CN105276284B - 阀门 - Google Patents

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Abstract

一个阀门（1），具有锁闭机构（4），该锁闭机构（4）在关闭位置顶压在阀座（2）上并且锁闭阀孔（3），并且具有至少一第一阀驱动装置（5），用于使锁闭机构（4）在最大打开位置与中间位置之间沿着第一运动轨迹（6）往复运动，并且具有至少一第二阀驱动装置（7），用于使锁闭机构（4）在中间位置与关闭位置之间沿着第二运动轨迹（8）往复运动，其中第一运动轨迹（6）与第二运动轨迹（8）相互间成角度地设置，并且所述阀门（1）附加地具有至少一止动装置（9），具有至少一止动体（10），它与至少一倾斜面（11）共同作用和/或具有至少一倾斜面（11），其中所述止动体（10）沿着第三运动轨迹（12）在止动位置与释放位置之间相对于锁闭机构（4）运动。

Description

阀门
技术领域
本发明涉及一个阀门，尤其是真空阀，具有被阀座包围的阀孔和锁闭机构，其中该锁闭机构在关闭位置顶压在阀座上并且锁闭阀孔，并且在中间位置从阀座上抬起，并且覆盖阀孔地设置，并且在最大打开位置完全或者至少部分地释放阀孔，其中所述阀门具有至少一第一阀驱动装置，用于使锁闭机构在最大打开位置与中间位置之间沿着第一运动轨迹往复运动，并且具有至少一第二阀驱动装置，用于使锁闭机构在中间位置与关闭位置之间沿着第二运动轨迹往复运动，并且第一运动轨迹和第二运动轨迹相互间成角度地设置，其中所述阀门附加地具有至少一止动装置，用于使锁闭机构止动在关闭位置。
背景技术
在现有技术中基本已知第一运动轨迹与第二运动轨迹相应地相互间成角度的设置的阀门。它们经常在真空技术中使用并且也称为L或J形阀。在安置在阀座上和/或锁闭机构上的密封的长久保持性的意义上，实现锁闭机构从最大打开位置到关闭位置或多或少地L或J形运动，反之亦然，用于使密封上的剪切运动尽可能微小或者排除。
尤其在真空领域作为第一和第二阀驱动装置经常使用气动和/或电动驱动装置。尤其在这些驱动装置中存在问题，只能对于一定的时间可靠地利用第一和第二阀驱动装置保持关闭位置，在关闭位置锁闭机构顶压在阀座上。在断开气体输入或者供电以后驱动装置的顶压力在很长时间以后才消退。
由同类申请EP 1 087 159 A1已知相应的阀门，其中如果锁闭机构位于相应的位置，作为用于止动锁闭机构在关闭位置的止动装置联锁销轴可以定位到第一阀驱动装置活塞的相应孔里面。伴随这个止动装置解决方案的问题是，在其加工时需要，以非常微小的允差加工。如果在阀运行中出现一定的、例如由温度引起的几何形状偏差，则存在危险，止动装置不再发挥功能，因为联锁销轴不再进入到活塞的开孔里面。
发明内容
因此本发明的目的是，使这种阀门配有止动装置，在其实现和/或运行时允许较大的允差，并且尽管如此也还保证止动装置的高度运行可靠性。
为了实现这个任务本发明从一种类型的阀门出发规定，所述止动装置具有至少一止动体，它与至少一倾斜面共同作用和/或具有至少一倾斜面，其中所述止动体沿着第三运动轨迹在止动位置与释放位置之间相对于锁闭机构运动，在止动位置所述锁闭机构止动在关闭位置，在释放位置所述锁闭机构从关闭位置运动到中间位置。
按照本发明的具有至少一倾斜面的解决方案的优点是，可以允许在加工和运行这个止动装置时同时具有非常大的允差，并且尽管如此也实现非常运行可靠的系统。利用倾斜面能够容易地补偿在加工和/或在运行中、例如由于温度引起的偏差或几何形状变化，不会对止动装置的运行可靠性产生负面影响。
