CN102171499B - 具有气密轴杆贯通部的真空阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空阀(1)，该真空阀用于中断、释放或控制真空阀(1)的内部(3)中的流动介质。联接到阀驱动装置(5)的轴杆(6)从大气区域(4)通过密封轴杆贯通部(20)穿过阀壳体(2)气密地导入内部(3)，使得由阀驱动装置(5)产生的运动可以从大气区域(4)传递到内部(3)，用于中断、释放或控制流动。轴杆贯通部(20)包括：第一密封环(21)，该第一密封环沿径向以气体密封方式同心地包围轴杆(6)；支承表面(22)，该支承表面相对于轴杆(6)沿轴向面对，第一密封环(21)至少部分地以气密密封方式抵靠所述支承表面；支撑环(23)；以及弹簧(25)。支撑环(23)的内锥形段(24)至少部分地包围第一密封环(21)。弹簧(25)沿朝向支承表面(22)的方向轴向挤压支撑环(23)，使得锥形段(24)以基本恒定的压力将第一密封环(21)弹性柔顺地挤压在支承表面(22)和轴杆(6)上。

Description

具有气密轴杆贯通部的真空阀

技术领域

本发明涉及一种真空阀，该真空阀用于中断、释放或调节沿着真空阀的内部区域中的流道流动的介质流。

背景技术

现有技术公开了真空阀的各种实施方式，它们具有穿过阀壳体延伸的阀通道，该阀通道可通过阀关闭件以气密方式关闭。特别地，在集成电路（IC）和半导体生产中使用不同的真空阀，这必须尽可能在没有任何污染微粒的受保护的环境中进行。例如，在用于生产半导体晶片或液晶基板的设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次穿过多个处理室，其中位于处理室内的半导体元件通过各自的处理装置处理。在处理室内的处理期间以及在从一个处理室至另一个处理室的输送期间，高度敏感的半导体元件必须总是处于受保护环境中，特别是处于保护气体环境中或者没有空气和微粒的环境中。处理室例如通过连接通道彼此连接，其中处理室可通过真空阀打开，以将零件从一个处理室输送到下一个处理室，然后以气密方式关闭，从而执行各自的生产步骤。还使用移动的输送室，其可与处理室对接，并且可在处理室之间在保护环境中输送半导体元件。

供半导体零件穿过的这类真空阀由于所述应用领域和相关尺寸也称为真空输送阀，由于其矩形开口截面而称为矩形阀，并且由于其常用运行方法而称为滑阀、矩形闸阀或输送滑阀。具有楔形阀关闭件的滑阀也称为楔形阀。

还使用用于打开和关闭气体通道的真空阀，或者用于调节通过气体通道的介质流的真空阀。这类阀例如位于处理室或输送室与真空泵或大气之间的管的系统中。也称为泵阀的这类阀的开口截面通常比真空输送阀小很多。已知这类真空阀的不同设计，例如真空角形阀、滑阀、蝶形阀、旋转阀和摆阀。

可以有以下不同种类的真空阀，其中一些真空阀仅仅设计用于完全打开和完全关闭气体通道或者一些其它开度，而不能恒定处于任何指定中间位置，另外一些真空阀被设计用于处于完全打开和完全关闭状态之间的中间位置，因此适于调节通流。因此这些阀也称为调节阀或控制阀。

此外，根据各自使用的驱动技术，阀具体可以分为一方面具有线性关闭和打开运动的阀，另一方面具有旋转关闭和打开运动的阀，其中这些运动的组合也是可行的。

具有可通过阀关闭件的旋转运动改变的通流截面的真空阀的例子是旋转阀，也称为蝶形阀或翼型阀、摆阀、百叶阀或人字形阀。在旋转阀的情况下，沿着流道流动的介质流通过布置在流道中的关闭活板的旋转运动而中断、释放或者调节，其中关闭活板的旋转轴线的至少一个分量垂直于流道的流动轴线延伸。这类旋转阀、蝶形阀和节流阀一般是已知的，并且尤其在GB 2404237(Wareham)或者US 2004/0129909A1(Wiese)中公开。百叶阀具有多个这类活板，活板的旋转轴线通过彼此平行并且垂直于流道的流动轴线延伸。人字形阀具有两个平行的关闭板，所述关闭板可相对于彼此旋转，彼此抵靠并且具有基本平行于流动轴线延伸的旋转轴线。关闭板均具有（特别是径向延伸的槽状）开口，在关闭板相对于彼此的第一旋转位置，所述开口相对于彼此对准从而释放流道，并且在关闭板相对于彼此的第二旋转位置，所述开口重叠从而阻塞流道。在摆阀的情况下，例如从US 6，089，537(Olmsted)已知，关闭板绕基本平行于流动轴线延伸的轴线枢转至流道中，因此开口截面可减小并且流道被阻塞。

