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Elektrisch gedichteter Vakuumhahn bzw. -schliff.
Bisher waren, um eine zuverlässliche Abdichtung gegen das Durchsickern von Gasen zu erhalten, bloss Hähne und Schiffe bekannt, zwischen deren Schliffflächen sich kleine Mengen mehr oder weniger zäher Flüssigkeiten befanden. Solche Hähne und Schiffe haben aber den für viele physikalische und chemische Apparaturen grossen Nachteil der Dampfabgabe aus den Dichtungs- bzw. Sperrflüssigkeiten, sowie des Eindringens der Dichtungsflüssigkeiten in das Apparaturinnere.
Das Ideale wären Hähne und Schiffe, die jedweder Dichtungs-bzw. Sperrflüssigkeit entbehren könnten, ohne dabei an Dichtigkeit etwas einzubüssen. Die Anmelderin hat nun vor kurzem in einer wissenschaftlichen Abhandlung"Neue Kunstgriffe in der Vakuumtechnik", Physikalische Zeitséhrfft, 27, 667, 1926, die prinzipielle Möglichkeit erörtert, Hähne bzw. Schliffe mit Kegelstumpfmantel- flächen mit kleinem Öffnungswinkel ohne Dichtungs-bzw. Sperrflüssigkeit vermöge starker Zusammenpressung hochglanzpolierter Schlififlächen durch elektrische (Coulombsche) Anziehungskräfte dicht zu erhalten und verschiedene prinzipiell mögliche Materialkombinationen angegeben.
Unter einem "elektrisch gedichteten"Vakuumhahn bzw.-schliff ist darin ein solcher verstanden, bei welchem statt der molekularen Anziehungskräfte der Adhäsion bei der sogenannten Schmiermitteldichtung die elektrostatischen Anziehungskräfte die Abdichtung besorgen. Und da man es vermöge geeigneter Materialanordnung der elektrisch abzudichtenden Hahn-bzw. Schliffkombinationen so einrichten kann, dass das ganze dabei auftretende elektrische Spannungsgefälle auf der zwischen den beiden aufeinanderliegenden fein polierten Schliffflächen noch eingeschlossenen äusterst dünnen Gasschicht liegt, go sind die mit verhältnismässig kleinen Betriebsspannungen erzielten Anziehungskräfte sehr gross (JohnsenRahbek-Effekt).
Die in obiger Abhandlung theoretisch erörterten elektrisch gedichteten Vakuujnhähne bzw.-schliffe lassen sich nun nicht ohne die in dieser Patentanmeldung beanspruchte Kombination. mit adsorptiver Schmiermitteldichtung mikroskopischer Dicke nach entsprechender Herstellungsweise in die Praxis brauchbar einführen.
Da man für die elektrische Abdichtung Flächen verschiedenen Materials praktisch niemals so polieren kann, dass selbst bei sehr grossen Gegeneinanderpressungen die eingeschlossene Gasmenge, und somit also ein Gasdiffusionskanal ins Vakuum ganz verschwindet, ist in der Tat zur vollständigen Abdichtung noch ein Dichtungszwischenmittel erforderlich, das mikroskopisch dünn, flüssig und dabei weder beweglich noch Dämpfe abgebend ist.
Als solche zur vollständigen elektrischen Abdichtung praktisch noch notwendige mikroskopisch dünne, kontinuierlich zusammenhängende, dauerhafte Dichtungszwischenschichten, die vorgenannten Bedingungen entsprechen, sind adsorptiv (einsaugend) gebundene
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sobald die Gegeneinanderpressung durch die elektrostatischen Kräfte beginnt, sofort an die zweite Schlifffläche gleichfalls adsorptiv gebunden (eingesaugt), wodurch eine vollständige Abdichtung der Schliffflächen erzielt wird (Wasserhaut W in Fig. 1, 2 und 3), die keine Schmiermittelflüssigkeit bzw.
- dämpfe im Vakuum verursachen kann.
Zwecks Aufbringung solcher mikroskopisch dünnen, festhaftenden, durch keine gewöhnlichen physikalischen oder chemischen Operationen abtrennbaren Flüssigkeitshäutchen (Sorptions-bzw. Quellschichten) müssen die Träger-Schlifflächen zuerst eine ihrem Material und dem Flüssigkeitsschicht-
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material entsprechende Reinigungsvorbehandlung (z. B. Spülen, Ablösen, Beizen, Trocknen, Erhitzen, Abpumpen usw.) erfahren haben und dann einer reinen, mit dem Dampf der betreffenden Flüssigkeit beladenen Atmosphäre für einige Zeit ausgesetzt werden.
Bei den in obiger Arbeit angegebenen gewöhnlichen Hahn-bzw. Sehlifformen, die grösstenteils
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Schmiermitteldichtung kombinierten elektrisch gedichteten Schliffen zur Wirkung kommen zu lassen, werden die Schlifflächen der Schiffe und Hähne als ebene Flächen bzw. als Kegelmantelflächen mit grossem Öffnungswinkel ausgebildet. Fig. 2 stellt einen solchen elektrisch gedichteten Schliff, Fig. 3
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Drehachse senkrecht zu den Schliffflächen ausgebildet ist.
Die drei Abbildungen (Fig. l, Fig. 2'und Fig. 3 im Grund-und Aufriss) sollen nun das Wesen der Erfindung verdeutlichen.
Fig. 1 stellt einen elektrisch gedichteten Vakuumschliff mit zusätzlkher adsorptiver Flussigkeits- hautdichtung dar. Dies ist noch eine Schlifftype ungünstiger Bauart, also mit einer Kegelstumpfmantel-Schlififläche von sehr kleinem Öffnungswinkel α. MK ist der Metallkonus, IM der #Isolier"- mantel samt der Metallschicht MM und W die an beide Schliffflächen adsorptiv gebundene flüssigkeitshaut ; Sp ist die angelegte elektrische Spannung.
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R2 das mit der Isolierschlif@fläche IM verbundene Isolierrohr ; MM ist die Metallbelegung auf IM ; W wieder die adsorptiv an beide Schliffläcl1en gebundene Wasserhant, Sp die angelegte elektrische Spannung.
Fig. 3 stellt einen #elektrisch gedichteten" Vakuumhahn mit zusätzlicher adsorptiver Flüssigkeitshautdichtung, u. zw. mit ebenen Schliffflächen, dar. und sind die zu verbindenden Röhren, die beide mit der Isolierschlifffläche. ZM (mit Metallbelag MM aussen) gleichsam als Schliffmantelfläehe verbunden sind. MK die Metallschlifffläche, gleichsam Schliffkonus mit isolierter Handhabe H (letztere ist der Deutlichkeit halber in den Grundriss nicht eingezeichnet). Beide Sehlifffläehen liegen aufeinander und sind um eine lose eingebaute Achse J. gegeneinander drehbar. MK hat einen Bohl1lngskan. al B, der
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Spannung.
Obige Erörterungen für Vakuumhähne und-schliffe gelten ebenso auch für Überdruekhähne und -schliffe.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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hängende, an beide Schliffflächen adsorptiv gebundene Flussigkeitshaut (z. B. Wasserhaut) geschieht und die für eine derartige Dichtung notwendige Zusammenpressung beider Schliffflächen durch elektrische Spannung vermöge der durch diese Schmiermittelzwischenschicht zwischen den Schliffflächen gesteigerten elektrostatischen Kräfte erfolgt.