术语表

本术语表从真空阀技术领域的角度出发,针对本目录中使用的一些专业术语和商标作出解释。

ASA/ASA-LP 法兰 

ASA 法兰最初是为高压应用开发的,后又用于真空技术。与其他真空法兰相比,ASA 法兰的安装孔与公称直径 (DN) 之间的距离较大。

ASA-LP(ASA 大端口)法兰是公称直径较大的 ASA 法兰,其外径 (OD) 和安装孔与 ASA 法兰的相同。ASA-LP 法兰的公称直径范围为 2½" 至 12"。

示例:
  ASA 6" 的公称直径为 6"
ASA-LP 6" 的公称直径为 8"

波纹管

波纹管用于密封驱动轴。VAT 阀门仅使用成型和焊接金属波纹管。这种密封技术具有以下优点:

  • 驱动过程中泄漏率低
  • 不含润滑剂
  • 可烘烤

 

保护环

闸阀打开时,保护环连接了法兰之间的开口。对于气流而言,打开位置时的阀门看起来就像一根管子,即内径没有变化。

保护环可提升气流量,减少阀门内部受到的污染,保护闸封免受热辐射(例如,闸阀用作高温物质锁具的情况下)。附加气体吹扫有助于完善保护阀门内部。

 

步进电机

步进电机非常适合精确定位,因此经常用作控制阀的驱动器。

 

波导管

阀门在打开位置时位于法兰之间的管子。管子两端与法兰之间仅留有很小的间隙。因此,阀门在打开位置时的射频电阻会大幅降低。

DN 

参阅“公称内径”。

 

丁腈橡胶

丁腈橡胶 (NBR),是一种用于制作垫片的弹性体材料。

 

打开方向 

打开方向指阀板在打开过程中从阀座收回的方向。

 

挡板

挡板可在极短时间内降低整体的流导,将泄漏转为轻微(非真空密封)。这可以防止大气倒灌产生的冲击波向外扩散。挡板可与全金属系统兼容。

FFKM 

参阅“全氟弹性体”。

 

FKM 

参阅“氟弹性体”。

 

FlapVAT 

作为 SolVAT 传输阀的低成本替代品,FlapVAT 传输阀适用于开口高度达 100 mm 的应用。此阀门采用翻版阀技术。与其他翻版阀相比,FlapVAT 传输阀具有较长的密封使用寿命,且可机械锁定在关闭位置。此传输阀还提供“双向耐压差”版本。

功能:
安装有机构的转轴由气动执行机构驱动旋转。根据轴的旋转方向,机构会将阀板移至打开位置或关闭位置。

 

FLEX VATRING 

这种动态全金属密封系统能够实现持续的密封和闭合力。并且能够以相当低的轴向力实现高密封力。密封采用不锈钢制成,只会发生弹性变形。FLEX VATRING 系统适合极端超高真空应用。它可以在开启和关闭位置烘烤至 300°C,如果在清洁条件下操作,其寿命可达 > 1000 次循环。

FLEX VATRING

 

氟弹性体 

氟弹性体(FKM(氟橡胶)或 FPM(含氟聚合物))是一种具有高抗化学性的弹性体。不同制造商生产的氟弹性体在抗化学性、耐高温性、机械性能和清洁度方面略有不同。

 

FPD

平板显示器的简称,指用于电视机或电脑等的屏幕。

 

放气率 

放气率(单位为 mbar Is-1)是以下途径产生的所有气量总和:

  • 解吸
  • 扩散
  • 渗透
  • 空隙和缝隙的放气
  • 表层分解

低放气率对于高效抽空和低底压至关重要。在阀门制造过程中,可通过以下方法实现低放气率:

  • 使用解吸率、扩散率和渗透率尽可能低的材料
  • 避免出现缝隙和不排空的空隙

 

阀组 

由一个主阀和一个或多个随动阀组成的阀门网络。主阀由主机系统控制,而随动阀则跟随主阀运动。

 

阀座侧(A 标记侧)

尺寸图中用符号  valve-seat-side-triangle-sign-2.png 标记闸封侧。每个 VAT 阀门在阀座侧法兰上都印有一个三角形  Valve seat side triangle sign 标记。三角形的尖端指向阀座。该信息在处理压差时非常重要(参阅“压差”部分)。

Valve seat side

阀门上的标记

关闭方向 

关闭方向指阀板在关闭过程中靠近阀座的方向。

 

