DE555322C - Bewegliche Schleuse zum Einbringen von Gegenstaenden in Gefaesse mit hohem UEberdruck oder Unterdruck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bewegliche Schleuse zum Einbringen von Gegenständen in Gefäße mit hohem Überdruck oder Unterdruck, insbesondere von flachen Gegenständen mit verhältnismäßig geringer Dicke und großer Oberfläche, z. B. von photographischen Platten in Röntgenröhren oder Kathodenstrahlröhren.

Bei Verwendung von Schleusen zum Einbringen von Gegenständen in ein unter hohem Überdruck oder Unterdruck stehendes Gefäß ist eine wesentliche Störung des im Gefäß herrschenden Druckes unvermeidlich, selbst wenn der tote Raum der Schleuse so klein als nur irgend möglich gemacht wird. Zur Verringerung dieser Störung hat man bereits vorgeschlagen, den den einzubringenden Gegenstand enthaltenden Schleusenraum erst mit der Außenluft, dann mit einem einen Zwischendruck enthaltenden Raum und schließlich mit dem den hohen Überdruck bzw. Unterdruck enthaltenden Gefäß in Verbindung zu bringen. Die Schleuse muß hierbei drei Stellungen einnehmen. In der einen Stellung wird der Gegenstand in die Schleusenkammer eingebracht, in der zweiten Stellung wird die Schleusenkammer mit dem den Zwischendruck enthaltenden Raum verbunden, und in der dritten Stellung wird der Gegenstand in das eigentliche Gefäß geführt, in welchem die Einwirkung auf den eingebrachten Gegenstand erfolgen soll.

Ein Übelstand der bekannten Anordnungen dieser Art waren die verhältnismäßig großen erforderlichen Abmessungen und die entsprechend hohen Herstellungskosten.

Es ist z. B. folgende in Abb. 8 schematisch gezeichnete Anordnung einer beweglichen Schleuse zum Einbringen von photographischen Platten in den Vakuumraum eines Kathodenstrahloszillographen vorgeschlagen worden: Auf der Außenfläche eines Hahnkegels sind drei der Größe der photographischen Platten entsprechende flache Schleusenräume ausgespart und in dem Hahnkörper um je i2o° gegeneinander versetzt eine Öffnung zur Einführung der photographischen Platte, ein schmaler Kanal zur Verbindung mit dem Vorvakuum und eine öffnung für die Belichtung der Platte angeordnet. Dann ist ein Hahnkegel mit sehr beträchtlichem Umfang erforderlich, wie sich aus folgender Überlegung ergibt:

Bezeichnet man die drei Stellungen, in welchen der Schleusenraum mit der Außenluft, mit dem Vorvakuum und mit dem Hauptvakuum in Verbindung steht, mit I, II und III, so muß auch in den Zwischenstellungen zwischen I und II, II und III sowie III und I die Schleuse sowohl nach I und II bzw. sowohl nach II als nach III bzw. sowohl nach III als nach I gut abgedichtet sein, damit kein unmittelbarer Ausgleich zwischen den verschiedenen Drucken stattfinden kann.

Erfahrungsgemäß ist für eine gute Abdichtung eine bestimmte Breite der Dichtungsfläche und im Falle des Kathodenstrahloszillographen etwa eine Breite von 25 mm B = 45 mm, ß = S ^{mm un}d b = 25 mm erforderlich. Nennt man die Breite der photographischen Platte bzw. die Breite des Schleusenraums B, die Breite der;Dichtungsfläche, welche zu einer sicheren Abdichtung ίο erforderlich ist, b und die Breite des zum Vorvakuum führenden Kanals ß, dann erkennt man, daß mit Rücksicht auf die auch bei den Zwischenstellungen erforderliche Abdichtung der Umfang des Hahnkükens am verjüngten Ende mindestens gleich S B ^J,- β + 6& sein muß. Ist beispielsweise B = 45 mm, β = 5 mm und b = 25 mm, dann ergibt sich, daß der Umfang am verjüngten Ende mindestens 380 mm sein muß, ao was einem Durchmesser von 122 mm am verjüngten Ende und (bei einer Länge der photographischen Platte von 12 cm) einem Durchmesser von etwa 160 mm am äußeren Ende des Hahnkükens entspricht. Was diese Abmessungen für die Ausführung bedeuten, erkennt man daraus, daß das Gewicht eines solchen, aus Rotguß hergestellten Hahnes (Hahnkörpers und Hahnkükens) etwa 50 kg beträgt.

