TW567085B - Filter cartridge construction - Google Patents

Description

567085 ⑴ ‘ 玖、聲明說明 (發明個應敘明：發明蘭之技術領域、先前技術、内容、倾方式及圖式簡單說明） 技術領域 本發明乃有關於薄膜過濾模組及一比現在市售過濾模組 更衛生、更易更換之過濾匣。更特別的是，本發明乃關於 一過;慮E及薄膜過濾模，該模組由一過濾匣、一可重複使

_ «I 用碗狀物、一可重複使用歧管及一可重複使用，連接過濾 匣、保持碗狀物及歧管之連接構件組所組成。 · 過;慮私序中微粒污染物之控制，如半導體工業，需要使 用擁有薄膜，可去除亞微粒子之超潔淨過濾器。眾所皆知 的，任何半導體晶片上沉澱之粒子當顆粒足夠大時會產生 瑕’疵典型地，在半導體工業中，失敗瑕症可以由小於半 導體晶片上最小元件的十分之一的顆粒所產生。因此，薄 膜過濾器被用在製造半導體晶片的每個製程步驟，以過濾 工作液體及氣體。 先前拮術 雖然已有-許多不同的設計被發展用在超純淨液體過濾器 之過濾模組，但有兩種設計是最盛行的。在一模組設計中 ，液體由過濾模組一端流到另一端而被過濾。在此系列過 濾模組中，饋送及滲透接頭位於過濾器的相對兩端，因此 強迫液體由一端流到另一端，此種流路規劃被視為直線流 路規劃。這種過濾模組有兩項缺點，首先他們比較難於連 接製程設備，因為模組被夾於兩套接頭間。第二，任何殘 存在模組内的自由流體藉由模組的不連接而快速洩光，因 為至少有一接頭位於模組的底部。 567085

(2) 弟一種权組设计將所有的接頭置於模組的同一端。在此 種模組中，饋送及滲透接頭通常水平向地在模組頭部端之 相對兩側。因為他們的形狀，這些模組被視為T型規劃。T 型規劃有利於頭部與過濾模組的其他部位連接，包含了碗 狀物及位於碗狀物中的過濾、匣。在此設計中，碗狀物及過 濾匣由各別分開元件組成。如此構成過濾模組時，過濾Ε 及碗狀物分別固定並密封於歧管頭。此外，當過滤完成時 ’碗狀物及過濾匣分別卸離歧管頭。此分卸離需要碗狀物 移開的距離大於整個過濾匣之長度，直到過濾匣露出才可 移除。接著露出之過濾匣用手或手動工具移除。因為過滤 Ε滲滿被過濾的液體，液體通常具有腐蝕性及毒性，過濾 匣移除過程對工作人員來說具有危險性。此外，碗狀物必 須移開一長於過濾匣之距離，碗狀物及過濾匣位置之間的 距離必須能夠容納移除步驟。 在美國專利5，114，5 7 2已提到提供一過濾組合，結合一碗 狀物而成一過濾匣-碗狀物結構，可成為單一單元而從一 歧管卸下。該過濾£藉由過濾g上卡栓接頭連接到碗狀物 ，卡栓套入碗狀物内面之凹溝内。該過濾碗狀物藉由套入 過濾頭之溝槽卡栓接頭而直接安裝於過濾頭。過濾匣套入 碗狀物内低於碗狀物頂端之位置，使碗狀物與過濾頭之連 接產生作用。因為碗狀物在碗體比碗狀物頂端還狹位 於碗狀物狹窄部位之卡栓接頭增加了流體經過碗狀物的 阻力。 因此’需要提供-種過遽!碗狀物連結，可藉由將過濾 567085

(3) 匣-碗狀物連結構造置於過濾匣之過濾媒介體之頂端而使 流體阻力最小化。此外，需要提供一種過濾匣，其擁有可 清楚看到以利過濾匣及碗狀物間的連接之連接構件。此種 過濾匣可使過濾匣插入碗狀物内較為容易，減少工作人員 在過濾後移除過濾匣之危險，並減少安裝過濾模組所需要 之空間。

