УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ГИБКИХ ПОДЛОЖЕК В ВАКУУМНОЙ КАМЕРЕ

Полезная модель относится к области аппаратурного оформления технологий нанесения покрытий, различных по назначению и составу, и может быть использована в машиностроении, электронной, электротехнической, медицинской и других отраслях промышленности.
Устройства на основе вращающегося охлаждаемого барабана для размещения в вакуумной камере подложек из гибких материалов является одними из главных частей технологического оборудования вакуумных установок. Нередко, в процессе эксплуатации, возникает необходимость их профилактики, ремонта, замены и т.д. Данные мероприятия трудно осуществить на месте, в вакуумной камере, по причине больших размеров и сложной конструкции устройства. К тому же такие работы требуют значительное время, что влечет адсорбцию большого объема воздуха внутренними поверхностями камеры и, как следствие, увеличение длительности достижения в ней требуемого давления остаточных газов. Все это приводит к необходимости проведения данных мероприятий вне вакуумной установки. Таким образом очень важной является возможность быстрого и удобного демонтажа/закрепления устройства для размещения подложек. Особенно актуально решение данной задачи для вакуумных установок, в которых происходит частая смена внутрикамерного оборудования.
Известно устройство для нанесения покрытий на пленку [RU 2208658 C2, опубл. 20.07.2003], содержащее вакуумную камеру, напылительную станцию с испарителем, устройство для закрепления пленки, выполненное в виде цилиндрического барабана с пористыми стенками, который приводится в движение расположенным по центру полым валом. Через вал подается охлаждающий газ к порам на поверхности барабана.
Недостатком известного устройства является сложность монтажа или демонтажа устройства для закрепления обрабатываемого материала. Данные процедуры становятся более затруднительными при увеличении размеров барабана, например, в случае, когда в вакуумной камере необходимо размещение большего числа источников для осаждения тонких пленок.
Известна полезная модель [CN 201512579 U, опубл. 23.06.2010] содержащая вакуумную камеру, с расположенным внутри нее барабаном, по центру которого пропущен полый вал, предназначенный для его вращения. Поверхность барабана имеет внешний и внутренний металлические слои, между которыми пропускается охлаждающая вода. Внутри вала установлена трубка, диаметром меньше внутреннего диаметра вала. Эта трубка отделяет поток воды подаваемой для охлаждения поверхности барабана от воды, выходящей из барабана. Барабан расположен между металлическими плитами. В центральной части плит сделаны отверстия, где находятся подшипники для закрепления в них выступающих концов вала барабана. Плиты по периметру соединены несколькими стойками. Передняя плита закреплена с помощью нескольких опор на двери вакуумной камеры. Со стороны задней плиты вал герметично закрыт.С другой стороны вал вместе с трубкой пропущен через подшипник передней плиты и герметичный ввод вращения, расположенный на двери камеры, после чего они соединены с подвижной системой подачи и отвода воды. Это устройство выбрано за прототип.
Недостатком прототипа является сложность демонтажа барабана связанная с тем, вал обладает большой длиной и его необходимо отсоединить от системы подачи и отвода воды, а также разобрать герметичный ввод вращения на двери камеры. Недостаточно удобным является установка барабана, так как требует очень точного его позиционирования для надежной сборки герметичного ввод вращения двери камеры.
Задачей полезной модели является создание охлаждаемого вращающегося устройства для закрепления гибкого материала, которое позволяет оперативно проводить его установку или демонтаж в вакуумной камере для обработки или нанесения покрытий.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в улучшении эксплуатационных свойств устройства.
Для решения указанной задачи предлагаемое устройство для размещения гибких подложек в вакуумной камере, как и прототип, содержит герметичный барабан с рубашкой охлаждения установленный на валу, который для подачи и отвода охладителя выполнен полым и снабжен соосной с ним трубкой, один конец вала герметично закрыт и установлен с возможностью вращения в центре торцевой плиты, другой проходит через переднюю плиту, через герметичный ввод вращения, расположенный на двери вакуумной камеры и соединен с приводом вращения и с системой подачи и отвода охладителя, передняя и торцевая плиты соединены стойками, передняя плита соединена с держателями, которые закреплены на двери вакуумной камеры, в отличие от прототипа, вал и трубка выполнены из двух частей и на участке между передней плитой и вводом вращения части соединены друг с другом съемными элементами, а к торцу барабана, соосно с ним, приварено опорное кольцо, которое установлено в центре передней плиты с возможностью вращения.
Целесообразно, чтобы концы частей вала были снабжены фланцами, а съемный элемент, который соединяет части вала, был выполнен в виде металлического сильфона с закрепленными на его концах фланцами.
Целесообразно, чтобы съемный элемент, который соединяет концы частей трубки, был выполнен в виде муфты с гибкой манжетой.
Целесообразно, чтобы внутренний диаметр опорного кольца был больше диаметра фланца вала.
