<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
*Cmbin4tuon Ste piège à vide et d'obturateur*
EMI1.2
La présente invention pour owati, de fftfon générait, doit i8gpaa pour syst4ffl b vUe, eut plut partS* culibremate una combinaison perfR'tI0M4. da ptbp b vr i4.
'Ol'pt1M et 4*obturateur propre à wrvir dans dr eftmdt 'Y81D". vide très poussé. lorsqu'il .' agit de crrftr un vide dans un #11 oit 4l1 qu# loi poIIPt' . 11t9W 9f|T nt Ut plus grinâii vU.......' ..fi lUI ¯\il' batue
<Desc/Clms Page number 2>
pressions réalisables. Pour obtenir la vitesse maximale de pompage de toute pompe diffusion particulière, il faut mettre la pompe en communication directe avec la chambre où il s'agit de faire le vide. Mais dans ce case le vide réalisable finalement est sérieusement limité par un reflux de molécules vaporisées de fluide de pompage* Par suite, le vide maximal qu'il est possible d'atteindre est limité à la tension de vapaur du fluide de pompage à le température de la chambre où l'on fait le vide.
Pour atténuer ce reflux dans l'enceinte à vide, on a conçu et fabriqué des piégea à isolement ou à refroidissement et des chicanes "optiquement denses**, destiné* à être placés entre la pompea diffusion et la change où l'on veut faire le vide..
Les divers pièges et chicanes, ainsi que leurs combi- naisons, diminuent grandement la capacité de conduction de flux moléculaire et diminuent donc la vitesse laquelle on peut faire le vide dans une chambrer
Il est désirable de rendre maximale la vitesse de pompage des systèmes à vide comportant des pièces, des obturateurs et des chicanes, tout en diminuant dans une mesure satisfaisante les impuretés provenant des moyens de pompage.
L'une des mesures de la capacité de conduction de flux - moléculaire à travers une structure géométrique est appelée probabilité de transmission ou coefficient P de Clausing.
Jusque présent, cette probabilité de transmission n'a pas dépasse 0,15 pour les systèmes usuels de piégea, d'obturateurs et de chicanes employés conjointement avec de grands système à vides En outil on rencontre besucouss d'auto inconvénients quand on utilise des structures ususiies du piègse dans de grands systèmesà vide très poussé*
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Par exemple, de noabreux piège* à Isolement possèdent une structure restrictive qui n'est pas facile à transposer e de. dimensions plus grandes.
Outre une faible capacité de conduction
EMI3.2
les pièges à refroidissement du type uaruel â doigts ont pour défaut principal de ne pas inhiber la migration en surface le long de parois chaud...
EMI3.3
L'invention a pour objet un piège a isolement et;
un obturateur à capacité de conduction élevée, dans lesquels la
EMI3.4
probabilité de transmission, P, peut être portée jusqu'à 0,,45# et dans lesquels la pression partielle de vapeur de fluide de pompage dent la chambra à vide est au moins 100 fait plus faible que la tension de vapeur de ce fluide* Dans certaine$ appii- cations, l'invention diminue ouest la nécessité d'une chicane entre la pompe et la chambre air l'on veut faire le vide.
Une autre caractéristique importante de l'invention est son
EMI3.5
application en "0% 4\18 ."'h61.'" 4# otbvb bt à#lstïi Peux composante séparés sont maintenant réunis en un seul, ce qui n'est pas seulement avantageux, mais est aussi une condition essentielle d'une vitesse optimale de pompage du système* Les piège* de l'intention peuvent être facilement transposés à l'échelle voulue pour pouvoir servir avec de grandes pompes à diffusion, tout en gardant leur grande efficacité d'arrêt.
Ces pièges a vide sont, en outre, compatibles avec des processus répètes de dégazage par chauffage, ce qui est essentiel si l'on veut atteindre des pressions se situant dans la gant des vides très pousses.
