用于连接毛细管的插头单元和连接系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种尤其针对高效液相色谱分析法的用于连接毛细管的插头单元，以及用于将毛细管与另外的毛细管或者与另外的组件流体连接的连接装置。插头单元具有通过插头壳体的孔部突出的插头毛细管；该插头单元还具有设置在插头毛细管的前端部区域处的环状的密封元件，该密封元件由可塑性变形的和/或可弹性变形的材料制成，其中，插头壳体构造为能够与插座单元可分离地连接，其中，在插头单元与插座单元的连接状态下，插头毛细管的前端部区域借助密封元件突出至插座单元的毛细管容纳开口中，其中，插头毛细管的端部开口横截面大致与插座毛细管的开口横截面或者与插座单元的开口横截面对置。
【专利说明】用于连接毛细管的插头单元和连接系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于连接毛细管的插头单元，尤其用于高效液相色谱分析法(HPLC)0此外，本发明涉及一种由插座单元和具有此类插头单元组成的流体连接装置。
【背景技术】
[0002]在色谱法中，流体或者气体通过相关装置的部件之间的合适的连通管道被输送。例如可以由不锈钢制成的该连通管道在其端部具有合适的连接系统(也作为零件)，以能够利用部件的连接建立紧密的连接。
[0003]文献US3，880, 452已经在1975年描述了此类连接系统。构成两个部件之间的连通管道的毛细管插入插座单元的或者连接单元的毛细管容纳开口中，并且该毛细管借助具有用于引导毛细管的中心孔部的固定螺栓固定在插座部中。为了实现密封，在毛细管和插座单元连接时，利用固定螺栓将一个或者多个环绕在其前部端部区域的密封元件压入至向内锥形延伸的毛细管容纳开口中。
[0004]然而，这种方法的缺点是:在垂直于毛细管的纵轴线的端面的平面内未实现密封效果，而是沿轴向方向从端面向后移动了特定距离。由此产生了尤其在高效液相色谱法中引起负面效果的死点容积。为了在高效液相色谱法中使用的极大的压力下能够保证此类连接的密封性，经常使用密封元件，如例如在作为现有技术的US 4，619，473的图2中描述的那样。这里涉及到在横截面中环状的密封元件，该密封元件大部分也由不锈钢制成并且该密封元件在纵断面中部分地具有外直径的锥形走向。该毛细管以其最靠前的部分突出穿过密封元件直至进入插座元件中的圆柱形凹部(导向孔)。该插座单元从导向孔后端部锥状地延伸，其中，该锥状延伸相对于所述毛细管的纵轴线线具有比密封元件更大的角度。由此，当将所述密封元件压入至所述容纳开口中时，利用固定螺栓将极大的径向向内定向的压力施加到所述密封元件的前部区域，以使此处产生密封位置。通过所述压力通常也引起所述密封元件和所述毛细管的变形，其中，将所述密封元件利用其前部边缘环状地压入至所述毛细管的外圆周中。
[0005]因此，这样的变形是尤其不被期望的，因为由此，所述密封元件与所述毛细管以形状锁合-和力锁合的方式连接，并且不再能够在不借助其他部件的情况下将所述密封元件沿轴向方向转移到所述毛细管上。如果将所述密封连接分离并且此类插头元件旋入另一个插座单元，例如当必须替换色谱法装置的组件时，就可以重新建立密封连接，然而由于公差或者由于与制造有关的所述容纳开口中的深度的区别，而不再能够保证所述毛细管利用它们的端面重新对因此待被连接的管道的端面施压。如果所述被更换的组件的所述插座单元的容纳开口在轴向方向上比之前使用过的组件长，就会产生不期望的死点容积。如果更换的组件时，用于毛细管的所述容纳开口在轴向方向比之前使用过的组件短，通过所述固定螺栓的压力则使所述毛细管变形，也许是损坏，并且或许不可能再密封连接。因为在所述毛细管上以形状锁合方式和力锁合方式加固的所述密封元件沿轴向方向自身无法移动。
[0006]然而，当所述毛细管的端面与因此待被连接的管道直接相对或者相接触时，在这样的部件中也几乎不能避免已知的死点容积，因为所述密封位置不位于所述毛细管的端面的区域内或者因此待被连接的管道的区域内。
[0007]为了解决这个问题，文献DE 10 2009 022 368提供了一种插头单元，在该插头单元处的所述毛细管的外部表面设置了环状的密封元件。将该密封元件与所述毛细管一起套在插座壳体的导向孔内，并且利用轴向的压力施压，以通过所述密封元件的塑性的或者弹性的变形已经在所述导向孔的基平面的区域内获得所述毛细管连接的密封，由此避免了死点容积的产生。当拆除所述连接时，也能够较容易地将所述密封元件连同所述毛细管一起从所述导向孔拔出。
[0008]然而，这种插头单元仅适用于这样的毛细管，即当将所述毛细管插入所述导向孔中时，所述毛细管在其外部表面上提供足够的空间，从而布置所述环状密封元件。因为作为标准建立的文献US 4，619，473中的所述插座元件的上述设计，以及在为所述导向孔提供的高效液相色谱分析法(HPLC)中将大约为1，6mm的直径作为标准执行，限制了所述插头连接对具有明显小于1，6mm的外直径的，例如为200 μ m到500 μ m的薄毛细管的适用性，例如:熔融石英毛细管，或者具有例如:大约0，8mm的外直径的金属毛细管。对于具有较大外直径的毛细管，例如，在所述效液相色谱分析法(HPLC)中进一步扩展的具有大约1，6_的外直径的所述毛细管，所述插头单元相反是不适合的。
