JP2022519969A - 流体接続のための継手アセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
なし。
図1Aには、例示的な継手アセンブリの断面図が示されている。継手アセンブリ100は、継手(fitting)104を保持する1つ以上のキャビティ132を有するホルダ102を含む。ホルダ102は、金属やプラスチックなどの任意の適した材料からなり、継手を流れる又は継手を囲む流体の温度がどのような温度になるかに応じて選択され得る。いくつかの実施形態において、ホルダが250℃未満の温度に晒される場合、ホルダは、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのポリマから形成される。一実施形態において、ホルダは、12mm~80mmの長さ又は24mm~40mmの長さ、約4mm~約64mmの幅又は約8mm~約32mmの幅、及び、約2mm~約32mmの厚さ又は約4mm~約16mmの厚さなど、任意の適した寸法を有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、ホルダは、約32mmの長さ、約16mmの幅、約8mmの厚さを有する。ホルダは、流体シールアセンブリを保持するための所望の数のキャビティ、例えば、1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個又はそれ以上のキャビティを有することができる。いくつかの実施形態において、ホルダは、4個又は5個のキャビティを有しており、4個又は5個の流体シールアセンブリを保持する。ホルダは、連結ブロック又は他のGC部品の恒久的な接続部又は他の形状を収容する切り欠き部(cut-away portion)を有することができる。
本開示はまた、マイクロGC、実験室用GC、モバイルGC又はその他のGCなどのGC機器において使用される新規のカラムアセンブリを提供する。カラムアセンブリは、1つ以上のクロマトグラフィカラムを、カラム(複数の場合もある)の使用を容易にする支持体及び/又は他の構造体とともに含む。例えば、カラムアセンブリは、1つ以上のカラムが巻かれる支持リング(a support ring)を含むことができる。カラムのいくつかの例としては、サンプル内で分析物を分離するのに用いられる固定相を含む分析カラム、分析カラムに到達する前に汚染物質を捕捉することによって分析カラムを汚染物質から保護することができるガードカラム、又は、2つの点の間の導管として機能するが、分析物とカラムの内面との相互作用を低減するために不活性コーティングを有し得るカラムがある。さらに、プレカラムが流路において他のカラムの前にあり、ポストカラムが流路において他のカラムの後にある。これらは、固定相コーティングを有してもよいし、有さなくてもよい。カラムアセンブリは、複数のカラムが集まるユニオンを保持することもできる。ユニオンは、2つ以上のカラムが流体的に結合される単純なユニオンでもよいし、複数のカラムが集まるとともに、例えば一種のニューマチック切替(a type of pneumatic switching)を実施するためにキャリアガスがサンプル流れに追加されるパージドユニオン(a purged union)でもよい。ニューマチック切替の例には、ミッドカラムのバックフラッシング、ポストカラムのバックフラッシング及びプレカラムのバックフラッシングが含まれるが、これらに限定されない。カラムアセンブリは、複数の分析カラムも有することができ、並列に接続されている場合にはサンプルはそれらの間で分割されることができ、直列に接続されている場合にはサンプルは両方のカラムを通過することができる。
本発明の継手アセンブリは、多くのタイプのカラム、他のチューブ、マイクロ流体デバイス、並びに、入口、注入器及び検出器などのGC部品の間で、複数のタイプの直接的又は間接的な流体接続を行うために使用され得る。第1の例として、継手と継手との流体接続が提供され、そこでは、本開示による継手アセンブリが、同じ若しくは同様のタイプの(接合相手となる)接合継手又は異なるタイプの継手とともに流体接続部に配置され又は保持される。例示的な流体接続部300が図3Aに断面図で示されている。図3Bには、継手を流体接続する前の同じ装置が示されており、図3Cには、等角図として示されている。ここに示される実施形態において、(例えば、カラム303の出口にある)第1の継手アセンブリ302は、(例えば、検出器の入口にある)第2の継手アセンブリ304と接合して流体接続を形成する。接合相手となる検出器側の継手アセンブリ304のチューブ305は、例えば、検出器に直接的に接続され得る。
