Вакуумные фланцы – это элементы вакуумной арматуры. Она используется в вакуумном оборудовании для соединения элементов системы. Существуют различные стандарты, которые позволяют упорядочить размеры и качество фланцев различного вида. Это позволяет различным производителям и предприятиям пользоваться стандартными фланцами, не изобретая их заново.
Стандартные вакуумные фланцы способствуют легкому и быстрому конструированию сложных вакуумных систем. Фланцы, как правило, это не отдельный элемент, а часть конструкции различных тройников и патрубков. Во многих системах они используются для соединения резиновых, армированных шлангов, которые производятся специально для глубокого вакуума.
Навигация:
Системный подход позволяет в короткие сроки усовершенствовать элементы оборудования или производить их замену. Стандартизация вакуумной арматуры позволяет несколько раз использовать детали. Производителям вакуумного оборудования не требуется изобретать новые элементы арматуры, поскольку их можно приобрести на имеющихся предприятиях по определенному стандарту. Они подойдут для использования в конкретном случае.
Для вакуумных систем ГОСТ фланцев предполагает стандарт неподвижных, опорных, накидных элементов. Кроме этого в нем прописываются нормы качества, и размеров установочных и центрирующих колец, которые необходимы для обеспечения герметичности вакуумного соединения. Используя указанные размеры, заводы-изготовители обеспечивают взаимозаменяемость различных типов фланцев.
К однородным фланцевым соединениям относятся те, в которых, для прижимания, используются болты или скобы. Для того чтобы обеспечить герметичность системы необходимо учитывать совместимость всех элементов конструкции.
Фланцы для вакуумных систем
Для вакуумных систем могут использоваться фланцы различных типов. К первому типу относятся трубки типа CF, имеющие фланец и медный уплотнитель. В различных сферах могут применяться различные стандартизированные типы вакуумных соединений. Их фланцы, как правило, отличаются не только формой, но и материалом, из которого изготавливаются.
Стандарты фланцев для вакуумных систем:
- ISO-K;
- ISO-F;
- KF;
- CF.
Фланцы типа QF, KF и NW имеют специальный паз, в который вставляется эластичный уплотнитель. Он, в свою очередь, надет на металлическое кольцо. Для крепления фланца используется круглый зажим. Как правило, это небольшой хомут. Номинальный диаметр для фланцев данного стандарта может составлять от 10 до 50 мм.
Стандарт ISO относится к фланцам, имеющим большой размер. Он может именоваться LF, LFB, MF – фланец. Для его присоединения необходимо центральное кольцо и эластичное кольцо-уплотнитель. Этот стандарт делится на ISO-K и ISO-F фланцы. Присоединение ISO-K фланца происходит за счет наличия двузубчатого зажима, цепляющиеся за паз, находящийся на трубке. В ISO-F фланцах имеются отверстия, необходимые чтобы соединить их с помощью болтов.
Фланцы имеют свои минимальные и максимальные размеры, которые ограничивается номинальным диаметром проходного отверстия. Нижний предел значения диаметра составляет 63 мм, а верхний 500 мм.
Стандарт CF определяет пользование фланцами при определенном давлении, которое может составлять меньше, чем 10-6 мбар. Они укомплектованы медной прокладкой, которая зажимается фланцем. При плотном зажатии фланца происходит деформация прокладки, что значительно увеличивает изоляцию соединения. Максимально допустимое значение остаточного давления, в котором используются фланцы стандарта CF, составляет 10-13 мбар. При этом температура в системе может прогреваться до 450 градусов.
В качестве вакуумной арматуры стандарта CF с фланцами могут выступать вакуумные двери быстрого доступа. Они могут использоваться в загрузочной или другой системе. Их использование обусловлено необходимостью легкого и быстрого доступа. В такой системе используются атмосферное уплотнение с использованием винтовой прокладки. Благодаря особенностям в конструкции, а также использованию качественных материалов данный элемент способен на длительную и бесперебойную работу.
Существуют различные варианты крепления вакуумного окна CF. Оно может осуществляться посредствам болтов или же привариванием. Это зависит от характера сборки, который может быть постоянным или временным.
Монтажное уплотнение окна медное. Данная конструкция способна выдерживать глубокий вакуум. Производители ограничили использование окна давлениями в диапазоне 760-1х10-8 Торр. При этом возможно его использование со значением герметичности 1х10-9 Торр. Фланцевое соединение способно выдерживать довольно высокую температуру, которая составляет -20 — +150 градусов по Цельсию. Температурой прогрева является значение в 100 градусов по Цельсию. Корпус изготавливается из нержавеющей стали марки 304/L, шарниры из нержавеющей стали с медью.
Фланцы стандарта KF
Для фланцев ISO-KF имеется стандарт ISO 2861/1, в котором прописана технология, габариты и размеры. Данный стандарт разработан в Германии. Его название является сокращением от слова Kleinflansch. Переводится оно как «небольшой фланец». Зачастую фланцы именуются как «QF». В переводе «быстрые фланцы». Привязалось к стандарту и другое обозначение «NW».
В конструкцию фланцевого соединения данного типа входят два фланца, уплотнительное кольцо, центрирующее кольцо с зажимом. Функцией центрирующего кольца является ограничение сжатия кольца и также центровка фланцев.
Поворотные фланцы идентичны и находятся в стыке, так же, как центрирующее кольцо и уплотнение. В качестве распорки для фланцев выступает центрирующее кольцо. Наличие зажима обусловлено необходимостью обеспечивать плотное сжатие стыка. В зажимах может использоваться крыльчатая гайка или коленчатый рычаг, чтобы обеспечивать их закрытие. Рычажные зажимы отличаются удобством. Их можно достаточно быстро разобрать и собрать, что значительно экономит время. Правильное затягивание подобных зажимов можно считать завершенным, когда происходит соприкосновение поверхностей фланца и распорок центрирующего кольца. Таким образом, осуществляется герметичное соединение элементов системы.
Особенность крыльчатых гаечных зажимов является то, что их надежное закрытие определяется увеличенный закрывающий крутящий момент. Для надежного крепления рычажные зажимы комплектуются пружинным устройством, которое обеспечивает надежное уплотнение.
Уплотнения для вакуумных фланцев
Уплотнители для вакуумных фланцев необходимы для максимальной изоляции системы. Различные типы имеют свои пределы работы. Для низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума необходимо использовать соответствующие уплотнения. Они должны выдерживать максимально возможное значение предельного давления и не терять своих свойств. В различных вакуумных системах возможно откачка не только воздуха, но и агрессивных смесей, способных повредить уплотнение. Для того чтобы избежать течи системы необходимо подбирать не только соответствующие фланцы, но и уплотнения к ним.
Как правило, уплотнения являются эластичными и изготавливаются из различных сортов резины. Для этого могут использоваться бун, фторополимер, силиконовый каучук или тефлон. Все эти материалы способны выдерживать достаточное давление. При этом важно правильная их установка. Для этого во фланцах имеются пазы или другие средства, позволяющие уплотнителям всегда оставаться на своем месте и выполнять свою функцию.
При создании ультравысокого вакуума возможно использование металлических уплотнителей. Это связано с тем, что смесь в системе под высоким давлением способна привести к дегазации эластомера, что повлечет за собой его разрушение.
Фланцевые соединения разрабатываются под тщательным контролем. Некачественное выполнение одной из деталей может привести к разгерметизации системы, а значит потере производственного ритма и необходимости вмешательства специалиста. Для выявления течи используются специальные приборы. Все действия занимают определенное количество времени, которое играет главную роль в рентабельности производства.
