Sur de grands fours à vide industriels, comment choisir la bonne taille de bride à fibre optique ?
Pour choisir la taille appropriée d’une bride de fibre optique (passe-par-vide étanche pour fibre optique) sur un grand four industriel sous vide, il faut prendre en compte de manière globale la pression de vide cible du four, les spécifications physiques des interfaces pré-réservées sur le corps du four, le nombre de canaux de fibre optique (nombre de cœurs), ainsi que la température ambiante au niveau de l’interface.
Voici les critères de sélection spécifiques et les méthodes pratiques d’ingénierie :
1. Sélection du type de bride en fonction des exigences de vide (série KF, ISO ou CF)
Les fours industriels de différents niveaux de vide ont des formes d’étanchéité et des normes de bride d’interface complètement différentes :
- Systèmes de vide moyen/vide poussé (généralement au niveau de 1 \times 10^{-5}\ \text{Pa} et supérieur) :
- Il est recommandé d’utiliser la série de brides à déconnexion rapide KF (Klein Flange) (par exemple, KF16, KF25, KF40, KF50).
- Ces brides utilisent des joints toriques en caoutchouc fluoré (Viton) et des colliers pour l’étanchéité, caractérisées par un montage et un démontage rapides et un rapport coût-efficacité élevé.
- Systèmes de vide ultra poussé (UHV, meilleur que 1 \times 10^{-7}\ \text{Pa}, nécessitant un taux de fuite extrêmement bas) :
- Il est impératif d’utiliser des brides à étanchéité métallique à lame coupante de série CF (ConFlat) (par exemple, CF16, CF35, CF63).
- Ces brides utilisent une lame métallique sur la surface de la bride pour couper dans une rondelle de cuivre sans oxygène, réalisant une étanchéité par déformation, atteignant ainsi un taux de fuite très bas et résistant au dégazage par cuisson.
2. Méthode d’ingénierie pour la « transition de réduction de diamètre » des interfaces de grands fours sous vide (point clé)
- Problème rencontré par l’ingénierie : L’épaisseur de la paroi des grands fours industriels sous vide est importante. Pour répondre à une vitesse de pompage élevée ou à un grand diamètre de tuyau principal, les interfaces réservées sur le corps du four sont souvent de grandes brides de série ISO-K/ISO-F (par exemple, ISO 63, ISO 100, ISO 160, etc.).
- Solution (bride à réduction de diamètre) : Étant donné que la fibre optique elle-même est très fine (le diamètre de la gaine n’est généralement que de 125\ \mu\text{m}), le passe-par-vide pour fibre optique ne nécessite pas une ouverture physique très grande. Si l’on fabriquait directement une bride à grande ouverture correspondant à une taille comme ISO 100, le coût serait très élevé et la maintenance peu pratique.
- Pratique courante en ingénierie : Sur la grande interface ISO du corps du four, installez une bride de transition de vide standard (par exemple, un raccord de transition « ISO 100 vers KF25 » ou « ISO 63 vers CF35 »), puis connectez la bride de passe-par-vide pour fibre optique de taille standard à cette interface de réduction de diamètre. Cela permet d’utiliser l’interface à grande bride existante du four tout en réduisant les coûts de personnalisation et de maintenance de la bride pour fibre optique.
3. Sélection de la taille de la bride en fonction du nombre de canaux de fibre optique (nombre de cœurs)
Le nombre de canaux de fibre optique à traverser chaque bride pour fibre optique détermine directement la taille minimale requise de la bride :
- Simple/Double tête (1 à 2 cœurs) : Une KF25 ou CF35 suffit amplement pour accueillir, la structure est la plus compacte.
- Multi-têtes (4 cœurs, 8 cœurs, 16 cœurs ou plus) :
Afin de garantir la résistance structurelle et d’éviter les interférences de signal lors de l’étanchéité de plusieurs fibres à l’intérieur de la bride, un espacement de sécurité suffisant doit être laissé entre les trous d’étanchéité. Généralement, plus le nombre de canaux est élevé, plus la taille de la bride doit être augmentée, par exemple en choisissant des brides KF40, KF50 ou plus grandes.
4. Prise en compte de la température ambiante à l’interface
- Bien que la température interne des fours sous vide soit extrêmement élevée, l’interface de la bride est généralement située sur la paroi extérieure du four. Si la paroi extérieure du four est équipée d’une chemise de refroidissement par eau, la température à l’interface est généralement comprise entre la température ambiante et 100\ ^{\circ}\text{C} ; dans ce cas, une bride à vide ordinaire peut être utilisée.
- Si le four n’est pas refroidi par eau, l’interface peut chauffer en raison de la conduction thermique. Si la température de fonctionnement de l’interface se situe entre 120\ ^{\circ}\text{C} et 250\ ^{\circ}\text{C}, il est impératif d’utiliser des brides à étanchéité métallique de série CF (pour éviter la dégradation et la défaillance des joints toriques en caoutchouc) et de personnaliser des brides à passe-par-vide pour fibre optique résistantes aux hautes températures.
5. Recommandation de produits officiels de DaCheng YongSheng (OFSCN®) correspondants
Pour les environnements sous vide poussé/ultra poussé tels que les fours industriels sous vide, DaCheng YongSheng propose des brides étanches pour fibre optique haute performance OFSCN® Fiber Optic Vacuum Sealed Flange :
- Spécifications techniques :
- Classification des spécifications : Divisée en deux séries, CF et KF.
- Type d’interface : Peut être conçue en mâle et femelle, prenant en charge les têtes simples et multiples.
- Indicateurs de vide : La série KF a un vide meilleur que 1 \times 10^{-5}\ \text{Pa} ; la série CF a un vide meilleur que 1 \times 10^{-7}\ \text{Pa}.
- Résistance à la température : Utilisation normale à température ambiante, produits haute performance personnalisables résistants aux hautes températures jusqu’à 250\ ^{\circ}\text{C}.
Voici des images de présentation officielles de cette série de produits :
