DE102011017617B3

DE102011017617B3 - Elektrisch isolierte Kühlmitteldurchführung für Vakuumanlagen

Info

Publication number: DE102011017617B3
Application number: DE201110017617
Authority: DE
Inventors: Marco Kenne; Daniel Helbig
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2031-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlmitteldurchführung für Vakuumanlagen, umfassend einen Flansch (1) mit Befestigungsbohrungen (13) für Befestigungsmittel (4), mindestens einer Durchleitungsbohrung (14) für die Durchleitung von Kühlmittel mit je einem auf jeder Seite des Flansches (1) angeordneten Kühlmittelanschluss (16) sowie einer Anschlussfläche (11) zur Anbringung des Flansches (1) an einer eine Öffnung (32) umschließenden Gegenfläche (31), wobei in den Befestigungsbohrungen (13) Isolatorhülsen (24) angeordnet sind, an der Anschlussfläche (11) ein erster Isolatorring (21) und an der der Anschlussfläche (11) gegenüberliegenden Verschraubungsfläche (12) ein zweiter Isolatorring (22) angeordnet sind, die sich über die Befestigungsbohrungen (13) erstrecken und mit diesen korrespondierende Bohrungen aufweisen, wobei auf dem an der Verschraubungsfläche (12) angeordneten zweiten Isolatorring (22) ein Druckring (25) angeordnet ist, der ebenfalls mit den Befestigungsbohrungen (13) des Flansches (1) korrespondierende Bohrungen aufweist und wobei an der Anschlussfläche (11) des Flansches (1) oder an dem an der Anschlussfläche (11) angeordneten ersten Isolatorring (21) ein Dichtring (26) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierte Kühlmitteldurchführung für Vakuumanlagen gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kühlmitteldurchführung anzugeben, die zur Anbringung an einem Rohrflansch oder einer Öffnung einer Kammerwand der Vakuumanlage geeignet ist, die die erforderliche Vakuumdichtheit gewährleistet und gleichzeitig die Kühlmittelleitung oder Kühlmittelleitungen elektrisch von dem Rohrflansch oder der Kammerwand isoliert.
Dazu wird eine Kühlmitteldurchführung für Vakuumanlagen vorgeschlagen, umfassend einen Flansch mit Befestigungsbohrungen für Befestigungsmittel, mindestens einer Durchleitungsbohrung für die Durchleitung von Kühlmittel mit je einem auf jeder Seite des Flansches angeordneten Kühlmittelanschluss sowie einer Anschlussfläche zur Anbringung des Flansches an einer eine Öffnung umschließenden Gegenfläche, wobei in den Befestigungsbohrungen Isolatorhülsen angeordnet sind, an der Anschlussfläche ein erster Isolatorring und an der der Anschlussfläche gegenüberliegenden Verschraubungsfläche ein zweiter Isolatorring angeordnet sind, die sich über die Befestigungsbohrungen erstrecken und mit diesen korrespondierende Bohrungen aufweisen, wobei auf dem an der Verschraubungsfläche angeordneten zweiten Isolatorring ein Druckring angeordnet ist, der ebenfalls mit den Befestigungsbohrungen des Flansches korrespondierende Bohrungen aufweist und wobei an der Anschlussfläche des Flansches oder an dem an der Anschlussfläche angeordneten ersten Isolatorring ein Dichtring angeordnet ist.
Durch das Zusammenwirken der beiden Isolatorringe mit den Isolatorhülsen wird erreicht, dass die zur Anbringung der Kühlmitteldurchführung an der Gegenfläche, die beispielsweise ein Rohrflansch oder eine Kammerwand der Vakuumanlage sein kann, verwendeten Befestigungsmittel, üblicherweise Schrauben, keinen elektrischen Kontakt zum Flansch haben, durch den die Durchleitungsbohrung für das Kühlmittel geführt wird.
Da sowohl die Gegenfläche als auch der Flansch und die verwendeten Befestigungsmittel wegen der hohen Festigkeitsanforderungen üblicherweise aus Stahl oder Edelstahl, d. h. leitendem Material gefertigt sind, stehen durch die Verwendung der Isolatorringe und Isolatorhülsen zwar die Befestigungsmittel in elektrischem Kontakt mit der Gegenfläche, nicht jedoch mit der Durchleitungsbohrung, durch die das Kühlmittel fließt, so dass eine Potentialtrennung zwischen der Kammerwand und dem Kühlmittel erreicht wird.
Der auf dem zweiten Isolatorring angeordnete Druckring stellt eine feste, verschleißresistente Verschraubungsfläche für die Befestigungsmittel dar. Er ist durch den zweiten Isolatorring elektrisch vom Flansch isoliert und kann daher beispielsweise ebenfalls aus Edelstahl gefertigt sein.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Flansch auf seiner der Öffnung zugewandten Seite einen in die Öffnung der Gegenfläche ragenden Fortsatz aufweist. Dadurch kann einerseits eine im Bereich der zu verschließenden Öffnung größere Dicke des Flansches erzeugt werden, andererseits der Flansch in der Öffnung leichter zentriert werden, um seine Montage zu erleichtern.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der an der Anschlussfläche des Flansches angeordnete erste Isolatorring auf seiner der Gegenfläche zugewandten Seite eine Nut aufweist und der Dichtring in der Nut angeordnet ist. Dadurch wird der Dichtring durch den ersten Isolatorring auf die Gegenfläche gepresst, wodurch eine gute Dichtwirkung erzielt wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der an der Anschlussfläche des Flansches angeordnete erste Isolatorring auf seiner der Anschlussfläche zugewandten Seite eine weitere Nut aufweist und ein weiterer Dichtring in der weiteren Nut angeordnet ist. Dadurch wird der Dichtring durch den ersten Isolatorring auf die Anschlussfläche gepresst, wodurch eine gute Dichtwirkung erzielt wird.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der erste Isolatorring einen Kragen aufweist, der in die Öffnung der Gegenfläche hineinragt, um den Flansch bezüglich der Öffnung zu zentrieren und von der Öffnung elektrisch zu isolieren. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Zusammenwirken mit einem Flansch vorteilhaft, der einen Fortsatz aufweist, welcher in die Öffnung hineinragt.
