DE202009019091U1

DE202009019091U1 - Fittingelement mit frontseitiger Einlage

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Publication number: DE202009019091U1
Application number: DE202009019091.9U
Authority: DE
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2019-12-22

Abstract

Ein Fittingelement (100), welches konfiguriert ist, um einer fluidischen Vorrichtung (103) eine fluidische Kopplung bereitzustellen, wobei das Fittingelement (100) aufweist: ein Tubing (102), und eine Einlage (210), welche sich in einer Kavität (400) einer vorderen Seite (146) des Tubings (102) befindet, wobei die Einlage (210) über die vordere Seite (146) hervorsteht, zumindest vor einem Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), wobei – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – die vordere Seite (146) an die fluidische Vorrichtung (103) angepasst ist zum Verbinden eines Fluidpfads (410) des Tubings (102) mit einem Fluidpfad (420) der fluidischen Vorrichtung (103), und die Einlage (210) eine Dichtung des Fluidpfads (410, 420) des Tubings (102) und der fluidischen Vorrichtung (103) bereitstellt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fittingelement für eine fluidische Vorrichtung, insbesondere in einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographieanwendung.
In der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) muss eine Flüssigkeit gewöhnlich mit einer sehr kontrollierten Strömungsrate (z.B. in dem Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und unter einem hohen Druck (typischerweise 20–100 MPa, 200–1000 bar, und darüber hinaus, bis zu gegenwärtig 200 MPa, 2000 bar) bereitgestellt werden, bei welchem eine Kompressibilität der Flüssigkeit bemerkbar wird. Für eine Flüssigtrennung in einem HPLC-System wird eine mobile Phase, welche eine Probenflüssigkeit mit Verbindungen enthält, die separiert werden sollen, durch eine stationäre Phase (wie beispielsweise eine chromatographische Säule) getrieben und dadurch verschiedene Verbindungen der Probenflüssigkeit separiert, welche dann identifiziert werden können.
Die mobile Phase, zum Beispiel ein Lösungsmittel, wird unter hohem Druck typischerweise durch eine Säule von Packungsmedium (auch als Packungsmaterial bezeichnet), und die Probe (zum Beispiel eine chemische oder biologische Mischung), die analysiert werden soll, wird in die Säule injiziert. Wenn die Probe mit der Flüssigkeit durch die Säule hindurchtritt, bewegen sich die verschiedenen Verbindungen, von denen jede eine andere Affinität für das Packungsmedium aufweist, mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch die Säule. Diejenigen Verbindungen, die eine größere Affinität für das Packungsmedium aufweisen, bewegen sich langsamer durch die Säule als diejenigen, die eine geringere Affinität aufweisen, und dieser Geschwindigkeitsunterschied resultiert darin, dass die Verbindungen voneinander getrennt werden, wenn sie durch die Säule hindurchtreten.
Die mobile Phase tritt mit den separierten Verbindungen aus der Säule aus und tritt durch einen Detektor hindurch, welcher die Moleküle identifiziert, zum Beispiel durch spektrofotometrische Absorptionsmessungen. Eine zweidimensionale Auftragung der Detektormessung gegen eine Eluierungszeit oder ein Eluierungsvolumen, bekannt als Chromatogramm, kann erstellt werden und aus dem Chromatogramm können die Verbindungen identifiziert werden. Für jede Verbindung zeigt das Chromatogramm eine separate Kurve oder einen separaten „Peak“. Eine effektive Trennung der Verbindungen durch die Säule ist vorteilhaft, da sie für Messungen sorgt, die wohldefinierte Peaks mit scharfen Maximawendepunkten und schmalen Basisbreiten ergeben, was eine exzellente Auflösung und zuverlässige Identifikation der Mischungsbestandteile erlaubt. Breite Peaks, die durch schlechte Säulenleistung verursacht werden, sogenannte „interne Bandverbreiterung“ oder schlechte Systemleistung, sogenannte „äußere Bandverbreiterung“ sind unerwünscht, da sie es gestatten, dass Nebenkomponenten der Mischung von Hauptkomponenten maskiert werden und nicht identifiziert werden.
Eine HPLC-Säule weist typischerweise eine Edelstahlröhre auf mit einer Bohrung, die ein Packungsmedium aufweist, zum Beispiel silanderivatisierte Silicakugeln mit einem Durchmesser zwischen 0,5 bis 50 µm, oder 1–10 µm, oder sogar 1–7 µm. Das Medium ist unter hohem Druck in hochgleichförmigen Schichten gepackt, welche eine gleichförmige Strömung der Transportflüssigkeit und der Probe durch die Säule sicherstellen zum Fördern einer effektiven Trennung der Probenbestandteile. Das Packungsmedium ist innerhalb der Bohrung eingegrenzt durch poröse Stopfen, die als „Frits“ bekannt sind und die an entgegengesetzten Enden der Röhre positioniert sind. Die porösen Frits erlauben es der Transportflüssigkeit und der chemischen Probe zu passieren, während sie das Packungsmedium innerhalb der Bohrung zurückhalten. Nachdem sie gefüllt wurde, kann die Säule an andere Elemente (wie eine Steuereinheit, eine Pumpe, Behälter, welche Proben enthalten, die analysiert werden sollen) gekoppelt oder verbunden werden, zum Beispiel unter Verwendung von Fittingelementen. Solche Fittingelemente können poröse Teile wie beispielsweise Siebe oder Fritelemente aufweisen.
Während des Betriebes tritt eine Strömung der mobilen Phase durch die Säule, die mit der stationären Phase gefüllt ist, hindurch und aufgrund der physikalischen Wechselwirkung zwischen der mobilen und der stationären Phase kann eine Trennung von verschiedenen Verbindungen oder Komponenten erzielt werden. In dem Fall, dass die mobile Phase die Probenflüssigkeit enthält, wird die Trenncharakteristik gewöhnlich angepasst zum Separieren von Verbindungen einer solchen Probenflüssigkeit. Der Begriff Verbindung, wie er hierin verwendet wird, soll Verbindungen abdecken, welche eine oder mehr verschiedenen Komponenten enthalten könnten. Die stationäre Phase ist einer mechanischen Kraft unterworfen, die erzeugt wird insbesondere durch eine hydraulische Pumpe, welche die mobile Phase gewöhnlich von einer stromaufwärtigen Verbindung der Säule zu einer stromabwärtigen Verbindung der Säule pumpt. Als ein Ergebnis der Strömung tritt, abhängig von den physikalischen Eigenschaften der stationären Phase und der mobilen Phase, ein relativ hoher Druck über die Säule auf.
Fittings zum Koppeln von verschiedenen Komponenten, wie beispielsweise Trennsäulen und Leitungen, von fluidischen Vorrichtungen sind kommerziell erhältlich und werden angeboten, zum Beispiel durch die Firma Swagelok (siehe zum Beispiel http://www.swagelok.com). Ein typisches Röhrenfitting ist offenbart in der US 5,074,599 A .
US 6,494,500 offenbart einen selbsteinstellenden Hochdruckflüssigkeitsverbinder zur Verwendung mit Hochdruckflüssigchromatographie(HPLC)-Säulen, welche flüssigkeitsdichte und leckfreie Dichtungen zwischen Fittings und Verbindungen erfordern.
WO 2005/084337 offenbart ein Kopplungselement aufweisend ein männliches Dichtungselement. Das Steckdichtungselement kann eine allgemein zylindrische Form aufweisen und definiert einen Flüssigkeitsdurchgang durch sich hindurch für das Hindurchtreten von Flüssigkeit. Das männliche Dichtungselement ist an einer Ferrule befestigt, welche innerhalb einer Kavität der Nuss angeordnet ist. Das Kopplungselement weist auch ein Vorspannelement auf, angeordnet zwischen einem Rückhaltering und der Ferrule, die in der Nusskavität angeordnet ist. Dieses Vorspannelement erleichtert eine flüssigkeitsdichte, Metall zu Metall(oder Metall zu Plastik, oder Plastik zu Plastik)-Dichtung zwischen dem männlichen Dichtungselement und einem weiblichen Dichtungselement.
Die internationale Patentanmeldung PCT/EP2008/058639 [Anwaltsreferenz 20080262] offenbart ein Fitting zum Koppeln einer Verrohrung mit einer anderen Komponente einer fluidischen Vorrichtung, das Fitting aufweisend ein männliches Stück mit einer vorderen Ferrule und einer hinteren Ferrule, die beide gleitend auf der Verrohrung sind, das männliche Stück ferner aufweisend ein erstes Verbindungselement, welches gleitend auf der Verrohrung konfiguriert ist, und ein Steckdosenstück, welches eine Vertiefung aufweist, konfiguriert zum Aufnehmen der vorderen Ferrule und der Verrohrung und aufweisend ein zweites Verbindungselement konfiguriert, um mit dem ersten Verbindungselement verbindbar zu sein, wobei die hintere Ferrule in einer solchen Weise konfiguriert ist, dass auf ein Verbinden des ersten Verbindungselementes mit dem zweiten Verbindungselement die hintere Ferrule eine Druckkraft auf die vordere Ferrule ausübt zum Liefern einer Dichtung zwischen der vorderen Ferrule und dem Steckdosenstück, und die hintere Ferrule übt eine Greifkraft zwischen dem männlichen Stück und der Verrohrung aus.
Ein Niederdruckfitting ist aus der US 4,690,437 A bekannt. Eine Ferrule eines nachgiebigen, deformierbaren Plastikmaterials hat einen zylindrischen Vorwärtsteil für dichtenden Eingriff.
US 4,565,632 A offenbart ein chromatographisches Kartuschensäulensystem mit pressgepassten Endkappen.
US 5,614,154 A offenbart eine verbindende Kapillare aufweisend eine Glaskapillare, die in ihrem Endbereich umgeben ist von einer Hülse von PEEK oder einem PEEK-Derivat.
Eine biokompatible Säule zur Verwendung in Flüssigchromatographieanwendungen ist aus der US 5,651,855 A bekannt.
US 5,540,464 A offenbart einen Kapillarverbinder.
US 4,619,473 A beschreibt einen Fluidpassagenverbinder für einen Flüssigchromatograph aufweisend eine Röhre mit einem flachen Teil an einem Ende und einer Dichtungssitzoberfläche. Eine ähnliche Vorrichtung ist bekannt aus dem Dokument „Viper Capillaries and Finger Tight Fitting System“, Dionex, http://www.dionex.com/en-us/webdocs/78632 DS-Viper-Capillaries-17Jul2009-LPN2283.pdf.
WO 2009/088663 A1 offenbart Flüssigchromatographieleitungsbaugruppen mit Hochdruckdichtungen. Eine fluiddichte Dichtung, proximal zu der Verbindung zwischen zwei Leitungen, wird bereitgestellt zum Beispiel durch Verwendung von Druck, während eine stabilisierende Dichtung, distal zu der Verbindung, bereitgestellt wird durch Verkleben der Leitungen an die Röhre.
Ein Hochdruckverbindungsfitting ist offenbart in US 2008/0237112 A1 . Eine Spitze einer Dichtung kontaktiert die Wände einer konischen Dichtungskavität, um eine Primärdichtung zu bilden. Das Volumen eines Raums zwischen dem äußersten Ende der Spitze und dem Ende einer Dichtungskavität definiert einen Totraum. Wenn die Dichtung axial komprimiert wird innerhalb einer ringförmigen Vertiefung, gelangt die Spitze mit den Wänden der konischen Dichtungskavität in Eingriff, um die Primärdichtung zu bilden und deformiert sich ferner, um einen Raum zu belegen, der andernfalls mit dem Totvolumen assoziiert wäre. Da die Spitze der Dichtung mit der konischen Dichtungskavität in Eingriff gelangt, drückt die Endfläche der Dichtung gegen das Ende der ringförmigen Vertiefung, um eine Sekundärdichtung zu bilden, die sich radial um die Spitze der Dichtung erstreckt.
Ein Verbinder für eine Verrohrung ist in US 4,165,893 A offenbart. Eine Röhre erstreckt sich durch eine zentrale Durchgangsbohrung in dem Stopfenelement und durch ein Rückhaltebecherelement und durch eine ähnliche axiale Durchgangsbohrung in einem zylindrischen Block von nachgiebig deformierbarem Plastikmaterial wie beispielsweise Polytetrafluorethylen. Dieser zylindrische Block ist festgehalten innerhalb des Becherelements und weist eine ebene Endfläche auf.
OFFENBARUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Fitting zu liefern, insbesondere für HPLC-Anwendungen. Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fittingelement konfiguriert zum Ausstatten einer fluidischen Vorrichtung mit einer fluidischen Kopplung. Das Fittingelement weist ein Tubing auf und eine Einlage, welche sich in einer Kavität einer vorderen Seite des Tubings befindet. Die Einlage steht über die vordere Seite hervor, zumindest vor einem Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung. Auf ein Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung ist die vordere Seite an die fluidische Vorrichtung angepasst zum Verbinden eines Fluidpfads des Tubings mit einem Fluidpfad der fluidischen Vorrichtung und die Einlage stellt eine Dichtung des Fluidpfads des Tubings und der fluidischen Vorrichtung bereit.
Das Fittingelement gemäß der Erfindung stellt folglich eine frontseitige Dichtung des Tubings an dem Übergang zu der fluidischen Vorrichtung bereit. Die Dichtungseigenschaften können angepasst und eingestellt werden an die entsprechende Anwendung, insbesondere durch die Designparameter wie Material der Einlage, Größe und Form der Einlage und Höhe des Überstands der Einlage über die Frontseite des Tubings. Durch adäquates Auswählen solcher Designparameter wird die Einlage gegen die vordere Seite gepresst werden, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt wird und wird folglich eine Dichtung bereitstellen.
In dem Fall, dass die Einlage bereitgestellt ist aus einem Material, welches unter dem Einfluss von Druck deformiert werden kann, wenn das Tubing mit der fluidischen Vorrichtung gekoppelt wird, wie beispielsweise ein Polymermaterial (z.B. PEEK), kann das Tubing eine Stopperfunktionalität bereitstellen, so dass die Einlage nur deformiert wird, bis die vordere Seite erreicht ist. In anderen Worten wird die Deformation der Einlage nur auftreten, bis der vorstehende Teil der Einlage deformiert worden ist. Dies erlaubt ein Limitieren des Betrages an Deformation und erlaubt ein Sicherstellen, dass der Fluidströmungsweg nicht über Gebühr verengt wird unter dem Einfluss von andauerndem Druck.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Einlage in die Kavität hinein gebildet/geformt, wobei die Kavität vorzugsweise in dem Zentrum der vorderen Seite des Tubings angeordnet ist. Die Einlage kann in die Kavität formgepasst und/oder pressgepasst sein. Die Einlage kann in der Kavität befestigt sein durch Anwenden des Direktformverfahrens, eines Schweißverfahrens, eines Klebeverfahrens und/oder eines thermischen Verfahrens. Solch ein thermisches Verfahren kann jedes oder eine Kombination sein von Thermoformen, Umgießen, Umschmelzen, partielles Erwärmen, Lasererwärmen und Ultraschallerwärmen. Die Einlage kann vorgeformt sein (außerhalb der Kavität) und dann in die Kavität eingefügt werden. Alternativ kann die Einlage auch direkt in der Kavität geformt werden, z.B. durch Spritzgießen, wobei das Tubing in der Spritzgussform angeordnet sein muss, während das Polymermaterial injiziert wird.
Die Einlage ist vorzugsweise fest in die Kavität gekoppelt und kann in einem integralen Teil des Tubings resultieren. Dies erlaubt, dass die Einlage an dem Tubing befestigt bleibt, selbst wenn das Tubing von der fluidischen Vorrichtung entfernt wird, nachdem es daran gekoppelt worden ist. Dies kann ein übliches Problem in konventionellen Fittings überwinden, wie beispielsweise in den vorstehend genannten US 4,619,473 Typ Fittings, dass ein Teil des Fittings (insbesondere die frontseitige Dichtung) in einer empfangenden Kavität der fluidischen Vorrichtung nach dem Entfernen des Fittingelements hängen bleibt/verbleibt. In Anwendungen, z.B. wo die Einlage (teilweise) in der empfangenden Kavität nach dem Öffnen des Fittings verbleibt, kann die Einlage auch lose in die Kavität eingefügt werden. Alternativ kann die Einlage aus einem Material bereitgestellt sein, welches erlaubt, dass die Einlage fest in die Kavität geformt wird unter Anwendung von Druck, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt wird.
Zum festen Koppeln der Einlage in die Kavität kann vorzugsweise ein thermisches Verfahren verwendet werden, da ein Schmelzkontakt mit dem Tubing Spalten oder Lücken verhindern kann, die weitere Artefakte in einem Leiten von Flüssigkeit verursachen können, z.B. externe Bandverbreiterung oder Übertrag.
In einer Ausführungsform erstreckt sich die Einlage lateral über die Kavität und mindestens teilweise auf die vordere Seite des Tubings. In anderen Worten erstreckt sich die Einlage radial über die Grenzen der Kavität, so dass ein Teil der Einlage auf mindestens einem Teil der vorderen Seite des Tubings sitzt. Dies kombiniert die Dichtungseigenschaften der Einlage mit einer Dichtung vom Quetschtyp, aber kann auch die Stopperfunktionalität, die durch das Tubing bereitgestellt wird, einschränken/reduzieren. Um die Dichtung, die durch die Kavität nur für die vordere Seite bereitgestellt wird, zu limitieren, kann die Einlage lateral (oder radial) nur auf die vordere Seite beschränkt sein und kann sich folglich nicht in die laterale(n) Seite(n) des Tubings erstrecken, z.B. um sicherzustellen, dass das Tubing von der fluidischen Vorrichtung nach dem Koppeln entfernt werden kann.
In einer Ausführungsform füllt die Einlage nur die Kavität innerhalb des Tubings und der Überstand der Einlage deformiert sich ohne seitliche Deformation in einen Spalt zwischen dem Tubing und der fluidischen Vorrichtung, wenn sie komprimiert wird.
Die Begriffe „radial“ und „axial“, wie hierin verwendet, sollen definiert sein bezüglich des Tubings, welches eine axiale Richtung in der Richtung der Fluidströmung und eine radiale Richtung senkrecht zu der axialen Richtung aufweist. Das Tubing erstreckt sich in axialer Richtung und der Strömungspfad des Tubings ist radial umschlossen durch das Tubing.
In einer Ausführungsform weist die Einlage einen Strömungspfad auf, so dass, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt ist, der Strömungspfad der Einlage (nahtlos) gekoppelt ist zwischen den Strömungspfaden des Tubings und der fluidischen Vorrichtung. In anderen Worten stellt die Einlage einen Teil des Fluidströmungspfades bereit, welcher die Flüssigkeit führt und kann folglich Störungen reduzieren. In einer Ausführungsform ist die Kavität in einer zentralen Position der vorderen Seite des Tubings angeordnet und öffnet sich in den Strömungspfad des Tubings hinein.
In einer Ausführungsform weist die Einlage eine äußere Oberfläche auf, welche der fluidischen Vorrichtung auf das Koppeln hin zugewandt ist. Die äußere Oberfläche kann eine Struktur aufweisen, welche konfiguriert ist zum Erhöhen eines Oberflächendrucks zwischen der Einlage und der fluidischen Vorrichtung, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt ist. Solch ein erhöhter Oberflächendruck kann die Dichtungseigenschaften verbessern, zum Beispiel durch ein Erlauben, einem höheren Druck zu widerstehen. Ferner kann solch eine Struktur auch erlauben, das Material (der Einlage), das involviert ist, wenn angezogen wird, zu reduzieren. In anderen Worten kann durch angemessenes Designen der Struktur das Material, welches unter dem Einfluss von Druck zum Liefern der gewünschten Dichtungscharakteristik versetzt wird, reduziert werden. Die Struktur kann eine oder mehr Vertiefungen, vorzugsweise (radial) konzentrische Vertiefungen, eine oder mehrere Vorsprünge, vorzugsweise (radial) konzentrische Vorsprünge, eine oder mehrere Mikrokavitäten oder andere Arten von Einschlüssen zur weiteren Akzeptanz von Dichtungskomponenten oder Imprägnierung, oder jede Art von Kombination davon, aufweisen. Innerhalb dieser Kavitäten oder Einschlüsse kann ein Material, das verschieden ist von dem der Einlage, befestigt sein. Solch ein Material kann von reduzierter Festigkeit und/oder erhöhter Formbarkeit und/oder ein Benetzungsverhalten beeinflussend (z.B. eine Hydrophobizität von flüssig benetzten Oberflächen) sein.
In einer Ausführungsform ist die Einlage aus oder weist auf ein Polymermaterial, wie beispielsweise PEEK, PEKK, PE, Polyimid und/oder ein Metallmaterial, wie beispielsweise Gold, Titan, SST-Legierungen (vorzugsweise mit niedriger Streckgrenze). Das Material ist vorzugsweise ausgewählt, um sich an eine gegenüberliegende Oberfläche der fluidischen Vorrichtung ohne Leckage unter einem bestimmten Druckabfall anzupassen. Die Einlage kann auch eine Beschichtung, wie beispielsweise Gold, ein Polymer, z.B. ein Fluorpolymer, aufweisen, erlaubend ein Abdecken und/oder Füllen von kleineren Oberflächenrauigkeiten, wenn sie gepresst wird. Im Fall einer Einlage vom Metalltyp (d.h. die Einlage besteht aus einem Metall) wird vorzugsweise eine Metallbeschichtung, wie beispielsweise Gold, ausgewählt. Im Falle einer Einlage vom Polymertyp (d.h. die Einlage besteht aus einem Polymer) wird vorzugsweise eine Polymerbeschichtung ausgewählt, wie beispielsweise ein Fluorpolymer.
In Ausführungsformen ist das Tubing gefertigt aus oder weist auf ein Metall, rostfreien Stahl, Titan, Plastik, Polymer, Glas und/oder Quarz. Das Tubing kann ein Lumen haben mit einem Durchmesser von weniger als 0,8 mm, insbesondere weniger als 0,2 mm. Das Tubing kann eine kreisförmige, elliptische, rechteckige oder jede andere geeignete Form haben, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, und kann ebenso Variationen im Durchmesser und/oder der Form zeigen. Das Tubing kann eine Kapillare sein oder eine solche aufweisen.
In einer Ausführungsform weist das Tubing ein inneres Tubing und ein äußeres Tubing auf. Das äußere Tubing umgibt das innere Tubing (radial). Das innere Tubing kann aus einem Material bestehen, das verschieden ist von dem äußeren Tubing. Das äußere Tubing kann ein Sockel sein zum Anpassen an einen gewünschten äußeren Durchmesser für das Tubing und/oder spezifische Anforderungen für weitere Anzugselemente, z.B. Ferrülen.
Wenn solche Tubings mit inneren und äußeren Tubings angewendet werden, kann die Einlage konfiguriert sein zum Bedecken eines Kontaktgebietes an einem axialen Ende des Tubings, welches resultiert, wo das innere und äußere Tubing aneinander angrenzen. Solch ein Kontaktgebiet, welches an der vorderen Seite des Tubings auftritt, kann eine Lücke zwischen dem inneren und äußeren Tubing zeigen, oder jede andere Art von Oberflächenirregularität und erfordert gewöhnlich einen Extraschritt des Schließens solch einer Lücke und/oder Oberflächenirregularität. Oft bleiben bestimmte Oberflächenirregularitäten bestehen, welche dann zu einer Kreuzkontamination, zum Beispiel zwischen verschiedenen Probenläufen in HPLC, führen. Durch das Designen der Einlage zum Abdecken des axialen Endes des Kontaktgebietes, z. B. so dass solch ein Kontaktgebiet innerhalb der Kavität des Tubings ist, kann die Einlage jede Oberflächenirregularität schließen und folglich eine potenzielle Kreuzkontamination reduzieren oder sogar vermeiden.
Falls das innere Tubing aus einem biokompatiblen Material, wie beispielsweise Polymer (z.B. PEEK), gefertigt ist und das äußere Tubing bereitgestellt sein kann insbesondere zum Erhöhen von mechanischer Festigkeit, jedoch nicht biokompatibel sein kann, zumindest wie gefordert, kann die Einlage an dem inneren Tubing fixiert sein, um fluiddicht zu werden. Die Kavität, die dann ebenfalls aus einem biokompatiblen Material bereitgestellt werden kann, wie beispielsweise Polymer (z.B. PEEK), und das Fluid gegen ein Kontaktieren des äußeren Tubings abdichtet, so dass Biokompatibilität des Tubings sichergestellt werden kann. Ein Fixieren der Kavität an dem inneren Tubing kann vorzugsweise erzielt werden wie oben beschrieben, zum Beispiel durch ein thermisches Verfahren, insbesondere Laser- oder Ultraschallheizen.