在滑阀的情况下，阀关闭件，特别是关闭板，通常垂直于流动轴线线性滑入流道中。通过该线性运动，或者另外通过沿平行于流道的方向的第二运动进行气密关闭。关闭和密封操作通过单个线性运动进行的滑阀例如是尤其如在US 6，367，770B1(Duelli)所提出的楔形阀，或者是因产品名称“MONOVAT系列02和03”已知的输送阀，该输送阀构造为矩形闸阀，由瑞士Haag的VAT VakuumventileAG生产，例如在US 4，809，950(Geiser)和US 4，881，717(Geiser)中描述了这种滑阀的结构和功能。

从现有技术，例如从US 6，629，682B2(Duelli)已知各种密封装置。用于密封环的适当材料的例子是已知商标名称为Viton的弹性密封材料。

所有这些真空阀都具有以下情形，即：至少一个活动的阀关闭件设置在阀壳体的内部区域中的流道内，并且可通过阀关闭件的运动进行中断、释放或调节沿着流道流动的介质流的操作。该运动具体可以是旋转运动和/或线性运动。

这里，可以提供一种用于在真空区域内产生运动的阀驱动装置。已知的设计是使用没有任何润滑剂的真空兼容的步进电机。生产这类电机需要用于轴承等的特殊材料，以将尤其是通过真空区域中的摩擦产生的不期望的微粒保持至低水平。即使在真空阀的内部区域中布置驱动装置避免了从大气区域至真空区域的运动传递，并且允许免除对应的密封，驱动装置在真空区域中的该布置也产生了非常高的支出，特别是在用于高度敏感的超高真空应用中，并且在一些情况下根本是不可能的。

因此用于产生该运动的阀驱动装置通常布置在真空区域外，在大气区域中，因此其中经由至少一个机构（特别是轴）以气密的方式将运动从大气区域通过密封贯通部导入阀的内部区域中。

已经知道，具有从真空侧穿至大气侧的轴的真空密闭的旋转或线性贯通部被用于以高精度、高稳定性和高转矩和/或力将旋转或平移或线性运动从真空区域的外部传递至真空区域的内部，其中轴通过密封轴贯通部经由布置在轴与贯通部之间的至少一个密封环以气密方式导入真空中。

该简单的旋转或线性贯通部用于多种真空阀中，并且由于先进的密封材料而证实对于许多应用领域是成功的。然而，已经发现，有问题的应用领域是密封材料受到较大温度波动和/或大气区域与真空区域之间的很大压差的领域。所使用的大多数密封材料在热的作用下膨胀，这增加了密封件与轴之间的挤压动作。如果静止的密封件和运动的轴之间的力超过了某个极限值，那么密封件所受到的磨损明显增加。在一些情况下，密封件甚至损坏并失效，因此这导致气体穿透，并且可能导致很大的损坏。另一方面，必须始终保持最小的接触压力，以确保密封件与轴之间的密封。根据密封材料的热膨胀系数，真空阀可运行且一直确保密封和使用寿命的温度范围是有限的。

现有技术公开了用于以高密封程度将旋转运动从外部传递至真空区域的内部的各种方案。

US 4，885，947（Balter等人）描述了一种真空密闭的旋转贯通部，其具有用于将旋转运动从真空室的外部传递至该真空室的内部的第一轴和第二轴。这里，第一轴被设计为中空轴，第二轴被安装成使其能在第一轴中旋转。所述轴不会形成从真空侧到大气侧连续的轴。旋转运动经由复杂的传动机构传递。在外端，第一轴具有偏心布置的凹口，该凹口相对于旋转轴线倾斜，并且一锥形套筒伸入该凹口中。第一轴通过锥形套筒的轨道运动而旋转。第二轴的旋转同样通过偏心驱动装置发生。所述轴分别通过折叠波纹管密封。该真空密闭的旋转贯通部的复杂结构意味着削弱了旋转运动传递的精度和稳定性。另外，仅可以传递较小的转矩。

