Устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкции узла подвода коммуникаций с энергоносителями (водой и электрической энергией) к технологическому распылителю (например, к магнетронному или дуговому распылителю) для нанесения покрытий в вакууме.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство подачи энергоносителей к магнетрону (патент RU на полезную модель №129932, МПК С23С 14/35, опубл. 10.07.2013), содержащее узел коммуникаций, вакуумный ввод возвратно-поступательного перемещения узла коммуникаций, установленный на технологическом распылителе вакуумный коллектор, трубки подачи энергоносителей, в котором трубки подачи энергоносителей расположены в узле коммуникаций, выполненном в виде гладкостенной трубы, которая соединена с магнетроном вакуумным коллектором, а с атмосферой соединена вводом возвратно-поступательного перемещения, имеющего плавающую конфигурацию.
Недостатками настоящего технического решения являются узкая область применения из-за ограниченности перемещения гладкостенной трубы с энергоносителями, обусловленной существующей номенклатурой длин гладкостенных труб и соответствующими высокими требованиями (полированная поверхность, малое отклонение от окружности в сечении и высокая прямолинейность) к их изготовлению, а также низкая надежность вследствие запыления соприкасаемых поверхностей вакуумного ввода возвратно-поступательного перемещения узла коммуникаций и гладкостенной трубы распыляемым материалом.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение практически неограниченного перемещения технологического распылителя вдоль изделий.
Технический результат заключается в расширении области применения технологических распылителей (магнетронных или дуговых) за счет возможности нанесения покрытий в вакууме на длинномерные изделия или партии изделий и повышении надежности их работы.
Это достигается тем, что известное устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю, содержащее вакуумный коллектор, выполненный в виде герметичного корпуса из нержавеющей стали в форме прямоугольного короба с установленными в нем вакуумными вводами и с охлаждаемой крышкой, трубку подачи энергоносителей и трубку отвода энергоносителей, расположенные в вакуумном коллекторе и подсоединенные к технологическому распылителю, подающий и отводящий шланги, соединенные внутри корпуса вакуумного коллектора, соответственно, с трубками подачи и отвода энергоносителей, а также узел перемещения подающего и отводящего шлангов, снабжено гибким кабель-каналом, проводом подачи электроэнергии, узлом вывода электроэнергии, контактным кольцом и контактным проводом, вакуумные вводы выполнены в виде вводных вакуумных вводов, расположенных на нижнем торце корпуса вакуумного коллектора, и выводных вакуумных вводов, расположенных на боковом торце корпуса вакуумного коллектора, при этом трубки подачи и отвода энергоносителей выведены через выводные вакуумные вводы к технологическому распылителю, а подающий и отводящий шланги заведены в корпус вакуумного коллектора через вводные вакуумные вводы, узел перемещения подающего и отводящего шлангов выполнен в виде гибкого кабель-канала, внутри которого расположены подающий и отводящий шланги, один конец гибкого кабель-канала закреплен на нижнем торце корпуса вакуумного коллектора, а другой конец выполнен с возможностью закрепления на плоской поверхности, внутри корпуса вакуумного коллектора на трубке отвода энергоносителей установлено контактное кольцо, а в месте ее соединения с отводящим шлангом установлен узел вывода электроэнергии, соединенный с контактным кольцом контактным проводом, внутри отводящего шланга расположен провод подачи электроэнергии, выполненный в виде плоской ленты из коррозионностойкого материала, при этом один его конец соединен с узлом вывода электроэнергии, а другой выполнен с возможностью подключения к источнику питания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю и сечение отводящего шланга, на фиг. 2 показано перемещение устройства подвода энергоносителей при нанесении покрытий на длинномерное изделие или партию изделий.
Устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю 1 содержит вакуумный коллектор 2, выполненный в виде герметичного корпуса 3 из нержавеющей стали в форме прямоугольного короба с охлаждаемой крышкой 4. На нижнем торце корпуса 3 вакуумного коллектора 2 установлены вводные вакуумные вводы 5, выполненные изолированными. На боковом торце корпуса 3 вакуумного коллектора 2 установлены выводные вакуумные вводы 6, выполненные изолированными. В вакуумном коллекторе 2 расположены трубка подачи энергоносителей 7 и трубка отвода энергоносителей 8, выведенные из него через выводные вакуумные вводы 6 к технологическому распылителю 1. Внутри вакуумного коллектора 2 трубка подачи энергоносителей 7 соединена с подающим шлангом 9, а трубка отвода энергоносителей 8 соединена с отводящим шлангом 10. При этом подающий 9 и отводящий 10 шланги заведены в вакуумный коллектор 2 через вводные вакуумные вводы 5. К вакуумному коллектору 2 подсоединен узел перемещения подающего 9 и отводящего 10 шлангов, выполненный в виде гибкого кабель-канала 11, внутри которого расположены подающий 9 и отводящий 10 шланги, один конец гибкого кабель-канала 11 закреплен на нижнем торце корпуса 3 вакуумного коллектора 2, а другой конец выполнен с возможностью закрепления на плоской поверхности (например, на дне вакуумной камеры). Внутри корпуса 3 вакуумного коллектора 2 на трубке отвода энергоносителей 8 установлено контактное кольцо 12, а в месте ее соединения с отводящим шлангом 10 установлен узел вывода электроэнергии 13, соединенный с контактным кольцом 12 контактным проводом 14. Внутри отводящего шланга 10 расположен провод подачи электроэнергии 15, выполненный в виде плоской ленты из коррозионно-стойкого материала, при этом один его конец соединен с узлом вывода электроэнергии 13, а другой выполнен с возможностью подключения к источнику питания.
Гибкий кабель-канал 11 выполнен из металла, его габаритные размеры выбраны с учетом исключения взаимного трения подающего 9 и отводящего 10 шлангов и их трения о сам гибкий кабель-канал 11. Трубки подачи 7 и отвода 8 энергоносителей изготовлены из нержавеющей стали. Подающий 9 и отводящий 10 шланги выполнены гибкими из силикона, армированными, с низким уровнем газовыделения.
Устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю работает следующим образом.
К технологическому распылителю 1 от источника питания подается электроэнергия по проводу подачи электроэнергии 15, который коммутируется с узлом вывода электроэнергии 13, обеспечивающим передачу электроэнергии на контактное кольцо 12 по контактному проводу 14, далее с контактного кольца 12 электроэнергия передается на трубку отвода энергоносителей 8, с которой поступает на технологический распылитель 1. На поверхности мишени технологического распылителя 1 зажигается магнетронный или дуговой разряд, выбивающий из нее атомы распыляемого материала, осаждающегося на изделии.
При этом по подающему шлангу 9 и затем по трубке подачи энергоносителей 7 к контуру охлаждения технологического распылителя 1 подается охлаждающая жидкость (вода), которая затем сливается по трубке отвода энергоносителей 8 и отводящему шлангу 10.
Охлаждающая жидкость, пройдя контур охлаждения технологического распылителя 1, осуществляет охлаждение провода подачи электроэнергии 15, который нагревается вследствие прохождения по нему электрического тока. Причем сама охлаждающая жидкость приобретает от него тепловую энергию. При этом расположение провода подачи электроэнергии 15 внутри отводящего шланга 10 не влияет на охлаждающую способность контура охлаждения технологического распылителя 1, что повышает его надежность и долговечность.
Для равномерного покрытия поверхности длинномерного изделия (партии изделий) распыленным материалом, технологический распылитель 1 перемещают вдоль изделия (партии изделий) возвратно-поступательным движением (обозначено условно  на фиг. 2). В отличие от устройства, выбранного в качестве прототипа, выполнение узла перемещения подающего 9 и отводящего 10 шлангов в виде гибкого кабель-канала 11 с возможностью разворачивания и сворачивания позволяет неограниченно перемещать технологический распылитель 1 вдоль требуемого размера изделия (партии изделий). При этом исключается взаимное трение подающего 9 и отводящего 10 шлангов, а также трение этих шлангов о гибкий кабель-канал 11 при любых возможных перемещениях технологического распылителя 1. Такая конструкция узла перемещения подающего 9 и отводящего 10 шлангов позволяет использовать готовые изделия - силиконовые армированные шланги, металлический кабель-канал, что уменьшает стоимость, как изготовления, так и ремонта и увеличивает срок безотказной работы. Кроме того, возможна поставка указанной конструкции требуемой длины в готовом виде под каждое конкретное устройство подвода энергоносителей к технологическому распылителю
Использование полезной модели позволяет расширить область применения технологических распылителей за счет возможности их неограниченного перемещения вдоль изделий, в качестве которых могут быть использованы как длинномерные изделия, так и партии изделий. Также использование полезной модели позволяет повысить надежность и долговечность устройств подвода энергоносителей к технологическому распылителю и уменьшить затраты на их изготовление и обслуживание.