CN108474382A - 连接装置 - Google Patents

Abstract

连接装置用于将可以连接到真空泵的第一管端(10)连接到第二管端(12)，所述第二管端可以连接到待抽空的腔室。为此，连接元件(26)具有用于将真空泵流体地连接到待抽空的腔室的管元件(14)。管元件在每侧上经由连接元件(26)连接到相应的管端(10，12)。在此两个连接元件(26)中的至少一个被配置以使得其专门适用于传递扭矩。更进一步地，提供了解耦元件(36)，用于将专门适用于传递扭矩的至少一个连接元件(26)从对应的管端(10，12)机械地解耦。

Description

连接装置

【技术领域】

连接装置，用于将适于连接到真空泵的第一管端连接到适于连接到真空腔室的第二管端。

【背景技术】

当将诸如涡轮分子泵的真空泵连接到要排空的腔室时，出现如下的问题：真空泵将特别是由于转子旋转而发生的振动传递到待抽空的腔室。这可能会影响在待抽空的腔室中或在连接到待抽空的腔室的装置中进行的处理或测量。例如，电子显微镜极易受到振动的影响。

为了抑制从真空泵传递到待抽空的腔室的振动，通常的做法是在适于连接到真空泵的管端与适于连接到待抽空的腔室的管端之间提供阻尼元件。阻尼元件包括例如柔性金属波纹管以确保真空密封性。例如，金属波纹管被弹性阻尼元件包围。例如，在泵出现故障的情况下，诸如堵塞转子，这样的阻尼元件然而不能吸收或传递发生的力和扭矩。这可能导致阻尼元件的完全破坏，并因此造成泵完全脱离阻尼元件和/或完全脱离待抽空的腔室。由于高速旋转的转子的高动能，这是非常危险的。

另外，从EP2410184已知一种连接元件。该连接元件包括两个管段，其中一个管段固定地连接到适于连接到真空泵的管端，并且第二管段固定地连接到适于连接到待抽空的腔室的管端。在两个管端之间提供有两个环形弹性体密封件。它们被夹紧型元件包围，夹紧型元件进一步包括面向内并布置在两个密封元件之间的腹板(“web”)。当真空泵不工作时，两个管段被弹性环推开，并通过围绕管段的夹子机械地连接。这种也会传递振动的机械连接通过生成的真空而被断开，因为两个弹性环被压缩并且因此两个管段的机械连接经由夹子被断开。然而，这种连接装置是特别不利的，因为机械连接的断开并不是清楚地限定的。例如，它取决于生成的真空量。进一步地，密封环的弹性特性发生改变，以使得它们必须被定期地更换。更进一步地，存在如下的风险：在横向负载作用于泵的情况下，连接元件可能变得不密封。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种连接装置，用于将适于连接到真空泵的第一管元件连接到适于连接到待抽空的腔室的第二管元件，其中在确保高安全性的同时提供了良好的机械解耦。

根据本发明，该目的是利用根据权利要求1的连接装置而实现的。

连接装置用于将适于连接到真空泵或涡轮分子泵的第一管端连接到第二管端，其中第二管端适于连接到待抽空的腔室。这里，第一管端可以是真空泵的部分和/或真空泵的入口法兰。相应地，第二管元件可以是待抽空的腔室的部分。根据本发明，连接元件包括用于将真空泵流体地连接到待抽空的腔室的管元件。管元件提供所要求的用于排空目的真空连接。因此管元件在每侧包括连接元件和/或与连接元件连接。两个连接元件用于分别将管元件连接到两个管端中的一个。两个连接元件中的至少一个被配置以使得其仅适用于传递扭矩。特别地，在操作期间连接元件不能传递任何轴向力，轴向力为沿管元件的纵向方向上的力。这确保了从真空泵到待抽空的腔室和/或从第一管端到第二管端的振动的传递是不可能的或者至少被极大地降低。另一方面，该至少一个连接元件可以传递扭矩。这些是围绕管元件的纵向轴线的扭矩，其特别是在碰撞的情况下发生，但是也在真空泵被启动或减速时发生。因此确保了安全性。优选地，两个连接元件是以这种方式而配置的。

