Zasun visokog vakuuma: što je to i jedna razlika koja ga odvaja od niskog vakuuma

Izbor zasuna visokog vakuuma: Gdje leži "nevidljiva linija" koja vas može stajati desetke tisuća?

Jeste li se ikada susreli s ovakvom situacijom pri odabiru vakuumskih ventila: dobavljač se tapše po prsima i kaže: "Ovaj ventil apsolutno ne propušta", ali nakon instalacije tlak u sustavu jednostavno ne pada? Ili možda ventil brtvi, ali se nakon dva mjeseca počne lijepiti, a kad ga rastavite, vidite da je brtva deformirana.

 

Gdje je problem? Nije da je ventil pokvaren; radi se o tome da ste ga upotrijebili na krivom mjestu-forsirajući ventil niskog vakuuma u sustav visokog vakuuma.

Ovaj članak pokriva dvije stvari: Prvo, što azasun za visoki vakuumzapravo se koristi za. Drugo, nevidljiva granica između visokog i niskog vakuuma koja vas može koštati desetke tisuća ako se prijeđe.

 

Sažetak
Nakon što pročitate ovaj članak, dobit ćete odgovore na dva pitanja:

Kako pravi zasun visokog vakuuma podnosi atmosferski tlak i jamči da nema curenja.

Što se zapravo mijenja s materijalima za brtvljenje ventila, pogonskim mehanizmom i završnom obradom površine kada tlak padne s 1 Torr na 10⁻⁷ Torr.

 

Povratne informacije korisnika
*"Prije smo koristili obične vakuumske ventile određene marke za izolaciju u našoj PVD opremi, ali obloženi filmovi uvijek su ispadali zamagljeni. Nakon prelaska na COVALVE-ov visokovakuumski zasunski ventil, s istim procesnim parametrima, brzina curenja izravno je pala s 10⁻⁷ na 10⁻¹⁰ mbar·l/s. Problem je bio materijal za brtvljenje."*
- Li Gong, inženjer procesa, Suzhou tvornica opreme za vakuumsko premazivanje

 

1. Što je zasunski ventil visokog vakuuma?
Najprije razjasnimo osnovni koncept: karakteristika zasuna je da se disk ventila pomiče okomito. Kada je ventil potpuno otvoren, medij prolazi ravno kroz njega gotovo bez otpora protoku. Ovo je ključno u vakuumskim sustavima jer svako suženje usporava brzinu pumpanja.

Međutim, postoji temeljna razlika između vakuumskih ventila i običnih industrijskih ventila: obične ventile zanima "može li blokirati medij", dok vakuumske ventile zanima "može li blokirati atmosferu".

 

Pri atmosferskom tlaku, rupa za curenje promjera od samo 1 mikrona dopušta dovoljno molekula plina da iscure u vakuumsku komoru u sekundi kako bi se podigao tlak u komori od 10 litara s 10⁻⁹ mbar na 10⁻⁶ mbar. Stoga, kvalificirani zasun visokog vakuuma mora postići sljedeće:

• Dinamička brtva za stablo ventila:Mora koristiti dizajn zabrtvljen mijehom, a ne brtvenu kutiju koja se koristi u običnim ventilima.
• Maksimalna vodljivost kada je otvorena:Disk ventila ne smije se uvući u put protoka; zahtijeva dizajn punog provrta.
• Ekstremno niska stopa curenja kada je zatvoreno:Tvornička stopa curenja mora biti ispod 1×10⁻⁹ mbar·l/s.

 

2. Visoki vakuum naspram niskog vakuuma: Koja je stvarna razlika?
Ovo je ključni dio članka. Pogledajmo to prema rasponima tlaka:

• Niski vakuum:760 ~ 1 Torr (približno atmosfera do 130 Pa)
• Srednji vakuum:1 ~ 10⁻³ Torr
• Visoki vakuum:10⁻³ ~ 10⁻⁷ Torr
• Ultra{0}}visoki vakuum (UHV):< 10⁻⁷ Torr

 

Kada tlak vašeg sustava uđe u raspon ispod 10⁻4 Torr, ventil mora pretrpjeti četiri kritične promjene:

(1) Promjene materijala za brtvljenje
Ventili s niskim vakuumom mogu koristiti običnu NBR (nitrilnu gumu) ili čak FKM (fluoroelastomer). Ali u visokom vakuumu, posebno ispod 10⁻⁶ Torra, brzina ispuštanja plinova iz same gume postaje izvor kontaminacije-plin koji ispumpavate manji je od plina koji guma sama ispušta.

