Вакуумний фланець

Ва́куумний фла́нець (англ. vacuum flange) — фланець, що використовується для герметизованого сполучення між собою елементів вакуумних систем та магістралей.

Т-подібна трубка KF-25, защільнювальне кільце і затискач

Типи вакуумних фланців

Існує декілька стандартизованих типів вакуумних з'єднань, що різняться за сферою застосування. Вони відрізняються між собою конструкцією власне фланців, а також, конструкцією защільнювача і матеріалом защільника.

KF/QF

Цей тип фланця отримав назву від скорочень: англ. Quick Flange (QF), нім. Klein Flange (KF) або NW і деколи DN[1]. Використання KF-фланців лімітується (виходячи з властивостей матеріалу кільця защільника) для експлуатації при температурах від ~0° C до 120…180° C й тисках від атмосферного до ~10−8 мм рт.ст.

Позначення KF прийняте у системі ISO, DIN і Pneurop. KF-фланець виготовляється із спеціальним пазом для еластичного защільника, посадженого на металеве кільце. Кріпиться фланець за допомогою круглого затискача («хомута»). Стандартні розміри нормуються за номінальним діаметром (DN) прохідного отвору фланця в міліметрах (від 10 до 50 мм)[2]:

  • DN10KF
  • DN16KF
  • DN25KF
  • DN40KF
  • DN50KF

ISO
ISO LF-фланець

Фланці великого розміру за стандартом ISO відомі за маркуванням LF, LFB, MF, або часто просто під назвою «ISO-фланець». Так же, як і KF-фланець, ISO-фланці приєднуються за допомогою центрувального кільця й герметизуються з використанням еластичного кільця-защільника.

Існує два різновиди ISO-фланців:

  • ISO-K (або ISO LF) фланці приєднуються за допомогою двозубих затискачів, котрі зачеплюються за круговий паз на циліндричній поверхні фланця.
  • ISO-F (або ISO LFB) фланці мають отвори для сполучення між собою болтами з гайками.

Два ISO-фланці різних типів можуть бути сполучені разом із затискачем з одиничним зубцем з боку ISO-K, котрий після цього кріпиться болтами до отворів на боці ISO-F.

ISO-фланці мають умовний прохід або номінальний діаметр прохідного отвору від 63 до 500 мм[2]:

  • DN63LF (63,5 мм)
  • DN100LF (102 мм)
  • DN160LF (160 мм)
  • DN200LF (200 мм)
  • DN250LF (254 мм)
  • DN320LF (316 мм)
  • DN400LF (400 мм)
  • DN500LF (500 мм)

CF
Трубка типу CF («conflat») з фланцем та мідним защільником

Для роботи з надвисоким вакуумом (нижче від 10−6 мбар) використовують фланці типу CF (ConFlat), що мають мідну прокладку, яка затискається між гострими виступами фланця. За рахунок деформації м'якої поверхні міді досягається максимально щільний контакт поверхонь й забезпечується необхідний рівень ізоляції[3]. Цей тип фланця може працювати з вакуумом аж до 10−13 мбар (10−11 Па) й температурі до 450 °C.

Північноамериканський стандарт розмірів фланця подає розміри дюймах зовнішнього діаметра: 1⅓ («mini»), 2¾, 4½, 6, 8, 10, 12, 13¼, 14 і 16½. В Європі та Азії розмір визначається умовним проходом (номінальним внутрішнім діаметром) у міліметрах:

  • DN16
  • DN40
  • DN63
  • DN100
  • DN160
  • DN200
  • DN250

ASA
Герметичний прохідний ізолятор на 60кВ з фланцем DN63

ANSI розроблено свій стандарт фланців, що маркуються як ASA[4]. Конструктивні особливості ASA-фланців, запозичені декілька десятиліть тому з парових фланців, і містять прості вакуумні защільнювальні кільця, один фланець містить рівець для встановлення кільця а другий — є гладким. Фланці виготовляються з неіржавної сталі (марка 304L) або алюмінієвого сплаву, що піддається зварюванню.

Ці фланці можуть використовуватись як з вакуумом, так і з тиском. Фланці нормуються за номінальним внутрішнім діаметром труби або за зовнішнім діаметром (в дюймах): 1 (4.25 O.D.), 1.5 (5.00 O.D.), 2 (6.00 O.D.), 3 (7.50 O.D.), 4 (9.00 O.D.), 6 (11.00 O.D.), 8 (13.5 O.D.), 10 (16.00 O.D.).

Вакуумні защільники

Щоб досягти необхідного ступеня ізоляції при роботі з вакуумом, потрібні спеціальні защільники. Еластичне защільнювальне кільце (o-ring) може виготовлятись з гуми (каучук буна), флуорополімера (FPM — viton), силіконового каучуку або тефлону. Защільнювальне кільце може поміщатись у спеціальний паз, або ж використовуватись у комбінації з центральним кільцем, або як «фіксоване» кільце, що утримується на місці спеціальним металевим кільцем. Металеві защільники використовують при роботі з ультрависоким вакуумом, де процес дегазації еластомеру може бути достатньо значимим. Защільник у вигляді мідного кільця використовується разом з фланцем типу «conflat». Металеві дротові защільники виготовляються з міді, золота або індію.

Вакуумні прохідні фланці
Вакуумний прохідний фланець типу KF із забезпеченням передавання обертового руху

Вакуумний прохідний фланець — це фланець, що містить вакуумнозащільнене електричне, фізична або механічне сполучення з вакуумною камерою. Електричне прохідне сполучення дозволяє подавати напруги, які потрібні для елементів, що розташовані у вакуумі, наприклад, нитка розжарення чи обігрівач. Прикладом фізичного сполучення є прохідний отвір вакуумнозащільненого з'єднання для подавання й відведення охолоджувальної рідини. Механічне прохідне сполучення використовується для приведення у рух (обертання, переміщення) елементів механізмів з метою маніпулювання об'єктами у вакуумній камері.

Див. також

Примітки
  1. KF (QF) Flanges Technical Notes. Kurt J. Lesker Company. Архів оригіналу за 21 березня 2012. Процитовано 2 вересня 2007.
  2. ISO KF Flanges and Fittings (PDF). Архів оригіналу за 21 березня 2012. Процитовано 2 вересня 2007.
  3. CF Flanges Technical Notes. Архів оригіналу за 21 березня 2012. Процитовано 2 вересня 2007.
  4. ASA Flanges Technical Notes. Архів оригіналу за 21 березня 2012. Процитовано 2 вересня 2007.

Джерела
  • Пипко А. И., Плисковский В. Я., Пенченко Е. А. Конструирование и расчет вакуумных систем. — М.: Высшая школа, 1979. — 504 с.
  • Розанов Л. Н. Вакуумная техника. — М.: Высшая школа, 1990. — 320 с. — ISBN 5-06-00479-1
  • Фролов Е. С., Русак Ф. А. и др. Вакуумные системы и их элементы. — М.: Машиностроение, 1968. — 192 с.

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.