AT521891A1 - Ventil - Google Patents

Abstract

Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, mit einem, einen Ventilinnenraum (2) umgebenden Ventilgehäuse (3) und mit zumindest einem Verschlussorgan (4, 5) zum Verschließen zumindest einer Durchlassöffnung (6, 7) im Ventilgehäuse (3), wobei das Ventil (1) zumindest einen Längsantrieb (8) zum Hin und Her- Bewegen des Verschlussorgans (4, 5) in dem Ventilinnenraum (2) zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer Zwischenstellung und zumindest einen Querantrieb (9, 10) zum Hin und Her- Bewegen des Verschlussorgans (4) in dem Ventilinnenraum (2) zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung aufweist, wobei das Verschlussorgan (4) die Durchlassöffnung (6, 7) in der Schließstellung verschließt und abdichtet und in der maximalen Öffnungsstellung die Durchlassöffnung (6, 7) vollständig freigibt, wobei das Ventil (1) zusätzlich einen Verschlussdeckel (11) aufweist, welcher den Ventilinnenraum (2) in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans (4) in zwei gegeneinander abgedichtete Teilinnenräume (12, 13) unterteilt.

Description

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Patentanwälte : GrSRalt Haffnanes® ®°1° 3 © T +43 (0)5522 73 137 *°Dr. TKomas Fechner ® °* F +43 (0)5522 73 137-10 H ofm ann X Fe ch Ner Hörnlingerstr. 3, Postfach 5 M office@vpat.at 6830 Rankweil, Austria ) www.vpat.at 29607/34/ss 20190507 1

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Vakuumventil, mit einem, einen Ventilinnenraum umgebenden Ventilgehäuse und mit zumindest einem Verschlussorgan zum Verschließen zumindest einer Durchlassöffnung im Ventilgehäuse, wobei das Ventil zumindest einen Längsantrieb zum Hin und HerBewegen des Verschlussorgans in dem Ventilinnenraum zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer Zwischenstellung und zumindest einen Querantrieb zum Hin und Her- Bewegen des Verschlussorgans in dem Ventilinnenraum zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung aufweist, wobei das Verschlussorgan die

Durchlassöffnung in der Schließstellung verschließt und abdichtet und in der

maximalen Öffnungsstellung die Durchlassöffnung vollständig freigibt.

Ventile dieser Art sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungsformen bekannt. In der Zwischenstellung ist das Ventilorgan in der Regel in Deckung mit der Durchlassöffnung angeordnet aber noch nicht an den die Durchlassöffnung umgebenden Ventilsitz angedrückt, sodass die Durchlassöffnung in der

Zwischenstellung noch nicht verschlossen und abgedichtet ist.

Der Ventilinnenraum innerhalb des Ventilgehäuses muss häufig abgepumpt werden. Je größer das Ventilgehäuse ist, desto länger dauert dies und desto höhere Pumpraten sind notwendig, um den Ventilinnenraum im Ventilgehäuse

abzupumpen. Aufgabe der Erfindung ist es, bei gattungsgemäßen Ventilen eine Verbesserung vorzuschlagen, mit der die Pumprate und/oder die Pumpzeiten, die benötigt

werden, um den Ventilinnenraum abzupumpen, herabgesetzt werden.

Hierzu schlägt die Erfindung ein Ventil gemäß Patentanspruch 1 vor.

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Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventil zusätzlich einen Verschlussdeckel aufweist, welcher den Ventilinnenraum in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans in zwei gegeneinander abgedichtete

Teilinnenräume unterteilt.

Dass der Verschlussdeckel zusätzlich vorhanden ist, bedeutet dabei, dass der Verschlussdeckel kein Verschlussorgan zum Verschließen einer Durchlassöffnung sondern ein gesondertes zu dem oder den Verschlussorganen eben zusätzlich vorhandenes Bauteil ist. Durch das gegeneinander Abdichten der Teilinnenräume des Ventilinnenraums in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans mittels des Verschlussdeckels muss nur der Teilinnenraum also nur der Teil des Ventilinnenraums abgepumpt werden, in den die Durchlassöffnung mündet. Der andere demgegenüber mittels des Verschlussdeckels abgedichtete Teilinnenraum muss nicht abgepumpt werden, sodass Pumpzeiten und Pumpraten herabgesetzt

werden.

Insbesondere wenn sehr aggressive oder schmutzige Medien durch die Durchlassöffnung und damit durch den Ventilinnenraum hindurchtransportiert werden, ist es günstig, wenn das Verschlussorgan, vorzugsweise gemeinsam mit dem Querantrieb, in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans in einem der Teilinnenräume angeordnet ist und die Durchlassöffnung in den anderen der Teilinnenräume mündet. Hierdurch wird das Verschlussorgan, vorzugsweise gemeinsam mit dem Querantrieb, durch den Verschlussdeckel vor den aggressiven und/oder schmutzigen Medien geschützt, welche durch die Durchlassöffnung und damit durch den verbleibenden Teilinnenraum, in welchen die Durchlassöffnung mündet, hindurchtransportiert werden, wenn sich das Verschlussorgan in der maximalen Öffnungsstellung befindet. Hierdurch können insbesondere Dichtungen

und Durchführungen geschützt werden.

Die Zwischenstellung ist auch bei der Erfindung die Stellung des bzw. der

Verschlussorgane, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist und oben bereits

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geschildert wurde. In der Zwischenstellung ist also günstigerweise vorgesehen, dass das Verschlussorgan vor bzw. in Deckung mit der jeweiligen Durchlassöffnung

angeordnet ist, die Durchlassöffnung aber noch nicht verschließt und abdichtet.

