DE2229384A1

DE2229384A1 - Vakuumkammer

Info

Publication number: DE2229384A1
Application number: DE19722229384
Authority: DE
Inventors: William P. Los Altos Hills Calif. Kruger (V.StA.). P BOIl 9-06
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1972-12-28
Also published as: GB1347607A; DE2229384C3; FR2143284A1; US3699997A; DE2229384B2

Description

Hewlett-Packard Company
1501 Page Mill Road
Palo Alto
California 94304
USA

Case 657 15. Juni 1972

VAKUUMKAMMER

Die Erfindung betrifft eine Vakuumkammer mit ersten und zweiten Durchlaßoffnungen an der Kammer zur Aufnahme einer Sonde, wobei diese Durchlaßoffnungen Dichtungseinrichtungen für einen vakuumdichten Verschluß der Sonde aufweisen, und einer Vorvakuum-Durchlaßöffnung an der Kammer, die an eine Vakuumpumpe anschließbär ist.

Es gibt drei herkömmliche Verfahren zum Übertragen von Materialien und Geräten in ein Vakuumsystem oder .aus diesem heraus. Das erste Verfahren besteht darin, daß das Vakuumsystem auf den Atmosphärendriick gebracht, die übertragung vorgenommen und das System wieder evakuiert wird. Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß die Bedienungsperson für das Vakuumsystem eine Art "Raumanzug" trägt, um^;unter Vakuum arbeiten zu können. Das dritte Verfahren arbeitet mit einer Reihe von Dichtungen, Durchlaßoffnungen, Ventilen und Zusatzpumpen, damit Übertragungen vorgenommen werden können, während das Vakuum erhalten bleibt. Das erste Verfahren ist zeitaufwendig und für viele Vorgänge nicht geeignet, bei denen die Vakuumkammer evakuiert

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bleiben muß. Die zweite Möglichkeit vermeidet zwar einige Nachteile des ersten Verfahrens, ist jedoch sehr teuer. Diese Beschränkungen der ersten beiden Verfahren können durch das dritte überwunden werden. Das dritte Verfahren hat aber den Nachteil/ daß sehr leicht Bedienungsfehler vorkommen, da die Ventile in der richtigen Reihenfolge bedient werden müssen, um eine Verunreinigung des Vakuumsystemes zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das dritte Verfahren derart zu verbessern, daß jegliche Fehlgriffe bei ' der Bedienung vermieden werden, indem eine Vorrichtung geschaffen wird, welche die Einführ- und Entnahmevorgänge für die Sonde automatisch auszuführen gestattet und dabei wesentlich weniger Zeit erfordert.

Ausgehend von einer Vakuumkammer der eingangs genannten Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine erste Ventileinrichtung zum öffnen eines Durchganges zwischen der Kammer und der Vorväkuum-Durchlaßöffnung zum Evakuieren der Kammer entsprechend dem Einsatz der Sonde durch das erste Ventil, eine Stoppeinrichtung, die ein weiteres Einsetzen der Probe in die Kammer verhindert, bis der Druck in der Kammer einen vorbestimmten Wert erreicht und eine zweite Ventileinrichtung zum Öffnen eines Durchganges zwischen der Kammer und der zweiten Durchlaßöffnung entsprechend dem weiteren Einschieben der Sonde, nachdem die

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Kammer den vorbestimmten Druck erreicht hat, so daß die Sonde durch die zweite Durchlaßöffnung gelangen kann. Wenn also der vorbestimmte Druck erreicht wird, wird beim weiteren Einschieben der Sonde ein Mechanismus betätigt, der ein anderes, türähnliches Ventil einer zweiten Durchlaßöffnung öffnet und die Sonde in das Vakuumsystem hindurchgelangen läßt.

Wenn die Sonde dem Vakuumsystem entnommen wird, wird die Reihenfolge der Vorgänge umgekehrt: Nachdem die Sonde der zweiten Durchlaßöffnung entnommen worden ist, schließt das Ventil an dieser öffnung. In ähnlicher Weise schließt das Ventil an der dritten Durchlaßöffnung, wenn die Sonde der ersten Durchlaßöffnung entnommen ist. Wenn die Sonde vollständig aus der Vakuumkammer hinausgezogen worden ist, nimmt die Kammer wieder den Atmosphärendruck an, wodurch der dichte Verschluß beider Ventile unterschützt wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Querschnitts-Aufsicht erläutert.

