DD236967A1 - Verfahren zum zyklischen evakuieren einer vakuumkammer - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zum zyklischen Evakuieren einer Vakuumkammer findet fuer Prozesse in Vakuumanlagen, die im Chargenbetrieb oder Durchlauf arbeiten Anwendung. Das Ziel ist geringer apparativer Aufwand und die Aufgabe ist es, schnell zu evakuieren und belueften bis in den Feinvakuumbereich. Erfindungsgemaess wird nach Einschalten der Vorvakuumpumpe die Waelzkolbenpumpe bereits bei einem Druck von etwa 10 kPa eingeschaltet und bei Erreichen von etwa 1 kPa die Vorvakuumpumpe getrennt. Nach dem Vakuumprozess wird die Waelzkolbenpumpe abgeschaltet und gaskinetisch sanft abgebremst, indem die Vakuumkammer und Druck- und Saugseite der Waelzkolbenpumpe mit bestimmter Druckanstiegsgeschwindigkeit belueftet werden.

Description

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von ca. 1 kPa geschlossen wird. Nach Abschluß der Evakuierung, d. h. nach Beendigung der technologischen Schritte, wird die Wälzkolbenpumpe abgeschaltet, zur gaskinetischen Abbremsung das Ventil der Umwegleitung geöffnet und sofort die Vakuumkammer und Wälzkolbenpumpe mit einem Gaseinlaßstrom belüftet, der eine mittlere Druckanstiegsgeschwindigkeit von kleiner als 700 Pa/s bewirkt. Bei hinreichend kleiner Drehzahl der Wälzkolbenpumpe wird der Gasstrom so vergrößert, daß die technologisch max. mögliche Druckanstiegsgeschwindigkeit erreicht wird.

Es ist möglich, daß beim Belüften der Gaseinlaßstrom bei kleiner Drehzahl der Wälzkolbenpumpe so vergrößert wird, daß die Druckanstiegsgeschwindigkeit bis zum Erreichen von Atmosphärendruck 7 kPa/s nicht unterschreitet. Der Gaseinlaßstrom beim Belüften kann kontinuierlich oder schrittweise vergrößert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Vorteile, daß die Anlaufzeit für die Wälzkolbenpumpe entfällt, da das Anlaufen der Wälzkolbenpumpe in unüblicher Weise ohne oder bei nur geringer Kompressionsarbeit bereits in der Pumpphase der Vorvakuumpumpe erfolgt,daß die Pumpzeit der Wälzkolbenpumpe wesentlich verkürzt ist, da die maximale Druckdifferenz über der Wälzkolbenpumpe gegenüber herkömmlichen Verfahren etwa doppelt so groß sein darf, ermöglicht dadurch, daß das Anlaufen der Wälzkolberipumpe bereits beendet ist und durch Schließen des Schleusenventils die Pumpe sofort mit Nenndrehzahl wirksam wird und daß die Auslaufzeit der Wälzkolbenpumpe entfällt, da sie in unüblicher Weise während der Belüftung der Vakuumkammer gaskinetisch sanft abgebremst wird, wobei die Belüftung so erfolgt, daß zunächst eine geringe, dann die technologisch maximal mögliche Druckanstiegsgeschwindigkeit realisiert wird.

Ausführungsbeispiel

Die zugehörige Zeichnung zeigt das Schema einer vakuumtechnologischen Anlage im Prinzip.

In einer Vakuumkammer 1 wird der vakuumtechnologische Prozeß, z. B. die Einschleusung von Flachglas in den unter Vakuum verbleibenden Teil einer Durchlaufbeschichtungsanlage, durchgeführt. Die Substrate werden durch die Schleusenventile 2.1 und 2.2 ein- und ausgebracht. Die Ventile 3.1 und 3.2 dienen der Belüftung der Vakuumkammer 1. An die Vakuumkammer 1 sind drei Wälzkolbehpumpen 4 angeschlossen, deren Druckseiten über eine Umwegleitung 5 mit Ventil 6 mit der Vakuumkammer 1 und über ein Ventil 7 mit einer Vorvakuumpumpe 8 verbunden sind

Der Verfahrensablauf ist folgender:

Die Substrate werden über das Eingangs-Schleusenventil 2.1 eingebracht. Danach wird bei laufender Vorvakuumpumpe 8 und bei geöffnetem Ventil 6 das Ventil 7 geöffnet und anschließend bereits bei einem Druck von ca. 1OkPa die Wälzpumpen 4 zugeschaltet. Bei Erreichen eines Druckes von ca. 1 kPa wird das Ventil 6 geschlossen und bis zum erforderlichen Enddruck weiter evakuiert. Nach Abschluß der technologischen Schritte wird das Ausgangs-Schleusenventil 2.2 betätigt, das Gas weiter transportiert, die Wälzkolbenpumpen 4 werden abgeschaltet und durch Öffnen des Ventils 3.1 werden bei geöffnetem Ventil 6 die Vakuumkammer 1 und die Wälzkolbenpumpen sofort belüftet. Der Gaseinlaßstrom wird dabei so eingestellt, daß die Druckanstiegsgeschwindigkeit 700Pa/s nicht übersteigt. Bei einem Druck von ca. 7 kPa wird der Gaseinlaßstrom durch Öffnen des Ventils 3.2 vergrößert. Die Druckanstiegsgeschwindigkeit beträgt dann ca. 8kPa/s. Bei Erreichen von ca. 65kPa wird das Eingangs-Schleusenventil 2.1 geöffnet.

