非終止雙封閉配件的製作方法

2023-08-08 03:24:41

本發明涉及流體輸送系統中的配件。

背景技術：

雙封閉管道系統或管系統通常用於在各種環境中輸送流體。常見的應用是危險材料的運輸，例如在使用危險材料的過程中。一個示例性應用是使用危險分類的化學品的半導體製造過程，儘管存在使用雙封閉系統的許多其他應用。雙封閉系統利用圍繞內部主管或管道的外部副封閉管或管道，在內部與外部管或管道之間具有環形或間隙空間。在從內管洩漏的情況下，外管包含流體。

即使雙封閉系統的外管包含從主內管洩漏的流體，在間隙空間內的流體存在處理洩漏流體的問題。

技術實現要素：

根據本公開的一個方面，提供了一種用於連接到雙封閉管系統的雙封閉配件。所述雙封閉管系統具有圍繞內主管的外副封閉管，在內管與外管之間具有環形空間。所述配件包括：配件主體，所述配件主體限定中心通道，所述配件主體具有設置在相對的第一主體埠與第二主體埠之間的中心部分；所述配件主體被構造成在所述第一主體埠內接納所述管系統；所述中心通道在所述第一埠中具有第一直徑，所述第一直徑被選擇成允許所述副管進入所述第一主體埠中；連接系統，用於將所述副管機械地緊固到所述第一主體埠。所述系統包括：第一外螺紋表面，處於所述第一主體埠的第一部分上；所述第一主體部分的錐形部分，從所述第一部分延伸並且圍繞所述中心通道，所述錐形部分具有第一厚度，所述第一厚度從鄰近所述第一外螺紋表面的第一厚度漸縮到鄰近所述第一埠的尖端的減小的厚度；螺紋螺母，具有內螺紋並且被構造成接合所述第一主體埠上的所述外螺紋表面；套筒，被構造成配合在所述螺紋螺母內並且在所述錐形部分上，並且當所述螺母旋擰到所述外螺紋表面上時，在所述第一主體埠的所述錐形部分上施加壓縮力，以將所述錐形部分壓縮到所述副管上，以在所述錐形部分的內表面與所述管系統的外副管之間形成機械連接，以將所述外管固定在所述配件主體內的適當位置；並且其中所述螺母由比製造所述套筒、所述配件主體和所述管的材料更硬的材料製成。

根據本公開的另一個方面，提供了一種用於連接到雙封閉管系統的雙封閉配件，所述雙封閉管系統具有圍繞內主管的外副封閉管，在內管與外管之間具有環形空間。所述配件包括：配件主體，所述配件主體限定中心通道和橫向於所述中心通道的旁路通道，所述配件主體具有設置在相對的第一主體埠和第二主體埠之間的中心部分、以及旁路主體埠，所述旁路通道通過所述旁路主體埠延伸。所述配件主體被構造成將所述管系統接納到所述第一主體埠中，並且使所述主管穿過所述中心通道並離開所述第二主體埠。所述中心通道在所述第一埠中具有第一直徑，所述第一直徑被選擇成允許所述副管進入所述第一主體埠中，所述中心通道在所述第二埠中具有第二直徑，並且所述第二直徑被選擇成允許所述主管穿過所述第二埠，所述第一直徑大於所述第二直徑。所述旁路通道被構造成與所述配件主體內的所述主管與所述副管之間的所述環形空間流體連通，其中所述環形空間中的流體被引導到所述旁路主體埠。

根據本公開的又一個方面，提供了一種用於連接到雙封閉管系統的雙封閉配件。所述雙封閉管系統具有圍繞內主管的外副封閉管，在內管與外管之間具有環形空間。所述配件包括：配件主體，所述配件主體限定中心通道，所述配件主體具有設置在相對的第一主體埠與第二主體埠之間的中心部分；所述配件主體被構造成通過所述中心通道和所述第一主體埠和所述第二主體埠接納所述管系統；所述中心通道在所述第一埠中具有第一直徑，所述第一直徑被選擇成允許所述副管進入所述第一主體埠中，所述中心通道在所述第二埠中具有第二直徑，所述第一直徑大於所述第二直徑；連接系統，用於將所述副管機械地緊固到所述第二主體埠。所述連接系統包括：第一外螺紋表面，處於所述第二主體埠的第一部分上；錐形部分，從所述第一部分延伸並且圍繞所述中心通道；螺紋螺母，具有內螺紋並且被構造成接合所述第二主體埠上的所述外螺紋表面；套筒，被構造成配合在所述螺紋螺母內並且在所述錐形部分之上，並且當所述螺母旋擰到所述外螺紋表面上時，在所述第二主體埠的所述錐形部分上施加壓縮力，以將所述錐形部分壓縮到所述副管上。

