ES2189566B1 - Conexion con pinza para tubos. - Google Patents

Abstract

Conexión con pinza para tubos. Accesorio para conectar un tubo, por cuyo interior circula un fluido, a otro o bien a una parte de un instrumento o aparato. Es un sistema de unión rápido que no requiere ninguna herramienta y mantiene la estanqueidad en un amplio rango de presiones y temperaturas. Este accesorio se compone de tres piezas que designamos adaptador, soporte y pinza. El adaptador tiene como función transformar la parte del equipo al que se quiere unir el tubo para permitir encajar el soporte. En el extremo superior del soporte encaja la junta troncocónica que al comprimirse entre el adaptador y el soporte aprieta al tubo que pasa a través del soporte y de la misma junta efectuando de este modo la unión. Para comprimir a la junta se utiliza una pinza que apoya uno de sus dos brazos en el adaptador y el otro en el soporte.

Description

Conexión con pinza para tubos.

La presente invención se refiere a un accesorio para conectar tubos de forma rápida y que mantiene constante la estanqueidad en un amplio intervalo de temperaturas y presiones. En particular, este accesorio de conexión se aplica para conectar las columnas capilares a los cromatógrafos de gases.

Antecedentes de la invención

Un cromatógrafo de gases se compone básicamente de un horno de convección forzada, un inyector que tiene una entrada de gas (Helio, Hidrógeno o Nitrógeno) y un detector que proporciona una señal eléctrica en función de la composición del gas que lo atraviesa. La columna capilar se instala en el horno conectando un extremo al inyector y el otro al detector, por la columna circula el gas que entra por el inyector y sale por el detector.

La cromatografía de gases es una técnica de análisis que permite separar mezclas de sustancias. La separación se realiza en fase gaseosa en el interior de un tubo capilar; que se denomina columna, y que está relleno de una sustancia (fase estacionaria), Por el tubo circula un gas (fase móvil) que arrastra la mezcla a separar, la separación se realiza según la afinidad de cada componente por la sustancia que esta fijada en el interior de la columna. Es necesario cambiar la columna en función del tipo de mezcla que se quiera separar, por lo que es interesante disponer de un procedimiento rápido y fiable para realizar esta operación, La instalación de la columna en el cromatógrafo de gases consiste en unir mediante un adecuado sistema de conexión un extremo de la columna al inyector y el otro al detector. Esta unión debería cumplir las condiciones que a continuación exponemos.

La conexión de la columna debe ser estanca en un amplio intervalo de presiones y temperaturas. Para asegurar que todas las sustancias que se analizan están en fase gaseosa; el inyector y el detector están a una temperatura muy elevada (puede ser de hasta 450 grados Centígrados), El horno donde se encuentra la columna se calienta y se enfría continuamente mediante una programación de temperaturas con el objeto de facilitar la separación de los componentes de la mezcla que se quiere analizar, En los sistemas convencionales de conexión la unión se efectúa con una junta troncocónica, que a modo de zuncho abraza la columna y al comprimirse por la presión ejercida por una tuerca que rosca en la base del detector o del inyector, se deforma ligeramente formando de este modo la unión estanca. Esta unión al estar sometida a un ambiente de constantes variaciones de temperatura se afloja y con facilidad se produce una fuga del gas que circula por el interior de la columna. Cuándo esto ocurre se producen errores en la medida y puede llegar a inutilizarse la columna por oxidación y degradación de la fase estacionaria que tiene en su interior.

La instalación de la columna no debería requerir herramientas. Los hornos de los cromatógrafos de gases son de tamaño reducido y se dispone de poco espacio para operar. La utilización de llaves fijas para apretar las juntas mediante un sistema de rosca puede provocar la rotura de la columna por golpes accidentales y es una operación que requiere habilidad y entrenamiento. Un procedimiento de instalación de la columna capilar en el cromatógrafo de gases debería ser aplicable por un técnico de laboratorio sin experiencia en este tipo de operaciones.

El sistema de unión ideal debería ser rápido; puesto que el procedimiento actual de instalación requiere demasiado tiempo, aun cuando el analista sea experto. Ésta es una de las razones por la cuál en muchos laboratorios hay resistencia a realizar cambios de columna.

El procedimiento de instalación de la columna capilar debe ser fiable, es decir si se opera según las instrucciones, la columna debería instalarse siempre correctamente. El actual procedimiento tiene demasiados puntos críticos que provocan que en ocasiones la instalación no sea correcta, lo que se descubre al hacer los primeros análisis. El tiempo que puede necesitarse para encontrar donde está el fallo, en muchas ocasiones, es de varias horas.