依據本發明，茲提供一過濾模組，其包含一歧管，及』 濾匣與碗狀物之組合，該過濾匣及碗狀物鎖在一起以安」 ’並如同-體般自歧管卸下。該過濾g包含一兩側各以_ 端蓋封住之過濾媒介體。端蓋之一包含至少兩凸緣及一立 接歧管及過濾E内部之流體通路。凸緣由端蓋向外延伸』 超過過濾媒介體之外圍垂直表面。凸緣被設計成可插入而 狀物之溝槽而達成過濾g與碗狀物之連接。端蓋及凸緣承 置於過遽媒介體之上方而使凸緣可連接至碗狀物之頂端苦

位。位於端蓋上用以固定過濾匣於碗狀物之凸緣乃使過雜 ®及碗狀物如同一體地自歧管卸下。就本發明一 : :提供-端盍具有至少兩凸緣。該端蓋可在任何結構下μ 合於過_之-端而使過濾£固定於碗狀物。就本發明^ 一觀點來說，提供-含軸環之碗狀物，其具有至少兩溝押 :容納端蓋之凸緣。該碗狀物及轴環可為一體結構或由: 为隔件利用如螺紋而結合。 具體實施彳 本發明乃提供-種過濾E及—種由—歧f、__ 567085

(4) 一碗狀物組成之過濾模組。該歧管形成流體通路以將流體 饋入過滤匣以及將滲透物排出過濾、匡。該碗狀物提供一儲 存饋送流體之裝置，以將流體引入過濾匣或儲存從過濾匣 滲出之流體並引至歧管然後排出過濾模組。饋送之流體可 經由歧管自過濾匣之外側被引入過濾匣内或從過濾匣内部 被引出。在與過濾匣相鄰碗狀物内之流體可為被饋送流體 或是滲透物。不論如何，饋送之流體從一歧管被導入過濾 匣，而滲透物則從歧管被排離過濾匣，並提供密封以防止 饋送流體與滲透物之混合。 過濾匣及碗狀物構造成一體而一同密封於歧管或一起被 卸離歧管。過濾匣由兩端蓋封住，其中之一端蓋設有一流 體通路。該過濾匣設有一端蓋，具有至少兩凸緣並與端蓋 連成一體，及设有一流體通路。該流體通路可作為過濾匣 之入口或出口。凸緣之形狀設計成可將過濾匣扣緊於碗狀 物頂部。由於凸緣位於過濾媒介體上方，使該過濾匣可固 定於具有比碗體直徑還大之碗狀物頂部，因此凸緣所生之 流動阻礙小於當凸緣被置於過濾匣與碗體間時之流動阻礙 。過濾之後，過濾匣與碗狀物可由歧管上拆離而非分成兩 件拆離。由於碗狀物及過濾匣一起被拆離，故不需將過濾 匣從碗狀物卸下。如此，為將過濾匣卸下而須要約略等於 過濾匣與碗狀物之加總長度之空間便不需要。僅需要約略 等於碗狀物長度之空間即可。如此使吾人可將本發明之過 濾、S安裝於一比目前過濾模組所需之更小空間内。再者， 由於過濾匣係與碗狀物一同被拆離，工人即不需再使用手 567085 或手工具操作。如此可大為減少工人接觸碗狀物内部流體 之可能性。該碗狀物亦可選擇包含―㈣器以於拆卸前將 流體排洩掉。 依本發明之一觀點 兹提供一種可結合於過濾匣一端之

端蓋。該端蓋包含至少兩凸緣，可套入一碗狀物之溝槽内 ，而使過隸可固著於碗狀物内。端蓋尚設有一流體通路 ，可作為過濾、匣之流體入口或排出過濾g之流體出口。 依本發明之另-觀點，茲提供一種碗狀物，其具有一軸 環’此軸環至少具有兩溝槽延伸通過軸環之厚度。該溝槽 之形狀配合於端蓋之凸緣，以提供一種將過濾匣固著於碗 狀物内部之裝置。該軸環及碗狀物可為兩個分開元件而利 用如螺紋結合成單一構造。

