JP2016023805A - Vacuum system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも一つの真空ポンプと少なくとも一つのレシーバーを有する真空システムに関する。その際、レシーバーのアウトレットは、真空ポンプのインレットと解除可能に接続されている、または接続可能である。接続は、アウトレット内に設けられたアウトレット開口部が、インレット内に設けられたインレット開口部と合わせられており、そしてアウトレット開口部の周りを周回するよう推移するアウトレットの部分が、インレット開口部の周りを周回するよう推移するインレットの部分と向かい合うように行われる。そして、インレット部分とアウトレット部分の間には、インレット部分の周りを周回するよう推移する第一のシールと、および第一のシールの半径方向外側で、インレット開口部の周りを周回するよう推移する第二のシールが配置されている。そしてその際、第一のシールと第二のシールの間に位置する少なくとも一つの容積を真空引きするための少なくとも一つの吸引部が設けられている。 The present invention relates to a vacuum system having at least one vacuum pump and at least one receiver. The outlet of the receiver is then releasably connected to or connectable to the inlet of the vacuum pump. The connection is such that the outlet opening provided in the outlet is aligned with the inlet opening provided in the inlet, and the portion of the outlet that transitions around the outlet opening is connected to the inlet opening. It is done so as to face the part of the inlet that moves around. And between the inlet portion and the outlet portion, the first seal that moves around the inlet portion and the outer periphery in the radial direction of the first seal move around the inlet opening. A second seal is disposed. At this time, at least one suction part for evacuating at least one volume located between the first seal and the second seal is provided.
冒頭に記載して形式の真空システムにおいて、第一のシールはインレット開口部とアウトレット開口部の間を推移する接続チャネルを、両方のシールの間に位置する容積に対してシールする。その上、半径方向外側に位置する、第二のシールは該容積を周囲に対してシールする。容積は吸引部を介して真空引きされることが可能であるので、第一のシールは、接続チャネルを環境圧に対してシールせず、容積内にある低圧に対してのみシールする。これによって接続チャネル又はレシーバー内では特に低い圧力が達成される。 In a vacuum system of the type described at the outset, the first seal seals the connecting channel that transitions between the inlet opening and the outlet opening to the volume located between both seals. In addition, a second seal, located radially outward, seals the volume against the surroundings. Since the volume can be evacuated via the suction, the first seal does not seal the connection channel against ambient pressure, but only against the low pressure within the volume. This achieves a particularly low pressure in the connection channel or receiver.
ただし、そのような先行技術から公知の真空システムにおいては、レシーバー内に長期にわたって超高真空(UHV、独語:Ultrahochvakuum)、の領域の圧力を実現するのが困難であり、特に長期にわたって10−9hPaよりも低い圧力を実現するのが困難であるという問題が発生する。 However, in such a vacuum system known from the prior art, it is difficult to achieve pressures in the region of ultra-high vacuum (UHV, German: Ultrahochvacuum) in the receiver for a long time, especially for a long time of 10 −9. There arises a problem that it is difficult to realize a pressure lower than hPa.
よって本発明の課題は、レシーバー内に長期にわたって超高真空(UHV)の領域の圧力、特に10−9hPaよりも低い圧力を達成可能である改善された真空システムを提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved vacuum system that can achieve pressures in the ultra-high vacuum (UHV) region in the receiver over a long period of time, particularly pressures lower than 10 −9 hPa.
この課題は、請求項1に記載の特徴を有する真空システムによって、特に、冒頭に記載した形式の真空システムが、第一のシールが軟性の金属材料から形成されているか、またはエラストマーから成るフラットシールとして形成されていることによって解決される。
This object is achieved by a vacuum system having the features of
発明に従い、第一のシールは軟性の金属材料から、またはエラストマーから成るフラットシールとして形成されているので、いずれにせよわずかなのみしかガス放出しないので、特に適当な真空ポンプの設計においては、レシーバー内に長期にわたってUHV領域の圧力、特に10−9hPaより低い圧力が達成されることが可能である。 In accordance with the invention, the first seal is formed from a soft metal material or as a flat seal made of elastomer, so that only a small amount of gas is released anyway, so in particular in the design of a suitable vacuum pump, the receiver In the long term, pressures in the UHV region, especially lower than 10 −9 hPa, can be achieved.
好ましくは、真空ポンプのインレット部分は真空ポンプのハウジングの一部であり、そしてレシーバーのアウトレット部分は、好ましくはレシーバーのハウジングの一部である。 Preferably, the inlet portion of the vacuum pump is a part of the housing of the vacuum pump, and the outlet portion of the receiver is preferably a part of the housing of the receiver.
軟性の金属の材料を第一のシールに使用することによって、第一のシールは特に真空ポンプ又はレシーバーのハウジングよりも柔らかい。真腔ポンプのインレット部分とレシーバーのアウトレット部分の間にその様に配置された第一のシールは、よって変形されることが可能である。これは、例えば両方の部分をお互いに抑えることによって可能である。その際、インレット部分及びアウトレット部分における変形は基本的に引き起こされない。その様な損傷又は変形によって生じる真空(度合)の悪化はよって防止される。 By using a soft metal material for the first seal, the first seal is particularly softer than the housing of the vacuum pump or receiver. The first seal so disposed between the inlet portion of the true lumen pump and the outlet portion of the receiver can thus be deformed. This is possible, for example, by holding both parts together. At that time, deformation in the inlet portion and the outlet portion is basically not caused. The deterioration of the vacuum (degree) caused by such damage or deformation is thus prevented.
