Zasuwa wysokiego podciśnienia: co to jest i jaka jest różnica, która oddziela go od niskiego podciśnienia

Wybór zasuwy wysokiego podciśnienia: gdzie leży „niewidzialna linia”, która może kosztować dziesiątki tysięcy?

Czy spotkałeś się kiedyś z taką sytuacją przy wyborze zaworów próżniowych: dostawca klepie się po klatce piersiowej i mówi: „Ten zawór jest- całkowicie szczelny”, ale po instalacji ciśnienie w systemie po prostu nie spada? A może zawór rzeczywiście uszczelnia, ale po dwóch miesiącach zaczyna się przyklejać, a po rozebraniu widać, że uszczelka jest zdeformowana.

 

Gdzie jest problem? Nie chodzi o to, że zawór jest zepsuty; oznacza to, że użyłeś go w niewłaściwym miejscu,-wciskając zawór niskiego podciśnienia do układu wysokiego podciśnienia.

W tym artykule poruszono dwie kwestie: Po pierwsze, co azasuwa wysokiego podciśnieniafaktycznie służy. Po drugie, niewidzialna linia oddzielająca wysoką i niską próżnię, której przekroczenie może kosztować dziesiątki tysięcy.

 

Streszczenie
Po przeczytaniu tego artykułu będziesz miał odpowiedzi na dwa pytania:

Jak prawdziwie zasuwa wysokopróżniowa wytrzymuje ciśnienie atmosferyczne i gwarantuje brak wycieków.

Co właściwie zmienia się w przypadku materiałów uszczelniających zaworu, mechanizmu napędowego i wykończenia powierzchni, gdy ciśnienie spada z 1 Torr do 10⁻⁷ Torr.

 

Opinia użytkownika
*„Do izolacji w naszych urządzeniach PVD używaliśmy zwykłych zaworów próżniowych określonej marki, ale powlekane folie zawsze wychodziły mętne. Po przejściu na zasuwę wysokopróżniową firmy COVALVE, przy tych samych parametrach procesu, stopień nieszczelności spadł bezpośrednio z 10⁻⁷ do 10⁻¹⁰ mbar·l/s. Problemem był materiał uszczelniający.*
- Li Gong, inżynier procesu, fabryka sprzętu do powlekania próżniowego w Suzhou

 

1. Co to jest zasuwa wysokociśnieniowa?
Wyjaśnijmy najpierw podstawową koncepcję: cechą zasuwy jest to, że tarcza zaworu porusza się pionowo. Gdy zawór jest całkowicie otwarty, media przepływają prosto, prawie bez oporów przepływu. Ma to kluczowe znaczenie w systemach próżniowych, ponieważ wszelkie zwężenia spowalniają prędkość pompowania.

Istnieje jednak zasadnicza różnica między zaworami próżniowymi a zwykłymi zaworami przemysłowymi: zwykłe zawory zwracają uwagę na to, „czy mogą zablokować medium”, podczas gdy zawory próżniowe zwracają uwagę na to, „czy mogą blokować atmosferę”.

 

Przy ciśnieniu atmosferycznym otwór wyciekowy o średnicy zaledwie 1 mikrona umożliwia przedostanie się do komory próżniowej wystarczającej liczby cząsteczek gazu na sekundę, aby podnieść ciśnienie w 10-litrowej komorze z 10⁻⁹ mbar do 10⁻⁶ mbar. Dlatego kwalifikowana zasuwa wysokopróżniowa musi spełniać następujące wymagania:

• Uszczelnienie dynamiczne trzpienia zaworu:Musi mieć konstrukcję uszczelnioną mieszkiem, a nie dławnicę stosowaną w zwykłych zaworach.
• Maksymalna przewodność po otwarciu:Tarcza zaworu nie może cofać się do ścieżki przepływu; wymaga konstrukcji z pełnym otworem.
• Niezwykle niski poziom nieszczelności po zamknięciu:Fabryczny poziom nieszczelności musi wynosić poniżej 1×10⁻⁹ mbar·l/s.

 

2. Wysoka próżnia a niska próżnia: jaka jest prawdziwa różnica?
To jest zasadnicza część artykułu. Spójrzmy na to według zakresów ciśnień:

• Niska próżnia:760 ~ 1 Torr (w przybliżeniu atmosfera do 130 Pa)
• Średnia próżnia:1 ~ 10⁻³ Torr
• Wysoka próżnia:10⁻³ ~ 10⁻⁷ Torr
• Ultra-wysoka próżnia (UHV):< 10⁻⁷ Torr

 

Kiedy ciśnienie w systemie spadnie poniżej 10⁻⁴ Torr, zawór musi przejść cztery krytyczne zmiany:

(1) Zmiany materiału uszczelniającego
W zaworach niskopróżniowych można zastosować zwykły NBR (kauczuk nitrylowy) lub nawet FKM (fluoroelastomer). Jednak w wysokiej próżni, szczególnie poniżej 10⁻⁶ Torr, szybkość odgazowywania samej gumy staje się źródłem zanieczyszczenia.-Wypompowywany gaz jest mniejszy niż gaz wydzielany przez gumę.