[0009]这基本上也适用于文献DE 10 2008 059 897 B4中已知的插头单元和用于连接毛细管的相关的连接系统，其中，优选地由金属制成的该毛细管的前端部区域喇叭状地扩展。由此实现了借助轴向压紧力沿朝向相应的容纳开口的底面的方向将围绕毛细管的前端部区域的环状密封元件压入至插座单元中或者具有插座的连接单元中。当所述端部区域的直径小于所述容纳开口的直径时，在所述喇叭状的端部区域的前部端面上也实现了密封。通过对所述环状密封元件的背面后侧端面施压，利用在所述毛细管上可移动的插头壳体的前部区域，将所述密封元件向前方移动和压缩，从而通过塑性变形在环状空间里达到密封效果，通过所述毛细管和所述容纳口(包括其底面)以及通过所述插头壳体的前端构成所述环状空间。由此不仅实现了非常好的密封效果，也保证了当分离所述连接时，密封元件与毛细管一起从容纳开口中拔出并且在被留在里面。
[0010]为了解决插座单元以及具有用于容纳毛细管(该毛细管通常具有适合于所述毛细管的外直径的内直径)的导向孔的连接单元的实用性的问题，在文献DE 10 2011 050 037B3中提出，其在待被连接的毛细管的前部端部的壁内部设置有密封元件。其中，所述密封元件构成了毛细管的前部端部。优选地使用起支承作用的内管部，以实现所述密封元件的区域内的毛细管的稳定性。
[0011]进一步已知，由于所述毛细管的无金属介质接触的内部表面和高耐压性，将其构造为由多多个部分组成。内部的介质接触表面由塑料软管，通常由聚醚醚酮(PEEK)构成。为了实现压力稳定性，将所述塑料软管嵌入至金属管中。由此为了提供所需的无金属连接，毛细管端部用塑料压注塑包封，从而使得金属在任何位置处都不会与介质接触。
[0012]目前已知的应用于这类多体构造的毛细管的连接系统，也就是说，其壁部由多个护套层组成的毛细管，具有以下缺点，即，除了上述问题外，还必须避免介质在连接区域内与金属护套或者由非惰性材料制成的护套层相接触，并且当毛细管的护套层之间的连接相对于介质的压力不具有足够的稳定性或者所述护套层相互之间完全不连接时，能够阻止任何介质侵入至所述护套层之间。
【发明内容】
[0013]因此，本发明的任务在于，完成一种用于连接毛细管的插头单元，所述插头单元具有由可塑性变形的材料制成的内护套和包围所述内护套的由密封材料制成的外护套，其中所述插头单元在与适合的插座单元或者适合的连接单元连接时，尽可能保证没有死点容积，并且其中，也防止了介质侵入至所述内护套和所述外护套之间，所述插头单元也应该能够容易地与插座单元或者与连接单元连接。
[0014]本发明旨在能够将具有由可塑性变形和/或可弹性变形的材料制成的软的内护套和由硬的密封的材料制成的外护套的毛细管，利用插头单元以简单的方式与插座单元或者连接单元密封地连接起来，如果所述内护套在设置了所述插头单元的端部的区域内超出所述外护套的端面向外延伸并且具有径向向外延伸的环状的端部区域，所述端部区域单独地或者与所述环状密封元件一起在插头单元和插座单元连接的状态下，在所述插头毛细管的前端部区域和所述插座单元的毛细管容纳开口的环状的端面之间产生密封效果。
[0015]因此，实现了在所述插头单元与所述插座单元连接时，至少也在所述外护套的端面和所述插座单元的容纳凹部的底面之间，对所述内护套的径向向外延伸的端部区域施加(至少一部分)压力，借助该压力将所述插头毛细管压入至所述插座单元的容纳凹部中。由于所述内护套的材料的可塑性变形和/或可弹性变形的性质，所述径向向外延伸的端部区域，因此也作为密封元件，不管是否端部区域的朝向所述插座单元的端面仍然完全地或者部分地被密封单元遮盖。
[0016]通过借助轴向作用的安装力的至少一部分对所述内护套的径向向外延伸的部分施压，也可靠地防止将所述内护套在所述连接的区域内损坏，也就是说，减小了供介质流过所提供的插头毛细管的横截面。此外以这种方式，即使处于受高压时，如在高效液相色谱分析法中的情况，在所述内护套和所述外护套之间不产生任何可能使待被导入的介质侵入的间隙。
[0017]应该指出的，上述的概念“毛细管”既包括独立的毛细管状的元件，也包括与另外的组件固定地或者可分离地连接的这种此类毛细管状元件。例如，应该与插座单元或者连接单元相连接的组件的连接元件也属于这个方面。
[0018]根据本发明的设计，可以在插头装置与插座单元连接的状态下，将由插头毛细管的圆周表面和插座单元的毛细管容纳开口的内表面构成的用于密封元件的环状空间，通过插头壳体的前部端面限制在其朝向插头元件的一侧。由此，当插头单元和插座单元之间的轴向压紧力大时，防止了密封件的材料能够通过流动绕开至未被充分密封的壁限制的区域中，并且由此，降低在所述密封元件的密封的材料区域内部的以及所述内护套的径向向外延伸的端部区域内部的密封压力。通过介质的内压力(材料中的合适地选取的轴向的压紧力或者合适的密封压力)防止内护套的材料向内流动，进入至引导所述介质的横截面中。