US 2005/0210648A1公开了一种用于在针形阀中对填料密封件预加应力的装置。可围绕其轴线旋转的针形阀杆在密封作用下被导入阀内部，其中壳体中的填料密封件确保了柱形阀杆与阀壳体的柱形壁之间的密封。柱形壁围绕柱形阀杆，其中填料密封件布置在所述壁与所述阀杆之间的环形中间区域中。环形填料密封件包括一对楔形填料元件，该对楔形填料元件中的一个在另一个中引导。由于弹簧对填料元件施加的轴向力，填料密封件在柱形阀杆与柱形壁之间沿径向被挤压，因此柱形阀杆与柱形壁之间的环形空间通过密封作用而被填料密封件完全填充。轴向力由弹簧提供。用于对填料密封件预加应力的上述装置的一个问题是，填料密封件沿径向的热膨胀不可避免地使柱形阀杆上的径向密封力急剧增加，从而使密封件的磨损增加，特别是在阀杆旋转的时候。上述装置也可在有限程度上适于通过弹簧的柔顺性来补偿填料密封件平行于阀杆的轴向膨胀，但是在密封件相对于阀杆沿径向热膨胀的情况下，其不适于确保密封件在可旋转阀杆上的基本径向的密封力。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种简单构造的真空阀，其中可在宽温度范围内将在大气区域中产生的运动传递到真空阀的内部区域中，并且在过程中确保气体密封。

本发明包括真空阀，该真空阀用于中断、释放或调节沿着真空阀的内部区域中的流道流动的介质流。因此该真空阀可以是能在两个以上的分离状态（例如，打开和关闭状态）之间切换的阀，或者是能根据需要调节的控制阀，该控制阀具有能在某个限度内自由调节的流动截面。流过阀的介质优选是气体，或者是液体。该真空阀具有阀壳体，该阀壳体将真空阀的内部区域以气密方式与真空阀外部的大气区域分离。流道穿过真空阀的内部区域延伸。阀壳体可以是单件，或者包括多个彼此连接的单独部件，使得内部区域以真空密封方式与大气区域分离。阀壳体优选具有至少两个连接部，所述至少两个连接部形成通向真空阀内部区域的开口，并且流道穿过所述开口引入。通过真空阀，所述连接部穿过所述真空阀的内部区域引入，因此能够中断并释放，或者在调节或控制阀的情况下，通过改变流动截面而调节可在至少两个连接部之间形成的介质流。

另外，所述真空阀具有阀驱动装置，该阀驱动装置可产生大气区域（也就是说，内部区域的外部）中的运动。所述阀驱动装置可被设计为电力、气动或液压电机，特别是步进电机或者气动缸单元，或者用于产生旋转或平移（即线性）运动的一些其它装置。通常指定给真空阀的阀驱动装置联接到阀壳体，至少部分地结合在其中或者与其隔离。

轴杆联接到阀驱动装置，使得由驱动装置在大气区域中产生的运动引起轴杆的运动，或者构成该运动。轴杆通常被理解为是用于传递旋转或平移运动的机械机构，例如是旋转对称或者不是旋转对称的线性轴杆或者推杆，其中该运动优选是围绕轴杆的纵向轴线的旋转运动，或者是沿着轴杆的纵向轴线的线性滑动运动。该轴杆具有几何轴杆轴线，该几何轴杆轴线具体地由轴杆的纵向几何轴线形成，并且具体地穿过几何截面中心点延伸。

所述轴杆通过密封轴杆贯通部以气密方式从大气区域导入阀壳体的真空密闭内部区域。轴杆贯通部具有动力密封特性，即，不仅在轴杆的静止状态下，而且在轴杆运动时确保轴杆贯通部的密封。由阀驱动装置产生的运动可通过轴杆从大气区域传递至内部区域中。轴杆贯通部防止大气区域与内部区域之间的气体连接，并且确保静态阀壳体与动态轴杆之间的直接或间接连接，该连接是气密的，但是允许相对运动。

