江蘇有起閥門 江蘇半導(dǎo)體真空系統(tǒng)氣體 活套氣動真空球閥 江蘇化工真空蒸餾系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇化工真空干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇真空燃料輸送系統(tǒng)氣動球閥 江蘇制藥系統(tǒng)真空濃縮系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇制藥真空冷凍干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 氣動真空球閥的結(jié)構(gòu)特點
(一)閥體
材料選擇
閥體是氣動真空球閥的基礎(chǔ)部件,需承受真空環(huán)境下的壓力差以及介質(zhì)的沖刷。因此,通常選用具有高強度、良好密封性和低出氣率的材料,如不銹鋼(304、316L 等)。不銹鋼材料不僅能在真空環(huán)境中長期穩(wěn)定工作,防止閥體因腐蝕或變形而影響性能,還具備良好的加工性能,便于制造出高精度的閥體結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
閥體結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密圍繞真空應(yīng)用需求。其內(nèi)部流道光滑且簡潔,盡可能減少流道中的阻礙和死角,以降低流體在閥體內(nèi)的流動阻力,確保在真空狀態(tài)下介質(zhì)能夠順暢通過。同時,閥體的密封性能至關(guān)重要,通過特殊的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計,如采用焊接密封或高精度的密封面加工,保證閥體在真空環(huán)境下無泄漏,維持系統(tǒng)的高真空度。
(二)球體
球體材料
球體作為控制介質(zhì)流通的核心部件,對材料的要求極為苛刻。除了具備與閥體相似的高強度和低出氣率特性外,還需具備良好的耐磨性和密封性。常見的球體材料有不銹鋼表面鍍硬鉻或采用陶瓷材料。不銹鋼鍍硬鉻球體在保證強度的同時,鍍鉻層提高了球體表面的硬度和耐磨性,使其能更好地應(yīng)對介質(zhì)的沖刷;陶瓷球體則具有更高的硬度、化學(xué)穩(wěn)定性和極低的出氣率,特別適用于對真空度和介質(zhì)純度要求場合,如半導(dǎo)體制造中的高純度氣體輸送。
球體結(jié)構(gòu)
球體通常設(shè)計為實心結(jié)構(gòu),以確保在真空環(huán)境下承受壓力時不會發(fā)生變形。球體表面經(jīng)過高精度加工,達到光潔度,與閥座配合時能形成良好的密封副。球體上開有與管道內(nèi)徑相同的通孔,當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)至通孔與管道軸線重合時,閥門開啟,介質(zhì)可在真空系統(tǒng)中自由流動;當(dāng)球體旋轉(zhuǎn) 90°,通孔與管道軸線垂直時,閥門關(guān)閉,阻斷介質(zhì)流通。
(三)閥座
密封材料
閥座的密封性能直接決定了氣動真空球閥的整體性能。在真空環(huán)境下,密封材料需具備極低的出氣率、良好的彈性和耐磨損性能。常用的密封材料有氟橡膠、聚四氟乙烯(PTFE)及其改性材料等。氟橡膠密封材料具有良好的彈性和耐老化性能,能在一定溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的密封效果;PTFE 及其改性材料則具有極低的摩擦系數(shù)和出色的化學(xué)穩(wěn)定性,可有效防止介質(zhì)泄漏,且能適應(yīng)不同的介質(zhì)特性。
閥座結(jié)構(gòu)
閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計為浮動式或固定式。浮動式閥座在真空系統(tǒng)壓力差的作用下,能自動向球體方向移動,實現(xiàn)更好的密封效果。當(dāng)閥門關(guān)閉時,真空系統(tǒng)內(nèi)的壓力差將閥座緊緊壓向球體,使閥座與球體緊密貼合,形成可靠的密封面,阻止介質(zhì)泄漏。固定式閥座則通過機械固定的方式安裝在閥體上,結(jié)構(gòu)相對簡單,適用于一些對密封性能要求相對較低、工作壓力穩(wěn)定的真空場合。
(四)氣動執(zhí)行機構(gòu)
