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带您揭秘安捷伦ConFlat法兰

发布时间:2022-09-21 21:13:34 来源:火狐体育手机版 作者:火狐体育官方app

内容简介:  “ConFlat” 法兰是一种可拆卸的,能承受高温烘烤的金属静密封法兰,通常用于高真空和超高真空设备。 “ConFlat” 是瓦里安科技(现安捷伦科技)的注册商标,因此其他厂家通常称其为 CF 法兰。  1940年后,真空技术扩展到真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等应用,并开始成为一门独立学科。二战开始之后,原子物理学研究和高质量电子管的需求,进一步推动了真空技术的发展,特别是 1957 年离子泵的发明,正式将真空技术带进了超高真空时代(参考文章:纪念特辑 离子泵发明 60 年,不仅这个世界,整个宇宙都被它改变了)。由于获得超高真空时...

  “ConFlat” 法兰是一种可拆卸的,能承受高温烘烤的金属静密封法兰,通常用于高真空和超高真空设备。 “ConFlat” 是瓦里安科技(现安捷伦科技)的注册商标,因此其他厂家通常称其为 CF 法兰。

  1940年后,真空技术扩展到真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等应用,并开始成为一门独立学科。二战开始之后,原子物理学研究和高质量电子管的需求,进一步推动了真空技术的发展,特别是 1957 年离子泵的发明,正式将真空技术带进了超高真空时代(参考文章:纪念特辑 离子泵发明 60 年,不仅这个世界,整个宇宙都被它改变了)。由于获得超高真空时通常需要烘烤除气,而普通的橡胶圈密封法兰无法承受高温,最早的超高真空设备不同的组件之间一般采用焊接的方式连接。

  1961 年,瓦里安科技(现安捷伦科技)发明了一种可拆卸的,能承受高温烘烤的金属静密封法兰,并将其命名为 “ConFlat” 法兰。因其良好的密封性和能承受高温烘烤的特性, “ConFlat” 法兰被广泛的使用,并逐渐成为超高真空和极高真空法兰的行业标准。

  CF(ConFlat)法兰的密封通过两个带有刀口的法兰和一片放置于其间的柔性垫片来实现。当螺栓拧紧时,法兰的刀口切入较软的垫片,垫片的变形填补法兰刀口的微小缺陷,提供极佳的密封。

  法兰的刃口处于法兰平面下方的凹槽中。除了保护刀刃外,凹槽还有助于垫圈的定位,在垫片受压变形时,还可以起到限制垫圈位置和辅助密封的作用。

  由于 ConFlat 的标准已被真空设备行业普遍采用,信誉良好的不同厂家所生产的 (外径相同的)ConFlat 法兰是可以互相配合以及可互换的。然而,不同的区域,对法兰规格的表述是不一样的:在北美,法兰规格一般由法兰外径(以英寸为单位)表示,如CF 8、8 CF,而在欧洲和亚洲,通常由所配合的管子的通径(以毫米为单位)来表示,如 CF100、NW63CF。

  典型的 ConFlat 法兰材料有奥氏体不锈钢 304L、316L、316LN 和表面硬化铝合金等;密封垫片可以采用多种材料,垫片的材料决定了接头的最高耐温,并在一定程度上决定了所能达到的极限压力:

  无氧铜垫片 可以用于1E-13mbar以下的超高线C 之间的温度循环。然而,在高温烘烤时,垫片暴露在空气中的部分会氧化形成一层氧化膜,在法兰拆卸过程中,氧化膜可能会剥落到腔室中。对于需要频繁长期高温烘烤的系统,建议使用镀银合金垫片。

  镀银垫片 可以达到和无氧铜垫片相同的真空度,耐受同样的温度,但是烘烤时不容易被氧化或者与法兰粘连,在真空下的放气率也更低。

  铝制垫片 铝制的 CF 法兰必须使用铝制垫片而不是铜制的。但是,如果烘烤温度限制在 200C 以下,铝垫片可用于不锈钢 CF 法兰。

  氟橡胶(FKM/Viton)、聚四氟乙烯(PTFE/Teflon)等非金属材质的垫片 由于垫片材料本身的物理性质限制,非金属垫片的无法耐受特别高温度的烘烤,而且由于非金属材料具有更高的放气率和渗透率,所以使用非金属垫片时很难获得非常高的真空度。

  对于烘烤温度超过 200C 的应用,建议使用镀银螺栓(银充当润滑剂),或者在螺纹处涂抹高温润滑剂,以防止螺纹损坏或咬死。

  在处理和安装 ConFlat 法兰时,建议在组装过程中使用无尘手套。手上的汗渍、油渍等残留物,哪怕是最轻微的指纹,都会影响抽真空的效率。

  仔细检查法兰刀口处是否有缺口、划痕,然后将垫片放在法兰的凹槽中,确保垫片正确就位。如果法兰面是竖直的,可以使用下面的辅助工具,避免安装时垫片掉落或错位。

  先用手将所有螺栓分别拧上,然后按照交叉拧紧的原则,将螺栓每次拧紧 1/4 到 1/2 圈,直至适当的扭矩值或两个法兰平面互相接触。

  高真空和超高真空设备通常都是精密仪器设备,对设备上的各个零件的位置都有很高的要求,所以会引起一些局部的零件比较集中,或者位置比较特殊缺少扳手空间,这些地方可以使用如下的板螺母(Plate nuts)替代普通螺母。

  烘烤时注意温度控制,金属垫片在垫片变形的过程中,会产生加工硬化,这使得垫片会产生一定的“弹性”,在温度剧烈变化时仍然能保持密封。有证据表明,长时间烘烤至 550C 会使铜从其加工硬化状态部分退火而失去弹性,导致法兰在冷却时发生泄漏。

  可旋转法兰(活套法兰):由内法兰和外法兰两部分组成,刀口位于内环上,带孔的外法兰能够围绕内法兰旋转。

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