Eine Kammer 10 wird durch eine Bodenplatte 12 und ein Gehäuse 14 mit einer zwischen der Bodenplatte und dem Gehäuse befindlichen Dichtung 11 gebildet. Auf den gegenüberliegenden Se.i ten des Gehäuses 14 und in der Achse 15 liegen koaxiale Durclilaßöffnungr>n 16 und 18. Tiine Durchlaßöffnung 20 auf dom C!rjh;'.use 14 int mit o.ijjor nichtO.argestel] ton Vor™

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Vakuumpumpe verbunden. Die Durchlaßöffnung 18 ist mit einem Ventilsystem 22 verbunden. Eine Sonde 24 ist in die Durchlaßöffnung 16 eingesetzt; ein O-Ring in einer Nut 28 bildet einen vakuumdichten Abschluß zwischen der Durchlaß-Öffnung 16 und der Sonde 24. Die Sonde 24 kann verwendet werden, um viele verschiedene Materialien oder Instrumente, beispielsweise feste, flüssige oder gasförmige Proben, Ampullen, photographische Platten, radioaktive Materialien und Ionisationskammern in das Vakuumsystem 22 einzuführen.

Wenn die Sonde 24 nach links bewegt wird, trifft sie auf die geneigte Fläche 30 des Hebels 32 und dreht den Hebel in der durch den Pfeil 34 dargestellten Richtung. Wenn der Hebel gedreht ist, wird von der Durchlaßöffnung 20 eine gummiartige Dichtung 36 weggezogen, die mit dem Hebel 32 verbunden ist. Die Dichtung und der Hebel bilden ein Ventil 37, und diese öffnung des Ventilen 37 gestattet das Evakuieren der Kammer 10 mittels der Vorvakuumpumpe. Ein weiteres Einschieben der Sonde wird durch einen Hebel 38 verhindert, der als Anschlag wirkt und mit einer Schwenkplatte 42 mittels eines Winkelhebels 40 verbunden ist. Eine Platte 44 mit einem O-Ring 46 ist lose mit der Schwenkplatte 42 durch Mitnehmer 48 verbunden. Die Schwenkplatte 42 ist wiederum mit der Bodenplatte 12 am Drehzapfen 52 verbunden. Der Hebel 40 ist mit der Schwenkplatte am Zapfen 54 verbunden. Die Schwenkplatte wirkt daher mit einem großen Hebelarm auf den Hebel

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Die Elemente 42, 44, 46 und 48 bilden ein Ventil 50, und der Anpressdruck auf dem Ventil 50, der durch den Druck in der Kammer 10 und eine Feder 56 ausgeübt wird, hält den Hebel 38 senkrecht.

Wenn der Druck in der Kammer 10 ungefähr auf den Druck in der Durchlaßöffnung 18 fällt, wird der Anpressdruck auf das Ventil 50 auf den Druck der Feder 56 herabgesetzt. Diese Kraft ist hinreichend gering, so daß die Sonde 24 den Hebel 38 drehen kann, wie durch den Pfeil 58 gezeigt ist, während die Sonde weiter in die Kammer 10 eingeschoben wird,

Wenn der Hebel 38 gedreht wird, öffnet er das Ventil 50 gemäß dem Pfeil 60, so daß die Sonde 24 durch die Durchlaßöffnung 18 in das Vakuumsystem 22 gelangen kann. Eine Nut 62 in der Durchlaßöffnung 18 mit einem O-Ring 64 bildet eine Dichtung mit der Sonde 24 und vermindert dadurch wesentlich das Eindringen von Luft von der Kammer 10 in das Vakuum 22. Nachdem die Sonde einmal in das Vakuumsystem 22 eingesetzt worden ist, kann s^edort für einen unbegrenzten Zeitraum belassen werden. Nachjdem Entfernen der Sonde 24 von dem Vakuumsystem 22 wird das Ventil 50 durch die Feder geschlossen, wenn das Ende der Sonde sich über den Hebel hinv/egbewegt. Die lose Befestigung der Platte 44 auf den Mitnehmern 48 gestattet es, daß der O-Ring 46 allseitig gegen das Ende der Durchlaßöffnung 18 gedrückt wird, selbst wann durch die Feder 56 ein geringer Anpreßdruck erzeugt wird,

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Wenn die Sonde 24 den Hebel 32 freigibt, schließt eine Feder 66 das Ventil 37 und trennt die Vorvakuumpumpe von der Kammer 10. Die Kammer 10 wird dann mit Luft gefüllt, wenn die Sonde an dem O-Ring 26 vorbeigelangt, und der Luftdruck unterstützt die Federn 56 und 66 beim sicheren Schließen der Ventile 50 und 37.

