Name: how to build a vacuum spring-transport package for spinning rotor gauges
Uploaded: 2016-04-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
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Os autores são gratos pela ajuda do NIST imagem de neutrões instrumento de apoio cientista Dr. Daniel Hussey para ajudar-nos com radiografias de nêutrons.

Peças 1. Procuradoria não-personalizadas para o mecanismo de transporte Primavera <ol><li> Adquirir as molas, haste de rosca, espaçadores, porcas e arruelas. Esses itens são listados na Lista de materiais específicos / Equipamentos. Comprar as molas e suportes antes da fabricação titular da bola. Usar 18-8 aço inoxidável (excepto 303), ou preferencialmente aço inoxidável 316, para todos os materiais. </li><li> Adquirir rotor. O rotor é um 4,5 mm de rolamento de esferas de diâmetro feito de 440C aço inoxidável ou E52100 ligas de aço. </li><li> Adquirir a válvula de ângulo reto listado na Lista de materiais específicos / Equipamentos. </li></ol> 2. Materiais obter para o Shipping Container <ol><li> Adquirir o contêiner de transporte. Use rotacionalmente-moldado, polietileno casos schnaps com recessos protegidas uma vez que estes eram o tipo de casos que foram testados com sucesso. O caso na Lista de materiais específicos / equipamento atende aos requisitos mínimos de espaço interior. </li><li> ProcUre a embalagem de espuma. <ol><li> 2 Adquirir # (32 kg / m 3) de poliuretano (éster) de espuma. Comprar o suficiente para encher de espuma de éster de a parte superior e inferior do contentor de transporte. Comprar um pedaço de 5 cm de espuma de éster de ovo-caixa. </li><li> Adquirir 2 espuma # (PE) de polietileno que é 7,6 cm de espessura e tem uma área grande o suficiente para cobrir a largura e profundidade do contentor de transporte. </li></ol></li></ol> 3. Aquisição e fabricação de peças sob encomenda para o mecanismo de mola-transporte Nota: desenhos exemplo de peças personalizadas descritas nesta seção são apresentados nas Figuras 2-4. <ol><li> Produzir e enviar desenhos para fornecedor personalizado ou in-house loja para fabricar o medidor de rotor girando (SRG) dedal / flange. Dimensões críticas são apresentados na Figura 2. O fabricante personalizado deve estar familiarizado com as técnicas de fabricação ultra-alto vácuo (UHV). O cone é relativamente simples de fabricar umND está bem dentro da capacidade de muitas empresas de componentes de vácuo. </li><li> Adquirir os dentes que prendem a cabeça SRG ao flange (ver Figura 1). Estes podem ser removidos do conjunto do dedal / flange comercial SRG que vem com a unidade de controlo electrónico SRG. Cada dente é mantida no lugar por um único parafuso (tipicamente uma cabeça de encaixe hexagonal métrica) com uma arruela de pressão, e pode ser removido desaparafusando usando a chave apropriada (tal como uma chave sextavada métrica). <ol><li> Em alternativa, fabricar esses pelo mesmo fornecedor fornecer o dedal / flange como no passo anterior, mas as técnicas de fabricação de ultra-alto vácuo não precisa de ser seguido. Faça cópias exatas dos dentes SRG comerciais. </li></ol></li><li> Produzir e enviar desenhos para o adaptador simples para conectar o pino M6 na válvula de ângulo direito a um parafuso prisioneiro 8-32 all-thread (hardware padrão americano). Veja a Figura 3. </li><li> Produzir e apresentar desenhos para a fabricação do suporte da esfera. Critical dimensões são dadas na Figura 4. Fabricar suporte de aço inoxidável 316L da bola de acordo com as técnicas de fabricação UHV. Tack soldar o suporte de bola para uma extremidade de uma mola. Solde a outra extremidade da mola para o impasse. Limpe todas as peças de acordo com o procedimento de limpeza se na secção 5. </li><li> Corte o garanhão 8-32 all-thread para um comprimento de 18 mm e limpo como descrito no capítulo 5. </li></ol> 4. Fabricação de Personalizado espuma Cut-out <ol><li> Faça um recorte para o mecanismo de mola-transporte na espuma PE. Siga os contornos do conjunto da válvula, tanto quanto possível. Fazer isso manualmente, usando uma faca afiada; Alternativamente, o contorno pode ser profissionalmente cortado por um fornecedor de embalagens. </li><li> Use as dimensões da válvula dada pelo fabricante da válvula e as dimensões dedal / flange dadas na Figura 2. Cortar o espaço para o dedal grande o suficiente para acomodar os dentes (1,5 cm x 3,8 cm).