DE10062791A1 - Gas supply device used for very pure corrosive gases comprises functional element having plastic base body, plastic membrane and non-metallic surfaces in gas contact regions of element - Google Patents

Gas supply device used for very pure corrosive gases comprises functional element having plastic base body, plastic membrane and non-metallic surfaces in gas contact regions of element

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DE10062791A1 DE2000162791 DE10062791A DE10062791A1 DE 10062791 A1 DE10062791 A1 DE 10062791A1 DE 2000162791 DE2000162791 DE 2000162791 DE 10062791 A DE10062791 A DE 10062791A DE 10062791 A1 DE10062791 A1 DE 10062791A1
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    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
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Abstract

A gas supply device comprises a functional element having a plastic base body (1), a plastic membrane (7) and non-metallic surfaces in the gas contact regions of the element. Preferred Features: The element is a membrane valve, multi-way valve, pressure regulator or safety valve. The element is connected to a plastic gas line. The base body has a part with a flat valve seat (6) in one region. The element contains one or more valve elements with a pneumatic upper part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegegasventil, ein Sicherheitsventil und die Verwen­ dung eines Kunststoffgrundkörpers bei einem Mehrwegegasventil.The invention relates to a multi-way gas valve, a safety valve and the use extension of a plastic body with a multi-way gas valve.

Herkömmliche Gasarmaturen werden beispielsweise in "Gase-Handbuch", 3. Aufla­ ge, Messer Griesheim GmbH 1989, S. 47-52 beschrieben.Conventional gas fittings are described for example in "Gase-Handbuch", 3rd edition, Messer Griesheim GmbH 1989 , pp. 47-52.

Der Betrieb eines metallischen Gasventiles mit korrosiven Gasen wie Chlorwasser­ stoff, Bromwasserstoff, Chlor, Ammoniak, Wolframhexafluorid oder Gasgemische mit einer reaktiven Komponente ist bei Reinstgasanwendungen sehr problematisch, da eine Verunreinigung oder Kontamination mit Metallionen, die vom Ventilwerkstoff stammen, im Gasanwendungsbereich in vielen Fällen unbedingt vermieden werden muß. Dies trifft insbesondere für den Gaseinsatz bei der Herstellung von Halbleiter­ bauelementen zu.Operation of a metallic gas valve with corrosive gases such as chlorine water substance, hydrogen bromide, chlorine, ammonia, tungsten hexafluoride or gas mixtures with A reactive component is very problematic in high-purity gas applications because contamination or contamination with metal ions from the valve material originate in the gas application area must be avoided in many cases got to. This is particularly true for the use of gas in the manufacture of semiconductors components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasversorgungsanlage für Reinstga­ se, insbesondere für Reinstgase aus korrosivem Gas, bereitzustellen.The invention has for its object a gas supply system for Reinstga se, in particular for high-purity gases from corrosive gas.

Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Gasversorgungsanlage mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.The task was solved by a gas supply system with the in claim 1 described features.

Die Gasversorgungsanlage enthält Funktionselemente, die im gasberührten Raum keine metallischen Oberflächen aufweisen. Funktionselemente sind beispielsweise Absperrventile, insbesondere Membranventile, Mehrwegeventile, Druckregler oder Sicherheitsventile. Die Funktionselemente weisen bevorzugt einen Kunststoffgrund­ körper auf. Vorteilhaft werden die Funktionselemente aus einem Unterteil mit einem Kunststoffgrundkörper und einem herkömmlichen Oberteil mit metallischen Teilen aufgebaut. Die Abtrennung vom Oberteil erfolgt in der Regel durch eine Kunststoff­ membran bei ventilartigen Funktionselementen. Dies reduziert nicht nur die Herstell­ kosten, sondern führt zu einer Verbesserung gegenüber reinen Kunststoffventilen. Das Funktionselement mit Kunststoffgrundkörper ist bei entsprechender Auslegung im Hochdruckbereich (z. B. Gasdruck größer als 50 bar, z. B. 300 bar) einsetzbar. Die im folgenden beschriebenen Funktionselemente sind mit entsprechender Auslegung für den Hochdruckbereich geeignet (z. B. mehr als 50 bar), wofür bekannte Kunst­ stoffventile nicht geeignet sind.The gas supply system contains functional elements that are in the gas-contact area have no metallic surfaces. Functional elements are, for example Shut-off valves, in particular diaphragm valves, multi-way valves, pressure regulators or Safety valves. The functional elements preferably have a plastic base body on. The functional elements of a lower part with a are advantageous Plastic body and a conventional upper part with metallic parts built up. The upper part is usually separated by a plastic membrane for valve-like functional elements. This not only reduces manufacturing cost, but leads to an improvement over pure plastic valves. The functional element with a plastic body is designed accordingly  can be used in the high pressure range (e.g. gas pressure greater than 50 bar, e.g. 300 bar). The Functional elements described below are of appropriate design suitable for the high pressure range (e.g. more than 50 bar), for which known art fabric valves are not suitable.

