DD285522A7 - ULTRA HIGH VACUUM Floating dredgers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine UHV-dichte Drehdurchfuehrung mit direkt in das Innere des Rezipienten/der Apparatur reichender Welle, ist fuer die UEbertragung eines groszen Drehmomentes und ohne Flutungsgefahr fuer die Versorgung rotatorisch bewegter Einbauten mit stroemenden Medien geeignet. Die Aufgabe, eine dauerhaft UHV-dichte Drehdurchfuehrung anzugeben, die ausheizbar ist und deren Werkstoffe nur einen minimalen Dampfdruck aufweisen, wird dadurch geloest, dasz die Welle der Drehdurchfuehrung an der Seitenflaeche ihres Wellenbundes oder auf einem kurzen Bereich ihres Mantels mit einer Vielzahl von konzentrischen bzw. parallelen leicht gerundeten Schneidringen versehen ist, die gegen eine nur Zehntelmillimeter dicke Haut eines flieszfaehigen Plastwerkstoffes gepreszt sind.{UHV-dicht; Drehdurchfuehrung; Rezipient; Welle; groszes Drehmoment; Flutungsgefahr; Medienversorgung; Vielzahl von Schneidringen, konzentrisch, parallel; Plastwerkstoff}The invention relates to a UHV-tight Drehdurchfuehrung with directly into the interior of the recipient / the device reaching wave is suitable for the transmission of a large torque and without risk of flooding for the supply rotatory moving internals with flowing media. The task of specifying a permanently UHV-tight Drehdurchfuehrung that is bakeable and whose materials have only a minimum vapor pressure is achieved by dasz the shaft of Drehdurchfuehrung on the side surface of their shaft collar or on a short portion of their shell with a plurality of concentric or is provided with parallel slightly rounded cutting rings which are pressed against a skin, only one tenth of a millimeter thick, of a flowable plastic material. {UHV-tight; Floating dredgers; Recipient; Wave; large torque; Risk of flooding; Media supply; Variety of cutting rings, concentric, parallel; Plastic material}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Die Erfindung betrifft eine ultrahochvakuumdichte Drehdurchführung mit direkt ins Innere reichender Welle für Rezipienten, Behälter oder Grundkörper, bei denen aus beliebigen Gründen (z. B. Evakuierung; höchste Reinheit) UHV-Dichtheit erforderlich ist sowie ein großes Drehmoment übertragen oder/und rotatorisch bewegte Einbauten ohne unmittelbare Flutungsgefahr mit strömendem Medium (z. B. Kühlmittel) versorgt werden.The invention relates to an ultra-high-vacuum-tight rotary feedthrough with a shaft extending directly into the interior for recipients, containers or base bodies, where for any reason (eg evacuation, highest purity) UHV tightness is required as well as high torque transmission and / or rotationally moved internals be supplied with flowing medium (eg coolant) without any direct risk of flooding.
Bekannte Lösungen für UHV-Drehdurchführungen übertragen durch Faltbalg-Anordnungen oder flexible Blechkonstruktionen Drehbewegungen ohne Durchbruch der Behälterwand indirekt in das Vakuum. Ein gleiches Ergebnis ist mittels magnetischer Kräfte erreichbar.Known solutions for UHV rotary unions transmitted by bellows arrangements or flexible sheet metal structures rotary movements without breakthrough of the vessel wall indirectly in the vacuum. An identical result can be achieved by means of magnetic forces.
Zur Herstellung solcher Drehdurchführungen müssen rotatorisch bewegte Einbauten separat über im Betriebszustand bewegte Dichtungen mit strömenden Medien (z. B. Kühlmittel) versorgt werden, so daß eine unmittelbare Flutungsgefahr besteht, weil die verwendeten Stopfbuchspackungen, Lippendichtungen, O-Ringe bzw. Wellendichtringo in allen erdenklichen Varianten zwar unter optimalen Bedingungen bis an die untere Grenze der Leckraten des UHV-Bereiches herankommen, diese schon von vornherein ungenügende Dichtheit aber während der Drehbewegung nicht zuverlässig aufrechterhalten können.To produce such rotary feedthroughs, rotatably moved internals must be supplied separately with fluids flowing in the operating state (eg coolant), so that there is an immediate risk of flooding because the stuffing box packings, lip seals, O-rings or shaft sealing rings used are conceivable in all imaginable ways While variants can approach the lower limits of the UHV leak rates under optimal conditions, they can not reliably maintain impermeability from the very outset, but they can not be reliably maintained during the rotational movement.
