DE202005019458U1

DE202005019458U1 - Kopplungsvorrichtung zum Koppeln eines Fluidpfades und eines Lichtpfades

Info

Publication number: DE202005019458U1
Application number: DE200520019458
Authority: DE
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2015-12-14

Abstract

Kopplungsvorrichtung (1) ausgelegt zum Koppeln eines Fluid-Pfades (3) und eines Licht-Pfades (5), mit
– einem ersten Dichtkegel (7) ausgelegt zum Dichten des Fluid-Pfades,
– einem ersten Kegelsitz (13) ausgelegt zum Aufnehmen des ersten Dichtkegels (7),
– einer ersten Spannvorrichtung ausgelegt zum Einpressen des ersten Dichtkegels (7) in den ersten Kegelsitz (13),
wobei der Dichtkegel (7) einen Durchbruch aufweist, durch den der Lichtpfad (5) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für einen Fluidpfad und einen Lichtpfad.
STAND DER TECHNIK
Kopplungsvorrichtungen werden verwendet, um Leiter, die zum Führen eines Mediums ausgelegt sind, zu verbinden. Bekannt sind beispielsweise Lichtleiter oder Fluidleiter, ausgelegt zum Leiten von Licht bzw. eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit. Eine Kapillare kann beispielsweise zum Leiten eines Fluids und/oder von Licht dienen. Flusszellen werden beispielsweise zum Analysieren eines Fluids verwendet und können daher einen Fluidleiter und einen Lichtleiter aufweisen. Flusszellen können einen oder mehrere Leiter aufweisen, die mittels einer oder mehrerer Kopplungsvorrichtungen kommunizierend in Verbindung stehen.
Die US 6,526,188 B2 und die US2001/0010747 zeigen eine modulare Flusszelle mit einem hohen optischen Durchsatz, einer langen optischen Pfadlänge und einem kleinen Querschnitt. Die modulare Flusszellenanordnung beinhaltet Versorgungsanschlüsse oder Verbindungen für Flüssigkeit und Lichteintritt sowie Flüssigkeits- und Lichtaustritt.
Die US 5,444,807 zeigt eine Durchflusszelle zur Verwendung bei der Messung von chemischen Eigenschaften kleiner Fluidvolumina, die gelöste Proben enthalten.
Die US 5,608,517 zeigt eine beschichtete Flusszelle und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen. Die Flusszelle weist einen Fließabschnitt auf, wobei Licht, dass in die Flusszelle geleitet wird, intern entlang des Fließabschnitts reflektiert wird.
Die US 3,236,602 zeigt eine Flusszelle und entsprechende Halter dafür sowie die colorimetrische Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung der Menge einer in der Flüssigkeit enthaltenen Substanz.
Die US 4,474,186 zeigt eine fotometrische Küvette zur optischen Analyse eines durchfließenden Mediums, wobei die Küvette als dünne und enge durchsichtige Röhre gefertigt ist, die nur eine minimale Probenmenge erfordert. Licht, dass im wesentlichen parallel zu der Längenausdehnung der Röhre verläuft, wird schräg in die Röhre, durch die Wand der Röhre hindurch geleitet, wird reflektiert und wird schräg durch die Wand der Röhre hindurch hinaus zu einem Detektor geleitet.
Die EP 008915781 zeigt eine optische Detektionszelle zum Nachweis eines gelösten Stoffes in einem Probenfluid. Die optische Detektionszelle beinhaltet eine Probenröhre, eine Vorrichtungen zum Einlassen und Auslassen des Probenfluids und einen ersten und zweiten Lichtwellenleiter zum axialen Durchleiten eines Lichtstrahls durch die Probenröhre.
Die GB 2193313A zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der spektralen Extinktion von Fluidproben. Die Länge des Lichtpfades durch die Probe wird zum Optimieren der durch die Probe absorbierten Lichtmenge eingestellt.
Die US 6,281,975 B1 zeigt eine gebogene kapillarische Flusszelle mit vorspringenden Endkolben, die koaxial zur Mittellinie eines verlängerten zylindrischen Mittelbereichs der kapillarischen Röhre angeordnet sind. Die Kolben ermöglichen ein für einen hohen Lichtdurchsatz geeignetes Eingangsfenster für die Zelle.
AUFGABENSTELLUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kopplungsvorrichtung zum Koppeln eines Fluidpfades und eines Lichtpfades bereit zu stellen. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung wird eine Kopplungsvorrichtung ausgelegt zum Koppeln eines Fluidpfades und eines Lichtpfades vorgeschlagen. Die Kopplungsvorrichtung weist einen ersten Dichtkegel auf, der zum Dichten des Fluidpfades ausgelegt ist. Der Dichtkegel kann den Fluidpfad gegenüber der Umwelt abdichten, sodass eine unerwünschte Leckage von dem Fluidpfad zur Umwelt hin vermieden werden kann. Die Kopplungsvorrichtung weist einen ersten Kegelsitz auf, der zum Aufnehmen des ersten Dichtkegels ausgelegt ist. Der erste Dichtkegel kann also in den ersten Kegelsitz so eingebracht werden, dass der Fluidpfad gegenüber der Umwelt abgedichtet ist. Zum Aufbringen der Dichtkräfte weist die Kopplungsvorrichtung eine erste Spannvorrichtung, beispielsweise einen Flansch, eine Feder, eine Verschraubung, ein Keil etc., auf, die zum Anpressen des ersten Dichtkegels in den ersten Kegelsitz ausgelegt ist. Mithin kann der erste Dichtkegel in den ersten Kegelsitz zum Herstellen einer dichtenden Verbindung in den ersten Kegelsitz hineingepresst werden. Der Dichtkegel weist einen Durchbruch auf, durch den der Lichtpfad geführt ist. Es ist also möglich, Licht durch den Durchbruch hindurchzuführen. Vorteilhafterweise kann der Durchbruch in dem Lichtkegel so eingebracht sein, dass der Lichtpfad mit dem Fluidpfad gekoppelt werden kann.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Kopplungsvorrichtung den ersten Dichtkegel sowie einen weiteren zweiten Dichtkegel auf. Vorteilhafterweise können die Dichtkegel ineinander angeordnet werden. Hierzu weist der erste Dichtkegel eine Ausnehmung auf, in die der zweite Dichtkegel einbringbar ist. Mithin weist der erste Dichtkegel in seiner Ausnehmung einen Kegelsitz für den zweiten Dichtkegel auf. Vorteilhafterweise kann die Spannvorrichtung der Kopplungsvorrichtung einen ersten Flansch zum Anpressen und/oder Fixieren des ersten Dichtkegels sowie eines zweiten Flanschs zum Anpressen und/oder Fixieren des zweiten Dichtkegels in dem zweiten Kegelsitz des ersten Kegelsitzes aufweisen. Hierzu kann an dem ersten Dichtkegel der zweite Flansch angebracht sein.
Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung des ersten Dichtkegels so gestaltet, dass durch dessen Ausnehmung sowohl der Lichtpfad geführt werden kann als auch der zweite Dichtkegel in die Ausnehmung einbringbar ist. Zur weiteren Führung des Lichtpfades kann auch der zweite Dichtkegel eine Ausnehmung ausweisen, durch die hindurch der Lichtpfad führbar ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei den Ausnehmungen um koaxiale Bohrungen in den Dichtkegeln beziehungsweise zentrische Bohrungen in den Dichtkegeln, in die ein Lichtwellenleiter einbringbar ist. In die Ausnehmung des ersten Dichtkegels kann außerdem eine Kapillare einbringbar sein. Vorteilhafterweise kann so der Lichtwellenleiter soweit in die zentrischen Bohrungen des ersten und zweiten Dichtkegels eingeführt werden, dass das Ende des Lichtwellenleiters in eine innere Röhre der Kapillare hineinragt.
Vorteilhafterweise kann der erste Dichtkegel einen Fluidzuführkanal aufweisen, der in die zentrische Bohrung mündet. Es ist also möglich, über den Kanal ein Fluid über die zentrische Bohrung in die Kapillare hinein beziehungsweise aus dieser heraus zu führen. Vorteilhafterweise mündet der Kanal in einen Abschnitt der zentrischen Bohrung des ersten Dichtkegels der zwischen dem Ende der Kapillare und der Spitze des zweiten Dichtkegels innerhalb des ersten Dichtkegels liegt. Ein ein- bzw. ausströmendes Fluid kann also innerhalb der zentrischen Bohrung des ersten Dichtkegels um den darin eingebrachten Lichtwellenleiter herumströmen und von dort weiter in die Kapillare hinein.
Vorteilhafterweise kann mittels zwei der Kopplungsvorrichtungen eine Flusszelle für Analysezwecke aufgebaut werden. Dabei dient eine der Kopplungsvorrichtungen als Zuführeinrichtung des Fluids und/oder Zuführeinrichtung des notwendigen Lichtes und die andere Kopplungsvorrichtung als Auslass für das Fluid und/oder das zu detektierende Licht.