关闭/打开时间

从电磁阀电压切换到阀板到达完全关闭(真空密封)/完全打开位置所需时间。

本目录中显示的数据为典型值。这些数据受多种因素影响,包括压缩空气压力、阀门的安装位置、压缩空气管路的横截面积和长度,以及测量方法和测量系统。

对于快速关闭系统,使用术语«总关闭时间»。该术语指的是从触发传感器(不包括传感器响应时间)到阀板到达完全关闭位置所需时间。

 

Gray (Gy) 

SI 制(国际单位制)中的能量剂量单位。能量剂量指每单位质量受照物质所吸收的辐射能量。

1 Gy = 1 J/kg = 100 rad

 

高纯度 

高纯度是对洁净度规范的统称,符合客户对粒子、有机物和无机物的最高要求。高纯度工艺涵盖了从零部件的生产和清洁到产品组装和包装的整个制造过程。

 

公称内径 (DN) 

法兰的尺寸标识。公称内径(DN) 不一定总是与法兰或管子的最小直径一致。

 

硅胶

在与垫片相关的内容中,指硅橡胶。

焊接颈(焊接管件)

阀门可以用焊接颈替代法兰配置。这种采用焊接颈的阀门可以直接焊接到管子,或是客户自行连接特定法兰。在焊接或连接过程中,注意不要让阀门变形或受到污染。

解吸 

从真空容器内表面解吸物理或化学结合的气体,这是“扩散”和“渗透”过程的最后一步。

在阀门制造中,可通过以下方法实现较低解吸率:

  • 材料选择
  • 表面处理
  • 清洁
  • 对阀门进行真空烘烤,如有特殊要求,可交付带盲板法兰的阀门

 

金属材料

仅采用符合适用国际质量标准的金属材料。对于钢材,适用 EN 10088 标准或相应 ASTM 规范的要求。对于铝材,应遵循 EN 485 和 EN 573 标准。对于所有其他金属材料,类似地适用相应的法规和标准。 

流导

部件(阀门、管子、隔膜)中通过的气流量取决于部件的压差。气流量与压差成正比,这一比例常数即为流导。

q = L · Δp (mbar ls-1)
q … 气流量 (mbar ls-1)
L … 流导 (ls-1)
Δp … 压差 (mbar)

高真空中存在分子流。在该情况下,流导仅取决于部件的尺寸。

当VAT阀门开启时,其内径在每个位置都等于或大于相应的管径。因此,VAT 阀门的流导大致等于具有相同配置、直径和长度的管子的流导。

本目录中列出的分子流流导是通过长管公式计算得出。这一公式适用于安装在相同直径管子中的阀门。

闸阀的计算公式:Lv = 12.2 × D3/l

角阀的计算公式:Lv = 12.2 × D3/(2 × e + 0.7 × D)

矩形阀的近似公式:
Lv = 40 × a2 × b2 / ((a + b) × l)
a … 狭缝长度 (cm)
b … 狭缝宽度 (cm)
D … 阀门内径 (cm)
e … 转角与法兰间距离 (cm)
(尺寸图中的尺寸 A)
(0.7 D 指用于 90° 弯曲的修正系数)
I … 阀门的法兰面间距离 (cm)
Lv … 分子流流导 (ls-1)

 

L-motion 

L-motion 技术是指通过机械方式触发真正的 L 型结构来驱动阀板,此技术采用专利阀板/轴连接,可实现均匀的密封压缩。

 

L-VAT 

专为腐蚀性半导体工艺应用而设计。这种 L 型运动传输阀采用硫化或 O 型圈闸封,并以机械方式确保 L 型运动顺利进行。L-VAT 配备非常可靠的单轴驱动器和波纹管密封馈通件,维护快速简单。

 

粒子

阀门中的粒子主要是由阀门组件之间的摩擦产生。VAT 开发了各种检测设备来检测粒子。检测工作在 VAT 内部实验室进行。通过检测,VAT 可以深入了解阀门的粒子排放情况,对阀门组件的质量作出相应改进。

根据阀门的应用领域,粒子排放情况可通过光学测量装置(用于检测粒径大于 300 nm 的粒子)或差分迁移率分析仪(用于检测粒径大于 10 nm 的粒子)进行检测。

VAT 粒子检测台可检测粒径大于 10 nm 的粒子

Particle test equipment

 