在本发明的第一组扩展结构中可以规定，所述倾斜面设置在止动体本身上和/或实现。但是所述止动体也可以正好与至少一倾斜面共同作用，它直接或间接地与锁闭机构连接。也可以规定，不仅在止动体上而且在阀门的零部件(止动体与它直接共同作用)上分别存在倾斜面，其中两个倾斜面相互间共同作用。
在本发明特别优选的扩展结构中规定，所述第三运动轨迹以锐角相对于倾斜面设置。为了完整性要指出，在止动体的释放位置所述锁闭机构通常不仅可以从其关闭位置运动到中间位置和反之，即沿着第二运动轨迹，而且有利地也沿着第一运动轨迹，即在最大打开位置与中间位置之间往复运动。
原则上能够，所述止动体与其至少一倾斜面或通过至少一倾斜面直接地作用于锁闭机构上。但是在本发明的意义上正好能够选择，所述止动体与倾斜面和/或通过倾斜面间接地作用于锁闭机构。这种间接作用的优选变化规定，所述锁闭机构通过至少一阀杆与轭梁连接，并且所述止动体与倾斜面和/或通过倾斜面直接作用于轭梁上。为了构成倾斜面例如所述止动体和/或所述轭梁和/或所述锁闭机构和/或另一与锁闭机构连接的阀门的零部件楔形地构成。第三运动轨迹、即运动轨迹，在该运动轨迹上止动体在其止动位置与其释放位置之间往复运动，在优选的扩展结构中平行于第一运动轨迹、即运动轨迹延伸，在该运动轨迹上所述锁闭机构在最大打开位置与中间位置之间往复运动。
所述中间位置在下面利用实施例再一次详细表示。该位置是，在该位置尽管锁闭机构从阀座上抬起，但是还遮盖阀孔，即位于遮盖阀孔。与此不同，在最大打开位置规定，所述锁闭机构完全或部分地释放阀孔，即不再遮盖，由此流体和/或首先也是要加工或处理的零部件可以穿过阀孔导引。
本发明的特别优选的变化规定，所述用于止动体沿着第三运动轨迹运动的止动装置附加地对于第一阀驱动装置和附加地对于第二阀驱动装置具有至少一止动驱动装置。也优选是至少一用于止动体的自身驱动装置，该驱动装置能够使止动体沿着第三运动轨迹运动。
这个止动驱动装置有利地这样设计，如果不通过相应地控制或调节阀门有针对性地给出用于打开和/或保持打开阀门的命令，止动驱动装置总是使止动装置或止动体自动地带到止动位置或者保持在这个止动位置。在这个意义上本发明的优选变化规定，所述止动驱动装置具有第一止动驱动单元，它使具有倾斜面的止动体持久地向着止动位置的方向预紧。这个止动驱动单元优选是纯机械的驱动单元。在这个意义上特别优选地规定，所述第一止动驱动单元是至少一弹性的预紧体、最好是弹簧体，或者具有至少一这样的弹簧体。为了打开阀门在本发明的这个扩展结构中有利地规定，所述止动驱动装置具有第二止动驱动单元，用于使止动体运动到释放位置，其中第二止动驱动单元可以接通和断开。因此第二止动驱动单元反作用于第一止动驱动单元，而且总是当第二止动驱动单元有目的接通的时候。例如可以通过相应地控制或调节阀门实现第二止动驱动单元的接通和断开。
所述锁闭机构优选是阀盘，即尤其是扁平构成的锁闭机构。利用锁闭机构要锁闭的阀孔在优选的实施例中具有40cm2至1000cm2、最好60cm2至500cm2的横截面积。按照本发明的阀门也可以称为锁闭装置。
如同公知的那样，不仅在锁闭机构上而且在阀座上设置至少一个或者也分别设置密封。第一运动轨迹和/或第二运动轨迹相互间成角度地设置。所述运动轨迹可以、但是不必直线地延伸。这也适用于第三运动轨迹。但是尤其第一运动轨迹优选直线地构成。成角度意味着，第一与第二运动轨迹形成夹角或者说不是平行的。优选第一与第二运动轨迹相互间形成至少接近正交的角度。所述运动轨迹也可以称为运动路径。第一与第二运动轨迹给出锁闭机构运动的行程。这些运动轨迹例如可以由此展示，跟随在锁闭机构运动时在锁闭机构上事先确定的点的行程。第三运动轨迹相应地通过其倾斜面再给出止动体的运动。每个运动轨迹包括两个彼此相反的方向，它们位于上下或者相互同轴地设置。