附圖說明

本領域技術人員從下面結合附圖的詳細描述中將容易理解本公開的特徵和優點，在附圖中：

圖1是示出其中可以使用一個或多個非終止雙封閉配件的示例性環境的示意圖。

圖2是非終止雙封閉配件的示例性實施例的等距視圖。

圖3是圖2的示例性配件的前視圖。圖3A是沿圖3的線3A-3A截取的截面圖。

圖4是圖2的配件的整體主體結構的橫截面圖。

圖5是圖2的示例性配件的分解圖。圖5A是圖2的配件的螺母和套筒的分解圖。圖5B是組裝在一起的螺母和套筒的橫截面圖。

圖6是非終止雙封閉配件的可替代實施例的等距視圖。

圖7是圖6的配件的等距視圖，其中螺母脫離。圖7A是圖6的配件的等距視圖，其中螺母和套筒在分解圖中。

圖8是圖6的配件的橫截面圖。

具體實施方式

在下面的詳細描述和附圖的幾個圖中，相同的元件用相同的附圖標記表示。附圖可能不是按比例的，並且為了說明的目的，相對的特徵尺寸可能被誇大。

圖1中示出了用於非終止雙封閉配件的示例性操作環境10。工具12使用流體(例如液體化學品)在使用點執行一些處理任務。該使用點例如可以包括在半導體製造或藥物製造中使用的工具。容器14在其儲液器16中保持流體的供應。流體通常是危險材料。危險材料的實例包括腐蝕性流體，諸如硝酸、鹽酸、硫酸、氫氧化物、氨和其他化學製劑。容器14通過雙封閉管系統20連接到使用點12，雙封閉管系統20包括主處理管22和外副管24。根據應用，管可以具有各種直徑。例如，1/4-1/2英寸、3/8-3/4英寸、1/2-2/3英寸、1/2-1英寸、3/4-1英寸和1-5/4英寸的管尺寸是針對主處理管線或管以及副封閉管線或管的外徑對尺寸。根據應用，可以使用其他尺寸。

在示例性操作環境中，主管線和副管線可以是柔性管，例如，由全氟烷氧基(PFA)和四氟乙烯-全氟丙烷(FEP)的管材製造。

泵18通常安裝在容器14中以將流體從容器14泵送通過管系統20到達使用點12。雙封閉系統20解決了流體從主管22洩漏的可能情況，其中外管包含洩漏流體並且防止流體洩漏到系統20外部。

系統20通過終止雙封閉配件30或非終止配件100連接到使用點12。終止雙封閉配件是這樣的配件，其在使用點處使主管穿過到操作配件或埠，同時終止或閉合主管和副管之間的空間。因此，在洩漏的情況下，容納在主管與副管之間的環形空間中的流體不穿過配件30。在替代方案中，配件可以是非終止配件100，其使主管和副管兩者都穿過配件。下面參照圖6-圖8描述配件100的示例性實施例。

在該示例性實施例中，系統20通過非終止雙封閉配件100連接到容器14。配件可以由容器14的壁或隔板支撐。系統20通過配件100到達容器的內部、到達旁路非終止配件50，並且主管22連接到泵18。在其他應用中，可以去除容器14內的配件50。配件50還可以可選地在圖1中以虛線示出的使用點12處採用。

配件50為從主管22洩漏並且在主管22與副管24之間的環形空間內捕獲的液體提供液體路徑，以使其從系統20排出，例如回到容器儲液器14或去往另一個容器或配置。在圖2、圖3、圖3A、圖4、圖5、圖5A和圖5B中示出了配件50的示例性實施例。配件50是大致T形的組件。在該示例性實施例中，配件主體52被形成為通常通過注塑由PFA製造的整體式單件結構。主體52限定中心通道60和垂直於該中心通道的旁路通道62(圖4)。主體52具有設置在相對的第一主體埠52B與第二主體埠52C之間的中心部分52A。來自工具的管道系統20通過埠52B進入配件，並且主管道22穿過配件並從埠52C出來。副管24在肩部表面56B1A處終止於第一主體埠52B中(圖3A、圖4)。如下面更全面地描述的，在該示例性實施例中，為第一埠和第二埠中的每一個埠提供連接系統，以將外管24固定在裝配埠52B處。