特に、軟性の金属から形成される第一のシールが、アルミニウムハウジングを有するレシーバー、及び/又は真空ポンプとの組み合わせで使用されると有利である。これによって、第一のシールがインレット部分及び/又はアウトレット部分よりも明らかに低い高度を有するということが達成可能である。よって第一のシールは、インレット又はアウトレットにおける損傷又は変形が生じないか、僅かに生じるのみである。 In particular, a first seal formed from a soft metal is advantageously used in combination with a receiver having an aluminum housing and / or a vacuum pump. This makes it possible to achieve that the first seal has a significantly lower elevation than the inlet and / or outlet portions. Thus, the first seal has little or no damage or deformation at the inlet or outlet.
好ましくは、金属材料は、HB35よりも低いブリネル硬さ(HB)を有する。これは、好ましくはHB30よりも低く、更に好ましくはHB25よりも低く、もっと更に好ましくは最高HB20の値をとる。これによって、金属材料から形成される第一のシールが、アルミニウム製のハウジングを有する真空ポンプ又はレシーバーよりも明らかに低い硬度を有するということが保証されることが可能である。 Preferably, the metallic material has a Brinell hardness (HB) lower than HB35. This is preferably lower than HB30, more preferably lower than HB25, and even more preferably a maximum HB20 value. This can ensure that the first seal formed from a metallic material has a significantly lower hardness than a vacuum pump or receiver having an aluminum housing.
金属材料は、特にアルミニウム合金、特にEN AW 1050a H111である。これによって、低いガス放出(程度)を有する軟性でそして安価な第一のシールが実現されることが可能である。 The metal material is in particular an aluminum alloy, in particular EN AW 1050a H111. Thereby, a soft and inexpensive first seal with low outgassing (degree) can be realized.
金属材料から成る第一のシールは、好ましくはフラットシールとして形成されている。これによって良好なシール性のもと材料節約が達成されることができる。 The first seal made of a metallic material is preferably formed as a flat seal. Thereby, material savings can be achieved with good sealing properties.
好ましくは、エラストマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)又はKFMまはたバイトン(独語:Viton)である。フラットシールとして上述の材料から形成される第一のシールは、低い透過性及びガス放出性を有するので、レシーバー内に長期にわたってUHV領域の圧力、特に10−9hPaより低い圧力が達成されることが可能である。 Preferably, the elastomer is polytetrafluoroethylene (PTFE) or KFM or Viton (German: Viton). The first seal formed from the above-mentioned material as a flat seal has low permeability and outgassing, so that pressures in the UHV region, especially below 10 −9 hPa, can be achieved in the receiver over time. Is possible.
エラストマーからなるフラットシールは、型成形シールとして形成されていることが可能であるので、ここで使用される概念「フラットシール」は、型成形シールも含むべきである。 Since a flat seal made of an elastomer can be formed as a molded seal, the term “flat seal” as used herein should also include a molded seal.
軟性の金属材料から又はフラットシールとしてエラストマーから形成される第一のシールは、好ましくは最大2mmの高さを有する。更に好ましくは0.03mmから1.5mmの間の高さを有し、もっと更に好ましくは0.05mmから1mmの間の高さを有し、そしてもっと更に好ましくは0.05mmから0.5mmの間の高さを有している。その様なシールによって、低いガス放出性のもと良好なシール作用が達成されることが可能である。 The first seal, formed from a soft metal material or from an elastomer as a flat seal, preferably has a height of up to 2 mm. More preferably it has a height between 0.03 mm and 1.5 mm, even more preferably it has a height between 0.05 mm and 1 mm, and even more preferably between 0.05 mm and 0.5 mm. Has a height between. With such a seal, a good sealing action can be achieved with low outgassing properties.
好ましくは軟性の金属材料から形成される第一のシールは、インレット部分とアウトレット部分の間で0.05mmから0.5mm、好ましくは0.05から0.1mmだけ、特に平らに、押しつぶされていることが可能である。第一のシールのその様なわずかな押しつぶしによって、特に、吸引部に基づいておよび第一のシールの半径方向外側に設けられる第二のシールに基づいて、レシーバー内に高真空領域の真空を長期にわたって生じさせるのに十分なシール性が既に達成される。第一のシールのわずかな押圧は、その際、インレット部分又はアウトレット部分における損傷が防止されることが可能であるという利点を有する。 The first seal, preferably made of a soft metal material, is crushed between the inlet part and the outlet part by 0.05 to 0.5 mm, preferably only 0.05 to 0.1 mm, in particular flat. It is possible that By such a slight crushing of the first seal, a high vacuum region of vacuum in the receiver is prolonged, in particular based on the suction part and on the second seal provided radially outside the first seal. Sufficient sealing is already achieved to occur over time. The slight pressing of the first seal has the advantage that damage in the inlet part or outlet part can then be prevented.
本発明の発展形に従い、第二のシールは、エラストマーから形成され、特にKFMまたはバイトンから形成され、そして好ましくはOリングの形式で形成されている。よって第二のシールは安価に実現可能である。 According to a development of the invention, the second seal is formed from an elastomer, in particular from KFM or Viton, and preferably in the form of an O-ring. Therefore, the second seal can be realized at low cost.
