EP2361386A1 - Plug unit and connection system for connecting capillaries, particularly for high-performance liquid chromatography - Google Patents

Plug unit and connection system for connecting capillaries, particularly for high-performance liquid chromatography

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EP2361386A1
EP2361386A1 EP09807486A EP09807486A EP2361386A1 EP 2361386 A1 EP2361386 A1 EP 2361386A1 EP 09807486 A EP09807486 A EP 09807486A EP 09807486 A EP09807486 A EP 09807486A EP 2361386 A1 EP2361386 A1 EP 2361386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
capillary
unit
sealing element
socket
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09807486A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hermann Hochgraeber
Adolf Satzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dionex Softron GmbH
Original Assignee
Dionex Softron GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Dionex Softron GmbH filed Critical Dionex Softron GmbH
Publication of EP2361386A1 publication Critical patent/EP2361386A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/02—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings
    • F16L21/04—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings in which sealing rings are compressed by axially-movable members
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L19/06—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts in which radial clamping is obtained by wedging action on non-deformed pipe ends
    • F16L19/061—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts in which radial clamping is obtained by wedging action on non-deformed pipe ends a pressure ring being arranged between the clamping ring and the threaded member or the connecting member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • G01N30/60—Construction of the column
    • G01N30/6091—Cartridges

Definitions

  • the invention relates to a connector unit for connecting capillaries, in particular for high performance liquid chromatography, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a connection system consisting of a socket unit and such a plug unit according to claim 11.
  • connecting lines In chromatographic plants, liquids or gases are conveyed through suitable connecting lines between the components of the plant concerned.
  • These connecting lines which may be made of stainless steel for example, have at their ends via suitable connection systems, also referred to as fittings, in order to establish a tight connection with the connections of the components can.
  • connection system was already described in 1975 in US 3,880,452.
  • the connecting line between two components forming capillary is thereby inserted into the capillary receiving opening of a socket unit or connection unit and fixed by means of a fastening screw which has a central bore for guiding the capillary in the socket.
  • a fastening screw which has a central bore for guiding the capillary in the socket.
  • one or more sealing elements which surround the capillary in its front end region are pressed in by means of the fastening screw when connecting the capillary and the socket unit into the capillary receiving opening, which runs conically inwards.
  • sealing point does not take place in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the capillary plane of the end face, but in the axial direction a certain distance from the end face is offset backwards. This results in a dead volume, which has a disadvantageous effect especially in high performance liquid chromatography.
  • sealing elements are frequently used, as described, for example, in the prior art (FIG. 2) in US Pat. No. 4,619,473. These are annular sealing elements, which are usually also made of stainless steel and have a conical shape of the outer diameter in longitudinal section.
  • Such a sealing element acts with a conical Receiving opening in the socket unit together, wherein the conical receiving opening with respect to the longitudinal axis of the capillary has a larger angle than the sealing element.
  • the capillary is even deformed by the pressure of the fastening screw, possibly damaged, and a tight connection may not be possible. Because the positively and non-positively fastened on the capillary sealing element can not move in the axial direction.
  • US Pat. No. 6,494,500 describes a self-adjusting plug for high-performance liquid chromatography in which the capillary is connected via a screw provided in the fastening screw. spring is biased axially in the direction of the capillary receiving openings of the socket unit.
  • a replaceable ferrule is used, which, however, e- b consider again conical in its front region and the seal with a more conical inner wall of the Ferrulentextö réelle cooperates.
  • the sealing element consists of a metal, for example stainless steel.
  • a unit for connecting capillaries for gas chromatography is known from US Pat. No. 4,083,704, in which the capillaries are also connected with their end faces in abutment.
  • the fixation of the capillaries is effected by means of wedge-shaped ring elements in longitudinal section, which cooperate with correspondingly conical recesses in the connecting housing.
  • the sealing is simpler than a compound suitable for high-performance liquid chromatography, since in gas chromatography the pressures used are significantly lower, for example up to 6 bar.
  • the known connection systems have the disadvantage that there is the danger that the sealing element gets stuck in the relevant receiving opening of the socket unit when dismantling the plug unit and pulling out the capillary from the socket unit.
  • the present invention seeks to provide a plug unit for the connection of capillaries, especially for the Hoch elegants weakness- keitschromatographie, which can be used in a simple way for capillaries with different outer diameter in conjunction with socket units with conventional diameters of receiving openings is.
  • the sealing element separates from the capillary during disassembly of the plug unit and remains in the socket unit.
  • the invention is based on creating a connection system with such a plug unit.
  • the invention is based on the recognition that a concern of the end face of the capillary to the end face of a capillary to be connected or to the end face of an opening of a fluid channel in a socket unit can be ensured in a simple manner that the capillary at its front end a Having in the radial direction over the inner diameter of the annular sealing element protruding loading area.
  • the sealing element is formed sufficiently elastically or plastically deformable to simultaneously ensure a seal of the plug capillary relative to the socket unit or the capillary receiving opening. The sealing takes place in the region of the radially outwardly extending loading region of the plug capillary, so that a dead volume is avoided.
  • the loading area has its largest diameter, preferably in the plane of the end face of the plug capillary or in its immediate vicinity, in order to avoid that material of the sealing element in an annular gap between the end face of the plug capillary and the end face of the Buchsenkapillare or the bottom of the Receiving opening in the socket unit presses, in which the Buchsenkapillarenö réelle is provided.
  • such a trained plug unit according to the invention can also be used for conventional known socket units with different, manufacturer-dependent hole depths for the capillary receiving opening.
  • the connector housing must be provided with connecting means that allow secure connection in any position within a correspondingly large axial tolerance range. This can be realized in a simple manner by a thread, in particular fine thread. The thread must of course be selected to match the socket unit.
  • a UNF10-32 thread use that satisfies this condition, however, or that is suitable for this purpose.
  • the loading region of the plug capillary can be designed to be rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis and preferably have an outer diameter which increases continuously in the direction of the end face of the plug capillary.
  • a trumpet-shaped or conical structure of an impingement region can be made by a simple upset of the front portion of a capillary.
  • a corresponding tool should have a mandrel that engages during the compression process in the channel opening of the capillary to maintain its inner diameter to the original value.
  • the loading area of the plug capillary may have radially outwardly extending arms.
  • the sealing element preferably has a bore for receiving the plug capillary, which substantially corresponds in the mounted state to the outer diameter of the plug capillary.
  • the sealing element may be designed so that it engages in the assembled state, the outer circumference of the male capillary with a radially inwardly directed bias.
  • the sealing element can be designed to facilitate the application to the plug capillary as a slotted ring element, which has sufficient elasticity to be either pushed from the front onto the plug capillary or laterally attached to the plug capillary.
  • the outer diameter of the sealing element is preferably formed larger than the outer diameter of the loading region of the plug capillary. In this way it can be ensured that a sealing effect also takes place in a region radially outside the end face of the plug capillary, for example by pressing the sealing element against the bottom of a corresponding receiving opening in the socket unit in a region radially outside the end face of the plug capillary.
  • the sealing element can be designed so that it positively encloses the loading area of the plug capillary with its front area in the unpressurised or de-energized state.
  • the front end face of the sealing element should not project beyond the end face of the plug capillary in the axial direction in order to prevent a Press the end face of the plug capillary to ensure an opposite end face on Stoli, and so to avoid dead volume.
  • the bore has an inner diameter which is only slightly larger than the outer diameter of the capillary, at least in a front region of the pressure piece. This avoids that at a high pressure, which is exerted by the pressure piece on the sealing element, material of the sealing element enters into the annular gap between the outer diameter of the plug capillary and the inner diameter of the axial bore of the pressure piece.
  • a pressure piece offers the advantage that no friction occurs between the sealing element and the pressure piece when using a screw connection between the connector housing and the socket unit, and consequently damage or impairment of the sealing element during the assembly process is avoided.
  • the use of a pressure piece allows the use of a uniformly shaped plug housing for different capillary diameters, in which case only the more easily produced pressure piece has to be adapted to the outer diameter of the capillary.
  • FIG. 1 shows a representation of the components of a first embodiment of a connection system according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 2 shows an illustration of the connection system according to FIG. 1 in the mounted state
  • FIG. 3 shows an illustration of a further embodiment of a connection system according to the invention with a plug capillary consisting of two jacket layers in the mounted state
  • FIG. 4 is a perspective view of a slotted plug unit of another embodiment of a connection system, which are arranged together with a pressure piece and a sealing element on a plug capillary for mounting with a socket unit, and
  • Fig. 5 shows an embodiment of a connection system in which the plug unit is supplemented by a two-part housing, in which a filter is provided.
  • connection system 1 illustrated in the disassembled state in FIG. 1 comprises a socket unit 5, which is only schematically illustrated with respect to its outer contours which are not relevant to the invention and can be arranged, for example, on a component of a plant for high performance liquid chromatography, for example on a separation column.
  • the connector unit 3 in turn comprises a plug capillary 10, which may be made for example of stainless steel, realized in the form of a screw plug housing 20, a pressure piece 30 which as well as the connector housing 20 made of stainless steel or a may consist of other metal, and a sealing element 40, which may for example consist of a sufficiently elastic and / or plastically deformable material, for example a suitable plastic.
  • the helical connector housing 20 has a thickened, provided with a knurling 21 on the outer circumference of the head part, followed by a thread 22 provided with a threaded part.
  • the plug housing 20 has a stepped in the illustrated embodiment, central bore, wherein the inner diameter of the bore in the front region of the threaded portion is only slightly larger than the outer diameter of the recorded in the central bore plug capillary 10.
  • the plug capillary 10 extends through with its front end, the central Bore of the plug housing 20, wherein in the direction of the end of the plug capillary 10 in front of the plug housing 20, the pressure piece 30 is arranged radially around the plug capillary 10.
  • the Rear area corresponds to the outer diameter of the rotationally symmetrical pressure piece 30, the inner diameter of the receiving opening 53 of the female unit 5 in its rear, the plug unit 3 facing area.
  • the outer diameter must be slightly smaller than the inner diameter of the receiving opening 53, otherwise the pressure piece in the thread 52 jams. However, this must be as large as possible, so that the pressure piece on the connector housing is aligned as well as possible axially and the bore of the capillary 10 and the bore 57 are aligned as well as possible, so as not to disturb the flow.
  • the outer diameter of the front portion of the pressure piece 30 corresponds to the inner diameter of the receiving opening 53 in the inwardly directed cylindrical end portion 56 which is closed by the bottom wall 51 in which coaxially the Buchsenkapillarenö réelle 55 of the Buchsenkapillare 57 opens.
