CN115866862A - 具有集成静电放电缓解的流体回路 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有集成静电放电缓解的流体回路。所述流体回路包含多个管件节段及多个操作组件。每一管件节段包含：i)非导电聚合物部分，其界定流体通道；及ii)一或多个内部导电氟聚合物条带，其轴向延伸到所述相应管件节段中的每一者的端。每一操作组件包含导电氟聚合物，其在形成所述流体回路的一部分的多个管件连接器配件之间延伸，其中所述管件连接器配件中的每一者将所述操作组件的相应导体导电地连接到所述管件节段的所述内部导电氟聚合物条带以提供延伸穿过每一操作组件及每一管件节段到达接地的路径。

Description

具有集成静电放电缓解的流体回路
分案申请的相关信息
本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2019年02月27日、申请号为201980030822.5、发明名称为“具有集成静电放电缓解的流体回路”的发明专利申请案。
相关申请案的交叉参考
本申请案依据35USC 119主张于2018年5月7日提出申请的第62/667,783号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的揭示内容出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明的实施例是针对流体处置系统，且更具体来说，是针对具有静电放电缓解的超纯流体处置系统。
背景技术
提供高纯度标准的流体处置系统在先进技术应用中具有许多用途。这些应用包含太阳能面板、平板显示器的处理及制造以及在半导体工业中用于例如光学光刻、散装化学品输送、化学机械抛光(CMP)、湿蚀刻及清洁的应用。这些应用中使用的某些化学品是特别具腐蚀性的，因而由于可能腐蚀流体处置组件及将化学品沥虑到环境中而阻止使用一些常规流体处置技术。
为满足此类应用的抗腐蚀性及纯度要求，流体处置系统提供由惰性聚合物制作的管件、配件、阀门及其它元件。这些惰性聚合物可包含但不限于例如以下各项的氟聚合物：四氟乙烯聚合物(PTFE)；全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；以及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)。除提供非腐蚀性及惰性构造之外，例如PFA的许多氟聚合物是可注射模制及可挤出的。由此类聚合物制作的数种类型的连接器配件是可购得且已知的，例如
Figure SMS_1
配件、/>
Figure SMS_2
配件、扩口配件及其它配件。举例来说，在第5,154,453、6,409,222、6,412,832、6,601,879、6,758,104及6,776,440号美国专利中图解说明示范性配件。
在半导体工业中且在其它技术应用中，静电放电(ESD)是流体处置系统的重要技术问题。流体系统中的流体与各种操作组件(例如，管件或管路、阀门、配件、过滤器等)的表面之间的摩擦接触可导致静电荷的产生及堆积。电荷产生的范围取决于包含但不限于以下各项的各种因素：组件及流体的性质、流体速度、流体黏性、流体的导电性、接地路径、液体中的紊流及切变、流体中空气的存在以及表面积。这些性质及缓解由这些性质造成的非期望静电荷的方式在NFPA 77的“关于静电的推荐措施(Recommended Practice on StaticElectricity)”(第77-1到77-67页，2014年)中论述并报道。
此外，随着流体流动穿过系统，在称为流式传输电荷的现象中可向下游载送电荷，其中电荷可堆积超出电荷起源之处。在各种工艺步骤处，充足电荷累积可在管件或管壁、组件表面处或者甚至衬底或晶片上导致ESD。
在一些应用中，半导体衬底或晶片对静电荷高度敏感并且此ESD可导致衬底或晶片的损坏或破坏。举例来说，归因于不可控制的ESD，衬底上的电路可被破坏并且光活性化合物可在定期曝光之前被活化。另外，堆积静电荷可从流体处置系统内放电到外部环境，从而可能损坏流体处置系统中的组件(例如，管件或管路、配件、组件、容器、过滤器等)，此可导致系统中流体的渗漏、溅出以及组件的经减弱效能。在这些情形中，当在所危及流体处置系统中使用可燃、有毒及/或腐蚀性流体时，此放电可导致潜在火灾或爆炸。