[0019]根据所述插头单元的一个实施方式，所述插头壳体可以构造为两部分并且具有对所述密封件施压的压力件以及在插头单元和插座单元的连接状态下，对所述受压件施以轴向压紧力的安装部件。通过将压力件和安装部件脱离接合实现了，压力件在将所述安装部件旋入所述插座单元时，不必一同转动。因而，也可以将所述压力件与所述插头毛细管轴向固定地连接。
[0020]内护套的径向向外延伸的前端部区域能够以材料锁合的方式并且密封地与所述密封元件的邻接表面的至少一个部断区域连接，例如通过粘合、熔焊或者焊接的方式。优选地，该部断区域中的连接设计为，使得所述部断区域在整个圆周上延伸。由此，防止介质能够侵入至所述密封元件和所述内护套的前端部区域之间的区域中，该区域在轴向方向上超出以材料锁合方式连接的环状区域延伸所至的轴向位置。
[0021]根据本发明的一个实施方式，端部区域的径向前部的，即朝向插座单元的端面，至少部分地共同构成所述插头毛细管的前部环状端面或所述插头单元。其中在插头单元和插座单元已安装的状态下，直接由所述插座单元的毛细管容纳开口的环状端面对所述端部区域施压。
[0022]端部区域可以根据实施方式径向向外延伸，使得其径向外表面大致与密封件的圆周表面对齐。其中产生了优点，即端部区域具有最大可能的径向延伸，并且在插头单元和插座单元已安装的状态下，由所述压紧力对所述端部区域施压并牢靠地固定。而且，该间隙继续径向向外推进，通过该间隙流体介质能够侵入至所述毛细管的内护套和外护套之间。由于所述端部区域和所述密封元件的变形，即使当所述端部区域和所述密封元件或者所述端部区域和所述外护套的端面之间不存在材料锁合连接时，也产生进一步改善的密封效果。
[0023]所述环状密封元件也可被设置在所述端部区域的前部端面处，并且优选地以材料锁合的方式与所述端部区域连接。由此，在所述外护套的端面和所述毛细管容纳开口的环状端面之间引入了更多密封材料，由于安装时可能的较大的变形而产生更好的密封效果。
[0024]在所述端部区域的轴向前端面处，除了包围所述插头毛细管的外护套的环状的密封元件外，还能够附加地设置另一个环状密封元件，该密封元件优选地以材料锁合的方式与所述端部区域相连接。
[0025]根据本发明的另一构型，环状密封元件利用该密封元件的前部端面延伸超出所述插头毛细管的外护套的前部端面，并且具有端面的环状的同轴凹部，在所述凹部中容纳有径向向外延伸的所述内护套的前端部区域。因此，在内护套的沿径向方向延伸的前部的端部区域和密封元件之间产生大致垂直于所述插头毛细管的纵轴线延伸的环状的接触平面，其中，即使当在所述接触平面内未设置材料锁合连接时，也通过所述材料内部的压力产生出色的密封效果。
[0026]根据另一个设计变型，所述环状的密封元件以其前部的端面向外延伸超过所述插头毛细管的外护套的前部端面，并且利用径向向内设置的端面的凸缘区域，与内护套的径向向外延伸的端部区域搭接，从而使得所述密封元件的凸缘部的端部区域(也在插头单元和插座单元处于未被安装的状态时)沿轴向方向固定。例如，能够避免所述内护套从所述外护套拔出。
[0027]密封元件和所述插头毛细管的内护套能够由相同的材料，例如由热塑性材料(尤其由聚醚醚酮(PEEK))制成。因此，材料锁合方式的连接可以容易地通过熔焊实现。
[0028]内护套的径向向外延伸的前端部区域可以由超过外护套向外突出的部分制造，该部分通过塑性变形，优选地通过热塑性变形，径向扩展并且径向向外弯曲。
[0029]在根据本发明的连接装置中，插座单元的容纳凹部和插头装置的插头区域构造为，使得连接装置在连接状态下相互轴向移动，其中，在即将到达轴向最终位置(在该位置中，在密封元件内以及在内护套的径向向外延伸的端部区域内达到预定的密封压力)之前，通过所述插头壳体的前部端面，在插座壳体内将环状空间限制在插头毛细管的外圆周和毛细管的容纳凹部之间。因此，如上面已描述的，实现了密封元件的材料内部以及内护套的前端部区域的内部的高密封压力，从而使得该连接装置如其被用于高效液相色谱分析法中一样，在高压力的该情况下也可以使用。
[0030]该环状密封元件能够具有超过其轴向的凹部具有平行于插头壳体的纵轴线的圆周表面，所述圆周表面在未被安装的状态下，大致与插头壳体的对密封元件施压的区域的平行于所述插头壳体的纵轴线的圆周表面对齐，其中，横截面的外部轮廓在该插头装置的该轴向部断区域中大致对应于所述插座单元的外部容纳凹部的横截面。由此，产生的优点在于，当安装时，在所需的体积减小的范围内仅需要较小的变形直至实现材料内部的预定的密封压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]下面将通过在附图中更详细描述的实施方式来阐述本发明。在附图中示出:
