用於真空處理單元的閘室設備及其操作方法

2023-04-26 19:26:41

專利名稱：用於真空處理單元的閘室設備及其操作方法
技術領域：
本發明涉及一種分別根據權利要求1和14的前序部分的閘室(lockchamber)設備，並且涉及一種用於操作多級閘室設備的方法。
背景技術：
例如，在真空塗覆廠內，在高真空條件下，以在5×10-4hPa到1×10-2hPa範圍內，特別是在3×10-3hPa範圍內的壓強來塗覆玻璃板，以進行濺射處理。為了增大工廠的生產率數字(figure)以及避免必須為每個基板抽空整個裝置特別是高真空部件，將充入(load)和排放(unload)閘(lock)用於基板。
為了提高材料流動速率(flux rate)並增大生產率數字，在現代化的聯機(in-line)塗覆廠內，使用分離的充入和排放閘室。簡單的所謂三室塗覆單元由充入閘和排放閘組成，其中，在充入閘中，將基板從大氣壓強抽吸為後續真空塗覆部件(過程室)的例如P＝5E-2hPa的足夠的轉換壓強(transition pressure)，在排放閘中，通過通氣(ventilation)，所述基板被再次調整為大氣壓強的等級。
閘室的任務是儘可能快地排空(evacuate)到處理範圍內的足夠且最低的可能的轉變壓強。雖然通氣可以在幾秒內發生而不使用泵，但是出於排空的目的，必須將某個真空泵站(stand)連接到閘室。
對於生產率以及同時經濟地使用聯機塗覆單元，共同的決定因素是所謂的循環即停留時間，也就是說在可以將下一批基板引入該單元之前對於每批基板必須使用的時間，或者在連續操作的條件下每基板批次的平均處理時間。為了獲得例如2分鐘的循環時間，閘室必須處於良好狀態，以便在t≤2分鐘內將基板從給定的常壓點A運送到(高)真空範圍內的給定點B，並且反之亦然。出於此目的，需要將所述基板輸送進或輸送出閘室，分別將所述閘室排空和通氣，並打開和最終關閉所有可用的閥門。這意味著在這種情況中，由於必須在循環時間內完成所有其它任務(參見上文)，因此可用於排空的時間總是比循環時間減少得多(例如，120秒中的90秒)。
根據已知關係
t=VSln(P0P1)]]>其中，t＝抽吸時間v＝體積s＝抽吸容量P0＝起始壓力(大氣壓)P1＝目標壓力(傳遞壓強(transfer pressure)、閘換向壓強)，顯然，無疑有兩種可能性來減小抽吸時間和隨之產生的循環時間。
減小閘室體積 增大耦接到閘室的抽吸容量。
由於兩種可能性都具有技術和經濟上的限制，因此在具有高生產率和對應的減少了的循環時間的這些聯機塗覆廠中，已經採取了措施來將排空/通氣過程細分到兩個或更多閘室。對於進氣口一側，例如，這意味著在第一充入閘內，排空發生在從大氣壓強到例如10hPa的中間壓強，而在第二閘室內，這一動作發生在從中間壓強(即，平衡壓強)到傳遞壓強例如5E-2hPa。在這種5室單元(2個充入閘、2個排放閘、1個過程室)中，充入和排放動作被分割在在兩個室之間，從而在分布在兩個循環中的兩個步驟發生。因而，例如，在建築玻璃板塗覆單元中，利用體積為大約2m3到5m3的閘室，有可能將循環時間從大約60秒到90秒減小到大約40秒到50秒。為了達到更短的循環時間，例如t＜30秒，利用另一步驟完善了兩級傳遞原理，並且，利用各3個充入/和排放閘室來建造工廠。與3閘室單元相比，這些所謂的7室單元以及除此之外的快速5室單元提供這樣的特定特徵只有抽吸時間(排空時間)花費僅僅大約一半的循環時間(例如，35秒中的17秒)，或者在更快的單元中，例如，花費僅僅大約25％的循環時間(20秒中的5秒)，而對於較慢和較舊的單元，抽吸時間仍然佔據了最大部分的循環時間(例如，90秒中的60秒)。根據現有技術，給每個閘室(閘級)分配對應於各個操作範圍的真空泵站，即，例如，將給第一充入閘室(1)指定用於1000hPa到例如10hPa的壓強範圍的可支持大氣壓的泵站，而對於第二充入閘室(2)，指定用於10hPa到2E-2hPa的壓強範圍的多級例如3級羅茨(Roots)泵站。
文檔US 4504194公開了一種用於空氣閘(air lock)的高速真空抽吸的裝置。出於此目的，提供了體積大於空氣閘體積的膨脹箱。連接到膨脹箱的真空泵將該膨脹箱排空。然而，該裝置僅適於具有小體積的閘室、以及與排空過程相比處理周期長的過程。在具有大體積閘室的單元中，例如在建築玻璃板塗覆單元中使用該設備是不可行的。

發明內容