EMI3.6
En résumé, 1 ' invention COI8Pfend une combinaison de piège à vide et d'obturateur dans laquelle l'obturateur, lorsqu'il
EMI3.7
est ouvert, coupe la "ligne de visée* e..tre les ouvertures d'entrée et de sertie, et dans laquelle il existe un grand trajet
<Desc/Clms Page number 4>
d'écoulement entra la soupape ouverte et les parois latérales du piège. Les parois letérales du piège et la face de l'obtu- rateur qui est tournée vers l'ouverture d'entrée sont recouvertes, pour la plupart des applications, d'une matière adsor. baht les impuretés comme un zéolithe ou de l'alumine activée.
Par suite, l'un des buts principaux de l'invention est de réaliser un piège vide perfectionné présentant àla fois une capacité de conduction élevée et une grande efficacité d'arrêt du reflux de fluide de pompage*
Un autre but de l'invention est de réaliser un piège vide présentant une efficacité de pompage optimale par rapport à la surface de paroi de chambreà vide disponible en vue de pompage.
Un autre but de l'invention est de réaliser un piège vide qui rende moins impératif la nécessité d'une chicane entre une pompe à diffusion et une chambre où l'on veut faire le Vide.
Un autro but ci* l'invention est la résliser un* serbinaison de piège vide et d'obturateur présentant une capacité de conduction aussi élevée que tout piège possible lui seul.
Un autre but de l'invention est de réaliser une combla naison de piègevide et d'obturateur qui soit compatible avec des processus répétés de dégazage par chauffage.
Un autre but de l'invention est enfin de réaliser une combinaison de piège et d'obturateur qui puisse être facilement transposée à l'échelle voulue pour servir en combinaison avec de grandes pompes à diffusion, sans perte de capacité de conduction, ni d'efficacité d'arrêt.
Pour mieux comprendre l'invention ainsi que d'autres buts et avantages, on se référera à la description suivante donnée à titre non limitatif en regard des dessins annexés, du rode de
<Desc/Clms Page number 5>
fonctionnement de formes de réalisation particulières de l'invention,
Sur les dessins
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un piège à coude suivant une forme de réalisation de l'invention;
La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un piège à cylindre suivant une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 Montre un corps sphérique, cylindrique ou cubique, 11, coupé par une première surface plue 12 et pu un* deuxième surface plane 13 qui est perpendiculaire et Juxtaposée à la première surface plane 12* La première surface plane 12 possède une ouverture d'entrée de gaz 14, la combinaison formant ainsi un conduit en forme de coude, L'ouverture d'entrée 14 de la surface plane 12 est raccordée hermétiquement à une chambre (non représentée) dans laquelle il s'agit de faire le vide* Pour réaliser ce raccordement, on soude le corps cylindrique 11 aux chambres où l'on veut faire le vide, le long de la circon- férence externe de l'ouverture d'entrée 14.
De même, une deuxième surface plane 3 cet munie 4'une ouverture de sortie 16 menant à une pompe à diffusion (non représentée) et est reliée celle-ci de la môme façon que l'ouverture 14 est reliée à la chambre où 1'on veut faire le vide.
Les parois 17 du piège à coude sont formée* d'une matière appropriée, conductrice de la chaleur, telle que l'aluminium, l'acier, l'acier inoxydable ou d'autres métaux., Un obturateur métallique 18 est monté de manière à pouvoir tourner l'intérieur du corps 11, à l'angle droit du coude ou près de cet angle, la surface de l'obturateur étant normale au plan de l'axe du conduite) Un méanisme de pivotement approprié 19, servant à régler la rotation de l'obturateur 18 autour d'un axe périphé-
<Desc/Clms Page number 6>
rique, est relie, par des joints à vide appropries, d'une part à l'extérieur du corps 11 et d'autre part un bord de l'obtu rateur 18, à l'intérieur du piège.