Bei dem oder den Verschlussorganen handelt es sich günstigerweise um Ventilteller, welche beim Stand der Technik an sich bekannt sind. Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch bei Ventilen angewendet werden, bei denen die

Verschlussorgane nicht als Ventilteller sondern z.B. als Ventilnadel oder dergleichen

ausgeführt sind.

Grundsätzlich können der Längsantrieb und der Querantrieb als ein ineinander integrierter Antrieb ausgebildet sein. So ist es z.B. auch bei der Erfindung, wie an sich bekannt, möglich, das Verschlussorgan auf einer ersten Teilstrecke mit dem Antrieb in einer Längsrichtung zwischen der maximalen Öffnungsstellung und der Zwischenstellung hin und her zu bewegen und das Verschlussorgan oder ein daran befestigtes Bauteil dann anschließend mit demselben Antrieb an einer Kulisse, einer Schrägfläche oder dergleichen entlangzuschieben, um so das Verschlussorgan von der Zwischenstellung in die Schließstellung und umgekehrt auf einer zweiten

Bewegungsbahn zu bewegen.

Bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen aber vor, dass der Längsantrieb und der Querantrieb jeweils als voneinander gesonderte Antriebe ausgebildet sind. In solchen Ausgestaltungsformen handelt es sich dann also um voneinander verschiedene Antriebe, wobei der Längsantrieb eben wiederum das Verschlussorgan zwischen der maximalen Öffnungsstellung und der Zwischenstellung hin und her bewegt und der Querantrieb das Verschlussorgan zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung hin und her bewegt. Beim Längsantrieb und auch beim Querantrieb kann es sich um an sich bekannte Antriebe, wie z.B. pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Kolben-ZylinderEinheiten, um elektrische Linearantriebe oder andere an sich bekannte

Ventilantriebe handeln, ohne dass diese hier einzeln erläutert werden müssten.

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Bei bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil zumindest eine Ventilstange aufweist, welche das Verschlussorgan trägt, wobei das Verschlussorgan durch Bewegen der Ventilstange zwischen der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung hin und her bewegbar ist. Bei Ausgestaltungsformen der Erfindung, bei denen der Längsantrieb und der Querantrieb jeweils als voneinander gesonderte Antriebe ausgebildet sind, ist günstigerweise vorgesehen, dass die Ventilstange zur Bewegung des Verschlussorgans zwischen der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung vom Längsantrieb hin und her bewegbar ist. Bei diesen Varianten ist dann günstigerweise auch vorgesehen, dass die Ventilstange das Verschlussorgan gemeinsam mit dem Querantrieb trägt. Beim Verstellen des Verschlussorgans zwischen der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung wird in solchen Ausgestaltungsformen also die Ventilstange vom Längsantrieb zusammen mit dem Verschlussorgan und mit dem Querantrieb, vorzugsweise in Richtungen parallel zur Längserstreckung der Ventilstange, hin und her bewegt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Verschlussdeckel an der Ventilstange befestigt, vorzugsweise starr fixiert, ist. Der Verschlussdeckel kann auch an einem Gehäuse des Querantriebs befestigt, vorzugsweise starr fixiert, sein. Der Verschlussdeckel ist günstigerweise mit der Ventilstange so zwangsgekoppelt, dass er mit der Ventilstange zwangsweise mitbewegt wird, wenn das Verschlussorgan zwischen der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung hin und her bewegt wird. In diesem Sinne ist günstigerweise also vorgesehen, dass der Verschlussdeckel zum Mitbewegen mit der Ventilstange mit dieser zwangsgekoppelt ist. Bevorzugt ist auch, dass der Verschlussdeckel an einem, dem Längsantrieb gegenüberliegenden Ende der Ventilstange angeordnet ist. An diesem Ende der Ventilstange sind bevorzugt auch das Verschlussorgan und, soweit separat vom Längsantrieb ausgebildet, auch der

Querantrieb angeordnet.

In bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventilgehäuse einen Verschlussdeckelsitz aufweist, an dem der Verschlussdeckel in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans abdichtend anliegt und von

dem der Verschlussdeckel zumindest in der Zwischenstellung und in der

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Schließstellung des Verschlussorgans abgehoben ist. Bevorzugt ist der Verschlussdeckel vom Verschlussdeckelsitz bereits dann abgehoben, wenn das Verschlussorgan die maximale Öffnungsstellung ein Stück weit verlassen hat. Bevorzugte Varianten sehen also vor, dass der Verschlussdeckel nur in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans am Verschlussdeckelsitz

abdichtend anliegt.