Das Funktionselement (z. B. Absperrventil, Mehrwegeventil, Druckregler) weist einen Grundkörper (Gehäusekörper; Ventilblock) aus Kunststoff auf, im folgenden Kunst­ stoffgrundkörper genannt. Als Kunststoff werden beispielsweise Polyolefin, Fluorpo­ lymer, Polyacetal, Polyester oder Polyamid, z. B. Polypropylen (PP), Polyetherether­ keton (PEEK), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE). Als Kunst­ stoffwerkstoff werden thermoplastische Kunststoffe wie technische Kunststoffe oder chemikalienresistente Kunststoffe, insbesondere Hochleistungskunststoffe, bevor­ zugt eingesetzt. Der Kunststoffgrundkörper besteht vorzugsweise aus einem Teil, kann aber auch aus mehreren, auch aus unterschiedlichem Material bestehenden Teilen zusammengesetzt werden.The functional element (e.g. shut-off valve, multi-way valve, pressure regulator) has one Base body (housing body; valve block) made of plastic, in the following art called basic material. Polyolefin, Fluorpo lymer, polyacetal, polyester or polyamide, e.g. B. polypropylene (PP), polyether ether ketone (PEEK), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE). As art Thermoplastic materials such as engineering plastics or chemical resistant plastics, especially high performance plastics, before trains used. The plastic base body preferably consists of one part, but can also consist of several, also of different materials Parts are put together.

Der Kunststoffgrundkörper der ventilartigen Funktionselemente (z. B. Absperrventil, Mehrwegeventil, Druckregler) enthält einen Gaseingang (eingehendenden Gaska­ nal), von dem ein, zwei, drei oder mehrere Gaskanäle ausgehen, die jeweils zu ei­ nem Ventilelement oder Sicherheitsventilelement führen. Ein Mehrwegeventil enthält z. B. zwei oder drei Ventilelemente oder ein oder zwei Ventilelemente und ein Sicher­ heitsventilelement. Jedes Ventilelement oder Sicherheitsventilelement weist einen Gaseingang und einen Gasausgang (ausgehender Gaskanal oder Gasauslaßkanal) auf. Der Grundkörper jedes Ventilelementes oder Sicherheitsventilelementes ist Be­ standteil des Kunststoffgrundkörpers (z. B. eines Ventilblocks).The plastic base body of the valve-like functional elements (e.g. shut-off valve, Multi-way valve, pressure regulator) contains a gas inlet (incoming gas) nal), from which one, two, three or more gas channels emanate, each to egg Guide a valve element or safety valve element. Contains a multi-way valve z. B. two or three valve elements or one or two valve elements and a safe safety valve element. Each valve element or safety valve element has one Gas inlet and a gas outlet (outgoing gas duct or gas outlet duct) on. The basic body of each valve element or safety valve element is Be part of the plastic base body (e.g. a valve block).

Das Ventilelement weist ein Unterteil (Grundkörper) und ein Oberteil mit Bedien- o­ der Betätigungselement. Das Ventilelement ist vom Typ eines Membranventils. Der Ventilraum des Ventilelementes wird im allgemeinen im unteren Bereich von dem Kunststoffgrundkörper und im oberen Bereich von der Ventilmembran begrenzt. Der Ventilraum hat in der Regel einen kreisrunden Querschnitt, in dessen Mitte ein Gas­ kanal (Gaseingangskanal oder Gasauslaßkanal) mündet und um die Mündungsöffnung dieses Gaskanales der Ventilsitz angeordnet ist. Der Grundkörper des Ventil­ elementes oder Sicherheitsventilelementes weist im Unterschied zu üblichen metalli­ schen Ventilgrundkörpern vorteilhaft einen Ventilsitz mit besonderer Gestalt (beson­ derer Geometrie) auf.The valve element has a lower part (base body) and an upper part with operating or the actuator. The valve element is of the diaphragm valve type. The Valve space of the valve element is generally in the lower area of the Plastic body and limited in the upper area by the valve membrane. The The valve chamber usually has a circular cross-section with a gas in the middle channel (gas inlet channel or gas outlet channel) opens and around the mouth opening  this gas channel the valve seat is arranged. The main body of the valve element or safety valve element, in contrast to conventional metalli cal valve body advantageously a valve seat with a special shape (esp their geometry).