在真空阀的内部区域的流道中布置阀关闭件，该内部区域在向外方向上是真空密闭的。该阀关闭件联接到所述轴杆，因此由阀驱动装置产生的运动通过轴杆引起阀关闭件运动，其中阀驱动装置、轴杆、轴杆贯通部、阀关闭件、阀座和阀壳体被设计成使得可通过该运动进行中断、释放或调节沿着流道流动的介质流的操作。

轴杆贯通部具有第一密封环，第一密封环由在热的作用下膨胀的材料构成，特别是由弹性体制成的O形环。该材料可以是含氟弹性体，例如是以下名称的商业可用的材料中的一种：Viton

含氟弹性体，例如VitonA、Viton

B；Dai-el

含氟弹性体，例如Dai-el

G 902等；Tecnoflon^TM或Tecnoflon^TM含氟弹性体。

第一密封环沿径向以气密密封同心地包围所述轴杆。换言之，第一密封环以带状方式围绕所述轴杆，其中在第一密封环的内表面与所述轴杆的外表面之间存在密封接触。第一密封环的接触压力相对于轴杆轴线沿径向作用，根据本发明的实施方式，该力使得所述轴杆能相对于第一密封环执行围绕轴杆轴线的旋转运动，以及/或者沿着轴杆轴线的线性滑动运动，并且在第一密封环与所述轴杆之间基本真空密闭接触。

另外，轴杆贯通部具有支承表面，该支承表面直接或间接联接到阀壳体，并且围绕并包围所述轴杆。例如，支承表面由阀壳体中的孔的肩部形成，其中所述轴杆通过所述孔导入，并且所述孔中的肩部包围所述轴杆。这里，支承表面可以由阀壳体的一部分形成，或者由联接到阀壳体的一些其它元件，例如套环或轴套形成。

第一密封环以气密密封抵靠在支承表面上，这样沿着平行于轴杆的方向，从而沿着平行于轴杆轴线的方向，即沿轴杆向固定密封环。为此，支承表面相对于轴杆轴向定向，因此密封环沿着平行于轴杆的方向轴向固定。支承表面优选基本在所述轴杆轴线对其形成法线的平面中延伸。换言之，这里，支承表面的法线平行于所述轴杆轴线延伸。然而，支承表面的这些法线还可以沿着这样的方向延伸，这些方向尽管不平行于所述轴杆轴线，但也不垂直于所述轴杆轴线。换言之，支承表面不需要必须形成几何上的精确平面，而是可以具体地是锥形部分的向内或者向外倾斜的表面，为此本发明指的是“基本”沿上述平面延伸的支承表面。

因此，在第一密封环与支承表面之间至少部分地沿轴向存在气密接触，其中第一密封环沿轴向气密密封地抵靠在支承表面上，并且沿径向以气密密封包围所述轴杆。因此第一密封环引起支承表面与轴杆之间的气密接触。

另外，轴杆贯通部包括支撑环，该支撑环围绕所述轴杆同心布置，并且与支承表面轴向相对。支撑环由基本刚性的材料构成。应理解，这意味着支撑环假如与第一密封环相比几乎没有弹性，并且假如与第一密封环相比在热的作用下几乎不膨胀。支撑环优选由金属、合金、陶瓷材料或者一些其它刚性材料构成，该刚性材料与第一密封环的弹性体或者一些其它密封材料相比，几乎不表现出任何热膨胀的趋势。

支撑环可相对于支承表面、阀壳体并且平行于轴杆轴线并从而平行于轴杆以有限程度轴向运动。因此，可以在某个范围内改变支承表面与支撑环之间的距离。支撑环在朝向支承表面定向的部分上具有内锥形段，该内锥形段围绕轴杆同心延伸并包围该轴杆。换言之，支撑环具有内锥形部分，其中该锥形部分的中心轴线与所述轴杆轴线重合。锥形段沿着支承表面的方向以一锥形开口角加宽。换言之，支撑环的内径沿支承表面的方向增加，特别是连续增加。锥形段通常理解为表示支撑环的一部分。支撑环的内锥形段沿支承表面例如以45°至135°，特别是60°至120°，特别是80°至100°的锥形开口角加宽，其中锥形开口角应理解为表示由锥形段限定的锥形的虚拟顶部的内角。