在一些流体处置系统中，为减少静电荷的堆积，流体处置系统中的一些金属或导电组件经接地以缓解系统中的静电荷的堆积，这是因为静电荷从金属或导电组件连续分散到接地。多个地带的常规使用可导致流体处置系统中的过度机械杂波，并且可导致需要大量维护的复杂接地系统网路或者可导致不期望故障的复杂系统。
将期望改进超纯流体处置系统中的ESD缓解，以用于改进组件效能及减少可能损坏ESD的事件。
发明内容
本发明的一或多个实施例涉及一种具有ESD缓解的流体处置系统中的流体回路。在一或多个实施例中，所述流体回路包含多个导电操作组件及管件节段。
在某些实施例中，一种用于预定流体流动通道(例如气体或液体，或者二者)的流体回路，所述预定流体流动通道具有至少一个入口及至少一个出口，所述流体回路包括多个管件节段及多个操作组件，每一操作组件包括具有内部流体流动通道的主体部分及多个管件连接器配件，所述操作组件在选定管件连接器配件处连接所述多个管件节段，所述多个管件节段及操作组件提供穿过所述流体回路的所述流体流动通道；其中每一管件节段包括：i)非导电聚合物部分，其界定所述流体通道；及ii)一或多个内部导电氟聚合物条带，其轴向延伸到所述相应管件节段中的每一者的端，其中每一操作组件主体部分包括在所述多个管件连接器配件中的每一者之间延伸的导电氟聚合物，且其中所述管件连接器配件中的每一者将所述主体部分的相应导体导电地连接到所述管件节段的所述内部导电氟聚合物条带。
其它所揭示实施例是制作用于预定流体流动通道的静电放电缓解流体回路的方法，所述预定流体流动通道具有至少一个入口及至少一个出口，所述方法包括将多个管件节段导电地连接到多个操作组件，每一操作组件包括具有内部流体流动通道的主体部分及多个管件连接器配件，所述操作组件在选定管件连接器配件处连接所述多个管件节段，所述多个管件节段及操作组件提供穿过所述流体回路的所述流体流动通道；其中每一管件节段包括：i)非导电聚合物部分，其界定所述流体通道；及ii)导电氟聚合物的一或多个内部导电条带，所述导电聚合物接合到所述非导电聚合物部分并与其统一，所述一或多个内部导电条带轴向延伸到所述相应管件节段中的每一者的端，其中每一主体部分包括在所述多个管件连接器配件中的每一者之间延伸的导电氟聚合物，且其中所述管件连接器配件中的每一者将所述主体部分的所述相应导体导电地连接到所述管件节段的所述至少一个内部导电氟聚合物条带，且将所述静电放电缓解流体回路连接到接地。
在各种实施例中，为提供穿过所述流体回路的导电路径及流体通道，所述操作组件通过在其相应管件连接器配件处连接到所述组件的一或多个管件节段来连接。适合操作组件包含(举例来说)阀门、平直连接器、T型连接器、肘型连接器、多连接器岐管、过滤器、热交换器或传感器。适合传感器可包含(举例来说)流量控制器、调节器、流量计、压力计或可变面积计。在一或多个实施例中，所述操作组件的所述主体部分可接合到导电部分并与其统一，所述导电部分在所述连接器配件与所述流体流动通道之间延伸。
在某些实施例中，所述多个管件节段各自包含非导电聚合物部分及与所述非导电聚合物管件部分轴向延伸的一或多个内部导电氟聚合物条带。所述管件节段的所述导电氟聚合物条带在所述管件连接器配件处导电地连接到所述主体部分的所述导电路径。
在一或多个实施例中，所述管件连接器配件中的每一者将所述主体部分的所述导电路径导电地连接到被连接到所述相应管件连接器配件的所述管件部分的所述导电氟聚合物条带。
上文发明内容并不打算描述本发明的每一所图解说明实施例或每一实施方案。
附图说明
包含于本发明中的图式图解说明本发明的实施例并与所述说明一起用于阐释本发明的原理。所述图式仅图解说明某些实施例且并不限制本发明。
图1描绘根据本发明的一或多个实施例的流体处置系统及流体回路。
图2描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件及经连接管件节段。
图3描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件、管件连接器配件及配件螺母以及管件节段。