La conexión debe tener baja masa térmica. Es decir no puede tener un tamaño excesivo que provoque diferencias locales de temperatura en la zona de la columna próxima a la conexión. Estas diferencias de temperatura afectarían a la reproducibilidad de las separaciones y consecuentemente a los resultados de los análisis.

La conexión debe permitir fijar la longitud que se introduce la columna en el inyector o en el detector. Este es uno de los puntos críticos de la instalación de la columna y no existe ningún sistema que resuelva satisfactoriamente esta cuestión. El sistema de conexión que proponemos dispone de un dispositivo que permite fijar cómodamente esta distancia.

El sistema debe ser universal. Si se quiere disponer de un procedimiento general para instalar una columna capilar en cualquier cromatógrafo de gases, el sistema de conexión debe ser adaptable a los equipos existentes y su coste debe ser bajo. Debería utilizarse las clásicas juntas troncocónicas de grafito con el agujero central perpendicular a la base del cono truncado y de un diámetro ligeramente superior al diámetro exterior de la columna.

Para una mayor comprensión de los inconvenientes que tiene el sistema de unión convencional y de las soluciones que aporta la conexión con pinza que se propone; describimos a continuación las etapas que deben seguirse para instalar adecuadamente una columna capilar en el horno de un cromatógrafo de gases mediante el sistema convencional en el que se realiza la estanqueidad de la unión mediante una junta troncocónica comprimida con un sistema de rosca. En primer lugar debemos seleccionar el tipo y el material de la junta troncocónica que utilizaremos. Las de grafito son blandas y cierran fácilmente pero tienen el inconveniente que se desmenuzan con facilidad, los pequeños fragmentos formados pueden darnos problemas en los análisis. Las de Vespel-Grafito (Vespel es una Aparca Registrada de E.I. du Pont de Nemours & Co.) son duras por lo que sólo cierran si se ajustan perfectamente; y deben volver a apretarse, ya que al calentarse por primera vez se deforman provocando la perdida de estanqueidad en la unión, por el contrario tienen la ventaja que no se desmenuzan y pueden volver a utilizarse muchas veces. La junta seleccionada debe tener un agujero central ligeramente superior al diámetro exterior de la columna que vamos a instalar. Comprobar el estado del inyector y del detector, verificar su limpieza y si es necesario sustituir las juntas que puedan estar defectuosas. Pasar por el agujero de la tuerca, el extremo de la columna que queremos unir al inyector o al detector del cromatógrafo de gases y a continuación la Junta seleccionada. Asegurarse que los extremos de la columna tengan un corte limpio y estén libres de partículas extrañas que nos podrían provocar problemas en la cromatografía, si es necesario puede cortarse un pequeño trozo de columna para asegurarse que el extremo esté perfectamente limpió. La distancia que debemos introducir la columna en el inyector o en el detector del cromatógrafo es función de su geometría, y depende pues del instrumento que se utilice. Hay pues, que medir esta distancia, primero en el extremo que conectaremos al inyector, y marcar esta medida con algún procedimiento adecuado. Algunos analistas; antes de poner la tuerca y la Junta troncocónica en el extremo de la columna; insertan un pequeño trozo de goma de silicona en la columna y lo utilizan como referencia para esta medida. Otros hacen una marca en la columna con el líquido corrector que se utiliza para corregir errores en los documentos mecanografiados. A continuación, se introduce la columna en el inyector; hasta la marca que hemos realizado, sujetándola con una mano en esta posición, con la otra mano apretamos la tuerca con una llave fija hasta comprimir la Junta troncocónica lo suficiente para que sujete a la columna y se consiga que esta unión sea estanca. Al realizar esta operación debe vigilarse en no aplicar un esfuerzo excesivo a la tuerca, ya que este puede transmitirse a la columna provocando su torsión y su rotura. Por otro lado si utilizamos una junta troncocónica de grafito, esta puede desmenuzarse ya que al girar la tuerca y apretar al mismo tiempo la base de la junta, ésta quiere girar mientras que el otro extremo de la junta se comprime y se opone a este movimiento de rotación, por lo que no se puede aplicar una fuerza excesiva. Ajustar el flujo de gas que pasa por la columna con el regulador que tiene el cromatógrafo y confirmar que este circula por la columna sumergiendo el extremo de la columna que aun no esta conectado al detector en un disolvente como el alcohol o la acetona, la aparición de burbujas nos indicara que el gas circula por la columna. A continuación debe conectarse el otro extremo de la columna a la base del detector, con un procedimiento idéntico al que hemos utilizado para conectar la columna al inyector. Una vez hayamos hecho ésta última operación, comprobar las fugas y programar las temperaturas del cromatógrafo para que se equilibre. Es aconsejable verificar la correcta instalación de la columna mediante un ensayo especial diseñado para este objetivo.