</li></ol> 5. Limpeza dos componentes de vácuo <ol><li> Limpe todos os componentes de vácuo para ultra-alto vácuo (UHV) antes da montagem. O nosso procedimento de limpeza recomendado é o seguinte. <ol><li> Lidar com peças de vácuo usando nitrílica, látex ou luvas de vinil. Não toque com as mãos desprotegidas. </li><li> Limpe as peças utilizando um detergente suave (como listado na lista de materiais / equipamentos) dissolvido em água destilada ou deionizada e um pano que não solte fiapos. </li><li> Coloque as peças em um banho de detergente suave dissolvido em água destilada ou deionizada e coloque em um limpador ultra-sônico por 20 min. </li><li> peças lavar abundantemente com água destilada ou deionizada. </li><li> Cubra peças com acetona e lugar em um limpador ultra-sônico por 20 min. </li><li> Retirar as peças a partir de acetona. Cubra peças com etanol e lugar em um limpador ultra-sônico por 20 min. </li><li> Retirar as peças a partir de etanol. Enxaguar abundantemente com água destilada ou deionizada. </li><li> Soprar as partesseca com azoto seco ou ar seco e limpo. </li><li> Vamos peças de ar seco em uma qualidade de pano que não solte fiapos de sala limpa, durante 24 horas. </li></ol></li></ol> 6. Montar o mecanismo de mola-transporte <ol><li> Durante a montagem, use luvas de borracha nitrílica, vinil ou látex. Não toque nas peças de vácuo com as mãos. </li><li> Reunir as ferramentas necessárias: alicate de ponta fina, tomada cabeça de driver para 8-32 porca, chave para o adaptador, régua ou paquímetro. Limpe o governante / micrômetro com etanol; limpar todas as outras ferramentas que utilizam o procedimento na etapa 5. </li><li> Recolher as peças necessárias: o conjunto da válvula, dedal, rolamento de esferas, bola titular / nascente (veja o passo 3.5), 18 mm de comprimento 8-32 parafuso prisioneiro, adaptador de rosca, porcas, e lock-lavadoras, 3 mm chave Allen e mascaramento fita. Veja a Figura 5. </li><li> Assembléia mecanismo de mola-Transport: <ol><li> Totalmente fechar a válvula em ângulo reto girando no sentido horário até que ele pare. </li><li> Olhando através das portas da válvula, identificar o parafuso prisioneiro centere M6d na sede da válvula. </li><li> Dane-se o adaptador confortavelmente no pino M6. Insira uma chave ou um alicate limpo UHV através da porta para obter o adaptador como confortável possível. </li><li> Insira 8-32 pino na outra extremidade do adaptador. Aperte como confortavelmente possível. O 8-32 parafuso prisioneiro se estenderá até o adaptador e empurrar o pino M6. </li><li> Coloque lock-arruela de 8-32 parafuso prisioneiro e, em seguida, uma porca. Aperte a porca usando um driver de soquete limpa ou um alicate. A válvula pode ser fechada durante este passo para tornar mais fácil o aperto. </li><li> Coloque uma porca no 8-32 garanhão. Ligá-lo até quase tocar a porca na outra extremidade. Coloque a anilha de segurança em 8-32 garanhão. </li><li> Anexar primavera / bola titular ao 8-32 parafuso prisioneiro pelo impasse. Vire o impasse até que ele está tocando o lock-máquina de lavar. Nota: O procedimento a seguir descreve como verificar o ajuste de comprimento do conjunto de mola, veja a Figura 6. </li><li> Coloque o rotor no dedal personalizado e prenda-o com um ímã (de acommercial SRG), colocando-o na extremidade do dedal e fixando-a com fita adesiva. O rotor está agora na extremidade do casquilho. </li><li> Deslize dedal sobre a mola / bola titular, parar quando o titular bola a tocar na bola. Medir a folga entre a flange da válvula e da flange dedal, como na Figura 6. <ol><li> Se a diferença é na gama de 2 mm a 6 mm, avance para o passo 6.4.10.2). Uma abertura nominal de 3 mm é ideal, mas uma lacuna na gama é de 2 mm a 6 mm suficiente. Uma diferença menor do que 2 mm não é aceitável. </li><li> Remova o conjunto do dedal / flange e reserve. Se a diferença era menor do que 2 mm, gire o impasse para a esquerda para fazer a diferença maior. Se a diferença era maior do que 6 mm, gire no sentido horário impasse para fazer a menor diferença. Volte ao passo 6.4.10. </li></ol></li><li> Remova o conjunto do dedal / flange e reserve. Se a diferença era menor do que 2 mm, gire o