TWI768570B - 用於一預定流體流動通道之流體迴路及製作用於一預定流體流動通道之一靜電放電抑制流體迴路之方法 - Google Patents

用於一預定流體流動通道之流體迴路及製作用於一預定流體流動通道之一靜電放電抑制流體迴路之方法 Download PDF

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詹姆士 林達
傑佛瑞 Ｊ 麥肯茲
貝瑞 葛雷格森
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美商恩特葛瑞斯股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一種流體迴路，其包含複數個管件分段及複數個操作組件。每一管件分段包含：i) 一非導電聚合物部分，其界定一流體通道；及 ii) 一或多個內部導電氟聚合物條帶，其等軸向延伸至該等各別管件分段中之每一者之端。每一操作組件包含一導電氟聚合物，其在形成該流體迴路之一部分的複數個管件連接器配件之間延伸，其中該等管件連接器配件中之每一者將該操作組件之各別導體導電地連接至該管件分段之該等內部導電氟聚合物條帶，以提供延伸穿過每一操作組件及每一管件分段至接地之一路徑。

Description

用於一預定流體流動通道之流體迴路及製作用於一預定流體流動通道之一靜電放電抑制流體迴路之方法
本發明之實施例係針對流體處置系統，且更具體而言，係針對具有靜電放電抑制之超純流體處置系統。
提供高純度標準之流體處置系統在先進技術應用中具有諸多用途。此等應用包含太陽能面板、平板顯示器之處理及製造以及在半導體工業中用於諸如光微影、散裝化學品輸送、化學機械拋光(CMP)、濕蝕刻及清潔之應用。此等應用中使用之某些化學品特定而言係腐蝕性的，因此排除某些習用流體處置技術之使用，此乃因流體處置組件之可能腐蝕及化學品瀝慮至環境中。
為滿足此等應用之抗腐蝕性及純度要求，流體處置系統提供由惰性聚合物製作之管件、配件、閥門及其他元件。此等惰性聚合物可包含但不限於以下氟聚合物，諸如：四氟乙烯聚合物(PTFE)；全氟烷氧基烷烴聚合物(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)。除提供一非腐蝕性及惰性構造之外，諸如PFA之諸多氟聚合物係可注射模製及可擠出的。由此等聚合物製作之數種類型之連接器配件係可購得且已知的，諸如 PRIMELOCK®配件、PILLAR®配件、擴口配件及其他配件。舉例而言，實例性配件在美國專利第5,154,453、6,409,222、6,412,832、6,601,879、6,758,104及6,776,440號中圖解說明。
在半導體工業及其他技術應用中，靜電放電(ESD)係流體處置系統之一重要技術問題。流體系統中流體與各種操作組件(例如，管件或管路、閥門、配件、過濾器等)之表面之間的摩擦接觸可導致靜電荷之產生及堆積。電荷產生之範圍取決於各種因素，包含但不限於組件及流體之性質、流體速度、流體黏性、流體之導電性、接地路徑、液體中之紊流及切變、流體中空氣之存在以及表面積。此等性質及抑制由此等性質造成之非期望靜電荷之方式已在2014年NFPA 77「關於靜電之推薦措施(Recommended Practice on Static Electricity)」第77-1至77-67頁中論述並報道。
此外，隨著流體流動通過系統，可向下游載送電荷此一現象稱為一串流電荷，其中電荷可堆積超出電荷起源之處。在各種程序步驟處，充足電荷累積可在管件或管壁、組件表面處或者甚至基板或晶圓上導致ESD。
在某些應用中，半導體基板或晶圓對靜電荷高度敏感並且此ESD可導致基板或晶圓之損壞或破壞。舉例而言，歸因於不可控制之ESD，基板上之電路可被破壞並且光活性化合物可在定期曝光之前被活化。此外，堆積靜電荷可自流體處置系統內放電至外部環境，因此潛在損壞流體處置系統中之組件(例如，管件或管路、配件、組件、容器、過濾器等)，彼可導致系統中流體之滲漏、濺出以及組件之經減弱效能。在此等情形中，當在所危及流體處置系統中使用可燃、有毒及/或腐蝕性流體 時，此放電可導致潛在火災或爆炸。
在某些流體處置系統中，為減少靜電荷之堆積，流體處置系統中之某些金屬或導電組件經接地以抑制系統中靜電荷之堆積，此乃因靜電荷自金屬或導電組件連續分散至接地。多種接地搭接之習用使用可導致一流體處置系統中之過度機械雜波，並且可導致需要大量維護之一複雜接地系統網路或可導致不期望失敗之一複雜系統。
將期望改良超純流體處置系統中之ESD抑制，以用於經改良組件效能及潛在損壞ESD事件之減少。
本發明之一或多項實施例係關於一種具有ESD抑制之一流體處置系統中之流體迴路。在一或多項實施例中，該流體迴路包含複數個導電操作組件及管件分段。