江蘇有起閥門 江蘇半導(dǎo)體真空系統(tǒng)氣體 活套氣動真空球閥 江蘇化工真空蒸餾系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇化工真空干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇真空燃料輸送系統(tǒng)氣動球閥 江蘇制藥系統(tǒng)真空濃縮系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇制藥真空冷凍干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 工作原理
氣動執(zhí)行機構(gòu)是氣動真空球閥實現(xiàn)自動化控制的關(guān)鍵部分。它以壓縮空氣為動力源,通過控制壓縮空氣的進出,推動活塞或膜片運動,進而帶動閥桿旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)球體的開閉動作。例如,當(dāng)向氣動執(zhí)行機構(gòu)的進氣口通入壓縮空氣時,活塞或膜片在氣壓作用下產(chǎn)生位移,通過連桿機構(gòu)將力傳遞給閥桿,閥桿帶動球體旋轉(zhuǎn),使閥門開啟;當(dāng)切斷進氣并排出執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)的壓縮空氣時,活塞或膜片在復(fù)位彈簧的作用下回到初始位置,帶動球體反向旋轉(zhuǎn),使閥門關(guān)閉。
控制方式
氣動執(zhí)行機構(gòu)的控制方式多樣,可根據(jù)實際應(yīng)用需求進行選擇。常見的控制方式有二位五通電磁閥控制、氣動控制回路控制等。二位五通電磁閥控制通過控制電磁閥的通斷電,實現(xiàn)壓縮空氣的換向,從而控制氣動執(zhí)行機構(gòu)的動作,操作簡單、響應(yīng)迅速,適用于對閥門開閉速度要求較高的場合。氣動控制回路控制則通過各種氣動元件組成復(fù)雜的控制回路,可實現(xiàn)對閥門的精確控制,如調(diào)節(jié)閥門的開啟度、實現(xiàn)遠程控制等,適用于對閥門控制精度要求較高的工業(yè)生產(chǎn)和科研實驗場景。
(五)閥桿
閥桿材料
閥桿負責(zé)傳遞氣動執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力,驅(qū)動球體旋轉(zhuǎn),因此需要具備良好的強度、韌性和抗扭性能。在真空環(huán)境下,閥桿材料通常選用與閥體相同或相似的不銹鋼材料,經(jīng)過特殊的熱處理工藝,提高其綜合性能,確保在長期的真空環(huán)境和頻繁的開關(guān)操作下,閥桿不會發(fā)生變形或斷裂,保證閥門的正常運行。
密封結(jié)構(gòu)
閥桿與閥體之間的密封是防止真空系統(tǒng)泄漏的重要環(huán)節(jié)。常見的閥桿密封結(jié)構(gòu)有填料密封和波紋管密封。填料密封一般采用聚四氟乙烯、柔性石墨等低出氣率的材料制成的填料,通過壓緊填料對閥桿形成徑向壓力,實現(xiàn)密封。波紋管密封則利用波紋管的彈性變形來補償閥桿的運動,同時阻止介質(zhì)泄漏。波紋管密封具有密封性能可靠、無泄漏、出氣率極低等優(yōu)點,特別適用于對真空度要求場合,如半導(dǎo)體制造、真空鍍膜等行業(yè)。
三、氣動真空球閥的工作原理
(一)開啟過程
當(dāng)需要開啟氣動真空球閥時,控制系統(tǒng)發(fā)出信號,使二位五通電磁閥通電換向(以二位五通電磁閥控制為例)。壓縮空氣通過電磁閥進入氣動執(zhí)行機構(gòu)的進氣腔,推動活塞或膜片克服復(fù)位彈簧的阻力向外運動。活塞或膜片的運動通過連桿機構(gòu)傳遞給閥桿,使閥桿開始旋轉(zhuǎn)。由于閥桿與球體通過鍵或其他連接方式緊密相連,球體隨之同步旋轉(zhuǎn)。隨著球體的旋轉(zhuǎn),球體上的通孔逐漸與管道軸線重合。當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)至通孔與管道軸線一致時,閥門達到全開狀態(tài),此時真空系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)可在管道內(nèi)自由流動,阻力最小。在開啟過程中,閥座與球體之間的密封副逐漸分離,密封力減小,直至脫離接觸,介質(zhì)開始流通。
(二)關(guān)閉過程