impasse para a esquerda para fazer a diferença maior. Se a diferença era maior do que 6 mm, gire o standoff horário para fazer a menor diferença. Volte ao passo 6.4.10. </li><li> Aperte a porca contra o impasse. </li><li> Abrir a válvula girando anti-horário. </li></ol></li><li> Montar o flange: <ol><li> Remover rotor através da remoção de fita adesiva e um ímã e permitindo cuidadosamente o rotor para rolar para fora do dedal. </li><li> Fixe os dois dentes ao flange usando um lock-arruela e parafuso inserido através da parte traseira do lado do flange custom / dedal. O lock-arruela e parafuso são fornecidos pela SRG comercial. O lock-arruela e parafuso não precisam ser limpos para ultra-alto vácuo. </li><li> Rodar os dentes de modo que eles são quadrados com uma outra, como na Figura 1 e na Figura 9. </li><li> Verifique dentes para straightness deslizando a cabeça SRG sobre o dedal. A cabeça deve deslizar sobre livremente. </li><li> Dê os dois parafusos de aperto final e re-verificar o alinhamento como no passo 6.5.3. </li><li> Coloque rotor de volta para o dedal, umaD Secure com a fita de ímã e mascaramento. </li></ol></li><li> Completar a montagem de Transporte Spring: <ol><li> Coloque cobre ou junta de cobre prateado na porta da válvula. </li><li> Coloque o rotor no dedal (se já não estiver no dedal do passo 6.5.6). </li><li> Deslize o flange / montagem dedal over / ball-suporte da mola. Orientar a flange de tal modo que o conjunto de parafuso nos dentes serão apontando para baixo, quando a válvula está ligada à câmara. </li><li> Usando ¼-28 de parafusos e porcas, fixar a flange da válvula. </li><li> Fechar a válvula. </li><li> Remover ímã e fita segurando a bola. </li></ol></li></ol> 7. Monte o Shipping Container <ol><li> Cortar a espuma de éster com o tamanho do recipiente de transporte. A espessura da espuma irá depender da altura do recipiente. Coloque uma espessura mínima de 7,6 cm de espuma na parte inferior. A Figura 7 mostra o conjunto de espuma. </li><li> Coloque o recorte de espuma PE no topo de tele éster espuma. </li><li> Coloque uma camada de espuma de éster na tampa. A espessura mínima deve ser de 7,6 cm. A figura 8 mostra a colocação final do mecanismo de mola-transporte. Use papel alumínio limpo e um endcap de plástico (que veio com a válvula) para proteger a extremidade aberta da porta da válvula durante o transporte. </li></ol> 8. Usando o mecanismo de mola-transporte <ol><li> Montagem e suspender o rotor: Nota: A Figura 9 mostra o mecanismo de mola-transporte montado com a cabeça ligada. O primeiro passo é remover o mecanismo de mola-transporte do contentor de transporte. No que se segue, assume-se que o leitor está familiarizado com o funcionamento do medidor de fiação do rotor. Detalhes de funcionamento do controlador pode ser encontrada no manual do usuário do controlador. Supõe-se também o leitor está familiarizado com a tecnologia de alto vácuo. <ol><li> Retire a tampa de terminação e na folha da porta aberta do mecanismo de transporte primavera. Fixe oporta aberta para um DN 40 (CF 2,75 &quot;) de porta de um câmara de vácuo utilizando um novo cobre ou junta de cobre revestido de prata e um conjunto de ¼ de 28 de parafuso. A orientação da válvula dependerá da orientação dos dentes. O correcto orientação é mostrado na Figura 9. o dente com os pontos dos parafusos de pressão para baixo. deslizamento da cabeça sobre o cartucho, a orientação do cone deve estar na vertical para dentro de 2 °. Verifique a orientação com um nível. </li><li> Evacuar a câmara de vácuo para menos de 10 ~ 3 Pa. Abra lentamente a válvula mecanismo de mola-transporte. </li><li> Anexar cabeça para o controlador. Ligue o controlador e suspender a bola. </li></ol></li><li> De-montagem do mecanismo de mola-Transport <ol><li> De-suspender o rotor usando o controlador eletrônico. Desligue controlador. </li><li> Fechar a válvula de mecanismo de mola-transporte. </li><li> Retire a cabeça. </li><li> Desabafar câmara de vácuo. </li><li> Remover o mecanismo de mola-transporte por un-trancando a válvulaporta da câmara de vácuo. </li><li> Coloque a folha limpa e um endcap plástico sobre a porta aberta do mecanismo de mola-transporte. mecanismo de mola-transporte lugar no cut-out no contêiner de transporte. </li></ol></li></ol>

