射阀16的出口24处，而另一个在柱18的入口26处。在这种配置中，样品注射阀16的出口24和柱18的入口26可以充当端口108，而线28可以是毛细管，该毛细管在每一个末端均具有凸缘104和装配螺母106，以连接样品注射阀16与柱18。应了解本披露的连接系统100可以与任何其他连接线一起使用，以连接系统10中的这些部件中的任何两项。还应了解连接线不需要在两个末端均具有本发明的连接系统100。在一个末端可以仅具有一个连接系统100。
为便于在所附权利要求书中进行阐明和准确定义，使用术语“前”或“后”、“内”或“外”、“向前”或“向后”等，参考如图中所显示的特征的位置，描述示例性实施例的特征。
已经出于说明和描述的目的来呈现对本发明的特定示例性实施例的前述描述。并不打算前述描述是详尽的或将本发明限制于所披露的精确形式，并且鉴于以上教示，许多修改和变化显然是可能的。选择并描述示例性实施例以阐明本发明的某些原理和其实际应用，从而使得本领域的其他普通技术人员能够制作并利用本发明的不同的示例性实施例以及其不同的替代方案和修改。打算本发明的范围由此处附加的权利要求书及其等效物界定。

Claims (20)

1.一种用于色谱法中的流体式连接系统，包括：
一个端口，该端口包括具有一个末端密封面和一个螺纹壁的一个毛细管接收座；
一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面；
一个凸缘，该凸缘与该毛细管的前端面间隔一段距离附接在该毛细管上；以及
一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁，该装配螺母在该凸缘后方与该毛细管可滑动地连接，
其中该距离是预先确定的，以使得当通过该装配螺母向前推动该凸缘时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。
2.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该凸缘通过焊接来附接在该毛细管上。
3.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该凸缘环绕地附接在该毛细管上。
4.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该凸缘包括一个平坦的背面。
5.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该凸缘由包含PEEK的材料制成。
6.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该凸缘的最前面不触碰该端口。
7.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中当通过该装配螺母向前推动该凸缘时，或当该毛细管的前端面接触该端口的末端密封面时，该凸缘的最前面不触碰该端口。
8.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该毛细管由包含PEEK的材料制成。
9.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该毛细管的外径是约1/16英寸。
10.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该毛细管的该前端面对该毛细管的纵向轴线的垂直度≤0.0005英寸。
11.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该毛细管的前端面的表面光洁度≤16微米。
12.如权利要求1所述的流体式连接系统，其中该装配螺母包括一个在该装配螺母的顶部中形成以促进该装配螺母旋转的内部花键。
13.如权利要求12所述的流体式连接系统，进一步包括一个用于旋转该装配螺母的插入工具，其中该插入工具包括一个与在该装配螺母中形成的该内部花键对应的外部花键。
14.如权利要求13所述的流体式连接系统，其中该插入工具进一步包括一个用于允许该插入工具从侧面被推动到该毛细管上的径向槽。
15.如权利要求14所述的流体式连接系统，其中该插入工具包括一个转矩限制器以确保恰当的密封力用于该毛细管的端面。
16.如权利要求13所述的流体式连接系统，其中该插入工具进一步包括一个在该插入工具的外围上或在该插入工具的外围的一部分上形成的滚花以有助于抓握该插入工具。
17.如权利要求13所述的流体式连接系统，其中该插入工具进一步包括一个在该插入工具的顶部中形成的钻孔。
18.一种插塞，用于可移除地连接一个具有末端密封面的端口，该插塞包括：
一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面；
一个凸缘，该凸缘与该毛细管的前端面间隔一段距离附接在该毛细管上；以及
一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁，该装配螺母在该凸缘后方与该毛细管可滑动地连接，
其中该距离是预先确定的，以使得当通过该装配螺母向前推动该凸缘时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。
19.一种色谱系统，包括：
一个装置，该装置包括一个端口，其中该端口包括具有一个末端密封面和一个螺纹壁的一个毛细管接收座；和
一个连接线，该连接线在一个末端处包括一个用于可移除地连接该装置中的端口的插塞，其中该插塞包括：
一个毛细管，该毛细管包括一个用于与该端口的末端密封面密封地邻接的前端面；
一个凸缘，该凸缘与该毛细管的前端面间隔一段距离附接在该毛细管上；以及
一个装配螺母，该装配螺母包括一个允许该毛细管穿过的轴向孔和一个与该端口的螺纹壁对应的匹配螺纹壁，该装配螺母在该凸缘后方与该毛细管可滑动地连接；
其中该距离是预先确定的，以使得当通过该装配螺母向前推动该凸缘时，该毛细管的前端面与该端口的末端密封面直接邻接。
20.如权利要求19所述的色谱系统，进一步包括洗脱剂产生器、样品注射阀、柱、抑制器或检测器中的至少一者。
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