Damit der Verschlussdeckel aus seiner abdichtenden Stellung nicht gegen einen Differenzdruck abgehoben werden muss, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Ventil eine Druckausgleichsvorrichtung aufweist, mit der ein Innendruck in zumindest einem der Teilinnenräume manipulierbar ist, wenn der Verschlussdeckel den Ventilinnenraum in die zwei gegeneinander abgedichteten Teilinnenräume unterteilt. Mittels der Druckausgleichsvorrichtung kann zu gegebener Zeit zunächst ein Druckausgleich zwischen den beiden gegeneinander abgedichteten Teilinnenräumen durchgeführt werden, bevor der Verschlussdeckel von seiner abdichtenden Stellung abgehoben wird. Eine solche Druckausgleichsvorrichtung kann z.B. eine Verbindungsleitung zwischen den Teilinnenräumen sein, welche mittels eines Steuerventils geöffnet und verschlossen werden kann. Andere Möglichkeiten bestehen darin, dass die Druckausgleichsvorrichtung zumindest eine, in eine Öffnung in einem der Teilinnenräume, mündende Pumpe aufweist. In anderen Varianten kann vorgesehen sein, dass die Druckausgleichsvorrichtung zumindest eine, in eine Öffnung in einem der Teilinnenräume mündende Druckausgleichsleitung aufweist, welche den Teilinnenraum über ein Steuerventil mit einem Prozesskammerhohlraum verbindet, welcher in der maximalen Öffnungsstellung des oder der Verschlussorgane mit dem

anderen der Teilinnenräume in Verbindung steht.

Bei erfindungsgemäßen Ventilen kann vorgesehen sein, dass das Ventil ein einziges Verschlussorgan aufweist. Bei den Varianten, bei denen Längsantrieb und Querantrieb als gesonderte Antriebe ausgebildet sind, reicht dann zusätzlich zum Längsantrieb in der Regel auch ein einziger Querantrieb, mit dem das

Verschlussorgan zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung hin und her

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bewegt werden kann. Solche Ventile sind beim Stand der Technik im Grundaufbau hinlänglich als L-Ventile bekannt. L-Ventile können also in anderen Worten auch

erfindungsgemäß mit einem entsprechenden Verschlussdeckel ausgebildet werden.

Erfindungsgemäße Ventile können aber auch als sogenannte TwinVats ausgebildet werden. In diesem Zusammenhang kann also vorgesehen sein, dass das Ventil zwei Verschlussorgane und das Ventilgehäuse zwei Durchlassöffnungen aufweist, wobei jedes der Verschlussorgane in seiner Schließstellung eine der Durchlassöffnungen verschließt und abdichtet. Je Verschlussorgan ist dann günstigerweise ein Querantrieb vorhanden, Solche Ventile kommen grundsätzlich mit einem einzigen Längsantrieb aus. Bei allen Ausgestaltungsformen der Erfindung können aber auch

mehrere Längsantriebe vorhanden sein.

Besonders bevorzugte Varianten von erfindungsgemäßen Ventilen mit Ventilgehäusen mit zwei Durchlassöffnungen sehen vor, dass das Ventil eine Verbindungsleitung aufweist, wobei die Verbindungsleitung die Durchlassöffnungen in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans oder der Verschlussorgane fluidleitend miteinander verbindet. Diese Verbindungsleitung ist bevorzugt zusätzlich zum Verschlussdeckel vorhanden. Sie verbindet die Durchlassöffnungen des Ventilgehäuses günstigerweise genau dann, wenn der Verschlussdeckel den Ventilinnenraum in zwei gegeneinander abgedichtete Teilinnenräume unterteilt. Durch die Verbindung der Durchlassöffnungen des Ventilgehäuses mittels der Verbindungsleitung wird zum einen eine Vergleichmäßigung der Strömung der zwischen den beiden Durchlassöffnungen hindurchströmenden Medien bzw. Fluide erreicht. Mit anderen Worten wird also der Grad der Verwirbelung der Medien bzw. Fluide beim Durchströmen des Ventilinnenraums reduziert. Zum anderen sorgt die Verbindungsleitung durch das Verbinden der Durchlassöffnungen miteinander auch dafür, dass das hindurchströmende Medium bzw. Fluid direkt von einer Durchlassöffnung zur anderen Durchlassöffnung strömt, sodass dieses Medium bzw. Fluid nicht oder nur zu einem geringen Anteil in den restlichen Ventilinnenraum eindringen kann. Dies ist besonders dann günstig, wenn es sich um mit

Schmutzpartikeln behaftete Medien bzw. Fluide handelt, da insbesondere in diesem

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Fall mit der Verbindungsleitung eine Verschmutzung des Ventilinnenraums mit

Partikeln vermieden bzw. zumindest deutlich herabgesetzt wird.

Günstige Varianten sehen vor, dass die Verbindungsleitung am Verschlussdeckel und/oder an der Ventilstange befestigt, vorzugsweise starr fixiert, ist. Die Verbindungsleitung und der Verschlussdeckel können sogar als ein Bauteil also einstückig ausgebildet sein. Es sind aber auch Varianten denkbar, bei denen Verschlussdeckel und Verbindungsleitung aus zwei verschiedenen Bauteilen bestehen, welche entsprechend aneinander befestigt sind. Die Verbindungsleitung und der Verschlussdeckel können aus denselben aber auch aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen. Z.B. kann der Verschlussdeckel aus Aluminium oder Edelstahl und die Verbindungsleitung aus Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen, bestehen. Auch andere prozessresistente Werkstoffe sind denkbar. Darüber hinaus können auch Beschichtungen an diesen Bauteilen angebracht werden. Günstig ist es jedenfalls, wenn die Verbindungsleitung zum Mitbewegen mit dem Verschlussdeckel und/oder mit der Ventilstange mit diesem bzw. mit dieser bzw. mit diesen zwangsgekoppelt ist. Dies bedeutet, dass die Verbindungsleitung in bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung zwangsweise mit dem Verschlussdeckel und/oder der Ventilstange mit bewegt wird. Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass die Verbindungsleitung auf der dem Verschlussorgan oder den Verschlussorganen gegenüberliegenden Seite des Verschlussdeckels angeordnet ist. Generell gesprochen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verbindungsleitung im Ventilinnenraum angeordnet ist. Dies gilt

günstigerweise in all ihren möglichen Betriebsstellungen so.

