A yw Defnyddio System Selio Ring O-Dwbl ar y Flaen Mowntio yn Dileu Gollyngiadau mewn Gwresogyddion PFA ar gyfer Cymwysiadau Gwactod Uchel- (0.01 mbar)?

Oherwydd treiddiad trwy'r elastomer a gollyngiadau micro yn y cyswllt, mae un sêl gylch O- ar fflans mowntio gwresogydd PFA weithiau'n annigonol ar gyfer cymwysiadau gwactod uchel sydd angen pwysau mor isel â 0.01 mbar (10⁻¹ bar). Gellir gostwng cyfraddau gollyngiadau o 10⁻³–10⁻² mbar·L/s (sêl sengl) i 10⁻◦–10⁻² mbar·L/s (sy'n dderbyniol ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau gwactod{-uchel) gyda system selio dwbl O{{-(sylfaen selio dwbl) gyda phorthladd dwbl wedi'i selio â gwactod. Mae pwmp gwactod yn tynnu unrhyw nwy sy'n treiddio heibio'r cylch O{{{-}cyntaf cyn iddo allu cyrraedd yr ail gylch O{{{-), gan greu cyfaint wedi'i warchod. Mae angen fflans metel wedi'i selio (math ConFlat) ar gyfer y lefelau gwactod uchaf (10⁻² mbar ac is). Mae'r system gylch dau O yn ostyngiad sylweddol yn hytrach na dileu llwyr. Ar gyfer gwactod canolig i uchel (10⁻³ i 10⁻◦ mbar), mae'n gweithio'n eithaf da. Dim ond pan fo cyfraddau gollwng yn llai na 10⁻² mbar·L/s y gellir cyfiawnhau'r cymhlethdod ychwanegol ar gyfer gwresogyddion PFA.

Llwybrau Gollyngiadau a'r Mecanwaith Sêl Dwbl
Mae tri llwybr yn arwain at ollyngiad mewn un sêl gylch O-(Viton neu FFKM): (1) treiddiad nwy drwy'r elastomer (10⁻³–10⁻³ mbar·L/s fesul cm o hyd y sêl); (2) micro{5}}sianeli ar y rhyngwyneb fflans O-ring-(10⁻◦–10⁻³ mbar·L/s ar gyfer fflans 100 mm); a (3) y rhyngwyneb metel PFA ei hun (gwain y gwresogydd yn mynd drwy'r fflans). Fel arfer, gall sêl sengl gyrraedd cyfradd gollwng o 10⁻³–10⁻² mbar·L/s, sy'n rhy uchel ar gyfer gwactod uchel.

Mae ail gylch O-a phorth gwactod yn cael eu hychwanegu mewn system ffonio O{-dwin. Mae pwmp gwactod ategol bach yn gwacáu'r ardal rhwng y cylchoedd O. Mae unrhyw nwy sy'n llifo heibio i'r cylch O- cyntaf yn cael ei bwmpio allan ar unwaith a byth yn cyrraedd yr ail. Cynnyrch (cyfradd gollwng y sêl gyntaf) × (cyfradd gollwng yr ail sêl) / (cyflymder pwmpio) yw'r gyfradd gollwng effeithiol. Mae cyfraddau gollwng rhwng 10⁻² a 10⁻² mbar·L/s yn ymarferol.

Cymhariaeth o Gyfraddau Gollyngiadau ar gyfer Flanges Gwresogydd PFA 50 mm
Deunyddiau, Ffurfweddu Sêl, Cyfradd Gollyngiadau Cyraeddadwy (mbar·L/s), Lefel Gwactod Priodol, a Chynnydd Costau (%)
Sengl cywasgu O-ffonio FKM 10⁻³–10⁻¹ 1–10 mbar (gwactod garw) 0%
Cylch sengl O-(FFKM, Kalrez) FFKM 10⁻◦–10⁻¹ 0.1–1 mbar +10%
FKM + saim 10⁻◦–10⁻◦ 0.01–0.1 mbar + 15 % sengl O-cylch gyda seliwr rhigol (saim gwactod)
Dwbl heb ei bwmpio O-ffonio FKM + FKM 10⁻²–10⁻◦ 0.1–1 mbar + 20%
Cylch dwbl O-(pwmpio, pwmp garw) FKM + FKM 10⁻◦–10⁻¹ mbar +35%
Cylch dwbl O-(pwmpio, pwmp tyrbo) FFKM + FFKM 10⁻²–10⁻◦ mbar +50%
Sêl fetel (gasged copr, ConFlat) Alwminiwm neu gopr<10⁻¹ +100% Extremely high vacuum
PFA weldio i fflans metel<10⁻¹ (through PFA) Welded PFA-to-metal transition (hermetic)PFA permeation limit of +200%
Gosod Gwresogydd PFA Yn ymarferol
I osod sêl gylch O-dwbl ar gyfer toll wactod uchel ar fflans gwresogydd PFA:

Dyluniad fflans: Mae angen i ochr tanc y fflans PFA fod â dau rigol cylch O- consentrig sydd 15-25 mm ar wahân. Mae porthladd (1/4 modfedd neu 6 mm) yn y gofod rhwng y cylchoedd O sy'n gysylltiedig â phwmp gwactod (ceiliog cylchdro, 10⁻² mbar).

