本说明书涉及可用于容纳高压流体的外壳和设备。
背景技术：
1、在极广泛范围的行业和应用中，不同类型的流体容器和流体处理器皿经设计以容纳高压液体或气态流体。实例包含等规压制装置(参见例如美国专利申请2007/0218160)、加压流动控制结构(参见例如美国专利申请2013/0240062)和高压过滤器设备(参见例如美国专利申请2018/0193785)。
2、流体容器或器皿必须能够容纳静态或流动、高压流体且持续一段时间。容器或器皿必须对流体的压力和温度条件稳定，并且必须是化学稳定的且不被所容纳流体降解。容器或器皿由装配在一起且形成不透流体的密封件的组件构成，所述密封件阻止流体从容器或器皿内部流出。
3、在许多行业中都需要高压流体，包含化学处理行业、汽车和航空行业，以及作为更具体的实例的半导体制造行业。根据这些应用，使用流体的过程通常可能需要流体不含显著杂质。因此，使用高压流体的许多系统包含在流体处于加压情况下时从流体去除杂质的过滤器设备。
4、半导体制造操作需要高纯度流体以用于各种处理步骤。作为实例，液态锡是一种用于产生在光刻过程中使用的极紫外线(euv)辐射的熔融金属。为了在光刻过程中使用，液态锡应不含可能扰乱所述过程的杂质、污染物和颗粒。过滤熔融金属以去除杂质需要熔融金属在高压和高温下通过过滤器。
5、过滤器和液态金属流必须容纳于过滤器设备中，所述过滤器设备在可超过200摄氏度的温度下且在可超过5,000磅/平方英寸、表压(psig)或超过8,000psig或更大压力的压力下防漏。目前可用的某些过滤器设备设计可在接近或符合在压力下过滤流体的这些范围的温度和压力下有用。但如同许多商业努力，对改进性能的需求是恒定的。高压过滤器设备的当前或先前设计必须不断地改进以满足不断升高的性能要求。
6、始终需要在高温和高压下提供防漏性能以用于过滤各种流体(包含熔融金属、其它类型的液体和气体)的过滤器设备。
技术实现思路
1、本发明描述能够在不泄漏或以其它方式失效的情况下承受极高内部压力的高压过滤器设备。实例包含外壳部件和末端部件，其中锥形接头具有在外壳部件与末端部件之间的互补锥形表面。机械配件以可拆卸方式将末端部件紧固到外壳部件以在锥形接头表面之间形成密封。锥形接头形成于外壳部件的表面与末端部件的表面之间，且在所述表面之间不存在垫片。还描述了制造和使用高压过滤器设备的方法。
2、存在可用于在高压和高温下过滤流体的各种已知过滤系统。其中一些系统涉及由形成有焊接点或通过硬焊形成的金属制成的过滤器外壳结构。焊接和硬焊结构是有用的且可适应高内部压力，但压力器皿中的焊接或硬焊接缝可产生强度降低的位置。举例来说，焊接耐火金属或合金可由于再结晶而使材料强度降低程度高达50％。
3、美国专利公开2018/0193785描述了一种高压过滤器设备，其可避免对焊缝的需要，且其使用在两个外壳部分之间的锥形(例如，圆锥形)接合，其中垫片放置在锥形接合件的表面之间以形成密封。产生高压密封件的垫片可带来制造和操作挑战。垫片可滑动、降解或以其它方式失效，这可导致密封失效且在密封件处泄漏，特别是在密封件和垫片经受显著高压时。此外，作为过滤器设备的额外结构元件，垫片可充当污染源。另外，垫片材料所呈现的物理特性将不同于过滤器设备的其它组件的物理特性，包含不同的热膨胀系数。
4、一方面，本公开涉及一种高压过滤器设备，其在外壳部件与末端部件之间具有密封表面。所述设备包含：外壳部件，其包含：第一锥形接头表面；过滤腔室；以及流体流开口，其连接到过滤腔室；过滤器，其位于过滤腔室中；所述末端部件，其包含：第二锥形接头表面，其在压力下接触第一锥形接头表面，而无垫片材料放置在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间；以及流体流开口，其连接到过滤腔室；以及机械配件，其利用压力以可拆卸方式将末端部件紧固到外壳部件，以在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间形成密封。
5、另一方面，本公开涉及一种过滤流体的方法。所述方法包含：提供一种高压过滤器设备，其包含：外壳部件，其包括：第一锥形接头表面；过滤腔室；以及流体流开口，其连接到过滤腔室；过滤器，其位于过滤腔室中；末端部件，其包括：第二锥形接头表面，其在压力下接触第一锥形接头表面，而无垫片材料放置在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间；以及流体流开口，其连接到所述过滤腔室；以及机械配件，其利用压力以可拆卸方式将末端部件紧固到外壳部件，以在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间形成密封；以及使含有杂质的流体通过过滤器以使得从流体去除杂质。
6、另一方面，本公开涉及一种形成高压过滤器设备的方法。所述方法包含提供：过滤器；外壳部件，其包括第一锥形接头表面、过滤腔室和连接到过滤腔室的流体流开口；以及末端部件，其包括适于在压力下接触第一锥形接头表面的第二锥形接头表面。所述方法进一步包含：将过滤器紧固在过滤腔室内一位置处；以及使用机械配件利用压力将末端部件连接到外壳部件，以在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间形成密封，而不将垫片材料放置在第一锥形接头表面与第二锥形接头表面之间。
7、又一方面，本公开涉及一种高压过滤器设备。所述设备包含：在入口端处的流体入口；在出口端处的流体出口；在流体入口与流体出口之间的金属侧壁；由金属侧壁限定的过滤腔室；以及位于过滤腔室中的过滤器。所述设备能够在20摄氏度下在至少40,000psig的流体压力下在过滤腔室中容纳流体而不会泄漏。
1.一种高压过滤器设备，其在外壳部件与末端部件之间具有密封表面，所述过滤器设备包括：
