CN107489842A - 毛细管连接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于毛细管连接系统的插座单元(1)，特别是用于在HPLC应用中使用，所述插座单元(1)包括：壳体(3)，包括壳体外表面(32)和壳体内表面(33)，壳体内表面限定壳体轴向腔体(31)；以及插座连接机构，适于与插头单元(2)的对应的插头连接机构接合，以将插头单元(2)与插座单元(1)连接在一起，其中，插座连接机构适于插座单元(1)与插头单元(2)之间的一预定数量的离散连接状态。本发明还涉及一种对应的插头单元(2)和一种包括插座单元(1)及插头单元(2)的系统。

Description

毛细管连接系统
技术领域
本发明总体上涉及毛细管与另一设备的连接。更具体地，本发明涉及一种插座单元、插头单元、连接件、密封镶嵌物和用于连接毛细管的适配器。本发明的实施例涉及高效液相色谱法(HPLC)的领域。
背景技术
高效液相色谱法(HPLC)是一种用于将样品分成其组成部分的方法。其在药物制造、医学检验、研究及其他领域中使用。主要思想包括通过填充有粒状材料的柱状物的样品。样品的成分与材料进行不同的相互作用，并因此以不同的速度出现。然后可分别对其进行检测。HPLC装置包括必须彼此连接的多个部件。这通常使用由玻璃(熔融石英)、不锈钢或PEEK(聚醚醚酮，其是一种耐化学腐蚀的、生物相容的、稳定的、坚固的且柔性的材料)制成的毛细管来进行。对于生物相容的HPLC系统，可使用钛、熔融石英、MP35NTM或PEEKTM毛细管。在一些情况中，在这种系统中可避免使用铁，这是因为其会与所检验的流体起化学反应。为了在HPLC装置内连接这种毛细管，需要合适的连接件。
连接件或连接线应在其端部具有特殊装置以确保紧密连接。那些特殊装置也称为配合件。在一些目前使用的配合件中，金属箍被挤压成圆锥形截面，从而朝向毛细管向外和向内径向地密封该金属箍。为了实现紧密密封，连接件必须被拧入并用几牛顿的力使其张紧。使用此技术，无法精确地判断拧入的连接件何时可靠地是紧的。而且，由于施加于其较大的扭矩，所以存在损坏配合件的风险。
目前使用的连接件通常使用金属箍来牢固地且紧密地附接毛细管。金属箍也可冷焊至配合连接件的孔，特别是在使用钢或不锈钢部件的情况下。然后，毛细管固定地附接在孔内。
在现有技术中，还已知一种利用拉出式金属箍的解决方案。在图13中示出了这种现有技术实施例。简单地总结，图13示出了一种包括插座单元1’和插头单元2’的现有技术连接系统，插座单元和插头单元可通过螺纹机构彼此连接。插头单元2’容纳一段毛细管13’。插头单元2’包括推动元件9’和抓持元件7’。抓持元件7’通过拉出式金属箍75’连接到毛细管13’。当拧开这种解决方案内的插头单元2’时，抓持元件7’压靠拉出式金属箍75’并且将毛细管13’从腔体拉出。这种实施例中的问题是拉出式金属箍的使用。当分离毛细管时，其被拉动。这会导致特别是对于从更紧的密封中拉出的更软的毛细管的拉伸。
US 2012/0223522 A1描述了一种具有螺母和自释放金属箍的配合组件，在某些实施例中其可由操作员装配。配合组件包括螺母和金属箍，螺母具有第一端和限定狭槽的第二端，金属箍具有限定一个或多个狭槽的第一端和第二端，其中，螺母的第二端适于接收金属箍的第一端，金属箍的第二端适于被接收在液相色谱法系统的部件或配合件中。配合组件的螺母和金属箍具有通道，通过该通道以用于接收并可移除地保持管道。
所描述的金属箍包括制造复杂的一个或多个狭槽。而且，保持力和/或收回力取决于毛细管的外径。
色谱法的目前进展导致用于检验的越来越小的样品体积。随着操作期间压力的增加，这导致更短的分析时间。这进而意味着，在HPLC装置的部件之间的连接件中的难以穿过的区域和死体积导致越来越大的破坏性效果。目前，HPLC装置的操作是基于金属箍和毛细管在密封区域中的永久变形。此类型的连接件一旦安装便无法简单地断开并再次拧紧而不损失后续连接的分析质量。
US 7,125,489描述了一种形成有叠置的同心内管和外管的HPLC柱状物。经由容纳所封装的吸收剂的内管孔、端部过滤器和覆盖密封件建立流动路径，并且端部耦接件在其端部与内管配合。密封件和端部耦接件具有传统的构造，以对于通过柱状物使用的系列流量检验而与毛细管线及其配合件建立密封连接。装配的方法和方式提供了，外管与所有内管和两个密封件的叠置，但是每个端部耦接件仅有一部分叠置。然后，外管的端部径向向内变形，以与端部耦接件机械地互锁，因为柱状物也将过滤器和密封件保持在内管内。
这里的密封面不是插座的端面，而是插座处的锥形面。因此，毛细管钝地邻接在端面上，但不在高压下保持密封。
EP 2 730 919 A1公开了一种流体连接系统，其可包括端口，该端口包括具有端密封面和螺纹壁的毛细管容器。流体连接系统还可包括一种毛细管，该毛细管包括用于密封地邻接抵靠端口的端密封面的前端面。在毛细管上，凸缘可固定在与毛细管的前端面相距一距离处。流体连接系统还可包括配合螺母，该配合螺母包括允许毛细管穿过其中的轴向孔以及与端口的螺纹壁对应的匹配的螺纹壁。配合螺母可与凸缘后面的毛细管滑动地耦接。固定凸缘处的距离可以是预定的，使得当由配合螺母向前推凸缘时，毛细管的前端面直接邻接抵靠端口的端密封面。
为了得到此效果，所有部件必须精确地彼此配合，并且不能包括可变的长度。
US 2014/0260534 A1描述了一种用于在诸如HPLC或UHPLC的液相色谱法系统中使用的生物相容过滤器。本公开通过玻璃过滤器与环之间的界面中的设计特征解决了颗粒在液相色谱法应用中绕过过滤器的问题，该设计特征在环和玻璃之间形成改进的密封并且防止在高测量色谱法中的过滤器周围的泄漏。设计特征还包括具有内部颗粒尺寸梯度的玻璃过滤器，以用于在过滤期间的预柱分离活动。
US 2014/0260564 A1公开了一种具有生物相容流体通道的连接件及其制造方法。生物相容连接件可在分析仪器(AI)中用作连接件、适配器、球座、十字件、歧管、阀，或用于其他配合件或部件。连接件具有增强插入物和增强插入物的生物相容成型覆盖部分。增强插入物具有第一部分、第二部分以及第一部分与第二部分之间的中间部分。第一部分和第二部分具有螺纹段，并且每个螺纹段均具有多个非螺纹段。对于给定部分，非螺纹段的接合部形成唇缘，通过该唇缘防止成型材料流入螺纹段。在某些实施例中，在增强插入物中使用内网以提供额外的结构支撑。
考虑到需要与额外的成型内管一起工作，制造这种小直径管是笨重的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服或至少缓解现有技术的缺点和短处。特别地，因此本发明的目的是公开一种可靠的高压适当紧密连接，其通过不使用工具而施加预设密封力来实现。本发明的另一目的是提供一种易于使用的即插即用的手指拉紧的连接件或配合件。另一目的是提供一种可靠的且更安全的毛细管连接机构。其他目的涉及关于毛细管的流体紧密连接的进一步改进，特别是HPLC系统中。
进一步，本发明的一个目的是公开一种提供简单地从配合连接件钻孔释放毛细管的配合件。
甚至更进一步，本发明的一个目的是公开一种具有减小的死体积的毛细管连接的密封件，例如其至少基本上没有死体积。
这些目的通过本技术来满足。
在第一实施例中，本发明涉及一种插座单元。插座单元适于用于毛细管连接系统，特别是用于在HPLC应用中使用。插座单元包括壳体，壳体包括壳体外表面和限定壳体轴向腔体的壳体内表面。插座单元还包括插座连接机构，该插座连接机构适于与插头单元的对应的插头连接机构接合，以使插头单元与插座单元连接在一起。
在第二实施例中，本发明涉及一种插头单元。插头单元适于用于毛细管连接系统，特别是用于在HPLC应用中使用。插头单元包括毛细管和抓持元件，抓持元件包括插头连接机构，该插头连接机构适于与插座单元的对应的插座连接机构接合，以使插头单元与插座单元连接在一起。
在第三实施例中，本发明涉及一种用于插座单元的适配器。适配器适于用于毛细管连接，特别是用于在HPLC应用中使用。适配器包括适配器壳体，该适配器壳体适于与插座单元的壳体固定地连接。适配器还包括适配器连接机构，该适配器连接机构适于与插头单元的对应的插头连接机构接合，以使插头单元与适配器连接在一起。
在第四实施例中，本发明涉及一种密封镶嵌件。密封镶嵌件适于配合至壳体并使毛细管连接到另一设备。密封镶嵌件适于配合在毛细管周围或抵靠其正面，以形成紧密的且牢固的密封。密封镶嵌件包括穿过密封镶嵌件的镶嵌腔体，该镶嵌腔体适于用作用于流体流动的通道。
在第五实施例中，本发明涉及一种用于毛细管连接的系统，其包括如本文讨论的插座单元和插头单元。
在第六实施例中，本发明包括一种用于毛细管连接的系统。该系统包括如本文讨论的适配器单元和插头单元。
