专利名称：圆筒和圆筒夹具的组件以及用于这种组件的圆筒夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求I的前序部分所述的圆筒和圆筒夹具的组件。
背景技术：
这种组件从EP-A-2278325中得知。其中圆筒有时称为流过式圆筒的组件用来基于固相提取(SPE)通过高性能液体色谱(HPLC)来在线选择分析物。已知组件的圆筒夹具包括具有锋利圆形凸肋的夹紧爪，凸肋在夹紧过程中被驱动到圆筒的端面内，以便固定和密封。已知组件的圆筒具有圆筒主体，其包括第一材料的芯体和构成圆筒主体的端面的表面部分的密封环，密封环由第二材料制成。在夹紧过程中，大约2500N的夹紧压力可以通过夹紧爪施加在密封环上，且高达IOOMPa的压力可以施加在经过圆筒主体的通道上，以便进行SPE0在这种高压下，HPLC称为UHPLC (超高性能液体色谱)，尤其样本加载可被加速，并且循环时间被减小。为了防止出现由于这种高压造成的泄漏，EP-A-2278325教导了第一材料·比第二材料牢固和刚性。由于第二材料(例如尼龙、PTFE或PVDF)比第一材料(例如PEEK或纤维加强PPS)更加柔性，根据EP-A-2278325，可靠地得到夹紧爪的夹紧面和圆筒的端面之间的气密密封。虽然已知组件在这种高压下的功能良好，似乎在一些情况下密封环和圆筒主体之间也出现泄漏。

发明内容
本发明的目的在于提供一种圆筒和圆筒夹具的组件，该组件在高压下具有改善的抵抗泄漏的能力。根据本发明，此目的通过提供根据权利要求I所述的组件来实现。由于圆筒主体完全由PEEK或具有大致类似于PEEK的密度、杨氏模量、拉伸强度、水吸收性、热降解性和耐化学品性能的单一材料制成，并且每个环形突出部具有用于接触圆筒主体的端面的接触表面的接触端面，所述接触端面包括平表面部分，所述平表面部分在夹紧过程中平行于圆筒主体的端面，以便在将圆筒夹紧在夹紧爪之间的过程中在夹紧面和圆筒主体的所述相应端面的相应接触表面之间形成可靠的机械接合，在夹紧过程中，PEEK材料贴靠环形突出部施加足够的反作用压力，从而通过具有平表面部分的接触端面，与从EP-A-2278325已知的组件所提供的相比，提供了更加可靠的密封。使用如EP-A-2278325所公开的锋利圆形凸肋作为突出部会造成PEEK材料的不希望的塑性变形。由于这种塑性变形，PEEK材料不能在夹紧过程中施加足够的反作用压力以确保可靠密封。因此环形突出部的形状必须使得可以获得可靠的机械接合，使得接触表面处的PEEK材料至少部分弹性变形以获得可靠密封。由于根据本发明，环形突出部包括在夹紧过程中平行于圆筒主体的端面的平表面部分，可以获得可靠的密封。在平表面部分具有大约0. 15-大约0. 25毫米的径向尺寸时获得出色的密封结果。在径向尺寸是大约0. 2毫米时，甚至可以使得一个圆筒使用两次，以便在这种高压下进行SPE。在根据本发明的组件的有利实施方式中，平表面部分的每个边缘被圆化。这有助于在已经完成SPE之后将圆筒从夹紧表面上释放。特别是在组件包括用于以至少IOOMPa的液体压力将液体循环经过闭合回路的装置，并且圆筒夹具能够以至少1500N、优选为至少1900N、更优选为至少2300N且最优选为大约2500N的夹紧力将所述圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间时，可以对于大约20分钟的两个夹紧循环保持可靠的密封，确保获得正确的SPE。根据所使用的液体，获得可靠密封所需的夹紧力的数值可以变化，但是在大多数情况下，2300N的夹紧力对于所有液体确保了可靠密封。在根据本发明的组件的优选实施方式中，每个环形突出部具有在大约0. 16和0. 23毫米之间的高度，从而在夹紧过程中形成可靠密封。在高度是大约0. 2毫米时，甚至可以使得一个圆筒使用两次，以便在这种高压下进行SPE。在根据本发明的组件的有利实施方式中，每个环形突出部以大约6°和12°之间的角度倾斜，这有助于在完成SPE之后从夹紧爪移除圆筒。 在根据本发明的组件的另一优选实施方式中，圆筒具有大约8毫米的直径，圆筒通道具有大约I毫米的直径，并且每个环形突出部的内部直径是大约4毫米。