專利名稱：帶有互鎖套圈的壓縮裝配螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于為化學分析而設(shè)計的系統(tǒng)中的壓縮裝配部件(fitting)。
技術(shù)背景在分析系統(tǒng)中，需要具有產(chǎn)生氣密密封的裝配部件。在這種分 析系統(tǒng)中，也期望具有相對于樣品成分呈惰性、可在不引起紊亂或 混合的情況下提供流動通道且給系統(tǒng)增加最小限度體積的裝配部 件。最大限度的著眼于附加體積方面的裝配設(shè)計允許穿過這種裝配 部件的管道端部直接相互鄰接，或者具有與管道孔徑相匹配的孔， 以便不留下死體積的或未被掠過的體積。這種裝配部件稱作零死體 積(zero dead volume)裝配部件。要避免分析測試設(shè)備中的死體積 (包括氣柱)，因為它降低了測試設(shè)備的效率。所用的管道可能是銅、不銹鋼，或者是包括聚醚醚酮(PEEK)、 聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、氟化乙丙稀(FEP)、 四氟乙烯的共聚物(PFA)和尼龍在內(nèi)的聚合物。這種零死體積裝配部件的最普通的類型之一是壓縮裝配部件。零死體積裝配部件包括具有陰裝配元件(female fitting detail)的裝配 體、管道、寬松地跨設(shè)在所述管道上的套圏和同樣跨設(shè)在所述管道 上的陽螺母。操作時，管道置入裝配體中，直至管道端部與裝配體 的內(nèi)孔鄰接且恰當?shù)財R在裝配元件的底部；然后，套圈沿管道滑行， 直至其與該裝配體的匹配壁接合；而螺母被螺紋接合以便保持其在 適當?shù)奈恢们页浞謹D壓靠在裝配元件匹配壁上的套圏，引起套圈對
管道施加壓力而迫使管道緊靠所述裝配體的所述孔。這種系統(tǒng)的一個基本難題是零件的數(shù)量，即裝配部件、套圈、 管道和螺母。此外，這些零件通常非常小，只允許通過指尖扣緊。 如可預料的且為現(xiàn)有技術(shù)所已知的那樣，由于管道端部無形變，所 以在將螺母和套圖放置在管道上之后但在將套圈插入裝配體之前，套圈可能從管道端部滑落。許多制造商曾經(jīng)試圖減少零件的數(shù)量， 特別是通過模制其端部帶有套圏的螺母。通常期望用于化學分析的 包括套圈和螺母的設(shè)備由惰性材料制成，以便設(shè)備不與正在被測試 的樣品或輸送樣品的載體發(fā)生將污染樣品和導致錯誤結(jié)果的化學反 應。選擇強度大到足以用作螺母的惰性材料限制了可用材料的數(shù)量。 此外，由于模制套圏與裝配體的裝配元件接觸，因模制套圏部分與 裝配體之間的摩擦力和螺母與裝配體螺紋接合時所施加的力相反而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力。這種力可能削弱或者破壞組件。另外一個難題是，管 道扭曲也可能起因于使用這種套圈-螺母組件。當模制螺母-套圏組件 旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動力施于管道的端部。這種力可能引起管道相對于其對 立端扭曲，或者可能導致管道端部在^^莫制螺母-套圈組件旋轉(zhuǎn)期間變 形。在從裝配部件上拆除現(xiàn)有技術(shù)組件期間，現(xiàn)有技術(shù)螺母和套圈 組件的另一個潛在的難題也可能出現(xiàn)。在這種組裝期間，作為安裝 時所施力的結(jié)果，套圈可能抵制從裝配部件上拆除。因而，螺母可 能被拆除了，套圈卻依然保持安裝狀態(tài)。由于套圏的尺寸，根據(jù)這 種安裝力度，從元件上拆除可能會有困難。因此，本發(fā)明的特征是提供一種螺母和套圈組件，在操作過程 中，該組件減少了可拆零件的數(shù)量，避免了可用材料的限制，減少 了與模制螺母-套圈組件有關(guān)的扭轉(zhuǎn)難題并且減少了拆卸過程中潛在 的困難
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種螺母和套圏組件，其減少了需要處理的零件的 數(shù)量，消除了對用與套圈同種材料制作的螺母的需求，減少了流動 限制的可能性或與套圏旋轉(zhuǎn)有關(guān)的管道變形的可能性并且有助于在 需要拆除時從元件上拆除套圈。附圖簡要說明上文所簡述的發(fā)明的更加詳細的描述可通過參照附圖(這些附 圖形成了本說明書的一部分)中所說明的實施例而得，以便以這種 方式獲取本發(fā)明的上述特征、優(yōu)勢和目的，以及將變得明顯的其它 情況。然而，要表明的是，附圖只是說明本發(fā)明的一個典型優(yōu)選實 施例，因而不能當作是對本發(fā)明范圍的限制，這是由于本發(fā)明可允 許有其它等效的實施例。在附圖中

