ConFlat - герметичные фланцевые соединения с острыми (ножевыми) кромками
В начале 1960-х гг. компания Varian Associates разработала серию металлических герметичных фланцев ConFlatv® для сверхвысокого вакуума. Взаимозаменяемые фланцы, часто называемые фланцами CF, предлагаются многими производителями.
Соединение с использованием этих фланцев показано на рис. 5. Механизм герметизации фланца CF описывается и обсуждается в подразделе 4.6.3.4. Если говорить кратко, то уплотнение формируется посредством острых кромок в каждом фланце, которые проникают в мягкую металлическую прокладку между ними. Острые кромки несколько утоплены под поверхностью фланца для защиты. Болты крепят фланцевую пару в единое целое и обеспечивают уплотнительное усилие. Элементы фланцевой пары не отличаются друг от друга, но из-за крепления болтами не являются поворотными. Для обеспечения вращения используется поворотный вариант из двух элементов (рис. 5). Фланец включает вставку с острой кромкой и концентричное кольцо. Вставка приварена к трубе или элементу, а кольцо вращается до получения необходимой центровки. Для использования имеются фланцы с резьбовыми отверстиями, где гайки были бы неудобными. Резьба во фланцах с нарезанной резьбой может быть либо метрической, либо по системе США в зависимости от их происхождения.
Фланцы имеются в продаже в виде различных сплавов нержавеющей стали и алюминия. Алюминиевые фланцы имеют твердое покрытие на поверхности фланца и острую кромку, которая является достаточно твердой для проникновения в прокладку, не принося ей повреждения. Болты в стыке CF должны быть выполнены из того же самого сплава, что и фланцы для обеспечения равномерного расширения во время термической обработки. Это способствует предотвращению течей. Прочность на растяжение болтов должна быть соответствующей для того, чтобы выдерживать необходимые уплотнительные усилия. Медь - это наиболее распространенный материал прокладки, обеспечивающий наиболее надежную герметизацию, но также используются алюминиевые и никелевые сплавы. Никелевые прокладки требуют более высоких усилий уплотнения, поэтому должны использоваться болты с высокой прочностью на растяжение. Никель или другие твердые материалы могут повредить острую кромку, ограничивая число уплотнений, которое может быть выполнено с помощью фланца.
Рис. 5. Герметичное фланцевое соединение с острыми кромками поворотного и опорного фланцев.
Болтовые отверстия центрируются путем вращения кольца поворотного фланца
Фланцы CF предлагаются для использования с трубами наружного диаметра от 1/4 до 16 дюймов. Размеры фланцев CF для трубы диаметром до 8 дюймов приведены в табл. 5. Подбор фланца CF для трубы диаметром больше 10 дюймов представляет проблему. Например, труба диаметром 10 дюймов — это максимальный размер как для фланцев с наружным диаметром 12 дюймов, так и для 13,25 дюймов. Аналогичным образом фланцы с наружным диаметром 14,0 и 14,5 дюйма изготовляются для трубы диаметра 12 дюймов. При задании в спецификации большого фланца CF необходимо указывать важные размеры и число отверстий под болты. Большинство интерфейсных размеров на более крупных фланцах выполняется по традиционным стандартам вакуумной техники, так что фланцы, получаемые у различных производителей, являются взаимозаменяемыми.
Таблица 5. Размеры фланцев с острой кромкой, производимые в США
Размер фланца (дюймы) |
А Номинальный диаметр трубы, дюймы (мм) |
D Наружный диаметр фланца, дюймы (мм) |
В Диаметр окружности болта, дюй мы (мм) |
T Толщина, дюймы (мм) |
N Число отвер стий |
F |
G Поверхность к зенковке |
|
Резьба отверстий с нарезан ной резь бой |
Диаметр сквозных отверстий, дюймы (мм) |
|||||||
1 1/3 |
0,75 |
1.33 |
1.06 |
.30 |
6 |
8-32 |
.172 |
.18 |
(19.0) |
(33.8) |
(26.9) |
(7.6) |
(4.3) |
(4.6) |
|||
2 1/8 |
1.00 |
2.12 |
1.62 |
.50 |
4 |
1/4-28 |
.265 |
.17 |
(25.4) |
(53.8) |
(41.1) |
(12.7) |
(6.7) |
(4.3) |
|||
2 3/4 |
1.50 |
2.75 |
2.31 |
.50 |
6 |
5/16-28 |
.265 |
.21 |
(38.1) |
(69.8) |
(58.7) |
(12.7) |
(6.7) |
(5.3) |
|||
3 3/8 |
2.00 |
3.38 |
2.85 |
.69 |
8 |
5/16-24 |
.332 |
.22 |
(50.8) |
(85.8) |
(72.4) |
(17.5) |
(8.4) |
(5.6) |
|||
4 1/2 |
2.50 |
4.50 |
3.63 |
.69 |
8 |
5/16-24 |
.332 |
.38 |
(63.5) |
(114.3) |
(92.2) |
(17.5) |
(8.4) |
(9.6) |
|||
4 5/8 |
3.01 |
4.61 |
4.03 |
.81 |
10 |
5/16-24 |
.332 |
.28 |
(76.2) |
(117.6) |
(102.4) |
(20.6) |
(8.4) |
(7.1) |
|||
6 |
4.00 |
6.00 |
5.13 |
.78 |
16 |
5/16-24 |
.332 |
.43 |
(101.6) |
(152.4) |
(130.3) |
(19.8) |
(8.4) |
(Ю.9) |
|||
8 |
6.00 |
8.00 |
7.13 |
.88 |
20 |
5/16-24 |
.332 |
.50 |
(152.4) |
(203.2) |
(181.1) |
(22.4) |
(8.4) |
(12.7) |
|||
10 |
8.00 |
10.00 |
9.13 |
.97 |
24 |
5/16-24 |
.332 |
.50 |
(203.2) |
(254.0) |
(231.9) |
(24.6) |
(8.4) |
(12.7) |
Примечание: фланцы, изготавливаемые за пределами США, могут иметь несколько иные размеры и метрическую резьбу. Поворотные кольца для фланцев с наружным диаметром более 3,375 дюйма могут быть толще указанных значений (источник: HPS Division of MKS Instruments, Inc.).
Группа РОСВАКУУМ
Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21
Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.
Телефон: +7 (495) 664-22-07
E-mail: baza@rosvaq.ru
Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.
В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.