硫化密封 

用作超高真空阀门和 MONOVAT 系统(如 01、02、03、04、05、10.8、15、20 系列)的动态密封。

Vulcanized seal

与 O 型密封圈相比,硫化密封具有以下优点:

  • 操作可靠性更高:密封不会因粘连或压差而被拉出凹槽。
  • 易于维护:无需密封槽,密封固定在阀板上,密封区域的平面可以轻松清洁。
  • 真空性能更好:只有一条密封线,没有会导致放气的空隙,也没有隐藏的杂质。

硫化密封可由氟橡胶、全氟弹性体、全氟弹性体、硅胶或三元乙丙橡胶 (EPDM) 制成。放气率、渗透性和耐烘烤性与精选优质 O 型圈相当。
 

脉冲驱动 

大多数气动 VAT 阀门可选配脉冲电磁阀。阀门只需一次持续时间超过 50 ms 的短的电脉冲,就可实现驱动。脉冲电磁阀在两次驱动之间不通电(但也可保持欠压)。这样可确保阀门位置在断电时不会发生变化。

 

MONOVAT

由 VAT 研发并获得专利的密封配置,用于弹性体密封闸阀和传输阀,可实现无冲击、几乎无粒子的驱动,且拥有极长的使用寿命。

MONOVAT

 

密封阀门 

Seal valves

  1. 驱动器馈通件
  2. 阀座密封
  3. 闸封
  4. 法兰密封

有些阀门在阀座法兰和驱动器组件之间也有一个密封。这种密封使用的材料与阀座密封材料相同。
 

O 型密封圈 

O 型密封圈由性能类似于橡胶的材料制成,安装在凹槽中。O 型密封圈会在压缩作用下被压入凹槽中。密封槽和 O 型圈之间会留有小空隙。

O-ring seal

另请参阅“硫化密封”。

PEEK 

聚醚醚酮的简称,这是一种耐高温的热塑性塑料。

 

PFA

Teflon® 有三种类型:聚四氟乙烯 (PTFE)、氟化乙烯离聚物 (FEP) 和全氟烷氧基烷烃 (PFA)。在本目录中,Teflon® 仅用于指代 Teflon PTFE。

PFA 具有类似于 PTFE 的高抗化学性,但机械稳定性和硬度比 PTFE 更高,通常用于制造抗化学性极强的垫片。

 

POM

聚甲醛的简称,是一种热塑性材料。

 

PV

光伏技术的简称,指将阳光转化为电能的技术。

全金属阀门 

静态密封和阀座密封均由金属制成。此类阀门不含润滑剂,也未使用任何弹性体或塑性体,所以放气率非常低,而且可在较高温度下烘烤。因此,此类阀门适合极端超高真空应用。此类阀门采用特殊的驱动器,与弹性体密封阀相比,具有更高的抗辐射性 (108 Gy)。

 

气体吹扫 

直接将附加气流导入阀门。低超压可大幅减少气体渗入阀门内部,从而保护阀门机构和密封免受污染。

气体吹扫只有在与保护环结合使用时才有效。保护环可最大限度地减少气体渗入,降低对工艺的影响。气体的种类和气流量取决于具体工艺。通常,气体吹扫量约占工艺气流量的 5%。

17 系列阀门配有气体吹扫端口。

 

全氟弹性体

全氟弹性体(FFKM(全氟橡胶)或 FFPM(全氟聚合物))是完全氟化的无氢氟橡胶,抗化学性甚至高于氟橡胶。

 

气动驱动器 

VAT 阀门可根据定制采用各种不同类型的压缩空气气缸和电磁阀。即使是非机械锁定阀门,在压缩空气入口处安装止回阀,可以在压缩空气失效时将阀门位置保持一段时间。

热区 

辐射水平和温度(局部)升高的区域。辐射水平高于常用材料在预期使用时间内所能承受的范围。

阀门的抗辐射性通常介于 103 和 106 Gy 之间,具体取决于所使用的密封材料。驱动器通常可承受 101 至 105 Gy 之间的辐射。

只有配备特殊驱动器的全金属阀门才能承受更高的辐射水平。
 

首次维护前的循环次数
在清洁工作状态下,阀门无需任何维护即可安全操作的循环次数(打开 – 关闭 – 打开)。完成所需维护后,阀门又可运行规定的循环次数。工艺引起的污染和温度升高可能会缩短维护间隔时间。