在一些实施例中，插座连接机构可适于插座单元与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。例如这可意味着，插座连接机构可包括一个“打开”或“断开”状态以及一个或多个“关闭”或“连接”状态。如所公开的插座连接机构适于没有螺纹地起作用。这是有利的，因为之前已知的毛细管连接系统依赖于螺纹以在插头单元与插座单元之间提供至少保持力。在这种系统中，难以精确地控制施加至系统的力，并且难以防止各种部件由于拧紧期间过大的力而产生的破坏。在这种系统中，可能需要使用特殊的工具来连接和断开插头和插座单元。本发明试图通过依赖于与螺纹无关的连接机构来消除这些困难。换句话说，具有预定数量的离散连接状态(而不是例如螺纹连接)，该连接状态可关于插座单元与插头单元的相对定位以及这种连接的力来限定，从而提供连接状态，该连接状态是足够坚固且可靠的，并且同时，该连接状态降低了由于施加至连接的过大的力而产生材料破坏的风险。
在一些本文公开的实施例中，插座连接机构可以是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。那两种机构都可适于在不使用特殊工具的情况下而固定或关闭或连接(即，简单地用手)并且在系统上施加精确的保持力。
插座连接机构可包括至少一个插座连接元件。插座连接元件可至少部分地位于插座单元的纵向轴线周围。这可意味着插座连接元件完全位于插座单元的纵向轴线周围，或者意味着插座连接元件位于插座单元上的特定位置。这还可意味着，多个插座连接元件位于插座单元的纵向轴线周围。在一些实施例中，具有分布在插座单元的纵向轴线周围的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个插座连接元件。
插座连接元件可包括插座凹口，其包括从壳体外表面朝向壳体内表面变窄的内径；以及卡扣元件，其适于从壳体的外表面配合到插座凹口中。插座凹口可包括，例如钻孔，其也适用于在本说明书中讨论的其他凹口。卡扣元件可包括例如球状件，优选地具有大约1到2mm的直径，例如大约1.5mm。然而，卡扣元件还可包括适于用作侧杆的销。通常，卡扣元件可包括任意形状的突出部。例如，卡扣元件可包括在壳体的纵向轴线周围行进的环。这种环可以是例如由金属制成，例如钢，和/或不锈钢，和/或铝。在一些实施例中，这种环可以是可变形的。在这种实施例中，环在插头单元和插座单元的连接期间可以变形。保持元件可包括例如扣环。
插座连接机构还可包括至少一个保持元件，其适于将至少一个卡扣元件从壳体外表面的侧面固定在壳体上的插座凹口内。在一些实施例中，提供两个保持元件，卡扣元件的每侧上一个。
插座单元还可包括密封镶嵌件(其也可称为连接镶嵌件)，其适于密封毛细管并且使其流体地连接到其他元件(例如其他毛细管、色谱柱或其他元件)。
在包括插座连接元件的实施例中，插座单元还可包括适于密封毛细管的前端的密封面，所述密封面相对于插座单元的纵向轴线是垂直的、径向的或成圆锥形地定向的，并且其中，所述密封面与插座连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地7mm到13mm，甚至更优选地9mm到10mm。这种间隔是有利的，这是因为其可优化系统的稳定性和耐久性。
在一些实施例中，插座单元在壳体的内表面上还可包括邻接件，其适于在连接过程期间中使插头单元的前进停止。这种邻接件或“止动件”可用于确保插头单元不会前进得过远并且不会由于这种前进而破坏或损坏毛细管或其他部件。
与插座连接机构类似，插头单元的插头连接机构可适于插座单元与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。这种状态可如上所述。
还与插座单元类似，插头单元并非必须包括确保简单的无工具连接的螺纹。根据一些实施例，插头连接机构适于插座单元与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。这可导致如以上相对于插座单元描述的相同的优点。
插头连接机构还可包括卡扣配合连接机构或卡销连接机构。插头连接机构可包括至少一个插头连接元件。这种插头连接元件可包括插头凹口，例如在抓持元件的外周缘周围延伸的凹槽。插头连接元件可以是多个分布在插头单元的纵向轴线周围的插头连接元件。在这种实施例中，插头连接元件可包括凹部或凹口。插头连接机构还可包括卡销安装件，卡销安装件位于抓持元件上并且适于与插座连接机构连接，即，例如与插座单元上的对应突出部连接。
注意，技术人员将理解，连接元件的相反布置在一些实施例中也是可能的。也就是说，在一些实施例中，插座连接元件包括凹槽、凹口，或凹部(相应地，卡销安装件)，其适于与包括突出部的对应的插头连接元件连接，该突出部包括例如球、销或不同形状的元件。任何提到的与插头连接元件和插座连接元件的一些可能的实施例相关的事情都可分别相反地应用于这种实施例中的插座连接元件和插头连接元件。
插头单元还可包括推动元件，其固定至毛细管并且适于将轴向密封力传递至毛细管，其中，抓持元件抓持推动元件。这种推动元件可以例如代替在之前已知的毛细管连接中使用的金属箍。插头单元还可包括位于毛细管与推动元件之间的毛细管周围的夹层或套层。此夹层可用来保护毛细管免受由于径向力而产生的破坏，特别是免于卷曲。
插头单元还可包括偏压元件，其适于至少在推动元件上施加轴向密封力。这种偏压元件可调节并调整密封力。这种偏压元件可帮助调整系统的公差，特别是推动元件与抓持元件之间的连接中的公差。这种偏压元件可包括压缩弹簧。在其他实施例中，偏压元件可包括至少一个贝氏弹簧垫圈。偏压元件可具有1N/mm到20N/mm之间的弹簧常数，更优选地是5N/mm到15N/mm，甚至更优选地是大约8到12N/mm。
在一些实施例中，抓持元件可包括向内弯曲的前端，即，本身朝向抓持元件的轴向腔体弯曲并且限定端部腔体的一个端部。该端部也将被称为“向内弯曲的端部”。在包括推动元件的插头单元的实施例中，推动元件还可包括至少一个肩部，其适于配合在抓持元件的端部腔体内并且与抓持元件的向内弯曲的端部接合。抓持元件的向内弯曲的端部与推动元件的肩部之间的这种接合可适于承受100N的分离力，更优选地是大约500N，甚至更优选地是大约1000N，其是提供给抓持元件和推动元件中的一个的轴向力，而另一元件具有固定位置。
在包括抓持元件的向前弯曲的端部的一些实施例中，插头单元还可包括推动元件，其中，推动元件可包括至少一个肩部，其适于配合在抓持元件的端部腔体内并且与抓持元件的向内弯曲的端部接合。这种接合也可适于承受100N的分离力，更优选地是大约500N，甚至更优选地是大约1000N。
注意，抓持元件的弯曲端对毛细管连接系统提供一个或多个优点。当使用包括这种弯曲端的插头单元时，拉出式金属箍不是必要的。在之前已知的毛细管连接件中，如在引言中提到的并且结合图13讨论的，存在关于插头单元和插座单元的断开的问题。通常，抓持元件不以使得当拉出抓持元件时(即，与插座单元断开时)将推动元件与抓持元件一起拉出的方式牢固地连接到推动元件。相反，提供了使抓持元件牢固地连接到毛细管的额外的拉出式金属箍。这会导致在断开期间施加至毛细管的断开力，并且导致毛细管破裂。如所提到的，拉出式金属箍通常用来使抓持元件牢固地连接到毛细管。这种拉出式金属箍通常位于比抓持元件的最前段更向后的位置(最前段是当将抓持元件插入插座单元时首先插入插座单元，并由此限定向前和向后方向的段)。因此，抓持元件在从推动元件移位的位置处牢固地连接到毛细管。如所讨论的，在之前的连接系统中，密封元件及由此推动元件也可能趋向于固定在插座单元中。当使插头单元与插座单元断开时，这会导致毛细管的前段固定在插座单元中，同时在设置拉出式金属箍的更向后的位置处，在抓持元件与毛细管之间具有牢固的连接。这可能导致在使插头单元与插座单元断开时提供给毛细管的轴向力，其可能伸长和/或损坏毛细管。通过抓持元件与推动元件之间的弯曲端连接(该推动元件进而牢固地连接到毛细管)，可能确保在断开期间，毛细管与推动元件一起离开并且不保持在插座单元的壳体内，而具有更小的损坏和/或伸长毛细管的风险。其可位于抓持元件内的毛细管周围，并且当使插头单元与插座单元断开时将用于对毛细管施加轴向断开力。因此本发明可省略拉出式金属箍，这是因为抓持元件的弯曲端抓持推动元件并且确保其在断开期间离开插座单元的壳体。
插头单元还可包括前端，并且其中，这种前端可与至少一个插头连接元件纵向相距的距离在5到15mm范围内，更优选地是7mm到13mm，甚至更优选地是9mm到10mm，在插头单元与插座单元之间导致特别稳定的连接，同时允许安全且可靠的密封。
插头单元还可括具有与插头单元的纵向轴线垂直的密封面的密封元件或保护元件，密封元件适于通过其密封面在插头单元与插座单元之间产生密封。密封元件还可适于在插头单元与插座单元的连接和断开期间保护、稳定和/或定中心毛细管。
