KR20230159772A - Ccss 장비 제작 및 설계 방법 - Google Patents

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Abstract

CCSS 장비 제작 및 설계 방법이 개시된다. 본 발명은 가열체를 PFA 재료의 연화 온도의 적어도 15℃ 아래로 가열하는 단계; 상기 튜브의 원위 단부 부분이 유연한 상태일 때까지 상기 가열체에서 형성되는 홀(hole)에 상기 튜브의 원위 단부 부분을 배치하는 단계; 맨드릴(mandrel)의 원통형 포스트(cylindrical post) 상에 슬리브를 배치하는 단계; 손으로 상기 튜브를 파지하는 단계; 상기 손으로 상기 튜브를 파지하는 동안, 상기 튜브의 원위 단부 부분을 상기 가열체의 홀 밖으로 당기는 단계; 상기 제거하는 단계 후 10초 이내에, 상기 가열된 튜브의 원위 단부 부분을 상기 원통형 포스트 및 상기 슬리브에 걸쳐 푸시하는(push) 단계; 상기 푸시하는 단계 후 10초 이내에, 상기 맨드릴의 원통형 포스트로부터 상기 부착된 튜브 및 상기 슬리브를 즉시 제거하는 단계; 상기 튜브의 원위 단부 부분이 상기 튜브의 원위 단부 부분의 온도가 38℃ 미만일 때까지, 15℃ 내지 38℃ 사이의 온도를 가지는 공기에 유지되는 것을 허용하는 단계를 포함한다.

Description

CCSS 장비 제작 및 설계 방법{How to build and design CCSS equipment}
본원에 설명된 다양한 실시예들 및 양태들은 CCSS 장비 제작 및 설계 방법에 관한 것이다.
화학물질 중앙공급장치(Central Chemical Supply System, CCSS)들은 반도체들의 제조에서 액체 사용의 유동을 제어하는 서로 연결되는 다양한 튜브들 및 다른 구성요소들을 요구한다. 액체 분배 시스템은 고온 및 대기압 이상의 압력들에서 작동하고, 그리고 이에 따라 특정 고유한 요건들을 갖는다. 이러한 유형들의 화학물질 중앙공급장치들을 조립할 때, 특정 결함들이 존재한다.
이에 따라, 화학물질 중앙공급장치들을 조립하기 위한 개선된 방법 및 장치가 당 분야에 필요하다.
본 발명의 목적은 반도체 제조를 위한 설비에서 화학 약품을 공급하는 배관이 외부 충격을 받거나 커넥터주변에서 배관이 움직이는 것을 방지할 수 있는 CCSS 장비 제작 및 설계 방법를 제공하는 것이다.
본원에 설명되는 다양한 양태들은 당 분야의 결점들을 해결한다. 예를 들어, 화학물질 중앙공급장치, 튜브, 슬리브, 피팅, 및 유니온 너트를 조립하기 위한 기계가 도시된다. 또한, 기계, 튜브, 슬리브, 피팅, 및 유니온 너트를 활용하여 화학물질 중앙공급장치를 조립하기 위한 방법이 본원에 설명된다. 본원에서 설명되는 방법 및 장치는, 조인트가 조립되었을 때 튜브의 개선된 당김 강도에 대해 튜브와 슬리브 사이의 수축 밀봉 정합 연결을 허용한다. 게다가, 조인트를 통한 유체 유동 제한들을 최소화하기 위해, 조인트에서의 변형들이 최소화된다. 또한, 조인트의 내경은 유니온 너트가 설치되기 전에 그리고 유니언 너트가 설치되고 그리고 피팅으로부터 제거된 후에도 동일하다.
더 구체적으로, PFA 재료로 제조된 튜브를 PFA 재료로 제조된 슬리브에 결합하는 방법이 개시된다. 본 방법은, 가열체를 PFA 재료의 연화 온도의 적어도 15℃ 아래로 가열하는 단계; 튜브의 원위 단부 부분이 유연한 상태일 때까지 가열체에서 형성되는 홀(hole)에 튜브의 원위 단부 부분을 배치하는 단계; 맨드릴(mandrel)의 원통형 포스트(cylindrical post) 상에 슬리브를 배치하는 단계; 손으로 튜브를 파지하는 단계; 손으로 튜브를 파지하는 동안, 튜브의 원위 단부 부분을 가열체의 홀 밖으로 당기는 단계; 제거하는 단계 후 10초 이내에, 가열된 튜브의 원위 단부 부분을 원통형 포스트 및 슬리브에 걸쳐 푸시하는(push) 단계; 푸시하는 단계 후 10초 이내에, 맨드릴의 원통형 포스트로부터 부착된 튜브 및 슬리브를 즉시 제거하는 단계; 튜브의 원위 단부 부분이 튜브의 원위 단부 부분의 온도가 38℃ 미만일 때까지, 15℃ 내지 38℃ 사이의 온도를 가지는 공기에 유지되는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
본 방법은 튜브의 원위 단부 부분을 슬리브 상으로 수축시키기 위해 튜브의 외경과 비교하여 더 빠른 속도로 튜브의 내경을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법에서, 푸시하는 단계는, 튜브의 원위 단부 부분의 원위 단부가 슬리브의 정지 플랜지(stop flange)에 접촉할 때까지 가열된 튜브의 원위 단부 부분을 푸시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 튜브의 내부 표면과 슬리브의 확장된 부분의 외부 표면과 슬리브의 감소된 직경의 원통형 섹션 사이의 연결 퍼센트(percentage)는 75% 이상일 수 있다. 연결 퍼센트는 90% 내지 96%일 수 있다.
본 방법에서, 제거하는 단계는 푸시하는 단계 후 3초 이내에 수행될 수 있다.
가열하는 단계에서, 가열체는 250℃ 내지 290℃의 온도로 가열될 수 있다.
다른 양태에서, 슬리브에 튜브를 장착하기 위한 기계가 개시된다. 기계는, 상기 튜브의 외경보다 더 큰 내경을 가지는 홀 및 상기 슬리브의 길이의 ¾보다 더 큰 깊이를 가지는 홀을 갖는 가열체; 히터(heater) ─ 히터는 가열체의 온도를 튜브의 재료의 대략 연화 온도로 상승시키기 위해 히터로부터 가열체로 열을 전달하기 위해 가열체와 열 연통함 ─ ; 히터와 전기적으로 통신하고 그리고 히터를 켜고 그리고 끄도록 작동하는 제어기; 제어기에 인접한 맨드릴을 포함하며, 맨드릴은 튜브의 내경보다 더 작은 외경을 규정하는 원통형 포스트를 갖는다.
맨드릴은 맞물린 포지션과 맞물림해제된 포지션 사이에서 원통형 포스트의 원위 단부 부분 상에 슬라이딩가능하게 배치되는 리테이너 슬리브를 더 가질 수 있다. 맞물린 포지션에서, 복수의 아암들은 리테이너 슬리브가 맞물림해제된 포지션에 있을 때와 비교하여 리테이너 슬리브 및 원통형 포스트의 중심 축으로부터 더 큰 정도로 바깥쪽으로 펼쳐질 수 있다.