所述锁闭机构优选固定在阀杆上。本发明的特别优选的扩展结构规定，所述锁闭机构固定在阀杆上，并且第一阀驱动装置通过上述的轭梁嵌接在阀杆上。与此相关地要指出，按照本发明的阀门可以具有不只一个用于沿着第一运动轨迹的第一阀驱动装置和/或不只一个用于沿着第二运动轨迹运动的第二阀驱动装置和/或不只一个用于止动体沿着第三运动轨迹运动的止动驱动装置。而是也可以规定，实现两个或多个上述的驱动装置，用于使锁闭机构和/或止动体分别沿着相应的运动轨迹往复运动。在这些扩展结构中，第一阀驱动装置可以在中间接通可能多个传递部件的条件下嵌接在轭梁上，其中最好对每个阀驱动装置附设自身的传递部件，它与阀杆、最好刚性地连接，其中在阀杆上又固定锁闭机构。
作为第一阀驱动装置和/或作为第二阀驱动装置可以使用不同的驱动形式。可以是液压的、气动的、电动的、电磁的或者其它在现有技术中已知的驱动装置，尤其是直线驱动装置。但是在真空技术中优选使用气动或电动的驱动装置。与此相关优选的变化规定，第一阀驱动装置和/或第二阀驱动装置和/或第二驱动止动单元最好分别具有活塞-缸结构，其中最好各个阀驱动装置的至少一阀驱动部件是缸，并且最好各个阀驱动装置的至少另一阀驱动部件是在缸里面运动导引的活塞。第一和/或第二阀驱动装置可以是双作用的活塞-缸装置，它们适用于，使锁闭机构不仅在沿着各自运动轨迹的方向上、而且在沿着各自运动轨迹的相反方向上运动。但是也可以使用只在运动轨迹的一个方向上作用的活塞-缸装置。另一运动方向也可以在第一和/或第二阀驱动装置中例如通过弹簧、电的或其它适合的驱动装置实现。活塞和缸装置在外壳固定的阀驱动部件中不仅可以是活塞，而且可以是缸。
如同上面已经表明的那样，按照本发明的阀门特别优选在真空技术中使用，例如用于锁闭工艺室，在其中处理或加工电子零部件或者类似部件。与此相关所提及的真空技术尤其是，以小于或等于0.001毫巴或者0.1帕斯卡的压力实现运行状态。真空阀是为这个压力范围和与环境相应的压力差而设计的阀门。真空阀大多具有所谓的真空范围，在其中以这个负压实现工艺状态。在这种阀门或真空阀的优选扩展结构中，第一和/或第二阀驱动装置和/或止动驱动装置优选位于真空范围以外。为了限制和密封真空范围与真空范围以外的范围，在现有技术中已知例如用于阀杆的波纹管式过孔、滑移过孔和类似结构。
在变化中优选对称地布置各个阀驱动装置或止动装置，在这些变化中第一和/或第二阀驱动装置和/或止动装置以多于一次的结构存在。优选相应的对称平面以给出这个对称的对称面为基础，因此对称面穿过阀杆和/或锁闭机构的对称轴线延伸。
附图说明
下面利用实施例解释本发明的优选扩展结构的其它特征和细节。附图示出：
图1按照本发明的阀门实施例的立体图；
图2至6这个阀门的视图，其中锁闭机构位于最大打开位置；
图6a在倾斜面与第三运动轨迹之间的优选相对位置的示意图；
图7至11这个阀门的视图，其中锁闭机构位于中间位置；
图12至16这个阀门的视图，其中锁闭机构位于关闭位置，并且止动装置的止动体位于释放位置和
图17至21这个阀门的视图，其中锁闭机构位于关闭位置，并且止动装置的止动体位于止动位置。
具体实施方式
在这里所示的实施例的阀门1是本发明的优选实施例，以所谓的真空阀的形式，它在真空技术中可以用于，耐压和/或气密地锁闭工艺室中的开孔，通过开孔将要加工的工件加入到工艺室里面和/或从工艺室取出。在图1中以立体图示出与工艺室分开的阀门或真空阀1。锁闭机构4在这里所示的变化中是阀盘。在这里要锁闭的阀门1的阀孔3接近矩形地构成，具有倒圆的拐角。阀孔3被阀门1的阀座2包围。阀座2在这里是部分阀壳20。但是这不是必需的，阀座2也可以基本在独立的零部件上构成。在所示的实施例中密封22位于锁闭机构4上。这也不必一定是这样。密封22也可以同样好地设置在阀座2上或者不仅设置在阀座2上而且设置在锁闭机构4上。