第一密封环至少部分被支撑环的锥形段包围，并且夹在锥形段与支承表面之间。弹性弹簧，例如围绕轴杆的螺旋弹簧沿支承表面的方向向支撑环轴向施力，使得锥形段以弹性柔顺的方式并且基本在恒定的接触压力下将第一密封环紧压在支承表面和轴杆上。这里，锥形段使第一密封环受到相对于轴杆沿径向的力和平行于轴杆沿支承表面方向的力。如果第一密封环膨胀，那么其外径增加，第一密封环与支撑环之间的轴向和径向作用力也增加。然而，支撑环屈服于该力，因为其可以沿远离支承表面的轴向被调节，此时弹簧被压缩。换言之，第一密封环的径向膨胀被支撑环及其内锥形构造转化为支撑环的轴向运动。弹簧以柔顺的方式抵消该轴向运动。因此锥形开口角使得由受到热作用的第一密封环引起的该第一密封环的径向膨胀导致支撑环沿远离支承表面的方向轴向运动。这里，弹性弹簧被设计成使得其屈服于由径向膨胀引起的支撑环的轴向运动。

在本发明的一个实施方式中，第一密封环被设计为第一O形环。在沿轴向观看时，在第一O形环与支承表面之间存在基本环形的气密接触。在沿径向观看时，在第一O形环与轴杆之间存在基本环形的气密接触。在第一O形环与支撑环的内锥形段之间存在支撑接触，优选同样是环形接触，因此相对于轴杆和支承表面倾斜地支撑第一O形环。因此，第一O形环周围具有三个接触区域，即，与支承表面接触的第一接触区域、与轴杆接触的第二接触区域、以及与支撑环的内锥形段接触的第三接触区域。在沿第一O形环的截面观看时，三个接触区域形成三角形，接触区域布置在三角形的角部。与支撑环的内锥形段接触的接触区域优选与另两个接触区域相对定位，因此内锥形段均匀地将第一O形环紧压在支承表面和轴杆上。

在本发明的第一可行实施方式中，支撑环的朝着支承表面定向的部分指向内部区域，支撑环和弹簧布置在大气区域中。本实施方式的一个优点在于内部区域不容纳产生微粒的元件，特别是弹簧。

在本发明的第二可行实施方式中，支撑环的远离支承表面定向的部分指向内部区域，支撑环和弹簧布置在内部区域中。

根据一个可行实施方式，阀驱动装置被设计用于产生旋转运动。这里，轴杆贯通部是旋转轴杆贯通部。通过轴杆和阀关闭件围绕轴杆轴线的旋转运动可以进行关闭、打开或调节流道的操作。真空阀例如是蝶形阀、旋转阀、节流阀、摆阀、百叶阀或人字形阀。

根据另一个可行实施方式，阀驱动装置被设计用于产生线性运动。因此，轴杆贯通部是滑动作用的轴杆贯通部。通过轴杆和阀关闭件沿着轴杆轴线的线性滑动运动进行关闭、打开或调节流道的操作。真空阀例如是滑阀、输送阀或楔形阀。

通过本发明，即使在特别高的温度和第一密封环的相应热膨胀下，也可以基本恒定地保持轴杆的外表面与第一密封环的内表面之间的径向接触压力，从而产生可用在较大温度范围内的真空阀。

本发明的改进提供了第二密封环，该第二密封环布置在例如支撑环的柱形内表面与例如轴杆的柱形外表面之间，位于支撑环的远离支承表面定向的部分上。在沿一个轴向的第一密封环、沿另一轴向的第二密封环、沿径向向内方向的轴杆与沿径向向外方向的支撑环之间设置润滑区域。该润滑区域容纳润滑剂，该润滑剂由两个密封环防止逸出。润滑剂在轴杆上产生密封油脂膜，从而具体在轴杆与第一密封环之间产生密封油脂膜。润滑剂增强了第一密封环的密封，从而增强了轴杆贯通部的密封，并且减少了当轴杆运动时第一密封环受到的磨损。而且，润滑剂的增强的热容量整体增强了轴杆贯通部的热容量，因此在阀内部温度短暂升高的情况下，第一密封环的温度升高，从而其热膨胀减少。而且，第二密封环用于支撑环与轴杆之间的机械引导。