Bei erfindungsgemäßen Ventilen kann es sich um sogenannte Vakuumventile handeln, welche in der Vakuum- bzw. Unterdrucktechnik eingesetzt werden bzw. für diese vorgesehen sind. In der Vakuumtechnik werden solche Ventile häufig dazu eingesetzt, Prozesskammern zu öffnen und zu schließen. In den Prozesskammern können, wie an sich bekannt, spezielle, für den Prozess benötigte, Gaszusammensetzungen und Druckverhältnisse herrschen. In der Regel spricht man

von Vakuumtechnik, wenn Betriebszustände mit Drücken kleiner oder gleich 0,001

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mbar (Millibar) bzw. 0,1 Pascal erreicht werden. Vakuumventile sind Ventile die für diese Druckbereiche und/oder entsprechende Druckdifferenzen zur Umgebung ausgelegt sind. Man kann von Vakuumventilen aber allgemein auch dann sprechen,

wenn sie für Drücke unter dem Normaldruck, also unter 1 bar ausgelegt sind.

Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden beispielhaft in den nachfolgend beschriebenen, schematisiert

dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 2, 3 und 4 Schnitte entlang der Schnittlinie AA in der Schließstellung, der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung;

Fig. 5 den Schnitt entlang der Schnittlinie BB aus Fig. 1;

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung zu diesem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 7, 8 und 9 Schnittdarstellungen entlang der Schnittlinie AA aus Fig. 1 zu einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils wiederum in der Schließstellung, der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie BB aus Fig. 1 zum zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig. 11 bis 15 Darstellungen zu einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 1 zeigt zunächst eine schematisierte Ansicht von außen auf eine mögliche Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Zu sehen sind in Fig. 1 das Ventilgehäuse 3 und eine der Durchlassöffnungen 6 sowie das unten über das Ventilgehäuse 3 überstehende Längsantriebsgehäuse 18. Das Ventilgehäuse 3 umfasst in dieser Ausgestaltungsform einen Gehäusedeckel 21, welcher für Wartungszwecke und zum Austauschen einzelner Komponenten des Ventils 1 abgenommen werden kann. Im

Normalbetrieb ist der Gehäusedeckel 21 fix am restlichen Ventilgehäuse 3 befestigt,

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sodass die Durchlassöffnungen 6 und 7 die einzigen Öffnungen im Ventilgehäuse 3 sind, die in den Ventilinnenraum 2 des Ventilgehäuses 3 führen. Das Ventilgehäuse 3 kann in an sich bekannter Art und Weise an Prozesskammern so angeordnet werden, dass die Ein- und/oder Austrittsöffnungen der Prozesskammern mit einer der Durchlassöffnungen 6 und 7 des Ventils 1 fluchten, sodass die jeweilige Einund/oder Auslassöffnungen der Prozesskammer mittels des Ventils 1 bzw. dessen

Verschlussorganen 4 und 5 verschlossen und geöffnet werden kann.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen in schematisierten Darstellungen jeweils einen Schnitt entlang der Schnittlinie AA in Fig. 1. Fig. 2 zeigt die Schließstellung, in der die beiden Verschlussorgane 4 und 5, welche hier jeweils als Ventilteller ausgeführt sind, die Durchlassöffnungen 6 und 7 verschließen und abdichten. Fig. 3 zeigt die Zwischenstellung, in der die Verschlussorgane 4 und 5 bereits vom jeweiligen Ventilsitz abgehoben sind, sodass die Durchlassöffnungen 6 und 7 nicht mehr abgedichtet sind. In der Zwischenstellung befinden sich die Verschlussorgane 4 und

5 aber noch in Deckung mit den jeweiligen Durchlassöffnungen 6 und 7.

Fig. 4 zeigt die maximale Öffnungsstellung, in der die Verschlussorgane 4 und 5 so verfahren worden sind, dass sie die Durchlassöffnungen & und 7 vollständig

freigeben.

Der Ventilinnenraum 2 des erfindungsgemäßen Ventils 1 gliedert sich in zwei Teilinnenräume 12 und 13, auf die weiter unten noch im Detail eingegangen wird. Im Ventilinnenraum 2, welcher vom Ventilgehäuse 3 umgeben ist, befinden sich die Verschlussorgane 4 und 5 zum Verschließen der Durchlassöffnungen 6 und 7 im Ventilgehäuse 3. Das Ventil 1 weist einen Längsantrieb 8 zum Hin und Her- Bewegen der Verschlussorgane 4 und 5 in dem Ventilinnenraum 2 zwischen der maximalen Öffnungsstellung gemäß Fig. 4 und der Zwischenstellung gemäß Fig. 3 auf. Weiters weist das Ventil 1 in diesem ersten Ausführungsbeispiel pro Verschlussorgan 4 und 5 jeweils einen Querantrieb 9 und 10 zum Hin und Her- Bewegen jeweils eines der Verschlussorgane 4 und 5 zwischen der Zwischenstellung gemäß Fig. 3 und der

Schließstellung gemäß Fig. 2 auf. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind der