[0032]图1是根据本发明的连接装置的一个实施方式在未被安装状态下的示意图，其中该连接装置在轴向纵剖面中具有插座单元和插头单元；
[0033]图2是图1中的插头单元的前端部分的放大图；
[0034]图3是根据本发明的具有卷缩至毛细管上的密封元件的插头单元的第二实施方式的前端部分的示意图；
[0035]图4是根据本发明的插头单元的第三实施方式的前端部分的示意图，其中插头单元具有设置在所述毛细管的护套层之间的密封元件；
[0036]图5是根据本发明的插头单元的第四实施方式的前端部分的示意图，其中内护套的径向延伸的端部区域具有最大的径向延伸；
[0037]图6是与图5的变型相对应的第五实施方式，但其中另一环状密封元件与径向端部区域的端面连接；
[0038]图7是类似于图6的变型的第六实施方式，但其中弃用了去除了包围插头毛细管的外护套的环状的密封元件；以及
[0039]图8是具有环状密封元件的第七实施方式，该密封元件利用其径向向内延伸的凸缘区域与所述内护套的径向延伸的端部区域搭接。
[0040]附图标记列表
[0041]I连接装置
[0042]3插头单元
[0043]5插座单元
[0044]10插头毛细管
[0045]IOa外护套
[0046]IOb内护套
[0047]11加压区域
[0048]13内护套IOb的端部区域
[0049]20插头壳体[0050]21 压花
[0051]22 螺纹
[0052]30, 30 ‘，30 “ 压力件
[0053]40,40 ‘，40“ 密封元件
[0054]42其他的密封元件
[0055]50插座壳体
[0056]51 底壁
[0057]52内螺纹
[0058]53容纳凹部
[0059]55开口横截面
[0060]56导向孔/毛细管容纳开口
[0061]57 孔部
【具体实施方式】
[0062]在图1中以拆开的状态描述的连接装置I包括:插座单元5，对于本发明不相关的该插座单元的外轮廓仅示意性地示出并且例如将该插座单元能够设置在例如分离柱的用于高效液相色谱分析法的装置的组件上。此外，该连接系统I包括插头单元3。该插头单元3在其一端包括插头毛细管10、以螺栓形式实现的插头壳体20、可以由不锈钢或者其他金属制成的压力件30以及例如由能够充分弹性变形和/或塑性变形的材料(例如合适的塑料)制成的密封元件40。该插头毛细管10具有由例如不锈钢的密封材料制成的外护套IOa和由塑性和/或弹性材料制成的内护套IOb (图2)。该内护套IOb的材料可以为例如聚醚醚酮(PEEK)的热塑性塑料。该内护套IOb和该密封元件40尤其能够由相同的材料制成。
[0063]该螺栓形式的插头壳体20具有在外周处设有压花21的加厚的头部，设有螺纹22的螺纹部连接至该头部。该插头壳体20具有在所示实施方式中阶梯状延伸的中心孔部，其中所述孔部的内直径在该螺纹部的前部区域内仅略大于容纳在中心孔部内的插头毛细管10的外直径。该插头毛细管10以其前端部突出穿过插头壳体20的中心孔部，其中，沿朝向该插头毛细管10的端部的方向，在插头壳体20前方径向围绕插头毛细管10设置有压力件30。
[0064]插座单兀5具有仅意地出的插座壳体50,在该插座壳体50中设置有用于容纳插头单元3的容纳凹部53。该容纳凹部由具有较大直径的第一区域组成，在该第一区域中也设置有内螺纹52，从而使得所述插头单元的螺纹部能够旋入该第一区域中。逐渐变窄至毛细管容纳开口或导向孔56的直径的锥形区域连接至所述容纳凹部的第一区域，毛细管容纳开口或导向孔56的直径与压力件30的外直径相对应。
[0065]孔部57的开口横截面55通至导向孔56的底面51中，该孔部的直径在所描述的实施方式中对应于所述插头毛细管的内直径。插座单元5中也可以保持有插座毛细管(未示出)来代替该孔部57和其开口横截面55，该插座毛细管的开口横截面对应于孔部57的开口横截面55。由此能够设置具有较大直径的孔部来代替该孔部57，在该具有较大直径的孔部中保持有插座毛细管的前端部，例如通过粘合。因此，最终也产生了在图1中示意性示出的插座单元的结构。[0066]旋转对称的压力件30的外直径也可以在其后部区域中也对应于插座单元5的容纳凹部53的第一区域的内直径，以确保在安装插头单元和插座单元时，对压力件或插头毛细管的前端部的引导。压力件30的前部区域的外直径对应于导向孔56的内直径。
[0067]如图2所示的图1中的插头单元的前部区域的放大视图一样，环状密封元件40布置在插头毛细管10的端部。插头毛细管10的外护套IOa的端部带有具有较大外直径的施压区域11，该施压区域能够作为具有环形的肩部的加厚的端部区域实现。也可以使所述外护套的前端部区域喇叭状地延伸以代替加厚(在相同或者变薄的壁厚的情况下)。
[0068]前部区域11的最大外直径小于通过底壁51限制的导向孔56的内直径。密封元件40的外直径大致对应于容纳凹部53的圆柱形的内部区域的内直径。