 

使用寿命

在常温清洁工作状态下,阀门无需任何维护即可安全操作的循环次数(打开 - 关闭 - 打开)。

 

锁定

如果在闭合力失效时密封力仍保持不变,则阀门机构会被机械锁定。通常是一个接头越过中心位置来实现锁定。

 

渗透(气体渗透性)

渗透是一个多阶段过程。吸附在材料外壁的气体会溶于材料,在材料中扩散,最后从内壁解吸而出。在真空技术使用的温度下,对于不锈钢,渗透进入的气流量可以忽略不计。但对于弹性体和塑料垫片,必须将这些气流量考虑在内。

对于氟橡胶,在室温下长时间使用后,其渗透率“P”大约为以下数值:
He P = 10 × 10-8 cm2 s-1
O2 P = 1 × 10-8 cm2 s-1
N2 P = 0.6 × 10-8 cm2 s-1

对于面积为“A”(cm2)、平均扩散长度为“I”(cm) 的阀体,在压差为 “Δp”(mbar) 下,渗透引起的气流量“Q”约为以下数值:
Q = P × A/I × Δp (mbar ls-1)

在大气压下,相关气体的分压“p”为:
He p = 5.0 × 10-3 mbar
O2 p = 2.1 × 102 mbar
N2 p = 7.8 × 102 mbar

对于充分脱气的 O 型圈,空气中的氮气和氧气渗透进入氟橡胶是导致放气的主要原因。

在氦气泄漏检测试验(试验时间因垫片而异)中,氦气流渗透情况可以反映是否存在大量泄漏。

 

塑性体

指主要用于可塑性变形垫片的材料(如 PFA、Tenic®)。

 

射频触点 

射频触点可确保打开位置时的阀门射频电阻较小。阀门在打开位置时,两个连接法兰之间有一个金属环(具有束流管的几何形状),确保两个法兰之间直接导电连接。

 

SFV

对称流量阀的简称。此类阀门采用的设计概念为:在压力控制过程中,工艺气体围绕阀板对称流动。

 

SolVAT 

一种专为太阳能模块生产而开发的阀门,配备有 VAT 发明的特殊锁定系统。此阀门可通过带有 O 型密封圈的阀板实现密封关闭。SolVAT 阀门采用模块化设计,可轻松根据所需的基板尺寸进行调整。此阀门对腐蚀性介质和高温的抗性非常高,有多种材料和材料组合的版本。

通信接口

DeviceNet:DeviceNet® 是一种数字网络,用于工业控制器和 I/O 设备之间的通信。该接口基于 CAN 标准(控制器局域网)。DeviceNet® 最初由 Allen Bradley 开发,现在由非营利组织 DeviceNet Vendors Association (ODVA) 监管。

CC-Link:CC-Link(控制与通信链路系统)是一组开放式工业网络,用于传输控制数据和信息。该通信技术在亚洲广泛应用,最初是由三菱电机开发,用作其企业内部网络。后因对其需求不断增长,CC-Link 发展成了开放网络。

EtherCAT:EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一种基于以太网的现场总线,由 Beckoff Automation 开发。EtherCAT 的主要作用在于缩短循环周期和降低抖动率(运行时间偏差),因此该接口适用于要求较短数据更新周期的自动化应用。

以太网:以太网是一种计算机网络技术,通常用于连接局域网 (LAN),以及广域网 (WAN) 等更大的网络,在网络设备之间交换预定义的数据包进行通信。

Logic:Logic 是一种简单的通信接口,通过这种接口,用户可以使用简单的数字和模拟信号与设备通信。VAT 控制器中使用的逻辑 (Logic) 接口支持多个数字和模拟输入,用于控制连接的设备。还可以使用其他数字和模拟输出来查询状态。每个输入和输出都有各自的指定功能。

Profibus:Profibus(过程现场总线)是一种国际现场总线标准,用于自动化技术领域的通信。该标准由 21 家公司共同开发,并得到 BMBF(德国教育与研究部)的推广。Profibus 适用于实时应用和复杂的通信任务。

RS232:RS232 是一种广泛应用的串行数据通信标准。该标准于 20 世纪 60 年代初由 EIA(电子工业协会)开发。由于 RS232 接口易于实现,完全可以胜任简单的任务,因此至今仍在工业设施中广泛使用。