在一些实施例中，可将插座单元实现为适配器，以改造现有的插座单元。在这种实施例中，适配器可包括适于与插头单元连接的适配器连接机构。在这种实施例中，适配器连接机构可适于适配器与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。在这种实施例中，适配器连接机构并非必须包括螺纹，允许卡扣配合或卡销连接机构。适配器连接机构可包括至少部分地位于适配器的纵向轴线周围的至少一个适配器连接元件。在一些实施例中，存在分布在适配器的纵向轴线周围的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个适配器连接元件。适配器连接元件可包括适配器凹口，其包括从适配器壳体的外表面朝向适配器壳体的内表面变窄的内径；以及卡扣元件，其适于从适配器壳体的外表面配合到适配器凹口中。适配器凹口可包括例如钻孔。适配器连接元件还可包括卡销连接件。适配器连接机构还可包括至少一个保持元件，其适于将至少一个卡扣元件从适配器壳体外表面的侧面固定在适配器壳体上的适配器凹口内。在包括卡扣元件的实施例中，其可包括球状件，优选地具有1mm到2mm的直径，例如是大约1.5mm。卡扣元件还可包括适于用作侧杆的销。通常，卡扣元件可包括任何突出的形状。保持元件可包括扣环。适配器单元还可包括适于密封毛细管的前端的密封面，所述密封面相对于适配器的纵向轴线是垂直的、径向的或成圆锥形地定向的，并且其中，所述密封面与适配器连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地是7mm到13mm，甚至更优选地是9mm到10mm。
注意，在插座单元的情况中，适配器连接元件可反而包括在适配器壳体周围行进的凹部、凹槽或凹口，其中，突出的连接元件是插头单元的一部分。
技术人员也将理解，与插座单元相关的所有讨论可以也涉及适配器单元。如此，以上在插座单元的上下文中讨论的所有特征和优点也都适用于适配器单元。
如前文提到的，插座单元可包括密封件或连接镶嵌件。这种镶嵌件也可分开地附接至系统，即，例如配合至壳体。这种密封镶嵌件可在密封镶嵌件内包括至少一个凹口，其适于配合毛细管的端部。在这种实施例中，毛细管的与凹口配合的端部可包括0.3mm到0.6mm的长度，更优选地是0.4mm到0.5mm，例如是大约450μm。然而，在其他实施例中，密封镶嵌件不包括凹口，并且毛细管与密封镶嵌件抵头邻接。密封镶嵌件或连接镶嵌件可由软的且密的材料制成，优选地由PEEK制成。在一些实施例中，密封镶嵌件可包括金属芯和塑料涂层表面，优选地是PEEK涂层表面。镶嵌腔体可包括30μm到300μm的直径。密封镶嵌件的密封面积可以在0.05mm2到0.5mm2的范围内，更优选地在0.05mm2到0.15mm2的范围内，甚至更优选地是大约0.1mm2。密封镶嵌件可包括导电材料，例如导电的PEEK。如果通过密封镶嵌件的液体是带电的，那么这会是重要的。
如所讨论的，在一些实施例中，密封镶嵌件可以是插座单元的一部分。在这种实施例中，其可包括所有如上所述的元件并具有所有如上所述的特征。在插头单元包括密封元件的实施例中，其可适于在毛细管与密封镶嵌件之间提供密封。
如所讨论的实施例、元件和特征均可形成即插即用毛细管连接系统的一部分。这种系统在非常基本的水平下可包括如上讨论的插座单元和插头单元。插座连接机构和插头连接机构可适于呈现连接状态，并且在连接状态中，插头单元和插座单元可适于承受3N的断开力，更优选地是5N，甚至更优选地是7N，例如是9N。插头单元和插座单元还可适于当施加50N的断开力时断开，更优选地是20N，更优选地是10N。
在插头单元包括偏压元件的实施例中，偏压元件可适于增加密封力公差并且调整系统的连接状态中的密封力。
由插座单元与插头单元之间的卡扣配合机构提供的保持力可以是大约10N到50N，更优选地是大约10N到30N，甚至更优选地是大约20N。密封或偏压力可以是5N到25N，其中，密封或偏压力比保持力小。该机构可适于承受比保持力与密封或偏压力之间的差小或与其相等的断开力，但不可承受比保持力和密封力或偏压力之间的差大的断开力。因此，该系统可适于承受例如5N或9N的分离力，但不可承受例如30N、20N或10N的分离力。
在其他实施例中，用于毛细管连接的系统可包括根据任何前述适配器实施例的适配器单元；以及如以上和以下描述的插头单元。在这种实施例中，适配器连接机构和插头连接机构可适于呈现连接状态，并且在连接状态中，插头单元和适配器单元可适于承受插头单元与适配器之间(不存在其他单元)的10N的断开力，更优选地是15N，甚至更优选地是19N。插头单元和适配器单元还可适于当施加50N的断开力时分离，更优选地是30N，更优选地是20N。由适配器单元与插头单元之间的卡扣配合机构提供的保持力可以是大约10N到50N，更优选地是大约10N到30N，甚至更优选地是大约20N。在对于断开力仅考虑适配器单元和插头单元的这种实施例中，使插头单元从连接件断开所需的断开力可能更大，这是因为在仅包括适配器单元和插头单元的系统中没有偏压或密封力。
对于同时允许安全且固定的连接和密封，以及不需要特殊的(或者实际上任意的)工具而连接和断开这些单元，上述力可能是有利的。
下面，将讨论本发明的其他编号的实施例。
下面，将讨论关于插座单元的实施例。这种实施例具有字母“S”加数字。当参考插座实施例时，意味着由“S”加数字表示的实施例。
S1.一种用于毛细管连接系统的插座单元，特别是用于在HPLC应用中使用，所述插座单元包括：
a.壳体，包括限定壳体外表面和壳体内表面，壳体内表面限定壳体轴向腔体；以及
b.插座连接机构，适于与插头单元的对应的插头连接机构接合，以将插头单元与插座单元连接在一起。
S2.根据前述实施例的插座单元，其中，插座连接机构适于插座单元与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。
S3.根据前述实施例中任一项的插座单元，其中，插座连接机构不包括螺纹。
S4.根据前述实施例中任一项的插座单元，其中，插座连接机构是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。
S5.根据前述实施例中任一项的插座单元，其中，插座连接机构包括至少一个插座连接元件。
S6.根据前述实施例所述的插座单元，其中，具有分布在插座单元的纵向轴线周围的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个插座连接元件。
S7.根据前述具有实施例S5的特征的实施例的插座单元，其中，每个插座连接元件包括：
插座凹口，包括从壳体外表面朝向壳体内表面变窄的内径；以及
卡扣元件，适于从壳体的外表面配合到插座凹口中。
S8.根据前述实施例的插座单元，其中，插座连接机构还包括：
至少一个保持元件，适于将至少一个卡扣元件从壳体外表面的侧面固定在壳体上的插座凹口内。
S9.根据具有实施例S7的特征的前述实施例中任一项的插座单元，其中，卡扣元件包括球状件，优选地具有大约1mm到2mm的直径，例如是大约1.5mm。
S10.根据实施例S7或S8的插座单元，其中，卡扣元件包括适于用作侧杆的销。
S11.根据具有S8的特征的前述实施例中任一项的插座单元，其中，每个保持元件包括扣环。
S12.根据前述实施例中任一项的插座单元，还包括密封或连接镶嵌件，该密封或连接镶嵌件适于密封毛细管并且使其流体地连接到其他元件。
S13.根据具有实施例S5的特征的前述实施例中任一项的插座单元，其中，插座单元包括适于密封毛细管的前端的密封面，所述密封面垂直于插座单元的纵向轴线，并且其中，所述密封面与插座连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地是7mm到13mm，甚至更优选地是9mm到10mm。
S14.插座单元，在壳体的内表面上还包括邻接件，该邻接件适于在连接过程期间使插头单元的前进停止。
S15.根据具有实施例S5的特征的前述实施例中任一项的插座单元，其中，插座连接元件包括在壳体的内周缘周围延伸的至少一个凹口、凹部或凹槽，适于与插头单元的对应的突出元件配合，以确保卡扣配合或卡销连接。
S16.根据具有实施例S5的特征的前述实施例中任一项的插座单元，其中，每个插座连接元件包括凹部，适于与插头单元的对应的突出元件配合，以确保卡扣配合或卡销连接。
下面，将讨论与插头单元相关的实施例。这种实施例具有字母“P”加数字。当参考插头实施例时，意味着由“P”加数字表示的实施例。
P1.一种用于毛细管连接系统的插头单元，特别是用于在HPLC应用中使用，所述插头单元包括：
a.毛细管；以及
b.抓持元件，包括插头连接机构，插头连接机构适于与插座单元的对应的插座连接机构接合，以将插头单元与插座单元连接在一起。
P2.根据前述实施例的插头单元，其中，插头连接机构适于插座单元与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。
P3.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头连接机构不包括螺纹。
P4.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头连接机构是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。
P5.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头连接机构包括至少一个插头连接元件。
P6.根据前述实施例的插头单元，其中，插头连接元件是插头凹口，例如在抓持元件的外周缘周围的凹槽。
