Затворы: виды затворов, применение, устройство, выбор | Официальный сайт ERSTEVAK
Оборудование

Затворы: виды затворов, применение, устройство, выбор

Виды затворов

На данный момент широкое распространение в промышленности получили три вида вакуумных затворов:

  1. Маятниковые.
  2. Шиберные.
  3. Прямоугольные.

Маятняковые затворы

  • Затворы маятникового типа с электромеханическим или электропневматическим приводом состоят из привода, перемещающего заслонку по круговой траектории, корпуса затвора, самой заслонки и контроллера для регулировки давления и отсечки.
  • В самом распространённом случае привод выполнен в виде шагового двигателя с энкодером положения для точного регулирования положения задвижки.
  • В затворе использована совершенно другая система герметизации – уплотняющее кольцо из Витона прижато под действием пружины к заслонке.
  • Для открытия затвора соответственно пружина отжимается от затвора, давая тем самым открыть его.
  • Максимальная температура работы таких устройств – 120С на корпусе затвора. В противном случае может перегреться контроллер, двигатель, энкодер и эластомерные уплотнения, что может привести к выходу их из строя.
  • После 200 тысяч циклов открытия и закрытия необходимо проводить техническое обслуживание устройства, что составляет конкуренцию бюджетным шиберным затворам.

Шиберные затворы

  • Качественно сделанный шибер выдерживает более 1 миллиона циклов работы.
  • Минимальное давление работы шиберных затворов 10-11 мбар, против 10-8 мбар у маятниковых.
  • Шиберные затворы за счет меньшего количества деталей и простоты технического обслуживания получили большое распространение.
  • Точное положение задвижки может в них регулироваться с помощью механического индикатора положения.

Прямоугольные затворы

  • Прямоугольные затворы были специально созданы для унификации вакуумной арматуры используемой при производстве микроэлектроники и полупроводников.
  • Такие шиберы получили широкое распространение в шлюзовых установках травления, нанесения покрытий и плазменной обработки из-за возможности быстрой загрузки и выгрузки плат или подложек из шлюз, высокой стойкости к ударным нагрузкам и возможности рационально использовать пространство шлюза.
  • На данный момент доступны модели с размерами фланцев до 25х419 и 46х236 мм с уплотнениями из Витона с пневматическим приводом. Минимальное давление для таких систем соответствует мировым стандартам полупроводниковой отрасли: 10-8 мбар.

Применение затвров

В свою очередь затворы делятся по типу применения:

  1. В сверхвысоковакуумных системах.
  2. В высоковакуумных системах.
  3. В коррозионных средах.
  4. При проведении процессов литографии.
  5. Для изготовления полупроводников.
  6. В шлюзовых системах.

Тип применения накладывает существенные ограничения на конструкцию устройства, тип привода и уплотнения.

Устройство затвора

Во всех типах затвора имеется три обязательных элемента:

  1. Привод.
  2. Задвижка.
  3. Корпус.

Привод затвора предназначен для изменения положения задвижки.

Приводы бывают:

  1. Пневматические.
  2. Ручные.
  3. Электромеханические.

В хорошем затворе на шток может быть установлен датчик положения для точного регулирования положения задвижки. Сама задвижка представляет собой плоскую пластину, каретку или диск, открывающую или закрывающее входное отверстие (апертуру) клапана. Корпус насоса представляет собой вакуумно-герметичную конструкцию, которая крепится на болты, струбцины, хомуты или приваривается к вакуумной камере. Уплотнение крышки задвижки осуществляется с помощью эластомерных уплотнений (Витон) для высоковакуумного применения и медными уплотнениями для сверхвысоковакуумного применения.

Сама задвижка представляет собой плоскую пластину, каретку или диск, открывающую или закрывающее входное отверстие (апертуру) клапана. Корпус насоса представляет собой вакуумно-герметичную конструкцию, которая крепится на болты, струбцины, хомуты или приваривается к вакуумной камере. Уплотнение крышки задвижки осуществляется с помощью эластомерных уплотнений (Витон) для высоковакуумного применения и медными уплотнениями для сверхвысоковакуумного применения.

Выбор затвора

При выборе затвора необходимо учесть положение задвижки в случае отключения питания. Если затвор ручной, то при работе с диффузионными и турбомолекулярными насосами может произойти авария. Отключение питания при открытом шибере приведет к окислению минерального масла в диффузионном насосе, или деформации лопастей турбомолекулярного насоса. В шиберных затворах с пневматическим приводом эта проблема решена – нормальным положением заслонки при отключении электропитания считается закрытое положение.

С течением времени через затвор могут появляться течи. Это связано, в первую очередь, с загрязнением уплотнений и самой задвижки (например, из-за налипания на уплотнение мелкодисперсных частиц из вакуумной камеры при напылении покрытий). В целях экономии времени оператор должен иметь возможность быстро очищать уплотнения затвора и восстанавливать работоспособность затвора не отсоединяя корпус от насоса и камеры.

Тип используемых уплотнений определяет допустимую температуру прогрева затвора. Уплотнения из Витона выдерживают прогрев до 150°С, ковара до 250°С, а из меди до 400°С. При этом на рынке доступны затворы с минимальным количеством деталей, контактирующих с вакуумом – это уменьшает газовыделение из затвора и увеличивает скорость откачки камеры. На данный момент серийно выпускаются затворы с условным диаметром до 630 мм.

Правильный выбор вакуумного затвора во многом определяет работу на вакуумной установке и периодичность ее технологического обслуживания и не менее важен чем, например, выбор высоковакуумного насоса для откачки всей вакуумной системы.

WhatsApp