[發明專利]用于接合高純度流體通路的超密封墊圈

有效

• 申請號: 201811091175.2
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN108980353B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 基姆·恩格西·烏
• 申請（專利權）人: 肯發系統有限公司
• 主分類號: F16J15/3232
• 分類號: F16J15/3232
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨

一種用于在對置的流體輸送設備元件之間建立高純度流體通路連接的環形墊圈，所述對置的流體輸送設備元件具有與所述墊圈接觸的至少一個簡單平坦表面。至少一個設備元件的面典型地具有用于容納墊圈的圓形沉孔凹陷，但不是必需的。墊圈具有被孔穿過的本體，所述孔創建流體通路并且定義徑向內表面，本體還具有徑向外表面、第一軸向端表面和第二軸向端表面。第一和第二軸向端表面中的至少一個具有與墊圈密封區域徑向相鄰的應力集中特征，所述密封區域被構造為與對應的流體管道端口的面表面接觸。應力集中特征可以是與墊圈軸向端表面密封區域相鄰設置的凹槽或多個腔體。

本申請是申請日為2015年4月16日、申請號為201580020189.3、題為“用于接合高純度流體通路的超密封墊圈”的發明專利申請的分案申請，該母案申請為PCT國際申請PCT/US2015/026093的國家階段申請。

相關申請的交叉引用

本申請依據美國法典第35卷第119(e)節要求2014年4月17日提交的序號為61/980,823、標題為“ULTRA-SEAL GASKET FOR JOINING HIGH PURITY FLUID PATHWAYS”的美國臨時申請的優先權，該申請通過引用整體合并于此。

技術領域

背景技術

本發明的實施例涉及用于密封流體通路的各部分之間的接頭(joint)的、可鍛的、主要是金屬的墊圈(gasket)。接口(interface)結構和相關墊圈的許多組合在流體輸送設備的設計中是眾所周知的。這些結構包括法蘭(flange)、壓蓋(gland)、組件連接、以及其他功能件，其使得各種設備元件能夠機械地裝配，形成各種互連的流體通路。代表性流體輸送設備可見于生產精細化學品、石油產品、平板電子顯示器或半導體的工業設備中，并且可能受到真空、或壓力、或純度的要求以及它們的組合。半導體制造設備中意圖用于操縱工藝材料的元件之間的流體通路通常需要注意維持所輸送的反應物的高純度，并且通常還具有比例如在石油化工廠中使用的流體通路小得多的橫截面。在許多情況下，從業者已經發現金屬墊圈提供優于聚合物材料的卓越性能，尤其是關于工藝流體或污染物通過墊圈的擴散以及隨之而來的對不期望泄漏的抵抗性而言。

一種已知類型的流體通路接頭使用環形墊圈，起初在徑向方向上是平坦的，在軸向上被擠壓在標稱相同形狀的環狀突起之間，環狀突起圍繞對置的設備元件的圓形管道開口。環狀突起在軸向上被壓向彼此，導致可延展的金屬墊圈的永久塑性形變，產生將抵抗甚至很難的泄露的密封結構以包含諸如氦之類的流體。這種接頭的代表性例子可見于以下專利中：頒發給Carlson和Wheeler的美國專利No.3,208,758(熟知為法蘭)、頒發給Callahan和Wennerstrom的美國專利No.3,521,910(熟知為接頭)、以及頒發給Harra和Nystrom的美國專利No.4,303,251。

另一種已知類型的流體通路接頭使用預定橫截面輪廓的環形墊圈，其被擠壓在標稱相同形狀的環狀突起之間，環狀突起圍繞對置的設備元件的圓形管道開口。這種接頭的代表性例子可見于以下專利中：頒發給Leigh的美國專利No.4,854,597、頒發給McGarvey的美國專利No.5,505,464、以及頒發給Ohmi等人的美國專利No.6,135,155(W-Seal接頭類型的早期版本)。Ohmi等人的專利額外提供用于在接頭組裝期間保持墊圈并且使墊圈居中的單獨固位(retainer)部件。其他的單獨固位結構也可見于以下專利中：頒發給Barber和Aldridge的美國專利No.5,673,946和No.5,758,910、以及頒發給Ohmi等人的美國專利No.7,140,647。