P7.根据倒数第二实施例的插头单元，其中，插头连接机构包括分布在插头单元的纵向轴线周围的插头连接元件。
P8.根据前述实施例的插头单元，其中，每个插头连接元件包括凹部。
P9.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，还包括推动元件，推动元件固定至毛细管并且适于将轴向密封力传递至毛细管，其中，抓持元件抓持推动元件。
P10.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，在毛细管周围还包括夹层或套层。
P11.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头连接机构包括卡销安装件，卡销安装件位于抓持元件上并且适于与插座连接机构连接。
P12.根据具有实施例P9的特征的前述插头实施例中任一项的插头单元，还包括偏压元件，该偏压元件适于至少在推动元件上施加轴向密封力。
P13.根据前述实施例的插头单元，其中，偏压元件包括压缩弹簧。
P14.根据前述实施例的插头单元，其中，偏压元件包括1N/mm到20N/mm之间的弹簧常数，更优选地是5N/mm到15N/mm，甚至更优选地是大约8N/mm到12N/mm。
P15.根据倒数第二实施例的插头单元，其中，偏压元件包括至少一个贝氏弹簧垫圈。
P16.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，抓持元件包括向内弯曲的前端，其中，向内弯曲的端部本身朝向抓持元件的轴向腔体弯曲并且限定端部腔体。
P17.根据具有实施例P9的特征的前述实施例的插头单元，其中，推动元件还包括至少一个肩部，该肩部适于配合在抓持元件的端部腔体内并且与抓持元件的向内弯曲的端部接合。
P18.根据前述实施例的插头单元，其中，抓持元件的向内弯曲的端部与推动元件的肩部之间的接合适于承受100N的分离力，更优选地是500N，甚至更优选地是1000N。
P19.根据具有实施例P5的特征的前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头单元包括前端，并且其中，前端与该至少一个插头连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地是7mm到13mm，甚至更优选地是9mm到10mm。
P20.根据前述插头实施例中任一项的插头单元，其中，插头单元还包括密封或保护元件。
P21.根据前述实施例的插头单元，其中，密封或保护元件具有与插头单元的纵向轴线垂直的密封面，其中，密封元件适于通过其密封面而在插头单元与插座单元之间产生密封。
P22.根据前述两个实施例中任一项的插头单元，其中，密封和保护元件适于在插头单元和插座单元的连接和断开期间保护并稳定毛细管。
P23.根据具有实施例P5的特征的前述实施例中任一项的插头单元，其中，每个插头连接元件包括卡扣配合元件，卡扣配合元件适于至少与插座单元卡扣配合连接地连接，或包括卡销连接元件，卡销连接元件适于至少与插座单元卡销连接地连接。
P24.根据前述插头实施例的插头单元，其中，每个卡扣配合元件包括突出部，突出部适于与插座单元上的对应的凹槽配合，以确保卡扣配合连接。
下面，将讨论与适配器相关的实施例。这种实施例具有字母“A”加数字。当参考适配器实施例时，意味着由“A”加数字表示的实施例。
A1.一种用于插座单元的适配器，特别是用于在HPLC应用中使用，所述适配器包括：
a.适配器壳体，适于与插座单元的壳体固定地连接；以及
b.适配器连接机构，适于与插头单元的对应的插头连接机构接合，以将插头单元和适配器连接在一起。
A2.根据前述实施例的适配器，其中，适配器连接机构适于适配器与插头单元之间的预定数量的离散连接状态。
A3.根据前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，适配器连接机构不包括螺纹。
A4.根据前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，适配器连接机构是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。
A5.根据前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，适配器连接机构包括至少一个适配器连接元件。
A6.根据前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，具有分布在适配器的纵向轴线周围的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个适配器连接元件。
A7.根据具有实施例A5的特征的前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，每个适配器连接元件包括：
适配器凹口，包括从适配器壳体的外表面朝向适配器壳体的内表面变窄的内径；以及
卡扣元件，适于从适配器壳体的外表面配合到适配器凹口中。
A8.根据具有实施例A5的特征的前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，适配器连接元件包括卡销连接。
A9.根据倒数第二实施例的适配器，其中，适配器连接机构还包括：
至少一个保持元件，适于将至少一个卡扣元件从适配器壳体外表面的侧面固定在适配器壳体上的适配器凹口内。
A10.根据具有实施例A7的特征的前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，卡扣元件包括球状件，优选地具有1mm到2mm的直径，例如是大约1.5mm。
A11.根据实施例A7或A9的适配器，其中，卡扣元件包括适于用作侧杆的销。
A12.根据具有A9的特征的前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，每个保持元件包括扣环。
A13.根据具有实施例A5的特征的前述适配器实施例中任一项的适配器，其中，插座单元包括适于密封毛细管的前端的密封面，所述密封面垂直于插座单元的纵向轴线，并且其中，所述密封面与适配器连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地是7mm到13mm，甚至更优选地是9mm到10mm。
A14.根据前述适配器实施例中任一项并包括实施例A5的特征的适配器，其中，适配器连接元件包括在适配器壳体的内周缘周围行进的至少一个凹部或凹槽，其适于与插头单元的对应的突出元件配合，以确保卡扣配合或卡销连接。
A15.根据具有实施例A5的特征的前述实施例中任一项的适配器，其中，每个适配器连接元件包括凹部，凹部适于与插头单元的对应的突出元件配合，以确保卡扣配合或卡销连接。
下面，将讨论与密封镶嵌件相关的实施例。这种实施例具有字母“I”加数字。当参考镶嵌件实施例时，意味着由“I”加数字表示的实施例。
I1.一种适于配合至壳体并且将毛细管连接到另一设备的密封镶嵌件，其中，密封镶嵌件适于配合在毛细管周围或者平靠其正面以形成紧密的且牢固的密封，其中，密封镶嵌件包括穿过密封镶嵌件的镶嵌腔体，该镶嵌腔体适于用作用于流体流动的通道。
I2.根据前述实施例的密封镶嵌件，在密封镶嵌件内还包括至少一个凹口，其适于配合毛细管的端部。
I3.根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件，其中，密封镶嵌件由软的且密的材料制成，优选地是PEEK。
I4.根据实施例I1或I2中任一项的密封镶嵌件，其中，密封镶嵌件包括金属芯和塑料涂层表面，优选地是PEEK涂层表面。
I5.根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件，其中，镶嵌腔体包括30μm到300μm的直径。
I6.根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件，其中，密封镶嵌件的密封面积在0.05mm2到0.5mm2的范围内，更优选地是0.05mm2到0.15mm2，甚至更优选地是大约0.1mm2。
I7.根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件，其中，镶嵌件包括导电材料，例如导电的PEEK。
S17.根据前述插座实施例中任一项的插座单元，其中，插座单元包括根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件。
P25.根据前述插头实施例中任一项并包括实施例P20的特征的插头单元，其中，密封或保护元件还适于在毛细管与根据前述镶嵌件实施例中任一项的密封镶嵌件之间提供密封。
下面，将讨论与系统相关的实施例。这种实施例具有字母“SY”加数字。当参考系统实施例时，意味着由“SY”加数字表示的实施例。
SY1.一种用于毛细管的连接的系统，该系统包括：
根据前述插座实施例中任一项的插座单元；以及
