ВАКУУМНЫЙ ЗАТВОР Российский патент 1997 года по МПК F27D1/18 C23C14/56 

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к вакуумным затворам для перекрытия рабочих проемов вакуумных устройств, и может быть использовано для уплотнения при вводе в камеру с разреженным пространством или извлечения из нее без нарушения вакуума крупногабаритных объектов, например, тонированных стеклянных пластин.

В настоящее время проблема создания высокоэффективных вакуумных затворов, предназначенных для ввода в камеру с разреженным пространством и извлечения из нее крупногабаритных объектов типа тонированных стеклянных пластин, встала достаточно остро. Связано это, в первую очередь, с тем, что энергетический баланс жилых и промышленных помещений включает учет необратимых потерь тепла через оконные проемы. В зависимости от коэффициента остекления помещения при использовании двойных рам с обычным стеклом эти потери могут достигать 25% от полной энергии, необходимой для обогрева.

Если на одно из стекол двойной рамы нанести специальную светопрозрачную пленку, то она станет зеркалом для инфракрасного излучения и будет возвращать тепловое излучение обратно в помещение. Такое стекло называется энергосберегающим. Использование энергосберегающего стекла в строительном комплексе может сэкономить до 15% энергоресурсов за отопительный сезон. Например, даже в мягких климатических условиях Германии в домах с повышенной площадью остекления переход с обычного на энергосберегающее стекло позволил уменьшит расход жидкого топлива с 60 до 14 л в год в расчете на 1 м² отапливаемого помещения. Следует отметить, что и внутри здания рядом с энергосберегающим окном воздух значительно теплее, чем рядом с обычным.

Использование энергосберегающего стекла в средней полосе России может обеспечить экономию до 45 кг условного топлива на 1 м² стандартного жилья. При использовании такого стекла в общественных зданиях экономия энергоресурсов может быть еще больше, поскольку коэффициент остекления здесь намного выше, чем в жилых помещениях.

Иная модификация пленки придает стеклу солнцезащитные свойства, сохраняя помещение прохладным в жаркие летние дни и, тем самым уменьшая затраты на кондиционирование.

Технически возможно один и тот же оконный блок сделать и энергосберегающим, и солнцезащитным.

Энергосберегающее стекло обладает широкой световой гаммой и зеркальным блеском. Его использование в градостроении создало новый архитектурный стиль во многих странах мира.

Потребность в энергосберегающем стекле была оценена Госстроем СССР еще в 1978 г. как 40 45 млн. м² для гражданского строительства и 10 млн. м² для промышленного.

Опираясь на государственные законы по энергосбережению, Германия и США создали целые индустрии энергосберегающего стекла. За последние 15 лет в 25
30% жилого фонда этих стран обычное стекло было заменено на энергосберегающее. В Германии за это время его произведено около 47 млн.м²
В нашей стране энергосберегающее стекло не производится. В единичных случаях его покупают за рубежом по цене 32 100 дол. США за 1 м² листового стекла или стеклопакета, соответственно.

В то же время согласно энергетической стратегии России 20% неиспользованного потенциала энергосбережения приходится на коммунально-бытовой сектор. Любая программа развития экономики или государственных мероприятий по энергосбережению ставит на первое место обеспечение людей удобным жильем, а также удовлетворение их первоочередных энергетических потребностей. В области централизованного теплоснабжения доля отопления и горячего водоснабжения жилого фонда составляет 43% К 2010 г она увеличится до 49% вместе с ростом обеспечения населения жильем. Если эффективность использования этого тепла остается на современном уровне, то неоправданные энергопотери будут в несколько раз выше, чем за рубежом.

Таким образом, организация экологически чистого массового производства энергосберегающего стекла в России и его широкое использование в строительстве обеспечат существенное сбережение энергоресурсов при одновременном улучшении экологической обстановки, что особенно актуально для больших городов.

В существующих устройствах вакуумные затворы между отдельными камерами не обеспечивают возможности перемещения крупногабаритных (до 2000 х 3000 мм) подложек из камеры в камеру при одновременном сохранении соответствующего высоковакуумного режима в камерах, связанных друг с другом посредством этих вакуумных затворов.

Известен вакуумный затвор, содержащий корпус с соосными входным и выходным отверстиями и упорами, закрепленными на его противоположных торцах, и каретку с закрепленной на ней заслонкой с отверстием, соответствующим отверстиям корпуса, и концентрично охваченным выступом, при этом по периметру входного отверстия корпуса выполнена канавка, служащая для размещения уплотнения (авт. свид. СССР N 834244, кл. С 23 С 13/08, 1981).