[0069]在其前部的朝向施压区域11的区域中，密封元件40的内直径基本上互补地构成了施压区域11的外直径的轮廓，使得密封元件40能够在没有很大压力或者没有很大轴向作用的力的情况下，被推至施压区域11上。该密封元件已经可以在插座单元5和插头单元3未被安装的状态下，超过施压区域11的端面突出。在该密封元件40的前部区域中的内直径的轮廓也可以构造为，使得至施压区域11上的无压力的推动只能到达一个轴向位置，在该轴向位置中，密封元件40的端面还相对于施压区域11的端面或者插头毛细管10移回一定的量。
[0070]如从图2中直观地看出，插头毛细管的内护套IOb具有径向向外延伸的端部区域13，该区域通过施压区域11的端面周围延伸并且也已经能够在未被安装的状态下抵靠该区域或者与其相连接。在此不必使端部区域13沿径向方向延伸至施压区域11的外直径或者延伸至外护套IOa的前部端面处。在此情况下，所述密封元件可以具有在外护套IOa的端面之前径向向内突出的区域，该区域优选地延伸至端部区域13处。
[0071]密封元件也可以与所述外护套的前端部区域以及与所述施压区域(在其周面处以及如有可能在其端面处)连接，例如通过对具有构成所述密封元件的材料的外护套的粘合或者压力注塑包封实现。
[0072]径向向外延伸的端部区域13能够在其接触面处与密封元件40连接。这同样可以通过粘合或者焊接实现。
[0073]端部区域13的材料或者内护套IOb的材料以及密封元件40的材料可以是相同的。作为材料可以考虑例如惰性塑料材料，例如聚醚醚酮(PEEK)。则连接可以以简单的方式通过熔焊实现。
[0074]为了安装插头单元3，首先将插头壳体20，压力件30和密封元件40从前端推至插头毛细管10上，该插头毛细管的外护套IOa在这种状态下还不具有径向加厚的施压区域
11。随后则可以利用合适的工具，例如通过敲击或者诸如此类的方式制造外护套IOa的施压区域11。
[0075]如果可行，显然也已经能够制造插头毛细管10的施压区域11，并且在这种情况下，将插头单元3的其他部件分别从该插头毛细管10的其他端部推至该部件上。
[0076]密封元件40也可以构造为沿轴向方向开槽的环状元件，使得密封元件40能够从前端，越过加厚的施压区域11被推至插头毛细管10上或者从这一侧插入插头毛细管10中。这里密封元件40的材料显然具有足够的弹性。
[0077]内护套IOb的径向向外延伸的端部区域可以通过例如由热成型的方式由内护套IOb的伸出外护套IOa的部分制造。其中，同时会产生施压区域11的端面和端部区域13之间的连接。如果需要的话，也可以在环形的接触面内例如通过焊接或者粘合的方式制造端部区域13和密封元件40之间的连接。
[0078]在将部件20、30和40推至插头毛细管10上并且制造了施压区域11和端部区域13之后，并且如果可能的话在将这些区域的材料连接之后，可以将插头单元3插入所述插座单元中。
[0079]由此，该插入以简单的方式实现，即将毛细管10上的插头壳体20在没有力作用的情况下向前沿着朝向施压区域11的方向移动，直到因此压力件30(并且如果可能的话，为密封元件40)移动至无压力的前端位置中。随后或者同时将插头单元3引导至插座单元5的容纳凹部53中并且将插头单元3的螺纹部分的螺纹22旋入容纳凹部53的内螺纹52中。在旋入过程中，插头壳体20的前部端面施加一轴向力，通过压力件30作用在密封元件40上，该密封元件施加轴向力，通过施压区域11作用在插头毛细管10上。因此，插头毛细管10利用其端面相对导向孔56的底壁51推压，其中利用密封元件40和压力件30的前部区域保证了将插头毛细管10置于所述导向孔的中心。通过将更多的插头壳体20旋入插座单元5的插座壳体50中，提高了通过可移动的压力件30作用在密封元件40和内护套IOb的端部区域13上的轴向力。该密封元件在其弹性和/或塑性变形期间，将相应的压力传递至施压区域11上并且由此传递至端部区域13上。同时，也将在密封元件40的材料中起主导作用的压力施加在导向孔56的内周面上。因此，密封元件40和端部区域13位于实际上封闭的环状空间中，在密封元件40和端部区域13的材料中的压力作用在该环状空间的壁上。优选地，该密封压力被选取为比待被导入的介质的压力大，以使插座单元和插头单元之间的连接具有所需的密封性。其中，为了将插头壳体20旋入至插座壳体50中仅需要很小的力，以在密封元件40和端部区域13内部产生很大的压力。
[0080]从图1和图2的视图中显而易见的是，对于插头毛细管10的不同的外直径仅须使用相应于其内直径的合适的压力件30或密封元件40，然而插头壳体20可以保持不变，前提是，在螺纹部分22的前部区域中的中心孔部足够大，以容纳相关的插头毛细管10。
[0081]能够根据公差或者根据生产变化的容纳凹部53的不同的深度，同样能够由此调节，即，插头壳体22的螺纹部分沿轴向方向具有足够的长度。
[0082]视图中示出的插头单元3的构造也保证了在插座单元5的导向孔56的不同深度的情况下，插头毛细管10的端面(也就是说，端部区域13的端部的环状表面)始终借助限定的力相对导向孔56的底壁51压紧。
