Вакуумный затвор: устройство и разновидности
Вакуумный затвор специальное устройство, регулирующее поток газовой среды и отвечающий за перекрытие магистралей. Существует множество видов затвором, различающихся своими характеристиками и конструкцией.
Во всех областях, где применяется вакуумное оборудование, имеются и вакуумные затворы. Они обязательно присутствуют в системах по перекачке газовой среды и созданию разрежения в некоторой замкнутой области.
Разновидности затворов
Сейчас в промышленности широко используются следующие виды затворов:
- маятниковые;
- шиберные;
- прямоугольные.
Маятниковые затворы включают в себя привод, корпус, заслонку и контроллер. Привод может быть электромеханическим или электропневматическим. Выбор того или иного привода обусловлен конкретными требованиями к функциям затвора. Наиболее распространенными считаются приводы в виде специализированного шагового двигателя с возможностью очень точно регулировать положение заслонки.
Для обеспечения герметичности используется уплотняющее кольцо, которое прижато к заслонке при помощи прочной пружины. Чтобы открыть затвор, необходимо при помощи определенных команд отжать пружину.
Маятниковые элементы способны стабильно функционировать при температуре до 120 градусов. Превышение этого показателя грозит перегревом основных функциональных компонентов и выходу затвора из строя.
Техническое обслуживание для маятниковых затворов проводится каждые 200 тысяч циклов, что представляется одним из самых оптимальных показателей.
Шиберные затворы имеют общий ресурс около 1 миллиона циклов, так что установка подобного элемента является крайне выгодным решением. Но это касается только качественных конструкций от известных производителей. Подделки прослужат гораздо меньший срок.
Такая арматура подойдет для установки на высоковакуумные системы, поскольку она способна выдерживать давление около 10-11мбар. Для сравнения, маятниковые затворы имеют ограничены минимальным давлением в 10-8мбар.
Специальный индикатор положения позволит регулировать затворку и очень точно отслеживать прохождение газов через систему. Простота и неприхотливость шиберных затворов сделали их крайне распространенными во множестве сфер.
Для предприятий по производству полупроводниковых приборов оптимальным вариантом оказываются прямоугольные затворы. Они достаточно универсальны и гарантируют высокую точность управления заслонкой. Используются для нанесения различных покрытий, травления и плазменной обработки. Арматура устойчива к ударным нагрузкам и выдерживает высокие показатели вакуума на протяжении долгого времени.
Устройство вакуумных затворов
Любой затвор включает в себя следующие элементы:
- привод;
- задвижку;
- корпус.
С помощью привода можно регулировать изменение положения задвижки и обеспечивать прохождение газовой смеси по магистралям. По принципу работы различают пневматические, ручные и электромеханические приводы.
Для точного регулирования заслонки дополнительно устройство оснащается датчиком положения. Задвижка выполняется в виде пластинки или диска, которые зарывают входное отверстие клапанов. Для обеспечения необходимого уровня герметичности используются вакуумные уплотнения типа Витон. Особенно это важно при работе с высоковакуумными агрегатами, в которых даже малейшая утечка давления может привести к нарушению технологии.
Критерии выбора
Выбирая затвор, важно учитывать массу параметров. При отключении питания затворы могут оставаться в некотором одном положении. Рекомендуется предусмотреть это положение непосредственно перед установкой агрегата в систему.
При использовании ручных затворов в турбомолекулярных или диффузионных насосах отключение электроэнергии может стать причиной поломок или даже серьезных аварий. Отсутствие питание приводит к окислению рабочего вещества и деформации лопастей насоса. Подобной проблемы не возникнет при использовании шиберных затворов. Обеспечивающих закрытие каналов при полном отключении энергии.
При длительной эксплуатации в вакуумной системе могут появляться течи. Их появление связывают с загрязнением уплотнений и образованием разного рода щелей. Восстановить работоспособность агрегата можно при помощи очистки затвора от загрязнений. Во многих моделях вакуумных систем эту операцию можно реализовать без разборки.
Сферы применения
Современные вакуумные затворы широко применяются во множестве сфер. Их можно встретить в составе следующих агрегатов:
- высоковакуумные системы;
- системы, работающие с агрессивными, коррозионными или даже взрывоопасными средами;
- в аппаратах литографии;
- в агрегатах для изготовления полупроводниковых приборов;
- шлюзовые системы.
Именно назначение прибора обуславливает конструкцию затвора, его технические характеристики и универсальность. Многие элементы ограничены только конкретным перечнем решаемых задач.