在某些實施例中，一種用於一預定流體流動通道(諸如氣體或液體，或者二者)之流體迴路，該預定流體流動通道具有至少一個入口及至少一個出口，該流體迴路包括複數個管件分段及複數個操作組件，每一操作組件包括具有一內部流體流動通道之一主體部分及複數個管件連接器配件，該等操作組件在所選擇管件連接器配件處連接該複數個管件分段，該複數個管件分段及操作組件提供穿過該流體迴路之該流體流動通道；其中每一管件分段包括：i)一非導電聚合物部分，其界定該流體通道；及ii)一或多個內部導電氟聚合物條帶，其等軸向延伸至該等各別管件分段中之每一者之端，其中每一操作組件主體部分包括在該複數個管件連接器配件中之每一者之間延伸之一導電氟聚合物，且其中該等管件連接器配件中之每一者將該主體部分之各別導體導電連接至該管件分段之該等 內部導電氟聚合物條帶。
其他所揭示實施例係製作用於一預定流體流動通道之一靜電放電抑制流體迴路之方法，該預定流體流動通道具有至少一個入口及至少一個出口，該方法包括將複數個管件分段電連接至複數個操作組件，每一操作組件包括具有一內部流體流動通道之一主體部分及複數個管件連接器配件，該等操作組件在所選擇管件連接器配件處連接該複數個管件分段，該複數個管件分段及操作組件提供穿過該流體迴路之該流體流動通道；其中每一管件分段包括：i)一非導電聚合物部分，其界定該流體通道；及ii)導電氟聚合物之一個一或多個內部導電條帶，該導電聚合物接合至該非導電聚合物部分並與其統一，該一或多個內部導電條帶軸向延伸至該等各別管件分段中之每一者之端，其中每一主體部分包括在該複數個管件連接器配件中之每一者之間延伸之一導電氟聚合物，且其中該等管件連接器配件中之每一者將該主體部分之該各別導體導電連接至該管件分段之該至少一個內部導電氟聚合物條帶，且將該靜電放電抑制流體迴路連接至接地。
在各種實施例中，為提供穿過該流體迴路之一導電路徑及流體通道，該等操作組件藉由在其等各別管件連接器配件處連接至該等組件之一或多個管件分段來連接。適合的操作組件包含(舉例而言)閥門、平直連接器、T型連接器、肘型連接器、多連接器岐管、過濾器、熱交換器或感測器。適合感測器可包含(舉例而言)流量控制器、調節器、流量計、壓力計或可變面積計。在一或多項實施例中，該等操作組件之該主體部分可接合至一導電部分並與其統一，該導電部分在該等連接器配件與該流體流動通道之間延伸。
在某些實施例中，該複數個管件分段各自包含一非導電聚合物部分及與該非導電聚合物管件部分軸向延伸之一或多個內部導電氟聚合物條帶。該管件分段之該等導電氟聚合物條帶在該等管件連接器配件處導電連接至該主體部分之該導電路徑。
在一或多項實施例中，該等管件連接器配件中之每一者將該主體部分之該導電路徑導電連接至被連接至該各別管件連接器配件之該管件部分之該等導電氟聚合物條帶。
上文發明內容並不意欲闡述本發明之每一所圖解說明實施例或每一實施方案。
5-1:剖面線
150:流體處置系統/系統
152:流體供應部
156:處理級
160:流體迴路
164:管件分段
168:操作組件/組件/經連接之操作組件
170:肘形配件
172:T形配件
174:閥門
176:過濾器
178:流量感測器
179:平直配件/單管件連接器或配件
182:主體部分
186:管件連接器配件
187:主要部分或管件部分/管件部分/非導電氟聚合物主要部分/導電條帶/導電部分
188:第二部分/導電部分
190:電路圖/導電路徑
194:接地
198:附接夾具/接地附接夾具
210:操作組件
214:配件/T形配件
218:閥門
222:導電主體部分/主體部分
226:連接器配件
227:連接器配件
230:導電主體部分/主體部分
270:結構表面/肋狀物
400:平直連接器配件/連接器配件/操作組件連接器配件
402:肩部區域/肩部部分
404:主體部分
406:頸部區域
406a:螺紋區域
406b:管接頭部分/螺紋管接前向部分
408:附接特徵
410:連接器配件螺帽/配件螺帽
410a:螺紋
412:O型環
500:操作組件
504:主體部分
506:操作元件
508:配件螺帽/連接器配件
512:導電材料
516:外表面
520:管件連接器配件
522a:管件分段/導電部分
522b:管件分段/導電部分
524a:內部導電條帶
524b:內部導電條帶
524c:內部導電條帶
524d:內部導電條帶
524e:內部導電條帶
524f:內部導電條帶
524g:內部導電條帶
524h:內部導電條帶
526a:外部導電條帶
526b:外部導電條帶
528:附接特徵
600:過濾器
602:殼體
604:導電端帽/端帽
608:外導電套管/導電套管/套管
610:管接頭部分
612:螺紋部分
614:肩部部分
618:排放配件
620:排放塞
700:過濾器
702:殼體
704:導電端帽/端帽
708:外導電套管/導電套管/套管
710:連接器配件
718:排放配件
721:夾緊元件
723:夾緊元件
730:導電聚合物部分
732:天然聚合物部分
800a:管件分段
800b:管件分段
800c:管件分段
800d:管件分段
802a:導電條帶
802b:導電條帶
802c:導電條帶
802d:導電條帶
804a:導電條帶
804c:導電條帶
806a:導電條帶
900:管件分段
1000:非導電經擠出聚合物進料
1010:導電經擠出聚合物進料
1020:工具
1030:條帶
1050:管件分段
1100:法拉第杯設備
1110:去離子水
1120:經接地管件分段
1130:操作元件
1150:法拉第杯
包含於本發明中之圖式圖解說明本發明之實施例並與該說明一起用於闡釋本發明之原理。該等圖式僅係某些實施例之圖解說明且並不限制本發明。