图4a及4b描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件的侧视横截面视图及部分横截面视图，所述操作组件具有管件连接器配件(图4a)及管件节段(图4b)。
图5a描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件的横截面视图。
图5b描绘在图5a的剖切线5-1处截取的横截面视图。
图5c描绘在图5a的剖切线5-1处截取的替代实施例的横截面视图。
图5d及5e描绘在图5a的剖切线5-1处截取的替代实施例的横截面视图。
图6a描绘根据本发明的一或多个实施例的具有两个端帽的过滤器的分解等角视图。
图6b描绘根据本发明的一或多个实施例的具有两个端帽的过滤器的等角视图。
图7a描绘根据本发明的一或多个实施例的具有一个端帽的过滤器的分解等角视图。
图7b描绘根据本发明的一或多个实施例的一个端帽的等角视图。
图8a到8d描绘本发明的管件节段的替代实施例的等角视图。
图9描绘本发明的管件节段的数字图像。
图10描绘本发明的挤出系统。
图11描绘用于对不同管件节段产生静电荷的能力进行测试的法拉第杯(FaradayCup)设备。
图12及13描绘图示地图解说明在相同流量条件下在具有相同直径的PFA管件节段与不锈钢(SS)管件节段之间的静电荷产生的差异的图表1及2。
图14及15描绘图示地图解说明在相同流量条件下在具有相同直径的PFA/内径及外径条带管件节段与PFA/内径条带管件节段之间的静电荷产生的差异的图表3及4。
图16描绘图示地显示各种管件节段产生的经测量静电量的图表5。
本发明的实施例适合于各种修改及替代形式，且一些细节已(举例来说)在图式中展示并将详细描述。应理解，并非打算将本发明限制于所描述的特定实施例；打算将涵盖归属于本发明的精神及范围内的所有修改、等效物及替代方案。
具体实施方式
本发明报告具有ESD缓解的流体处置系统的实施例，所述流体处置系统具有从流体供应器到一或多个下游处理级的流体流动通道。此系统的实施例包含流体回路，其包含经导电地连接的操作组件及管件节段。举例来说，在第WO 2017/210293号国际专利申请案中报告常规及一些ESD缓解流体回路，所述国际专利申请案以引用方式并入本文中，除了其中含有的明确定义或专利权利要求。举例来说，在应特格(Entegris)手册的FLUOROLINE静电(ESD)管件(2015年到2017年)中报告其它ESD缓解流体回路。
本发明中的操作组件是指具有流体输入及流体输出且与管件连接以用于引导或提供流体的流动的任何组件或装置。操作组件的实例包含但不限于配件、阀门、过滤器、热交换器、传感器、泵、混合器、喷嘴及施配头。在第5,672,832、5,678,435、5,869,766、6,412,832、6,601,879、6,595,240、6,612,175、6,652,008、6,758,104、6,789,781、7,063,304、7,308,932、7,383,967、8,561,855、8,689,817及8,726,935号美国专利中图解说明操作组件的这些及额外非限制性实例，所述美国专利中的每一者以引用方式并入本文中，除了所列文件中含有的明确定义或专利权利要求。
操作组件可由导电氟聚合物构造，所述导电氟聚合物包含(举例来说)：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)；四氟乙烯聚合物(PTFE)；或其它适合聚合材料。举例来说，在一些实施例中，导电氟聚合物是装载有导电材料的PFA(例如，经装载PFA)。此经装载PFA包含但不限于装载有碳纤维、镍涂布石墨、碳纤维、碳粉、碳纳米管、金属粒子及钢纤维的PFA。在各种实施例中，导电材料具有小于约每平方1×108欧姆的表面电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1×1010欧姆的表面电阻率水平。在某些实施例中，导电材料具有小于约每平方1×109欧姆的表面电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1×109欧姆的表面电阻率水平。当所揭示流体处置系统经配置以供在超纯流体处置应用中使用时，管件节段及操作组件二者通常由聚合材料构造以满足纯度及抗腐蚀性标准。