Es könnten auch andere Einrichtungen vorgesehen werden, um das Einsetzen der Sonde 24 zu hemmen, bevor sie den Hebel 38 berührt, während die Kammer 10 evakuiert ist. Beispielsweise könnte eine elektrische, den Druck in der Kammer erfassende Einrichtung mit einem durch ein Solenoid betätigten Anschlag verbunden werden, oder eine mechanische den Druck abtastende Einrichtung, beispielsweise ein evakuierter Federbalg könnte mit einem mechanisch betätigten Anschlag verbunden werden. Andererseits könnte ein mechanischer Anschlag durch die Bedienungsperson betätigt werden. Auch ist die Wartung aller beweglichen Teile in der Kammer 10 relativ einfach, da sie alle an der beweglichen Bodenplatte 12 befestigt sind.

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Claims

Hewlett-Packard Company Case 657 15. Juni 1972 Patentansprüche

1. Vakuumkammer mit ersten und zweiten Durchlaßöffnungen an der Kammer zur Aufnahme einer Sonde, wobei diese Durchlaßöffnungen Dichtungseinrichtungen für einen vakuumdichten Verschluß der Sonde auf v/eisen, und einer Vorvakuum-Durchlaßöffnung an der Kammer, die an eine Vakuumpumpe anschließbar ist, gekennzeichnet durch eine erste Ventileinrichtung (30, 32, 36, 37, 66) zum Öffnen eines Durchgangs zwischen der Kammer und der Vorvakuum-Durchlaßöffining zum Evakuieren der Kammer entsprechend dem Einsatz der Sonde durch das erste Ventil, eine Stoppeinrichtung, die ein weiteres-Einsetzen der Sonde in die Kammer verhindert, bis der Druck in der Kammer einen vorbestimmten Wert erreicht und eine zweite Ventileinrichtung (38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56) zum Öffnen eines Durchganges zwischen der Kammer und der zweiten Durchlaßöffnung entsprechend dem v/eiteren Einschiebon der Sonde, nachdem die Kammer den vorbestimmten Druck erreicht hat, so daß die Sonde durch die zweite Dmrchlafiöfi'xvung gelangen kann.

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2. Vakuumkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Ventileinrichtung den Durchgang zwischen der Kammer und der zweiten Durchlaßöffnung beim Entnehmen der Sonde von der Kammer schließt und die erste Ventileinrichtung den Durchgang zwischen der Kammer und der Vorvakuum-Durchlaßöffnung beim Entnehmen der Sonde von der ersten Durchlaßöffnung schließt.

3. Vakuumkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventileinrichtung einen Hebel (32) aufweist, der auf einem Zapfen in der Kammer angeordnet ist, eine Dichtung (36) an einen ersten Ende des Hebels befestigt ist und eine Feder (66) an einem zweiten Ende des Hebels und an einem feststehenden Abschnitt der Kammer befestigt ist, so daß die Dichtung gegen die Vorvakuum-Durchlaßöffnung zum Schließen des Durchgangs zwischen der Kammer und dieser Öffnung gedrückt ist, wodurch die Sonde beim Einsetzen durch die erste Durchlaßöffnung das zweite Ende des Hebels (30) erfaßt und diesen dreht, so daß die Dichtung von der Vorvakuum-Durchlaßöffnung entfernt wird.

4. Vakuumkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die zweite Vcnt.i !einrichtung eine in der Kammer drehbar angelenkte Schwenkplatte (4 2, 48, 50), eine mit der Schwenkplatte verbundene Dichtung (Ίό), eine mit dc?.r Sohv.'enl; platto und einem and er on f o.< its lebend on /\bnclini tt der Karmier

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verbundene Feder (56), welche die Dichtung gegen die zweite Durchlaßöffnung zum Schließen des Durchgangs zwischen der Kiunmer und der zweiten Durchlaßöffnung drückt, einen drehbar in der Kammer angelenkten Hebel (38) und einen mit einem · ersten Ende des Hebels und der Schwenkplatte befestigten Hebel aufweist, wodurch die Sonde beim Einsetzen in die Kammer den Hebel erfaßt und die Schwenkplatte und die Dichtung von der zweiten Durchlaßoffnung wegziehen und einen Durchgang zwischen der Kammer und der zweiten Durchlaßöffnung bilden.

5. Vakuumkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichn e t , daß der Anschlag die zweite Ventileinrichtung umfaßt.

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