Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Однако в этом случае уменьшается величина передаваемого усилия, Пространство между внутренним валом н кожухом часто не уплотняется, откачка кожуха производится через специальные отверстия. В результате подшнпникк, воспринимающие нагрузку верхнего ведомого вала, экспонируются в вакуумной системе.
Скорости вращения н крутящий момент для вввйов вращения этого типа достнгают соответственно 500 об/мнн и 1Π— ЗО кг см. Имеются также модели только со сварными соеднненнямн нлн уплотняемые через металлические прокладки. Такие конструкции выдерживают прогрев до температур 250 — 300' С и выше. Альтернативным способом передачи движения вращения в вакуум является магнитный привод через стенки вакуумной камеры.
В конструкцню устройства входят внешние постоянные магниты нли электромагннты, которым сообщается передаваемое в вакуум движение, н внутренние магнитные детали типе стержней нлн колец нз магннтомягкого железа в самой камере. 1)еобходнмым условием эффективной передачи энергии яв. ляется близкое рйсположенне магнитов н использование немагннтных ма. теряалов для стенок ка)айры. Конструкции вводов для разлнчных спецнфнческнх применений оййфеВнм в работ6 1248).
С помощью этого способа чаще всего передается вращательное движение. На рнс.81 схематически нзо- 284 4. Техника монтажа вакуумных систем бражено простейшее устройство такого типа. Вращение внешнего магнита передается внутреннему ведомому валу. В серийных моделях таких вводов внешние магниты могут сниматься, а оставшаяся часть устройства может быть прогрета до 400' С. Скорости вращения этих устройств до 750 об/мин при крутящем моменте на валу до 6 кг ° см. В некоторых конструкциях удается достигать снаростей вращения вплоть до !0000 об/мин, но такие скорости редко используются в процессах осаждения тонких пленок. При скоростях вращений, больших 1000 об/мин, величины крутящих моментов обычно невелики и па порядку величины составляют несколько сотен г ° см.
Достоинством конструкций этого типа с магнитным приводом для передачи движения в вакуум является от. сутствие специфических источников натекания.' Такие вводы поэтому наиболее предпочтительны для сверхвысоковакуумных применений. Вфлжийй~у Рвс. ЭЬ Ввод врвщсввв с мвг- ввтвмч орвводом.
Г. Вентили вакуумных конструкций Для разобщения различных частей вакуумной системы н отделения ее от окружающей атмосферы применяются вакуумные вентили. В зависимости от назначения для регулировки потока газа через указанное устройство используются различные механизмы. В общем случае такие приборы должны обладать минимальным газовыделеннем и натеканием, а также максимальной пропуснной способностью в открытом состоянии. Адекватная пропуснная способность требуется етом случае, если площади поперечных сечений открытого затвора (илн вентиля) и впускного отверстия системы сравнимы.
Скорость обезгаживаиия можно сделать достаточно малой, применяя при конструировании таких устройств, главпым образом„металлы и по возможности избегая экспозиции внутренних поверхностей на воздухе. Вентили, в ноторых для уплотнения ввода передачи движения используются прокладки нэ зластомеров, часто условно называются кранами. Йспользуемая в них для снижения трения смазка имеет обычно сравнительно высокое давление паров. Поэтому употреблеоисеее недолжнобыть чрезмерным.
Еще одним источником выделения газа являются сами прокладки нз эластомеров. Натекание газа чаще всего происходит через уплотнение вала (штока) ввода для передачи движения. Поэтому тип используемого в данном устройстве уплотнения вала является одной из его важных характеристик. Те устройства, в которых перемещения производятся посредством сильфонов или магнитного привода, принято называть просто вентилями. (Вентили большога проходного сечения часто называют затворами.) Натекание газа в хорошо сконструированных кранах не превышает 10-6 мм рт.
ст. л с-г, тогда как в вентилях оно бывает обычно на два порядка величины меньше )248). Поэтому в системах сверхвысокого вакуума применяются именно вентили. Они же часто используются и в обычных системах для уменьшения натекания, Более специфической по сравнению со способом уплотнения вала (штока) 285 Гуь 2; Техника высокого вакуум характеристикой запорио-регулирующего устройства являетсв его функциональное назначение в вакуумной системе. 1) Форвакуумиые вентили. Такие устройства служат для соединения вли разобщения форвакуумных насосов с вакуумной камерой или б йезсбко. вакуумным насосом.
Для их конструкций обычно используются нержаеекь щая сталь и бронза, а подсоединение их к вакуум-проволам производится ннолллнии Колено нзвоняраЗ 1 — = Л ! ь / РУРнл Рис. Зв. Фервакууииые вентили: а — дисковый веитилв; З вЂ” шаровая краи. сваркой или пайкой твердыми припоями. Имеются два тяпа таких устройств, представленных иа рнс. 82. В дисковых вентилях разделение объемов получается перекрытием отверстия седла с помощью прокладки из зластомера (рис. 82, а). Последняя может быть выполнена в виде плоского диска, удерживаемого на месте винтом с шайбой, или кольца, заключенного в канавку в металлическом диске. Шток может быть уплотнен также с помон)ью прокладки из зластомера.
В процессе работы такие краны часто становятся нсточннкамн натекаиня. Вариант вентиля, представленный 4. Техника монтшка ваяуумньш снстем на рве. 82, а, более надежен с точки зрения натекання, я поэтому он кс. пользуется чаще Серийно выпускаются вюдели с ручным,электряческям н пнеэматическнм приводами с диаметрами проходного сеченця (Π— 50 мм. В завнсичостн от наличия или отсутствия колена (пунктнрные лнннн на рис. 8х, а) вентнль называется проходным нлн угловым.