本発明の一つの態様に従い、吸引部は少なくとも一つの吸引開口部を有する。これはインレット部分に設けられている。吸引開口部を介して、第一及び第二のシールの間の容積の真空引きが行われることが可能である。吸引開口部は、チャネルを介して真空ポンプのポンプ段と接続されていることが可能であるので、容積はポンプ段によってポンプアウトされることが可能である。ポンプ段は、特に、ポンプ段に対して後配置されて配置されている中間ポンプ段であることが可能である。これによってレシーバーがポンプアウトされる。その際、チャネルは特に中間ポンプ段内への中間インレットである。吸引開口部は、しかしまた独立した真空ポンプと接続されていることも可能である。 According to one embodiment of the invention, the suction part has at least one suction opening. This is provided at the inlet portion. A vacuum evacuation of the volume between the first and second seals can be performed via the suction opening. Since the suction opening can be connected via a channel to the pump stage of the vacuum pump, the volume can be pumped out by the pump stage. The pump stage can in particular be an intermediate pump stage arranged behind the pump stage. This pumps out the receiver. The channel is in particular an intermediate inlet into the intermediate pump stage. The suction opening can, however, also be connected to an independent vacuum pump.
好ましくは、吸引部は少なくとも一つの吸引開口部を有する。これはアウトレット部分内に設けられている。アウトレット部分内の吸引開口部は、例えばチャネルを介して真空ポンプのポンプ段と接続されていることが可能であるので、第一及び第二のシールの間に位置する容積が当該ポンプ段を介してポンプアウト(独語:auspumpen)されることが可能である。その際、ポンプ段は、ポンプ段に後配置された中間ポンプ段であることが可能である。これを介してレシーバーがポンプアウトされる。アウトレット部分内の吸引開口部は、しかしまた独立した真空ポンプと接続されていることが可能である。 Preferably, the suction part has at least one suction opening. This is provided in the outlet part. The suction opening in the outlet part can be connected to the pump stage of the vacuum pump, for example via a channel, so that the volume located between the first and second seals is connected to the pump stage. Can be pumped out (German: auspumpen). The pump stage can then be an intermediate pump stage arranged after the pump stage. The receiver is pumped out via this. The suction opening in the outlet part can, however, also be connected to an independent vacuum pump.
好ましくはインレット部分には、インレット部分の周りを周回する収容部が第一のシールの為に形成されている。第一のシールは、収容部内に挿入されることができる。収容部は、その際好ましくは、その中に収容されるシールがこれから突き出るような深さに形成されるので、シールは、向かい合ったアウトレット部分によって押しつぶされることが可能である。 Preferably, the inlet portion is formed with an accommodating portion that circulates around the inlet portion for the first seal. The first seal can be inserted into the housing. The receptacle is then preferably formed to such a depth that the seal accommodated therein protrudes therefrom, so that the seal can be crushed by the facing outlet part.
収容部は、特に、インレット開口部の周りを周回する沈降部又は溝の形式で形成されていることが可能である。収容部は、よって特別簡単に製造されることが可能である。 The receiving part can in particular be formed in the form of a sinking part or a groove that circulates around the inlet opening. The housing part can thus be manufactured particularly simply.
好ましくは、収容部内には、好ましくはその中央には、インレット開口部の周りを周回する切断エッジが形成されている。 Preferably, a cutting edge that circulates around the inlet opening is formed in the accommodating portion, preferably in the center thereof.
適当な方法で、アウトレット部分には、アウトレット開口部の周りを周回するよう推移する、好ましくは溝の形式に形成された収容部が、第一のシールの為に形成されていることが可能である。収容部内には、好ましくはその中央部に、アウトレット開口部の周りを周回する切断エッジが形成されていることが可能である。インレット部分内の収容部、及び/又は、アウトレット部分内の収容部は、しかしまた切断エッジ無で形成されていることも可能である。これによって第一のシールの平坦な押しつぶしが可能である。 In a suitable manner, the outlet part can be provided for the first seal with a receiving part, preferably in the form of a groove, which moves around the outlet opening. is there. A cutting edge that circulates around the outlet opening can be formed in the receiving part, preferably in the central part. It is also possible for the receiving part in the inlet part and / or the receiving part in the outlet part to be formed without a cutting edge. This allows flat crushing of the first seal.
アウトレット部分内、及び/又はインレット部分内に設けられた各収容部は、これらが深くなるほど先細であるように形成されていることが可能である。各収容部は、よって特に基本形状がひし形状に形成された型成形シールの収容の為に設けられていることが可能であり、その際、収容部の先細となった形状によって、余りにも大きな組立力が第一のシールに作用することが無いということが達成される。これによって特に、組立力によって引き起こされる場合によっては起こり得る、真空ポンプ又はレシーバーの損傷又は変形が防止されることが可能である。 Each accommodating part provided in the outlet part and / or in the inlet part may be formed so as to be tapered as they become deeper. Each accommodating part can thus be provided for accommodating a molded seal whose basic shape is formed in a rhombus shape, in which case it is too large due to the tapered shape of the accommodating part. It is achieved that the assembly force does not act on the first seal. This in particular can prevent damage or deformation of the vacuum pump or receiver, which can occur in some cases due to assembly forces.
