Durchgangs- oder Eckventil als Absperrorgan für die Hochvakuumtechnik Die Erfindung betrifft ein Durchgangs- oder Eck- ventil grosser Nennweite als Absperrorgan für die Hochvakuumtechnik, mit hydraulischer Betätigung und Verriegelung sowie einem vom Sitz abhebbaren, in Strömungsrichtung schwenkbaren Ventilteller.
Es ist ein Ventil kleiner Nennweite bekannt, bei dem, oder Ventilsitz durch einten, Quersteg halbiert und die so entstehenden halbkreisförmigen Sitzflächen durch entsprechend geformte Ventilklappen abge schlossen werden. Die Betätigung der Ventilklappen erfolgt von aussen durch Gestänge. Bei diesem Ventil ist es schwierig, eine einwandfreie Abdichtung an dem Quersteg zu erzielen, und als Nachteil sind eine erhöhte Leckrate sowie eine komplizierte Gestänge bildung zu nennen.
Bei einer anderen bekannten Ausführung wird der Ventilteller in die Richtung des geringsten Strömungswiderstandes durch das Zusam menwirken eines Gelenkdreieckes mit einem weiteren Gelenk gedreht. Ein weiteres bekanntes System ist mit einem Hebelmechanismus ausgestattet, der zum Erzeugen der Anpresskraft einen Kniehebel aufweist. Zum Abheben und Schwenken des Ventiltellers sind weitere Hebel übers Kreuz angeordnet.
Diese Hebel sind einerseits am Ventilgehäuse und anderseits am Ventilteller angelenkt. Nachteilig macht sich hierbei bemerkbar; dass die Wandung des Ventilgehäuses entsprechend der aufzunehmenden Hebelkraft ver- hältnismässig stark ausgeführt werden muss, obwohl der Betriebsdruck eine schwächere Wandstärke er laubt.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser genann ten Ventile ist, dass auf dem Ventilteller eine be stimmte Anpresskraft übertragen werden muss, um die geforderte Dichtheit zu erreichen.
Die erforderliche Anpresskraft wird bei den be- kannten Ventilen im Mittelpunkt des Ventiltellers eingeleitet und auf das Dichtelement übertragen. Nachteilig wirkt sich hierbei - insbesondere bei grösseren Nennweiten - der materialintensive Auf bau des Ventiltellers aus. Ausserdem ist der Aufwand zur Herstellung der Bewegungsmechanismen sehr umfangreich. Bei einer weiteren bekannten Ausfüh- rung erfol;gb das Öffnen und Schliessen des Ventiltel- lers hydraulisch.
Hierbei ist der Ventilteller am Kopf der senkrecht stehenden Ventilstange befestigt. Ein um die Kolbenstange gelegter Faltenbalg dient als Dichtelement und trennt den Vakuumraum gegen die Atmosphäre ab. Nachteilig ist, dass der Hydraulikzy linder; der das Öffnen und Schliessen sowie das An pressen des Ventiltellers auf den Sitz bewirkt, auf dem Ventil angebracht ist und dadurch sich die dop pelte Hubhöhe erforderlich macht. Diese Ventile können nur als Eckventile verwendet werden.
Die bisher bekannten Ausführungsformen eignen sich nicht für Ventile grosser Nennweiten sowie für solche, die aus betriebsbedingten Gründen beiderseits gegen atmosphärischen Druck dicht sein müssen, da durch die benötigten Anpresskräfte für den Ventiltel ler eine ausserordentlich schwere Ausführung des Ventiles die Folge ist. Weiterhin tritt bei den Ausfüh rungen mit schwenkbarem Ventilteller im Moment des öffnens bzw. Schliessens ein Gleiten des elasti schen Dichtelementes auf der Dichtfläche ein, wodurch ein vorzeitiger Verschleiss des Dichtele mentes hervorgerufen wird.
Zweck der Erfindung ist es, ein Vakuumventil zu schaffen, welches die beschriebenen Nachteile ver meidet und vor allem bei grossen Nennweiten eine möglichst leichte Bauweise aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Durchgangs- oder Eckventil grosser Nenn weite die bekannten Vorteile des Schwenkens des Ventiltellers in Richtung des geringsten Strömungs widerstandes zu gewährleisten, durch geeignete An ordnung bekannter Bauelemente das Ventil nicht nach der .erforderlichen Hebelkraft, sondern nur ent sprechend des Betriebsdruckes auszulegen und somit einen Leichtbau des Ventiles zu ermöglichen,
die Hubhöhe der bekannten Bauelemente klein zu halten und durch entsprechende Ausbildung der Ventiltel- lerlagerung ein Gleiten des elastischen Dichtelemen tes im Moment des Öffnens oder Schliessens zu ver meiden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die erforderliche Anpresskraft für den mit einem elastischen Dichtelement und Druckring versehenen Ventilteller durch beispielsweise vier, mindestens jedoch drei radial und gleichmässig am Umfang des Ventilgehäuses und in einem bestimmten Winkel zur Ventilsitzfläche angebrachte Druckzylinder erzeugt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die bei spielsweise durch einen Faltenbalg abgedichtete Kol benstange des Druckzylinders am äusseren Umfang des Ventiltellers, d. h. in unmittelbarer Nähe des Dichtelementes angreift.
