উচ্চ-ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 0.01 mbar (10⁻⁵ বার) হিসাবে কম চাপের প্রয়োজন হয়, একটি PFA হিটার মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জে একটি একক O-রিং সিল প্রায়ই ইলাস্টোমারের মাধ্যমে প্রবেশের কারণে এবং ইন্টারফেসে মাইক্রো-লিকেজের কারণে অপর্যাপ্ত হয়৷ একটি মধ্যবর্তী ভ্যাকুয়াম পোর্ট (একটি "পাম্প করা" ডাবল সীল) সহ একটি ডাবল O-রিং সিলিং সিস্টেম ফুটো হওয়ার হার 10⁻³–10⁻⁴ mbar·L/s (একক সীল) থেকে 10⁻⁶–10⁻⁸ mbar·L/s পর্যন্ত কমাতে পারে, যা সবচেয়ে বেশি প্রক্রিয়ার জন্য গ্রহণযোগ্য{1}}। দুটি O{13}}রিং একটি সুরক্ষিত আয়তন তৈরি করে; প্রথম O-রিং অতিক্রম করে যে কোনো গ্যাস লিক হয়ে গেলে তা দ্বিতীয় O-রিং-এ পৌঁছানোর আগেই একটি ভ্যাকুয়াম পাম্প দ্বারা সরিয়ে ফেলা হয়। সর্বোচ্চ ভ্যাকুয়াম স্তরের জন্য (10⁻⁷ mbar এবং নীচে), একটি ধাতব-সিলড ফ্ল্যাঞ্জ (কনফ্ল্যাট শৈলী) প্রয়োজন৷ ডাবল O- রিং সিস্টেম সম্পূর্ণ নির্মূল নয় বরং একটি নাটকীয় হ্রাস। এটি মাঝারি থেকে উচ্চ ভ্যাকুয়ামের জন্য অত্যন্ত কার্যকর (10⁻³ থেকে 10⁻⁶ mbar)। PFA হিটারের জন্য, অতিরিক্ত জটিলতা তখনই যুক্তিযুক্ত হয় যখন প্রক্রিয়াটির জন্য 10⁻⁵ mbar·L/s এর নিচে লিক রেট প্রয়োজন।
ফুটো পথ এবং ডাবল সীল ফাংশন
একটি একক O-রিং সীল (ভিটন বা FFKM), তিনটি পথের মাধ্যমে ফুটো হয়: (1) ইলাস্টোমারের মাধ্যমে গ্যাসের প্রবেশ (10⁻⁵–10⁻⁷ mbar·L/s প্রতি সেমি সীল দৈর্ঘ্য), (2) মাইক্রো-চ্যানেলগুলি আন্তঃপ্রবাহ (10⁻⁴–10⁻³ mbar·L/s একটি 100 মিমি ফ্ল্যাঞ্জের জন্য), এবং (3) PFA-মেটাল ইন্টারফেস নিজেই (হিটার শীথ ফ্ল্যাঞ্জের মধ্য দিয়ে যায়)। একটি একক সীল সাধারণত 10⁻³–10⁻⁴ mbar·L/s - উচ্চ-শূন্যতার জন্য খুব বেশি।
একটি ডবল O-রিং সিস্টেম একটি দ্বিতীয় O-রিং এবং তাদের মধ্যে একটি ভ্যাকুয়াম পোর্ট যোগ করে। O- রিংগুলির মধ্যবর্তী স্থানটি একটি ছোট সহায়ক ভ্যাকুয়াম পাম্প দ্বারা খালি করা হয়। প্রথম O-রিং অতিক্রম করে যে গ্যাস লিক হয় তা অবিলম্বে পাম্প হয়ে যায়, দ্বিতীয় O-রিং-এ পৌঁছায় না। কার্যকরী লিক রেট এর পণ্য হয়ে যায়: (প্রথম সিলের লিক রেট) × (সেকেন্ড সিলের লিক রেট) / (পাম্পিং স্পিড)। অনুশীলনে, 10⁻⁶–10⁻⁸ mbar·L/s এর লিক হার অর্জনযোগ্য।