В шаровых кранах основное уплотнение пронсходит за счет двух колец яз эластомеров, «обжимающнх» поверхность металлической сферы со сквозным отверств. ем (рис, 82, б). Кран открывается нлн перекрывается путем поворота сферы. Вал н корпус уплотнены также с помощью круглых прокладок. Краны этого типа склонны к образованию течей, особенно прн переключениях. Для уменьшения износа н улучшения герметичности приходятся прокладки периодически смазывать. По этим причинам такие устройства в со. временных вакуумных системах используются редко Диаметр проходного сечения серийных кранов этого тяпа варьируется в пределах 1Π— 50 мм. Чаще всего для управления используется ручной привод, а иногда также и пневматический. 2) Высоковакуумные вентиля.
Такие вентили располагают между камерой и аысоковакуумным насосом. Основное требование, предъявляемое к ням, — обеспеченне высокой пропускной способности для сохранения максимальной быстроты откачки насоса. Кроме того, поскольку внутренние элементы открытого вентнля экспонируютсв внутрь высоковакуумной снстемы, то онв должны иметь мнннмальные утечки н газоотделення.
Для уменьшения сорбцяи атмосферных газов на внутренних поверхностях вентиля, он устанавливается такнм образом, чтобы прн напуске воздуха в камеру эти поверхностн оставались под вакуумом. Наибольшее распространение в вакуумной технике получили высоковакуумные вентилн (затворы) шиберного типа. Хотя внешние механизмы управления затворов разлвчных марок могут существенно отличаться, прннцнп действия ях остаетсэ одннм и тем же. Эгог прннцнп иллюстрируется рис. 83.
Перекрытие уст. ройства осуществляется с помощью диска с закрепленной в канавке круглой кольцевой прокладкой. Днск прнжнмается к проходному отверстию за счет передачи усиляя от опускаемого какам-лнбо образом вниз штока через рычажный механнзм. Для облегченна скольжения штока вдоль направляющей стенки корпуса часто используются шарикоподшнпннки. При подъеме штока диск опускается на несущие шасси. Для представленного на рнс. 83 варианта включения затвора внутренние его поверхности, за исключением поверхносгн самого диска, прн напуске воздуха е камеру остаются под вакуумом.
Этот случай более предпочтителен, хотя в нем для фиксация лиска необходимо прилагать значятельные механические усиляя, превышающие по величине сплу, обусловленную атмосферным давлением на дцск. Для уплотнении штока обычно нспольэуют либо двойные круглые кольцевые прокладки, либо устройства типа Вильсона (см. рис. 79). Натеканне через ннх прн неподвижном штоке пренебрежнмо мала. Увелнченне нэтекання прн открывании нли закрываннн затвора находится з допустимых пределах, так как оно пронсходит нлн в самом начале вакуумного цикла, или непосредственно перед напуском воздуха. Прнмененне полностью герметичных устройств для двнження штока оправдано только в специальных случаях, напрнмер, в системах ионного распыления, в которых затвор приводятся в действие в нанболее крнтнческне моменты рабочего процессэ.
Для регуляровкн быстроты откачкн камеры высоковакуумным насосом затвор перекрывается дншь частнчно(дросседнрованне). В этой снтузцин натеканне газа прн перемещения антона приводит к нежелательному загрязнению рабочего газа. Корпус затвора я его внешние детали изготавливаются обычно нз мягких нлн нержавеющих сталей. а также нэ алюмкнневых сплавов. Соедяненце затворов с вакуумной сн Гл. 2. Техника высоного вакуума стемой осуществляется с помощью флакцев. Диаметры входных отверстий лежат в пределах 5 — !50 см.
Затворы больших диаметров чаще всего управляются с помощью пневматического привода. Принципиальное преимущество затворов шиберного типа заключается в их большой пропускной способности, поскольку в открытом положении диск затвора убирается в карман, полностью открывая проходное отверстие.
Более того, в таких затворах н расстояние между входным и выходным фланцами достаточно мало (в типичном случае не более 80 мм прн диаметре отверстия до 250 мм). Кроме укаэанных выше применений, небольшие затворы этого типа иопользуются танже иногда в форвануумных линиях. 1 т Гэогиозглгту му логосу «илюша Рис. аз. Вмсввоввиууиима затвор мизерного типа На рис. 84 представлены еще несколько типов вентилей. Дисковый вентиль (рнс. 84, а) часто применяется в тех случаях, когда выходной и входной фланцы необходимо расположить перпендикулярно друг к другу.
Зтот вентиль имеет смысл использовать для больших (г( > 250 мм) диффузионных насосов, когда консольное положение камеры более удобно с точ. ки зрения высоты ее рабочего пространства над полом. Обычно в угловых дисковых вентилях применяется уплотнение вала с двойнымн круглымн кольцевыми прокладками Часто для более надежной защиты от натекання вдоль вала в открытом положении вентиля используют дополнительную прокладку на корпусе н специальную тыльную уплотняющую плату иа валу. Высоковакуумные дисковые вентили выпускаются также и с силь. фонным уплотнением штока.
Такие конструкции более предпочтительны в тех случаях, когда необходима плавная регулировка скорости откачки. С точки зрения снижения до минимума адсорбцин газа в вентиле целесообразно уплотнение диска располагать непосредственно против открываемой на атмосферу камеры таким образом, как это поназано на рис. 84, а. В серийных моделях вентилей диаметры входных отверстий варьируются в пределах от 50 до 900 мм. Вентили небольших диаметров (до 150 мм) изготавливаются из литого алюминия, тогда как большие — из мягких 288 4. Техннка монтажа вакуумных снстем сталей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