  • This outer diameter must also be slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical end portion 56 of the receiving opening 53, so that the assembly and disassembly is not hindered.
  • the sealing element 40 is arranged in the direction of the end of the plug capillary 10, which is annular.
  • the end of the plug capillary 10 has a steadily increasing outer diameter, whereby an application region 11 is formed.
  • the maximum outer diameter of the loading area 11 is smaller than the inner diameter of the receiving opening 53 in its inner, cylindrical end area 56, which is delimited by the bottom wall 51.
  • the outer diameter of the sealing element 40 essentially corresponds to the inner diameter of this cylindrical, inner region of the receiving opening 53.
  • the inner diameter of the sealing element 40 is substantially complementary to the contour of the outer diameter of the loading area 11, so that the sealing element 40 can be pushed onto the loading area 11 without great pressure or without a large axial force.
  • the contour of the inner diameter in the front region of the sealing element 40 is, however, preferably designed so that the unpressurized pushing onto the loading area 11 takes place only up to an axial position can, in which the end face of the sealing element 40 is still set back by a certain amount relative to the end face of the Beauftschungs Schemes 11 and the plug capillary 10.
  • the plug housing 20, the pressure piece 30 and the sealing element 40 are first pushed from the front onto the plug capillary 10, which has no radially thickened Beaufschlagungs Suite 11 in this state. Subsequently, the loading region 11 can then be produced with a suitable tool, for example by upsetting or the like.
  • the Beauftschungs Scheme 11 of the male capillary 10 may already be made and in this case the remaining components of the plug unit 3 are pushed from the other end of the male capillary 10 to this.
  • the sealing element 40 can also be designed as a ring element slotted in the axial direction, so that the sealing element 40 can then be pushed onto the plug capillary 10 from the front, over the thickened loading area 11, or pushed onto the plug capillary 10 from the side.
  • the material of the sealing element 40 must of course have sufficient elasticity.
  • the plug unit 3 can then be inserted into the socket unit 5.
  • the insertion takes place in a simple manner in that the plug housing is pushed without force on the capillary 10 in the direction of the loading area 11, until the pressure piece 30 and the sealing element 40 are moved to their non-pressurized, front position. Subsequently or simultaneously, the plug unit 3 is inserted into the receiving opening 53 of the socket unit 5 and the thread 22 of the threaded part of the plug unit 20 is screwed into the internal thread 52 of the receiving opening 53. During screwing in, the front end face of the plug housing 20 exerts an axial force on the pressure piece 30 on the sealing element 40, which in turn exerts the axial force on the plug capillary 10 via the loading area 11.
  • the construction shown in the drawing of a plug unit 3 ensures even at different depths of the receiving opening 53 of the socket unit 5, that the end face of the plug capillary 10 is always positioned with a defined force against the bottom wall 51 of the receiving opening 53.
  • the plug housing 20 has to be unscrewed from the socket housing 50 and the plug capillary 10 together with the pressure piece 30 and the sealing element 40 are pulled out of the receiving opening 53.
  • the increase in diameter in the area of the loading area 11 of the plug capillary 10 ensures that the sealing element 40 is pulled out when the plug cap is being pulled out.
  • the male capillary 10 does not remain in the receiving opening 53, in particular the inner cylindrical region and then laboriously needs to be removed. If the plug unit 3 is subsequently to be mounted again, if necessary in another (similar) socket unit 5, the sealing element 40 can optionally also be exchanged.
  • the material for the sealing member 40 for example, PEEK or a material having suitable chemical and physical properties can be used.
  • FIG. 3 shows an illustration of a further plug unit 1 in the installed state, similar to FIG. 2, wherein the plug capillary 10 has an outer casing layer 12, which consists of a slightly plastically deformable material and which surrounds an inner casing layer.
  • the outer cladding layer may for example be made of plastic, which is thermally deformable, while the inner cladding layer consists of a material which is suitable for guiding the liquid in question, for example of stainless steel, glass, Fu- sed silica or other plastic.
  • these materials are also suitable as a material for a male capillary 10 having a single material wall (see, for example, the embodiment illustrated in Figures 1 and 2).
  • the inner cladding layer can also protrude beyond the trumpet-like deformed front part of the outer cladding layer 12, this protruding part being in the mounted state of the plug unit 1 in the part of the imager adjacent to the loading area 11 of the front area 56 of the receiving opening 53
  • Bushing housing trained channel can extend for the liquid to be supplied.
  • FIG. 4 shows a plug unit 5, in which the plug housing 20 has a radial slot 23, which allows the plug housing 20 to be pushed from the side onto the plug capillary 10, or the plug capillary 20 via the slot 23 into the space provided for this purpose coaxial mounting position within the connector housing 20 is used. This facilitates the assembly and disassembly and replacement of the connector housing 20th
  • connection system 1 shows an embodiment of a connection system 1 in which the plug unit 5 is supplemented by a two-part housing 60, 80, in which a filter (or a frit) 71 is provided.
  • the first, cup-shaped housing part 60 receives the disc-shaped filter 71, whose radially outer edge region between the end face of the second housing part 80 and the bottom of the first cup-shaped housing part 60 is held.
  • the outer edge area assumes a sealing function and can be made of a suitable material for this purpose.
  • the radially inner region of the filter 71 represents the actual filter region 70 and can be designed for this purpose in a manner known per se.
  • the second housing part 80 is formed in its rear region as the socket housing 50 and has a corresponding receiving opening 53.
  • the front portion of the first housing part 60 engages in the rear recess in the plug housing 20, wherein the plug housing 20 and the housing part 60 are preferably formed so that they are axially rotatably connected to each other. This can be done for example by a snap-in connection in the axial direction of the parts.
  • the male capillary 10 in this case is preferably solid and sealed to the housing 60, 80, in particular with the first housing part 60, for example, by welding, wherein the channel of the plug capillary 10 is fluidly connected to the receiving opening 53 in the second housing part 80 via a formed in the housing 60, 80 flow area in which the filter 71 is arranged , The plug capillary 10 must then be cut to length accordingly.
  • the rotatable connection of the plug housing 20 ensures that the capillary does not have to be rotated during assembly of the entire plug unit 5 (which in this case includes the housing 60, 80 and the frit 71) when the plug housing 20 is inserted into the receiving opening 53 of the female housing is screwed.
  • the filter can be quickly replaced or cleaned.

Abstract

The invention relates to a plug unit (3) for connecting capillaries, particularly for high-performance liquid chromatography, having a plug capillary (10) extending through a hole of a plug housing (20), wherein the plug housing (20) is designed such that it can be releaseably connected to a socket unit (5), wherein the front end of the plug capillary (10) extends into a capillary receptacle opening (53) of the socket unit (5) when the plug unit (3) and socket unit (5) are in the connected state and the front face thereof is opposite and substantially flush with a front end of a socket capillary (57) or a socket capillary opening (55) of the socket unit and butts against the front edge thereof, and wherein the front face of the plug housing (20) facing the end of the plug capillary (10) in the assembled state of the plug unit (3) and the socket unit (5) acts directly or indirectly on a ring-shaped sealing element (40) encompassing the plug capillary (10) in the area of the front end of the plug capillary (10), such that the front end of the plug capillary (10) is sealed against the capillary receptacle opening (53) of the socket unit (5) by an elastic, or elastic and plastic, deformation of the sealing element (40). According to the invention, during assembly and in the assembled state of the plug unit (3) and the socket unit (5), the front face of the annular sealing element (40) acts on a contact area (11) of the front end of the plug capillary (10) extending past the inner diameter of the annular sealing element (40) in the radial direction, wherein the front face of plug capillary (10) necessarily moves against the front face of the socket capillary (57) or socket capillary opening (55) during the assembly process, and is pressed against the same in the assembled state.

Description

Steckereinheit und Verbindungssystem für das Verbinden von Kapillaren, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie Plug unit and connection system for connecting capillaries, in particular for high performance liquid chromatography
Die Erfindung betrifft eine Steckereinheit für das Verbinden von Kapillaren, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verbindungssystem bestehend aus einer Buchseneinheit und einer derartigen Steckereinheit gemäß Anspruch 11.The invention relates to a connector unit for connecting capillaries, in particular for high performance liquid chromatography, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a connection system consisting of a socket unit and such a plug unit according to claim 11.
In Chromatographieanlagen werden Flüssigkeiten oder Gase durch geeignete Verbindungsleitungen zwischen den Komponenten der betreffenden Anlage gefördert. Diese Verbindungsleitungen, die beispielsweise aus Edelstahl bestehen können, verfügen an ihren Enden über geeignete Verbindungssysteme, auch als Fittings bezeichnet, um mit den Anschlüssen der Komponenten eine dichte Verbindung herstellen zu können.In chromatographic plants, liquids or gases are conveyed through suitable connecting lines between the components of the plant concerned. These connecting lines, which may be made of stainless steel for example, have at their ends via suitable connection systems, also referred to as fittings, in order to establish a tight connection with the connections of the components can.
