具有對于配合設(shè)備的平面連接的氣相色譜儀柱體連接的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]氣相色譜儀(Gas chromatography,GC)用于分析和檢測氣態(tài)或汽化樣品中的許多種不同物質(zhì)的存在。氣相色譜分析的作用是分離化學(xué)樣品的組分，并檢測這些組分的存在并且經(jīng)常檢測這些組分的量。分離通常利用毛細管柱體完成。該柱體本質(zhì)上是在與樣品相互作用以分離組分的內(nèi)側(cè)上具有涂層的一片熔融硅石英管體。最普通類型的GC柱體用熔融石英制成，并且具有范圍為0.700mm到0.350mm的外徑。
[0002]GC柱體必須與GC系統(tǒng)的其它組件配合，并且配合的柱體必須密封成使得氣體基本不能從環(huán)境中泄露到柱體或配合設(shè)備中，或者從GC柱體泄露到環(huán)境中。
[0003]許多已知的對于GC柱體的密封是通過如下這樣形成的:將相對軟的材料壓到柱體周圍的封閉空間，使得材料徑向變形到柱體外徑(由此形成一密封)并且軸向變形到配合設(shè)備的錐形表面上(由此形成另一個密封)。在實踐中，軟材料是套圈的形式，并且用聚酰亞胺、石墨、這些材料的混合物、或者非常軟的金屬制成。這種套圈由被旋轉(zhuǎn)使得其被強制軸向移動的螺帽壓縮。這沿著柱體推動套圈并且進入配合設(shè)備的錐形封閉空間。
[0004]眾所周知，柱體延伸超過套圈的端部一定距離。在已知的GC系統(tǒng)中，終端用戶設(shè)定柱體延伸超過套圈的端部的距離。在大多數(shù)GC入口或檢測器中，柱體的端部的位置對于GC系統(tǒng)的性能來說很重要。該位置由柱體端部與套圈末梢的距離確定。該距離對每個入口或檢測器是不同的。不適當(dāng)?shù)卦O(shè)置柱體端部超過套圈的距離引起的柱體的錯位可能影響GC系統(tǒng)的性能。
[0005]另外，由于一些“軟”套圈材料可能進入柱體的端部并且污染物柱體，在柱體插入通過套圈之后必須加以修整?？赡軓耐獠吭串a(chǎn)生其它污染物(例如，當(dāng)用戶手指在安裝過程期間不可避免地接觸套圈和柱體的端部時)。這種污染物可能進一步影響GC系統(tǒng)的樣品分析的精度。
[0006]此外，在已知的GC系統(tǒng)中，柱體螺帽用于將柱體固定到套圈。緊固柱體螺帽的人為錯誤可能影響GC系統(tǒng)的性能。柱體螺帽的緊固不足將導(dǎo)致無效密封并且GC系統(tǒng)容易泄露。相反，柱體螺帽的過于緊固可能徑向地壓迫柱體，引起柱體破裂，從而影響GC系統(tǒng)的密封和性能。軟金屬密封設(shè)計的近來改善減小了這種問題，但是柱體的端部仍然必須仔細修整到正確的長度并且平切以具有適當(dāng)?shù)男阅堋?br>[0007]因此，需要的是至少克服上述已知結(jié)構(gòu)的缺點的裝置。
【附圖說明】
[0008]當(dāng)與附圖一起閱讀時，本教導(dǎo)從以下詳細描述中得到最好地理解。特征不一定按比例繪制。在可行的情況下，相同的附圖標(biāo)記指代相同的特征。
[0009]圖1是根據(jù)代表性實施方式的GC系統(tǒng)的簡化框圖。
[0010]圖2A是根據(jù)代表性實施方式的配合件的立體視圖。
[0011]圖2B是根據(jù)代表性實施方式的包括兩個配合件的裝置的立體視圖。
[0012]圖3是根據(jù)代表性實施方式的配合件的剖面視圖。
[0013]圖4是根據(jù)代表性實施方式的配合件的立體視圖。
[0014]圖5是根據(jù)代表性實施方式的配合件的剖面視圖。
[0015]圖6是根據(jù)代表性實施方式的使用配合件耦接到GC柱體的微流體設(shè)備的立體視圖。
[0016]術(shù)語定義
[0017]要理解，這里使用的術(shù)語僅僅是用于描述特定的實施方式的目的，而不是意在限制。所定義的術(shù)語應(yīng)當(dāng)增大到本教導(dǎo)的技術(shù)領(lǐng)域中通常所理解和接受的限定性術(shù)語的技術(shù)和科學(xué)意義。
[0018]如說明書和所附權(quán)利要求書中使用的，術(shù)語“一”、“一種”和“所述”包括單個和多個指代對象，除非上下文清楚地另有說明。因此，例如，“一種設(shè)備”包括一個設(shè)備和多個設(shè)備。
[0019]如說明書和所附權(quán)利要求書中使用的并且除了其通常意思之外，術(shù)語“基本上”或“實質(zhì)上”意味著具有可接受的極限或程度。例如“基本上取消”意味著本領(lǐng)域技術(shù)人員認為取消是可接受的。
[0020]如說明書和所附權(quán)利要求書中使用的并且除了其通常意思之外，術(shù)語“幾乎”意味著在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可接受的限制或量之內(nèi)。例如“幾乎相同”意味著本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認為正在比較的項目是相同的。
【具體實施方式】
[0021]在下面的詳細描述中，為了說明而不是限制的目的，闡述公開特定細節(jié)的代表性實施方式，以便提供對本教導(dǎo)的透徹理解。為了避免使示例性實施方式的描述模糊，已知系統(tǒng)、設(shè)備、材料、操作方法和制造方法的描述可能被省略。雖然如此，可以根據(jù)代表性實施方式使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)的系統(tǒng)、設(shè)備、材料和方法。
[0022]一代表性實施方式針對于用于將GC柱體流體地耦接到另一結(jié)構(gòu)的配合件(fitting)。所述配合件包括:第一端，所述第一端構(gòu)造成容納其中設(shè)置有管狀元件的套圈，所述管狀元件沿著第一方向定位；以及第二端，所述第二端流體地連接到第一端，并且具有開口以便沿著與第一方向不同的第二方向從所述管狀元件提供流體。所述第二端包括一實質(zhì)上的平面部分，并且所述平面部分構(gòu)造成形成對于GC系統(tǒng)的另一元件的基本上氣體不可滲透的密封。除了其它益處之外，特定實施方式的配合件允許GC柱體到面密封的終止(terminat1n)，同時該終止在供終端用戶使用之前完成。有利的是，本教導(dǎo)針對于一種配合件，所述配合件消除了終端用戶形成對于熔融石英柱體的密封的需要，并且相應(yīng)地消除了終端用戶操縱套圈并且將柱體修整到正確長度的需要。相比于已知的套圈密封，代表性實施方式的配合件實現(xiàn)的面密封確保了對于系統(tǒng)的其它部分的有效密封更容易和更可靠。GC系統(tǒng)的其它組件可以設(shè)計成使用面密封。在管體確實需要放置到入口或者檢測器中的情況下，面密封可以設(shè)計和制造成尺寸精確的管體以使得用戶不需要做關(guān)鍵的調(diào)整。
[0023]在另一代表性實施方式中，公開了用于將GC柱體流體地耦接到另一結(jié)構(gòu)的裝置。所述裝置包括:第一配合件，所述第一配合件包括:第一端，所述第一端構(gòu)造成容納其中設(shè)置有管狀元件的套圈，所述管狀元件沿著第一方向定位；第二端，所述第二端流體連接到第一端。所述第二端包括第一實質(zhì)上的平面部分，所述第二端包括開口以便沿著實質(zhì)上垂直于第一方向的第二方向從所述管狀元件提供流體。所述裝置還包括:第二配合件，其包括:第一端和流體地連接到所述第一端的第二端，并且所述第二配合件的第二端包括第二實質(zhì)上的平面部分。所述第一配合件的第二平面部分構(gòu)造成形成對于所述第二配合件的第二平面部分的實質(zhì)上的氣體不能滲透的密封。
[0024]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在回顧本申請時所理解的那樣，除了其它優(yōu)點之外，代表性實施方式的配合件允許終端用戶通過可靠的面密封從柱體到GC系統(tǒng)的其它元件進行連接，而不需要處理套圈或者調(diào)整柱體長度。圖1是根據(jù)代表性實施方式的GC系統(tǒng)100的簡化框圖。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，GC系統(tǒng)100的許多方面是已知的。因此，省略了GC系統(tǒng)100的特定已知組件的細節(jié)。在特定的例子中，標(biāo)出了可以實施的已知組件的代表性示例，但是是為了說明目的呈現(xiàn)，而不意在以任何方式限制。
[0025]所述GC系統(tǒng)包括樣品入口 101，例如注射樣品入口。所述樣品入口 101流體耦接到污染物捕集器102。所述污染物捕集器102流體地耦接到柱體103，所述柱體103可以是氣相色譜儀中有用的多種柱體之一。在一實施方式中，所述污染物捕集器102可以如同時提交的共同擁有的美國專利申請(律師案號20130188-01)中描述的那樣，其公開通過引用的方式特別并入這里。注意，包括污染物捕集器102純粹是說明性的，本教導(dǎo)考慮用于這樣的GC系統(tǒng):其不包括污染物捕集器，或者不包括微流體污染物捕集器，如剛在上面引用的申請中描述的那樣。
[0026]柱體103將化學(xué)樣品的組分分開。柱體103可以是包括管體的內(nèi)部部分上具有涂層的一片熔融石英管體(未示出)的毛細管柱體，所述管體與來自樣品入口 101的樣品互作用以分離化學(xué)樣品的組分。此柱體103的尺寸變化，但典型的內(nèi)徑的范圍為10um到530um。典型的長度的范圍為5米到60米。如下文結(jié)合代表性實施方式詳細描述的那樣，所述污染物捕集器102是微流體污染物捕集器，其構(gòu)造成捕獲來自樣品入口 101的樣品中的污染物并且防止所捕獲的污染物到達柱體