Dabei können der Innendurchmesser des Kragens und der Außendurchmesser des Fortsatzes beispielsweise annähernd gleich groß gewählt werden, so dass der Kragen am Fortsatz anliegt. Weiter können der Außendurchmesser des Kragens und der Innendurchmesser der Öffnung beispielsweise annähernd gleich groß gewählt werden, so dass der Kragen an der Öffnung anliegt.
Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass an der Anschlussfläche des Flansches ein dritter Isolatorring angeordnet ist, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des ersten Isolatorrings, und der Dichtring zwischen dem ersten Isolatorring und dem dritten Isolatorring angeordnet ist. Mit anderen Worten ist zwischen dem Innendurchmesser des ersten Isolatorrings und dem Außendurchmesser des dritten Isolatorrings ein Spalt gebildet, in den der Dichtring eingelegt wird, so dass die Anschlussfläche des Flansches den Dichtring auf die Gegenfläche drückt. Gegenüber der oben beschriebenen Lösung mit einem oder zwei Dichtringen, die in Nuten angeordnet sind, ist hier nur ein Dichtring erforderlich, der sowohl gegen die Anschlussfläche als auch gegen die Gegenfläche dichtend wirkt.
Im letzteren Fall kann weiter vorgesehen sein, dass der dritte Isolatorring einen Kragen aufweist, der in die Öffnung der Gegenfläche hineinragt, um den Flansch bezüglich der Öffnung zu zentrieren und von der Öffnung elektrisch zu isolieren. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Zusammenwirken mit einem Flansch vorteilhaft, der einen Fortsatz aufweist, welcher in die Öffnung hineinragt.
Dabei können der Innendurchmesser des Kragens und der Außendurchmesser des Fortsatzes beispielsweise annähernd gleich groß gewählt werden, so dass der Kragen am Fortsatz anliegt. Weiter können der Außendurchmesser des Kragens und der Innendurchmesser der Öffnung beispielsweise annähernd gleich groß gewählt werden, so dass der Kragen an der Öffnung anliegt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine dreidimensionale Darstellung der Kühlmitteldurchführung gemäß Ausführungsbeispiel, und
2 eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 im montierten Zustand.
Die Kühlmitteldurchführung umfasst einen Flansch 1 mit Befestigungsbohrungen 13 für Befestigungsmittel 4 und zwei Durchleitungsbohrungen 14 für die Durchleitung von Kühlmittel. Jede Durchleitungsbohrung 14 weist auf jeder Seite des Flansches 1 je einen Kühlmittelanschluss 16 auf. Auf der Vakuumseite handelt es sich dabei um einen angeschweißten Rohrstutzen mit einer Swagelock VCO-Verbindung und auf der Atmosphärenseite um einen eingeschraubten Gewinde-Doppelnippel, auf den eine Schlauchtülle mit Überwurfmutter geschraubt ist.
Der Flansch 1 weist eine Anschlussfläche 11 zur Anbringung des Flansches 1 an einer eine Öffnung 32 umschließenden Gegenfläche 31 auf. Die Gegenfläche 31 ist eine Fläche einer Kammerwand 3 einer Vakuumbehandlungsanlage, die eine Öffnung 32 aufweist, durch die das Kühlmittel geleitet wird und die durch den Flansch 1 verschlossen wird.
In den Befestigungsbohrungen 13 sind Isolatorhülsen 24 angeordnet, an der Anschlussfläche 11 ist ein erster Isolatorring 21 und an der der Anschlussfläche 11 gegenüberliegenden Verschraubungsfläche 12 ist ein zweiter Isolatorring 22 angeordnet. Der erste Isolatorring 21 und der zweite Isolatorring 22 erstrecken sich auf ihrer jeweiligen Seite des Flansches 1 über die Befestigungsbohrungen 13 und weisen Bohrungen auf, die mit den Befestigungsbohrungen 13 des Flansches 1 korrespondieren.
Auf dem an der Verschraubungsfläche 12 angeordneten zweiten Isolatorring 22 ist ein Druckring 25 angeordnet, der ebenfalls mit den Bohrungen des ersten Isolatorrings 21, den Bohrungen des zweiten Isolatorrings 22 und den Befestigungsbohrungen 13 des Flansches 1 korrespondierende Bohrungen aufweist, so dass die Befestigungsmittel 4, die im Ausführungsbeispiel als Inbus-Schrauben ausgeführt sind, durch die übereinanderliegenden Bohrungen von Flansch 1, erstem Isolatorring 21, zweitem Isolatorring 22 und Druckring 25 gesteckt werden können.
An der Anschlussfläche 11 des Flansches 1 sind weiterhin ein dritter Isolatorring 23, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des ersten Isolatorrings 21, und in dem zwischen dem ersten Isolatorring 21 und dem dritten Isolatorring 23 gebildeten Spalt ist ein Dichtring 26 angeordnet, der durch die Anschlussfläche 11 des Flansches 1 auf die Gegenfläche 31 gepresst wird.
Der Flansch 1 ist an einer Kammerwand 3 einer Vakuumanlage über einer Öffnung 32 angebracht, die durch den Flansch 1 verschlossen wird, und der Flansch 1 weist auf seiner der Gegenfläche 31 zugewandten Seite einen in die Öffnung 32 der Gegenfläche 31 ragenden Fortsatz 15 auf.
Der dritte Isolatorring 23 weist einen Kragen K auf, der in die Öffnung 32 der Gegenfläche 31 hineinragt, um den Flansch 1 bezüglich der Öffnung 32 zu zentrieren und von der Öffnung 32 elektrisch zu isolieren. Der Innendurchmesser des Kragens K und der Außendurchmesser des Fortsatzes 15 sind annähernd gleich groß, so dass der Kragen K am Fortsatz 15 anliegt, und der Außendurchmesser des Kragens K und der Innendurchmesser der Öffnung 32 sind ebenfalls annähernd gleich groß, so dass der Kragen K an der Öffnung 32 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Flansch
11: Anschlussfläche
12: Verschraubungsfläche
13: Befestigungsbohrung
14: Durchleitungsbohrung
15: Fortsatz
16: Kühlmittelanschluss
21: erster Isolatorring
22: zweiter Isolatorring
23: dritter Isolatorring
K: Kragen
24: Isolatorhülse
25: Druckring
26: Dichtring
3: Kammerwand
31: Gegenfläche
32: Öffnung
4: Befestigungsmittel