In einer Ausführungsform ist das innere Tubing eine Tube-in-Tube-Anordnung, wobei das flüssigkeitsführende Tubing gefertigt ist aus Quarzglas oder Glas, und das zweite Tubing, welches das Quarzglas- oder Glas-Tubing bedeckt, ist aus Metall oder polymerem Material gefertigt.
In einer Ausführungsform weist das Fittingelement ein weiteres Dichtungselement auf konfiguriert zum Abdichten gegen einen Druck in dem Fluidteil des Tubings. Das Fittingelement liefert folglich eine Zweistufenabdichtung, wobei die Einlage direkt abdichtet, wo das Tubing an die fluidische Vorrichtung koppelt, und die weitere Abdichtung eine zusätzliche Dichtungsstufe bereitstellt, um sicher gegen einen Fluiddruck in dem Fluidpfad abzudichten. In anderen Worten kann die Einlage eine Nieder(niedrigere)Druckdichtung an der vorderen Seite des Tubings bereitstellen und das weitere Dichtungselement kann eine Hoch(höheren)Druckdichtung bereitstellen, die, zum Beispiel, an oder entlang einer seitlichen Seite des Tubings angeordnet ist.
Es sollte sich verstehen, dass die vordere Seite an der Verbindung des Tubings mit der fluidischen Vorrichtung oft sehr schwer abzudichten ist, da insbesondere die Form des Gegenstückelements zu dem Tubing von einer fluidischen Vorrichtung zu einer anderen variieren kann und/oder Oberflächenunvollkommenheiten aufweisen kann. Jedoch kann ein Kontaktdruck insbesondere in axialer Richtung des Tubings limitiert sein, um eine Zerstörung oder Deformation der involvierten Komponenten zu vermeiden oder reduzieren. Mit erhöhtem Fluiddruck, zum Beispiel in dem Bereich von tausend bar und darüber, haben konventionelle Fittingsysteme oft gezeigt, dass sie nicht ausreichend sind und können zu Leckage und/oder Kreuzkontamination führen. Die Zweistufenabdichtung kann jedoch erlauben, dass Fluid, selbst wenn es durch die erste Stufe der Einlage „leckt“, an der zweiten Stufe vollständig abgedichtet ist und an einem Zurückkehren zurück in den Fluidpfad, zum Beispiel während normaler Anwendung, limitiert ist.
Zum Beispiel kann in einer HPLC-Anwendung die vordere Dichtung, die bereitgestellt ist durch die Einlage, erlauben, dass Fluid während des Unterdrucksetzens des Systems (wenn der Druck in dem System auf den gewünschten Zieldruck angehoben wird) passiert („leckt“). Während das weitere Dichtungselement vollständig abdichtet, so dass kein Fluid durch solch ein weiteres Dichtungselement hindurch lecken kann, kann ein Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Dichtungsstufe mit Fluid gefüllt werden. Jedoch wird, da solches Fluid, welches in der Druckaufbauphase in HPLC verwendet wird, normalerweise nur Lösungsmittel ist, welches nicht irgendeine Probe enthält, der Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Stufe folglich nur mit solchem (keine Probe enthaltenden) Lösungsmittel gefüllt, so dass keine Probenkreuzkontamination auftreten kann, selbst wenn Fluid, welches in dem inneren Raum enthalten ist, zurück in den Fluidpfad zurückkehren kann. Ferner sollte es sich verstehen, dass ein Systemdruck, nachdem eine Probe in das HPLC eingeführt wurde, gewöhnlich sich langsam ändert und innerhalb eines schmalen Bereiches verglichen mit dem Systemdruck, so dass die Flüssigkeit in dem Zwischenraum innerhalb des Zwischenraums gehalten wird und nur eine sehr kleine „treibende Kraft“ zum Kommunizieren mit dem fluidischen Pfad des Inneren des Tubings „sieht“. Solche Ausführungsformen stellen folglich eine „chromatographische Dichtung“ an der vorderen Seite bereit mittels der Einlage und einer „Systemdruckdichtung“ mittels des weiteren Dichtungselements. Der Begriff „chromatographische Dichtung“ kann verstanden werden als eine Dichtung, die ausreichend ist während eines Probenlaufes in einem HPLC-System, so dass ein Übertrag (d.h. die Probe wird temporär gefangen und später freigegeben) oder externe Bandverbreiterung (z.B. wird die Probe in einen „Totraum“ geführt, wo die Probe nur durch Diffusion freigegeben wird) vermieden oder zumindest limitiert werden kann, vorzugsweise während des Beibehaltens des Druckes innerhalb eines schmalen Bereichs, wenn die Probe in das HPLC-System eingeführt worden ist.
In einer Ausführungsform weist das weitere Dichtungselement eine vordere Ferrule auf, die auf dem Tubing verschiebbar sein kann (zumindest vor dem Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung). Die vordere Ferrule kann einen konisch zulaufenden vorderen Teil haben, welcher konfiguriert ist, um zu einem konischen Teil einer Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung zu korrespondieren. Auf ein Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung presst der konisch zulaufende vordere Teil gegen den konischen Teil der Aufnahmekavität zum Abdichten gegen den Druck in dem Fluidpfad des Tubings.
Das weitere Dichtungselement ist vorzugsweise konfiguriert zum Abdichten einer Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung, wenn die Aufnahmekavität das Fittingelement auf das Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung hin aufnimmt. Die Einlage dichtet vorzugsweise die Aufnahmekavität an der vorderen Seite des Tubings ab und das weitere Dichtungselement dichtet ferner die Aufnahmekavität entlang einer (seitlichen) Seite des Tubings innerhalb der Aufnahmekavität ab.
Ausführungsformen des Fittingelements können ferner ein Vorspannelement aufweisen, welches konfiguriert ist zum Pressen der vorderen Seite des Tubings in eine axiale Richtung des Tubings gegen die fluidische Vorrichtung, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt ist. Das Vorspannelement kann eine federbelastete und/oder federvorgespannte Presskraft auf die vordere Seite des Tubings und gegen die fluidische Vorrichtung ausüben. Das Federelement kann konfiguriert sein zum Fördern, auf ein Verbinden des Tubings und der fluidischen Vorrichtung, einer Vorwärtsbewegung des Tubings hin zu der fluidischen Vorrichtung. Die fluidische Vorrichtung kann einen Stopper für solch eine Vorwärtsbewegung bereitstellen, so dass die Einlage nur deformiert wird, bis der Stopper erreicht ist. Folglich kann eine exzessive Deformation der Einlage, die auch zu einer Verengung oder Deformation des Fluidpfades führen kann, reduziert und gesteuert werden.
Ausführungsformen des Fittingelements können ferner ein Klemmelement zum Fördern einer Klemmkraft zum mechanischen Verbinden des Klemmelementes mit dem Tubing, wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt ist, aufweisen.
Ausführungsformen des Fittingelements können ferner ein Verbindungselement aufweisen, welches konfiguriert ist zum Verbinden mit der fluidischen Vorrichtung durch eine Schraubverbindung.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein Fitting, konfiguriert zum Koppeln eines Tubings an eine fluidische Vorrichtung, ein Fittingelement gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf. Das Fittingelement weist das Tubing und die Einlage, angeordnet in der Kavität auf der vorderen Seite des Tubings, auf. Die fluidische Vorrichtung weist eine Aufnahmekavität auf konfiguriert zum Aufnehmen des Fittingelements. Auf ein Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung presst mindestens eines von der Einlage und der vorderen Seite des Tubings an eine Kontaktoberfläche innerhalb der Aufnahmekavität, und der Fluidpfad des Tubings ist mit dem Fluidpfad der fluidischen Vorrichtung verbunden.
Die Begriff „Fitting“ und „Fittingelement“, wie hierin verwendet, sollen beide Bezug nehmen auf ein Koppeln eines Tubings an eine fluidische Vorrichtung. Der Begriff „Fitting“ soll alle Komponenten abdecken, die erforderlich sind zum Koppeln des Tubings an die fluidische Vorrichtung und kann selbst das Tubing und/oder die fluidische Vorrichtung, oder Teile davon, aufweisen. Der Begriff „Fittingelement“ soll einen Teil des Fittings abdecken.
In einer Ausführungsform des Fittings weist das Fittingelement eine vordere Ferrule, eine hintere Ferrule und ein erstes Verbindungselement auf. Die Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung ist konfiguriert zum Aufnehmen der vorderen Ferrule und des Tubings und hat ein zweites Verbindungselement, welches konfiguriert ist, um mit dem ersten Verbindungselement des Fittingelements verbindbar zu sein. Die hintere Ferrule ist konfiguriert in einer solchen Weise, dass – auf ein Verbinden des ersten Verbindungselements mit dem zweiten Verbindungselement – die hintere Ferrule eine federvorgespannte Presskraft gegen die vordere Ferrule ausübt zum Bereitstellen einer Dichtung zwischen der vorderen Ferrule und der Aufnahmekavität. Weiter auf ein Verbinden des ersten und zweiten Verbindungselements übt die hintere Ferrule eine Klemmkraft auf das Tubing aus.
In solch einer Ausführungsform kann die vordere Ferrule, die hintere Ferrule und das erste Verbindungselement konfiguriert sein, um auf dem Tubing verschiebbar zu sein, zumindest bevor das Tubing an die fluidische Vorrichtung gekoppelt ist. Die hintere Ferrule kann eine Mehrfachfederkonfiguration aufweisen, welche vorzugsweise Scheibenfedern aufweist, die durch eine flache Feder separiert sind. Das erste Verbindungselement kann eine geneigte Frontfläche aufweisen, die konfiguriert ist zum Ausüben eines Biegemomentes auf eine ringförmige hintere Feder der hinteren Ferrule. Die Aufnahmekavität kann konfiguriert sein zum Aufnehmen der hinteren Ferrule und eines Teils des ersten Verbindungselementes. Das Fittingelement kann ein zusätzliches Federelement aufweisen, welches verschiebbar auf dem Tubing angeordnet ist zwischen der hinteren Ferrule und dem ersten Verbindungselement zum Übertragen einer Kraft, die von dem ersten Verbindungselement auf die hintere Ferrule ausgeübt wird.
Jedes von dem weiteren Dichtungselement, dem Klemmelement, der vorderen Ferrule, der hinteren Ferrule, Federelementen und dem Verbindungselement kann verkörpert sein wie offenbart durch die Dokumente, die in dem einleitenden Teil der Beschreibung zitiert sind und insbesondere in der vorstehend erwähnten internationalen Anmeldung PCT/EP2008/058639 [Anwaltsref. 20080262], deren Lehre bezüglich der vorderen Ferrule hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sein soll.
Der Begriff „fluidische Vorrichtung“, wie hierin verwendet, kann abdecken oder Bezug nehmen auf ein Tubing oder eine Vorrichtung wie beispielsweise eine HPLC-Vorrichtung, eine Fluidtrennvorrichtung, eine Fluidhandhabungsvorrichtung und/oder eine Messvorrichtung im Allgemeinen. Entsprechend decken Ausführungsformen der Erfindung Kopplungen zwischen einzelnen Tubings wie auch Kopplungen zwischen einem Tubing und einer Vorrichtung/einem Gerät ab.