關(guān)閉氣動真空球閥時,控制系統(tǒng)再次發(fā)出信號,使二位五通電磁閥斷電復(fù)位。此時,氣動執(zhí)行機構(gòu)進氣腔內(nèi)的壓縮空氣通過電磁閥的排氣口排出,活塞或膜片在復(fù)位彈簧的作用下向內(nèi)運動,帶動閥桿反向旋轉(zhuǎn)。隨著球體的轉(zhuǎn)動,球體上的通孔逐漸偏離管道軸線,真空系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的流通通道逐漸減小。當(dāng)球體旋轉(zhuǎn) 90°,通孔與管道軸線垂直時,閥門關(guān)閉,介質(zhì)被阻斷。在關(guān)閉過程中,閥座與球體之間的密封副逐漸接觸并壓緊,密封力逐漸增大。對于浮動式閥座結(jié)構(gòu),真空系統(tǒng)內(nèi)的壓力差會進一步將閥座推向球體,增強密封效果,確保閥門在關(guān)閉狀態(tài)下無泄漏,維持真空系統(tǒng)的高真空度。
(三)江蘇有起閥門 江蘇半導(dǎo)體真空系統(tǒng)氣體 活套氣動真空球閥 江蘇化工真空蒸餾系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇化工真空干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇真空燃料輸送系統(tǒng)氣動球閥 江蘇制藥系統(tǒng)真空濃縮系統(tǒng)專用氣動球閥 江蘇制藥真空冷凍干燥系統(tǒng)專用氣動球閥 密封原理
初始密封
在閥門安裝調(diào)試完成后,未通入介質(zhì)且處于真空環(huán)境時,閥座與球體之間通過預(yù)緊力實現(xiàn)初始密封。預(yù)緊力一般通過閥座的安裝結(jié)構(gòu)或調(diào)整墊片等方式施加,使閥座與球體緊密貼合,形成初始的密封面,阻止空氣等外界介質(zhì)進入真空系統(tǒng)。密封材料的彈性和自適應(yīng)性使得初始密封更加可靠,能有效填充密封面之間的微小間隙,確保在真空環(huán)境下閥門的密封性。
工作密封
當(dāng)真空系統(tǒng)運行時,在閥門開啟狀態(tài)下,雖然閥座與球體分離,但由于真空系統(tǒng)內(nèi)的壓力低于外界大氣壓,外界空氣不會進入系統(tǒng)。在閥門關(guān)閉狀態(tài)下,真空系統(tǒng)內(nèi)的壓力差全部作用在密封面上,形成強大的密封力。對于采用氟橡膠、PTFE 等密封材料的閥座,其良好的彈性和低滲透性使得密封面在接觸介質(zhì)時,不會發(fā)生泄漏,始終保持良好的密封性能。同時,球體和閥座表面的高精度加工以及緊密貼合,進一步提高了密封效果,確保真空系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
四、氣動真空球閥的應(yīng)用范圍
(一)真空鍍膜行業(yè)
鍍膜材料輸送控制
在真空鍍膜過程中,需要將各種鍍膜材料(如金屬、合金、氧化物等)以氣態(tài)或離子態(tài)的形式輸送到鍍膜腔室內(nèi),沉積在基片表面形成薄膜。氣動真空球閥安裝在鍍膜材料輸送管道上,用于精確控制鍍膜材料的流量和輸送時間。例如,在磁控濺射鍍膜工藝中,需要將金屬靶材在高真空環(huán)境下離子化,并通過電場加速使其沉積在基片上。氣動真空球閥可根據(jù)鍍膜工藝的要求,快速開啟和關(guān)閉,控制金屬離子的輸送量,從而精確控制鍍膜的厚度和質(zhì)量。
真空系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)
真空鍍膜設(shè)備對真空度要求,通常需要達到 10?3 Pa 甚至更低的真空度。氣動真空球閥在真空系統(tǒng)中用于調(diào)節(jié)壓力,通過控制閥門的開啟度,可以精確控制真空系統(tǒng)內(nèi)的氣體流量,實現(xiàn)對真空度的微調(diào)。例如,在蒸發(fā)鍍膜過程中,需要根據(jù)蒸發(fā)源的溫度和鍍膜速率,實時調(diào)節(jié)真空系統(tǒng)的壓力,以保證鍍膜質(zhì)量的穩(wěn)定性。氣動真空球閥能夠快速響應(yīng)控制系統(tǒng)的指令,精確調(diào)節(jié)閥門開度,確保真空系統(tǒng)壓力始終保持在工藝要求的范圍內(nèi)。
(二)半導(dǎo)體制造行業(yè)
高純度氣體輸送
半導(dǎo)體制造過程中,需要使用大量的高純度氣體,如硅烷、氨氣、氫氣等,這些氣體的純度直接影響到半導(dǎo)體器件的性能和質(zhì)量。氣動真空球閥用于高純度氣體的輸送管道,其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇,能夠確保在真空環(huán)境下氣體的純凈度不受污染。例如,在集成電路制造過程中,硅烷氣體用于生長硅薄膜,氣動真空球閥安裝在硅烷氣體輸送管道上,可精確控制氣體的流量和通斷,防止氣體泄漏和外界雜質(zhì)的混入,保證硅薄膜的生長質(zhì)量。
真空工藝過程控制
