Vai divkāršās O-gredzena blīvēšanas sistēmas izmantošana montāžas atlokā novērš noplūdi PFA sildītājos, kas paredzēti lielam -vakuuma lietojumam (0,01 mbar)?
Atstāj ziņu
Sakarā ar iespiešanos caur elastomēru un mikro-noplūdi pie kontakta, ar vienu O-gredzena blīvējumu uz PFA sildītāja montāžas atloka dažkārt nepietiek augsta-vakuuma lietojumiem, kuros nepieciešams spiediens līdz 0,01 mbar (10⁻¹ bar). Noplūdes ātrumu var samazināt no 10⁻³–10⁻² mbar·L/s (viens blīvējums) līdz 10⁻◦–10⁻² mbar·L/s (pieņemams lielākajai daļai augsta vakuuma lietojumu), izmantojot dubulto O-gredzenu blīvēšanas sistēmu ar dubultu starpsūkni. Vakuumsūknis noņem gāzi, kas izplūst garām pirmajam O-gredzenam, pirms tā sasniedz otro O-gredzenu, radot aizsargātu tilpumu. Augstākajiem vakuuma līmeņiem (10⁻² mbar un zemāk) ir nepieciešams metāla -noblīvēts atloks (ConFlat tips). Divu O -gredzenu sistēma ir ievērojams samazinājums, nevis pilnīga izslēgšana. Vidēja līdz augstam vakuumam (10⁻³ līdz 10⁻◦ mbar) tas darbojas diezgan labi. PFA sildītāju papildu sarežģītība ir garantēta tikai tad, ja noplūdes līmenis ir mazāks par 10⁻² mbar·L/s.
Noplūdes ceļi un dubultā blīvējuma mehānisms
Trīs ceļi noved pie noplūdes vienā O-gredzena blīvē (Viton vai FFKM): (1) gāzes caurlaidība caur elastomēru (10⁻³–10⁻³ mbar·L/s uz blīvējuma garuma cm); (2) mikro-kanāli pie O-gredzena-atloka saskarnes (10⁻◦–10⁻³ mbar·L/s 100 mm atlokam); un (3) pats PFA{12}}metāla saskarne (sildītāja apvalks, kas iet caur atloku). Parasti viens blīvējums var sasniegt noplūdes ātrumu 10⁻³–10⁻² mbar·L/s, kas ir pārāk augsts augstam vakuumam.
Otrs O-gredzens un vakuuma pieslēgvieta ir pievienoti dubultā O-gredzena sistēmā. Neliels papildu vakuumsūknis evakuē laukumu starp O-gredzeniem. Jebkura gāze, kas izplūst garām pirmajam O{5}}gredzenam, tiek nekavējoties izsūknēta un nekad nenonāk līdz otrajam. Produkts (pirmā blīvējuma noplūdes ātrums) × (otrā blīvējuma noplūdes ātrums) / (sūknēšanas ātrums) ir faktiskais noplūdes ātrums. Praksē ir iespējams noplūdes ātrums no 10⁻² līdz 10⁻² mbar·L/s.
Noplūdes ātruma salīdzinājums 50 mm PFA sildītāja atlokiem
Materiāli, blīvējuma konfigurācija, sasniedzamais noplūdes ātrums (mbar·L/s), atbilstošs vakuuma līmenis un izmaksu pieaugums (%)
Kompresijas viens O-gredzens FKM 10⁻³–10⁻¹ 1–10 mbar (rupjš vakuums) 0%
Viens O-gredzens (FFKM, Kalrez) FFKM 10⁻◦–10⁻¹ 0,1–1 mbar +10%
FKM + smērviela 10⁻◦–10⁻◦ 0,01–0,1 mbar + 15% viens O-gredzens ar rievu blīvējumu (vakuuma smērviela)
Nesūknēts dubultā O-gredzens FKM + FKM 10⁻²–10⁻◦ 0,1–1 mbar + 20%
Dubultais O-gredzens (sūknēts, rupjš sūknis) FKM + FKM 10⁻◦–10⁻¹ mbar +35%
Divkāršs O-gredzens (sūknēts, turbo sūknis) FFKM + FFKM 10⁻²–10⁻◦ mbar +50%
Metāla blīvējums (vara blīve, ConFlat) Alumīnijs vai varš<10⁻¹ +100% Extremely high vacuum
PFA metināts pie metāla atloka<10⁻¹ (through PFA) Welded PFA-to-metal transition (hermetic)PFA permeation limit of +200%
PFA sildītāja uzstādīšana praktiski
Lai uz PFA sildītāja atloka uzstādītu dubultu O{0}}gredzena blīvējumu lielam-vakuuma darbam:
Atloka dizains: PFA atloka tvertnes pusē ir jābūt divām koncentriskām O-gredzena rievām, kas atrodas 15–25 mm attālumā viena no otras. Atstarpē starp O-gredzeniem ir pieslēgvieta (1/4 collas jeb 6 mm), kas ir savienota ar vakuumsūkni (rotācijas lāpstiņa, 10⁻² mbar).