圖1繪示根據本發明之一或多項實施例之一流體處置系統及流體迴路。
圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之一操作組件及經連接管件分段。
圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之一操作組件、一管件連接器配件及配件螺帽以及管件分段。
圖4a及圖4b繪示根據本發明之一或多項實施例之一操作組件之側視剖視圖及部分剖視圖，該操作組件具有一管件連接器配件(圖4a)及一管件分段(圖4b)。
圖5a繪示根據本發明之一或多項實施例之一操作組件之一 剖視圖。
圖5b繪示在圖5a之剖面線5-1處截取之一剖視圖。
圖5c繪示在圖5a之剖面線5-1處截取之一替代實施例之一剖視圖。
圖5d及圖5e繪示在圖5a之剖面線5-1處截取之替代實施例之剖視圖。
圖6a繪示根據本發明之一或多項實施例之具有兩個端帽之一過濾器之一分解等角視圖。
圖6b繪示根據本發明之一或多項實施例之具有兩個端帽之一過濾器之一等角視圖。
圖7a繪示根據本發明之一或多項實施例之具有一個端帽之一過濾器之一分解等角視圖。
圖7b繪示根據本發明之一或多項實施例之一個端帽之一等角視圖。
圖8a至圖8d繪示本發明之管件分段之替代實施例之等角視圖。
圖9繪示本發明之一管件分段之一數位影像。
圖10繪示本發明之一擠出系統。
圖11繪示用於對不同管件分段產生靜電荷之能力進行測試之一法拉第杯(Faraday Cup)設備。
本發明之實施例適合於各種修改及替代形式，且某些細節已(舉例而言)在圖式中展示並將詳細闡述。應理解，意圖並非將本發明限制於所闡述之特定實施例；意圖將涵蓋歸屬於本發明之精神及範疇內之所 有修改、等效物及替代方案。
本申請案基於35 USC 119主張於2018年5月7日申請之美國臨時專利申請案第62/667,783號的權益，該美國臨時專利申請案之揭示內容出於所有目的係以全文引用的方式併入本文中。
本發明報告具有ESD抑制之一流體處置系統之實施例，該流體處置系統具有自一流體供應部至一或多個下游處理級之一流體流動通道。此系統之實施例包含一流體迴路，其包含經導電連接之操作組件及管件分段。舉例而言，習用及某些ESD抑制流體迴路係在國際專利申請案第WO 2017/210293號中報告，除其中含有之明確定義或申請專利範圍之外，該國際專利申請案以引用方式併入本文中。舉例而言，其他ESD抑制流體迴路係在2015年至2017年FLUOROLINE靜電(ESD)管件之一應特格(Entegris)手冊中報告。
本發明中之操作組件係指具有一流體輸入及一流體輸出且與管件連接用於引導或提供流體之流動之任何組件或裝置。操作組件之實例包含但不限於配件、閥門、過濾器、熱交換器、感測器、泵、混合器、噴嘴及施配頭。舉例而言，操作組件之此等及額外非限制性實例在美國專利第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號中圖解說明，除所列文件中含有之明確定義或專利申請範圍之外，該等美國專利中之每一者以引用方式併入本文中。
操作組件可係由導電氟聚合物構造，導電氟聚合物包含(舉 例而言)：全氟烷氧基烷烴聚合物(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)，或其他適合的聚合物材料。舉例而言，在某些實施例中，導電氟聚合物係裝載有導電材料之PFA(例如，經裝載PFA)。此經裝載PFA包含但不限於裝載有碳纖維、鎳塗佈石墨、碳纖維、碳粉、碳奈米管、金屬粒子及鋼纖維之PFA。在各種實施例中，導電材料具有小於約每平方1×108ohm之一表面電阻率位準，而非導電材料具有大於約每平方1×1010ohm之一表面電阻率位準。在某些實施例中，導電材料具有小於約每平方1×109ohm之一表面電阻率位準，而非導電材料具有大於約每平方1×109ohm之一表面電阻率位準。當所揭示之流體處置系統經組態以供在超純流體處置應用中使用時，管件分段及操作組件二者通常係由聚合物材料構造以滿足純度及抗腐蝕性標準。
本發明中之管件分段通常係指適合於含納或輸送流體之任何撓性或非撓性管或管子。管件分段係導電的，沿著流體迴路中每一管件分段之長度提供一導電路徑。導電管件可係由包含金屬或經裝載聚合物材料之材料構造。經裝載聚合物材料包含裝載有鋼線、鋁薄片、鎳塗佈石墨、碳纖維、碳粉、碳奈米管或其他導電材料之一聚合物。在某些例項中，管件分段係部分導電的，具有由非導電或低導電材料構造之(諸如由各種碳氫及非碳氫聚合物構造之)一主要部分，非導電或低導電材料諸如但不限於：聚酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚烯、聚苯乙烯、聚酮、聚脲、聚乙烯樹脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯，及氟聚合物。實例性氟聚合物包含但不限於：全氟烷氧基烷烴聚合物(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)，或其他適合的聚合物材料，且具有(舉例而言)一次級共擠出導電部分。在某些實施例中，管件分段之內部氟聚合物導電條帶具有在約0.1釐米至1釐米之範圍中之一寬度。在所選擇實施例中，每一管件分段具有在約1英尺至100英尺之一範圍中之一長度。在其他所選擇實施例中，管件分段具有約1/8英吋至約2英吋之一外徑。在其他實施例中，管件分段具有約1.2×104ohm至6.7×105ohm之一經量測電阻。在仍其他實施例中，管件分段具有約2.5×104ohm至4.3×104ohm之一經量測電阻。