在图1中已经看出，在这里在这个实施例中第一阀驱动装置5双重地构成。第二阀驱动装置7在这个视图中看不到，而是隐藏在阀壳20里面。但是看到在这里同样双重构成的止动装置9的止动驱动装置16，具有第一止动驱动单元17，它在这里由弹性预紧体18簧体的形式构成。第二止动驱动单元19在图1中只能从外部看到。对此的其它细节由下面的附图中给出。
图2至6示出图1的阀门的不同视图，其中锁闭机构4分别位于最大打开位置，在该位置阀孔3在这个实施例中完全释放。图2示出正视图，其中去掉部分外壳20，由此可以部分地看到外壳20里面。图3示出沿着剖面线AA的剖面图，图4示出沿着剖面线BB的剖面图，图5示出沿着剖面线CC的剖面图，图6示出沿着图2剖面线DD的剖面图。
图7至11示出同一阀门1的运行位置，在该位置锁闭机构4位于中间位置，在该位置尽管遮盖阀孔3，即与阀孔3重合，但是不锁闭阀孔。这清楚地在图8至11的剖面图中看出，因为在那里密封22还没有顶靠在阀座2上。图8示出沿着剖面线EE的剖面图，图9示出沿着剖面线FF的剖面图，图10示出沿着剖面线GG的剖面图，图11示出沿着剖面线HH的剖面图。
在图12至16中示出相应的视图，但是在这里锁闭机构4位于关闭位置，在该位置阀孔3锁闭并且锁闭机构4通过其密封22顶压在阀座2上。图13仍然示出沿着挠曲的剖面线II的剖面图，图14示出沿着剖面线JJ的剖面图，图15示出沿着剖面线KK的剖面图，图16示出沿着图12的剖面线LL的剖面图。在按照图2至16的视图中止动装置9的止动体10分别位于释放位置。
在图17至21中示出状况，在该状况中锁闭机构4位于关闭位置，并且止动体10在于其止动位置，由此锁闭机构4与第一阀驱动装置5和第二阀驱动装置7无关地被止动装置9固定在关闭位置。图18仍然示出沿着挠曲的剖面线MM的剖面图，图19示出沿着剖面线NN的剖面图，图20示出沿着剖面图OO的剖面图，图21示出沿着图17的剖面线PP的剖面图。
在所示的实施例中锁闭机构4、阀杆14和固定在阀杆上的轭梁15形成结构单元，它只能相互运动。为了沿着第一运动轨迹6运动、即从按照图2至6的最大打开位置运动到按照图7至11的中间位置和反之，设有第一阀驱动装置5。在所示的实施例中它是两个第一阀驱动装置5，它分别由双作用的活塞-缸单元构成，具有在缸26里面导引的活塞27。利用这个第一阀驱动装置5不仅可以执行从中间位置到最大打开位置的打开行程，而且可以执行与其相反的从最大打开位置到中间位置的返回行程。在所示实施例中为此活塞27通过活塞杆28与平衡销29连接并由此再与轭梁15连接。一个过孔位于活塞杆28里面，在过孔里面平衡销29在与第一运动轨迹6正交的且与第二运动轨迹8平行的方向上移动地支承。平衡销29在这个实施例中固定地设置在轭梁15上。通过零部件28,29和15的这个扩展结构实现第一阀驱动装置5与由轭梁15、阀杆14和锁闭机构4组成的单元沿着第二运动轨迹8的运动断耦联，通过在这些由第二阀驱动装置7促成的沿着第二运动轨迹8的运动轭梁15可以通过平衡销29相对于活塞杆28移动。由此第一阀驱动装置5可以固定在外壳20上。在比较一方面图4和9另一方面比较图14和19时可以看到这一点。
在所示实施例中，第二阀驱动装置7以双作用的活塞-缸单元的形式构成。为此它具有活塞24，它在缸23里面移动地导引。活塞24在缸23里面的移动平行于第二运动轨迹8，沿着它锁闭机构4在中间位置与关闭位置之间往复运动。为了传递第二阀驱动装置7的活塞24的这个运动到锁闭机构4上在所示实施例中在这里同样双作用构成的第二阀驱动装置7的两个活塞24固定地与导向杆21连接。在导向杆21上轭梁15仍利用滑动轴承25在平行于第一运动轨迹6的方向上移动地支承。由此使活塞24在缸23里面在平行于第二运动轨迹8的方向上的移动通过导向杆21、轭梁15、阀杆14传递到锁闭机构4上，由此这个锁闭机构可以沿着第二运动轨迹8在按照图12至21的关闭位置与按照图7至11的中间位置之间往复运动。
