Загрузочное устройство шиберного типа Советский патент 1983 года по МПК F16K3/18 F16K31/44 

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что шток-каретка запорного органа выполнен плавающей с опорной поверхностью и упором на торце перпендикулярно оси ее перемещения, а шток-толкатель каждого привода уплотняющего механизма снабжен роликом и упором, установленным с возможностью взаимодействия соответственно с опорной поверхностью и упором штока-каретки.

3. Устройство по п.. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в каждой тарели уплотняю; щих механизмов, герметизир)тощей входаой патрубок, вьшолнено гнездо для размещения заготовок.

1. ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ШИБЕРНОГО ТИПА, содержащее корпус с соосно расположенными входным и вьЬсодным natpj eiKaf ми, внут которого размещен запорный орган «-.ч ч механизмом поворота, содержащим шток-каретку, шарнирно соеш1няю1цую параллельные рычаги-серьги герметизирующих тарелей, приводы механизма поворота и уплотаяющего механизма, снабженного штоком-толкателем; отлипаю щ е е с я тем, что, с целью повышгашя бьютродействия и надежности, устройство нсабжено каруселью и вторым запорным I органом, смонтированным на карусели симмет; рично первому относительно оси ее вращения, а в корпусе второй входной патрубок, гермети зируемый запорным органом, причем на входном патрубке, расположенном соосно с выходным, закреплен. лант1улятор перегрузки заготовок, а на втором входном патрубке смонти- рован герметизирующий шлюзовой клнпйн.

1

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к устройствам высоковакуумной аппаратуры, и предназначено для комплектования быстродействующих автоматически управляемых вакуумных установок спек трального анализа молекулярно-лучевой эпитаксии и дрзтих- производственно технологических аппаратов крупносерийного.и массового производства полупроводниковых материалов и изделий в электронной и других отраслях промышленности.

Известно устройство шиберного типа, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого размещены запорный орган с уплотняющим механизмом, связанный с приводом штоком, и ограничитель поворота запорного органа (1.

Недостатком известного устройства является низкая производительность технологических установок вследствие непосредственного соединения вакуумных камер с атмосферой при открывании шиберных затворов с целью загрз ки и вьп-рузки обрабатываемых заготовок, так как после окончания операций загрузки и выгрузки через существ уюпдае устройства необходимы большие подготовительные технологические затраты времени, энергетических и материальных ресурсов для восстановления вакуума в технологических камерах.

Наиболее близким к изобретению по техничес кой сущности является загрузочное устройство шиберного типа, содержащее корпус с соосно расположенньпии входным и выходным патруб:ками, внутри которого размещен запорный орган с механизмом поворота и уплотняющим механизмом, содержащим шток-каретку, щарнирно соединяющую параллельные рычаги-серьги герметизирующих тарелей, приводы механиз ма поворота и уплотняющего механизма, шабженного штоком-толкателем 2.

Недостатком шиберного устройства является низкая производительность вследствие полной разгерметизации входного и выходного патрубков во время их открьшания и отс)ггствие специализированных механизмов установки и перегрузки очередных заготовок на позиции технологической обработки их в .вакуумной камере.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что загрузочное устройство шиберного типа, содержащее корпус с соосно расположенными входньпй н выходным патрубками, внутри которого размещен запорньп орган с механизмом поворота, содержащим щток-каретку, шарнирно соединяющую параллельные рычаги-серьги герметизирующих тарелей, приводы механизма поворота и уплотняюхцего механизма, снабженного штоком-толкателем, снабжено каруселью и вторым запорным органом, смонтированным на карусели отмметрично первому относительно оси ее вращения, а в корпусе вьшолнен второй входной патрубок, герметизируемый запорным органом, причем на входном патрубке, расположенном соосно с выходным, закреплен манипулятор перегрузки заготовок, а на втором входном патрубке смонтирован герметизирующий щлюзовой клапан.

Кроме того, шток-каретка запорного органа вьшолнена плавающей с опорной поверхностью и упбром на торце перпендикулярно оси ее перемещения, а шток-толкатель каждого привода уплотняющего механизма снабжен роликом и упором, установленным с возможностью взаимодействия соответственно с опорной поверх ностью и упором щтока-каретки.

