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真空閥門的4種真空法蘭連接形式與選擇
真空法蘭常用的4種連接方式
1、ISO-K法蘭連接：
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連接方式：是真空管道的標準連接方式之一，常用于高真空和超高真空系統(tǒng)中。其連接是通過兩個單法蘭借助卡鉗實現(xiàn)固定和密封，法蘭背面有凹槽，卡鉗鉤在凹槽中把法蘭壓在一起。
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密封方式：法蘭之間放置中心支架和加O 形圈，通過擰緊卡鉗固定和密封，多數(shù)情況下會使用附加的定心環(huán)來保證組件間的恒定距離。
2、ISO-F 法蘭連接：
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連接方式：與 ISO-K 類似，但 ISO-F 法蘭是通過螺栓固定的。ISO-K 法蘭可以通過帶擋圈的可旋轉螺栓環(huán)轉換為可旋轉的 ISO-F 法蘭。
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密封方式：法蘭之間放置中心支架和O 形圈，通過擰緊螺栓固定密封，或法蘭一側帶密封槽通過放置O形圈通過擰緊螺栓固定和密封。
3、CF法蘭連接:
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連接方式：CF 法蘭的結構設計有助于精確的連接和密封。它具有同心的環(huán)形密封面，密封面經過精密加工，表面粗糙度極低，一般在 Ra0.8μm 以下。法蘭上有均勻分布的螺栓孔，用于安裝連接螺栓。
螺栓的擰緊力矩需要按照規(guī)定的標準執(zhí)行，以確保密封效果的同時避免法蘭或螺栓損壞。
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金屬密封：CF 法蘭采用金屬密封，通常使用無氧銅（Cu）作為密封材料。在法蘭連接時，通過擰緊螺栓使兩個法蘭面緊密貼合，無氧銅墊圈被擠壓變形，填充法蘭面的微小間隙，從而實現(xiàn)超高真空密封。
由于金屬密封具有極低的氣體滲透率，這種方式能夠滿足超高真空（可達 10??mbar 甚至更低）的密封要求。
4、KF法蘭連接
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連接方式：卡箍連接使用卡箍將兩個法蘭或者一個法蘭與管道連接起來。卡箍通常由金屬制成，具有一定的彈性。這種連接方式安裝速度快，不需要復雜的螺栓擰緊操作。
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密封方式：法蘭之間放置中心支架和O 形圈，通過卡箍擰緊時，O 形圈受到擠壓，填充法蘭密封面之間的微小間隙。由于橡膠具有良好的彈性和密封性能，
在受到壓力后能夠緊密貼合密封面，從而阻止氣體泄漏，實現(xiàn)真空密封。
如何綜合多方面因素考慮選擇適合的真空法蘭連接形式
1、真空度要求：
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超高真空：如果系統(tǒng)對真空度要求極高，達到 10??Pa 以上的超高真空環(huán)境，建議選擇 CF 法蘭標準。CF 法蘭采用金屬密封，如銅墊片密封，能夠提供非常高的氣密性，滿足超高真空系統(tǒng)的嚴格要求，但這種法蘭每次拆卸后密封效果會下降，通常需要更換墊片。
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高真空：對于真空度在 10?3 - 10??Pa 的高真空系統(tǒng)，ISO-F或ISO-F 法蘭是較為常用的選擇。它由兩個對稱分布的ISO-F或ISO-F法蘭、O 型密封圈、定心支架、卡鉗或螺栓等組成，通過卡鉗或螺栓固定實現(xiàn)密封連接，具有良好的密封性能。
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中真空：在中低真空范圍（10? - 10?3Pa）， KF 法蘭可適用。其中 KF 法蘭因結構簡單、價格相對便宜，且安裝和拆卸相對方便，應用多數(shù)中低真空系統(tǒng)中。
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低真空：對于低真空系統(tǒng)，如真空吸附、簡單的真空干燥等應用，對法蘭的密封要求相對寬松，可選擇普通工業(yè)法蘭標準，能滿足基本的氣密要求即可。
2、工作溫度：
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高溫環(huán)境：如果在高溫條件下工作，比如溫度超過 200℃，應優(yōu)先考慮金屬密封法蘭，如 CF 法蘭等。金屬密封法蘭的密封材料能夠耐高溫，可保證在高溫下的密封性能和穩(wěn)定性。而橡膠密封的法蘭，如常用的 ISO 法蘭等，其橡膠密封圈在高溫下可能會老化、變形，影響密封效果。
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低溫環(huán)境：對于低溫應用場景，需要關注法蘭材料和密封材料在低溫下的性能。例如，某些金屬材料在低溫下可能會變脆，影響法蘭的強度；同時，密封材料也需要在低溫下保持良好的彈性和密封性能。在這種情況下，可以選擇適合低溫環(huán)境的特殊材料制成的法蘭。
3、管道尺寸：
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小口徑管道：對于管徑較小的管道系統(tǒng)，通常選擇 KF 法蘭。KF 法蘭的公稱直徑尺寸一般在 DN10 - DN50 之間，適用于小口徑的真空管道連接，其尺寸小巧、重量輕，能夠節(jié)省空間和成本。
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大口徑管道：當管道直徑較大時，如超過 50mm，ISO 法蘭可能是更合適的選擇。ISO 法蘭有多種大尺寸規(guī)格，如 ISO-K 和 ISO-F 等形式，能夠滿足大口徑管道的連接需求。
4、連接方式：
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快卸連接：如果系統(tǒng)需要經常進行拆卸和安裝，以便于維護、清潔或更換部件，那么快卸式法蘭如 ISO-KF 法蘭是比較理想的選擇。這種法蘭通過卡箍固定，無需使用過多的螺栓和螺母，拆卸和安裝過程簡單快捷。
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螺栓連接：對于一些對連接穩(wěn)定性要求較高、不需要頻繁拆卸的場合，可以選擇螺栓連接的法蘭，如 ANSI 美標法蘭或 JIS 日標法蘭等。螺栓連接能夠提供更牢固的連接，但在拆卸和安裝時相對較為繁瑣。
5、預算成本：
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經濟實惠：如果預算有限，KF 法蘭是一種經濟實惠的選擇。它的制造工藝相對簡單，成本較低，且能夠滿足大多數(shù)中低真空系統(tǒng)的要求。
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高精度高成本：CF 法蘭等超高真空法蘭由于對加工精度和材料要求較高，制造成本也相對較高。如果系統(tǒng)對真空度要求極高，且預算允許，選擇 CF 法蘭可以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。
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