KR100705370B1 - 키 코드 링을 구비한 액체 화학물 분배 시스템 - Google Patents

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어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드
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Abstract

고 순도 액체 화학물을 취급하는 시스템(100)은 마우스를 구비한 외부 용기(104)를 갖는다. 키 코드 링을 유지하는 폐쇄부는 상기 마우스에 체결된다. 또한, 시스템(100)은 상기 폐쇄부에 체결되는 커넥터(108)를 갖는다. 커넥터(108)는 폐쇄부 내의 키 코드 링(216)과 정합하도록 구성된다. 커넥터(108)는 제조 공정에 연결되며 액체 화학물이 용기(104)로부터 제조 공정에 분배될 수 있도록 상기 폐쇄부에 체결된다.

Description

키 코드 링을 구비한 액체 화학물 분배 시스템{LIQUID CHEMICAL DISPENSING SYSTEM WITH A KEY CODE RING}
본 발명은 산, 용제, 염기, 포토레지스트, 혼입제, 무기물, 유기물, 생물학 용액, 제약품, 방사성 화학물 등을 포함하는 액체 화학물을 저장, 이송 및 분배하기 위한 용기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액체 화학물을 용기로부터 적절하고 안전하게 분배하기 위해 커넥터와 용기의 적절한 체결을 확실하게 하는 키 요소를 사용하는 것에 관한 것이다.
일부 제조 공정은 앞서 기재된 바와 같은 액체 화학물의 사용을 필요로 한다. 대개, 이러한 공정은 각 공정마다 특정 액체 화학물을 필요로 한다. 저장 및 분배 시스템에 의하면, 특정 시간 또는 장소에서의 제조 공정에 액체 화학물을 전달하는데 다른 용기를 사용할 수 있게 된다. 제조 공정의 성공적인 작동은 작업자가 적절한 시간 및 장소에서 정확하게 적절한 액체 화학물을 시스템에 연결하는가에 따라 결정된다. 특정 공정 동안에 적절한 액체 화학물이 시스템에 주입되는 것은 중요하다. 부정확한 액체 화학물이 특정 공정에 주입된다면, 그 공정은 실패할 것이다. 이러한 실패는 제조 공정 작업자뿐만 아니라 그 부근의 모든 사람에게 매우 위험한 상황을 초래할 것이다. 또한, 제조 장비 및 제조된 물품도 심각하게 손상을 입을 것이다.
본 발명은 정확한 화학물을 제조 공정에 연결시키는 것을 확실하게 하기 위한 시스템 및 방법이다. 본 발명은 마우스(mouth)를 구비한 외부 용기 및 상기 마우스에 연결되는 포트를 구비한 내부 용기를 포함한다. 키 코드 링을 구비한 폐쇄부는 마우스에 체결된다. 상기 키 코드 링과 정합하도록 구성된 키 패턴을 구비한 커넥터는 상기 폐쇄부에 체결된다.
도 1은 액체 화학물 분배 시스템의 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시된 용기 및 폐쇄부의 부분 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 용기의 마우스의 분해 단면도이며,
도 4는 도 2에 도시된 폐쇄부의 분해 단면도이고,
도 5a는 키 코드 링의 사시도이며,
도 5b는 도 5a에 도시된 키 코드 링의 단면도이고,
도 5c는 노치를 구비한 도 5a의 키 코드 링의 평면도이며,
도 5d는 노치를 구비한 도 5a의 키 코드 링의 저면도이고,
도 6은 도 1에 도시된 시스템의 커넥터의 단면도이며,
도 7은 도 6에 도시된 커넥터의 분해 단면도이고,
도 8a는 리테이너의 단면도이며,
도 8b는 도 8a에 도시된 리테이너의 저면도이고,
도 8c는 도 8a에 도시된 리테이너 및 키 코드 링의 단면도이며,
도 9는 도 1에 도시된 시스템의 상부 단면도로서, 조립된 상태의 용기와 커넥터를 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 봉입 액체 화학물 분배 시스템(100)의 바람직한 실시예를 도시한다. 시스템(100)은 외부 용기(104), 내부 용기(106), 커넥터(108), 관(110) 및 관(114)을 포함한다. 커넥터(108)는 관(110)을 통해 제조 공정(도시 생략)에 연통되고, 관(114)을 통해 압축 유체 공급원(도시 생략)에 연통된다.
도 2는 외부 용기(104), 내부 용기(106), 장착구(204), 딥 튜브(dip tube)(210), 폐쇄부(214), 키 코드 링(216), 관통 가능한 멤브레인(218) 및 캡(220)을 포함하는 시스템(100)의 다양한 구성 요소를 더 상세히 도시한다.
내부 용기(106)는 장착구(204)에 부착되는 포트를 포함한다. 딥 튜브(210)는 외부 용기(104)의 바닥 부근까지 내부 용기(106)의 내부에서 아래로 연장된다. 장착구(204)는 수나사부가 형성된 외부 용기(104)의 마우스(224)에 리테이너(208)에 의해 장착되며, 외부 용기(104) 내에 내부 용기(106)의 포트를 유지시킨다. 따라서, 장착구(204) 및 리테이너(208)는 내부 용기(106)의 포트를 외부 용기(104)의 마우스에 결합시키는 체결 수단을 구성한다.
외부 용기(104)는 충전(充塡), 이송, 취급 및 분배하는 동안 내부 용기(106)가 필요로 하는 기계적 지지 및 보호를 제공한다. 외부 용기(104)는 대개 금속으로 구성되지만, 플라스틱 재료를 비롯한 다른 재료도 액체 화학물의 특성 및 그 취급에 대한 정부 규제 사항에 따라 사용될 수 있다. 외부 용기(104)는 일반적으로 마우스(224), 바닥(226), 측벽(228), 경사진 상부(230) 및 순부(234)를 구비한 강철 드럼이다. 경사진 상부(230)는 측벽(228)의 상부 에지 하부에 삽입된다. 외부 용기(104)의 측벽(228)은 폐쇄부(214), 캡(220) 및 마우스(224)를 보호한다.