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Commercial equipment is identified in this paper to foster understanding and does not imply recommendation or endorsement by the National Institute of Standards and Technology, nor does it necessarily imply that the materials or equipment identified are necessarily the best available for the purpose. The authors have nothing else to disclose.

O objetivo era criar um mecanismo de mola-transporte com uma força de retenção suficiente para que o rotor ficaria imobilizado durante o transporte. A concepção de um mecanismo de mola-transporte robusta não é suficiente para garantir o rotor permanecerá imobilizado porque, por exemplo, deixando cair o mecanismo de altura de altura sobre uma superfície dura pode produzir um enorme choque. A força sobre o rotor pode ser grandemente reduzida pela compactação do mecanismo de mola-transporte de modo a que desace...

O manómetro de rotor de fiação (PRE) é um indicador de vácuo elevado usadas para determinar as pressões de vácuo no intervalo de 1,0 x 10 -4 Pa a 1,0 Pa. Trata-se, fundamentalmente, uma esfera de aço de rotação que é suspensa entre dois magnetos permanentes. Eletro-ímãs são usados ​​para girar ou &quot;spin-up&quot;, a bola para alguma frequência (tipicamente 410 Hz); a esfera é então permitida a rodar livremente, mas a taxa de rotação irá diminuir ao longo do tempo devido a colisões das moléculas de gás no sistema de vácuo com a superfície da bola. Pressão de vácuo é, portanto, relacionado com a taxa de desaceleração da bola de aço ou rotor A Figura 1 mostra os elementos essenciais da SRG:. Rotor, dedal, cabeça com cabo de ligação, e controlador eletrônico. O rotor, ou uma esfera, está contida dentro do dedal durante a operação e, normalmente, não é tratado por nem é visível para o utilizador SRG. O cone está ligado ao sistema de vácuo. Para operar o SRG, a cabeça é deslizado sobre o dedal. ocabeça contém dois magnetos permanentes e de vários conjuntos de bobinas de fio utilizado para a estabilização vertical e horizontal, acciona o rotor, e detectando a rotação. O controlador electrónico interpreta o sinal da bobina de detecção de modo que uma medição de pressão pode ser feito. Para um rotor com as condições ideais de superfície, a taxa de desaceleração está relacionada com a pressão de vácuo por física fundamental. Para fazer as medições de pressão absoluta utilizando um SRG, um factor de calibração, conhecido como o coeficiente de acomodação eficaz, tem de ser determinado. O coeficiente de acomodação eficaz depende das condições reais da superfície do rotor, tal como a rugosidade, os gases adsorvidos e arranhões. Estes factores tende a ser estável ao longo do decurso da sua utilização. Detalhes adicionais de SRGs pode ser encontrada em outras referências 1-3. O PRE é utilizado em aplicações em que são necessárias medições de vácuo absoluto. Por exemplo, laboratórios de calibração, muitas vezesusar SRGs como um padrão vácuo absoluto. Neste caso, medidores de alto vácuo são calibrados por comparação da sua leitura a que da SRG. Por sua vez, o padrão SRG deve ser calibrado periodicamente por transportar o SRG para um laboratório de calibração primário ter o seu coeficiente de alojamento re-determinado. laboratórios de calibração primários são geralmente institutos nacionais de metrologia, como o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). O laboratório primária determina o coeficiente de acomodação SRG, comparando sua leitura a um padrão de vácuo primário e, em seguida, retorna a SRG para o laboratório de calibração &quot;secundário&quot;. A SRG também é usado como um padrão de transferência de comparação de padrões entre os laboratórios de calibração ou institutos nacionais de metrologia. Nesta aplicação, a SRG é transportado nível nacional ou internacional entre os vários laboratórios. 4 - 8 Durante o transporte, os eventos podem ocorrer que a mudança do coeficiente de acomodação. Antes shipment, o rotor deve ser de-suspenso e a cabeça é removida; o rotor, em seguida, assenta sobre a parede interior do casquilho. Durante o transporte, a superfície do rotor está sujeita a alteração da acção mecânica entre o rotor e o dedal devido às vibrações e choques, ou a superfície pode mudar devido à exposição do rotor a gás atmosférico e da humidade. Estas alterações afectam a estabilidade a longo prazo do coeficiente de alojamento. Idealmente, o rotor deve permanecer em vácuo e imobilizada durante o transporte. Historicamente, SRGs foram utilizados como padrões de transferência em comparações chave de padrões de vácuo entre institutos nacionais de metrologia, onde SRGs são transportados internacionalmente muitas vezes entre os vários institutos. 9 Durante uma comparação chave precoce, verificou-se que a estabilidade a longo prazo do SRG coeficiente de acomodação poderia ser melhorada através da utilização de um mecanismo de mola-transporte que tanto imobilizado o rotor e manteve-o sob vácuo durante o transporte. 1,10 Desde então, o mecanismo de mola-transporte tem sido utilizado muitas vezes em comparações chave internacionais. Um estudo recente dos dados históricos mostrou que 90% destas comparações tinha estabilidades melhor do que 0,75%, e 70% tinham estabilidades de 0,5%. 9 Portanto, usando um mecanismo de mola-transporte irá, na maioria dos casos, obter uma estabilidade que é mais do que suficiente para a maioria das aplicações. Até agora, tem havido pouca orientação na literatura sobre como construir um mecanismo de mola-transporte. As primeiras versões destes dispositivos têm sido conhecida a falhar para imobilizar completamente o rotor, devido a uma combinação de ser suficientemente projetado para robustez e seja mal utilizado durante o transporte. Estas lições iniciais mostram que é importante tanto para construir um mecanismo de mola-transporte robusto e empacotá-lo corretamente em uma maneira que minimiza choque durante o transporte. Este ponto posterior é fundamental, mas muitas vezes ignorado. Aqui vamos describPT A construção de um mecanismo de mola-transporte robusta para além de um pacote de transporte de construção adequada. Nosso projeto é baseado em alguns princípios simples, testado de engenharia que possibilitam a construção de um conjunto de mola-transporte durável que minimiza a possibilidade de falha durante o transporte. Descrevemos também nossos testes de robustez do nosso projeto. Detalhes adicionais dos métodos de ensaio podem ser encontrados em Fedchak et ai. (2015). 11