本発明に係る継手アセンブリの有利な使用の別の例が図4に示される流体接続部400に示されている。継手アセンブリ402は、流路ブロック404に嵌合する。ガスクロマトグラフィ装置において、流路ブロック404は、多くの場合、サンプルをカラムに押し流すキャリアガスをカラムアセンブリ及び/又は注入器に接続するため、バックフラッシングの圧力源を提供するためのキャリアガスをカラムアセンブリに接続するため、及び/又は、ニューマチックコントロースバルブ(pneumatically controlled valves)のためのガスを注入器(中間マイクロ流体デバイスとして後述する)に接続するために使用される。また、継手と流路ブロックとの接続は、サンプル入口(ユーザがサンプルをGCに注入する場所)を、注入器(中間マイクロ流体デバイスとして後述する)を介してカラムに接続するか、又は、直接的にカラムに接続することが可能である。既述のように、継手アセンブリ402は、複数の継手をその中に有することができ、流路ブロック404は、同様に複数の流路を有することができる。
本発明に係る継手アセンブリの使用の別の例が図5に示されており、この例では、流路ブロック504と継手アセンブリ506との間に中間マイクロ流体デバイス502が配置されている。マイクロ流体デバイス502は、制限部(restrictions)、サンプルループ又は他の要素を組み込むためにマイクロ流体デバイス502に統合された流路チャネル508を有することができ、流路ブロック504の流路と継手アセンブリ506の流路とが互いにオフセットされていることがある(ここで示されるように軸が直接的に位置合わせされて(一致して)いない)。いくつかの実施形態において、マイクロ流体デバイス502は、第1の端部と第2の端部とを有する非直線状流路を有しており、第1の端部は、継手の流路に位置合わせされ、第2の端部は、流路ブロックの流路に位置合わせされる。また、マイクロ流体デバイス502は、マイクロ流体デバイス502に統合されたニューマチックバルブを有することもでき、流路ブロック504又は継手アセンブリ506のいずれかからの接続のうちの一部は、それらのバルブを作動させる加圧ガスを提供するために使用され得る。マイクロ流体デバイス502は、金属、ガラス、プラスチック又は他の材料から作製された層状の結合されたデバイスであり得る。中間マイクロ流体デバイスが使用され得る一例としては、カラムの入口で継手アセンブリに嵌合する注入器がある。マイクロGCの注入器は、一般に、バルブ、サンプルループ及び制限部を有し、適切な量の流れをサンプル入口から分析カラムの入口又はプレカラムに分配する。
上述したように、いくつかの実施形態の利点は、1つの継手アセンブリが、異なるタイプの接続部を有する複数のタイプの流路部品に接合できることである。図6Aは、継手アセンブリ606を連結ブロック608に固定する代替的な方法を示している。連結ブロック608は、外部クランプ、すなわち、継手アセンブリのホルダを通過しない継手アセンブリ606の外部のクランプを含む。外部クランプはクランプ力を付与する例示的な方法であり、他のものは以下に記載され、及び/又は、本開示に照らして選択され得る。
図6Aに示される外部クランプは、クランプアーム602と、固定支持ロッド604と、締結具(fastener)607とを有する。クランプアーム602は、固定支持ロッド604と一体化することもできるし、一方の側が支持ロッド604の下に配置される別個のピースとすることもできる。締結具607は、クランプアーム602を他方の側で固定する。片側が開放されたクランプアーム(図6Bにおいて分解図で詳細に示されている)を有することで、クランプアームを取り外す機能を維持したまま、連結ブロックにいくつかの恒久的な継手やチューブを統合することが可能になる。サンプルがGC入口から入る場所(例えば、ユーザーがサンプルをGCの流路に注入する場所)で恒久的な接続が望まれる場合がある。この恒久的な接続は、代替的に、ここに示される接合相手となる接合流路ブロック610に統合することも可能である。この実施形態の利点には、継手アセンブリ全体にわたる力の分配がより均等になること、コンプライアントシール材を適切かつ本質的に等しい量だけ圧縮すること、及び、接合する継手の間の平行性が確保されることが含まれる。継手アセンブリ全体にわたって複数の締結具を分散配置することでコンプライアントシール材を実質的に均一に圧縮することも可能である。但し、この場合、ユーザーが接続時に複数の締結具を締め付ける必要があり、継手アセンブリ及び連結ブロックの熱質量が増加する可能性がある。
本明細書で開示されている主題により提供される例示的な実施形態には以下のものが含まれる。但し、これらに限定されるものではない。
Claims (20)
- 継手アセンブリであって、
1つ以上の流体シールアセンブリとホルダとを含み、
各流体シールアセンブリが、
継手ボアを画定する内部継手壁を有する継手と、
フェルールボアを画定する内部フェルール壁を有するとともに、前記継手ボア内に配置されたフェルールと、
第1のチューブ端部と第2のチューブ端部とを有するとともに、前記チューブ端部のうちの一方が前記フェルールボア内に配置されたチューブと、