Aus der Hochdruck-Dichttechnik sind Systeme bekannt, die mehrere Einzeldichtungen hintereinander anordnen und stufenweise Übergänge zwischen unterschiedlichen Druckniveaus schaffen, z.B. in SU 793068 bzw. 1002710. Häufig wird Sperrflüssigkeit verwendet, wie z. 3. in DE 3441351. Die Vakuum-Dichttechnik pumpt z.T. zwischen zwei Dichtstellen mit VorvakuumpumpenFrom the high-pressure sealing technique, systems are known which arrange a plurality of individual seals one behind the other and provide stepwise transitions between different pressure levels, e.g. in SU 793068 or 1002710. Frequently, barrier fluid is used, such as. 3. in DE 3441351. The vacuum sealing technique pumps z.T. between two sealing points with backing pumps
In DR 679948 wird ein Hochdruckflansch durch mehrere konzentrische Schneidringe verschlossen, wobei von Ringkammer zu Ringkammer ein Druckabbau erfolgt. In DD 223786 wird ein UHV-Vontil durch zwei aufeinander zu bewegte Metallschneiden mit einem zwischen diesen angeordneten Plastdichtring (z. B. aus PTFE) vorschlossen. Drehbewegungen sind bei diesen Lösungen nicht vorgesehen.In DR 679948, a high-pressure flange is closed by several concentric cutting rings, with a pressure reduction taking place from annular chamber to annular chamber. In DD 223786, a UHV valve is locked by two metal cutting edges which are moved toward one another with a plastic sealing ring (eg made of PTFE) arranged between them. Rotary movements are not provided in these solutions.
Nach FR 2456275 und SU 1236242 dichtet die wellenförmig gestaltete Innenfläche eines Rohres auf der Zylinderfläche einer Welle ab, wobei sich von einer Ringkammer zur anderen ein Druckabbau vollzieht. DD 254631 sieht zwei konzentrische Nuten mit Gleiteinlage in einem Gehäuse zur Dichtung vor, in die ein Wellenlabyrinth eingreift. Keine der drei Lösungen ist jedoch für UHV-Dichtungen gedacht oder geeignet, da der Gewinn im stufenweisen Druckübergang an anderer Stelle wieder aufgegeben wird. Die letzte Lösung läßt völlig offen, wie die Dichtung unmittelbar entlang der Welle Zustandekommen soll. Das wäre jedoch für eino UHV-Dichtung von entscheidender Bedeutung.According to FR 2456275 and SU 1236242 seals the wavy shaped inner surface of a tube on the cylindrical surface of a shaft, wherein a pressure reduction takes place from one annular chamber to the other. DD 254631 provides two concentric grooves with sliding insert in a housing to seal in which engages a wave labyrinth. However, none of the three solutions is intended or suitable for UHV seals because the gain in the stepwise pressure transfer is abandoned elsewhere. The last solution leaves completely open how the seal should come about immediately along the shaft. However, that would be crucial for a UHV seal.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat eine einfach und kostengünstig herstellbare ultrahochvakuumdichte Drehdurchführung zum Ziel, bei der sehr große Drehmomente durch eine direkt bis ins Vakuum bzw. den Reinstraum ragende Welle übertragen oder/und rotatorisch bewegte Einbauten mit einem Medium (z. B. Kühlmittel) versorgt werden können. Dabei kommt es auf extrem niedrige Leckraten bis weit in den UHV-Bereich hinein an, die auch unter Betriebsbedingungen langsamer Drehbewegung zuverlässig aufrechterhalten werden.The invention has a simple and inexpensive to produce ultra-high vacuum-tight rotary feedthrough to the goal, in the very large torques transmitted by a projecting directly into the vacuum or the clean dream wave or / and rotatably moving internals with a medium (eg., Coolant) can be supplied , It depends on extremely low leakage rates far into the UHV range, which are reliably maintained even under operating conditions of slow rotational movement.
