Уплътнения

Ако елементите на вакуумните технологии са свързани с възможност за тяхното разделяне, тогава е необходимо да се използват уплътнения, за да се предотврати навлизането на атмосферен въздух във вакуума. За тази цел се използват различни видове уплътнения в зависимост от целта на приложението и диапазона на налягане.

О-пръстени / кръгли гумени пръстени

О-пръстените са най-често използваните. Пръстените се предлагат в различни материали, обикновено еластомери с твърдост от 65 до 80 по Шор. Тяхната пригодност като надеждни вакуумни уплътнения се дължи на способността им да се адаптират към фината грапавост на съседните повърхности. Повърхността на О-пръстена не трябва да бъде покрита с грес или талк. Тя трябва да е гладка и без пукнатини и драскотини. В диапазона на нисък вакуум върху О-пръстена може да се нанесе тънък слой грес с ниско налягане на парите (силиконова грес, грес Fromblin или грес на основата на минерално масло), в зависимост от приложението. При използване на безмаслена инсталация трябва да се обърне специално внимание на качеството на повърхността, чистотата на съседните повърхности и уплътнителните материали. Диаметърът на напречното сечение (дебелината) на О-пръстените може да варира от 2 до 12 mm. Дебелина от 5 mm се използва за много връзки, докато пръстени с дебелина 8, 10 или дори 12 mm се използват само за по-големи уплътнения. О-пръстените трябва да бъдат притиснати един към друг по безпроблемен начин. В равнината на диаметъра на напречното сечение има шев от формата, който по правило се отстранява по време на смилането.

Най-общо казано, о-пръстените се използват като статични уплътнения. При динамично натоварване е необходимо да се използват специално изработени за тази целпрецизни уплътнителни пръстени. Информация за това как да се определят размерите на жлебовете не е описана тук. Освен че се използват в комбинация с центриращи пръстени или уплътнителни шайби, уплътнителните пръстени могат да се използват и за аксиални и радиални канали. В повечето случаи О-пръстените се поставят в канали и се затягат между фланците.

Обикновено се използват един плосък фланец и един набразден фланец. Жлебовете трябва да бъдат внимателно измерени съгласно следните критерии:

компресия, т.е. при съотношение (ширина / височина) - 1, трябва да бъде не повече от 30% с дебелина (напречно сечение) на уплътнителния пръстен по-малко от 3 mm и 20–15% с дебелина 5–10 mm;
факторът на запълване на слота трябва да бъде между 79% и 91%
вътрешният диаметър на жлеба трябва да бъде равен или малко по-голям от вътрешния диаметър на уплътнителния пръстен;
външният диаметър на жлеба може да бъде по-голям от външния диаметър на уплътнителния пръстен, когато е компресиран.

Тези печати могат да се използват повторно при тези условия. Ако жлебът е препълнен, О-пръстенът може да се повреди и фланецът дори да се огъне, тъй като материалът, от който е направен пръстенът, е несвиваем. За да се опрости процеса на сглобяване, диаметърът на жлеба на О-пръстена обикновено се избира малко по-голям от диаметъра на О-пръстена. Това държи О-пръстена в жлеба по време на монтажа. Уплътнителният пръстен е свободно опънат по дължина с 5%, но не повече от 10%. Ако О-пръстенът се поддържа от центриращ пръстен, като например при фланцови връзки ISO-K и ISO-KF, центриращият пръстен трябва да бъде проектиран да отговаряпозиционира о-пръстена, поддържа го и ограничава компресията му. Предлагат се центриращи пръстени, които имат вътрешни опорни пръстени, външни опорни пръстени (за използване при свръхналягане) и вътрешни и външни пръстени.

За уплътняване на винтове, като винтове за пълнене на масло или пробки за източване на масло, О-пръстените се монтират в наклонено положение. В горната част на резбата има жлеб от 45°, където се вкарва О-пръстенът. Както при аксиалния монтаж, коефициентът на запълване също трябва да бъде 79-91%. Уплътнителният пръстен се притиска от повърхността на винта. При монтаж О-пръстенът трябва да се смазва, за да се предотврати повреда при затягане на винта.

Трапецовидни уплътнения

Уплътнения, изработени от еластомер и имащи трапецовидна конфигурация или подобно напречно сечение, се използват за легла на клапани, както и за капаци и шахти на големи вакуумни камери. Плътното прилягане на тези уплътнения предотвратява отстраняването им, когато пластината на клапана се повдигне или когато люкът на камерата се отвори. Поради големите размери на камерата, повърхностите могат да бъдат подложени на значителни напрежения, докато деформацията на уплътненията не надвишава изискваните граници поради закрепването на сепаратори в приложения, включващи големи капаци на камери. В областта на вакуумните технологии плоските уплътнения трябва да се избягват, когато е възможно, тъй като те по-трудно осигуряват налягането, необходимо за запълване на всички повърхностни неравности с уплътнителния материал.

Уплътнения на валове / уплътнения на капака

Вал
Кадър
Радиален О-пръстен уплътнение на вала
Лубрикант/Масло

Радиалните О-пръстени на валовете или уплътненията на капака се използват за въртене на валовете. Следователно трябва да се гарантира, че се използват само уплътнения на вала с метален пръстен, изцяло покрит с гума. Въпреки че тези уплътнения са доста плътни в статично състояние, трябва да се има предвид, че по време на движение на вала степента на течове е доста висока. Уплътненията на капака са подходящи само за проходни връзки на празен ход, например чрез връзки, завъртяни на ръка.

Метални уплътнения

Металните уплътнения трябва да се използват вместо еластомерните уплътнения за приложения, изискващи високи температури (напр. обезгазяване на вакуумни камери), високи радиационни натоварвания и където на първо място се изискват достатъчно ниски коефициенти на пропускливост. Най-често използваните материали за направата на метални пломби са мед, алуминий, индий и в някои случаи сребро и злато. Златото, среброто и индият обикновено се използват като телени уплътнения; В допълнение към телената форма, алуминият се използва и като материал за салникови кутии. Всички метални уплътнения изискват определена контактна сила (до 6000 N на cm дължина на уплътнението). За UHV системи се използват авангардни уплътнения от мед. Поставят се между фланците Conflat®. Уплътненията от посребрена мед се използват при температури над 200 °C. В този случай нанасянето на сребърно покритие служи като дифузионна бариера за атмосферния кислород и предотвратява окисляването на медта. Металните подложки са за еднократна употреба. Индият се използва и като метални уплътнения, къдетопоставени между гладки фланци във формата на тел. Докато индият има предимството да е лесен за заваряване и добра ковкост, неговата ниска точка на топене предотвратява отделянето на газ при високи температури. В допълнение към устойчивостта на топлина има и други причини за използването на метал като уплътнителен материал, като устойчивост на радиоактивност.

Смазки, масла

Лубрикантите все още се използват като пълен уплътнителен материал само в областта на стъкларската техника или като временно средство за леко повредени уплътнения. Освен че се използва като уплътнение в маслоустойчиви вакуумни помпи, маслото всъщност се използва само като помощно средство при уплътняване на разцепени фуги в диапазоните на нисък и среден вакуум.