因此利用第一阀驱动装置5和第二阀驱动装置7锁闭机构4可以以所说明的方式和方法在最大打开位置与中间位置与关闭位置之间往复运动，只要止动装置9允许这一点，通过止动体10与其倾斜面11位于其释放位置。这在图2至16中是这种情况，如同尤其在图6,11和16中清楚看到的那样。如果现在要从按照图12至16的关闭位置开始锁闭机构4止动在关闭位置，则利用按照本发明的止动装置9和尤其其配有倾斜面11的止动体10实现这一点。为了完整性要指出，在这个实施例中也双重地构成止动装置9。这个实施例的止动装置9的工作原理特别清楚地利用示出释放位置的图6,11和16和示出止动位置的图21看出。在这里楔形构成的具有倾斜面11的止动体10在这个实施例中通过传递杆32与止动装置9的止动驱动装置16连接。利用止动驱动装置16止动体10、在这里在这个示例中与倾斜面11一起沿着第三运动轨迹12运动，第三运动轨迹12在这里平行于第一运动轨迹6延伸。在这个沿着第三运动轨迹12运动时利用止动体10的运动实现在锁闭机构4与止动体10之间的相对运动。在这个实施例中也规定，止动体10通过其倾斜面11不直接作用于锁闭机构4上。而是止动体10间接地作用于锁闭机构4上，其方法是止动体10通过其倾斜面11直接作用于轭梁15上，其中轭梁15通过阀杆14与锁闭机构4连接。当止动体10通过其倾斜面11如同在图21中清楚地看到的那样在其止动位置顶压在轭梁15上，则引起锁闭机构4的止动。
在这里所示的变化中止动驱动装置16分别具有第一止动驱动单元17，它使止动体10持久地在止动位置方向上预紧。在这里涉及纯机械的第一止动驱动单元17，它由弹性预紧体18、在这里具体地由弹性体构成。当然也能够由弹性体或其它适合的弹性材料制成其它的弹性的预紧体18。如果不利用第二止动驱动单元19有效地反作用于第一止动驱动单元，则这个第一止动驱动单元17通过传递杆32总是牵引止动体10在其止动位置。如上所述，为了运动止动体10到释放位置设有第二止动驱动单元19。它可以接通或断开地构成。如果接通第二止动驱动单元，则它这样反作用于第一止动驱动单元，使止动体10置于释放位置或者固定在那里。一旦第二止动驱动单元19断开，第一止动驱动单元17自动地将止动体10带到按照图21的止动位置，由此锁闭机构4止动在关闭位置。
为了完整性在这里还要再一次指出，倾斜面11不必一定在止动体10上构成。正好可以是轭梁15上的、直接在锁闭机构4上的或者在另一与锁闭机构4连接的阀门1零部件上的倾斜面11，止动体10与零部件相应地共同作用。不仅可以在止动体10上、而且可以在轭梁15上或者在另一与锁闭机构4连接的阀门1的零部件或者直接在锁闭机构4上分别设有相应的倾斜面11，它们最好相应地共同作用。不仅在有多少倾斜面11和所述倾斜面11如何共同作用以及被设置在哪里的问题上，而且在止动体10是否直接或间接地作用于锁闭机构4的问题上，在本发明的意义上也存在不同的解决可能性。
在图6a中简示出，在现在总是实现的倾斜面11与第三运动轨迹12之间优选存在锐角13。
对于在附图中选择的第一、第二和第三运动轨迹6,8和12的视图要指出，所有这些运动轨迹都延长地表示，用于更清楚地看出。
在每个实施例中都总是通过倾斜面11实现止动装置9，它可以以相对较大的允差制成，由此不会导致不利地影响运行可靠性。例如，由于温度引起的各个零部件几何形状中的变化不会有损按照本发明构成的止动装置的运行可靠性。