다른 양태에서, 튜브를 피팅에 부착하는 방법이 개시된다. 본 방법은 슬리브에 걸쳐 배치되는 튜브를 제공하는 단계 ─ 슬리브 및 튜브는, 서로 결합될 때, 기초부와 슬리브의 확장된 부분의 정점 사이에서 연장되고 그리고 원추형 구성을 가지는 정합 가압 표면들을 규정하며, 튜브 및 슬리브의 정합 가압 표면들은 슬리브의 원추형 표면의 길이의 적어도 75%에 걸쳐 서로 연결됨 ─ ; 튜브 및 슬리브를 피팅 내로 삽입하는 단계; 너트의 가압 표면이 정합 가압 표면들에 대해 정렬되는 튜브의 외부 표면에 맞닿게 접촉하고 그리고 푸시하도록 피팅의 나사산 상으로 너트를 나사결합시키는 단계; 너트를 피팅 상으로 토크 다운하는(torqueing down) 단계; 및 너트를 피팅 상으로 미리 정해진 레벨까지 토크 다운함으로써 원추형 표면에서 튜브와 슬리브 사이의 연결을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법에서, 증가된 연결의 증가는 적어도 2%일 수 있다.
본 방법에서, 너트가 피팅 상으로 토크 다운된 후, 연결 백분율은 98% 이상일 수 있다. 본 방법에서, 너트가 토크하는 단계 후에 제거된다면, 너트가 피팅 상으로 토크된 전과 동일하게 슬리브의 내경이 유지되도록, 너트는, 슬리브, 튜브, 및 피팅의 집합적으로 탄성 제한에 제한되는 레벨까지 피팅 상으로 토크될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, CCSS 배관을 외부 충격으로부터 보호함으로써 설비측 배관과 CCSS 배관 사이에서 화학 약품이 누설되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 튜브 및 슬리브를 결합하기 위한 가열 기계의 사시도이다.
도 2는 맨드릴 위에 배치된 슬리브를 갖는 도 1에 도시된 맨드릴의 정면도이다.
도 3은 맨드릴 상에 배치된 슬리브 및 업 포지션(up position)의 슬라이딩 유지식 슬리브를 갖는 맨드릴의 정면도이다.
도 4는 유니온 너트(union nut), 튜브(tube), 슬리브(sleeve) 및 피팅(fitting)의 사시도이다.
도 5는 조립체의 단면도이다.
도 6은 슬리브의 확대 단면도이다.
이제 도면들을 참조하면, 화학물질 중앙공급장치에 사용되는 조인트(20)를 생성하기 위한 가열 기계(10)를 포함하는 다양한 양태들이 개시된다. 조인트(20)는 튜브(12) 및 피팅(16)을 포함할 수 있다. 튜브(12)는 슬리브(14)에 부착될 수 있다. 조합된 튜브/슬리브(12, 14)는 유니온 너트(18)로 피팅(16)에 부착될 수 있다. 본원에 설명되는 조인트(20)는 화학물질 중앙공급장치의 작동 압력 및 온도를 견디기에 충분히 높은 튜브 당김 힘(pull out force)(즉, 피팅(16)으로부터 튜브(12)를 당기는데 요구되는 힘)을 가질 수 있다. 조인트(20)의 높은 당김 강도는 다음: 튜브가 기계(10)로 가열된 후 슬리브(14)에 튜브(12)를 부착하는 것, 및 튜브가 응력 경감된 상태(즉, 유연한 상태)인 동안, 튜브(12)의 외부 표면(82)과 비교하여 더 빠른 속도로 튜브(12)의 내부 표면(48)을 냉각하는 것, 및 냉각 후에 조합된 튜브/슬리브가 응력 경감된 상태이도록 조합된 튜브(12) 및 슬리브(14)를 공냉시키는 것 중 하나 이상에 의해 성취된다. 게다가, 조인트(20)는, 유니언 너트(18)가 조임 레벨로 토크된 후의 조인트(20)의 내경이 튜브(12)의 내경(42)보다 상당히 더 작지 않기 때문에 화학물질 중앙공급장치를 통해 액체 유동을 상당히 제한하지 않는다. 조인트의 내경은 피팅 상에 너트를 토크 다운한(torqueing down) 후 튜브의 내경보다 약 0% 내지 5%, 그리고 보다 바람직하게는 1% 내지 2%(예컨대, 1.5%)만큼 더 작을 수 있다. 조인트(20)의 내경의 최소 감소는 넓은 영역에 걸쳐 슬리브(14)에 압력을 가하는 넓은 영역을 가지는 유니온 너트(18)의 압력 표면(132)을 제공함으로써 성취된다. 또한, 너트(18)는 조인트(20)가 그의 탄성 제한을 초과하지 않는 레벨까지 피팅(16) 상으로 조여질 수 있다. 이는, 유니온 너트(18)가 작동 토크로 피팅(16) 상으로 조여지기 전 그리고 유니온 너트(18)가 피팅(16)으로부터 제거된 후, 조인트(20)의 내경이 동일한 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 이제 도 1을 참조하면, 기계(10)는 튜브(12)를 슬리브(14)에 연결시키는 것을 보조한다. 기계(10)는 가열체(24)를 가질 수 있다. 가열체(24)는 히터(미도시)와 열 연통될 수 있다. 히터는, FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌) 또는 PFA(퍼플루오로알콕시) 재료로 제작되는 튜브(12)를 가열할 때 가열체(24)를 180℃ 내지 310℃의 온도까지 가열할 수 있다. 가열체(24)는 기초부(26)에 부착될 수 있다. 기초부(26)는 또한, 제어기(28) 및 맨드릴들(30a 내지 30e)을 고정시키는데 사용될 수 있다. 핸들들(32)은, 사용자가 화학물질 중앙공급장치를 조립할 때 위치로부터 위치까지 기계(10)를 들어올리고 그리고 이동시키는 것을 허용하기 위해 기초부(26)에 부착될 수 있다. 제어기(28) 및 기계(10)의 히터는 전기 코드(34)를 통해 전기를 공급하는 전기 콘센트(electrical outlet)에 의해 전력공급될 수 있다.
가열체(24)는 수직 배향으로 배치될 수 있다. 가열체(24)는, 가열체(24)를 상방 방향으로 유지하는 포스트(post)(36)에 부착될 수 있다. 상방 방향은, 홀들(38a 내지 38e)이 수직으로 정렬된 중심 축을 가질 수 있는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 홀들(38a 내지 38e) 중 하나에 삽입될 수 있는 튜브(12)는 또한 수직으로 정렬된다. 가열체(24)의 외측에 놓이는 튜브(12)는 사람의 손에 의해 파지될 수 있어, 우선적으로 튜브(12)를 홀들(38a 내지 38e) 내로 삽입하고, 그 후, 튜브(12)의 증류 단부 부분(40)이 요망되는 온도에 도달한 후, 그 후, 사용자는 가열체(24)로부터 튜브(12)를 제거할 수 있고 그리고 맨드릴들(30a 내지 30e) 중 하나 상에 배치되었던 슬리브(14)에 걸쳐 튜브(12)의 증류 단부 부분(40)을 푸시할 수 있다.