因而，本發明的任務是提高真空塗覆廠的閘室單元的操作效率，特別是分別提高現有的5室系統、或由此利用2到3個充入和排放閘室以及過程室加以改進的7室系統的操作效率，並且，特別是獲得閘室單元的更短的排空時間和隨之產生的更短的循環時間。由於操作效率提高，閘室泵組的成本也將減小，即，將節省閘室，而這又將提供成本和空間優勢。本發明的另一方面在於以給定的循環和抽吸時間獲得更低的轉換壓強。
利用具有權利要求1或14的特徵的閘室單元、以及利用具有權利要求25或28的特徵的操作閘室的方法來完成該任務。有利的實施例是從屬權利要求的目的。
根據第一方面，本發明基於如下認識當根據對應的需求，所述泵組可變地適合於單個充入閘室時，由於考慮了泵組的最高的可能效用，因此可以改善泵組的操作容量，即減小閘室排空的時間。從而，有可能通過使用現有的壓力泵獲得有效抽吸容量的增大，即基板從一個充入閘室到另一個室的更短的傳遞。根據本發明，不再嚴格認為泵單元可用於某個充入閘室，而是，本發明的基本思想在於在進氣過程中，可以將不同的泵組適當分組、互相組合或重新分組，以便獲得理想的泵容量，即，使得在仍處於高等級的傳遞壓強下，從一個閘室到另一個室的可能的最早傳遞可行。
因此，主要為初級閘室設計的第一泵單元將不僅用於該室，還用於第二閘室，並且，只必須把對應的連接從泵單元提供給第一閘室和第二閘室。根據需要以及充入過程的階段，從而有可能將第一泵單元的抽吸容量即吸收容量提供給第一充入閘室或第二充入閘室、或同時提供給這兩個閘室。
此外，第一泵組不僅被直接或間接地指定給第二充入閘室，而且根據優選替換實施例，第一泵組將在附加或替換的基礎上順序添加到所述充入閘室，作為主要設計用於排空第二閘室的第二泵組的預抽吸級。
因而，有可能進一步擴大使用第一泵組的可能性，從而提供更高效的抽吸容量分配。
根據本發明的另一優選實施例，預見到第三泵組，作為順序添加的第二泵組的抽吸級，特別是在具有更低壓強的閘室區域內，其強化了第二泵組，特別是在由於第一泵組將主要用於第一閘室而不再能用作預抽吸級的時候更是如此。
可替換上述情況的是，根據另一實施例，可將第三泵組指定為第一泵組和第二泵組的共同預抽吸級，並且，可以將第三泵組用作第一泵組或第二泵組或二者共同的預抽吸級。因而，還保證了特別是在充入過程期間，第三泵組—類似於第一泵組—可以給充入閘室提供改變的抽吸容量。因此，或者將由此使用所獲得的抽吸容量來減少排空時間，或者更低的傳遞壓強等級(rate)將變得可行。
根據本發明的另一有利實施例，在沿平行方向相鄰連接的泵組的泵的情況中，可預見對應的旁路，使得通過激活/釋放所述旁路和適當分離其餘連接管道，將該泵按順序連接到前面的並聯連接的泵，以便產生多級抽吸站。這提供了這樣的優點根據所需要的抽吸容量，即壓強條件，通過泵的簡單重新分組，可以根據需要調整抽吸容量。例如，如果第一泵組用作第二泵組的預抽吸級，則該對應的泵可以和第二泵組中的其它泵並行操作，而當關閉作為預抽吸級的第一泵組時，具有旁路的泵將被按順序連接到第二泵組的其它泵，以便與這些組組成多級抽吸站。
根據另一有利實施例，在以相鄰的平行位置連接的泵、特別是處於與所述泵平行的位置處的用於第二閘室的第二泵組的泵的情況中，可以集成差別壓強旁路塞，使得並聯泵組、特別是第二泵組可以根據佔優勢的壓強條件自動操作，這在高進氣壓強的情況中也是如此。由於差別旁路塞K2的動作，並列集成的泵的出氣部件與例如第二閘室上的吸氣部件連接，即短路，以便提供最大差別壓強。並列集成的泵的最大壓縮率、以及隨之產生的它們的機械，即電接受(acceptance)能力受到限制，使得已經在比沒有差別壓強旁路塞的情況高得多的進氣壓強下可以使用這些泵。因此，這種並聯集成的泵，例如羅茨泵，可以伴隨也處於相對高的壓強等級下的抽吸動作，從而在之前的抽吸排空階段提供它們的抽吸容量。這樣，有可能免除在進氣階段冷卻的、用於第二泵組的複雜的泵，例如羅茨泵，其中，所述泵可以控制例如大於800hPa的高容許差別壓強。此外，由此，也有可能使第二泵組與第二閘室永久連接，而無需關閉通向該閘室的管道中的對應閥門。這也提供了第二泵組中的泵的更好的使用率，即總而言之，是更簡單的泵組設計。每個泵可以具有它自己的差別壓強旁路塞，而不是只有一個並聯集成的差別旁路塞，或者，另外，有可能使用具有集成(差別壓強)旁路塞的泵。
顯然，不同的泵組可包括一個或多個互相併聯地集成的、單級或多級真空泵，例如油封或乾式壓縮真空泵、特別是旋片泵(rotary vane pump)、旋轉活塞泵、旋轉柱塞泵、羅茨真空增壓機、乾式運行泵(dry running pump)，特別是軸流泵(axial pump)、羅茨泵，特別是預輸入冷卻羅茨泵(pre-admittance-cooled Roots pump)等。