충전하는 동안, 내부 용기(106; 바람직하게는 가요성 백)는 우선 질소 등과 같은 가스에 의해 팽창되며, 그 후에 액체 화학물이 장착구(204)를 통해 공급되어 외부 용기(104) 내의 내부 용기(106)를 채운다. 내부 용기(106)가 충전된 후, 딥 튜브(210)와 딥 튜브 커플링(238)이 장착구(204) 내로 삽입된다. 딥 튜브 커플링(238)은 장착구(204) 내에 놓이며 내부 용기(106) 내에서 딥 튜브를 지지한다. 딥 튜브 커플링(238)을 통해 임의의 형성 가스는 장착구(204)의 상부 영역으로 배출할 수 있게 된다. 딥 튜브(210)는 액체 화학물이 분배되는 동안 외부 용기(104)가 직립 상태로 있게 한다. 또한, 딥 튜브(210)는 내부 용기(106)의 모든 내용물이 비워졌다는 것을 보장한다. 따라서, 딥 튜브(210)는 큰 용기로부터 액체 화학물을 안전하게 분배할 수 있게 한다. 오염이 최소로 유지되는 것을 보장하기 위하여, 딥 튜브(210)는 내부 용기(106)가 액체 화학물로 채워진 직후에 설치된다. 딥 튜브(210)가 제거되면 위험한 유출 및 범람이 발생하기 때문에, 딥 튜브(210)는 모든 액체 화학물이 내부 용기(106)로부터 분배될 때까지 제거되지 않는다.
폐쇄부(214)는 장착구(204), 딥 튜브 커플링(238) 및 외부 용기(104)의 마우스(224)를 포위하는 동시에 장착구(204)와 외부 용기(104)를 관통 가능한 멤브레인(218)으로 밀봉시킨다. 캡(220)은 관통 가능한 멤브레인(218)을 용기를 선적 및 취급하는 동안에 덮어 보호한다. 또한, 폐쇄부(214)는 적절한 커넥터(108)(도 1 참조)에 대한 연결만을 허용하는 키 코드 링(216)을 수용한다.
도 3은 외부 용기(104), 내부 용기(106), 장착구(204), 리테이너(208), 딥 튜브(210) 및 딥 튜브 커플링(238)의 분해 단면도이다. 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 장착구(204)는 마우스(300), 순부(304), 스로트(throat:308), 목 부분(310), 숄더(shoulder)(314) 및 입구(318)를 포함한다. 입구(318)는 장착구(204)를 통해 연장되며 내부 용기(106)의 내부와 연통되어 있다. 순부(304)는 마우스(300)의 상단부에 배치되며 마우스(300)로부터 수평방향 외측으로 90°를 이루며 연장된다. 장착구(204)는 마우스(300)의 하단부 방향으로 폭이 좁아져서 스로트(308)를 형성한다. 목 부분(310)은 스로트(308)로부터 외부 용기(104)의 내부로 하향 연장되며, 그 지점에서 장착구(204)는 목 부분(310)으로부터 거의 수평방향 외측으로 연장되어 숄더(314)를 형성한다. 숄더(314)는 외부 용기(104) 내에 있는 내부 용기(106)를 지지한다. 내부 용기(106)를 채우는 동안 액체 화학물이 외부 용기(104)와 접촉할 수 없도록 내부 용기(106)는 숄더(314)에 대해 밀봉된다.
리테이너(208)는 외부 용기(104)의 마우스(224) 내에 장착구(204)를 장착하며, 테두리부(320), 수평 돌기부(324), 측벽(328), 지지벽(330) 및 개구(334)를 포함한다. 테두리부(320)는 수평하며, 측벽(328)의 상단부로부터 외측으로 연장된다. 리테이너(208)는 테두리부(320) 아래에서 수직으로 연장되며, 측벽(328)으로부터 외측 방향으로 직각으로 구부러져 수평 돌출부(324)를 형성하고, 그 후에 아래 방향으로 90°로 구부러져 수직 지지벽(330)을 형성한다. 측벽(328) 및 테두리부(320)의 내경은 장착구(204)의 마우스(300)의 외경보다 크다. 테두리부(320)는 장착구(204)의 순부(304) 아래에서 장착구(204)를 지지한다. 수평 돌출부(324)는 외부 용기(104)의 마우스(224)의 내부 표면에 있는 에지(338) 상에 안착된다. 에지(338)는 외부 용기(104)의 마우스(224) 내에서 리테이너(208)를 지지한다. 수평 돌기부(324) 내에 있는 개구(334)는 압축 공간(340)과 연통되어 있고, 압축 공간(340)으로 유체가 공급되도록 한다. 유체는 압축 공간(340)에 공급되어 내부 용기(106)를 수축 변형시켜, 액체 화학물을 딥 튜브(210)를 통해 강제로 상향 이동시키고 액체 화학물을 분배시킨다. 별법으로서, 액체 화학물은 내부 용기(106)의 밖으로 펌핑될 수 있다. 이러한 구성에서, 개구(334)는 공기를 압축 공간(340)으로 방출하여 내부 용기(106)가 수축 변형되도록 한다.