圖1是具有元件、管道、螺母和套圏的典型壓縮裝配部件的側(cè) 視圖。圖2是本發(fā)明的截面圖。圖3是本發(fā)明組裝前的截面圖。優(yōu)選實施例的說明圖1描述了螺母和套圏組件的現(xiàn)有技術(shù)。管道50首先沿螺母軸 向通道41穿過螺母40，然后沿套圏軸向通道31穿過套圏30,終止 于管道端部51。當組裝的管道端部51與零死體積裝配元件孔底26 鄰接時，管道50和管道孔52與零死體積裝配元件孔23對準。然后， 沿管道50滑動螺母40。因此引起螺母40的外螺紋42與零死體積體 裝配元件21的內(nèi)螺紋齒合，這促使螺母第一端43通過套圏第二端33 推進套圏30。套圏30呈楔形，以便套圏30與零死體積裝配元件套 圈座24接觸。自中軸線典型值是13度的角(夾角為26度)為套圈
30在套圈第一端32處的成角表面所用。自中軸線典型值為20度的 角(夾角為40度)用在裝配元件21上，以便形成零死體積裝配元 件套圈座24?；蛘?，套圈30可以呈截頭圓錐形。在自螺母40至套 圈30的力作用下，套圈楔形端32被推進陰裝配元件21,其中套圈 第一端32與零死體積裝配元件套圏座24接觸，并產(chǎn)生內(nèi)向環(huán)繞力。 在管道楔形沖擊53下，繞管道50壓縮套圈第一端32以便在由螺母 40施加于套圈30上的力的作用下保持管道50在適當?shù)奈慌?。參照圖2，為套圈300與螺母400自由旋轉(zhuǎn)地互鎖的本發(fā)明。在 本優(yōu)選實施例中，套圈300和螺母400由惰性材料制成，但在需要 時，也可能使用非惰性材料。參照圖3，與現(xiàn)有的技術(shù)相似，套圈300 包括套圈第一端320和套圈第二端330。與現(xiàn)有的技術(shù)相似，在自螺 母400至套圈300的力的作用下，套圈300被推進零死體積裝配元 件21 (未示出)，保持管道50與零死體積裝配元件孔底26 (未示 出)鄰接。與現(xiàn)有技術(shù)不同，由于套圈300與螺母400互鎖，不必 單獨處理套圈300或者試圖使套圈軸向通道310與管道50對準。如圖3中所示，套圏300包括套圈軸向通道310、套圈第一端320、 套圏第二端330、套圈第二端凸緣340、套圈第二端頸350和套圏承 載肩360。為了造成并保持套圈300和螺母400之間的互鎖和自由旋轉(zhuǎn)， 重要的是保持適當定制套圈第二端凸緣340、套圏第二端頸350、螺 母凸緣承窩440和螺母頸孔450的尺寸。參照圖3，套圈第二端凸緣 340 (即套圈第二端凸緣直徑380)在尺寸上比螺母頸孔450 (即螺 母頸直徑451 )足夠大，以便在套圏第二端凸緣340與螺母凸緣承窩 440匹配時產(chǎn)生擠壓-通過配合。螺母凸緣承窩440 (即螺母凸緣承窩 直徑491)在尺寸上比套圏第二端凸緣340 (即套圈第二端凸緣直徑 380)足夠大，以便在套圈第二端凸緣340與螺母凸緣承窩匹配440 時套圈300和螺母400可獨立地自由旋轉(zhuǎn)。套圈第二端頸350 (即套 圈笫二端直徑370)在尺寸上比螺母頸孔450 (即螺母頸直徑451)
足夠小，以便在套圈凸緣340與螺母凸緣承窩440匹配時套圈300 和螺母400可獨立地自由旋轉(zhuǎn)。同樣地，螺母凸緣承窩寬度492比 套圈第二端凸緣寬度342足夠大，以便在套圏第二端凸緣340與螺 母凸緣承窩440匹配時套圈300和螺母400可獨立地自由旋轉(zhuǎn)。
同樣重要的是，保持適當定制套圈300和螺母400的尺寸，以 便有效地使螺母400對套圏300施加壓縮力。在備選實施例中，套 圈300包括套圏承栽肩360，套圏承載肩360使來自螺母承栽面490 的負載傳遞給套圈300。在操作中，當螺母400靠在套圏300上，將 其推進零死體積裝配元件套圈座24 (未示出)時，套圏第一端320 首先在管道楔形沖擊530下繞管道50 (未示出)緊縮。
有利地，套圏300和螺母400的互鎖和自由旋轉(zhuǎn)允許拆卸時套 圏300從零死體積裝配體20上輕松拆除。在拆卸過程中，當螺母400 的外螺紋420旋轉(zhuǎn)脫離零死體積裝配元件21的內(nèi)螺紋25時，螺母400 被驅(qū)出零死體積體20。當螺母400脫離時，螺母凸緣肩460與套圈 凸緣肩390接合并從零死體積裝配體20中拔出套圈300。因而，套 圈300毫不費力地從零死體積裝配體20中拆除。