使用这种特定的圆筒防止夹紧过程中PEEK材料朝着通道压迫并进入通道，而造成PEEK材料贴靠环形突出部的反作用压力不足，从而不利地影响密封。在根据本发明的组件的又一实施方式中，每个环形突出部具有内部高度和外部高度，其中内部高度小于外部高度。因此，在夹紧过程中，PEEK材料在更加径向向外方向上受到压迫，在此处圆筒主体包含更多材料，从而提供了足够的反作用压力以确保正确可靠的机械接合。更优选地，内部高度是大约0. 2毫米，外部高度是大约0. 5毫米。根据本发明的组件的有利实施方式中，圆筒包括至少一个筛网，筛网具有至多大约3毫米的直径，筛网被焊接到圆筒主体的端面，所述筛网大致与通道同轴。由于筛网的直径小于3毫米，防止了由于超高液体压力造成筛网从圆筒主体的端面释放。虽然PEEK此时是在根据本发明组件中使用的最为优选的材料，本发明同样适用于其中PEEK通过完全由具有大致类似于PEEK的密度、杨氏模量、拉伸强度、水吸收性、热降解性和耐化学品性能的单一材料制成的圆筒来替换的多种圆筒主体。本发明还涉及一种用于根据本发明的组件的圆筒夹具，其中所述圆筒夹具具有包括第一夹紧面的第一夹紧爪和包括第二夹紧面的第二夹紧爪，所述第一夹紧面和第二夹紧面彼此相对并且彼此面对，至少一个夹紧爪被安装到能够沿着引导件分别朝着和离开另一夹紧爪运动的滑动件，第一导管连接到所述第一夹紧爪，并且第二导管连接到所述第二夹紧爪，所述导管延伸经过相应的夹紧爪，并分别具有位于相应夹紧爪的夹紧面内的端部开口，所述圆筒夹具能够将具有圆筒主体和通道的圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间，并且在夹紧过程中形成包括所述第一导管、所述通道和所述第二导管的闭合回路，每个夹紧面具有围绕相应导管的端部开口延伸的环形突出部，所述突出部能够在所述圆筒夹紧在夹紧爪之间时分别接触和变形圆筒主体的端面，其特征在于，每个环形突出部具有包括平表面部分的接触端面。在根据本发明的圆筒夹具的优选实施方式中，所述平表面部分具有在大约0. 15-大约0. 25毫米之间的径向尺寸,优选地,所述径向尺寸是大约0. 2毫米。有利的是所述平表面部分的每个边缘被圆化。另外有利的是所述圆筒夹具能够以至少1500N、优选为至少1900N、更优选为至少2300N且最优选为大约2500N的夹紧力将所述圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间。优选地，每个环形突出部具有在大约0. 16和0. 23毫米之间的高度，优选地，所述高度为大约0. 2毫米。在根据本发明的圆筒夹具的另一有利实施方式中，每个环形突出部以大约6°和12°之间的角度倾斜。优选地，所述圆筒具有大约8毫米的直径，其中，所述圆筒的通道具有大约I毫米的直径，其中每个环形突出部的内直径是大约4毫米。在根据本发明的圆筒夹具的另一实施方式中，每个环形突出部具有内部高度和外部高度，其中所述内部高度小于所述外部高度。优选地，所述内部高度是大约0. 2毫米，所述外部高度是大约0. 5毫米。本发明的特别细节和实施方式在从属权利要求中给出。本发明的进一步的特征、效果和细节从详细描述和附图中变得清楚。


图I是安装根据本发明的组件的SPE器械的例子的透视图； 图2是作为根据本发明的组件的一部分的圆筒夹具和圆筒的示意顶部平面图；图3是图2所示的圆筒夹具的夹紧爪的截面侧视图；图4是放大比例的图3所示的夹紧爪的一部分的截面侧视图；图5是以进一步放大比例表示图4所示的部分的一部分的截面侧视图；图6是图2所示的圆筒的示意侧视图；以及图7是具有筛网的圆筒的透视图。