茲參照圖1，一過濾模組10包含一歧管12，一碗狀物14 及一過濾匣16。一螺紋環18置於碗狀物14之外表面川，並 被環繞於碗14周圍之圓緣22及唇部24保持住。藉著控制圓 緣22之尺寸及撓性可使螺紋環18滑過圓緣22而置於定位， 或著是在螺紋環職置於所示之定位後，才將圓緣22成形 於碗狀物14上。 螺紋環1 8相對於碗狀物14而穩固地固定在定位上，亦即 其不能沿碗狀物14之長方向作任何移動。當螺紋^與“鎖 緊時，螺紋環18帶動或迫使過濾匣ι6密接於歧管12，並以〇 型環11及13達成密封。反之，當螺紋環18轉動而使螺紋％ 與2 8分開時，過濾匣16乃相對地被驅離歧管丨2。碗狀物^ 4 對鄰接之歧管丨2之密封係藉由〇型環17達成。碗狀物14垂直 567085

地接觸歧管12，而不需轉動該碗狀物14。 過濾E 16，藉由端盍30上之凸緣15偶合於轴環34上之溝 槽32而連接於碗14。軸環34藉由螺紋36螺合於碗狀物14。 或者，亦可利用如模鑄方式將碗與軸環形成一體而具有碗 狀物14及轴ί衣3 4之形狀。流體通路4 2含有〇型環11及13而可 作為過濾匣16之入口或出口。當流體通路42作為入口時， 流體被導引入歧管12之入口 44。當流體通路42作為出口時 ，流體被導引通過歧管12之入口 46。由於凸緣15並未延伸 於端蓋30之整個週邊，因此流體可略過端蓋3〇，而流入歧 管12。 參照圖2,過濾匣16包含一頂端蓋3〇,該端蓋具有與其成 為一體之圖緣15，一底端蓋21，一過濾器23，及一滲透外 殼25。凸緣15從滲透外殼25之垂直面向外延伸。端蓋3〇及 21封住過遽器23之㈣，以ρ方止饋入之流體與渗透物混合 。過濾匣16之構造可確保流入過濾匣16之流體在流出過濾 匣16之前會通過過濾器23。過濾器23可為一深度過濾器， 一摺狀過濾器，或類似物品。 參考圖3 ’軸％34包含兩缺口 41及兩垂直延伸部43。各垂 直延伸部43包含-溝槽32(其中之一未顯示）。溝槽32配合並 套合凸㈣。溝槽32包含之弧角由構成端蓋％及軸環批 材質撓性決定。溝槽32包含之_至少約15。，#端蓋3〇及 軸環34由相對較具撓性之過氟化物聚合體ρ〇— 〇f perfluoro(烧基乙烯醚alkylvinyl灿⑷（pFA)組成時，包含 之弧角最好在30。至45。間。當端蓋3〇凸緣15及轴環Μ由相 567085

⑺ 對較為剛性之材質如高密度聚丙烯（polypropylene)組成時 這二角度大約為使用PFA之一半。此範例材質的大小角度 提t、凸緣1 5及溝槽3 2需要的接觸表面，在過濾模組丨〇的使 用過％中，使端蓋3〇不與軸環34分離。軸環34可包含止動 裝置。軸環34亦包含選擇性的垂直溝槽17，其允許流體在 軸環34及歧管12間排放。

> 圖4，係顯示本發明之一碗狀物及軸環之構造，軸環 34被螺合於碗狀物14。或者該軸環與碗狀物μ亦可模鑄成 一體。碗狀物14含有許多止#||5()以支#_鎖緊環（未顯示） 。碗狀物14包含一排茂口 17，可打開或關閉。在過濾期間 ’該排洩口 17被關閉。 一本I明之端蓋’依上述參考有兩相對凸緣，惟應知該端 盍亦可設置多於兩個之凸緣。但至少需要兩個凸緣以防止 過遽ϋ對碗狀物轉動。凸緣15之方向及包含之弧角必須使 其能插入軸環34之溝槽32内。