由於抽吸容量的可變實施例，尤其是也可能完全免除油封泵組，僅使用乾式壓縮真空泵，例如軸流泵。
根據第二方面，通過提供緩衝設備來獲得傳遞過程的加速，該設備提供緩衝體積，其中，在即將進行的排空過程不需要某些泵組的抽吸容量時、或直接出氣動作尚不可行時將所述緩衝體積排空。因而，吸收容量，即抽吸容量被儲存在緩衝組中，並且在適當的時機，出於排空閘室即減小閘室壓強的目的，通過迅速壓強平衡來將其提供給閘室。迅速壓強平衡允許在幾分之一秒的時間內，即實際上在「0時間」的基礎上的相當快的排空。
優選的是，可以給每個閘室提供具有對應緩衝體積的特定緩衝設備，並且，除了這些外部緩衝設備以外，當最接近真空區域的閘室先前已被排空並隨後與前面的閘室一起提供用於迅速壓強減小的壓強平衡時，該閘室也可以具體地充當緩衝器。
外部緩衝設備可配有分離的泵組，然而，獨立於或除了所述緩衝設備的分離的泵組以外，使用已經提供給閘室的現有泵組尤其方便。因而，可以保證所述閘室泵組的最佳使用。
對於專家來說顯而易見的是，可以在閘的充入和排放側將所描述的措施具體化。


基於附圖，根據隨後對優選實施例的詳細描述，本發明的其它優點、特徵和特性將變得清楚。附圖僅以示意的形式示出了圖1-具有對應泵組的玻璃塗覆單元的進氣部件的示意圖；圖2-可與圖1的圖相比較的具有進氣部件的閘室的另一實施例；
圖3-具有類似於圖1的圖的進氣部件的第三實施例；和圖4-閘室的另一實施例。
具體實施例方式
圖1展示了作為本情況中的玻璃塗覆廠的真空處理廠的進氣部件的示意圖，其具有兩個進氣室EK1和EK2、以及傳遞室TK和濺射室SK1。濺射室SK1和傳遞室TK特徵在於多個高真空泵，以便調整塗覆區域的高真空條件。
利用閥門瓣VK1將進氣室EK1和EK2與外部環境分開，並利用閥門瓣VK3將它們與所述傳遞室TK分開。在所述設備中，由閥門瓣VK2產生分隔。
用於通氣所述進氣室EK1的閥門VFlut在所述進氣室EK1處提供。
此外，在進氣室EK1處，提供第一泵組P1，其具有通過管道1和閥門V1與進氣室EK1連接的5個並聯集成的旋片泵。此外，泵組P1通過管道2和閥門V2與進氣室EK2連接。另外，通過可由閥門V5關閉的管道3，泵組P1與由並聯集成的羅茨泵P2和P3形成的第二泵組P2、P3連接。
第二泵組中的羅茨泵P2和P3通過出氣側的管道5互相連接，並且可以通過閥門V7鎖住管道5。泵P2和P3還通過管道4以及其中集成的閥門V3和V4與所述進氣室EK2連接。此外，基於具有羅茨泵以及隨後集成的旋片泵的兩級羅茨泵站提供第三泵組P4，其通過以閥門V6為特徵的管道6與第二泵組以及在這裡具體為管道5連接。
此外，在進氣室EK2，提供了高真空泵，其相互並列連接，並可以通過閥門Vh1到Vh3與進氣室2耦接。
這種閘室單元中的進氣過程以這樣的方式發生首先，打開第一進氣室EK1的閥門塞VK1，並將基板輸送進所述進氣室EK1。隨後，將關閉閥門塞VK1，並打開通向泵級P1的閥門，使得可以排空進氣室EK1。
隨後，關閉閥門V3、V4和V5，並打開閥門V2和閥門塞VK2。這以例如200hPa的壓強發生。同時，馬上將基板從第一進氣室EK1移動到第二進氣室EK2。
一旦達到足夠的壓強等級如80hPa的壓強等級，就將打開閥門V5和V3，並關閉閥門V1和V2。同時或以減小了的延遲，打開閥門V4和V7。此外，現在將打開閥門V6，然而，該閥門V6在可選的基礎上提供，並且必須僅與某類型的泵站P4一起出現。例如，如果第三泵組P4由前置泵和具有旁路管道的羅茨泵組成，則由於在此情況中，第三泵組P4可被激活並且在大氣壓強或者非常高例如100hPa到300hPa的進氣壓強下連續工作，因此可以免除所述可選閥門V6。
隨後，關閉閥門V1和閥門塞VK2，使得可以再次給進氣室EK1通氣，並且可以打開閥門塞VK1，以便在進氣室EK1中接納下一個基板。
此外，現在關閉閥門V5，使得第一泵組P1不再充當第二泵組P2、P3的前置泵站，即，與第三泵組P4並聯，而不僅作為保持(retaining)泵站的第三泵組P4被隨後連接到第二泵組P2、P3，而由於閥門V1的打開，第一泵組將再次用於排空第一進氣室EK1。
在第二進氣室EK2中，現在可以打開可選的高真空閥門Vh1到Vh3，以便在高真空條件下調節所述進氣室EK2。利用大約0.3hPa的壓強狀態，可以關閉閥門V3和V4，並且，在已經達到例如具有2×10-3hPa的壓強的對應真空條件之後，可以打開閥門塞VK3，以便將基板傳遞到處理區域(傳遞室)。