튜브(12)는 그의 외경(41)에 의해 규정된 다양한 크기들로 제공될 수 있다. 튜브들(12)은 1/4인치 외경, 3/8인치 외경, 1/2인치 외경, 3/4인치 외경, 1인치 외경 및 1.5인치 외경으로 제공될 수 있다. 이러한 크기들 사이의 다른 크기들이 또한 고려된다. 이들 튜브 크기들 각각은 상이한 내경(44)을 가질 수 있다. 홀들(38a 내지 38e)은 튜브(12)의 외경(41)보다 약간 더 큰(예컨대, 약 3% 내지 5%만큼 더 큰) 내경을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 튜브(12)의 증류 단부 부분(40)은 적절한 홀(38a 내지 38e) 내로 삽입될 수 있다. 튜브(12)의 내경(42)은 0.125인치 및 2인치와 동일할 수 있고 그리고 0.125인치 내지 2인치일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, ¼인치 외경 튜브의 내경(42)은 5/32인치일 수 있으며, 3/8인치 외경 튜브의 내경(42)은 ¼인치일 수 있으며, ½인치 외경 튜브의 내경(42)은 3/8인치일 수 있으며, ¾인치 외경 튜브의 내경(42)은 5/8인치일 수 있으며, 그리고 1인치 외경 튜브의 내경(42)은 7/8인치 일 수 있다.
제한이 아닌 예로서, 1인치 외경 튜브(12)는 1인치보다 약간 더 큰 내경을 가질 수 있는 홀(38e) 내로 삽입될 수 있다(예컨대, 홀들(38e)의 내경은 약 1.01인치일 수 있음). ¼인치 홀, 3/8인치 홀(38b), ½인치 홀, 및 0.75인치 홀(38d)은, 외경들보다 0.005인치 내지 0.010인치만큼 더 크고 그리고 이와 동일한 약간 더 큰 내경을 가질 수 있다. 홀(38a 내지 38e)은 슬리브(14)의 밀봉 길이(46)와 대략 동일하거나 이보다 약 1/8인치만큼 더 큰 깊이(44)를 가질 수 있다. 슬리브(14)의 밀봉 길이(46)는, 튜브(12)가 슬리브(14)에 맞물려질 때 튜브(12)의 내부 표면(48)이 접촉하는 영역이다.
가열체(24)는 금속성 재료로부터 제작될 수 있다. 튜브(12)의 증류 단부 부분(40)을 홀(38) 내로 삽입하기 위해, 사용자는, 사용자의 손으로 홀(38)에 진입하지 않는 튜브(12)의 부분을 파지할 수 있다. 사용자는, 증류 단부 부분(40)을 적절한 홀(38a 내지 38e) 내로 푸시하고, 증류 단부 부분(40)이 적절한 온도로 가열될 때까지 대기하고, 그 후 홀(38a 내지 38e) 밖으로 튜브(12)의 증류 단부 부분(40)을 당긴다.
가열체(24)를 가열하는 히터를 켜거나 끄기 위해, 사용자는 제어기(28)를 작동할 수 있다. 또한, 제어기를 통해, 사용자는 가열체(24)의 온도를 적절한 온도로 상승시키거나 내릴 수 있다. 제어기(28)는 히터를 제어하기 위한 버튼들, 노브들, 압력 감지 스크린을 가질 수 있다. 가열체(24)는 FEP 재료로 제작된 튜브에 대해 160℃(즉, 140℃ 내지 180℃)로 가열될 수 있고, 그리고 PFA 재료로 제작된 튜브에 대해 약 270℃(즉, 250℃ 내지 290℃)로 가열될 수 있다.
이제 도 2 내지 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 맨드릴들(30a 내지 30e) 중 하나는 이들 도면들에서 표시된다. 맨드릴(30)은 포스트(50)로 기초부(26)에 부착될 수 있다. 보호 시스(52)는 사람에 대한 해를 완화하기 위해 나사들(54)과 함께 포스트(50)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 보호 시스가 사용되지 않은 경우, 200℃ 초과일 것인 가열된 튜브(12)는 조인트(20)를 조립하는 사람에 의해 터치될 수 있고 그리고 그 사람에게 화상을 입힐 수 있다. 시스는 보호 장벽을 제공한다. 게다가, 시스는 또한 절연체로서 기능할 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 튜브(12)의 내부 표면(48)은 튜브(12)의 외부 표면(82)보다 더 빠르게 냉각된다. 맨드릴(30) 주위에 시스(52)를 배치함으로써, 시스(52)는 튜브의 원위 단부 부분 내에서 열을 유지하기 위해 튜브(12)의 외부 표면(82)에 대한 절연체로서 작용할 수 있다. 시스(52)가 튜브의 내부 표면(48)과 비교하여 튜브의 외부 표면(82)의 보다 빠른 그리고 보다 느린 냉각을 용이하게 하는 것을 돕는 것으로 설명되지만, 시스는 외부 표면(82)과 비교하여 내부 표면(48)의 보다 빠른 냉각을 용이하게 하는데 필수적인 구성요소가 아니다. 포스트(67) 및 슬라이딩 유지식 슬리브(64)의 열 전달 계수는, 심지어 시스(52)가 없어도, 튜브(12) 및 슬리브(14)가 20℃ 내지 44℃의 온도를 가지는 주변 공기에서 냉각될 때 튜브(12)의 외부 표면(82)보다 튜브(12)의 내부 표면(48)이 더 빨리 냉각되도록 충분히 높을 수 있다. 도 2 내지 도 3에 도시된 맨드릴들(30a 내지 30e)은 단순성과 명료성의 목적들을 위해 시스(52) 없이 도시된다.
맨드릴들(30a 내지 30e)은 도 2에 도시된 바와 같이 외경(54) 및 정지 표면(56)을 가질 수 있다. 슬리브(14)가 맨드릴(38a 내지 38e)에 걸쳐 배치될 때, 슬리브(14)의 원위 단부(58)는 정지 표면(56)에 접촉한다. 이러한 포지션에서, 슬리브(14)의 대향된 단부 부분(60)은 맨드릴(30a 내지 30e)의 숄더 표면(62)에 정렬된다.