Однако известный вакуумный затвор не обеспечивает возможности перемещения через него крупногабаритных (до 2000 х 3000 мм) подложек при одновременном сохранении соответствующего вакуумного режима, например, в камерах, связанных друг с другом посредством этих вакуумных затворов. Также в известном затворе заслонка является конструкционно очень сложной, что требует наличия для ее перемещения каретки, перемещающейся на катках по соответствующим направляющим, в пределах соответствующих упоров.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является вакуумный затвор, содержащий корпус с соосными входным и выходным отверстиями, в котором размещена заслонка с уплотняющей поверхностью, соответствующей выходному отверстию и снабженной канавкой, расположенной по ее периметру с возможностью контактирования размещенного в ней уплотнения с внутренней поверхностью корпуса по периметру выходного отверстия, при этом заслонка соединена с первым концом штока пневмопривода через рычажную систему, причем шток соединен с дополнительным пневмоприводом, диаметр поршня которого выбран из выражения, приведенного в описании изобретения. (авт. свид. СССР N 482978, кл. С 23 С 14/56, 1989).

Однако известный вакуумный затвор не обеспечивает возможности перемещения через него крупногабаритных (до 2000 х 3000 мм) подложек за счет невозможности отвода заслонки до положения, в котором не происходит перекрывания им выходного отверстия, при одновременном сохранении соответствующего вакуумного режима, например, в камерах, связанных друг с другом посредством этих вакуумных затворов. Кроме того, в известном вакуумном затворе используемая приводная система является конструкционно сложной.

Новым достигаемым техническим результатом предлагаемого иозобретения является расширение функциональных возможностей вакуумного затвора за счет обеспечения отвода заслонки без ее взаимного перекрывания с выходным отверстием с одновременным повышением надежности при перемещении крупногабаритных подложек.

Новый технический результат достигается тем, что в известном вакуумном затворе, содержащем корпус с соосными входным и выходным отверстиями, в котором размещена заслонка с уплотняющей поверхностью, соответствующей выходному отверстию и снабженной канавкой, расположенной по ее периметру, с возможностью контактирования размещенного в ней уплотнения с внутренней поверхностью корпуса по периметру выходного отверстия, при этом заслонка контактирует с концом частично размещенного в корпусе штока уплотняющего приводного механизма посредством рычажной системы, в отличии от прототипа заслонка размещена с возможностью перемещения вдоль выходного отверстия до прекращения их взаимного перекрывания и с возможностью контактирования с рычажной системой посредством регулируемого по высоте юстировочного винта, установленного на торцовой поверхности рычажной системы.

Заслонка может быть выполнена в виде элемента прямоугольной формы, а уплотняющий приводной механизм выполнен по крайней мере из двух гидроцилиндров и контактирует с заслонкой посредством установленных на концах соответствующих штоков рычажных систем с регулируемыми по высоте юстировочными винтами симметрично относительно ее большой оси.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема вакуумного затвора, вид сверху; на фиг. 2 принципиальная схема уплотнения вакуумной заслонки посредством рычажных систем, управляемых гидроцилиндрами вид спереди.

Вакуумный затвор содержит корпус 1 с соосным входным 2 и выходным 3 отверстиями, в котором размещена с возможностью перемещения вдоль выходного отверстия 3 до прекращения их взаимного перекрывания заслонка 4 прямоугольной формы с уплотняющей поверхностью 5, соответствующей выходному отверстию 3 и снабженной канавкой 6, расположенной по ее периметру с возможностью контактирования размещенного в ней уплотнения 7 с внутренней поверхностью корпуса 1 по периметру выходного отверстия 3, при этом заслонка размещена с возможностью контактирования с рычажными системами 8, подвижно закрепленными на соответствующих концах 10, частично размещенных в корпусе 1 штоках 11 гидроцилиндров 12, посредством регулируемых по высоте юстировочных винтов 9, установленных на торцовой поверхности 13 рычажной системы 8 симметрично относительно большой оси 15 заслонки 4.

Предлагаемый вакуумный затвор может использоваться, например, для разделения вакуумных камер, применяемых в технологической цепочке получения, например, тонированных стеклянных пластин габаритом до 2000 х 3000 мм, друг от друга и от атмосферы и осуществления перемещения через них таких крупногабаритных подложек из камеры в камеру. Так, перемещение, например кассеты с подложкой через вакуумный затвор из камеры в камеру с помощью транспортирующего кассету механизма осуществляют следующим образом (фиг. 1 и 2).

Например, после достижения необходимого рабочего вакуума в соседних камерах осуществляют отвод от заслонки 4 рычажной системы 8 с юстировочными винтами 14 на их торцовой поверхности 13 посредством втягивания штоков 11 в соответствующих гидроцилиндрах 12, в качестве которых используют, например, гидроцилиндры 1-50-16-МН2255-61. При этом рычажная система 8 занимает положение, обозначенное на фиг. 1 пунктирной линией.

Затем осуществляют перемещение заслонки 4 вдоль выходного отверстия 3 до прекращения их взаимного перекрывания посредством, например, гидроцилиндра 1-40-125-МН2255-61. При этом заслонка 4 занимает положение, обозначенное на фиг. 1 пунктирной линией.

После этого заслонка 4 занимает положение "Открыто" и вакуумный затвор готов для осуществления операции перемещения кассеты с подложкой из камеры в камеру.