En muchos laboratorios se precisa cambiar con frecuencia la columna debido a los distintos tipos de muestras que analizan, por lo que al no existir una solución completa que resuelva esta cuestión, debe invertirse mucho tiempo en estas operaciones.

Recientemente se han propuesto algunas soluciones que resuelven parcialmente el problema. Para corregir las contracciones y dilataciones de los materiales, que es la causa de la aparición de fugas, se ha propuesto la utilización de unas pequeñas arandelas bombeadas que actúan a modo de resorte y comprimen constantemente a la junta para evitar la aparición de fugas. La razón por la que estas arandelas son pequeñas no es otra que conseguir una conexión de pequeña masa para no tener los problemas de diferencias locales de temperatura que ya hemos expuesto. Por efecto de las continuas variaciones de temperatura este pequeño sistema de resortes pierde efectividad y puede llegar a no poder compensar las dilataciones y contracciones si se trabaja a una presión elevada.

Otra solución propuesta es utilizar un sistema para unir la columna al inyector o al detector análogo al que se utiliza para unir dos columnas capilares mediante un pequeño tubo de vidrio que tiene su interior cónico. Comprimiendo fuertemente un extremo de la columna contra el estrechamiento cónico de este tubo de vidrio se pueden efectuar la conexión, Esta unión no es segura desde el punto de vista mecánico y solo resiste hasta 325ºC, debido a que el revestimiento de polimida del tubo capilar de sílice fundida pierde su capacidad elástica para actuar de junta a esta temperatura.

Otras soluciones que se han propuesto no tienen el carácter universal necesario para que se acepte como un nuevo procedimiento de instalar columnas capilares en cualquier cromatógrafo existente, son soluciones que se pueden aplicar al diseño de un nuevo equipo pero su adaptación a los equipos existentes seria muy costosa. Se ha propuesto el diseño de una nueva junta de superficie esférica para conseguir un cierre efectivo con una menor presión, esta solución supone sustituir la clásica junta troncocónica que se utiliza corrientemente; lo que significaría un incremento en el coste de la operación de cambio de columna.

Explicación de la invención

A continuación describimos la solución que se propone en esta invención. La experiencia de años en que se han utilizado juntas troncocónicas con un agujero central de grafito y de otros materiales deformables aconsejan seguir utilizándolas. Las juntas de grafito son relativamente blandas y al comprimirlas mediante una tuerca se destruyen con cierta facilidad al estar sometidas en su parte inferior por un esfuerzo de torsión y a un esfuerzo de compresión en su parte superior. Estas observaciones han sugerido que la fuerza necesaria para que la junta efectúe una unión estanca debe aplicarse en un sólo sentido y este debe ser en la dirección de la columna, es decir longitudinalmente. Este hecho implica que debemos unir la columna al inyector o al detector mediante un sistema de conexión sin rosca. Esta solución ya se ha adoptado en alguno de los sistemas que se han propuesto. Para comprimir el cono en su ubicación de forma que se compensen las dilataciones de los materiales se debe utilizar un resorte o similar; pero para conseguir una conexión de baja masa térmica no es posible utilizar un resorte del tamaño suficiente que aplique la fuerza necesaria para que la unión sea estanca en el rango de temperaturas de trabajo en la cromatografía de gases. Las soluciones que se han propuesto utilizan pequeños resortes que con el uso pueden fallar.

La solución que proponemos consiste en separar físicamente el resorte de la conexión para que de este modo el resorte pueda ser del tamaño requerido para comprimir a la junta con la fuerza necesaria a cualquier temperatura. Esta solución consiste en utilizar una pinza que tiene una superficie de contacto mínima con la conexión por lo que la transmisión de calor de la pinza a la conexión es prácticamente nula, pero si se transmite la fuerza necesaria a la unión para que esta sea efectiva. Por otro lado la operación de unir mediante una pinza es muy usual; por lo que esta solución es simple y permite hacer la unión rápidamente.