맨드릴(30a 내지 30e)은 슬라이딩 유지식 슬리브(64)를 가질 수 있다. 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는 업 포지션으로, 그리고 다운 포지션으로 횡단될 수 있다. 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)가 업 포지션으로부터 다운 포지션까지 전환될 때 도 4에 도시된 바와 같이 멀리 펼쳐지는 복수의 아암들(66)을 가질 수 있다
맨드릴(30a 내지 30e)의 포스트(67)는 외경(54), 숄더 표면(62), 및 유지 캐치(retaining catch)를 규정할 수 있다. 유지 캐치는, 포스트(66)에서의 슬라이딩 유지식 슬리브(64)의 제거를 방지하고 그리고 슬라이딩 유지식 슬리브(64)의 업 포지션 및 다운 포지션을 규정한다. 특히, 포스트(66)는 상부 홈(68) 및 하부 홈(70)을 가질 수 있다. 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)가 업 및 다운 포지션들에 있을 때 상부 및 하부 홈(68, 70) 내로 수용되는 돌출부(72)를 가질 수 있다. 슬라이딩 유지식 슬리브(64)가 다운 포지션에 있을 때, 숄더 표면(62)이 아암들(66)을 바깥쪽으로 푸시하기 때문에, 아암들(66)은 펼쳐진다.
이러한 다운 포지션에서, 아암들(66)의 원위 단부 부분들은 챔퍼(74)와 숄더 표면(62)에 의해 형성된 갭 내에 존재한다. 이와 같이, 튜브(12)가 슬리브(14)에 걸쳐 푸시되고 있을 때, 튜브(14)의 원위 단부(76)는 슬리브(14)의 에지(78) 상에서 걸리지 않거나 방해되지 않는데, 왜냐하면 에지(78)와 슬리브(14)의 내경(80) 사이의 갭 또는 립(83) 때문이다. 그러나, 유지식 슬리브(64)의 아암들(66)의 원위 단부 부분이 챔퍼(74)에 대해 충돌하기 때문에, 슬리브(14)에 대한 튜브(12)의 임의의 오정렬은, 튜브(12)의 원위 단부(76)가 슬리브의 에지(78) 상에 걸리지 않도록 아암들(66)에 의해 보정된다.
튜브(12)가 슬리브(14)에 걸쳐 푸시될 때, 튜브의 내부 표면은 슬리브의 외부 표면과 접촉한다. 튜브의 내부 표면으로부터의 열은, 튜브의 외부 표면으로부터의 열의 속도와 비교하여 보다 빠른 속도로 이러한 접촉을 통해 내부 표면 밖으로 전달된다. 포스트(67) 및 맨드릴(30a 내지 30e)의 슬라이딩 유지식 슬리브(64), 및 슬리브(14)는, 튜브(12)의 내부 표면(48)이 튜브(12)의 외부 표면(82)과 비교하여 보다 빠른 속도로 수축될 수 있도록, 튜브(12)가 튜브의 외부 표면(82)과 비교하여 더 큰 속도로 슬리브(14)에 걸쳐 그리고 포스트(67) 상에 배치될 때 튜브(12)의 가열된 원위 단부 부분(40)의 내부 표면(48)으로부터 멀리 열을 끌어올 수 있다. 포스트(67)는 공기와 비교하여 더 높은 열 전달 계수를 가지는 재료로 제조될 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 포스트(67)는 알루미늄을 포함하는(하지만, 이에 제한되지 않음) 금속성 재료로 제조될 수 있다. 게다가, 포스트(67)의 외부 표면은, 튜브(12)의 내부 표면(48)으로부터 멀리 그리고 튜브(12)의 내부 표면(48)을 통해 포스트(67) 내로 열의 신속한 열 전달을 추가로 보조하기 위해 니켈 합금 코팅을 가질 수 있다. 슬리브(14)가 공기에 노출된 외부 표면과 비교하여 보다 빠른 속도로 튜브의 원위 단부 부분의 내부 표면으로부터 멀리 열을 끌어올 수 있는 것이 또한 고려된다.
게다가, 튜브의 내부 표면(48)으로부터 멀어지는 열 전달을 용이하게 하기 위해, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는 튜브(12) 및 슬리브(14)와 동일한 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 튜브(12) 및 슬리브(14)는 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌) 또는 PFA(퍼플루오로알콕시) 재료들로 제조될 수 있다. 비록 튜브(12) 및 슬리브(14)가 동일한 재료로 제조될 수 있지만, 튜브(12)가 FEP 재료로 제조될 수 있으며 그리고 슬리브(14)가 PFA 재료로 제조될 수 있으며 그리고 그 반대의 경우의 상황을 포함하지만 이에 제한되지 않는 상이한 재료들로 튜브(12) 및 슬리브(14)가 제조될 수 있는 것이 또한 고려된다.
선택적으로, 열전 냉각기는, 튜브의 외부 표면(82)보다 더 빠르게 튜브(12)의 내부 표면(48)을 냉각시키도록 포스트(67)로부터 멀리 열을 능동적으로 끌어오기 위해 포스트(67)에 또한 부착될 수 있는 것이 또한 고려된다. 또한, 내부 표면(48)이 튜브(12)의 외부 표면(82)보다 더 빨리 냉각되도록, 열 싱크들이 포스트(67)로부터 멀리 열을 추가로 끌어오도록 포스트(67)에 부착될 수 있는 것이 또한 고려된다.
맨드릴(38a 내지 38e)은, 튜브(12)의 원위 단부(76)가 슬리브(14)의 챔퍼(74)에 의해 생성된 에지(78)를 캐치하는 것을 완화시키는 목적들로 슬라이딩 유지식 슬리브(64)를 가지는 것으로 나타난다. 그러나, 슬리브(14)의 대향 단부 부분(60)이 갭 또는 립(83)에 의해 포스트(67)의 외부 표면으로부터 멀리 이격되지 않는 날카로운 에지를 가지도록, 슬리브(14)가 챔퍼(74) 없이 제조될 수 있는 것이 또한 고려된다. 튜브(12)의 원위 단부(76)를 캐치할 수 있는 슬리브(14)의 대향 원위 단부(60) 상에 립(83)이 존재하지 않는다. 이러한 점에서, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는 필수적이지 않다.
슬라이딩 유지식 슬리브(64), 포스트(67), 슬리브(14), 및 튜브(12)는 원통형일 수 있다. 이들 구성요소들의 도면들에 도시된 단면들은 구성요소(64, 67, 14 및 12)의 중심 축을 통한 임의의 단면을 예시하는 것으로 특징화될 수 있다. 너트(18)의 외부 표면과 그 위에 형성된 나사산들을 제외하고는, 유니온 너트(18) 및 피팅(16)에 대해서도 동일할 수 있다.
이제 도 4내지 도 6을 참조하면, 피팅(16), 슬리브(14), 튜브(12), 및 유니온 너트(18)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 피팅(16)은 피팅(16)의 대향 단부 부분들 상에 나사산(들)을 가질 수 있다. 그러나, 피팅(16)은 단지 피팅(16)의 일 측면 상에 나사산(들)(86)을 가질 수 있고 그리고 피팅(16)의 다른 측면 상에, 엘보우, 튜브, 밸브 또는 다른 구성과 같은 튜브형 구조일 수 있다는 것이 또한 고려된다. 피팅(16)의 나사산(86)은 유니온 너트(18)의 나사산들(88)과 일치할 수 있다. 피팅(16)은 또한 피팅(16) 상으로 유니온 너트(18)를 조이는 동안 피팅(16)을 정지 상태로 유지하는 것을 보조하기 위해 렌칭 표면(90)을 가질 수 있다.