Der Ventilsitz weist in der Regel eine ringförmige Dichtfläche oder Schließfläche auf. Die Schließfläche ist vorzugsweise flach ausgeführt. Schließfläche liegt vorteilhaft in einer Ebene, die senkrecht, nahezu senkrecht oder im Bereich von 60 bis 120° zur Ventilverstellachse verläuft. Bevorzugt wird eine senkrechte oder nahezu senkrechte Ausrichtung der Schließfläche. In diesem Fall ist die Gesamtschließfläche ein flacher Ring. Bei einer leicht geneigten Schließfläche (z. B. Bereich von 60 bis 120° zur Ventilverstellachse) liegt die ringförmige Schließfläche auf dem Mantel eines mehr oder weniger stumpfen Kegels. Die Breite der Schließfläche in einem Ringteil liegt im allgemeinen im Bereich von 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm, insbesondere 2 bis 3 mm. Auf die Gesamtschließfläche wird zum Verschließen des Ventiles die Membran gedrückt, wodurch ein Gaskanal verschlossen wird.The valve seat generally has an annular sealing surface or closing surface. The closing surface is preferably flat. Closing surface is advantageously in a plane that is perpendicular, almost vertical or in the range of 60 to 120 ° Valve adjustment axis runs. A vertical or almost vertical is preferred Alignment of the closing surface. In this case, the total closing area is flat Ring. With a slightly inclined closing surface (e.g. range from 60 to 120 ° to Valve adjustment axis), the annular closing surface lies on the jacket of one more or less blunt cone. The width of the closing surface in a ring part is generally in the range of 0.5 to 10 mm, preferably 2 to 6 mm, in particular 2 to 3 mm. On the total closing surface, the valve is closed Membrane pressed, whereby a gas channel is closed.

Die Ventilmembran ist in der Regel scheibenförmig. In mechanisch unverformtem Zustand ist die Membran vorzugsweise auf der schließenden Seite im wesentlichen flach, insbesondere im Bereich, der zur Abdeckung des Ventilsitzes dient. Die Ven­ tilmembran besteht teilweise oder vollständig aus einem Kunststoff, der in der Regel elastisch ist. Der Kunststoff ist vorzugsweise ein Elastomer wie Gummi oder synthe­ tischer Kautschuk. Synthetische Kautschuke sind beispielsweise ACM, ANM, CM, CFM, CSM, EPDM, EPM, EVA, FPM, IM, CO, ECO, PO, ABR, BR, CR, IIR, IR, NBR, NCR, NR, PBR, SBR, SCR, SIR, T, FSi, PSi, PVSi, Si, VSi, AFMU, AU und EU. Die Bedeutung der Abkürzungen für synthetische Kautschuke sind in "Hans Domining, "Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften", VDI-Verlag, Düsseldorf, 1976", S. 5 und 6, erläutert, worauf hiermit bezug genommen wird. Besonders bevorzugt als Kunststoff sind Fluorelastomere und chlorhaltige Elastomere.The valve membrane is usually disk-shaped. In mechanically undeformed The state of the membrane is preferably essentially on the closing side flat, especially in the area that serves to cover the valve seat. The Ven tilmembran consists partly or completely of a plastic, which as a rule is elastic. The plastic is preferably an elastomer such as rubber or synthetic table rubber. Synthetic rubbers are, for example, ACM, ANM, CM, CFM, CSM, EPDM, EPM, EVA, FPM, IM, CO, ECO, PO, ABR, BR, CR, IIR, IR, NBR, NCR, NR, PBR, SBR, SCR, SIR, T, FSi, PSi, PVSi, Si, VSi, AFMU, AU and EU. The The meanings of the abbreviations for synthetic rubbers are in "Hans Domining, "The plastics and their properties", VDI-Verlag, Düsseldorf, 1976 ", pp. 5 and 6, explains what is hereby incorporated by reference. Particularly preferred as a plastic are fluoroelastomers and chlorine-containing elastomers.

