Pfeiffer Vacuum

3.4 真空室

真空系统的核心是真空室,它是针对具体应用量身定做的。 它包括应用并将其可靠地与外部分离或防止环境受内部流程 影响。不管干燥过程是否需要高真空环境,等离子体过程都 需要在中或高真空环境下进行,而表面研究也需要在高真空 环境下进行:– 真空室必须始终机械地承受其与大气的压 差。

欧盟标准规定真空容器不受任何基于设计和计算的具体准则 的影响。它们不是压力设备(压力设备指令 2014/68/EU 适用于 具有内部压力大于 500 hPa 的部件),而且根据机械指令 2006/42/EC 它们不属于机器。然而,它们必须以安全可靠的 方式进行设计、计算和生产,并在交付前进行测试。

圆柱管、球体、平板或模具配件壁厚的计算,如盘形底,可 使用 AD-2000 手册进行。AD 2000 规定实际上是“压力容器 工作委员会”设计制定的,用于对压力容器的计算,但也描述 负载条件“外部过压”。在这里,您将发现,例如,计算所需壁 厚的方程包括圆柱管的“弹性屈曲”或“塑性变形”等。

由于矩形腔室或类似设计,必须检查表面偏转和出现的张 力。如果它们过高,必须增加壁厚或对该区使用进行加固, 如通额外的焊接肋板。为此,可以使用采用有限元法 (FEM) 执行机械计算的程序来优化腔室设计。除允许的机械应力 外,也有必要检查在负载条件“外部环境、真空内部”下密封面 是否互相保持齐平。如果密封面歪曲,可能发生泄漏,阻碍 腔室的使用。

具有冷却剖面和水冷法兰的 EUV 光源室

图 3.17: 具有冷却剖面和水冷法兰的 EUV 光源室

腔室的基本形状通常由应用决定。对于腔体,如可能,应该 选择圆柱管,它有利于物料的投放和系统的稳定性。对于较 小的公称通径,平底可密封管侧,较大直径应该通过盘形底 来密封,以限制物质投入和腔室的质量。示例:直径为 600 mm 的腔室需要平底,大约是盘形底壁厚的三倍。具有配件 盖的主法兰允许进入腔室,门铰链的使用提高了易用性。外 部的腔室支脚确保了稳定性,环首螺丝或起重卸扣可实现安 全运输。

如果腔室要进行回火或内部热源导致腔室盖过热,必须提供 腔室冷却系统。这可通过焊接冷却剖面或大面积垫板冷却( 图 3.18)或甚至作为双重容器来实现。

具有垫板冷却的空间模拟室

图 3.18: 具有垫板冷却的空间模拟室

通常情况下,根据实验或过程,在用户和设计师之间的对话 中设计腔室。单独定制腔室的另一选择是标准的真空室。这 些是预配置的基础结构,可通过自由可选的端口予以补充。 与完全定制的真空室相比,它们更加快速、实惠。