اتصالات در دستگاه‌های خلأ شامل دو دسته هستند. اتصالات جدانشدنی مانند انواع جوش‌ها و اتصالات جداشدنی. در این مقاله به معرفی انواع اتصالات جداشدنی استاندارد خلأ خواهیم پرداخت. در مقالاتی مجزا به بررسی اتصالات جدانشدنی خواهیم پرداخت.

اتصالات جداشدنی استاندارد خلأ براساس استاندارد DIN ( و همچنین ISO) به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند. این چهار گروه عبارتند از ISO-KF، ISO-K، ISO-F  و CF. در این مقاله به معرفی این اتصالات پرداخته و ویژگی‌ها و کاربردهای هر گروه را معرفی می‌کنیم.

اتصالات ISO-KF

اتصال ISO-KF متداولترین اتصال در اتصالات جداشدنی با سایز کوچک هستند. استانداردهای مربوط به این نوع استاندارد عبارتند از DIN 28 403 و ISO 2861.  اجزاء مختلف این اتصال در تصاویر زیر نشان داده شده است.

شکل 1- اجزاء مختلف اتصال ISO-KF

ابعاد متداول این استاندارد شامل NW 40، NW 25، NW 16، NW 10 و NW 50 می‌باشد.  ابعاد NW 20 و NW 32 نیز در گذشته متداول بوده است ولی امروزه به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مهمترین مزایای اتصالات ISO-KF

• اتصال مطمئن تا محدوده خلأ بالا
• قابلیت چرخش دهانه
• باز و بسته کردن ساده و سریع بدون نیاز به ابزار

مهمترین معایب اتصالات ISO-KF

• غیرقابل استفاده برای محدود خلأ خیلی بالا
• عدم تحمل فشار بالاتر از اتمسفر(درصورت استفاده از رینگ خارجی تا کمی بالاتر از فشار اتمسفر را تحمل می‌کند)
• غیرقابل استفاده برای ابعاد بزرگ

در ادامه مشخصات تک تک اجزاء اتصال ISO-KF بررسی می‌گردد.

دهانه (Flange)

دهانه باید براساس ابعاد مشخص شده در استاندارد ساخته شود. در اتصالات استاندارد هر دو دهانه باید مشابه بوده تا بتوان با روش استاندارد آنها را به یکدیگر متصل نمود. ابعاد انواع دهانه در جدول زیر نشان داده شده است.

شکل 2- ابعاد دهانه ISO-KF

دهانه‌ها در اتصالات KF معمولا از جنس آلومینیوم و یا استیل ضدزنگ ساخته می‌شوند. اگرچه استفاده از آلومینیوم هزینه کمتری دارد اما استیل ضد زنگ علاوه بر استحکام بیشتر، تحمل دمایی بالاتری دارد و در برابر مواد خورنده نیز  مقاوم‌تر است.

ارینگ الاستومری(O-ring)

از دیگر اجزاء مهم اتصالات استاندارد ISO-KF، ارینگ‌های الاستومری هستند. در مقاله انتخاب ارینگ الاستومری مناسب برای اتصالات خلأ، ابعاد ارینگ‌های استاندارد برای انواع دهانه‌ها(ISO-KF, ISO-K, ISO-F) و سایر مشخصات ارینگ‌های الاستومری شرح داده شده است و به همین دلیل در این مقاله در مورد ارینگ صحبت نمی‌شود.

سنترینگ یا حلقه مرکزی کننده(Centering Ring)

سنترینگ در اتصالات جداشدنی استاندارد، قطعه‌ای است که علاوه بر مرکزی کردن ارینگ الاستومری، مانع از فشردگی بیش از حد ارینگ می‌شود. ابعاد سنترینگ‌های ISO-KF در جدول زیر نشان داده شده است.

شکل 3- ابعاد سنترینگ ISO-KF

نوع دیگری از سنترینگ ISO-KF وجود دارد که به آن سنترینگ تبدیلی می‌گویند. این سنترینگ‌ها برای اتصال دو دهانه با ابعاد مختلف استفاده می‌شوند. از آنجا که در این حالت ابعاد خارجی دو دهانه بایستی یکسان باشد، تنها برای برخی از سایزها می‌توان از سنترینگ تبدیلی استفاده کرد.