딥 튜브 커플링(238)은 장착구(204) 내에 안착된다. 딥 튜브 커플링(238)은 공동(342), 유체 통로(344), 환형링(360), 숄더(350), 홈(354), 테두리부(358) 및 노치(348)를 포함한다. 공동(342)은 딥 튜브 커플링(238) 내의 상단부에서 센터링되고, 딥 튜브 커플링의 하단부 방향으로 폭이 좁아져서 액체 통로(344)에 연통된다. 액체 통로(344)는 딥 튜브 커플링(238) 내에서 센터링되며, 공동(342)으로부터 딥 튜브 커플링(238)의 하단부까지 연장된다. 환형링(360)은 딥 튜브 커플링(238)의 외부 표면에 일체로 형성된다. 노치(348)는 환형링(360)을 수직으로 통과하여 연장된다. 숄더(350)는 환형링(360) 아래에 배치되며 딥 튜브 커플링(238)의 외부 표면이 안쪽 방향으로 급격히 폭이 좁아지는 곳에 형성된다. 테두리부(358)는 딥 튜브 커플링(238)의 외부 표면이 외측으로 돌출하는 곳인 딥 튜브 커플링(238)의 상단부에 형성된다. 홈(354)은 딥 튜브 커플링(238)의 외부 표면에 존재하며 환형링(360)의 위에 그리고 테두리부(358) 아래에 배치된다. O-링(362)이 홈(354) 내에 놓여져 장착구(204)와 딥 튜브 커플링(238) 사이를 밀봉하는 역할을 한다. 환형링(360)은 장착구(204)의 스로트(310) 조금 아래에서 딥 튜브 커플링(238)을 장착구(204) 내에 유지시킨다.
딥 튜브(210)는 숄더(350)의 아래에 있는 딥 튜브 커플링(238)의 하단부에 장착된다. 딥 튜브(210)의 상단부는 깔대기(364)를 형성하며, 폭이 좁아져서 내부 용기(106)의 내부로 하향 연장되는 관(368)을 형성한다. 깔때기(364)의 내경은 상기 숄더(350) 하부의 딥 튜브 커플링(238)의 외경보다 크다. 깔대기(364)는 딥 튜브 커플링(238)의 유체 통로(344)가 딥 튜브(210)의 관(368)과 유통되도록 딥 튜브 커플링(238)에 체결된다. 액체 화학물이 분배되는 동안, 상기 액체 화학물은 내부 용기(106)의 저부로부터 관(368) 및 딥 튜브 커플링(238)의 유체 통로(344)를 지나 강제로 상향 이송된다.
도 4는 폐쇄부(214) 및 캡(220)의 분해도이다. 관통 가능한 멤브레인(218)을 갖는 폐쇄부(214)는 외부 용기(104)의 마우스(224)(도 3에 도시)에 연결된다. 또한, 폐쇄부(214)는 부적절한 액체 화학물이 부적절한 커넥터에 연결되는 것을 방지하는 데 사용되는 키 코드 링(216)을 유지한다.
폐쇄부(214)는 하부 보어(404), 홈(408), 립 스페이서(410), 상부 보어(414), 제1 가스 통로(418) 및 수평 돌기부(420)를 포함한다. 하부 보어(404)는 폐쇄부(214)내의 폐쇄부(214)의 하단부에서 센터링된다. 하부 보어(404)는 외부 용기(104)의 마우스(224) 상에 있는 수나사부와 맞물리는 암나사부를 포함한다. 홈(408)은 하부 보어(404)의 상단부 방향으로 배치된다. 립 스페이서(410)는 하부 보어(404) 상부에 배치된다. 립 스페이서(410)는 장착구(204)의 순부(304)의 외경보다 조금 더 큰 내경을 갖는다. 립 스페이서(410)는 높이는 순부(304)의 높이와 동일하거나 더 크다. 관통 가능한 멤브레인(218)은 스로트(424)의 하단부를 밀봉시키고, 립 스페이서(410)와 하부 보어(404)를 스로트(424)와 상부 보어(414)로부터 분리시킨다. 상부 보어(414)는 폐쇄부(214)의 상단부 내에서 센터링된다. 폐쇄부(214)의 상단부는 캡(220)의 암나사부와 맞물리는 수나사부를 갖는다. 제1 가스 통로(418)는 상부 보어(414)로부터 쇄부(214)를 통과하여 하부 보어(404)까지 연장되며, 관통 가능한 멤브레인(218)을 우회한다. 홈(408)은 외부 용기(104)의 마우스(224)와 폐쇄부(214)사이를 밀봉시키는 O-링(428)을 수용한다. 제1 가스 통로(418) 및 리테이너(208)의 개구(334)(도 3에 도시)를 통해 가압 유체가 압축 공간(340)에 공급될 수 있어, 내부 용기(106)(도 3에 도시)는 액체 화학물을 분배하도록 수축 변형될 수 있다.
용기를 선적 및 취급하는 동안에는, 캡(220)이 폐쇄부(214)의 상단부에 나사 체결된다. 캡(220)은 내부 공동(430), 돌출부(434) 및 홈(438)을 포함한다. 내부 공동(430)은 캡(220)의 하단부 내에 센터링되며 폐쇄부(214)의 수나사부와 맞물리는 암나사부를 갖는다. 돌출부(434)는 캡(220)의 상단부로부터 내부 공동(430)으로 연장되며 폐쇄부(214)의 스로트(424)에 끼워 맞춰지도록 형성된다. 홈(438)은 캡(220) 저면에 배치된다. 홈(438)은, 캡(220)이 폐쇄부(214) 상에 나사 체결될 때 폐쇄부(214)와 캡(220) 사이를 밀봉시키는 O-링(440)을 수용한다. 또한, 돌출부(434)는 관통 가능한 멤브레인(218)을 구조적으로 지지한다. 관통 가능한 멤브레인(218)의 대안으로서, 해당 분야에서 평범한 기술의 하나임이 분명한 것으로, 캡(220)이 폐쇄부(214)에 부착될 때, 캡 시일(cap seal)은 시일의 역할을 하도록 돌출부(434) 상에 끼워 맞춰질 수도 있다. 캡(220)은 외부 용기(104)로부터의 위험한 유출 및 범람이 일어나지 않도록 보장하고 내용물이 오염되는 것을 막기 위해 외부 용기(104)를 밀봉하는 작용을 한다.