RS485:RS485 接口,又称 EIA-485,是一种用于串行通信系统的工业通信标准。该标准使用差分平衡线路进行数据传输,可以减少干扰影响,从而实现更高的时钟频率和更远的传输距离。RS485 接口仍在工业自动化领域广泛使用。

 

弹性体

弹性体是一种性能类似于橡胶的材料。这类材料非常适合用于制作垫片,如 FKM。

 

Tenic®

填充了镍粉的 Teflon® (PTFE),在化工行业中用作密封材料。

VATLOCK 

VAT 公司开发的闸阀机构(例如,用于 10、11、12、14 系列)。

VATLOCK 系统可以将闸阀机械锁定在关闭位置,

而在打开位置时,机构不会锁定。叶片弹簧配合球形保持器扣紧阀板和背板。滚珠对置于限位槽内。

为关闭阀门,该机构前移至闭合位置。

一旦叶片弹簧挡块触碰阀体,阀门即开始锁紧动作。球形保持器将滚珠对推出限位槽。阀门阀板和背板分开。阀板密封圈被无摩擦地贴向密封面。滚珠对的排列确保了密封力度可通过阀板任意一侧上的真空相应增大。

打开时,呈倒序移动。

VATLOCK

 

VATRING 

这种动态全金属密封系统能够实现持续的密封和闭合力。并且能够分别以相当低的闭合力和轴向力实现高密封力。密封采用不锈钢制成,只会发生弹性变形。VATRING 系统适合极端超高真空应用。在打开和关闭位置可以分别烘烤至 450℃ 和 350℃,在清洁工作状态下,使用寿命超过 10 万次循环。

VATRING

 

VATSEAL 

这种金属法兰密封由 VAT 研发并获得专利,只需要平行的法兰以及精心准备的平坦密封面。

 

VATTERFLY

VATTERFLY 阀门乍一看很容易被误认为蝶阀,但其实是绕轴旋转的板阀。很多时候,这种设计紧凑、经济实惠的阀门可以用来替代闸阀。在 VATTERFLY 阀门中,闸板会先摆动到关闭位置,而且过程中不和闸封产生任何摩擦,然后阀板会绕轴旋转,实现真空密封关闭和锁定。密封过程与闸阀的类似。

20.3/20.4 系列的 VATTERFLY 阀门配有旋转式馈通件。

VATTERFLY

无油(干式)

真空领域所用的润滑剂是氟基真空润滑脂。通常不会将固体润滑剂和金属薄膜视作润滑剂。

无润滑剂(干式)是指真空环境下的摩擦问题得到解决,同时不会向真空中释放任何碳氢化合物或硅蒸气。

循环

阀门的打开 – 关闭 – 打开运动。

 

泄漏率

通过密封装置或阀体泄漏的氦气流量,单位为 mbar Is-1 。在测量过程中,氦气分压差约为 1000 mbar。测试时间(通常为 1 分钟)内氦气流量的上升比例即为泄漏率。测试时间取决于氦气在垫片中的渗透率以及系统的真空时间常数。

 

旋转式馈通件 

旋转式馈通件是一种将旋转或绕轴旋转运动传递到阀门内部的元件。VAT 的旋转式馈通件采用弹性体密封,使用氟基真空润滑脂进行润滑。与相同直径的轴馈通件相比,它携带进入阀门内部的气体要少得多。

旋转式馈通件使用寿命长,零部件(不含波纹管)成本低,因此运行成本远远低于波纹管馈通件。

 

楔形密封系统

VAT 为 09 系列闸阀开发的密封系统。

此系统配备一个楔形闸板(压在阀体内的相应阀座上),非常结实耐用。O 型圈的压缩通过 PEEK 滑动元件控制,这使得即使经历多次高达 1 bar 的压差开度,仍能保持良好的泄漏率与相应的使用寿命。此外,滑动元件还能防止金属与金属之间的动态接触,减少粒子的产生。这也许对于敏感应用至关重要。

 

XL-VAT 

使用 O 型圈闸封的 L 型运动传输阀,主要为生产平板屏幕而研发。XL-VAT 阀门采用模块化设计,可轻松根据所需的基板尺寸进行调整。所需的锁定压力可通过控制装置进行调整,以防止阀板 O 型圈过度受力。此外,XL-VAT 阀门还易于维护。