CN107504249B - 真空控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空控制阀。真空控制阀具有阀座，包括限定开口轴线的阀开口和围绕开口并限定第一密封平面的第一密封表面；带对应于第一密封表面且限定第二密封平面的第二密封表面的阀盘；第一联接元件，连接到阀盘且包括接纳装置，用于提供阀盘的受控引导；驱动单元，与第一联接元件联接且构造为使阀盘能从打开位置调整到关闭位置并返回，在打开位置阀盘和阀座彼此以无接触方式存在，在关闭位置第二密封表面借助密封件压靠第一密封表面。驱动单元和阀盘构造和相互作用，使得阀盘能调整到精细控制位置，其中阀盘相对于阀座以限定方式倾斜，使得第一和第二密封平面围成限定角度，密封件充分紧靠一个密封表面且仅部分紧靠另一个。

Description

真空控制阀
技术领域
本发明涉及一种真空控制阀，该真空控制阀具有阀盘和按照至少三级用于该阀盘的导向件。
背景技术
一般而言，从现有技术中已知用于以基本上气密的方式关闭穿过形成在阀壳体中的开口的流路的真空阀的不同的实施方式。
特别地，必须在尽可能不存在污染微粒子的受保护大气中发生的IC和半导体制造的领域中，使用真空滑动阀。例如，在半导体晶片或液晶基板的生产工厂中，高度敏感的半导体或液晶元件顺序地穿过数个工艺室，其中位于工艺室内部的半导体元件在每种情况下借助于一个处理设备被处理。在工艺室内部的处理工艺期间以及在从工艺室到工艺室的传输期间，高度敏感的半导体元件总是必须位于受保护大气中-特别在真空中。
工艺室例如借助于连接通路连接在一起，能够借助于用于将零件从一个工艺室传递到下一个工艺室的真空滑动阀来打开工艺室并且然后关闭它们从而以气密方式执行相应的生产步骤。这些类型的阀由于所描述的应用领域也被称为真空传递阀并且由于它们的矩形横截面开口也被称为矩形滑动器。
另外，当使用传递阀时，在高度敏感的半导体元件的生产期间，必须使特别通过阀的致动并且通过阀封闭构件上的机械载荷所导致的粒子产生以及阀空间中的自由粒子的数量保持得尽可能小。粒子产生主要是摩擦的结果，例如通过金属到金属接触并且通过磨蚀产生。
取决于相应的驱动技术，特别是在滑动阀(也被称作阀滑动器或矩形滑动器)与摆阀之间存在区别，在现有技术中在大多数情况下用两个步骤实现关闭和打开。在第一步骤中，阀封闭构件(特别是封闭盘)在滑动阀(诸如，例如US 6,416,037(Geiser)或US 6,056,266(Blecha)中公开的，特别是L型的)情况下通过开口以与阀座基本上平行的线性方式移位，或者在摆阀(诸如，例如US 6,089,537(Olmsted)中公开的)情况下，通过开口绕枢转轴线枢转，而在这方面在封闭盘与阀壳体的阀座之间不发生接触。在第二步骤中，封闭盘通过其封闭侧被压到阀壳体的阀座上，使得开口以气密方式关闭。可例如借助于被布置在封闭盘的封闭侧并且被压到围绕开口延伸的阀座上的密封件，或者借助于封闭盘的封闭侧被压向的阀座上的密封圈来实现密封。密封件特别是密封圈可被保持在凹槽中和/或固化在上面。
在现有技术中(例如，在US 6,629,682 B2(Duelli)中)公开了不同的密封设备。用于真空阀中的密封圈和密封件的适合的材料例如是氟橡胶(也被称作FKM，特别是通过“Viton”的商品名所获知的含氟弹性体)和全氟橡胶(简称FFKM)。
所描述的封闭构件首先在密封件不被阀座接触的情况下通过开口横向地滑动并且封闭构件然后被基本上垂直地按压到阀座上的多级移动除了提供密封件被几乎排他地垂直地按压而密封件不会被横向地或纵向地加载的优点之外，还提供控制通过阀开口的介质(例如，工艺气体)的流的可能性。
使得能实现封闭构件的L形移动的一个单个驱动器、或多个驱动器(例如，两个线性驱动器或一个线性驱动器和一个扩张驱动器)被用于此目的。
在上述阀类型的常见实施方式中，封闭构件(阀盘)和阀驱动器借助于至少一个调整臂(特别是推杆或阀杆)连接。在这方面，刚性调整臂通过其一端部以刚性方式连接到封闭构件并且通过其另一端部以刚性方式连接到阀驱动器。封闭盘在大多数阀的情况下借助于螺纹连接而连接到至少一个推杆。
DE 10 2008 061 315 B4描述了阀板借助于相对于阀杆横向地延伸的横向构件安装在阀杆上。横向构件特别借助于螺钉在中部连接点处连接到阀杆并且特别借助于螺纹连接在位于中部连接点两侧的至少两个侧部连接点处连接到阀板。在包括中部连接点以及在两侧连接到该中部连接点的部分的中部部分中，横向构件位于离阀板一定间距处。横向构件可优选地用一种材料一件式构造并且特别可由金属整个地生产。
US 6 471 181 B2描述了一种类似的安装。将连接到阀杆的横向构件包括第一板，该第一板包括用于接纳螺纹连接到该第一板的阀杆的端部的锥形开口。弹性支承块在到阀杆的中部连接点的两侧被安装在第一板上，在每种情况下螺纹连接到阀板的第二板被安装在所述弹性支承块的与第一板相反的侧上。
US 2008/0066811 A1描述了一种真空阀，其中阀板连接到第一和第二横向构件。横向构件经由连接构件连接到阀板。这些包括连接臂，所述连接臂按照横向构件的纵向方向在两侧从连接点向横向构件延伸并且在端部处连接到公共连接腿，该公共连接腿在横向构件的纵向方向上延伸并且在按照横向构件的纵向方向间隔开的数个点处螺纹连接在阀板上。结果，在横向构件的纵向方向上实现了力的更均匀传输。
US 6,994,311 B2公开了一种真空控制阀，其目的是为了在打开阀位置中产生通过开口的对称流。阀盘中部地安装在导向件(阀杆)上并且可被轴向地引导，使得可依赖于阀盘与阀座之间的间距而调整通过开口的体积流。
以上实施方式共同的是，特别是在控制期间，由所述设计中的一个产生的控制曲线(每单位时间的体积流)通常出现不利的曲线进展。特别地，当从几乎关闭阀状态转变为完全关闭阀状态时，曲线由于在这种情况下发生的“猛然关闭效应”而示出明显不均匀的曲线进展。通过开口的流在这种情况下突然中断。结果，在非常低的压力范围中的精细调整几乎是不可行的或者说是不可能的。
发明内容
因此，作为本发明的基础的目的是提供一种真空阀，该真空阀一方面提供阀开口的受控气密封闭，并且另一方面，为通过所述开口的流提供改进的控制功能性。
所述目的是通过独立权利要求的特征的实现来实现的。将在从属权利要求中找到以另选的或有利的方式进一步发展本发明的特征。
作为本发明的基础的是，特别地特别鉴于在非常低的真空压力范围(例如，小于10-6mbar)内精确控制分子气体流的要求，以可靠受控方式并且尽可能在整个控制曲线上以可控或均匀方式设计流控制的动机。分子气体流也在过渡区(<10-3mbar)中起作用并且特征是气体分子的相对大的自由路径长度。本发明基于借助于阀盘与阀座之间的最初成角度的接触来实现对流的控制的方法，可根据相对倾斜位置(利用阀盘与阀座之间的接触)来调整体积流。较大的开口角度在这方面意指开口的较大大小并且因此意指每单位时间更大体积的流的可能性。通过减小开口角度，可逐步地和/或连续地减小流，直到在密封表面之间或者说在阀座的密封件与阀盘的密封件之间存在完全接触并且开口因此处于完全关闭状态(关闭位置)。
利用根据本发明的阀，能以有利的方式(即，甚至在非常低的压力并且同时提供和维持基本上对称且层状流的情况下)控制上述流。
本发明涉及一种真空阀，特别涉及一种真空控制阀，用于控制体积流或质量流并且用于以气密方式中断流路。所述阀具有阀座，该阀座包括限定开口轴线的阀开口，以及围绕该阀开口延伸并且限定第一密封平面的第一密封表面。另外，用于控制所述体积流或质量流并且用于中断所述流路的阀盘被提供有对应于所述第一密封表面的第二密封表面，其中，所述第二密封表面限定第二密封平面，阀盘的可变化的位置通过所述阀盘的相应的位置和对准来确定。
另外，所述阀具有：第一联接元件，该第一联接元件连接到所述阀盘并且包括用于提供对所述阀盘的受控引导的接纳装置；以及驱动单元，该驱动单元特别借助于所述接纳装置与所述第一联接元件联接，并且被构造为使得所述阀盘是可调整的。所述阀盘可在纵向关闭方向或纵向打开方向上至少基本上沿着几何纵向轴线从打开位置调整到关闭位置并且返回，在所述打开位置中所述阀盘和所述阀座相对于彼此以无接触方式存在，在所述关闭位置中由于位于所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的密封件而在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间存在轴向密封接触并且因此所述阀开口以气密方式关闭。
所述驱动单元和所述阀盘如此构造并且相互作用，特别是它们如此联接，使得所述阀盘可调整到精细控制位置，其中，所述阀盘相对于所述阀座以限定方式倾斜，使得所述第一密封平面和所述第二密封平面围成限定角度，并且所述密封件充分地紧靠所述两个密封表面中的一个并且仅部分地紧靠另一个密封表面。换句话说，所述第一密封表面和所述第二密封表面借助于所述密封件仅部分地接触。所述第一密封表面或所述第二密封表面因此仅被部分地压到所述密封件上。所述密封件的另一部分保持未被相对定位的密封表面接触。结果，产生了所述开口的有意不完整的密封。
因此，在所述精细控制位置中，与在所述关闭位置中相比，所述密封件的较小的表面部分接触相对定位的密封表面或者被相对定位的密封表面按压。
由于这种有目的的倾斜位置和可依赖于倾斜调整的所述阀开口的开口范围，有利的压力和流控制变得可能。可通常例如当工艺气体被使用并且导致存在用于调整所需压力的要求时使用这种控制。由于能以这种方式实现的通过开口的介质的永久层流，可避免压力波动并且能以更快的方式达到所需要的压力。由于附加地提供了阀盘与阀座之间的完全分离(打开位置)的可能性，另一方面能可将流开口选择得非常大。
所述驱动单元和所述阀盘特别地被构造并联接，使得当所述阀盘从所述打开位置调整到所述关闭位置或者从所述关闭位置调整到所述打开位置时，所述阀盘在到达所述关闭位置之前或者说在到达所述打开位置之前呈现所述精细控制位置。这可例如通过所述驱动单元的对应致动(例如，作为所述导向杆或所述盘相对于所述阀座的受控倾斜的结果)来构造。可例如在对所述导向杆的引导中(即，作为所述导向件的相应地可枢转的支承布置的结果)提供所述倾斜。由于盘相对于导向杆或相对于调整臂的相应地可变的支承布置，也可提供仅盘相对于座的倾斜。
作为此的另选方案，所述盘可能已经关于所述阀座的所述密封表面被布置在预先确定的横向位置处。也可以这种方式实现所期望的倾斜位置。
另外，可关于阀盘的两个端侧(不是顶表面和底表面而是关于盘边缘)执行不同的线性移动(关闭移动)，使得盘的一侧比相反定位的侧更早地到达所述座。
按照根据本发明的实施方式，所述阀盘被定位在所述精细控制位置中，使得通过所述第二密封表面的延伸所限定的所述第二密封平面向所述开口轴线或者向所述纵向轴线倾斜。所述纵向轴线的位置特别通过由所述驱动单元提供的调整方向来限定。所述阀盘然后将例如不在与盘底表面的法线平行的方向上移动，而是将在它相对于其横向的倾斜位置中移动，特别使得它然后在所述倾斜位置中接触所述阀座。
关于所述阀座的所述密封表面的对准，根据实现，(所述阀座的)所述第一密封表面可指向与所述开口轴线或者与所述纵向轴线平行的方向并且与所述开口轴线或者与所述纵向轴线正交地延伸。这种构造是根据本发明的阀的典型实现。
作为此的另选方案，所述第一密封表面然而也可指向横向于所述开口轴线或纵向轴线的方向并且与正交于所述开口轴线或者所述纵向轴线延伸的平面成一定角度。在也根据本发明的这种实现中，即使在相对于所述纵向轴线或开口轴线的正交对准的情况下，也可以一定角度移动所述阀盘以靠在所述阀座上并且可通过倾斜位置来提供控制。换句话说，代替阀盘的有目的的横向位置，所述阀座或者说其密封表面可以是成角度的。
在实施方式中，所述第一密封平面和所述第二密封平面在所述打开位置中和在所述精细控制位置中围成限定角度α并且所述第一密封平面和所述第二密封平面在所述关闭位置中彼此基本上平行地对准。当存在从所述精细控制位置朝向所述关闭位置的移动时，所述角度α的值因此越来越接近于“零”并且最终处于“零”。
显然根据实施方式，不仅一个单个精细控制位置可调整而且所述阀盘的第二、数个或多个精细控制位置是可调整的，特别是接连地。在这种情况下，在每种情况下通过所述第一密封平面和所述第二密封平面围成的所述角度αn在每种情况下是不同的并且所述第一密封表面和所述第二密封表面在每种情况下借助于所述密封件仅部分地接触。所述数个精细控制位置因此可在每种情况下对应于所述阀盘关于所述阀座的另一倾斜位置。特别地，可在连续的关闭移动期间将各个倾斜位置指派给相应的精细控制位置。
特别地，可单独地或连续地在每种情况下以受控方式调整所述精细控制位置，并且因此，可提供通过所述阀开口的介质的体积流或质量流的特别连续控制。可在这种情况下特别以层状方式维持所述流。这种控制特别通过用来移动所述导向杆或者说推杆的所述驱动单元的步进电机或伺服电机来提供。
关于所述阀盘与所述驱动单元的联接或者说关于作为所述阀盘的安装的结果而在一定框架内的弹性枢转性，所述第一联接元件可根据实施方式被构造为横向构件，该横向构件相对于所述开口轴线或者相对于所述纵向轴线横向地延伸并且在所述阀盘的背侧在至少一个连接点处连接到所述阀盘。
这种横向构件关于所用材料和/或形式被有弹性地构造，即这提供一定扭转能力并且因此提供所述盘绕通过所述构件的延伸所限定的枢转轴线的枢转。所述横向构件的所述特性使得能实现所述密封表面到所述密封件上的均匀按压(或者说反之亦然)超出可能的精细控制位置直到所述阀的完全封闭。移动所述阀盘(关闭)的形式可通过在所述密封材料上不出现任何横向载荷的情况下并且因此在不存在任何不想要的粒子产生的情况下使所述横向构件扭曲来实现。然后实现从倾斜位置到所述密封平面的平行位置的移动。
在一个实现中，所述横向构件的所述接纳装置提供用于相对于所述横向构件的延伸方向横向地联接所述驱动单元的中部联接点并且所述横向构件借助于相对于所述横向构件的所述延伸方向横向地延伸的调整臂连接到所述驱动单元。所述横向构件因此在这方面连接到所述调整臂并且所述阀盘通过所述调整臂的移动来引导。
根据另一个实施方式，所述横向构件可在位于所述中部联接点两侧的至少两个侧部连接点处在所述阀盘背侧以对应的方式连接到所述阀盘。在包括所述中部联接点以及在两侧连接到所述联接点的部分并且在所述侧部连接点之间延伸的中部部分中，所述横向构件然后可处于离所述背侧一定间距处并且可被有弹性地构造，使得作为使所述横向构件扭曲的结果，所述阀盘可绕枢转轴线相对于所述调整臂枢转，该枢转轴线与所述开口轴线或者与所述纵向轴线成直角。所述横向构件和所述调整臂被特别地一件式构造。
特别地，在所述至少一个连接点处的所述横向构件与所述阀盘之间的所述连接可包括摩擦搅拌焊接连接。结果，例如在螺纹连接的情况下提供的粒子产生的风险进一步降低。
按照根据本发明的实施方式，所述驱动单元包括至少一个电机和至少一个导向部件，特别是导向杆，该导向部件可借助于所述至少一个电机沿着所述纵向轴线或与所述纵向轴线平行地以受控方式移动并且所述阀盘借助于所述接纳装置连接到所述导向部件并且可相对于所述阀座移动。例如，所述盘借助于调整臂和横向构件间接连接到所述导向部件。所述纵向轴线的位置特别通过例如被构造或者说被指定为推杆或导向杆的所述导向部件的延伸并且/或者通过由所述驱动单元提供的线性移动的方向来限定。
根据特定实施方式，所述驱动单元包括至少一个电机(特别是两个电机)和两个导向部件(特别是导向杆)，所述两个导向部件可借助于所述至少一个电机或者说所述两个电机与所述纵向轴线平行地以受控方式移动。所述两个导向部件在这种情况下限定公共纵向轴线，该公共纵向轴线形成例如与所述两个导向杆平行的中部。
特别地，所述阀盘可包括连接到其并且具有接纳装置的第二联接元件，其中，所述第一和第二联接元件被直接布置在所述阀盘上，特别地与所述阀盘一件式构造，并且在每种情况下导向部件连接到所述第一联接元件和所述第二联接元件的接纳装置中的相应一个。所述联接元件特别地彼此相反地定位，即它们可关于穿过所述阀盘的中心垂直线以轴向对称的方式安装或者形成在所述盘的边缘上。因此，可借助于所述两个导向杆的单独的移动来改变所述盘相对于所述阀座的对准。如果一个杆例如被移动得比另一个杆远，则所述盘可以与所述座成一定角度对准并且可被引导到所述精细控制位置。
根据一个实施方式，所述驱动单元因此可包括两个电机并且所述两个导向部件中的每一个可由所述电机中的一个以受控方式移动。可借助于所述两个电机的限定的特别是单独的致动，按照因此可实现所述第一密封平面相对于所述第二密封平面的倾斜位置的方式，来提供所述精细控制位置，特别是所述多个精细控制位置。
在一个实现中，所述阀包括连接所述两个导向部件的桥，其中，所述第一联接元件连接到所述桥。利用这种布置，所述阀盘可在所述导向杆之间中部地布置。所述盘的期望的倾斜位置可借助于对应的电机致动来构造，即与第一导向杆联接的第一盘端部被引导，使得所述第一盘端部与所述阀座之间的间距小于所述阀座与所述第二盘端部之间的间距。所述联接元件可在这方面特别被构造为所述横向构件。结果，可从所述横向构件的弹性与单独的电机致动之间的组合实现对通过所述阀开口的流的高度精确的控制，同时提供所述密封件的均匀按压和通过所述开口的密集层流。
以上实施方式因此将两部分盘导向件(具有两个导向杆)与横向构件组合，借助于此所述阀盘至少以间接方式与所述导向杆联接。
附图说明
下面通过在附图中示意性示出的特定示例性实施方式以纯示例性方式对根据本发明的设备进行更详细的描述，同时也考察本发明的另外的优点。图如下：
图1a和图1b示出了处于打开位置的根据本发明的真空阀的第一实施方式和第二实施方式；
图2a和图2b示出了处于精细控制位置的根据本发明的真空阀的第一实施方式和第二实施方式；
图3a和图3b示出了处于关闭位置的根据本发明的真空阀的第一实施方式和第二实施方式；
图4a、图4b和图4c示出了处于打开位置和处于精细控制位置的根据本发明的真空阀的第三实施方式的各种透视图；以及
图5a、图5b和图5c示出了处于打开位置和处于精细控制位置的根据本发明的真空阀的第四实施方式的各种透视图。
具体实施方式
图1a示出了通过处于打开位置的根据本发明的真空阀10的实施方式的横截面的示意图。阀10包括作为封闭元件的阀盘11和位于阀盘11对面的阀座12。阀座12围绕阀开口16延伸并且因此限定阀开口16。阀盘11被布置为可相对于阀座12移动，至少沿着开口轴线A或沿着轴线B提供移动性，所述开口轴线A由开口16来限定，所述轴线B通过第二密封表面14的对准来限定。轴线A和B由于盘11或者说其密封表面14相对于座12的平行对准而在所示位置中重合。
作为此的另选方案，阀盘11也可在不平行而是相对于阀座12成一定角度(倾斜)的打开位置中对准。
阀盘11和阀座12二者分别具有密封表面-第一密封表面13和第二密封表面14。第一密封表面13附加地包括密封件15。所述密封件15可借助于硫化例如作为聚合物被固化到阀座12上。作为此的另选方案，可将密封件15例如作为O型密封件构造在阀座12的凹槽中。密封材料也可粘合到阀座12上并且因此实现密封件15。在另选的实施方式中，密封件15可被布置在阀盘11侧，特别地在第二密封表面14上。也可想到所述实现的组合。
密封表面13限定阀座12的第一密封平面ES并且密封表面14限定阀盘11的第二密封平面ET。密封平面ET和ES的位置因此首先依赖于相应的密封表面的延伸，其次依赖于阀盘11或者说阀座12的当前空间对准(和位置)。
图1b示出了处于打开位置的根据本发明的阀20的另一个实施方式。阀20是以与来自图1a的方式类似的方式设计的。
相比之下，这里密封件25被布置在阀盘21的密封表面24侧并且对应的密封表面23被构造在阀座22上。密封表面23和24进而限定对应的密封平面ET和ES。
图1a和图1b以纯示意方式示出相应的阀实现。在任意情况下未示出用于相对于相应的阀座移动阀盘11或者说21的驱动单元。这种驱动单元通常包括电机，特别是步进电机或伺服电机。阀盘可借助于对应的结构联接到驱动单元。根据本发明不同的实现对此来说是可能的。
首先，驱动单元可包括推杆(导向杆)，该推杆(导向杆)可借助于电机沿着纵向轴线以线性方式移动。调整臂的第一端部连接到推杆，特别是相对于杆横向地或正交地成一角度。推杆与调整臂之间的连接是以刚性方式构造的。相对于调整臂横向地延伸进而连接到阀盘的横向构件被设置在相反地定位的第二端部上。横向构件被有弹性地构造，使得盘可绕通过横向构件的延伸所限定的枢转轴线枢转。由于构件被扭曲，盘的期望枢转性以及因此盘相对于阀座的倾斜的期望的倾斜位置和修改的可能性就此变得可能。
具有两个导向部件(推杆)的设备可被构造为阀盘的输出的另选的或也可组合的设计。盘就此具有两个接纳装置，这两个接纳装置特别布置在关于盘圆周的两个相反地定位的侧。接纳装置中的每一个连接有一个推杆。推杆的驱动按照优选方式借助于两个电机实现，但是也可用至少一个电机和一个传动单元来实现。由于推杆的非平行实现的线性移动(关于推杆的线性位置)，也可按照受控方式提供阀盘相对于阀座的倾斜位置以及倾斜位置的调整。
图2a和图2b示出了根据图1a和图1b的不处于打开位置而是处于精细控制位置的阀实现。在这方面，阀盘11或者说21各自不与阀座12或者说22平行对准，而是相对于彼此倾斜。阀被构造(并且在适用情况下被控制)为使得在每种情况下利用阀盘的关闭移动在到达关闭位置之前到达并且呈现这种精细控制位置。
密封平面ET和ES在这种情况下不平行地存在并且因此彼此相交，围成角度α。所述期望的倾斜位置(也就是说开口角度α)可通过保持至少部分接触密封件15或者说25(这里为圆周密封件的左手侧)而变化。结果提供了有利的流控制。角度α被调整得越小，介质的每单位时间可能的流率越小。在这种情况下，优点特别是角度α甚至在相对非常小的角度的情况下也仍然保持可逐步地或连续地调整并且由两个阀盘侧(顶侧和底侧)处的压力差产生的力也在盘处连续地变化。结果，可执行非常精确的关闭或打开移动，介质的连续地施加或中断的流能够被控制，特别是在控制位置朝向关闭位置改变或从关闭位置变成控制位置时。
特别地，当角度改变时，接触的密封件的表面也变化。随着角度变得越来越小，密封材料的接触表面变得更大。
特别是当在盘的底部处(在阀座的方向上)相比于在顶部处较小的压力占优势时，控制是有利的。作为(借助于密封件)阀盘与阀座之间的部分接触的结果，(由于压力差)作用于盘的力的一部分能已经借助于接触表面被吸收，并且因此不必通过阀驱动或盘安装来吸收。
在精细控制位置中，阀盘11或者说21也可被视为阀瓣，该阀瓣当接触阀座12或者说22时，绕轴线转动或者枢转。
能想到不同的机械解决方案用于提供阀盘11和12靠着相应的阀座12和22的成角邻接。如一般而言在真空技术中一样并且特别对真空阀解决方案来说，具有粒子产生的避免或明显降低风险的密封解决方案将是优选的。为此，部件的相对移动性的避免或在这种移动性是必要的情况下尽可能不在部件之间发生摩擦的部件的支承布置将是优选的。
因此如在下图4a、4b、4c和图5a、5b、5c中一样根据发明提出了针对盘的粒子避免驱动和保持解决方案。阀盘相对于相应的阀座的线性移动性在这种情况下是毫无疑问的并且必须被提供，然而用于在精细控制位置中调整相对于座的倾斜的盘绕枢转轴线的枢转性的方面在这种情况下也将被考虑并且在这里根据本发明被实现(粒子产生的避免)。
图3a和图3b示出了在每种情况下处于密封关闭位置的阀10和20，其中通过阀开口16或26的介质流由于由密封件15或者说25充分地提供的密封动作而完全中断。各个密封件15或25在这种情况下充分接触相对侧的相对地定位的对应的密封表面，即在围绕阀开口的整个圆周上方，并且被按压至预先确定的程度。密封平面ET和ES平行地存在。
图4a和图4b示出了处于打开位置的根据本发明的真空阀30的实施方式。阀盘31被以平行方式定位在离阀座32一定间距处并且使阀开口36暴露。
密封件35被安装在阀座32的密封表面33上。密封表面33的延续限定密封平面ES。
阀盘31借助于被构造为横向构件38的联接元件连接到调整臂37。与阀座32的密封表面33相对地定位并且关于形式和大小与阀座32的密封表面33对应的阀盘31的密封表面的延续限定密封平面ET。在打开位置中，密封平面ET和ES彼此平行地对准。
横向构件38借助于其关于调整臂37横向延伸来限定枢转轴线S，该枢转轴线S也关于调整臂37横向延伸。横向构件38在所述横向构件的中部区域中固定地连接(这里：螺纹连接)到调整臂37并且在所述横向构件的端部处固定地连接到阀盘31。然而，也可以另选的方式(例如，借助于螺栓或焊接(例如，摩擦搅拌焊接))产生相应的紧固。特别地，可一件式构造调整臂37和横向构件38。
横向构件38它本身被形成为使得它提供一定材料弹性，并且结果，可以以基本上无磨损的方式在预定义范围内(例如，关于扭曲角度和力吸收)绕枢转轴线S扭曲。
调整臂7借助于推杆或导向杆连接到驱动单元39。可借助于驱动39沿着推杆的延伸以线性方式移动盘31。
图4c示出了处于精细控制位置的阀30。阀盘31部分地接触密封件35。在通过盘31的横截面的所示右手侧，在盘31与密封件35之间没有接触。阀盘31因此未与阀座32平行地对准。密封平面ET和ES以限定角度α相交。
由于横向构件38与调整臂37之间的连接被构造为(以受控方式)可枢转，可产生所示的精细控制位置。当阀盘31移动更靠近阀座32时，可建立并维持(固定)轻微的枢转。作为此的另选方式，盘31可借助于横向构件38被紧固，使得盘31在打开位置中不与阀座32平行，而是已经包括相对倾斜位置。密封平面ET和ES在这种情况下相应地不平行，而是围成一定角度α。
作为线性接近移动的结果，盘31然后以相应地倾斜方式紧靠着座32。作为借助于驱动39的进一步线性调整的结果，可通过使横向构件38扭曲来改变盘31的倾斜。如果推杆因此进一步缩进，则开口角度α变得更小。在这种情况下，横向构件38被施加内扭转，即被扭曲。结果，可提供盘密封表面对密封件35的连续可变化且在这种情况下均匀维持的按压。这可导致开口36的完全封闭，使得在这里同样，关于密封进展，密封件被以均匀方式按压。
横向构件由于被扭曲而因此使能倾斜位置的连续(或逐步)变化，密封件35被以均匀方式按压。由于密封件被以均匀方式按压并且由于因此无横向载荷作用于密封件，粒子产生被附加地最小化或者完全防止。
作为调整臂37与横向构件38之间的连接处的倾斜位置的另选方案，也可借助于枢转或者借助于推杆的永久倾斜位置来提供盘31相对于座32的倾斜位置。然后由横向构件提供的效果对应于前面所举的变型。
图5a和图5b示出了处于打开位置的根据本发明的真空阀40的另一个实施方式。阀盘41以平行方式定位在距阀座42一定间距处并且使阀开口46暴露。
和根据图4a、图4b和图4c的实现对比，阀盘41被布置为可借助于两个导向杆47相对于阀座42移动，所述两个导向杆47各自可通过驱动单元49的电机以受控方式移动。密封件45位于盘41的底表面上。相应的密封表面进而限定密封平面ET和ES。
导向杆47连接到两个联接元件48的接纳装置。联接元件48在这里与阀盘41一件式构造，然而，显然联接元件48也可被设计为单独的部件，所述联接元件能够例如螺纹连接或者焊接到盘41。
为了如图5c所示的那样调整某个精细控制位置，能以单独的方式相应地致动驱动49的两个驱动件49a和49b。这两个驱动件49a、49b中的一个在这种情况下产生导向杆47中的一个行进的距离，该距离比在同一时间段内通过针对另一个导向杆47的第二驱动所提供的距离大。换句话说，导向杆47中的一个至少在一定时间段期间比另一个更快地缩进。作为此的另选方案，通过第一驱动产生的线性移动可比通过第二驱动产生的线性移动早开始，结果驱动提供基本上同步的移动。
结果产生了相对于阀座42倾斜的阀盘41。阀盘41或者说其密封件45利用可按这种方式调整的所述倾斜位置而(部分地)接触阀座42(图5c)。一旦利用被更快或者说更进一步引导的第一导向杆47到达第一端部位置，就可只通过以线性方式使第二导向杆47进一步移位来提供通过阀开口46的流或者说流体的控制。第一端部位置可基本上对应于盘41的在密封件45与阀座之间存在接触的位置。然而，显然，一旦已经做出接触可实现进一步线性移位，以实现密封材料45的期望按压。第一端部位置以及第二端部位置因此也可对应于期望密封压缩的产生。
显然，所示图仅以示意方式示出可能的示例性实施方式。根据本发明，不同的方法也可彼此组合并且与用于在现有技术的真空条件下控制工艺体积中的体积流或压力的方法和设备组合。

Claims (17)

1.一种真空控制阀(10、20、30、40)，所述真空控制阀(10、20、30、40)用于控制体积流或质量流并且用于以气密方式中断流路，所述真空控制阀(10、20、30、40)具有
·阀座(12、22、32、42)，所述阀座(12、22、32、42)包括限定开口轴线(A)的阀开口(16、26、36、46)、以及围绕所述阀开口(16、26、36、46)并且限定第一密封平面(ES)的第一密封表面(13、23、33)，
·阀盘(11、21、31、41)，所述阀盘(11、21、31、41)用于控制所述体积流或质量流并且用于中断所述流路，具有对应于所述第一密封表面(13、23、33)的第二密封表面(14、24)，其中，所述第二密封表面(14、24)限定第二密封平面(ET)，所述阀盘(11、21、31、41)的可变化的位置通过所述阀盘(11、21、31、41)的相应的位置和对准来确定，
·第一联接元件(38、48)，所述第一联接元件(38、48)连接到所述阀盘(11、21、31、41)并且包括接纳装置，用于提供所述阀盘(11、21、31、41)的受控引导，以及
·驱动单元(39、49)，所述驱动单元(39、49)与所述第一联接元件(38、48)联接，并且构造为使得所述阀盘(11、21、31、41)能在纵向关闭方向上至少基本上沿着几何纵向轴线从打开位置调整到关闭位置并且返回，
ο在所述打开位置中，所述阀盘(11、21、31、41)和所述阀座(12、22、32、42)相对于彼此以无接触方式存在，
ο在所述关闭位置中，由于位于所述第一密封表面(13、23、33)与所述第二密封表面(14、24)之间的密封件(15、25、35、45)而在所述第一密封表面(13、23、33)与所述第二密封表面(14、24)之间存在轴向密封接触，并且所述阀开口(16、26、36、46)因此以气密方式关闭，
其特征在于
所述驱动单元(39、49)和所述阀盘(11、21、31、41)如此构造和相互作用，使得所述阀盘(11、21、31、41)能调整到精细控制位置，其中
·所述阀盘(11、21、31、41)相对于所述阀座(12、22、32、42)以限定方式倾斜，使得所述第一密封平面(ES)和所述第二密封平面(ET)围成限定角度(α)，并且
·所述密封件(15、25、35、45)充分地紧靠所述第一密封表面(13、23、33)或所述第二密封表面(14、24)并且仅部分地紧靠相应的另一个密封表面(13、23、33、14、24)。
2.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述驱动单元(39、49)借助于所述接纳装置与所述第一联接元件(38、48)联接。
3.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述驱动单元(39、49)和所述阀盘(11、21、31、41)构造和联接为使得当将所述阀盘(11、21、31、41)从所述打开位置调整到所述关闭位置或者从所述关闭位置调整到所述打开位置时，所述阀盘(11、21、31、41)在到达所述关闭位置之前或者说在到达所述打开位置之前呈现所述精细控制位置。
4.根据权利要求1或3所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述阀盘(11、21、31、41)被定位在所述精细控制位置，使得通过所述第二密封表面(14、24)的延伸所限定的所述第二密封平面(ET)向所述开口轴线(A)或者向所述纵向轴线倾斜。
5.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述第一密封表面(13、23、33)指向与所述开口轴线(A)或纵向轴线平行的方向并且与所述开口轴线(A)或纵向轴线正交地延伸，或者
·所述第一密封表面(13、23、33)指向横向于所述开口轴线(A)或纵向轴线的方向并且向与所述开口轴线(A)或纵向轴线正交地延伸的平面倾斜。
6.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述第一密封平面和所述第二密封平面(ES、ET)在所述打开位置和在所述精细控制位置围成限定角度(α)，并且
·所述第一密封平面和所述第二密封平面(ES、ET)在所述关闭位置基本上平行地对准。
7.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述阀盘(11、21、31、41)的第二或多个精细控制位置是可调整的，其中
·在每种情况下由所述第一密封平面和所述第二密封平面(ES、ET)围成的角度(αn)在每种情况下是不同的，并且
·所述密封件(15、25、35、45)在每种情况下充分地紧靠所述两个密封表面(13、23、33、14、24)中的一个并且仅部分地紧靠另一个密封表面(13、23、33、14、24)。
8.根据权利要求7所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述阀盘(11、21、31、41)的第二或多个精细控制位置是接连地可调整的。
9.根据权利要求7所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述精细控制位置能在每种情况下单独地或连续地以受控方式被调整，并且因此能提供通过所述阀开口(16、26、36、46)的介质的体积流或质量流的连续的控制。
10.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述第一联接元件(38)构造为横向构件(38)，所述横向构件(38)相对于所述开口轴线(A)或者相对于所述纵向轴线横向地延伸并且在所述阀盘(11、21、31、41)的背侧在至少一个连接点处连接到所述阀盘(11、21、31、41)，其中，所述接纳装置提供用于相对于所述横向构件(38)的延伸方向横向地联接所述驱动单元(39)的中部联接点，并且所述横向构件(38)借助于相对于所述延伸方向横向地延伸的调整臂(37)连接到所述驱动单元(39)。
11.根据权利要求10所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述横向构件(38)与所述阀盘(11、21、31、41)之间的连接包括所述至少一个连接点处的摩擦搅拌焊接连接。
12.根据权利要求10所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述横向构件(38)
·在所述阀盘(11、21、31、41)的背侧在位于所述中部联接点两侧的至少两个侧部连接点处连接到所述阀盘(11、21、31、41)，
·在中部部分与所述背侧相距一定间距，所述中部部分包括所述中部联接点以及在两侧连接到所述联接点的部分，并且所述中部部分在所述侧部连接点之间延伸，
·被有弹性地构造，使得由于所述横向构件(38)的变形，所述阀盘(11、21、31、41)能绕枢转轴线(S)相对于所述调整臂(37)枢转，所述枢转轴线(S)与所述开口轴线(A)或者与所述纵向轴线成直角，并且
·被一件式构造。
13.根据权利要求1所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述驱动单元(39、49)包括至少一个电机(49a、49b)和至少一个导向部件(47)，所述导向部件(47)能借助于所述至少一个电机(49a、49b)沿着所述纵向轴线或与所述纵向轴线平行地以受控方式移动，并且
·所述阀盘(11、21、31、41)借助于所述接纳装置连接到所述导向部件(47)并且能相对于所述阀座(12、22、32、42)移动。
14.根据权利要求13所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于，所述驱动单元(39、49)包括两个导向部件(47)，所述两个导向部件(47)能借助于所述至少一个电机与所述纵向轴线平行地以受控方式移动。
15.根据权利要求14所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述阀盘(11、21、31、41)包括连接到所述阀盘(11、21、31、41)并且具有接纳装置的第二联接元件(48)，其中，所述第一联接元件和所述第二联接元件(48)直接布置在所述阀盘(11、21、31、41)上，并且
·在每种情况下导向部件(47)连接到所述第一联接元件和所述第二联接元件(48)的接纳装置中的相应一个。
16.根据权利要求14或15所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述驱动单元(49)包括两个电机(49a、49b)并且所述两个导向部件(47)中的每一个能通过所述电机中的一个以受控方式移动，以及
·能借助于所述两个电机(49a、49b)的限定的致动、按照因此能实现所述第一密封平面相对于所述第二密封平面的倾斜位置的方式，来提供所述精细控制位置。
17.根据权利要求14所述的真空控制阀(10、20、30、40)，其特征在于
·所述真空控制阀(10、20、30、40)包括连接所述导向部件(47)的桥，并且
·所述第一联接元件(38、48)连接到所述桥并且构造为横向构件。
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