Eine entsprechende Rechnung ergibt, daß auch bei der Verwendung von ebenen Schiebern als Träger der Schleusenkammer, insbesondere wenn das Einlegen der Platten in beiden Endstellungen erfolgen soll, außerordentlieh lange Schliffflächen gebraucht werden; die gesamte Schlifflänge wird hier nämlich GB -j- 3 β -(- ιοί;. Solche großen geschliffenen Flächen sind in der Herstellung teuer, verziehen sich leicht bei Temperaturschwan-4.0 kungen, sind wegen ihres schweren Gewichtes schlecht zu handhaben und erfordern große Verschiebungskräfte.

Die Erfindung gibt Mittel an, welche eine einfache, Raum, Gewicht und Kosten sparende und leicht zu handhabende Ausführung der Schleusenvorrichtung ermöglichen, so daß sie für die verschiedensten praktischen Zwecke leicht angewandt werden kann, ohne daß die oben geschilderten Nachteile vorhanden sind. Die Erfindung besteht darin, daß der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schleusenkammern bzw. zwischen benachbarten Ruhestellungen I, II, III einer Schleusenkammer kleiner gemacht wird als die Summe aus den Breiten einer Schleusenkammer B und zweier Dichtungsflächen b und daß die zu dem den Zwischendruck enthaltenden Raum führende Leitung nur bei einer bestimmten Stellung der Schleusenkammer geöffnet wird.

Es kann beispielsweise die Verbindungsleitung von der Schleusenkammer zur Zwischendruckstufe, z. B. zum Vorvakuum, derart gesteuert werden, daß die Verbindungsleitung gewöhnlich abgesperrt und nur geöffnet ist, wenn die Mitte der Schleusenkammer sich gegenüber dem Verbindungskanal befindet. Es braucht dann, wie eine einfache Überlegung ergibt, der Umfang eines kegelförmigen Hahnkükens an der verjüngten Seite nur noch mindestens gleich 4B + 4& zu sein. Bei dem obengenannten Beispiele von B =45 mm, b = 25 mm würde durch diese Maßnahme der erforderliche Umfang von 380 mm auf 280 mm herabgesetzt werden.

Die Steuerung der Zuleitung zum Zwischendruckbehälter kann entweder durch einen besonderen, in diese Zuleitung eingebauten Absperrhahn erfolgen, welcher durch die Bewegung des Schleusenträgers (Flachschieber oder Hahnkegel) nur bei der Stellung geöffnet wird, in welcher die Mitte der Schleusenkammer der Zuleitung gegenübersteht, oder es kann im Schleusenträger selbst ein Kanal angeordnet sein, welcher einerseits in der Schleusenkammer, andererseits in der Schlifffläche des Schleusenträgers mündet und nur bei der genannten Stellung der Schleusenkammer mit der Zuleitung zum Zwischendruckraum in Verbindung steht.

Eine wesentliche Herabsetzung der erforderlichen Abmessungen bei der Einschleusung von flachen Gegenständen, wie z. B. photographischen Platten, Antikathodenblechen von Röntgenröhren o. dgl., kann auch dadurch erzielt werden, daß die Schleusenkammer, deren Form zur Verringerung des toten Raumes sich möglichst eng an die Form des einzuschleusenden Gegenstandes, z. B. der photographischen Platte, anschließt, mit ihrer Oberfläche nicht tangential bzw. parallel zur Dichtungsfläche, sondern senkrecht zu ihr, also z. B. . bei einem Hahnküken radial angeordnet wird, so daß die schmale Seite der Schleusenkammer in die Dichtungsfläche zu ioc liegen kommt. In Abb. 7 ist eine derartige Anordnung der Schleusenkammer schematisch gezeichnet. Bezeichnet man wieder die Breite der Schleusenkammer, unter der jetzt ihre Ausdehnung senkrecht zur Dichtungsfläche verstanden wird, mit B, ihre Tiefe (entsprehend der Dicke der photographischen Platte) mit d und die Breite der Dichtungsfläche mit b, so beträgt der für ein Hahnküken erforderliche Mindestumfang in diesem Falle nur 5 d + β + 6 b oder da d und β klein egenüber b sind, praktisch nur etwa 6b. Nimmt man die Dicke d zu 3 mm an, so würde sich damit der erforderliche Mindestumfang für ein Hahnküken auf 170 mm

egenüber 380 mm im obengenannten Beispiel verringern, wodurch eine große Ersparnis an

Raum, Gewicht und Herstellungskosten erzielt wird. Bei der radialen Anordnung der Schleusenkammer kann natürlich die Belichtung einer photographischen Platte nicht in der Schleusenkammer selbst erfolgen; es ist vielmehr erforderlich, daß die photographische Platte aus der Schleusenkammer in den Hochvakuumraum selbst eintreten kann, was wiederum eine besondere Vorrichtung zum Ausschleusen der Platte erforderlich macht. Aber diese Hilfsvorrichtungen sind, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, leicht anzubringen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.

