TWI652753B - Vacuum chamber device - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種真空腔室裝置，其包括內可抽真空的腔室，其進一步包括有設置在腔室內的安裝板，在該腔室的底板上設有至少三個安裝元件，該安裝板通過該至少三個安裝元件安裝在腔室底板上，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間距。該安裝板在腔室內依靠安裝組件的最少三點支撐和材料自身強度完成單獨無變形的基準面，其與腔室底板之間留有間距，在真空腔室內形成內腔室，原本安裝在腔室底板的所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板上，腔室的變形只會使得內腔室的該安裝板整體偏移、傾斜，不會影響內部零件，使零件調試和生產效率更高，消除因為腔室變形導致的報廢成本，該發明的真空腔室裝置能夠減小以至消除真空腔室內部基準丟失。

Description

真空腔室裝置

本發明屬於真空設備技術領域，特別是指一種用於零件真空生產作業使用的真空腔室裝置。

工業生產作業上一些零部件需要在真空腔室內操作，特別是一些精密調整的零部件或儀器，或需要在真空環境下的所有等離子蝕刻和清潔系統。

真空腔室內的調整以及安裝是在大氣環境常壓下進行，腔室內部是在真空環境下運行。因此在腔室進行抽真空之後，腔室變形導致所有水準、垂直的基準丟失。由於基準丟失了，所有依附在腔室內部的零件因為累計誤差造成零件的偏移，因此對於生產作業造成很大品質上的影響，造成大量的生產報廢。

現有的真空腔室使用強度較高的鋁合金或者不銹鋼材料焊接製作而成，真空腔室一般為長方體或者圓柱體，整個腔室在工作運行時所有外表面均受到大氣壓強的作用101325N/m²，如圖1所示，原本的真空腔室受到真空與大氣常壓的壓力差會產生變形。目前的方法是在所有表面或者腔室的材料上做加強，如增加材料的厚度或者增加補強筋，然而這樣做只是能輕微減緩因為大氣壓強與真空狀態的壓差導致的變形，變形依然 存在，無法解決。如圖2所示，在真空腔室表面增加補強筋，變形量有所減少，但是依然存在，而此時製作工藝，多處使用焊接工藝，腔室製作難度已經很大。如圖3所示，真空腔室用雙倍厚度的材料去製作，受到大氣壓強壓迫變形的問題依然存在，並且相對改善並不大，此時製作成本以及焊接難度已經非常高了(材料越厚焊接難度和焊接溫度、變形量呈指數增大)。

現有技術製作的真空腔室用常規的辦法依然會產生變形，變形通過多重的配合放大後使得與預期結果相差甚遠，甚至不能使用。現有技術存在各種缺陷與不足：1、真空腔室變形使得真空腔室內部基準丟失，真空腔室內部的零件不能按照設計的尺寸與間隙、精度正常工作，大大降低了使用壽命；2、基準點因為腔室變形而偏移，所有需要傳動的生產直接報廢；3、即使通過加厚材料、更換更硬更堅固的材料去製作真空腔室、仍然不能避免變形的情況，加固腔室所減少的變形並不是線性分佈，這代表了無論怎麼加強，變形總會是存在，而且通過加厚材料、更換更硬更堅固的材料所帶來的收益效果並不明顯；4、而且更換更厚、更硬更堅固的材料成本巨大，打工難度巨大，材料過厚過硬使得組裝和焊接精度、難度呈指數的提高。