<table><tbody><tr><td>Spring, 3 N/m</td><td>Lee Spring (www.leespring.com)</td><td>LC 042C 18 S316</td><td>Outside diameter 0.240&amp;nbsp;in, Wire Diameter 0.042&amp;nbsp;in, Rate 17.1&amp;nbsp;lb&amp;#8288;/&amp;#8288;in, Free Length 2.25&amp;nbsp;in, Number of Coils 29.3</td></tr><tr><td>8-32 threaded rod, 316 stainless steel</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>90575A260</td><td>Type 316 Stainless Steel Fully Threaded Stud 8-32 Thread, 3&quot; Length.&amp;nbsp; Cut to length specified in protocol</td></tr><tr><td>standoffs, 8-32 Screw Size</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>91125A140</td><td>18-8 Stainless Steel Female Threaded Round Standoff, 1/4&quot; OD, 1/4&quot; Length, 8-32 Screw Size</td></tr><tr><td>nuts, 8-32</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>90205A309</td><td>316 SS Undersized Machine Screw Hex Nut 8-32 Thread Size, 1/4&quot; Width, 3/32&quot; Height</td></tr><tr><td>Split Lock-Washers, 316 Stainless Steel</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>92147A425</td><td>Type 316 Stainless Steel Split Lock Washer NO. 8 Screw Size, .3&quot; OD, .04&quot; min Thick</td></tr><tr><td>Steel Rotor</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>9292K38</td><td>Bearing-Quality E52100 Alloy Steel, Hardened Ball, 4.5 mm Diameter</td></tr><tr><td>Right-Angle Valve</td><td>VAT Valve (www.vatvalve.com)</td><td>54132-GE02-0001</td><td>Easy-close all-metal angle valve, DN 40 (1.5&quot;)</td></tr><tr><td>Shipping Container</td><td>Allcases, Reekstin &amp;amp; Associates (www.allcases.com)</td><td>REAL1616-1205</td><td>Zinc Hardware w/Zinc Handles, Rotationally Molded, light-weight, high-impact, Polyethylene Case with protected recessed hardware.&amp;nbsp; 15.75&quot; x 15.88&quot; x 16.45&quot;</td></tr><tr><td>Ester Foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-PAD 3&quot; Thick</td><td>3&quot; Thick, 2&amp;nbsp;lb Charcoal Ester Foam Pad, 24&quot; x 27&quot;.</td></tr><tr><td>Ester Foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-PAD 1&quot; Thick</td><td>1&quot; Thick, 2&amp;nbsp;lb Charcoal Ester Foam Pad, 24&quot; x 27&quot;.</td></tr><tr><td>Egg-carton ester foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-CONV</td><td>ES-CONV, 2&amp;nbsp;lb, 24&quot; x 27&quot; x 1 1/2&quot;.&amp;nbsp; &quot;egg-crate&quot; ester foam.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Foam Cutout, PE foam</td><td>Willard Packaging Co. (www.willardpackaging.com)</td><td></td><td>Custom Foam Cutout.</td></tr><tr><td>Spinning Rotor Gauge&amp;nbsp;</td><td>MKS Instruments (www.mks.com)</td><td>SRG-3</td><td>Controller, head, and thimble.&amp;nbsp; Custom thimble must be used for the spring-transport mechanism</td></tr><tr><td>Custom thimble</td><td>MDC vacuum Inc. (www.mdcvacuum.com)</td><td></td><td>drawing must be submitted for custom part</td></tr><tr><td>Detergent</td><td>Fisher Scientific Co (www.fischersci.com)</td><td>04-320-4</td><td>Sparkleen 1 Detergent</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific Co (www.fischersci.com)</td><td>A18-S4</td><td>Acetone (Certified ACS)</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Warner-Graham Company (www.warnergraham.com)</td><td>190 proof USP</td><td>190 Proof USP ethyl alcohol</td></tr><tr><td>Bolt set for valve</td><td>Kurt J. Lesker (www.lesker.com)</td><td>TBS25028125P</td><td>B,N&amp;amp;W set, 12 point, (25)1/4-28 x 1.25&quot;, for 2.75&quot; thru, silver plat</td></tr><tr><td>Silver-plated copper gaskets</td><td>Kurt J. Lesker (www.lesker.com)</td><td>GA-0275LBNSP</td><td></td></tr><tr><td>Spring Assembly (welding)</td><td>Omley Industries, Inc. (www.omley.com)</td><td>N/A</td><td>The machine work and welding were done in NIST&#039;s shop. However, Omley industries was used as an alternative for welding the spring assembly.</td></tr></tbody></table>

how to build a vacuum spring-transport package for spinning rotor gauges

O manómetro de rotor de fiação (PRE) é um indicador de vácuo elevado, muitas vezes utilizado como um padrão secundário ou transferência para pressões de vácuo no intervalo de 1,0 x 10 -4 Pa a 1,0 Pa. Nesta aplicação, os SRGs são frequentemente transportados para laboratórios para calibração. Os eventos podem ocorrer durante o transporte que altere as condições da superfície do rotor, alterando assim o factor de calibração. Para garantir a estabilidade de calibração, um mecanismo de mola-transporte é frequentemente utilizado para imobilizar o rotor e mantê-lo sob vácuo durante o transporte. É também importante para o transporte do mecanismo de mola-transporte utilizando a embalagem concebida para minimizar o risco de danos durante o transporte. Neste manuscrito, uma descrição detalhada é dada sobre como construir um mecanismo de mola-transporte robusto e contêiner de transporte. Juntos, estes formam um conjunto de mola-transporte. O design da embalagem primavera-transporte foi testado utilizando ensaios de quedas eo desempenho foi considerado excelente. O presente primavera-transport desenho mecanismo mantém o rotor imobilizada quando experimentando choques de várias centenas de g (g = 9,8 m / seg 2 e é a aceleração devido à gravidade), enquanto o contentor de transporte assegura que o mecanismo não irá experimentar choques superior a cerca de 100 g durante comum acidentes de transporte (conforme definido pelos padrões da indústria).