在此階段期間重要的是，上述過程發生在內部，即以部分同時的方式發生在這兩個進氣室，使得達到可能的最低循環時間。由於第一泵組P1不僅與進氣室EK1還與第二進氣室EK2連接這一事實，可以在更長的時間周期內使用第一泵組P1，以便促成更短的進氣即給氣(admission)時間。
所述單元即所述過程的優點是僅僅在第二泵組的羅茨泵P2和P3的接受壓強下，即在大約15hPa下，進氣室EK1和進氣室EK2之間的閥門塞VK2不能被打開，但是，這已經可以發生在100hPa到200hPa範圍內、特別是150hPa的更高壓強下。這樣，在進氣室EK1內，抽吸時間將減少大約三分之一，或者，對於抽吸容量，泵組P1可減小三分之一。
此外，有利的是，第一泵組P1可與泵P2和P3一起通過閥門V5用作第二泵組的前置泵站，使得可以在高得多的壓強下使用具有泵P2和P3的第二泵組。現在，大約100hPa而不是10hPa的使用等級將變得可行。
特別是，不同閥門的打開和關閉時間，特別是V5、V7、V3和V4的打開以及V2的關閉可以以這樣的方式相互同步不導致抽吸容量中斷，並且，由此，循環時間中的交換時間不會受到負面影響。
第三泵組P4設計用來與第二泵組P2、P3形成多級泵站，直到達到可選的高真空泵PH1到PH3的必需傳遞壓強即激活壓強為止。此外，第三泵組P4設計用來在需要第一泵組P1排空所述進氣室EK1，從而不再能用作第二泵組P2、P3的前置泵站時，強化第二泵組P2、P3。
在圖3的替換實施例中，除了羅茨泵P2和P3以外，還並聯集成了第三羅茨泵P5，其通過附加的管道14和其中布置的閥門10與進氣室EK2連接，其中，圖3的替換實施例主要對應圖1的實施例，並因此，以後將只對與第二泵組的差別進行描述。此外，在與第三泵P5相關的並列這一點上，預見了管道8，其布置在進氣室管道14和管道5之間，連接泵P2、P3和P5的出氣口側，另外，閥門V11集成在管道8中。管道8在閥門V10和泵P5之間排入管道14。此外，閥門V12集成在管道5中的管道8的進氣口和管道5中的管道6的進氣口之間。通過關閉閥門V10和閥門V12並打開閥門V11，泵P5的這一旁路裝置使得有可能將泵P5按順序集成到羅茨泵P2和P3，從而泵P5和第三泵組P4-在這裡，其由基於旋片泵的單級泵組形成-形成多級羅茨泵站。
因此，在第一泵組P1不再能用作按順序集成的第二泵組的抽吸級時—這是因為第一泵組P1必須再次排空進氣室EK1-通過將泵P5重新分組，即將泵P5按順序集成到泵P2和P3而獲得用於進氣室EK2的潛在的多級泵組是可行的。因此，在關閉閥門V5或V7之前，關閉閥門V10和V12，並且打開閥門V11，以便按順序集成泵P5與泵P2和P3。除了以上內容以外，該順序對應圖1的進氣區域中的進氣過程。然而，這一變化的優點在以下事實中看出在通過關閉閥門V10和V12並打開閥門V11排氣、即第二泵組P2、P3、P5的出氣階段期間，可以利用第二和第三泵組P4作為前置單元來形成三級羅茨泵站。具有羅茨泵P2和P3的第三級可以通過打開/關閉V7來加倍或減半，或者可以分別在第一泵組P1和第三泵組P4之間分離。
在圖2的實施例中，第一泵組由兩個並聯集成的單級和預輸入冷卻羅茨泵形成，其通過管道1和閥門V1與進氣室EK1連接，並通過管道2和閥門V2與進氣室EK2連接(預輸入氣體冷卻未示出)。
第二泵組由兩級並聯羅茨泵P2和P3組成，而且，其再次通過管道4以及對應的閥門V3和V4與進氣室EK2連接。
在第一泵組P1和第二泵組P2、P3的排氣側，預見並聯集成的例如軸流泵形式的單級乾式運行泵的第三泵組P4a、P4b，其通過管道6與第二泵組P2、P3即它們的接合管道5連接，並通過管道7與第一泵組P1連接。在管道6中，存在閥門V6，而在管道7中，預見了閥門V8，使得可以將對應的連接分開。此外，在並列集成的軸流泵P4a和P4b之間的連接管道中，預見閥門V9。對於圖2的實施例，進氣室EK1和進氣室EK2均可通過多級抽吸站排氣，並且，特別是，由於這一布置，可以免除油封前置泵，並且可替換地，可以以特別有利的形式唯一地使用乾式壓縮泵。
基板進入圖2的真空處理工廠以這樣的方式發生首先，打開第一進氣室EK1的閥門塞VK1，並將基板輸送到進氣室EK1。隨後，關閉閥門塞VK1，並打開通向第一泵組P1的閥門V1，並且，通過排氣塞K1，將在第三泵組P4的前置泵級上可能出現的例如500到1000hPa的高壓強等級下輸送的氣體排到大氣中。在例如300hPa的接受壓強P0下，閥門V8即V8和V9被打開，以便提供用於排空所述進氣室EK1的多級泵組。
現在，關閉閥門V3和V4，而打開進氣室EK1和進氣室EK2之間的閥門V2和閥門塞VK2。現在，將基板從第一進氣室EK1輸送進第二進氣室EK2。