La pinza une dos partes de la conexión, una que denominaremos adaptador y está fijada constantemente al inyector o al detector del cromatógrafo de gases; y otra que denominamos soporte, y es la parte que se fija a la columna. Posiblemente la operación más delicada de la instalación de una columna capilar en un cromatógrafo de gases consiste en medir la distancia que debemos introducir la columna al inyector y al detector y como se consigue conectar la columna sin que esta distancia que se ha medido se modifique. Para resolver esta cuestión el soporte, que en el sistema convencional seria la tuerca, dispone de un sencillo dispositivo que lo fija en la posición deseada en la columna, esta operación se realiza cómodamente encima de una mesa y sólo nos ocupa unos segundos. El adaptador tiene un pequeño pulsador que se comprime con el dedo pulgar, manteniéndolo apretado se introduce la columna por el agujero central que tiene el soporte, cuando la columna este a la distancia indicada por el fabricante del instrumento, solo hay que dejar de comprimir el pequeño pulsador y el adaptador se fijara en esta posición de forma segura. A continuación hay que colocar la junta troncocónica en el extremo del soporte pasando la columna por su agujero central. Hay que hacer la misma operación con el otro extremo de la columna. Para conectar la columna al cromatógrafo basta con introducir el adaptador en el soporte; este tiene un sencillo sistema que lo sujeta por lo que no es necesario aguantarlo con la mano, una vez se haya hecho esta operación con el inyector y con el detector, solo hay que poner una pinza en cada extremo para que la columna este instalada. Como se comprende de la descripción que hemos hecho la instalación de una columna capilar con esta nueva conexión con pinza requiere apenas un minuto y si se sigue el procedimiento no es posible instalar incorrectamente la columna.

La conexión con pinza propuesta cumple con las condiciones que hemos expuesto anteriormente. Es estanca en un amplió intervalo de presiones y temperaturas gracias al resorte de la pinza que ejerce la fuerza necesaria en cada momento. No requiere la utilización de ninguna herramienta, todas las operaciones se realizan con las manos. Es un sistema rápido, de la descripción anterior se puede deducir que en unos pocos minutos se puede completar la instalación de una columna capilar. No es posible instalar incorrectamente la columna, si se siguen las instrucciones, por lo que no se requiere experiencia en este tipo de operaciones. El conjunto de la conexión tiene poca masa térmica, puesto que la pinza tiene un contacto mínimo con el adaptador y el soporte que no permite la transmisión de calor de la pinza al conjunto formado por el adaptador y el soporte. Dispone de un dispositivo que asegura la repetitividad en la medida de la distancia que se introduce la columna en el cuerpo del inyector o del detector. Es un sistema universal puesto que es adaptable a cualquier cromatógrafo existente mediante la utilización de distintos adaptadores, y utiliza las juntas troncocónicas que utiliza el sistema de unión convencional con tuerca que es el utilizado por todos los fabricantes de cromatógrafos de gases

\hbox{actualmente.}

La conexión con pinza que se propone en esta invención permite unir una columna capilar a las bases de un inyector y un detector de un cromatógrafo de gases. Como ya se ha expuesto la columna capilar se instala en el horno del cromatógrafo de gases y la unión sufre constantes variaciones de temperatura.

Existen otras técnicas de análisis que utilizan columnas pero no operan en estas extremas condiciones de temperatura. En estos casos la unión con pinza puede ser también útil para sustituir las clásicas uniones con rosca y con la ventaja que significa ser un sistema de unión rápido. Estas técnicas a las que hemos hecho referencia se denominan Cromatografía de líquidos de Alta Presión (CLAP), Cromatografía con Fluidos Supercríticos, Electroforesis Capilar y Electrocromatografía Capilar.

El sistema de unión que se presenta mantiene la estanqueidad constantemente, aun cuando la presión o la temperatura a que se someta la unión varíe. Está formado por tres piezas, el adaptador que cambia el sistema de rosca existente en el cromatógrafo de gases al nuevo sistema sin rosca, este adaptador tiene un asiento cónico donde encaja la parte cónica de la junta, el soporte de la junta troncocónica que tiene una cavidad para alojarla y que encaja con el adaptador, este soporte tiene un dispositivo para fijarse en el tubo capilar en cualquier posición, la pinza que comprime a la junta troncocónica en su asiento, apretando el soporte contra el adaptador. Esta pinza tiene un resorte que proporciona la fuerza necesaria para mantener la estanqueidad de la unión. El sistema propuesto de unión presenta entre otras las siguientes ventajas respecto al sistema convencional de instalación de la columna capilar que hemos descrito anteriormente.

La presión que se ejerce contra la junta troncocónica es en la dirección longitudinal, por lo que no se aplica ningún esfuerzo de torsión que pueda dañar a la junta o a la columna.

Todo el conjunto de la unión tiene poca masa térmica y se calienta y se enfría a la misma velocidad que el horno.

El adaptador que cambia el sistema de unión existente por el nuevo, sirve también de guía a la columna por lo que la introducción del extremo de la columna en el inyector o el detector del cromatógrafo de gases es instantánea.

El soporte de la junta troncocónica tiene un dispositivo que permite fijarlo en cualquier punto de la columna, por lo que se puede medir la distancia que hay que introducir la columna en el inyector o el detector del cromatógrafo y se fija este soporte en esta posición de tal forma que no es posible que se deslice.