2.根据权利要求1所述的过滤器设备，其中：
3.根据权利要求1所述的过滤器设备，其中：
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述外壳部件和所述末端部件各自包括耐火金属。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述过滤器包括：钛、碳化硅、钨、钽、钼、铌、氧化铝、氧化钛或氮化钛。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述过滤器具有在0.1微米到5微米范围内的平均孔径。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述设备能够在20摄氏度下在至少40,000psig的流体压力下在所述过滤腔室中容纳流体而不会泄漏。
8.根据权利要求7所述的过滤器设备，其中所述设备能够在20摄氏度下在至少45,000psig的流体压力下在所述过滤腔室中容纳所述流体而不会泄漏。
9.根据权利要求7或8所述的过滤器设备，其中所述设备能够在至少230摄氏度的流体温度下在所述过滤腔室中容纳所述流体而不会泄漏。
10.根据权利要求7或8所述的过滤器设备，其中所述设备能够在至少300摄氏度的流体温度下在所述过滤腔室中容纳所述流体而不会泄漏。
11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述第一锥形接头表面和所述第二锥形接头表面中的一个是凹状表面，且所述第一锥形接头表面和所述第二锥形接头表面中的另一个是凸状表面，并且所述凹状锥形接头表面的角度比所述凸状锥形接头表面的角度大至少0.5度。
12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述第一锥形接头表面和第二锥形接头表面中的一个或两个包括抛光表面。
13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述第一锥形接头表面和第二锥形接头表面中的一个或两个包括热处理表面。
14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述外壳部件包括耐火金属或耐火金属合金，且所述末端部件包括不同的耐火金属或耐火金属合金。
15.根据权利要求1至14中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述外壳部件比所述末端部件具有更高的硬度。
16.一种过滤流体的方法，所述方法包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其包括使所述流体在至少40,000psig的流体压力下通过所述过滤腔室。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其包括使所述流体在至少230摄氏度的流体温度下通过所述过滤腔室。
19.根据权利要求16至18中任一权利要求所述的方法，其中所述外壳部件和所述末端部件各自包括耐火金属。
20.根据权利要求16至19中任一权利要求所述的方法，其中所述过滤器包括：钛、碳化硅、钨、钽、钼、铌、氧化铝、氧化钛或氮化钛。
21.根据权利要求16至20中任一权利要求所述的方法，其中所述流体为液态金属。
22.一种形成高压过滤器设备的方法，所述方法包括：
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述外壳部件和所述末端部件各自包括耐火金属。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中所述第一锥形接头表面和所述第二锥形接头表面中的一个是凹状表面，且所述第一锥形接头表面和所述第二锥形接头表面中的另一个是凸状表面，并且所述凹状锥形接头表面的角度比所述凸状锥形接头表面的角度大至少0.5度。
25.根据权利要求22至24中任一权利要求所述的方法，其中所述第一锥形接头表面和第二锥形接头表面中的一个或两个包括抛光表面。
26.根据权利要求22至25中任一权利要求所述的方法，其中所述第一锥形接头表面和第二锥形接头表面中的一个或两个包括热处理表面。
27.根据权利要求22至26中任一权利要求所述的方法，其中所述外壳部件包括耐火金属或耐火金属合金，且所述末端部件包括不同的耐火金属或耐火金属合金。
28.根据权利要求22至27中任一权利要求所述的方法，其中所述外壳部件比所述末端部件具有更高的硬度。
29.一种高压过滤器设备，其包括：
30.根据权利要求29所述的过滤器设备，其中所述设备能够在20摄氏度下在至少45,000psig的流体压力下在所述过滤腔室中容纳所述流体而不会泄漏。
31.根据权利要求29或30所述的过滤器设备，其中所述设备能够在至少230摄氏度的流体温度下在所述过滤腔室中容纳所述流体而不会泄漏。
32.根据权利要求29至31中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述金属侧壁包括耐火金属。
33.根据权利要求29至32中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述金属侧壁不包含焊缝。
34.根据权利要求29至33中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述过滤器包括：钛、碳化硅、钨、钽、钼、铌、氧化铝、氧化钛或氮化钛。
35.根据权利要求29至34中任一权利要求所述的过滤器设备，其中所述过滤器具有在0.1微米到5微米范围内的平均孔径。