附图标记清单
1 阀门
2 阀座
3 阀孔
4 锁闭机构
5 第一阀驱动装置
6 第一运动轨迹
7 第二阀驱动装置
8 第二运动轨迹
9 止动装置
10 止动体
11 倾斜面
12 第三运动轨迹
13 锐角
14 阀杆
15 轭梁
16 止动驱动装置
17 第一止动驱动单元
18 弹性的预紧体
19 第二止动驱动单元
20 阀壳
21 导向杆
22 密封
23 缸
24 活塞
25 滑动轴承
26 缸
27 活塞
28 活塞杆
29 平衡销
30 缸
31 活塞
32 传递杆。

Claims (10)

1.一种阀门(1)，具有被阀座(2)包围的阀孔(3)和锁闭机构(4)，其中该锁闭机构(4)在关闭位置顶压在阀座(2)上并且锁闭阀孔(3)，并且在中间位置从阀座(2)上抬起，并且覆盖阀孔(3)地设置，并且在最大打开位置完全或者至少部分地释放阀孔(3)，其中所述阀门(1)具有至少一第一阀驱动装置(5)，用于使锁闭机构(4)在最大打开位置与中间位置之间沿着第一运动轨迹(6)往复运动，并且具有至少一第二阀驱动装置(7)，用于使锁闭机构(4)在中间位置与关闭位置之间沿着第二运动轨迹(8)往复运动，并且第一运动轨迹(6)与第二运动轨迹(8)相互间成角度地设置，其中所述阀门(1)附加地具有至少一止动装置(9)，用于使锁闭机构(4)止动在关闭位置，其特征在于，所述止动装置(9)具有至少一止动体(10)，它具有至少一倾斜面(11)，其中所述止动体(10)沿着第三运动轨迹(12)在止动位置与释放位置之间相对于锁闭机构(4)运动，在止动位置所述锁闭机构(4)止动在关闭位置，在释放位置所述锁闭机构(4)可从关闭位置运动到中间位置，其中，所述止动体(10)与倾斜面(11)和/或通过倾斜面(11)间接地作用于锁闭机构(4)上，并且所述锁闭机构(4)通过至少一阀杆(14)与轭梁(15)连接，并且所述止动体(10)与倾斜面(11)和/或通过倾斜面(11)直接作用于轭梁(15)上，并且所述第三运动轨迹(12)以锐角(13)相对于倾斜面(11)设置。
2.如权利要求1所述的阀门(1)，其特征在于，为了构成倾斜面(11)所述止动体(10)和/或所述轭梁(15)和/或所述锁闭机构(4)和/或另一与锁闭机构(4)连接的阀(1)的零部件楔形地构成。
3.如权利要求1或2所述的阀门(1)，其特征在于，所述第三运动轨迹(12)平行于第一运动轨迹(6)设置。
4.如权利要求1或2所述的阀门(1)，其特征在于，所述用于止动体(10)沿着第三运动轨迹(12)运动的止动装置(9)附加地对于第一阀驱动装置(5)和附加地对于第二阀驱动装置(7)具有至少一止动驱动装置(16)。
5.如权利要求4所述的阀门(1)，其特征在于，所述止动驱动装置(16)具有第一止动驱动单元(17)，它使止动体(10)持久地向着止动位置的方向预紧。
6.如权利要求5所述的阀门(1)，其特征在于，所述第一止动驱动单元(17)是至少一弹性的预紧体(18)，或者具有至少一这样的弹性的预紧体。
7.如权利要求5所述的阀门(1)，其特征在于，所述止动驱动装置(16)具有第二止动驱动单元(19)，用于使止动体(10)运动到释放位置，其中第二止动驱动单元(19)可以接通和断开。
8.如权利要求5所述的阀门(1)，其特征在于，所述第一止动驱动单元(17)是纯机械的。
9.如权利要求6所述的阀门(1)，其特征在于，所述弹性的预紧体(18)是弹簧体。
10.如权利要求1所述的阀门(1)，其特征在于，所述阀门是真空阀。
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