[0083]这里要强调的是，压力件30不必强制能够在插头毛细管10上移动，因为密封元件40或者至少端部区域13填充了包括外护套IOa的端面前的空间在内的待被密封的环状空间。当将公差选择成使密封元件的外圆周基本上对应于导向孔的直径并且外护套IOa的端面前的材料充分压缩，以产生必要的压力或者密封力时，压力件也可以与插头毛细管10的外护套IOa固定地连接。这可以例如通过卷边实现。
[0084]为了拆除连接装置1，仅需将插头壳体20从插座壳体50中旋出并且将插头毛细管10与压力件30和密封元件40 —起从容纳凹部53中拔出。在插头毛细管10的施压区域11的区域中增大的直径可靠地保证了，当拔出插头毛细管10时密封元件40不被留在导向孔56中，并且继而防止必须费力地移除。如果插头单元3稍后应该重新被安装，则可能安装在另一个(同类型的)插座单元5中，因此可能更换密封元件40。
[0085]如果如上所述，将新的密封元件通过施压区域11推至毛细管上(或者插头单元3从插头毛细管10的其他端部推动)不可行，那么可能的话，插头毛细管10的最靠前的端部借助施压区域11被剖切并且在将插头单元3的尤其是新的密封元件40的所需的部件重新推入之后，重新产生施压区域11。
[0086]如已经提到的，可以使用作为用于密封元件40的以及用于例如聚醚醚酮(PEEK)的内护套IOb的材料或者具有适合的化学以及物理特性的材料。
[0087]图3示出了插头单元的前部区域的另一实施方式，如其在图1中所描述的，然而其中去除了具有较大的外直径的外护套IOa的施压区域的布置。在该变型中利用压力件30实现了密封元件40 ‘的固定，该压力件30在具有较薄的壁的后部区域42中包围密封元件40。密封元件40在插头毛细管10上或者在插头毛细管10的外护套IOa上的固定可以优选地通过摩擦接合实现。因此压力件30 ‘能够优选地通过轴向延伸的区域通过卷边进行变形，从而产生压力件30、密封元件40和插头毛细管10或插头毛细管10的外护套IOa之间的轴向固定连接。
[0088]在图3描述的变型中，密封元件40 ‘的前部区域构造为使得外直径大致与压力件30 ‘的外直径相对应。该外直径对应于导向孔56的内直径,从而使得在插入插头毛细管10的前端部时，已经借助密封元件40 ‘和压力件30 ‘产生居中效果。此外，该密封元件40 ‘的前端部构造为使得环状凸肩从外护套IOa的前部端面处大致延伸至内护套IOb的外直径处。在其端面处该密封元件40 ‘具有环状凹陷，护套IOb的径向向外延伸的端部区域13再次延伸至该凹陷中。外部的端部区域13被如此容纳在该环状空间中，即端部区域13的前端面与密封元件40 ‘的前端面对齐。
[0089]密封元件40 ‘和径向向外延伸的端部区域13之间的接触平面尤其能够针对高压应用，以材料锁合的方式，例如通过粘合、焊接或者熔焊重新连接。
[0090]在图3描述的实施方式中，密封元件40 ‘设计为，在外护套IOa的端面前方存在明显较大的材料区域。以这种方式，在任何情况下，即使当压力件30 ‘与插头毛细管10固定连接时，也能够实现足够的密封效果。通过密封元件40‘和端部区域13的足够量的可塑性变形和/或可弹性变形的材料，可以使这些量的材料在任何情况下以如此程度变形，使得导向孔的内壁和外护套IOa的端面或压力件30 ‘的对密封元件40 ‘施压的端面之间的空间完全被填满并且由此在该密封空间中产生如此的材料内部压力，使得所需的密封效果能够得到保证。
[0091]在图4中描述的变型与根据图3的实施方式的区别基本在于:密封元件40 “利用其后部区域42 “咬合至外护套IOa和内护套IOb之间的环状空间中。当外护套IOa对密封元件40“的后部端面施压时，该外护套IOa以其前部端面承担了图3中的压力件的任务。在这种情况下，用于插入或者压入包括密封元件40“的插头毛细管10的前部区域的轴向力通过轴向固定在插头毛细管10上的压力件30 “被传递。压力件30 “能够通过卷边重新轴向固定在插头毛细管10上或者在外护套IOa上。卷边优选地在如下区域内实现，在该区域中，压力件10的前部区域还通过足够的轴向长度包围密封元件后部区域42 “。此外，该卷边优选地通过轴向延伸的区域实现，以保证压力件30“的充分固定，而不需要沿径向方向的太大的变形。因为不管是密封元件40 “的后部区域42 “还是由能够比较容易变形的材料制成的内护套10b，都不能根据该部件的尺寸以及基于材料特性通过压力件30 “的卷边而实现密封元件40 “的充分的轴向固定，以防止当拆除该连接装置时密封元件40 “不被留在导向孔56内。这种情况下密封元件40 “能够与外护套IOa和/或与内护套IOb以材料锁合的方式连接。
[0092]密封元件40 “的外直径在前部区域中与插头毛细管10的外护套IOa的外直径相对应。如在图3中描述的一样，以相同的方式构造内护套IOb的径向向外延伸的端部区域