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Längsantrieb 8 und die Querantriebe 9 und 10 jeweils als voneinander gesonderte Antriebe ausgebildet. Im konkret gezeigten Beispiel handelt es sich jeweils um pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten, welche an sich bekannt sind. Natürlich könnten der Längsantrieb 8 und die Querantriebe 9 und 10 auch als hydraulische Antriebe, als elektrische Antriebe oder als sonstige Linearantriebe ausgeführt sein. Es wäre, wie eingangs bereits erläutert, auch möglich, den Längsantrieb 8 und die Querantriebe 9 und 10 als einen kombinierten Antrieb auszuführen. Auch dies ist an

sich bekannt und wurde eingangs noch kurz erläutert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Verschlussorgane 4 und 5 vom Längsantrieb 8 ausschließlich linear zwischen der maximalen Öffnungsstellung und der Zwischenstellung hin und her bewegt. Die Bewegungsbahn verläuft dabei parallel zur Längserstreckung der Ventilstange 14. Die Querantriebe 9 und 10 bewegen die jeweiligen Verschlussorgane 4 und 5 in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Schließstellung und der Zwischenstellung ebenfalls rein linear auf Bewegungsbahnen hin und her, welche orthogonal zur Längserstreckung der

Ventilstange 14 sind.

Der Kolben 20 des hier dargestellten Längsantriebs 8 ist an einem Ende der Ventilstange 14 fixiert und zusammen mit der Ventilstange 14 im Zylinder 19 des Längsantriebs 8 durch entsprechende Druckbeaufschlagung hin und her bewegbar. Die zur Druckbeaufschlagung des Kolbens 20 benötigten Anschlüsse können, wie beim Stand der Technik an sich bekannt, ausgeführt sein und sind hier nicht eingezeichnet. Der Zylinder 19 des Längsantriebs 8 befindet sich im Längsantriebsgehäuse 18, welches mit dem Ventilgehäuse 3 verbunden ist. Die Ventilstange 14 ist mittels Dichtungen 22 in an sich bekannter Art und Weise gegen das Längsantriebsgehäuse 18 abgedichtet, womit auch eine Abdichtung zwischen dem Zylinder 19 des Längsantriebs 8 und dem Ventilinnenraum 2 geschaffen ist. Die Ventilstange 14 trägt sowohl die Verschlussorgane 4 und 5 als auch die ihnen zugeordneten Querantriebe 9 und 10. Die Verschlussorgane 4 und 5 können durch Bewegen der Ventilstange 14 zwischen der Zwischenstellung und der maximalen

Öffnungsstellung hin und her bewegt werden. Beide Querantriebe 9 und 10 sind als

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Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet, welche pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden können. Jeder Querantrieb 9 und 10 weist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Kolben 24 auf, welcher in einem Zylinder 23 des jeweiligen Querantriebs 9 bzw. 10 linear verschiebbar gelagert ist. Die zur Druckbeaufschlagung der Kolben 24 notwendigen Anschlüsse sind wiederum nicht dargestellt, da solche Kolben-Zylinder-Anordnungen sowohl in hydraulischen als

auch in pneumatischen Varianten hinlänglich bekannt sind.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Ventil 1 zusätzlich einen Verschlussdeckel 11 aufweist, welcher den Ventilinnenraum 2 in der maximalen Öffnungsstellung gemäß Fig. 4 in zwei gegeneinander abgedichtete Teilräume 12 und 13 unterteilt. In der in Fig. 4 dargestellten maximalen Öffnungsstellung der Verschlussorgane 4 und 5 wird der Verschlussdeckel 11 hierzu mit der Dichtung 22 an den Verschlussdeckelsitz 16 so angedrückt, dass die beiden Teilinnenräume 12 und 13 des Ventilinnenraums 2 vom Verschlussdeckel 11 gegeneinander abgedichtet sind. Die Dichtung 22 kann sowohl am Verschlussdeckel 11 als auch am Verschlussdeckelsitz 16 angebracht sein. Günstigerweise ist dabei, wie hier auch realisiert, vorgesehen, dass die Verschlussorgane 4 und 5 gemeinsam mit dem jeweiligen Querantrieb 9 und 10 in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans in einem der Teilräume 12 angeordnet sind, während die Durchlassöffnungen 6 und 7 in den anderen der Teilinnenräume 13 münden. Dies ist gut in Fig. 4 zu sehen. Durch die Unterteilung des Ventilinnenraums 2 in zwei gegeneinander abgedichtete Teilinnenräume 12 und 13 in der maximalen Öffnungsstellung der Verschlussorgane 4, 5 mittels des Verschlussdeckels 11 wird erreicht, dass nur der Teilinnenraum 13 abgepumpt werden muss, wodurch, wie eingangs erläutert, kurze Pumpzeiten bei erfindungsgemäßen Ventilen erreicht werden. Außerdem wird durch die Trennung des Ventilinnenraums 2 mittels des Verschlussdeckels 11 in zwei gegeneinander abgedichtete Teilinnenräume 12 und 13 und die Anordnung der Verschlussorgane 4 und 5 sowie der Querantriebe 9 und 10 in dem Teilinnenraum 12, in den die Durchlassöffnungen 6 und 7 nicht münden, die Verschlussorgane 4 und 5 und die Querantriebe 9 und 10 vor Verschmutzungen und

sonstigen Beeinträchtigungen geschützt, wenn sich die Verschlussorgane 4 und 5 in

