“ConFlat” 法兰是一种可拆卸的,能承受高温烘烤的金属静密封法兰,通常用于高真空和超高真空设备。 “ConFlat” 是瓦里安科技(现安捷伦科技)的注册商标,因此其他厂家通常称其为 CF 法兰。
ConFlat 法兰的历史
CF(ConFlat)法兰的密封通过两个带有刀口的法兰和一片放置于其间的柔性垫片来实现。当螺栓拧紧时,法兰的刀口切入较软的垫片,垫片的变形填补法兰刀口的微小缺陷,提供极佳的密封。
法兰的刃口处于法兰平面下方的凹槽中。除了保护刀刃外,凹槽还有助于垫圈的定位,在垫片受压变形时,还可以起到限制垫圈位置和辅助密封的作用。
由于 ConFlat 的标准已被真空设备行业普遍采用,信誉良好的不同厂家所生产的 (外径相同的)ConFlat 法兰是可以互相配合以及可互换的。然而,不同的区域,对法兰规格的表述是不一样的:在北美,法兰规格一般由法兰外径(以英寸为单位)表示,如CF 8"、8" CF,而在欧洲和亚洲,通常由所配合的管子的通径(以毫米为单位)来表示,如 CF100、NW63CF。
典型的 ConFlat 法兰材料有奥氏体不锈钢 304L、316L、316LN 和表面硬化铝合金等;密封垫片可以采用多种材料,垫片的材料决定了接头的最高耐温,并在一定程度上决定了所能达到的极限压力:
无氧铜垫片 可以用于1E-13mbar以下的超高真空,耐受 -196° C 到 450°C 之间的温度循环。然而,在高温烘烤时,垫片暴露在空气中的部分会氧化形成一层氧化膜,在法兰拆卸过程中,氧化膜可能会剥落到腔室中。对于需要频繁长期高温烘烤的系统,建议使用镀银合金垫片。
镀银垫片 可以达到和无氧铜垫片相同的真空度,耐受同样的温度,但是烘烤时不容易被氧化或者与法兰粘连,在真空下的放气率也更低。
铝制垫片 铝制的 CF 法兰必须使用铝制垫片——而不是铜制的。但是,如果烘烤温度限制在 200°C 以下,铝垫片可用于不锈钢 CF 法兰。
氟橡胶(FKM/Viton)、聚四氟乙烯(PTFE/Teflon)等非金属材质的垫片 由于垫片材料本身的物理性质限制,非金属垫片的无法耐受特别高温度的烘烤,而且由于非金属材料具有更高的放气率和渗透率,所以使用非金属垫片时很难获得非常高的真空度。
ConFlat 法兰有四种型式:
固定法兰:一体式设计,法兰上面孔的位置是固定的。
可旋转法兰(活套法兰):由内法兰和外法兰两部分组成,刀口位于内环上,带孔的外法兰能够围绕内法兰旋转。
固定法兰和可旋转法兰又都可以选择通孔或螺纹孔。
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