インレット部分及び/又はアウトレット部分は、インレット部分及びアウトレット部分が集まった際に、これらの間に配置された第一のシールの少なくとも一つのエッジが押しつぶされるよう形成されていることが可能である。これによって、第一のシール少ない押しつぶしの際に、十分なシール作用が達成されることが可能である。第一のシールの押しつぶしは、特に、インレット部分及び/又はアウトレット部分に、各押しつぶしエッジ、または押しつぶしを行うアールが形成されていることにより達成されることが可能である。 The inlet portion and / or outlet portion may be configured such that when the inlet portion and outlet portion are assembled, at least one edge of the first seal disposed therebetween is crushed. This allows a sufficient sealing action to be achieved when the first seal is squeezed less. The crushing of the first seal can be achieved, in particular, by forming each crushing edge, or a rounding that crushes, in the inlet part and / or the outlet part.
両方のシールが互いに一体に形成されていると特に有利である。一体に形成された両方のシールの使用によって、特に、真空ポンプのインレットをレシーバーのアウトレットと接続するための組立時間が節約されることが可能である。 It is particularly advantageous if both seals are formed integrally with one another. The use of both integrally formed seals may save assembly time, particularly for connecting the vacuum pump inlet to the receiver outlet.
特に、両方のシールは、金属のフラットシールの形式、またはエラストマーフラットシールの形式で形成されていることが可能である。これによって、少ないガス放出のもと良好なシール作用が達成されることが可能である。その上、平坦な形成によって、材料が節約されることが可能である。 In particular, both seals can be formed in the form of a metal flat seal or in the form of an elastomeric flat seal. This makes it possible to achieve a good sealing action with a low outgassing. Moreover, material can be saved by flat formation.
本発明の好ましい発展形に従い、真空ポンプのハウジングが、特にインレット部分も含めてアルミニウムから形成されている。ステンレス(独語:Edelstahl)のハウジングの製造に比べてコストが節約されることが可能である。 According to a preferred development of the invention, the housing of the vacuum pump is made of aluminum, in particular including the inlet part. Costs can be saved compared to the production of stainless steel (German: Edelstahl) housings.
好ましくは、レシーバーのハウジングは、特にアウトレット部分も含めて、アルミニウムから形成されている。ステンレスの使用に比べて、同様にコストが削減されることが可能である。 Preferably, the receiver housing is made of aluminum, particularly including the outlet portion. Compared to the use of stainless steel, costs can be reduced as well.
本発明の発展形に従い、インレットは少なくとも二つのインレット開口部を有する。その際インレット部分はインレット開口部を取り囲んでいる。相応して、レシーバーのアウトレットも同様に二つのアウトレット開口部を有することが可能である。これをアウトレット部分が取り囲んでいる。その際、真空ポンプと接続されるレシーバーのもとで、其々一つのアウトレット開口部が其々一つのインレット開口部と合わされていることが可能である。 In accordance with a development of the invention, the inlet has at least two inlet openings. The inlet part then surrounds the inlet opening. Correspondingly, the receiver outlet can likewise have two outlet openings. This is surrounded by the outlet. In this case, each outlet opening can be combined with one inlet opening under a receiver connected to a vacuum pump.
特に好ましくは、少なくとも二つのインレット開口部の其々の周りに、其々、第一のシールが設けられている。これは、真空ポンプとレシーバーの間で、インレット開口部と、これに合わされたアウトレット開口部の間を推移する接続チャネルをシールしする。 Particularly preferably, a first seal is provided around each of the at least two inlet openings. This seals between the vacuum pump and the receiver the connecting channel that transitions between the inlet opening and the fitted outlet opening.
好ましくは、少なくとも二つの第一のシールの半径方向外側に、少なくとも二つの第一のシールの周りを周回するよう推移する第二のシールが設けられている。その上、第二のシールは、好ましくは、第一のシールの半径方向外側に位置する吸引部を取り囲んでいる。少なくとも二つの第一のシールと第二のシールの間に取り囲まれている容積は、よって、吸引部によって真空引きされることが可能である。 Preferably, a second seal is provided on the radially outer side of the at least two first seals that transitions around the at least two first seals. Moreover, the second seal preferably surrounds a suction portion located radially outward of the first seal. The volume enclosed between the at least two first seals and the second seal can thus be evacuated by the suction part.
本発明の一つの発展形に従い、少なくとも二つの第一のシールは互いに一体に形成されている。これによって真空システムの組立が簡易化されることが可能である。 According to one development of the invention, the at least two first seals are integrally formed with one another. This can simplify the assembly of the vacuum system.
更に本発明は、レシーバーのアウトレットと真空ポンプのインレットの間の接続のシールの為のダブルシールに関する。接続の際、アウトレット内に設けられるアウトレット開口部は、インレット内に設けられるインレット開口部に合わせられており、そしてアウトレット開口部の周りを周回するよう推移するアウトレットの部分は、インレット開口部の周りを周回するよう推移するインレットの部分と向かい合っている。ダブルシールは、第一のシールと第二のシールを有し、第二のシールが、第一のシールの半径方向外側でインレット開口部の周りを周回するよう推移し、そして両方のシールが少なくとも一つの容積を取り囲み、この容積が、少なくとも一つの吸引部を介して真空引きされることが可能であるよう、前記第一のシールと第二のシールは配置されている、または配置可能であり、そしてその際、両方のシールは互いに一体に形成されている。 The invention further relates to a double seal for sealing the connection between the outlet of the receiver and the inlet of the vacuum pump. When connected, the outlet opening provided in the outlet is aligned with the inlet opening provided in the inlet, and the portion of the outlet that moves around the outlet opening is around the inlet opening. It faces the part of the inlet that changes to go around. The double seal has a first seal and a second seal, the second seal transitions around the inlet opening radially outward of the first seal, and both seals are at least The first seal and the second seal are or are arranged so as to surround one volume and this volume can be evacuated via at least one suction part. , And in this case, both seals are integrally formed with each other.