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der maximalen Öffnungsstellung befinden. Der Verschlussdeckel 11 ist günstigerweise, wie hier auch dargestellt, an der Ventilstange 14 befestigt, besonders bevorzugt starr fixiert. Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass der Verschlussdeckel 11 zum Mitbewegen mit der Ventilstange 14 mit dieser zwangsgekoppelt ist. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls der Fall. Dies bedeutet, dass bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Verschlussdeckel 11 immer mit der Ventilstange 14 mitbewegt wird. Günstigerweise ist, wie hier auch vorgesehen, der Verschlussdeckel 11 an dem, dem Längsantrieb gegenüber liegenden Ende 15 der Ventilstange 14 angeordnet. Der Verschlussdeckelsitz 16, an dem der Verschlussdeckel 11, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Dichtung 22, in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans 4 bzw. 5 abdichtend anliegt, ist in den Fig. 2, 3 und 4 gut zu sehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Verschlussdeckel 11 von dem Verschlussdeckelsitz 16 abgehoben, sobald die Verschlussorgane 4 und 5 aus der

maximalen Öffnungsstellung herausgefahren werden.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels entlang der Schnittlinie BB aus Fig. 1. Dort ist eine Öffnung 25 zu sehen, welche Teil der Druckausgleichsvorrichtung 17 ist. Diese Öffnung 25 mündet in den Teilinnenraum 12. Mittels der Druckausgleichsvorrichtung 17 kann der Innendruck in zumindest einem der Teilinnenräume 12 bzw. 13, hier im Teilinnenraum 12, manipuliert werden, wenn der Verschlussdeckel 11 den Ventilinnenraum 2 in die zwei gegeneinander abgedichteten Teilinnenräume 12 und 13 unterteilt. Hierzu kann an die Öffnung 25 z.B. eine Pumpe der Druckausgleichsvorrichtung 17 angeschlossen werden. Es ist auch denkbar, die Druckausgleichsvorrichtung 17 als eine Verbindungsleitung zwischen der in Fig. 5 dargestellten Öffnung 25 der Druckausgleichsvorrichtung 17 und einer der hier nicht dargestellten Prozesskammer auszuführen, sodass über die Öffnung 25 und die nicht dargestellte Druckleitung und die nicht dargestellte Prozesskammer ein Druckausgleich zwischen den beiden Teilinnenräumen 12 und 13 möglich ist. In der Druckleitung befindet sich günstigerweise ein Sperrventil, mit der diese Druckleitung bzw. dieser Bypass geöffnet und geschlossen werden kann. Die

Druckausgleichsvorrichtung 17 dient jedenfalls in bevorzugten

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Ausgestaltungsformen, wie der hier gezeigten, dazu, dass der Innendruck in den Teilinnenräumen 12 und 13 ausgeglichen werden kann, bevor der Verschlussdeckel 11 vom Verschlussdeckelsitz 16 abgehoben wird. Hierdurch wird vermieden, dass der Verschlussdeckel 11 beim Abheben vom Verschlussdeckelsitz 16 gegen einen

Differenzdruck bewegt werden muss.

Fig. 6 zeigt eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gut zu sehen sind die beiden Verschlussorgane 4 und 5, der Verschlussdeckel 11, die Ventilstange 14 mit dem Kolben 20 und der daran angeordneten Dichtung 22 des Längsantriebs 8. Der Gehäusedeckel 21 ist in dieser Darstellung vom restlichen Ventilgehäuse 3 abgehoben dargestellt. Im Inneren des Ventilgehäuses 3 sieht man den Ventilinnenraum 2 mit den beiden Teilinnenräumen

12 und 13. Gut zu sehen ist in Fig. 6 auch der umlaufende Verschlussdeckelsitz 16.

In dem bisher anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Ventil 1 zwei Verschlussorgane 4 und 5 auf, wobei jedem der Verschlussorgane 4 und 5 ein eigener Querantrieb 9 und 10 zugeordnet ist. Das Ventilgehäuse 3 hat zwei Durchlassöffnungen 6 und 7, wobei jedes der Verschlussorgane 4 und 5 in seiner Schließstellung eine der Durchlassöffnungen 6

und 7 verschließt und abdichtet.

Wie eingangs bereits erläutert muss dies nicht zwingend so sein. Es könnte z.B. bei der Erfindung auch nur ein einziger Querantrieb 10 vorgesehen sein, welcher beide Verschlussorgane 4 und 5 zwischen der Schließstellung und der Zwischenstellung hin und her bewegt. Alternativ kann bei der Erfindung z.B. aber auch vorgesehen sein, dass das Ventil 1 ein einziges Verschlussorgan 4 und dann gegebenenfalls auch einen einzigen Querantrieb 9 aufweist. Eine solche Variante wird beispielhaft im zweiten Ausführungsbeispiel erläutert, welches in den Fig. 7, 8 und 9 jeweils als Schnitt entlang der Schnittlinie AA aus Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 10 zeigt den Schnitt entlang der Schnittlinie BB aus Fig.1 zu diesem zweiten Ausführungsbeispiel. Es handelt sich beim zweiten Ausführungsbeispiel um eine Abwandlungsform des

ersten Ausführungsbeispiels, wobei das zweite Ausführungsbeispiel allerdings statt