因此，提供一種能減小真空腔室變形對真空腔室內零件影響，能夠減小甚至消除真空腔室內部基準丟失的真空腔室裝置實為必要。

基於此，本發明在於克服現有技術的缺陷，提供一種能夠減小真空腔室內部基準丟失的真空腔室裝置。

其技術方案如下：提供一種真空腔室裝置，其包括內可抽真空的腔室，其進一步包括有設置在腔室內的安裝板，在該腔室的底板上設有至少三個安裝元件，該安裝板通過該至少三個安裝元件安裝在腔室底板上，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間距。該安裝板在腔室內依靠安裝組件的最少三點支撐和材料自身強度完成單獨無變形的基準面，其與腔室底板之間留有間距，在真空腔室內形成內腔室，原本安裝在腔室底板的所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板上，腔室的變形只會使得內腔室的該安裝板整體偏移、傾斜，但是安裝在安裝板上(也就是內腔室內)的零部件相對是不變的，也就是不會受到腔室變形的影響。少部分必須通過腔室壁與外部接連的傳動部件，通過皮帶的緩衝，也可以把原本由腔室變形導致的腔室內部零件失效變成所有統一基準達到圖紙精度，使調試和生產更效率，消除因為腔室變形導致的報廢成本。因此該發明的真空腔室裝置能夠減小以至消除真空腔室內部基準丟失。

下面對進一步技術方案進行說明：較佳實施方式，該安裝元件包括設置在該底板上的底盤，連接該安裝板與底盤的螺栓，該安裝板上相應位置設有螺栓孔，該安裝板通過螺栓與該至少三個底盤連接，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間 距。

較佳實施方式，該底盤安裝在腔室底板上設置的安裝槽中，且底盤表面與底板表面平齊。較佳實施方式，該底盤為圓柱形。

較佳實施方式，該至少三個安裝組件分佈在腔室焊接處的角落位置。較佳實施方式，該真空腔室裝置內設有四個安裝組件，內腔室的該安裝板由四個螺栓支撐，該四個螺栓分佈在腔室焊接處的四個角落。腔室主要變形量集中在離門框最近的板塊中心處，所有靠近這幾個區域的安裝件都會受到局部的拉力而導致變形，嚴重會使得傳動類的精度下降甚至於失效，因此在腔室焊接處的四個角落設置該安裝組件。

較佳實施方式，該安裝板與腔室底板之間的距離有3~10mm，優選5mm，保持安裝板與腔室底板之間適當距離，使腔室變形不會影響到內腔室的零件。安裝板與腔室底板之間的距離懸空了3~10mm，通過零件的重力下壓固定，腔室的變形只會使得內腔室的安裝板整體偏移、傾斜，但是安裝板上的零部件相對是不變。

較佳實施方式，該安裝板上安裝有立柱。引入內腔室後，腔室內所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板上，在安裝板上安裝立柱，可以把原有需要安裝側面定位的零部件安裝在立柱上。

進一步的，較佳實施方式，該至少三個安裝元件中的一個為緩衝安裝元件，其包括設置在底板上的緩衝底盤、帶彈簧槽的緩衝螺栓、彈簧，該彈簧安裝在緩衝螺栓的彈簧槽內以及連接緩衝螺栓與緩衝底盤，該安裝板通過緩衝螺栓、彈簧與緩衝底盤連接；其餘安裝元件包括螺栓、設置在該底板上的底盤，該安裝板通過螺栓與底盤連接，並且該安裝板與 腔室的底板之間留有間距。通過彈簧的彈力對內腔室的該安裝板起支撐和緩衝的作用，進一步解決隨著時間的推移使得安裝板中間的變形量積累而變得凹下的問題，同時，也避免了在運輸的途中由於受到的衝擊力會使得腔室中間變形的問題，這個緩衝安裝元件的存在使得衝擊力被彈簧吸收，使腔室內的安裝板不受影響，內腔室的零件也就不受衝擊力影響。

通過安裝元件與緩衝安裝元件的結合作用，可以讓腔室的變形不影響內部的機構運行，讓內腔室獨立運作，這使得腔室內精密的原件運行順暢，消除了真空腔室內部基準丟失問題。

較佳實施方式，該緩衝底盤設有用於安裝彈簧的凸起，該彈簧一端安裝在緩衝螺栓的彈簧槽內，另一端套接在緩衝底盤的凸起。較佳實施方式，該緩衝底盤的凸起與腔室底板表面平齊。