圖2之具體實施例，係以凸緣15對直於缺口 ^之狀態插 圖3之轴環内。然後扭轉端蓋3〇及過遽gi 溝槽训，㈣過—16固定於軸環34。 套 依本發明之-觀點，端蓋之外表面形狀係配合於連固 碗狀物上軸環内表面形狀，以便將固著於端蓋之過遽g 置於碗狀物中央。將過清序 心匚置於她中央，則在該端蓋旋、 軸料’可使該端蓋與轴環滑順地套 狀含有一小凹溝。雖麸兮从* Γ衣^ > …、5亥外表面形狀在本發明中並非必^ ’但右無该形狀，則端筌合 四 每在軸％内作側向左右滑動，上 -11- (8) (8)567085

致增加端蓋與軸環結合之困難。 參照圖5及6,端蓋70於其二端蓋腳”及％各含—凹溝μ ’該凹溝形狀上配合軸環80之一表面78。圖9及1〇所含之凸 部82對於凹溝72之作用而言並非必要。凸部82之目的將於 下文敘述。 、 依本發明之另-觀點’本發明之軸環設有延伸超過轴環 厚度之溝槽。該溝槽在形狀上配合端蓋上之凸部，使軸環 與端蓋間之套合更緊密。凸部之形狀設計，使端蓋轉入: 置直到凸部套入開放之溝槽前，軸環上配合之溝槽向外擴 張。到套合點時，兩溝槽彼此相對收縮扣住，重疊部使= 蓋在使用中較不容易脫離軸環。 參照圖7,8,及9，軸環84包含相對兩溝槽86,88，當端蓋9〇 旋入軸環84内之定位時，凸部82即套入兩溝槽内。凸部u 接觸軸壞84之内表面時，兩溝槽互相被撐開。凸部82外表 面間之距離稍大於軸環84之相對内表面間之距離。 " 參照圖10 ,本發明之一端蓋92，包含一具有〇型環％,% 之流體通路94。該端蓋92包含一具有凸緣1〇2，1〇4之平板 100。該凸緣1〇2，1〇4套入一外殼之溝槽内，如圖9之溝槽％ 内。凸緣102，1〇4亦設有凸部ι〇6，ι〇8以增進端蓋％之固定。 例如，固定於圖2例示之過濾匣一端。 參A?、圖11 ’所示為本發明另一端蓋丨丨〇。該端蓋11 〇沒有 圖ίο端蓋之凸部。該端蓋110包含一平板1〇〇，凸緣1〇2，1〇4 ，一流體通路94，及〇型環96,98。凸緣1〇2，1〇4套入如圖9 所示之碗狀物軸環溝槽内。 -12- 567085 (9) 圖示簡要說明 圖1為本發明一過濾模組之橫截面圖。 圖2為本發明一過濾匣頂端之等角視圖。 圖3為與圖2過濾匣連結之軸環等角視圖。 圖4為展示本發明一碗狀物及軸環之等角視圖。 圖5為本發明一不同端蓋之底部透視圖。 圖6為位於圖7軸環上之圖5端蓋之部分橫截面圖。 圖7為具有容納圖5端蓋之溝槽之軸環透視圖。 圖8為本發明另一端蓋之頂部透視圖。 圖9為為圖8端蓋與圖7軸環配合之透視圖。 圖10為本發明一端蓋之透視圖。 圖11為本發明另一端蓋之透視圖。 圖式代表符號說明 10 過濾模組 11， 13, 17, 96, 98 0形環 12 歧管 14 碗狀物 15, 102, 104 凸線 16 過濾匣 17 垂直溝槽 17 排洩口 18 螺紋環 20, 78 表面 21 底端蓋 567085 (ίο) 22 圓緣 23 過濾器 24 唇部 25 滲透外殼 26, 28 螺紋環 30 端蓋 32 溝槽 34, 80,84 軸環 36 螺紋 41 缺口 42, 94 通路 43 延伸部 44, 46 入口 50 止擋器 70 端盖 72 凹溝 74, 76 端蓋腳 82, 106, 108 凸部 86, 88 溝槽 90, 92, 110 端蓋 100 平板