شکل 4- ابعاد سنترینگ تبدیلی در اتصالات ISO-KF

سنترینگ‌ها معمولا از جنس آلومینیوم و یا فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند. تفاوت آلومینیوم با فولاد همانند آنچه در مورد دهانه‌ها گفته شد می‌باشد. سنترینگ‌ها همچنین ممکن است از جنس پلیمر ساخته شوند. شرکت Edwards سنترینگ‌های پلیمری را در ابعاد مختلف تولید می‌کند. این سنترینگ‌ها قیمت پایین‌تری دارند و ممکن است در برخی کاربردها از خواص آنها مانند عایق الکتریکی بودن بتوان استفاده نمود. از این سنترینگ‌ها در دمای بالا و یا خلأ بالا نمی‌توان استفاده نمود.

رینگ خارجی (Outer Ring)

رینگ خارجی یکی از قطعاتی است که ممکن است بطور معمول در اتصالات ISO-KF مورد استفاده قرار نگیرد. این رینگ حول محیط خارجی ارینگ قرار می‌گیرد و اجازه باز شدن به ارینگ را نمی‌دهد. معمولا در جاهایی که احتمال فشار بالاتر از اتمسفر در سیستم وجود داشته باشد از رینگ خارجی استفاده می‌شود. ابعاد رینگ خارجی در جدول زیر نشان داده شده است.

شکل 5- ابعاد رینگ خارجی در اتصال ISO-KF

کلمپ (Clamp)

کلمپ‌ها وظیفه محکم کردن دو اتصال را به یکدیگر دارند. در اتصالات KF معمولا کلمپ‌ها را می‌توان با دست و بدون نیار به ابزار خاصی محکم نمود. البته انواعی از کلمپ‌ها نیز هستند که برای محکم شدن نیاز به ابزار دارند. این کلمپ‌ها برای کاربردهای خاصی مانند اتصال به پمپ توربو یا روتاری و در برخی موارد برای اتصال دهانه‌هایی که ممکن است تحت فشار بالاتر از اتمسفر قرار گیرند بکار می‌روند. علاوه برآن نوعی از اتصالات تمام فلزی ISO-KF وجود دارد(در این مقاله بدان نمی‌پردازیم) که با این نوع کلمپ‌ها بسته می‌شود. در شکل زیر انواع مختلف کلمپ‌های ISO-KF را مشاهده می‌کنید.

شکل 6- انواع کلمپ‌های مورد استفاده در اتصالات ISO-KF

کلمپ‌ها ممکن است از آلومینیوم و یا فولاد ضدزنگ ساخته شوند. شرکت‌هایی مانند Edwards کلمپ‌هایی از جنس پلیمر نیز تولید می‌کنند.

کلمپ‌ها برای سایزهای NW10 و NW20 ، NW16 و NW32 ، NW25 و NW40 سایز یکسانی دارند(به همین دلیل در این سایزها می‌توان از سنترینگ تبدیلی استفاده نمود).

اتصالات ISO-K

اتصالات ISO-K جهت اتصال جداشدنی دهانه‌های متوسط و بزرگ(DN 63 تا DN 630) مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این اتصال، مشابه اتصال KF دو دهانه کاملا شبیه یکدیگر بوده و همچنین از یک رینگ مرکزی کننده یا سنترینگ استفاده می‌شود. تفاوت اتصال ISO-K تنها در نحوه محکم کردن آن است. مطابق شکل زیر در این اتصال از فکی‌ها بمنظور محکم کردن دو دهانه استفاده می‌شود.

شکل 7- اجزاء اتصال ISO-K و نحوه بستن آن

اتصالات ISO-K  مطابق با استاندارد DIN 28404 و یا ISO 1609 ساخته می‌شوند.

مهمترین مزایای اتصالات ISO-K

• اتصال مطمئن تا محدوده خلأ بالا
• قابلیت چرخش دهانه
• سادگی بستن اتصال در هر راستایی با توجه به وجود سنتریگ

مهمترین معایب اتصالات ISO-K

• غیرقابل استفاده برای محدود خلأ خیلی بالا
• عدم تحمل فشار بالاتر از اتمسفر(درصورت استفاده از رینگ خارجی تا کمی بالاتر از فشار اتمسفر را تحمل می‌کند)
• نیاز به ابزار برای محکم کردن اتصال

فکی(Claw clamp)

فکی‌ها بمنظور محکم کردن اتصالات ISO-K استفاده می‌شوند. در یک اتصال ISO-K بسته به ابعاد اتصال از تعداد مشخصی فکی استفاده می‌شود. فکی‌ها معمولا از جنس فولاد و یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. فکی‌های فولادی ممکن است پوشش‌دهی شده باشند(معمولا با کروم یا روی).  مشخصات و ابعاد فکی‌ها در شکل 8 و 9 نشان داده شده‌اند.

