CN115151817A - 接头和联接器 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方面提供了一种气相色谱接头，所述气相色谱接头包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及限定第一凹部的第一对翼部。本发明的另一个方面提供了一种接头，所述接头包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及限定第一凹部的至少第一突出部。本发明的另一个方面提供了一种联接器，所述联接器包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及第一连接器，所述第一连接器被定位在联接器的表面的一部分上。

Description

接头和联接器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月28日提交的美国专利申请序列号16/804,919的优先权权益。此申请的全部内容特此通过引用结合于此。

背景技术

有时必须联接多个气相色谱柱(例如，以实现增加的柱长度)。可以利用简单的接头来联接两个柱。还可以使用多端口连接器来联接多个柱(例如，将从单个主柱流动的样品流分成两个平行柱)。然而，双端口或多端口连接器的当前构型可能会泄漏、难以安装和/或不利地影响色谱性能。

玻璃或熔融石英压配合接头难以做到无泄漏。此外，即使成功附接，它们在机械方面也不是坚固的。因此，这些接头在短期使用后容易泄漏。这部分地是由于可用于将玻璃接头紧固在GC烘箱内部的方法不充分，其中高速气流与多温度循环相结合，将导致柱在柱与锥形玻璃至柱界面(即，压配合密封的位置)之间的密封接合处破裂。这些因素要求这些柱连接器的温度上限局限于中等偏低，因此限制了合适的应用的范围。

其他接头庞大并难以附接到柱。由于过量的金属质量引起色谱异常(例如，效率损失、峰拖尾)，这样的接头还经受气相色谱烘箱内部的热滞后。类似地，这些庞大的接头也容易失效(例如，泄漏，引起溶质破坏)，其中难以找到合适的装置来紧固接头并仍然防止连接的机械故障。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种气相色谱接头，所述气相色谱接头包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及限定第一凹部的第一对翼部。

本发明的这个方面可以具有各种实施方案。气相色谱接头可以进一步包括第二对翼部，所述第二对翼部限定第二凹部，所述第二凹部适于与气相色谱柱笼的第二部分接合。

第一凹部可以相对于第一端口或第二端口中的至少一个以从约45度至约270度的角度定位。

第一端口和第二端口中的每一个可以至少包括基本上锥形的区段。第一端口和第二端口中的每一个可以包括至少一个基本上锥形的区段和至少一个基本上圆柱形的区段。

气相色谱接头可以包括具有小于约

的热导率的材料。气相色谱接头可以由不锈钢组成。

气相色谱接头可以进一步包括指示符，所述指示符指示色谱接头能够将其彼此联接的柱的大小。

气相色谱接头可以进一步包括第三端口，所述第三端口与第一端口和第二端口流体连通。第三端口可以与第一端口和第二端口两者共面。第三端口可以与第一端口和第二端口两者垂直。

本发明的另一个方面提供了一种接头，所述接头包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及限定第一凹部的至少第一突出部。

本发明的这个方面可以具有各种实施方案。第一凹部可以限定允许将接头整合到GC柱笼中的内部几何形状。第一凹部可以相对于第一端口或第二端口中的至少一个成从约45度至约270度的角度。

接头可以进一步至少包括限定第二凹部的第二突出部。

接头可以进一步包括指示符，所述指示符指示接头能够将其彼此联接的柱的大小。

本发明的另一个方面提供了一种联接器，所述联接器包括：第一端口；与第一端口流体连通的第二端口；以及第一连接器，所述第一连接器被定位在联接器的表面的一部分上。

本发明的这个方面可以具有各种实施方案。第一连接器可以是摩擦配合连接器或卡扣配合连接器中的一个。接头可以进一步包括指示符，所述指示符指示联接器能够将其彼此连接的柱的大小。

联接器可以进一步包括第二连接器，所述第二连接器被定位在联接器的表面的一部分上。

附图说明

为了更全面地理解本发明的本质和所期望的目的，参考以下结合附图进行的详细描述，其中贯穿若干视图，相同的参考字符指示对应的部分。

图1描绘了气相色谱系统。

图2描绘了气相色谱烘箱，打开以示出毛细管柱。

图3提供了根据本发明的实施方案的气相色谱接头的各种视图。

图4提供了根据本发明的实施方案的气相色谱接头的透视图。

图5是根据本发明的实施方案的气相色谱接头的替代性内部截面。

图6A和图6B描绘了与两个气相色谱柱和相关气相色谱柱笼联接的根据本发明的实施方案的气相色谱接头。

图6C描绘了在联接到气相色谱柱之前安装在气相色谱笼中的根据本发明的实施方案的气相色谱接头。

图7A至图8B提供了根据本发明的实施方案的三端口连接器或分路器接头的视图。

定义

参照以下定义最清楚地理解本发明。

除非上下文另有明确指示，否则如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数引用。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则如本文所使用的，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另有明确说明，否则本文所提供的所有数值均由术语约修饰。