El adaptador tiene un resorte que fija al soporte en su posición, sin comprimir la junta, de tal forma que el analista tiene las manos libres para colocar la pinza y efectuar la conexión.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de las características de la invención que describimos, se acompañan a la presente memoria, como parte integrante de la misma, los siguientes dibujos. En estos dibujos, tan sólo a título de ejemplo, se representa un caso práctico de realización de la conexión con pinza.

La figura 1 muestra una sección general donde se representan todas las partes de la presente invención, se incluye el tubo y la junta troncocónica.

La figura 2 es una vista del despiece en posición de montaje del adaptador, dónde se incluye también la junta troncocónica.

La figura 3 es una vista del despiece en posición de montaje del soporte, donde también se incluye la junta troncocónica.

La figura 4 es una representación del despiece en posición de montaje de todas las piezas que componen la pinza.

La figura 5 es una sección de un inyector de un cromatógrafo de gases con la conexión con pinza donde se representa la distancia que se introduce la columna en el inyector.

La figura 6 son dos vistas del adaptador para explicar el dispositivo de sujeción del soporte que tiene. La primera vista es una vista del adaptador solo y la segunda es una vista del adaptador con el soporte donde se representa como se sujeta este en el interior del adaptador.

La Figura 7 son dos vistas del soporte para explicar el funcionamiento de fijación de este en el tubo. La primera vista es una sección del soporte solo y la segunda es una vista del soporte con un tubo a través de él, dónde se observa el sistema que tiene el soporte para fijarse a cualquier punto del tubo.

La Figura 8 son dos vistas de la pinza en posición de reposo, es decir sin comprimir el soporte contra el adaptador.

Descripción detallada de un caso práctico

Refiriéndonos con detalle a la figura 1, se representa por el cuerpo del adaptador 101 que cambia el sistema de unión con rosca convencional por el sistema sin rosca que proponemos, este adaptador encaja con el soporte 102 de la junta troncocónica 103. La columna o tubo 104 atraviesa el soporte y la junta troncocónica, la pinza 105 comprime la junta troncocónica 103 en su ubicación contra el adaptador 101 y de este modo fija el tubo 104 en su posición. La operación de unir la columna o tubo 104 con el adaptador 101 que forma parte del instrumento; es extraordinariamente sencilla, basta acercar el extremo de la columna o tubo a la que hemos fijado previamente el soporte 102 y hemos colocado la junta troncocónica 103 en su posición, hasta que esta toque el asiento de la base del adaptador. El soporte queda fijado en esta posición, coger la pinza 105 y abrir sus brazos hasta la máxima apertura. Colocar los pivotes de los extremos de la pinza encima de los rebordes que tienen tanto el adaptador como el soporte. Cuando la parte central de la pinza haya hecho tope con los rebordes o parte saliente del adaptador y del soporte se deja la pinza en esta posición, el resorte que tiene la pinza ejerce la fuerza necesaria para apretar a la junta troncocónica contra el asiento del adaptador, uniendo de este modo la columna al adaptador, La simetría cilíndrica del adaptador y del soporte hacen que la pinza pueda colocarse en cualquier posición. Si por cualquier razón los materiales que forman esta unión se dilatan o contraen el resorte de la pinza compensa estas variaciones manteniendo la presión constante sobre la junta troncocónica en un amplio rango de temperaturas. La presión máxima que soporta esta unión está determinada por la fuerza del resorte de la pinza. Hemos de utilizar un resorte que permita abrir la pinza hasta su máxima apertura de forma cómoda con una mano. En el caso de precisar uniones resistentes a presiones más elevadas (como es el caso de la Cromatografía de Líquidos a Alta Presión) puede utilizarse una pinza con un resorte de la fuerza adecuada para dicha presión.

