DE8804218U1

DE8804218U1 - Einrichtung zur Evakuierung einer Vakuumkammer

Info

Publication number: DE8804218U1
Application number: DE8804218U
Authority: DE
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1988-05-11

Description

Einrichtung zur Evakuierung einer Vakuumkammer

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Evakuierung einer Vakuumkammer mit Hilfe einer Kaltfläche zur Entfernung von Dämpfen, vorzugsweise Wasserdampf, und mit einer Vakuumpumpe.

In Vakuumanlagen, in denen Beschichtungs- oder ähnliche Prozesse ablaufen, werden häufig große Wasserdampfmengen frei. Es ist bekannt, diese mit Hilfe einer Tiefkühlfalle durch Kondensation abzupumpen, wobei die Tiefkühlfalle mit flüssigem Stickstoff gekühlt wird. Tiefkühlfallen dieser Art sind kostspielig und relativ großvolumig. Das Handling des flüssigen Stickstoffes ist umständlich. Sind die Kaltflachen mit Kondensatschichten belegt, dann ist eine Regenerierung erforderlich. Bei mit flüssigem Stickstoff gekühlten Fallen ist die Regenerierung umständlich und zeitaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die beschriebenen Nachteile nicht mehr auftreten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kaltfläche mit Hilfe eines Refrigerators gekühlt ist. Ein Refrigerator ist eine Tieftemperatur-Kältemaschine, in der ein thermodynamischer Kreisprozeß abläuft. Ein einstufiger Refrigerator, der hier vorzugsweise verwendet wird, umfaßt im wesentlichen einen Arbeitsraum mit einem Verdränger* Der Arbeitsraum wird in bestimmter Weise alternierend »it einer Hochdruck-' und einer Niederdruekgasquelle verbunden, so daß während der erzwungenen Hin- und Herbewegung des Verdrängers der thermodynamische Kreisprozeß (Sterling-Prozess, Gifford/McMahon-Prozess) abläuft. Dabei wird das Arbeitsgas in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Die Folge ist, daß einen bestimmten Bereich der Arbeitskammer Wärme entzogen wird. Mit eine» einstufigen Refrigerator dieser Art und Helium als Arbeitsgas lassen sich Temperaturen bis zu 50 K

erzeugen. Mit der Verwendung eines derartigen Refrigerators zur Kühlung einer Kaltfläche ist deshalb der Vorteil verbunden, daß Temperaturen erreicht werden können, die tiefer als die mit flüssigem Stickstoff erzielbaren Temperaturen sind. Ein Handling mit flüssigem Kältemittel ist nicht mehr erforderlich.

Es ist ohne weiteres möglich, die vom Kaltkopf eines Refrigerators getragene Kaltfläche mit einer Heizung, vorzugsweise einet elektrischen Heizung, auszurüsten. Das Regenerieren der Kaltfläche ist damit einfach und schnell möglich.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles dargestellt werden.

Die Vakuumkammer, in der ein Vakuumbehandlungs-, &zgr;. &Bgr;. ein Beschichtungsprozeß, abläuft, ist nur teilweise dargestellt und mit 1 bezeichnet. An die Vakuumkammer 1 schließt sich eine generell mit 2 bezeichnete Evakuierungseinheit an. Die Vakuumkammer 1 und der Innenraum 3 des Gehäuses 4 sind voneinander trennbar mit Hilfe des Hochvakuumventils 5, dessen Betätigungseinrichtung mit 10 bezeichnet ist.

Das Gehäuse 4 der Evakuierungseinrichtung 2 erstreckt sich im wesentlichen horizontal. Es ist mit zwei Flanschen 6 und 7 ausgerüstet. Der Flansch 6 ist vertikal nach unten gerichtet. Eine Diffusionspumpe 8 ist daran angeschlossen. Ihrer Eintrittsöffnung 9 ist das Sdhematisch dargestellte Ventil 11 zugeordnet. Bei der gezeigten Darstellung kann eventuell das Ventil 11 entfallen, da das Ventil 5 diese Funktion übernehmen kann. Die Kaltfläche kann aber auch direkt im Hochvakuumkessel angeordnet sein, d. h. das Ventil 5 entfällt. Dann ist das Ventil 11 notwendig.

Seitlich Oberhalb der Eintrittsöffnung 9 der Diffusionspumpe 8 befindet sich die Kaltfläche 12, die auf dem Kaltkopf 13 eines

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einstufigen Refrigerators 14 befestigt ist. Der horizontal angeordnete Refrigerator 14 wird von einem am stirnseitigen Plansch 7 des Gehäuses 4 befestigten Gegenflansch 15 getragen. Zur Reduzierung der thermischen Strahlung von der Rückseite der Kaltfläche 12 her ist zwischen der Kaltfläche 12 und dem Gegenflansch 15 ein Abschirmblech 16 angeordnet.