Ein derartiges Verbindungssystem wurde bereits 1975 in der US 3,880,452 beschrieben. Eine, die Verbindungsleitung zwischen zwei Komponenten bildende Kapillare, wird dabei in die Kapillarenaufnahmeöffnung einer Buchseneinheit bzw. Verbindungseinheit eingeschoben und mittels einer Befestigungsschraube, die eine zentrale Bohrung für das Führen der Kapillare aufweist, in der Buchse fixiert. Zur Dichtung werden ein oder mehrere Dichtelemente, welche die Kapillare in ihrem vorderen Endbereich umgeben, mittels der Befestigungsschraube beim Verbinden von Kapillare und Buchseneinheit in die Kapillarenaufnahmeöffnung, die nach Innen konisch verläuft, hineingepresst.Such a connection system was already described in 1975 in US 3,880,452. One, the connecting line between two components forming capillary is thereby inserted into the capillary receiving opening of a socket unit or connection unit and fixed by means of a fastening screw which has a central bore for guiding the capillary in the socket. For sealing, one or more sealing elements which surround the capillary in its front end region are pressed in by means of the fastening screw when connecting the capillary and the socket unit into the capillary receiving opening, which runs conically inwards.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Dichtstelle nicht in der zur Längsachse der Kapillare senkrechten Ebene der Stirnfläche erfolgt, sondern in axialer Richtung eine bestimmte Strecke von der Stirnfläche rückwärts versetzt ist. Hierdurch ergibt sich ein Totvolumen, das sich insbesondere in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie nachteilig auswirkt. Um bei den in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie verwendeten extrem hohen Drücken die Dichtigkeit derartiger Verbindungen gewährleisten zu können, werden häufig Dichtelemente verwendet, wie sie beispielsweise in der US 4,619,473 als Stand der Technik (Fig. 2) beschrieben sind. Hierbei handelt es sich um ringförmige Dichtelemente, die meist ebenfalls aus Edelstahl bestehen und die im Längsschnitt einen konischen Verlauf des Außendurchmessers aufweisen. Ein derartiges Dichtelement wirkt mit einer konischen Aufnahmeöffnung in der Buchseneinheit zusammen, wobei die konische Aufnahmeöffnung gegenüber der Längsachse der Kapillare einen größeren Winkel aufweist als das Dichtelement. Hierdurch wird bei einem Einpressen des Dichtelements in die Aufnahmeöffnung mittels einer Befestigungsschraube auf den vorderen Bereich des Dichtelements ein extrem hoher, radial einwärts gerichteter Druck ausgeübt, so dass sich hier die Dichtstelle ergibt. Durch diesen Druck ergibt sich jedoch meist eine Deformation des Dichtelements und der Kapillare, wobei das Dichtelement mit seiner Vorderkante ringförmig in den Außenumfang der Kapillare eingedrückt wird. Eine derartige Deformation ist insbesondere deshalb unerwünscht, weil hierdurch das Dichtelement form- und kraftschlüssig mit der Kapillare verbunden wird und das Dichtelement nicht mehr ohne Weiteres in axialer Richtung auf der Kapillare verschoben werden kann. Wird die dichtende Verbindung gelöst und soll ein derartiges Steckerelement in eine andere Buchseneinheit eingeschraubt werden, beispielsweise weil eine Komponente der Chromatographieanlage ersetzt werden muss, so kann zwar erneut eine dichte Verbindung hergestellt werden, jedoch kann infolge von Toleranzen oder Hersteller abhängigen Unterschieden in der Tiefe der Aufnahmeöffnung nicht mehr gewährleistet werden, dass die Kapillare mit ihrer Stirnfläche wieder die Stirnfläche der damit zu verbindenden Leitung beaufschlagt. Ist die Aufnahmeöffnung der Buchseneinheit der ausgetauschten Komponente in axialer Richtung länger als bei der zuvor verwendeten Komponente, so entsteht ein unerwünschtes Totvolumen. Ist die Aufnahmeöffnung für die Kapillare bei der ausgetauschten Komponente in axialer Richtung kürzer als bei der zuvor verwendeten Komponente, so wird die Kapillare durch den Druck der Befestigungsschraube sogar deformiert, gegebenenfalls beschädigt, und eine dichte Verbindung ist unter Umständen nicht mehr möglich. Denn das auf der Kapillare form- und kraftschlüssig befestigte Dichtelement kann sich in axialer Richtung nicht bewegen.The disadvantage here, however, is that the sealing point does not take place in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the capillary plane of the end face, but in the axial direction a certain distance from the end face is offset backwards. This results in a dead volume, which has a disadvantageous effect especially in high performance liquid chromatography. In order to be able to ensure the tightness of such compounds in the extremely high pressures used in high-performance liquid chromatography, sealing elements are frequently used, as described, for example, in the prior art (FIG. 2) in US Pat. No. 4,619,473. These are annular sealing elements, which are usually also made of stainless steel and have a conical shape of the outer diameter in longitudinal section. Such a sealing element acts with a conical Receiving opening in the socket unit together, wherein the conical receiving opening with respect to the longitudinal axis of the capillary has a larger angle than the sealing element. As a result, when the sealing element is pressed into the receiving opening by means of a fastening screw, an extremely high, radially inwardly directed pressure is exerted on the front region of the sealing element, so that the sealing point results here. However, this pressure usually results in a deformation of the sealing element and the capillary, wherein the sealing element is pressed with its front edge annular in the outer periphery of the capillary. Such a deformation is undesirable, in particular, because in this way the sealing element is positively and non-positively connected to the capillary and the sealing element can no longer be readily displaced in the axial direction on the capillary. If the sealing connection is released and such a connector element is to be screwed into another socket unit, for example, because a component of the chromatography must be replaced, although a tight connection can be made again, but may vary due to tolerances or manufacturer differences in the depth of Receiving opening can no longer be ensured that the capillary with its end face again acts on the end face of the line to be connected thereto. If the receiving opening of the socket unit of the exchanged component is longer in the axial direction than in the component previously used, an undesirable dead volume is created. If the receiving opening for the capillary in the replaced component in the axial direction shorter than in the previously used component, the capillary is even deformed by the pressure of the fastening screw, possibly damaged, and a tight connection may not be possible. Because the positively and non-positively fastened on the capillary sealing element can not move in the axial direction.
Jedoch kann bei einem derartigen Fitting ein geringes Totvolumen auch dann kaum vermieden werden, wenn sich die Stirnflächen der Kapillare und der damit zu verbindenden Leitung unmittelbar gegenüberstehen oder berühren, da sich die Dichtstelle nicht im Bereich der Stirnfläche der Kapillare bzw. der damit zu verbindenden Leitung befindet.However, in such a fitting a small dead volume can hardly be avoided even if the end faces of the capillary and the line to be connected directly opposite or touch, since the sealing point is not in the region of the end face of the capillary or the line to be connected located.
Um derartige Toleranzen ausgleichen zu können bzw. um Verbindungssysteme unterschiedlicher Hersteller mit ein und derselben Steckereinheit verwenden zu können, wird in der US 6,494,500 ein selbstjustierender Stecker für die Hochleistungsflüssigkeitschroma- tographie beschrieben, bei dem die Kapillare über eine in der Befestigungsschraube vorge- sehene Feder axial in Richtung auf die Kapillarenaufnahmeöffnungen der Buchseneinheit vorgespannt ist. Zur Dichtung wird eine austauschbare Ferrule verwendet, die jedoch e- benfalls wieder in ihrem vorderen Bereich konisch ausgebildet ist und zur Dichtung mit einer stärker konisch ausgebildeten Innenwandung der Ferrulenaufnahmeöffnung zusammen wirkt. Hierdurch besteht wieder die Gefahr, dass die Ferrule auf der Kapillare „festgekrimpt" wird, insbesondere dann, wenn das Dichtelement aus einem Metall, beispielsweise Edelstahl, besteht.In order to be able to compensate for such tolerances or to be able to use connecting systems from different manufacturers with one and the same plug unit, US Pat. No. 6,494,500 describes a self-adjusting plug for high-performance liquid chromatography in which the capillary is connected via a screw provided in the fastening screw. spring is biased axially in the direction of the capillary receiving openings of the socket unit. For the seal, a replaceable ferrule is used, which, however, e- benfalls again conical in its front region and the seal with a more conical inner wall of the Ferrulenaufnahmeöffnung cooperates. As a result, there is again the danger that the ferrule will be "crimped" on the capillary, in particular if the sealing element consists of a metal, for example stainless steel.
Zudem ist bei dieser Steckereinheit nachteilig, dass auf der Kapillare ein Abstützelement für die Schraubenfeder befestigt werden muss, was die Herstellung einer derartigen Steckereinheit aufwendiger macht.In addition, it is disadvantageous in this plug-in unit that a support element for the helical spring must be fastened to the capillary, which makes the production of such a plug-in unit more complicated.
Zur Vermeidung eines Totvolumens ist aus der US 4,083,704 eine Einheit zur Verbindung von Kapillaren für die Gaschromatographie bekannt, bei der die Kapillare ebenfalls mit ihren Stirnflächen auf Stoß verbunden werden. Die Fixierung der Kapillaren erfolgt mittels im Längsschnitt keilförmiger Ringelemente, die mit entsprechend konischen Ausnehmungen im Verbindungsgehäuse zusammenwirken. Die Abdichtung ist in diesem Fall jedoch gegenüber einer für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie tauglichen Verbindung einfacher, da bei der Gaschromatographie die verwendeten Drücke deutlich geringer sind, beispielsweise bis zu 6 bar.To avoid a dead volume, a unit for connecting capillaries for gas chromatography is known from US Pat. No. 4,083,704, in which the capillaries are also connected with their end faces in abutment. The fixation of the capillaries is effected by means of wedge-shaped ring elements in longitudinal section, which cooperate with correspondingly conical recesses in the connecting housing. In this case, however, the sealing is simpler than a compound suitable for high-performance liquid chromatography, since in gas chromatography the pressures used are significantly lower, for example up to 6 bar.
Neben den bereits geschilderten Nachteilen weisen die bekannten Verbindungssysteme den Nachteil auf, dass die Gefahr besteht, dass das Dichtelement beim Demontieren der Steckereinheit und dem Herausziehen der Kapillare aus der Buchseneinheit in der betreffenden Aufnahmeöffnung der Buchseneinheit stecken bleibt.In addition to the disadvantages already described, the known connection systems have the disadvantage that there is the danger that the sealing element gets stuck in the relevant receiving opening of the socket unit when dismantling the plug unit and pulling out the capillary from the socket unit.