13。同样也适用于位于外护套IOa的前部端面前方区域内的密封元件40“的结构。在此也设置了用于接合端部区域13的密封元件40 “的环状空间。在图4中描述的实施方式中，借助压力件30 “保证了在将插头单元3插入至插座单元5的导向孔56中时产生轴向压紧力，该压力件30 “轴向固定地与插头毛细管10或插头毛细管10的外护套IOa连接。这也可以通过卷边实现。
[0093]为了建立根据图4的实施方式，可以在插入由可变形的材料制成的内护套IOb之前，将插头毛细管10的外护套IOa在所需的轴向长度内钻孔。随后可以将密封元件40“插入至该钻孔区域中。下一步可以将内护套IOb插入。为了制造径向向外延伸的端部区域13而在前部区域内发生的内护套IOb的变形能够如上述描述的一样实现。同样也适用于端部区域13与密封元件40 “在接触面的至少一部分中的可能的连接。
[0094]此变型提供的优点在于，能够将插头毛细管10的外直径的大小选取为与导向孔56的内直径相对应。
[0095]所有在图1至图4中描述的变型，都同样设置有插头毛细管10的内护套IOb的径向向外延伸的端部区域，在导向孔56的底壁51和外护套IOa的端面或压力件30、30‘的前部端面之间对该端部区域施以轴向压紧力，从而使得内护套IOb的该区域固定在插座单元内。因此，可靠地避免了由可变形材料制成的护套在连接装置中的毁坏。而且，该区域还有助于产生所需的密封效果。尽管插头毛细管的构成具有至少一个内护套和一个外护套，但可靠地保证了待被导入的介质不会侵入至护套之间可能存在的间隙中。
[0096]图5至图8示出了用于插头毛细管10的前部区域构造的其他变型。根据图5和图6的变型与根据图2的变型类似，因此这里使用相同的附图标记。然而不同于根据图2的变型，此变型中的端部区域13沿径向方向如此远地向外延伸，从而使得该径向外表面基本上与密封元件40的圆周表面对齐。由此，在插头单元3完成安装的状态下，在外护套IOa的端面和容纳凹部53的导向孔56的底部之间产生端部区域13的可靠固定。
[0097]在根据图6的变型中，除了环状的密封元件40外，还附加地在插头毛细管10的端面处或者端部区域13的前部端面处设置有另外的环状的密封元件42。将该密封元件42与端部区域13优选地以材料锁合的方式连接，以避免在拆除插座单元5和插头单元3时，该密封元件42留在容纳凹部53中。该密封元件42还附加地将密封材料放置于导向孔56内，从而使得在公差较大时提供足够的可变形的密封材料，以保证连接的密封性。
[0098]在根据图7的变型中，相对于根据图6的变型，去除了密封元件40。压力件30能够在其后部对外护套IOa的前部的加厚区域施压，以产生作用于插座单元5和插头单元3之间的压紧力。压力件能够设置为可移动或者也可以设置为轴向固定在插头毛细管10上。
[0099]根据图8的变型同样与根据图2的变型类似，然而，其中密封元件40 “‘具有径向向内延伸的前部的凸缘区域43，该凸缘区域与端部区域13搭接。由此当相应的轴向力作用于内护套上时，防止该内护套IOb从外护套IOa中拔出。在已描述的示例中径向端部区域13延伸至外护套IOa的前部的加厚区域的圆周表面处。然而，这也不是绝对必要的。该密封元件也可以在其前部端面处搭接加厚的区域。
[0100]在根据图8的实施方式中，可以将密封元件40“ ‘弹性地构造成或者关于其结构构造成能够将其夹至插头毛细管10的前部区域上。然而密封元件40“ ‘也能够在形成端部区域13后，通过对插头毛细管的前部区域的压注塑包封制成。根据图8的变型中也可以以材料锁合的方式设置位于密封元件40“ ‘和端部区域13之间的连接。在此，压力件30同样可以轴向固定地设置或者也可以设置成可以在插头毛细管10上移动。
【权利要求】
1.尤其针对高效液相色谱分析法的用于连接毛细管的插头单元， Ca)所述插头单元具有插头毛细管， (b)所述插头毛细管通过插头壳体的孔部突出， (c)所述插头单元具有设置在所述插头毛细管的前端部区域处的环状的密封元件，所述密封元件由可塑性变形的和/或可弹性变形的材料制成， (d)其中，所述插头壳体构造为能够与插座单元可分离地连接， (e)其中，在所述插头单元与所述插座单元的连接状态下 (i )具有所述密封元件的所述插头毛细管的前端部区域突出至所述插座单元的毛细管容纳开口中，其中，所述插头毛细管的端部开口横截面大致对齐地与插座毛细管的开口横截面或者与所述插座单元的开口横截面对置，并且 (? )借助通过所述插头壳体产生的轴向的压紧力，具有环状密封元件的所述插头毛细管被压入所述插座单元的毛细管容纳开口中，从而使得由于在密封元件中产生的压力和由此导致的所述密封元件的弹性和/或塑性变形而在所述插头毛细管的端部区域和所述插座单元的毛细管容纳开口之间产生密封作用， 其特征在于: Cf)所述插头毛细管具有由可塑性变形和/或可弹性变形的材料制成的内护套，以及由密封材料制成的包围所述内护套的外护套，并且 (g)所述内护套具有径向向·外延伸的前端部区域，在插头单元和插座单元连接的状态下，该区域单独或者与所述环状密封元件一起在所述插头毛细管的前端部区域和所述插座单元的毛细管容纳开口的环状端面之间产生密封作用。
