真空系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种真空系统，其具有至少一个真空泵和至少一个容器，其中在真空泵和容器之间设置可拆性的连接部，同时在大气侧设置至少一个弹性密封件并且在真空侧方向上设置至少一个间隙密封件用于密封所述连接部，同时在弹性密封件与间隙密封件之间设有至少一个抽吸通道和/或至少一个抽吸口。
【专利说明】真空系统
[0001] 本发明涉及具有至少一个真空泵和至少一个容器的真空系统。
[0002] 用于真空用途的密封元件在现有技术（DE2416808A1)中是已知的。所述密封元件 由金属制成，因为由弹性体材料制成的密封元件不耐热，并因此在温度较高时不能使用。特 别是在加热容器时，不可使用弹性密封件，原因在于所述密封件放气从而"污染"真空。另 夕卜，弹性密封件还经常出现渗透泄漏，也就是说，气体流穿过弹性密封件。
[0003] 属于现有技术的金属密封件的缺点是，它们通常只能使用一次或最多使用几次， 这是因为金属不具有弹性密封件的优点，即不具有弹性变形。因此，每次较大变形后必须使 用新的密封元件。由于金属密封环通常由昂贵材料(铜、铟、金或类似材料）制成，故金属密 封件的成本相当大。
[0004] 因此，根据现有技术（DE2416808A1)建议构造金属制密封环和带有径向间隙的定 心环为弹性环。这种实施形式也很费钱，因此很昂贵。
[0005] 实际上，UHV (超高真空）法兰是已知的。所述法兰具有切口和例如铜密封垫圈。 在两个法兰之间放置铜环。法兰的同轴旋转切口进入铜内并构成金属密封件，该密封件的 特点是泄漏率和渗透率极低且耐温性高。所述法兰也被称作康弗拉特（Conflat3 )法兰(美 国安捷伦科技有限公司的注册商标）或CF法兰。该法兰也有的缺点是，其与切口和金属密 封件一起工作。金属密封件用过一次后会永久变形故不可多次使用。
[0006] 本发明是基于以下技术问题，即提供一种真空系统，其中特别是在使用弹性密封 件的条件下可在高真空吸气区域中持续获得极低的压力。
[0007] 该技术问题通过具有权利要求1的特征的真空系统得以解决。
[0008] 根据本发明的真空系统具有至少一个真空泵和至少一个容器，其中在真空泵和容 器之间设置有可拆性连接部，同时在大气侧设置有至少一个弹性密封件并且在真空侧方向 上设置有至少一个间隙密封件以用于密封所述连接部，其特征在于，在弹性密封件与间隙 密封件之间设有至少一个抽吸通道和/或至少一个抽吸口。
[0009] 在大气侧，在密封位置处使用至少一个弹性密封件。该弹性密封件有利地被构造 成0型环。在弹性密封件与例如UHV端口（超高真空端口)之间使用至少一个间隙密封件作 为第二个密封元件。容器(真空室）表面和泵壳体表面彼此压紧。在这种情况下，平整度和 表面光洁度起着特别的作用。所产生的间隙在理想情况下接近零。
[0010] 在弹性密封件与间隙密封件之间因排气过程和扩散过程产生气体压力载荷，其能 提高在UHV区域中的压力。该压力的提高有可能妨碍持续获得目标压力。
[0011] 为了阻止这种情况发生，依据本发明要在弹性密封件与间隙密封件之间使用抽吸 元件。为了能有效使用所述元件，传导性要尽可能大。有利地，采用自由铣削和/或自由回 转为抽吸通道来实现大的传导性。该通道有利地与较高压力(相对于UHV真空区)的中间级 相连。只有通过有效地抽吸才可确保UHV压力恒定不变。抽吸通道越大，间隙密封由于空 间受限而越短。因此有意义的是，将在多处的抽吸通道的空气抽出，以便将抽吸通道分成具 有较好传导性的短节段。然后再例如使用用于抽吸的第二抽吸通道，该通道不影响密封间 隙的长度，原因在于它可位于另一平面上。
[0012] 抽吸通道可具有一个或多个用于抽出空气的出口。其目的在于，获得尽可能好的 传导性。具有一个或多个出口的抽吸通道的结构取决于传导性的优化。
[0013] 根据本发明的密封原则既可使用矩形几何形状又可使用圆形几何形状。同样地， 该原则既可用于平面又可用于圆柱结构或三维结构。