außerdem eingehalten werden.also be respected.
auf einem kurzen Stück des Zylindermantels oder auf einem Kegelstück mit einer Vielzahl von konzentrischon bzw. parallen, anihren Spitzen leicht gerundeten Schneidringen versehen ist und daß die abgestumpften Dichtschneiden gegen eine nuron a short piece of the cylinder jacket or on a cone piece with a large number of concentric or parallel teeth, with their tips provided with slightly rounded cutting rings, and that the truncated sealing blades act against one only
gleitfördernden Füllstoff) gepreßt sind und in diesem viele konzentrische oder parallele Dichtrillen bilden. Jedes Paar ist einslip-promoting filler) are pressed and form in this many concentric or parallel sealing grooves. Every couple is one
befinden.are located.
gibt es für Gase oder/und Verunreinigungen keinen anderen Weg ins Innere. Auch während der Bewegungsphase treten keinezeitweiligen Leckagen auf, die zum Verlassen des UHV-Bereiches führen könnten.There is no other way into the interior for gases and / or impurities. Even during the movement phase, there are no temporary leaks that could lead to leaving the UHV range.
eine flexible Anpressung ausgenutzt werden.a flexible contact pressure to be exploited.
in eine vorn leicht keglige und im übrigen derart angepaßte Bohrung geschoben, daß sich die abgestumpften Ringe in denpushed into a front slightly keglige and otherwise adapted bore so that the truncated rings in the
flexible Anpreßkraft erzeugt werden. Der Dichtschlauch muß keglig sein. Din Montage ist unproblematisch.flexible contact force can be generated. The sealing hose must be conical. Din mounting is not a problem.
durch konventionelle Lager abgefangen werden.be intercepted by conventional bearings.
orientiert die Erfindung auf eine extrem dünne, nur Zehntelmillimeter betragende Haut aus Plastwerkstoff in einem engenmotallbegrsnzten Ringspalt.The invention is based on an extremely thin, only tenths of a millimeter amount of skin made of plastic material in a narrowmotallbegrsnzten annular gap.
großen Zeit- und Kostenaufwand herstellen läßt und die sowohl zum Abdichten extrem evakuierter wie aus anderen Gründencan produce large time and cost and both for sealing extremely evacuated as for other reasons
rotierender Einbauten mit einem von außen beschickten und angetriebenen Medienkreislauf (z. B. Kühlmittelkreislauf) ohnerotating internals with an externally charged and driven media circuit (eg coolant circuit) without
müssen sehr enge Toleranzen fürgeometrische Abweichungen und einwandfreie Politur vorgeschrieben werden. Die Dichthautdarf im Betriebszustand nicht verformt oder verletzt werden. Vor allem darf kein Abrieb des Plastwerkstoffs entstehen.Very tight tolerances for geometric deviations and perfect polishing must be prescribed. The sealing skin may not be deformed or injured in the operating state. Above all, no abrasion of the plastic material may occur.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehdurchführung mit nicht durchbohrter Welle 1, wobei die letzte ro vom evakuierten Raum odervom Reinstraum 3 her durch die Behälterwand 2eingeschoben wird. Das Bund derWelle 1 hat seitlich konzentrische Rillen, die in stumpfe Schneidringe (Radius 0,01 ...0,1 mm) auslaufen. Zwischen dieses Gefüge konzentrischer Dichtringe (abgestumpfter Schneidringe) und der Wand 2 des Behälters ist eine nur Zehntelmillimeter dünne Scheibe 4 aus fließfähigem, selbstschmierendem Plastwerkstoff (z. B. PTFE ohne oder mit gleitförderndem Füllstoff) eingeklemmt, in der sich beim Andruck konzentrische Rillen bilden. In diesen Rillen gleiten die Dichtringe, sind - jede für sich - ein UHV-Verschluß, schotten Ringkammern ab und ergeben einen stufenweisen Druckübergang von Kammer zu Kammer.Fig. 1 shows a rotary union according to the invention with non-drilled shaft 1, wherein the last ro from the evacuated room or from the clean room 3 forth through the container wall 2 is inserted. The collar of the shaft 1 has laterally concentric grooves, which terminate in blunt cutting rings (radius 0.01 ... 0.1 mm). Between this structure of concentric sealing rings (truncated cutting rings) and the wall 2 of the container is only a tenth of a millimeter thin disc 4 made of flowable, self-lubricating plastic material (eg PTFE without or with Gleitförderndem filler) clamped, in which concentric grooves form during pressure. The sealing rings slide in these grooves, are - each one of them - a UHV closure, bulkhead annular chambers and result in a gradual pressure transition from chamber to chamber.