Vorteilhafterweise kann die Kopplungsvorrichtung auch in einem fluidischen System zu Analyse und Messzwecken eingesetzt werden. Das fluidische System kann eine Flusszelle mit zumindest zwei der Kopplungsvorrichtungen aufweisen.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Andere Aufgaben und viele der sich daraus ergebenden Vorteilen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leichter zugänglich und besser verständlich in Bezug auf die nachfolgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die dazugehörige Zeichnung. Ähnliche, im Wesentlichen gleiche, funktionsgleiche und/oder gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Längsschnitt einer Flusszelle mit zwei Kopplungsvorrichtungen für jeweils einen Fluidpfad und einen Lichtpfad mit einem ersten Dichtkegel,
2 zeigt einen Ausschnitt des in 1 gezeigten Längsschnitts der Kopplungsvorrichtung,
3 zeigt eine teilweise dreidimensionale Darstellung eines Längsschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kopplungsvorrichtung einer Flusszelle mit einem ersten Dichtkegels und eines zweiten Dichtkegel,
4 zeigt einen Ausschnitt des in 3 dargestellten Längsschnittes der Kopplungsvorrichtung in ebener Darstellung, und
5 zeigt ein fluidisches Systems zur Analyse eines Fluides mit einer Flusszelle.
1 zeigt eine Kopplungsvorrichtung 1 für einen Fluidpfad 3 und einen Lichtpfad 5. 2 zeigt einen Detail-Ausschnitt des in 1 dargestellten Längsschnittes der Kopplungsvorrichtung 1 mit einem ersten Dichtkegel 7. Unter Bezugnahme auf die Figuren eins und zwei wird im Folgenden der Aufbau und die Funktionsweise der Kopplungsvorrichtung 1 näher erläutert.
1 zeigt eine Flusszelle 9 die zum Beleuchten und analysieren eines Fluids ausgelegt ist. Dazu weist die Flusszelle 9 zwei der Kopplungsvorrichtungen 1 auf. Jede der Kopplungsvorrichtungen 1 weist einen ersten Dichtkegel 7 auf, der mittels eines Flansches 11 jeweils in einen Kegelsitz 13 eingepresst ist. Die Kegelsitze 13 sind gegenüberliegend in eine Trägerplatte 15 vier Flusszelle 9 eingebracht, wobei – wie in 1 gezeigt – für den Kegelsitz 13 auch ein Einsatzstück 17 verwendet werden kann. Vorteilhafter Weise wird so die Fertigung der Trägerplatte 15 erleichtert. Zur Aufnahme des Lichtpfades 5 und des Fluidpfades 3 weist die Trägerplatte 15 eine Stufenbohrung 19 auf, die eine erste Stufe 21 und eine zweite Stufe 23 aufweist. Die Stufenbohrung 19 der Trägerplatte 15 ist so ausgelegt, dass die sie – in Ausrichtung der 1 gesehen – rechts von der zweiten Stufe 23 dass Einsatzstück 17, dass einen der Kegelsitze 13 aufweist, aufnehmen kann. Hierzu kann das Einsatzstück 17 zylindrisch geformt sein. Zwischen der ersten Stufe 21 und der zweiten Stufe 23 ist die Stufenbohrung 19 so gestaltet, dass sie eine Kapillare 25 sowie einen diesen Kapillare umgebenden Luftspalt aufnehmen kann. Der Luftspalt 27 um die Kapillare 25 herum dient dazu, dass innerhalb der Kapillare 25, die dazu aus einem entsprechenden transparenten Material, beispielsweise Quarzglas, gefertigt ist, Totalrefflektion auftreten kann. Die Kapillare 25 stellt in diesem Bereich den Fluidpfad 3 und den Lichtpfad 5 dar.
