3.6 阀
除了作为真空技术中典型的阻断元件和在设计产品中必须考 虑的一般技术要求外,真空系统中的阀还受到特殊要求的约 束。
在配置和选择真空阀时,必须考虑最小的压差和分子流范围 内部件的高流阻。此外,阀体和阀座要求最小的泄漏率。阀 中移动部件真空侧的润滑剂必须适合于所需的压力和温度范 围,或者尽可能避免整体暴露在高或超高真空中。最小的有 害(死)空间和大流导很重要,特别是在分子流范围内。
机械驱动元件导入必须以满足有关气密性以及压力和温度范 围要求的方式设计。根据质量要求,弹性体密封件(如轴 封)可用于压力范围高于 1 · 10-4 hPa 的较低真空要求; 而薄膜或弹簧波纹管用于小于 1 · 10-4 hPa 的压力范围。此 外,如果适当设计的话,用金属波纹管密封的阀可以烘烤。 带有弹性密封件的壳体、阀板或法兰的阀可用于高达 1 · 10-8 hPa 的压力。安装位置通常是在阀门关闭时大气压正好作用 于阀板之上,从而增加闭合力。
全金属阀,其中所有密封件由金属制成,适合于 UHV 应用和 较高的烘烤温度,但是它们经常需要较高的闭合力以进行密 封。软金属(铜或特殊合金)用作密封材料。除闭合力较高 外,还必须考虑到密封件的使用寿命较短。
在真空技术领域中有各种不同类型的阀用于不同的应用;这 些阀以其设计或功能命名。
阀门驱动方式各种各样。较小公称通径的阀可通过电磁铁和 线圈进行电磁开启。它们一般用弹簧力关闭。对于较大的 阀,所需线圈非常大并产生大量的热。在线圈通电流后,保 持电流可通过内部电子控制装置减少,以防止驱动器过热。 尽管如此,尺寸大于 DN 40 的阀极少通过电磁供电。
用气动操作阀,使用空气压力进行驱动。所需控制压力通常 在范围 0.4 至 0.8 MPa。气动气缸将其运动传输到阀板。如 果一个方向通过压缩空气操作,相反方向用弹簧复位,这种 驱动器被称为“单作用气动”。如果两个方向都需要压缩空气, 则被称为“双作用气动”。如果气动驱动器磁头上直接有压缩空 气入口和出口的电磁控制阀,则为电控气动驱动器。这里, 空气压力必须施加且必须通过开关具有控制电压(通常为 24 V DC)的控制阀来控制。对于常规的气动驱动器,电磁阀一 般也用于控制压缩空气。但是,举例而言,它是位于机柜 内,或者如果连接了很多阀,它位于容纳控制阀的所谓阀终 端上。如果控制失效,具有复位弹簧的阀会恢复到设定的阀 位置,这通常是有益的。“常闭”和“常开”设计之间是有区别 的,其中标准是常闭位置。除此之外,可通过电动机对阀进 行操作。如果设计许可,阀板停留在中间位置也是可以的。。
大多数阀都具有“开/关”光学位置指示器,它指示阀的位置。 对于自动化过程,获取实际的阀位置反馈信息是有用的或者 甚至是必要的,这与开关状态无关。为此,阀配备了直接指 示阀板位置的阀位置指示器。它指示故障,如压缩空气故障 或控制阀故障。