圖1繪示根據本發明之一或多項實施例之一流體處置系統150。系統150提供一流動路徑以使流體自一流體供應部152流至定位在流體供應之源下游之一或多個處理級156。系統150包含一流體迴路160，流體迴路160包含流體處置系統150之流動路徑之一部分。流體迴路160包含管件分段164及經由管件分段164互連之複數個操作組件168。在圖1中，操作組件168包含一肘形配件170、T形配件172、一閥門174、過濾器176、流量感測器178及平直配件179。然而，在各種實施例中，流體迴路160可包含數目上及類型上額外或較少之操作組件168。舉例而言，流體迴路160可替代或另外包含泵、混合器、施配頭、噴嘴、壓力調節器、流量控制器或其他類型之操作組件。在組裝中，操作組件168藉由連接至組件168之複數個管件分段164在其等各別管件連接器配件186處連接在一起。經連接在一起，複數個管件分段164及操作組件168提供自流體供應部152穿過流體迴路160且朝向處理級156之一流體通道。在某些實施例中，操作組件168各自包含界定流體流動通道之一主體部分182及一或多個管件連接器配件186。在某些實施例中，管件連接器配件186中之至少 一者係用於將流體接收至主體部分182中之一入口部分，且管件連接器配件186中之至少另一者係用於輸出經由入口部分接收之流體之一出口部分。舉例而言，T形配件172包含一個管件連接器配件186，其係自流體供應部152接收流體之一入口部分，及兩個管件連接器配件186，其等係朝向處理級156輸出流體之出口部分。在某些實施例中，入口部分及出口部分各自連接或可連接至一管件分段164。然而，在某些實施例中，舉例而言，在流體迴路160中之操作組件168包含一噴嘴之情況下，僅需求入口部分可連接至一管件分段164。在某些實施例中，操作組件168中之一或多者包含一單管件連接器或配件179。
如圖1中所圖解說明，使用一導電材料來另外構造每一主體部分182以形成一導體部分，該導體部分在管件連接器配件186中之每一者之間延伸並在其間提供一導電路徑。在各種實施例中，導電路徑接合至主體部分182並與其統一且由一導電聚合物材料構造。舉例而言，在某些實施例中，導體部分由裝載有導電材料之PFA構造。此經裝載PFA包含但不限於裝載有碳纖維、鎳塗佈石墨、碳纖維、碳粉、碳奈米管、金屬粒子及鋼纖維之PFA。
如圖2及圖3中所圖解說明，管件分段164係部分導電的，其具有由非導電或低導電聚合物材料構造之一主要部分或管件部分187且具有由一導電材料構造之沿著管件部分187之內部長度軸向延伸之一第二部分或導電部分188(由虛線指示)。舉例而言，在某些實施例中，管件分段164各自包含一非導電氟聚合物之一管件部分187及形成為一導電聚合物條帶之導電部分188，該導電聚合物條帶在非導電氟聚合物主要部分187上軸向延伸並與其接合成統一。在某些實施例中，管件部分由具有第 二部分之一或多個導電部分188之PFA構造，該第二部分由在其內部表面處或附近沿著管件分段164中之每一者之內部長度擠出之碳載PFA構造。
如圖1中所圖解說明，操作組件168中之每一者包含一橋接組件，用於將主體部分182之各別導電路徑導電連接至被連接至操作組件168之管件分段164之導電部分188(在圖2及圖3中展示)。如此，在某些實施例中，經連接之操作組件168及管件分段164沿著流體迴路160之整體形成一電路徑，從而消除管件分段160之間導電性破壞。一電路圖190疊加在流體迴路160上方以圖解說明該電路徑。在各種實施例中，導電材料具有小於約每平方1×1010ohm之一表面電阻率位準，而非導電材料具有大於約每平方1×1010ohm之一表面電阻率位準。在某些實施例中，導電材料具有小於約每平方1×109ohm之一表面電阻率位準，而非導電材料具有大於約每平方1×109之一表面電阻率位準。
在某些實施例中，為抑制靜電荷堆積，操作組件168中之一或多者經由一或多個附接夾具198電連接至接地194。接地附接夾具198藉由提供自導電路徑190至接地194之一路徑而在靜電荷於流體迴路160中堆積時連續分散該等靜電荷。
圖2及圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之操作組件210之實例。圖2繪示一操作組件210，其係一配件214且更具體而言係具有一「T」形狀(例如，一T形配件)之一個三通連接器。圖3繪示一閥門218。T形配件214包含一導電主體部分222及自主體部分222向外延伸之三個連接器配件226。在某些實施例中，連接器配件之外部表面包含一結構表面270。閥門218包含一導電主體部分230及自主體部分230向外延伸之兩個連接器配件227。在某些實施例中，連接器配件之外部表面包含一結 構表面270。