具体实施例方式图I表示具有根据本发明的圆筒的固相提取(SPE)器械I的例子。SPE器械具有壳体2和位于壳体2的开放前部的左手和右手侧的圆筒保持件3。如图2清楚所示，这些圆筒保持件3的每个具有两个夹紧爪4和5，其中第一夹紧爪4相对于壳体固定(至少在操作过程中)，并且第二夹紧爪5安装到沿着引导件6可动的滑动件7。滑动件7能够沿着引导件6以往复运动方式与夹紧爪5—起如双箭头8所示运动。第一导管9连接到第一夹紧爪4，并且第二导管10连接到第二夹紧爪5。导管10和9延伸经过夹紧爪4和5，并在夹紧爪4和5的前夹紧面内具有端部开口，该前面彼此面对。在夹紧爪4和5运动分开时，具有圆筒主体的圆筒11可被放置在爪4和5之间，随后夹紧爪5可朝着夹紧爪4运动，以便将圆筒11夹紧在夹紧爪4和5之间。圆筒王体完全由PEEK制成，因此圆筒主体与圆筒相同。圆筒11是大致柱形主体，通道或通路13在圆筒11的轴向上从圆筒11的第一端面到第二相对端面延伸穿过圆筒11。在此例子中，位于通道13的相对端部处的两个密封膜或筛网14将吸附剂保持在两者之间。在圆筒11被夹紧在爪4和5之间时，导管9和10与通道13连通，形成闭合回路，使得液体可经由导管9供应，经过圆筒11并经由导管10排放，或者相反地，经由导管10供应，经过圆筒11并经由导管9排放。在圆筒11被夹紧在夹紧爪4和5之间时，围绕夹紧爪4和5的相应导管的端部开口延伸的环形突出部12 (图3-5)被压入圆筒11的端面，从而贴靠爪4、5密封圆筒11的端面。所述环形突出部12配置成用于在如图2所示圆筒11被夹紧在夹紧爪4和5之间且圆筒11的通道13与夹紧面内的开口对准时分别接触和变形圆筒11的端面，。爪4和5可以从圆筒11释放，使得圆筒从爪4和5之间移除。在SPE过程中，圆筒11基本上暴露于完全压力下，洗提液在该压力下被压迫经过闭合回路。UHPLC内施加的压力高达lOOMPa，有时甚至是120MPa或更多。由于其高的分离能力，并由于样本加载可以得到加速，并且循环时间可以被减小，UHPLC对于复杂样本分析来说变得越来越重要。在图3-5中，表示根据本发明的组件的圆筒夹具的夹紧爪之一(夹紧爪5)的例子。另一夹紧爪4被相同地构造。这些夹紧爪4、5在夹紧完全由PEEK制成的圆筒主体时，改善了在高液体压力下防止泄漏的能力。这种高液体压力通过将液体以至少IOOMPa的液体压力循环经过闭合回路的装置(形成本发明组件的一部分)提供。为了在这种超高压力下确保适当密封，圆筒夹具能够以至少1500N、优选为至少1900N、更优选为至少2300N且最优选为大约2500N的夹紧力将所述圆筒夹紧在第一夹紧面和第二夹紧面之间。·
如所示，夹紧爪5具有围绕导管之一的轴线15延伸的环形突出部12。突出部12配置成在圆筒11被夹紧在夹紧爪4和5之间时接触和变形圆筒11的相应端面。环形突出部12具有用于接触圆筒主体11的端面的接触表面的接触端面16。根据本发明，环形突出部12的接触端面16具有用于在圆筒被夹紧在夹紧爪之间的过程中在夹紧面(特别是环形突出部12和圆筒主体11的相应端面的相应接触表面)之间形成可靠机械接合的形状。在当前最为优选的实施方式中，环形突出部12的接触端面16包括平表面部分，所述平表面部分在夹紧过程中平行于圆筒主体的端面。平表面部分的在垂直于轴线15的方向上的径向尺寸在所示实施方式中是0. 2毫米。但是，在替代实施方式中，该径向尺寸可以在大约0. 15和大约0. 25毫米之间，也在夹紧过程中提供适当密封。如图5清楚所示，平表面部分16的边缘被圆化。这有助于在已经完成SPE之后将圆筒从夹紧表面释放。如图5所示，环形突出部12具有内部高度I H和相对较大的外部高度0H。在最为优选的实施方式中，内部高度是大约0. 2毫米，并且外部高度是大约0. 5毫米。因此在圆筒的夹紧过程中，其PEEK材料在更加径向向外的方向上受到压迫，在此处，圆筒主体11包含更多的材料，这提供了足够的反作用压力，以确保正确可靠的机械接合。在替代实施方式中，内部高度可以在大约0. 16和0. 23毫米之间，并且在另一替代实施方式中，内部高度可以等于外部高度，仍在SPE过程中提供适当的密封。另外在图4中可以看到夹紧爪5的位于环形突出部的径向内侧的端面包括围绕轴线15同轴布置的圆形凹入部17。特别是在圆筒11包括密封膜或筛网时，这种圆形凹入部确保在进行SPE的过程中通过液体施加的压力不造成膜或筛网从圆筒释放。如图5所示，环形突出部12以10°的角度a倾斜，以便在已经完成SPE之后有助于将圆筒从夹紧表面释放。在替代实施方式(未示出)中，该角度可以在大约6°和12°之间。由于本发明的环形突出部，圆筒11的相应端面的接触表面在圆筒11被夹紧在夹紧爪4和5之间时至少部分弹性变形。因此，在围绕通道13的环形区域内，产生局部增加的夹紧力，并且圆筒的PEEK材料被有效地压迫离开，以适应环形突出部的形状，同时由于获得的可靠机械接合，贴靠环形突出部提供足够的反作用压力，以实现有效密封。