Dlatego zasuwa prawdziwie wysokopróżniowa musi wykorzystywać FKM (Viton) do uszczelnień i musi zostać poddana obróbce próżniowej w celu usunięcia zaadsorbowanej wilgoci z materiału. W przypadku zastosowań UHV należy je wymienić na-metalową uszczelkę, na przykład z miedzi-beztlenowej. Współpracuje z płomieniami o krawędzi noża

 

(2) Wymagania dotyczące szybkości wycieku różnią się trzema rzędami wielkości

Dopuszczalny poziom nieszczelności dla zaworów niskopróżniowych: 1×10⁻⁶ mbar·l/s

Dopuszczalny poziom nieszczelności dla zaworów wysokopróżniowych: mniejszy lub równy 1×10⁻⁹ mbar·l/s

Dopuszczalny poziom nieszczelności dla zaworów UHV: mniejszy lub równy 1×10⁻¹⁰ mbar·l/s

Różnicy tej nie da się uzyskać poprzez „mocniejsze dokręcenie śrub”. Musi opierać się na metalowych mieszkach połączonych z bardzo precyzyjnie-docieraną powierzchnią uszczelniającą na dysku zaworu.

 

(3) Mechanizmy napędowe są różne
Zawory niskiego podciśnienia mogą wykorzystywać solenoidy-działania bezpośredniego-. Są tanie, ale działają ciężko. Zawory wysokopróżniowe muszą uwzględniać powstawanie cząstek-generowanych w wyniku tarcia podczas ruchu dysku. Jeśli dostaną się do komory procesowej, mogą mieć śmiertelne skutki w przypadku zastosowań w półprzewodnikach lub powłokach.

Dlatego w-modelach z najwyższej półki zastosowano-beztarciowe mechanizmy napędowe, takie jak mechanizm-jarzmka lub blokowanie-kulką i-rowkiem. Najpierw umieszcza się tarczę zaworu, a następnie dociska ją pionowo do powierzchni uszczelniającej, co gwarantuje, że w trakcie całego procesu nie wystąpią żadne skrobania.

 

(4) Wykończenie powierzchni jest inne
W przypadku korpusów zaworów o niskim podciśnieniu wystarczające jest polerowanie powierzchni wewnętrznej do Ra 1,6. Jednak w przypadku zasuw wysokopróżniowych, szczególnie tych stosowanych w sprzęcie półprzewodnikowym, powierzchnie wewnętrzne muszą zostać poddane elektropolerowaniu, aby zmniejszyć chropowatość powierzchni poniżej Ra 0,4.

Dlaczego? Ponieważ chropowate powierzchnie pochłaniają parę wodną i węglowodory, stając się niewidocznymi źródłami odgazowania.

 

3. Trzy pytania, które musisz zadać dostawcom podczas selekcji
Jeśli masz zamiar kupić zasuwę wysokopróżniową, zadanie tych trzech pytań pomoże Ci uniknąć 80% pułapek:

• Pierwsze pytanie: Czy mogę zobaczyć raport dotyczący wskaźnika wycieków?

Renomowani producenci dołączają raport z testu szczelności helu do każdego zaworu,-pozwól przemówić danym.

• Drugie pytanie: Czy materiał uszczelki to FKM czy FFKM?

FKM wystarczy; FFKM jest bardziej odporny na korozję-, ale kosztuje dwa do trzech razy więcej. Wybór zależy od medium procesowego.

 

Trzecie pytanie: Czy przed opuszczeniem fabryki produkt był pieczony próżniowo?
Jeśli zawór nie został spalony, należy wygrzać i pompować system przez dwa dni po instalacji, aby osiągnąć stabilność.

 

4. Krytyczny szczegół podczas instalacji
Podczas instalowania zasuwy wysokopróżniowej wiele osób zwykle dotyka powierzchni kołnierza lub dysku zaworu gołymi rękami-jest to główne tabu. Olej i pot z rąk będą powoli ulatniać się pod próżnią, zanieczyszczając system.

 

Prawidłowa procedura: Noś rękawice-bezpudrowe, wyczyść powierzchnię uszczelniającą i rowek pierścienia uszczelniającego-o-niestrzępiącą się-szmatką nasączoną alkoholem lub acetonem i przed montażem upewnij się, że nie pozostały żadne pozostałości włókien. Śruby należy dokręcać po przekątnej, stopniowo, aby zapobiec deformacji korpusu.

 

Wniosek
Wybierając zasuwę wysokopróżniową, nie należy kierować się tylko rozmiarem otworu i typem kołnierza. Materiał uszczelnienia, stopień nieszczelności, wykończenie powierzchni i mechanizm napędowy-każdy z tych czterech punktów określa, czy system rzeczywiście może osiągnąć wymagany poziom podciśnienia.

Jakie pułapki napotkałeś podczas selekcji? Zachęcamy do dzielenia się w komentarzach.