Todos os componentes da SRG comercial são mostradas na Figura 1. Isto inclui o rotor, dedal, cabeça contendo os magnetos permanentes e de bobinas de fio utilizado para a suspensão e recolhida, e o controlador electrónico. A pequena mola mostrado (Figura 1C) é utilizada para reter a bola no cartucho; este retentor da mola não é usado no mecanismo de mola-transporte. O controlador comercial e cabeça são usados ​​no mecanismo de mola-transporte...

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How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges

Como construir um pacote Spring-transporte a vácuo para Spinning Rotor Gauges

Here we describe how to build a robust spring-transport mechanism for a spinning rotor gauge. This device securely immobilizes the rotor and keeps it under vacuum during transportation. We also describe packaging that minimizes the risk of damage during transport. Tests show our design works for typical shocks during transport.

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to ...

how-to-build-vacuum-spring-transport-package-for-spinning-rotor

Research

JoVE Journal

Engineering

9.1K visualizações.  National Institute of Science and Technology. Here we describe how to build a robust spring-transport mechanism for a spinning rotor gauge. This device securely immobilizes the rotor and keeps it under vacuum during transportation. We also describe packaging that minimizes the risk of damage during transport. Tests show our design works for typical shocks during transport.

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Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus Parameters

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. Electrospinning is a process in which a charged polymer jet is collected on a grounded collector; a rapidly rotating collector results in aligned nanofibers while stationary collectors result in randomly oriented fiber mats. The polymer jet is formed when an applied electrostatic charge overcomes the surface tension of the solution. There is a minimum concentration for a given polymer, termed the critical entanglement concentration, below which a stable jet cannot be achieved and no nanofibers will form - although nanoparticles may be achieved (electrospray). A stable jet has two domains, a streaming segment and a whipping segment. While the whipping jet is usually invisible to the naked eye, the streaming segment is often visible under appropriate lighting conditions. Observing the length, thickness, consistency and movement of the stream is useful to predict the alignment and morphology of the nanofibers being formed. A short, non-uniform, inconsistent, and/or oscillating stream is indicative of a variety of problems, including poor fiber alignment, beading, splattering, and curlicue or wavy patterns. The stream can be optimized by adjusting the composition of the solution and the configuration of the electrospinning apparatus, thus optimizing the alignment and morphology of the fibers being produced. In this protocol, we present a procedure for setting up a basic electrospinning apparatus, empirically approximating the critical entanglement concentration of a polymer solution and optimizing the electrospinning process. In addition, we discuss some common problems and troubleshooting techniques.

Electrospinning techniques can create a variety of nanofibrous scaffolds for tissue engineering or other applications. We describe here a procedure to optimize the parameters of the electrospinning solution and apparatus to obtain fibers with the desired morphology and alignment. Common problems and troubleshooting techniques are also presented.

Fundamentos eletrofiação: Solução de Otimização e Parâmetros Aparelho

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. ...

Bioengenharia

High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance at Giga-Pascal Pressures: A New Tool for Probing Electronic and Chemical Properties of Condensed Matter under Extreme Conditions

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their electronic properties. The application of high pressure enables one to synthesize new materials, but the response of known materials to high pressure is a very useful tool for studying their electronic structure and developing theories. For example, high-pressure synthesis might be at the origin of life; and understanding the behavior of small molecules under extreme pressure will tell us more about fundamental processes in our universe. It is no wonder that there has always been great interest in having NMR available at high pressures. Unfortunately, the desired pressures are often well into the Giga-Pascal (GPa) range and require special anvil cell devices where only very small, secluded volumes are available. This has restricted the use of NMR almost entirely in the past, and only recently, a new approach to high-sensitivity GPa NMR, which has a resonating micro-coil inside the sample chamber, was put forward. This approach enables us to achieve high sensitivity with experiments that bring the power of NMR to Giga-Pascal pressure condensed matter research. First applications, the detection of a topological electronic transition in ordinary aluminum metal and the closing of the pseudo-gap in high-temperature superconductivity, show the power of such an approach. Meanwhile, the range of achievable pressures was increased tremendously with a new generation of anvil cells (up to 10.1 GPa), that fit standard-bore NMR magnets. This approach might become a new, important tool for the investigation of many condensed matter systems, in chemistry, geochemistry, and in physics, since we can now watch structural changes with the eyes of a very versatile probe.

Nuclear magnetic resonance is one of the most important spectroscopic tools. Here, the development of a new approach under high pressure, currently up to 10.1 GPa, is presented. This opens a new window into condensed matter physics and chemistry, where high-pressure research is of great importance.

Alta Sensibilidade de Ressonância Magnética Nuclear em Giga-Pascal Pressões: uma nova ferramenta para sondar propriedades eletrônicas e químicas da Matéria Condensada sob condições extremas

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their ...