[0014] 在根据本发明的密封结构内可布置一个或多个真空接口（端口），所述端口例如也 可处于不同的压力水平。
[0015] 布置在弹性密封件和间隙密封件之间的抽吸元件可通至在根据本发明的密封结 构的内部或外部的真空端口中。
[0016] 在根据本发明的密封结构外部还可布置其它的真空端口。
[0017] 泵的全部真空端口可位于一个平面上。但是也可分布在多个平面上。
[0018] 根据本发明的密封原则既可用于法兰又可用于任意装配组件或安装部件。
[0019] 所需形状要可置于真空泵壳体内或置于配对物中。
[0020] 抽吸既可在壳体内又可在壳体外进行。抽吸元件例如可在外部通过穿过真空室或 其它适当的装配组件的软管或管被引入中间级。
[0021] 密封原则不局限于UHV真空端口和壳体旁的装配组件。真空室，即容器，可在不同 位置根据此原则被密封。然后抽吸元件又可经在真空室内的管或在泵壳体内的管或类似物 被引至合适的中间级。
[0022] 不用中间级端口而用另外的压力出口来进行抽吸也是可以想象的。因此，例如也 可以使用另外一个真空泵。例如在多真空室的系统中不只使用一个泵时，这会是有意义的。
[0023] 法兰和泵壳体能够由不锈钢制成也可由软金属(例如铝)制成。配对法兰和密封元 件在本发明所述实施形式中可多次使用，而常用的切割环密封件并非如此。
[0024] 根据本发明的真空系统与现有技术相比具有的优点是，对于现有技术要在超高真 空区中使用金属密封件。通常除使用金属密封件外还使用不锈钢的壳体和真空室。金属密 封件通常由软材料制成，从而使得通过金属密封件变形而在更坚硬的不锈钢上实现密封。 与根据本发明的解决方案相比，所述密封元件通常只可使用一次。
[0025] 在现有技术中，需要大的压紧力来使密封元件变形。其结果是，法兰必须具有最小 强度和大量紧固件。相反，根据本发明的密封构思使得有可能使用精巧的法兰几何形状，因 为配对法兰的压紧力要小得多。
[0026] 借助相应的附图可看到本发明的其它特征和优点，在这些附图中只示例性地描述 了根据本发明的真空系统的几个实施例。图中显示：
[0027] 图1为一种具有真空端口的真空泵的透视图；
[0028] 图2为穿过图1所示真空泵的纵向截面；
[0029] 图3为一种经过修改的实施例的透视图；
[0030] 图4为穿过图3所示真空泵的纵向截面；
[0031] 图5为一种经过修改的实施例的透视图。
[0032] 图1和图2示出了具有用于容器(未示出）的真空端口 2、3、4、5的真空泵1。
[0033] 真空端口 2在大气侧具有弹性密封件6。在真空侧布置了间隙密封件7。因为特 别是在加热容器(未示出）时弹性密封件6可放气，所以布置了抽吸通道8,该抽吸通道经抽 吸口 9被抽吸。真空端口 5也具有弹性密封件10和抽吸口 11，该抽吸口布置在壳体插入件 12旁。
[0034] 将抽吸口 9抽成中间级13。
[0035] 真空泵1内布置了旋转的叶轮14、15、16。
[0036] 图3和图4示出具有真空端口 2、3、4、5的真空泵1。真空端口 2具有弹性密封件 6和间隙密封件7。在弹性密封件6和间隙密封件7之间布置了抽吸通道8,所述通道内布 置了中间抽吸元件17。在真空端口 5中再次布置了抽吸口 11。如图4所示，中间抽吸元件 17通向衬套孔18,该衬套孔通向中间级3。连接部19从真空端口 5的密封件装置通向衬套 孔18,从而使得真空端口 5经抽吸口 11和衬套孔18被抽出空气。
[0037] 图5示出了真空泵1的一个经过修改的实施例，所述真空泵具有真空端口 2,该端 口在大气侧采用弹性密封件6进行密封并在真空侧采用间隙密封件7进行密封。在弹性密 封件6和间隙密封件7之间设置了抽吸通道8。经抽吸口 9实现了抽吸通道8的空气抽出， 所述抽吸口通至真空端口 5的密封件装置的衬套孔(未示出），所述真空端口经抽吸口 11被 抽吸。
[0038] 附图标记
[0039] 1真空泵