Разделение вала и установленной в нем трубки на две части позволяет избежать разборки и сборки герметичного ввода вращения при установке или демонтаже барабана из вакуумной камеры, а использование сильфона, который обеспечивает передачу вращения всему валу с барабаном и герметичность вала, а также использование муфты с манжетой может компенсировать небольшую несоосность или угол между соединяемыми частями вала и трубки. Все это упрощает процесс установки или снятия барабана из вакуумной камеры, делая его более быстрым и удобным.
Опорное кольцо необходимо для полной разборки устройства, т.к. в противном случае, из-за наличия фланца у первой части вала, было бы невозможно отсоединить от барабана переднюю плиту.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 приведено изображение предлагаемого устройства (вид сверху), на фиг. 2 схематично показан участок соединения друг с другом частей вала и частей трубки.
Устройство для размещения гибких подложек в вакуумной камере (фиг. 1) состоит из барабана 1 с поверхностной рубашкой охлаждения, расположенного между торцевой 2 и передней 3 плитами; полого вала состоящего из двух частей. Первая часть 4 вала соединена с барабаном 1 вдоль его осевой линии, один конец 5 этой части вала герметично закрыт и установлен с возможностью вращения (например, в подшипнике) в центральном отверстии торцевой плиты 2, а другой проходит через переднюю плиту 3, снабжен фланцем 6 и выходит за опорное кольцо 7. Опорное кольцо 7 приварено к торцу барабана 1, соосно с ним и размещено с возможностью вращения в центральном отверстии передней плиты 3 (например, в подшипнике). Вторая часть 8 вала снабжена фланцем 12, проходит через герметичный ввод вращения 9, который обеспечивает герметичность ввода в камеру вращающегося вала и размещен на двери 10 камеры, и соединена с системой подачи и отвода воды 11. Части 4, 8 вала соединены друг с другом съемным элементом, выполненным в виде металлического сильфона 13, на концах которого закреплены фланцы для соединения с фланцами 6, 12, частей 4, 8 вала. Сильфон 13 (например, из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т) сохраняет прочность при его кручении, сжатии в осевом направлении и изгибе в поперечном направлении, тем самым он обеспечивает герметичность соединения и вращение частей 4, 8 вала, компенсируя при этом их несоосность. Передняя и торцевая плита по периметру соединены несколькими стойками 14, 15, 16, 17. Вторая часть вала 8 между герметичным вводом вращения 9 и системой подачи и отвода воды 11 соединена с приводом вращения 18. Внутри вала установлена трубка, диаметр которой меньше внутреннего диаметра вала. Эта трубка отделяет поток воды подаваемой для охлаждения поверхности барабана от воды, выходящей из барабана. Трубка (фиг. 2) состоит из двух частей 19 и 20 расположенных соответственно внутри первой 4 и второй 8 частей вала вдоль их осевых линий. Части трубки соединены друг с другом внутри сильфона съемным элементом, выполненным, например, в виде муфты 21, с одной стороны, плотно закрепленной на первом отрезке трубки 19, с другой соединенной через гибкую (например, резиновую) манжету 22 со вторым отрезком трубки 20.
В рабочем положении (фиг. 1, 2) устройство закреплено на держателях 23, 24, 25, 26 закрепленных на двери 10 вакуумной камеры. Гибкие подложки закрепляются на поверхности барабана 1.
Движение барабана 1 осуществляется вращением второй части вала 8 от привода вращения 18 через сильфон 13 и первую часть вала 4.
Вода поступает в рубашку охлаждения барабана 1 через подвижную систему подачи и отвода воды И, второй отрезок трубки 20, муфту 21 с манжетой 22, первый отрезок трубки 19. Ее слив осуществляется через первую часть вала 4, сильфон 13, вторую часть вала 8, систему подачи и отвода воды 11.
При необходимости демонтажа устройства из вакуумной камеры достаточно целиком снять ту его часть, которая содержит барабан 1. Для этого нужно открыть дверь 10 вакуумной камеры так, чтобы оставить запас ее хода для полного вывода второго отрезка трубки 20 из сильфона 13. Слить воду из барабана 1, например, с помощью продувки сжатым воздухом через систему подачи и отвода воды 11. Отсоединить сильфон 13 от фланца 12 второй части вала 8. Установить и зафиксировать под стойками 16, 17 подвижную опору, например стрелы механического подъемника. Отсоединить переднюю плиту 3 от держателей 23, 24, 25, 26. Отвести дверь 10 так чтобы второй отрезок трубки 20 полностью вышел из сильфона 13. Откатить подвижную опору со снятой частью устройства.
Процесс установки снятой части устройства происходит в обратном порядке. Несоосность между соединяемыми частями вала 8, 9 и трубки 19, 20 компенсируется наличием сильфона 13 и гибкой манжеты 22. Таким образом, можно не разбирая герметичный ввод вращения 9 быстро и удобно снимать и устанавливать барабан 1.