Des Weiteren geht der Trend in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie zur Verwendung von dünneren Kapillaren, da diese einfacher gebogen werden können, um sie der aktuellen Einbausituation besser anpassen zu können. Auch weisen dünnere Kapillaren aufgrund des Herstellungsprozesses kleinere Toleranzen im Innendurchmesser und weniger Exzentrizität des Innendurchmessers auf. Zur Verwendung von Kapillaren mit kleinerem Außendurchmesser in Verbindung mit herkömmlichen Buchseneinheiten oder Verbindungseinheiten werden diese an den Enden mit einer Hülse zur Anpassung des Außendurchmessers bis auf den Durchmesser der herkömmlichen dickeren Kapillaren versehen. Dies stellt jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar und erhöht das Totvolumen einer Verbindung.Furthermore, the trend in high performance liquid chromatography is towards the use of thinner capillaries, as these can be bent more easily to better accommodate the current installation situation. Also have thinner capillaries due to the manufacturing process smaller tolerances in the inner diameter and less eccentricity of the inner diameter. To use capillaries of smaller outer diameter in conjunction with conventional bushing units or connecting units, these are provided at the ends with a sleeve for adjusting the outer diameter to the diameter of the conventional thicker capillaries. However, this is an additional expense and increases the dead volume of a compound.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steckereinheit für das Verbinden von Kapillaren, insbesondere für die Hochleistungsflüssig- keitschromatographie, zu schaffen, welche auf einfache Weise für Kapillaren mit unterschiedlichem Außendurchmesser in Verbindung mit Buchseneinheiten mit herkömmlichen Durchmessern von Aufnahmeöffnungen einsetzbar ist. Zudem soll vermieden werden, dass sich bei der Demontage der Steckereinheit das Dichtelement von der Kapillare löst und in der Buchseneinheit verbleibt. Des Weiteren liegt der Erfindung zugrunde, ein Verbindungssystem mit einer derartigen Steckereinheit zu schaffen.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a plug unit for the connection of capillaries, especially for the Hochleistungsflüssig- keitschromatographie, which can be used in a simple way for capillaries with different outer diameter in conjunction with socket units with conventional diameters of receiving openings is. In addition, it should be avoided that the sealing element separates from the capillary during disassembly of the plug unit and remains in the socket unit. Furthermore, the invention is based on creating a connection system with such a plug unit.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 11.The invention solves this problem with the features of claims 1 and 11, respectively.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass auf einfache Weise ein Anliegen der Stirnfläche der Kapillare an die Stirnfläche einer damit zu verbindenden Kapillare oder an die Stirnfläche einer Öffnung eines Fluidkanals in einer Buchseneinheit dadurch gewährleistet werden kann, dass die Kapillare an ihrem vorderen Ende einen in radialer Richtung über den Innendurchmesser des ringförmigen Dichtelements hinausragenden Beaufschlagungsbereich aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei der Verbindung des Steckergehäuses mit der Buchseneinheit das Steckergehäuse mit seiner Stirnfläche das Dichtelement beaufschlagt und das Dichtelement demzufolge den Beaufschlagungsbereich der Steckerkapillare mit einer axialen Anpresskraft beaufschlagt. Zudem ist das Dichtelement ausreichend elastisch oder plastisch deformierbar ausgebildet, um gleichzeitig eine Abdichtung der Steckerkapillare gegenüber der Buchseneinheit bzw. der Kapillarenaufnahmeöffnung zu gewährleisten. Die Abdichtung erfolgt dabei im Bereich des sich radial nach außen erstreckenden Beaufschlagungsbereichs der Steckerkapillare, so dass ein Totvolumen vermieden wird.The invention is based on the recognition that a concern of the end face of the capillary to the end face of a capillary to be connected or to the end face of an opening of a fluid channel in a socket unit can be ensured in a simple manner that the capillary at its front end a Having in the radial direction over the inner diameter of the annular sealing element protruding loading area. This ensures that in the connection of the plug housing with the socket unit, the plug housing with its end face acts on the sealing element and the sealing element consequently acts on the loading region of the plug capillary with an axial contact force. In addition, the sealing element is formed sufficiently elastically or plastically deformable to simultaneously ensure a seal of the plug capillary relative to the socket unit or the capillary receiving opening. The sealing takes place in the region of the radially outwardly extending loading region of the plug capillary, so that a dead volume is avoided.
Der Beaufschlagungsbereich weist seinen größten Durchmesser vorzugsweise in der Ebene der Stirnfläche der Steckerkapillare bzw. in deren unmittelbarer Nachbarschaft auf, um zu vermeiden, dass sich Material des Dichtelements in einen Ringspalt zwischen die Stirnfläche der Steckerkapillare und der Stirnfläche der Buchsenkapillare bzw. den Boden der Aufnahmeöffnung in der Buchseneinheit drückt, in dem die Buchsenkapillarenöffnung vorgesehen ist.The loading area has its largest diameter, preferably in the plane of the end face of the plug capillary or in its immediate vicinity, in order to avoid that material of the sealing element in an annular gap between the end face of the plug capillary and the end face of the Buchsenkapillare or the bottom of the Receiving opening in the socket unit presses, in which the Buchsenkapillarenöffnung is provided.
Durch die am vorderen Ende der Steckerkapillare vorgesehene Verdickung in Form des Beaufschlagungsbereichs ist sichergestellt, dass beim Herausziehen der Steckerkapillare aus der Kapillarenaufnahmeöffnung bei der Demontage eines Verbindungssystems auch das Dichtelement mit entfernt wird. Ein nachträgliches Entfernen der Dichtung aus der Aufnahmeöffnung, gegebenenfalls mit einem speziellen Ausziehwerkzeug, wird vermieden.By provided at the front end of the plug capillary thickening in the form of Beaufschlagungsbereichs ensures that when removing the plug capillary from the capillary receiving opening during disassembly of a connection system and the sealing element is removed with. Subsequent removal of the seal from the receiving opening, possibly with a special extraction tool is avoided.
Um unterschiedlich dicke (dünnere) Kapillare zusammen mit bestehenden Buchseneinheiten verwenden zu können, die ursprünglich für dickere Kapillare vorgesehen waren, muss lediglich ein geeignetes Dichtelement mit passendem Innen- und Außendurchmesser, sowie ein Steckergehäuse mit einer passenden axialen Bohrung zur Aufnahme der Kapillare verwendet werden. Die zusätzliche Verwendung von Adapterhülsen (SIeeves) oder dergleichen ist nicht erforderlich.In order to use different thickness (thinner) capillary together with existing bushing units, which were originally intended for thicker capillary, only a suitable sealing element with matching inner and outer diameter, and a connector housing with a matching axial bore for receiving the capillary must be used. The additional use of adapter sleeves (SIeeves) or the like is not required.
Zudem lässt sich eine derart ausgebildete Steckereinheit nach der Erfindung auch für herkömmliche bekannte Buchseneinheiten mit unterschiedlichen, herstellerabhängigen Bohrungstiefen für die Kapillarenaufnahmeöffnung einsetzen. Hierzu muss lediglich das Steckergehäuse mit Verbindungsmitteln versehen werden, die das sichere Verbinden in jeder Stellung innerhalb eines entsprechend großen axialen Toleranzbereichs ermöglichen. Dies kann auf einfache Weise durch ein Gewinde, insbesondere Feingewinde realisiert werden. Das Gewinde muss selbstverständlich passend zur Buchseneinheit gewählt werden. Bei Buchseneinheiten von bekannten Steckereinheiten finded meist ein UNF10-32 Gewinde Verwendung, das dieser Bedingung jedoch genügt bzw. das für diesen Zweck geeignet ist.In addition, such a trained plug unit according to the invention can also be used for conventional known socket units with different, manufacturer-dependent hole depths for the capillary receiving opening. For this purpose, only the connector housing must be provided with connecting means that allow secure connection in any position within a correspondingly large axial tolerance range. This can be realized in a simple manner by a thread, in particular fine thread. The thread must of course be selected to match the socket unit. In bushing units of known connector units finded usually a UNF10-32 thread use that satisfies this condition, however, or that is suitable for this purpose.
Bei der Verwendung eines Feingewindes, das heißt eines Gewindes mit einer sehr geringen Steigung, ist zudem gewährleistet, dass auch ein hoher Anpressdruck auf das Dichtelement ausgeübt werden kann, um auch bei den extrem hohen, in der Hochleistungsflüs- sigkeitschromatographie verwendeten Drücken die geforderte Dichtheit zu gewährleisten. Die Erfindung nutzt dabei die Tatsache, dass die Wirkfläche des Systemdrucks beim Abdichten am Grund der Bohrung der Buchseneinheit besonders klein ist, und somit auch die zum Dichten notwendige Kraft. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Beaufschlagungsbereich der Steckerkapillare rotationssymmetrisch zur Längsachse ausgebildet sein und vorzugsweise einen in Richtung auf die Stirnfläche der Steckerkapillare stetig ansteigenden Außendurchmesser aufweisen. Beispielsweise kann eine trompetenförmige oder konische Struktur eines Beaufschlagungsbereichs durch eine einfache Stauchung des vorderen Bereichs einer Kapillare hergestellt werden. Ein entsprechendes Werkzeug sollte dabei jedoch einen Dorn aufweisen, der während des Stauchprozesses in die Kanalöffnung der Kapillare eingreift, um deren Innendurchmesser auf dem ursprünglichen Wert zu halten.When using a fine thread, that is, a thread with a very small pitch, it is also ensured that a high contact pressure can be exerted on the sealing element to the required tightness even at the extremely high pressures used in high-performance liquid chromatography guarantee. The invention uses the fact that the effective area of the system pressure when sealing at the bottom of the bore of the socket unit is particularly small, and thus also the force required for sealing. According to one embodiment of the invention, the loading region of the plug capillary can be designed to be rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis and preferably have an outer diameter which increases continuously in the direction of the end face of the plug capillary. For example, a trumpet-shaped or conical structure of an impingement region can be made by a simple upset of the front portion of a capillary. However, a corresponding tool should have a mandrel that engages during the compression process in the channel opening of the capillary to maintain its inner diameter to the original value.
Nach einer anderen Ausführungsform kann der Beaufschlagungsbereich der Steckerkapillare sich radial nach außen erstreckende Arme aufweisen.According to another embodiment, the loading area of the plug capillary may have radially outwardly extending arms.
Das Dichtelement weist vorzugsweise eine Bohrung zur Aufnahme der Steckerkapillare auf, die im montierten Zustand im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Steckerkapillare entspricht. Vorzugsweise kann das Dichtelement so elastisch ausgebildet sein, dass es im montierten Zustand den Außenumfang der Steckerkapillare mit einer radial einwärts gerichteten Vorspannung umgreift.The sealing element preferably has a bore for receiving the plug capillary, which substantially corresponds in the mounted state to the outer diameter of the plug capillary. Preferably, the sealing element may be designed so that it engages in the assembled state, the outer circumference of the male capillary with a radially inwardly directed bias.
Das Dichtelement kann zur Erleichterung des Aufbringens auf die Steckerkapillare als geschlitztes Ringelement ausgebildet sein, welches eine ausreichende Elastizität aufweist, um entweder von vorne auf die Steckerkapillare aufgeschoben oder seitlich auf die Steckerkapillare aufgesteckt werden zu können.The sealing element can be designed to facilitate the application to the plug capillary as a slotted ring element, which has sufficient elasticity to be either pushed from the front onto the plug capillary or laterally attached to the plug capillary.
Der Außendurchmesser des Dichtelements ist vorzugsweise größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Beaufschlagungsbereichs der Steckerkapillare. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass auch eine dichtende Wirkung in einem Bereich radial außerhalb der Stirnfläche der Steckerkapillare erfolgt, beispielsweise durch das Anpressen des Dichtungselements an den Boden einer entsprechenden Aufnahmeöffnung in der Buchseneinheit in einem Bereich radial außerhalb der Stirnfläche der Steckerkapillare.The outer diameter of the sealing element is preferably formed larger than the outer diameter of the loading region of the plug capillary. In this way it can be ensured that a sealing effect also takes place in a region radially outside the end face of the plug capillary, for example by pressing the sealing element against the bottom of a corresponding receiving opening in the socket unit in a region radially outside the end face of the plug capillary.