本发明中的管件节段通常是指适合于含纳或输送流体的任何柔性或非柔性管或管子。管件节段是导电的，从而沿着流体回路中的每一管件节段的长度提供导电路径。导电管件可由包含金属或经装载聚合材料的材料构造。经装载聚合材料包含装载有钢线、铝薄片、镍涂布石墨、碳纤维、碳粉、碳纳米管或其它导电材料的聚合物。在一些例子中，管件节段是部分导电的，具有由非导电或低导电材料构造的(例如由各种碳氢及非碳氢聚合物构造的)主要部分，例如但不限于：聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚胺基甲酸酯、聚烯、聚苯乙烯、聚酮、聚脲、聚乙烯树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯及氟聚合物。实例性氟聚合物包含但不限于：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)；以及四氟乙烯聚合物(PTFE)或其它适合聚合材料，且具有(举例来说)次级共挤出导电部分。在某些实施例中，管件节段的内部氟聚合物导电条带具有在约0.1到1厘米的范围中的宽度。在选定实施例中，每一管件节段具有在约1到100英尺的范围中的长度。在其它选定实施例中，管件节段具有约1/8英寸到约2英寸的外径。在其它实施例中，管件节段具有约1.2×104到6.7×105欧姆的经测量电阻。在又其它实施例中，管件节段具有约2.5×104欧姆到4.3×104欧姆的经测量电阻。
图1描绘根据本发明的一或多个实施例的流体处置系统150。系统150提供流动路径以使流体从流体供应器152流动到定位在流体供应源下游的一或多个处理级156。系统150包含流体回路160，流体回路160包含流体处置系统150的流动路径的一部分。流体回路160包含管件节段164及经由管件节段164互连的多个操作组件168。在图1中，操作组件168包含肘形配件170、T形配件172、阀门174、过滤器176、流量传感器178及平直配件179。然而，在各种实施例中，流体回路160可包含数目上及类型上额外或较少的操作组件168。举例来说，流体回路160可替代或另外包含泵、混合器、施配头、喷嘴、压力调节器、流量控制器或其它类型的操作组件。在组装中，操作组件168通过在其相应管件连接器配件186处连接到组件168的多个管件节段164连接在一起。经连接在一起，多个管件节段164及操作组件168提供从流体供应器152穿过流体回路160且朝向处理级156的流体通道。在某些实施例中，操作组件168各自包含界定流体流动通道的主体部分182及一或多个管件连接器配件186。在一些实施例中，管件连接器配件186中的至少一者是用于将流体接收到主体部分182中的入口部分，且管件连接器配件186中的至少另一者是用于输出经由入口部分接收的流体的出口部分。举例来说，T形配件172包含是从流体供应器152接收流体的入口部分的一个管件连接器配件186及是朝向处理级156输出流体的出口部分的两个管件连接器配件186。在某些实施例中，入口部分及出口部分各自连接或可连接到管件节段164。然而，在一些实施例中，举例来说，在流体回路160中的操作组件168包含喷嘴的情况下，仅需要入口部分可连接到管件节段164。在一些实施例中，操作组件168中的一或多者包含单管件连接器或配件179。
如图1中所图解说明，使用导电材料来另外构造每一主体部分182以形成导体部分，所述导体部分在管件连接器配件186中的每一者之间延伸并在其间提供导电路径。在各种实施例中，所述导电路径接合到主体部分182并与其统一且由导电聚合材料构造。举例来说，在一些实施例中，导体部分由装载有导电材料的PFA构造。此经装载PFA包含但不限于装载有碳纤维、镍涂布石墨、碳纤维、碳粉、碳纳米管、金属粒子及钢纤维的PFA。