피팅(16)은 슬리브(14)의 확장된 부분(94)으로 인해 바깥쪽으로 펼쳐지는(flared) 튜브(12)를 수용하는 챔퍼형 표면(92)을 가질 수 있다. 피팅의 챔퍼형 표면(92)은 슬리브(14)의 원추형 표면(116)과 동일한 각도에 있을 수 있다. 피팅(16)은 또한 튜브(12)의 직선 부분(98) 및 슬리브(14)의 직선 부분(100)을 수용하는 직선 원통형 표면(96)을 가질 수 있다. 도 6은 슬리브(14)의 직선 섹션(100)을 예시한다. 직선 섹션(100)은 또한 단차부(102)를 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 심지어 단계(102)의 경우, 직선 섹션은 여전히 직선으로 고려될 수 있다. 피팅(16)은 또한 슬리브(14)의 돌출부(106)를 수용하는 오목부(104)를 가질 수 있다. 이러한 피팅(16)은 또한, 튜브(12)의 내경(42)과 동일할 수 있는 내경(108)을 규정할 수 있다. 조립될 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 튜브(12)를 통해 유동하는 유체(22)는 또한 슬리브(14) 및 피팅(16)을 통해 유동한다. 그러나, 피팅(16)의 내경(108) 및 슬리브의 내경(110)이 튜브(12)의 내경(42)과 동일하기 때문에, 유체(22)는 조인트(20)를 통한 층류(laminar flow)를 유지하고 그리고 또한 이를 통한 액체(22)의 유동에 대해 어떠한 상당한 마찰도 경험하지 않는다.
이제 도 6을 참조하면, 슬리브(14)가 도시된다. 슬리브(14)는 그 정점에 외경(112)을 가지는 확장된 부분(94)을 규정한다. 정점은 평평한 원통형 표면일 수 있다. 게다가, 확장된 부분(94)은 2개의 원추형 표면들(114, 116)을 가질 수 있다. 원추형 표면(114)은 에지(78)로부터 정점의 원통형 표면(118)까지 연장된다. 원추형 표면(116)은 확장된 부분(94)의 정점으로부터 감소된 직경의 원통형 섹션(120)까지 연장될 수 있다. 감소된 직경의 원통형 섹션은 확장된 부분(94)의 외경(112)보다 더 작은 외경(112)을 가질 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 슬리브(14)의 챔퍼(74)는 선택적이다.
슬리브(14)의 원추형 표면(114)은 가압 표면으로 지칭될 수 있다. 원추형 표면(114)은 슬리브(14)의 중심 축(111)으로부터 10도 내지 65도와 동일하거나 그 사이의 각도(113)에 있을 수 있다. 바람직하게는, 각도(113)는 중심 축(111)으로부터 15도 및 45도(예를 들어, 30도)일 수 있다. 원추형 표면(114)의 길이(115)는 슬리브(14)의 길이(117)의 10% 내지 27%과 동일할 수 있거나 그 사이에 있을 수 있고 그리고 보다 바람직하게는 17% 내지 20%와 동일하거나 그 사이일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 1/4인치 외경 튜브를 위한 슬리브의 원추형 표면(114)의 길이(115)는 0.090인치이며, 3/8인치 외경 튜브를 위한 슬리브의 원추형 표면(114)의 길이(115)는 0.127인치이고, 1/2인치 외경 튜브를 위한 슬리브의 원추형 표면(114)의 길이(115)는 0.132인치이며, 3/4인치 외경 튜브를 위한 슬리브의 원추형 표면(114)의 길이(115)는 0.173인치이고, 그리고 1인치 외경 튜브를 위한 슬리브의 원추형 표면(114)의 길이(115)는 0.218인치이다. 상이하게 크기가 정해진 외경들을 가지는 튜브들에 대한 길이(115)는 전술된 비율들 내에서 피팅하도록 크기가 정해질 수 있다. 원추형 표면(114)의 길이(115)는 슬리브(14) 상에서 하중을 분배하기 위해 그리고 너트(18)가 피팅(16) 상으로 토크될 때 슬리브(14)의 내경(110)의 안쪽 편향 또는 감소를 완화하기 위해 넓은 영역에 걸쳐 유니온 너트에 의해 이에 가해지는 힘을 수용한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 유니온(18)은, 유니온(18)이 피팅(16) 상으로 나사결합되고 있는 경우, 가압 표면(114)에 대해 튜브(12)를 푸시한다. 그렇게 함으로써, 슬리브(14)는 피팅(16) 내로 추가로 압박된다. 게다가, 원추형 표면(116)은 피팅(16)의 챔퍼형 표면(92)에 대해 또한 가압하는 튜브(12)에 대해 가압한다. 다시 말해, 튜브(12)는 도 5에 도시된 바와 같이 피팅(16)의 챔퍼형 표면(92)과 슬리브(14)의 원추형 표면(116) 사이에 끼워진다. 이는, 액체(22)가 조인트(20) 밖으로 유동하는 것을 방지하기 위해 접촉하는 튜브의 내부 표면과 원추형 표면(116) 사이에 액밀 밀봉을 형성한다. 원추형 표면(116)은 원추형 표면(114)과 동일한 치수들을 가질 수 있다. 원추형 표면(116)은 원추형 표면(114)과 같은 거울 구성일 수 있거나 상이하지만 원추형 표면(114)에 대해 본원에서 언급된 범위들 내에 있을 수 있다.
게다가, 본원에서 논의된 바와 같이, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 슬리브(14)의 확장된 부분(94)에 걸쳐 푸시될 때 유연한 상태에 있다. 유연한 상태에서, 튜브의 원위 단부 부분(40)이 가열되며 그리고 그의 탄성 범위가 증가된다. 더욱이, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40) 내의 응력들이 경감된다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 확장된 부분(94)에 걸쳐 푸시될 때, 튜브의 원위 단부 부분(40)의 신장은 유연한 원위 단부 부분의 탄성 제한을 넘어 가지 않는다. 게다가, 확장된 부분(94)은 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)를 그의 탄성 제한을 넘어, 하지만 원위 단부 부분(40)이 냉각된 후, 튜브(12)의 내경(42)이 슬리브(14)의 감소된 직경의 원통형 섹션(120)의 외경(122)으로 다시 내려가지 않을 것이도록 상당히 신장시킬 수 있는 것이 고려된다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 냉각된 후, 튜브의 원위 단부 부분(40)의 냉각 및 튜브의 원위 단부 부분(40)의 탄성은 튜브의 내경(42)을 수축시키거나 감소시키기에 충분할 수 있어서, 튜브의 원위 단부 부분(40)의 내부 표면은 감소된 직경의 원통형 섹션(120) 및 슬리브(14)의 원추형 표면(116) 상에서 압축될 수 있다. 슬리브(14) 상의 튜브의 내부 표면(48)의 압축은 확장된 부분(94)의 길이의 75% 초과 및 최대 95%(예컨대, 보다 바람직하게는 90% 내지 95%)를 따른 갭 및 튜브의 내부 표면(48)과 슬리브(14)의 외부 표면 사이에 감소된 직경의 원통형 섹션(120)이 존재하지 않는 연결을 생성한다. 튜브(12)는 슬리브(14)의 원추형 표면(116)으로부터 이격되지 않는다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 원위 단부 부분(40)과 보다 구체적으로 슬리브(14)의 원추형 표면(116)에 대해 푸시하는 튜브(12)의 부분 사이의 밀접 연결을 향상시키기 위해 슬리브(14) 상으로 수축되고 그리고 탄성적으로 압축된다. 슬리브(14)에서 튜브(12)를 당기기 위해, 튜브(12)의 탄성 제한이 초과되어야 할 것이다. 그러므로, 슬리브(14)로부터의 튜브(12)의 당김 힘은 화학물질 중앙공급장치의 작동 조건들을 견디기에 충분히 높다.