Das Dichtelement kann dabei so ausgebildet sein, dass es im drucklosen bzw. spannungslosen Zustand den Beaufschlagungsbereich der Steckerkapillare mit seinem vorderen Bereich formschlüssig umfasst. Die vordere Stirnfläche des Dichtelements sollte dabei jedoch in axialer Richtung nicht über die Stirnfläche der Steckerkapillare hinausragen, um ein An- pressen der Stirnfläche der Steckerkapillare an eine gegenüberliegende Stirnfläche auf Stoli sicherzustellen, und so Totvolumen zu vermeiden.In this case, the sealing element can be designed so that it positively encloses the loading area of the plug capillary with its front area in the unpressurised or de-energized state. However, the front end face of the sealing element should not project beyond the end face of the plug capillary in the axial direction in order to prevent a Press the end face of the plug capillary to ensure an opposite end face on Stoli, and so to avoid dead volume.
Zwischen der Stirnfläche des Steckergehäuses bzw. eines entsprechenden Teils des Steckergehäuses und dem Dichtelement kann in axialer Richtung auch ein Druckstück vorgesehen sein, welches eine axiale Bohrung aufweist, in der die Steckerkapillare aufgenommen ist. Die Bohrung weist dabei einen Innendurchmesser auf, der nur geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser der Kapillare, zumindest in einem vorderen Bereich des Druckstücks. Hierdurch wird vermieden, dass bei einem hohen Druck, welcher durch das Druckstück auf das Dichtelement ausgeübt wird, Material des Dichtelements in den Ringspalt zwischen dem Außendurchmesser der Steckerkapillare und dem Innendurchmesser der axialen Bohrung des Druckstücks eintritt. Die Verwendung eines Druckstücks bietet den Vorteil, dass zwischen dem Dichtelement und dem Druckstück bei Verwendung einer Schraubverbindung zwischen dem Steckergehäuse und der Buchseneinheit keine Reibung auftritt und demzufolge eine Beschädigung oder Beeinträchtigung des Dichtelements während des Montagevorgangs vermieden wird. Zudem ermöglicht die Verwendung eines Druckstücks die Verwendung eines einheitlich ausgebildeten Steckergehäuses auch für unterschiedliche Kapillardurchmesser, wobei in diesem Fall lediglich das einfacher herzustellende Druckstück an den Außendurchmesser der Kapillare angepasst werden muss.Between the end face of the plug housing or a corresponding part of the plug housing and the sealing element may be provided in the axial direction and a pressure piece, which has an axial bore in which the plug capillary is received. The bore has an inner diameter which is only slightly larger than the outer diameter of the capillary, at least in a front region of the pressure piece. This avoids that at a high pressure, which is exerted by the pressure piece on the sealing element, material of the sealing element enters into the annular gap between the outer diameter of the plug capillary and the inner diameter of the axial bore of the pressure piece. The use of a pressure piece offers the advantage that no friction occurs between the sealing element and the pressure piece when using a screw connection between the connector housing and the socket unit, and consequently damage or impairment of the sealing element during the assembly process is avoided. In addition, the use of a pressure piece allows the use of a uniformly shaped plug housing for different capillary diameters, in which case only the more easily produced pressure piece has to be adapted to the outer diameter of the capillary.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 eine Darstellung der Komponenten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems im Längsschnitt,1 shows a representation of the components of a first embodiment of a connection system according to the invention in longitudinal section,
Fig. 2 eine Darstellung des Verbindungssystems nach Fig. 1 im montierten Zustand, Fig. 3 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems mit einer aus zwei Mantelschichten bestehenden Steckerkapillare im montierten Zustand,2 shows an illustration of the connection system according to FIG. 1 in the mounted state, FIG. 3 shows an illustration of a further embodiment of a connection system according to the invention with a plug capillary consisting of two jacket layers in the mounted state,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer geschlitzten Steckereinheit einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungssystem, die zusammen mit einem Druckstück und einem Dichtelement auf einer Steckerkapillare zur Montage mit einer Buchseneinheit angeordnet sind, und4 is a perspective view of a slotted plug unit of another embodiment of a connection system, which are arranged together with a pressure piece and a sealing element on a plug capillary for mounting with a socket unit, and
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Verbindungssystems, bei dem die Steckereinheit durch ein zweiteilig ausgebildetes Gehäuse ergänzt ist, in welchem ein Filter vorgesehen ist.Fig. 5 shows an embodiment of a connection system in which the plug unit is supplemented by a two-part housing, in which a filter is provided.
Das in Fig. 1 im demontierten Zustand dargestellte Verbindungssystem 1 umfasst eine Buchseneinheit 5, die hinsichtlich ihrer für die Erfindung nicht relevanten Außenkonturen nur schematisch dargestellt ist und beispielsweise an einer Komponente einer Anlage für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie angeordnet sein kann, beispielsweise an einer Trennsäule. Des Weiteren umfasst das Verbindungssystem 1 eine Steckereinheit 3. Die Steckereinheit 3 umfasst ihrerseits eine Steckerkapillare 10, die beispielsweise aus Edelstahl hergestellt sein kann, ein in Form einer Schraube realisiertes Steckergehäuse 20, ein Druckstück 30, welches ebenso wie das Steckergehäuse 20 aus Edelstahl oder einem anderen Metall bestehen kann, und ein Dichtelement 40, das beispielsweise aus einem ausreichend elastischem und/oder plastisch deformierbaren Material bestehen kann, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff.The connection system 1 illustrated in the disassembled state in FIG. 1 comprises a socket unit 5, which is only schematically illustrated with respect to its outer contours which are not relevant to the invention and can be arranged, for example, on a component of a plant for high performance liquid chromatography, for example on a separation column. The connector unit 3 in turn comprises a plug capillary 10, which may be made for example of stainless steel, realized in the form of a screw plug housing 20, a pressure piece 30 which as well as the connector housing 20 made of stainless steel or a may consist of other metal, and a sealing element 40, which may for example consist of a sufficiently elastic and / or plastically deformable material, for example a suitable plastic.
Das schraubenförmige Steckergehäuse 20 weist einen verdickten, mit einer Rändelung 21 am Außenumfang versehenen Kopfteil auf, an den sich ein mit einem Gewinde 22 versehener Gewindeteil anschließt. Das Steckergehäuse 20 weist eine im dargestellten Ausführungsbeispiel stufenartig verlaufende zentrale Bohrung auf, wobei der Innendurchmesser der Bohrung im vorderen Bereich des Gewindeteils nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der in der zentralen Bohrung aufgenommenen Steckerkapillare 10. Die Steckerkapillare 10 durchragt mit ihrem vorderen Ende die zentrale Bohrung des Steckergehäuses 20, wobei in Richtung auf das Ende der Steckerkapillare 10 vor dem Steckergehäuse 20 das Druckstück 30 radial um die Steckerkapillare 10 angeordnet ist. In seinem rückwärtigen Bereich entspricht der Außendurchmesser des rotationssymmetrischen Druckstücks 30 dem Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 53 der Buchseneinheit 5 in ihrem rückwärtigen, der Steckereinheit 3 zugewandten Bereich. Der Außendurchmesser muss dabei etwas kleiner sein als der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 53, da sonst das Druckstück im Gewinde 52 klemmt. Dieser muss jedoch so groß wie möglich sein, damit das Druckstück am Steckergehäuse möglichst gut axial ausgerichtet wird und die Bohrung der Kapillare 10 und die Bohrung 57 möglichst gut fluchten, um die Strömung nicht zu stören. Der Außendurchmesser des vorderen Bereichs des Druckstücks 30 entspricht dem Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 53 in deren einwärts gerichteten, zylindrischen Endbereich 56, der durch die Bodenwandung 51 abgeschlossen wird, in welcher koaxial die Buchsenkapillarenöffnung 55 der Buchsenkapillare 57 mündet. Dieser Aussendurchmesser muss ebenfalls etwas kleiner sein als der Innendurchmesser des zylindrischen Endbereichs 56 der Aufnahmeöffnung 53, damit die Montage und Demontage nicht behindert wird.The helical connector housing 20 has a thickened, provided with a knurling 21 on the outer circumference of the head part, followed by a thread 22 provided with a threaded part. The plug housing 20 has a stepped in the illustrated embodiment, central bore, wherein the inner diameter of the bore in the front region of the threaded portion is only slightly larger than the outer diameter of the recorded in the central bore plug capillary 10. The plug capillary 10 extends through with its front end, the central Bore of the plug housing 20, wherein in the direction of the end of the plug capillary 10 in front of the plug housing 20, the pressure piece 30 is arranged radially around the plug capillary 10. In his Rear area corresponds to the outer diameter of the rotationally symmetrical pressure piece 30, the inner diameter of the receiving opening 53 of the female unit 5 in its rear, the plug unit 3 facing area. The outer diameter must be slightly smaller than the inner diameter of the receiving opening 53, otherwise the pressure piece in the thread 52 jams. However, this must be as large as possible, so that the pressure piece on the connector housing is aligned as well as possible axially and the bore of the capillary 10 and the bore 57 are aligned as well as possible, so as not to disturb the flow. The outer diameter of the front portion of the pressure piece 30 corresponds to the inner diameter of the receiving opening 53 in the inwardly directed cylindrical end portion 56 which is closed by the bottom wall 51 in which coaxially the Buchsenkapillarenöffnung 55 of the Buchsenkapillare 57 opens. This outer diameter must also be slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical end portion 56 of the receiving opening 53, so that the assembly and disassembly is not hindered.
Vor dem Druckstück 30 ist in Richtung auf das Ende der Steckerkapillare 10 hin auf dieser das Dichtelement 40 angeordnet, welches ringförmig ausgebildet ist.In front of the pressure piece 30, the sealing element 40 is arranged in the direction of the end of the plug capillary 10, which is annular.
Das Ende der Steckerkapillare 10 weist einen sich stetig vergrößernden Außendurchmesser auf, wodurch ein Beaufschlagungsbereich 11 gebildet ist.The end of the plug capillary 10 has a steadily increasing outer diameter, whereby an application region 11 is formed.
Der maximale Außendurchmesser des Beaufschlagungsbereichs 11 ist kleiner als der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 53 in deren innerem, zylindrischen Endbereich 56, der durch die Bodenwandung 51 begrenzt ist. Der Außendurchmesser des Dichtelements 40 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser dieses zylindrischen, inneren Bereichs der Aufnahmeöffnung 53.The maximum outer diameter of the loading area 11 is smaller than the inner diameter of the receiving opening 53 in its inner, cylindrical end area 56, which is delimited by the bottom wall 51. The outer diameter of the sealing element 40 essentially corresponds to the inner diameter of this cylindrical, inner region of the receiving opening 53.