폐쇄부(214)는 키 코드 링(216)을 보유한다. 키 코드 링(216)은 키 코드 링(216)의 어떤 부분도 스로트(424) 상부 공간에 돌출하지 않도록, 폐쇄부(214)의 상단부에 있는 리세스에서 스로트(424) 바로 위의 수평 돌출부(420) 상에 안착된다. 다시 말해서, 캡(220)이 폐쇄부(214) 상에 나사 체결될 때, 돌출부(434)는 키 코드 링(216)의 어떤 부분과도 접촉하지 않을 것이다. 키 코드 링(106)의 외경은 폐쇄부(214)의 상부 보어(414)의 내경 보다 조금 작아서, 키 코드 링(216)이 외부 홈(444)내의 O-링(448)으로 끼워 맞춰질 때, 상기 키 코드 링은 폐쇄부(214)의 상부 보어(414) 내에 압축 고정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 키 코드 링(216)의 사시도, 중앙 단면도, 평면도 및 저면도를 상세히 도시한다. 키 코드 링(216)은 폐쇄부(214)의 상단부에 안착되며(도 4에 도시) 폐쇄부(214)가 정확한 커넥터(108)에만 체결되게 하는(도 1에 도시) 주요한 안전 요소로서 작용한다. 바람직한 실시예에서, 키 코드 링(216)은 해당 분야에서 평범한 기술임이 분명한 것으로서 임의의 적합한 폴리머 또는 플라스틱 재료로 제조된다.
키 코드 링(216)은 그 중앙을 관통하는 구멍이 있는 원판 형상으로 형성된다. 키 코드 링(216)은 외부 홈(444), 중앙 보어(500), 하부 홈(504), 구멍(508) 및 노치(510)를 포함한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 외부 홈(444)은 키 코드 링(216)의 상단부에서 외주 둘레로 연장되며, 폐쇄부(214) 내에 키 코드 링(216)을 유지하기 위해 O-링(448)을 수용하도록 형성된다. 중앙 보어(500)는 키 코드 링(216)의 중심을 통과하여 상면으로부터 저면까지 연장되며, 폐쇄부(214)의 스로트(424)의 직경과 거의 동일한 직경을 갖는다. 하부 홈(504)은 키 코드 링(216)의 저면으로 부분적으로 연장되며, 중앙 보어(500)를 둘러싼다. 하부 홈(504)의 단면은 장방형이며, 그 외측면은 키 코드 링(216)의 저면 부근에서 외주를 향해 기울어져 있다. 키 코드 링(216)의 중심으로부터 하부 홈(504)까지의 거리는 하부 홈(504)이 제1 가스 통로(418)와 연통될 수 있을 정도의 거리이다. 구멍(508)은 중앙 보어(500)로부터 키 코드 링(216)의 외주까지 바깥쪽으로 연장된다. 구멍(508)은 폐쇄부(214)의 상부 보어(414)에 대한 키 코드 링(216)의 삽입 및 분리를 용이하게 한다.
도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 일련의 노치(510)는 중앙 보어(500)로부터 키 코드 링(216)의 외주 방향으로(외주에 도달하지는 않음) 연장된다. 도 5d에 잘 도시된 바와 같이, 노치(510)는 하부 홈(504)과 접촉할 수 있을 정도로 반경방향 외측으로 충분히 멀리 연장된다. 도 5c 및 도 5d는 무수한 노치 구조 중에서 단지 일례를 보여준다. 특정 노치 구조를 통해 내부 용기(106)의 내용물을 확인한다. 예를 들어, 도 5c 및 도 5d에 도시된 노치 구조를 갖는 키 코드 링(216)은 동일한 액체 화학물을 수용하는 모든 외부 용기(104)(도 1에 도시)에 사용될 것이다. 다른 액체 화학물을 수용하는 임의의 외부 용기(104)는 다른 노치 구조를 갖는 키 코드 링(216)을 사용할 것이다.
키 코드 링(216)이 폐쇄부(214)의 상부 보어(414)에 압입되어 수평 돌기부(420)(도 4 참조)에 적절하게 안착되었을 때, 키 코드 링은 부적절한 커넥터(108)(도 1에 도시)와의 체결을 배제시키는 기능을 한다. 단지 노치(510)와 정합하도록 구성된 커넥터(108)만이 키 코드 링(216)에 의해 수용될 것이다. 이는 내부 용기(106)의 내용물이 제조 공정의 적합한 지점에서만 사용되는 것을 보장함으로써 위험한 상황을 회피하게 한다.
도 6은 조립되어 있는 커넥터(108)의 단면도이다. 커넥터(108)는 하부 커넥터(600), 리테이너(604), 프로브(608) 및 상부 커넥터(610)를 포함한다. 또한, 커넥터(108)는 O-링(614, 618, 620, 624, 628)을 포함한다. 커넥터(108)의 연결 요소로는 숫 엘보우(630) 및 스위블 엘보우(swivel elbow)(634) 등이 있다. 끝으로, 커넥터(108)는 통기공(638)을 포함한다. 커넥터(108)는 폐쇄부(214)(도 4에 도시)에 체결되어, 내부 용기(106)(도 3 참조)의 내용물을 제조 공정(도시 생략)에 연결한다.