2.根据权利要求1所述的插头单元，其特征在于，在插头装置与插座单元的连接状态下，由所述插头毛细管的圆周表面和所述插座单元的所述毛细管容纳开口的内表面构成的用于所述密封元件的环状空间，通过所述插头壳体的前端面被限制在其朝向所述插头单元的一侧。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述插头壳体由两部分构造而成，并且具有对所述密封元件施压的压力件，以及在插头单元和插座单元的连接状态下，以轴向压紧力对所述压力件施压的安装部件。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述内护套的径向向外延伸的前端部区域在至少一个环状封闭的部段区域中以材料配合的方式与所述密封元件的邻近表面紧密地连接，例如通过粘合，熔焊或者焊接。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述端部区域的前端面至少部分地一同构成所述插头毛细管的所述前部环状端面。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述端部区域径向向外延伸，使得所述端部区域的径向外表面大致与所述密封元件的圆周表面对齐。
7.根据权利要求6所述的插头单元，其特征在于，所述环状密封元件设置在所述端部区域的轴向前端面处，并且所述密封元件与所述端部区域相连接。
8.根据权利要求6所述的插头单元，其特征在于，在所述端部区域的轴向前端面处设置有另一环状密封元件，并且所述另一密封元件与所述端部区域相连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的插头单元，其特征在于，所述环状密封元件以其前端面延伸超过所述插头毛细管的外护套的前端面，并且具有端部的环状同轴凹部，在所述凹部中容纳有所述内护套的径向向外延伸的前端部区域。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述环状密封元件以其前端面向外延伸超出所述插头毛细管的外护套的前端面，并且借助端部的径向向内定向的凸缘区域，侵入所述内护套的径向向外延伸的端部区域。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述密封元件和所述插头毛细管的内护套由相同的材料制成，例如由聚醚醚酮(PEEK)制成。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元，其特征在于，所述内护套的径向向外延伸的前端部区域由向外突出超过所述外护套的部分制造，所述部分通过塑性变形，优选地通过热塑性变形，径向扩展并且径向向外弯曲。
13.尤其针对高效液相色谱法的用于将毛细管与另外的毛细管或者与另外的组件流体连接的连接装置， (a)所述连接装置具有带插座壳体的插座单元以及带插头壳体的插头单元，其中，所述插头壳体能够与所述插座壳体可分离地连接， (b)其中，所述插座壳体具有毛细管容纳开口，在所述毛细管容纳开口的底面处，与所述插座壳体连接的插座毛细管的开口横截面或者在所述插座壳体中构成的流体通道的开口横截面通至所述毛细管容纳开口的内部空间中， (C)其中，所述插头壳体具有孔部，插头毛细管通过所述孔部突出，并且 (d)其中，在插头单元和插座单元的连接状态下，所述插头毛细管的所述端部开口横截面大致与所述插座毛细管的开口横截面或者与在所述插座壳体内构成的流体通道的开口横截面对置， 其特征在于， (e)所述插头单元是根据前述权利要求中的任一项所述的插头单元。
14.根据权利要求13所述的连接装置，其特征在于，所述插座单元的容纳凹部和所述插头装置的插头区域构造成，使得这两者在连接时能够轴向相互移动，其中，在即将到达轴向最终位置之前，通过所述插头壳体的所述前端面，在所述插座壳体内将环状空间限制在所述插头毛细管的所述外周和所述毛细管的所述容纳凹部之间在所述最终位置中，在密封元件内以及在所述内护套的径向向外延伸的端部区域内达到预定的密封压力。
15.根据权利要求14所述的连接装置，其特征在于，所述环状密封元件在其轴向延伸范围内具有平行于所述插头壳体纵轴线的圆周表面，所述圆周表面在未被安装的状态下，大致与所述插头壳体的对所述密封元件施压的区域的平行于所述插头壳体纵轴线的圆周表面对齐，其中，所述横截面的外轮廓在所述插头装置的所述轴向部段区域中大致与所述插座单元的外部容纳凹部的横截面相对应。
【文档编号】G01N30/60GK103823002SQ201310566413
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】D·布尔格, M·夏德勒 申请人:道尼克斯索芙特隆公司