附图说明

下面将参照附图中示意性示出的具体实施方式仅通过实施例更加详细地描述根据本发明的真空阀，附图中：

图1通过具有轴杆贯通部的真空阀的示意性截面示出了总体视图；并且

图2通过具有两个密封环的轴杆贯通部的示意性截面示出了细节。

具体实施方式

图1通过示意性截面示出了真空阀1的总体视图，真空阀1适于中断、释放和调节沿着真空阀1的内部区域3中的流道F流动的介质流。流道F延伸到图面内，并且由箭头F示出。真空阀1具有阀壳体2，阀壳体2以气密的形式将真空阀1的内部区域3与外部的大气区域4分离。阀驱动装置5联接到阀壳体2，该阀驱动装置可在大气区域4中产生运动。由于在图1中示出所谓的旋转阀，因此阀驱动装置5被设计成用于产生由箭头9所示的旋转运动。

轴杆6联接到阀驱动装置5，从而能围绕几何轴杆轴线7旋转。轴杆6相对于轴杆轴线7旋转对称并且是线性的。通过密封轴杆贯通部20，轴杆6以气密的方式从大气区域4穿过阀壳体2被导入内部区域3，因此由阀驱动装置产生的运动从大气区域4通过轴杆6导入内部区域3。

呈可旋转关闭活板形式的阀关闭件8布置在内部区域3的流道F中，阀关闭件联接到轴杆6，安装在其上从而被引导。借助于阀关闭件8，通过由箭头9所示的旋转运动进行中断、释放或调节沿着流道F流动的介质流的操作。在阀关闭件8的图示位置，真空阀1关闭，因而流道F被中断。

图2示出了轴杆贯通部20，具体是图1的示例性实施方式的轴杆贯通部20或者一些其它类型的真空阀的轴杆贯通部。轴杆贯通部20具有呈第一O形环形式的第一密封环21，第一密封环21由在热的作用下膨胀的材料，例如弹性体构成，并且沿径向与气密密封件同心地包围轴杆6的柱形外表面。第一密封环21靠在联接到阀壳体2的支承表面22上。应理解，支承表面指的是第一密封环21实际抵靠的表面。在本实施例中，支承表面22形成在阀壳体2中。支承表面22围绕轴杆6并且相对于轴杆6轴向定向。换言之，支承表面22的平面22a的法线平行于轴杆轴线7延伸。按另一种说法，支承表面22位于平面22a中，轴杆轴线7垂直穿过平面22a。从而轴杆6的几何轴线7形成该平面22a的法线。第一密封环21靠在支承表面22上，沿轴向进行气密密封，使得第一密封环21沿平行于轴杆6的方向轴向固定。在本情况下，该方向朝向内部区域3延伸。

而且，轴杆贯通部20包括支撑环23，支撑环23由刚性材料构成，特别是由合金构成，并且围绕轴杆6同心布置，与支承表面22轴向相对。支撑环23可相对于支承表面22和轴杆6在有限程度上轴向运动，也就是说平行于轴杆轴线7运动。朝向支承表面22定向的部分26在其上形成内锥形段24，内锥形段24围绕轴杆6同心延伸并包围轴杆6。内锥形段24沿支承表面22和内部区域3的方向加宽。第一密封环21至少部分地由内锥形段24包围。