在各種實施例中，連接器配件226及227係大致相同設計。如上文所闡述，在各種實施例中，主體部分222、230係使用一導電聚合物材料來構造。舉例而言，主體部分222或230可由導電碳載氟聚合物構造，導電碳載氟聚合物包含但不限於PFA、ETFE、FEP及PTFE。
圖4a圖解說明用以連接兩個管件分段之一平直連接器配件400。連接器配件400包含一肩部區域402，其毗鄰一操作組件之一主體部分404且向外延伸以形成一頸部區域406、一螺紋區域406a及一管接頭部分406b。管件分段164係由管接頭部分406b接收，在某些實施例中，此可組態(舉例而言)為一FLARETEK®配件。連接器配件400亦包含一附接特徵408，其係與主體部分404導電連接之一導電材料，用於附接至一外部電觸點且然後附接至接地。舉例而言，附接特徵408可連接至經接地以便組態操作組件連接器配件400用於ESD抑制之一電觸點。
在圖4b中所圖解說明之實施例中，連接器配件400包含用於嚙合至螺紋區域406a以固定管件分段164之一連接器配件螺帽410。在某些實施例中，配件螺帽可係(舉例而言)一壓縮螺帽。當配件螺帽410旋轉並緊固至螺紋區域406a上時，管件分段164嚙合連接器配件使得內部導電條帶將導電部分導電連接至管接頭部分406b，以及在管件與連接器配件之間形成一防滲漏密封。在一或多項實施例中，配件螺帽410具有一大體圓柱形形狀，其具有包含用於與螺紋區域406a配合之螺紋410a之一內部表面。此外，配件螺帽410可具有一結構化外表面，諸如，舉例而言，在圖2及圖3中圖解說明之肋狀物270，其中肋狀物圍繞外部表面而對稱安置，以便與用於緊固或放鬆螺紋區域406a上之配件螺帽410之一扳手或鎖 緊裝置配合。
在一或多項實施例中，配件螺帽410由一聚合物材料構造。舉例而言，在某些實施例中，配件螺帽410由PFA、聚苯胺或其他適合聚合物構造。
在某些實施例中，連接器配件400係(舉例而言)使用習用模製程序形成之諸如碳載PFA或其他適合導電聚合物之一導電聚合物材料。
在某些實施例中，當連接器配件400與管件分段164組裝時，配件螺帽410在管接頭前向部分406b處接觸管件分段164之外部表面且在管件分段164與連接器配件400之間形成一連續流體通道。當旋轉及緊固配件螺帽410時，定位在配件螺帽410與肩部部分402之間的O型環412接觸配件螺帽與肩部部分之外部表面二者以提供一防滲漏連接。
在各種實施例中，O型環412由諸如PFA或其他聚合物或者彈性體之聚合物材料構造。
熟悉此項技術者將瞭解，儘管在圖2、圖3及圖4中所圖解說明之具體實施例具有相同連接器配件，但在某些實施例中，連接器配件可具有變化大小，可具有各種設計(諸如步降或步升配件)或者可位於各種類型之操作組件210上。
圖5a至圖5e圖解說明一操作組件500之數項實施例。操作組件500包含一主體部分504、管件連接器配件520及配件螺帽508。在一或多項實施例中，操作組件500另外包含主體部分中之一操作元件506。在各種實施例中，操作元件506寬泛地包含適合結構、電子器件或其他材料，以便組態操作組件500以執行各種操作。舉例而言，在某些實施例中，操作元件506係一混合器、感測器、過濾器、泵、熱交換器或其他適 合元件。如此，操作組件500可組態以在一流體迴路內執行各種程序或任務。
主體部分504包含導電PFA，其在管件連接配件520中之每一者之間延伸且分別在管件連接器配件520中之每一者與管件分段522a及522b之內部導電條帶之間形成電接觸。在圖5b及圖5c中所繪示，在一或多項實施例中，管件分段之導電部分係導電材料之窄內部條帶，該導電材料接合至管件分段之非導電聚合物材料且與其統一。圖5b圖解說明具有四個內部導電條帶524a-524d之一管件分段。在另一實施例中，圖5c圖解說明具有八個內部導電條帶524a-524h之一管件分段。在仍其他實施例中，圖5d圖解說明具有八個內部導電條帶524a-524h以及兩個外部導電條帶526a及526b之一管件分段。在具有內部及外部條帶之一管件分段之一類似構造中，圖5e圖解說明具有四個內部導電條帶524a-524d以及兩個外部導電條帶526a及526b之一管件分段。
如上文所闡述，在各種實施例中，操作組件500在連接器配件508中之每一者處與管件分段522a及522b連接。連接器配件508形成自管件分段522a及522b之導電部分穿過連接器部分508且跨越主體部分504之一電路徑。
在各種實施例中，在圖5a中所圖解說明，主體部分504包含一附接特徵528。在一或多項實施例中，附接特徵528係與主體部分504之一外表面516導電連接的一片導電材料512，用於附接至一外部電觸點且然後附接至接地。舉例而言，附接特徵528可連接至經接地以便組態操作組件500用於ESD抑制之一電觸點。在一或多項實施例中，附接特徵528係一連接器凸轂，其經旋擰用於附接至一螺帽或其他螺紋連接器。在 某些實施例中，附接特徵528係用於連接至一電觸點之一凸片、一螺紋孔或其他適合特徵。然而，在某些實施例中，附接特徵528可經組態用於干涉配合、搭扣配合、摩擦配合或與一電觸點之其他方法。