Claims (2)

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   Patentansprüche:

   1. Verfahren zum zyklischen Evakuieren einer Vakuumkammer mittels Vorvakuumpumpe, Wälzkolbenpumpen und Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zuschalten der Vorvakuumpumpe und bei geöffneter Umwegleitung der Wälzkolbenpumpe die Wälzkolbenpumpe bereits bei einem Druck von ca. 1OkPa zugeschaltet wird, daß die pumpenspezifische zulässige Druckdifferenz über der Wälzkolbenpumpe mindestens verdoppelt wird, indem die Umwegleitung bereits bei einem Druck von ca. 1 kPa abgesperrt wird, daß nach Beendigung des vakuumtechnologischen Prozesses die Wälzkolbenpumpe abgeschaltet und sofort gaskinetisch sanft abgebremst wird, indem die Vakuumkammer und Druck- und Saugseite der Wälzkolbenpumpe derart belüftet werden, daß die Druckanstiegsgeschwindigkeit 700Pa/s nicht übersteigt und daß der Gaseinlaßstrom so vergrößert wird, daß die technologisch max. mögliche Druckanstiegsgeschwindigkeit erreicht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Belüften der Wälzkolbenpumpe der Gaseinlaßstrom so vergrößert wird, daß die Druckanstiegsgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Atmosphärendruckes 7 kPa/s nicht unterschreitet.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zyklischen Evakuieren und Belüften einer Vakuumkammer. Das Verfahren findet in Vakuumkammern Anwendung, deren Druck in schnellem zyklischen Wechsel zwischen Atmosphärendruck und Feinvakuum (kleiner 100Pa) verändert wird, wie es beim Chargenbetrieb in Vakuumbeschichtungsanlagen oder in Durchlaufanlagen, die diskontinuierlich arbeiten, erforderlich ist.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bei diskontinuierlich arbeitenden Vakuumdurchlaufanlagen ist es notwendig, Gegenstände taktweise mit Hilfe von Schleuseneinrichtungen aus der atmosphärischen Umgebung in den stationär arbeitenden Vakuumbereich der Durchlaufanlage aufzunehmen bzw. umgekehrt auszuschleusen. Die Schleuseneinrichtungen bestehen aus mindestens einem Vakuumbehälter, der mit Einrichtungen zur Vakuumerzeugung (Vakuumpumpen), Einrichtungen zur Belüftung und mit Absperreinrichtungen (Schleusenventile) zum vakuumdichten Verschließen der Eintritts- und Austrittsöffnungen versehen ist. Bei hochproduktiven Anlagen muß die Zykluszeit sehr kurz sein. Ein Zyklus bedeutet beispielsweise Beschickung — Evakuierung — Weitertransport des Gutes— Belüftung. Die Zykluszeit wird entscheidend durch die Evakuierungs- und Belüftungszeit bestimmt. Es ist bekannt, mehrstufige Schleusenbereiche, bei denen die erste Stufe aus einer Vakuumkammer mit einer angeschlossenen Vorvakuumpumpe, beispielsweise einer Drehschieberpumpe, besteht, und die zweite bzw. weitere Stufen mit Feinvakuumpumpen ausgerüstet sind, zu verwenden. Ein Schleusungsverfahren mit Hilfe so einer Einrichtung hat den entscheidenden Nachteil, daß aufgrund der erhöhten Anzahl der Schleusenstufen der bautechnische und anlagentechnische Aufwand sehr hoch ist.

   Es ist weiterhin bekannt, einstufige Schleusenbereiche, bestehend aus einer Vakuumkammer, aus bekannten Schleusenventilen, aus Belüftungseinrichtungen und aus einer Kombination von Vorvakuum- und Feinvakuumpumpen mit den dazugehörigen Ventilen zum Absperren der Vakuumleitungen, zu verwenden. Als Vorvakuumpumpen werden bekannte mechanische, gegen Atmosphärendruck arbeitende Vakuumpumpen eingesetzt. Als Feinvakuumpumpen kommen hauptsächlich Wälzkolbenpumpen, z. B. Rootspumpen, zum Einsatz. Der gesamte Zyklus erfordert eine Mindestzeit, die neben technologisch bedingten Zeiten für Transport der Gegenstände, Evakuierung und Belüftung noch Nebenzeiten, die sich aus den Schaltzeiten der Absperrventile und den Wartezeiten bei Wälzkolbenpumpen ergeben, enthält. Dadurch sind Grenzen gesetzt, die Nachteil der bekannten Verfahren sind.

   Ziel der Erfindung

   Es ist ein Verfahren zu schaffen, welc.es mit einer Einrichtung mit geringem apparativem Aufwand realisierbar ist und die Mängel der bekannten Verfahren beseitigt.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum schnellen Evakuieren und Belüften von Vakuumkammern zu schaffen, um in extrem kurzer Zeit zyklisch bis in den Feinvakuumbereich zu evakuieren und bis auf Atmosphärendruck zu belüften. Es soll nur eine Vakuumkammer erforderlich sein.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung von Vakuumpumpe, Wälzkolbenpumpe und Absperrventilen dadurch gelöst, daß bei laufender Vakuumpumpe die Wälzkolbenpumpe bei geöffnetem Ventil der Umwegleitung bereits bei einem Druck von etwa 1OkPa zugeschaltet wird und die pumpenspezifisch zulässige Druckdifferenz über der Wälzkolbenpumpe gegenüber bekannten Verfahren verdoppelt wird, indem das Absperrventil in der Umwegleitung bereits bei einem Druck