根据本发明，提供了一种解耦元件。解耦元件用于从对应的管端机械地解耦专门适用于传递转矩的至少一个连接元件。特别地，如果两个连接元件专门适于传递扭矩，则解耦元件用于机械地解耦两个连接元件。在此，优选的是，解耦元件生成轴向力，该轴向力抵抗在操作期间由真空产生的力。作为结果，当真空泵不工作时以及由于泵故障或泵碰撞等，真空被降低时，由解耦元件生成的轴向力大于由真空生成的反作用力。这造成两个管端的机械连接使得发生的扭矩可以被容易地传递。另一方面，在操作过程中，由于解耦元件生成的力与真空生成的力之间的力平衡而发生轴向解耦，使得振动的传递至少被极大地降低。

根据特别优选的实施例，适于由解耦元件生成的轴向力是可调节的。例如，这可以借助可调节的弹簧来实现。

优选地，解耦元件包括填充有可压缩的流体的至少一个流体腔室。流体特别是气体并且特别优选空气。通过调节至少一个流体腔室中的压力，因此可以调节所应用的轴向力。优选地，解耦元件包括至少两个保持元件。两个保持元件各自适于固定地连接到管端之一。由于保持元件与相应的管端之间的固定的连接，力和扭矩可以特别地从适于连接到真空泵的管端传递到该个保持元件并从另一个保持元件传递到待抽空的腔室。也可以特别地将两个保持元件中的至少一个与对应的管端一体形成或创建不可分离的连接。

优选地，流体腔室被布置在两个保持元件之间。流体腔室中的压力的增加因此引起两个保持元件被推开。

优选地，解耦元件进一步包括特别是完全地围绕管元件的外部元件。这里，外部元件优选为环形配置。优选地，外部元件在轴向方向上与两个保持元件重叠，其中外部元件也可以被固定地连接到两个保持元件中的一个保持元件或者被与其一体形成。优选地，外部元件不是固定地连接到两个保持元件中的任何一个保持元件。外部元件因此特别适于相对于两个保持元件中的一个保持元件并且优选地相对于两个保持元件在轴向方向上移动和/或对应的轴向上的相对移动是可能的。

优选地，第一密封元件被布置在外部元件与保持元件之间，该保持元件适于相对于外部元件移动。密封元件特别是弹性密封元件，特别是围绕保持元件的密封环。密封环基本上不传递任何力，特别是振动。

另外，优选的是提供第二密封元件，该第二密封元件被布置在外部元件与第二保持元件之间，该第二密封元件适于特别是相对于外部元件在轴向方向上移动。第二密封元件优选地被配置以使得其对应于第一密封元件。

进一步地，优选的是，在管元件与两个保持元件之间布置相应的密封元件。这优选地被配置以使得它对应于第一密封元件，使得它也基本上不传递任何力或振动。

根据优选实施例，流体腔室是由外部元件、管元件和两个保持元件而界定的。该界定在此特别是通过外部元件的内表面以及管元件的相对的外表面而实现的。保持元件特别是利用其前表面来界定流体腔室。根据优选的实施例，流体腔室具有环形配置并且特别是完全包围管元件。由此可以在轴向方向上生成均匀的力。由此避免了特别是在优选环形流体腔室的周向方向上的力的改变。

根据特别优选的实施例，流体腔室连接到供应管道。供应管道用于供应流体，特别是气体。优选地，在供应管道中布置有阀门。因此，可以容易改变流体腔室内的压力并使其适应于操作条件。由此在操作过程中实现了解耦，使得从真空泵基本上不传递振动到待抽空的腔室。

另外，优选的是，特别是环形配置的外部元件是经由腹板元件而固定地连接到管元件的。例如，这可以经由螺钉连接来简化安装。进一步地可以将管元件与外部元件一体形成。

根据进一步的优选实施例，解耦元件包括两个流体腔室。它们特别地是在轴向方向上串联地布置的，使得每个流体腔室基本上作用在两个保持元件中的一个保持元件上。在此，特别优选的是，两个流体腔室的压力是独立地可调节的。为此目的，优选的是，每个流体腔室提供一个管道用于供应和排出诸如气体的可压缩流体，并且优选地，每个管道中布置有阀门。

根据优选实施例，用于传递扭矩的至少一个传动元件被配置以使得提供轴向布置的突出部，该突出部延伸到凹部中。例如，突出部被提供在连接元件处并且凹部被提供在保持元件处。在该实施例中，提供在连接元件处的突出部面向提供在保持元件处的凹部。类似地，突出部也可以提供在连接元件处。

因为扭矩是仅在真空泵损坏的情况下或者在真空泵的加速或减速期间经由连接元件而传递的，所以优选的是，凹部的横截面大于突出部的横截面。由此确保了在正常操作期间不传递扭矩并且因此不传递振动。