圖6a圖解說明係一過濾器之一操作組件之一項實施例。一過濾器600之此等角視圖包含一殼體602、兩個導電端帽604，以及外導電套管608。殼體602包含一內部過濾器元件(未展示)，在某些實施例中該內部過濾器元件係一可替換組件；而在其他實施例中係一固定的不可替換組件。在各種實施例中，殼體602可係一聚合物材料，且在其他實施例中可係一導電聚合物，諸如，舉例而言如上文所闡述之一導電碳載PFA。導電端帽604二者可係導電材料，諸如，舉例而言，導電碳載PFA。每一端帽604包含用於將端帽連接至殼體602之配件。在某些實施例中，連接可係可移除的，而在其他實施例中，連接可係固定或永久的。此外，每一端帽604包含一或多個連接器配件，以將每一端帽連接至在上文闡述之管件分段(亦未展示)以便提供自一管件分段穿過一個端帽及殼體至另一端帽及管件分段之一連接路徑及一流體通道二者。在某些實施例中，連接器配件包含(舉例而言)一管接頭部分610、螺紋部分612、肩部部分614及配件螺帽616(如上文所闡述)，以自管件分段及過濾器600提供一導電連接以及一防滲漏通道。此外，連接器配件可包含一O型環(未展示)。導電套管608在殼體602及導電端帽604二者的外部表面上方延伸。套管608係在端帽604之間提供一導電連接之一導電聚合物材料，諸如，舉例而言，碳載PFA。在某些實施例中，套管608係一收縮包紮聚合物，其可係置放於殼體602及端帽604之外部上方，且係藉由使用習用設備及程序將熱施加至套管來連接至外部表面。視情況，兩個端帽604中之一者二者可包含一附接特徵(未 展示)。在一或多項實施例中，附接特徵係與一個或兩個端帽604導電連接的一片導電材料，用於附接至一外部電觸點且然後附接至接地。舉例而言，附接特徵可被連接至經接地以便組態過濾器用於ESD抑制之一電觸點。在一或多項實施例中，附接特徵係一連接器凸轂，其經旋擰用於附接至一螺帽或其他螺紋連接器。在某些實施例中，附接特徵係用於連接至一電觸點之一凸片、一螺紋孔或其他適合特徵。然而，在某些實施例中，附接特徵可經組態用於干涉配合、搭扣配合、摩擦配合，或與一電觸點配合之其他方法。
在如圖6b中所圖解說明之某些實施例中，過濾器600包含一排放配件618及排放塞620。排放塞620係配合至排放配件618內。當排放配件618及/或排放塞係一導電材料時，此等組件中之一或二者可作為導電探針，且可被連接至接地以提供ESD抑制。
圖7a亦圖解說明係一過濾器之一操作組件之一項實施例。一過濾器700之此等角視圖包含一殼體702、一導電端帽704，及外導電套管708。殼體702包含一內部過濾器元件(未展示)，在某些實施例中該內部過濾器元件係一可替換組件；而在其他實施例中係一固定的不可替換組件。在各種實施例中，殼體702可係一聚合物材料，且在其他實施例中可係一導電聚合物，諸如，舉例而言如上文所闡述之一導電碳載PFA。導電端帽704可係一導電材料，諸如，舉例而言，導電碳載PFA。導電端帽704包含用於將端帽連接至殼體702之配件。在某些實施例中，連接可係可移除的，而在其他實施例中，連接可係固定或永久的。此外，端帽704包含一或多個連接器配件710，以將端帽連接至管件分段(如上文所闡述)，以便提供自一管件分段經由一導體配件穿過殼體至另一導體配件及管件分段 之連接及流體通道二者。在某些實施例中，連接器配件包含(舉例而言)一管接頭部分、螺紋部分、肩部部分及配件螺帽(如上文所闡述)，以自管件分段164及過濾器700提供導電連接以及一防滲漏流體通道。此外，連接器配件可包含一O型環(未展示)。導電套管708在殼體702及導電端帽704二者之外部表面上方延伸。套管708係一導電聚合物材料，諸如，舉例而言，碳載PFA，其在端帽704與過濾器700的外部之間提供一導電連接。在某些實施例中，套管708係一收縮包紮聚合物，其可係放置於殼體702及端帽704之外部上方，且係藉由使用習用設備及程序將熱施加至套管來連接至外部表面。視情況，端帽704可包含一附接特徵(未展示)。在一或多項實施例中，附接特徵係與端帽704導電連接的一片導電材料，用於附接至一外部電觸點且然後附接至接地。舉例而言，附接特徵可被連接至經接地以便組態過濾器用於ESD抑制之一電觸點。在一或多項實施例中，附接特徵係一連接器凸轂，其經旋擰用於附接至一螺帽或其他螺紋連接器。在某些實施例中，附接特徵係用於連接至一電觸點之一凸片、一螺紋孔，或其他適合特徵。然而，在某些實施例中，附接特徵可經組態用於干涉配合、搭扣配合、摩擦配合，或與一電觸點配合之其他方法。在某些實施例中，過濾器700包含一排放配件718及排放塞(未展示)。當排放配件718及/或排放塞係一導電材料時，此等組件中之一或二者可被連接至接地以提供ESD抑制。圖7a亦圖解說明包含夾緊元件721、722及723之一選用保持器夾緊件。
圖7b圖解說明包含一導電聚合物部分730及一天然聚合物部分732之一端帽704之一實施例。
共擠出程序