隨後，打開閥門V6、V3和V4，並最後關閉閥門V8和V9。然後，再次關閉閥門塞VK2和閥門V1，從而使所述輸入室即進氣室EK1通氣，並且，可以打開閥門塞VK1，使得可以將下一塊基板引入進氣室EK1。
隨後，關閉閥門V8和V2，並打開V1，以排空第一進氣室EK1，高真空泵PH1到PH3-按照根據圖1的第一實施例的操作-可以通過閥門Vh1到Vh3與進氣室EK2連接，使得隨後可以關閉閥門V3和V4。當進氣室EK2符合濺射室1的真空條件時，將打開閥門塞VK3，並將基板引入到處理區域中。此外，在這裡，顯然，充入閘室EK1和EK2中的過程部分同時發生。
這一布置的優點在於幾乎可以在100％的基礎上，也就是說實際上在整個進氣即輸入循環中使用第一泵組P1和第三泵組P4。此外，在這裡，已經可以在更高的壓強等級例如100到400hPa特別是250hPa下打開室閥門VK2，與在對應於羅茨泵P2和P3的接受壓強的大約15hPa處打開相比，這對應於明顯更短的用於排空進氣室EK1的抽吸時間，也就是說，這使得對應泵站的更緊湊的結構切實可行。
由於將第三泵組P4用作進氣室EK1和進氣室EK2的第一泵組P1和第二泵組P2、P3的前置泵站的可變條件，為可變地使用提供了多級泵站。特別是，對於示出的所有實施例，在進氣一側，或者通常沿從大氣到真空的排氣方向，即根據抽吸容量的局部需要，抽吸容量即吸收容量可由此與基板相伴隨，使得這引起相當大的容量增長和時間減小。
圖4示出了根據本發明的閘室單元的另一實施例，其與圖3大部分相同。
第一差別將在這樣的事實中發現具有並列集成的泵P2、P3和P5的第二泵組的特徵在於沒有如圖3中並聯到泵P5的旁路8，而是該旁路並聯到管道4，其中，泵P2、P3和P5利用管道4連接到第二進氣室EK2，提供了差別壓強旁路塞K2，其通過管道9和閥門17與第二進氣室EK2連接。利用這一布置，有可能將並聯集成的羅茨泵P2、P3和P5與相對高的進氣壓強相耦合，以便能夠-根據調整後的差別壓強-以高進氣壓強使用它們的部分吸收容量來快速排空。由於泵P2、P3和P5的出氣側通過第二進氣室EK2與吸收側連接，因此旁路塞K2預見到泵P2、P3和P5隻須克服可在旁路塞K2處調整的差別壓強。出於此目的，例如，所述旁路塞可由彈簧加載或重量加載的閥門組成，其在羅茨泵P2、P3和P5的排氣側確定過壓的場合下，向氣室的方向打開。因而，閥門V3、V4和V10可以在更高的吸收壓強下打開或保持打開，並且/或者，可以避免使用也可在更高壓強下使用的預輸入冷卻羅茨泵，使得有可能減小第二泵組的成本，同時提供更高的抽吸容量。顯然，可以為例如每個泵P2、P3或P5提供各種差別壓強塞，而不是差別壓強旁路K2，或者，將有可能使用具有集成旁路塞的羅茨泵。
所述旁路塞K2的布置提供了另外的優點閥門V17、V3、V4和V10在其操作期間可以保持永久打開，即，在每個循環中，不一定將它們強行關閉，特別是在免除了高真空泵PH1到PH3的時候更是如此。因而，還相應地簡化了操作。
與圖3的實施例相比，圖4的實施例的第二差別在於並聯集成的第一泵組P1的真空泵可通過管道10以及其中預見的閥門V13和V15而作為連續級耦接到第三泵組P4，或者通過閥門V16並聯耦接到其它泵P9以及通過V13耦接到P10。通過關閉閥門V5並打開閥門V6、V13、V15以及最後打開V9，從而有可能在排氣階段形成具有第一泵組P1、第四泵組P4以及第二泵組P2、P3和P5的多級抽吸等級。這樣，在兩級抽吸等級處開始而不中斷抽吸容量，可以發生向三級泵等級的幾乎完美的轉變，或者，概括地說，對於n級抽吸等級，可以形成n+1級抽吸等級。因此，顯然，只能在可選的基礎上提供具有閥門V16的泵P9。
與前面的實施例相比，圖4的實施例的另一本質差別在於它還以外部緩衝單元EB1為特徵，該外部緩衝單元EB1通過閥門V14和管道8以及管道1與第一進氣室EK1連接。緩衝單元EB1提供可通過可選地預見的第五泵組P6或通過第一泵組P1吸收的緩衝體積。利用這種排空的緩衝體積，在打開閥門V1和V14之後，第一進氣室EK1內的壓強可迅速減小。以這一形式，有可能在不需要用於直接排空進氣室EK1和EK2的抽吸容量(即吸收容量)的周期內、或者在由於壓強條件而另外集成第五泵組P6和進氣室EK1可能不利時，使用抽吸容量即吸收容量。該抽吸容量即吸收容量按原樣存儲在緩衝單元EB1中，並且以後在需要時被提供給第一進氣室EK1。