Bei dem in Abb. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist

. Abb. ι ein Aufriß einer beweglichen Schleuse mit Planschliff und mit zwei Schleusenkammern in der linken Einlegestellung, im Schnitt nach A, B, C, D der Abb. 2 gezeichnet,

Abb. 2 der zugehörige Grundriß,
Abb. 3 ein der Abb. 1 entsprechender Schnitt in der Stellung, in welcher der linke Schleusenraum mit dem Vorvakuum in Verbindung steht,

Abb. 4 der zugehörige Grundriß,
Abb. 5 ein den Abb. 1 und 3 entsprechender Schnitt in der Stellung, in welcher der linke Schleusenraum mit dem Hochvakuumrauin in Verbindung steht und der rechte Schleusenraum sich in der Einlegestellung befindet,

Abb. 6 der zugehörige Grundriß.

Das Vakuumgefäß 1 ist unten durch die an ihrer Unterseite eben geschliffene Scheibe 2 verschlossen, in deren Mitte sich das Fenster 10 befindet. An der Schlifffläche gleitet der bewegliche Schieber 3, welcher rechteckige Vertiefungen 4 und 5 enthält, die zur Aufnahme der einzuschleusenden Gegenstände dienen. Diese Vertiefungen stehen mit seitlichen schmalen Nuten 6 und 7 in Verbindung. Außerdem sind in der Schlifffläche 2 die Löcher 8 und 9 angeordnet, welche an die Vor- oder Hoch\^rakuumleitung bzw. ein größeres Vakuumgefäß angeschlossen sind. Das Einschleusen erfolgt nun in der Weise, daß der bewegliche Schieber 3 zunächst in die Stellung der Abb. 1 und 2 gebracht wird. Die Vertiefung 4 ist dann in ihrer ganzen Fläche von außen zugänglich und wird mit dem einzuschleusenden Material beschickt, während die Vertiefung 5 sich genau unter dem Fenster 10 des Vakuumgefäßes befindet. Bei Verschiebung der Platte 3 nach rechts bis in die in Abb. 3 und 4 gezeichnete Stellung gelangt der Fortsatz 6 des Schleusenraumes 4 unter die Öffnung 8. Hierdurch wird der Schleusenraum auf das gewünschte Vakuum gebracht. Beim Weiterschieben von 3 wird die Öffnung 8 wieder verschlossen, und der Schleusenraum 4 gelangt in die in Abb. 5 und 6 gezeichnete Stellung unter das Fenster 10 im Vakuumgefäß, während der Schleusenraum 5 sich nunmehr in der Außenluft befindet. Dieser ist nun seinerseits zur Aufnahme einer neuen Platte bereit, welche sofort in entgegengesetzter Richtung in gleicher Weise eingeschleust werden kann.

Aus der Addition der in Abb. 5 eingetragenen Entfernungen B₁ b und β geht hervor, daß bei dieser Ausführungsform die Länge des am Vakuumgefäß angebrachten Schliffes nur 35 + 4b + 4ß, die des Schiebers nur τ,Β -f- Gb + 4ß zu betragen braucht; daher ragen die Schliffflächen nur noch wenig über das Vakuumgefäß hinaus. Sie besitzen z. B., wenn Platten im Format 4,5 X 12 cm'eingeschleust werden sollen, nur noch eine Länge von etwa 21 cm.

In Abb. 7 sind zwei verschiedene Ausführungsformen von beweglichen Schleusen dargestellt. In der oberen Hälfte zeigt Abb. 7 eine bewegliche Schleuse mit Konusschliff, die denselben Zwecken dienen kann, wie die in Abb. 1 bis 6 beschriebene, und sich auch gut für Überdruckgefäße eignet. An dem Gefäß ι ist ein Hahnkörper 11 angebracht. Der Hahnkegel 12 enthält eine radiale Schleusen- ₉q kammer 14, welche auf die öffnung 15 im Hahnkörper 11 eingestellt werden kann. In dieser Stellung kann der Gegenstand, z. B. die photographische Platte, durch die Öffnung 15 hindurch in die Schleusenkammer 14 eingeschoben werden. Durch Drehen von 12 wird dann der Schleusenraum 14 an das zur Zwischendruckleitung führende Rohr 16 angeschlossen und auf den gewünschten Zwischendruck gebracht. Bei Weiterdrehung gelangt die Schleusenkammer vor die Öffnung 17 des Hauptgefäßes. Der einzuschleusende Gegenstand, z. B. die photographische Platte, gelangt dann in das Hauptgefäß entweder durch die eigene Schwerkraft oder mittels einer besonderen Antriebsvorrichtung. Wird der Hahnkegel 12 etwas weitergedreht, so steht die andere Seite des Schleusenraumes 14 vor der Öffnung 15 wieder bereit zur Aufnahme einer neuen Platte. Das Ausschleusen kann in umgekehrter Richtung durch denselben Hahnkegel erfolgen oder durch einen zweiten Hahnkegel gleicher Bauart, welcher symmetrisch zum ersten in der unteren Hälfte des Gefäßes angebracht sein kann.