可使用各種共擠出程序來製作本發明中陳述之具有導電聚合物條帶之管件分段。舉例而言，在圖8a中圖解說明之管件分段800a包含管件分段之外部或外徑上的導電條帶802a及804a以及管件分段之內部或內徑上的導電條帶806a。在另一實施例中，圖8b圖解說明管件分段800b，其在管件分段之內部上具有導電條帶802b，導電條帶802b係沿著管件分段之軸向長度延伸之螺旋條帶。在另一實施例中，圖8c圖解說明管件分段800c，其在管件分段之內部及外部二者上具有導電條帶802c及804c，導電條帶802c及804c係沿著管件分段之軸向長度延伸之螺旋條帶。在仍另一實施例中，圖8d圖解說明管件分段800d，其在管件分段之外部上具有導電條帶802d，導電條帶802d係沿著管件分段之軸向長度延伸之螺旋條帶。
圖9係一管件分段900之一數位影像，管件分段900在管件分段之內部上包含八個內部條帶、影像中之黑色條帶。此數位影像展示內部條帶接合至管件分段並使其他部分與管件分段統一。
圖10係一擠出設備之一數位影像，該擠出設備提供本發明中陳述的一或多個管件分段。圖10展示一非導電經擠出聚合物(PFA)進料1000及一導電經擠出聚合物(PFA/碳黑聚合物)進料1010，其等以一垂直方式進料至在管件分段1050之內徑上以及在管件分段之內徑及外徑二者上擠出條帶1030之一工具1020。熟悉此項技術者將易於判定具體擠出參數，該等參數將提供具有接合至管件分段之非導電部分並與其統一之導電條帶之管件分段。
實例1靜電產生測試
此實例量測藉由使去離子水在包含以下表1中所陳述之導 電及非導電材料之管件分段中流動而產生之靜電量。使用用於收集及量測一法拉第杯中所產生電荷之已知方法進行靜電量測。
圖11係展示此實例中使用之法拉第杯設備1100之一數位影像。簡潔地，使去離子水1110通過一操作元件1130及經接地管件分段1120且然後收集在一法拉第杯中。法拉第杯1150包含當收集資料用於此實例時未在影像中展示之一蓋子。以下圖表1至圖表3中陳述由經成像資料提供之實例性資料。
圖表1及圖表2圖示地圖解說明在相同流量條件下在具有相同直徑的一PFA管件分段與一不銹鋼(SS)管件分段之間之靜電荷產生之差異。與由SS管件分段產生之靜電荷(約80nC)相比，PFA管件分段實質上產生更多靜電荷(約1600nC)。
Figure 109142109-A0305-02-0021-1
Figure 109142109-A0305-02-0021-2
圖表3圖示地圖解說明一PFA/內徑及外徑條帶管件分段之靜電荷產生。在相同流量條件下，與具有相同直徑且由PFA/內徑條帶管件分段產生之靜電荷(約115nC)相比，PFA/內徑及外徑條帶管件分段產生更少靜電荷(約43nC)。
Figure 109142109-A0305-02-0022-3
表1匯總由在此實例中測試之各種管件分段產生之經量測靜電量。圖表4中亦圖示地顯示此等結果。
Figure 109142109-A0305-02-0022-5
Figure 109142109-A0305-02-0023-6
圖表4
Figure 109142109-A0305-02-0024-7
已出於說明性目的呈現本發明之各種實施例之說明，但並不意欲窮盡或限制於所揭示之實施例。在不背離所闡述實施例之範疇及精神之情形下，熟悉此項技術者將明瞭諸多修改及變化形式。本文中使用之術語經選擇以闡釋實施例之原理、實務應用或優於在市場中所發現技術之技術改良，或者使得熟悉此項技術者能夠理解本文中所揭示之實施例。
164:管件分段
187:主要部分或管件部分/管件部分/非導電氟聚合物主要部分/導電條帶/導電部分
188:第二部分或導電部分/導電部分
210:操作組件
214:配件/T形配件
222:導電主體部分/主體部分
226:連接器配件
270:結構表面/肋狀物

Claims (24)

  1. 一種用於一預定流體流動通道之流體迴路，該預定流體流動通道具有至少一個入口及至少一個出口，該流體迴路包括：複數個管件分段及複數個操作組件，每一操作組件包括具有一內部流體流動通道之一主體部分及複數個管件連接器配件，該等操作組件在所選擇管件連接器配件處連接該複數個管件分段，該複數個管件分段及操作組件提供穿過該流體迴路之該流體流動通道；其中每一管件分段包括：i)一非導電聚合物部分，其界定該流體通道；及ii)導電氟聚合物之一個一或多個內部導電條帶，其在該管件分段的一內表面上軸向延伸至該等各別管件分段中之每一者之端，且其中每一操作組件主體部分包括一導電氟聚合物，其在該複數個管件連接器配件中的每一者之間延伸，且其中該等管件連接器配件中之每一者之一外表面在一管件分段之一內表面上與該等內部導電條帶嚙合，以導電連接該操作組件之一導電氟聚合物與一管件分段之該等內部導電條帶。
  2. 如請求項1之流體迴路，其中該複數個操作組件包含以下各項中之任一者：一閥門、一平直連接器、一T型連接器、一肘型連接器、一多連接器岐管、一過濾器、一熱交換器，或一感測器。
  3. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一閥門，其包括具有一流體通道閥門以調整穿過該流體通道之流量之一主體部分。
  4. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一平直連接器，其具有一流體通道以連接兩個管件分段。
  5. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一T型連接器，其具有流體通道以連接三個管件分段。