下面對前述技術方案的原理、效果等進行說明：本發明真空腔室裝置在腔室內設置安裝板，該安裝板在腔室內依靠安裝組件的最少三點支撐和材料自身強度完成單獨無變形的基準面，其與腔室底板之間留有間距，從而在真空腔室內形成內腔室，原本安裝在腔室底板的所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板上，腔室與腔室內關鍵零部件不直接配合，那麼，腔室的變形就不會影響腔室內部件，或者對腔室內精密零件的影響降至可接受範圍之內。因此該發明的真空腔室裝置能夠減小以至消除真空腔室內部基準丟失；為腔室內部建立與大氣常壓同樣的基準點，在真空環境時不受真空腔室變形的影響。

對比現有技術，本發明技術方案的優點：

1、本發明的真空腔室裝置能夠減小以至消除真空腔室內部 基準丟失；為腔室內部建立與大氣常壓同樣的基準點，在真空環境時不受真空腔室變形的影響。

2、通過一塊形成內腔室的安裝板和簡單的機構替代了傳統的腔室板加厚和滿布的加強條，總的生產成本減低。

3、總的生產週期減低，傳統的方案中，加厚腔室板，以及焊接加強條需要焊工大量的時間，本發明技術方案製作簡單，可以把時間從中節省出來，大大縮短生產的週期。

4、消除變形導致傳動系統異常，在實際生產中消除由於傳動系統異常導致材料報廢的問題，生產良率和設備故障率大大降低，並且減少設備維修保養時間，相當於降低用戶的成本和提高產能。

5、本發明設置有緩衝安裝元件的結構更可以通過彈簧的彈力對內腔室的該安裝板起支撐和緩衝的作用，進一步解決隨著時間的推移使得安裝板中間的變形量積累而變得凹下的問題，同時，也避免了在運輸的途中由於受到的衝擊力會使得腔室中間變形的問題，這個緩衝安裝元件的存在使得衝擊力被彈簧吸收，使腔室內的安裝板不受影響，內腔室的零件也就不受衝擊力影響。

1‧‧‧安裝板

2‧‧‧安裝組件

3‧‧‧底板

4‧‧‧緩衝安裝組件

11‧‧‧螺栓孔

21‧‧‧底盤

22‧‧‧螺栓

31‧‧‧安裝槽

41‧‧‧緩衝底盤

42‧‧‧彈簧

43‧‧‧緩衝螺栓

410‧‧‧凸起

圖1是現有技術一般真空腔室的受大氣壓影響的示意圖；圖2是現有技術設有補強筋的真空腔室受大氣壓影響的示意圖；圖3是現有技術雙倍厚度的真空腔室受大氣壓影響的示意圖；以及圖4是本發明真空腔室裝置的實施例的結構示意圖。

下面對本發明的實施例進行詳細說明：請參閱圖4，本發明真空腔室裝置包括內可抽真空的腔室、設置在腔室內的安裝板1，在該腔室的底板3上設有三個安裝元件2和一個緩衝安裝元件4，該安裝板1通過該三個安裝元件2和一個緩衝安裝元件4安裝在腔室底板3上，並且該安裝板1與腔室的底板3之間留有間距。該三個安裝元件2和一個緩衝安裝元件4分佈在腔室焊接處的四個角落。

該安裝板1在腔室內依靠三個安裝元件2和一個緩衝安裝元件4的四點支撐和材料自身強度完成單獨無變形的基準面，並且其與腔室底板3之間留有間距，在真空腔室內形成內腔室，原本安裝在腔室底板的所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板上，腔室的變形只會使得內腔室的該安裝板1整體偏移、傾斜，但是安裝在安裝板1上(也就是內腔室內)的零部件相對是不變的，也就是不會受到腔室變形的影響。少部分必須通過腔室壁與外部接連的傳動部件，通過皮帶的緩衝，也可以把原本由腔室變形導致的腔室內部零件失效變成所有統一基準達到圖紙精度，使調試和生產更效率，消除因為腔室變形導致的報廢成本。因此該發明的真空腔室裝置能夠減小以至消除真空腔室內部基準丟失。

如圖4所示，該底板3上設有四個相應的安裝槽31，該安裝組件2包括設置在該底板3的安裝槽31上的底盤21、連接該安裝板1與底盤21的螺栓22，該底盤21表面與底板3表面平齊，該底盤21為圓柱形，該安裝板1上相應位置設有螺栓孔11，該安裝板1通過螺栓22與該底盤 21連接，並且該安裝板1與腔室的底板3之間留有間距。