In seinem vorderen, dem Beaufschlagungsbereich 11 zugewandten Bereich ist der Innendurchmesser des Dichtelements 40 im Wesentlichen der Kontur des Außendurchmessers des Beaufschlagungsbereichs 11 komplementär ausgebildet, so dass das Dichtelement 40 ohne großen Druck bzw. ohne große axial wirkende Kraft auf den Beaufschlagungsbereich 11 aufgeschoben werden kann. Die Kontur des Innendurchmessers im vorderen Bereich des Dichtelements 40 ist dabei jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass das drucklose Aufschieben auf den Beaufschlagungsbereich 11 nur bis in eine axiale Position erfolgen kann, in welcher die Stirnfläche des Dichtelements 40 noch um einen bestimmten Betrag gegenüber der Stirnfläche des Beaufschlagungsbereichs 11 bzw. der Steckerkapillare 10 zurückversetzt ist.In its front area, which faces the loading area 11, the inner diameter of the sealing element 40 is substantially complementary to the contour of the outer diameter of the loading area 11, so that the sealing element 40 can be pushed onto the loading area 11 without great pressure or without a large axial force. The contour of the inner diameter in the front region of the sealing element 40 is, however, preferably designed so that the unpressurized pushing onto the loading area 11 takes place only up to an axial position can, in which the end face of the sealing element 40 is still set back by a certain amount relative to the end face of the Beaufschlagungsbereichs 11 and the plug capillary 10.
Zur Montage der Steckereinheit 3 werden zunächst das Steckergehäuse 20, das Druckstück 30 und das Dichtelement 40 von vorne auf die Steckerkapillare 10 aufgeschoben, die in diesem Zustand noch keinen radial verdickten Beaufschlagungsbereich 11 aufweist. Anschließend kann dann mit einem geeigneten Werkzeug, beispielsweise durch Stauchen oder dergleichen, der Beaufschlagungsbereich 11 hergestellt werden.For mounting the plug unit 3, the plug housing 20, the pressure piece 30 and the sealing element 40 are first pushed from the front onto the plug capillary 10, which has no radially thickened Beaufschlagungsbereich 11 in this state. Subsequently, the loading region 11 can then be produced with a suitable tool, for example by upsetting or the like.
Sofern dies möglich ist, kann selbstverständlich auch der Beaufschlagungsbereich 11 der Steckerkapillare 10 bereits hergestellt sein und in diesem Fall die übrigen Komponenten der Steckereinheit 3 vom jeweils anderen Ende der Steckerkapillare 10 auf diese aufgeschoben werden.If this is possible, of course, the Beaufschlagungsbereich 11 of the male capillary 10 may already be made and in this case the remaining components of the plug unit 3 are pushed from the other end of the male capillary 10 to this.
Das Dichtelement 40 kann auch als in axialer Richtung geschlitztes Ringelement ausgebildet sein, so dass das Dichtelement 40 dann von vorne, über den verdickten Beaufschlagungsbereich 11 hinweg auf die Steckerkapillare 10 aufgeschoben oder von der Seite her auf die Steckerkapillare 10 aufgesteckt werden kann. Hierzu muss das Material des Dichtelements 40 selbstverständlich eine ausreichende Elastizität aufweisen.The sealing element 40 can also be designed as a ring element slotted in the axial direction, so that the sealing element 40 can then be pushed onto the plug capillary 10 from the front, over the thickened loading area 11, or pushed onto the plug capillary 10 from the side. Of course, the material of the sealing element 40 must of course have sufficient elasticity.
Nach dem Aufschieben der Komponenten 20, 30 und 40 auf die Steckerkapillare 10 und dem Herstellen des Beaufschlagungsbereichs 11 kann dann die Steckereinheit 3 in die Buchseneinheit 5 eingesetzt werden.After pushing the components 20, 30 and 40 onto the plug capillary 10 and producing the loading area 11, the plug unit 3 can then be inserted into the socket unit 5.
Das Einsetzen erfolgt auf einfache Weise dadurch, dass das Steckergehäuse auf der Kapillare 10 ohne Kraft nach vorne in Richtung auf den Beaufschlagungsbereich 11 geschoben wird, bis dadurch das Druckstück 30 und das Dichtelement 40 in ihre drucklose, vordere Position bewegt sind. Anschließend bzw. gleichzeitig wird die Steckereinheit 3 in die Aufnahmeöffnung 53 der Buchseneinheit 5 eingeführt und das Gewinde 22 des Gewindeteils der Steckereinheit 20 in das Innengewinde 52 der Aufnahmeöffnung 53 eingeschraubt. Während des Einschraubens übt die vordere Stirnfläche des Steckergehäuses 20 eine axiale Kraft über das Druckstück 30 auf das Dichtelement 40 aus, welches seinerseits die axiale Kraft über den Beaufschlagungsbereich 11 auf die Steckerkapillare 10 ausübt. Hier- durch wird die Steckerkapillare 10 mit ihrer Stirnfläche auf Stoß gegen die Bodenwandung 51 der Aufnahmeöffnung 53 gepresst, wobei mittels des Dichtelements 40 und den vorderen Bereich des Druckstücks 30 eine Zentrierung der Steckerkapillare 10 im inneren, zylindrischen Bereich der Aufnahmeöffnung 53 gewährleistet ist. Durch das weitere Eindrehen des Steckergehäuses 20 in das Buchsengehäuse 50 der Buchseneinheit 5 erhöht sich die über das Druckstück 30 auf das Dichtelement ausgeübte Axialkraft. Das Dichtelement ü- berträgt während seiner elastischen und/oder plastischen Verformung entsprechende Druckkräfte auf den Beaufschlagungsbereich 11 und die Bodenwandung 51 im Buchsengehäuse 50 sowie auf die Zylinderwandung des zylindrischen, inneren Teils der Aufnahmeöffnung 53. Hierdurch ergibt sich eine entsprechend gute Dichtwirkung, wobei durch lediglich geringe Kräfte für das Eindrehen des Steckergehäuses 20 in das Buchsengehäuse 50 sehr hohe Druckkräfte auf das Dichtelement ausgeübt werden können.The insertion takes place in a simple manner in that the plug housing is pushed without force on the capillary 10 in the direction of the loading area 11, until the pressure piece 30 and the sealing element 40 are moved to their non-pressurized, front position. Subsequently or simultaneously, the plug unit 3 is inserted into the receiving opening 53 of the socket unit 5 and the thread 22 of the threaded part of the plug unit 20 is screwed into the internal thread 52 of the receiving opening 53. During screwing in, the front end face of the plug housing 20 exerts an axial force on the pressure piece 30 on the sealing element 40, which in turn exerts the axial force on the plug capillary 10 via the loading area 11. Here- through the plug capillary 10 is pressed with its end face in abutment against the bottom wall 51 of the receiving opening 53, wherein by means of the sealing element 40 and the front portion of the pressure piece 30, a centering of the plug capillary 10 in the inner, cylindrical portion of the receiving opening 53 is ensured. By further screwing the plug housing 20 into the socket housing 50 of the socket unit 5, the axial force exerted on the pressure element 30 on the sealing element increases. During its elastic and / or plastic deformation, the sealing element transmits corresponding compressive forces to the loading area 11 and the bottom wall 51 in the socket housing 50 as well as to the cylinder wall of the cylindrical, inner part of the receiving opening 53. This results in a correspondingly good sealing effect, wherein only small forces for screwing in the plug housing 20 in the socket housing 50 very high pressure forces can be exerted on the sealing element.
Aus der Darstellung in den Fig. 1 und 2 wird ohne weiteres klar, dass sich für unterschiedliche Außendurchmesser von Steckerkapillaren 10 lediglich entsprechend ihres Innendurchmessers angepasst Druckstücke 30 bzw. Dichtelemente 40 verwendet werden müssen, wogegen das Steckergehäuse 20 gleich bleiben kann, vorausgesetzt, die zentrale Bohrung im vorderen Bereich des Gewindeteils 22 ist groß genug, um die betreffende Steckerkapillare 10 aufzunehmen.From the illustration in Figs. 1 and 2 will be readily apparent that adapted for different outer diameter of Steckerkapillaren 10 only according to their inner diameter pressure pads 30 and sealing elements 40 must be used, whereas the plug housing 20 may remain the same, provided the central Bore in the front region of the threaded portion 22 is large enough to accommodate the relevant plug capillary 10.
Unterschiedliche Tiefen von Aufnahmeöffnungen 53, die toleranzbedingt oder herstellerbedingt variieren können, lassen sich ebenfalls dadurch ausgleichen, dass das Gewindeteil des Steckergehäuses 22 in axialer Richtung eine ausreichende Länge aufweist.Different depths of receiving openings 53, which may vary due to tolerance or manufacturer, can also be compensated for by the thread part of the plug housing 22 having a sufficient length in the axial direction.
Die in der Zeichnung dargestellte Konstruktion einer Steckereinheit 3 gewährleistet auch bei unterschiedlichen Tiefen der Aufnahmeöffnung 53 der Buchseneinheit 5, dass die Stirnfläche der Steckerkapillare 10 immer mit einer definierten Kraft gegen die Bodenwandung 51 der Aufnahmeöffnung 53 positioniert wird.The construction shown in the drawing of a plug unit 3 ensures even at different depths of the receiving opening 53 of the socket unit 5, that the end face of the plug capillary 10 is always positioned with a defined force against the bottom wall 51 of the receiving opening 53.
Zur Demontage des Verbindungssystems 1 muss lediglich das Steckergehäuse 20 aus dem Buchsengehäuse 50 herausgeschraubt und die Steckerkapillare 10 zusammen mit dem Druckstück 30 und dem Dichtelement 40 aus der Aufnahmeöffnung 53 herausgezogen werden. Die Durchmesservergrößerung im Bereich des Beaufschlagungsbereichs 11 der Steckerkapillare 10 gewährleistet dabei sicher, dass das Dichtelement 40 beim Herauszie- hen der Steckerkapillare 10 nicht in der Aufnahmeöffnung 53, insbesondere dem inneren, zylindrischen Bereich verbleibt und anschließend mühsam entfernt werden muss. Soll die Steckereinheit 3 anschließend wieder montiert werden, ggf. in einer anderen (gleichartigen) Buchseneinheit 5, so kann ggf. das Dichtelement 40 auch ausgetauscht werden.To disassemble the connection system 1, only the plug housing 20 has to be unscrewed from the socket housing 50 and the plug capillary 10 together with the pressure piece 30 and the sealing element 40 are pulled out of the receiving opening 53. The increase in diameter in the area of the loading area 11 of the plug capillary 10 ensures that the sealing element 40 is pulled out when the plug cap is being pulled out. hen the male capillary 10 does not remain in the receiving opening 53, in particular the inner cylindrical region and then laboriously needs to be removed. If the plug unit 3 is subsequently to be mounted again, if necessary in another (similar) socket unit 5, the sealing element 40 can optionally also be exchanged.