Причем в каждой тарели уплотняющих механизмов, герметизирующей входной патрубок, вьшолнено гнездо для размещения заготовок.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (при герметизации патрубков запорными органами); на фиг. 3 - положение ззлов устройства в, начальный момент отвода запорных органов от герметизируемых патрубков; на фиг. 4 - то же, при отведенных запорнь1Х органах в сторону от герметизируемых патрубков; на фиг. 5 3106то -же, при переносе манипулятором перегрузки заготовки в технологическую камеру; на фиг. 6 - то же, при возврате манипулятора . перегрузки в исходное положение; на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 10 - разрез Д-Д на фиг. 9; на фигЛразрез Е-Е на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1, с двумя вход ными 2 и 3 и одним выходным 4 патрубками, внутри которого расположены два запорных ч)ргана ;5 и 6, смонтарованных на карусели 7 симметрично оси вращения ее вала 8. КаждЕлй запорный орган 5 и 6 имеет две пружины 9 и шток-каретку 10, выполненную плавающей и соеданенную шарнирно посредством параллельно расположенных несколько пар рычаговсерег 11с тарелью 12 герметизации наружного 2 и 3 и тарелью 13 герметязапщ внутреннего 4 патрубков, Каждая шток-каретка 10 имеет опорную поверхность 14 и упор 15 на внешнем торце, опорную поверхность 16 и винт регулирования 17 на внутреннем торце. Устройство также снабжено механизмом вращения 18 карусели 7, соединенным с ее валом 8, двумя приводами 19 Механизмов запорных органов 5 и 6, на торцах штоковтолкателей 20, которых закреплены ролики 21 и выполнены упоры 22, в ямодейств)гющие с опорной поверхностью 14 н упором 15 штоков-кареток 10, манипулятором перегрузки 23 с захватом 24 подложкодержателей 25, закреп ленным на штоке 26 н взаимодействующим с гнездом 27 и держателем 28 подложкодержателей 25, шлюзовьпй клапаном 29 с механизмом герметизации 30 входного отверстия 3, имеющим.шарнирно соединенные между собой рычаги 31 и 32, стойку 33, петлю 34 и крючок 35; патрубком 36 с крышкой 37 и опорной гайкой 38 для монтажа и ремонта карусели 1 и запорных органов 5 и 6. На подложкодержателе 25 закреплена заготов ка подложка 39, на поверхности которой ществляются операции эпитаксиального роста, технологической обработки, легирования и спектрального анализа полупроводниковых структур. Устройство устанавливается на одном из входных патрубков 40 вакуумной технологической камеры 41, имеющей источники 42 эпитакшальных сред, приборы спектрального анализа, например, анализаторы 43 и манипулятор 44 ка русельного или иного типа с гнездами 45, взаи модествующими с захватом 24 манипулятора перегрузки 23. В корпусе 1 устройства вьшолнены каналы 46 и 47, по которым осуществляется предварительная откачка и напуск газа в загерметизированном промежутке между тарелью 12 и клапаном 29. Устройство работает следуюищм образом. В исходном состоянии оператор вручную шш посторонним механизмом автоматически перемещает в направлении стрелок К (фиг. 11), рычаг 31 который, освобождает петлю 34 по стрелке Д взаимодействующую с крючком 35 н откр|Ывает вращением на оси стойки 33 клапан 29 вместе с рьтчагом 32 и механизмом 30, на котором клапан 29 закреплш щарнирно. После этого патрубок 3 разгерметизирован с внешней стороны, но корпус 1 устройства остается герметично Ж1крьггьпм терелямн 12 , и 13 изнутри. Из гнезда 27 тарели 12 вращением выводят нз зацепления с зацепами держателя 28 я нзВлекают подпожкодержатель 25 с подложкой 39, прошедш технологнчеосую обработку в вакуумной камере 41, а на освободившееся место в гнездо 27 устанавливают очередной подложкодержатель 25 с заготовкой-подложкой 39. . Клапан 29 вводят в патрубок 3 н ге{мметвзнруют его механизмом 30 и рычагамн 32 и 31, предварителыю введя петлю 34 по стрелке Я в зацепление с крючком 35. Затем, средствами предварительной откачка через каналы 46 и 47 откачивают воздух нз зазсфа между клапаввм 29 н 12 патрубка 3 с одновременным прогревом подложкодержателя 25 н подложки 39. Одновременно манипулятор перегрузки 23 посредством штока 26 вводит в гнездо 27 другой тарели 12 захват 24 и извлекает из гнезда 27 подложкодержатель 25. Затем включают в работу приводы 19, Щтоки-толкатели 20 движутся в сторону приводов 19, выбирая зазоры а между .