O-gredzena materiāls: lai nodrošinātu ķīmisko saderību ar naidīgiem medijiem, izmantojiet FFKM (Kalrez, Chemraz). Ne-agresīviem tvaikiem ir piemērots FKM (Viton).
Griezes moments: lai saspiestu O-gredzenus par 20–25% no to šķērsgriezuma-diametra, vienmērīgi pievelciet atloka skrūves zvaigznes veidā.
Sūknēšana: visas darbības laikā starpblīvējuma tilpums ir nepārtraukti jāpumpē. Pietiek ar specializētu mazu vakuumsūkni (10 L/min).
Sildītāja apvalks: vēl viens iespējamais noplūdes ceļš ir PFA{0}}uz-metāla serdes izejas punkts aukstajā galā. Izmantojiet silfona blīvējumu, kas izgatavots no metināta metāla vai silikona veidni (skatiet pantu #87).
Piemērs laukā
PFA sildītājs bija nepieciešams, lai uzturētu pusvadītāju izpētes kameru 80 grādu temperatūrā augstā vakuumā (10-1 mbar). Noplūde ap sildītāja atloku radīja spiediena tapas (10⁻³ mbar), izmantojot vienu O-gredzena blīvējumu. Iepriekšējā izkārtojuma vietā tika uzstādīts sūknējamais dubultā O-gredzena blīvējums (divi FKM O-gredzeni ar starpportu, kas savienots ar niecīgu diafragmas sūkni). Sešus mēnešus kameras spiediens palika nemainīgs 2 × 10⁻◦ mbar. Ar sildītāju tika veikti vairāki uzklāšanas braucieni. Sūknis un atloka jauninājums bija par papildu izmaksām 500 USD.
PFA ierobežojumi augstā vakuumā
Pat ar nevainojamu blīvējumu pats PFA apvalks ir gāzu{0}}caurlaidīgs un izplūst, izdalot absorbēto ūdeni un šķīdinātāju pārpalikumus. PFA izplūde ierobežos fona spiedienu pie spiediena, kas ir mazāks par 10⁻² mbar (parasti 10⁻◦–10⁻² mbar). Neatkarīgi no blīvējuma PFA nevar izmantot īpaši-augstā vakuumā (UHV,<10⁻¹ mbar). PFA with a double O-ring seal is suitable for medium to high vacuum (10⁻³ to 10⁻◦ mbar).
Noslēgumā jāsaka, ka dubultā O-gredzena un sūknēšanas izmantošana samazina noplūdi līdz 10⁻²–10⁻² mbar·L/s.
Divu O-gredzenu blīvējuma sistēma uz PFA sildītāja montāžas atloka ar starp-blīvējuma tilpumu, ko izvada sūknis, samazina noplūdes līmeni no 10⁻³–10⁻² mbar·L/s (viens blīvējums) līdz 10⁻◦–10⁻◦–10⁻}mcu bar·l/s. 0,01 mbar (10⁻¹ bar). Lielākajai daļai vidēja un augsta vakuuma procedūru{10}}ar to pietiek. Lai gan noplūde tiek samazināta par divām līdz četrām kārtām, tehnoloģija to pilnībā nenovērš. Ja spiediens ir mazāks par 10⁻◦ mbar, jāapsver metāla blīvējums vai hermētisks PFA-uz-metāls. Vakuuma krāsnīm, pārklājuma kamerām un degazēšanas sistēmām dubultais blīvējums ir piemērota alternatīva. Tas apgrūtinošu atloku pārvērš par uzticamu barjeru. Gandrīz nevainojams, bet ne gluži. Tas ir pietiekami, lai apmierinātu lielāko daļu augstas -vakuuma prasību.