Engenharia

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

Desenvolvimento de uma instalação experimental para a medição do coeficiente de restituição sob condições de vácuo

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Measurement of Outgassing Rates of Steels

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of steels meet the criterion of low outgassing required for high or ultrahigh vacuum applications. However, a given material can present different outgassing rates depending on its manufacturing process or the various pretreatment processes involved during the fabrication. Thus, the measurement of outgassing rates is highly desirable for a specific vacuum application. For this reason, the rate-of-pressure rise (RoR) method is often used to measure the outgassing of hydrogen after bakeout. In this article, a detailed description of the design and execution of the experimental protocol involved in the RoR method is provided. The RoR method uses a spinning rotor gauge to minimize errors that stem from outgassing or the pumping action of a vacuum gauge. The outgassing rates of two ordinary steels (stainless steel and mild steel) were measured. The measurements were made before and after the heat pretreatment of the steels. The heat pretreatment of steels was performed to reduce the outgassing. Extremely low rates of outgassing (on the order of 10&#8722;11 Pa m3 sec&#8722;1 m&#8722;2) can be routinely measured using relatively small samples.

A protocol for the measurement of outgassing rates of hydrogen from ordinary steel vacuum chambers using the rate-of-pressure rise method is presented.

Medição da Outgassing Preços de aços

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of ...

Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid cooling, to prepare the desired cryogenic temperature phase. Microliter to picoliter size drops are cooled by projection into a liquid nitrogen-argon (N2-Ar) mixture. The cryogenic temperature phase of the drop is evaluated using a visual assay that correlates with X-ray diffraction measurements. The density of the liquid N2-Ar mixture is adjusted by adding N2 or Ar until the drop becomes neutrally buoyant. The density of this mixture and thus of the drop is determined using a test mass and Archimedes principle. With appropriate care in drop preparation, management of gas above the liquid cryogen mixture to minimize icing, and regular mixing of the cryogenic mixture to prevent density stratification and phase separation, densities accurate to &#60;0.5% of drops as small as 50 pL can readily be determined. Measurements on aqueous cryoprotectant mixtures provide insight into cryoprotectant action, and provide quantitative data to facilitate thermal contraction matching in biological cryopreservation.

A protocol for determining the vitreous phase densities of micro- to pico-liter size drops of aqueous mixtures at cryogenic temperatures is described.

Medindo as densidades de vidros aquosos em temperaturas criogênicas

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid ...

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an area of productive research with over 1,400 published animal studies in just the last 5 years. Numerous techniques have been developed for quantifying smooth muscle activity of the stomach, small intestine, and colon. In vitro and ex vivo techniques offer powerful tools for mechanistic studies of GI function, but outside the context of the integrated systems inherent to an intact organism. Typically, measuring in vivo smooth muscle contractions of the stomach has involved an anesthetized preparation coupled with the introduction of a surgically placed pressure sensor, a static pressure load such as a mildly inflated balloon or by distending the stomach with fluid under barostatically-controlled feedback. Yet many of these approaches present unique disadvantages regarding both the interpretation of results as well as applicability for in vivo use in conscious experimental animal models. The use of dual element strain gages that have been affixed to the serosal surface of the GI tract has offered numerous experimental advantages, which may continue to outweigh the disadvantages. Since these gages are not commercially available, this video presentation provides a detailed, step-by-step guide to the fabrication of the current design of these gages. The strain gage described in this protocol is a design for recording gastric motility in rats. This design has been modified for recording smooth muscle activity along the entire GI tract and requires only subtle variation in the overall fabrication. Representative data from the entire GI tract are included as well as discussion of analysis methods, data interpretation and presentation.

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

The in vivo measurement of smooth muscle contractions along the gastrointestinal tract of laboratory animals remains a powerful, though underutilized, technique. Flexible, dual element strain gages are not commercially available and require fabrication. This protocol describes the construction of reliable, inexpensive strain gages for acute or chronic implantation in rodents.

Fabricação e Implantação de miniatura de elemento duplo Medidores de tensão para medição<em&gt; In Vivo</em&gt; Gastrointestinal Contrações em roedores.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an ...

Building Langmuir Probes and Emissive Probes for Plasma Potential Measurements in Low Pressure, Low Temperature Plasmas

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) and their local spatial concentrations, for electron temperatures, and for electrostatic plasma potential measurements, since its invention by Langmuir in the early 1920s. Emissive probes are used for measuring plasma potentials. The protocols exhibited in this work serve to demonstrate how these probes may be built for use in a vacuum chamber in which a plasma discharge may be confined and sustained. This involves vacuum techniques for building what is essentially an electrical feedthrough, one that is rotatable and translatable. Certainly, complete Langmuir probe systems may be purchased, but they can also be built by the user at considerable cost savings, and at the same time be more directly adapted to their use in a particular experiment. We describe the use of Langmuir probes and emissive probes in mapping the electrostatic plasma potential from the body of the plasma up to the sheath region of a plasma boundary, which in these experiments&#160;is created by a negatively biased electrode immersed within the plasma, in order to compare the two diagnostic techniques and assess their relative advantages and weaknesses. Although Langmuir probes have the advantage of measuring the plasma density and electron temperature most accurately, emissive probes can measure electrostatic plasma potentials more accurately throughout the plasma, up to and including the sheath region.

The main goal of this work is to make it easier for research groups unfamiliar with Langmuir probes and emissive probes to use them as plasma diagnostics, especially near plasma boundaries. We do this by demonstrating how to build the probes from readily available materials and supplies.