O-ffonio deunydd: Ar gyfer cydnawsedd cemegol â chyfryngau gelyniaethus, defnyddiwch FFKM (Kalrez, Chemraz). Ar gyfer anweddau anymosodol, mae FKM (Viton) yn briodol.

Torque: I gywasgu cylchoedd O 20–25% o'u diamedr trawsdoriadol, tynhau'r bolltau fflans yn unffurf mewn patrwm seren.

Pwmpio: Trwy gydol y llawdriniaeth, mae angen pwmpio cyfaint y sêl rhwng- yn barhaus. Mae'n ddigonol cael pwmp gwactod bach arbenigol (10 L/munud).

Gwain gwresogydd: Llwybr gollwng posibl arall yw'r PFA-i'r pwynt ymadael craidd metel ar y pen oer. Defnyddiwch sêl fegin sydd wedi'i gwneud o fetel wedi'i weldio neu dros-fowld silicon (gweler Erthygl #87).

Enghraifft yn y Maes
Roedd angen gwresogydd PFA i gadw siambr ymchwil lled-ddargludyddion ar 80 gradd mewn gwactod uchel (10⁻¹ mbar). Roedd gollyngiadau o amgylch fflans y gwresogydd yn cynhyrchu pigau pwysedd (10⁻³ mbar) gan ddefnyddio un sêl gylch O-. Gosodwyd sêl gylch O{-dwbl bwmpiedig (dwy gylch FKM O{{{{{}}) gyda phorth canolradd yn gysylltiedig â phwmp diaffram bychan) yn lle'r trefniant blaenorol. Am chwe mis, arhosodd pwysau'r siambr yn gyson ar 2×10⁻◦ mbar. Cyflawnwyd sawl rhediad dyddodiad gyda'r gwresogydd. Daeth yr uwchraddio pwmp a fflans ar gost ychwanegol o $500.

Cyfyngiadau PFA mewn Gwactod Uchel
Hyd yn oed gyda selio di-fai, mae'r wain PFA ei hun yn nwy-hydraidd ac yn nwyon llosg, gan ryddhau dŵr wedi'i amsugno a thoddyddion dros ben. Bydd mynd allan o'r PFA yn cyfyngu ar y pwysau cefndir ar bwysau o dan 10⁻² mbar (10⁻◦–10⁻² mbar fel arfer). Waeth beth fo'r selio, ni ellir defnyddio PFA ar wactod tra -uchel (UHV,<10⁻¹ mbar). PFA with a double O-ring seal is suitable for medium to high vacuum (10⁻³ to 10⁻◦ mbar).

I gloi, mae defnyddio cylch O-dwbl a phwmpio yn lleihau gollyngiadau i 10⁻²–10⁻² mbar·L/s.
Mae system selio cylch gefeill O- ar fflans mowntio gwresogydd PFA, gyda'r cyfaint rhyng-sêl yn cael ei wacáu gan bwmp, yn lleihau cyfraddau gollwng o 10⁻³–10⁻² mbar·L/s (sêl sengl) i 10⁻◦–10⁻/s i lawr ar gyfer cymwysiadau gwag uchel 0.01 mbar (10⁻¹ bar). Ar gyfer y mwyafrif o weithdrefnau gwactod canolig ac uchel, mae hyn yn ddigon. Er bod gollyngiadau yn cael eu lleihau o ddau i bedwar gorchymyn maint, nid yw'r dechnoleg yn ei ddileu yn gyfan gwbl. Dylid ystyried trawsnewidiadau selio metel neu PFA hermetig i-fetel ar gyfer pwysau llai na 10⁻◦ mbar. Ar gyfer ffyrnau gwactod, siambrau cotio, a systemau degassing, mae'r sêl ddwbl yn ddewis arall ymarferol. Mae'n troi fflans trafferthus yn rhwystr dibynadwy. Bron yn ddi-ffael, ond ddim yn hollol. Mae'n ddigon ar gyfer y rhan fwyaf o'r gofynion gwactod uchel.