50 মিমি পিএফএ হিটার ফ্ল্যাঞ্জের জন্য লিক হারের তুলনা
| সীল কনফিগারেশন | উপকরণ | অর্জনযোগ্য লিক রেট (mbar·L/s) | উপযুক্ত ভ্যাকুয়াম স্তর | খরচ বৃদ্ধি (%) |
|---|---|---|---|---|
| একক O- রিং (কম্প্রেশন) | FKM | 10⁻³–10⁻⁴ | 1-10 এমবার (রুক্ষ ভ্যাকুয়াম) | 0% |
| একক ও-রিং (FFKM, কালরেজ) | FFKM | 10⁻⁴–10⁻⁵ | 0.1-1 mbar | +10% |
| খাঁজ সিলান্ট সহ একক O- রিং (ভ্যাকুয়াম গ্রীস) | FKM + গ্রীস | 10⁻⁵–10⁻⁶ | 0.01–0.1 mbar | +15% |
| ডাবল O-রিং (অ-পাম্পযুক্ত) | FKM + FKM | 10⁻⁴–10⁻⁵ | 0.1-1 mbar | +20% |
| ডাবল O- রিং (পাম্প করা, রুক্ষ পাম্প) | FKM + FKM | 10⁻⁶–10⁻⁷ | 10⁻⁵–10⁻⁴ mbar | +35% |
| ডাবল ও- রিং (পাম্প করা, টার্বো পাম্প) | FFKM + FFKM | 10⁻⁸–10⁻⁹ | 10⁻⁷–10⁻⁶ mbar | +50% |
| ধাতব সীল (কনফ্ল্যাট, কপার গ্যাসকেট) | তামা বা অ্যালুমিনিয়াম | <10⁻¹⁰ | আল্ট্রা-উচ্চ ভ্যাকুয়াম | +100% |
| ঢালাই পিএফএ-থেকে-ধাতু পরিবর্তন (হারমেটিক) | PFA ধাতব ফ্ল্যাঞ্জে ঢালাই | <10⁻¹⁰ (through PFA) | PFA পারমিয়েশন দ্বারা সীমাবদ্ধ | +200% |
একটি PFA হিটার জন্য ব্যবহারিক ইনস্টলেশন
উচ্চ- ভ্যাকুয়াম পরিষেবার জন্য একটি পিএফএ হিটার ফ্ল্যাঞ্জে একটি ডবল O-রিং সিল প্রয়োগ করতে:
ফ্ল্যাঞ্জ ডিজাইন: PFA ফ্ল্যাঞ্জের ট্যাঙ্কের পাশে দুটি ঘনকেন্দ্রিক O-রিং খাঁজ (15-25 মিমি দ্বারা পৃথক) থাকতে হবে। O- রিংগুলির মধ্যবর্তী অঞ্চলে একটি পোর্ট (1/4 ইঞ্চি বা 6 মিমি) একটি ভ্যাকুয়াম পাম্পের সাথে সংযুক্ত রয়েছে (রোটারি ভ্যান, 10⁻² mbar সক্ষম)।
O-রিং উপাদান: আক্রমণাত্মক মিডিয়ার সাথে রাসায়নিক সামঞ্জস্যের জন্য FFKM (কালরেজ, চেমরাজ) ব্যবহার করুন। FKM (Viton) অ-আক্রমনাত্মক বাষ্পের জন্য গ্রহণযোগ্য।
টর্ক: O-রিংগুলিকে তাদের ক্রস-বিভাগীয় ব্যাসের 20-25% দ্বারা সংকুচিত করতে ফ্ল্যাঞ্জ বোল্টগুলিকে সমানভাবে (স্টার প্যাটার্ন) শক্ত করুন।
পাম্পিং: অপারেশন চলাকালীন ইন্টার-সিল ভলিউম ক্রমাগত পাম্প করা উচিত। একটি ডেডিকেটেড ছোট ভ্যাকুয়াম পাম্প (10 L/min) যথেষ্ট।
হিটার খাপ: ঠান্ডা প্রান্তে PFA-থেকে-মেটাল কোর এক্সিট পয়েন্ট হল আরেকটি সম্ভাব্য ফুটো পথ। একটি সিলিকন ওভারমোল্ড ব্যবহার করুন (আর্টিকেল #87 দেখুন) বা একটি ঢালাই করা ধাতব বেলো সিল।