  6. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一多連接器岐管，其具有流體通道以連接四個或更多個管件分段。
  7. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件連接器配件中之每一者包括一螺紋管接頭部分及可附接至該螺紋管接頭部分之一配件螺帽。
  8. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件連接器配件具有一或多個入口部分，其包括一公管接頭部分及一配件螺帽，該公管接頭部分具有用於嚙合該配件螺帽之一螺紋部分，其中該公管接頭部分之該螺紋部分之一外表面在一管件分段端之一內表面上與該等內部導電條帶直接嚙合，以導電連接該操作組件之一導電氟聚合物與該管件分段端之該等內部導電條帶。
  9. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等操作組件中之一或多者包括一附接特徵，其將該各別操作組件之一導電聚合物導電連接至接地。
  10. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一過濾器，其包括：具有一殼體之一主體部分，其具有一流體通道；一過濾器元件；及兩個導電端帽，其等具有管件連接器配件及導電配件螺帽以將所連接之管件分段導電連接至該過濾器，其中該主體部分具有導電外部條帶以導電連接該等端帽。
  11. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件包括一過濾器，其具有將兩個導電端帽導電連接至該主體部分之外部之一導電套管。
  12. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一過濾器，其包括：具有一殼體之一主體部分，其具有一流體通道；一過濾器元件；及一單導電端帽，其具有管件連接器配件及導電配件螺帽以將所連接之管件分段導電連接至該過濾器。
  13. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件係一過濾器，其具有一導電套管以將該單端帽導電連接至該主體部分之外部。
  14. 如請求項1或2之流體迴路，其中該操作組件包括裝配至一排放配件中之一導電探針。
  15. 如請求項14之流體迴路，其中該導電探針係可附接至接地。
  16. 如請求項1之流體迴路，其中該複數個操作組件中之每一者係導電連 接在一起。
  17. 如請求項1或2之流體迴路，其中該管件分段之一或多個內部導電條帶中之每一者包括一導電氟聚合物，且該複數個操作組件中之每一者係透過該等管件分段之該一或多個內部導電條帶而導電連接在一起。
  18. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件分段包括該等管件分段之該內部上的2個、4個、6個或8個接合及統一的導電氟聚合物條帶。
  19. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件分段具有約1.2×104ohm至6.7×105ohm之一經量測電阻。
  20. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件分段具有約2.5×104ohm至4.3×104ohm之一經量測電阻。
  21. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件分段包括該等管件分段之內部上的一或多個導電氟聚合物條帶。
  22. 如請求項1或2之流體迴路，其中該等管件分段之該等內部導電條帶經接合至該等管件分段之該非導電聚合物部分並與其統一。
  23. 一種流體迴路，其界定用於一流體自一流體供應部朝向一處理級之一流動通道，該流體迴路包括： 複數個管件分段及複數個操作組件，每一操作組件包括具有一內部流體流動通道之一主體部分及複數個管件連接器配件，該等操作組件在所選擇管件連接器配件處連接該複數個管件分段，該複數個管件分段及操作組件提供穿過該流體迴路之該流體流動通道；其中每一管件分段包括：i)一非導電聚合物部分，其界定該流體通道；及ii)氟聚合物之2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個或更多個內部導電條帶，其等在該管件分段的一內表面上軸向延伸至該等各別管件分段中之每一者之端，其中每一操作組件包括一主體部分，其包括在該複數個管件連接器配件中之每一者之間延伸之一導電氟聚合物，其中該公管接頭部分之該螺紋部分之一外表面在一管件分段端之一內表面上與該等氟聚合物之內部導電條帶直接嚙合，以導電連接該操作組件之一導電氟聚合物與一管件分段端之該等氟聚合物之內部導電條帶，且其中提供延伸穿過每一操作組件及每一管件分段至接地之一路徑。
  24. 如請求項23之流體迴路，其中該等管件分段之該等內部導電條帶經接合至該等管件分段之該非導電聚合物部分並與其統一。
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