En la figura 2 se representan el adaptador 101, en posición de montaje. El adaptador 101 es una pieza que transforma el sistema convencional de unión con rosca por el nuevo sin rosca, debe instalarse la primera vez que se use esta nueva unión, pero después se deja fijo en el instrumento, generalmente se une al instrumento mediante una rosca y una junta plana metálica blanda de plata o de otro material adecuado. El adaptador tiene simetría cilíndrica por lo que no es necesario dejarlo instalado en determinada posición, todas las posibles posiciones son equivalentes. El adaptador tiene un asiento cónico 106 donde se ajusta la junta troncocónica 103. Mediante la rosca 107 el adaptador se fija a la base del inyector o del detector del cromatógrafo de gases. Las dimensiones de esta parte del adaptador y el paso de rosca son función de la marca y modelo de cromatógrafo de gases al que se quiera adaptar la conexión con pinza que proponemos; el resto del adaptador que describimos a continuación es universal para todas las marcas y modelos de cromatógrafos de gases. El adaptador 101 tiene un pequeño agujero cilíndrico 108 donde se introduce una parte de la pequeña pieza 109, esta pieza es un pequeño trozo de cable de acero doblado de la forma que se aprecia en el dibujo, la parte 110 de esta pequeña pieza 109 se introduce en el agujero 111 que tiene el adaptador 101, este agujero tiene forma elipsoide para permitir que la parte 110 llegue fácilmente hasta el interior del agujero central 112 del adaptador. La función de esta pequeña pieza 109 es fijar el soporte 102 en el agujero 112 del adaptador 101, la fuerza que ejerce la pieza 109 es suficiente para aguantar al soporte en su posición, de este modo el técnico que esta instalando la columna tiene las manos libres para colocar la pinza y no tiene que aguantar al soporte 102 con una mano. Para asegurar que la pieza 109 hace la fuerza necesaria para sujetar al soporte se coloca el resorte 113 alrededor de la parte exterior del adaptador, de este modo la pieza 109 no puede salirse de su posición. La pieza 114 rosca en la parte inferior del adaptador, en la rosca 115, esta pieza de simetría cilíndrica tiene en su parte inferior un reborde 116 que sirve de punto de apoyo para uno de los brazos de la pinza 105. El conjunto del adaptador 117 esta formado por el cuerpo del adaptador propiamente dicho 102, la pequeña pieza 109, el resorte 113 y la pieza 114. Para su montaje basta con introducir primero la pieza 109 en el agujero 108 a fondo, luego colocar el resorte 113 encima de esta pieza pasándolo por la parte inferior del adaptador y a continuación roscar la pieza 114 en la rosca que el adaptador tiene en su parte inferior.

La Figura 3 es una representación del despiece en posición de montaje del soporte 102. Este tiene un agujero central 118 que lo atraviesa longitudinalmente y en su parte inferior un pequeño dispositivo que permite que el soporte se fije firmemente al tubo. Este dispositivo se ubica en la cavidad 119 que tiene el soporte. El conjunto de este dispositivo se compone del botón 120 de simetría cilíndrica que tiene en un extremo una parte más ancha y cuadrada 121 que a modo de pulsador se apretara con el dedo para poder pasar la columna a través del soporte, el otro extremo de este botón 120 tiene un estrechamiento 122 en todo su perímetro para encajar al resorte 123. Este botón tiene dos agujeros 124 y 125, el primero de ellos, sirve para que mediante el pasador 126, de un diámetro la mitad del diámetro del agujero 124, se pueda fijar el botón y el resorte 123 en su ubicación y el segundo 125 es el agujero por el que pasa la columna. Con el dispositivo montado se puede pasar la columna por el agujero 125, manteniendo apretado el botón con un dedo. Si se deja de hacer presión sobre el botón, el resorte 123 quiere alargarse y comprime lateralmente a la columna contra la cara 127 del agujero 125, esta presión es suficiente para mantener fiado al soporte en el punto que se quiera de la columna. El cuerpo del soporte 102 tiene un agujero 128 por el que pasa el pasador 126 cuando se monta el dispositivo de fijación de la columna que incluye este soporte. El soporte tiene un agujero 118 donde se coloca la pieza 129 que a su vez tiene otro agujero 130 de un diámetro solo ligeramente superior al diámetro externo de la columna. Esta pieza 129 actúa de guía para la columna y tiene en su parte inferior un pequeño ensanchamiento cónico 131 para facilitar la introducción de la columna. Esta guía 129 no llega hasta el extremo superior del soporte, por lo que se define en esta parte superior del soporte una cavidad cilíndrica que tiene por objeto alojar a la junta troncocónica 103 y evitar que se desmenuce al estar sometida a presión y temperatura. El soporte 102 tiene un reborde o parte saliente 132 en todo su perímetro donde se apoya un brazo de la pinza y ejerce su presión. El soporte tiene un ensanchamiento cónico 133 en su parte inferior para facilitar la introducción de la columna que de otro modo requeriría mucha destreza. El conjunto 134 del soporte esta formado por el cuerpo del soporte propiamente dicho 102, el botón 120, el resorte 123, el pasador 126 y la guía 129.

La figura 4 es un despiece en posición de montaje de la pinza, Esta consta de dos brazos o palancas 135 que encajan entre si y se unen mediante el pasador 136. Para fijar este pasador se utilizan unas arandelas de retención lateral 137. El resorte 138 se fija en el espacio interior definido por los dos brazos de la pinza pasando el pasador 139 por el agujero central del resorte, este pasador se fija con las arandelas 140 que son iguales a las arandelas de retención lateral 137. El conjunto de la pinza esta formado por los dos brazos 135, el resorte 136, los pasadores 136 y 139, y las arandelas 137 y 140.

