Zawór próżniowy jest kluczowym urządzeniem do regulacji płynów w środowisku próżniowym poprzez precyzyjne uszczelnienie i sterowanie napędem. Jego mechanizm pracy można podzielić na następujące moduły podstawowe:
1. Rdzeniowy mechanizm pracy
Partiction
Przyjmując dynamiczne uszczelnienie mieszków w ogóle metalowych (zamiast tradycyjnego pakowania), mieszki rozszerzają się i kurczą, gdy łodyga zaworu porusza się w celu utrzymania szczelności komory próżniowej, a szybkość wycieku jest mniejsza lub równa 1 × 10⁻¹⁰ Pa · m3/s.
Po zamknięciu bramki tworzy dopasowanie molekularne z opolerowanym lustrem fotelem zaworu (RA mniejszym lub równym 0,2 μm) i współpracuje z pierścieniem uszczelniającym stop ze stopu miedzi, aby zwiększyć efekt uszczelnienia styku.
Kontrola napędu
Manual Type: Przekładnia przekładni robaka, mieszki jest napędzane w górę i w dół przez obrót koła ręcznego, a moment obrotowy jest mniejszy lub równy 15n · m4.
Electric Typ : Stoepper Silnik, dokładność pozycjonowania 0,01 mm, odpowiednia dla półprzewodnikowego systemu transmisji opłat.
Pneumatyczny typ: Sprężone powietrze napędza tłok cylindrów, czas reakcji to<1s, and it is used for emergency isolation of spacecraft vacuum chambers.
Bilans ciśnienia
Korpus zaworu jest wyposażony w pomocniczy port w powietrzu KF16. Przed otwarciem i zamknięciem stosuje się niezależną pompę próżniową do zrównoważenia różnicy ciśnienia między wnęką zaworu a układem (δp ＜ 10PA), aby zapobiec zaburzeniu przepływu powietrza.
2. Typowy tryb pracy
| Tryb | Proces pracy | Aplikacja |
|---|---|---|
| Forly zamknięte | Brama całkowicie naciska siedzisko zaworu, tworząc podwójną uszczelnienie (mieszek + powierzchnia styku) | Izolacja rurki wiązki akceleratora cząstek |
| Regulacja przepływu | Otwarcie płyty zaworu jest kontrolowane przy 10%-90%, a liniowa kontrola przepływu osiąga | Wtrysk gazu do procesu powlekania próżniowego |
| Szybkie cięcie | Pneumatyczny siłownik wyzwala procedurę wyłączenia awaryjnego, czas reakcji mniejszy lub równy 0,3S | Nerzyki wycieku urządzenia fuzyjnego nuklearnego |
| Utrzymanie ciśnienia | Połączony z wskaźnikiem próżniowym otwór zaworu jest automatycznie dostosowany do utrzymania ustalonego stopnia próżniowego (± 0,5PA) | Komora symulacyjna środowiska kosmicznego |
3. Charakterystyka materiału i procesu
Wałkawość Body: 316L Ultra-niski węgiel ze stali nierdzewnej elektrolityczne polerowanie, zmniejszając powierzchnię adsorpcji gazu o ponad 60%
Elementy składowe : mieszki Hastelloy C-276 (odporne na 100 000 cykli zmęczeniowych) + bez tlenowy pierścień uszczelniający miedź (twardość Vickers HV80)
Traktowanie powierzchni : Uszczelnienie powierzchniowe jonowe rozpylanie tytanu (grubość 2 μm), współczynnik tarcia zmniejszony do 0,08.
4. Porównanie scenariusza aplikacji
| Pole | Typ zaworu | Wymagania próżniowe | Specjalne potrzeby |
|---|---|---|---|
| Produkcja półprzewodników | Elektryczny zawór próżniowy | Mniej niż 1 × 10⁻⁷ pa | Odporny na pieczenie 150 stopni, zero uwalniania cząstek |
| Testowanie statku kosmicznego | Pneumatyczne szybkie zawór zamykania | Mniej niż 1 × 10⁻⁵ pa | Odporność na wibracje (20-2000 Hz) |
| Źródło promieniowania synchrotronowego | Zaszczepany ciecz zastawek bramki | Mniej niż 1 × 10⁻⁹ pa | Ciekła płaszcz chłodzący azot (-196 stopni) |
| Urządzenie do fuzji jądrowej | Zawór izolacyjny odporny na promieniowanie | Mniej niż 1 × 10⁻⁴ pa | Odporność na napromieniowanie neutronów (10¹⁹ N/cm²) |
5. Parametry limitu wydajności
Zakres temperatury: -269 stopni (rodzaj chłodzenia ciekłego helu) do 450 stopni (typ stopu w wysokiej temperaturze)
Zakres średnicy: mikro zawór φ6 mm do dużego zaworu komory próżniowej φ1200 mm
Wskaźnik życia: Zespół uszczelnienia mieszka większy lub równy 50 000 cykli otwierania i zamykania