Die fluidische Vorrichtung kann ein Prozessierelement aufweisen, welches konfiguriert ist zum Wechselwirken mit einem Probenfluid. Die fluidische Vorrichtung kann konfiguriert sein zum Leiten eines Probenfluids durch die fluidische Vorrichtung, ein Fluidtrennsystem zum Separieren von Verbindungen eines Probenfluids, ein Fluidreinigungssystem zum Reinigen eines Probenfluids und/oder zum Analysieren von mindestens einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von mindestens einer Verbindung eines Probenfluids.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Fitting auf, welches konfiguriert ist zum Koppeln eines Tubings an eine fluidische Vorrichtung. Das Fitting weist ein Fittingelement auf, welches das Tubing, ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement aufweist. Die fluidische Vorrichtung weist eine Aufnahmekavität auf, die konfiguriert ist zum Aufnehmen des Fittingelements. Auf eine Kopplung des Tubings an die fluidische Vorrichtung stellt das erste Dichtungselement eine erste Dichtungsstufe an einer vorderen Seite des Tubings bereit, wo das Tubing an eine Kontaktoberfläche innerhalb der Aufnahmekavität gepresst wird. Das zweite Dichtungselement stellt eine zweite Dichtungsstufe zum Dichten der Aufnahmekavität entlang einer Seite des Tubings innerhalb der Aufnahmekavität bereit. Solch ein Fitting stellt eine Zweistufendichtung bereit, wie vorstehend diskutiert, und kann folglich eine chromatographische Dichtung liefern durch das erste Dichtungselement an der vorderen Seite des Tubings und eine Systemdichtung durch die zweite Dichtungsstufe. Die zweite Dichtungsstufe dichtet folglich einen Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsstufe.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Fluidtrennsystem auf, welches konfiguriert ist zum Trennen von Verbindungen eines Probenfluids in einer mobilen Phase. Das Fluidtrennsystem weist einen mobilen Phasenantrieb, wie beispielsweise ein Pumpensystem, auf, welcher konfiguriert ist zum Treiben der mobilen Phase durch das Fluidtrennsystem. Eine Trenneinheit, welche eine chromatographische Säule sein kann, ist bereitgestellt zum Separieren von Verbindungen des Probenfluids in der mobilen Phase. Das Fluidtrennsystem weist ferner ein Fittingelement auf und/oder ein Fitting wie in irgendeiner der vorstehend erwähnten Ausführungsformen zum Koppeln eines Tubings (bereitgestellt zum Führen der mobilen Phase) zu einer fluidischen Vorrichtung in solch einem Fluidtrennsystem. Das Fluidtrennsystem kann ferner einen Probeninjektor aufweisen, der konfiguriert ist zum Einführen des Probenfluids in die mobile Phase, einen Detektor, der konfiguriert ist zum Detektieren von separierten Verbindungen der Probenflüssigkeit, einen Kollektor, der konfiguriert ist zum Sammeln von separierten Komponenten des Probenfluids, eine Datenprozessiereinheit, die konfiguriert ist zum Prozessieren von Daten, die von dem Fluidtrennsystem empfangen werden, und/oder eine Entgasungsvorrichtung zum Entgasen der mobilen Phase. Die fluidische Vorrichtung, an welche das Tubing gekoppelt ist und gekoppelt werden kann, kann irgendeine von solchen Vorrichtungen sein und mehrere von solchen Fittings oder Fittingelementen können innerhalb eines solchen Fluidtrennsystems verwendet sein.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können verkörpert werden basierend auf den meisten konventionellen verfügbaren HPLC-Systemen, wie beispielsweise dem Agilent 1290 Series Infinity System, Agilent 1200 Series Rapid Resolution LC System, oder dem Agilent 1100 HPLC Series (alle bereitgestellt durch den Anmelder Agilent Technologies – siehe www.agilent.com – welche hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind).
Eine Ausführungsform weist eine Pumpvorrichtung auf mit einem Kolben für eine Hin- und Herbewegung in einer Pumpenarbeitskammer zum Komprimieren von Flüssigkeit in der Pumpenarbeitskammer auf einen hohen Druck, bei welchem eine Kompressibilität der Flüssigkeit bemerkbar wird.
Eine Ausführungsform weist zwei Pumpvorrichtungen auf, die entweder in einer seriellen oder parallelen Weise gekoppelt sind. In der seriellen Weise, wie in EP 309569 A1 offenbart, ist ein Auslass der ersten Pumpvorrichtung gekoppelt an einen Einlass der zweiten Pumpvorrichtung, und ein Auslass der zweiten Pumpvorrichtung liefert einen Auslass der Pumpe. In der parallelen Weise ist ein Einlass der ersten Pumpvorrichtung gekoppelt an einen Einlass der zweiten Pumpvorrichtung und ein Auslass der ersten Pumpvorrichtung ist gekoppelt an einen Auslass der zweiten Pumpvorrichtung, dadurch bereitstellend einen Auslass der Pumpe. In jedem Fall ist eine Flüssigkeitsabgabe der ersten Pumpvorrichtung phasenverschoben, vorzugsweise im Wesentlichen 180 Grad, bezüglich einer Flüssigkeitsabgabe der zweiten Pumpvorrichtung, so dass nur eine Pumpvorrichtung in das System liefert, während die andere Flüssigkeit (z.B. von der Versorgung) aufnimmt, und es folglich erlaubt, eine kontinuierliche Strömung an dem Ausgang bereitzustellen. Jedoch ist es klar, dass auch beide Pumpvorrichtungen parallel betrieben werden können (d.h. gleichzeitig), zumindest während einer bestimmten Übergangsphase, z.B. zum Bereitstellen eines glatten (glatteren) Übergangs der Pumpzyklen zwischen den Pumpvorrichtungen. Die Phasenverschiebung kann variiert werden, um eine Pulsierung in der Strömung der Flüssigkeit, die aus der Kompressibilität der Flüssigkeit resultiert, zu kompensieren. Es ist auch bekannt, drei Kolbenpumpen zu verwenden, die ungefähr 120 Grad Phasenverschiebung aufweisen.
Die Trennvorrichtung weist vorzugsweise eine chromatographische Säule auf, welche die stationäre Phase liefert. Die Säule kann eine Glas- oder Stahlröhre (z.B. mit einem Durchmesser von 50 µm bis 5 mm und einer Länge von 1 cm bis 1 m) aufweisen oder eine mikrofluidische Säule (wie offenbart z.B. in EP 1577012 oder dem Agilent 1200 Series HPLC-Chip/MS System bereitgestellt durch den Anmelder Agilent Technologies, siehe z.B. http://www.chem.agilent.com/Scripts/PDS.asp?IPage=38308). Zum Beispiel kann ein Schlamm präpariert werden mit einem Pulver der stationären Phase und dann in die Säule gegossen und gepresst werden. Die einzelnen Komponenten werden durch die stationäre Phase verschieden zurückgehalten und trennen sich voneinander, während sie sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch die Säule mit dem Eluent ausbreiten. An dem Ende der Säule eluieren sie zu einer Zeit. Während des gesamten Chromatographieprozesses kann der Eluent auch in einer Reihe von Fraktionen gesammelt werden. Die stationäre Phase oder Absorber in der Säulenchromatographie ist gewöhnlich ein festes Material. Die am meisten übliche stationäre Phase für Säulenchromatographie ist Silicagel, gefolgt von Alumina. Cellulosepulver wurde in der Vergangenheit oft verwendet. Ebenso möglich sind Ionenaustauschchromatographie, umgekehrte-Phase-Chromatographie (RP), Affinitätschromatographie oder expandierte Bettabsorption (EBA). Die stationären Phasen sind gewöhnlich fein gemahlene Pulver oder Gele und/oder sind mikroporös für eine vergrößerte Oberfläche, obwohl in EBA ein fluidisiertes Bett verwendet wird.
Die mobile Phase (oder Eluent) kann entweder ein reines Lösungsmittel oder eine Mischung von verschiedenen Lösungsmitteln sein. Es kann gewählt werden, z.B. zu minimieren des Zurückhaltens der Komponenten von Interesse und/oder der Menge an mobiler Phase zum Durchführen der Chromatographie. Die mobile Phase kann auch ausgewählt werden, so dass verschiedene Komponenten effektiv separiert werden können. Die mobile Phase kann ferner ein organisches Lösungsmittel wie z.B. Methanol oder Acetonitril, oft verdünnt mit Wasser, aufweisen. Für einen Gradientenbetrieb werden Wasser und Organik in verschiedenen Flaschen geliefert, von welchen die Gradientenpumpe eine programmierte Mischung an das System liefert. Andere üblicherweise verwendete Lösungsmittel können Isopropanol, THF, Hexan, Ethanol und/oder jede Kombination davon oder irgendeine Kombination von diesen mit den vorstehend genannten Lösungsmitteln sein.
Die Probenflüssigkeit kann jeder Typ von Prozessflüssigkeit, natürlicher Probe wie Saft, Körperflüssigkeiten wie Plasma, oder es kann das Resultat einer Reaktion wie von einer Fermentationsbrühe sein.
Das Fluid ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, kann jedoch ebenso ein Gas und/oder eine superkritische Flüssigkeit sein oder aufweisen (wie z.B. verwendet in superkritischer Fluidchromatographie – SFC – wie offenbart z.B. in US 4,982,597 A ).
Der Druck in der mobilen Phase kann von 2–200 MPa (20 bis 2000 bar) reichen, insbesondere 10–150 MPa (100 bis 1500 bar), und spezieller 50–120 MPa (500 bis 1200 bar).
Das HPLC-System könnte ferner eine Abtasteinheit zum Einführen der Probenflüssigkeit in den mobilen Phasenstrom aufweisen, einen Detektor zum Detektieren von separierten Verbindungen der Probenflüssigkeit, eine Fraktioniereinheit zum Ausgeben von separierten Verbindungen der Probenflüssigkeit, oder jede Kombination davon. Weitere Details eines HPLC-Systems sind offenbart bezüglich der oben genannten Agilent HPLC-Serien, bereitgestellt durch den Anmelder Agilent Technologies, unter www.agilent.com, welche hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sein sollen.
Ausführungsformen der Erfindung können teilweise oder vollständig verkörpert oder gestützt sein durch eine oder mehrere geeignete Computerprogramme, welche gespeichert sind oder anderweitig bereitgestellt sind durch irgendeine Art von Datenträger und welche ausgeführt werden können in oder durch irgendeine geeignete Datenprozessiereinheit. Softwareprogramme oder Routinen können vorzugsweise angewandt werden in der oder durch die Steuereinheit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele und viele der zugehörigen Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden leicht geschätzt werden und besser verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktional gleich oder ähnlich sind, werden referenziert durch dasselbe Bezugszeichen (dieselben Bezugszeichen). Die Veranschaulichung in den Zeichnungen ist schematisch.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fluidtrennsystems 10 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, z.B. verwendet in Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC).
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Fittings 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.
3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer vorderen Ferrule- und einer hinteren Ferrule-Anordnung des Fittings von 2.
4 zeigt eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Fittings 100.
5A und 5B zeigen in Querschnittsansicht und in größerem Detail den Frontteil des Tubings 102, welches die Einlage 210 trägt.
6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Fittings 100 entsprechend der Ausführungsform von 4.
7 zeigt in größerem Detail den vorderen Teil des Tubings 102 in einer dreidimensionalen Ansicht.
Nun Bezug nehmend in größerem Detail auf die Zeichnungen zeigt 1 eine allgemeine schematische Darstellung eines Fluidtrennsystems 10. Eine Pumpe 20 nimmt eine mobile Phase auf von einer Lösungsmittelversorgung 25, typischerweise über einen Entgaser 27, welcher entgast und folglich die Menge an gelösten Gasen in der mobilen Phase reduziert. Die Pumpe 20 – als ein mobiler Phasenantrieb – treibt die mobile Phase durch eine Trennvorrichtung 30 (wie beispielsweise eine chromatographische Säule), welche eine stationäre Phase aufweist. Eine Abtasteinheit 40 kann zwischen der Pumpe 20 und der Trennvorrichtung 30 vorgesehen sein, um die mobile Phase einer Probenflüssigkeit auszusetzen oder eine Probenflüssigkeit hinzuzfügen (oft als Probeneinführung bezeichnet). Die stationäre Phase der Trennvorrichtung 30 ist konfiguriert zum Trennen von Verbindungen der Probenflüssigkeit. Ein Detektor 50 ist bereitgestellt zum Detektieren von separierten Verbindungen der Probenflüssigkeit. Eine Fraktioniereinheit 60 kann bereitgestellt sein zum Ausgeben von separierten Komponenten des Probenfluids.
Während die mobile Phase aus nur einem Lösungsmittel bestehen kann, kann sie auch aus mehreren Lösungsmitteln gemischt sein. Eine solche Mischung kann eine Niederdruckmischung und stromaufwärts der Pumpe 20 bereitgestellt sein, so dass die Pumpe 20 bereits die gemischten Lösungsmittel als die mobile Phase aufnimmt und pumpt. Alternativ könnte die Pumpe 20 aus einer Mehrzahl von einzelnen Pumpeinheiten bestehen, wobei mehrere Pumpeinheiten jeweils ein anderes Lösungsmittel oder Mischung aufnehmen und pumpen, so dass die Mischung der mobilen Phase (wie von der Trennvorrichtung 30 aufgenommen) bei hohem Druck und stromabwärts der Pumpe 20 (oder als Teil davon) auftritt. Die Zusammensetzung (Mischung) der mobilen Phase kann konstant gehalten werden über die Zeit, der sogenannte isokratische Modus, oder über die Zeit variiert werden, der sogenannte Gradientenmodus.