La Figura 5 es una representación de la conexión con pinza de esta invención, uniendo una columna capilar a un inyector de un cromatógrafo de gases. Una de las características más importantes de este sistema de conexión es que permite fijar de forma fiable la distancia que hay que introducir la columna en el inyector o en el detector del cromatógrafo de gases. Antes de introducir la columna en el inyector se fija el soporte a la columna fuera del horno. Del extremo de la columna a la parte inferior del soporte debe haber la distancia ``a''. Esta distancia se obtiene sumando la distancia ``b'' que da el fabricante de cada equipo a la distancia ``c'' que conocemos puesto que es la longitud del soporte restando la altura de la cavidad donde se aloja la junta troncocónica.

La Figura 6 es una representación del soporte con el tubo (columna) y la junta troncocónica para explicar el funcionamiento del sistema de fijación de la columna. Si mantenemos apretado con un dedo el botón 120, los agujeros 141 y 142 del cuerpo del soporte 102 coinciden con el agujero 125 que tiene el botón 120, de esta forma es posible atravesar el soporte con la columna hasta que salga por la cavidad 143 de la parte superior del soporte. Cuando la distancia desde el extremo 144 de la columna hasta la parte inferior del soporte 145 sea la que en la figura anterior hemos denominado como ``a'', dejamos de apretar el botón 120, con lo que el resorte 123 se alargara presionando lateralmente el trozo de columna que esta dentro del botón, este esfuerzo lateral es suficiente para aguantar al soporte en su posición y no dañar a la columna. El recorrido del botón 120 esta definido por el agujero 124 del botón y el pasador 126 que lo atraviesa. Cuando se aprieta el botón a tope los agujeros 141, 142 y 125 coinciden, si se deja de hacer presión en el botón, el resorte 123 desplaza al botón y los agujeros 141, 142 y 125 no coinciden. Para fijar el soporte en la columna no se requiere ninguna destreza puesto que el botón 121 debe apretarse a tope.

Las Figuras 7 son una representación del adaptador 101 para explicar el sistema de fijación del soporte 102. En la Figura 7A se representa el adaptador solo y se puede observar como la pequeña pieza 109 sale por el agujero 111. La pieza 109 esta sujeta por el resorte 113, este permite un pequeño desplazamiento de la pieza 109. En la Figura 713 se representa el soporte ya colocado en el interior del adaptador con la junta troncocónica 103 y la columna 104, en este dibujo se puede observar como la pieza 109 aprieta contra el soporte 102 con la presión suficiente para evitar que caiga de esta posición. La posición normal de trabajo del soporte y del adaptador es vertical, por lo que la fuerza lateral que ejerce el resorte 113 y la pieza 109 debe ser superior al peso del conjunto del soporte.

La Figura 8 son dos vistas de la pinza. Los dos brazos de la pinza tienen dos partes laterales 145 que encajan entre si. Mediante el pasador 139 que atraviesa el resorte 136 y los agujeros que hay en estas partes laterales 145, se unen los dos brazos de la pinza. Para que el esfuerzo necesario para abrir la pinza y colocarla entre la parte saliente del soporte y la parte saliente del adaptador sea mínimo, la pinza tiene otro pasador 136 que actúa de tope y une las dos partes 145 evitando que la pinza se cierre hasta que sus extremos se toquen. La parte de la pinza que se apoya en el adaptador y en el soporte termina en punta 146, cada brazo de la pinza termina en dos pivotes como Sé indica en la figura 8, para reducir al máximo la superficie de contacto y así reducir la transmisión de calor del conjunto de la pinza a la conexión formada por el adaptador y el soporte. De esta forma la unión propuesta no presenta ningún problema asociado al tamaño del resorte utilizado. En esta figura b pinza esta en posición de reposo, es decir sin comprimir el soporte contra el adaptador, observar como los dos brazos de la pinza están en contacto con la arandela 137. En la Figura 1 se puede observar la pinza comprimiendo el soporte contra el adaptador, en este caso los brazos de la pinza no están en contacto con las arandelas 137, que como ya se ha descrito actúan de tope para que de este modo el recorrido de la pinza sea pequeño y no se requiera un esfuerzo excesivo para colocar la pinza en su posición de trabajo. Este diseño permite que un pequeño esfuerzo aplicado en el extremo de la pinza se traduzca en la fuerza necesaria en los pivotes del otro extremo para mantener, estanca la unión, aunque varíen las condiciones de presión y temperatura.