以類似的方式，當通過打開閥門V1和V2，在進氣室EK1和EK2之間獲得壓強平衡時，第二進氣室EK2也可以充當內部緩衝單元，使得此時壓強也迅速下降。特別是在第一進氣室EK1和緩衝單元EB1之間的壓強平衡與第一進氣室EK1和第二進氣室EK2之間的後續壓強平衡的相互調整的組合的情況中，有可能獲得壓強迅速減小的兩級，並且，此時，可以在傳遞過程的大時間周期期間使用與第二進氣室EK2有關的吸收容量。
此外，可以向第二外部緩衝單元EB2提供對應的可選地預見的附加第六泵組P7，其中，利用第六泵組P7，第二進氣室2和第二緩衝單元EB2之間的壓強平衡也提供迅速壓強減小。第二緩衝單元EB2的緩衝體積也可以通過第二(P2、P3、P5)、第三(P4)和/或已經為第二進氣室EK2提供的其它泵組例如P9而不是第六泵組P7來排空。
在圖4的實施例中，還示出可以在所有實施例中捨棄高真空泵PH1到PH3，並且，因此，當可通過用於第二進氣室EK2的吸收容量獲得足夠的真空時，它們僅僅是可選的。
閥門V3、V4、V10和V17被分別設計為能夠將第二進氣室EK2與泵站分開，以及使得有可能獨立地給氣室或泵站通氣。如果認為不需要這樣，那麼也可以免除這些閥門。然而，當要通過第二泵組P2、P3、P5排空第二緩衝單元EB2時，由於那時候將需要與第二進氣室EK2分開，因此無論如何都需要閥門V3、V4、V10和V17。然而，如果只通過第六泵組P7來排空第二緩衝單元EB2，那麼也可以利用V18將第二緩衝單元EB2與第二進氣室EK2直接接合。
在根據圖4的實施例中，傳遞過程以下面的方式發生。首先，打開第一進氣室Ek1的閥門塞VK1，並將基板輸送進第一進氣室EK1。隨後，關閉閥門塞VK1，並向泵站P1打開閥門V1。在此過程期間，打開閥門V14，並關閉閥門V2、V5以及V13或V15。由於利用排空的第一緩衝單元EB1的緩衝體積進行壓強平衡，因此第一進氣室EK1中的壓強從大氣壓強迅速減小為大約400hPa。現在，關閉V14，並打開V2，使得第二連續壓強平衡精確地在第一進氣室EK1和排空的第二進氣室EK2之間發生。利用第一和第二進氣室EK1和EK2的近似相等的室體積，兩個室內的壓強都突然調節到大約200hPa。現在打開閥門塞VK2。並將基板從第一進氣室EK1移動到第二進氣室EK2中。在此過程期間，打開閥門V5並關閉閥門V1和V2。
同時、或者以減小的延遲，打開閥門V6和V15，並最後打開V13和關閉閥門V5，使得不再有通向第三泵組P4的旁路，其中，現在，第三泵組P4在具有來自第一泵組P1、第二泵組P2、P3、P5和第三泵組P4的抽吸級的多級抽吸等級中佔優勢。
現在，關閉閥門塞VK2，並通過閥門VFlut給第一進氣室EK1通氣。隨後，可以打開閥門塞VK1，並且，可以將下一個基板輸送進第一進氣室EK1。現在，可以通過打開閥門VH1到VH3，將可選地提供的高真空泵PH1到PH3與第二進氣室EK2連接。在此情況中，閥門V3、V4、V10和V17關閉。如果在第二進氣室EK2上沒有預見高真空泵，則在操作期間，這些閥門可以在必要時保持連續打開。現在，可以打開閥門塞VK3，並且可以將基板傳遞到處理區域，即傳遞到傳遞室TK中。關閉閥門V13和V15，並打開閥門V14，使得第一泵組可以排空第一緩衝單元EB1的緩衝體積。如果預見到第五泵組P6，則可以通過第一泵組P1和第五泵組P6共同排空第一緩衝單元EB1的緩衝體積。然後，該進氣過程將重新開始。
如果利用圖4的閘室結構來提供第二外部緩衝單元EB2，則在基板到達第二進氣室EK2並且關閉了閥門塞VK2之後，將為第二進氣室EK2和之前排空的第二緩衝單元EB2的緩衝體積之間的壓強平衡打開閥門V18。這樣，第二進氣室EK2中的壓強可以從大約30hPa迅速減小到10hPa。
在將基板從第二進氣室EK2輸送到傳遞室TK中期間，關閉閥門V3、V4、V10和V17，以便使用具有泵P2、P3和P5的第二泵組來排空第二緩衝單元EB2的緩衝體積。
利用現在提出的解決方案，根據基於該緩衝解決方案的圖4的實施例，有可能在很短的時間周期即遠小於1秒的周期內，通過第一閘室內的兩級壓強平衡產生壓強減小，以便能夠立即將基板傳遞到第二閘室內。利用第二緩衝單元，也可以將此效果用於第二閘室EK2。
由於專家可以以簡單的方式進行相應的修改，因此現在以對應的類似方式在進氣區域內提供的過程也可用於出氣、即排放區域，而無需更進一步的描述。
權利要求
1.一種用於真空處理廠、特別是連續操作的聯機玻璃塗覆廠的閘室設備，其具有至少兩個、優選的是兩個或三個按順序布置的閘室(EK1、EK2)，用於執行兩級或多級壓強平衡過程；第一泵組(P1)，用於排空第一閘室；以及第二泵組(P2、P3)，用於排空第二閘室，其特徵在於，所述第一泵組(P1)通過可封閉的管道(1、2)與第一(EK1)和第二(EK2)閘室連接，使得第一泵組可以排空第一或第二或全部閘室。