Stoga, pravi zasun s visokim vakuumom mora koristiti FKM (Viton) za svoje brtve i mora biti podvrgnut tretmanu vakuumskog pečenja kako bi se uklonila adsorbirana vlaga iz materijala. Za UHV primjene, mora se zamijeniti potpuno-metalnom brtvom, kao što je upotreba bakrenih brtvi-bez kisika Surađivati ​​s oštrim plamenom

 

(2) Zahtjevi za stopom curenja razlikuju se za tri reda veličine

Dopuštena brzina curenja za ventile s niskim vakuumom: 1×10⁻⁶ mbar·l/s

Dopuštena stopa curenja za ventile visokog vakuuma: Manje ili jednako 1×10⁻⁹ mbar·l/s

Dopuštena stopa curenja za UHV ventile: manje od ili jednako 1×10⁻¹⁰ mbar·l/s

Ova razlika se ne može postići "jačim zatezanjem šarafa". Mora se oslanjati na metalni mijeh u kombinaciji s visokopreciznom-preklopljenom brtvenom površinom na disku ventila.

 

(3) Pogonski mehanizmi se razlikuju
Ventili s niskim vakuumom mogu koristiti-direktne solenoide-oni su jeftini, ali rade oštro. Ventili visokog vakuuma moraju uzeti u obzir stvaranje čestica-čestice nastale trenjem tijekom pomicanja diska, ako padnu u procesnu komoru, mogu biti kobne za primjene poluvodiča ili premaza.

Stoga vrhunski-modeli koriste-pogonske mehanizme-bez trenja, kao što je scotch{2}}mehanizam ili zaključavanje kugli-i-utorom. Ploča ventila se prvo postavlja, a zatim komprimira okomito na brtvenu površinu, osiguravajući da tijekom procesa ne dođe do struganja.

 

(4) Površinska obrada se razlikuje
Za tijela ventila s niskim vakuumom dovoljno je poliranje unutarnje površine na Ra 1,6. Ali za zasune s visokim vakuumom, posebno one koji se koriste u poluvodičkoj opremi, unutarnje površine moraju biti podvrgnute elektropoliranju kako bi se površinska hrapavost smanjila na ispod Ra 0,4.

Zašto? Budući da hrapave površine adsorbiraju vodenu paru i ugljikovodike, postajući nevidljivi izvori ispuštanja plinova.

 

3. Tri pitanja koja morate postaviti dobavljačima tijekom odabira
Ako se spremate kupiti zasun s visokim vakuumom, postavljanje ova tri pitanja pomoći će vam da izbjegnete 80% zamki:

• Prvo pitanje: Mogu li vidjeti izvješće o stopi curenja?

Renomirani proizvođači uz svaki ventil daju izvješće o ispitivanju curenja helija-neka podaci govore.

• Drugo pitanje: Je li materijal brtve FKM ili FFKM?

dovoljan je FKM; FFKM je otporniji-na koroziju, ali košta dva do tri puta više. Izbor ovisi o vašem procesnom mediju.

 

Treće pitanje: Je li bio vakuumski pečen prije izlaska iz tvornice?
Ako ventil nije pečen, morat ćete peći i pumpati svoj sustav dva dana nakon instalacije kako biste postigli stabilnost.

 

4. Kritičan detalj tijekom instalacije
Prilikom postavljanja zasuna s visokim vakuumom, mnogi ljudi obično dodiruju površinu prirubnice ili disk ventila golim rukama-to je veliki tabu. Ulje i znoj s vaših ruku polako će ispariti pod vakuumom, zagađujući sustav.

 

Ispravan postupak: Nosite rukavice bez pudera, očistite brtvenu površinu i utor O-prstena krpom koja ne ostavlja dlačice natopljenom alkoholom ili acetonom i uvjerite se da nema ostataka vlakana prije postavljanja. Vijci se moraju zatezati dijagonalno u koracima kako bi se spriječila deformacija tijela.

 

Zaključak
Prilikom odabira zasuna s visokim vakuumom, nemojte gledati samo na veličinu provrta i vrstu prirubnice. Materijal za brtvljenje, stopa curenja, završna obrada površine i pogonski mehanizam-svaka od ove četiri točke određuje može li vaš sustav stvarno postići potrebnu razinu vakuuma.

Na koje ste zamke naišli tijekom odabira? Slobodno podijelite u komentarima.