Ist es nicht möglich, wie vorstehend beschrieben, ein neues Dichtelement über den Beaufschlagungsbereich 11 hinweg auf die Kapillare aufzuschieben (oder die Steckereinheit 3 vom anderen Ende der Steckkapillare 10 her aufzuschieben), so kann ggf. das vorderste Ende der Steckerkapillare 10 mit dem Beaufschlagungsbereich 11 abgeschnitten und nach dem erneuten aufschieben der erforderlichen Komponenten der Steckereinheit 3, insbesondere eines neuen Dichtelements 40, erneut ein Beaufschlagungsbereich 11 hergestellt werden.If it is not possible, as described above, to postpone a new sealing element over the loading area 11 on the capillary (or postpone the plug unit 3 from the other end of the plug capillary 10), then possibly the foremost end of the plug capillary 10 with the loading area 11 cut off and after re-pushing the required components of the plug unit 3, in particular a new sealing element 40, again a loading area 11 are produced.
Als Material für das Dichtelement 40 kann beispielsweise PEEK oder ein Werkstoff mit geeigneten chemischen und physikalischen Eigenschaften verwendet werden.As the material for the sealing member 40, for example, PEEK or a material having suitable chemical and physical properties can be used.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer weiteren Steckereinheit 1 im montierten Zustand ähnlich Fig. 2, wobei die Steckerkapiilare 10 eine äußere Mantelschicht 12 aufweist, die aus einem leicht plastisch deformierbaren Material besteht und die eine innere Mantelschicht umgibt. Die äußere Mantelschicht kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen, der thermisch verformbar ist, während die innere Mantelschicht aus einem Material besteht, welches zur Führung der betreffenden Flüssigkeit geeignet ist, beispielsweise aus Edelstahl, Glas, Fu- sed Silica oder einem anderen Kunststoff. Diese Materialien eignen sich selbstverständlich auch als Material für eine Steckerkapillare 10, die eine nur aus einem einzigen Material bestehende Wandung aufweist (vgl. z.B. die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform).FIG. 3 shows an illustration of a further plug unit 1 in the installed state, similar to FIG. 2, wherein the plug capillary 10 has an outer casing layer 12, which consists of a slightly plastically deformable material and which surrounds an inner casing layer. The outer cladding layer may for example be made of plastic, which is thermally deformable, while the inner cladding layer consists of a material which is suitable for guiding the liquid in question, for example of stainless steel, glass, Fu- sed silica or other plastic. Of course, these materials are also suitable as a material for a male capillary 10 having a single material wall (see, for example, the embodiment illustrated in Figures 1 and 2).
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 kann die innere Mantelschicht auch über den trompetenartig deformierten vorderen Teil der äußeren Mantelschicht 12 hinausragen, wobei dieser vorkragendeTeil im montierten Zustand der Steckereinheit 1 in den an den Beaufschlagungsbereich 11 des vorderen Bereichs 56 der Aufnahmeöffnung 53 angrenzenden Teil des im Buchsengehäuse ausgebildeten Kanals für die zu führende Flüssigkeit hineinreichen kann. Somit kann zur Herstellung des trompetenartig verdickten Teils der Steckerkapillare 10 ein vorderer Teilbereich der äußeren Mantelschicht 12 zurückgeschoben und dabei plastisch verformt werden. Allerdings besteht dabei der Nachteil, dass hierbei ein nicht durchströmtes Totvolumen zwischen der Stirnseite der inneren Mantelschicht und dem Beaufschlagungsbereich 11 entsteht, wenn nicht der Außendurchmesser der inneren Mantelschicht im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Kanals im Buchsengehäuse 50 entspricht. Dies bedeutet jedoch das Einhalten entsprechend geringer Fertigungstoleranzen, was mit entsprechendem Aufwand verbunden ist. Es ist jedoch auf einfache Weise möglich, die Stirnfläche des verdickten vorderen Bereichs der äußeren Mantelschicht 12 bündig mit der Stirnseite der inneren Mantelschicht zu gestalten, indem der vorstehende Teil der inneren Mantelschicht nach dem Herstellen des Beaufschlagungsbereichs bündig abgetrennt wird.In the embodiment according to FIG. 3, the inner cladding layer can also protrude beyond the trumpet-like deformed front part of the outer cladding layer 12, this protruding part being in the mounted state of the plug unit 1 in the part of the imager adjacent to the loading area 11 of the front area 56 of the receiving opening 53 Bushing housing trained channel can extend for the liquid to be supplied. Thus, to produce the trumpet-like thickened part of the plug capillary 10, a front portion of the outer cladding layer 12 is pushed back and thereby plastically deformed. However, there is the disadvantage that this is not a perfused dead volume between the end face of the inner cladding layer and the loading region 11 is formed, if not the outer diameter of the inner cladding layer substantially corresponds to the inner diameter of the channel in the socket housing 50. However, this means adhering to correspondingly low manufacturing tolerances, which is associated with corresponding expenditure. However, it is easily possible to make the end face of the thickened front portion of the outer cladding layer 12 flush with the end face of the inner cladding layer by making the protruding part of the inner cladding layer flush after the formation of the applying portion.
Fig. 4 zeigt eine Steckereinheit 5, bei welcher das Steckergehäuse 20 einen radialen Schlitz 23 aufweist, der es ermöglicht, dass das Steckergehäuse 20 von der Seite her auf die Steckerkapillare 10 aufgeschoben, bzw. die Steckerkapillare 20 über den Schlitz 23 in die hierfür vorgesehene koaxiale Montageposition innerhalb des Steckergehäuses 20 eingesetzt wird. Dies erleichtert die Montage bzw. Demontage sowie den Austausch des Steckergehäuses 20.4 shows a plug unit 5, in which the plug housing 20 has a radial slot 23, which allows the plug housing 20 to be pushed from the side onto the plug capillary 10, or the plug capillary 20 via the slot 23 into the space provided for this purpose coaxial mounting position within the connector housing 20 is used. This facilitates the assembly and disassembly and replacement of the connector housing 20th
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Verbindungssystems 1 , bei dem die Steckereinheit 5 durch ein zweiteilig ausgebildetes Gehäuse 60, 80 ergänzt ist, in welchem ein Filter (bzw. eine Fritte) 71 vorgesehen ist. Das erste, topfförmig ausgebildete Gehäuseteil 60 nimmt den scheibenförmigen Filter 71 auf, dessen radial äußerer Randbereich zwischen der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils 80 und dem Boden des ersten, topfförmigen Gehäuseteils 60 gehalten ist. Der äußere Randbereich übernimmt dabei gleichzeitig eine Dichtfunktion und kann hierzu aus einem geeigneten Material ausgebildet sein. Der radial innere Bereich des Filters 71 stellt den eigentlichen Filterbereich 70 dar und kann hierzu in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Das zweite Gehäuseteil 80 ist in seinem rückwärtigen Bereich so ausgebildet wie das Buchsengehäuse 50 und weist eine entsprechende Aufnahmeöffnung 53 auf.5 shows an embodiment of a connection system 1 in which the plug unit 5 is supplemented by a two-part housing 60, 80, in which a filter (or a frit) 71 is provided. The first, cup-shaped housing part 60 receives the disc-shaped filter 71, whose radially outer edge region between the end face of the second housing part 80 and the bottom of the first cup-shaped housing part 60 is held. At the same time, the outer edge area assumes a sealing function and can be made of a suitable material for this purpose. The radially inner region of the filter 71 represents the actual filter region 70 and can be designed for this purpose in a manner known per se. The second housing part 80 is formed in its rear region as the socket housing 50 and has a corresponding receiving opening 53.
Der vordere Bereich des ersten Gehäuseteils 60 greift in die rückwärtige Ausnehmung im Steckergehäuse 20 ein, wobei das Steckergehäuse 20 und das Gehäuseteil 60 vorzugsweise so ausgebildet sind, dass sie gegeneinander axial drehbar verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch eine in axialer Richtung rastende Verbindung der Teile erfolgen. Die Steckerkapillare 10 ist in diesem Fall vorzugsweise fest und dicht mit dem Gehäuse 60, 80, insbesondere mit dem ersten Gehäuseteil 60, verbunden, beispielsweise durch Verschweißen, wobei der Kanal der Steckerkapillare 10 über einen im Gehäuse 60, 80 ausgebildeten Durchflussbereich, in welchem der Filter 71 angeordnet ist, fluidisch mit der Aufnahmeöffnung 53 im zweiten Gehäuseteil 80 verbunden ist. Die Steckerkapillare 10 muss dann hinsichtlich ihrer Länge entsprechend abgelängt sein. Durch die drehbare Verbindung des Steckergehäuses 20 ist gewährleistet, dass sich bei einer Montage der gesamten Steckereinheit 5 (die in diesem Fall das Gehäuse 60, 80 und die Fritte 71 mit umfasst) die Kapillare nicht mitgedreht werden muss, wenn das Steckergehäuse 20 in die Aufnahmeöffnung 53 des Buchsengehäuses eingeschraubt wird.The front portion of the first housing part 60 engages in the rear recess in the plug housing 20, wherein the plug housing 20 and the housing part 60 are preferably formed so that they are axially rotatably connected to each other. This can be done for example by a snap-in connection in the axial direction of the parts. The male capillary 10 in this case is preferably solid and sealed to the housing 60, 80, in particular with the first housing part 60, for example, by welding, wherein the channel of the plug capillary 10 is fluidly connected to the receiving opening 53 in the second housing part 80 via a formed in the housing 60, 80 flow area in which the filter 71 is arranged , The plug capillary 10 must then be cut to length accordingly. The rotatable connection of the plug housing 20 ensures that the capillary does not have to be rotated during assembly of the entire plug unit 5 (which in this case includes the housing 60, 80 and the frit 71) when the plug housing 20 is inserted into the receiving opening 53 of the female housing is screwed.
Durch die einfache, werkzeugfreie Montage der Steckereinheit 5 in der Buchseneinheit 3 kann der Filter schnell ausgetauscht oder gereinigt werden.Due to the simple, tool-free installation of the plug unit 5 in the socket unit 3, the filter can be quickly replaced or cleaned.