упорами 22 и 15 и, увлекая за собой в направлении стрелок д и штока-каретки 10. Запорные органы 5 и 6 выводятся из устойчивого запирающего соаояния, а тарелки 13 и 12 под действием штоков-кареюк 10 и пружин 9сближаются в направлении стрелок €. Они разгерметизируют патрубки 2-4 и отводятся до упора в гнездах и пазах корпусов запорных органов 5 и 6 от герметизируемых поверхностей корпуса 1 на расстояние 0,5-J мм. После чего, ролики 21 штоков-талкателей 20, отводятся от опорных поверхностей 14 штоков-кареток 10на величину зазора б, а упор 15 под деист ; вием пружин-9 отводится от упора 22 игтокатолкателя 20 на величину зазора а таким обра зом, что при повороте по стрелке ж , карусели 7 детали запорных органов 5 и 6 не касанггся Дяалей гфивода 19. В результате трение-сколь- 5106 жение, нежелательное явление в вакууме, отсут ствует. Мехшшзм вращения 18 посредством вала 8 поворачивает карусель 7 по стрелке ж на 90 и уводит в сторону от проходного отверстия патрубков 2 и 4 запорные органы 5 и 6. Манипулятор перегрузки 23 переносит даиже ниями по стрелкамиг, в посредством штока 26 и захвата 24 подложкодержатель 25 и, закрепив его в соответств)ющем гнезде 45 манипулятора 44 технологической камеры 41, возвращает захват 24 в исходаЪе состояние. Последовательность технологической обработки заготовок-подложек 39 показана на фиг, 2. Манипулятор 44 последовательно переносит в гнездах 45 по стрелки м подложки 39 на позиции выращивания зпитаксиальных слоев под действием источников 42, спектрального анализа анализаторами 43 и др. Во время технологической обработки очередной подложки 3 устройство вьшолняет операции вь1грузки обработанной подложки и загрузки очередного освободившегося гнезда 45 в следующей после довательности. Механизм вращения 18 поворачивает кару-. Ьель 7 на 90 по стрелке лс до совмещения бЬей тарелей 12 и 13 с осями патрубков 2-4. После чего приводы 19 запорных органов 5 и 6 перемещают штоки-толкатели 20 в сторону вала 8 карусели 7. При зтом выбирается зазор б и ролик 21 давит на опорную поверхность 14 торца штока-каретки 10, перемещает йпоккаретку 10 по стрелке д, раздвигает тарели 12 и 13 рычагами-серьгами 11 и герметизирует патрубки 2-4. Винт 17 отрегулирован таким образом, что опорная поверхность 16 второго торца штока-каретки 10 достигает и упирается в его торец в тот момент, когда рычагисерьги 11 принимают устойчивое запирающее положение, а разгерметизация патрубков 2-4 исключена. После этого операции загрузки очередного подложкодержателя 25 повторяется. Извлечение подложкодержателей 25 из гнезд 45 манипулятора 44 вакуз мной технологитеской камеры 41, перенос их в гнезда 27 тарелей 12 и на позицию вьп-рузки через патрубок 3 устройство вьшолняет в обратной последовательности. В процессе работы операции, вьшолняемые устройством и технологической камерой обработки и транспортировки подложек 39 с подложкодержателями 25 определены в такой последовательности, что механизмы совершают рационально минимальное количество движений, исключая при зтом возможность бесполезного простоя манипулятора 44. Монтаж и ремонт механизмов устройства осуществляется через патрубок 36, герметизи- руемый крышкой 37, а регулирование силы давления тарелей 12 на герметизируемую.поверхность корпуса 1 устройства осуществляет.ся опорной гайкой 38, на которую опирается харель 13. Технико-экономическая эффективность от использования изобретения заключается в повьпцении производительности и качества ра боты вакуумных технологических установок, укомплектованных предлагаемым устройством, за счет сокращения времени и упорядочения последовательности операций загрузки и вьп-рузки подложкодержателей и ликвидации операций восстановления вакуума внутри технологических вакуумных камер.

20