DESYTechnologie Transfer

Katharina FeinNotkestraße 85D-22607 Hamburg

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Vakuumtechnologie

Beschleuniger I Forschung mit Photonen I Teilchenphysik

Deutsches Elektronen-SynchrotronEin Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft

Technologie Bei dieser Entwicklung handelt es sich um eine we-sentlich vereinfachte Konstruktion einer UHV kompa-tiblen Schnellschlussklappe für kleine Querschnitte (Nennweite < 60mm), welche mit weniger als 10-2 sek schließt.

Schnellschlussklappen werden eingesetzt, um aus-gedehnte Ultrahochvakuumsysteme vor Schnellbe-lüftungen zu schützen. So kann es beispielsweise erforderlich sein, einen Beschleunigerring davor zu schützen, dass eine Druckwelle, die durch einen Lufteinbruch aufgrund einer Fehlbedienung oder eines Risses in einem Fenster oder einem Faltenbalg an einem Messplatz verursacht wird, in den Bereich des Beschleunigerringes selbst gelangt und damit längere Betriebsunterbrechungen der gesamten Anlage her-vorruft. Lufteinbrüche laufen mit einer Geschwindigkeit von 1000m/sec in ein Vakuumsystem hinein.

Technologie Portfolio

Schnellschlussklappe.

© 2015, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

NutzenDie vorgestellte Schnellschlussklappe vereinfacht die bisher bei DESY verwendeten Klappen erheblich. Wartungsanfällige Lagerungen der Klappe im Vakuum werden durch ein Festkör-pergelenk vermieden. Die komplette Antriebseinheit ist außer-halb des Vakuums angeordnet, und ermöglicht Wartungsarbei-ten ohne das Vakuum zu brechen. Das System ist einfach zu fertigen und zu montieren.

EntwicklungsstandMehr als 20 Klappen wurden bisher bei DESY gebaut und 17 davon werden bei PETRA III und FLASH verwendet. Nutzungsrechte sind an einen Lizenznehmer vergeben.

Service & DienstleistungBereit zur Lizensierung. Patentierte Technologie: EP 2 054 657.

Wünsche der Lizenznehmer hinsichtlich regionaler oder internationaler Schutzrechte können berücksichtigt werden.

ProblemstellungSchnellschlussklappen schließen mit weniger als 10 msec und dichten metallisch durch zwei ebene, geläppte Flächen im Ultrahochvakuum (UHV). Die Leckrate am Ventilsitz beträgt ~1 mbar * l / sec. Diese Leckrate reicht aus um ein nach geschal-tetes, langsam schließendes Ventil zu schließen.

Ein bisheriger Typ UHV geeigneter Schnell-schlussklappen für große Öffnungen (40 x 200mm2) zeichnet sich durch eine im UHV gelagerte Ventilklappe mit Antriebseinheit (im UHV vorgespannte Federn mit Sperrklinke) aus. Die Lagerung der Klappe und der Auslöseeinheit im UHV haben das Problem der UHV-Kompatibilität und der damit verbundenen kompli-zierten Wartung der Lagerung und Auslöseeinheit.

Ein kompakteres Schnellschlussklappensystem erfordert eine andere Klappenlagerung und eine darauf abgestimmte An-triebs und Auslöseeinheit außerhalb des UHV Systems.

InnovationDie Schnellschlussklappe zeichnet sich durch folgende Merk-male aus:

> Der Ventilteller wird durch ein Festkörpergelenk im Ultra-hochvakuum geführt.

> Das zu verschließende Vakuumrohr ist im Ventil elliptisch geformt. Zusammen mit dem Anstellwinkel des Ventilsit-zes ergibt sich ein kreisförmiger Ventilteller.

> DerAntriebdesVentilsbefindetsichaußerhalbdesVaku-ums.

> Die Gestaltung der Auslöseklinke außerhalb des Vakuum ermöglicht geringe Auslöseverzögerungen.

> Die Ventileinheit lässt sich als Modul vom Ventilsitz tren-nen und vereinfacht Wartungsaufgaben.

> Die Verschlusszeiten liegen unter 10 msec.

Vakuumtechnologie

Schnellschlussklappe.