Die Membran weist vorzugsweise einen Stützkörper, insbesondere ein Einlegeteil, auf. Der Stützkörper besteht aus Kunststoff, Keramik oder Metall, vorzugsweise aus Metall (z. B. Stahl, Aluminium oder Messing). Der Stützkörper weist vorteilhaft ein Membranstützteil und ein Verbindungsteil auf. Das Stützteil des Stützkörpers ist in der Regel platten- oder scheibenförmig. Vorteilhaft wird das Stützteil teilweise oder vollständig bei der Herstellung der Membran in der Membran verankert, z. B. durch Einvulkanisieren.The membrane preferably has a support body, in particular an insert, on. The support body is made of plastic, ceramic or metal, preferably  Metal (e.g. steel, aluminum or brass). The support body advantageously has a Membrane support part and a connecting part. The support part of the support body is in usually plate or disc-shaped. The support part is advantageous partially or fully anchored in the membrane during the manufacture of the membrane, e.g. B. by Vulcanizing.

Für Hochdruckanwendungen wird ein festeres oder steiferes Membranmaterial be­ vorzugt, z. B. Hartgummi. Die Kunststoffmembran ist für Hochdruck dicker ausgelegt und weist in diesem Fall eine Dicke im Bereich von z. B. 1 bis 3 mm auf.A firmer or stiffer membrane material is used for high pressure applications preferred, e.g. B. hard rubber. The plastic membrane is designed thicker for high pressure and in this case has a thickness in the range of z. B. 1 to 3 mm.

Die Membran weist vorteilhaft einen Dichtrand auf, der als Dichtelement zwischen Membran und Kunststoffgrundkörper dient. Vorzugsweise ist der Dichtrand auf dem Rand der zum Ventilraum gerichteten Seite der Membran angeordnet. Der Dichtrand ist vorteilhaft wulstförmig oder gerundet (z. B. halbrund). Zur Aufnahme des Dicht­ randes der Membran weist die der Membran gegenüberliegende Seite des Kunst­ stoffgrundkörpers vorteilhaft eine umlaufende Vertiefung (z. B. Nut oder Rille) im Be­ reich des Ventilraumrandes auf.The membrane advantageously has a sealing edge which acts as a sealing element between Serves membrane and plastic body. The sealing edge is preferably on the Edge of the side of the membrane facing the valve space. The sealing edge is advantageously bead-shaped or rounded (e.g. semicircular). To accommodate the seal edge of the membrane faces the side of the art opposite the membrane base body advantageously a circumferential recess (z. B. groove or groove) in the Be range of the valve chamber edge.

Der Membranstützkörper ist beispielsweise über das Verbindungsteil mit dem Druck­ körper verbunden. Der Membranstützkörper kann auch Teil des Druckkörpers sein, wobei sich das Verbindungsteil erübrigt. Zur Verbindung der Membran mit dem Druckkörper wird beispielsweise der Druckkörper im Bereich der Unterseite modifi­ ziert. Z. B. wird der Druckkörper mit einer zentralen zylindrischen Öffnung (z. B. Boh­ rung) versehen, die zur Aufnahme des Verbindungsteiles (z. B. ein zylindrischer Stift) des Membranstützkörpers dient. Verbindungsteil und die untere Öffnung des Druck­ körpers können mit einem Schraubgewinde versehen werden, so daß das Verbin­ dungsteil in den Druckkörper geschraubt werden kann. Die Verschraubung wird vor­ teilhaft durch ein Klebmittel fixiert.The membrane support body is for example via the connecting part with the pressure body connected. The membrane support body can also be part of the pressure body, whereby the connecting part is unnecessary. To connect the membrane with the Pressure body, for example, the pressure body in the area of the bottom is modifi ed. For example, the pressure body is provided with a central cylindrical opening (e.g. Boh tion), which are used to hold the connecting part (e.g. a cylindrical pin) the membrane support body is used. Connecting part and the lower opening of the pressure body can be provided with a screw thread, so that the connection manure part can be screwed into the pressure body. The screw connection is in front partially fixed by an adhesive.

Die Ventilspindel des Ventilelementes ist vorzugsweise zwei- oder mehrteilig. Die Ventilspindel weist beispielsweise ein Ventilspindeloberteil und einen getrennten Druckkörper auf, wie in der DE 39 35 171 A1 beschrieben und worauf hiermit bezug genommen wird. Ventilspindeloberteil und Druckkörper sind vorzugsweise aus Me­ tall.The valve spindle of the valve element is preferably in two or more parts. The The valve stem has, for example, a valve stem upper part and a separate one Pressure body on, as described in DE 39 35 171 A1 and to which reference  is taken. Valve stem and pressure body are preferably made of Me tall.