Claims (1)

1. 567085 拾、申請專利範圍 1 · 一種過濾匣，其包含： =長：過濾媒介體’具有一第_端及一第二端； -第-端蓋’密封於該第一端，該第一端蓋具有至少 =緣與其_體成型，該凸緣從該過遽媒介體之—外垂 直面向外彳中； 第二端蓋，密封至該第二端； 一流體通路，密封至該第 至該過濾媒介體之開放内部 一具有流體滲透性之外殼 面0 鳊蓋板，以提供流體通路 ;及 ’其包圍該過濾媒介體外表 2. 根據申请專利範圍第1項之過濾匣 一深度過濾器。 ’其中該過濾媒介體為 3.根據申請專利範圍第i項之過渡匡，其中該過據媒介體為 一摺狀過濾器。 4· 一種過濾模組，其包含·· 歧笞 過濾匣，及一包納過濾匣之碗狀物，及一 將該碗狀物鎖緊於該歧管之裝置； 名過濾匣包含一具有第一端及第二端之長型過濾媒介 體，一封於第一端之第一端蓋，言亥第一端蓋具有至少兩 凸緣與其一體成型，該凸緣從該過濾媒介體之外垂直表 面向外延伸，及一封於該第二端之第二端蓋； 一流體通路，封於第一端蓋之平板，以與該過濾媒介 567085

   5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 體内之開放内部形成流體連通；及 一具流體滲透性之外殼，包圍於該過濾媒介體之外表 面； 該過濾匣及碗狀物係與該歧管形成流體連通，可防止 饋送至該過濾匡之流體與從該過濾匡排出之滲透物互相 混合。 根據申請專利範圍第4項之過濾、模組，其中該碗狀物與該 轴壤組成單一構造。 根據申請專利範圍第4或5項之過濾模組，包含一用以將 流體饋入該碗狀物之入口，及一用以將滲透物從該過濾 匣排出之出口。 根據申請專利範圍第4或5項之過濾模組，包含一用以將 机體饋入該過濾匣之入口，及一用以將滲透物從該碗狀 物排出之出口。 根據申請專利範圍第卜2或3項任-項之過渡匣，其中各 該凸緣之一外側面上具有一凸部。 根據申請專利範圍第卜2或3項任—項之過餘，其中各 -亥凸緣之-下表面包含—凹溝，該凹溝之形狀配合於該 碗狀物之内表面。 根據申1專利範圍第4或5項之過丨慮模組，其中各該凸緣 之一外侧面上具有-凸部於各該凸緣之外側面。 t申請專利範㈣4或5項之過渡模組，其中各該凸緣 下表面包含一凹溝，該凹溝之形狀配合於該碗狀物

   -2 - 12 12 其中各該凸緣之一 其中各該凸緣之一 •根據中請專利範圍第6項之過遽模組 外側面上具有一凸部。 13 14, 15. 16. .根據申請專利範圍第7項之過遽模組 外側面上具有一凸部。 ，一種供過濾匣用之端蓋，其包含： 具有一第一端及一第二端之長型過濾媒介體； 平板具有至少兩凸緣與其一體成型，該凸緣從該平 板向外延伸； 且一流體通路穿過該平板，即端蓋板； 且該平板之形狀可封於過濾匣之一端而使該凸緣從過 慮匣之一垂直表面向外突出。 根據申請專利範圍第14項之端蓋，其中各該凸緣之一外 側面上具有一凸部。 一種供過濾模組用之外殼，其包含： 一碗狀物； 一軸環’其固著於該碗狀物之一開放端； 該軸環-包含至少兩溝槽，該溝槽延伸通過該軸環之厚 度。 根據申請專利範圍第16項之外殼，其中該碗狀物與該軸 環組合成一單一構造。 17.