特に、ダブルシール(と、互いに一体に形成された両方のシール)は、第一のシール及び/又は第二のシールと関連してここに開示されている特徴の少なくとも一つを有している。 In particular, the double seal (and both seals integrally formed with each other) has at least one of the features disclosed herein in connection with the first seal and / or the second seal. .
好ましくは、ダブルシール(と互いに一体に形成された両方のシール)は、金属のフラットシールの形式、またはエラストマーフラットシールの形式で形成されていることが可能である。これによって、ダブルシールの少ないガス放出が達成されることが可能である。 Preferably, the double seal (and both seals integrally formed with each other) can be formed in the form of a metal flat seal or in the form of an elastomeric flat seal. This makes it possible to achieve a gas release with a low double seal.
金属のフラットシールは、好ましくは、アルミニウム合金、特にEN AW 1050a H111からなるシールである。 The metal flat seal is preferably a seal made of an aluminum alloy, in particular EN AW 1050a H111.
エラストマーフラットシールは、好ましくは、PTFE,FKMまたはバイトンから成る。 The elastomeric flat seal is preferably made of PTFE, FKM or Viton.
フラットシールは、好ましくは最大2mmの高さ、好ましくは0.03mmから1.5mmの間の高さ、更に好ましくは0.05mmから1mmの間の高さ、もっと好ましくは0.05mmから0.5mmの間の高さを有する。 The flat seal is preferably at a maximum height of 2 mm, preferably between 0.03 mm and 1.5 mm, more preferably between 0.05 mm and 1 mm, more preferably between 0.05 mm and 0.00 mm. Having a height of between 5 mm.
更に本発明は、少なくとも二つのアウトレット開口部を有するレシーバーのアウトレットと、少なくとも二つのインレット開口部を有する真空ポンプのインレットの間の接続のシールの為のシール装置に関する。接続の際、其々アウトレット開口部は、其々インレット開口部に合わせられており、そしてアウトレット開口部の周りを周回するよう推移するアウトレットの部分は、インレット開口部の周りを周回するよう推移するインレットの部分に向かい合っている。シール装置は、少なくとも二つのシールを有しており、シールの其々一方が、インレット開口部の其々一方の周りを周回するよう推移するよう、前記二つのシールは、インレット部分とアウトレット部分の間に配置されている、または配置可能である。そしてその際、少なくとも二つのシールは互いに一体に形成されている。 The invention further relates to a sealing device for sealing the connection between the outlet of a receiver having at least two outlet openings and the inlet of a vacuum pump having at least two inlet openings. When connecting, each outlet opening is aligned with the inlet opening, and the part of the outlet that transitions around the outlet opening transitions around the inlet opening Facing the inlet part. The sealing device has at least two seals, and the two seals are provided at the inlet portion and the outlet portion so that each one of the seals moves around each one of the inlet openings. Arranged or can be arranged between. In this case, at least two seals are formed integrally with each other.
好ましくは、少なくとも二つのシールの其々は、上述した第一のシールと同様の材料及び/又は形状で形成されている。 Preferably, each of the at least two seals is formed of the same material and / or shape as the first seal described above.
真空ポンプは、特にターボ分子ポンプであり、特に一つよりも多い真空ポートを有するターボ分子ポンプである。その様な真空ポンプは、スプリットフロー真空ポンプとも称される。 The vacuum pump is in particular a turbomolecular pump, in particular a turbomolecular pump having more than one vacuum port. Such a vacuum pump is also referred to as a split flow vacuum pump.
以下に本発明を添付の図面を参照しつつ例示的に説明する。図は以下の内容を簡略的に示している。 The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. The diagram shows the following in a simplified manner.
図1に示された真空システム21は、真空ポンプ23とレシーバー(又は真空チャンバー、独語:Rezipienten)25を有する。真空ポンプ23は、第一のポンプ段27、第二のポンプ段29、および第三のポンプ段31を有するターボ分子ポンプである。ポンプ段27,29および31は、直列に配置されており、そして例えば空気のような流体のレシーバー25から、そして真空ポンプ23のインレットから真空ポンプ23のアウトレット35へのポンピングの為に設けられている。これには(このアウトレットには)、別の一つの真空ポンプが接続されていることが可能である。
The
第一のポンプ段27は、ターボ分子的ポンプ段であることが可能である。これは、ローター軸に固定されたローターディスクと、軸方向においてローターディスクの間に配置されたステータディスクを有している。第二のポンプ段29と第三のポンプ段31は、入り込むよう接続されたホルベック段であることが可能である。ただし他の構成ももちろん可能である。例えば第二のポンプ段28は、別の一つのターボ分子的ポンプ段であることが可能である。他方で、第三のポンプ段31はホルベックポンプ段である。
The