La forme et la grandeur de l'obturateur 18 sont déterminées par la forme de l'ouverture 1 d'entrée 14 et dépendent en outre de la méthode choisie pour fermer l'ouverture d'entrée 14. Cette forme de réalisation particulière utilise, par exemple, un joint gonflable et dégon- flable 21 disposé le long de la surface intérieure d'ajustement de l'ouverture 14.
Par suite, le diamètre de l'obturateur est plus petit dans une mesure telle qu'un ajustement hermétique soit assuré quand l'obturateur 18 et le joint 21 sont tous deux adaptés à l'intérieur de l'ouverture d'entrée 14. Ainsi qu'on l'a représenté, le diamètre du corps sphérique, cylindrique ou cubique 11 est notablement supérieur au diamètre de l'obturateur 18 pour permettre un interstice suffisant entre l'obturateur 18 et la paroi 17 du corps, pour le passage du gaz de l'ouverture d'entrée à celle de sortie. Une matière adsorbant les gaz, 22, c'est-à-dire un zéolithe ou de l'alumine activée, est maintenue en place sur la surface intérieure de l'obturateur 18 tournée vers l'ouverture d'entrée, grâce des moyens appréciés, par exemple à une toile métallique 23.
Pour de nombreuses applications où les parois de la chambre sont refroidies, il se produit une condensation des huiles de pompage en reflux et cela suffit à ' balayer ces huiles. Des moyens tels que des bobines électriques chauffantes 24, fixées 4 la surface extérieure du piège 11, sont prévus pour chauffer la matière edsorbante 22 des température* de dégazage. Les bobines 24 chauffer cette matière adsorbants 22 en contact avec la paroi 17 du corps, par conduction travers la paroi 17, La matière adsorbante 27 située sur l'obturateur 18 est chauffée par rayonnement depuis les parois 17.
<Desc/Clms Page number 7>
On se référera maintenant la figure 2; elle montre un* deuxième forme de réalisation de l'invention qui Comprend un corps cylindrique 26 coupé par une première surface plane 27 et par une deuxième surface plane 28 opposée et parallèle a la première surface plane 27. Ici encore, la première surface plan possède une ouverture d'entrée 29 et la deuxième surface plane une ouverture de sortie 31, les deux ouvertures étant situées symétriquement autour de l'axe longitudinal de la portion cylindrique du corps et formant avec celui-ci un conduit cylindrique.
Un obturateur métallique 32 est disposé entre les ouvertures d'entrée et de sortie, ainsi qu'on l'a représenté* Des =yens sont prévus pour supporter l'obturateur et lui imprimer un mouvement de translation l'amenant en contact hermétique de ferme* ture avec les parois de l'ouverture d'entrée 29.
Ces moyens sont par exemple une tige filetée 33 fixée au centre de l'obturateur 32 et dirigée suivant 1'axe du corps cylindrique26, traversant l'ouverture de sortie 31 et un joint à vide approprie (non représenté) pour aboutir à un entraînement via ou à un mécanisme hydraulique de mine en action Coma sur la figure 1, la grandeur et la forme particulières de 1'obturateur 32 dépendent de la forme de l'ouverture d'entrée 29 et de la méthode choisi* pour fermer celle-ci.
Pour une forme particulière du piège cylindrique, les considérations de prix et d'efficacité aident à établir les dimensions suivantes., Le rapport entre le rayon du cylindre et le rayon de l'ouverture d'entrée est égal 1,5. La longueur du cylindre vaut 2 à 4 fois le rayen de l'ouverture d'entrée.
Le rayen de l'ouverture de sortie peut être aussi grand que le rayon du cylindre, à condition qu'il n'y ait pas de ligne de visée entre les ouvertures de sortie et d'entrée de part et
<Desc/Clms Page number 8>
d'autre de l'obturateur en disque, Dans le cas présent, l'obturateur est dans sa position ouverte, et sa distance axiale à l'ouverture d'entrée représente environ le quart do la longueur du cylindre. Quand les ouvertures d'entrée et de sortie ont un rayon égal, l'obturateur est disposé de façon telle que sa distance axiale à l'ouverture d'entrée représente la moitié de la longueur du cylindre.
