超高真空管件：法兰有什么用途？

什么是真空法兰？

法兰连接组件。例如，法兰用于将镜头连接到相机或连接墙上的管道。在真空系统中，法兰是连接真空室、真空泵泵和管道的配件。

虽然法兰设计用于将系统部件固定到位，但它们也允许组装和拆卸系统。这对于需要定期重新布置系统或安装额外部件的真空实验来说是一个好处。在维护、清洁和监控系统时，拆卸真空组件的能力特别有用。虽然一致的维护有助于减少系统停机时间，但它也是在高真空和超高真空条件下工作的关键规则之一。

有不同的法兰类型吗？

有多种法兰标准、尺寸和连接机制，每种类型都适用于不同的真空状态。但是，由于不同的制造商使用自己的命名方案来识别他们的法兰，因此寻找合适的法兰变得复杂。幸运的是，了解不同的标准将帮助您了解这些制造商命名差异。我们在下面打开不同的法兰标准：

KF/QF 法兰

Klein Flansche (KF) 或 Quick Flange (QF) 真空法兰是 ISO 标准快速释放法兰。这些法兰也可以称为 NW 或 DN 法兰。

KF 法兰被 ISO、DIN 和 Pneurop 采用，具有倒角后表面，与弹性 O 形圈相对。KF 法兰采用圆形夹具和金属定心环封闭并连接，可将物体固定到位。KF 范围还由其直径尺寸定义，范围从 10 毫米到 50 毫米。10、20 和 32mm 的 KF 法兰尺寸并不常见，因为它们是 Renard 编号。

提供多功能性，这些法兰可以与 KF 标准内的其他尺寸共享夹具。这使得不同尺寸的 KF 法兰与相同的夹具和使用适配器连接成为可能。

ISO法兰

ISO 大法兰标准也称为 LF、LFB 或 MF。ISO 标准使用弹性 O 形圈和定心环和夹具。ISO 法兰具有额外的弹簧加载圆形夹具，可在安装过程中将较大的 O 形圈固定到位。ISO 法兰比 KF 法兰大，支持 63 毫米至 500 毫米的管径。

ISO法兰有两种主要类型。第一个称为 ISO-K 或 ISO LF，它具有利用凹槽的双爪夹。第二种类型的 ISO-F 或 ISO LFB 使用孔和螺栓来固定连接。但是这两种 ISO 类型都可以使用 ISO-K 侧的单爪夹和 ISO-F 侧的螺栓连接。

CF 法兰

CF 或 Conflat（“ConFlat”）法兰用于超高真空密封，它们在欧洲和亚洲的尺寸为 10 毫米至 250 毫米。在北美，CF 法兰的尺寸以英寸为单位，范围从 1 英寸到 16.5 英寸。

CF 法兰使用无氧、高导热铜垫圈和刀口法兰来形成气密密封。这种金属对金属密封比其他类型的密封强得多，因为金属垫圈会在法兰的切削刃周围变形。这提供了低至 10 -13 mbar 的工作范围。

为了保护刀刃，CF 法兰将其凹入每侧的凹槽中。这将垫圈固定到位，并有助于在连接时对齐两个法兰。这也减少了垫片在运行中的膨胀，使用合适的垫片材料可以实现高达 450 摄氏度的温度。CF 法兰具有可互换的优点，特别是因为它们没有母头或公头方向。  

快速 CF 法兰

Quick CF，也称为 QCF 法兰，将 CF 的刀口安装原理与易于夹紧的链条相结合。该接头非常适合在超高真空环境中固定泵。QCF 法兰和附件可以以更快的速度组装，而不是 CF 复杂的连接过程。与 CF 法兰相比，快速 CF 法兰更小且更易于使用，并且 QCF 组件可以通过使用适配器连接到任何真空系统。这使它们成为用途广泛的真空法兰。

Wheeler 和 ASA 法兰

Wheeler 法兰是大型线密封法兰，在较大的真空室中很常见。

由于组织名称变更，美国标准协会 (ASA) 法兰也称为美国国家标准协会 (ANSI) 法兰。虽然它们是相同的法兰，但 ANSI 标准通过内径测量法兰尺寸——范围从 1 英寸到 10 英寸。相反，ASA 标准测量法兰的外径，范围从 4.25 英寸到 16 英寸。

为什么垫片对法兰操作至关重要

没有正确的垫圈，任何法兰都无法正常工作。这些垫圈确保法兰在连接后保持真空密封。真空垫圈通常由聚四氟乙烯、硅橡胶、氟橡胶或丁纳橡胶制成。垫圈通过定心环、凹槽或通过单独的金属环固定在适当位置。

当需要超高真空时，橡胶垫圈被软金属垫圈代替，该垫圈通过刀口固定连接法兰。在 CF 法兰中，这种金属垫片是铜，尽管其他金属垫片可以由金或铟制成。

了解有关真空系统的更多信息

在这篇文章中，我们强调了法兰在连接真空系统中所起的关键作用。但是，关于真空技术，总是有更多的东西需要学习。