优选地，两个连接元件是如上所述地配置的并且以优选的方式而细化。

首先，在至少一个流体腔室中提供的压力在两个管端之间的轴向方向上创建连接，连接元件被布置在两个管端之间。根据优选实施例，这特别是通过连接元件的突出部置于对应凹部的底部上而实现的。一旦真空泵生成真空，就产生了轴向上的反作用力，该轴向上的反作用力抵消由至少一个流体腔室中的压力生成的轴向力。这导致机械连接断开并因此解耦。

特别优选的是提供标记，该标记允许从外部容易地检测是否在至少一个流体腔室中的经调节的真空和经调节的压力下发生了解耦。为此目的，可以在外部元件和/或至少一个保持元件处提供标记。

【附图说明】

参照随附的附图基于优选实施例，在下文中详细地对本发明进行了解释。

在附图中：

图1示出了根据本发明的连接装置的优选实施例的示意性截面图；

图2示出了连接元件的示意性截面图；以及

图3示出了根据本发明的连接装置的第二实施例的示意性截面图。

【具体实施方式】

连接装置用于将特别是连接到真空泵的第一管端10连接到第二管端12，第二管端12特别是连接到待抽空的腔室。为了流体连接，提供了管元件14。后者在其两个相对的端部处特别经由未示出的紧固螺钉连接到相应的连接环16。环16包括具有密封件的定心环18。定心环18分别被布置在两个管端10，12的法兰20和与之相对的法兰22之间。法兰22是两个保持元件24的相应的部分。保持元件24每个都是具有环形的配置并且围绕管元件14。两个保持元件24各自固定地并因此刚性地连接到第一管端10并且/或经由夹具27连接到第二管端12。

管元件14经由连接元件26连接到两个管端10，12，其中两个保持元件24也是连接元件26的组成部分。在此，连接被实现以使得特别是在真空泵发生故障的情况下可以经由连接来传递扭矩。这些是围绕纵向轴线28发生的扭矩。即在纵向轴线28的方向上，管元件相对于两个管端10,12和/或相对于固定地连接到两个管端10,12的保持元件的至少轻微移动是可能的。为此目的，保持元件24(图2)包括径向向内的突出部30。突出部30包括凹部32，突出部34(图1)延伸到凹部32中。在图示的示例性实施例中，突出部34是螺钉头。在此，凹部32的直径略大于螺钉头34的直径。

另外，连接装置包括解耦元件36。这用于使两个连接元件26从两个管端10、12机械地解耦，使得没有轴向力(即可以沿纵向轴线28传递的力)可以被传递和/或其传递被明显地降低。因此，没有和/或仅有很小的振动从真空泵被传递到待抽空的腔室以及与其连接的部件。在图示的示例性实施例中，解耦元件36包括环形配置的外部元件38。外部元件38适于相对于两个环形配置的保持元件24在轴向方向上移动，即纵向方向28。在外部元件38与两个保持元件24之间布置有相应的环形密封元件40。

在两个保持元件24的内表面上可以提供用于朝向管元件14进行密封的环形密封元件42。特别地，在该区域中也允许在保持元件24与管元件14之间进行轴向运动。

解耦元件36的外部元件38经由腹板元件44连接到管元件14。这是固定的连接，其中腹板元件44例如经由螺钉连接而连接到管元件14的腹板形的突出部46。管元件14的轴向运动总是引起外部元件38的轴向运动。

为了实现轴向运动，形成了两个流体腔室48、50，其在图1所示的示例性实施例中经由提供在腹板44、46中的连接管道52彼此流体地连接。流体腔室48、50因此是由外部元件38的内表面、两个保持元件24的前表面和管元件14的外表面而限定的。流体腔室48、50包括供应管道54，供应管道54中布置有阀56。经由阀56，流体，特别是压缩空气因此能够被供应到两个流体腔室48、50或从两个流体腔室48、50排出。

为了轴向解耦两个管端10、12并且因此为了避免并且特别是降低振动的传递，借助根据本发明的连接装置，可以在流体腔腔室48、50中构建压力这造成两个相对的环形保持元件24被推开。在真空泵投入运行之前，由于突出部和/或螺钉头34各自轴向地置于凹部32的底部上，因此这造成在两个管端10、12之间的轴向连接。在操作期间，真空由真空泵在管元件14中并且附件地在两个管端10、12中生成真空。由此产生反作用力。在对应的力比的情况下，这导致突出部34不再置于凹部32的底部区域上。