在所示的示例性实施方式中，支撑环23的绕轴杆轴线7旋转地对称的内锥形段24沿支承表面22的方向以90°的锥形开口角α加宽。

如图2的虚线所示，锥形开口角α应该理解为指的是由内锥形段24限定的虚拟圆锥30的顶部的内角。

围绕轴杆6延伸的螺旋弹性弹簧25沿支承表面22的方向向支撑环23轴向施力，使得锥形段24以弹性柔顺的方式并且基本在恒定的接触压力下将第一密封环21紧压在支承表面22和轴杆6上。如果第一密封环21然后发生热膨胀，那么支撑环23通过沿大气区域4的方向平行于轴杆轴线7的线性轴向运动而屈服于该膨胀，因此第一密封环21与轴杆6的外表面之间的径向接触压力仅在某个限度内以不明显的程度增大。换言之，锥形开口角α使得由受到热作用的第一密封环21引起的该第一密封环21的径向膨胀导致支撑环23沿远离支承表面22的方向轴向运动，其中弹性弹簧25被设计成使其屈服于由径向膨胀引起的支撑环23的轴向运动。

还设置有第二密封环28，第二密封环28径向布置在支撑环23的内槽31与轴杆6的外表面之间，位于支撑环23的远离支承表面22定向的一部分27上。在第一密封环21、第二密封环28、轴杆6与支撑环23之间形成润滑区域29，该润滑区域被设计为用于容纳润滑剂，该润滑剂用于在轴杆6与第一密封环21之间产生密封油脂膜。该油脂膜增强了第一密封环21与轴杆6之间的密封。而且，第一密封环21受到的磨损减少，并在润滑剂中收集不期望的材料微粒。

根据本发明的图2所示的真空阀1的该轴杆贯通部20可以用作旋转轴杆贯通部和滑动作用轴杆贯通部。在旋转轴杆贯通部的情况下，阀驱动装置5被设计成用于产生旋转运动，通过轴杆6和阀关闭件8围绕轴杆轴线7的旋转运动可进行关闭、打开和调节流道F的操作。在滑动作用轴杆贯通部的情况下，阀驱动装置5被设计成用于产生线性运动，并且通过轴杆6和阀关闭件8沿着轴杆轴线7的线性滑动运动进行关闭、打开和调节流道F的操作。

即使在图1和2的实施方式中，支撑环23的朝向支承表面22定向的部分26指向内部区域3，并且支撑环23和弹簧25布置在大气区域4中，但作为选择，也可以提供另一种方式的布置，其中支撑环23的远离支承表面22定向的部分27指向内部区域3，并且支撑环23和弹簧25布置在内部区域3中，也就是说，内部区域3和大气区域4在图2中交换。

Claims (8)

1.一种真空阀（1），该真空阀用于中断、释放或调节沿着所述真空阀（1）的内部区域（3）中的流道（F）流动的介质流，该真空阀具有：

阀壳体（2），该阀壳体将所述真空阀（1）的所述内部区域（3）以气密方式与所述真空阀（1）外部的大气区域（4）分离；

阀驱动装置（5），该阀驱动装置用于产生所述大气区域（4）中的运动；

轴杆（6），该轴杆联接到所述阀驱动装置（5），具有几何轴杆轴线（7），并且通过密封轴杆贯通部（20）以气密方式从所述大气区域（4）穿过所述阀壳体（2）导入所述内部区域（3），通过该轴杆，所述运动可从所述大气区域（4）传递至所述内部区域（3）中；

以及

阀关闭件（8），该阀关闭件布置在所述内部区域（3）的所述流道（F）中，并且联接到所述轴杆（6），借助于该阀关闭件，可通过所述运动进行中断、释放或调节沿着所述流道（F）流动的介质流的操作，

所述真空阀的特征在于，

所述轴杆贯通部（20）具有：

第一密封环（21），该第一密封环由在热的作用下膨胀的材料构成，并且以沿径向气密密封的方式同心地包围所述轴杆（6）；

支承表面（22），该支承表面联接到所述阀壳体（2），围绕所述轴杆（6），相对于所述轴杆（6）轴向定向，并且基本在将所述轴杆（6）的所述几何轴线（7）作为法线的平面（22a）中延伸，所述第一密封环（21）以气密密封抵靠在该支承表面上，使得所述第一密封环（21）沿着平行于所述轴杆（6）的方向轴向固定，其中所述第一密封环（21）以沿轴向气密密封的方式抵靠在所述支承表面（22）上，并且所述第一密封环（21）引起所述支承表面（22）与所述轴杆（6）之间气密接触；