Construção de Sondas Langmuir e Sondas Emissivas para Medições de Potencial de Plasma em Plasmas de Baixa Pressão e Baixa Temperatura

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) ...

High-Temperature and High-Pressure In situ Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There exists a drive to characterize materials under conditions relevant to the chemical process of interest. To address this, in situ high-temperature, high-pressure MAS NMR methods have been developed to enable the observation of chemical interactions over a range of pressures (vacuum to several hundred bar) and temperatures (well below 0 &#176;C to 250 &#176;C). Further, the chemical identity of the samples can be comprised of solids, liquids, and gases or mixtures of the three. The method incorporates all-zirconia NMR rotors (sample holder for MAS NMR) which can be sealed using a threaded cap to compress an O-ring. This rotor exhibits great chemical resistance, temperature compatibility, low NMR background, and can withstand high pressures. These combined factors enable it to be utilized in a wide range of system combinations, which in turn permit its use in diverse fields as carbon sequestration, catalysis, material science, geochemistry, and biology. The flexibility of this technique makes it an attractive option for scientists from numerous disciplines.

The molecular structures and dynamics of solids, liquids, gases, and mixtures are of critical interest to diverse scientific fields. High-temperature, high-pressure in situ MAS NMR enables detection of the chemical environment of constituents in mixed phase systems under tightly controlled chemical environments.

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear de alta temperatura e alta pressão no situ Magic Angle Spinning Nuclear Resonance

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There ...

Química

Fabrication of Small Caliber Stent-grafts Using Electrospinning and Balloon Expandable Bare Metal Stents

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and perforations in vasculature. Such stent-grafts are manufactured by covering a stent with a polymer membrane. An ideal stent-graft should have a biocompatible stent covered by a porous, thromboresistant, and biocompatible polymer membrane which mimics the extracellular matrix thereby promoting injury site healing. The goal of this protocol is to manufacture a small caliber stent-graft by encapsulating a balloon expandable stent within two layers of electrospun polyurethane nanofibers. Electrospinning of polyurethane has been shown to assist in healing by mimicking native extracellular matrix, thereby promoting endothelialization. Electrospinning polyurethane nanofibers on a slowly rotating mandrel enabled us to precisely control the thickness of the nanofibrous membrane, which is essential to achieve a small caliber balloon expandable stent-graft. Mechanical validation by crimping and expansion of the stent-graft has shown that the nanofibrous polyurethane membrane is sufficiently flexible to crimp and expand while staying patent without showing any signs of tearing or delamination. Furthermore, stent-grafts fabricated using the methods described here are capable of being implanted using a coronary intervention procedure using standard size guide catheters.

In the protocol, we present a method to manufacture a small caliber stent-graft by sandwiching a balloon expandable stent between two electrospun nanofibrous polyurethane layers.

Fabricação de calibre pequeno endopróteses Usando Electrospinning e balão expansíveis Bare Metal Stents

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and ...

Medicina

Combining 3D-Printing and Electrospinning to Manufacture Biomimetic Heart Valve Leaflets

Electrospinning has become a widely used technique in cardiovascular tissue engineering as it offers the possibility to create (micro-)fibrous scaffolds with adjustable properties. The aim of this study was to create multilayered scaffolds mimicking the architectural fiber characteristics of human heart valve leaflets using conductive 3D-printed collectors.
Models of aortic valve cusps were created using commercial computer-aided design (CAD) software. Conductive polylactic acid was used to fabricate 3D-printed leaflet templates. These cusp negatives were integrated into a specifically designed, rotating electrospinning mandrel. Three layers of polyurethane were spun onto the collector, mimicking the fiber orientation of human heart valves. Surface and fiber structure was assessed with a scanning electron microscope (SEM). The application of fluorescent dye additionally permitted the microscopic visualization of the multilayered fiber structure. Tensile testing was performed to assess the biomechanical properties of the scaffolds.
3D-printing of essential parts for the electrospinning rig was possible in a short time for a low budget. The aortic valve cusps created following this protocol were three-layered, with a fiber diameter of 4.1 &#177; 1.6 &#181;m. SEM imaging revealed an even distribution of fibers. Fluorescence microscopy revealed individual layers with differently aligned fibers, with each layer precisely reaching the desired fiber configuration. The produced scaffolds showed high tensile strength, especially along the direction of alignment. The printing files for the different collectors are available as Supplemental File 1, Supplemental File 2, Supplemental File 3, Supplemental File 4, and Supplemental File 5.
With a highly specialized setup and workflow protocol, it is possible to mimic tissues with complex fiber structures over multiple layers. Spinning directly on 3D-printed collectors creates considerable flexibility in manufacturing 3D shapes at low production costs.

The presented method offers an innovative way for engineering biomimetic fiber structures in three-dimensional (3D) scaffolds (e.g., heart valve leaflets). 3D-printed, conductive geometries were used to determine shape and dimensions. Fiber orientation and characteristics were individually adjustable for each layer. Multiple samples could be manufactured in one setup.

Combinando impressão 3D e eletropinning para fabricar folhetos biomiméticos da válvula cardíaca

Electrospinning has become a widely used technique in cardiovascular tissue engineering as it offers the possibility to create (micro-)fibrous scaffolds ...