如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括有(comprising)”、“含有(containing)”、“具有(having)”等可以具有在美国专利法中赋予它们的含义，并且可以指“包含(includes)”、“包含有(including)”等。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则如在此所使用的术语“或”应理解为是包括性的。

本文提供的范围应理解为所述范围内所有值的简写。例如，1至50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50(以及其分数，除非上下文另有明确指示)的任何数字、数字组合或子范围。

具体实施方式

本发明的方面提供了用于气相色谱系统的接头。

气相色谱法是分析化学中所使用的一种类型的色谱法，用于分离和分析可以汽化而不分解的化合物。参见图1，气相色谱法使用载气102作为流动相和固定相。固定相是一层液体或聚合物材料，涂覆在一段称为柱104的熔融石英或金属管件的内侧。

典型地，相涂层的厚度可以在从约0.10微米至约10微米或更大的范围内。然而，合适长度的柱104可以不涂覆有任何固定相，但是可以任选地仅具有化学失活的表面。即，这段柱104可以在管件的内表面上没有任何表面变化。在一些例子中，在涂覆的柱之前或之后附接多段未涂覆的管件作为“保护柱”或“保留间隙”。

如图1和图2可见，柱104具有的长度(例如，在约0.5m与约100m之间)使它必须被盘绕以装配到烘箱106中。参见图2，柱104通常缠绕在笼202周围以便保持盘绕构型，但是存在其他构型(例如，环形的、平面的)。

有时必须联接多个气相色谱柱104(例如，以实现增加的柱长度)。接头可以用于联接两个或更多个柱104。然而，接头可能泄漏、难以安装和/或不利地影响色谱性能。

图3展示了气相色谱接头300的例子，所述气相色谱接头包括：第一端口302；第二端口304；以及第一翼部、突出部、或连接器，或第一对翼部、突出部、或连接器306a、306b(为简明起见，在此称为“翼部”)。翼部306a、306b可以限定第一凹部308。如图所示，翼部306a、306b和第一凹部308可以侧向于由端口302、304限定的轴线，无论是成角度的(如图4中描绘的)还是平行的(如图3和图6A至图6C中描绘的)。在例子中，翼部306a、306b中的每一个可以是半圆形的。

接头300可以由单件材料形成，诸如金属(例如，316不锈钢)、塑料、聚合物、玻璃等。在例子中，材料可以耐受烘箱温度(例如，在约-80℃与约450℃之间)。接头300可以具有小于约

小于约

小于约

小于约

小于约

小于约

小于约

等的热导率。在其他例子中，接头300可以由诸如铝(具有约

的热导率))、铜(具有约

的热导率)等金属以及其合金形成。

接头300可以通过各种制造技术来形成，包括机加工、铸造、模制等。

第一端口302和第二端口304可以彼此流体连通。例如，第一端口302和第二端口304可以是彼此相反和/或彼此成一线。端口302、304可以具有合适的内部几何形状以便与色谱柱(其典型地具有约2mm的外径)形成不透流体的密封。例如，端口302、304可以包括螺纹、脊、环状物、或其他特征来促进密封。这些端口可以在工厂或现场联接到气相色谱柱(例如，使用套圈和螺母、压力装配等)。虽然本发明的实施方案可以具有相同的端口几何结构，但是本发明的其他实施方案可以具有不同的几何结构以便于具有不同直径(外径和/或内径)、几何结构和/或材料的柱的联接。在例子中，为了更好地标识与接头300最佳匹配的柱直径，接头300可以包括一个或多个指示符，诸如(多个)数字、(多个)标识标记或(多种)颜色。在例子中，如图3所示，第一端口302可以包括两条线320，指示端口302能够接收或接纳2mm外径的柱。第二端口304可以包括三条线322，指示端口304能够接收或接纳3mm外径的柱。还可以实现其他指示符，诸如数字或呈凹部或突出部形式的点。在例子中，代替标记，端口302、304中的每一个可以包括指示预定大小的柱104的特定颜色。在另一个例子中，如果接头300能够接收/联接两个3mm直径的柱104，则可以将数字3冲压或印刷在接头300的一部分上。

每个端口302、304可以包括锥形和圆柱形内表面的组合(如图3的截面A-A所示)、锥形和圆柱形内表面(如在图5所示)、或单个锥形内表面(未示出)。这样的表面可以便于型锻。在一些例子中，端口302、304包括基本上锥形的区段和基本上圆柱形的区段。

