Vakuumventilen er en nøkkelanordning for væskelegulering i et vakuummiljø gjennom presisjonsforsegling og drivkontroll. Arbeidsmekanismen kan deles inn i følgende kjernemoduler:
1. Kjernearbeidsmekanisme
Sealing Partition
Vedtak av dynamisk tetning med all metall dynamisk tetning (i stedet for tradisjonell pakking), utvides belgen og trekker seg sammen når ventilstammen beveger seg for å opprettholde lufttettheten i vakuumkammeret, og lekkasjehastigheten er mindre enn eller lik 1 × 10⁻ Pa · m³/s.
Når porten er lukket, danner den en molekylær passform med det speilpolerte ventilsetet (RA mindre enn eller lik 0,2μm), og samarbeider med kobberlegeringstetningsringen for å forbedre kontaktforseglingseffekten.
Drive kontroll
Manual Type: Worm Gear Transmission, belgen blir kjørt opp og ned ved å rotere håndhjulet, og dreiemomentet er mindre enn eller lik 15N · m4.
Elektrisk type: Stepper Motor Drive, posisjoneringsnøyaktighet på 0,01 mm, egnet for halvlederskivingssystem.
Pneumatisk type: trykkluft driver sylinderstempelet, responstiden er<1s, and it is used for emergency isolation of spacecraft vacuum chambers.
Pressure Balance
Ventilkroppen er utstyrt med en KF16 Hjelpeluftutvinningsport. Før åpning og lukking brukes en uavhengig vakuumpumpe for å balansere trykkforskjellen mellom ventilhulen og systemet (ΔP ＜ 10Pa) for å forhindre forstyrrelse av luftstrøm.
2. Typisk arbeidsmodus
| Modus | Operasjonsprosess | Søknad |
|---|---|---|
| Fullt lukket | Porten trykker ventilsetet fullstendig for å danne en dobbel tetning (belg + kontaktflate) | Particle Accelerator Beam Tube Isolation |
| Flytforordning | Ventilplateåpningen styres til 10%-90%, og lineær strømningskontroll oppnås gjennom den V-formede gassporet | Gassinjeksjon for vakuumbeleggingsprosess |
| Raskt kutt | Pneumatisk aktuator utløser nødavstengningsprosedyre, responstid mindre enn eller lik 0,3s | Nukleær fusjonsenhet lekkasje nødsituasjon |
| Trykkvedlikehold | Koblet med vakuummåleren er ventilåpningen automatisk finjustert for å opprettholde den angitte vakuumgraden (± 0,5pa) | Romsmiljø simuleringskammer |
3. Materiale og prosessegenskaper
VALVE Body: 316L Ultra-lav karbon rustfritt stål elektrolytisk polering, noe som reduserer gassadsorpsjonsoverflaten med mer enn 60%
Sealing Components: Hastelloy C-276 Bellows (motstandsdyktig mot 100 000 utmattelsessykluser) + Oksygenfri kobberforseglingsring (Vickers Hardness HV80)
Surface Treatment: Tetningsoverflateionsputtering av titanplatting (tykkelse 2μm), friksjonskoeffisient redusert til 0,08.
4. Sammenligning av søknadsscenario
| Felt | Ventiltype | Vakuumkrav | Spesielle behov |
|---|---|---|---|
| Halvlederproduksjon | Elektrisk høy vakuumventil | Mindre enn eller lik 1 × 10⁻⁷ PA | Motstandsdyktig mot 150 graders baking, null partikkelfrigjøring |
| Romfartøytesting | Pneumatisk hurtig lukkingsventil | Mindre enn eller lik 1 × 10⁻⁵ PA | Vibrasjonsmotstand (20-2000Hz) |
| Synkrotronstrålingskilde | Væskekjølt portventil | Mindre enn eller lik 1 × 10⁻⁹ PA | Flytende nitrogenkjølingjakke (-196 grad) |
| Nuclear Fusion Device | Strålingsbestandig isolasjonsventil | Mindre enn eller lik 1 × 10⁻⁴ PA | Nøytronbestrålingsresistens (10⁹ N/cm²) |
5. Ytelsesgrense parametere
Temperaturområde: -269 grad (flytende heliumkjølingstype) til 450 grader (høy temperaturlegeringstype)
Diameterområde: Mikroventil φ6mm til stor vakuumkammerventil φ1200mm
Livsindeks: Bellows Seal Assembly større enn eller lik 50 000 åpnings- og lukkesykluser