为了确保可靠的解耦合，流体腔室48、50中的压力因此必须适应于真空。根据本发明，这可以采用简单的方式通过供应管道54来供应或排出压缩的空气来实现。

另外，优选的是，在外环38和/或两个保持元件24中的一个保持元件处提供标记，以使得外环38并且因此管元件14相对于保持元件24的位置可以通过简单的方式读取。由此可以采用简单的方式确定流体腔室48,50中的要求的压力，以便确保轴向解耦。

在图3中所示的实施例中，相似和相同的部件是通过相同的参考标号而标示的。

本质的区别在于外环38与管元件14是一体形成的。在图示的示例性实施例中，连接是经由实心腹板58而实现的。在图示的示例性实施例中，腹板58不包括用于连接两个流体腔室48、50的任何孔。相反，为每个流体腔室48、50提供了相应的供应管道60，在供应管道60中布置有相应的阀62。由此可以独立于彼此地调节两个流体腔室48、50中的压力，以使得可以进行精细调节。因此，在该实施例中，也优选提供两个标记，其中一个标记示出外部元件38与保持元件24之间的相对位置，该保持元件24是图1中的上方的一个，并且第二标记示出与图3中下方的一个的保持元件24的相对位置。

Claims (21)

1.一种连接装置，用于将适于连接到真空泵的第一管端(10)连接到适于连接到待抽空的腔室的第二管端(12)，所述连接装置包括：

管元件(14)，用于将所述真空泵流体地连接到所述待抽空的腔室，

其中所述管元件(14)在每侧上包括连接元件(26)，用于连接到所述管端(10，12)中的相应的一个，其中所述两个连接元件(26)中的至少一个专门适于递输扭矩；以及

解耦元件(36)，用于从所述对应的管端(10，12)机械地解耦专门适于传递扭矩的所述至少一个连接元件(26)。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，解耦元件(36)包括填充有可压缩的流体，特别是气体的至少一个流体腔室(48，50)。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，由解耦元件(36)生成的力，特别是生成的轴向力是可调节的。

4.根据权利要求2或3所述的连接装置，其特征在于，轴向力的调节是通过改变流体腔室(48，50)中的压力而执行的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述两个连接元件(26)专门适于传递扭矩。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的连接装置，其特征在于，解耦元件(36)包括两个保持元件(24)，保持元件(24)适于固定地连接到管端(10，12)中的相应的一个。

7.根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于，流体腔室(48，50)被布置在所述两个保持元件(24)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接装置，其特征在于，解耦元件(36)包括特别是完全地围绕管元件(14)的外部元件(38)。

9.根据权利要求8所述的连接装置，其特征在于，外部元件(38)具有环形配置。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的连接装置，其特征在于，外部元件(38)适于相对于至少一个保持元件(24)，特别是两个保持元件(24)而轴向地移动。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的连接装置，其特征在于，第一密封元件(40)被布置在外部元件(38)与保持元件(24)之间，保持元件(24)适于相对于外部元件(38)移动。

12.根据权利要求11所述的连接装置，其特征在于，第二密封元件(40)被布置在外部元件(38)与第二保持元件(24)之间，第二保持元件(24)特别地也适于轴向地移动。

13.根据权利要求6至12中任一项所述的连接装置，其特征在于，在管元件(14)与所述两个保持元件(24)之间布置有相应的密封元件(42)。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述至少一个流体腔室(48，50)是由外部元件(38)，管元件(14)和所述两个保持元件(24)界定的。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述至少一个流体腔室(48，50)环状地围绕管元件(14)。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述至少一个流体腔室(48，50)包括供应管道(54，60)，在供应导管(54，60)中特别地布置有阀门(56，62)。

17.根据权利要求8至16中任一项所述的连接装置，其特征在于，外部元件(38)特别是经由腹板元件(44，58)而固定地与管元件(14)连接，特别是与管元件(14)一体地形成的。

18.根据权利要求2至17中任一项所述的连接装置，其特征在于，解耦元件(36)包括两个流体腔室(48，50)，所述两个流体腔室的压力优选地适于彼此独立地调节。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的连接装置，其特征在于，专门适于传递扭矩的所述至少一个连接元件(26)特别地包括轴向布置的突出部(34)，突出部(34)延伸到凹部(32)中。

20.根据权利要求19所述的连接装置，其特征在于，凹部(32)的横截面大于突出部(34)的横截面，以使得在正常操作期间不传递扭矩。

21.根据权利要求8至20中任一项所述的连接装置，其特征在于，外部元件和/或至少一个保持元件(24)包括用于在操作期间指示机械解耦的标记。