支撑环（23），该支撑环由基本刚性材料构成，围绕所述轴杆（6）同心布置，并且与所述支承表面（22）轴向相对，该支撑环可相对于所述支承表面（22）、所述阀壳体（2）和所述轴杆（6）以有限程度轴向运动，并且在朝向所述支承表面（22）定向的部分（26）上，该支撑环具有内锥形段（24），该内锥形段围绕所述轴杆（6）同心延伸并包围所述轴杆（6），该内锥形段沿着朝向所述支承表面（22）的方向以一锥形开口角（α）加宽，并且至少部分地包围所述第一密封环（21）；

以及

弹性弹簧（25），该弹性弹簧沿朝向所述支承表面（22）的方向向所述支撑环（23）轴向施力，使得所述锥形段（24）以弹性柔顺的方式并且基本在恒定的接触压力下将所述第一密封环（21）紧压在所述支承表面（22）和所述轴杆（6）上，

其中，所述锥形开口角（α）使得由受到热作用的所述第一密封环（21）引起的该第一密封环（21）的径向膨胀导致所述支撑环（23）沿远离所述支承表面（22）的方向轴向运动，并且其中所述弹性弹簧（25）被设计成使得该弹性弹簧（25）屈服于由所述径向膨胀引起的所述支撑环（23）的轴向运动，

并且，所述第一密封环被设计为第一O形环（21），

在沿轴向观看时，在所述第一O形环（21）与所述支承表面（22）之间存在基本环形的密封接触，

当沿径向观看时，在所述第一O形环（21）与所述轴杆（6）之间存在基本环形的密封接触，并且

在沿相对于所述支承表面（22）和所述轴杆（6）倾斜的方向观看时，在所述第一O形环（21）与所述支撑环（23）的所述内锥形段（24）之间存在支撑接触，

其中，所述支撑环（23）的所述内锥形段（24）沿朝向所述支承表面（22）的方向以80°至100°的锥形开口角（α）加宽。

2.如权利要求1所述的真空阀（1），其特征在于，

第二密封环（28），该第二密封环布置在所述支撑环（23）与所述轴杆（6）之间，位于所述支撑环（23）的远离所述支承表面（22）定向的部分（27）上，以及

润滑区域（29），该润滑区域形成在所述第一密封环（21）、所述第二密封环（28）、所述轴杆（6）与所述支撑环（23）之间，用于容纳润滑剂，该润滑剂用于在所述轴杆（6）与所述第一密封环（21）之间产生密封油脂膜。

3.如权利要求1或2所述的真空阀（1），其特征在于，

所述支撑环（23）的朝向所述支承表面（22）定向的所述部分（26）指向所述内部区域（3），并且

所述支撑环（23）和所述弹簧（25）布置在所述大气区域（4）中。

4.如权利要求1或2所述的真空阀（1），其特征在于，

所述支撑环（23）的远离所述支承表面（22）定向的所述部分（27）指向所述内部区域（3），并且

所述支撑环（23）和所述弹簧（25）布置在所述内部区域（3）中。

5.如权利要求1或2所述的真空阀（1），其特征在于，

所述支承表面（22）形成在所述阀壳体（2）上。

6.如权利要求1或2所述的真空阀（1），其特征在于，

所述阀驱动装置（5）被设计成用于产生旋转运动，

所述轴杆贯通部（20）被设计为旋转轴杆贯通部，并且

通过所述轴杆（6）和所述阀关闭件（8）围绕所述轴杆轴线（7）的旋转运动可进行关闭、打开或调节所述流道（F）的操作。

7.如权利要求6所述的真空阀（1），其特征在于，

所述真空阀被设计为以下类型的阀中的一种：

蝶形阀；

旋转阀；

节流阀；

摆阀；

百叶阀；

人字形阀。

8.如权利要求1或2所述的真空阀（1），其特征在于，

所述阀驱动装置（5）被设计用于产生线性运动，

所述轴杆贯通部（20）被设计为滑动作用轴杆贯通部，

通过所述轴杆（6）和所述阀关闭件（8）沿着所述轴杆轴线（7）的线性滑动运动可进行关闭、打开或调节所述流道（F）的操作，并且

所述真空阀被设计为以下类型的阀中的一种：

滑阀；

输送阀；

楔形阀。

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