KR20150066557A

KR20150066557A - 연결 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150066557A
Application number: KR1020157011515A
Authority: KR
Inventors: 마르크 라버디르; 존 피 푸글리아; 벤 마이 박 리; 카라얀 매드하바람; 크레이그 월리스 마트랜드; 드미트리 멘; 제이 카알 니어메이어
Original assignee: 엔테그리스, 아이엔씨.
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-06-16
Also published as: JP2015532200A; TW201433727A; US9802142B2; EP2903726A2; SG11201502552SA; EP2903727A2; CN104822439A; WO2014055452A1; WO2014055453A3; SG11201502555QA; JP2016508200A; JP2015532199A; TWI619536B; KR102154183B1; CN104822980A; KR20150063545A; EP2904300A1; US20150273365A1; US20150247595A1; TW201433346A

Abstract

본 발명은 유체 연결부를 위한 연결 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 몇몇 실시예는 반도체 제조 유체와 함께 사용을 위한 유체 연결부에 관한 것이다. 연결 시스템은 너트(110) 내의 멀티-스타트 나사산의 사용에 의해 연결 너트의 360도 미만의 회전에 의해 유체 피팅(112, 114)을 밀봉하는 연결 너트(110)를 사용한다. 일 실시예에 따르면, 연결 너트는 360도 미만의 회전에 의해 적어도 360도 나사 결합을 생성한다. 실시예는 또한 다수의 포트를 동시에 밀봉할 수 있는 연결 시스템을 제공한다.

Description

연결 시스템 및 방법{CONNECTION SYSTEM AND METHOD}

관련 출원

본 출원은 2012년 10월 1일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터(Modular Filter With Tension Members)"인 미국 가특허 출원 제61/708,470호, 2013년 3월 8일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터 및 모듈형 필터용 매니폴드(Modular Filter With Tension Members and Manifold for Modular Filters)"인 미국 가특허 출원 제61/775,051호, 2013년 4월 19일 출원된 발명의 명칭이 "모듈형 필터용 매니폴드, 모듈형 필터 카세트 및 연결 시스템(Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems)"인 미국 가특허 출원 제61/813,983호, 2013년 5월 23일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터(Modular Filter with Tension Members)"인 미국 가특허 출원 제61/826,880호 및 2013년 6월 17일 출원된 발명의 명칭이 "모듈형 필터용 매니폴드, 모듈형 필터 카세트 및 연결 시스템(Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems)"인 미국 가특허 출원 제61/835,884호를 우선권 주장하고, 이들 출원의 각각은 모든 목적으로 본 명세서에 완전히 참조로서 참조되어 있다.

기술분야

본 발명은 유체 연결부용 연결 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 몇몇 실시예에서, 본 발명은 변형성 재료용 연결 시스템에 관한 것이다. 더욱 더 구체적으로, 몇몇 실시예는 반도체 제조 유체와 함께 사용을 위한 유체 연결부에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스는 오염에 매우 민감하다. 따라서, 프로세스 유체에 접촉하는 재료는 종종 프로세스 유체와 비반응성인 폴리머로부터 형성된다. 그러나, 다수의 경우에, 이들 재료는 비교적 변형성이고, 더 고온에서 상당한 크리프(creep)를 나타낼 수도 있다. 따라서, 누설하지 않는 유체 연결부를 제공하는 것이 어렵다.

몇몇 여과 시스템은 나사산 형성된 연결부에 의존한다. 이들 시스템에서, 다른 피팅(fitting)은 외부 피팅 나사산을 포함하고, 반면에 다른 피팅은 내부 나사산을 갖는 나사캡을 포함한다. 나사캡은 필터 상에 나사 결합되어 피팅이 함께 밀봉한다. 그러나, 온도 편위(temperature excursion) 후의 피팅의 풀림(loosening)이 반도체 산업에서 통상의 문제점이다.

이 문제점은 피팅이 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA)와 같은 변형성이 있는 재료로 제조될 때 특히 논점이 된다. 현존하는 PFA 피팅은 통상적으로 비교적 미세한 v-형 나사산(통합 또는 메트릭 나사 나사산과 같은)을 사용한다. 나사산은 나사캡의 다수회 회전을 통해 나사캡과 필터 피팅 사이의 상당한 접촉량을 생성하도록 설계된다. 톱니 나사산(buttress thread) 등은 이러한 나사산이 동일한 상대 크기 및 피치의 통합 나사 나사산 또는 메트릭 나사 나사산(예를 들어)에 비교할 때 작은 표면적을 갖고, 따라서 더 풀려질 가능성이 높기 때문에 회피된다.

전통적인 나사산 형성된 피팅은 다수의 다른 단점을 갖는다. 일 예로서, 전통적인 나사산 형성된 피팅은 다수의 포트(port)를 동시에 밀봉하기 위한 신속 연결 메커니즘을 제공하지 않는다. 각각의 피팅은 개별적으로 연결되어야 한다. 이는 사용자가 개별 피팅을 조작하기 위한 적절한 공간을 가져야 하는 다른 문제점을 유도한다. 다른 결점은 이러한 피팅이 종종 O-링을 사용하는 데, 이러한 것이 오염의 가능성을 증가시킨다는 것이다. 다른 단점은 피팅이 로봇에 의해 용이하게 조작되지 않는다는 것이다.

본 발명의 목적은 개선된 유체 연결부용 연결 시스템을 제공하는 것이다.

반도체 제조 용례에서를 포함하는 다양한 용례에서 사용될 수 있는 연결 시스템의 실시예가 설명된다. 일 실시예는 연결 하우징, 제1 피팅 및 연결 너트를 포함하는 연결 시스템을 제공한다. 연결 하우징은 제1 세트의 연결 하우징 내부 나사산을 갖는 연결 하우징 제1 개구를 형성할 수 있다. 연결 너트는 연결 하우징 제1 개구 내에 배치되고 제1 피팅 주위에서 회전 가능할 수 있다.

연결 너트는 제1 연결 너트 외부 나사산의 세트 및 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트를 포함할 수 있다. 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 제2 피팅 상의 제2 피팅 외부 나사산의 세트에 결합하도록 구성된 멀티-스타트 나사산(multi-start thread)이다. 연결 너트 내부 나사산은 360도 미만의 회전에 의해 제1 피팅과 제2 피팅 사이에 밀봉부를 생성하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 360도 미만의 회전은 적어도 360도 이상의 나사 결합을 생성할 수도 있고, 다른 실시예에서 360도 미만의 나사 결합을 생성할 수도 있다. 나사 결합은 원주방향 축방향 밀봉력(예를 들어, 적어도 360도 또는 몇몇 경우에 360도 미만의 축방향 밀봉력)을 제공할 수도 있다.

제1 연결 너트 외부 나사산의 세트는 제1 세트의 연결 하우징 내부 나사산에 결합한다. 제1 연결 너트 외부 나사산의 세트 및 제1 세트의 연결 하우징 내부 나사산은 축방향 밀봉력 하에서 제1 연결 너트의 역회전을 방지하는 마찰력을 생성하도록 구성된 싱글 스타트(single start) 나사산일 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, 연결 너트는 외부 너트 나사산을 포함하지 않고, 여전히 회전이 가능하면서 연결 하우징 내에서 축방향 이동이 봉쇄된다. 일 실시예에서, 연결 너트 내부 나사산 및 제2 피팅 외부 나사산은 멀티-스타트 나사산이고, 연결 너트 외부 나사산은 더 미세한 피치를 갖는 싱글 스타트 나사산이다.

일 실시예에 따르면, 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 멀티-스타트 나사산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 멀티-스타트 나사산은 제1 시작부로부터 120 내지 180도 연장하는 제1 나사산, 제2 시작부로부터 120 내지 180도 연장하는 제2 나사산 및 제3 시작부로부터 120 내지 180도 연장하는 제3 나사산을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 다른 수의 시작부를 포함할 수도 있고, 나사산은 120도 미만, 180도 초과 연장할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 멀티-스타트 나사산은 톱니 나사산이다. 일 실시예에서, 연결 너트 내부 나사산은 0 내지 5도의 하중 플랭크각(flank angle) 및 25 내지 35도의 릴리프 플랭크각을 갖는다.

연결 시스템 및 피팅은 피팅 외부 나사산 및 연결 너트 내부 나사산이 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 것을 돕기 위한 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 피팅의 정렬 특징부들은 정렬 리브(rib)를 포함할 수도 있다. 기어 아암 또는 다른 회전 부재는 리브를 수용하기 위한 슬롯을 포함할 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 정렬 리브가 슬롯에 진입할 수 있기 전에 회전 부재가 특정 각도(예를 들어, 나사산이 정렬되는 위치에 대응함)로 회전되어야 하도록 구성될 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 나선형일 수도 있다.

연결 너트 및 포트 피팅(port fitting)은 연결 너트와 포트 피팅 사이의 적절한 결합을 보장하기 위한 특징부들을 포함할 수 있다. 연결 너트는 제1 세트의 정렬 특징부를 포함할 수 있고, 포트 피팅은 상보형 정렬 특징부의 세트를 포함할 수 있다. 제1 세트의 정렬 특징부는 제1 세트의 정렬 특징부가 피팅의 대응 정렬 특징부와 정합하지 않으면(그리고, 몇몇 경우에 연결 너트가 회전할 수도 있도록 통과함) 연결 너트 내부 나사산의 세트가 피팅 외부 나사산에 결합할 수 없도록 하는 거리로 연결 너트 내부 나사산의 세트의 시작부로부터 이격될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 예를 들어 연결 너트는 연결 너트 내부 나사산의 시작부로부터 이격된 내부 돌출부의 세트를 포함할 수도 있고, 반면에 포트 피팅은 노치의 세트를 포함하는 포트 피팅 외부 나사산으로부터 이격된 포트 리브를 포함할 수 있다. 내부 돌출부 및 포트 리브는 내부 돌출부가 정렬 노치를 통해 통과하지 않으면 너트 내부 나사산이 포트 피팅 외부 나사산에 결합할 수 없도록 이격될 수 있다. 몇몇 경우에, 정렬 특징부들은 단지 특정 카세트가 특정 매니폴드 내에(또는 특히 매니폴드 내의 위치) 끼워맞춤되도록 구성될 수 있다(예를 들어, 적절한 카세트가 특정 용례를 위해 사용되는 것을 보장하기 위해). 예를 들어, 노치 세트 및 내부 돌출부는 상이한 피팅/연결 너트를 위한 기하학적 형상, 간격 또는 다른 양태에서 변경될 수 있다.

연결 시스템은 제3 피팅 유동 통로를 형성하는 제3 피팅과, 외부 나사산의 세트를 포함하고 제3 피팅 둘레로 회전 가능한 제2 연결 너트를 더 포함할 수 있다. 제2 연결 너트는 제2 연결 너트 내부 나사산의 세트를 포함할 수 있고, 제2 연결 너트 내부 나사산의 세트는 제3 피팅에 대해 제4 피팅을 밀봉하고 연속적인 유동 통로를 생성하기 위해 360도 미만의 회전에 의해 제4 피팅 상에 360도 축방향 밀봉력을 생성하기 위해 제4 피팅 상의 제4 피팅 외부 나사산의 세트에 결합하도록 구성된 멀티-스타트 나사산이다. 제2 연결 너트는 제1 연결 너트와 동일한 연결 하우징 내에 또는 제2 연결 하우징 내에 배치될 수도 있다. 제2 연결 너트는 내부 돌출부와 같은 정렬 특징부의 세트를 또한 포함할 수도 있다.