不言而喻，雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了展示和描述，但本 發(fā)明并非局限于此。可作出多種修改，而且這些修改對本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言是顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種用于為了色鐠分析而將管道連接到零死體積裝配體上的 裝置，所述零死體積裝配體具有零死體積裝配元件；所述零死體積裝配元件具有尺寸設(shè)定成用以容納所述管道的零死體積裝配元件孔；所述零死體積裝配元件孔終止于零死體積裝配元件孔底；所述零死體積裝配元件具有零死體積裝配元件套圏座；所述零死體積裝配元件內(nèi)具有內(nèi)螺紋；所述裝置的特征在于 可與螺母自由旋轉(zhuǎn)地互鎖的套圈；所述套圏具有穿過其的套圏軸向通道；所述套圈軸向通道的尺寸定制為用以允許所述管道由 其穿過；所述套圏具有套圏第一端和套圈第二端；所述套圏在緊接所述套圖第一端處呈楔形；所述套圏在緊接所述套圈第一端處可徑向壓縮；所述套圏在緊接所述套圈第一端處的尺寸定制為壓縮時繞所述管道同心收縮；所述套圈第二端具有套圈第二端頸；所述套圈第二端頸具有套圏頸直徑； 所述套圏第二端具有套圏笫二端凸緣；所述套圏第二端凸緣具有套圈第二端凸緣直徑；所述套圈第二端凸緣直徑比所述套圈第 二端頸'直徑大；以及 所述螺母具有穿過其的螺母軸向通道； 所述螺母軸向通道的尺寸定制為用以允許所述管道由 其穿過；所述螺母具有外螺紋；所述螺母的所述外螺紋的尺寸定制為用以被所述零死 體積裝配元件的所述內(nèi)螺紋容納； 所述螺母具有螺母第一端和螺母第二端； 所述螺母第一端具有螺母凸緣承窩；所述螺母凸緣承窩的尺寸定制為用以無干涉地容 納套圈第二端凸緣；所述螺母第 一端具有接近所述螺母凸緣承窩的螺 母第一端頸孔；所述螺母第 一端頸孔的尺寸定制為用以無千涉地容納所述套圏第二端頸；所述螺母第一端頸孔的尺寸定制為用以允許所述套圏第二端凸緣以干涉配合的方式通過。
2. 根椐權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述套圏包括化 學惰性材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述螺母包括化 學惰性材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步 包括位于所述螺母第一端的螺母承載面；以及 套圈承載肩；所述套圏承載肩位于緊接所述套圈第二端的所述套圈第二端頸 的端部。
5. —種用于為了色譜分析而將管道連接到零死體積裝配體上的 裝置； 所述零死體積裝配體具有零死體積體裝配元件；所述零死體積裝配元件具有尺寸被定制為用以容納所述管 道的零死體積裝配元件孔；所述零死體積裝配元件孔終止于零死體積裝配元件孔底； 所述零死體積裝配元件具有零死體積裝配元件套圏座； 所述零死體積裝配元件內(nèi)具有內(nèi)螺紋； 所述裝置的特征在于可與螺母自由旋轉(zhuǎn)地互鎖的套圏；所述套圈具有穿過其的套圈軸向通道；所述套圈軸向通道的尺寸定制為用以允許所述管 道由其穿過；所述套圖具有套圈第一端和套圏第二端； 所述套圈在緊接所述套圏第一端處呈楔形； 所述套圏在緊接所述套圏第一端處可徑向壓縮； 所述套圈在緊接所述套圏第一端處的尺寸定制為 用以在壓縮時繞所述管道同心收縮； 所述套圈第二端具有套圈第二端頸； 所述套圈第二端具有套圈第二端凸緣；所述螺母具有穿過其的螺母軸向通道；所述螺母軸向通道的尺寸定制為用以允許所述管 道由其穿過；所述螺母具有外螺紋；所述螺母的所述外螺紋的尺寸定制為用以被所述 零死體積裝配元件的所述內(nèi)螺紋容納；所述螺母具有螺母第一端和螺母第二端；所述螺母第 一端具有螺母凸緣承窩和螺母第 一 端 頸孔；所述螺母第一端頸孔接近所述螺母凸緣承窩； 所述螺母第一端頸孔的尺寸定制為用以允許套圈第二端凸緣以 干涉配合的方式通過。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將管道連接到裝配部件上的螺母(400)和套圈(300)組件。套圈(300)具有與螺母(400)互鎖且可在螺母(400)內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)的凸狀件。互鎖減少了需要處理的零件的數(shù)量，消除了對用與套圈同種材料制作的螺母的需求，減少了流動限制的可能性或與套圈(300)旋轉(zhuǎn)有關(guān)的管道變形的可能性，并且有助于在需要拆除時從元件上拆除套圈(300)。
文檔編號B01D15/08GK101124027SQ200680003052
公開日2008年2月13日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者H·M·小洛伊 申請人:萬科儀器公司