図1が示すように、レシーバー25のアウトレット37は、真空ポンプ23のインレット33に接続されている。その際、公知の方法で、アウトレット37内に設けられたアウトレット開口部39は、インレット33に設けられたインレット開口部41を設けられている。その上、示された例においては、フランジとして形成されたアウトレット部分43が、アウトレット開口部39の周りを取り囲むように設けられている。このアウトレット部分は、インレット開口部41の周りを取り囲むように推移するインレット部分45に対向している。
As shown in FIG. 1, the
インレット部分45とアウトレット部分43の間には、インレット開口部41を取り囲むように推移する第一の内側シール47が設けられている。第一のシール47の半径方向外側には、同様にインレット開口部41と取り囲むよう推移する第二の外側シール49が設けられいてる。両方のシール47,49によって、アウトレット開口部39とインレット開口部41の間に伸びる接続チャネルが、真空ポンプ23とレシーバー25の間でシールされる。
Between the
両方のシール47,49は、一つの容積51を取り囲む。これは、示された実施例では、インレット部分45とアウトレット部分43の外側壁部によって境界づけられる。容積51の真空引きの為に、吸引部53が設けられている。この吸引部は、少なくとも一つの吸引開口部55を有する。この吸引開口部を介して、容積51が第二のポンプ段29と接続している。容積51は、よって第二のポンプ段29および後配置された第三のポンプ段31によって真空引きされる。
Both seals 47, 49 surround one
容積51の真空引きの為に、他のバリエーションも可能である。例えば、容積51は第三のポンプ段51のみを介して、又は別個の真空ポンプによって真空引きされることが可能である。
Other variations are possible for evacuating the
外側の第二のシール49は、容積51を周囲に対してシールする。よって容積51内は負圧であるから、内側の第一のシール47は、開口部39,41の間の接続チャネルを周囲に対してシールせず、容積51内にある負圧に対してのみシールする。これによって、特に、中間吸引部55による両方のシール47,49に替えて、唯一のシールのみを使用することに比べて、レシーバー25内のより低い圧力が達成可能である。
An outer
更に、真空システム21においては、第一のシール47が軟性の金属材料から、またはエラストマーから成るフラットシールとして形成されている。これによって、第一のシール47が僅かのみガス抜けするので、レシーバー内にUHV領域の特に低い圧力、特に10−9mbarより低い圧力が達成され、そして長期にわたって保持されることが可能である。
Further, in the
軟性の金属材料からの、またはエラストマーから成るフラットシールとしての第一のシール47の形成において、アウトレット部分43とインレット部分45が、低い押圧力で互いに押さえ付け合わされるとき既に十分なシール作用が発生しているということは、特に有利である。というのは、シール材料が柔らかいことに基づいて、低い押圧力のもとで既に、シール材料の変形と、これに伴うシール作用が発生するからである。その上、アウトレット部分43またはインレット部分45の変形又は損傷は、シール材料が柔らかいことにもとづいて防止される。
In the formation of the
特に好ましくは、第一のシール47の為の軟性の帰属材料は、例えばEN AW 1050a H111のようなアルミニウム合金である。これは、特に、真空ポンプ23及び/又はレシーバー25のハウジングが、アルミニウムから形成されているとき有利である。というのは、第一のシール47がアウトレット部分43及び/又はインレット部分45よりも明らかに柔らかいということが保証されるからである。
Particularly preferably, the soft material for the
その上、軟性の金属から形成される第一のシール47がフラットシールとして形成されていることも可能である。第一のシール47は、周囲に対してシールされている必要が無いので、十分なシール作用を達成するために、シールの極めて低い変形度合がのみ必要である。第一のシール47は、例えばインレット部分45とアウトレット部分43の間で平坦に押しつぶされていることが可能であり、その際、既に0.1mmから0.5mmまたは0.05mmから0.1mmまでもの変形が既に十分なシール作用に通じることが可能である。特に、極めて狭く形成されたシール箇所において、変形程度は例えば0.5mmまでというように、より大きいことも可能である。というのは、ここで押圧力が同様に小さく保たれることが可能だからである。
In addition, the
第一のシール47がフラットシールとしてエラストマーから形成されるとき、特にこれらはPTFE,KFMまたはバイトンシールから成ることが可能である。
When the
軟性の金属材料またはエラストマーから成る第一のシール47は、好ましくは最大2mmの高さを有する。好ましくは、高さは0.03mmから1.5mmの間であり、更に好ましくは0.05mmから1mmの間、そして更にもっと好ましくは0.05mmから0.5mmの間である。そのように平坦に形成された第一のシール47においては、出口は小さい。これによって、レシーバー25内にUHV領域のより低い最終圧力が達成され、そして保持されることが可能である。
The
第二のシール49は、例えばPTFE、KFMまたはバイトンのようなエラストマーから成るOリングとして形成されていることが可能である。
The
図2および3の真空ポンプ23aは、スプリットフローポンプとして形成されたターボ分子ポンプである。スプリットフローポンプは、それ自体公知である。
The
真空ポンプ23aは、特に図1の真空ポンプと同様に形成されていることが可能である。ただし真空ポンプ23aは、インレット33に対して追加的に、タップ(独語:Anzapfung)と称される中間インレット57を有していることも可能である。これに、他のレシーバーまたは、インレット33に接続されたレシーバー(図示せず)のチャンバーが接続されることが可能である。
The
真空ポンプ23aにおいては、インレット33はいわゆるUHVポートを形成する。というのは、このインレット33に接続されるレシーバーはUHV領域の真空へと真空引きされることが可能だからである。
In the
真空ポンプ23aによって、図1に関して上述したように、インレット33と接続されるレシーバー25とのコンビネーションにおいて一つの真空システムが形成されることが可能である。その際、図4のインレット33により形成されたUHVポートの拡大図にも見て取れるように、レシーバー25のアウトレット37のアウトレット開口部39(図1参照)と、真空ポンプ23aのインレット33のインレット開口部41の間の接続チャネルのシールの為に、ここでもまた、第一の内側シール47と第二の外側シール49が、その間に位置する吸引部53(吸引開口部55を有する)と共に使用される。
The
第一のシール47と第二のシール49の為の上記形成は、真空ポンプ23aにも有効である。特に、図1の真空ポンプにおいてのように、第一のシール47は、軟性の金属材料から、またはエラストマー性のフラットシールとして形成される。
The above formation for the
シール47,49の収容の為に、インレット開口部41の周りを周回する各一つの収容部58,59がインレット部分45内に設けられることが可能である。その上、インレット部分45内、シール47,49の間には、吸引開口部55と接続される集約チャネル61が形成されており、これは特にフライス加工(独語:einfraesen)されている。集約チャネル61を介して、接続されたレシーバー25におけるシール47と49の間に取り囲まれる容積51(図1参照)は、改善された方式で吸引部53を介して真空引きされることが可能である。