شکل 8- مشخصات فکی فولادی

شکل 9- مشخصات فکی آلومینیومی

اتصالات ISO-F

اتصالات ISO-F نوع دیگری از اتصالات استاندارد هستند که برای ابعاد متوسط و بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهمترین تفاوت این اتصالات با اتصالات ISO-K، استفاده از پیچ بجای فکی است. استاندارد مورد استفاده در این نوع اتصال DIN EN 1092-1 می‌باشد.

مهمترین مزایای اتصالات ISO-F

• اتصال مطمئن تا محدوده خلأ بالا
• سادگی بستن اتصال در هر راستایی با توجه به وجود سنتریگ
• عدم نیاز به کلمپ و فکی

مهمترین معایب اتصالات ISO-F

• غیرقابل استفاده برای محدود خلأ خیلی بالا
• نیاز به ابزار برای محکم کردن اتصال
• امکان چرخش با زوایای مشخص
• ابعاد خارجی دهانه بزرگتر از ISO-K

دهانه (Flange)

ابعاد دهانه‌های ISO-K و ISO-F در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 10- ابعاد دهانه ISO-K و ISO-F

سنترینگ و ارینگ

ابعاد سنترینگ برای دهانه‌های ISO-K و ISO-F در شکل زیر نشان داده شده است. سنترینگ‌های ممکن است از جنس آلومینیوم و یا استیل ساخته شوند.

شکل 11- ابعاد سنترینگ دهانه‌های ISO-K و ISO-F

اتصال دهانه ISO-K به ISO-F

دهانه‌های استاندارد ISO-K را با دو روش می‌توان به دهانه‌های ISO-F متصل نمود. روش اول تبدیل دهانه ISO-K به ISO-F با استفاده از یک حلقه فنری خارجی(Retaining Ring)  که داخل شیار دور دهانه ISO-K قرار میگیرد و دهانه سوراخدارخاص(Collar Flange) است که مطابق شکل 12 با کمک این قطعات فلنج ISO-K به فلنج ISO-F تبدیل شده و با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌شوند. در روش دوم، دهانه ISO-K با استفاده از نیم‌فکی(شکل 13) به دهانه ISO-F متصل می‌شود. نیم فکی‌ از یک طرف به فلنج ISO-K متصل و سمت آزاد آن(که یک میل پیچ است) با مهره به دهانه ISO-F بسته می‌شود.

شکل 12- حلقه فنری خارجی و دهانه سوراخدارد جهت تبدیل دهانه ISO-K به ISO-F

شکل 13- نیم فکی جهت اتصال دهانه ISO-K به ISO-F

نحوه اتصال با استفاده از دو روش فوق در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 14- اتصال دهانه ISO-K به دهانه ISO-F

ابعاد حلقه فنری و رینگ خارجی نیز در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 15- ابعاد حلقه فنری و رینگ خارجی سوراخدار برای تبدیل دهانه ISO-K به ISO-F

اتصالات CF (اتصالات خلأ خیلی بالا)

اتصالات CF نوعی از اتصالات استاندارد خلأ هستند که با توجه به میزان نشتی بسیار پایین آنها، در خلأهای خیلی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این اتصالات معمولا از گسکت‌های فلزی(مسی یا آلومینیومی) استفاده می‌شود. علاوه بر آن، این اتصالات شامل یک لبه تیز(Knife Edge) بوده که با فرو رفتن این لبه تیز به داخل گسکت، عمل آببندی انجام می‌گیرد(ISO 3669). با توجه به فلزی بودن گسکت‌ها، امکان گرم کردن اتصالات تا دماهای حدود 400 درجه سانتیگراد نیز وجود دارد(گرم کردن محفظه و اتصالات برای رسیدن به خلأ خیلی بالا دارای اهمیت است).

شکل 16- اجزاء اتصال CF و نحوه بستن آن

در اتصالات CF ممکن است از گسکت‌های لاستیکی نیز استفاده شود(معمولا بصورت موقت).

گسکت‌های فلزی معمولا بعد از هر بار باز شدن دهانه تعویض می‌شوند.

مهمترین ویژگی‌های اتصالات CF عبارتند از:

• قابلیت چرخش در زوایای خاص
• دو فلنج یکسان
• بستن شدن با پیچ و مهره
• سفت شدن با ابزار
• مختص خلأ خیلی بالا (UHV)

مشخصات دهانه CF در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 17- ابعاد دهانه CF

شرکت پایاصنعت خلأ قادر است تا انواع اتصالات استاندارد خلأ را برای مشتریان خود با بالاترین کیفیت و مناسب ترین قیمت بسازد. این شرکت همچنین می‌تواند کلیه اجزاء این اتصالات را برای شما فراهم نماید.