연결 시스템은 제1 연결 너트 및 제2 연결 너트가 동시에 회전하도록 제1 연결 너트를 제2 연결 너트에 작동식으로 결합하는 기어 조립체를 포함할 수 있다. 회전 부재는 회전 부재의 회전이 제1 연결 너트 및 제2 연결 너트를 회전하도록 기어 조립체에 작동식으로 결합될 수 있다. 회전 부재는 일 실시예에서, 기어치(gear teeth)를 갖는 기어 아암을 포함한다. 기어 아암은 하나 이상의 기어에 의해 제1 연결 너트 및 제2 연결 너트에 작동식으로 결합될 수도 있다. 일 실시예에서, 기어 아암은 제1 연결 너트에 직접 결합되고 제2 연결 너트에 작동식으로 결합된다. 기어 아암은 전방으로 연장하는 메인 아암부를 더 포함할 수도 있다. 아암부는 아암부가 회전함에 따라 제1 포트로부터 연장하는 반경방향 리브를 수용하도록 위치된 슬롯을 포함할 수 있다. 슬롯 및 리브는 나선형일 수도 있다.

구동 샤프트는 기어 아암의 구동 샤프트 통로 내에 수용될 수 있다. 구동 샤프트는 완전 후퇴 위치(fully retracted position)로부터 완전 삽입 위치로 구동 샤프트 통로 내에서 병진 이동 가능할 수 있다. 구동 샤프트는 피벗 지점 둘레에서 각도 위치의 범위를 통해 회전 가능할 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 세트의 선택된 각도 위치에서, 구동 샤프트는 완전 삽입된 위치로 병진 이동할 수 없고, 선택된 각도 위치에서, 구동 샤프트는 완전 삽입된 위치로 병진 이동될 수 있어 기어 아암의 회전을 잠금한다. 제1 세트의 각도 위치에서, 구동 샤프트의 제1 단부는 연결 하우징의 전방면에 중첩할 수도 있고, 반면에 선택된 각도 위치에서, 구동 샤프트의 제1 단부는 구동 샤프트의 제1 단부가 삽입될 수 있는 특징부와 정렬될 수도 있다.

제1 유체 피팅 및 제2 유체 피팅을 연결하기 위한 방법은 연결 너트의 멀티-스타트 내부 연결 너트 나사산을 제2 유체 피팅의 외부 피팅 나사산과 정렬하는 것으로서, 연결 너트는 연결 하우징 내의 제1 유체 피팅 둘레로 회전 가능하고 연결 하우징 내부 나사산에 결합하는 연결 너트 외부 나사산을 갖는 것인 나사산을 정렬하는 것; 제2 유체 피팅에 대해 제1 유체 피팅을 밀봉하기 위해 연결 너트를 360도 미만(몇몇 경우에, 135도 미만을 포함하는 180도 미만) 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 360도 미만의 회전(그리고 몇몇 경우에, 180도 미만의 회전)은 적어도 360도 나사 결합을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 나사 결합량은 360도 미만일 수도 있고, 반면에 충분한 밀봉력이 여전히 인가된다. 방법은 복수의 밀봉부를 생성하기 위해 복수의 연결 너트를 동시에 회전하는 것을 더 포함할 수도 있다.

연결 시스템 및 피팅은 피팅 외부 나사산 및 연결 너트 내부 나사산이 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 것을 돕기 위한 정렬 특징부를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 피팅의 정렬 특징부는 정렬 리브를 포함할 수도 있다. 기어 아암, 또는 다른 회전 부재는 리브를 수용하기 위한 슬롯을 포함할 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 정렬 리브가 슬롯에 진입할 수 있기 전에 회전 부재가 특정 각도로(예를 들어, 나사산이 정렬되는 위치에 대응함) 회전되어야 하도록 구성될 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 나선형일 수도 있다.

연결 너트는 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 연결 너트는 제1 세트의 정렬 특징부를 포함할 수도 있고, 피팅은 제2 세트의 정렬 특징부를 포함할 수도 있다. 연결 너트의 내부 연결 너트 나사산과 제2 유체 피팅의 외부 피팅 나사산의 정렬은 제1 세트의 정렬 특징부와 제2 세트의 정렬 특징부를 정렬하는 것을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 세트의 정렬 특징부는 내부 돌출부의 세트를 포함할 수 있고, 제2 세트의 정렬 특징부는 내부 돌출부와 정렬하는 노치의 세트를 포함할 수 있다. 제2 세트의 정렬 특징부는 정렬 리브 상에 배치될 수도 있다.

몇몇 경우에, 정렬 특징부들은 단지 측정 피팅들이 특정 연결 시스템과 끼워맞춤될 수 있도록 구성될 수 있다(예를 들어, 적절한 카세트가 특정 용례를 위해 사용되는 것을 보장하기 위해). 예를 들어, 노치 세트 및 내부 돌출부는 상이한 피팅/연결 너트를 위한 기하학적 형상, 간격 또는 다른 양태에서 변경될 수 있다.

실시예들은 다수의 피팅이 동시에 밀봉되게 하는 유체 피팅을 위한 신속 연결 메커니즘 및 몇몇 실시예에서 신속 연결 시스템을 제공할 수 있다. 몇몇 경우에, 신속 연결 시스템은 포트들이 사용자로부터 정화 카세트의 후방에 위치될 때에도 사용자가 포트를 밀봉하게 할 수 있다. 더욱이, 신속 연결은 O-링이 없을 수 있어, 오염 제어를 향상시키고 더 신뢰적인 더 고온의 작동을 제공한다.

도 1a 내지 도 1b는 비결합 및 결합 상태에서 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 3은 연결 너트의 일 실시예의 개략도이다.
도 4a는 연결 너트의 일 실시예의 개략도이다.
도 4b는 연결 너트 및 피팅의 일 실시예의 개략도이다.
도 5a 내지 도 5b는 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 6은 연결 하우징의 일 실시예의 개략도이다.
도 7a 내지 도 7b는 구동 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8c는 피팅을 갖는 단부캡의 일 실시예의 개략도이다.
도 9는 정렬 개구의 일 실시예의 개략도이다.
도 10a 내지 도 10c는 구동 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11a 내지 도 11b는 피팅을 갖는 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 12는 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 13은 연결 시스템 및 단부캡의 일 실시예의 개략도이다.
도 14는 자립식 피팅을 갖는 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 15는 자립식 피팅을 갖는 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 16은 자립식 피팅을 갖는 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 17은 자립식 피팅을 갖는 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.

본 명세서에 첨부되어 그 부분을 형성하는 도면은 본 발명의 실시예들의 특정 양태를 도시하기 위해 포함되어 있다. 본 발명, 및 본 발명을 구비한 시스템의 구성 요소 및 동작의 더 명료한 인상은 동일한 도면 부호가 동일한 구성 요소를 지시하고 있는 도면에 도시되어 있는 예시적인, 따라서 비한정적인 실시예를 참조하여 더 즉시 명백해질 것이다. 도면에 도시되어 있는 특징들은 반드시 실제 축적대로 도시되어 있는 것은 아니라는 것을 주목하라.

연결 시스템 및 그 다양한 특징 및 장점은 첨부 도면에 도시되어 있고 이하의 설명에서 상세히 설명되어 있는 비한정적인 실시예를 참조하여 더 완전히 설명된다. 공지의 시작 재료, 프로세싱 기술, 구성 요소 및 장비의 설명은 본 발명을 불필요하게 상세히 불명료하게 하지 않도록 생략되어 있다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 예들은 바람직한 실시예들을 지시하면서, 한정이 아니라 단지 예로서만 제공되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 기본 개념의 사상 및/또는 범주 내의 다양한 치환, 수정, 추가 및/또는 재배열은 본 명세서로부터 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이다.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 어미 변화형은 비배타적인 포함을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 요소들의 리스트를 포함하는 프로세스, 물품 또는 장치는 단지 이들 요소들에만 반드시 한정되는 것은 아니라, 이러한 프로세스, 물품 또는 장치에 고유적이거나 명시적으로 열거되지 않은 다른 요소들을 포함할 수도 있다. 또한, 명시적으로 반대로 언급되지 않으면, "또는"은 '배타적인 또는'이 아니라 '포함적인 또는'을 칭한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 이하의 것: A가 참이고(또는 존재함) B가 거짓임(또는 존재하지 않음), A가 거짓이고(또는 존재하지 않음) B가 참임(또는 존재함), 및 A 및 B의 모두가 참임(또는 존재함) 중 임의의 하나에 의해 만족된다.

부가적으로, 본 명세서에 제공된 임의의 예 또는 예시는 이들이 이용되는 임의의 용어 또는 용어들에 대한 한정, 제한 또는 명시적인 정의로서 결코 간주되어서는 안된다. 대신에, 이들 예 또는 예시는 일 특정 실시예에 대해 설명되는 것으로서 그리고 단지 예시적인 것으로서 간주되어야 한다. 당 기술 분야의 숙련자들은 이들 예 또는 예시가 이용되는 임의의 용어 또는 용어들이 그와 함께 또는 명세서의 다른 장소에 제공되거나 제공되지 않을 수도 있는 다른 실시예를 포함할 것이고, 모든 이러한 실시예는 그 용어 또는 용어들의 범주 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 비한정적인 예 및 예시를 지시하는 언어는 "예를 들어", "예로서", "가령", "일 실시예에서"를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 특정 아이템은 "제1", "제2", "제3", "제4" 등으로서 언급될 수도 있지만(예를 들어, 제1 측벽, 제2 측벽), 이러한 용어들은 설명을 위해 사용된 것이고 다수의 이러한 아이템들 중 임의의 하나가 "제1", "제2" 등으로 고려될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

더 높은 압력을 견딜 수 있는 다수의 피팅이 밀봉부를 완성하기 위해 다수회 회전되어야 한다. 이러한 연결부는 특히 크램핑된(cramped) 공간에서 사용이 어렵고, 로봇에 의한 필터 교환을 용이하게 하지 않는다. 따라서, 새로운 유체 연결부가 요구된다. 이를 위해, 본 명세서에 설명된 실시예는 반도체 제조 시스템에서를 포함하는 다양한 용례에서 이용될 수 있는 신속 연결 연결부를 제공한다. 신속 연결 연결부는 O-링이 없는 밀봉을 제공할 수 있다. O-링이 없는 디자인은 오염을 감소시키고 더 신뢰적인 고온 작동을 제공할 수 있다. 신속 연결 연결부는 또한 삽입 에러 또는 부정확한 설치를 방지하기 위한 특징부들을 제공할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 예시적인 연결 시스템(100)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(100)은 너트 수용 영역을 형성하는 연결 하우징(102), 너트 수용 영역 내에 배치된 연결 너트(110), 너트에 의해 적어도 부분적으로 수용된 제1 피팅(112), 및 제2 피팅(114)을 포함한다. 제1 피팅(112)은 연결 너트(110)에 근접한 제1 피팅(112)의 단부에 개방되어 있는 유체 유동 통로를 제공하고, 제2 피팅(114)은 연결 너트(110)에 근접한 제2 피팅(114)의 단부에 개방되어 있는 유체 유동 통로를 제공한다. 제1 피팅(112) 및 제2 피팅(114)은 유동 통로들이 연결되어 연속적인 유동 통로를 형성하도록 정합하거나 맞접하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 피팅들은 당 기술 분야에 공지되거나 개발된 Primelock® 피팅, FlareMount^TM 피팅 또는 다른 피팅과 같은 축방향 힘 하에서 밀봉부를 형성하도록 구성된 상보형 피팅이다. 피팅(112)은 암형 피팅으로서 그리고 피팅(114)은 수형 피팅으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 피팅(112)은 수형 피팅이고 피팅(114)은 암형 피팅일 수 있다. 피팅들 중 하나는 카세트의 단부캡(예를 들어, 도 11a에 도시되어 있는 바와 같이), 압력 트랜스듀서 상의 피팅, 액체 유동 제어기 상의 피팅 또는 다른 장치의 부분일 수 있다.