因此，提供特别有效的密封。在附图所示的实施方式中，PEEK圆筒具有大约8毫米的直径，并且圆筒11的通道13具有大约I毫米的直径(见图6)。由此在环形突出 部的内直径是大约4毫米时，获得最佳的高压液密密封。如图7的透视图所示，圆筒11包括具有至多大约3毫米直径的筛网14(或其他密封膜)，筛网被焊接到圆筒11的端面。筛网14基本上与通道同轴。如上所述，由筛网限定的通道13可以保持吸附剂。但是，在其它实施方式中，也可以提供通道13内没有吸附剂的圆筒，或者没有筛网的圆筒，或者具有例如在吸附剂被引入通道之后可安装到圆筒的一个或两个筛网的圆筒。本领域的普通技术人员将理解到在本发明的由权利要求限定的框架内可以设想到以上描述的例子和替代之外的许多其它变型。例如，可以使用不含有任何吸附剂的圆筒。相反，圆筒可例如装有过滤器材料或装备有一个或两个或更多封闭膜或筛网，这样圆筒构成过滤器或滤网。这种没有吸附剂的圆筒可例如与含有吸附剂的圆筒串联定位。另外，本领域普通技术人员基于以上给出的描述将认识到由PEEK制成的圆筒主体可以被完全由具有基本上类似于PEEK的密度、杨氏模量、拉伸强度、水吸收性、热降解性和耐化学品性能的单一材料制成的圆筒代替。
权利要求
1.一种圆筒和圆筒夹具的组件，所述圆筒具有限定用于保持吸附剂的通道的圆筒主体，所述通道从所述圆筒主体的第一端面延伸到所述圆筒主体的与所述圆筒主体的第一端面相对的第二端面，所述圆筒夹具具有包括第一夹紧面的第一夹紧爪和包括第二夹紧面的第二夹紧爪，所述第一夹紧面和第二夹紧面彼此相对并彼此面对，至少一个夹紧爪安装到能够沿着引导件分别朝着和离开另一夹紧爪运动的滑动件，第一导管连接到所述第一夹紧爪，并且第二导管连接到所述第二夹紧爪，所述导管延伸经过相应的夹紧爪并分别具有位于相应夹紧爪的夹紧面内的端部开口，所述圆筒夹具能够将所述圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间，并且在夹紧过程中形成包括所述第一导管、所述通道和所述第二导管的闭合回路，每个夹紧面具有围绕相应导管的端部开口延伸的环形突出部，所述突出部被设置成在所述圆筒夹紧在所述夹紧爪之间且所述圆筒的通道与所述夹紧面内的开口对准时分别接触和变形所述圆筒主体的端面，其特征在于，所述圆筒主体完全由PEEK或单一材料制成，所述材料具有大致类似于PEEK的密度、杨氏模量、拉伸强度、水吸收性、热降解性和耐化学品性能，并且每个环形突出部具有用于接触所述圆筒主体的端面的接触表面的接触端面，所述接触端面包括平表面部分，所述平表面部分在夹紧过程中平行于所述圆筒主体的端面，以便在所述圆筒夹紧在所述夹紧爪之间的过程中在所述夹紧面和所述圆筒主体的所述相应端面的相应接触表面之间形成可靠的机械接合。
2.根据权利要求I所述的组件，其中，所述平表面部分具有在大约O.15-大约O. 25毫米之间的径向尺寸，优选地，所述径向尺寸是大约O. 2毫米。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述平表面部分的每个边缘被圆化。
4.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，所述组件包括用于将液体以高达大约IOOMPa的液体压力循环经过闭合回路的装置，并且所述圆筒夹具能够以至少1500N、优选为至少1900N、更优选为至少2300N且最优选为大约2500N的夹紧力将所述圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间。
5.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，每个环形突出部具有在大约O.16和O.23毫米之间的高度，优选地，所述高度为大约O. 2毫米。
6.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，每个环形突出部以大约6°和12°之间的角度倾斜。