Die Kaltfläche 12 ist mit einer elektrischen Heizung 17 ausgerüstet. Schematisch sind auf der Rückseite der Kaltfläche 12 befindliche Heizdrähte 17 dargestellt, die mit einem außerhalb des Gehäuses 4 befindlichen Versorgungsgerät 18 verbunden sind. Der horizontal angeordnete Refrigerator 14 ist über die Leitungen 19 mit einer Kompressoreinheit 21 verbunden.

Unterhalb der Kaltfläche 12 befindet sich eine Auffangwanne 22. Diese steht mit einem Auffangbehälter 23, der sich außerhalb des Gehäuses 4 befindet, über die Leitung 24 in Verbindung. Die Leitung 24 ist im wesentlichen vertikal angeordnet und mit dem Ventil 25 ausgerüstet. An den Bodenbereich des Auffangbehälters 23 ist die Leitung 26 mit dem Ventil 27 angeschlossen, über diese Leitung 26 kann im Auffangbehälter 23 zwischengespeichertes Kondensat abgezogen werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Auffangbehälter 23 über diese Leitung 26 zu evakuieren, bevor das Ventil 25 zur Auffangwanne 22 geöffnet wird.

Bei offenem Ventil 5 strömen die aus der Vakuumkammer 1 abgezogenen Gase und Dämpfe entsprechend den gezeichneten Pfeilen. Kondensierbare Gase, vorzugsweise Wasserdampf, strömen in Richtung Kaltfläche 12 und lagern sich dort. an. Die Diffusionspumpe wird mit diesen Gasen nicht belastet. Ihre Kapazität ist im wesentlichen frei für das Entfernen tiefersiedender Gase. Die dargestellte und beschriebene Evakuierungseinrichtung ist deshalb in der Lage, relativ schnell die für die Durchführung der Vakuumprozesse notwendigen Vakua zu erreichen.

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Muß die Kaltfläche 12 regeneriert werden, dann werden das Ventil 5 und vorzugsweise das Ventil 11 geschlossen. Das Schließen des ventlies 11 ist nicht notwendig, wenn nur geringe Mengen Wasserdampf regeneriert werden müssen oder wenn die Diffusionspumpe zuvor ausgeschaltet wird. Mit Hilfe der Heizung 7 kann die Kaltfläch« 12 (selbst bei laufendem Refrigerator 14) sehr schnell aufgeheizt werden. Das von der Kaltfläche 12 abtropfende Kondensat gelangt in die Auffangwanne 22. Von dort wird es durch öffnen des Ventils 25 in den vorzugsweise vorab evakuierten Auffangbehälter 23 abgezogen. Mach dem Abtauen das Kondensates wird die Heizung 17 abgeschaltet. Nach wenigen Minuten erreicht die Kaltfläche 12 wieder ihre Betriebstemperatur» so daß nach dem öffnen der Ventile 5 bzw.. 11 die volle Pumpkapazität am Vakuumkessel wieder zur Verfügung steht.

Claims

■ t · · I · Bt »* 88.003 LEYBOLD AG Köln-Bayenthal Einrichtung zur Evakuierung einer Vakuumkammer SCHUTZANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Evakuierung einer Vakuumkammer (1) mit Hilfe einer Kaltfläche (12) zur Entfernung von Dämpfen, vorzugsweise Wasserdampf, und mit einer Vakuumpumpe (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltfläche mit Hilfe eines Refrigerators (14) gekühlt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Refrigerator (14) einstufig ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Kaltfläche (12) im Vakuumkessel (1) oder oberhalb des Einlasses (9) der Vakuumpumpe (8) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltfläche (12) in jeder beliebigen Raumanordnung, vorzugsweise vertikal, und der Refrigerator (14) derart horizontal angeordnet sind, daß die Verdrängerbewegung ebenfalls horizontal ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß die Kaltfläche (12) mit einer Heizung (17, 18), vorzugsweise einer elektrischen Heizung, ausgerüstet ist.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kaltfläche (12) eine Kondensat-Auffangwanne (22) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (22) über eine mit einem Ventil (25) ausgerüstete Verbindungsleitung (24) mit einem außerhalb des Pumpengehäuses (4) befindlichen Flüssigkeitsauffangbehälter (23) verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß der Auftangbehälter (23) evakuierbar ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (8) eine Hochvakuumpumpe, vorzugsweise eine Diffusionspumpe ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kaltfläche (12) und naheliegenden Wandbereichen dos Gehäuses (4) ein Abschirmblech (16) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere KaItflachen (12) mit jeweils einem Kompressor (21) vorgesehen sind.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß mehrere Kaltköpfe mit jeweils einem Refrigerator (14) vorgesehen sind.

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