연결 너트(110)는 연결 너트(110)의 주축을 따라 제1 측면(115)으로부터 제2 측면(116)으로 연장하는 개구를 포함한다. 너트는 피팅들 중 하나의 단부를 에워싸고, 유동 통로와 동축으로 피팅 둘레에서 회전 가능하다. 너트를 통한 개구는 소직경(120)의 영역 및 대직경(122)의 영역을 포함하는 상이한 직경의 영역을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 너트의 개구는 연결 너트(110)를 통한 개구의 제1 단부에 소직경을, 그리고 연결 너트(110)를 통한 개구의 제2 단부에 대직경을 갖는다(단차형 숄더를 형성함).

일 실시예에 따르면, 피팅들 중 하나는 피팅의 제1 부분이 연결부(110)의 더 좁은 직경의 영역을 통해 통과하고, 반면에 제2 부분이 더 좁은 직경의 영역보다 대직경(또는 다른 성형된 푸트프린트)을 갖도록 성형될 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 제1 피팅(112)의 단부는 너트의 좌측 단부를 통해 통과하는 제1 섹션(130) 및 더 좁은 직경 영역(120)을 통해 통과하기에는 너무 큰 제2 섹션(132)을 갖는다. 본 실시예에서, 연결 너트(110) 및 제1 피팅은 사용 중에 맞접하도록[예를 들어, 연결 너트(110)의 내부 숄더가 피팅(112)의 외부 숄더에 맞접함] 성형되고 위치된 상보형 반경방향 숄더(140)를 형성한다. 제2 피팅(114)은 너트 개구의 제2 단부를 통해 수용된 단부(142)를 포함할 수도 있다. 제2 피팅(114)의 수용된 부분은 외부 나사산(144)을 포함할 수도 있다.

연결 너트 내부 나사산(146)의 세트가 연결 너트(110)의 제2 단부에 근접하여 배치되고, 포트 피팅 외부 나사산(144)을 결합하도록 설계될 수 있다. 연결 너트(110)는 하우징(102)의 내부에 배치된 하우징 나사산(152)에 결합하는 연결 너트(110)의 외부측의 적어도 일부 상에 배치된 외부 나사산(150)을 또한 포함할 수도 있다.

작동시에, 제1 피팅(112) 및 제2 피팅(114)의 단부는 함께 모여질 수 있다. 제2 피팅(114)의 단부가 적절한 위치에 있을 때, 연결 너트(110)는 회전되어 너트 내부 나사산(146)을 피팅 외부 나사산(144)과 결합할 수 있다. 피팅 외부 나사산(144) 상의 그리고 피팅(121)의 숄더(140) 상의 힘은 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 제1 피팅(112)과 제2 피팅(114)을 함께 가압하여 밀봉부를 생성한다.

연결 시스템(100)은 특히 밀봉부가 축방향 힘에 의해 형성되거나 증진되는 피팅에 대해 밀봉부를 유지하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 너트 내부 나사산(146)은 연결 너트(110)가 360도 회전하는 것을 요구하지 않고 제2 피팅(114) 주위로 360도 축방향 힘[제2 피팅(114)을 제1 피팅(112)을 향해 압박하는 힘]을 생성한다. 즉, 너트 내부 나사산(146)은 연결 너트(110)를 360도 회전하여 360도 결합을 생성하는 것을 요구하지 않고, 피팅 외부 나사산(144)을 피팅 주위로 360도 결합할 수 있다. 이를 위해, 너트 내부 나사산(146) 및 피팅 외부 나사산(144)은 두줄 나사산, 세줄 나사산 등과 같은 멀티-스타트 나사산일 수 있다. 두줄, 세줄 또는 다른 멀티-스타트 나사산은 대략 절반 회전 이하에 의해 전체 밀봉 연결부 주위에 360도 축방향 하중을 제공할 수 있다. 너트 내부 나사산(146) 및 피팅 외부 나사산(144)은 높은 축방향 하중을 수용하는 나사산일 수 있다. 나사산은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 1-12 UNF 나사산, 톱니 나사산, 애크미(acme) 나사산 또는 다른 나사산을 포함하는 다양한 표준 나사산 프로파일을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 맞춤형 또는 전용 나사산이 사용될 수도 있다.

일 실시예에서, 너트 내부 나사산(146) 및 피팅 외부 나사산(144)은 각각의 나사산 시작부가 대략 180도만큼 오프셋되고 나사산이 각각의 시작부로부터 적어도 180도 연장하는 두줄 나사산일 수 있다. 이 경우에, 연결 너트(110)는 두줄 나사산을 결합하도록 회전될 수 있다. 너트를 180도 회전하는 것은 두줄 나사산을 외부 피팅 주위로 360도 결합하게 할 것이다. 더 구체적으로, 기준으로서 제1 나사산의 시작부를 사용하여, 제1 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(146)의 제1 나사산은 0 내지 180도로 피팅 외부 나사산(144)에 접촉할 수도 있고, 제2 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(146)의 제2 나사산은 180 내지 360도로 피팅 외부 나사산(144)에 접촉할 수도 있어, 피팅 주위에 360도로 피팅(114) 상에 축방향 힘이 존재하게 된다. 180도가 예로서 사용되었지만, 다른 실시예들은 다른 길이에 대해 연장하는 두줄 나사산을 포함할 수도 있다.

삼중 나사산의 예를 사용하여, 각각의 시작부는 대략 120도만큼 오프셋될 수 있고, 나사산은 각각의 시작부로부터 대략 135도 연장할 수 있다. 이 경우에, 연결 너트(110)를 대략 135도 회전하는 것은 360도의 결합을 생성할 것이다. 본 예에서, 제1 시작부에서 시작하는 너트 내부 나사산(146)의 제1 나사산은 0 내지 135도로 피팅 외부 나사산(144)에 접촉할 수 있고, 제2 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(146)의 제2 나사산은 120도 내지 255도로 피팅 외부 나사산(144)에 접촉할 수도 있고, 제3 나사산으로부터 시작하는 제3 나사산은 240도 내지 15도로 피팅 외부 나사산(144)에 접촉할 수도 있어, 피팅 주위에 360도로 피팅(114) 상에 축방향 힘이 존재하게 된다. 135도가 예로서 사용되었지만, 다른 실시예들은 다른 길이에 대해 연장하는 세줄 나사산을 포함할 수도 있다.

따라서, 멀티-스타트 나사산 구성은 연결 너트(110)의 360도 미만, 몇몇 경우에 180도 미만의 회전에 의해 전체 밀봉부 연결부 주위의 360도 축방향 하중을 제공하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 축방향 하중은 360도 미만의 나사산 결합을 통해 인가될 수도 있지만 나머지는 밀봉부를 형성하는 데 충분할 수도 있다. 예를 들어, 밀봉부가 간극을 갖고 여전히 유지되면(예를 들어, 어떠한 나사산 결합도 존재하지 않는 경우에 각도 범위가 존재하면) 작은 간극이 하중 프로파일 내에 존재할 수도 있다. 당 기술 분야의 숙련자는 제공된 나사산 예들이 예로서 제공된 것이고 멀티-스타트 나사산의 다른 구성이 사용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

연결 시스템(100)은 연결 너트(110)가 축방향 하중 하에서 역회전하지 않도록(밀봉부를 해제하도록 회전함) 충분한 힘을 생성하기 위한 역회전 방지 특징부를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 역회전 방지 특징부는 마찰 끼워맞춤부일 수도 있다. 마찰 끼워맞춤부는 내부 하우징 나사산(152)과 외부 너트 나사산(150) 사이에 마찰에 의해 제공될 수도 있다. 외부 너트 나사산(150) 및 내부 하우징 나사산(152)은 나사산들 사이의 충분한 표면적 접촉을 생성하도록 선택된 더 미세한 나사산일 수 있어, 연결 너트(110)가 주기적인 축방향 하중을 포함하는 예측된 축방향 하중 하에서 역회전하는 것을 방지하기 위해 연결 너트(110)와 연결 하우징(102) 사이에 유효 마찰량이 존재하게 된다. 그러나, 유효 마찰량은 충분한 외부 회전력이 연결 너트(110) 상에 인가될 때 연결 너트(110)가 역회전할 수 있게 하기에 충분히 낮을 수도 있어, 이에 의해 피팅이 분리되게 한다. 이 경우에, 외부 너트 나사산(150)은 연결 너트(110)의 위치를 유지하고, 내부 너트 나사산(146)은 축방향 하중을 지탱한다. 역회전 방지 나사산은 충분한 마찰을 제공하는 통합 나사 나사산 또는 맞춤형 나사산을 포함하는 임의의 표준 나사산을 포함할 수도 있다. 이들에 한정되는 것은 아니지만, 톱니 나사산을 포함하는 다른 나사산 디자인이 또한 사용될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 너트 외부 나사산(150) 및 하우징 내부 나사산(152)은 싱글 스타트 나사산이다.

잠금 메커니즘(예를 들어, 피팅의 회전 부재 상의 멈춤쇠(detent) 및/또는 만입부(indent), 스냅 끼워맞춤부 또는 다른 특징부들)이 또한 너트(150)가 예측 불가능하게 역회전하는 것을 방지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 경우에, 잠금 메커니즘이 너트의 빠져나옴을 방지하기 위해 더 높은 마찰 외부 너트 나사산(150)에 추가하여 또는 대신에 사용될 수도 있다(외부 너트 나사산을 여전히 포함하거나 외부 너트 나사산을 전혀 포함하지 않으면서). 몇몇 실시예에서, 연결 너트(110)는 외부 나사산을 갖지 않고, 너트(110)는 대안적인 보유 메커니즘에 의해 적소에 축방향으로 유지된다.

연결 시스템은 특정 점을 지나는 너트의 회전을 방지하기 위해 요구된 각도 범위에 너트를 유지하기 위한 특징부들(예를 들어, 나사산 상의 정지부들과 같은)을 포함할 수도 있다. 특히, 너트의 회전은 제1 각도 위치와 제2 각도 위치 사이의 범위로 제한될 수도 있고, 여기서 제1 각도 위치는 완전 결합에 대응하고, 제2 각도 위치는 완전 분리에 대응한다. 제2 각도 위치에서, 내부 나사산의 시작부는 너트 내부 나사산과 피팅 외부 나사산의 적절한 정렬을 보장하는 것을 돕는 공지의 위치에 있을 것이다.

연결 시스템은 상이한 포트 크기에 적응될 수 있다. 내부 나사산 및 외부 나사산은 포트 크기, 축방향 이동 요구, 하중 요구 및 밀봉 성능 요구에 기초하여 변화할 수 있다. 구성 요소들은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 친유성 수지, 퍼플루오르화 수지(이들에 한정되는 것은 아니지만, PTFE, FEP와 같은), PFA, PVDF, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, PP, PE PEEK, 금속 또는 다른 재료와 같은 폴리머 재료를 포함하는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 시스템은 반도체 산업을 진성 초청정 PFA, 신속 연결 밀봉 연결부를 제공하기 위해 PFA로 주로 형성될 수 있다.

연결 시스템은 자립식 피팅, 직선형 유니온 피팅(union fitting), 엘보우 피팅(elbow fitting) 또는 다른 피팅을 포함하는 다양한 용례에 사용될 수도 있고, 다른 장치 내에 일체화될 수도 있다. 상기에 예시된 피팅들은 FlareMount^TM 밀봉 메커니즘을 특징으로 하지만, 다른 방식의 피팅이 사용될 수도 있다. 피팅은 파이프 또는 튜빙에 Purebond® 용접될 수도 있고 또는 하나 또는 양 단부에서 튜빙 연결부와 성형될 수도 있다. 피팅은 또한 튜빙의 전개된 단부 내로 삽입될 수도 있다. 피팅들 중 하나는 또한 정화 장치 하우징(예를 들어, Chemline 또는 Chemlock® 필터 하우징 또는 다른 필터 하우징) 상에 용접되거나 또는 성형될 수도 있다. 연결 시스템은 또한 대신에 튜브 밀봉부 방식 연결부를 형성하는 데 사용될 수도 있다.

도 2는 변형된 나사산 디자인을 사용하여 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다. 도시되어 있는 연결 시스템의 부분은 내부 연결 하우징 나사산(204)을 갖는 연결 하우징(202), 내부 너트 나사산(212) 및 외부 너트 나사산(214)을 갖는 연결 너트(210) 및 외부 나사산(222)을 갖는 유체 피팅(220)을 포함한다. 다른 피팅(224)의 부분이 또한 도시되어 있다.

너트 내부 나사산(212) 및 피팅 외부 나사산(222)은 변형된 톱니 나사산일 수 있다. 미국 표준 톱니 나사산은 수직축에 대해 7도의 하중 플랭크각 및 수직축의 대향측에 대해 45도의 릴리프 플랭크각을 가져, 52도의 나사산각(하중 플랭크와 인접한 릴리프 플랭크 사이의 각도)을 생성한다. 너트 내부 나사산(212) 및 피팅 외부 나사산(222)의 실시예는 45도 미만의 릴리프 플랭크각을 가질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 릴리프 플랭크각은 15 내지 40도이지만, 더 작을 수도 있다. 하중 플랭크각은 0 내지 15도일 수도 있고, 릴리프 플랭크각과 동일한 또는 대향하는 수직축의 측면에 대한 것일 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 릴리프 플랭크각은 대략 30도이고 하중 플랭크각은 대략 3도여서, 33도의 나사산각을 제공한다. 일 실시예에서, 하중 플랭크는 나사산각이 릴리프 플랭크각보다 작도록 각형성될 수도 있다. 달리 말하면, 하중 플랭크 및 릴리프 플랭크는 릴리프 플랭크와 동일한 수직축의 측면에 대한 것일 수도 있다.

부가적으로, 몇몇 실시예에서, 피팅 외부 나사산(222)의 하중 플랭크각은 너트 내부 나사산(212)의 하중 플랭크각과는 상이하여 간섭을 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 피팅 외부 나사산의 하중 플랭크는 도시되어 있는 바와 같이, 대략 0도일 수도 있고, 반면에 연결 너트 내부 나사산의 하중 플랭크는 피팅 나사산 하중 플랭크를 향해 수 도만큼 각형성된다.

게다가, 하우징 내부 나사산(204) 및 너트 외부 나사산(214)은 간섭을 증가시키도록 구성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 예를 들어, 내부 하우징 나사산(204) 및 외부 너트 나사산(214)의 하중 플랭크각은 상이할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 연결 너트(210)는 외부 나사산을 갖지 않고 하우징 내에 축방향으로 보유되고, 반면에 다른 메커니즘은 연결 너트(210)의 역회전을 방지하는 데 사용된다.

연결 너트는 임의의 적합한 형상 인자를 가질 수도 있고, 다른 구성 요소의 부분으로서 일체화될 수도 있다. 도 3은 연결 너트 외부 나사산(214) 및 연결 너트 내부 나사산(212)을 갖는 연결 너트(210)의 일 실시예의 개략도이다. 몇몇 실시예에서, 연결 너트는 사용자가 피팅에 결합하거나 피팅으로부터 분리하도록 너트 상에 비틀림 하중을 제공할 수 있도록 날개부들이 위치되어 있는 날개부 너트 방식 디자인을 특징으로 할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자가 너트에 토크를 더 용이하게 인가할 수 있게 하기 위한 다른 형태의 회전 부재가 제공될 수도 있다. 일 실시예에서, 연결 너트는 하나 이상의 연결 너트를 회전하는 기어 조립체 또는 다른 구동열에 결합될 수도 있다. 구동열은 임의적으로 복잡할 수도 있고, 다수의 밀봉부를 동시에 생성하기 위해 다수의 연결 너트를 동시에 회전시킬 수 있다.

도 4a는 연결 너트(400)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 너트(400)는 외부 나사산(401) 및 내부 나사산(402)을 포함한다. 내부 나사산(402)은 360도 미만의 회전, 그리고 몇몇 경우에 180도 미만의 회전이 적어도 360도의 나사산 결합(그리고, 몇몇 실시예에서 그 미만)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 외부 나사산(401)은 연결 너트(400)가 빠져나오는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 연결 너트(400)는 외부 나사산을 포함하지 않는다. 연결 너트(401)는 하우징 및 역회전을 방지하기 위한 다른 메커니즘 내에 축방향으로 보유될 수도 있다.

연결 너트(400)는 너트 개구의 내부 반경방향 표면으로부터 내향으로 돌출하는 돌출부(404)를 또한 포함할 수도 있다. 돌출부(404)는 피팅 상의 특징부들과 정렬할 수도 있다. 도 8b를 참조하면, 예를 들어 돌출부(404)는 리브(814) 내의 노치(816)를 통해 끼워맞춤될 수도 있다. 돌출부(404)는 돌출부(404)가 대응 노치를 통해 통과하지 않으면, 내부 나사산(402)이 피팅 외부 나사산[예를 들어, 도 8b의 나사산(812)]에 결합할 수 없도록 내부 나사산(402)의 시작부로부터 이격될 수도 있다. 돌출부(404)는 연결 너트(400)가 단부캡 또는 다른 피팅 나사산에 관련하여 특정 배향에 있을 때 내부 나사산(402)이 단지 외부 고정구 나사산에 결합할 수 있도록 위치될 수 있다.

연결 너트(400)는 일 측면으로부터 연장하는 탄성 핑거(406)를 더 포함할 수도 있다. 탄성 핑거(406)는 기어 아암 또는 기어에 의해 포획될 수도 있다. 탄성 핑거(406)의 단부에서 특징부(408)는 기어 또는 기어 아암의 표면에 맞접할 수 있는 숄더(409)를 제공할 수 있다.

도 4b는 연결 너트(400) 및 유체 피팅(412)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 너트(400)를 통한 개구는 연결 너트 숄더(415)를 형성하기 위한 대직경의 영역 및 소직경의 영역을 포함할 수도 있다. 연결 너트(400) 내에 수용된 유체 피팅(412)의 부분은 숄더(415)에 맞접하는 유체 피팅 숄더(414)를 형성하기 위한 소직경을 갖는 부분 및 대직경을 갖는 부분을 가질 수도 있다. 연결 너트 숄더(415)는 정화 카세트 또는 다른 구성 요소의 포트에 유체 피팅(412)을 밀봉하는 데 충분한 축방향 힘을 제공하기 위해 유체 피팅 숄더(414)에 대해 압박할 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 연결 시스템(500)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(500)은 연결 하우징(502), 제1 유체 피팅(512) 둘레에서 회전 가능한 제1 연결 너트(510), 제2 유체 피팅(522) 둘레에서 회전 가능한 제2 연결 너트(520) 및 구동 시스템을 포함한다. 연결 하우징(502)은 하우징(502)의 제1 측면으로부터 하우징(502)의 제2 측면으로 하우징(502)을 통해 통과하는 나사산 형성된 개구를 포함한다. 나사산은 연결 너트(510, 520)의 외부 너트 나사산에 결합하도록 구성될 수도 있다. 구동 시스템은 제1 연결 너트(510)와 제2 연결 너트(520)에 작동식으로 결합되어 제1 연결 너트(510)와 제2 연결 너트(520)를 하우징(502) 내에서 동시에 회전시킨다. 2개의 연결 너트를 갖고 도시되어 있지만, 실시예들은 하나 이상의 나사산 형성된 개구 및 대응 연결 너트 및 유체 피팅을 갖는 연결 하우징을 포함할 수 있다.

기어 아암(530)의 제1 단부에서 너트 결합 부재(534)는 하우징(502)의 제1 측면으로 연장한다. 구동 아암(532)이 너트 결합 부재(534)로부터 하우징(502)의 제2 측면을 지나 원하는 거리로 연장한다. 연결 너트 결합 부재(534)는 제1 너트(510)에 결합되고, 기어치(536)를 갖는 외부면을 포함한다. 기어 아암(530)은 제2 연결 너트(520)에 결합된 제2 기어(540)를 구동한다. 기어 아암(530)은 기어 아암(530)의 회전이 제1 연결 너트(510)와 제2 연결 너트(520)가 동시에 회전하게 하여 제1 유체 피팅(512)과 정화 카세트 상의 피팅(또는 다른 피팅)과 제2 유체 피팅(522)과 정화 카세트 상의 제2 피팅 사이(또는 다른 피팅)에 밀봉부를 형성하도록 하는 회전 부재로서 작용한다.

기어 아암(530)이 회전될 때, 더 소형의 기어(540)가 또한 반대 방향으로 회전되어 더 대형의 포트와 동시에 더 소형 포트를 결합한다. 이 메커니즘은 기어 아암(530) 상의 하나의 단일 회전 작용에 의해 2개의 포트를 밀봉하는 것을 허용한다. 도시되어 있는 실시예에서, 기어들은 1.6:1 기어비를 갖고, 따라서 더 소형의 연결 너트(520)가 더 대형의 연결 너트(510)보다 더 회전된다(임의의 적합한 기어비가 사용될 수 있지만). 연결 너트(510)가 165도의 회전이 360도(또는 그 이상)의 나사 결합을 생성하도록 세줄 내부 나사산을 갖고 구성되면, 연결 너트(520)는 264도의 회전이 360도(또는 그 이상)의 나사 결합을 생성하도록 세줄 또는 다른 멀티-스타트 내부 나사산을 갖고 구성될 수 있다. 연결 너트가 회전할 때, 연결 너트는 정화 카세트 단부캡(또는 다른 피팅)을 향해 병진 이동할 수도 있다는 것이 주목될 수 있다. 이에 따라, 기어 아암(530) 및 기어(540)는 또한 병진 이동할 수도 있다. 다른 실시예에서, 연결 너트는 360도 미만의 나사 결합(및 360도 미만의 원주방향 축방향 밀봉력), 그러나 여전히 피팅을 밀봉하기 위한 충분한 힘을 생성한다.

더 소형의 연결 너트(520)의 내부 및 외부 나사산은, 기어 아암(530)이 회전됨에 따라 정화 카세트 및 너트가 축방향으로 동일한 거리 이동하도록 연결 너트(510)의 내부 및 외부 나사산에 대해 스케일링된 피치를 가질 수도 있다. 기어비 및 피치 높이는 요구되는 포트 크기 및 축방향 이동 거리의 선택에 기초하여 다양할 수 있다. 더욱이, 기어는 부가의 포트를 위한 밀봉을 제공하기 위해 부가의 연결 너트를 회전하도록 제공될 수 있고, 연결 시스템은 모든 연결 너트가 동일한 방향으로 회전하도록 기어 결합될 수 있다.

구동 핸들(550)이 인간 또는 로봇 사용자에 의한 용이한 조작을 위해 제공될 수 있다. 구동 샤프트(552)가 핸들(550)로부터 하우징(502)을 향해 연장하고, 기어 아암(530)의 구동 샤프트 통로 내에 수용될 수도 있다. 구동 샤프트(552) 및 구동 샤프트 통로는 통로 내에서의 구동 샤프트(552)의 병진 이동을 허용하도록 스플라인 형성되거나 다른 방식으로 구성될 수도 있다. 정렬 기둥(post)(554)이 구동 샤프트(552)에 평행하게 연장할 수도 있다. 정렬 기둥(554)은 단부캡 내의 상보형 개구[예를 들어, 도 8b의 개구(830)] 또는 다른 구성 요소 내에 수용될 수 있다. 정렬 기둥(554)은 구동 샤프트 피벗축을 형성한다.

기어 아암(530)의 회전은 특정 회전 범위로 한정될 수도 있고, 특징부들은 기어 아암(530)의 각도 위치를 잠금하도록 제공될 수도 있다. 이를 위해, 기어 아암(530)의 제1 단부 부근에서 연결 하우징에 더 근접한 구동 샤프트 통로의 부분은 구동 샤프트(552)의 외부면을 노출하도록 개방될 수도 있다. 구동 샤프트(552)는 구동 샤프트(552)가 그 피벗축 둘레로 회전됨에 따라 연결 하우징(502)에 가장 근접한 구동 샤프트(552)의 단부가 표면(560)을 지나 통과할 수 있도록 후퇴될 수 있다. 즉, 구동 샤프트 통로 및 하우징(502)은 구동 샤프트(552)의 단부가 중첩하도록 구성될 수도 있고 구동 샤프트 피벗축 둘레로 각도 위치의 범위에서 하우징(502)의 표면(560)으로부터 이격될 수도 있다. 특정 위치에서, 구동 샤프트(552)의 단부는 표면(560) 내의 개구, 하우징 또는 다른 특징부의 측면 내의 노치 또는 홈(564)에 수용되어 기어 아암(530)을 원하는 각도 위치에 잠금할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 구동 샤프트(552)의 단부는 위치(565)로부터 노치(564)로 표면(560) 상에서 통과할 수도 있다. 구동 샤프트(552)가 노치(564)와 정렬될 때, 구동 샤프트(552)는 구동 샤프트(552)의 부분이 노치(564) 내에 수용되도록(결합된 위치) 병진 이동할 수도 있어, 기어 아암(530)의 회전을 방지한다.

다른 메커니즘은 기어 아암(530)의 회전을 저지하는 데 사용될 수도 있다. 다른 예로서, 하우징(502)의 표면(562) 및 너트 결합 부재(534)의 지향면은 기어 아암(530)의 각도 위치가 유지될 수도 있도록 하는 베벨 기어치 또는 다른 특징부들을 포함할 수도 있다. 만입부 및 멈춤쇠, 잠금핀, 클립과 같은 다른 잠금 메커니즘이 또한 사용될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 회전 단부점은 도트 및 화살표 또는 다른 시각적 지시기에 의해 마킹될 수도 있다. 도트 및 화살표는 또한 결합 또는 분리를 확인하는 데 사용되는 시각적 지시기의 일 예를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 회전 부재가 적절한 위치에 있을 때 턴온하는 LED 또는 다른 라이트가 사용될 수 있어, 적절한 결합/분리의 지시를 재차 제공한다.

도 6은 내부 나사산을 갖는 제1 연결 너트 개구(602) 및 내부 나사산을 갖는 제2 연결 너트 개구(604)의 실시예를 도시하고 있는 연결 하우징(502)의 일 실시예의 개략도이다. 2개의 연결 너트 개구를 갖고 도시되어 있지만, 실시예들은 하나 이상의 나사산 형성된 개구 및 대응 연결 너트 및 유체 피팅을 갖는 연결 하우징을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하우징은 나사산이 없는 연결 너트를 축방향으로 보유할 수도 있다. 도 45는 부분 구동 샤프트(552)를 포획하도록 구성된 하우징(502)의 측벽 내에 배치된 노치(564)를 또한 도시하고 있다.

연결 하우징(502)은 연결 하우징(502)이 매니폴드 플레이트에 장착될 수도 있도록 성형될 수 있는 슬롯(606)을 갖는 브래킷을 포함할 수도 있다. 체결구 개구(608)는 나사, 핀 또는 다른 부재가 연결 하우징(502)을 매니폴드 플레이트에 결합하는 데 사용될 수 있게 한다. 나사산 형성 구멍(610)이 정렬 특징부가 연결 하우징(502)에 결합되게 할 수 있다.

도 7a는 구동 시스템의 일 실시예의 개략도이다. 기어 아암(530)은 제1 연결 너트를 수용하기 위한 개구를 갖는 너트 결합 부재(534) 및 제2 연결 너트를 수용하기 위한 개구를 갖는 기어(540)를 포함할 수도 있다. 특징부(702, 704)는 각각의 연결 너트의 탄성 핑거들이 통과할 수 있는 채널을 생성할 수도 있다. 탄성 핑거의 단부에서의 특징부[도 4a의 특징부(408)]는 기어 아암 또는 기어 개구 내로 연결 너트를 체결하도록 작용할 수 있다. 기어 아암 및 기어가 회전할 때, 특징부(702, 704)는 탄성 아암의 측면 에지 상에 압박함으로써 각각의 연결 너트 상에 반경방향 힘을 인가할 수 있어, 연결 너트가 회전하게 한다.

도 7a는 구동 샤프트(552) 및 단부캡 정렬 기둥(554)을 갖는 구동 핸들의 일 실시예를 또한 도시하고 있다. 구동 샤프트(552)는 기어 아암(530) 내의 통로 내에 삽입될 수도 있다. 구동 샤프트(552)와 통로의 모두 또는 일부는 스플라인 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 구동 샤프트 통로 스플라인은 기어 아암(530)의 단부 내로의 삽입부(706)에 의해 제공될 수도 있다. 정렬 기둥(554)은 단부캡 개구 내의 채널 내에 끼워맞춤되는 하나 이상의 반경방향 돌출부(708)를 포함할 수 있다. 채널 및 돌출부(708)는 구동 핸들(550)의 이동을 안내하여 이하에 설명되는 바와 같이 적절한 밀봉을 보장하는 것을 돕도록 협동할 수 있다. 정렬 기둥(554)의 단부는 환형 홈 및 립(lip)을 갖는 압축형 링(709)을 포함할 수도 있다. 립은 이하에 더 설명되는 바와 같이 단부캡의 부분에 의해 포획될 수도 있다.

도 7b는 도 7a에 도시되어 있는 구동 시스템의 실시예의 개략 단면도이다. 기어 아암(530)은 구동 샤프트(552)를 수용하는 구동 샤프트 통로(720)를 포함한다. 통로(720)의 단부는 부분 구동 샤프트(552)[부분(710)에 지시되어 있음]를 노출하도록 개방된다.

구동 샤프트(552)는 구동 샤프트 통로(720) 내에서 병진 이동 가능할 수도 있어, 구동 샤프트 팁(722)이 압입되고 후퇴될 수 있게 된다. 구동 샤프트(552)를 후퇴시키기 위한 방향에서의 병진 이동은 인서트(706)에 의해 제한될 수도 있다. 인서트(706)는 내향으로 압박하는 구동 샤프트(552)와 동축인 탄성 핑거(730)의 세트를 포함할 수도 있다. 구동 샤프트(552)가 특정 거리만큼 후퇴될 때, 탄성 핑거(730)는 환형홈(732) 내로 내향으로 압박되어 그 방향에서 추가의 병진 이동을 저지한다. 인서트(706)는 통로(720) 내에서 회전 가능할 수도 있어 정렬 기둥(554)이 단부캡 정렬 개구 내로 전방으로 압박될 때까지 구동 핸들(550)이 구동 샤프트(552)의 축 둘레로 회전할 수도 있게 되어, 구동 핸들(550)이 더 압입되게 하여 2개의 부분을 함께 회전 잠금하게 하는 슬롯과 스플라인을 정렬한다.

도 8a 내지 도 8c는 카세트 또는 다른 장치를 위한 포트 피팅을 제공하는 단부캡(800)의 다른 실시예의 개략도이다. 단부캡(800)은 카세트 기부(802), 제1 포트 피팅(810) 및 제2 포트 피팅(820)을 포함한다. 2개의 포트 피팅이 도시되어 있지만, 포트에 대향하는 하나의 포트 피팅 또는 2개 초과의 포트 피팅을 갖는 장치가 사용될 수도 있다. 포트 피팅들은 나사산(812, 822)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 외부 나사산 형성될 수도 있다. 포트 피팅들은 동일한 또는 반대 방향으로 나사산 형성될 수도 있다.

포트 피팅은 연결 너트의 대응 정렬 특징부들과 협동하여, 연결 너트와 포트 피팅의 정렬을 용이하게 할 수도 있는 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 정렬 특징부들은 피팅 및 연결 너트의 대응 특징부들이 정렬하거나 정합하지 않으면, 나사산(812)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 예를 들어 정렬 특징부들의 세트는 연결 너트의 내부 돌출부[예를 들어, 도 4의 연결 너트(400)의 내부 돌출부(404)]와 정렬하는 노치를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 도시되어 있는 실시예에서, 환형 정렬 리브는 포트 리브(814, 824)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 각각의 포트 피팅으로부터 반경방향 외향으로 연장한다. 각각의 정렬 리브는 리브의 주연부에 이격된 정렬 노치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 리브(814)는 이격된 노치(816)를 포함하고, 리브(824)는 이격된 노치(826)를 포함한다. 이격된 정렬 노치들은, 나사산(812, 822)이 연결 시스템의 나사산과 적절하게 정렬될 때에만 연결 시스템 내의 정렬 특징부들이 노치를 통해 통과할 수도 있도록 배열될 수도 있다. 예를 들어, 노치는 연결 너트가 특정 각도 위치에 있을 때 연결 너트의 내부 돌출부[예를 들어, 도 4a의 돌출부(404)]와 정렬하도록 배열될 수도 있다. 더욱이, 도시되어 있는 실시예에서, 연결 너트는 돌출부가 노치를 통해 통과할 때까지 회전할 수 없다. 따라서, 피팅 및 연결 시스템의 정렬 특징부(본 예에서 연결 너트 상의)는 또한 나사산들이 서로에 대해 적절하게 위치될 때까지 연결 너트의 회전을 방지할 수도 있다.

포트 리브(814)는 정렬 특징부들이 정렬 노치(816)를 통해 통과하지 않으면, 나사산(812)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 선택된 거리만큼 포트 피팅 외부 나사산(812)의 시작부로부터 후퇴될 수도 있다. 유사하게, 포트 리브(824)는 정렬 특징부들이 정렬 노치(826)를 통해 통과하지 않으면, 나사산(822)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 선택된 거리만큼 포트 피팅 외부 나사산(822)의 시작부로부터 후퇴될 수도 있다. 대응 돌출부 및 노치의 예가 사용되었지만, 임의의 적합한 정렬 특징부들이 이용될 수도 있다.

단부캡(800)은 구동 핸들 정렬 기둥(도 5a)를 수용하기 위한 정렬 개구(830)를 가질 수도 있다. 정렬 개구(830)는 포트(810)와 축방향으로 정렬될 수도 있고 또는 다른 방식으로 위치될 수도 있다. 정렬 개구(830)는 핸들이 단지 원하는 배향으로 정렬 개구(830) 내에 끼워맞춤될 수도 있도록 하는 키홀(keyhole)을 형성할 수도 있다.

도 9는 정렬 기둥(554)을 수용하기 위해 단부캡 또는 다른 구성 요소 내에 배치된 정렬 개구(900)의 일 실시예의 개략도이다. 다수의 리브 또는 다른 특징부가 일련의 축방향 및 반경방향 채널을 형성하도록 정렬 개구(900)의 내부에 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 특징부들은 입구 채널(902), 제1 반경방향 채널(904), 제2 반경방향 채널(906), 및 제1 반경방향 채널을 제2 반경방향 채널(906)과 연결하는 제2 축방향 채널들(908)(그 중 하나가 도시되어 있음)을 형성한다. 일 실시예에서, 채널들은 단부캡 개구 내에 삽입되는 인서트(950) 내에 형성될 수도 있다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 정렬 기둥(554)이 개구(900) 내에 삽입될 때, 돌출부(708)는 입구 채널(902) 내에 수용된다. 이는 정렬 기둥(554)이 삽입될 수 있기 전에 구동 시스템이 정확한 배향에 있는 것을 의미한다. 이 배향은 연결 너트(510) 및 연결 너트(520)의 내부 나사산들이 단부캡 또는 다른 고정구 상의 외부 나사산과 적절하게 정렬되어 있는 배향과 일치할 수도 있다. 구동 핸들(550)은 병진 이동되어, 통로(720) 내에서 구동 샤프트(552)를 병진 이동시킬 수도 있다. 그러나, 제2 축방향 채널(908)은 입구 채널(902)과 정렬하지 않아[예를 들어, 리브(910)가 입구 채널(902)에 중첩하여 정지부로서 작용함] 구동 핸들(550)의 추가의 병진 이동이 제한되게 된다. 구동 핸들(550)은 돌출부(708)가 축방향 채널(908)과 정렬할 때까지 회전될 수 있다. 이 위치는 구동 샤프트(552)가 하우징(502) 내의 노치(564)와 정렬하고 연결 너트(510)와 연결 너트(520)가 회전되어 360도 밀봉부를 생성하는 위치에 대응할 수 있다. 구동 핸들(550)은 이어서 구동 샤프트(552)가 노치(564) 내에 수용되도록 더 압입될 수 있다. 압축링(709)의 환형 립은 리지(912)가 압축링(709)의 홈 내에 포획되도록 리지(912) 상에서 통과할 수도 있다. 압축링(709) 및 리지(912)는 구동 샤프트(552)가 노치(564)와 완전히 결합될 때 촉각 피드백을 제공하는 스냅 끼워맞춤부를 생성할 수 있다. 더욱이, 압축링(709) 및 리지(912)는 구동 샤프트(552)가 부주의하게 후퇴되는 것을 방지하기 위한 메커니즘을 제공한다.

따라서, 정렬 개구(900)는 구동 샤프트(552)가 제1 환형 위치에 있을 때, 구동 샤프트(552)가 제한된 제1 거리로 압입될 수 있도록 구성된 키홈 형성된 특징부(keyed feature)를 제공할 수도 있다. 구동 샤프트(552)는 이어서 구동 핸들(530)을 회전시킴으로써 제2 각도 위치로 회전될 수 있고, 제2 각도 위치는 밀봉된 연결부에 대응한다. 구동 샤프트(552)는 구동 샤프트(552)가 추가의 각도 회전을 방지하기 위한 보유핀으로서 작용하는 최종 완전 삽입 위치로 압입될 수 있다.

도 10a는 연결 시스템(500)에 유사한 연결 시스템(1000)의 부분의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(1000)은 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상의 상보형 정렬 특징부와 결합하는 정렬 특징부를 포함할 수도 있다.

본 예에서, 회전 부재[예를 들어, 기어 아암(1030)]는 기어 아암(1030)의 반경방향 이동의 방향에 수직인(즉, 피벗축에 평행한 측면에서) 입구를 갖는 슬롯(1032)을 갖는다. 슬롯(1032)은 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상의 반경방향으로 연장하는 리브(1034)[예를 들어, 도 1의 리브(130)]를 수용할 수도 있다. 이 정합 특징부들은 포트의 축 주위에 부분적으로 랩핑한다. 일 실시예에 따르면, 슬롯(1032) 및 리브(1034)는 연결 너트 나사산 및 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구의 외부 나사산이 적절한 결합을 허용하도록 정확하게 위치될 때 리브(1034)의 단부와 슬롯(1032)의 입구가 정렬하도록 구성된다. 따라서, 연결 시스템 정렬 특징부 및 상보형 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 정렬 특징부는 기어 아암이 회전되기 전에 나사산이 적절한 위치 및 배향에 있도록 구성된다.

도시되어 있는 실시예에서, 회전 부재[예를 들어, 기어 아암(1030)]는 기어 아암(1030)의 반경방향 이동의 방향에 수직인(즉, 피벗축에 평행한 측에서) 입구를 갖는 슬롯(1032)을 갖는다. 슬롯(1032)은 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상에 반경방향으로 연장하는 리브(1034)를 수용할 수도 있다. 이들 정합 특징부들은 포트의 축 주위에 부분적으로 랩핑한다. 슬롯(1032) 및 리브(1034)는 리브(1034)가 반경방향으로 외향 연장함에 따라 더 커지는 리브(1034)의 단면에 기인하여 기어 아암(1030)의 슬롯(1032) 내에 유지되도록 결합된다. 슬롯(1032)은 또한 슬롯이 반경방향으로 외향 연장함에 따라 더 넓어질 수도 있다. 이 메커니즘은 필터 단부캡에 대한 기어 아암(1030)의 위치를 유지하는 것을 돕는 데 사용될 수 있고, 또한 기어 아암(1030)이 포트축 둘레로 회전함에 따라 단부캡과 유체 피팅 사이에 더 많은 축방향 하중을 발생할 수 있다(예를 들어, 간섭 끼워맞춤을 통해). 연결 하우징(1002)의 다른 측면 상의 하중은 슬롯(1032) 및 리브(1034)의 벽들 사이의 결합의 간섭 끼워맞춤에 의해 발생된 하중에 대략 동일할 수 있다. 이는 원활한 회전 및 밀봉 결합을 보장하기 위해 회전 메커니즘의 양 측면에 하중을 분배하는 것을 도울 수 있다. 리브(1034) 및 슬롯(1032)은 내부 연결 너트 나사산의(예를 들어, 더 대형 연결 너트의) 피치에 대략 동일한 피치를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리브(1034) 및 슬롯(1032)은 나선형일 수도 있다.

구동 샤프트는 피팅의 리브(1034) 상에 위치된 홈(1040)에 결합하도록 설계된 보스(boss) 또는 다른 특징부를 특징으로 할 수도 있다. 피팅 유동적으로 밀봉된 후에 구동 샤프트가 전방으로 압박될 때, 보스는 리브(1034) 상의 홈(1040) 내에 가압된다. 이는 필터 피팅에 근접하여 회전 방지 특징부를 제공한다. 특징부는 구동 샤프트가 정확한 배향에 있지 않으면 결합되지 않아, 구동 핸들이 정확한 배향으로 회전되어 있지 않고 밀봉이 완전하지 않다는 것을 사용자에게 경고한다. 도 10b는 리브(1034)의 단면의 일 실시예를 도시하고 있다. 도 10c는 보스(1054)를 갖는 구동 샤프트(1052)를 갖는 구동 핸들(1050)의 일 실시예의 개략도이다.

도 11a 및 도 11b는 포트 피팅[예를 들어, 제1 포트 피팅(1108), 제2 포트 피팅(1110), 제3 포트 피팅(1112) 및 제4 포트 피팅(1114) 중 하나 이상]을 제공하는 제1 단부캡(1104) 및 제2 단부캡(1106)을 갖는 정화 카세트(1100)의 일 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트(1100)의 구성에 따라, 하나 이상의 포트 중 임의의 것은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트, 배수 포트 또는 다른 유형의 포트로서 작용할 수도 있다. 몇몇 경우에, 포트들은 정화기 카세트가 역전될 수 있도록 배치될 수도 있다.

도 11a에 도시되어 있는 바와 같이, 포트 피팅들은 매니폴드 또는 다른 구성 요소의 나사산과 결합하기 위한 포트 피팅 외부 나사산을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 포트 피팅은 단부캡의 표면으로부터 연장하여 각각의 포트 개구로부터 후퇴되는 반경방향으로 돌출하는 포트 리브[예를 들어, 반경방향 정렬 리브(1130) 및 반경방향 정렬 리브(1132)]를 포함할 수도 있다. 반경방향 리브(1130) 및 반경방향 리브(1132)는 전술된 바와 같이 정렬 특징부로서 사용되고 밀봉된 연결부를 보장하는 것을 도울 수도 있다. 예를 들어, 반경방향 리브는 회전 아암 내의 슬롯에 진입할 수 있도록 위치될 수도 있다. 그러나, 반경방향 리브(1130) 및 반경방향 리브(1132)는 또한 다른 구성을 가질 수도 있다.