Die so entstehende erfindungsgemäße Ringkammern-Kaskade ist für alle Beispiele in der Lupendarstellung Fig. 2 verdeutlicht. Im Bereich der Berührung der Ringe 6 mit Dichtscheibe 4 ist hohe Präzision und Oberflächengüte vorzuschreiben (z. B. Toleranzen ±0,01 ...0,05mm; etwa Rz 0,8). Die Gegenfläche erfordert keine besondere Präparation. Hier ist die übliche Oberflächengüte für Paßflächen ausreichend.The resulting ring chamber cascade according to the invention is illustrated for all examples in the magnification illustration FIG. In the area of contact of the rings 6 with sealing disk 4, high precision and surface quality are required (eg tolerances ± 0.01 ... 0.05 mm, approximately Rz 0.8). The counterface requires no special preparation. Here, the usual surface quality for mating surfaces is sufficient.
in einem Reinstraum 3 ausgenutzt werden.be exploited in a clean dream 3.
werden. Große on Welle 1 angreifende unerwünschte Kräfte, insbesondere mit seitlicher Komponente, werden durch eines odermehrere konventionelle Lager 5 abgefangen.become. Large on-shaft 1 attacking unwanted forces, especially with lateral component, are intercepted by one or more conventional bearings 5.
einen Vakuum-Rezipienten handelt und die konventionellen Lager 5 (z. B. Gleitlager) das zulassen, entstehen durch diea vacuum recipient and conventional bearings 5 (for example, slide bearings) allow this to occur
vor allem darin, daß Flüssigkeitsdichtungen innerhalb des Raumes 3 statisch sind und die Gefahr einer Flutung herabsetzen.above all, that liquid seals within the space 3 are static and reduce the risk of flooding.
gestaltet werden kann.can be designed.
besitzen eine Vielzahl von Paarungen zwischen Dichtschneiden und in der Plasthaut erzeugten Dichtrillen 6 (Gleitrillen) bzw.have a plurality of pairings between seal cutting and generated in the plastic skin sealing grooves 6 (sliding grooves) or
dazwischen entstehenden hintereinandergeschalteten Ringkammern bilden zusammen eine Ringkammern-Kaskade mitinsgesamt extrem niedriger Leckrate, die auch unter Betriebsbedingungen, d. h. während langsamer Drehbewegung, zuverlässigaufrechterhalten wird.between them resulting cascaded ring chambers together form a ring chamber cascade mitinsgesamt extremely low leakage rate, which is also under operating conditions, d. H. while slow rotational movement is reliably maintained.
vorgestellte Dichtprinzip keine Fertigungsprobleme auf. Die Herstellungskosten sind daher gering.presented sealing principle no manufacturing problems. The production costs are therefore low.
eventuellen Abrieb nach Probelauf. Wenn sich ein solcher bildet, muß der Gleitbereich nachpoliert werden.possible abrasion after test run. If such forms, the sliding area must be polished.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31649688A DD285522A7 (en) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | ULTRA HIGH VACUUM Floating dredgers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31649688A DD285522A7 (en) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | ULTRA HIGH VACUUM Floating dredgers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD285522A7 true DD285522A7 (en) | 1990-12-19 |
Family
ID=5599829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD31649688A DD285522A7 (en) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | ULTRA HIGH VACUUM Floating dredgers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD285522A7 (en) |
-
1988
- 1988-06-07 DD DD31649688A patent/DD285522A7/en not_active IP Right Cessation
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