第一主體埠52B包括螺紋部分52B1，其與螺母56A接合。埠52B還包括肩部部分52B2和錐形部分52B3，該錐形部分52B3終止於遠端52B4，該遠端52B4具有斜面尖端表面52B4-1(圖4)。單獨的套筒結構54A裝配在螺母56A內。套筒54A具有實心構造，並且沒有縱向狹槽。套筒54A在其內端處具有稍大於錐形部分52B3的尖端52B4的外徑的內徑，但是該內徑略小於錐形部分52B3的相鄰於肩部部分52B2的外徑。在該示例中，螺母56A由聚偏二氟乙烯(PVDF)製成，並且套筒54A由PFA製成。錐形部分52B3的開口直徑被選擇成略大於副管24的外徑，使得管系統20可以被插入通過錐形部分並且進入主體52中，其中螺母56A和套筒54A處於相對於配件主體的無螺紋的未擰緊位置中。副管24的端部抵靠第一主體埠的止動肩部52B1A定位，即抵靠肩部52B1A終止。

圖5A和圖5B示出了示例性的螺母和套筒：螺母56A和套筒54A。在該示例性實施例中，套筒和螺母各自是整體的單件式構造。套筒被構造成用於與螺母的過盈配合，如圖5B所示。套筒的端部54A-1的外徑略大於螺母端部56A-1處的螺母開口的內徑，並且端部54A-1的圓形邊緣有助於套筒的壓配合進入與螺母的接合。套筒形成有凹槽54A-2，其中內唇部56A-2位於接合位置。通常，套筒可以在工廠處組裝到螺母，到圖5B所示的組裝狀態。套筒54A由比螺母(其可以是PVDF)更軟、更柔性的材料(諸如PFA)製成，有助於將套筒組裝到螺母中。

螺母56A緊固在配件主體52的螺紋部52B1上，到達圖3A所示的位置，沿著錐形部分52B3的外表面拉動套筒54A，直到抵靠肩部部分52B2而停，並且壓縮錐形部分52B3使其與副管24的外表面接觸。套筒54A具有內部成角度的肩部表面，其抵靠對應的斜面尖端表面而停(圖4，表面52B4-1)。在一個示例性實施例中，主管22的外徑(OD)為0.50英寸，管22的內徑(ID)為0.38英寸，副管24的對應尺寸為0.75英寸OD和0.63英寸ID。這提供了主管22和第二管24的OD和ID之間的0.13英寸的差異。

螺紋部分52B1、錐形部分52B3、套筒54A和螺母56A協作以在配件主體的錐形部分52B3下面的環形區域中在第一埠52B處形成配件主體52與副管24的環形機械塗抹密封或塗抹連接。該塗抹密封將外管24機械地緊固在配件主體內的適當位置，以在螺母就位時防止管被拉出配件或被推動通過配件。在示例性實施例中，塗抹密封沿著錐形部分的基本長度延伸，例如，在示例性實施例中為1/2英寸至3/4英寸的數量級，並且由在配件主體的螺紋部分52B1上的螺母的三至四轉產生。如本文所用，當類似材料處於來自較硬、較剛性材料的壓縮力下時，發生塗抹密封或塗抹連接。在該示例中，螺母56A由比套筒54A、配件主體52和外管24的材料更硬、更剛性的材料形成。當螺母旋擰到配件主體上時，套筒壓縮錐形部分52B3，繼而將配件主體壓縮到外部管道24上，導致管道和配件主體之間的塗抹密封。該塗抹密封與常規壓縮密封形成對比，常規壓縮密封通常導致在環形凸緣處的壓縮，具有相對較短的縱向密封長度。常規的壓縮密封還傾向於在密封接合處使密封部件變形，通常是永久變形。相反，在示例性實施例中，在塗抹密封或密封連接的情況下，螺母56A和套筒54A可以從配件主體移除，以允許配件從管系統20拆卸，而不使管24永久變形。

主管道22穿過配件50，從第二主體埠52C延伸，並且在該示例性實施例中，連接到供應容器14中的泵。第二主體埠52C包括螺紋部分52C1，其與螺母56B接合。埠52C還包括肩部部分52C2，以及終止於遠端52C4的錐形部分52C3。單獨的套筒54B裝配在螺母56B內。在該示例中，螺母56B是由PVDF製成的，並且套筒54B由PFA製成。套筒54B、螺母56B和配件主體52的錐形部分52C3以與上述關於第一埠相同的方式協作。錐形部分52C3的開口直徑被選擇成略大於主管22的外徑，使得管22可以插入穿過錐形部分並從主體52流出。螺母56B被擰緊在螺紋部分52C1上，到達圖3A所示的位置，沿著錐形部分的外表面拉動套筒54B，直到停止在肩部部分52C2，並且壓縮錐形部分與主管22的外表面密封接觸。螺紋部分52C1、錐形部分52C3、套筒54B和螺母56B協作以在配件主體的錐形部分52C3與第二埠52B處的主管22之間形成機械塗抹密封或塗抹連接。可以移除具有套筒54B的螺母56B，以允許將配件從管系統20拆卸。

