Vakuuma vārsts ir galvenā ierīce šķidruma regulēšanai vakuuma vidē, izmantojot precīzu blīvēšanu un piedziņas vadību. Tā darba mehānismu var iedalīt šādos kodolu moduļos:
1. Pamata darba mehānisms
Sadalījuma veikšana
Pieņemot visu metālu silfonu dinamisko zīmogu (tradicionālā iesaiņojuma vietā), silfons izplešas un saraujas, kad vārsta kāts pārvietojas, lai saglabātu vakuuma kameras hermētiskumu, un noplūdes ātrums ir mazāks vai vienāds ar 1 × 10⁻¹⁰ pa · m³/s.
Kad vārti ir aizvērti, tie veido molekulāro piemērotību ar spoguļa vārsta sēdekli (RA mazāks vai vienāds ar 0,2 μm) un sadarbojas ar vara sakausējuma blīvējuma gredzenu, lai uzlabotu kontakta blīvējuma efektu.
Drive Control
Manuāls tips: tārpu pārnesumu pārnesumkārba, silfoni tiek virzīti uz augšu un uz leju, pagriežot roku, un griezes moments ir mazāks vai vienāds ar 15n · m4.
Elektriskais tips: pakāpju motora piedziņa, 0,01 mm pozicionēšanas precizitāte, piemērota pusvadītāju vafeļu pārvades sistēmai.
Pneimatiskais tips: saspiestais gaiss virza cilindra virzuli, reakcijas laiks ir<1s, and it is used for emergency isolation of spacecraft vacuum chambers.
Sākuma līdzsvars
Vārsta korpuss ir aprīkots ar KF16 papildu gaisa ekstrakcijas portu. Pirms atvēršanas un aizvēršanas, lai līdzsvarotu spiediena starpību starp vārsta dobumu un sistēmu (ΔP ＜ 10Pa), lai novērstu gaisa plūsmas traucējumus, tiek izmantots neatkarīgs vakuuma sūknis.
2. Tipisks darba režīms
| Režīms | Operācijas process | Pieteikums |
|---|---|---|
| | Vārti pilnībā nospiež vārsta sēdekli, lai izveidotu dubultā blīvējumu (silfons + kontakta virsma) | Daļiņu paātrinātāja staru caurules izolācija |
| Plūsmas regulēšana | Vārsta plāksnes atvere tiek kontrolēta ar 10%-90%, un caur V formas droseļvārsta rievu tiek sasniegta lineārā plūsmas kontrole | Gāzes injekcija vakuuma pārklājuma procesam |
| Ātrs griezums | Pneimatiskais izpildmehānisms izraisa ārkārtas izslēgšanas procedūru, reakcijas laiku mazāks vai vienāds ar 0,3s | Kodolenerģijas saplūšanas ierīces noplūde ārkārtas situācijā |
| Spiediena uzturēšana | Saistīts ar vakuuma mērītāju, vārsta atvere tiek automātiski precīzi noregulēta, lai saglabātu noteiktu vakuuma pakāpi (± 0,5Pa) | Kosmosa vides simulācijas kamera |
3. Materiālu un procesa īpašības
Valve Body: 316l īpaši zema oglekļa nerūsējošā tērauda elektrolītiskā pulēšana, samazinot gāzes adsorbcijas virsmas laukumu par vairāk nekā 60%
Separot komponentus: Hastelloy C-276 Bellows (izturīgs pret 100 000 noguruma ciklu) + bez skābekļa vara blīvējuma gredzens (Vickers cietība HV80)
Surface apstrāde: blīvējuma virsmas jonu stieples titāna pārklājums (biezums 2μM), berzes koeficients samazināts līdz 0,08.
4. Lietojumprogrammu scenārija salīdzinājums
| Laukums | Vārsta tips | Vakuuma prasības | Īpašās vajadzības |
|---|---|---|---|
| Pusvadītāju ražošana | Elektriskais augsts vakuuma vārsts | Mazāks vai vienāds ar 1 × 10⁻⁷ PA | Izturīgs pret 150 grādu cepšanu, nulles daļiņu izdalīšanos |
| Kosmosa kuģu pārbaude | Pneimatiskais ātrais aizvēršanas vārsts | Mazāks vai vienāds ar 1 × 10⁻⁵ PA | Vibrācijas izturība (20-2000Hz) |
| Sinhrotrona starojuma avots | Vārtu vārsts ar šķidrumu | Mazāks vai vienāds ar 1 × 10⁻⁹ PA | Šķidrā slāpekļa dzesēšanas jaka (-196 grāds) |
| Kodolizlusēšanas ierīce | Radiācijas izturīgs izolācijas vārsts | Mazāks vai vienāds ar 1 × 10⁻⁴ PA | Neitronu apstarošanas pretestība (10¹⁹ n/cm²) |
5. Veiktspējas ierobežojuma parametri
Temperatūras diapazons: -269 grāds (šķidrā hēlija dzesēšanas tips) līdz 450 grādiem (augstas temperatūras sakausējuma tips)
Diametra diapazons: mikro vārsts φ6mm līdz lielam vakuuma kameras vārstam φ1200mm
Dzīves indekss: Bellow