Die vorstehend nur in Verbindung mit einer konkreten Ausführungsform beschriebenen konstruktiven und funktionellen Merkmale können selbstverständlich auch miteinander zu weiteren möglichen Ausführungsformen kombiniert werden. The structural and functional features described above only in connection with a specific embodiment can, of course, also be combined with one another to form further possible embodiments.

Claims

Patentansprüche claims
1. Steckereinheit für das Verbinden von Kapillaren, insbesondere für die Hoch- leistungsflüssigkeitschromatographie,1. plug unit for connecting capillaries, in particular for high-performance liquid chromatography,
(a) mit einer Steckerkapillare (10),(a) with a plug capillary (10),
(b) welche durch eine Bohrung eines Steckergehäuses (20) ragt,(b) which projects through a bore of a plug housing (20),
(c) wobei das Steckergehäuse (20) so ausgebildet ist, dass es mit einer Buchseneinheit (5) lösbar verbindbar ist, wobei das vordere Ende der Steckerkapillare (20) im verbundenen Zustand von Steckereinheit (3) und Buchseneinheit (5) in eine Kapillarenaufnahmeöffnung (53) der Buchseneinheit (5) ragt und mit seiner Stirnfläche im wesentlichen fluchtend einem vorderen Ende einer Buchsenkapillare oder einer Buchsenkapillarenöffnung (55) der Buchseneinheit (5) gegenüberliegt und deren Stirnfläche (51) stumpf beaufschlagt, und(C) wherein the plug housing (20) is formed so that it is releasably connectable to a socket unit (5), wherein the front end of the plug capillary (20) in the connected state of plug unit (3) and socket unit (5) in a capillary receiving opening (53) the socket unit (5) protrudes and with its end face substantially in alignment with a front end of a Buchsenkapillare or a Buchsenkapillarenöffnung (55) of the socket unit (5) and the end face (51) butts stumped, and
(d) wobei das Steckergehäuse (20) mit seiner dem Ende der Steckerkapillare (10) zugewandten Stirnfläche im montierten Zustand von Steckereinheit (3) und Buchseneinheit (5) mittelbar oder unmittelbar ein die Steckerkapillare (10) im Bereich des vorderen Endes der Steckerkapillare (10) umgebendes ringförmiges Dichtelement (40) derart beaufschlagt,(d) wherein the plug housing (20) with its end facing the end of the plug capillary (10) facing in the assembled state of plug unit (3) and socket unit (5) directly or indirectly the plug capillary (10) in the region of the front end of the plug capillary ( 10) surrounding annular sealing element (40) acted upon,
(e) dass das vordere Ende der Steckerkapillare (10) durch eine elastische und/oder plastische Deformation des Dichtelements (40) gegen die Kapillarenaufnahmeöffnung (53) der Buchseneinheit (5) abgedichtet wird,(e) the front end of the plug capillary (10) is sealed against the capillary receiving opening (53) of the socket unit (5) by elastic and / or plastic deformation of the sealing element (40),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
(f) dass die Stirnfläche des ringförmigen Dichtelements (40) während der Montage und im montierten Zustand von Steckereinheit (3) und Buchseneinheit (5) einen in radialer Richtung über den Innendurchmesser des ringförmigen Dichtelements (40) hinausragenden Beaufschlagungsbereich (11) des vorderen Endes der Steckerkapillare (10) beaufschlagt, wobei die Steckerkapillare (10) während des Montagevorgangs erforderlichenfalls mit der Stirnfläche gegen die Stirnflä- che (51) der Buchsenkapillare (57) oder Buchsenkapillarenöffnung (55) bewegt und im montierten Zustand an diese angepresst wird.(F) that the end face of the annular sealing member (40) during assembly and in the assembled state of plug unit (3) and socket unit (5) in the radial direction beyond the inner diameter of the annular sealing member (40) protruding loading area (11) of the front end the plug capillary (10) acted upon, wherein the plug capillary (10) during the assembly process, if necessary, with the end face against the Stirnflä- che (51) of the Buchsenkapillare (57) or Buchsenkapillarenöffnung (55) is moved and pressed in the assembled state to this.
2. Steckereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsbereich (11) der Steckerkapillare (10) rotationssymmetrisch zur Längsachse ausgebildet ist und vorzugsweise einen sich in Richtung auf die Stirnfläche der Steckerkapillare (10) stetig oder sprunghaft ansteigenden Außendurchmesser aufweist.2. Plug unit according to claim 1, characterized in that the loading area (11) of the plug capillary (10) is rotationally symmetrical to the longitudinal axis and preferably in the direction of the end face of the plug capillary (10) steadily or abruptly increasing outer diameter.
3. Steckereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungsbereich der Steckerkapillare (10) sich radial nach außen erstreckende Arme umfasst.3. Plug unit according to claim 1, characterized in that the loading area of the plug capillary (10) comprises radially outwardly extending arms.
4. Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Dichtelements (40) im auf die Steckerkapillare (10) montierten Zustand im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Steckerkapillare (10) entspricht.4. Plug unit according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the sealing element (40) in the mounted on the plug capillary (10) state substantially corresponds to the outer diameter of the plug capillary (10).
5. Steckereinheit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) so elastisch ausgebildet ist, dass es im auf den vorderen Bereich der Steckerkapillare5. plug unit according to claim 4, characterized in that the sealing element (40) is designed so elastic that it is in on the front region of the plug capillary
(10) montierten Zustand die Steckerkapillare mit Vorspannung umgreift.(10) assembled state surrounds the plug capillary with bias.
6. Steckereinheit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) als geschlitztes Ringelement ausgebildet und auf die Steckerkapillare (10) aufschiebbar oder seitlich aufsteckbar ist.6. Plug unit according to claim 4 or 5, characterized in that the sealing element (40) formed as a slotted ring member and on the plug capillary (10) pushed or laterally attachable.
7. Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Dichtelements (40) größer ist als der Außendurchmesser des Beaufschlagungsbereichs (11) der Steckerkapillare (10).7. Plug unit according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the sealing element (40) is greater than the outer diameter of the loading region (11) of the plug capillary (10).
8. Steckereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) so ausgebildet ist, dass es im drucklosen Zustand den Beaufschlagungsbereich8. Plug unit according to claim 6, characterized in that the sealing element (40) is formed so that it in the unpressurized state, the loading area
(11 ) der Steckerkapillare (10) mit seinem vorderen Bereich formschlüssig aufnehmen kann.(11) of the plug capillary (10) can record positively with its front portion.
9. Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steckergehäuse (20) und dem Dichtelement (40) in axialer Richtung ein Druckstück (30) vorgesehen ist, welches eine axiale Bohrung aufweist, in welcher die Steckerkapillare (10) aufgenommen ist, wobei das Druckstück (30) die axiale Kraft des Steckergehäuses (20) mit seiner vorderen Stirnfläche auf das Dichtelement (40) überträgt.9. Plug unit according to one of the preceding claims, characterized in that between the plug housing (20) and the sealing element (40) in the axial Direction a pressure piece (30) is provided, which has an axial bore, in which the plug capillary (10) is received, wherein the pressure piece (30) transmits the axial force of the plug housing (20) with its front end face on the sealing element (40) ,
10. Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (20) einen axialen Gewindebereich (22) aufweist, welcher zur Verbindung mit einem Gegengewinde (52) der Buchseneinheit (5) zusammenwirkt.10. Plug unit according to one of the preceding claims, characterized in that the plug housing (20) has an axial threaded portion (22) which cooperates for connection to a mating thread (52) of the socket unit (5).
11. Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerkapillare (10) eine äußere Mantelschicht (12) aufweist und dass der Beaufschlagungsbereich (11) des vorderen Endes der Steckerkapillare (10) aus der äußeren Mantelschicht (12) gebildet ist, welche vorzugsweise aus einem plastisch deformierbaren Material gebildet ist.11. Plug unit according to one of the preceding claims, characterized in that the plug capillary (10) has an outer cladding layer (12) and that the loading area (11) of the front end of the plug capillary (10) from the outer cladding layer (12) is formed, which is preferably formed of a plastically deformable material.
12. Verbindungssystem für das Verbinden von Kapillaren, insbesondere für die Hoch- leistungsflüssigkeitschromatographie,12. Connection system for connecting capillaries, in particular for high-performance liquid chromatography,
(a) mit einer Buchseneinheit (5) und einer damit lösbar verbindbaren Steckereinheit (3),(a) with a socket unit (5) and a plug unit (3) detachably connectable thereto,
(b) wobei das Steckergehäuse (20) so ausgebildet ist, dass das vordere Ende der Steckerkapillare (10) im verbundenen Zustand von Steckereinheit (3) und Buchseneinheit (5) in eine Kapillarenaufnahmeöffnung (53) der Buchseneinheit (5) ragt und mit seiner Stirnfläche im wesentlichen fluchtend einem vorderen Ende einer Buchsenkapillare oder einer Buchsenkapillarenöffnung (55) der Buchseneinheit (5) gegenüberliegt und deren Stirnfläche stumpf beaufschlagt, und(B) wherein the plug housing (20) is formed so that the front end of the plug capillary (10) in the connected state of plug unit (3) and socket unit (5) in a capillary receiving opening (53) of the socket unit (5) protrudes and with its Face substantially flush with a front end of a Buchsenkapillare or a Buchsenkapillarenöffnung (55) of the female unit (5) opposite and the end face is applied dull, and
(c) wobei das Steckergehäuse (20) mit seiner dem Ende der Steckerkapillare (10) zugewandten Stirnfläche im montierten Zustand von Steckereinheit (3) und Buchseneinheit (5) mittelbar oder unmittelbar ein die Steckerkapillare (10) im Bereich des vorderen Endes der Steckerkapillare (10) umgebendes ringförmiges Dichtelement (40) derart beaufschlagt, (d) dass das vordere Ende der Steckerkapillare (10) durch eine elastische und/oder plastische Deformation des Dichtelements (40) gegen die Kapillarenaufnahme- öffnung (53) der Buchseneinheit (5) abgedichtet wird,(c) wherein the plug housing (20) with its the end of the plug capillary (10) facing end face in the assembled state of plug unit (3) and socket unit (5) directly or indirectly the plug capillary (10) in the region of the front end of the plug capillary ( 10) surrounding annular sealing element (40) acted upon, (d) that the front end of the plug capillary (10) is sealed against the capillary receiving opening (53) of the socket unit (5) by an elastic and / or plastic deformation of the sealing element (40),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
(e) die Steckereinheit (3) eine Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist. (E) the plug unit (3) is a plug unit according to one of the preceding claims.
EP09807486A 2008-12-02 2009-11-27 Plug unit and connection system for connecting capillaries, particularly for high-performance liquid chromatography Withdrawn EP2361386A1 (en)

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