도 7은 커넥터(108)의 분해도이다. 하부 커넥터(600)는 하부 보어(700), 중간 보어(704) 및 상부 보어(708)를 포함한다. 하부 보어(700)는 하부 커넥터(600)의 하단부 내에서 센터링된다. 중간 보어(704)는 하부 커넥터(600) 내에서 그리고 하부 보어(700) 위에서 센터링된다. 중간 보어(704)는 하부 보어(700)보다 폭이 좁고, 폐쇄부(214)의 수나사부와 맞물리는 암나사부를 가지며, 그리고 내경은 리테이너(604)를 수용할 수 있을 정도로 충분히 폭이 크다. 상부 보어(708)는 하부 커넥터(600)의 상단부 내에서 센터링된다. 상부 보어(708)는 중간 보어(704)의 상부에 배치되고 연통된다. 상부 보어(708)의 직경은 상부 커넥터(610)의 돌출부(764)에 체결될 수 있을 정도로 충분히 크다. 부싱(710)의 외경은 상부 보어(708)의 직경과 동일하다. 부싱(710)은 상부 표면에서 연장되는 돌기부(714)를 구비한다. 부싱(710)은 하부 커넥터(600)와 상부 커넥터(610) 사이에 위치하여, 하부 커넥터(600)가 상부 커넥터(610)에 대해 자유롭게 회전하도록 한다.
리테이너(604)는 하부 커넥터(600)의 중간 보어(704) 내에 끼워 맞춰지며, 중앙 보어(718), 홈(720), 홈(724), 숄더(728), 압축 통로(730) 및 볼트 리셉터(780)를 포함한다. 중앙 보어(718)는 리테이너(604)의 중앙을 통하여 연장된다. 홈(724)은 O-링(618)을 수용하도록 중앙 보어(718)의 상단부의 외연부를 따라 연장된다. 숄더(728)는 리테이너(604)의 중점 부근에서 리테이너(604)의 외부 표면을 따라 연장된다. 홈(720)은 숄더(728) 하부에서 리테이너(604)의 외부 표면을 따라 연장되며 O-링(614)을 수용한다. 압축 통로(730)는 중앙 보어(718)의 외측면을 통과하며, 상단부에서 하단부까지 리테이너(604)를 통하여 연장된다.
프로브(608)는 리테이너(604)의 중앙 보어(718)를 지나 연장되며 리테이너(604)에 의해 지지된다. 프로브(608)는 제2 유체 통로(734), 숄더(738), 샤프트(740), 숄더(744) 및 홈(748, 750)을 포함한다. 숫 엘보우(630)는 압축 방식의 끼워 맞춤을 이용하여 프로브(608)의 상단부에 부착된다. 제2 유체 통로(734)는 프로브(608) 내에서 센터링되며 프로브(608)의 상단부에서 하단부까지 연장된다. 프로브(608)의 외부 표면은 프로브(608)의 상단부 아래에서 폭이 넓어져 숄더(738)를 형성한다. 샤프트(740)는 숄더(738) 아래로부터 프로브(608)의 하단부까지 연장된다. 또한, 프로브(608)의 하단부는 폭이 좁아져서 숄더(744)를 형성한다. 프로브(608)의 하단부는 숄더(744) 아래에서 O-링(624, 628)을 수용하는 홈(748, 750)을 구비한다. 프로브(608)의 하단부는 홈(750)의 아래에서 45°로 절삭되어 팁을 형성한다. 홈(748, 750)은 샤프트(740)의 외부 표면 둘레로 연장된다. O-링(624, 628)은 홈(748, 750)에 의해 수용되며, 용기(104)로부터 액체 화학물을 분배하는 동안 프로브(608)와 딥 튜브 커플링(238) 사이를 밀봉하는 기능을 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상부 커넥터(610)는 하부 공동(754), 상부 공동(758), 개구(760), 돌출부(764), 보어(768), 제2 가스 통로(770) 및 볼트 통로(784)를 포함한다. 돌출부(764)는 상부 커넥터(610)의 저면으로부터 연장되며 그 외경은 부싱(710)의 내경보다 작다. 상부 공동(758)은 상부 커넥터(610)의 상단부 내에서 센터링된다. 개구(760)는 상부 공동(758)으로부터 상부 커넥터(610)의 측벽을 관통하여 연장된다. 하부 공동(754)은 상부 커넥터(610)의 하단부에서 센터링되며 그 직경은 숫 엘보우(630)의 기저부를 수용할 수 있을 정도로 충분히 크다. 보어(768)는 상부 커넥터(610)의 돌출부(764) 내에서 센터링된다. 보어(768)의 직경은 하부 공동(754)의 직경보다 크며, 프로브(608)의 숄더(738)의 직경보다는 조금 더 크다.
제2 가스 통로(770)는 하부 공동(754)과 보어(768)의 외측에 배치되며, 상부 공동(758)으로부터 돌출부(764)를 통하여 상부 커넥터(610)의 하단부까지 연장된다. 홈(774)은 제2 가스 통로(770)의 바닥에 있으며 제2 가스 통로(770)의 외부 표면에 걸쳐 연장된다. 홈(774)은 제2 가스 통로(770)를 리테이너(604)에 밀봉하는 O-링(620)을 수용한다. 제2 가스 통로(770)의 상단부는 가압 유체 공급원(114)에 연결되는 스위블 엘보우(634)의 수나사부과 맞물리는 암나사부를 갖는다.
커넥터(108)가 조립되었을때, 프로브(608)의 샤프트(740)는 리테이너(604)의 중앙 보어(718)를 통과하여 연장된다. 프로브(608)의 숄더(738)는 리테이너(604)의 상단부에 안착된다. O-링(618)은 홈(724)에 수용되며 프로브(608)의 숄더(738)와 리테이너(604) 사이를 밀봉한다. 프로브(608)는 중간 보어(704)를 통과하여 커넥터(600)의 하부 보어(700) 내로 연장된다. 부싱(710)은 하부 커넥터(600)의 상부 보어(708) 내에 위치하며, 그 돌기부(714)는 하부 커넥터(600)의 상면 위에서 연장된다.