[0040] 2真空端口
[0041] 3 真空端口
[0042] 4 真空端口
[0043] 5 真空端口
[0044] 6 弹性密封件
[0045] 7 间隙密封件
[0046] 8 抽吸通道
[0047] 9 抽吸口
[0048] 10弹性密封件
[0049] 11 抽吸口
[0050] 12壳体插入件
[0051] 13中间级
[0052] 14 叶轮
[0053] 15 叶轮
[0054] 16 叶轮
[0055] 17中间抽吸元件
[0056] 18衬套孔
[0057] 19通至集合管的连接通道
【权利要求】
1. 一种真空系统，具有至少一个真空泵和至少一个容器，其中在所述真空泵和容器之 间设置有可拆性的连接部，其中在大气侧设置有至少一个弹性密封件并且在真空侧方向上 设置有至少一个间隙密封件以用于密封所述连接部，其特征在于，在所述弹性密封件（6)和 间隙密封件（7)之间设置了至少一个抽吸通道（8)和/或至少一个抽吸口（9、11、17)。
2. 如权利要求1所述的真空系统，其特征在于，在所述至少一个抽吸通道（8)中设置了 多个与衬套孔（18)相连的抽吸口（17)。
3. 如权利要求1或2所述的真空系统，其特征在于，所述弹性密封件（6)被构造成0型 密封环。
4. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述抽吸通道（8)被构造 成自由旋转和/或自由铣削。
5. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述抽吸通道（8)具有一 个或多个出口（9、17)，用于抽出空气。
6. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，在所述弹性密封件（6)和 间隙密封件（7)内布置了至少一个容器的一个或多个真空端口（2)。
7. 如权利要求6所述的真空系统，其特征在于，所述多个真空端口（2、3、4、5)处于不同 的压力水平。
8. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，在所述弹性密封件（6)和 间隙密封件（7)之间的抽吸元件被引至所述密封件（6、7)内部或所述密封件（6、7)外部的 真空端口（3)中。
9. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，在所述弹性密封件（6)和 间隙密封件（7)外部布置了至少一个其它的真空端口（3、4)。
10. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述真空端口（2、3、4、5) 布置在一个或多个平面上。
11. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述弹性密封件（6)和间 隙密封件（7)布置在所述真空系统的法兰、装配组件和/或安装部件中。
12. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述抽吸元件布置在所述 真空系统的壳体内部或外部。
13. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，所述弹性密封件（6)和间 隙密封件（7 )被设置用来密封超高真空端口（ UHV端口）。
14. 如权利要求1所述的真空系统，其特征在于，布置了额外的真空泵，用于抽吸所述 抽吸通道（8)和/或抽吸口（9、11、17)。
15. 如前述权利要求中任一项所述的真空系统，其特征在于，法兰由不锈钢或铝制成。
【文档编号】F16J15/02GK104100715SQ201410145842
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】托拜厄斯·斯托尔, 罗伯特·瓦茨, 迈克尔·施维赫夫 申请人:普发真空有限公司