튜브(12)는, 사용자가 사용자의 손으로 튜브를 파지할 수 있고 그리고 여전히 가열체(24)의 홀(38) 내로 원위 단부 부분(40)을 여전히 삽입시키기에 충분히 긴 길이(124)를 가질 수 있다. 사람의 손으로 튜브(12)를 파지하는 것 대신에, 보다 짧은 튜브들(124)이 화학물질 중앙공급장치에 설치되도록 요구되는 상황에서 튜브가 파지 디바이스로 파지될 수 있는 것이 또한 고려된다.
유니언 너트(18)는 그의 외부 측 상에 성곽형(castellated) 구성을 가질 수 있다. 이러한 성곽형 돌출부들(126)은 너트(18)를 피팅 상으로 조이도록 토크를 가하는 것을 보조한다. 유니온 너트(18)는 튜브(12)의 외경(41)보다 더 큰 내경(128)을 갖는다. 이는, 튜브(12)가 조인트(20)의 조립 동안 너트(18)의 홀(130) 내로 삽입되는 것을 허용한다. 유니온 너트(18)는 또한 가압 표면(132)을 갖는다. 제한이 아닌 예로서, 가압 표면(132)의 길이(133)는 ¼인치 외경(OD) 튜브에 대해 0.079인치, 3/8인치 외경 튜브에 대해 0.099인치, ½인치 외경 튜브에 대해 0.099인치, 3/4인치 외경 튜브에 대해 0.115인치, 1인치 외경 튜브에 대해 0.140인치이다. 상이하게 크기가 정해진 외경들을 가지는 튜브들에 대한 길이(133)는 전술된 비율들 내에서 피팅하도록 크기가 정해질 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 길이(133)는 슬리브의 원추형 표면의 길이(115)의 40% 내지 95%일 수 있다. 보다 바람직하게는, 길이(133)는 길이(115)의 75% + 또는 - 15%일 수 있다. 가압 표면(132)은 슬리브(14)의 원추형 표면(114)과 동일한 각도에 있을 수 있는 원추형 구성을 가질 수 있다. 조인트(20)의 조립 동안, 유니온(18)의 가압 표면(132)은 슬리브(14)의 원추형 표면(114)의 위치에서 튜브(12)의 외부 표면에 대해 푸시한다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은, 이 원위 단부 부분이 슬리브(14)의 윤곽들에 피팅하도록 가열된다. 이와 같이, 유니온 너트(18)는 튜브(12)의 외부 표면 내로 가우징하지(gouge) 않고 그리고 튜브(12) 상에서 응력 집중들을 생성하지 않는다. 게다가, 유니온 너트(18)는 튜브(12)에 대한 날카로운 핀 포인트 압력을 가하지 않는다. 오히려, 너트(18)는 가압 표면(132)을 통해 튜브(12) 및 슬리브(14)에 가해지는 압력을 보다 양호하게 분배하기 위해 넓은 영역에 걸쳐 슬리브로 힘을 전달한다. 이는, 슬리브(14)의 보다 적은 변형을 유발시키고, 그리고 이에 따라 슬리브(14)를 통한 유체 유동(22)의 최소 중단을 초래한다. 게다가, 튜브의 내부 표면과 슬리브의 외부 표면 사이의 확장된 부분 및 감소된 직경의 원통형 섹션(120)의 길이를 따른 연결 퍼센트는, 유니온 너트(18)가 피팅(16) 상으로 토크 다운될 때 2% 초과(예컨대, 75% 내지 77%, 95% 내지 97%, 또는 90% 내지 95% 내지 92% 내지 97%)로 증가할 수 있다. 바람직하게는, 확대된 부분 및 감소된 직경의 원통형 섹션(122)의 길이를 따라 튜브의 내부 표면과 슬리브의 외부 표면 사이의 연결 퍼센트는, 유니온 너트(18)가 피팅(16) 상으로 토크 다운될 때 99% 내지 100%이도록 증가될 수 있다.
화학물질 중앙공급장치를 조립하기 위해, 튜브들(12)이 슬리브들(14)에 부착된다. 이들 슬리브들(14)은 화학물질 중앙공급장치에서 요구되는 바와 같이 튜브들(12)을 다양한 피팅들(16)에 부착하는데 사용된다. 튜브(12)를 슬리브(14)에 장착하기 위해, 사용자는 가열체(24)를 가열하기 위해 가열 기계(10)를 켠다. 가열체(24)의 온도는 튜브(12)가 제조되는 재료의 유형에 따른 온도로 설정된다. 사용자는 기계(10)의 제어기(28)를 통해 가열체(24)의 온도를 제어할 수 있다. 일단 가열체(24)가 요망되는 온도로 가열된다면, 사용자는 튜브(12)를 파지하고 그리고 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)을 적절한 홀(38a 내지 38e) 내로 삽입시킨다. 그 후, 가열체(24)는, 원위 단부 부분(40)이 튜브 재료의 15℃ 미만의 연화 온도와 튜브 재료의 용융 온도와 동일한 온도 그리고 그 사이의 온도에 도달할 때까지 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)를 가열한다. 바람직하게는, 가열체(24)는 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)을 적어도 튜브 재료의 연화 온도로 가열한다. 이러한 지점에서, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 유연한 상태인 것으로서 특징화될 수 있다. 일반적으로, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은, 원위 단부 부분(40)의 온도가 가열체(24)의 온도와 동일한 온도에 도달할 수 있도록 약 45초 동안 가열체(24)에 유지된다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 유연한 상태에 있을 때, 튜브(12)의 내경 및 외경은 약 3% 내지 4%만큼 증가할 것이다. 이는, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 슬리브(14)의 확장된 부분(94)에 걸쳐 푸시되는 것을 가능하게 한다. 게다가, 유연한 상태는 재료의 탄성 제한을 증가시켜서, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 슬리브(14)의 확장된 부분(94)을 지나갈 때, 슬리브(14)의 확장된 부분(94)에 걸친 튜브(12)의 신장은 가열된 조건에서 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)의 탄성 제한을 초과하지 않는다. 원위 단부 부분(40)이 슬리브의 확대된 부분(94)에 걸쳐 푸시될 때, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 그의 탄성 제한을 초과한다면, 이는 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 슬리브(14) 상에서 탄성적으로 클로즈 다운할 수 있도록 단지 약간 초과된다.