단부캡들은 정화기 카세트 또는 다른 장치의 적절한 배치를 보장하는 것을 돕기 위해 매니폴드 조립체 상의 상보형 특징부와 결합하기 위한 정렬 구멍, 레일, 안내 채널 등과 같은 특징부를 포함할 수도 있다. 도 11a의 실시예에서, 단부캡(1104)은 정렬 구멍(1134)을 포함하고, 단부캡(1106)은 매니폴드의 안내핀[예를 들어, 연결 하우징(502)과 함께 정렬 손잡이]을 수용하도록 카세트(1100)의 전방에 개방되어 있는 정렬 구멍(1136)을 포함한다. 정렬 구멍(1134/1136)은 카세트(1100)를 수직으로 위치설정하고 유지하기 위한 매니폴드의 대응 안내부를 수용할 수 있다. 단부캡(1104)은 정렬 개구(1140)를 더 포함할 수도 있고, 단부캡(1106)은 정렬 개구(1142)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 정렬 개구(1140)는 포트(1108)와 축방향으로 정렬되고, 정렬 개구(1142)는 포트 피팅(1112)의 개구와 축방향으로 정렬된다. 정렬 개구(1140) 및 정렬 개구(1142)는 전술되는 바와 같이 구동 핸들(550)의 정렬 기둥(554)을 수용할 수도 있다.

도 12는 단부캡 또는 다른 피팅에 연결을 위한 연결 시스템(1200)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 연결 시스템(1200)은 연결 하우징(1212) 상에 배치된 연결 너트(1210)를 포함할 수 있다. 연결 너트(1210)는 단부캡(1216) 상의 피팅에 엘보우 피팅(1214)을 연결한다. 회전 부재(1220)는 너트(1210)의 회전을 용이하게 한다. 일 실시예에 따르면, 회전 부재(1220)는 개구로부터 너트(1210)를 통해 반경방향 거리로 너트(1210)에 결합된 아암(1222)을 포함한다. 아암(1222)은 너트(1210)의 단부면으로부터 연장할 수 있다. 아암(1222)은 단부캡 피팅과 동축인 엘보우 피팅(1214)의 제1 부분보다 길 수 있다. 회전 부재(1220)는 플랫폼(1224)의 외부면이 너트(1210)의 단부면에 평행하도록 아암(1222)에 수직으로 연장하는 플랫폼(1224)을 또한 포함할 수 있다. 플랫폼(1224)은 회전형 공구 비트(tool bit)[예를 들어, 회전 부재와 결합하기 위한, 육각 드라이버(hex driver), 필립스 비트(Philips bit), 편평 헤드 비트, 스타 비트(star bit) 또는 다른 공구]를 허용하기 위한 공구 계면(1226)을 포함할 수 있다. 회전 부재(1220)를 회전하는 것은 너트(1210)를 회전시킨다. 몇몇 실시예에서, 180도 미만, 몇몇 경우에 135 미만을 포함하는 360도 미만으로 회전 부재(1220)를 회전하는 것은 단부캡(1216)의 외부 나사산과 너트의 내부 나사산의 360도 결합을 발생할 수도 있다. 다른 실시예에서, 360도 미만의 나사 결합이 생성되지만, 원주방향 축방향 밀봉력이 밀봉부를 유지하는 데 충분하다.

회전 부재(1220)의 회전 범위는 너트(1210)가 기지의 위치에서 회전을 정지하도록 제한될 수도 있다. 이는 너트(1210)의 나사산이 완전 분리된 위치에서 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회전의 단부는 도트 및 화살표 또는 다른 시각적 지시기에 의해 마킹될 수도 있다. 도트 및 화살표는 또한 결합 또는 분리를 확인하는 데 사용된 시각적 지시기의 일 예를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 회전 부재가 적절한 위치에 있을 때 턴온하는 LED 또는 라이트가 사용될 수도 있어, 적절한 결합/분리의 지시를 재차 제공한다.

도 13은 연결 시스템(1200)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 연결 너트(1210)는 단부캡(1216)의 포트 피팅 상의 외부 나사산(1311)과 결합하는 내부 너트 나사산(1302)과, 연결 하우징(1212)의 내부 나사산과 결합하는 외부 너트 나사산(1304)을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 나사산들은 너트(1210)가 360도 미만의 회전을 갖고 피팅(1214)과 단부캡(1216) 사이에 360 밀봉부를 생성하고 예측된 하중 하에서 빠져나오지 않도록 구성될 수 있다.

잠금 메커니즘(예를 들어, 피팅의 회전 부재 상의 멈춤쇠 및/또는 만입부, 회전 부재와 피팅 또는 다른 구성 요소 또는 다른 특징부들 사이의 스냅 끼워맞춤부와 같은)은 또한 회전 부재가 예측 불가능하게 회전하는 것을 방지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 경우에, 잠금 기구는 너트의 빠져나옴을 방지하기 위해 더 높은 마찰 외부 너트 나사산에 추가하여 또는 그 대신에 사용될 수도 있다(여전히 외부 너트 나사산을 포함하거나 외부 너트 나사산을 전혀 포함하지 않으면서). 몇몇 실시예에서, 연결 너트는 외부 나사산을 갖지 않고, 연결 너트는 대안적인 보유 메커니즘에 의해 축방향으로 적소에 유지된다.

도 14는 자립형 피팅을 결합하기 위한 연결 시스템(1400)의 일 실시예의 개략도이다. 도 15는 연결 시스템(1400) 및 피팅(1420)의 개략 단면도이다. 도 14의 실시예에서, 연결 시스템은 제1 피팅(1402) 및 연결 하우징(1406) 내에서 제1 피팅 둘레로 회전 가능한 연결 너트(1404)를 포함한다. 연결 너트(1404)는 용이한 회전을 제공하기 위해 하우징(1406)을 넘어 연장하는 부분[예를 들어, 공구 또는 다른 특징부와 인터페이스할 수 있는 날개부 너트 날개부와 같은 특징부(1412)]을 포함할 수도 있다. 제2 피팅(1420)이 연결 너트 내부 나사산(1410)과 결합하도록 구성된 외부 피팅 나사산(1422)을 포함할 수 있다. 연결 너트(1404)는 전술된 바와 같이, 360도 미만의 회전에 의해 제1 피팅(1402)에 대해 제2 피팅(1420)을 밀봉할 수 있다. 연결 너트(1404)는 연결부(1404)의 역회전을 방지하기 위해 연결 하우징 내부 나사산(1432)과 결합하는 연결 너트 외부 나사산(1430)의 세트를 포함할 수 있다.

하우징(1406)은 너트가 기지의 완전 분리된 위치에서 정지하도록 하는 특징부들을 포함할 수도 있다. 하우징(1406)은 피팅들 사이의 적절한 정렬을 보장하기 위한 특징부들을 더 포함할 수도 있다. 도 14의 예에서, 하우징은 제2 피팅 둘레로 칼라(1424) 내의 개구(1426) 내에 수용되는 하우징(1406)의 면으로부터 연장하는 기둥(1408)을 포함한다. 너트가 기지의 분리된 위치에 있는 상태로, 피팅의 정렬 특징부는 내부 너트 나사산 및 외부 피팅 나사산이 정렬될 수 있는 것을 보장한다. 이들에 한정되는 것은 아니지만, 연결 너트(1404) 상의 내부 돌출부 및 피팅(1420) 상의 정합 노치[예를 들어, 도 4a 및 도 4b의 돌출부(404) 및 도 8a 내지 도 8c의 노치(816)와 같은]를 포함하는 다른 대응 정렬 특징부들이 또한 사용될 수도 있다.

도 16은 연결 시스템(1600)의 다른 실시예의 개략도이고, 도 17은 연결 시스템(1600)의 개략 단면도이다. 연결 시스템(1600)은 제1 피팅(1602), 연결 하우징(1604) 및 제1 피팅(1602) 둘레에서 연결 하우징 내에서 회전 가능한 연결 너트(1606)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 제1 피팅(1602)은 엘보우 피팅을 포함할 수도 있다. 연결 너트(1606)는 연결 너트 내부 나사산[나사산(1704)]의 세트 및 연결 너트 외부 나사산[나사산(1706)]의 세트를 포함할 수 있고, 전술된 바와 같이 360도 미만의 회전에 의해 제1 피팅(1602)에 대해 제2 피팅(1620)을 밀봉할 수 있다. 연결 하우징(1604)은 연결 너트(1606) 및 피팅(1620)이 결합에 앞서 위치를 벗어나지 않도록 요구된 각도 범위에 너트를 유지할 수 있다. 더욱이, 정렬 특징부들은 피팅(1620)이 적절하게 정렬되는 것을 보장하기 위한 것일 수도 있다. 예를 들어, 연결 하우징(1604)으로부터 돌출하는 기둥 또는 다른 특징부들은 칼라(1622) 내에 수용되어 정렬을 제공할 수도 있다.

회전 부재(1630)는 너트(1606)의 회전을 용이하게 한다. 일 실시예에 따르면, 회전 부재(1630)는 너트(1606)를 통한 개구로부터 반경방향 거리로 너트(1606)에 결합된 아암(1632)을 포함한다. 아암(1632)은 너트(1606)의 단부면으로부터 연장할 수 있다. 아암(1632)은 연결 너트와 동축인 엘보우 피팅(1602)의 제1 부분보다 길 수 있다. 회전 부재(1630)는 플랫폼(1634)의 외부면이 너트(1606)의 단부면에 평행하도록 아암(1632)에 수직으로 연장하는 플랫폼(1634)을 또한 포함할 수 있다. 플랫폼(1634)은 회전형 공구 비트(tool bit)[예를 들어, 회전 부재와 결합하기 위한, 육각 드라이버(hex driver), 필립스 비트(Philips bit), 편평 헤드 비트, 스타 비트(star bit) 또는 다른 공구]를 허용하기 위한 공구 계면(1636)을 포함할 수 있다. 회전 부재(1630)를 회전하는 것은 너트(1606)를 회전시킨다. 몇몇 실시예에서, 180도 미만, 몇몇 경우에 135 미만을 포함하는 360도 미만으로 회전 부재(1630)를 회전하는 것은 피팅(1620)의 외부 나사산과 너트의 내부 나사산의 360도 결합을 발생할 수도 있다.

전술된 연결부는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 반도체 제조에 사용을 위한 요구에 부합하는 PVDF, FEP, PP, PFA 및 PTFE, 폴리머를 포함하는 조성물, 금속 또는 다른 재료를 포함하는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 경우에, 높은 온도가 예측되면, 더 낮은 크리프(creep)를 나타내는 재료를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PTFE가 이들 온도에서 더 많은 크리프를 나타내기 때문에, 용례가 섭씨 100도를 초과할 때 연결 너트 및 피팅을 위해 PFA를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 임의의 경우에, 연결 시스템은 반도체 제조 피팅을 위한 자격을 초과할 수 있고, 실온에서 5분 동안 245 psi(1.69 MPa) 이상[예를 들어, 실온에서 5분 동안 535 psi(3.7 MPa)]을 견딜 수 있다. 예를 들어, PFA 및 PTFE로 형성된 도 43의 연결 시스템은 압력이 5분 동안 실온에서 인가될 때, 415 psi(214 lbs의 축방향 밀봉력)(2.87 MPa 및 952 뉴턴의 밀봉력)의 누설 압력을 가질 수 있다. 피팅의 누설 압력은 실온에서 500 psi(3.4 MPa) 초과, 심지어 950 psi(6.6 MPa) 초과일 수도 있다. 예를 들어 PFA로 형성된 너트 및 피팅을 갖는 연결 시스템은 따라서 안전 계수를 갖고 FlareMount^TM 연결부에 대해 지정된 요구된 150 lbs(667 뉴턴)의 힘을 제공할 수 있다[예를 들어, 연결 시스템은 1 인치(2.54 센티미터) 피팅에 대해 210 lbs(934 뉴턴) 초과의 축방향 힘을 제공할 수도 있음].