For accommodating the
図5から8は、インレット33の図3および4中で符号Bを付された領域と、UHVポートの各拡大部分図を示す。
FIGS. 5 to 8 show the area of the
図5に示されているように、インレット部分45に、および特に収容部57の略中央部には、切断エッジ63が形成されていることが可能である。第一のシール47の弱い押圧の際にも、十分なシール作用が図られるよう、切断エッジ63が、第一のシール47と相互作用する。
As shown in FIG. 5, a
そのように第一のシール47と相互作用する切断エッジ63は、レシーバー25のアウトレット37のアウトレット部分43にも設けられていることが可能である。その際、切断エッジ63は、アウトレット部分43に設けられる、第一のシール47の為の収容部の略中央にも形成されていることが可能である(図示せず)。
A
図6に表されたバリエーションにおいては、収容部57内には、切断エッジが形成されていない。よって、第一のシール47は、収容部57の全幅にわたって見て平坦に押しつぶされることが可能であり、これによって同様に十分なシール作用が図られる。図6に示されたバリエーションは、好ましくは、フラットシールとしてエラストマーから形成される第一のシール47と関連して使用される一方で、図5の態様は、好ましくは軟性の金属材料からなる第一のシール47のもと使用される。
In the variation shown in FIG. 6, the cutting edge is not formed in the
図7に示されたバリエーションにおいては、インレット部分45内の収容部57は、段の形式で形成されている。当該段は、インレット開口部41から半径方向外側に向かって離れるように延びている。レシーバー25のアウトレット部分43には、開口部39の横に隆起部65が形成されている。隆起部の半径方向外側には、第一のシール57の為の収容部59が引き続いており、これに、更に半径方向外側に、より深い位置に位置する領域67が続いている。隆起部65と収容部59の間の移行領域内には、アール69が形成されている。図7が示すように、第一のシール47は、インレット部分45の収容部57とアウトレット部分43の収容部59の間に位置している。第一のシール47のエッジ(アール69の側のエッジであって、インレット開口部41の周りを周回するエッジ)は、アール69によって押圧される、または押しつぶされる。これによって、簡単に十分なシール作用が低い押圧力においても達成されることが可能である。
In the variation shown in FIG. 7, the
図8のバリエーションにおいては、インレット部分45にも、アウトレット部分43にも、インレット開口部41またはアウトレット開口部39の周りを周回するよう推移する、溝の形式に形成された収容部57,59が、第一のシール47の為に形成されている。インレット部分45における収容部57もアウトレット部分43における収容部59も、深くなるほど細くなっている。その結果、両方の収容部57,59は、好ましくは、基本形状が、ひし形の断面である第一のシール46の収容の為に設けられている。
In the variation of FIG. 8, the
先細となっていることに基づき、第一のシール47の端部領域71(インレット部分45の側の端部領域)は、より小さな断面を有している。シール作用を達成するための第一のシール47の押圧の際には、特にこの端部領域が、可塑的、または弾性的に変形する。端部領域71の小さな断面に基づいて、小さな組立力においても既に十分なシール作用が図られることが可能である。同様のことは第一のシール47の端部領域73(アウトレット部分43の側の端部領域)に対しても有効である。
Based on the taper, the
発明に係る真空システム21aの図9に表されたバリエーションにおいては、第一のシール47と第二のシール49は、互いに一体に形成されている。両方のシール47,49は、これによってひとまとまりのダブルシールを形成する。
In the variation illustrated in FIG. 9 of the
図9が示すように、両方のシール47,49は、第一の容積51aを取り囲む。この容積は、その上、インレット部分45によって境界づけられる。両方のシール47,49は、更に、第二の容積51bを取り囲む。この容積は、更に、アウトレット部分43によって境界づけられる。インレット部分45内にも、アウトレット部分43内にも、其々吸引部53が設けられている。この吸引部は、上述した吸引部のように形成されていることが可能である。特に、レシーバー内の吸引部53は、その際、好ましくは、独立した真空ポンプと接続されており、容積51bを真空引きする。
As FIG. 9 shows, both
両方のシール47,49によって形成されるダブルシールは、インレット部分45に設けられる収容部57内と、アウトレット部分43に設けられる収容部59内に収容されている。各主要部57,59内には、半径方向で見て吸引部53の内側に位置する切断エッジであって、かつ開口部39、41の周りを周回する切断エッジ63が設けられている。切断エッジ63は第一のシール47と協働して、開口部39,41の間に推移する接続チャネルを、容積51aおよび容積51bに対してシールする。
The double seal formed by both the
収容部57,59は、その上、半径方向で吸引部53の外側に位置する切断エッジであって、開口部39,41の周りを周回する切断エッジ63を有している。この切断エッジは、第二のシール49と協働して、容積51a又は容積51bを周囲に対してシールする。
In addition, the
両方のシール47及び49によって形成されるダブルシールは、金属製のフラットシールとして、またはエラストマーフラットシールとして形成されていることが可能である。
The double seal formed by both
図10に示される真空ポンプ23bは、図2の真空ポンプのように構成されている。ただし、図10の真空ポンプ23bにおいては、インレット33は二つのインレット開口部41を有している。これらは、インレット部分45により取り囲まれている。図10が示すように、各インレット開口部41は、第一のシール47によって取り囲まれている。第一のシールは、各インレット開口部41の周りを周回するよう推移している。両方の第一のシール47と、吸引開口部55を有する吸引部53の半径方向外側には、第二のシール49が設けられている。よってこれは、両方の第一のシール47を取り囲んでいる。インレット部分45内には、シール47,49の間の領域内に、集約チャネル61が設けられている。
The
真空システムの形成の為に、インレット33には、アウトレットを有するレシーバーが接続されることが可能である。このレシーバーは、二つのアウトレット開口部を有する。これらアウトレット開口部は、真空ポンプ23bに接続されるレシーバーのもと、両方のインレット開口部41を設けられている(図示せず)。
For the formation of a vacuum system, the
第一および第二のシール47,49に対しても、上述した説明が有効である。その上、シール47,49の為の相応する収容部57,59が設けられていることが可能である。
The above description is also valid for the first and
図11に示されたバリエーションの真空ポンプ23bにおいては、図10の真空ポンプに対して、インレット開口部41(同士)がより近くに集まって位置している。これによって、両方の第一のシール47は互いに一つにまとめられて形成されていることが可能である。両方の第一のシール47の一体の形成は、しかしまた、図10の態様においてもまた可能である。