Zum Zusammenführen des Fluidpfades 3 und des Lichtpfades 5 weist jede der Kopplungsvorrichtungen 1 eine erste Standardverbindung 29 sowie eine zweite Standardverbindung 31 auf. Die Standardverbindungen 29 und 31 sind jeweils in eine linke Flanschplatte sowie rechte Flanschplatte eingebracht, beispielsweise eingeschraubt. Die linke und rechte Flanschplatte 33 und 35 übertragen die mittels des Flansches 11 aufgebrachten Kräfte auf die jeweiligen ersten Dichtkegel 7 und übertragen mithin die Dichtkräfte zwischen den ersten Dichtkegeln 7 und den jeweils dazugehörigen Kegelsitzen 13. Jeder der ersten Dichtkegel 7 weist eine zentrische Bohrung 37 auf. In die zentrische Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7 sind – zumindest teilweise – die Kapillare 25 und ein Lichtwellenleiter 39 eingebracht. Der Lichtwellenleiter 39 ist koaxial zu der Kapillare 25 angeordnet und ragt mit seinem Ende in eine innere Röhre 41 der Kapillare 25 hinein, sodass in der inneren Röhre 41 der Kapillare 25 geführtes Fluid belichtet werden kann, was durch zwei Pfeile 43 in 2 angedeutet ist. Das mittels der Pfeile 43 angedeutete Licht wird durch das in der inneren Röhre 41 befindliche Fluid sowie teilweise durch die Kapillare selbst hindurch geführt. Entsprechend der Funktionalität einer Flusszelle wird das durch die Kapillare 25 hindurchgeleitete Licht auf der anderen Seite – in 1 in Ausrichtung von 1 gesehen – rechts wieder von dem Lichtwellenleiter 39 aufgenommen. Hierzu ragt der Lichtwellenleiter 39 rechtsseitig durch den rechten ersten Dichtkegel 7 hindurch in die Kapillare 25 hinein. Die Flusszelle 9 kann Bohrungen 44 aufweisen, beispielsweise um diese mit anderen Bauteilen/-gruppen zu verstiften und/der zu verbinden und/oder um die Flusszelle 9 auszurichten.
Zum Einkoppeln des Fluidpfades 3 in den Lichtpfad 5 weist jede der Flanschplatten 33 und 35 jeweils einen Fluidkanal 45 auf. Die linke sowie die rechte Flanschplatte 33 und 35 sowie die damit jeweils verbundenen ersten Standardverbindungen 29 und zweite Standardverbindungen 31 sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch angeordnet, so dass im folgenden nur die linke Seite, wie sie auch in 2 dargestellt ist, näher beschrieben wird, und diese Beschreibung, sofern nicht explizit darauf hingewiesen wird, auch für die rechte Seite gilt. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Kopplungsvorrichtung mit einer beliebigen anderen Kopplungsvorrichtung zu einer Flusszelle kombiniert werden. Mithin kann von dem symmetrischen Aufbau abgewichen werden.
Der Fluidkanal 45 mündet in eine Bohrung 47 der linken Flanschplatte 33. Die Bohrung 47 der linken Flanschplatte 33 ist so ausgelegt, dass sie den Lichtwellenleiter 39 aufnehmen kann. Die Bohrung 47 der linken Flanschplatte 33 ist ebenfalls als Stufenbohrung ausgelegt, wobei diese in die zweite Standardverbindung 31 einbringbar, beispielsweise einschraubbar, ist. Die zweite Standardverbindung 31 weist eine zentrische Bohrung auf, die ebenfalls den Lichtwellenleiter 39 aufnimmt. Durch Einschrauben der zweiten Standardverbindung 31 in die linke Flanschplatte 33 kann die Bohrung 47 an den Grenzflächen zwischen der zweiten Standardverbindung 31 zu dem Lichtwellenleiter 39 sowie zu der Bohrung 47 der zweiten Standardverbindung 31 hin fluiddicht abgedichtet werden. Außerdem dient die zweite Standardverbindung 31 zur Fixierung und Positionierung des Lichtwellenleiters 39 in den Bohrungen 47 und 37 der linken Flanschplatte 33 und des ersten Dichtkegels 7. In 2 ist zu erkennen, dass der Fluidpfad 3 von dem Fluidkanal 45 über einen ringförmigen Spalt 49 der zwischen der inneren Oberfläche der Bohrung 47 und der äußeren Oberfläche des Lichtwellenleiters 39 verbleibt und über einen ringförmigen Spalt 51, der zwischen der inneren Oberfläche der inneren Röhre 41 der Kapillare 25 sowie der äußeren Oberfläche des Lichtwellenleiters 39 verbleibt in die innere Röhre 41 der Kapillare 25 mündet. Zum Abdichten des Fluidpfades 3 wird die linke Flanschplatte 33 an den ersten Dichtkegel 7 angepresst, was durch Pfeile 53, die eine flächige Dichtkraft auf den ersten Dichtkegel 7 symbolisieren, angedeutet. Durch die angedeutete flächige Dichtkraft wird der erste Dichtkegel 7 in den Kegelsitz 13 der Trägerplatte 15 der Flusszelle 9 eingepresst.
Der erste Dichtkegel 7 kann aus einem elastischen Material gefertigt sein. Vorteilhafterweise ergibt sich durch die Kräftezerlegung der durch die Pfeile 53 angedeuteten Dichtkraft eine weitere Dichtkraft, die den ersten Dichtkegel 7 an die äußere Oberfläche der Kapillare anpresst, was durch Pfeile 55 angedeutet ist. Mithin ergeben sich zur Abdichtung des Fluidpfades 3 der Kopplungsvorrichtung 1 eine erste ebene Dichtverbindung 57 zwischen der linken Flanschplatte 33 und dem Dichtkegel 7 und eine zweite zylindrische Dichtverbindung 59 zwischen der inneren Oberfläche der zentrischen Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7 und der äußeren Oberfläche der Kapillare 25. Mithin ist der Fluidpfad 3 der Kopplungsvorrichtung 1 durch die zweite Standardverbindung 31 sowie die Dichtverbindungen 57 und 59 des ersten Dichtkegels 7 zur Umwelt hin abgedichtet. Der Fluidkanal 45 des Fluidpfades 3 ist in die andere Richtung über die erste Standardverbindung 29 an eine Fluidquelle oder Senke koppelbar. Hierfür kann die erste Standardverbindung 29 eine entsprechende zentrische Bohrung mit einer Kapillare, beispielsweise einer Stahlkapillare, aufweisen, die mittels der ersten Standardverbindung 29 in einer dichtenden Verbindung mit der linken Flanschplatte gekoppelt ist.
Der Fluidpfad 3 weist eine Kapillare 25 und der Lichtpfad 5 einen Lichtwellenleiter 39 auf. Die Kapillare kann ein transparentes Material, insbesondere Glas, Quarzglas oder ähnliches aufweisen.
4 zeigt einen Ausschnitt des Längsschnittes der in 3 gezeigten Kopplungsvorrichtung 1 einer Flusszelle. Die Funktionsweise sowie der Aufbau der Kopplungsvorrichtung 1 werden im Folgenden anhand der 3 und 4 näher erläutert.
Die Kopplungsvorrichtung 1 weist einen ersten Dichtkegel 7 sowie einen in diesen ersten Dichtkegel 7 eingebrachten zweiten Dichtkegel 61 auf. Der erste Dichtkegel 7 ist mittels eines ersten Flansches 63 in einem ersten Kegelsitz 65 eines Grundkörpers 67 der Kopplungsvorrichtung 1 eingepresst. Hierzu steht der erste Flansch 63 mit einem ringförmigen Anschlag 69 des ersten Dichtkegels 7 in Eingriff. Der erste Flansch 63 ist zylinderförmig gestaltet und weist ein inneres Gewinde 71 auf, das mit einem entsprechenden äußeren Gewinde des Grundkörpers 67 verschraubbar ist. Der zylinderförmig gestaltete erste Flansch 63 weist eine zentrische Bohrung 73 auf, in die der erste Dichtkegel 7 so einbringbar ist, dass der ringförmige Anschlag 69 des ersten Dichtkegels 7 an einer Innenfläche benachbart zu der Bohrung 73 des ersten Flansches 63 anschlägt.
Der erste Dichtkegel 7 der Kopplungsvorrichtung 1 weist eine Stufenbohrung 75 auf. Die Stufenbohrung 75 weist eine schräge Stufe 77 auf, die einen zweiten Kegelsitz 79 für den zweiten Dichtkegel 61 bildet. Die Stufenbohrung 75 ist dabei so gestaltet, dass in diese der zweite Dichtkegel 61, der eine zentrische Außenform aufweist, einbringbar ist.
Der zweite Dichtkegel 61 ist mittels eines zweiten Flanschs 81 in die Stufenbohrung 75 des ersten Dichtkegels 7 eingepresst. Hierzu ist der zweite Dichtkegel 61 so ausgelegt, dass dieser zumindest geringfügig aus der Stufenbohrung 75 des ersten Dichtkegels 7 herausragt. Der zweite Flansch 81 weist ein inneres Gewinde 83 auf, dass mit einem entsprechenden äußeren Gewinde des ersten Dichtkegels 7 verschraubbar ist. Der zweite Flansch 81 ist zylinderförmig beziehungsweise tellerförmig mit einer entsprechenden Sacklochbohrung, die das innere Gewinde 83 aufweist, ausgelegt. Zum Einpressen des zweiten Dichtkegels 61 kann eine Innenfläche der Sacklochbohrung des zweiten Flansches 81 an einem äußeren Ende 85 des zweiten Dichtkegels 61 anschlagen. Der zweite Flansch 81 weist eine zentrische Bohrung 86 auf, durch die der Lichtpfad 5 bzw. der Lichtwellenleiter 39 hindurchführt.
Im Unterscheid zu der in den 1 und 2 beschriebenen Kopplungsvorrichtung 1, weist der erste Dichtkegel 7 selbst einen Fluidpfad 3 auf. Hierzu weist der erste Dichtkegel 7 einen Kanal 87 auf, der in die zentrische Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7 mündet. Mithin verbindet der Kanal 87, der beispielsweise als Bohrung ausgeführt werden kann, die zentrische Bohrung 37 mit der kegelförmigen Außenseite des ersten Dichtkegels 7. Der erste Dichtkegel 7 ist dabei so in den ersten Kegelsitz 65 des Grundkörpers 67 eingebracht, dass der Kanal 87 des ersten Dichtkegels 7 in einen Kanal 89 des Grundkörpers 67 mündet.
Um diese Positionierung des ersten Dichtkegels 7 zu erleichtern, kann der erste Dichtkegel 7 eine Positionierhilfe 91 aufweisen. Wie in 3 ersichtlich, kann die Positionierhilfe 91 als Nut in den Anschlag 69 des ersten Dichtkegel 7 aufgeführt sein, wobei in die Nut ein entsprechender Vorsprung 93 des Grundkörpers 67 der Kopplungsvorrichtung 1 eingreift. Mithin kann der erste Dichtkegel 7 verdrehgesichert nur so in den ersten Kegelsitz 65 eingebracht werden, dass der Kanal 87 des ersten Dichtkegels 7 exakt in den Kanal 89 des Grundkörpers 67 einmündet. Der Kanal 89 des Grundkörpers 67 mündet in eine Stufenbohrung 95, die geeignet sein kann einen ersten Standardverbinder 29, wie in 1 dargestellt, zur Ankopplung einer Fluidquelle oder Senke aufzunehmen.
Der Fluidpfad 3 der Kopplungsvorrichtung 1 führt also über den ersten Standardverbinder, über die Stufenbohrung 95 des Grundkörpers 67, über den Kanal 89 des Grundkörpers 67, über den Kanal 87 des ersten Dichtkegels 7, über eine ringförmigen Spalt 97 zwischen der Innenfläche der zentrischen Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7 und der äußeren Fläche des Lichtwellenleiters 39 und schließlich über den ringförmigen Spalt 51 zwischen der inneren Fläche der inneren Röhre 41 der Kapillare 25 und der äußeren Fläche des Lichtwellenleitern 39 in die innere Röhre 41 der Kapillare 25. Bei der Festlegung der Spannkräfte des ersten und zweiten Flansches 63 und 81, insbesondere des ersten Flansches 63, ist darauf zu achten, dass die Kräfte gerade so groß gewählt werden, dass sich eine sichere Dichtung ergibt, jedoch der Spalt 97 dadurch nicht zugepresst wird beziehungsweise der erste Dichtkegel 7 nicht an den Lichtwellenleiter 39 angepresst wird.
Um den Fluidpfad 3 der Kopplungsvorrichtung 1 vollständig gegen die Außenwelt abzudichten sind insgesamt vier flächige Dichtverbindungen notwendig:
Eine erste Dichtverbindung 99 ergibt sich zwischen der kegelförmigen äußeren Oberfläche des ersten Dichtkegels 7 und dem dazugehörigen ersten Kegelsitz 65 des Grundkörpers 67, wobei die durch den ersten Flansch 63 aufgebrachten bzw. induzierten Dichtkräfte durch Pfeile 101 angedeutet sind.
Eine zweite zylinderförmige flächige Dichtverbindung 59 ergibt sich zwischen Teilen der äußeren Oberfläche der Kapillare 25 und der inneren Oberfläche der Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7, wobei die aufgebrachten Dichtkräfte durch Pfeile 55 angedeutet sind.
Eine dritte flächige kegelförmige Dichtverbindung 103 ergibt sich zwischen der kegelförmigen Innenfläche des zweiten Kegelsitzes 79 des ersten Dichtkegels 7 und der kegelförmigen Außenfläche des zweiten Dichtkegels 61, wobei die durch den zweiten Flansch 81 aufgebrachten Dichtkräfte durch Pfeile 105 symbolisiert sind.