2.根據權利要求1的閘室設備，其特徵在於，提供了第三泵組(P4、a、b)，其通過可對應地封閉的管道(6、7)與第一(P1)和第二(P2)泵組連接，使得該第三泵組可以按順序集成到第一或第二或全部泵組中。
3.根據權利要求1的閘室設備，其特徵在於，第一泵組(P1)通過可封閉的管道(3)與第二泵組(P2、P3)連接，使得第一泵組可以按順序與第二泵組集成。
4.根據權利要求3的閘室設備，其特徵在於，提供了第三泵組(P4)，其通過可適當地封閉的管道(6)與第二泵組(P2、P3)連接，使得第三泵組可以按順序與第二泵組集成。
5.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，所述泵組包括各種並聯和/或按順序集成的泵。
6.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，所述泵組包括油封和/或乾式壓縮真空泵、特別是旋片泵、旋轉活塞泵、旋轉柱塞泵、真空羅茨增壓器、乾式運行泵、特別是軸流泵、羅茨泵、特別是預輸入冷卻羅茨泵。
7.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，在一個泵組中並列集成的泵以可封閉的旁路(8)為特徵，通過該旁路，可以將所述泵的至少一個按順序連接到其它泵，以便組成多級抽吸站。
8.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，在臨近過程室的閘室中，通過可封閉的管道提供一個或多個高真空泵(PH1、PH2、PH3)。
9.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，與一個泵組、特別是第二泵組並聯地集成由差別壓強控制的旁路塞(K)，使得施加到並列集成的泵組的優選可調的最大差別臨界壓強等級不被超過，並且，在與壓強相關的基礎上連續使用所述泵組的抽吸容量，其中，如果將高壓強施加到特別是第二閘室(EK2)的排氣側，則所述旁路塞表示從泵組(P2、P3、P5)的出氣側到進氣側的旁路。
10.根據權利要求1或3到9之一的閘室設備，其特徵在於，第一泵組(P1)通過以第一閥門(1)為特徵的第一管道(1)與第一閘室(EK1)連接，通過以第二閥門為特徵的第二管道與第二閘室(EK2)連接，以及通過以第三閥門(V5)為特徵的第三管道(3)與第二泵組(P2、P3)連接，其中，第一泵組具有一個或不同的並聯集成的單級或多級、特別是可支持大氣壓的真空泵，第二泵組以一個或多個並聯集成的單級或多級真空泵為特徵，其通過以第四閥門(V3、V4)為特徵的第四或其它管道(4)與第二閘室(EK2)連接，並且，第二泵組中的並聯集成的泵通過第五管道(5)與第五閥門(V7)互相連接。
11.根據權利要求10所述的閘室設備，其特徵在於，在第二泵組(P2、P3)的出氣側，特別是在接合第二泵組的泵(P2、P3)的第五管道(5)處，第三泵組(P4)通過連接到優選提供的第六閥門(V6)的第六管道(6)，與一個或多個並聯集成的單級或多級真空泵連接。
12.根據權利要求10或11的閘室設備，其特徵在於，所述第一泵組包括旋片泵、所述第二泵組包括羅茨泵，而所述第三泵組包括兩級羅茨泵站或具有旋片泵的單級泵站。
13.根據權利要求10到12之一的閘室設備，其特徵在於，在第二(14)和第五(5)管道之間，提供了具有第七閥門(V11)的第七管道(8)，使得可以相對於其它泵，按順序集成第二泵組的並聯集成的泵(P5)。
14.一種用於真空處理廠、特別是連續操作的聯機玻璃塗覆廠的閘室設備，其具有至少兩個、優選的是兩個或三個按順序布置的閘室(EK1、EK2)，用於執行兩級或多級壓強平衡過程；以及第一泵組(P1)，用於特別是根據前述權利要求之一排空第一閘室，其特徵在於，提供了緩衝單元(EB1)，其可以通過可封閉的管道(1、8)與第一閘室(EK1)連接。
15.根據權利要求14的閘室設備，其特徵在於，緩衝單元(EB1)以排空緩衝體積的第五泵組(P6)為特徵。
16.根據權利要求14或15之一的閘室設備，其特徵在於，第一泵組(P1)與緩衝單元(EB1)連接。
17.根據權利要求14到16之一的閘室設備，其特徵在於，緩衝單元(EB1)通過可封閉的管道(2、8)與第二閘室(EK2)連接。
18.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，提過第二緩衝單元(EB2)，其通過可封閉的管道與第二閘室(EK2)連接。