如图2及3中所图解说明，管件节段164是部分导电的，其具有由非导电或低导电聚合材料构造的主要部分或管件部分187且具有由导电材料构造的沿着管件部分187的内部长度轴向延伸的次要部分或导电部分188(由虚线指示)。举例来说，在一些实施例中，管件节段164各自包含非导电氟聚合物的管件部分187及形成为导电聚合物条带的导电部分188，所述导电聚合物条带在非导电氟聚合物主要部分187上轴向延伸并与其接合成统一。在某些实施例中，管件部分由具有次要部分的一或多个导电条带187的PFA构造，所述次要部分由在其内部表面处或附近沿着管件节段164中的每一者的内部长度挤出的碳载PFA构造。
如图1中所图解说明，操作组件168中的每一者包含桥接组件，所述桥接组件用于将主体部分182的相应导电路径导电地连接到被连接到操作组件168的管件节段164的导电部分187(在图2及3中展示)。如此，在某些实施例中，经连接的操作组件168及管件节段164沿着流体回路160的整体形成电路径，从而消除管件节段160之间的导电性破坏。电路图190叠加在流体回路160上方以图解说明所述电路径。在各种实施例中，导电材料具有小于约每平方1×1010欧姆的表面电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1×1010欧姆的表面电阻率水平。在某些实施例中，导电材料具有小于约每平方1×109欧姆的表面电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1×109欧姆的表面电阻率水平。
在某些实施例中，为缓解静电荷堆积，操作组件168中的一或多者经由一或多个附接夹具198电连接到接地194。接地附接夹具198通过提供从导电路径190到接地194的路径而在静电荷堆积于流体回路160中时连续分散所述静电荷。
图2及3描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件210的实例。图2描绘操作组件210，其是配件214且更具体来说是具有“T”形状的三通连接器(例如，T形配件)。图3描绘阀门218。T形配件214包含导电主体部分222及从主体部分222向外延伸的三个连接器配件226。在某些实施例中，连接器配件的外部表面包含结构表面270。阀门218包含导电主体部分230及从主体部分230向外延伸的两个连接器配件227。在某些实施例中，连接器配件的外部表面包含结构表面270。
在各种实施例中，连接器配件226及227是大致相同设计。如上文所描述，在各种实施例中，主体部分222、230是使用导电聚合材料来构造。举例来说，主体部分222或230可由导电碳载氟聚合物构造，导电碳载氟聚合物包含但不限于PFA、ETFE、FEP及PTFE。
图4a图解说明用以连接两个管件节段的平直连接器配件400。连接器配件400包含肩部区域402，其邻近操作组件的主体部分404且向外延伸以形成颈部区域406、螺纹区域406a及管接头部分406b。管件节段164是由在某些实施例中可配置(举例来说)为
Figure SMS_3
配件的管接头部分406b接收。连接器配件400还包含附接特征408，其是与主体部分504导电地连接以用于附接到外部电触点且接着附接到接地的导电材料。举例来说，附接特征408可连接到经接地以便配置操作组件连接器配件400以用于ESD缓解的电触点。
在图4b中所图解说明的实施例中，连接器配件400包含用于啮合到螺纹区域406a以固定管件节段164的连接器配件螺母410。在一些实施例中，配件螺母可以是(举例来说)压缩螺母。当配件螺母410旋转并紧固到螺纹区域406a上时，管件节段164啮合连接器配件使得内部导电条带将导电部分导电地连接到管接头部分406b，以及在管件与连接器配件之间形成防渗漏密封。在一或多个实施例中，配件螺母410具有大体圆柱形形状，其具有包含用于与螺纹区域406a配合的螺纹410a的内部表面。另外，配件螺母410可具有结构化外表面，例如，举例来说，在图2及3中图解说明的肋状物270，其中所述肋状物围绕外部表面而对称安置以与用于紧固或放松螺纹区域406a上的配件螺母410的扳手或锁定装置配合。
在一或多个实施例中，配件螺母410由聚合材料构造。举例来说，在某些实施例中，配件螺母410由PFA、聚苯胺或其它适合聚合物构造。
在一些实施例中，连接器配件400是(举例来说)使用常规模制工艺形成的例如碳载PFA或其它适合导电聚合物的导电聚合物材料。
