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どのバルブが必要ですか? 

必要な真空アプリケーションに基づいてバルブを選択する方法

真空技術では、多くの場合プラントで多数必要とされているバルブの機能と信頼性に大きな要求を課されます。要求は、建設方法、操作方法、サイズに応じて、それぞれのアプリケーションに適切な遮断装置が設定されている場合にのみ満たされます。また、真空プラントの建設と運用においては、フローコンダクタンスやバルブの気密性などの要因が非常に重要です。 

バルブの構造

バルブは排気速度を抑制しないように構成されています。したがって、完全に開くと、低真空領域および中真空領域のコンダクタンスは、対応するチューブコンポーネントのコンダクタンスと等しくなります。例えば、直角バルブのコンダクタンスは、同じ公称内径と角度の曲がったチューブのコンダクタンスと等しくなります。同様に、分子流(高真空および超高真空領域)のバルブのコンダクタンスも非常に高く、大きなスロットルは発生しません。各種コンポーネントのコンダクタンスの実際の値はカタログに記載されています。

厳しい気密性要求を満たすために、高品質の真空バルブは、バルブシャフト表面に付着したガス分子が動作中に外気から真空に移動しないように設計されています。そのため、このようなバルブには、バルブシャフトを大気から分離するための金属製ベローズが装備されているか、または完全にカプセル化されています。つまり、大気と真空の間には静的シールのみが存在します。このグループは、手動または電空式(図2.80)および(図2.79)で作動するライボルトのすべての中真空および高真空バルブで構成されています。これらのバルブのリークレートは10-9 mbar・l/s未満です。  

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

図2.79ソレノイドアクチュエーター付き直角真空バルブ

 
 
  1. ケーシング
  2. バルブディスク
  3. 圧縮バネ
  4. ソレノイドコイル
Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

図2.80電空アクチュエーター付き直角真空バルブ

  1. ケーシング
  2. バルブディスク
  3. ベローズ
  4. 圧縮空気の供給
  5. ピストン

オイルシールバルブの使用

 オイルまたはグリースで密封されたバルブは、厳しい要求にも使用できます。また、リークレートも約10-9 mbar・l/sです。ただし、特殊なケースは振子型のゲートバルブです。グリースで覆われたシールにもかかわらず、真空と外部大気のリークレートは、バルブが作動しているときにシャフトが回転運動のみを行い、真空にガス分子が移動しないため、ベローズシールバルブと実質的に同じです。 

圧力を考慮したバルブの選択 

10-7 mbarまでの運転圧力では、標準設計のバルブで十分です。これは、シールとハウジングの材質は、透過とガス放出が実際のプロセスにとって重要でないためです。10-9 mbarまでの圧力が必要な場合は、通常200℃(392℉)までのベーキングが必要です。これには耐熱シーリング材(例:VITILANh)と、機械的強度が高く、(内側)表面が整えられ、ガス放出の少ない材料が必要となります。このようなバルブは通常ステンレス鋼製です。フランジ接続部はアルミニウムガスケットでシールされているため、エラストマーシールの浸透の問題を回避できます。UHV範囲では、これらの問題は特に重要であるため、主に金属製シールを使用する必要があります。材料の表面に結合されたガス分子は、10-9 mbar未満の圧力で非常に大きな影響を与えます。これらは、同時に脱ガスすることによって、妥当な時間内にのみ排気できます。UHVシステムで必要とされる最大500℃(932℉)の脱ガス温度は、シーリング材およびシーリング形状全体に特別な要件をもたらします。金または銅製のガスケットを使用する必要があります。 

真空アプリケーションに応じたバルブの選択

さまざまなアプリケーションには、さまざまな駆動装置を備えたバルブ、つまり手動で作動するバルブ、電空、または磁気で操作するバルブ、および可変リークバルブなどのモーター駆動のバルブが必要です。多様なハウジング設計により、多様性がさらに強化されています。使用する各種材料に加えて、直角およびストレートスルーバルブが必要です。バルブに取り付けられているフランジは、公称幅とアプリケーションに応じて、小型(KF)、クランプ(ISO-K)、ボルト締め(ISO-F)、またはUHV(CF)のいずれかになります。 

遮断機能(完全に開いた状態 – 完全に閉じた状態)のみを実行する真空バルブに加えて、特殊な機能には特別なバルブが必要です。一般的に、10-10 cm3/s(NTP)から1.6・103 cm3/s(NTP)までのリーク範囲をカバーする可変リークバルブです。これらのバルブは通常モーター駆動で、リモートコントロールに適しています。圧力ゲージに接続されている場合は、プロセス圧力を設定して維持できます。その他の特殊バルブは、停電時の拡散ポンプや真空システムの高速自動遮断などの安全機能を果たします。たとえば、SECUVACバルブはこのグループに属します。停電が発生した場合は、真空システムを排気システムから遮断し、フォアバキュームシステムを排気します。真空システムは、電源が回復した後、一定の最小圧力(約200 mbar)に達した後にのみ有効になります。 

刺激性ガスや蒸気を排出する必要がある場合は、ステンレス鋼製でVITILAN®シール材で密閉されたバルブが使用されます。原子力技術では、特殊なエラストマーまたは金属ガスケットで密封されたバルブが開発されています。特定のアプリケーションについて詳しくは、当社までお問い合わせください。お客様のアプリケーションに関する詳細な設計情報を提供いたします。

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