Claims

Kühlmitteldurchführung für Vakuumanlagen, umfassend einen Flansch (1) mit Befestigungsbohrungen (13) für Befestigungsmittel (4), mindestens einer Durchleitungsbohrung (14) für die Durchleitung von Kühlmittel mit je einem auf jeder Seite des Flansches (1) angeordneten Kühlmittelanschluss (16) sowie einer Anschlussfläche (11) zur Anbringung des Flansches (1) an einer eine Öffnung (32) umschließenden Gegenfläche (31), wobei in den Befestigungsbohrungen (13) Isolatorhülsen (24) angeordnet sind, an der Anschlussfläche (11) ein erster Isolatorring (21) und an der der Anschlussfläche (11) gegenüberliegenden Verschraubungsfläche (12) ein zweiter Isolatorring (22) angeordnet sind, die sich über die Befestigungsbohrungen (13) erstrecken und mit diesen korrespondierende Bohrungen aufweisen, wobei auf dem an der Verschraubungsfläche (12) angeordneten zweiten Isolatorring (22) ein Druckring (25) angeordnet ist, der ebenfalls mit den Befestigungsbohrungen (13) des Flansches (1) korrespondierende Bohrungen aufweist und wobei an der Anschlussfläche (11) des Flansches (1) oder an dem an der Anschlussfläche (11) angeordneten ersten Isolatorring (21) ein Dichtring (26) angeordnet ist.
Kühlmitteldurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (1) auf seiner der Öffnung (32) der Gegenfläche (31) zugewandten Seite einen in die Öffnung (32) ragenden Fortsatz aufweist.
Kühlmitteldurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Anschlussfläche (11) des Flansches (1) angeordnete erste Isolatorring (21) auf seiner der Gegenfläche (31) zugewandten Seite eine Nut aufweist und der Dichtring (26) in der Nut angeordnet ist.
Kühlmitteldurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Isolatorring (21) einen Kragen (K) aufweist, der in die Öffnung (32) der Gegenfläche (31) hineinragt, um den Flansch (1) bezüglich der Öffnung (32) zu zentrieren und von der Öffnung (32) elektrisch zu isolieren.
Kühlmitteldurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussfläche (11) des Flansches (1) ein dritter Isolatorring (23) angeordnet ist, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des ersten Isolatorrings (21), und der Dichtring (26) zwischen dem ersten Isolatorring (21) und dem dritten Isolatorring (23) angeordnet ist.
Kühlmitteldurchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Isolatorring (23) einen Kragen (K) aufweist, der in die Öffnung (32) der Gegenfläche (31) hineinragt, um den Flansch (1) bezüglich der Öffnung (32) zu zentrieren und von der Öffnung (32) elektrisch zu isolieren.