[发明专利]流体连接装置、组件及相关方法

说明书

相关申请

本申请主张于2013年2月6日提交的、名称为“FLUIDIC COUPLING DEVICES，ASSEMBLIES，AND RELATED METHODS”的美国临时专利申请No.61/761,410的优先权，该申请的全部内容通过引用的方式而结合于此。

技术领域

本发明一般涉及流体连接，具体涉及需要使用套圈的流体连接。

背景技术

套圈可以用于在两个部件之间形成无泄漏的流体连接。套圈可用在需要小规模的流体流动的应用(例如，分析仪器和微流体装置)中，并且因此套圈的尺寸可以设计为通过使用管接头或三头接头连接例如毛细管的小口径导管或与其它部件配合的小口径导管，或者在两个导管之间建立密封连接。可以通过固体与固体密封来形成连接，通过将两个表面匹配在一起来确保该密封，该两个表面中的一者是套圈的外表面。连接可以通过由以下方式实现的机械压缩来形成：将扭矩施加到压缩螺母或等同部件使得螺母抵靠套圈。基于设计，可以手动地(即，手力紧固(hand-tightening)或手指紧固(finger-tightening))或者借助于扳手或其它工具施加扭矩。

在传统的利用套圈的流体连接的典型示例中，导管插入通过套圈的孔，并且导管和套圈插入到管套结构或其它结构的内部，由此，套圈形成密封接口。导管还经过压缩螺母。螺母旋在管套上并被旋转(旋拧)。旋转使螺母轴向移动到与套圈直接接触。结果，在螺母的旋转所传递的压力的作用下，套圈轴向移动到与管套的内表面接触，从而在套圈和套圈抵靠的内表面之间建立密封接口。套圈还可以设计为使得压缩负荷还引起套圈抵靠导管留在套圈的孔中的部分。

该类型和其它类型的传统流体连接具有缺点。传统的流体连接在螺母的旋转期间没有为用户提供感觉和限制扭矩或力发展(develop)的机构，这可能导致用户从一个连接部位向另一个连接部位施加的压缩负荷变化较大。此外，根据流体连接工作所处的系统或环境，流体连接可能易于受到热循环的影响。热循环可能是显著的，该热循环例如为从-80℃(低温冷却液N₂)到400℃的范围。热循环可能引起固体部件热膨胀和收缩，并且由于退火可能引起材料松弛。因此，热循环不利地影响密封接口的可靠性。具体而言，热循环可能降低固体与固体接口处的密封压力，并且因此引起不期望的流体泄露，这要求重新紧固螺母以重新创建密封压力或者在一些情况下需要更换连接组件的一个或多个部件。密封压力和固体与固体接口上保持的压缩负荷成比例。由于，该系统几乎没有弹性，这样的接口对施加的接触压力的水平非常敏感。因此，由于热循环或其它原因压力稍微降低就可能导致流体泄露。

总之，当前需要改进流体连接。还需要提供一种能够一致地施加压力的流体连接，而无需测量扭矩或压缩负荷。还需要提供一种在经过多次工作循环之后在需要维修之前仍保持可靠的密封接口的流体连接。还需要提供一种对热循环的敏感度最小的连接装置。

发明内容

为了全部或部分解决上述问题，和/或本领域的技术人员可能注意到的其它问题，本文提供了方法、过程、系统、设备、仪器、和/或装置，如在下述实施方式中通过示例描述。

根据一个实施例，一种液体连接装置，包括：壳体，其包括第一壳体端、第二壳体端和壳体孔，所述壳体孔沿轴线从所述第一壳体端延伸到所述第二壳体端；套圈，其包括锥形外表面并且能够插入到所述壳体孔中；活塞，其能够插入到所述壳体孔中使得所述活塞接触所述套圈；弹簧，其包括轴向串联的弹簧垫圈并且能够插入到所述壳体孔中使得所述活塞位于所述弹簧和所述套圈之间；以及盖，其能够插入到所述壳体孔中并且与所述弹簧接触，所述盖与所述第一壳体端螺纹配合，其中，所述盖或所述壳体的旋转压缩所述弹簧并且使所述活塞移动抵靠所述套圈，使得一起压缩所述锥形外表面和锥形内表面，并且其中，所述锥形内表面选自包括所述活塞的锥形内表面和能够附装到所述第二壳体端的主体的锥形内表面的群组。

根据另一个实施例，所述流体连接装置包括抓握部件，所述部件从所述壳体向外延伸并且构造成由使用者抓握以有助于手动旋转所述壳体。

根据另一个实施例，所述活塞包括所述锥形内表面，并且所述盖或所述壳体的旋转使所述锥形内表面移动到与所述锥形外表面接触。

根据另一个实施例，所述主体包括所述锥形内表面，并且所述盖和所述壳体的旋转使所述锥形外表面移动到与所述锥形内表面接触。