根据前述插头实施例中任一项的插头单元。
SY2.根据前述实施例的系统，其中，插座连接机构和插头连接机构适于呈现连接状态，并且在连接状态中，插头单元和插座单元适于承受3N的断开力，更优选地是5N，甚至更优选地是7N，例如是9N。
SY3.根据前述实施例的系统，其中，在连接状态中，插头单元和插座单元适于当施加50N的断开力时分离，更优选地是25N，更优选地是10N。
SY4.根据前述系统实施例中任一项并且具有实施例P12的特征的系统，其中，偏压元件适于增加密封力公差，并且进一步适于调整系统的连接状态中的密封力。
SY5.一种用于毛细管的连接的系统，该系统包括根据前述适配器实施例中任一项的适配器单元；以及根据前述插头实施例中任一项的插头单元。
SY6.根据前述实施例的系统，其中，适配器连接机构和插头连接机构适于呈现连接状态，并且在连接状态中，插头单元和适配器适于承受5N的断开力，更优选地是10N，甚至更优选地是大约15N，例如是19N。
SY7.根据前述实施例所述的系统，其中，在连接状态中，插头单元和适配器适于当施加50N的分离力时分离，更优选地是30N，更优选地是20N。
现在将参考附图讨论本技术，这些附图仅是代表性的并且不应解释为限制本发明的范围。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例；
图2示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例的缩放部分；
图3示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例的另一缩放部分；
图4示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例的又一缩放部分；
图5示出了根据本发明的一个方面的弯曲连接；
图6a和图6b示出了达到弯曲连接的步骤；
图7示出了具有向内弯曲端部布置的插头单元的实施例；
图8示出了根据本发明的一个方面的密封镶嵌单元和配合系统的实施例；
图9示出了根据本发明的密封镶嵌单元的实施例的缩放部分；
图10-1到图10-3c示出了在逐步布置中使用的密封镶嵌单元；
图11示出了用于毛细管连接的即插即用系统；
图12a、图12b、图12c示出了根据本发明的配合系统的替换实施例；
图13示出了插头和插座系统的之前已知的实施例。
具体实施方式
图1总体上示出了根据本发明的一个方面的配合系统或配合组件的示意性实施例。配合组件适于将毛细管13连接到另一单元，例如另一毛细管(在图1中未示出)。然而，装配单元也可适于将毛细管13连接到另一实体，例如色谱柱。图1示出了插座单元1(其也可称为凹连接单元)和插头单元2(其也可称为凸连接单元)。插头单元2适于与插座单元1配合。插座单元1和插头单元2可彼此连接。换句话说，插座单元1和插头单元2可彼此固定。插座单元1与插头单元2之间的连接可足够强以使得能够安全地使用毛细管。例如，假使在HPLC中使用配合组件，则插座单元1与插头单元2之间的连接将适于允许超过大约50巴的压力通过毛细管并且仍保持连接，优选地超过大约100巴，更优选地超过大约1000巴，例如大约1500巴。通常，插座单元1和插头单元2可彼此螺纹连接，以使这两个单元彼此连接并固定。然而，根据本发明的一个方面，插座单元1和插头单元2可不包括用于其互连的螺纹。而是在插座单元1与插头单元2之间提供连接机构，该连接机构具有预定的且有限数量的离散连接状态。在图1所示的实施例中，连接机构被实现为卡扣配合机构。在这种情况下，插座1包括卡扣配合元件19(这里是球状件)，其适于卡扣配合在插头单元2中的相应的凹部或凹槽8(也称为凹口8)中。即，简单地说，用户可将插头单元2插入插座单元1中。只要凹槽8从卡扣配合元件19纵向地移动，插头单元2和插座单元1不会彼此固定。也就是说，其可相对于彼此相对自由地移动。这种状态被确定为未连接状态。当凹槽8与卡扣配合元件19纵向地对准时，卡扣配合元件19卡扣配合在凹槽8中并且在插座单元1与插头单元2之间提供固定连接，其是允许毛细管13的预期使用(例如在增大压力下的流体流动)的连接。将理解的是，所示出的实施例包括一个连接状态(即，当卡扣配合元件19与凹槽8纵向对准时的状态)。而且，将理解的是，插头单元2中的凹槽8可以是一个或多个凹槽和凹部(通常，单数形式的使用并不排除多个元件)的可能性。如果在插头单元2中设置单个凹槽8，则其可设置在插头单元2的整个周缘周围。然而，替换地，可设置多个凹槽或凹部8。假使围绕周界设置单个凹槽8，则插头单元2仍可适于在插头单元2和插座单元1彼此连接时围绕纵向轴线旋转。然而，这种旋转不会改变插头单元2和插座单元1相对于彼此的纵向位置。因此，这种运动不会改变主要的纵向连接，这是为什么将这种连接认为是一个连接状态的原因。也就是说，在这种实施例中，将存在一个连接状态。还将认识到，可提供一个卡扣配合元件19。如果是这种情况，则卡扣配合元件19可一直围绕在凹槽8配合，即，是连续卡扣配合元件。替换地，可提供在凹槽8内的不同纵向位置处配合的两个或更多个卡扣配合元件。
将理解，在其他实施例中，可具有两个或更多个纵向连接状态。例如，可提供两行或更多行纵向移动的卡扣配合元件19和/或两行或更多行纵向移动的凹槽8。这将导致增加(但仍有限)数量的离散连接状态。
还将理解，插头单元2与插座单元1之间的精确连接机构不限于卡扣配合机构。也可使用(如下讨论)其他连接机构，例如卡销连接机构。
提供离散连接状态，而不是提供连续连接状态(例如在螺纹连接机构中)，可能是有利的。当具有离散连接状态时(例如在卡扣配合连接中)，当插座单元和插头单元彼此连接时可使用预定的力。相反，当使用连续连接状态时(例如螺纹型连接状态)，连接力可取决于将插头单元螺纹连接在插座单元中多远。当利用这种连续连接状态时，可能施加过小的力(导致可能不是流体密封的连接)，以及可能施加过大的力(造成例如毛细管的元件的破坏或变形的风险)。当使用所描述的离散连接机构时，这些问题不会出现。这里，连接状态(并由此，连接力)是预定的。因此，提供更可靠的、故障保护的且用户友好的连接机构。
至少一个离散连接状态可适于承受的断开力(即，当插座单元1和插头单元2中的一个牢固固定时施加至插座单元1或插头单元2中另一个的力)为5N，更优选地是10N，例如大约15或19N，但不承受50N的断开力，更优选地是30N，例如大约20N，在这种断开力下将断开。这种力可导致插座单元1与插头单元2的安全且可靠的连接，同时允许插座单元1和插头单元2根据用户的意愿而断开，并且优选地不需要使用特殊工具来固定和分离。
插座单元1包括至少壳体3，该壳体包括壳体轴向腔体(或孔)31，产生壳体外表面32和壳体内表面33。在所示出的实施例中，插座单元1还包括至少一个插座凹口18、适于装配在插座凹口18内的至少一个卡扣配合元件19，以及适于将卡扣配合元件19从外表面32的侧面固定在插座凹口18内的至少一个保持元件21。在一些实施例中，插座单元1包括密封或连接镶嵌件5。通常，插座单元1可包括用于密封毛细管13的插座密封面。插座密封面通常与插座单元1的纵向轴线正交地布置。在不同状态下，插座密封面垂直于插座单元1与插头单元2之间的插入轴线。密封面还可相对于插座单元1的纵向轴线是径向的或成圆锥形地定向的。这种插座密封面(这里是：连接镶嵌件5的面向插头单元2的表面)也可称为插座底部。通常，插座底部可由软的材料形成，优选地是PEEK或金，使得毛细管13与合适的密封材料密封。
插头单元2包括至少一个抓持元件7、至少一个插头凹口或凹槽8、推动元件9、毛细管13、套层15、偏压元件17和隆起部23。在一些实施例中，插头单元2还包括密封元件11。密封元件11可在其端部处提供毛细管13的密封。在一些实施例之中，密封元件11可有助于毛细管13与连接镶嵌件5之间的密封。另外，密封元件11也可保护毛细管13的端部免受损坏，特别是由于卷曲力而引起的损坏，并使其在插头单元2和插座单元1的连接和断开期间稳定和/或定中心。更特别地，密封元件11可适于在插头单元2的前端密封。换句话说，密封元件11具有面向前向方向且垂直于插头单元2的纵向轴线的密封面。
离散连接机构与毛细管13的端部密封之间的纵向距离可以在5到15mm的范围内，更优选地是7到13mm，甚至更优选地是9到10mm。也就是说，关于插座1，插座密封面与插座连接元件(这里是：卡扣配合元件19)之间的纵向距离(即，沿着纵向轴线的距离)在上述范围内。关于插头单元2，前向插头密封面与插头连接元件(这里是：凹槽8)之间的纵向距离可以在上述范围内。这种距离可能是有利的，这是因为连接元件与提供密封的区段之间的这种位移可能导致特别稳定的构造。
推动元件9配合在毛细管13周围。在所示出的实施例中，通过偏压元件17朝向插头单元2的前部推进该推动元件。因此，其使得毛细管13与插座单元1之间能够连接。