El sistema de unión de estanqueidad constante que presentamos se ha descrito a modo de ejemplo para unir una columna (tubo) a la base de un detector o un inyector de un cromatógrafo de gases; puede usarse evidentemente para unir dos tubos entre sí, o un tubo a cualquier parte de un instrumento. Es posible utilizar este sistema para unir una columna, de las utilizadas en la técnica conocida cómo Cromatografía de Líquidos a Alta Presión; con los tubos que la unen al inyector y al detector. En esta técnica la fase móvil líquida es impulsada por una bomba a través de la columna hasta el detector; en este caso se puede llegar a presiones muy elevadas, la conexión del tubo con la columna debe resistir estas presiones. Con el sistema de pinza que proponemos en esta invención es posible conseguir una unión que sea estanca a estas presiones, es suficiente utilizar un resorte en la pinza que aplique la fuerza necesaria a la Junta, la dificultad que se presenta en este caso se limita a disponer de un sistema que permita abrir la pinza cómodamente con las manos; para conseguir realizar esta operación puede ser suficiente modificar la pinza alargando el brazo de la palanca o modificando la posición del fulcro. Es posible automatizar un sistema de conexión sin rosca como el propuesto para cambiar las columnas de Cromatografía de Líquidos de Alta Presión; en este supuesto el mecanismo que accione la pinza puede ser distinto de una simple palanca.

Claims (6)

1. Conexión para unir una columna capilar a otra o bien a un cromatógrafo de gases que permita la circulación de un fluido entre estas dos partes, manteniendo constante la estanqueidad de la conexión aun cuando las condiciones a que se encuentra la conexión de temperatura y presión varíen. Esta conexión se compone de un adaptador (101) que esta fijado a la parte donde se quiere conectar la columna (104), un soporte (102) con un agujero central a través del cual pasa la columna y en cuyo interior se ubica la junta troncocónica (103) que tiene también un agujero central por donde pasa la columna y una pinza (105) que comprime a esta junta entre el adaptador y el soporte.

2. Conexión para columnas capilares según reivindicación 1 caracterizada porque el adaptador (101) tiene un ensanchamiento cónico en su agujero central que encaja con la parte cónica de la junta troncocónica (103) y un reborde o parte saliente en todo su perímetro donde ejercen presión los dos pivotes de uno de los dos brazos que tiene la pinza para comprimir a la junta tronco cónica entre el ensanchamiento cónico del adaptador y el soporte.

3. Conexión para columnas capilares según reivindicación 1 y 2 caracterizada porque el adaptador (101) tiene una pieza (109) que sujeta al soporte (102) cuando este se introduce en el interior del adaptador. Este efecto de sujetar al soporte se consigue gracias a que esta pieza tiene una parte en el interior del agujero central del adaptador y cuando se introduce el soporte esta parte se desplaza, pero un resorte exterior (113) que envuelve una parte del adaptador se opone a este desplazamiento, ejerciendo una presión lateral sobre el soporte (102) que consigue de este modo sujetarlo en el interior del adaptador (101).

4. Conexión para columnas capilares según reivindicación 1, caracterizada porque el soporte (102) tiene una cavidad para alojar a la junta troncocónica (103); en el centro de esta cavidad está el agujero para que el tubo pueda atravesar al soporte, este tiene un reborde o parte saliente en todo su perímetro donde se apoyan los dos pivotes de un brazo de la pinza (105) que ejercen la fuerza necesaria para comprimir a la junta entre el adaptador (101) y el soporte (102).

5. Conexión para columnas capilares según reivindicación 1 y 4 caracterizada porque el soporte (102) tiene un dispositivo para fijarse en la columna que consiste en un botón cilíndrico situado en un agujero que es perpendicular al agujero que tiene el soporte(102) para que pase la columna (104), este botón comprimen un resorte y esta fijado en su ubicación mediante un pasador, este botón tienen un agujero del mismo diámetro del agujero central del soporte y comprimiéndolo con un dedo se consigue que el agujero que tiene este botón coincida exactamente con el agujero central del soporte, si dejamos de comprimirlo con el dedo el agujero del botón se desplaza y ya no coinciden con el agujero central del soporte.

6. Conexión para columnas capilares según reivindicación 1, caracterizada por una pinza (105) que está compuesta de dos brazos articulados unidos mediante un eje, la pinza tiene un resorte, que está comprimido entre dos arandelas y lo atraviesa longitudinalmente otro eje, que une también los dos brazos de la pinza; en cada extremo de tos dos brazos de la pinza hay dos pivotes que se apoyan en las superficie de los rebordes del soporte (102) y del adaptador (101).