Quale valvola mi serve?
Come scegliere una valvola in base all'applicazione sottovuoto richiesta
La tecnologia del vuoto impone notevoli requisiti per il funzionamento e l'affidabilità delle valvole, che sono spesso necessarie in grandi quantità in un impianto. Le richieste vengono soddisfatte solo se sono installati dispositivi di arresto corretti per ciascuna applicazione, a seconda del metodo di costruzione, del metodo di funzionamento e delle dimensioni. Inoltre, nella costruzione e nel funzionamento di impianti per vuoto, fattori quali la conduttanza del flusso e la tenuta delle valvole sono di grande importanza.
Struttura delle valvole
Le valvole sono costruite in modo da non limitare la velocità di pompaggio. Pertanto, quando sono completamente aperte, la loro conduttanza nelle regioni del vuoto medio e basso corrisponde a quella dei componenti del tubo corrispondenti. Ad esempio, la conduttanza di una valvola ad angolo retto sarà uguale alla conduttanza di un tubo piegato con lo stesso diametro interno nominale e angolazione. Analogamente, la conduttanza della valvola per il flusso molecolare (ovvero nelle regioni con vuoto alto e ultra alto) è così elevata che non si verifica alcuna limitazione significativa. I valori effettivi per la conduttanza dei vari componenti sono indicati nel catalogo.
Per soddisfare i severi requisiti di tenuta, le valvole per vuoto di alta qualità sono progettate in modo che le molecole di gas che aderiscono alla superficie dell'albero della valvola non vengano trasferite dall'ambiente esterno a quello sottovuoto durante il funzionamento. Tali valvole sono quindi dotate di soffietti metallici per isolare l'albero della valvola dall'ambiente o, in alternativa, sono completamente incapsulate, vale a barre che tra l'ambiente esterno e quello sottovuoto vi sono solo guarnizioni di tenuta statiche. Questo gruppo comprende tutte le valvole per vuoto medio e alto di Leybold azionate manualmente o elettropneumaticamente (Fig. 2.80) e (Fig. 2.79). Il tasso di perdita di queste valvole è inferiore a 10-9 mbar · l/s.
Fig. 2.79 Valvola per vuoto ad angolo retto con attuatore a solenoide
- Corpo
- Disco valvola
- Molla di compressione
- Bobina del solenoide
Fig 2.80 Valvola per vuoto ad angolo retto con attuatore elettropneumatico.
- Corpo
- Disco valvola
- Soffietti
- Alimentazione aria compressa
- Pistone
Impiego delle valvole a tenuta d'olio
Per le applicazioni più esigenti, è possibile utilizzare valvole con tenuta a olio o grasso. Il loro tasso di perdita è di circa 10-9 mbar · l/s. Tuttavia, un caso speciale è la valvola gate del tipo oscillante. Nonostante la guarnizione ricoperta di grasso, il tasso di perdita tra il vuoto e l'atmosfera esterna è praticamente identico a quello delle valvole con tenuta a soffietti, poiché quando la valvola è in funzione l'albero esegue solo un movimento rotatorio in modo che nessuna molecola di gas venga trasferita all'ambiente sottovuoto.
Scelta della valvola in base alle considerazioni sulla pressione
Per pressioni di esercizio fino a 10 -7 mbar, le valvole di tipo standard sono sufficienti poiché le guarnizioni e i materiali del corpo sono tali che la permeazione e il degasaggio non sono significativi per il processo effettivo. Se si richiedono pressioni fino a 10-9 mbar, è solitamente necessario un riscaldamento fino a 200 °C (392 °F), che richiede materiali di tenuta termoresistenti (ad es. VITILANh) e materiali con elevata resistenza meccanica, con superfici (interne) preparate e basso tasso di degasaggio. Queste valvole sono generalmente realizzate in acciaio inossidabile. I collegamenti flangiati sono sigillati con guarnizioni in alluminio, per evitare i problemi di permeazione delle guarnizioni in elastomero. Nella gamma UHV, questi problemi sono di particolare importanza, pertanto è necessario utilizzare soprattutto guarnizioni metalliche. Le molecole di gas legate alla superficie dei materiali hanno, a pressioni inferiori a 10-9 mbar, un'influenza notevole. Questi gas possono essere pompati via entro un periodo di tempo ragionevole solo tramite degasaggio simultaneo. Le temperature di degasaggio fino a 500 °C (932 °F) richieste negli impianti UHV impongono requisiti speciali sui materiali di tenuta e sull'intera geometria della tenuta. Utilizzare guarnizioni in oro o rame.
Scelta della valvola in base all'applicazione sottovuoto
Le diverse applicazioni richiedono valvole con azionamenti differenti, ovvero valvole azionate manualmente, ad azionamento elettro-pneumatico o magnetico e azionate a motore, come le valvole a perdita variabile. La varietà è ulteriormente ampliata dai vari design dell'alloggiamento. Oltre ai vari materiali utilizzati, sono necessarie valvole ad angolo retto e diritte. A seconda della larghezza nominale e dell'applicazione prevista, le flange montate sulle valvole possono essere piccole (KF), a morsetto (ISO-K), imbullonate (ISO-F) o UHV (CF).
Oltre alle valvole per vuoto, che svolgono esclusivamente una funzione di isolamento (posizione completamente aperta - completamente chiusa), sono necessarie valvole speciali per funzioni speciali. Normalmente si tratta di valvole a perdita variabile che coprono l'intervallo di perdita da 10-10 cm3/s (NTP) a 1,6 · 103 cm3/s (NTP). Queste valvole sono solitamente azionate da un motore e sono adatte per il controllo a distanza e, quando collegate a un manometro, è possibile impostare e mantenere le pressioni richieste dal processo. Altre valvole speciali svolgono funzioni di sicurezza, come l'arresto rapido e automatico delle pompe a diffusione o degli impianti per vuoto in caso di interruzione dell'alimentazione. A questo gruppo appartengono, ad esempio, le valvole SECUVAC. In caso di interruzione dell'alimentazione elettrica, l'impianto per vuoto viene arrestato dal sistema di pompaggio e viene sfiatato il sistema di pre-vuoto. L'impianto per vuoto viene attivato solo dopo aver raggiunto una determinata pressione minima (circa 200 mbar) una volta ripristinata l'alimentazione.
Quando è necessario pompare gas o vapori aggressivi, solitamente vengono utilizzate valvole in acciaio inossidabile sigillate con sigillante VITILAN®. Per la tecnologia nucleare, sono state sviluppate valvole sigillate con speciali guarnizioni in elastomero o metallo. Per ulteriori informazioni su applicazioni specifiche, contattaci. Saremo lieti di fornirti ulteriori informazioni sulla progettazione per la tua area di applicazione.
Fondamenti della tecnologia del vuoto
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Riferimenti
- Simboli del vuoto
- Glossario delle unità
- Riferimenti e fonti
Simboli del vuoto
Glossario dei simboli comunemente utilizzati negli schemi della tecnologia del vuoto come rappresentazione visiva dei tipi di pompe e delle parti dei sistemi di pompaggio
Glossario delle unità
Panoramica delle unità di misura utilizzate nella tecnologia del vuoto e dell'importanza dei simboli, nonché degli equivalenti moderni delle unità storiche
Riferimenti e fonti
Riferimenti, fonti e ulteriori letture riguardanti la i fondamenti della tecnologia del vuoto