如所讨论的，抓持元件7通常将包括例如配合螺钉或配合插头。然而，在所示出的实施例中，抓持元件7包括至少一个凹槽8(例如两个凹槽8)，其适于至少部分地容纳卡扣配合元件19并且提供插头2与插座1的卡扣配合连接。抓持元件7的前部在推动元件9周围卷曲。在这点上，注意在本说明书中，插头单元2的前部是插头单元的“最接近”插座单元1的部分，即，在连接时首先插入插座单元1中的部分。抓持元件7附接至毛细管13。如果毛细管13由诸如玻璃的易碎材料制成，则套层(夹层)15和/或密封元件11可位于其周围以防止破坏。套层15例如可由PEEK制成，使其可充分变形且足够坚固。
插座凹口18包括变窄的内径。这可例如通过以下方式来实现：从壳体3的外表面32钻孔(该孔不是一直行进到达壳体3的内表面33)，然后开始在更大的孔停止且一直行进到达壳体3的内表面的位置处钻更小直径的孔。在插座凹口18内，卡扣配合元件19可从壳体3的外表面配合，并且通过保持元件21将其保持在位(即，从壳体3的外表面32)。卡扣配合元件19例如可包括如在此实施例中示出的球状件。然而，其也可包括销或其他不同形状的物体。在一个实施例中，可提供一个包括环状面的卡扣配合元件19。在这种实施例中，卡扣配合元件19可一直在凹槽8内配合在周围。一个卡扣配合元件19也可包括部分地围绕凹槽8行进的不同形状，例如环状面的一部分。替换地，卡扣配合元件19可包括可变形的环状面，其适于呈现至少圆形的和椭圆形的孔(替换地，基本上椭圆形的，例如变形的椭圆形孔)。保持元件21可包括例如扣环或保持压缩弹簧。在一些实施例中，卡扣配合元件19可以一定角度布置，以提供轴向密封力及保持力。一个保持元件21可保持一个或多个卡扣配合元件19。例如，卡扣元件21可包括位于卡扣配合元件19的一侧或两侧上的一个或两个扣环，所有都在壳体3周围。在图中，仅示出了顶部的球状件19和保持元件21，如显而易见地，底部包括相同的部件。卡扣配合球状件19可具有1到2mm的直径，优选地是大约1.5mm。插座单元1可包括具有对应的插座凹口18和保持元件21的2到6个卡扣配合元件19，更优选地为2到4个。
一旦卡扣配合元件19处于适当位置，则可将包括抓持元件7的插头单元2插入壳体轴向腔体31中。然后通过抓持元件7朝向壳体的外表面32向外推动卡扣配合元件19，直到其卡扣配合在抓持元件7中的至少一个凹槽/凹部8中并且由保持元件21保持。
偏压元件17提供轴向密封力以可靠地密封毛细管13的正面。偏压元件也有助于调整系统内的公差。特别地，偏压元件允许抓持元件和推动元件的精确尺寸的更大的灵活性。偏压元件17例如可包括如图所示的弹簧。偏压元件17还可包括一个或多个贝氏弹簧垫圈。偏压元件17可具有1N/mm到20N/mm的范围内的弹簧常数，更优选地是5N/mm到15N/mm，甚至更优选地是8到12N/mm。而且，在另一实施例中，偏压元件17包括至少一个卡扣配合元件19。在这种实施例中，卡扣配合元件19以一角度向前对准，并且提供施加至抓持元件7的轴向密封力和径向保持力。换句话说，在这种实施例中，卡扣配合元件19提供卡扣配合和在向前的方向上推动插头单元2的力，即，与插座单元1接合。
可提供适于与壳体3分离的隆起部23。
连接镶嵌件5可用于密封毛细管13，并且提供毛细管13与另一单元(例如，另一毛细管或色谱柱)的流体密封的连接。其在下面详细地描述。密封元件11用于轴向地密封连接镶嵌件5，并且，在下面更详细地讨论。
在本实施例中，插座单元1包括卡扣配合元件19，并且插头单元2包括凹槽8，然而，技术人员将理解，反过来也可能，以确保卡扣配合连接。在这种反向实施例中，插座单元1将包括凹槽8，插头单元2将包括卡扣配合元件1。卡销连接也是可能的，插座单元1可包括卡销腔，并且插头单元2可包括销或适于在插座单元1上与卡销腔牢固配合的其他突出元件。
图2示出了根据本发明的一个方面的配合系统的另一实施例。该图示出了与图1相比缩放的视图。在此实施例中，毛细管13由金属制成或者由其他坚固的材料制成，并因此不需要在其周围具有套层15。而且，所示出的实施例也没有密封元件11，尽管在其他实施例中，可提供这种密封元件11。否则，此实施例包括与图1所示的实施例类似的部分和部件。也就是说，在此实施例中，可由毛细管13的前端面和/或推动元件9的前端面提供密封。
图3示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例中另一缩放部分。在此实施例中，毛细管13可延伸超过推动元件9。在此实施例中，毛细管13也可由更软的材料制成，例如PEEK，并且插座1的底壁(即，插座1的与插头单元2的前密封面接触的壁)由更硬的材料制成，例如不锈钢或钛。这样，毛细管13可在正面上密封。也就是说，毛细管13的面向前的表面可在毛细管13与插座单元2之间提供密封。相反，毛细管13也可能可以由金属或其他硬材料制成，并且插座1的底壁由更软的材料制成。
图4示出了根据本发明的一个方面的配合系统的实施例中又一缩放部分。在此实施例中，通过在毛细管13所连接的插座单元1的密封镶嵌件5中增加凹口51，进一步保护毛细管13免受破坏或变形。凹口51具有窄开口，从而确保毛细管13在插入过宽的开口时不会受损。凹口51也可适于定中心并密封毛细管，以至少避免死体积，并且使连接密封。技术人员将理解，凹口51是可选的。在一些实施例中，毛细管13与连接镶嵌件5抵头密封。
图4还示出了壳体3的内表面上的邻接件34。邻接件通常用来保护插头单元2(特别是保护毛细管13)免受在插头单元2与插座单元1的连接期间施加的过大的力的影响。邻接件适于使插头单元2在连接期间的过度前进停止。插头单元2还可适于具有与邻接件34配合的对应的突出部。
在上文中，已经描述了插座单元1与插头单元2之间的连接，该连接提供有限数量的离散的连接状态。本发明还涉及改造现有的插座单元(未示出)与插头单元2之间的现有连接。例如，这种插座单元可包括螺纹。为了改造这种插座单元，本发明的一个方面还涉及一种适配器。该适配器适于配合或连接到插座单元。例如，适配器可包括适于连接到插座单元的螺纹的(外)螺纹。关于适配器与插头单元之间的连接，适配器可包括与关于上述插座单元描述的特征对应的特征。因此，为了描述简洁，这些特征不再进一步详细描述。
图5示出了根据本发明的一个方面的插头单元2的向内弯曲的连接的实施例。在此实施例中，插头单元2包括抓持元件7，该抓持元件具有向内弯曲的前端71，其允许与推动元件9牢固地连接。在一些实施例中，抓持元件7与推动元件9之间的连接允许两个元件之间具有一些轴向的和/或径向的运动，而不使其断开。特别地，抓持元件7与推动元件9之间的连接可以是这样的，使得当使抓持元件7从插座单元1断开时，由抓持元件7将推动元件9拉出。虽然从主要涉及插座单元1与插头单元2之间的连接机构的上述方面独立地示出了本发明的此方面，但是将理解，这些方面也可一起使用。
壳体3包括壳体轴向腔体31，抓持元件7可配合在该壳体轴向腔体内。抓持元件7可以是例如配合螺钉。即，换句话说，抓持元件7可包括适于与插座单元1中的螺纹接合的螺纹。替换地，可使用上述连接机构。抓持元件7包括抓持元件轴向腔体。抓持元件7在其前端还包括向内弯曲的端部71。向内弯曲的端部71其本身是弯曲的，即，朝向抓持元件轴向腔体弯曲。这样，实现端部腔体72。
推动元件9包括至少一个肩部91。此肩部适于配合在端部腔体72内并且变得与向内弯曲的端部71接合。这样，推动元件9和抓持元件7牢固地附接。然而，可允许二者之间的一些径向的和/或轴向的运动。当使插头单元2和插座单元1彼此断开时(例如拧开)，抓持元件7一起拉动推动元件9，并且推动元件9也拉出毛细管。在一个实施例中，抓持元件7和推动元件9之间的弯曲连接适于承受二者之间的分离力，该分离力在100到1000N的范围内，例如是大约1000N。此实施例中的分离力可基于所使用的材料的强度。抓持元件7的向内弯曲的端部71确保当使用标准毛细管连接时将抓持元件7固定地保持在位，并因此不会不可控地在毛细管13上滑动。
图6a和图6b示出了达到弯曲连接的步骤。图6a示出了抓持元件7的端部段向内弯曲之前的状态。在弯曲之后，抓持元件7包括向内弯曲的端部71。在弯曲之前，推动元件9未固定在端部腔体72内，并且在插座单元1和插头单元2断开或拧开时可留在壳体轴向腔体31内。相反，图6b示出了端部弯曲之后的连接。抓持元件7现在包括向内弯曲的端部71。通过密封力将推动元件9固定在端部腔体72内，并且在断开时将由抓持元件7拉动推动元件9。
图7示出了根据本发明的另一方面的插头单元2的实施例，其中，弯曲连接用于使抓持元件7与推动元件9连接。当断开时，将由抓持元件7拉出推动元件9。由于推动元件9在毛细管13周围卷曲，所以毛细管13本身在断开期间将经受更小的力，并且将不太可能变得变形或破坏。图7示出了不包括偏压元件(例如图1中的偏压元件17)的实施例。
图8示出了根据本发明的密封镶嵌件300的实施例。两个毛细管13在图中是连接的。壳体3配合在模具60内，以提供基本连接。在所示出的实施例中，连接镶嵌件5用作两个毛细管13之间的边界。密封元件11对毛细管13提供保护，并且用于密封该系统，例如借助于邻接件。连接镶嵌件5包括镶嵌腔体50，液体从一个毛细管13通过镶嵌腔体50行进到另一个毛细管。推动元件9与如之前讨论的抓持元件7配合。