在某些实施例中，当连接器配件400与管件节段164组装在一起时，配件螺母410在管接头前向部分406b处接触管件节段164的外部表面且在管件节段164与连接器配件400之间形成连续流体通道。当旋转及紧固配件螺母410时，定位在配件螺母410与肩部部分402之间的O型环412接触配件螺母的外部表面及肩部部分的外部表面二者以提供防渗漏连接。
在各种实施例中，O型环360由例如PFA或其它聚合物或者弹性体的聚合材料构造。
所属领域的技术人员将了解，虽然图2、3及4中所图解说明的具体实施例具有完全相同连接器配件，但在某些实施例中，连接器配件可具有变化大小，可具有各种设计(例如步降或步升配件)或者可位于各种类型的操作组件210上。
图5a到5e图解说明操作组件500的数个实施例。操作组件500包含主体部分504、管件连接器配件520及配件螺母508。在一或多个实施例中，操作组件500另外包含主体部分中的操作元件506。在各种实施例中，操作元件506宽泛地包含适合结构、电子器件或其它材料，以用于配置操作组件500以执行各种操作。举例来说，在一些实施例中，操作元件506是混合器、传感器、过滤器、泵、热交换器或其它适合元件。如此，操作组件500可配置以在流体回路内执行各种工艺或任务。
主体部分504包含导电PFA，其在管件连接配件520中的每一者之间延伸且分别在管件连接器配件520中的每一者与管件节段522a及522b的内部导电条带之间形成电接触。在一或多个实施例中，在图5b及5c中描绘，管件节段的导电部分是导电材料的窄内部条带，所述导电材料接合到管件节段的非导电聚合物材料且与其统一。图5b图解说明具有四个内部导电条带524a到524d的管件节段。在另一实施例中，图5c图解说明具有八个内部导电条带524a到524h的管件节段。在又其它实施例中，图5d图解说明具有八个内部导电条带524a到524h以及两个外部导电条带526a及526b的管件节段。在具有内部及外部条带的管件节段的类似构造中，图5e图解说明具有四个内部导电条带524a到524d以及两个外部导电条带526a及526b的管件节段。
如上文所描述，在各种实施例中，操作组件500在连接器配件508中的每一者处与管件节段522a及522b连接。连接器配件508形成从管件节段的导电部分522a及522b穿过连接器部分508且跨越主体部分504的电路径。
在各种实施例中，在图5a中所图解说明，主体部分504包含附接特征528。在一或多个实施例中，附接特征528是与主体部分504导电地连接以用于附接到外部电触点且接着附接到接地的导电材料件。举例来说，附接特征528可连接到经接地以便配置操作组件500以用于ESD缓解的电触点。在一或多个实施例中，附接特征528是经旋拧以用于附接到螺母或其它螺纹连接器的连接器凸起。在一些实施例中，附接特征528是用于连接到电触点的凸片、螺纹孔或其它适合特征。然而，在某些实施例中，附接特征528可经配置以用于干涉配合、搭扣配合、摩擦配合或与电触点配合的其它方法。
图6a图解说明是过滤器的操作组件的一个实施例。过滤器600的此等距视图包含壳体602、两个导电端帽604及606以及外导电套管608。壳体602包含内部过滤器元件(未展示)，所述内部过滤器元件在一些实施例中是可替换组件；而在其它实施例中是固定的不可替换组件。在各种实施例中，壳体602可以是聚合材料且在其它实施例中可以是导电聚合物，例如，举例来说，如上文所描述的导电碳载PFA。导电端帽604、606二者可以是导电材料，例如，举例来说，导电碳载PFA。每一端帽604、606包含用于将端帽连接到壳体602的配件。在一些实施例中，连接可以是可移除的，而在其它实施例中，连接可以是固定或永久的。另外，每一端帽604、606包含一或多个连接器配件以将每一端帽连接到在上文描述的管件节段(还未展示)以便提供从管件节段穿过一个端帽及壳体到另一端帽及管件节段的连接路径及流体通道二者。在某些实施例中，连接器配件包含(举例来说)管接头部分610、螺纹部分612、肩部部分614及配件螺母616(如上文所描述)以从管件节段及过滤器600提供导电连接以及防渗漏通道。此外，连接器配件可包含O型环(未展示)。