특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예는 본 발명의 한정이 아니라, 단지 예시적인 것이다. 요약서 및 상세한 설명의 설명을 포함하는 본 발명의 예시된 실시예의 본 명세서의 설명은 배타적이거나 본 명세서에 개시된 정확한 형태로 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다(그리고, 특히, 요약서 또는 상세한 설명 내의 임의의 특정 실시예, 특징 또는 기능의 포함은 이러한 실시예, 특징 또는 기능에 본 발명의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아님). 오히려, 설명은 요약서 또는 상세한 설명에 설명된 임의의 이러한 실시예 특징 또는 기능을 포함하여, 임의의 구체적으로 설명된 실시예, 특징 또는 기능에 본 발명을 한정하지 않고, 당 기술 분야의 숙련자에게 본 발명을 이해하기 위한 맥락을 제공하기 위해 예시적인 실시예, 특징 및 기능을 설명하도록 의도된다. 본 발명의 특정 실시예 및 예는 단지 예시적인 목적으로 본 명세서에 설명되어 있지만, 당 기술 분야의 숙련자들이 인식하고 이해할 수 있는 바와 같이, 다양한 등가의 수정이 본 발명의 사상 및 범주 내에서 가능하다. 지시된 바와 같이, 이들 수정은 본 발명의 예시된 실시예들의 상기 설명의 견지에서 본 발명에 이루어지고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함되어야 한다. 따라서, 본 발명은 그 특정 실시예를 참조하여 본 명세서에 설명되어 있지만, 수정, 다양한 변경 및 치환의 범위는 상기 개시 내용에 의도되어 있고, 몇몇 경우에 본 발명의 실시예의 일부 특징들은 설명된 바와 같이 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 다른 특징들의 대응 사용 없이 이용될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 다수의 수정이 본 발명의 본질적인 범주 및 사상에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 이루어질 수도 있다.

본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "실시예", 또는 "특정 실시예" 또는 유사한 용어의 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되고 반드시 모든 실시예에 존재하는 것은 아닐 수도 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 위치에서 구문 "일 실시예에서", "실시예에서", 또는 "특정 실시예에서" 또는 유사한 용어는 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 더욱이, 임의의 특정 실시예의 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 다른 실시예와 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다. 본 명세서에 설명되고 예시된 실시예의 다른 변형 및 수정이 본 명세서의 교시의 견지에서 가능하고 본 발명의 사상 및 범주의 부분으로서 고려되어야 한다는 것이 또한 이해되어야 한다.

본 명세서의 설명에서, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 구성 요소 및/또는 방법의 예들과 같은 수많은 특정 상세가 제공된다. 그러나, 당 기술 분야의 숙련자는 실시예가 특정 상세들 중 하나 이상 없이, 또는 다른 장치, 시스템, 조립체, 방법, 구성 요소, 재료, 부분 등을 갖고 실시되는 것이 가능할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다른 예에서, 공지의 구조체, 구성 요소, 시스템, 재료 또는 동작은 본 발명의 실시예의 양태를 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 구체적으로 도시되거나 상세히 설명되지 않는다. 본 발명이 특정 실시예를 사용하여 예시될 수도 있지만, 이는 본 발명을 임의의 특정 실시예에 한정하는 것은 아니고, 당 기술 분야의 숙련자는 부가의 실시예들이 즉시 이해 가능하고 본 발명의 부분인 것을 인식할 수 있을 것이다.

도면/도면들에 도시되어 있는 요소들 중 하나 이상은 또한 특정 용례에 따라 유용한 바와 같이, 더 분리된 또는 통합된 방식으로 구현될 수 있고, 또는 심지어 특정 경우에 제거되거나 작동 불가능하게 될 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다. 부가적으로, 도면/도면들의 임의의 신호 화살표는 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 한정적인 것이 아니라, 단지 예시적인 것으로서 고려되어야 한다.

이익, 다른 장점 및 문제 해결책이 특정 실시예와 관련하여 전술되었다. 그러나, 이익, 장점, 문제 해결책 및 임의의 이익, 장점, 또는 해결책이 발생하게 하거나 더 명백하게 할 수도 있는 임의의 구성 요소(들)는 필수적인, 요구되는 또는 본질적인 특징부 또는 구성 요소로서 해석되어서는 안 된다.

100: 연결 시스템 102: 연결 하우징
110: 연결 너트 112: 제1 피팅
114: 제2 피팅 115: 제1 측면
116: 제2 측면 144: 외부 나사산
146: 내부 나사산 152: 하우징 나사산
202: 연결 하우징 210: 연결 너트
220: 유체 피팅 224: 피팅

Claims

연결 시스템으로서,
연결 하우징 제1 개구를 형성하는 연결 하우징과,
제1 피팅 유동 통로를 형성하는 제1 피팅과,
상기 연결 하우징 제1 개구 내에 배치되고 상기 제1 피팅 주위로 회전될 수 있으며 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트를 포함하는 제1 연결 너트를 포함하며,
상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 상기 제1 연결 너트의 360도 미만의 회전에 의해 제1 피팅을 제2 피팅에 밀봉하기 위해 상기 제2 피팅의 제2 피팅 외부 나사산의 세트에 결합되록록 구성되는 멀티-스타트(multi-start) 나사산인 것인 연결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 상기 제1 연결 너트의 360도 미만의 회전에 의해 적어도 360도 나사 결합을 형성하기 위해 상기 제2 피팅의 제2 피팅 외부 나사산의 세트에 결합하도록 구성되는 멀티-스타트 나사산인 것인 연결 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 연결 너트는 제1 연결 너트 외부 나사산의 세트를 포함하며, 상기 연결 하우징은 연결 하우징 내부 나사산의 제1 세트를 형성하는 것인 연결 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 외부 나사산의 세트 및 연결 하우징 내부 나사산의 제1 세트는 축방향 밀봉력을 받아 상기 제1 연결 너트의 역회전을 방지하는 마찰력을 생성하도록 구성되는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 톱니 나사산(buttress thread)인 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 너트 및 제2 피팅은 퍼플루오로알콕시 폴리머로 형성되는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 0도 내지 5도의 하중 플랭크각(load flank angle) 및 25도 내지 35도의 릴리프 플랭크각(relief flank angle)을 갖는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 피팅 외부 나사산의 세트는 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 하중 플랭크각과 상이한 하중 플랭크각을 갖는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산은 제1 시작부로부터 120도 내지 180도 연장되는 제1 나사산과, 제2 나사산 시작부로부터 120도 내지 180도 이하로 연장되는 제2 나사산을 포함하는 것인 연결 시스템.
제9항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 제3 나사산 시작부로부터 120도 내지 180도 이하로 연장되는 제3 나사산을 더 포함하는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 시스템은 상기 제2 피팅의 대응 정렬 특징부와 정렬되도록 구성되는 제1 정렬 특징부를 포함하는 것인 연결 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제1 정렬 특징부는, 상기 제1 정렬 특징부가 상기 제2 피팅의 대응 정렬 특징부와 정합되지 않으면, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트가 상기 제2 피팅 외부 나사산에 결합될 수 없게 하는 거리로 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트의 시작부로부터 이격되는 것인 연결 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 정렬 특징부는 내부 돌출부의 세트를 포함하며, 상기 대응 정렬 특징부는 상기 제2 피팅 내에 형성되는 노치를 포함하는 것인 연결 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제1 정렬 특징부는 회전 부재 내의 슬롯을 포함하며, 상기 대응 정렬 특징부는 정렬 리브를 포함하는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 피팅 유동 통로를 형성하는 제3 피팅과,
상기 제3 피팅 주위로 회전될 수 있고 제2 연결 너트 내부 나사산의 세트를 포함하는 제2 연결 너트를 더 포함하며,
상기 제2 연결 너트 내부 나사산의 세트는 상기 제2 연결 너트의 360도 미만의 회전에 의해 상기 제3 피팅과 제4 피팅 사이에 밀봉부를 형성하기 위해 제4 피팅 외부 나사산의 세트에 결합되도록 구성되는 멀티-스타트 나사산인 것인 연결 시스템.
제15항에 있어서, 상기 제1 연결 너트와 제2 연결 너트가 동시에 회전되도록 상기 제1 연결 너트를 제2 연결 너트에 작동식으로 결합시키는 기어 조립체를 더 포함하는 연결 시스템.
제16항에 있어서, 상기 회전 부재의 회전이 상기 제1 연결 너트와 제2 연결 너트를 회전시키도록 상기 기어 조립체에 작동식으로 결합되는 회전 부재를 더 포함하는 연결 시스템.
제17항에 있어서, 상기 회전 부재는 상기 제1 연결 너트에 결합되는 기어 아암을 포함하며, 상기 기어 아암은 상기 제2 연결 너트에 작동식으로 결합된 기어에 결합되는 기어치를 포함하는 것인 연결 시스템.
제18항에 있어서, 상기 기어 아암의 구동 샤프트 통로 내에 수용되는 구동 샤프트를 더 포함하며, 상기 구동 샤프트는 완전 후퇴 위치에서 완전 삽입 위치로 상기 구동 샤프트 통로 내에서 병진 이동될 수 있는 것인 연결 시스템.
제19항에 있어서, 상기 구동 샤프트는 피벗 지점 주위로 각도 위치의 범위를 통해 회전될 수 있으며,
소정의 제1 세트의 각도 위치에서, 상기 구동 샤프트는 완전 삽입 위치로 병진 이동될 수 없고, 소정의 각도 위치에서, 상기 구동 샤프트는 상기 기어 아암의 회전을 잠그기 위해 상기 완전 삽입 위치로 병진 이동될 수 있는 것인 연결 시스템.
제20항에 있어서, 상기 제1 세트의 각도 위치에서, 상기 구동 샤프트의 제1 단부는 상기 연결 하우징의 전방면에 중첩되며,
상기 소정의 각도 위치에서, 상기 구동 샤프트의 제1 단부는 상기 구동 샤프트의 제1 단부가 삽입될 수 있는 특징부와 정렬되는 것인 연결 시스템.
제15항에 있어서, 상기 제2 연결 너트는 상기 제1 연결 너트와 동일한 연결 하우징 내에 또는 다른 연결 하우징 내에 배치되는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 연결 너트 내부 나사산의 세트는 180도 미만의 회전에 의해 제2 피팅 외부 나사산의 세트와 적어도 360도 나사 결합을 형성하도록 구성되는 것인 연결 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 연결 너트에 결합되는 회전 부재를 더 포함하는 연결 시스템.