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zwei Verschlussorganen 4 und 5 und zwei Querantrieben 9 und 10 nur ein einziges Verschlussorgan 4 und nur einen einzigen Querantrieb 9 aufweist. Fig. 7 zeigt wiederum die Schließstellung, in der das Verschlussorgan 4 die Durchlassöffnung 6 verschließt und abdichtet. Fig. 8 zeigt die Zwischenstellung, in der das Verschlussorgan 4 die Durchlassöffnung 6 nicht mehr abdichtet aber noch in Deckung mit der Durchlassöffnung 6 angeordnet ist. Fig. 9 zeigt die maximale Öffnungsstellung des Verschlussorgans 4, in der die Durchlassöffnung 6 vollständig freigegeben ist und in der der Verschlussdeckel 11 den Ventilinnenraum 2 erfindungsgemäß in zwei gegeneinander abgedichtete Teilinnenräume 12 und 13 unterteilt. Abgesehen vom Weglassen des zweiten Verschlussorgans 5 und des zweiten Querantriebs 10 entspricht dieses zweite Ausführungsbeispiel in Funktion und Aufbau dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird, welche für das zweite Ausführungsbeispiel ebenfalls entsprechend gelten. Dies gilt auch für die in Fig. 10 eingezeichnete Öffnung 25 und die daran realisierbaren Ausgestaltungsvarianten

der Druckausgleichsvorrichtung 17.

Die Fig. 11 bis 15 zeigen nun noch schematisierte Darstellungen zu einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist eine Weiterentwicklung des ersten Ausführungsbeispiels, sodass im Folgenden im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Bezüglich aller anderen Merkmale wird auf die obigen

Schilderungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.

Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht von außen auf das Ventil 1. Zu sehen sind das Ventilgehäuse 3 sowie eine Durchlassöffnung 6, der Gehäusedeckel 21 und das Längsantriebsgehäuse 18. Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen jeweils Schnitte entlang der in Fig. 11 eingezeichneten Schnittlinie C-C, wobei sich das Ventil 1 in Fig. 12 in der Schließstellung, in Fig. 13 in der Zwischenstellung und in Fig. 14 in der maximalen Öffnungsstellung befindet. Fig. 15 zeigt eine Explosionsdarstellung zu diesem Ventil 1. Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht in der

Verbindungsleitung 26, welche zusätzlich zum Verschlussdeckel 11 vorhanden ist. In

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diesem Ausführungsbeispiel sind der Verschlussdeckel 11 und die Verbindungsleitung 26 als einstückiger Körper ausgebildet, wie dies insbesondere in der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 15 gut zu sehen ist. Natürlich kann es sich bei Verbindungsleitung 26 und Verschlussdeckel 11 aber auch um zwei Körper handeln, die miteinander verbunden oder insbesondere aneinander fixiert sind. Um ausreichend Platz für die Verbindungsleitung 26 in der Schließstellung der Verschlussorgane 5 und 6 gemäß Fig. 12 bereitzustellen, ist der Ventilinnenraum 2 etwas größer ausgebildet als im ersten Ausführungsbeispiel. Die Verbindungsleitung 26 wird in diesem Ausführungsbeispiel jedenfalls zusammen mit dem Verschlussdeckel 11 zwangsweise mit der Ventilstange 14 mitbewegt, wenn die Ventilstange 14 vom Längsantrieb 8 in Richtungen parallel zu ihrer Längserstreckung bewegt wird. In der maximalen Öffnungsstellung der Verschlussorgane 4 und 5 verbindet die Verbindungsleitung 26 die Durchlassöffnungen 6 und 7 fluidleitend miteinander, wie dies in Fig. 14 gut zu sehen ist. In dieser maximalen Öffnungsstellung der Verschlussorgane 4 und 5 unterteilt der Verschlussdeckel 11 den Ventilinnenraum 2 in die beiden Teilinnenräume 12 und 13, wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Durch die zusätzlich zum Verschlussdeckel 11 vorhandene Verbindungsleitung 26 wird in der maximalen Öffnungsstellung der Verschlussorgane 4 und 5 gemäß Fig. 14 eine direkte fluidleitende Verbindung zwischen den Durchlassöffnungen & und 7 des Ventilgehäuses 3 geschaffen. Hierdurch werden Verwirbelungen im durchströmenden Fluid bzw. Medium vermieden bzw. zumindest reduziert und damit eine Vergleichmäßigung der Strömung erreicht. Außerdem sorgt die Verbindungsleitung 26 dafür, dass möglichst wenig durchströmendes Medium bzw. Fluid in den sonstigen Ventilinnenraum 2 außerhalb der Verbindungsleitung 26 eindringen kann. Hierdurch wird, insbesondere wenn sehr verschmutzte Medien bzw. Fluide durch das Ventil 1 hindurchbefördert werden sollen, vermieden, dass der Ventilinnenraum 2 stark verschmutzt wird. In den Fig. 12 bis 14 ist auch gut zu erkennen, dass in bevorzugten Varianten mit Verbindungsleitungen 26, diese auf der den Verschlussorganen 4 und 5 gegenüberliegenden Seite des Verschlussdeckels 11 angeordnet ist. Trotzdem befindet sich die Verbindungsleitung 26 günstigerweise in allen ihren

Betriebsstellungen im Ventilinnenraum 2.

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Der Druckausgleich wird im dritten Ausführungsbeispiel wie bei den beiden erstgeschilderten Ausführungsbeispielen mittels einer entsprechenden Druckausgleichsvorrichtung 17 vorgenommen, ohne dass dies beim dritten Ausführungsbeispiel noch einmal gesondert gezeigt ist. Hierzu wird auf die obigen Schilderungen verwiesen. Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass entsprechende Verbindungsleitungen 26 auch beim zweiten Ausführungsbeispiel vorhanden sein

könnten, bei dem nur ein Verschlussorgan 4 vorgesehen ist.