7.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，所述圆筒具有大约8毫米的直径，其中，所述圆筒的通道具有大约I毫米的直径，其中每个环形突出部的内直径是大约4毫米。
8.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，每个环形突出部具有内部高度和外部高度，其中所述内部高度小于所述外部高度。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述内部高度是大约O.2毫米，所述外部高度是大约O. 5毫米。
10.根据上述权利要求任一项所述的组件，其中，所述圆筒包括具有至多大约3毫米的直径的至少一个筛网，所述筛网被焊接到所述圆筒的端面上，所述筛网与所述通道大致同轴。
11.一种用于根据权利要求1-10任一项所述的组件的圆筒夹具，其中，所述圆筒夹具具有包括第一夹紧面的第一夹紧爪和包括第二夹紧面的第二夹紧爪，所述第一夹紧面和第二夹紧面彼此相对并且彼此面对，至少一个夹紧爪被安装到能够沿着引导件分别朝着和离开另一夹紧爪运动的滑动件，第一导管连接到所述第一夹紧爪，并且第二导管连接到所述第二夹紧爪，所述导管延伸经过相应的夹紧爪，并分别具有位于相应夹紧爪的夹紧面内的端部开口，所述圆筒夹具能够将具有圆筒主体和通道的圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间，并且在夹紧过程中形成包括所述第一导管、所述通道和所述第二导管的闭合回路，每个夹紧面具有围绕相应导管的端部开口延伸的环形突出部，所述突出部被设置成在所述圆筒夹紧在夹紧爪之间时分别接触和变形圆筒主体的端面，其特征在于，每个环形突出部具有包括平表面部分的接触端面。
12.根据权利要求11所述的圆筒夹具，其中，所述平表面部分具有在大约O.15和大约.O.25毫米之间的径向尺寸，优选地，所述径向尺寸是大约O. 2毫米。
13.根据权利要求12所述的圆筒夹具，其中，所述平表面部分的每个边缘被圆化。
14.根据权利要求11-13任一项所述的圆筒夹具，其中，所述圆筒夹具能够以至少1500N、优选为至少1900N、更优选为至少2300N且最优选为大约2500N的夹紧力将所述圆筒夹紧在所述第一夹紧面和第二夹紧面之间。
15.根据权利要求11-14任一项所述的圆筒夹具，其中，每个环形突出部具有在大约.O.16和O. 23毫米之间的高度，优选地，所述高度为大约O. 2毫米。
16.根据权利要求11-15任一项所述的圆筒夹具，其中，每个环形突出部以大约6°和12°之间的角度倾斜。
17.根据权利要求11-16任一项所述的圆筒夹具，其中，所述圆筒具有大约8毫米的直径，其中，所述圆筒的通道具有大约I毫米的直径，其中每个环形突出部的内直径是大约4毫米。
18.根据权利要求11-17任一项所述的圆筒夹具，其中，每个环形突出部具有内部高度和外部高度，其中所述内部高度小于所述外部高度。
19.根据权利要求18所述的圆筒夹具，其中，所述内部高度是大约O.2毫米，所述外部高度是大约O. 5毫米。
全文摘要
本发明公开一种圆筒和圆筒夹具的组件以及用于这种组件的圆筒夹具。所述圆筒具有圆筒主体，圆筒主体限定从圆筒主体的第一端部延伸到第二端面的通道。圆筒夹具具有分别包括第一夹紧面和第二夹紧面的第一和第二夹紧爪。第一和第二导管分别连接到第一和第二夹紧爪。所述圆筒夹具能够将所述圆筒夹紧在第一夹紧面和第二夹紧面之间，并且在夹紧过程中形成包括第一导管、通道和第二导管的闭合回路。每个夹紧面具有围绕相应导管的端部开口延伸的环形突出部。圆筒主体完全由PEEK制成，并且每个环形突出部具有包括平表面部分的接触端面，以便接触圆筒主体的相应端面的接触表面，所述接触端面具有用于在将圆筒夹紧在夹紧爪之间的过程中在夹紧面和相应端面的接触表面之间形成可靠机械接合的形状。
文档编号G01N30/00GK102955006SQ20121029107
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月13日 优先权日2011年8月12日
发明者P·S·塔姆迈因加, J·卡姆斯特拉 申请人:斯巴克荷兰私人有限责任公司