Eine Datenprozessiereinheit 70, welche ein konventioneller PC oder Workstation sein kann, könnte an zwei oder mehr der Vorrichtungen in dem Flüssigkeitstrennsystem 10 gekoppelt sein (wie durch die gestrichelten Pfeile angegeben), um Informationen zu empfangen und/oder einen Betrieb zu steuern. Zum Beispiel könnte die Datenprozessiereinheit 70 den Betrieb der Pumpe 20 steuern (z.B. Setzen von Steuerparametern) und von diesen Informationen betreffend die tatsächlichen Arbeitsbedingungen (wie beispielsweise Ausgangsdruck, Strömungsrate etc. an einem Auslass der Pumpe) empfangen. Die Datenprozessiereinheit 70 könnte auch einen Betrieb der Lösungsmittelversorgung 25 (z.B. Setzen des Lösungsmittels/der Lösungsmittel oder Lösungsmittelmischung, die geliefert werden soll) steuern und/oder den Entgaser 27 (z.B. Setzen von Steuerparametern wie beispielsweise Vakuumniveau) und kann von diesen Informationen betreffend die tatsächlichen Arbeitsbedingungen (wie beispielsweise Lösungsmittelzusammensetzung, die über die Zeit geliefert wurde, Strömungsrate, Vakuumniveau etc.) empfangen. Die Datenprozessiereinheit 70 könnte ferner den Betrieb der Abtasteinheit 40 steuern (z.B. Steuern von Probeninjektion oder Synchronisieren von Probeninjektion mit Betriebsbedingungen der Pumpe 20). Die Trennvorrichtung 30 könnte ebenso durch die Datenprozessiervorrichtung 70 gesteuert sein (z.B. Auswählen eines spezifischen Strömungspfades oder Säule, Setzen von Betriebstemperatur etc.), und – im Gegenzug – Information (z.B. Betriebsbedingungen) an die Datenprozessiereinheit 70 senden. Entsprechend könnte der Detektor 50 durch die Datenprozessiereinheit 70 gesteuert sein (z.B. mit Bezug zu spektralen oder Wellenlängeneinstellungen, Einstellung von Zeitkonstanten, Start/Stopp-Datenaufnahme), und Information (z.B. über die detektierten Probenverbindungen) an die Datenprozessiereinheit 70 senden. Die Datenprozessiereinheit 70 könnte auch einen Betrieb der Fraktioniereinheit 60 steuern (z.B. in Verbindung mit Daten, die von dem Detektor 50 empfangen werden) und Daten zurück liefern.
Zum Transportieren von Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeittrennsystems 10 werden typischerweise Tubings (z.B. rohrförmige Kapillaren) verwendet als Leitungen zum Leiten der Flüssigkeit. Fittings werden üblicherweise verwendet zum Koppeln von mehreren Tubings miteinander oder zum Koppeln eines Tubings an irgendeine Vorrichtung. Zum Beispiel können Fittings verwendet werden zum Verbinden von entsprechenden Tubings mit einem Einlass und einem Auslass der chromatographischen Säule 30 in einer flüssigkeitsdichten Weise. Jede der Komponenten in dem Fluidpfad (durchgezogene Linie) in 1 kann verbunden sein durch Tubings unter Verwendung von Fittings. Während der Fluidpfad nach der Säule 30 üblicherweise bei niedrigem Druck ist, z.B. 50 bar oder darunter, ist der Fluidpfad von der Pumpe 20 zu dem Einlass der Säule 30 unter hohem Druck, gegenwärtig bis zu 1200 bar, und stellt daher hohe Anforderungen an fluiddichte Verbindungen.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Hochdruckfittings 100 zum Koppeln eines Tubings 102 (welches einen (nicht dargestellten) inneren Fluidkanal zum Leiten von Flüssigkeit, z.B. der mobilen Phase mit oder ohne einer Probenflüssigkeit aufweist) an eine andere fluidische Vorrichtung 103, wie beispielsweise die chromatographische Säule 30 von 1. In der schematischen Ansicht von 2 ist nur der Teil der Vorrichtung 103, welcher für die Kopplung mit dem Tubing 102 relevant ist, dargestellt.
Das Fitting 100 weist ein männliches Stück 104 mit einer vorderen Ferrule 106 (z.B. aus einem Polymermaterial hergestellt) auf und hat eine hintere Ferrule 108 (z.B. hergestellt aus einem metallischen Material). Die vordere Ferrule 106 und die hintere Ferrule 108 sind integral gebildet und sind zusammen über das Tubing 102 (welches ein äußeres Metalltubing oder Sockel haben könnte, wie später detaillierter dargestellt) verschiebbar. Darüber hinaus hat das männliche Stück 104 ein erstes Verbindungselement 110, welches auf dem Tubing 102 verschiebbar konfiguriert ist. Folglich wird zum Montieren des Fittings 100 auf dem Tubing 102 die integral geformte vordere Ferrule-hintere Ferrule-Konfiguration 106, 108 über das Tubing 102 geschoben und anschließend wird das erste Verbindungselement 110 auf das Tubing 102 geschoben. Die vordere Ferrule 106, die hintere Ferrule 108 und das erste Verbindungselement 110 bilden zusammen das männliche Stück 104.
Nachdem das männliche Stück 104 über das Tubing 102 geschoben wurde, kann ein weibliches Stück 112, welches eine Aufnahmekavität 114 (z.B. eine Vertiefung) aufweist, über das Tubing 102 von der rechten Seite zu der linken Seite von 2 geschoben werden. Das weibliche Stück 112 hat die Aufnahmekavität 114 konfiguriert zum Aufnehmen der vorderen Ferrule 106, der hinteren Ferrule 108, eines Teils des ersten Verbindungselementes 110 und des Tubings 102, und hat ein zweites Verbindungselement 116 konfiguriert, um mit dem ersten Verbindungselement 110 verbindbar zu sein. Das erste und das zweite Verbindungselement 110, 116 können aneinander befestigt werden durch eine Schraubverbindung, wie unten detaillierter beschrieben werden wird.
Ein Lumen 126 der vorderen Ferrule 106 ist dimensioniert zum Aufnehmen des Tubings 102 mit Spiel. Ein Lumen 132 der hinteren Ferrule 108 ist dimensioniert zum Aufnehmen des Tubings 102 mit Spiel. Das erste Verbindungselement 110 hat auch ein Lumen 150, welches konfiguriert ist zum Aufnehmen des Tubings 102 mit Spiel.
Die hintere Ferrule 108 ist konfiguriert, so dass auf ein Verbinden des ersten Verbindungselementes 110 mit dem zweiten Verbindungselement 116 die hintere Ferrule 108 eine Presskraft auf die vordere Ferrule 106 ausübt, zum Bereitstellen einer Dichtung zwischen der vorderen Ferrule 106 und dem weiblichen Stück 112. Gleichzeitig hat ein solches Verbinden die Konsequenz, dass die hintere Ferrule 108 eine Klemmkraft zwischen dem männlichen Stück 104 und dem Tubing 102 ausübt, und dass die vordere Ferrule 106 gegen das Tubing 102 abgedichtet ist, zum Verhindern von irgendeiner Fluidleckage. Die Presskraft hat eine Richtung, welche longitudinal ist (parallel zu einer Ausdehnung des Tubings 102), wohingegen die Klemmkraft eine Richtung hat, die senkrecht zu der Ausdehnung des Tubings 102 ist. Wie die Klemmkraft, erzeugt die hintere Ferrule eine positive Sperrkraft zwischen dem männlichen Stück 104 und dem Tubing 102. Dies verhindert, dass das Tubing 102 lateral gleitet, nachdem die zwei Verbindungselemente 110, 116 aneinander fixiert wurden.
Wie 2 entnommen werden kann, hat die vordere Ferrule 106 einen konisch zulaufenden Frontteil 118, der geformt und dimensioniert ist, um einem konischen Teil 120 der Aufnahmekavität 114 des weiblichen Stücks 112 zu entsprechen. Folglich kann ein Formschluss zwischen dem konischen vorderen Teil der Aufnahmekavität 114 einerseits und dem konisch zulaufenden vorderen Teil 118 der vorderen Ferrule 106 erzielt werden. Darüber hinaus hat die vordere Ferrule 106 einen konisch zulaufenden hinteren Teil 122 (welcher ebenso vertikal oder aufrecht angeordnet sein kann), welcher geformt und dimensioniert ist, um einer geneigten ringförmigen vorderen Feder 124 der hinteren Ferrule 108 zu entsprechen. Obwohl die Formen der zwei Komponenten 122, 124 abgestimmt sind, um zueinander zu passen, ist es nichtsdestoweniger möglich, dass auf eine Ausübung von entsprechenden Kräften die geneigte ringförmige vordere Feder 124 gebogen wird. Die geneigte ringförmige vordere Feder 124 ist eingerichtet, um gebogen zu werden, auf ein Verbinden des ersten Verbindungselementes 110 an das zweite Verbindungselement 116, in eine aufrechte Position (siehe Pfeil 152) zum Fördern einer Vorwärtsbewegung der vorderen Ferrule 106 hin zu einem Stopperteil 118 der Aufnahmekavität 114 des weiblichen Stücks 112.
Eine ringförmige hintere Feder 128 ist bereitgestellt als ein Teil der Ferrule 108, welche eingerichtet ist, um auf ein Verbinden des ersten Verbindungselements 110 mit dem zweiten Verbindungselement 116 eine Vorwärtsbewegung des Tubings 102 hin zu einem Stopperteil 148 der Aufnahmekavität 114 des weiblichen Stücks 112, welches eine federbelastende Kraft bereitstellt, zu unterstützen.
Zwischen der ringförmigen hinteren Feder 128 und der geneigten ringförmigen vorderen Feder 124 (zwei Scheibenfedern) ist ein Hülsenelement 130 (eine flache Feder) angeordnet. Das Hülsenelement 130 ist konisch zulaufend und hat einen dickeren Teil, welcher dem ersten Verbindungselement 110 gegenüberliegt, und hat einen dünneren Teil, welcher der vorderen Ferrule 106 gegenüberliegt. Eine Dicke s₁ des dünneren Teils ist kleiner als eine Dicke s₂ des dickeren Teils. Diese verschiedenen Dickenwerte erlauben es dem Hülsenelement 130, die Kraftverteilung in einer Längsrichtung von 2 zu verbessern.
Das erste Verbindungselement 110 ist konfiguriert, um mit dem zweiten Verbindungselement 116 durch eine Schraubenverbindung verbunden zu werden. Folglich kann in einem Teil 140 ein inneres Gewinde des weiblichen Teils 112 in ein externes Gewinde in dem ersten Verbindungselement 110 des männlichen Stücks 104 geschraubt werden. Ein Benutzer muss einfach diese Schraubverbindung festziehen und dichtet damit automatisch die vordere Ferrule gegen das weibliche Element 112 und übt eine Klemmung zwischen der hinteren Ferrule 108 und dem Tubing 102 aus.
Eine geneigte Oberfläche 134 des ersten Verbindungselements 110 ist konfiguriert zum Ausüben eines Biegemomentes auf die ringförmige hintere Feder 128 der hinteren Ferrule 108. Die geneigte Oberfläche 134 schließt einen spitzen Winkel α = 60° mit einer äußeren Oberfläche des Tubings 102 ein. Mit solch einem spitzen Winkel 0 < α < 90° kann eine gewünschte Biegung der Federkomponenten 128, 130 der hinteren Ferrule 108 und einer optionalen zusätzlichen Feder 136 bewirkt werden. Als eine Alternative zu der beschriebenen Konfiguration ist es möglich, dass die hintere Feder 128 geneigt ist und die vordere Feder 124 aufrecht ist, oder dass beide, die hintere Feder 128 und die vordere Feder 124, in einer Weise geneigt sind, dass beide einen spitzen Winkel mit dem Hülsenelement 130 einschließen.
Ein Kraft übertragender ringförmiger Metallring 136 (welcher eine zusätzliche Kraft auf die vordere Ferrule 106 unterstützt, ohne die radiale Klemmung auf das Tubing 102 zu erhöhen) ist verschiebbar auf dem Tubing 102 angeordnet zwischen der hinteren Ferrule 108 und dem ersten Verbindungselement 110, und überträgt eine Kraft, die durch das erste Verbindungselement 110 ausgeübt wird, auf die hintere Ferrule 108. Das Kraftübertragungselement 136 arbeitet als eine Anschlagscheibe und ist bereitgestellt als ein separates Element, welches nicht integral gebildet ist mit einer vorderen Ferrule 106 und einer hinteren Ferrule 108. Der zusätzliche Metallring 136 kann hinzugefügt sein zum Erhöhen der Dichtungskraft und der elastischen Deformation unabhängig von der gelieferten Klemmkraft.