を含み、前記フェルールが前記内部継手壁と前記チューブとの間で圧縮接触してシールを形成しており、
前記ホルダは、前記チューブが通過するキャビティを画定するキャビティ壁を有し、
前記流体シールアセンブリのそれぞれが前記ホルダによって保持されている、
継手アセンブリ。 - 前記ホルダは、複数のキャビティを画定し、前記継手アセンブリは、前記キャビティを通過するチューブを含む複数の流体シールアセンブリを含む、請求項1に記載の継手アセンブリ。
- 前記継手のそれぞれは、第1の継手端部と、第2の継手端部と、前記第1の継手端部と前記第2の継手端部との間の外部継手壁とを有し、
前記継手は、前記第1の継手端部に突出部をさらに有し、前記突出部は、突出部流路を画定し、前記突出部流路の断面積が前記チューブの断面積と略同じである、
請求項1に記載の継手アセンブリ。 - 前記流体シールアセンブリのそれぞれは、前記突出部の周りにコンプライアントシール材を有する、請求項3に記載の継手アセンブリ。
- 前記継手は、外部継手壁を有し、前記外部継手壁及び前記キャビティ壁は、前記継手を前記ホルダ内で保持するように構成されたインターロック形状を有する、請求項1に記載の継手アセンブリ。
- 前記ホルダは、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)で形成されている、請求項1に記載の継手アセンブリ。
- クロマトグラフィカラムアセンブリであって、
第1のカラム端部と第2のカラム端部とを有するクロマトグラフィカラムと、
1つ以上の流体シールアセンブリであって、それぞれが
継手ボアを画定する内部継手壁を有する継手と、
フェルールボアを画定する内部フェルール壁を有するとともに、前記継手ボア内に配置されるフェルールと、
を含み、前記カラム端部のうちの一方が前記フェルールボア内に配置され、前記フェルールが前記内部継手壁と前記カラムとの間で圧縮接触してシールを形成している、前記1つ以上の流体シールアセンブリと、
前記チューブが通過するキャビティを画定するキャビティ壁を有するホルダと、
を含み、
前記流体シールアセンブリのそれぞれが前記ホルダによって保持されている、
クロマトグラフィカラムアセンブリ。 - 前記カラムが第1のカラムであり、前記カラムアセンブリは、第2のカラムをさらに含む、請求項7に記載のカラムアセンブリ。
- 第2の継手アセンブリをさらに含む、請求項7に記載のカラムアセンブリ。
- 前記カラムが溶融シリカで形成されている、請求項7に記載のカラムアセンブリ。
- 支持リングなどのカラム支持体をさらに含む、請求項7に記載のカラムアセンブリ。
- GC(クロマトグラフ)のカラムと流路との間に流体シールを形成する方法であって、
請求項7に記載のカラムアセンブリを準備すること、及び、
前記カラム端部のうちの一方と、(i)前記GCの注入器からの流路又は(ii)前記GCの検出器への流路との間に流体接続部を形成すること、
を含む、方法。 - 流体接続部であって、
請求項1に記載の第1の継手アセンブリと、
前記継手アセンブリ内に配置された前記チューブ端部に流体接続される端部を有する接合流路と、
を含む、流体接続部。 - 前記接合流路は、第2の継手アセンブリを含み、前記第2の継手アセンブリは、前記第1の継手アセンブリとともに流体シールを形成する、請求項13に記載の流体接続部。
- 前記第1の継手アセンブリと前記接合流路との間に位置するコンプライアントシール材をさらに含む、請求項13に記載の流体接続部。
- 前記第1の継手アセンブリは、突出部を有し、前記コンプライアントシール材は、前記突出部の周りにフィットするように構成されている、請求項15に記載の流体接続部。
- 前記突出部は、外径及び前面を有し、前記接合流路は、前面を有し、前記突出部の前面と前記コンプライアントシール材と前記接合流路の前面とによって空隙が画定され、
前記空隙は、前記突出部から前記接合流路へと通過する流体を溜めることなく攪拌できる大きさを有する、請求項16に記載の流体接続部。 - 前記突出部は、外径及び前面を有し、前記接合流路は、前面を有し、前記突出部の前面と前記接合流路の前面とは、前記突出部の前記外径の10%~50%の距離だけ離隔している、請求項16に記載の流体接続部。
- 前記継手アセンブリに係合するように構成された第1の面と、流路ブロック、第2の継手アセンブリ及び中間マイクロ流体デバイスのうちの1つ以上に係合するように構成された第2の面とを有する接続ブロックをさらに備える、請求項13に記載の流体接続部。
- 前記第1の継手アセンブリと前記接合流路の前記端部との間にシールを形成するためのクランプ力を付与するように構成された外部クランプをさらに含む、請求項13に記載の流体接続部。
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