ক্ষেত্রের উদাহরণ
একটি সেমিকন্ডাক্টর রিসার্চ চেম্বারে একটি পিএফএ হিটার প্রয়োজন যাতে উচ্চ শূন্যতার (10⁻⁵ mbar) অধীনে 80 ডিগ্রি বজায় থাকে। একটি একক O- রিং সিল হিটার ফ্ল্যাঞ্জের চারপাশে ফুটো হওয়ার কারণে চাপের স্পাইক (10⁻³ mbar) সৃষ্টি করে। সিস্টেমটিকে একটি পাম্প করা ডাবল O-রিং সিল (দুটি FKM O-রিং, একটি ছোট ডায়াফ্রাম পাম্পের সাথে সংযুক্ত মধ্যবর্তী পোর্ট) এ আপগ্রেড করা হয়েছিল। চেম্বারের চাপ 6 মাস ধরে 2×10⁻⁶ mbar এ স্থিতিশীল ছিল। হিটারটি সফলভাবে একাধিক ডিপোজিশন রানের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। ফ্ল্যাঞ্জ পরিবর্তন এবং পাম্পের জন্য অতিরিক্ত খরচ ছিল $500।
উচ্চ ভ্যাকুয়ামে PFA এর সীমাবদ্ধতা
এমনকি নিখুঁত সীলমোহরের সাথেও, পিএফএ খাপ নিজেই বাহির হয়ে যায় (শোষিত জল, অবশিষ্ট দ্রাবকগুলি ছেড়ে দেয়) এবং গ্যাসে প্রবেশযোগ্য। 10⁻⁶ mbar-এর নিচে চাপে, PFA (সাধারণত 10⁻⁶–10⁻⁷ mbar) থেকে আউটগ্যাস করে পটভূমির চাপ সীমিত হবে। অতি-উচ্চ ভ্যাকুয়ামের জন্য (UHV,<10⁻⁸ mbar), PFA cannot be used regardless of sealing. For medium to high vacuum (10⁻³ to 10⁻⁶ mbar), PFA with a double O-ring seal is acceptable.
উপসংহার: ডাবল O-পাম্পিং সহ রিং 10⁻⁶–10⁻⁸ mbar·L/s-এ ফুটো কমায়
উচ্চ-ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 0.01 এমবার (10⁻⁵ বার) পর্যন্ত, একটি পিএফএ হিটার মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জে একটি ডাবল O-রিং সিলিং সিস্টেম, একটি পাম্পের মাধ্যমে আন্তঃ{4}}সিল ভলিউম খালি করে, ফুটো হওয়ার হার 10⁻³⁻³–10⁻L· (singalbar) থেকে হ্রাস করে 10⁻⁶–10⁻⁸ mbar·L/s। এটি বেশিরভাগ মাঝারি এবং উচ্চ{10} ভ্যাকুয়াম প্রক্রিয়ার জন্য যথেষ্ট। সিস্টেমটি সম্পূর্ণরূপে ফুটো দূর করে না তবে এটিকে 2-4 ক্রম মাত্রায় হ্রাস করে। 10⁻⁶ mbar-এর নিচে চাপের জন্য, ধাতব সিল বা হারমেটিক PFA-থেকে-ধাতু পরিবর্তন বিবেচনা করুন। ডবল সীল ভ্যাকুয়াম ওভেন, লেপ চেম্বার এবং ডিগাসিং সিস্টেমের জন্য একটি ব্যবহারিক সমাধান। এটি একটি সমস্যাযুক্ত ফ্ল্যাঞ্জকে একটি নির্ভরযোগ্য বাধাতে রূপান্তরিত করে। নিখুঁত নয়, কিন্তু কাছাকাছি। সর্বাধিক উচ্চ-শূন্যতার প্রয়োজনের জন্য, এটি যথেষ্ট।