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Legende

zu den Hinweisziffern:

Ventil Ventilinnenraum Ventilgehäuse Verschlussorgan Verschlussorgan Durchlassöffnung Durchlassöffnung Längsantrieb Querantrieb Querantrieb Verschlussdeckel Teilinnenraum Teilinnenraum Ventilstange

Ende Verschlussdeckelsitz Druckausgleichsvorrichtung Längsantriebsgehäuse Zylinder

Kolben Gehäusedeckel Dichtung

Zylinder

Kolben

Öffnung Verbindungsleitung

® DC

Claims (1)

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Patentanwälte DE Reit Hofhanıt ” 167 5050870 7 443 (0)5522 73 137

Dr.°Thomas FeEHhert*** © ** F +43 (0)5522 73 137-10 H ofm a N N X Fe ch N cc r Hörnlingerstr. 3, Postfach 5 M office@vpat.at

6830 Rankweil, Austria | www.vpat.at 29607 34/ss 20190507

18 Patentansprüche

1. Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, mit einem, einen Ventilinnenraum (2) umgebenden Ventilgehäuse (3) und mit zumindest einem Verschlussorgan (4, 5) zum Verschließen zumindest einer Durchlassöffnung (6, 7) im Ventilgehäuse (3), wobei das Ventil (1) zumindest einen Längsantrieb (8) zum Hin und HerBewegen des Verschlussorgans (4, 5) in dem Ventilinnenraum (2) zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer Zwischenstellung und zumindest einen Querantrieb (9, 10) zum Hin und Her- Bewegen des Verschlussorgans (4) in dem Ventilinnenraum (2) zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung aufweist, wobei das Verschlussorgan (4) die Durchlassöffnung (6, 7) in der Schließstellung verschließt und abdichtet und in der maximalen Öffnungsstellung die Durchlassöffnung (6, 7) vollständig freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) zusätzlich einen Verschlussdeckel (11) aufweist, welcher den Ventilinnenraum (2) in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans (4, 5) in zwei gegeneinander abgedichtete

Teilinnenräume (12, 13) unterteilt.

2. Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsantrieb (8) und der Querantrieb (9, 10) jeweils als voneinander gesonderte Antriebe

ausgebildet sind.

3. Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (4, 5), vorzugsweise gemeinsam mit dem Querantrieb (9, 10), in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans (4, 5) in einem der Teilinnenräume (12) angeordnet ist und die Durchlassöffnung (6, 7) in den

anderen der Teilinnenräume (13) mündet.

4. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das

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Ventil (1) zumindest eine Ventilstange (14) aufweist, welche das Verschlussorgan (4, 5), vorzugsweise gemeinsam mit dem Querantrieb (9, 10), trägt, wobei das Verschlussorgan (4, 5) durch Bewegen der Ventilstange (14) zwischen der Zwischenstellung und der maximalen Öffnungsstellung hin und her bewegbar

ist.

Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussdeckel (11) an der Ventilstange (14) befestigt, vorzugsweise starr fixiert, ist und/oder dass der Verschlussdeckel (11) zum Mitbewegen mit der Ventilstange (14) mit

dieser zwangsgekoppelt ist.

Ventil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussdeckel (11) an einem, dem Längsantrieb (8) gegenüberliegenden

Ende (15) der Ventilstange (14) angeordnet ist.

Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (3) einen Verschlussdeckelsitz (16) aufweist, an dem der Verschlussdeckel (11) in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans (4, 5) abdichtend anliegt und von dem der Verschlussdeckel (11) zumindest in der Zwischenstellung und in der Schließstellung des Verschlussorgans (4, 5)

abgehoben ist.

Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) eine Druckausgleichsvorrichtung (17) aufweist, mit der ein Innendruck in zumindest einem der Teilinnenräume (12, 13) manipulierbar ist, wenn der Verschlussdeckel (11) den Ventilinnenraum (2) in die zwei gegeneinander

abgedichteten Teilinnenräume (12, 13) unterteilt. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das

Ventil (1) ein einziges Verschlussorgan (4) und einen einzigen Querantrieb (9)

aufweist.

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1202700740048. 41

Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) zwei Verschlussorgane (4, 5), und vorzugsweise je Verschlussorgan (4, 5) einen Querantrieb (9, 10), aufweist, und das Ventilgehäuse (3) zwei Durchlassöffnungen (6, 7) aufweist, wobei jedes der Verschlussorgane (4, 5) in

seiner Schließstellung eine der Durchlassöffnungen (6, 7) verschließt und abdichtet.

Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (3) zwei Durchlassöffnungen (6, 7) und das Ventil (1) eine Verbindungsleitung (26) aufweist, wobei die Verbindungsleitung (26) die Durchlassöffnungen (6, 7) in der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussorgans (4, 5) oder der Verschlussorgane (4, 5) fluidleitend

miteinander verbindet.

Ventil (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (26) am Verschlussdeckel (11) befestigt, vorzugsweis starr fixiert, ist und/oder dass die Verbindungsleitung (26) zum Mitbewegen mit dem Verschlussdeckel (11) und/oder mit der Ventilstange (14) mit diesem bzw.

dieser bzw. diesen zwangsgekoppelt ist.

Ventil (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (26) auf der dem Verschlussorgan (4, 5) oder den Verschlussorganen (4, 5) gegenüberliegenden Seite des Verschlussdeckels (11) angeordnet ist und/oder dass die Verbindungsleitung (26) im Ventilinnenraum

(2) angeordnet ist.