In the
上記に図9に対して説明したように、第一及び第二のシール47,49は、図10および11のバリエーションにおいても同様に互いに一体に形成されていることが可能である。
As described above with reference to FIG. 9, the first and
21,21a 真空システム
23,23a,23b 真空ポンプ
25 レシーバー
27 第一のポンプ段
29 第二のポンプ段
31 第三のポンプ段
33 インレット
35 アウトレット
37 アウトレット
39 アウトレット開口部
41 インレット開口部
43 アウトレット部分
45 インレット部分
47 第一のシール
49 第二のシール
51 容積
51a,52b 容積
53 吸引部
55 吸引開口部
57 収容部
59 収容部
61 集約チャネル
63 切断エッジ
65 隆起部
67 領域
69 アール
71 端部領域
73 端部領域
21,
Claims (19)
第一のシール(47)が、軟性の金属材料から形成されている、またはエラストマーからなるフラットシールとして形成されていることを特徴とする真空システム。 A vacuum system having at least one vacuum pump (23, 23a, 23b) and at least one receiver (25), wherein an outlet opening (39) provided in the outlet (37) is connected to the inlet (33 ) And a portion (43) of the outlet (34) that moves around the outlet opening (39) and is aligned with the inlet opening (41) provided in the inlet opening (41). Circulates around the inlet opening (41) between the inlet part (45) and the outlet part (43). The first seal (47) that moves in the direction of the inlet opening (41) radially outward of the first seal (47) The outlet (37) of the receiver (25) is releasable with the inlet (33) of the vacuum pump (23, 23a, 23b) so that a second seal (49) that moves around the ring is provided. At least one suction for evacuation of at least one volume (51, 51a, 51b) that is connected to or connectable to both seals (47, 49) In the vacuum system in which the part (53) is provided,
Vacuum system, characterized in that the first seal (47) is formed as a flat seal made of a soft metal material or made of an elastomer.
レシーバー(25)のハウジングが、特にアウトレット部分(43)を含めて、アルミニウムから形成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の真空システム。 The housing of the vacuum pump (23, 23a, 23b) is made of aluminum, in particular including the inlet part (45), and / or
14. A vacuum system according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing of the receiver (25) is made of aluminum, in particular including the outlet part (43).
第二のシール(49)が、少なくとも二つの第一のシール(47)の半径方向外側で、少なくとも二つの第一のシール(47)の周りを周回するよう推移することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の真空システム。 The inlet (33) has at least two inlet openings (41) surrounded by the inlet portion (45), and each one first seal (around each of the at least two inlet openings (41)). 47), and
The second seal (49) transitions around the at least two first seals (47) radially outward of the at least two first seals (47). The vacuum system according to any one of 1 to 14.
両方のシール(47,49)が互いに一体に形成されていることを特徴とするダブルシール。 A double seal for sealing the connection between the outlet (37) of the receiver (25) and the inlet (33) of the vacuum pump (23, 23a, 23b). 37) the outlet opening (39) provided in the inlet is aligned with the inlet opening (41) provided in the inlet (33) and circulates around the outlet opening (39) The part (43) of the changing outlet (37) faces the part (45) of the inlet (33) changing so as to circulate around the inlet opening (41). Seal (47) and second seal (49), wherein the second seal (49) has an inlet radially outward of the first seal (47). At least one volume (51a, 51b) that moves around the mouth (41) and in which both seals (47, 49) can be evacuated via at least one suction part (53) In a double seal which is or is arranged between the inlet part (45) and the outlet part (43) so as to surround
Double seal, characterized in that both seals (47, 49) are integrally formed with each other.
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