2 zeigt einen nicht vorgespannten Zustand des Fittings 100. In einer gedichteten Konfiguration ist eine erste Dichtverbindung erzielt in einem Gebiet 142 zwischen der vorderen Ferrule 106 und dem weiblichen Teil 112 und eine zweite Dichtung ist erzielt in einem Gebiet 144 zwischen der vorderen Ferrule 106 und dem Tubing 102. In einer vorderen Seite (oder frontalen Fläche) 146 des Tubings 102 ist optional möglich, eine Polymerbeschichtung bereitzustellen, um Probenkontamination weiter zu unterdrücken, da diese Maßnahme die Dichtungsleistungsfähigkeit zwischen der vorderen Seite 146 und dem Stopperteil 148 weiter erhöht.
Im Folgenden wird die Kraftübertragung erklärt: Nachdem die vordere Ferrule 106 und die hintere Ferrule 108 auf das Tubing 102 aufgeschoben wurden und nachdem das erste Verbindungselement 110 auf das Tubing 102 geschoben wurde, kann das erste Verbindungselement durch Verschrauben mit dem zweiten Verbindungselement 116 verbunden werden. Dies überführt die hintere Ferrule 108 in einen vorgespannten Zustand, so dass eine Klemmung zwischen dem Tubing 102 und der hinteren Ferrule 108 erzeugt wird. Wenn die Klemmkraft ansteigt, erhöht sich die Kraft längs der Kapillarenachse analog und liefert einen Druck auf die Dichtungsgebiete 146, 148. Eine entsprechende Kraftübertragung resultiert ferner in einem Aufwärtsschwenken der vorderen Feder 124 der hinteren Ferrule 108, wie durch Pfeil 152 angegeben. Dies presst das Polymermaterial der vorderen Ferrule 106 in eine Vorwärtsposition, d.h. zu der rechten Seite von 2 und liefert Druck auf die Dichtungsgebiete 142, 144.
Wie der dreidimensionalen Ansicht von 3 entnommen werden kann, weist der Hülsenteil 130 der hinteren Ferrule 108 eine Mehrzahl von umfänglich gleich verteilten Schlitzen 200 auf. Diese Schlitze oder Nuten 200 erlauben es dem Hülsendurchmesser zu schrumpfen und das Tubing 102 zu greifen.
2 und 3 zeigen eine Hochdruckferrulekonfiguration 100 zum Bereitstellen einer gedichteten Strömungsverbindung zwischen einer offenendigen Röhre 146 des Tubings 102 oder Hülse (schließt zum Beispiel ein Quarzglastubing ein), und ein Basiselement ist bereitgestellt, ausgebildet für eine Druckeinstufung jenseits von 1000 bar mit Langzeithaltbarkeit bei einer Betriebstemperatur über 100°C.
Eine Komponente von solch einem Fitting 100 ist ein lösbares Fixierelement (zum Beispiel eine Fittingschraube, realisiert als eine Schraubverbindung zwischen den Verbindungselementen 110 und 116 von 2).
Eine Ferrulenbaugruppe 106, 108 wird bereitgestellt, welche eine (z.B. Polymertyp) Dichtung (vordere Ferrule 106) und ein (z.B. Metalltyp-)elastisches Klemmelement (hintere Ferrule 108) aufweist. Dies kann beides liefern, eine lösbare radiale Klemmung und eine federvorgespannte Kraft gegen die vordere Ferrule 106 sowie das Fixierelement, wenn verriegelt. Die benötigte tatsächliche Dichtungskraft wird geteilt und eingestellt für:

• eine federvorgespannte Kraft zum Deformieren und Dichten der vorderen Ferrule 106 und Stützkraft für ein Kriechen unter Kompression;
• eine federvorgespannte Kraft zum Pressen des Tubings 102 gegen das Basiselement;

In dem Folgenden werden vorteilhafte Eigenschaften der Ferrulekonfiguration 106, 108 angemerkt:

• Ferrule 106, 108 Position axial wiederholbar einstellbar auf dem Tubing 102;
• Material der vorderen Ferrule 106 kann Polymer sein (zum Beispiel PEEK);
• Material für die hintere Ferrule 108 kann Edelstahl sein mit hoher elastischer Dehnung;
• Das System kann die Fähigkeit haben für eine elastische radiale Klemmung auf das Tubing 102;
• federvorgespanntes Element 124, 128 für die Dichtungskraft;
• federvorgespanntes Element 128, 136 zum Drücken der Röhre 102 gegen das Basiselement 116 (zum Beispiel Verbund);
• Hängenbleiben auf dem Tubing 102 als Vorfixierung oder zum Unterstützen von Unverlierbarkeit des Fittings;
• Einstückhandhabung ist möglich, was für einen Benutzer einfach ist;
• austauschbare Konfiguration;
• geringe axiale Ausdehnung;

Die Ausführungsform von 2, 3 sorgt für drei simultan aktivierbare Federsektionen 124, 128, 130 auf der hinteren Ferrule 108:

• eine erste Scheibenfeder 124 ist bereitgestellt gegenüber der vorderen Ferrule 106;
• eine flache zweite Scheibenfeder 128 ist bereitgestellt gegenüber dem Fixierelement 110;
• eine konzentrisch angeordnete flache Federreihe 130 ist bereitgestellt in der mittleren Sektion zwischen den Scheibenfedern 124, 128.

Wie 3 entnommen werden kann, können zwei oder mehr separierende Schlitze 200 in der mittleren Sektion 130 gebildet sein, zum Beispiel angeordnet in einer radial-symmetrischen Weise. Eine longitudinal verstärkte mittlere Sektion 130 kann wirksam sein von der ersten Scheibenfeder 124 zu der zweiten Scheibenfeder 128. Eine strukturierte Oberfläche der mittleren Sektion 130 (siehe Bezugszahl 200) gegenüber dem Tubing kann bereitgestellt sein zum Erhöhen der Reibungskraft oder selbst zum Bilden eines Formschlusses in dem Gebiet, welches das Tubing 102 berührt, was eine verstärkte Klemmung auf das Tubing 102 bewirkt. Solch eine strukturierte Oberfläche kann realisiert sein mit einer definierten räumlichen Oberflächenrauigkeit, der Bereitstellung von konzentrischen mehreren Nuten (respektive Rippen), einer helischen Nut (respektive einer helischen Rippe), einer helischen Nut (respektive einer helischen Rippe) mit der Hälfte der Flanke vor dem Fittingelement, wenn geschraubt. Andere Konfigurationen der strukturierten Oberfläche sind eine spezielle Beschichtung optional in Kombination mit einer oder mehreren der obigen Maßnahmen. Auch eine Oberflächenhärtung kann vorgesehen sein optional in Kombination mit einer oder mehreren der obigen Maßnahmen.
Das Fixierelement 110 kann bereitgestellt sein mit einer konischen Form entgegengesetzt zu der flachen zweiten Scheibenfeder 128. Eine Kompressionslippe kann an der vorderen Ferrule 106 befestigt sein, welche ein definiertes Gleiten und Klemmen entlang der Röhre 102 unterstützt. Eine zweite Scheibenfeder kann parallel angeordnet sein.
Während die Ausführungsformen von 2 und 3 oben in großem Detail veranschaulicht wurden, sollte es sich verstehen, dass die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt ist und dass andere Fittingtypen entsprechend verwendet werden können. Dies wird von dem Folgenden offenkundig werden.
Wieder zurückkommend auf 2 trägt das Tubing 102 eine Einlage 210 in seiner vorderen Seite 146, was detaillierter gesehen werden kann in 4, und soll näher erläutert werden.
4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform des Fittings 100 und entspricht im Wesentlichen in der Funktion der Ausführungsform von 2. Die Einlage 210 ist in einer Kavität 400 der vorderen Seite 146 des Tubings 102 angeordnet. Wie in 4 angegeben und wie besser in 5A gesehen werden kann, steht die Einlage 210 über die vordere Seite 146 vor, zumindest bevor das Tubing 102 an die fluidische Vorrichtung 103 gekoppelt wird. Wenn das Tubing an die fluidische Vorrichtung 103 gekoppelt wird, wie in 2 dargestellt, ist die vordere Seite 146 an die fluidische Vorrichtung 103 angepasst, so dass ein Fluidpfad 410 (siehe 4) des Tubings 102 mit einem Fluidpfad 420 (siehe 2) der fluidischen Vorrichtung 103 verbunden wird. Wenn das Tubing 102 mit der fluidischen Vorrichtung gekoppelt wird, liefert die Einlage 210 eine Dichtung an die Fluidpfade 410, 420 des Tubings 102 und der fluidischen Vorrichtung 103.
5A und 5B zeigen in größerem Detail den vorderen Bereich des Tubings 102, welcher die Einlage 210 trägt. Während 5A einen Zustand vor dem Koppeln des Tubings 102 an die fluidische Vorrichtung 103 zeigt, veranschaulicht 5B einen Zustand während oder nach dem Koppeln des Tubings 102 an die fluidische Vorrichtung 103, was in einer Deformation der Einlage 210 resultiert.
Die Einlage 210 in 5A steht über die vordere Seite 146 um einen schmalen Abstand d vor, welcher ungefähr 0,01–0,2 mm sein kann. Die (axiale) Höhe D der Einlage 210 kann ungefähr 0,1–1 mm sein. Die Kavität 400 ist in dem Zentrum der vorderen Seite 146 des Tubings 102 angeordnet und die Einlage 210 ist gebildet in und füllt im Wesentlichen die Gesamtheit der Kavität 400 aus. In der Ausführungsform von 5A ist die Einlage 210 in die Kavität 400 formgepasst durch Anwendung eines Thermoformens, wie beispielsweise Laserheizen oder Umschmelzen einer vorgeformten Einlage in die Kavität um die erforderliche finale Form durch Ultraschallenergie oder Heißprägen, oder die Einlage ist vollständig spritzgegossen.
Die Einlage 210 kann sich lateral (in radialer Richtung) über die Kavität 400 um einen Teil 500 erstrecken, welcher sich weiter erstrecken könnte über die vordere Seite 146. In der Ausführungsform von 5A und 5B hat die Kavität einen kleineren konischen Bereich zu der vorderen Seite 146 hin und der Bereich 500 der Einlage 210 ist im Wesentlichen limitiert auf solch ein konisches Gebiet. Jedoch kann der Bereich 500 sich ebenso weiter über die vordere Seite 146 erstrecken. Durch Limitieren des Bereichs 500, so dass er nicht über die vordere Seite 146 und auf eine seitliche Seite 510 des Tubings 102 reicht, kann sichergestellt werden, dass kein Material von der Einlage 210 zu solch einer seitlichen Seite 510 fließen wird, was andernfalls das Tubing 102 von einem Entfernen von der fluidischen Vorrichtung 103 (nicht dargestellt in 5A und 5B) blockieren kann. Es ist klar, dass die Ausdehnung des Bereichs 500 entlang der vorderen Seite des Tubings die Stopperfunktionalität reduzieren kann und den Überlastschutz des Tubings 102, und abhängt von der Materialkombination der Einlage 210 und des Tubings 102 sowie dem hierauf angewendeten Druck.
Wie von 5B gesehen werden kann, ist die Einlage 210 innerhalb der Kavität 400 vollständig komprimiert worden während der Kopplung des Tubings 102 zu der fluidischen Vorrichtung 103. In dieser Ausführungsform ist die Einlage 210 aus einem Polymermaterial wie beispielsweise PEEK gebildet, während die vordere Seite 146 des Tubings 102 aus einem härteren Material ist, wie beispielsweise rostfreiem Stahl (stainless steel, SST). Entsprechend repräsentiert die vordere Seite 146 einen Stopper für eine Vorwärtsbewegung des Tubings 102, wenn das Tubing 102 an die fluidische Vorrichtung 103 gekoppelt wird. Dies limitiert den Betrag der Kompression der Einlage 210 und kann auch sicherstellen, dass ein Fluidpfad 520 der Einlage 210 nur bis zu einem bestimmten Ausmaß deformiert wird, wie in 5B angegeben. Es ist klar, dass jede Limitierung oder Verengung des Strömungspfaddurchmessers auf ein Minimum reduziert werden sollte zum Verhindern eines Druckanstiegs und Strömungsstörung. Das Einlage-in-Kavität-Design erlaubt, dass der Systemdruck die innere Form der flüssigkeitsbenetzten Einlage stabilisiert und hilft, den Dichtungsdruck zu erhöhen. Der Strömungspfad 520 der Einlage 210 kann auch einen erweiterten Bereich 530 hin zu der fluidischen Vorrichtung 103 aufweisen, um eine Verengung des Strömungspfades zu reduzieren. Eine angemessene Auswahl des Materials der Einlage 210 und die Formung insbesondere des Strömungspfades 520 kann es erlauben, solch eine Verengung auf ein Minimum zu reduzieren.