Der Lichtpfad 5 wird mit Hilfe des Lichtwelleleiters 39 durch eine zentrischen Bohrung 107 des zweiten Dichtkegels, durch die zentrische Bohrung 37 des ersten Dichtkegels 7 sowie durch die Bohrung 86 des zweiten Flansches 81 hindurchgeführt, wobei sich zwischen der inneren Oberfläche der Bohrung 107 und der äußeren Fläche des Lichtwellenleiters 39 eine vierte zylindrische flächige Dichtverbindung 109 ergibt.
Die durch den zweiten Flansch 81 induzierten Dichtkräfte sind durch Pfeile 111 symbolisiert sind.
5 zeigt ein fluidisches System 201 mit einer Fluidquelle 203 und einer Fluidsenke 205. Zwischen der Fluidquelle 203 und der Fluidsenke 205 weist das fluidische System 201 einen Fluidpfad 207 auf. Der Fluidpfad 207 ist mit einem Lichtpfad 209 gekoppelt. Bevorzugt kann der Fluidpfad 207 auch mit einem weitern Lichtpfad 211 gekoppelt sein. Der Fluidpfad 7 sowie der erste und zweite Lichtpfad 209 und 211 sind Teile einer ersten und zweiten Flusszelle 213 und 215. Zur Kopplung des Fluidpfades 207 und des Lichtpfades 209 beziehungsweise zur Realisierung der ersten und zweiten Flusszelle 211 sowie 213 weist das fluidische System 201 zumindest eine Kopplungsvorrichtung 217 analog einer der Kopplungsvorrichtungen 1 gemäß den 1 bis 4 auf. Jede der Flusszellen 213 und 215 weist jeweils eine Kapillare 219 sowie einen Lichtwellenleiter 221 auf. Die Kapillare 219 ist dazu ausgelegt eine Probe, insbesondere eine in einer Flüssigkeit gelöste Probe zu führen.
Die Fluidquelle 203 kann eine nicht näher dargestellte Trennvorrichtung 223 aufweisen und/oder mit dieser gekoppelt sein. Ferner kann jeder der Lichtpfade 209 an einen Detektor angeschlossen sein.
Ferner kann die Fluidsenke 205 einer Analyseeinrichtung 225, z.B. einem Massenspektrograf (MS), zugeordnet sein oder eine solche aufweisen.

Claims

Kopplungsvorrichtung (1) ausgelegt zum Koppeln eines Fluid-Pfades (3) und eines Licht-Pfades (5), mit – einem ersten Dichtkegel (7) ausgelegt zum Dichten des Fluid-Pfades, – einem ersten Kegelsitz (13) ausgelegt zum Aufnehmen des ersten Dichtkegels (7), – einer ersten Spannvorrichtung ausgelegt zum Einpressen des ersten Dichtkegels (7) in den ersten Kegelsitz (13), wobei der Dichtkegel (7) einen Durchbruch aufweist, durch den der Lichtpfad (5) geführt ist.
Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Kegelsitz (79) und ein in den zweiten Kegelsitz (79) einbringbarer zweiter Dichtkegel (61) vorgesehen sind.
Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein zweiter Kegelsitz (79) und der zweite Dichtkegel (61) zum Dichten des Fluidpfades ausgelegt sind.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtkegel (7) den zweiten Kegelsitz (79) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zweite Spannvorrichtung ausgelegt zum Einpressen des zweiten Dichtkegels (61) in den zweiten Kegelsitz (79) des ersten Dichtkegels (7) vorgesehen ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtkegel (7) mit der zweiten Spannvorrichtung gekoppelt ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtkegel (7) über ein Gewinde (83) mit der zweiten Spannvorrichtung gekoppelt ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtkegel (7) einen mit dem Durchbruch des ersten Dichtkegels (7) gekoppelten Kanal (87) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad (3) durch den Durchbruch des ersten Dichtkegels (7) und den Kanal (87) hindurchführt.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtkegel (7) eine Positionierhilfe (91) oder Verdrehsicherung, insbesondere eine Nut, in die ein entsprechender Vorsprung (93) eines Grundkörpers (67) der Kopplungseinrichtung (1) eingreift, aufweist, die sicherstellt, dass der Kanal (87) in einen weiteren Kanal (89) des Grundkörpers (67) der Kopplungseinrichtung (1) mündet.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der weitere Kanal (89) des Grundkörpers (67) mit einer Fluid-Quelle (203) und/oder Senke (205) verbindbar ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Dichtkegel (7,61) ein elastisches Material, ein Plastikmaterial, ein Polymer, thermoplastisches Material, Polyetheretherketone (PEEK), ein Fluorpolymer, Perfluoroamine (PFA), fluoriertes Ethylen-propylen Copolymer (FEP), ein duroplastisches Material, Polyimide, und/oder Flüssigkristallpolymere (LCP) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (67) oder eine Trägerplatte (15) den ersten Kegelsitz (13;65) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Spannvorrichtungen eine Standardverbindung (29,31) und oder einen Flansch (11;63,81) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Spannvorrichtung einen ersten Flansch (11;63) und die zweite Spannvorrichtung einen zweiten Flansch (81) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad (3) eine Kapillare (25) und der Lichtpfad (5) einen Lichtwellenleiter (39) aufweist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad (3) und der Lichtpfad (5) so zusammengeführt sind, dass der Fluidpfad (3) und der Lichtpfad (5) bereichsweise gemeinsam durch eine zentrische Bohrung (37) des Durchbruchs des ersten Dichtkegels (7) verlaufen.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad an zumindest einer flächigen Dichtverbindung (57,59;59,99,103,109) abgedichtet ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad an vier flächigen Dichtverbindung (57,59;59,99,103,109) abgedichtet ist.
Kopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidpfad zwischen einer Fläche eines der Dichtkegel (7;7,61) und einer weiteren Fläche, insbesondere einer Fläche eines der Kegelsitze (13;65,79), der Kapillare (25) des Fluidpfades (3) und/oder des Lichtwellenleiters (39) des Lichtpfades (5) und/oder einer ebenen Fläche einer Flanschplatte (33) der ersten Spannvorrichtung, gegenüber der Umwelt abgedichtet ist.
Fluidisches System ausgelegt zum handhaben von Fluiden, mit: – zumindest einer Kopplungsvorrichtung (1;217) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fluidisches System nach dem vorhergehenden Anspruch, ausgelegt zum analysieren eines Fluids, mit zumindest einer Flusszelle (213,215) ausgelegt zum einschließen einer Fluid-Probe und zum Bestrahlen der Fluid-Probe mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht, für Analysezwecke, wobei die Flusszelle folgende Merkmale aufweist: – eine Kapillare (219) ausgelegt zum Führen der Fluid-Probe, – einen Licht-Pfad (209), der die Kapillare (219), einen ersten und einen zweiten Lichwellenleiter (221), jeweils ausgelegt zum Führen des Lichts in die Flusszelle (213;215) hinein und/oder aus der Flusszelle (213;215) hinaus, aufweist, – einen Fluidpfad (207) der die Kapillare (219) aufweist, – eine Kopplungsvorrichtung (217) ist ausgelegt zum Koppeln des Fluidpfades (207) mit dem Lichtpfad (209).
Fluidisches System nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, mit zumindest einem der folgenden Merkmale: – zumindest zwei der Kopplungsvorrichtungen (217), – zumindest zwei Flusszellen (213) und (215), – eine Kopplungsvorrichtung (217) ausgelegt zum Koppeln der Fluidpfade der zumindest zwei Flusszellen (213) und (215), – zumindest zwei Flusszellen (213) und (215) fluidisch gekoppelt mit der Kopplungsvorrichtung 217, – zumindest einen Kanal ausgelegt zum Zuführen und/oder Abführen der Fluid-Probe, – ein Gehäuse ausgelegt zum Umgeben, Schützen, Positionieren und/oder Halten der Kapillare (219) der Flusszelle (213;215) und/oder der Kopplungsvorrichtungen (217).
Fluidisches System nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche, mit: – einer Fluid-Quelle (203), – einer Trennvorrichtung (223) ausgelegt zum Trennen von Komponenten der Fluid-Probe die durch die Fluid-Quelle (203) bereit gestellt ist, und – die Flusszelle (213;215) ausgelegt zum Detektieren der aufgetrennten Komponenten der Fluid-Probe.
Fluidisches System nach einem der vorhergehenden vier Ansprüche, wobei das fluidische System (201) zumindest eines der folgenden Geräte aufweist: – einen Flüssigkeits-Chromatograf (LC) – ein High Performance Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) System, – eine HPLC Anordnung mit einem Chip und einem Massenspektrograf (MS), – ein High Throughput LC/MS System, – ein Aufbereitungs-, Reinigungs-, und/oder Raffinations-System, – ein micro fraction collection/spotting System, – ein System ausgelegt zum Identifizieren von Proteinen, – ein System mit einer GPC/SEC Kolonne, – ein Nanofluss LC System, – ein multidimensionales LC System ausgelegt zum Auftrennen von gelösten und chemisch aufgeschlossenen Proteinen.