커넥터(108)가 완전히 조립되었을때, 프로브(608)의 숄더(738)는 상부 커넥터(610)의 보어(768) 내에 끼워 맞추어진다. 상부 커넥터(610)의 돌출부(764)는 하부 커넥터(600)의 상부 보어(708) 내에서 부싱(710) 안에 끼워 맞추어진다. 리테이너(604)는 하부 커넥터(600)의 중간 보어(704) 내에 끼워 맞춰지며, 압축 통로(730)가 상부 공동(610)의 제2 가스 통로(770)와 맞춰지도록 정렬된다. 제2 가스 통로(770) 및 압축 통로(730)는 홈(774) 내부에 있는 O-링(620)에 의해 밀봉된다. 볼트(788)를 와셔(790)를 지나 볼트 리셉터(780)의 나사부에 삽입함으로써, 리테이너(604)는 상부 커넥터(610)의 돌출부(764)에 체결된다. 이러한 구성에서, 상부 커넥터(610)와 리테이너(604)는 부싱(710)의 도움으로 하부 커넥터(600)에 대해 자유롭게 회전한다. 스위블 엘보우(634)의 수나사부는 상부 커넥터(610)의 제2 가스 통로(770)의 암나사부에 하향 나사 체결된다. 숫 엘보우(630)는 압축 방식의 끼워 맞춤을 이용하여 프로브(608)의 상단부에 부착된다.
도 8a 및 도 8b는 리테이너(604)의 단면도 및 저면도이다. 도 8a는 리테이너(604)의 수직 단면도이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 상당량의 재료를 리테이너(604) 하단부의 주변에서 제거하여 키 패턴(800)을 형성한다. 상기 제거된 재료가 압축 통로(730)의 완전성을 저해하지 않도록, 키 패턴(800)을 절삭하여야 한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 키 패턴(800)은 커넥터(108)(도 6 참조)가 어떤 액체 화학물을 분배할 것인지를 결정한다. 키 패턴(800)은 커넥터(108)(도 6 참조)가 분배할 소정의 특정 액체 화학물에 상응한다. 리테이너(604)의 저면에 있는 키 패턴(800)은 단지 하나의 상응하는 키 코드 링(216)에 끼워 맞춰지도록 절삭된다. 키 패턴(800)은 단 하나의 노치 세트(510)와 정합하는 돌출부의 패턴을 포함한다. 도 8c는 리테이너(604)와 키 코드 링(216)이 정합 상태에 있을때의 단면도이다. 상기 도면은 어떻게 키 패턴(800)이 키 코드 링(216)과 정합하는지를 보여준다.
도 9는 액체 화학물 분배 시스템(100)으로부터 액체 화학물을 분배하는 동안 캡(220)(도 4에 도시)을 분리한 상태에서 폐쇄부(214)에 맞물리는 커넥터(108)를 도시한다. 액체 화학물을 분배하기 위해, 캡(220)을 분리하고 프로브(608)의 샤프트(740)를 폐쇄부(214)의 스로트(424)와 관통 가능한 멤브레인(218)을 통과하게 삽입한다. 관통 가능한 멤브레인(218)이 뚫리면, 장착구(204)와 딥 튜브 커플링(238)의 내에 축적되어 있던 가스가 배출된다. 프로브(608)의 팁이 딥 튜브 커플링(238)과 접촉할 때까지 프로브(608)를 계속 삽입한다. 프로브(608)의 하단부 상의 O-링(624)과 O-링(628)은 프로브(608)와 딥 튜브 커플링(238) 사이를 밀봉한다. 또한, 딥 튜브 커플링(238)의 O-링(360)은 장착구(204) 내로 하향 압입되어 딥 튜브 커플링(238)과 장착구(204) 사이를 밀봉하고, 이로써 액체 화학물이 프로브(608)를 지나 유동하는 것을 방지하고 위험한 화학물 유출을 방지한다.
리테이너(604)의 키 패턴(800)이 폐쇄부(214)의 키 코드 링(216)에 적절하게 삽입되지 않고 또한 폐쇄부(214)의 키 코드 링(216)과 적절하게 정합하지 않는다면, 프로브(608)의 완전한 삽입은 불가능하다. 리테이너는 키 패턴(800)이 키 코드 링(216)의 두께 미만으로 리테이너(604)로부터 돌출하도록 치수를 갖는다.
리테이너(604)의 키 패턴(800)이 키 코드 커플링(216) 내로 적절하게 삽입될 때, 리테이너(604)와 폐쇄부(214)의 수평 돌기부(420) 사이에 매니폴드가 형성된다. 상기 매니폴드는 리테이너(604)의 압축 경로(730)와 폐쇄부(214)의 압축 경로 모두에 연통되고, 이에 의해 압축 유체 공급원(도시 생략)에서 압축 공간(340)까지의 밀봉 시스템이 형성된다.
만약 키 패턴(800)과 키 코드 링(216)이 정합하지 않는다면, 매니폴드는 통기공(638)을 통해 대기에 개방된 채로 유지될 것이다. 이러한 상황에서, 매니폴드에 유입되는 압축된 가스는 압축 공간(340)에 유입되기 보다는 대기에 방출되므로 유체의 분배는 불가능할 것이다.
프로브(608)가 딥 튜브(210)의 공동(368) 내로 완전히 삽입되고 키 패턴(800)이 키 코드 링(216)과 적절하게 정렬된 후에는, 가압 유체는 스위블 엘보우(634) 내로 공급될 수 있고, 상기 스위블 엘보우에서 압축 유체, 바람직하게는 압축 공기 또는 압축 질소가 압축 도관(77), 압축 경로(730)를 통해 매니폴드 내로 유동하고, 제1 가스 통로(418), 개구부(334)를 통해 압축 공간(340) 내로 유동하도록 허용된다. 압축 공간(340)에 있어서, 가압 유체가 외부 용기(104) 내의 내부 용기(106)를 수축 변형시키고 액체 화학물을 강제로 상향 이동시켜, 딥 튜브(210), 딥 튜브 커플링(238), 프로브(608)의 제2 유체 통로(734)를 통해, 숫 엘보우(630) 내로, 그리고 제조 공정(도시 생략)으로 나가게 한다.