Will man eine Filmrolle mittels einer beweglichen Schleuse in ein Druckgefäß einbringen, so muß die Breite B der Schleusenkammer ungefähr dem Durchmesser der Filmrolle entsprechen. Um diese unerwünscht große Breite der Schleusenkammer innerhalb der Dichtungsfläche zu vermeiden, wird ge-

maß der Erfindung die Schleusenkammer al Hohlraum ausgebildet, und zwar derart, daß nur ein schmaler, gleichzeitig zur Ein- und Ausführung des Filmstreifens dienender Schlitz diesen Hohlraum mit der Dichtungsfläche verbindet. Die untere Hälfte der Abb. 7 zeigt eine solche Anordnung zum Einschleusen von Filmbändern.

Ein hohler Hahnkegel 13 enthält eine Welle 18, welche die Filmrolle trägt. Die Länge des Hahnkegels ist durch die Breite des Films bedingt. Der zur Aufnahme eines Films von sehr großer Länge bestimmte Hahnkegel braucht daher nur sehr kurz, nämlich gleich der Breite des Films zu sein. Die Wandung 'des hohlen Hahnkegels enthält eine seitliche Öffnung 20, welche in einer Stellung einem zur Außenluft führenden Schlitz im Hahngehäuse, in einer zweiten Stellung der zum

?.o Vorvakuum führenden Leitung und. in der dritten einem zum Hochvakuum- oder Überdruckgefäß führenden Schlitz im Gehäuse gegenübersteht. Zum Hereinbringen in 'das Unter- bzw. Überdruckgefäß kann das freie Filmende bei richtiger Stellung des Hahnkegels 13 durch einen von außen betätigten Greifer erfaßt und entgegen dem Zug einer in der Filmrolle sitzenden Torsionsfeder in das Gefäß hineingezogen werden und dort aufgewickelt werden; nach Belichtung rollt sich der Filmstreifen dajin durch Freigabe dieser Vorrichtung selbsttätig wieder auf und kann auf demselben Wege ohne Störung des Hochvakuums wieder an die Außenluft befördert werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Bewegliche Schleuse zum Einbringen von Gegenständen in Gefäße mit hohem Überdruck oder Unterdruck, bei welcher der Schleusenraum erst mit der Außenluft, dann mit einem einen Zwischendruck enthaltenden Raum und schließlich mit dem den hohen Überdruck bzw. Unterdruck enthaltenden Gefäß in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schleusenkammern bzw. zwischen benachbarten Ruhestellungen (I, II, III) einer Schleusenkammer kleiner gemacht wird als die Summe aus den Breiten einer Schleusenkammer (B) und zweier Dichtungsflächen (b) und daß die zu dem den Zwischendruck enthaltenden Raum führende Leitung nur bei einer bestimmten Stellung der Schleusenkammer geöffnet wird.
2. 2. Bewegliche Schleuse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem den Zwischendruck enthaltenden Raum führende Leitung nur geöffnet wird, wenn die Mitte der Schleusenkammer der öffnung gegenübersteht.
3. 3. Bewegliche Schleuse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer senkrecht zur Dichtungsfläche angeordnet ist.
4. 4. Bewegliche Schleuse nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrung der zu dem den Zwischendruck enthaltenden Raum führenden ■ Leitung und die Öffnung dieser Leitung bei der bestimmten Stellung der Schleusenkammer mit Hilfe eines in die Leitung eingebauten Hahnes erfolgt, welcher durch das die Schleusenkammer tragende Organ (Schieber oder Hahnkegel) zwangsläufig geöffnet und geschlossen wird.
5. 5. Bewegliche Schleuse nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung und Schließung der zum Zwischendruckraum führenden Leitung durch einen im Schleusenträger (Schieber oder Hahnkegel) angeordneten schmalen Kanal erfolgt, welcher einerseits in der Schleusenkammer, andererseits in der Dichtungsfläche des Schleusenträgers mündet.
6. 6. Bewegliche Schleuse nach Anspruch ι und 3 zur Einführung von Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer als Hohlraum ausgebildet ist und nur durch einen schmalen zur Schleusenkammer führenden Schlitz" mit der Dichtungsfläche in Verbindung steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen