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"Vakuumrezipient" Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumrezipienten,
bestehend aus einer auf einem Plattenteller aufliegenden Rezipientenglocke.
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In der Vakuumtechnik erweist es sich im allgemeinen als notwendig,urErreichungeinesbesserenVakuumssals10Torr
Metalldichtungan zur Abdichtung der Rezipienten zu verwenden.
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Die nonzt verwendeten gummiartigen Dichtungsmatrialien wie Neoprens
Perbunan, Silicongummi, Toflon und viton sind in Vakuumpumpanlagen für niedrigere
Drucke nicht 3zehr brauchbart w*il sie selbst zuviel Gass abgeben und bei den hierbei
notwendigen Ausheitzemperaturen nicht genügend formbeständig sind. Die Metal. ldichtungen,
z. b. aus Kupfer, Aluminium, Gold oder Indium, haban nun ebenfalls einen Nachteil,
Bei ihrer Verwendung sind nämlich viel höhere Kontaktdrucke zur Abdichtung notwendig
als bei den oben genannten Dichtungsmaterialien. z. B. ist es bei
einer
Vakuumaufdampfanlage mit Metalldichtungen erforderlich, daß die Rezipientenglocke
mittels zahlreicher kräftiger Schrauben mit großer Sorgfalt unter Anwendung bestimmter
Drehmomente auf dem Plattenteller befestigt wird. Bei Anlagen, welche oft geöffnet
werden müssen, ist dies ein groBer Nachteil. Stand der Technik ist es, den genannten
Nachteil der Metalldichtungen entweder durch doppelwandige Rezipienten zu vermeiden,
wobei der Zwischenraum durch eine zusätzliche Pumpe evakuiert wird, oder einen einwandigen
Rezipienten mit einer doppelten Abdichtung zu versehen, wobei wieder Gummidichtungen
zur Anwendung gelangen und durch den Raum zwischen den beiden Dichtungsringen eine
Kühlflüssigkeit geleitet wird. Bei einem doppelwandigen Rezipienten ist der äußere
Vakuumraum durch einen Gummiring gegen den äußeren Atmosphärendruck abgedichtet,
während der innere Vakuumraum durch aufeinanderliegende Schlifflächen an der-inneren
Rezipientenglocke und auf dem Plattenteller abgedichtet ist.
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Eine solche Anlage mit doppelwandigen Rezipienten kann leicht geöffnet
und geschlossen werden. Dennoch hat ein doppelwandiger Rezipient einige Nachteile.
So müssen z. B. Fenster doppelt aux, gefiihrt werden, wodurch sich der Nachteil
ergibt, daß nur ein kleiner Bereich des vom inneren Rezipienten eingeschlossenen
Raumes, d. h. des Arbeitsraumes, überblickt werden kann. Weitere Nachteile sind,
daß die Einrichtungen zum Ausheizen und Kiihlen des inneren Rezipienten kompliziert
sind und der doppelwandige Rezipient relativ zum eigentlichen Nutzraum, ungewöhnlich
groß ist.
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Ein einwandiger Rezipient mit doppelten Gummidichtungen und dazwischen
hindurchgeleiteter Kühlflüssigkeit hat den Nachteil, daB die Gasabgabe der Gummidichtungen
nicht völlig uSerbunden wird und die innere Gummidichtung und ihre Umgebung nicht
ausgeheizt werden können. Außerdem ist es sehr mühsam, zu Beginn eines jeden Auspumpvorganges
den Rezipienten von Resten der Kdhlfldssigkeit zu reinigeno Weiterhin ist eine Anordnung
bekanntt bei der bei doppelter Ausführung der Dichtungsringe der äußere Dichtungsring
aus weichem Materials der innere Dichtungsring aus härterem dafür aber gasärmeren
und temperaturbeständigerem Material besteht und der Raum zwischen den beiden Dichtungsringen
durch eine zusätzliche Pumpe evakuiert wird. Jedoch hat auch diese Anordnung den
Nachteil, daß die in Frage kommenden Dichtungsmaterialien entweder sehr hohe Anpreßdrucke
benötigen oder nicht so hohen Temperaturen ausgesetzt werden können wie der heute
in der Ultrahochvakuumteclinik meist verwendete rostfreie Stahl.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rezipienten anzugeben,
welcher für Drucke unter 10 Torr verwendet werden kann, leicht zu schließen und
zu öffenen ist und welcher weder die Nachteile eines doppelwandigen noch eines eiwandigen
Rezipienten besitzt.
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Die Erfindung geht aus von einem Vakuumrezipienten, bestehend
aus
einer auf einem Plattenteller aufliegenden Rezipientenglocke und ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Rezipientenglocke zwei durch eine Wand miteinander verbundene, konzentrisch
angeordnete und mit dem Plattenteller einen Zwischenvakuumraum einschließende Ränder
besitzt, wobei dieser Zwischenvakuumraum durch einen zwischen dem äußeren Rand und
dem Plattenteller liegenden Gummiring gegen die ä ußere Atmosphäre abgedichtet ist
und der eigentliche Vakuumraum mittels an dem inneren Rand und am Plattenteller
angebrachten Schlifflächen gegen den Zwischenvakuumraum abgedichtet ist.
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Derjenige Teil des Rezipienten, welcher den inneren und äußeren Rand
vakuumdicht verbindet, bei einer Ausführungsform der Erfindung aus elastischem Matenai
hergestelltJ so daB sich die Ebene des äußeren Randes. bereits durch relativ kleine
Kräfte parallel zur Ebene des inneren Randes verschiebt. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist der die beiden Ränder verbindende Teil des Rezipienten starr und
hat solche Maße, daß an einer Gummidichtung geeigneter Dicke und Elastizität eine
gute Abdichtung des Arbeitsraumes gegen das Zwischenvakuum zustandekommt.
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Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Vaqua rezipienten
ist in der Fig. 1 dargestellt. An den Ebttenteller
1 sind liber
die Saugrohre 2 und 3 die nicht eingezeichneten Vakuumpumpen angeschlossen. Die
Rezipientenglocke 4 besitzt einen 1 breiten, eben geschliffenen Rand 5 und wird
durch ihr eigenes Gewicht und vor allem durch den auf der Glocke lastenden Atmosphärendruck
gegen den gleichfalls eben geschliffenen Plattenteller gedrückt.
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Es entsteht so eine ausreichende, fett-und gummifreie Abdichtungl
welche in der Literatur "Diffusionsdichtung" genannt wird. Zwischen dem äußeren
Rezipientenrand 6 und dem Plattenteller 1 ist die Gammidichtung 7
eingebaut.
Wesentlich ist ntn, daß der äuBere Rand 6 und die Rezipientenglocke 4 durch die
emetische Membran 8 vakuumdicht verbunden sind, Die Elastizität der Membran 8 bewirkt,
daß die Abdichtung des Zwischenvakuums gegen den äußeren Luftdruck unkritisch ist
Bei geeigneter Elastizität der Membran 8 genügen zur Abdichtung am Rande 6 bereits
der auf die Membran 8 lastende äußere Atmosphärendruck und eventuell die zusätzliche
Kraft durch wenige Schrauben. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen
Rezipienten ist in der Fig. 2 dargestellt. Abweichend von Fig. 1 ist hier der die
beiden konzentrischen Rezipientenränder 5 und 6 verbindende Teil 9 der Rezi-. pientenglocke
starr ausgeführt. Der Gummidichtungsring 10 hat jetzt eine solche Dicke und Elastizitat,
daß durch den äußeren Luftdruck und eventuell durch zusätzliche, von wenigen Schrauben
ausgeübte Kräfte eine Abdichtung am Gummiring 1o und eine gute Diffusionsdichtung
an den dann aneinanderliegenden Schliffflache 5a und 5b am inneren Rand der Rezipientenglocke
und auf dem Plattenteller zustandekommt.
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Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen wird der Zwischenvakuumraum
durch eine zusätzliche Vakuumpumpe evakuiert. Es ist aber auch möglich, aie Vakuumpumpe
zur Erzeugung des Zwischenvakuums einzusparen u und dabei folgendermaBen vorzugehen
:
Zu Beginn des Evakuierungsvorganges wird ein Kanal zwischen dem
Arbeitsraum und dem Zwischenvakuumraum offen gehalten. Durch diese Verbindung wird
der zwischen Schliffdichtung und Gummidichtung liegende Raum mitevakuiert. Dann
wird die Verbindung geschlossen, und im rbeitsraum kann ein von der Gasabgabe der
Gummidichtung weitgehend unbeeinflußtes Vakuum erzeugt werden.
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Ein erfindungsgematBer Rezipient ist in der Fig. 3 dargestellt.
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Der Lrbeitsraum ist mit dem Zwischenvakuumraum durch den Kanal 13
verbunden. Ein magnetisch gesteuertes Ventil 14 ermöglicht es, den Kanal zu öffnen
und zu schließen. Die bdichtung wird durch gegeneinander gedrückte Schlifflächen
15 und 16 auf der Platte des Magnetventils und um den Kanal 13 bewirkt.
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Eine prinzipiell vereinfachte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Rezipienten ist schließlich in Fig. 4 dargestellt. Hier wird zum Zweck der Evakuierung
des Zwischenvakuumraumes die Rezipientenglocke durch eine Schraubvorrichung 17 us
eine. uflagestelle 18 um einen kleinen vinkel gekippt, so daß eine Vakuumverbindung
zwischen dem rbeitsraum und dem Zwischenvakuumraum entsteht. Die Membran 8 ermöglicht
dies, ohne daß eine Undichtigkeit am Gummiring 7 entsteht, anfangs werden Zwischenvakulmr.
um und Xrbeitsraum gemeinsam evakuiert. Zu Beginn oder vor der Ausheizperiode wird
dann die Vakuumverbindung zwischen arbeitcraum
und Zwischenvakuumraum
durch Absenken der Rezipientenglocke wieder geschlossen. Im irbeitsraum kann dann
ein wesentlich besseres Vakuum erzeugt werden als in einem in herkömmlicher Weise
mit Gummiringen abgedichteten Rezipienten.
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Die Erfindung ist nicht auf Rezipienten beschränkt deren Achse vertikal
und deren Plattenteller horizontal angeordnet sind.