본 발명의 이중 봉입 액체 화학물 분배 시스템(100)은 제조 공정에서 화학물의 적절한 연결을 보장한다. 이를 실행하기 위해, 액체를 수용하는 내부를 갖고, 상기 내부와 연통되는 포트를 구비하는 내부 용기(106)가 제공된다. 마우스(224)를 구비한 외부 용기(104) 내에 내부 용기(106)가 설치되고 상기 포트를 상기 마우스(224)에 연결시켜, 상부 보어, 제1 유체 통로[하부 보어(404), 상부 보어(414), 스로트(424) 포함] 및 제2 가스 통로(770)를 갖는 폐쇄부(214)를 마우스 위에 부착시킨다. 그 다음, 상기 폐쇄부(214)의 상부 보어(414)에 키 코드 링(216)이 부착되고, 제2 가스 통로(770)를 갖는 커넥터(108)와, 제조 공정과 연통되는 제2 유체 통로(734)가 형성된 프로브(608)가 제공된다. 그런 다음, 상기 키 코드 링(216)과 정합하도록 구성되는 키 패턴(800)을 상기 프로브(608)의 주위를 둘러싸는 상기 커넥터(108)에 부착하는데, 키 코드 링(216)이 키 패턴(800)과 정합하는 경우에는 매니 폴드가 형성되어 제1 가스 통로(418)가 제2 가스 통로(770)와 연통되도록 배치되고, 상기 키 코드 링(216)이 정합하지 않는 경우에는 제1 가스 통로(418)가 외부 대기와 연통되도록, 프로브(608)를 제1 유체 통로 내에 삽입하고 상기 커넥터(108)를 상기 폐쇄부(214)에 결합시키게 된다. 이에 후속하여 관(114)을 통해 가스 통로를 압축 가스 공급원에 연결시키게 된다.
본 발명의 이중 봉입 액체 화학물 분배 시스템(100)은 선행 기술보다 명백한 이점을 제공한다. 본 발명은 키 패턴(800)과 키 코드 링(216)이 정합하는 경우에만 액체 화학물이 분배되도록 한다. 이러한 특징은 작업자가 제조 공정에서 부적절한 장소에 부적절한 액체 화학물을 연결시키는 것을 방지한다. 또한, 본 발명의 키 시스템은 다용도이고 경제적이다. 키 코드 링(216)은 무한 개의 서로 다른 노치 패턴을 구현시킬 수도 있다. 또한, 키 코드 링(216)은 저렴하고, 제조가 용이하다. 본 발명의 키 시스템은 대부분의 미리 제조된 외부 용기(104), 폐쇄부(214) 및 커넥터(108)와 함께 사용될 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었다 할지라도, 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부적인 변형이 있을 수 있다는 걸 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 마우스를 구비한 외부 용기와;
    포트를 구비한 내부 용기와;
    포트를 상기 마우스에 체결하기 위한 체결 수단과;
    마우스에 체결되며, 제1 유체 통로를 구비하는 폐쇄부와;
    상기 폐쇄부의 상부 보어에서 지지되는 키 코드 링과;
    하부 커넥터를 구비하며, 상기 폐쇄부에 체결되는 커넥터; 그리고
    상기 커넥터의 하부 커넥터에 연결되며, 상기 키 코드 링과 정합하도록 구성된 키 패턴
    을 포함하고, 상기 제1 유체 통로에는 상기 폐쇄부의 상부 보어에 수평 돌출부가 형성되며, 상기 키 코드 링은 상기 수평 돌출부에 의해 지지되는 것인 액체 화학물을 수용하기 위한 용기.
  2. 제1항에 있어서, 내부 용기의 포트를 덮는 관통 가능한 멤브레인을 더 포함하는 액체 화학물 수용 용기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 키 코드 링은 중앙 보어를 구비한 원판이며, 상기 원판은 그 내부에 노치를 구비하고, 상기 키 패턴은 상기 키 코드 링과 정합하도록 구성되어 있는 돌출부를 구비하는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄부는 제1 가스 통로를 구비하고 이를 통해 내부 용기의 외측과 연통되며, 상기 커넥터는 제2 가스 통로를 구비하고 이를 통해 가스 공급원과 연통되며, 상기 키 코드 링은 상기 키 패턴과 정합하여 제1 가스 통로 및 제2 가스 통로와 연통되는 매니폴드를 형성하는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 키 코드 링은 상기 폐쇄부의 제1 유체 통로에 인접하는 노치를 규정하고, 상기 키 패턴은 상기 커넥터로부터의 돌출부를 규정하며, 상기 돌출부는 상기 노치와 정합하도록 구성되는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 폐쇄부의 수나사부과 맞물리는 암나사부를 구비하는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커넥터는 제2 유체 통로와, 제2 가스 통로, 그리고 상기 제2 유체 통로와 연통되는 프로브를 더 포함하는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 키 코드 링은 특정 화학물을 대표하는 형상을 갖는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 키 코드 링은 저면을 구비하며, 상기 저면의 내부에는 상기 키 코드 링의 중앙 보어를 둘러싸고 상기 폐쇄부 내의 제1 가스 통로와 연통되는 하부 홈이 마련되는 것인 액체 화학물 수용 용기.
