Иллюминатор вакуумной камеры

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для нанесения покрытий, и может быть использована для защиты смотровых окон иллюминаторов вакуумных камер от запыления при визуальном контроле процессов нанесения покрытий.
Известно, что в некоторых вакуумных установках с интенсивным напылением для защиты стекол смотрового окна иллюминатора устанавливают внутренние защитные стекла, которые крепятся с помощью пружинных колец на фланце смотровых вакуумных окон и могут быть легко демонтированы за ненадобностью (http://tako-vakuum.ru/vakuumnoe-smotrovoe-okno/).
Недостатком данного устройства является то, что защитное стекло также будет подвергаться загрязнению распыляемым металлом, что мешает визуальному контролю рабочих процессов нанесения покрытий в вакуумной камере и требует частой замены защитных стекол, которую можно произвести только по окончании рабочего процесса.
Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому эффекту - прототипом - является иллюминатор вакуумной камеры, выполненный в виде предназначенного для герметичного соединения с соответствующим отверстием вакуумной камеры стакана, внутренняя цилиндрическая полость которого образует смотровой канал с герметичным смотровым окном с наружной стороны и теплозащитным поворотным плоским экраном с приводом его поворота со стороны вакуумной камеры (Пипко, А.И. Конструирование и расчет вакуумных систем / Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1979. - с. 174-176). Для наблюдения за рабочими процессами в вакуумной камере путем прикладывания усилия на рукоятку защитный экран с помощью рычажной системы поворачивается на некоторый угол, открывая смотровое отверстие, и возвращается на место благодаря пружине после снятия усилия с рукоятки.
Недостатком прототипа является сложность конструкции.
Задача полезной модели - исключение из конструкции иллюминатора сложной системы тяг для поворота защитного экрана, размещенных в зоне напыления, что снижает надежность конструкции.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности за счет упрощения конструкции и размещения экрана и привода его поворота внутри смотрового канала стакана.
c
wa
max
c
wa
max
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в иллюминаторе вакуумной камеры, выполненном в виде предназначенного для герметичного соединения с соответствующим отверстием вакуумной камеры стакана, внутренняя цилиндрическая полость которого образует смотровой канал с герметичным смотровым окном с наружной стороны и теплозащитным поворотным плоским экраном с приводом его поворота со стороны вакуумной камеры, стакан снабжен герметично с ним сопряженным и размещенным перпендикулярно его оси патрубком с герметично установленным внутри последнего поворотным на 90° валом с приводом его поворота, а экран выполнен по форме внутреннего сечения стакана и установлен в нем на упомянутом валу с перекрытием смотрового канала и возможностью поворота совместно с валом на 90° вокруг оси, лежащей в плоскости экрана и перпендикулярной оси стакана, так, что L≥L+D/2, где L - длина смотрового канала; L - расстояние от смотрового окна до оси поворота экрана; D - габарит экрана в направлении, перпендикулярном оси его поворота.
Иллюминатор вакуумной камеры в составе установки нанесения покрытий поясняется изображением, где на Фиг. представлен общий вид иллюминатора вакуумной камеры.
Позиции на Фиг. соответствуют следующим элементам иллюминатора:
1 - вакуумная камера;
2 - стакан смотрового канала;
3 - смотровое окно;
4 - экран;
5 - вал (привод поворота экрана);
6 - патрубок;
7 - стакан;
8 - подшипник;
9 - манжета;
10 - подшипник;
11 - винт;
12 - гайка.
Иллюминатор вакуумной камеры выполнен согласно следующему.
c
wa
max
c
wa
max
Иллюминатор вакуумной камеры (Фиг.) выполнен в виде предназначенного для герметичного соединения с соответствующим отверстием вакуумной камеры 1 стакана 2, внутренняя цилиндрическая полость которого образует смотровой канал с герметичным смотровым окном 3 с наружной стороны и теплозащитным поворотным плоским экраном 4 с приводом 5 его поворота со стороны вакуумной камеры. Стакан снабжен герметично с ним сопряженным и размещенным перпендикулярно его оси патрубком 6 с герметично установленной внутри последнего поворотным на 90° валом 5 с приводом поворота вала, а экран 4 выполнен по форме внутреннего сечения стакана 2 (на Фиг. - круг) и установлен в нем на упомянутом валу 5 с перекрытием смотрового канала и возможностью поворота совместно с валом 5 на 90° вокруг оси вала, лежащей в плоскости экрана и перпендикулярной оси стакана, так, что L≥L+D/2, где L - длина смотрового канала; L - расстояние от смотрового окна до оси поворота экрана; D - габарит экрана в направлении, перпендикулярном оси его поворота. Находясь перпендикулярно оси смотрового канала, экран 4 практически полностью перекрывает внутреннюю полость стакана 2, защищая смотровое окно 3 от распыляемого металла. Если же экран 4 располагается вдоль оси смотрового канала, то за счет незначительной его толщины возможно беспрепятственно контролировать процессы нанесения покрытий в вакуумной камере. Форма экрана 4 может быть произвольной, однако должна повторять форму сечения внутренней полости стакана 2, при этом толщина экрана 4 может быть любой и ограничивается лишь возможностью поворота совместно с валом 5 на 90° вокруг оси, лежащей в плоскости экрана 4 и перпендикулярной оси стакана 2, и необходимостью визуального контроля нанесения покрытий в вакуумной камере. Привод поворота вала 5 (являющегося приводом поворота экрана 4) может быть реализован различным образом, например, быть механическим в виде рукоятки, как это показано на Фиг., или может быть использован сервопривод, изолированный и герметично вмонтированный в патрубок 6 (не показано).
Полезная модель может быть реализована следующим образом.
В стакане 2, герметично присоединенном к вакуумной камере 1, просверлить отверстие, перпендикулярно его оси. Затем герметично (например, путем вакуумной сварки) соединить патрубок 6 со стаканом 2. Надеть на вал 5 привода поворота экрана 4 стакан 7, подшипник 8, манжету 9 и подшипник 10. Вставить экран 4 в стакан 2 через отверстие смотрового канала. Вставить собранный вал 5 привода поворота экрана 4 в патрубок 6, при этом необходимо придерживая экран 4, обеспечить его размещение в продольной прорези вала 5. Через отверстие смотрового канала стакана 2 закрепить экран 4 на валу 5 винтами 11. Затем закрепить гайку 12 на патрубке 6. Далее закрепить смотровое окно 3 на стакане 2, например, путем резьбового соединения. При этом экран 4 можно изготовить из листового проката подходящей толщины любой формы, повторяющей форму сечения внутренней полости смотрового канала стакана 2.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача полезной модели - исключение из конструкции иллюминатора сложной системы тяг для поворота защитного экрана, размещенных в зоне напыления, что снижает надежность конструкции - решена, а заявленный технический результат - повышение надежности за счет упрощения конструкции и размещения экрана и привода его поворота внутри смотрового канала стакана - достигнут.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой и неизвестной на дату приоритета из уровня техники совокупности необходимых признаков, достаточной для получения заявленного технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для нанесения покрытий, и может быть использован для защиты смотровых окон иллюминаторов вакуумных камер от запыления при визуальном контроле процессов нанесения покрытий;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.