Дипломная работа: Устройство управления газонатекателями при магнетронном распылении
1.2 Известные конструкции исполнительных механизмов и их устройств управления
РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ГАЗА (РРГ-1). Представляет собой систему автоматического регулирования расхода газа, имеющий аналоговый выходной сигнал, пропорциональный расходу газа. В основе работы измерительной части регулятора лежит принцип теплового измерения массового расхода газа. Работа регулирующей части основана на принципе изменения площади проходного сечения газового канала. Регулятор состоит из блока газового и блока электронного соединенных электрическим кабелем. Структурная схема регулятора приведена на рисунке 1.1.
В блоке газовом находится измерительная часть регулятора, состоящая из термоэлемента и системы давления газового потока, и регулирующая часть, состоящая из элемента с переменным проходным сечением с электромеханическим приводом.
Термоэлемент преобразует расход газа в пропорциональный сигнал постоянного тока. При отсутствии потока газа нагреваются проходящим через них током до одной и той же температуры. При появлении расхода газа первый по ходу газа терморезистор охлаждается газом и, следовательно, подогревает газ, поэтому второй охлаждается в меньшей степени, чем первый.
Структурная схема регулятора расхода газа
 |
 |
|
?????????  |
 |
выход 0..10В
 |
внешнее задание
рахода 0..5В
|
+15?
-15В
+9В
|
-9?
общий
Рис. 1.1
Регулирующая часть блока газового состоит из плунжера с клиновидной канавкой, поступательно перемещающегося во фторопластовой втулке.
В электронном блоке размещены силовой трансформатор, стабилизатор, усилитель выходной, сервоусилитель и остальные элементы смонтированных на печатной плате. С выходного усилителя сигнал постоянного напряжения поступает на индикаторный прибор, расположенный на передней панели блока электронного, на разъем Ш1 для подключения внешнего вольтметра и на вход усилителя, в котором он сравнивается с напряжением от внутреннего или внешнего источника задания. Разность этих напряжений усиливается сервоусилителем и подается на электродвигатель регулирующего элемента, изменяя расход газа таким образом, чтобы сигнал с выходного усилителя равнялся напряжению задания.
При работе с газоанализаторами, испытаниях вакуумной аппаратуры, а также для технологических целей часто требуется плавное регулирование давления рабочего газа. Это необходимо, например, при проведении эффективной и качественной очистки подложек в тлеющем разряде, при осуществлении процесса магнетронного распыления и т. д. В этих случаях применяют натекатели.
ВАКУУМНЫЙ НАТЕКАТЕЛЬ . Изобретение относится к оборудованию вакуумных приборов и может быть использовано для герметичного перекрытия и открытия потока газа. Достигаемый изобретением технический результат - это создание вакуумного натекателя, обладающего более простой конструкцией и более высокой надежностью в эксплуатации. Вакуумный натекатель содержит установочную опору, запорный орган и связывающий их привод перемещения запорного органа, выполненный в виде сильфона, закрепленного на опоре и подключенного к источнику подачи текучей среды под давлением. Сильфон снабжен направляющей перемещения, выполненной в виде гибкой связи, закрепленной одним концом на опоре, а другим на запорном органе в плоскости, проходящей через оси сильфона и отверстия натекателя со смещением в сторону последнего. Гибкая связь имеет длину, равную расстоянию между точками крепления при полной герметизации натекателя, и может быть расположена как внутри, так и снаружи натекателя.
Вакуумный натекатель
Рис. 1.2
Известен манипулятор для открытия и закрытия потока газа поступающего в вакуумный объем, содержащий установочную опору, запорный орган и связывающий их привод перемещения запорного органа, выполненный в виде сильфона, закрепленного на опоре и подключенного к источнику подачи текучей среды под давлением.
Указанное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому результату. Однако известное устройство имеет сложную конструкцию и не обеспечивает достаточной надежности герметизации.
Конкретный технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструкции вакуумного натекателя и повышении надежности его в эксплуатации.
Указанный технический результат достигаемый тем, что в известной конструкции вакуумного натекателя сильфон снабжен направляющей перемещения, выполненной в виде гибкой связи, закрепленной одним концом на опоре, а другим на запорном органе в плоскости, проходящей через оси сильфона и отверстия затвора со смещением в его сторону. Гибкая связь имеет длину, равную расстоянию между точками крепления при полной герметизации натекателя. Кроме того, гибкая связь может быть расположена как внутри, так и снаружи сильфона.
Примером промышленной применимости является вакуумный натекатель, представленный на рисунке 1.3 (а, б, в).
На рисунке 1.3 (а) изображен вакуумный затвор в разрезе до подачи в сильфон текучей среды под давлением; на рисунке 1.3 (б)- вакуумный натекатель в разрезе после подачи текучей среды и деформации сильфона до полного натяжения гибкой связи; на рисунке 1.3 (в) - вакуумный натекатель в разрезе в положении полной герметизации его запорным органом; на рисунке 1.3 вакуумный натекатель в разрезе в варианте расположения гибкой связи снаружи сильфона.
Вакуумный натекатель содержит опору 1. На опоре закреплен сильфон 2 с запорным органом 3. Сильфон снабжен направляющей перемещения запорного органа, выполненной в виде гибкой связи 4. Одним концом гибкая связь закреплена на опоре, а другим - на запорном органе в плоскости, проходящей через оси сильфона и отверстия 5 затвор натекателя со смещением в сторону отверстия.
Гибкая связь имеет длину, равную расстоянию между точками крепления при полной герметизации затвора.
Сама гибкая связь может быть расположена как внутри (рисунок 1.2), так и снаружи (рисунок 1.3) сильфона. Сильфон подключен к источнику подачи текучей среды под давлением через магистраль б. Запорный орган снабжен уплотнением 7.
Вакуумный натекатель работает следующим образом. Установочная опора 1 крепится вблизи отверстия 5 натекателя вакуумного объема так, чтобы оси сильфона и отверстия находились в одной плоскости и в этой же плоскости находились точки крепления гибкой связи 4 к опоре и запорному органу 3. При этом гибкая связь не зафиксирована на одной из точек крепления. Расстояние от сильфона до стенки вакуумного объема с перекрываемым отверстием должно быть таким, чтобы при подачи в сильфон текучей среды под давлением и изменении формы сильфона с изгибанием его в сторону отверстия за счет натяжения гибкой связи запорный орган своим уплотнением 7 надежно герметизировал отверстие в вакуумном объеме. При подаче текучей среды в сильфон гибкая связь полностью натягивается, и ее свободный конец фиксируется в этом положении.