6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Fittings 100, welche der Ausführungsform von 4 entspricht.
7 zeigt in größerem Detail den vorderen Teil des Tubings 102 von 6 mit seiner vorderen Seite 146, welche die Einlage 210 in der Kavität 400 trägt (siehe 4 und 5). Die Ausführungsform von 7 hat eine äußere Oberfläche 550, welche eine Struktur 560 aufweist, was ebenso in der Querschnittsansicht von 5A gesehen werden kann. Die Struktur 560 ist ausgebildet für einen ansteigenden Oberflächendruck zwischen der Einlage 210 und der fluidischen Vorrichtung 103. In der Ausführungsform von 5A und 7 ist die Struktur 560 bereitgestellt durch konzentrische Vertiefungen und/oder Vorsprünge. Die äußere Oberfläche 550 kann ferner beschichtet sein mit einem relativ weichen Material, wie beispielsweise Gold, zum Ausgleichen von kleinen Unvollkommenheiten oder Oberflächenrauigkeit der Kontaktoberfläche, die von der fluidischen Vorrichtung 103 bereitgestellt wird.
Wieder zurückkommend auf 5A und 5B (wie ebenfalls in 4 gesehen), hat das Tubing 102 in dieser Ausführungsform ein inneres Tubing 570 und ein äußeres Tubing 575, welches das innere Tubing 570 umgibt. Ferner umgibt ein Sockel 580 das äußere Tubing 575. Während das innere Tubing 570, das äußere Tubing 575 und der Sockel 580 ebenfalls in 4 dargestellt sind, sind die Bezugszeichen in 4 weggelassen. Die kurze starre Kapillare 102 (z.B. 1/6 Zoll), wie in 4 gesehen, kann ebenso als Sockel 580 bezeichnet werden.
Um eine Biokompatibilität bereitzustellen, z.B. wie gefordert in vielen HPLC-Anwendungen, sollte das innere Tubing 570 aus einem Polymermaterial gebildet sein, vorzugsweise PEEK. Das äußere Tubing 575, welches auch als Tubingliner bezeichnet wird, kann bereitgestellt werden zur Erhöhung einer mechanischen Festigkeit und/oder Stabilität und sollte in dieser Ausführungsform aus einem Metall gebildet sein, wie beispielsweise rostfreiem Stahl (SST) oder Nickel (Ni). Als eine alternative, biokompatible Lösung könnte das innere Tubing 570 aus Quarzglas sein mit dem äußeren Tubing aus einem Polymermaterial gefertigt, wie beispielsweise PEEK, um zu erlauben, das innere Quarzglastubing 570 nachgiebig zu koppeln, selbst unter hohem Druck, und zum Liefern eines allgemeinen Schutzes für das zerbrechliche Quarzglastubing. Der Tubingsockel 580 kann bereitgestellt sein zum Anpassen an ein 1/16 Zoll Fittingsystem, wie oft in HPLC-Anwendungen verwendet, und könnte aus einem Metall wie beispielsweise SST sein. Ferner kann das Quarzglastubing 570, welches in der Mehrzahl von Fällen mit einer dünnen Schicht von Polyimid beschichtet ist, ein metallisches äußeres Tubing 570 haben, z.B. galvanisch gebildetes Nickeltubing. Dieser Typ von Tubingverbund kann leicht an dem Sockel 580 befestigt werden durch Laserschweißen, wo z.B. die Nickelvorderseite des äußeren Tubings 575 von der Einlage 210 abgedeckt ist.
Um eine Biokompatibilität beizubehalten, selbst wenn weniger biokompatible Materialien verwendet werden, wie beispielsweise Metall, z.B. für das äußere Tubing 575 und/oder den Sockel 580, ist die Einlage 210, welche ebenfalls aus einem biokompatiblen Material wie beispielsweise einem Polymer und vorzugsweise PEEK gebildet sein soll, mit dem inneren Tubing 570 fest verbunden, vorzugsweise durch Anwenden von Ultraschallheizen, was folglich zu einem integralen Materialübergang zwischen der Einlage 210 und dem inneren Tubing 570 führt. Entsprechend wird das äußere Tubing 575 abgedichtet und Kontakt von Fluid von innerhalb des Strömungspfades 410 zu dem äußeren Tubing 575 wird vermieden. Die Dichtungseigenschaft der Einlage 210 kann ferner einen Kontakt des Fluids von innerhalb des Strömungspfades 410 mit dem Material des Sockels 580 vermeiden. Während das Dichten, welches durch die Einlage 210 an der vorderen Seite 146 bereitgestellt wird, in bestimmten Anwendungen ausreichend sein kann, kann es insbesondere für Hochdruckanwendungen, zum Beispiel wenn ein Fluiddruck innerhalb des Strömungspfades 410 z.B. in dem Bereich von 100–1500 bar angewendet wird abhängig von dem verwendeten Material in den Komponenten, welche an der vorderen Seite des Fittings verbinden, nicht ausreichend sein. In solch einem Fall kann eine weitere Dichtung erforderlich sein, welche erreicht werden kann durch die vordere Ferrule 106, wie in 2–4 dargestellt. Wie am besten in 2 gesehen werden kann, drückt die hintere Ferrule 108, auf ein Koppeln des Tubings 102 an die fluidische Vorrichtung 103 – gegen das Gebiet 148. Dies schließt und dichtet einen Zwischenraum um den vorderen Teil des Tubings 102, welcher sich von der vorderen Seite 146 über die seitliche Seite 510 (siehe 5A) erstreckt, bis zu dem Gebiet, wo die vordere Ferrule 106 gegen das Gebiet 142 dichtet (siehe 2). Ferner stellt ein Verfügen über eine Zweistufendichtung auch einen zusätzlichen Designparameter bereit in dem Ausgleichen der Anpassung an die Geometrie der kontaktierenden Flächen und einen Grad von Deformation insbesondere des Strömungspfades (als ein Ergebnis von dem Anlegen eines hohen Kontaktdruckes). Zum Beispiel könnte die erste Stufe an der vorderen Seite 146 absichtlich ausgebildet sein, um nur gegen einen niedrigeren Druck abzudichten für den Vorteil einer limitierenden Deformation und folglich Verengung in dem Strömungspfad.
Während einer Druckbeaufschlagung des Strömungspfades 410, wenn ein Fluiddruck bis zu einem Zielsystemdruck ansteigt, könnte Flüssigkeit durch die Primärdichtungsstufe, welche von der Einlage 210 bereitgestellt wird, in den Zwischenraum lecken. Durch Ausbilden der sekundären Dichtungsstufe, bereitgestellt durch die vordere Ferrule 106, zum vollständigen Dichten gegen den Maximaldruck innerhalb des Strömungspfades 410, kann Flüssigkeit den Zwischenraum füllen, bis die Druckdifferenz zwischen dem Systemdruck und dem Druck innerhalb des Zwischenraums die Dichtungsdruckfähigkeit der Primärdichtung erreicht. Da die Primärdichtung optimiert werden kann für die Fähigkeit der optimalen Druckdifferenz, kann die Sekundärdichtung auf den erforderlichen Systemdruck optimiert werden. Die Aufteilung in zwei funktionelle oder kaskadierte Druckabfälle, wie sie durch eine primäre und eine sekundäre Dichtung erzielt wird, erlaubt z.B., dass das Primärdichtungsdesign unmodifiziert behalten wird, während die Systemdruckanforderungen mit der sekundären Dichtung gelöst werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims

Ein Fittingelement (100), welches konfiguriert ist, um einer fluidischen Vorrichtung (103) eine fluidische Kopplung bereitzustellen, wobei das Fittingelement (100) aufweist: ein Tubing (102), und eine Einlage (210), welche sich in einer Kavität (400) einer vorderen Seite (146) des Tubings (102) befindet, wobei die Einlage (210) über die vordere Seite (146) hervorsteht, zumindest vor einem Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), wobei – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – die vordere Seite (146) an die fluidische Vorrichtung (103) angepasst ist zum Verbinden eines Fluidpfads (410) des Tubings (102) mit einem Fluidpfad (420) der fluidischen Vorrichtung (103), und die Einlage (210) eine Dichtung des Fluidpfads (410, 420) des Tubings (102) und der fluidischen Vorrichtung (103) bereitstellt.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: die Kavität (400) befindet sich in dem Zentrum der vorderen Seite (146); die Einlage (210) ist in die Kavität (400) geformt; die Einlage (210) ist in die Kavität (400) formangepasst; die Einlage (210) ist in die Kavität (400) pressgepasst; die Einlage (210) ist in die Kavität (400) fest gekoppelt; die Einlage (210) ist in der Kavität (400) befestigt mittels zumindest einem von einem Direkt-Formen-Verfahren, einem Schweißverfahren, einem Klebeverfahren, einem thermischen Verfahren, wie beispielsweise Thermoformen, Umgießen, Umschmelzen, partielles Erwärmen, Laser-Erwärmen, Ultraschall-Erwärmen.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: die Einlage (210) erstreckt sich seitlich über die Kavität (400) auf die vordere Seite (146) des Tubings (102); die Einlage (210) erstreckt sich seitlich über die Kavität (400), ist aber begrenzt auf zumindest einen Abschnitt der vorderen Seite (146) des Tubings (102); die Einlage (210) erstreckt sich seitlich über die Kavität (400), ist aber begrenzt auf die vordere Seite (146) des Tubings (102), so dass – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – die vordere Seite (146) einen Anschlag für eine Vorwärtsbewegung des Tubings (102) darstellt; auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin presst die vordere Seite (146) an eine Kontaktseite der fluidischen Vorrichtung (103), zum Koppeln des Fluidpfads des Tubings (102) an den Fluidpfad der fluidischen Vorrichtung (103); die Einlage (210) weist einen Strömungspfad auf, wobei – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – der Strömungspfad der Einlage (210) zwischen den Strömungspfad des Tubings (102) und den Strömungspfad der fluidischen Vorrichtung (103) gekoppelt ist; die Kavität (400) befindet sich in einer zentralen Position der vorderen Seite (146) des Tubings (102) und ist in den Strömungspfad des Tubings (102) hinein geöffnet.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: die Einlage (210) weist eine äußere Oberfläche (550) auf, wobei auf das Koppeln hin die äußere Oberfläche der fluidischen Vorrichtung (103) zugewandt ist, und die äußere Oberfläche eine Struktur (560) aufweist, welche konfiguriert ist zum Erhöhen eines Oberflächendrucks zwischen der Einlage (210) und der fluidischen Vorrichtung (103).
Das Fittingelement (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Struktur (560) aufweist zumindest eines von: eine oder mehrere Vertiefungen; eine oder mehrere konzentrische Vertiefungen; einen oder mehrere Überstände; einen oder mehrere konzentrische Überstände; eine oder mehrere Mikro-Kavitäten für die weitere Aufnahme von Dichtungskomponenten oder einer Imprägnierung; einen oder mehr Einschlüsse für die weitere Aufnahme von Dichtungskomponenten oder der Imprägnierung.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: die Einlage (210) ist aus oder weist auf ein Polymermaterial, bevorzugt zumindest eines von PEEK, PEKK, PE und Polyimid; die Einlage (210) ist aus oder weist auf ein Metallmaterial, bevorzugt zumindest eines von Gold, Titan, einer SST-Legierung; das Tubing (102) ist aus oder weist auf zumindest eines aus einer Gruppe bestehend aus einem Metall, rostfreiem Stahl, Titan, einem Kunststoff, einem Polymer, Glas, und Quarz; das Tubing (102) hat ein Lumen, welches einen Durchmesser hat, der geringer als 0,8 mm ist, insbesondere geringer als 0,2 mm; das Tubing (102) hat eines von einer kreisförmigen, elliptischen oder rechteckigen Form; das Tubing (102) ist oder weist auf eine Kapillare; das Tubing (102) weist ein inneres Tubing (102) und ein äußeres Tubing (102) auf, wobei das äußere Tubing (102) das innere Tubing (570) umgibt; das Tubing (102) weist ein inneres Tubing (570) und ein äußeres Tubing (575) auf, wobei das äußere Tubing (575) das innere Tubing (570) umgibt, wobei das innere Tubing (570) aus einem anderen Material besteht als das äußere Tubing (575); einen Sockel (580), welcher das Tubing (102) umgibt.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei: das Tubing (102) ein inneres Tubing (570) und ein äußeres Tubing (575) aufweist, wobei das innere Tubing (570) aus einem Polymermaterial besteht, die Einlage (210) aus einem Polymermaterial ist oder ein Polymermaterial aufweist, bevorzugt zumindest eines von PEEK und Polyimid, die Einlage (210) das innere Tubing (570) abdichtet, um zu verhindern, dass irgendein Fluid in das äußere Tubing (575) eindringt.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend: ein weiteres Dichtungselement, welches konfiguriert ist zum Abdichten gegen einen Druck in dem Fluidpfad des Tubings (102).