Comme le montrent les dessins, les obturateurs empêchent seulement l'existence d'une ligne de visée entre les ouvertures de sortie et d'entrée. Donc, toutes les molécules de vapeur qui refluent des tuyères supérieures à huilo de la pompe à vide à diffusion doivent entrer en collision avec l'obturateur ou avec les parois. Les molécules do vapeur qui cheminent le long des p@rois supérieures de la pompe .. diffusion sont adsorbées par l'adsorbeur d'impuretés situé sur la paroi intérieure du pihge.
De même, toutes les molécules de vapeur émises par les tuyères supérieures de la pompe à diffusion en direction du vide net, sous des ancres d'écoulement tels qu'elles n'atteindraient pas l'obturateur, doivent alors entrer en collision avec la paroi intérieure où elles sont adsorbées aussi. Dans le cas de pièges utilisant selement des surfaces froides, toutes les molécules do vapeur entrant dans le piège se condensent en solide ou en liquide.
Aux pressions réduites qui règnent généralement dans les systèmesà vide très poussé (moins de 10-8 mm de Hg), le trajet libre moyen est très grand et il est, en fait, très peu probable que les molécules de vapeur puissent éviter i1 obturateur par dispersion, molécule par molécule, et pénétrer dans le vide net.
Mais en revanche, étant donné le passage relativement grana entre les obturateurs et les surfaces intérieures de paroi, la
<Desc/Clms Page number 9>
capacité de conduction du gat à pomper reste optimale*
Pour obtenir la position fermée de 1'obutursteur, on fait tourner ou coulisser, suivant les cas, la structure d'obturateur pour l'amener dans l'ouverture d'entrée et ensuite, on gonfle les joints. On peut ainsi faire le vide dans la chambre à vide au moyen d'une pompe préparatoire, tandis que l'on amène la pompe à diffusion eux conditions de travail.
Ou encore, après une période de pompage, et lorsque le point de saturation de l'adsorbant considéré est atteint, on ferme 1'obturateur de la façon décrite plus haut et on chauffe le? surfaces de paroi du piège aux température* de dégazage, grâce aux moyens de chauffage prévus., Ainsi, las pompe à diffusion continue de fonctionner tandis que l'on élimine les vapeurs et gaz désorbés.
D'autres modifications de l'invention sont envisagées, Par exemple, au lieu d'une soupape mobile, un organe immobile d'interruption de ligne de visée peut être fixé rigidement, dans la meilleure position optiquement dense, à l'intérieur d'un piège vide. Bien entendu, conformément à l'invention, une matière adsorbant les gaz couvre la paroi intérieure du piège et toutes les portions de l'organe d'interruption qui sont tournées vers 1'ouverture de sortie, Il existe aussi un grand espace de transmission entre l'organe d'interruption et les parois du piège.
Pane une autre forme de réalisation de l'invention, on refroidit la matière adsorbant* en enfermant les parois exté- rieuros du piège à l'intérieur d'une chemise d'arrêt de rayon- nement thermique travers laquelle on fait passer un réfri- gèrent. Ce refroidissement revote* les qualités adsorbant,.. de nombreuses matières qui adsorbent les gaz. Cependant, avant
<Desc/Clms Page number 10>
de dégazer la matière adsorbante, on retire le réfrigérant pour faciliter le chauffage de la Matière.
En outre, on peut appliquer l'invention sans matières adsorbantes dans des pas où il existe d'autres mécaniemes permettant d'obtenir un vide très poussé, par exemple, avec de* fluides de pompage très faible tension de vapeur que l'on peut efficacement condenser en liquides sur les parois du piège à des températures égales ou inférieures à 20 C.
On a décrit et représenté quelques-une des formes de réalisation possibles de l'invention, présentant une structure et. un fonctionnement déterminés, mais il reste bien entendu qu'elles ne constituent que des exemples non limitatifs.