半導(dǎo)體制造涉及多種真空工藝,如刻蝕、光刻、離子注入等。在這些工藝過程中,氣動真空球閥用于控制真空系統(tǒng)的運行,確保工藝環(huán)境的穩(wěn)定性。例如,在刻蝕工藝中,需要在高真空環(huán)境下將刻蝕氣體輸送到反應(yīng)腔室,對硅片表面進行刻蝕。氣動真空球閥安裝在刻蝕氣體輸送管道和真空系統(tǒng)的各個關(guān)鍵部位,能夠快速準(zhǔn)確地控制氣體的流量和壓力,以及反應(yīng)腔室的真空度,保證刻蝕工藝的精度和一致性,提高半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)良率。
(三)科研領(lǐng)域
真空實驗設(shè)備
在科研實驗中,許多實驗需要在真空環(huán)境下進行,如材料科學(xué)研究中的真空熱壓實驗、物理實驗中的粒子加速器實驗等。氣動真空球閥廣泛應(yīng)用于各類真空實驗設(shè)備中,用于控制實驗系統(tǒng)的真空度和介質(zhì)流通。例如,在真空熱壓實驗中,需要將樣品在高溫、高真空環(huán)境下進行加壓處理,以研究材料的性能變化。氣動真空球閥安裝在真空系統(tǒng)的進氣、排氣和樣品腔室的管道上,能夠精確控制真空度的變化和氣體的進出,為實驗提供穩(wěn)定的真空環(huán)境,確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
真空模擬裝置
為了模擬太空、深海等環(huán)境,科研人員需要建造真空模擬裝置。氣動真空球閥在真空模擬裝置中起著關(guān)鍵作用,用于控制模擬裝置內(nèi)的真空度和氣體成分。例如,在模擬太空環(huán)境的真空艙中,需要通過氣動真空球閥精確控制氮氣、氧氣等氣體的注入量和排出量,模擬不同的氣壓和氣體環(huán)境,為航天器的研發(fā)和測試提供實驗條件。同時,氣動真空球閥的快速響應(yīng)和高精度控制性能,能夠滿足實驗過程中對環(huán)境參數(shù)快速調(diào)整的需求。
(四)電子束加工行業(yè)
電子束設(shè)備真空系統(tǒng)
電子束加工是一種高精度的加工技術(shù),廣泛應(yīng)用于航空航天、電子制造等領(lǐng)域。電子束設(shè)備需要在高真空環(huán)境下工作,以保證電子束的穩(wěn)定性和加工精度。氣動真空球閥安裝在電子束設(shè)備的真空系統(tǒng)中,用于控制真空系統(tǒng)的抽氣和充氣過程。例如,在電子束焊接過程中,需要先將焊接腔室抽至高真空狀態(tài),然后再充入適量的保護氣體。氣動真空球閥能夠快速準(zhǔn)確地控制抽氣和充氣的速度和流量,確保焊接腔室在短時間內(nèi)達到所需的真空度和氣體環(huán)境,提高電子束焊接的效率和質(zhì)量。
電子束蒸發(fā)過程控制
在電子束蒸發(fā)鍍膜工藝中,需要將蒸發(fā)材料在電子束的轟擊下蒸發(fā),并沉積在基片表面形成薄膜。氣動真空球閥用于控制蒸發(fā)材料的輸送和蒸發(fā)腔室的真空度。例如,在制備光學(xué)薄膜時,需要精確控制蒸發(fā)材料的蒸發(fā)速率和真空度,以保證薄膜的光學(xué)性能。氣動真空球閥通過精確控制蒸發(fā)材料的輸送管道和真空系統(tǒng)的閥門開度,實現(xiàn)對蒸發(fā)過程的精確控制,確保光學(xué)薄膜的質(zhì)量和性能符合要求。
(五)其他領(lǐng)域
真空冷凍干燥行業(yè)
在真空冷凍干燥過程中,需要將物料在低溫、高真空環(huán)境下進行干燥處理,以保留物料的營養(yǎng)成分和活性。氣動真空球閥用于控制真空冷凍干燥設(shè)備的真空系統(tǒng),調(diào)節(jié)真空度和水蒸氣的排出量。例如,在藥品冷凍干燥過程中,需要根據(jù)藥品的特性和干燥工藝的要求,精確控制真空度和干燥時間。氣動真空球閥安裝在真空系統(tǒng)的管道上,能夠快速響應(yīng)控制系統(tǒng)的指令,調(diào)節(jié)閥門開度,確保藥品在真空環(huán)境下進行干燥,保證藥品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
真空包裝行業(yè)
真空包裝廣泛應(yīng)用于食品、藥品、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,以延長產(chǎn)品的保質(zhì)期和保護產(chǎn)品不受污染。氣動真空球閥在真空包裝設(shè)備中用于控制真空系統(tǒng)的抽氣和充氣過程。例如,在食品真空包裝過程中,需要先將包裝腔內(nèi)的空氣抽出,然后再充入氮氣等保護氣體。氣動真空球閥能夠快速準(zhǔn)確地控制抽氣和充氣的時間和流量,確保包裝腔內(nèi)達到所需的真空度和氣體環(huán)境,提高真空包裝的效率和質(zhì)量,保證食品的新鮮度和安全性。