毛细管13用其正面紧密地压靠包括连接镶嵌件5的软且密的主体。毛细管由此形成紧密密封所需的精确几何形状，以避免连接镶嵌件5内的死体积。连接镶嵌件5可由PEEK、聚丙烯或类似塑料制成。其也可由金、银或类似材料制成。其可由导电的PEEK制成，例如PEEK HPV(由Quadrant制造)或TECAPEEK ELS纳米(由Ensinger制造)。连接镶嵌件5可由挤出PEEK(毛细管)管制成，而不是通过机加工制成。在这种情况中，相应的段(例如具有正确厚度的盘)将必须从PEEK毛细管切开。其还可具有由金属制成且在表面上涂有PEEK或用PEEK注塑成型的芯部。也可注塑镶嵌件。整个连接镶嵌件5可由一片PEEK制成。镶嵌件5也可以是适于螺纹连接在现有的连接端口中的元件的一部分。因此，所述元件将已经包括密封能力，使得可将现有的配合件/插座(例如适于金属箍的密封)改造为在面处密封，即，与垂直于插座和插头的纵向轴线的表面密封。在一些实施例中，连接镶嵌件5比毛细管13软，以允许二者之间紧密地密封。因此，对于不同的毛细管材料(例如，其可以是玻璃(熔融石英)、不锈钢、MP35N或钛)，可使用不同的连接镶嵌件5。
毛细管13可设置有推动元件9，这是因为推动元件9通过抓持元件7在毛细管13上施加轴向密封力。对于金属毛细管13，推动元件9可直接卷曲、焊接或胶粘在毛细管13上。为了使诸如玻璃的更软的毛细管13卷曲，在毛细管13与推动元件9之间增加塑料的套层15是有利的，例如以防止毛细管破坏。然而，在胶粘的情况中，这可省略。
密封镶嵌单元300可由几个部件制成，例如两件式壳体3(这里是壳体3和模具60)和分开的连接镶嵌件5。这具有这样的优点：可根据需要来替换连接镶嵌件5，例如在磨损和撕裂的情况中。镶嵌腔体50可具有不同的直径，例如大于大约30到300μm的直径。镶嵌腔体50也可包括不同的材料以用于不同的应用，例如导电的PEEK用于所通过的液体的电接触(例如用于在质谱分析应用中使用)。
连接镶嵌件5可首先位于壳体3的一个半部内，然后用壳体的第二半部(这里是模具60)覆盖。壳体半部可螺纹连接在一起或者用其他方式配合在一起。毛细管13现在可由轴向密封力朝向连接镶嵌件5推动，例如从螺纹螺钉或从弹簧。毛细管13在密封中精确地形成最佳的几何形状，并因此可形成无死体积的连接。
图9示出了密封镶嵌单元300的实施例中的缩放部分。连接镶嵌件5还可包括至少一个侧凹口51，以用于定中心并径向地对准毛细管13。凹口51还减小了毛细管擦过连接镶嵌件5并产生碎屑的机会。进一步，凹口51可帮助减小毛细管13的角部区域中的张力，特别是对于熔融石英毛细管。而且，镶嵌件5包括流体可能流过的钻孔或通道或腔体50。此腔体50通常具有例如50μm的直径。至少在腔体50的一端上(优选地在两端上)，形成凹口51。所述凹口51是(相对短的)包括例如0.3到0.6mm的直径的通道，更优选地是300到500μm，甚至更优选地是350到400μm。凹口的长度可以在0.3到0.6mm的范围内，更优选地是300到500μm，甚至更优选地是350到400μm。此凹口通道51可具有恒定直径或者通道可以是锥形的。毛细管13可(紧密地)配合在此凹口51中。因此，凹口51可定中心并径向地对准毛细管13。而且，通过具有此/这些凹口51，用于产生腔体50的钻孔深度减小凹口通道51的长度。密封镶嵌件可具有大约1500μm的厚度。这种厚度对于使密封镶嵌件5承受毛细管13所施加的轴向密封力而言可能是有利的。通常，某人可钻出具有是大约钻孔的直径的14倍的长度的钻孔。例如，当腔体的直径是50μm时，这种钻孔的长度将是700μm。通过在腔体50的端部增加两个凹口51并且每个凹口51具有400μm的长度，密封镶嵌件的总厚度可以是大约1500μm。因此，凹口51也可帮助密封镶嵌件5的生产过程。
密封元件11减小轴向运动并且用作对毛细管13防止弯曲的额外支撑。密封元件11可包括由PEEK或金属制成的肩部。其可直接模塑在推动元件9上，或者在套层件15上。这种肩部可保护并固定毛细管。
密封镶嵌单元300允许用小得多的必要的密封力来紧密地密封毛细管13。由于仅毛细管13压靠密封镶嵌件5，所以小得多的轴向密封力对于紧密密封来说是必要的。熔融石英毛细管13的外径可以是例如280μm或360μm。标准配合连接具有大约1.65mm的直径。因此，用于只密封毛细管所需的力可以小10到20倍。
通过额外的适配器，可将现有的基于金属箍的毛细管连接件改造为如本文描述的正面密封连接件。
图10-1到图10-3c示出了在逐步布置中使用的密封镶嵌单元300。图10-1示出了具有用于定中心并径向地对准毛细管13的凹口51的密封镶嵌件5。毛细管13伸出超过密封元件(肩部)11。图10-2示出了定中心在凹口51内的毛细管13。密封在这个位置开始。图10-3a示出了接收在凹口51内的毛细管13。密封元件(肩部)11已与密封镶嵌件5对准。图10-3b示出了本发明的一个方面的另一实施例，其中不存在密封元件11。此情况中的接触是在密封镶嵌件5与推动元件9之间。图10-3c示出了图10-3b的替换实施例，其中推动元件9与密封镶嵌件5不接触。
图11示出了用于毛细管连接的即插即用系统。在此实施例中，两个毛细管连接或配合在一起，但是本发明也可用于连接毛细管和色谱柱，或者连接毛细管和HPLC设备的其他配合件，或者更一般地，连接毛细管和其他装置、设备或单元。插头单元2包括偏压元件17，其适于施加用于密封镶嵌单元300牢固地且可靠地密封毛细管13所需的轴向密封力。密封镶嵌单元300还提供基本上为零的死体积密封。密封镶嵌单元300使用与毛细管13的正面的密封面积相等的密封面积。由于这比之前使用的密封面积小得多，所以需要小得多的轴向密封力，以允许插头单元2在不使用工具的情况下与插座单元1配合。密封面积可以在0.05mm2到0.5mm2的范围内，更优选地是0.05mm2到0.15mm2，甚至更优选地是大约0.1mm2。
如这里示出的插头单元2螺纹连接在壳体3中，即，抓持元件7螺纹连接在壳体3内。然而，在一个优选实施例中，插头单元2和插座单元1包括可不使用任何工具而紧固的卡扣配合连接。抓持元件7包括向内弯曲的端部71，其牢固地保持推动元件9并且在断开时将其与毛细管一起拉出。因此，插头单元2可多次重复使用。
偏压元件17可适于增加密封力公差，以调整系统的连接状态中的密封力。其可对系统整体上提供进一步公差和柔性。
现在将参考图2描述提供给连接机构的不同的力。当插头单元2和插座单元1彼此连接且某人试图使这些单元彼此断开时，存在不同的力。首先，具有保持力fholding，其是由于插头单元2与插座单元1之间的连接机构而产生的力。在所示出的实施例中，保持力fholding由卡扣配合机构提供并且阻碍插头单元2容易地从插座单元1断开。仅作为一个示例，保持力可以是19.5N。如所讨论的，可提供偏压构件17(例如弹簧)，其通过偏压力(未示出)推进推动元件9与连接镶嵌件5接合。由于这种力有助于密封，所以这种力也可称为密封力。此偏压构件还提供将抓持元件7推至右侧(即，在插头单元2与插座单元1之间断开的方向上)的密封力或偏压力fbiasing。仅作为一个示例，偏压力fbiasing可以是10N。将理解，保持力fholding需要比偏压力fbiasing大，即，fholding＞fbiasing。否则，该系统将容易断开。可对系统提供断开力fdisconnect，即，在插座单元1与插头单元2之间断开的方向上的力。在所示出的实施例中，例如，可用断开力fdisconnect使插头单元2移动至右侧，而插座单元1在空间上是固定的。反之亦然，插头单元2可以是固定的，并且可用断开力fdisconnect使插座单元1移动至右侧。只要断开力fdisconnect和偏压力fbiasing的和不超过保持力fholding，即，只要fdisconnect+fbiasing≤fholding，插头单元2和插座单元1便将保持彼此连接。然而，当断开力fdisconnect和偏压力fbiasing的和超过保持力fholding时，即，当fdisconnect+fbiasing＞fholding时，插头单元2便将从插座单元1断开。在本示例中(fholding＝19.5N，fbiasing＝10N)，这将意味着，例如，连接机构适于承受5N、7N或9N的断开力fdisconnect，但是不承受20N、15N或10N的断开力。虽然以上示例包括引起偏压力fbiasing的偏压构件17，但是将理解，某人也可将连接设计成使得当不提供这种偏压构件17时其承受一定的断开力(并且在其他断开力下分离)。在这种情况中，分离力的限度可取决于连接的保持力。
即插即用毛细管连接系统可适于具有大约5到25N(例如大约10N)的密封力或偏压力、大约10到50N(例如大约20N)的保持力，该保持力大于密封力。这种系统可适于承受大约5到45N(例如大约10N)的断开力，该断开力不大于密封力和保持力之间的差，但是不承受大于密封力和保持力之间的差的断开力。如所讨论的，密封力是通过其将毛细管密封在密封镶嵌件5上的力，保持力是连接机构(例如卡扣配合或卡销连接)所产生的力。这种力的范围有利于避免使用工具来连接系统，并且仍保证紧密的且可靠的连接。注意，分离力是当抓持元件包括向内弯曲的端部时使抓持元件和推动元件分离所必需的力。