管系統20提供在主管道22和外副管道24之間的環形空間26。即使副管24終止在肩部52B2處，配件50通過主管22與部分52的圓柱形表面52A1之間的中心配件部分52A維持環形空間26A(圖3A)。因此，從系統20中的主管22洩漏的任何流體可以流入環形空間26A。第二埠52C的螺紋部分52C1包括內部錐形表面52C1-A，其在與錐形部分52C4的連接處閉合環形空間26A。因而，環形空間26A中的任何流體不能通過埠52C逸出。

在非終止配件50的該實施例中，提供旁路埠52D，其與環形空間26A流體連通，並且允許環形空間中的流體通過埠52D流出。旁路埠包括螺紋部分52D1，其與螺母56C接合。埠52D還包括管接合部分52D2，其終止於斜面的遠端52D3。旁路通道62限定為穿過埠52D，當管22在配件50內就位時與環形空間26A連通。在該示例中，螺母56C由PVDF製造。溢流管60的擴口端60A裝配在管接合部分52D2上。螺母56C在螺紋部分52D1上緊固到圖3A所示的位置，壓縮管接合部分52D3與螺母之間的擴口端部60A，以提供防漏密封。

溢流管60可以連接到儲液器16以補充源流體的體積。或者，溢流管可以連接到單獨的溢流容器或另一目的地。

在圖6-8中示出了非終止雙封閉配件100的可替代實施例。在該實施例中，主管22和副管24兩者都穿過配件。副配件可以例如終止於配件與泵之間。該配件可用於這樣的應用中，其中環形空間26中的洩漏的流體例如可以通過在泵的上遊切割或結束副管24而排回到供應容器14中。在該實施例中，配件100包括配件主體結構102，具有穿過主體、螺紋螺母104和套筒104限定的開口102D。可替代地，配件50可以與配件100一起使用，例如在如圖1中的虛線所示的使用點處。

主體結構的中心部分102A限定凸緣。第一螺紋端部主體部分102B從凸緣或中心部分的一側102A1延伸，並且構造成從工具接收雙封閉系統20。

主體部分102還限定從凸緣部分的相對側102A2延伸的第二螺紋端部主體部分102C。主體部分102C包括外螺紋部分102C1，其構造成與螺母104的內螺紋接合。主體部分102C還包括肩部部分102C2和具有尖端102C4的錐形部分102C3，遠離凸緣部分102C1延伸。

主體結構102中的開口102D在第一螺紋端部部分102B中和在中心凸緣部分102A中具有第一直徑D1，該第一直徑D1大於(在示例性實施例中具有前述示例性尺寸的主管和次管中，大0.13英寸)副管24的外尺寸，使得具有主管22的副管可以容易地裝配到第一端部部分中。中心開口102D的表面102C1-A在第二部分102C的部分102C1內漸縮到減小的開口直徑D2。直徑D2剛好略大於副管24的外徑，使得管24可以裝配通過端部102C。對於0.75英寸的副管OD的示例，D1、D2的示例性尺寸分別為0.88英寸和0.76英寸。

套筒104、螺母106和具有尖端102C4的錐形部分102C3協作地定尺寸，使得當螺母106擰緊在螺紋部分102C1上時，到圖8所示的位置，沿著錐形部分的外表面拉拽套管104，直到在肩部部分102C2處停止，並且以與上述關於螺母56A、套筒54A、錐形部分52B3和管24相同的方式壓縮錐形部分使其與主管22的外表面摩擦接觸，形成機械塗抹密封或塗抹連接。具有套筒104的螺母106可從配件主體102移除，以允許管系統從配件撤回，或沿著其縱向長度重新定位。

配件100可以固定在隔板開口中，其中螺母(圖8中未示出)旋擰到螺紋部分102B1上以將隔板夾在凸緣表面102A1與螺母之間。

雖然前述是對主題的具體實施例的描述和說明，但是在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，本領域技術人員可以進行各種修改和改變。