桥接可以与一个或多个端口相关联以便相对于彼此支撑柱104和/或接头300。这样的桥接可以是略微柔性的以允许移动，而且还抵抗柱104的扭结。

翼部306a、306b和对应的凹部308可以适于与一个或多个结构接合，诸如图6A至图6C所描绘的气相色谱柱笼202(例如，双线笼)、盘绕气相色谱柱等。可以选择翼部306a、306b和/或凹部308的相对形状和尺寸以促进期望的接合。例如，翼部306a、306b可以被设计成轻微地挠曲以便夹住另一个结构、形成卡扣配合(例如，其中气相色谱柱笼202挠曲以便在位于凹部308、312内时返回到其初始形状之前接收接头300)、形成摩擦配合等。

仍然参见图3，接头300可以进一步包括第二对翼部310a、310b和相关联的凹部312。翼部310a、310b和相关联的凹部312可以与第一对翼部306a、306b和相关联的凹部308相反。

翼部306a、306b、310a、310b和凹部308、312可以平行于端口302、304之间的路径，或者可以相对于这种路径成角度(如图4所描绘的)。示例性角度在约5°、约10°、约15°、约20°、约25°、约30°、约45°与约270°之间等。

在例子中，如图7A至图8B所示，翼部也可以应用于n端口连接器，其中n为正整数，诸如3。如所讨论的，三端口连接器可以用于将样品从单个输入端分配到两个输出端，每个输出联接到柱104。在一个例子中，如图7A所示，翼部可以定位在端口之一的近端处。然而，翼部还可以放置在n端口连接器彼此连接的一个点处。

可以对本发明的实施方案进行处理(例如，使用申请人的

方法)以使表面对活性溶质是惰性的。小的尺寸可以使接头对溶质在色谱上不可见。

等同物

虽然已经使用特定术语描述了本发明的优选实施方案，但是这样的描述仅用于说明性目的，并且应当理解的是，在不背离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以做出改变和变化。

引用并入

在此引用的所有专利、公开的专利申请以及其他参考文献的全部内容特此通过引用明确地以其全文结合于此。

Claims (20)

1.一种气相色谱接头，其包括：

第一端口；

第二端口，所述第二端口与所述第一端口流体连通；以及

第一对翼部，所述第一对翼部限定第一凹部。

2.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其进一步包括：

第二对翼部，所述第二对翼部限定第二凹部，所述第二凹部适于与所述气相色谱柱笼的第二部分接合。

3.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其中所述第一凹部相对于所述第一端口或所述第二端口中的至少一个以从约45度至约270度的角度定位。

4.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其中所述第一端口和所述第二端口中的每一个至少包括基本上锥形的区段。

5.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其中所述第一端口和所述第二端口中的每一个包括至少一个基本上锥形的区段和至少一个基本上圆柱形的区段。

6.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其包括具有小于约

的热导率的材料。

7.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其中所述接头由不锈钢组成。

8.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其进一步包括指示符，所述指示符指示所述色谱接头能够将其彼此联接的柱的大小。

9.根据权利要求1所述的气相色谱接头，其进一步包括：

第三端口，所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口流体连通。

10.根据权利要求9所述的气相色谱接头，其中所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口两者共面。

11.根据权利要求9所述的气相色谱接头，其中所述第三端口与所述第一端口和所述第二端口两者垂直。

12.一种接头，其包括：

第一端口；

第二端口，所述第二端口与所述第一端口流体连通；以及

限定第一凹部的至少第一突出部。

13.根据权利要求12所述的接头，其中所述第一凹部限定允许将所述接头整合到所述GC柱笼中的内部几何形状。

14.根据权利要求12所述的接头，其中所述第一凹部相对于所述第一端口或所述第二端口中的至少一个成从约45度至约270度的角度。

15.根据权利要求12所述的接头，其进一步包括限定第二凹部的至少第二突出部。

16.根据权利要求12所述的接头，其进一步包括指示符，所述指示符指示所述接头能够将其彼此联接的柱的大小。

17.一种联接器，其包括：

第一端口；

第二端口，所述第二端口与所述第一端口流体连通；以及

第一连接器，所述第一连接器被定位在所述联接器的表面的一部分上。

18.根据权利要求17所述的联接器，其中所述第一连接器是摩擦配合连接器或卡扣配合连接器中的一个。

19.根据权利要求17所述的联接器，其进一步包括指示符，所述指示符指示所述联接器能够将其彼此连接的柱的大小。

20.根据权利要求17所述的联接器，其进一步包括第二连接器，所述第二连接器被定位在所述联接器的表面的一部分上。

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