일단 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 가열 기계(10)의 가열체(24)에서 유연한 상태에 도달하면, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 가열체(24)로부터 제거된다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)가 가열체(24)로부터 제거되기 전에, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는 업 포지션으로 횡단된다. 그 후, 슬리브(14)는 맨드릴(30)의 포스트(67)에 걸쳐 배치된다. 슬리브(14)의 원위 단부 부분(58)은 맨드릴(30)의 정지 표면(56)에 접촉한다. 슬라이딩 유지식 슬리브(64)는 다운 포지션으로 횡단된다. 튜브(12)는 가열체(24)로부터 제거될 수 있고 그리고 그 후 슬리브(14)에 걸쳐 삽입될 수 있다. 슬리브(14)에 대한 튜브(12)의 임의의 오정렬은 바깥쪽으로 벌어지고 그리고 슬리브(14)의 챔퍼(74) 및 숄더 표면(62) 내에 배치되는 슬라이딩 유지식 슬리브(64)의 아암들(66)에 의해 보정될 수 있다.
튜브(12)의 내경(42)은 바람직하게는 슬리브(14)의 내경(110)과 슬리브(14)의 감소된 직경의 원통형 섹션(120)의 외경(122)과 동일하거나 그 사이에 있도록 크기가 정해진다. 바람직하게는, 튜브(12)의 내경(42)은 슬리브(14)의 내경(110)과 동일하다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 확장된 부분(94)에 걸쳐 삽입됨에 따라, 원위 단부 부분(40)은 신장된다. 원위 단부 부분(40)은 유연한 상태가 되도록 가열되기 때문에, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)의 그의 탄성 제한에 대한 증가된 범위를 갖는다. 따라서, 슬리브(14)의 확장된 부분(94) 때문에, 원위 단부 부분(40)이 신장될 때, 바람직하게는, 확장된 부분은 원위 단부 부분(40)의 탄성 제한의 밖으로 원위 단부 부분을 과도하게 연장시키지 않는다. 보다 바람직하게는, 원위 단부 부분(40)은 탄성 제한 내에서 유지된다. 원위 단부 부분이 확장된 부분(94)의 정점을 지나 이동할 때, 원위 단부 부분(40)은 그의 탄성으로 인해 수축되거나 다시 클로즈 다운하고 그리고 원추형 표면들(114, 116) 및 감소된 직경의 원통형 섹션(120) 상에서 압축된다.
게다가, 튜브(12)의 내부 표면(48)에서의 열 전달 속도는, 포스트(67)의 재료, 포스트(67) 상의 코팅, 슬라이딩 유지식 슬리브(64)의 재료, 및 슬리브(14) 자체가 공기보다 열을 더 빠르게 전달할 수 있기 때문에, 튜브(12)의 외부 표면에서의 열 전달 속도보다 더 크다. 다시 말해, 이러한 구성요소들의 열 전달 계수는 집합적으로 또는 시스템으로서 공기 계수보다 더 크다. 튜브(12)의 내부 표면(48)이 외부 표면(82)과 비교하여 더 빠른 속도로 냉각되기 때문에, 원위 단부 부분(40)은 튜브(12)와 슬리브(14) 사이의 밀접 정합 표면들을 갖는 조인트를 생성하기 위해 슬리브(14) 상에서 아래로 더 수축된다. 튜브(12)가 슬리브(14)에 걸쳐 삽입될 때, 튜브(12)의 원위 단부 부분(76)은, 튜브의 원위 단부 부분(76)이 슬리브(14) 상의 단차 표면(134)에 접촉할 때까지 삽입된다. 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)이 가요성이기 때문에, 사용자는, 튜브(12)의 원위 단부(76)가 슬리브(14)의 단차 표면(134)에 접촉할 때까지 튜브(12)를 푸시할 수 있다. 또한, 단부 표면(76)과 단차 표면(134) 사이의 접촉 때문에, 유니온 너트(18)가 튜브(12) 및 슬리브(14)를 피팅(16) 내로 추가로 푸시할 때, 힘은 조립체 또는 조인트 조립체(20)의 맞물림으로 추가로 돕기 위해 튜브(12)의 원위 단부(76)로부터 단차 표면(134) 내로 전달된다. 일단 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)가 슬리브(14)에 걸쳐 완전히 삽입된다면, 사용자는, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40) 및 슬리브(14)를 맨드릴(30)로부터 제거하기 전에 1 내지 3초를 대기할 수 있다. 사용자는 맨드릴(30)로부터 슬리브(14)와 튜브(12)를 제거하기 위해 튜브(12)를 들어올린다. 사용자가 들어올릴 때, 슬리브(14)는, 아암(66)을 안쪽으로 당기고 그리고 슬리브(14)가 맨드릴(30)로부터 제거되는 것을 허용하기 위해 슬라이딩 유지식 슬리브(64)를 상방으로 푸시한다. 그 후, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 조인트(20)를 조립하기 전에 공기 냉각될 수 있다. 공기 냉각은, 튜브의 원위 단부 부분(40) 및 슬리브(14)가 냉각 후에 응력이 경감되는 것을 허용한다. 일단 원위 단부 부분(40)이 공기 냉각된다면, 튜브(12)의 내부 표면(48)과 슬리브(14)의 외부 표면 사이에 밀접 정합 접촉이 존재한다. 게다가, 확장된 부분(94)의 정점과 단차 표면(134) 사이에 배치되는 원위 단부 부분(40)의 부분은 이러한 구성으로 재성형된다.
원위 단부 부분(40)이 냉각된 후, 원위 단부 부분의 탄성 제한은 이제 보다 작다. 슬리브에서 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)을 제거하기 위해, 확장된 부분(94)의 정점과 슬리브의 단차 표면(134) 사이의 튜브(12) 부분은 더 크게 신장되어야 한다. 이는, 튜브(12)의 냉각된 원위 단부 부분(40)의 감소된 탄성 제한 때문에 수행하기 어렵다. 이는 슬리브(14) 상에 튜브(12)를 유지하는 것을 돕는다.
이제 도 4를 참조하면, 조인트(20)의 조립이 논의된다. 특히, 튜브(12)의 원위 단부 부분(40)은 전술한 바와 같이 슬리브(14)에 걸쳐 배치될 수 있다. 튜브(12)가 슬리브(14)에 부착된 후, 슬리브(14)는 피팅(16) 내로 삽입된다. 슬리브의 돌출부(106)는 피팅(16)의 오목부(104)에 삽입된다. 그 후, 유니온 너트(18)는 피팅(16) 상으로 나사결합될 수 있다.