因此，即插即用毛细管连接系统在不具有工具的情况下难于使用，提供紧密的且牢固的基本上为零的死体积连接，并且可在不损失部件的情况下重复使用，使得其对于高压液相色谱法应用来说特别理想。
图12a、图12b和图12c示出了根据本发明的毛细管连接系统的替换实施例。插座单元1和插头单元2在这里可使用卡销连接来连接。壳体3包括至少一个卡销配合元件19’(这里是两个卡销配合元件)。卡销配合元件19’可包括如图所示的销，但是也可包括球状件或适于与卡销腔体或腔体18’配合的其他突出元件。在图中，插座单元1包括卡销配合元件19’，并且插头单元2包括卡销腔体18’，但是技术人员将理解反向(即，包括卡销腔体18’的插座单元和包括卡销配合元件19’的插头单元2)也是可能的。
图12a示出了处于断开状态中的毛细管配合系统，即，卡销配合元件19’和卡销腔体18’未配合在一起且未连接。
图12b示出了中间状态，其中，插座单元1和插头单元2将通过卡销配合元件19’和卡销腔体、凹槽或凹部18’连接或接合。
图12c示出了连接状态，其中，插座单元1和插头单元2已经通过卡销配合机构牢固地连接。
图13示出了根据之前已知的实施例的插座单元1和插头单元2的系统。抓持元件7不具有向内弯曲的端部71，并且推动元件9简单地附接至毛细管13。拉出式金属箍75位于抓持元件7后面的毛细管13周围。拉出式金属箍75适于当插头单元2断开时将毛细管13与推动元件9一起从插座单元1拉出。
如本文使用的，包括在权利要求书中，术语的单数形式将解释为也包括复数形式，除非上下文相反地表示。因此，应注意，如本文使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数引用，除非上下文明确地相反表示。
在说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”、“包含(including)”、“具有(having)”和“含有(contain)”及其变型应理解为表示“包括但不限于”，并且并非旨在排除其他部件。
本发明还覆盖精确的术语、特征、值和范围等，假使这些术语、特征、值和范围等与诸如大约、左右、大致、基本上、本质上、至少等的术语结合使用(即，“大约3个”也将精确地覆盖3个，或者“基本上常数个”也将精确地覆盖该常数)。
术语“至少一个”应理解为表示“一个或多个”，从而包括两个包含一个或多个部件的实施例。而且，提到描述具有“至少一个”的特征的独立权利要求的从属权利要求具有相同的含义，当将该特征提到是“该特征”和“该至少一个特征”时。
将理解，在仍落在本发明的范围内的同时，可对本发明的以上实施例进行变化。用于相同、等价或类似目的的替换特征可替换说明书中公开的特征，除非相反地表示。因此，除非相反地表示，否则每个所公开的特征都代表一个通用系列的等价或类似特征的一个示例。
诸如“比如(for instance)”、“诸如(such as)”、“例如(for example)”等的代表性语言的使用，目的仅是更好地举例说明本发明，而不是指出本发明的范围的限制，除非这样要求。说明书中描述的任何步骤可以任何顺序执行或同时执行，除非上下文明确地表明不是这样。
说明书中公开的所有特征和/或步骤可以任何组合来组合，除了至少一部分特征和/或步骤相互排斥的组合以外。特别地，本发明的优选特征可应用于本发明的所有方面，并且可以任何组合来使用。

Claims (15)

1.一种用于毛细管连接系统的插座单元(1)，特别是用于在HPLC应用中使用，所述插座单元(1)包括：
a.壳体(3)，包括壳体外表面(32)和壳体内表面(33)，所述壳体内表面限定壳体轴向腔体(31)；以及
b.插座连接机构，适于与插头单元(2)的对应的插头连接机构接合，以将所述插头单元(2)与所述插座单元(1)连接在一起，
其中，所述插座连接机构适于所述插座单元(1)与所述插头单元(2)之间的一预定数量的离散连接状态。
2.根据权利要求1所述的插座单元(1)，其中，所述插座连接机构是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。
3.根据前述权利要求中任一项所述的插座单元(1)，其中，所述插座连接机构包括至少一个插座连接元件，其中，每个所述插座连接元件包括：
插座凹口(18)，包括从所述壳体外表面(32)朝向所述壳体内表面(33)变窄的内径；以及
卡扣元件(19)，适于从所述壳体外表面(32)配合到所述插座凹口(18)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的插座单元(1)，其中，所述插座连接机构还包括：
至少一个保持元件(21)，适于将至少一个所述卡扣元件(19)从所述壳体外表面(32)的侧面固定在所述壳体(3)上的所述插座凹口(18)内。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的插座单元(1)，其中，所述插座单元(1)包括适于使毛细管的前端密封的密封面，所述密封面垂直于所述插座单元(1)的纵向轴线，并且其中，所述密封面与所述插座连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地在7mm到13mm的范围内，甚至更优选地在9到10mm的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的插座单元(1)，其中，所述插座单元(1)包括密封镶嵌件(5)，其中，所述密封镶嵌件(5)适于配合至所述壳体(3)并且使毛细管(13)连接到另一设备，其中，所述密封镶嵌件(5)适于配合在毛细管(13)周围或者平靠毛细管的正面以形成紧密且牢固的密封，其中，所述密封镶嵌件(5)包括穿过所述密封镶嵌件(5)的镶嵌腔体(50)，所述镶嵌腔体适于用作用于流体流动的通道。
7.一种用于毛细管连接系统的插头单元(2)，特别是用于在HPLC应用中使用，所述插头单元(2)包括：
a.毛细管(13)；以及
b.抓持元件(7)，包括插头连接机构，所述插头连接机构适于与插座单元(1)的对应的插座连接机构接合，以将所述插头单元(2)与所述插座单元(1)连接在一起，
其中，所述插头连接机构适于所述插座单元(1)与所述插头单元(2)之间的一预定数量的离散连接状态。
8.根据权利要求7所述的插头单元(2)，其中，所述插头连接机构是卡扣配合连接机构或卡销连接机构。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的插头单元(2)，其中，所述插头连接机构包括至少一个插头连接元件，并且其中，所述插头连接元件是在所述抓持元件(7)的外周缘周围的插头凹口(8)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的插头单元(2)，其中，所述插头连接机构包括卡销安装件，所述卡销安装件位于所述抓持元件(7)上并且适于与所述插座连接机构连接。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的插头单元(2)，其中，所述抓持元件(7)包括向内弯曲的端部(71)，其中，所述向内弯曲的端部(71)本身朝向所述抓持元件(7)的轴向腔体弯曲并且限定端部腔体(72)。
12.根据权利要求11所述的插头单元(2)，其中，所述插头单元(2)还包括推动元件(9)，所述推动元件固定至所述毛细管(13)并且适于将轴向密封力传递至所述毛细管(13)，其中，所述抓持元件(7)与所述推动元件(9)连接，其中，所述推动元件(9)还包括至少一个肩部(91)，所述肩部适于配合在所述抓持元件(7)的所述端部腔体(72)内并且与所述抓持元件(7)的所述向内弯曲的端部(71)接合，其中，所述抓持元件(7)的所述向内弯曲的端部(71)与所述推动元件(9)的所述肩部(91)之间的接合适于承受100N的分离力，更优选地为500N，甚至更优选地为1000N。
13.根据权利要求7至12中具有权利要求8的特征的任一项所述的插头单元(2)，其中，所述插头单元(2)包括前端，并且其中，所述插头单元的前端与至少一个所述插头连接元件纵向相距的距离在5mm到15mm的范围内，更优选地在7mm到13mm的范围内，甚至更优选地在9mm到10mm的范围内。
14.一种用于毛细管(13)的连接的系统，所述系统包括：
根据权利要求1至6中任一项所述的插座单元(1)；以及
根据权利要求7至13中任一项所述的插头单元(2)；
其中，所述插座连接机构和所述插头连接机构适于呈现连接状态，并且在所述连接状态中，所述插头单元(2)和所述插座单元(1)适于承受3N的断开力，更优选地为5N，甚至更优选地为7N，例如为9N。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，在所述连接状态中，所述插头单元(2)和所述插座单元(1)适于在施加50N的断开力时分离，更优选地为25N，更优选地为10N。
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