После перемещения кассеты с подложкой осуществляют закрытие вакуумного затвора. При этом заслонку 4 из положения, обозначенного пунктиром на фиг. 1, перемещают в обратном направлении вдоль выходного отверстия 3 посредством гидроцилиндра 1-40-125-МН2255-61 до положения, обеспечивающего возможность полного перекрытия выходного отверстия 3 и его уплотнения, показанного на фиг. 1 сплошными линиями. Затем осуществляют уплотнение выходного отверстия 3 заслонкой 4 посредством контактирования с ней рычажной системы 8 юстировочными винтами 14 в результате выдвижения штоков 11 из соответствующих гидроцилиндров 12. При этом рычажная система 8 с юстировочными винтами 14 вновь занимает положение, обозначенное сплошными линиями на фиг. 1.

В результате прикладывания давления с помощью гидроцилиндров 12, например, давления Р 1150 кГс каждым гидроцилиндром, происходит уплотнение выходного отверстия 3 по его периферии на внутренней поверхности корпуса 1 с помощью уплотнения 7, выполненного, например, из резины 7889 ГОСТ 38-1-5108-76, и размещенного на уплотняющей поверхности 5 заслонки 4 в канавке 6. В результате этого вакуумный затвор занимает положение "Закрыто".

Заслонка представляет собой по форме прямоугольник с плоскопараллельными поверхностями типа двери, закрывающей выходное отверстие 3 и обеспечивающей прохождение через него транспортирующего механизма с кассетой с подложкой габаритом до 2000 х 3000 мм при размещении подложки в вертикальном положении с высотой до 2000 мм.

Величину уплотняющего давления на заслонку 4 контролируют посредством регулирования по высоте, например, круглых юстировочных винтов 14 типа М 24 х 40, на торцовой поверхности 13 рычажной системы 8.

Для обеспечения возможности уплотнения выходного отверстия 3 заслонкой 4 площадью, обеспечивающей прохождение транспортирующего механизма с кассетой с подложкой габаритом до 2000 х 3000 м требуется, как правило, шесть расположенных симметрично относительно большой оси 15 прямоугольной заслонки 4 соответствующих рычажных систем 8, приводимых в движение соответствующими им шестью гидроцилиндрами 12 со штоками 11 (фиг. 2).

На основании вышеизложенного предлагаемый вакуумный затвор обеспечивает достижение следующего технического результата.

1. Расширение функциональных возможностей вакуумного затвора благодаря прохождению через него крупногабаритных подложек за счет обеспечения отвода заслонки без ее взаимного перекрывания с выходным отверстием.

2. Повышение надежности вакуумного затвора не менее чем на 10 за счет использования системы симметрично расположенных приводных механизмов для уплотнения заслонки с возможностью юстировки величины уплотняющего давления в зависимости от условий проведения процесса и создаваемого в рабочих камерах вакуума.

3. Повышение точности регулировки уплотняющего давления на заслонку за счет наличия регулируемых по высоте юстировочных винтов.

В настоящее время на предприятии АО "ФРИММ" при Газпроме России выпущена конструкторская документация на заявляемый вакуумный затвор, на основании которой создана установка для нанесения многослойных покрытий в вакууме с использованием заявляемого вакуумного затвора между камерами.

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к вакуумным затворам для перекрытия рабочих проемов вакуумных устройств, и может найти применение для уплотнения при вводе в камеру с разреженным пространством или извлечения из нее без нарушения вакуума крупногабаритных объектов, например, тонированных стеклянных пластин.

Достигаемым техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей вакуумного затвора за счет обеспечения отвода заслонки без ее взаимного перекрывания с выходным отверстием с одновременным повышением надежности при перемещении крупногабаритных подложек.

Для достижения технического результата в вакуумном затворе заслонка размещена с возможностью перемещения вдоль выходного отверстия до прекращения их взаимного перекрывания и с возможностью контактирования с рычажной системой посредством регулируемого по высоте юстировочного винта, установленного на торцовой поверхности рычажной системы.

Заслонка может быть выполнена в виде элемента прямоугольной формы, а уплотняющий приводной механизм выполнен по крайней мере из двух гидроцилиндров и контактирует с заслонкой посредством установленных на концах соответствующих штоков рычажных систем с регулируемыми по высоте юстировочными винтами симметрично относительно ее большой оси. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Вакуумный затвор, содержащий корпус с соосными входным и выходным отверстиями и размещенную в нем с возможностью осевого перемещения заслонку с уплотняющей поверхностью, соответствующей выходному отверстию, и с расположенной по ее периметру канавкой с уплотнителем, имеющим возможность контактирования с внутренней поверхностью корпуса по периметру выходного отверстия, приводной уплотняющий механизм с частично размещенным в корпусе штоком, соединенным с рычажной системой, отличающийся тем, что заслонка дополнительно имеет возможность перемещения перпендикулярного оси выходного отверстия, приводной уплотняющий механизм выполнен с установленными на торцах рычагов рычажной системы и регулируемыми по высоте юстировочными винтами, имеющими возможность контактирования с заслонкой. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что заслонка выполнена в виде элемента прямоугольной формы, а приводной уплотняющий механизм выполнен в виде по крайней мере двух гидроцилиндров и контактирует с заслонкой посредством установленных на концах соответствующих рычагов рычажной системы с регулируемыми по высоте юстировочными винтами, симметрично расположенными относительно ее продольной оси.