Устройство для защиты смотрового окна вакуумной камеры от запыления

Устройство для защиты смотрового окна вакуумной камеры от запыления

Реферат

 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для защиты смотровых окон вакуумных камер от запыления при визуальном контроле за прочессами термического испарения и нанесения покрытий в вакуумной камере. Целью изобретения является увеличение срока службы смотрового окна с максимальным постоянным среди обзора. Устройство для камеры от запыления содержит смотровое стекло 1, жестко связанный с вакуумной камерой 2 экран 3, выполненный в виде полусферы диаметром, равным диаметру смотрового стекла. Экран снабжен отверстиями 4, соосно которым установлены цилиндрические трубки 5 с отверстиями 6 диаметром, равным диаметру отверстий 4 в экране 3. Геометрические размеры трубок 5 связаны с диаметром смотрового стекла 1, а сами трубки 5 расположены на внешеней поверхности экрана 3 таким образом, что при обзоре всей поверхности объекта 7 наблюдения, который может являться источником запыления, обеспечивается снижение запыления смотрового стекла. Устройство обеспечивает величину коэффициента защиты до 500 для уровня запыления смотрового стекла до 20% от первоначального пропускания при постоянном угле обзора до 180°. 2 ил.

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для защиты смотровых окон вакуумных камер от запыления при визуальном контроле за процессами термического испарения и нанесения покрытий в вакуумной камере. Цель изобретения увеличение срока службы смотрового окна с максимальным постоянным углом обзора. На фиг. 1 изображено устройство защиты смотрового окна вакуумной камеры от запыления вместе с источниками запыления и объектами наблюдения, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1. Устройство для защиты смотрового окна вакуумной камеры от запыления (см. фиг. 1) содержит смотровое стекло 1, жестко связанный с вакуумной камерой 2 экран 3, выполненный в виде полусферы диаметром, равным диаметру смотрового стекла 1. Экран снабжен отверстиями 4, соосно которым установлены цилиндрические трубки 5 с отверстиями 6 диаметрами, равными диаметрам отверстий 4 в экране 3. Геометрические размеры цилиндрических трубок 5 связаны с диаметром смотрового стекла 1, а сами цилиндрические трубки 5 расположены на внешней поверхности экрана 3 таким образом, что при обзоре всей поверхности объекта 7 наблюдения, который может являться источником запыления, обеспечивается снижение запыления смотрового стекла 1. Испаритель 8, установленный в вакуумной камере 2, являющийся источником запыления смотрового стекла 1 одновременно может являться объектом наблюдения. На фиг. 2 показан один из вариантов расположения цилиндрических трубок 5 на экране 3. Устройство работает следующим образом. При испарении материала из испарителя 8 часть потока пара направляется в сторону смотрового окна. Достигнув холодной внешней поверхности Б экрана 3 пары испаряемого материала конденсируются. Часть потока пара, попавшего в отверстия 6 цилиндрических трубок 5, конденсируется на внутренней поверхности цилиндрических трубок. Часть потока пара, попавшего в пространство между экраном 3 и смотровым стеклом 1, конденсируется на холодной внутренней поверхности экрана 3. Незначительная часть продуктов испарения, прошедшая через отверстия 6 цилиндрических трубок 5 за экран 3, конденсируется на смотровом стекле 1. Если отношение высоты цилиндрической трубки h (мм) к ее внутреннему диаметру d (мм) больше 3:1 или отношение величины d к диаметру смотрового стекла D (мм) меньше 2:150, то вследствие интенсивной конденсации испарившегося материала на внутренней поверхности цилиндрической трубки происходит быстрое запыление ее отверстий 6. Это не позволяет реализовать максимальный постоянный угол обзора в течение всего процесса напыления (видны отдельные части объектов наблюдения). Если отношение h/d меньше 1:1 или отношение d/D больше 7:150, эффективность защиты от запыления смотрового стекла резко снижается, вследствие чего невозможен визуальный контроль за объектом наблюдения в течение всего процесса напыления (смотровое стекло запыляется до 20% пропускания). Расстояние между цилиндрическими трубками определяется следующим образом. Измеряют расстояние Н₁ (мм) по радиусу полусферического экрана 3 от участка поверхности источника запыления, наблюдаемого через одну цилиндрическую трубку. Затем измеряют расстояние H₂ (мм) от смежного участка поверхности источника запыления, наблюдаемого через другую, соседнюю цилиндрическую трубку. Далее вычисляют среднее значение Н=0,5 (Н₁+Н₂) и определяют расстояние S (мм) между этими цилиндрическими трубками из выражения S= Н. Если объект наблюдения не является источником запыления, то расстояние S целесообразно определить из соотношения S<H, т.е. выбрать минимальным. П р и м е р. Экран устройства для защиты смотрового окна вакуумной камеры от запыления изготовляли из алюминиевого сплава АМЦ толщиной 2 мм в виде полусферы диаметром 150 мм. Цилиндрические трубки изготавливали из того же материала высотой 5 мм с внутренним диаметром 2 мм. В экране выполняли отверстия диаметром 2 мм, расположенные на расстоянии 10 мм друг от друга в секторе визуального контроля за объектом наблюдения, не являющимся источником запыления и на расстоянии 30 мм одна от другого в секторе наблюдения за источником запыления. Минимальное расстояние от обоих объектов наблюдения до экрана равнялось 50 мм. В этих условиях величина коэффициента эффективности защиты окна от запыления составила около 500 для уровня запыления смотрового стекла до 20% от первоначального пропускания при постоянном угле обзора около 180^оС.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СМОТРОВОГО ОКНА ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ ОТ ЗАПЫЛЕНИЯ, содержащее экран с отверстием, жестко связанный с вакуумной камерой и смотровым стеклом, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы смотрового окна при максимальном постоянном угле обзора, экран выполнен в виде полусферы с диаметром, равным диаметру смотрового стекла, и снабжен дополнительными отверстиями, соосно которым установлены цилиндрические трубки с внутренним диаметром, равным диаметру отверстий в экране, причем высота трубки h (мм) и ее внутренний диаметр d (мм) выбраны из выражения h:d=(3.1): 1, внутренний диаметр трубки d (мм) и диаметр смотрового стекла D (мм) выбраны из выражения d:D=(2.7):150, а расстояние S (мм) между центрами соседних трубок выбрано из выражения. S 2dH/h, где H (мм) среднее расстояние по радиусу экрана от участков поверхности обозреваемого объекта, наблюдаемых через две соседние цилиндрические трубки, до этих трубок.

РИСУНКИ

Рисунок 1