Dadurch wird der Ventiltellerboden von der un mittelbaren übertragung der Dichtkräfte weitgehend entlastet; er braucht deshalb nur noch der maximal auftretenden Druckdifferenz über bzw. unter dem Ventilteller standzuhalten und kann somit entspre chend leicht ausgeführt werden. Für den Schwenk vorgang zum Öffnen und Schliessen ist der Ventiltel ler einseitig drehbar gelagert und kann durch ein Seil mittels einer Seilwinde, die im Ventilgehäuse ange ordnet ist, gehoben und durch das Eigengewicht ge senkt werden.
Um beim. Abheben oder Aufsetzen des Ventiltel lers ein Gleiten des elastischen Dichtelementes zu verhindern, ist das am Ventilgehäuse befestigte Schwenklager zweckmässig so ausgebildet, dass nach dem Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Druckzylinder und Ventilteller der Zapfen mit dem über Schwenkarme verbundenen Ventilteller durch eine Druckfeder in der entsprechend als Langloch ausgebildeten Lagerbohrung soweit angehoben wird, bis das elastische Dichtelement einen gewissen Ab stand vom Ventilsitz hat.
Die Kraft der Feder muss dabei grösser als das halbe und kann kleiner als das Gesamtgewicht des Ventiltellers sein. Beim Schlies- sen des Ventiltellers wiederholt sich der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge. Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmässig, den Mechanismus zum Heben und Senken des Ventiltellers selbsthemmend zu gestalten und vorzugsweise hydraulisch zu betätigen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1: einen vereinfachten Längsschnitt durch das Ventil Fig. 2: einen Teilschnitt nach Fig. 1 durch einen Hydraulikzylinder und Ventilteller Fig. 3: das Schwenklager in Draufsicht Fig. 4: einen Schnitt<B>A -A</B> nach Fig. 3 Fig. 5: einen Schnitt B-B nach Fig. 3 Fig. 6: einen Schnitt C-C nach Fig. 3.
Im Ausführungsbeispiel ist das Ventil als Eck- ventil dargestellt.
In Fig. 1 ist der Ventilteller über ein Schwenkla ger 2 mit dem Ventilgehäuse 3 schwenkbar verbun den. Die Schwenkbewegung erfolgt durch eine am Ventilgehäuse 3 befestigte und mit dem Ventilinneren in Verbindung stehende hydraulisch angetriebene Winde 5 über das Seil 6. Der nicht bezeichnete und vorzugsweise als Schneckentrieb ausgebildete An trieb der Winde 5 ist selbsthemmend, so dass der Ventilteller in jeder öffnungs- und Schliesslage ohne besondere Sicherheitsmassnahme gehalten werden kann.
Der Ventilteller 1 schliesst selbsttätig beim Abwickeln des Seiles 6 von der Seiltrommel 7 der Winde 5 infolge seines Eigengewichtes.
Am Umfang des Ventilgehäuses 3 sind vier Druckzylinder 8 nach Fig. 2 radial zur Mittellinie 4 des Ventiltellers 1 angebracht. Der Ventilteller 1 wird, nachdem er auf dem Ventilsitz 9 aufliegt, durch die vier Druckzylinder 8 fest an denselben ange- presst. Die Presskraft des Drucköles wird vom Kol ben 10 über die Kolbenstange 11 auf den Kopf 12 mit der Rolle 13 auf den Druckklotz 14 des Ventil tellers 1 übertragen. Der Druckklotz 14 sowie die Knotenbleche 15 sind auf der Oberfläche des Ventil tellers 1 so angebracht, dass die eingeleitete Dicht kraft über den Druckring 16 des Ventiltellers 1 un mittelbar auf den Ventilsitz 9 wirkt.
In dem Druck ring 16 ist das elastische Dichtelement 17 eingelegt. Um die Bewegung der Kolbenstange 11 vakuumdicht in das Ventilinnere zu übertragen, ist eine elastische Abdichtung 18, beispielsweise ein Metallfaltenbalg, angebracht. Durch einschaltbare Endschalter 19 wird der Hub der Druckzylinder 8 begrenzt. Die Druckzy- linder 8 und die Winde 5 werden durch ein normales Hydraulikaggregat, welches nicht dargestellt ist, ge speist. Die nicht dargestellte Schaltung der hydrau lisch betriebenen Winde 5 und der Druckzylinder 8 sind als Folgeregelung ausgebildet, so dass die Bewe gungsvorgänge nur in nachstehender Reihenfolge ab laufen können: Schliessen - Anpressen - Lösen Öffnen.
Der Aufbau des Schwenklagers 2 ist aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich. Nach dem Lösen der kraft schlüssigen Verbindung durch die Druckzylinder 8 wird der Ventilteller 1 in Schwenklager 2 durch die Kraft einer Feder 20 so weit angehoben, bis der Zap fen 21, der mit den Schwenkarmen 23 verbunden ist, das Langloch 22 durchlaufen hat und am Schwenkla- gerdeckel 24 anliegt.
Dabei wird gleichzeitig der Ventilteller 1 in der Nähe der Lagerstelle so weit vom Ventilsitz 9 abgehoben, dass das elastische Dichtelement 17 den Ventilsitz 9 nicht mehr berührt. Bei dem anschliessenden Öffnungsvorgang wird der Ventilteller 1 durch die Winde 5 in eine Endstellung gebracht, ohne dass eine Beschädigung des elasti schen Dichtelementes 17 eintritt. Die Kraft der Feder 20 muss dabei grösser als das halbe und kann kleiner als das Gesamtgewicht des Ventiltellers 1 sein.