导电套管608在壳体602及导电端帽604、606二者的外部表面上方延伸。套管608是在端帽604、606之间提供导电连接的导电聚合物材料，例如，举例来说，碳载PFA。在一些实施例中，套管608是收缩包扎聚合物，其可放置于壳体602及端帽604、606的外部上方且通过使用常规设备及工艺将热施加到套管而连接到外部表面。任选地，两个端帽604、606可包含附接特征(未展示)。在一或多个实施例中，所述附接特征是与一个或两个端帽604、606导电地连接以用于附接到外部电触点且接着附接到接地的导电材料件。举例来说，附接特征可连接到经接地以便配置过滤器以用于ESD缓解的电触点。在一或多个实施例中，附接特征是经旋拧以用于附接到螺母或其它螺纹连接器的连接器凸起。在一些实施例中，附接特征是用于连接到电触点的凸片、螺纹孔或其它适合特征。然而，在某些实施例中，附接特征可经配置以用于干涉配合、搭扣配合、摩擦配合或与电触点配合的其它方法。
在如图6b中所图解说明的某些实施例中，过滤器600包含排放配件618及排放塞620。当排放配件618及/或排放塞是导电材料时，这些组件中的一或二者可连接到接地以提供ESD缓解。
图7a还图解说明是过滤器的操作组件的一个实施例。过滤器700的此等距视图包含壳体702、导电端帽704及外导电套管708。壳体702包含内部过滤器元件(未展示)，所述内部过滤器元件在某些实施例中是可替换组件；而在其它实施例中是固定的不可替换组件。在各种实施例中，壳体702可以是聚合材料且在其它实施例中可以是导电聚合物，例如，举例来说，如上文所描述的导电碳载PFA。导电端帽704可以是导电材料，例如，举例来说，导电碳载PFA。导电端帽704包含用于将端帽连接到壳体702的配件。在一些实施例中，连接可以是可移除的，而在其它实施例中，连接可以是固定或永久的。此外，端帽704包含一或多个连接器配件710以将端帽连接到管件节段(如上文所描述)，以便提供从管件节段经由导体配件穿过壳体到另一导体配件及管件节段的连接及流体通道二者。在某些实施例中，连接器配件包含(举例来说)管接头部分、螺纹部分、肩部部分及配件螺母(如上文所描述)以从管件节段164及过滤器700提供导电连接以及防渗漏流体通道。此外，连接器配件可包含O型环(未展示)。导电套管708在壳体702及导电端帽704二者的外部表面上方延伸。套管708是导电聚合物材料，例如，举例来说，碳载PFA，其在端帽704与过滤器700的外部之间提供导电连接。在一些实施例中，套管708是收缩包扎聚合物，其可放置于壳体702及端帽704的外部上方且通过使用常规设备及工艺将热施加到套管而连接到外部表面。任选地，端帽704可包含附接特征(未展示)。在一或多个实施例中，附接特征是与端帽704导电地连接以用于附接到外部电触点且接着附接到接地的导电材料件。举例来说，附接特征可连接到经接地以便配置过滤器以用于ESD缓解的电触点。在一或多个实施例中，附接特征是经旋拧以用于附接到螺母或其它螺纹连接器的连接器凸起。在一些实施例中，附接特征是用于连接到电触点的凸片、螺纹孔或其它适合特征。然而，在某些实施例中，附接特征可经配置以用于干涉配合、搭扣配合、摩擦配合或与电触点配合的其它方法。在某些实施例中，过滤器700包含排放配件718及排放塞(未展示)。当排放配件718及/或排放塞是导电材料时，这些组件中的一或二者可连接到接地以提供ESD缓解。图7a还图解说明包含夹紧元件721、722及723的任选保持器夹紧件。
图7b图解说明包含导电聚合物部分730及天然聚合物部分732的端帽704的实施例。
共挤出工艺
可使用各种共挤出工艺来制作本发明中陈述的具有导电聚合物条带的管件节段。举例来说，在图8a中图解说明的管件节段800a包含管件节段的外部或外径上的导电条带802a及804a以及管件节段的内部或内径上的导电条带806a。在另一实施例中，图8b图解说明管件节段800b，其在管件节段的内部上具有导电条带802b，导电条带802b是沿着管件节段的轴向长度延伸的螺旋条带。在另一实施例中，图8c图解说明管件节段800c，其在管件节段的外部及内部二者上具有导电条带802c及804c，导电条带802c及804c是沿着管件节段的长度轴向延伸的螺旋条带。在再一实施例中，图8d图解说明管件节段800d，其在管件节段的外部上具有导电条带802d，导电条带802d是沿着管件节段的长度轴向地延伸的螺旋条带。