Das Fittingelement (100) des vorangehenden Anspruchs, aufweisend zumindest eines von: das weitere Dichtungselements weist eine vordere Ferrule auf; das weitere Dichtungselement weist eine vordere Ferrule auf, wobei die vordere Ferrule auf dem Tubing (102) verschiebbar ist, zumindest vor dem Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103); das weitere Dichtungselement weist eine vordere Ferrule auf, welche einen konisch zulaufenden vorderen Teil hat, welcher konfiguriert ist, um zu einem konischen Abschnitt einer Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung (103) zu korrespondieren, wobei auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin der konisch zulaufende vordere Teil gegen den konischen Abschnitt der Aufnahmekavität presst zum Abdichten gegen den Druck in dem Fluidpfad des Tubings (102); das weitere Dichtungselement ist konfiguriert zum Abdichten einer Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung (103), wenn die Aufnahmekavität das Fittingelement (100) aufnimmt, auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin; das weitere Dichtungselement ist konfiguriert zum Abdichten einer Aufnahmekavität der fluidischen Vorrichtung (103), wenn die Aufnahmekavität das Fittingelement (100) aufnimmt, auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin, wobei die Einlage (210) die Aufnahmekavität an der vorderen Seite (146) des Tubings (102) abdichtet, und das weitere Dichtungselement ferner die Aufnahmekavität entlang einer Seite des Tubings (102) innerhalb der Aufnahmekavität abdichtet.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend ein Vorspannelement, welches konfiguriert ist zum Pressen – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – der vorderen Seite (146) des Tubings (102) in eine axiale Richtung des Tubings (102) gegen die fluidische Vorrichtung (103).
Das Fittingelement (100) des vorangehenden Anspruchs, aufweisend zumindest eines von: das Vorspannelement übt zumindest eine von einer federbelasteten und einer feder-vorgespannten Presskraft auf die vordere Seite (146) des Tubings (102) aus; ein Federelement, welches konfiguriert ist, um, auf ein Verbinden des Tubings (102) und der fluidischen Vorrichtung (103) hin, eine Vorwärtsbewegung des Tubings (102) hin zu der fluidischen Vorrichtung (103) zu fördern; ein Federelement, welches konfiguriert ist, um, auf ein Verbinden des Tubings (102) und der fluidischen Vorrichtung (103) hin, eine Vorwärtsbewegung des Tubings (102) hin zu einem Anschlag des Tubings (102) zu fördern.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: ein Klemmelement, welches konfiguriert ist zum Fördern – auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin – einer Klemmkraft, um das Klemmelement mit dem Tubing (102) mechanisch zu verbinden; ein Verbindungselement, welches konfiguriert ist zum Verbinden mit der fluidischen Vorrichtung (103) mittels einer Schraubverbindung.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einlage (210) einen Strömungsweg aufweist und wobei, auf ein Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), der Strömungsweg der Einlage (210) zwischen dem Strömungsweg des Tubings (102) und dem Strömungsweg der fluidischen Vorrichtung (103) gekoppelt ist.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Tubing (102) ein inneres und ein äußeres Tubing aufweist, wobei das äußere Tubing das innere Tubing radial umgibt.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das äußere Tubing ein Sockel ist.
Das Fittingelement (100) gemäß Anspruch 15, wobei der Sockel ein Sockel zum Anpassen an einen gewünschten äußeren Durchmesser für das Tubing und/oder spezifische Anforderungen für Anzugselemente ist.
Das Fittingelement (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Einlage konfiguriert ist, um ein Kontaktgebiet an einem axialen Ende auf der vorderen Seite (146) des Tubings zu bedecken, in dem das äußere Tubing und das innere Tubing aneinander stoßen.
Ein Fittingelement (100), das konfiguriert ist, um einer fluidischen Vorrichtung (103) eine fluidische Kopplung bereitzustellen, wobei das Fittingelement (100) aufweist: ein Tubing (102), und eine Einlage (210), welche sich in einer Kavität (400) einer vorderen Seite (146) des Tubings (102) befindet, wobei die Einlage (210) über die vordere Seite (146) hervorsteht, zumindest vor einem Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), wobei das Fittingelement (100) so angepasst ist, dass beim Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), die vordere Seite (146) zu der fluidischen Vorrichtung (103) hingeführt wird um einen Fluidpfad (410) des Tubings (102) mit einem Fluidpfad (420) der fluidischen Vorrichtung (103) zu verbinden, und die Einlage (210) eine Dichtung des Fluidpfads (410, 420) des Tubings (102) und der fluidischen Vorrichtung (103) darstellt.
Das Fittingelement (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Einlage (210) einen Strömungsweg aufweist und beim Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) der Strömungsweg der Einlage (210) zwischen den Strömungsweg des Tubings (102) und den Strömungsweg der fluidischen Vorrichtung (103) gekoppelt wird.
Das Fittingelement (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 18 oder Anspruch 19, wobei das Tubing (102) ein inneres und ein äußeres Tubing aufweist, wobei das äußere Tubing das innere Tubing radial umgibt.
Das Fittingelement (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das äußere Tubing ein Sockel ist, insbesondere ein Sockel zum Anpassen an einen gewünschten äußeren Durchmesser für das Tubing und/oder spezifische Anforderungen für Anzugselemente.
Das Fittingelement (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Einlage konfiguriert ist, um ein Kontaktgebiet an einem axialen Ende auf der vorderen Seite (146) des Tubings zu bedecken, in dem das äußere Tubing und das innere Tubing aneinander stoßen.
Ein Fitting (100), welches konfiguriert ist zum Koppeln eines Tubings (102) an eine fluidische Vorrichtung (103), wobei das Fitting aufweist ein Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fittingelement (100) ein Tubing (102) und eine Einlage (210) hat, welche sich in einer Kavität (400) einer vorderen Seite (146) des Tubings (102) befindet, wobei die fluidische Vorrichtung (103) eine Aufnahmekavität aufweist, welche konfiguriert ist zum Aufnehmen des Fittingelements (100), wobei auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin zumindest eines von der Einlage (210) und der vorderen Seite (146) des Tubings (102) an eine Kontaktoberfläche innerhalb der Aufnahmekavität presst, und der Fluidpfad des Tubings (102) mit dem Fluidpfad der fluidischen Vorrichtung (103) verbunden ist.
Das Fitting (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei: das Fittingelement (100) eine vordere Ferrule, eine hintere Ferrule und ein erstes Verbindungselement aufweist, die Aufnahmekavität konfiguriert ist zum Aufnehmen der vorderen Ferrule und des Tubings (102) und ein zweites Verbindungselement hat, welches konfiguriert ist, um mit dem ersten Verbindungselement verbindbar zu sein, wobei die hintere Ferrule auf eine Weise konfiguriert ist, so dass, auf ein Verbinden des ersten Verbindungselements mit dem zweiten Verbindungselement hin, die hintere Ferrule eine feder-vorgespannte Presskraft gegen die vordere Ferrule ausübt, um eine Dichtung zwischen der vorderen Ferrule und der Aufnahmekavität auszuüben, und die hintere Ferrule eine Klemmkraft auf das Tubing (102) ausübt.
Das Fitting (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, aufweisend zumindest eines von: eines oder mehrere von der vorderen Ferrule, der hinteren Ferrule und dem ersten Verbindungselement sind auf dem Tubing (102) verschiebbar konfiguriert, vor einem Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103); die hintere Ferrule weist eine Mehrfach-Federkonfiguration auf, bevorzugt aufweisend zwei Scheibenfedern, die durch eine flache Feder separiert sind; das erste Verbindungselement weist eine geneigte vordere Fläche auf, die ausgebildet ist, um ein Biegemoment auf eine ringförmige hintere Feder der hinteren Ferrule auszuüben; die Aufnahmekavität ist ausgebildet zum Aufnehmen der hinteren Ferrule und eines Teils des ersten Verbindungselementes; das Fittingelement (100) weist ein zusätzliches Federelement auf, welches auf dem Tubing (102) verschiebbar angeordnet ist zwischen der hinteren Ferrule und dem ersten Verbindungselement zum Übertragen einer Kraft, die von dem ersten Verbindungselement auf die hintere Ferrule ausgeübt wird.
Das Fitting (100) gemäß Anspruch 23 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines von: die fluidische Vorrichtung (103) ist oder weist auf zumindest eines von: ein zweites Tubing (102), eine Vorrichtung, eine HPLC-Vorrichtung, eine Fluidtrennvorrichtung, eine Fluidhandhabungsvorrichtung, eine Messvorrichtung; die fluidische Vorrichtung (103) weist ein Verarbeitungselement auf, welches konfiguriert ist zum Interagieren mit einem Probenfluid; die fluidische Vorrichtung (103) ist konfiguriert, um zumindest eines von: ein Probenfluid durch die fluidische Vorrichtung (103) hindurch zu leiten, ein Fluidtrennsystem zum Trennen von Verbindungen eines Probenfluids, ein Fluidreinigungssystem zum Reinigen eines Probenfluids, um zumindest einen physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von zumindest einer Verbindung eines Probenfluids zu analysieren.
Ein Fitting (100), welches konfiguriert ist zum Koppeln eines Tubings (102) an eine fluidische Vorrichtung (103), wobei das Fitting aufweist ein Fittingelement (100) aufweisend das Tubing (102), ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement, wobei die fluidische Vorrichtung (103) eine Aufnahmekavität aufweist, welche konfiguriert ist zum Aufnehmen des Fittingelements (100), wobei, auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103) hin, das erste Dichtungselement eine erste Dichtungsstufe an einer vorderen Seite (146) des Tubings (102) bereitstellt, wo das Tubing (102) an eine Kontaktoberfläche innerhalb der Aufnahmekavität presst, und das zweite Dichtungselement eine zweite Dichtungsstufe zum Abdichten der Aufnahmekavität entlang einer Seite des Tubings (102) innerhalb der Aufnahmekavität bereitstellt.
Das Fitting (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das erste Dichtungselement eine Einlage (210) ist, welche von dem Tubing in seiner vorderen Seite (146) getragen wird.
Das Fitting (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Einlage (210) einen Strömungsweg aufweist, wobei, auf das Koppeln des Tubings (102) an die fluidische Vorrichtung (103), der Strömungsweg der Einlage (210) zwischen dem Strömungsweg des Tubings (102) und dem Strömungsweg der fluidischen Vorrichtung (103) gekoppelt ist.
Das Fitting (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das Tubing (102) ein inneres und ein äußeres Tubing aufweist, wobei das äußere Tubing das innere Tubing radial umgibt und wobei insbesondere das äußere Tubing ein Sockel ist.
Das Fitting (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Einlage konfiguriert ist, um ein Kontaktgebiet an einem axialen Ende auf der vorderen Seite (146) des Tubings zu bedecken, in dem das äußere Tubing und das innere Tubing aneinander stoßen.
Ein Fluidtrennsystem zum Trennen von Verbindungen eines Probenfluids in einer mobilen Phase, wobei das Fluidtrennsystem aufweist: einen mobile-Phase-Antrieb, bevorzugt ein Pumpsystem, welcher konfiguriert ist, um die mobile Phase durch das Fluidtrennsystem hindurch anzutreiben, eine Trenneinheit, bevorzugt eine Chromatographiesäule, welche konfiguriert ist zum Trennen von Verbindungen des Probenfluids in der mobilen Phase, ein Fittingelement (100) gemäß Anspruch 1 oder irgendeinem der vorangehenden Ansprüche zum Koppeln eines Tubings (102) zum Leiten der mobilen Phase an eine fluidische Vorrichtung (103) in dem Fluidtrennsystem.
Das Fluidtrennsystem nach dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend zumindest eines von: einen Probeninjektor, der ausgebildet ist, um das Probenfluid in die mobile Phase einzuführen; einen Detektor, der ausgebildet ist, um separierte Verbindungen des Probenfluids zu detektieren; eine Sammeleinheit, die ausgebildet ist, um separierte Verbindungen des Probenfluids zu sammeln; eine Datenprozessiereinheit, die ausgebildet ist, um Daten zu prozessieren, die von dem Fluidtrennsystem empfangen werden; eine Entgasungsvorrichtung zum Entgasen der mobilen Phase.