조인트(20)의 단면이 도 5에 도시된다. 유니온 너트(18)는 너트(18)의 가압 표면(132)을 통해 슬리브(14)에 압력을 가하도록 토크 다운될 수 있다. 힘은 튜브(12)를 통해 슬리브(14)의 원추형 표면(114)으로 전달된다. 이러한 압력의 축방향 성분은 피팅(16)의 챔퍼형 표면(92)과 슬리브(14)의 원추형 표면(116) 사이에서 튜브(12)에 압축력을 가하여, 그 사이에 액밀 밀봉을 생성한다.
유니온 너트(18)의 가압 표면(132)은 또한, 원추형 표면(114) 상에 안쪽으로 지향되는 힘을 가한다. 안쪽으로 지향되는 힘은 축방향에 대해 수직이다. 그러나, 가압 표면(132)이 넓은 영역에 걸쳐 이러한 힘을 가하기 때문에, 슬리브(14)의 최소 안쪽 편향은 슬리브(14)의 원추형 표면(114) 근처에서 발생한다. 제한이 아닌 예로서, 슬리브(14)의 내경은 0.25% 및 1.75%과 동일하게 그리고 그 사이만큼 감소될 것이고, 그리고 보다 바람직하게는 약 1%의 최소 감소를 달성할 수 있다. 유니온 너트(18)는, 유니온 너트(18)가 피팅(16) 상으로 토크되기 전에, 슬리브(14)의 내경(110)이 그의 원래 내경으로 돌아가는 레벨까지 피팅(16) 상으로 토크된다. 다시 말해, 원위 단부 부분(40이 슬리브(14)에 연결되기 전에, 슬리브는 1.00인치 외경 튜브에 대해 0.87인치 크기의 내경(110)을 가졌다. 튜브(12)의 원위 단부 부분이 슬리브(14)에 연결된 후, 슬리브(14)의 내경(110)은 튜브(12)에 의해 슬리브에 가해지는 압축력 때문에 약간 더 작다. 튜브(12) 및 슬리브(14)가 피팅(16) 내로 삽입될 때, 슬리브(14)는 또한 슬리브(14)의 내경(110)을 추가로 감소시키기 위해 안쪽으로 지향되는 압축력을 가할 수 있다. 유니온 너트(18)가 피팅(16) 상으로 토크 다운될 때, 너트(18)의 가압 표면(132)은 튜브(12) 및 슬리브(14) 상에 안쪽 압력을 가한다. 바람직하게는, 너트(18)가 토크 다운되고 그리고 제거된 후, 조인트(12)의 내경은, 너트(18)가 피팅(16) 상에 토크 다운되기 전의 조인트(20)의 내경과 동일하다. 조인트(20)의 내경은 라운드 게이지(round gauge)를 조인트 내로 삽입함으로써 결정된다. 너트(18)에 가해진 토크는 조인트(20)가 그의 탄성 제한을 초과하는 것을 유발시키지 않는다. 다시 말해, 너트가 피팅(16) 상에서 토크 다운되기 전에, 조인트(20)의 내경이 결정된다. 너트는, 그 후 제거되는 피팅 상에 토크다운된다. 최적으로, 조인트(20)의 내경은, 너트(18)가 피팅(16) 상에서 토크 다운되기 전에 내경이 동일한지 보장하도록 검사된다. 최대 토크는, 너트(18)가 토크되고 그리고 피팅(16)으로부터 제거된 후 조인트(20)의 내경이 더 작기 직전의 레벨이다.
조인트(20)가 채택되는 화학물질 중앙공급장치은 21℃ 및 200℃와 동일하거나 그 사이의 액체 온도 및 제곱인치당 37파운드와 제곱인치당 276파운드 사이의 압력을 가지면서 작동할 수 있다. 화학물질 중앙공급장치들은 또한 화학 분배 시스템들로서 공지되어 있고 그리고 약어들 CCSS, CDS 또는 SDS로 또한 공지되고 그리고 시스템에 의해 운반되고 있는 유체 또는 액체를 지칭한다. 본원에서 논의된 화학물질 중앙공급장치은 0 내지 14의 높은 산도를 가지는 액체들을 운반할 수 있고 그리고 황산과 같은 유체들을 운반할 수 있다. 본원에서 설명된 조인트(20)는 표준들 Semi F57-0301 표준을 충족할 수 있다.
위의 설명은 예로써 주어지고 제한으로써 주어지지 않는다. 위의 개시의 경우에, 당업자는, 본원에 개시된 발명의 범주 및 사상 내에 있는 변경들을 고안할 수 있다. 추가적으로, 본원에 개시된 실시예들의 다양한 피처들은 홀로, 또는 서로와의 변하는 조합들로 사용될 수 있고 그리고 본원에 설명되는 특정한 조합에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 청구항들의 범주는 예시된 실시예들에 의해 제한되지 않아야 한다.

Claims (3)

  1. CCSS 장비 제작 및 설계 방법으로서,
    상기 방법은,
    가열체를 PFA 재료의 연화 온도의 적어도 15℃ 아래로 가열하는 단계;
    상기 튜브의 원위 단부 부분이 유연한 상태일 때까지 상기 가열체에서 형성되는 홀(hole)에 상기 튜브의 원위 단부 부분을 배치하는 단계;
    맨드릴(mandrel)의 원통형 포스트(cylindrical post) 상에 슬리브를 배치하는 단계;
    손으로 상기 튜브를 파지하는 단계;
    상기 손으로 상기 튜브를 파지하는 동안, 상기 튜브의 원위 단부 부분을 상기 가열체의 홀 밖으로 당기는 단계;
    상기 제거하는 단계 후 10초 이내에, 상기 가열된 튜브의 원위 단부 부분을 상기 원통형 포스트 및 상기 슬리브에 걸쳐 푸시하는(push) 단계;
    상기 푸시하는 단계 후 10초 이내에, 상기 맨드릴의 원통형 포스트로부터 상기 부착된 튜브 및 상기 슬리브를 즉시 제거하는 단계;
    상기 튜브의 원위 단부 부분이 상기 튜브의 원위 단부 부분의 온도가 38℃ 미만일 때까지, 15℃ 내지 38℃ 사이의 온도를 가지는 공기에 유지되는 것을 허용하는 단계를 포함하는,
    CCSS 장비 제작 및 설계 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 튜브의 원위 단부 부분을 상기 슬리브 상으로 수축시키기 위해 상기 튜브의 외부 직경과 비교하여 더 빠른 속도로 상기 튜브의 내부 직경을 감소시키는 단계를 더 포함하는,
    CCSS 장비 제작 및 설계 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 푸시하는 단계는, 상기 튜브의 원위 단부 부분의 원위 단부가 상기 슬리브의 정지 플랜지(stop flange)에 접촉할 때까지 상기 가열된 튜브의 원위 단부 부분을 푸시하는 단계를 포함하는,
    CCSS 장비 제작 및 설계 방법.
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