19.根據權利要求18的閘室設備，其特徵在於，將第六泵組(P7)指定給第二緩衝單元(EB2)，排空第二緩衝單元(EB2)的緩衝體積。
20.根據權利要求1、2、或5到9、或14到19之一的閘室設備，其特徵在於，第一泵組(P1)通過以第一閥門(V1)為特徵的第一管道(1)與第一閘室(EK1)連接，通過以第二閥門(V2)為特徵的第二管道與第二閘室(EK2)連接，其中，第一泵組具有一個或多個並聯集成的單級或多級特別是可支持大氣壓的真空泵，並且第二泵組以一個或多個並聯集成的單級或多級真空泵為特徵，其通過以第四閥門(V3、V4)為特徵的第四或其它管道(4)與第二閘室(EK2)連接，並且第二泵組(P2、P3)的排氣側通過第六管道(6)與第六閥門(V6)連接，第一泵組(P1)通過第八管道(7)與第八閥門(V8)連接，該第八閥門通向具有一個或更多並聯集成的單級或多級真空泵(P4a、P4b)的第三泵組(P4)。
21.根據權利要求20的閘室設備，其特徵在於，第一泵組和第二泵組包括羅茨泵，而第三泵組包括乾式運行泵，特別是軸流泵。
22.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，第一和第二閘室布置在互相臨近的位置，並特別組成兩級或三級閘的第一和第二閘室、或三級閘設備的第二和第三閘室。
23.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，在進氣和/或出氣區域提供了所述閘室。
24.根據前述權利要求之一的閘室設備，其特徵在於，可封閉的管道包括閥門，通過該閥門，可以將管道鎖定在不漏氣的位置。
25.一種用於操作特別是根據前述權利要求之一的多級閘室設備的方法，其中，所述閘室設備具有至少兩個按順序布置的、用於執行兩級或多級壓強平衡過程的閘室，其特徵在於，第一泵組(P1)不僅用於排空第一閘室(EK1)，還用於排空第二閘室(EK2)，並且，在一個循環內，首先只排空第一閘室，隨後排空第一和第二閘室，最後只排空第二閘室。
26.根據權利要求25的方法，其特徵在於，額外地和/或替換地使用用於排空第二閘室(EK2)的第二泵組(P2、P3)，並且，還將第一泵組(P1)用作按順序集成的用於第二閘室的第二泵組的抽吸級。
27.根據權利要求25的方法，其特徵在於，第二泵組(P2、P3)用於額外地和/或可替換地排空第二閘室，而第一和第二泵組的第三泵組(P4a、P4b)被按順序集成，其可替換地執行第一或第二泵組或二者的預抽吸動作。
28.一種用於操作特別是根據權利要求14到27之一的多級閘室設備的方法，其中，所述閘室設備具有至少兩個按順序布置的、用於執行兩級或多級壓強平衡過程的閘室，其特徵在於，第一閘室(EK1)經歷通過利用排空的緩衝單元進行的壓強平衡導致的迅速壓強減小。
29.根據權利要求24到28之一的方法，其特徵在於，第二閘室(EK2)充當內部緩衝單元，使得通過排空的第二閘室(EK2)和第一閘室(EK1)之間的迅速壓強平衡，第一閘室(EK1)內的壓強等級迅速減小。
30.根據權利要求24到29之一的方法，其特徵在於，多級特別是兩級壓強平衡通過利用外部和/或內部緩衝設備進行的一系列壓強平衡而發生，特別是通過根據權利要求28和29的特徵部分的直接步驟序列進行的壓強平衡而發生。
31.根據權利要求24到30之一的方法，其特徵在於，利用排空的第二緩衝單元(EK2)和第二閘室(EK2)之間的壓強平衡，第二閘室(EK2)中的壓強迅速減小。
全文摘要
本發明涉及一種多級閘室設備，具有至少兩個、優選的是兩個或三個閘室、主要用於排空第一閘室的第一泵組(P1)和主要用於排空第二閘室的第二泵組(P2、P3)，第一泵組(P1)可以排空第一和第二閘室、或將二者共同排空，第一泵組還可用作第二泵組的前置泵站。預見到集成第三泵組(P4)，其可用作第二泵組和/或第一泵組的前置抽吸站。或者，提供至少一個緩衝單元，其緩衝體積用來利用壓強平衡在閘室內部產生壓強的迅速減小。有可能根據不同閘室的需要，在可變的基礎上調整所有泵組的抽吸容量，以便分別獲得縮短的時鐘周期或循環時間，或者在進氣或出氣過程的給定時鐘周期或循環時間處降低通過壓強。
文檔編號C03C17/00GK1676485SQ20051005953
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月29日 優先權日2004年3月31日
發明者託馬斯·格布爾, 于爾根·亨裡希, 曼弗雷德·韋曼 申請人:應用薄膜兩合公司