  10. 삭제
  11. 마우스를 구비한 외부 용기와;
    포트를 구비하며 상기 외부 용기의 내부에 배치되는 내부 용기와;
    상기 포트를 마우스에 체결하기 위한 체결 수단과;
    상기 마우스에 체결되며, 제1 유체 통로를 갖는 상부 보어 및 하부 보어를 구비하고, 상부 보어의 제1 유체 통로에는 수평 돌출부가 형성되는 폐쇄부와;
    상기 폐쇄부의 상기 제1 유체 통로의 수평 돌출부에 의해 지지되며, 상기 제1 유체 통로를 포위하는 키 코드 링; 그리고
    상기 폐쇄부에 체결되는 상부 커넥터와 하부 커넥터를 구비하는 커넥터로서, 제2 유체 통로가 형성된 프로브와, 상기 프로브의 외주 둘레에서 상기 하단부로부터 돌출되는 키 패턴을 포함하고, 상기 키 패턴이 상기 키 코드 링과 정합하지 않으면 상기 커넥터가 상기 폐쇄부에 체결될 수 없도록 키 패턴이 형성되어 있는 것인 커넥터
    를 포함하는 액체 화학물을 분배하기 위한 용기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 포트를 덮는 관통 가능한 멤브레인을 더 포함하는 액체 화학물 분배용 용기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 용기가 운반되는 동안 밀봉되도록 상기 폐쇄부의 수나사부와 맞물리는 암나사부를 갖는 캡을 더 포함하는 액체 화학물 분배용 용기.
  14. 제11항에 있어서, 프로브에 체결되며 내부 용기의 저면까지 연장되는 딥 튜브를 더 포함하는 액체 화학물 분배용 용기.
  15. 제11항에 있어서, 상기 커넥터는 맞물림 가능한 암나사부에 의해 상기 폐쇄부에 체결되는 것인 액체 화학물 분배용 용기.
  16. 제11항에 있어서, 상기 키 코드 링은 중앙 보어를 구비하는 원판이며, 상기 원판의 내부에는 하나 이상의 노치가 마련되는 것인 액체 화학물 분배용 용기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 키 코드 링은 폴리머 재료로 제조되는 것인 액체 화학물 분배용 용기.
  18. 제11항에 있어서, 상기 키 패턴은 하부 커넥터에서 상기 프로브의 주위를 둘러싸는 복수 개의 돌출부로 구성되는 것인 액체 화학물 분배용 용기.
  19. 제11항에 있어서, 상기 커넥터는 상부와 하부로 구성되며, 이들 상부와 하부는 서로에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 체결되는 것인 액체 화학물 분배용 용기.
  20. 제조 공정에서 화학물의 적절한 연결을 보장하기 위한 방법으로서,
    액체를 수용하는 내부를 갖고, 상기 내부와 연통되는 포트를 구비하는 내부 용기를 제공하는 단계와;
    마우스를 구비한 외부 용기 내에 내부 용기를 설치하고 상기 포트를 상기 마우스에 연결시켜, 상부 보어, 제1 유체 통로 및 제1 가스 통로를 갖는 폐쇄부를 마우스 위에 부착시키는 단계와;
    상기 폐쇄부의 상부 보어에 키 코드 링을 부착시키는 단계와;
    제2 가스 통로를 갖는 커넥터와, 제조 공정과 연통되는 제2 유체 통로가 형성된 프로브를 제공하는 단계와;
    상기 키 코드 링과 정합하도록 구성되는 키 패턴을 상기 프로브의 주위를 둘러싸는 상기 커넥터에 부착하는 단계와;
    키 코드 링이 키 패턴과 정합하는 경우에는 매니 폴드가 형성되어 제1 가스 통로가 제2 가스 통로와 연통되도록 배치되고, 상기 키 코드 링이 정합하지 않는 경우에는 제1 가스 통로가 외부 대기와 연통되도록, 프로브를 제1 유체 통로 내에 삽입하고 상기 커넥터를 상기 폐쇄부에 결합시키는 단계; 그리고
    가스 통로를 압축 가스 공급원에 연결시키는 단계
    를 포함하는 적절한 연결 보장 방법.
  21. 마우스를 구비한 외부 용기와;
    마우스에 체결되며, 상기 마우스를 관통하는 제1 유체 통로 및 제1 가스 통로를 구비하는 폐쇄부와;
    상기 폐쇄부의 상단부에서 분리 가능하게 지지되는 키 코드 링과;
    하단부를 구비하고 상기 폐쇄부와 결합하는 커넥터로서, 상기 커넥터는, 상기 커넥터를 관통하여 가스 공급원과 연통되는 제2 가스 통로를 구비하는 것인 커넥터; 그리고
    상기 커넥터의 하단부에 연결되고, 제1 가스 통로 및 제2 가스 통로와 연통되어 매니폴드를 형성하도록 상기 키 코드 링과 결합하는 키 패턴
    을 포함하고, 상기 제1 유체 통로에는 상기 폐쇄부의 상부 보어에 수평 돌출부가 형성되며, 상기 키 코드 링은 상기 수평 돌출부에 의해 지지되는 것인 액체 화합물을 수용하기 위한 용기.
  22. 마우스를 구비한 외부 용기와;
    포트를 구비한 내부 용기와;
    포트를 상기 마우스에 체결하기 위한 체결 수단과;
    마우스에 체결되는 폐쇄부로서, 상기 폐쇄부는, 상기 폐쇄부를 관통하는 제1 유체 통로 및 상기 폐쇄부를 관통하여 상기 내부 용기의 외부표면과 연통되는 제1 가스 통로를 구비하는 것인 폐쇄부와;
    상기 폐쇄부의 상단부에서 분리 가능하게 지지되고, 커넥터에 연결된 키 패턴에 결합하도록 형성되는 키 코드 링
    을 포함하고, 상기 제1 유체 통로에는 상기 폐쇄부의 상부 보어에 수평 돌출부가 형성되며, 상기 키 코드 링은 상기 수평 돌출부에 의해 지지되는 것인 액체 화학물을 수용하기 위한 용기.
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