图9是管件节段900的数字图像，管件节段900在管件节段的内部上包含八个内部条带、图像中的黑色条带。此数字图像展示内部条带接合到管件节段并使其它部分与管件节段统一。
图10是挤出设备的数字图像，所述挤出设备提供本发明中陈述的一或多个管件节段。图10展示非导电经挤出聚合物(PFA)进料1000及导电经挤出聚合物(PFA/碳黑聚合物)进料1010，其以垂直方式进料到在管件节段1050的内径上以及在管件节段的内径及外径二者上挤出条带1030的工具1020。所属领域的技术人员将易于确定具体挤出参数，所述挤出参数将提供具有接合到管件节段的非导电部分并与其统一的导电条带的管件节段。
实例1静电产生测试
此实例测量通过使去离子水流动穿过包含以下表1中所陈述的导电及非导电材料的管件节段而产生的静电量。使用用于收集及测量法拉第杯中的所产生电荷的已知方法进行静电测量。
图11是展示此实例中使用的法拉第杯设备1100的数字图像。简洁地，使去离子水1110通过操作元件1130及经接地管件节段1120且接着收集在法拉第杯中。法拉第杯1150包含当收集数据用于此实例时未在图像中展示的盖子。图表1到4中陈述由经成像数据提供的示范性数据。
附图12及13描绘图示地图解说明在相同流量条件下在具有相同直径的PFA管件节段与不锈钢(SS)管件节段之间的静电荷产生的差异的图表1及2。与由SS管件节段产生的静电荷(约80nC)相比，PFA管件节段基本上产生更多静电荷(约1600nC)。
附图14及15描绘图示地图解说明在相同流量条件下在具有相同直径的PFA/内径及外径条带管件节段与PFA/内径条带管件节段之间的静电荷产生的差异的图表3及4。与由PFA/内径条带管件节段产生的静电荷(约115nC)相比，PFA/内径及外径条带管件节段产生更少静电荷(约43nC)。
表1汇总由在此实例中测试的各种管件节段产生的经测量静电量。附图16中还描绘图示地显示这些结果的图表5。
表1
Figure SMS_4
已出于图解说明目的呈现本发明的各种实施例的说明，但并不打算穷尽或限制于所揭示的实施例。在不背离所描述实施例的范围及精神的情况下，所属领域的技术人员将明了许多修改及变化形式。本文中使用的术语经选择以阐释实施例的原理、实务应用或优于存在于市场中的技术的技术改进，或者使得所属领域的技术人员能够理解本文中所揭示的实施例。

Claims (6)

1.一种用于减少电荷累积的操作组件，所述操作组件包括：
流体通道，其将所述流体通道的入口连接到所述流体通道的出口；
导电聚合物，其包括所述流体通道的壁的一部分；以及
附接特征，其将相应操作组件的所述导电聚合物导电地连接到接地。
2.根据权利要求1所述的操作组件，其中所述操作组件包括阀门、平直连接器、T型连接器、肘型连接器、多连接器岐管、过滤器、热交换器或传感器。
3.根据权利要求1所述的操作组件，其中所述操作组件是过滤器，所述过滤器包括：具有壳体的主体部分，其具有所述流体通道；过滤器元件；及两个导电端帽，其具有管件连接器配件及导电配件螺母以将所连接的管件节段导电地连接到所述过滤器，其中所述主体部分具有导电外部条带以导电地连接所述导电端帽。
4.一种用于减少电荷累积的管件节段，所述管件节段包括：
非导电聚合物部分，其界定流体通道；以及
导电氟聚合物的内部导电条带，其轴向延伸到相应管件节段的端，所述内部导电条带包括所述流体通道的壁的一部分。
5.根据权利要求4所述的管件节段，其中所述氟聚合物包括选自由以下各者组成的群组中的至少一种聚合物：乙烯四氟乙烯聚合物(ETFE)、乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)、氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)和四氟乙烯聚合物(PTFE)。
6.根据权利要求4所述的管件节段，其中所述管件节段包括轴向延伸到相应管件节段的端的多个导电氟聚合物的内部导电条带。
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