該緩衝安裝組件4包括設置在底板3的安裝槽31上的緩衝底盤41、帶彈簧槽的緩衝螺栓43、彈簧42，該緩衝底盤41設有用於安裝彈簧的凸起410，該彈簧42一端安裝在緩衝螺栓43的彈簧槽內，另一端套接在緩衝底盤41的凸起410，該彈簧42連接緩衝螺栓43與緩衝底盤41，該安裝板1通過緩衝螺栓43、彈簧42與緩衝底盤41連接，並且該安裝板1與腔室的底板3之間留有間距。該緩衝底盤的凸起與腔室底板3表面平齊。

通過彈簧的彈力對內腔室的該安裝板1起支撐和緩衝的作用，進一步解決隨著時間的推移使得安裝板中間的變形量積累而變得凹下的問題，同時，也避免了在運輸的途中由於受到的衝擊力會使得腔室中間變形的問題，這個緩衝安裝元件的存在使得衝擊力被彈簧吸收，使腔室內的安裝板1不受影響，內腔室的零件也就不受衝擊力影響。

通過安裝元件與緩衝安裝元件的結合作用，可以讓腔室的變形不影響內部的機構運行，讓內腔室獨立運作，這使得腔室內精密的原件運行順暢，消除了真空腔室內部基準丟失問題。

本實施例中，該安裝板1與腔室底板3之間的距離有3~10mm，優選5mm。通過零件的重力下壓固定，腔室的變形只會使得內腔室的安裝板整體偏移、傾斜，但是安裝板上的零部件相對是不變。

該安裝板1上安裝有立柱。引入內腔室後，腔室內所有的機構都安裝在內腔室的該安裝板1上，在安裝板上安裝立柱，可以把原有需要安裝側面定位的零部件安裝在立柱上。

以上所述實施例僅表達了本發明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。

Claims (9)

1. 一種真空腔室裝置，其包括內可抽真空的腔室，其特徵在於，其進一步包括有設置在腔室內的安裝板，在該腔室的底板上設有至少三個安裝元件，該安裝板通過該至少三個安裝元件安裝在腔室底板上，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間距；其中，該安裝元件包括設置在該底板上的底盤，連接該安裝板與底盤的螺栓，該安裝板上相應位置設有螺栓孔，該安裝板通過螺栓與該至少三個底盤連接，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間距。
2. 如請求項1所述的真空腔室裝置，其中，該底盤安裝在腔室底板上設置的安裝槽中，且底盤表面與底板表面平齊。
3. 如請求項1所述的真空腔室裝置，其中，該至少三個安裝元件中的一個為緩衝安裝元件，其包括設置在底板上的緩衝底盤、帶彈簧槽的緩衝螺栓、彈簧，該彈簧安裝在緩衝螺栓的彈簧槽內以及連接緩衝螺栓與緩衝底盤，該安裝板通過緩衝螺栓、彈簧與緩衝底盤連接；其餘安裝元件包括螺栓、設置在該底板上的底盤，該安裝板通過螺栓與底盤連接，並且該安裝板與腔室的底板之間留有間距。
4. 如請求項3所述的真空腔室裝置，其中，該緩衝底盤設有用於安裝彈簧的凸起，所述彈簧一端安裝在緩衝螺栓的彈簧槽內，另一端套接在緩衝底盤的凸起。
5. 如請求項4所述的真空腔室裝置，其中，該緩衝底盤的凸起與腔室底板表面平齊。
6. 如請求項1至5中任一項所述的真空腔室裝置，其中，該至少三個安裝組件分佈在腔室焊接處的角落位置。
7. 如請求項1至5中任一項所述的真空腔室裝置，其中，該安裝板與腔室底板之間的距離有3~10mm。
8. 如請求項1至5中任一項所述的真空腔室裝置，其中，該安裝板上安裝有立柱。
9. 如請求項1所述的真空腔室裝置，其中，該底盤為圓柱形。