Vorteilhaft wird das Oberteil eines gebräuchlichen Membranventils, z. B. das Oberteil des in der DE 39 35 171 A1 beschriebenen Membranventils mit einem modifizierten Druckkörper, mit der Kunststoffmembran und dem Grundkörper eines Ventilele­ mentes kombiniert. Auf diese Weise können außerhalb des gasberührten Bereiches metallische Bauteile, insbesondere konventionelle Bauteile, eingesetzt werden, die in der Regel günstigere mechanische Eigenschaften (z. B. eine höhere Stabilität) als Kunststoffteile aufweisen. Im gasberührten Bereich des Funktionselementes kommt das Gas nur mit nichtmetallischen Teilen oder Oberflächen in Berührung.The upper part of a conventional diaphragm valve, for. B. the top of the diaphragm valve described in DE 39 35 171 A1 with a modified Pressure body, with the plastic membrane and the base body of a valve mentes combined. In this way, outside the gas-contact area metallic components, especially conventional components, are used, which in usually more favorable mechanical properties (e.g. higher stability) than Have plastic parts. Comes in the gas-wetted area of the functional element the gas only comes into contact with non-metallic parts or surfaces.

Statt mit einem handbedienbaren Ventiloberteil wird das Unterteil der Ventilelemente vorteilhaft mit einem Pneumatikkopf oder Pneumatik-Ventiloberteil kombiniert. Das Pneumatikventil mit Kunststoffgrundkörper und Kunststoffmembran kann analog zu den Pneumatikventilen der Baureihe MV1 von Messer Griesheim aufgebaut werden (siehe Katalog "Gase mit hoher Reinheit 2000", Messer Griesheim GmbH, S. 170; oder im Internet: http:/ /www.spezialgase.de).Instead of a manually operated valve upper part, the lower part of the valve elements is advantageously combined with a pneumatic head or pneumatic valve upper part. The pneumatic valve with plastic body and plastic membrane can be constructed in the same way as the pneumatic valves of the MV1 series from Messer Griesheim (see catalog "Gases with high purity 2000 ", Messer Griesheim GmbH, p. 170; or on the Internet: http: / /www.spezialgase. de).

Die Anschlüsse für Gaseingang und Gasausgang am Kunststoffgrundkörper des Funktionselementes sind beispielsweise herkömmliche Schlauch- oder Leitung­ sanschlußelemente (z. B. Klemmringverschraubung oder "compression fitting"), die auch aus Kunststoff erhältlich sind. Die Anschlußelemente können direkt in den Kunststoffgrundkörper eingelassen werden, so daß Übergangsstücke für den Anschluß des Funktionselementes nicht benötigt werden.The connections for gas inlet and gas outlet on the plastic body of the Functional elements are, for example, conventional hose or line connecting elements (e.g. compression fitting or compression fitting), the are also available in plastic. The connection elements can be directly in the Plastic base body are inserted so that transition pieces for the Connection of the functional element are not required.

Prinzipiell kann ein Ventilelement mit umgekehrter Richtung des Gasflusses einge­ setzt werden. Es lassen sich so Mehrwegeventile mit mehreren Gaseingängen und einem Gasausgang aufbauen, z. B. ein Zweiwegeventil mit zwei Gaseingängen und einem Gasausgang oder ein Dreiwegeventil mit drei Gaseingängen und einem Gas­ ausgang. In principle, a valve element with the opposite direction of the gas flow can be inserted be set. Multi-way valves with multiple gas inlets and build a gas outlet, e.g. B. a two-way valve with two gas inlets and a gas outlet or a three-way valve with three gas inlets and one gas output.  

Ein Druckregler mit Kunststoffgrundkörper enthält ein Unterteil, das ähnlich zu einem Ventilelement aufgebaut ist. Zusätzlich enthält der Druckregler eine Schließfeder und einen Regelkonus, die in einem Hohlraum im Kunststoffgrundkörper angeordnet sind. Der Hohlraum ist mit dem eingehenden Gaskanal und dem Ventilraum verbun­ den. Der Hohlraum wird in der Regel an einer Seite von einem Kunststoffverschluß­ teil verschlossen. Das Kunststoffverschlußteil besteht vorzugsweise aus dem glei­ chen Kunststoff wie der Grundkörper. Die Schließfeder und der Regelkonus beste­ hen vorzugsweise aus Metall, besonders bevorzugt Edelstahl, und sind Kunststoff­ beschichtet. Insbesondere die Schließfeder besteht vorzugsweise aus kunststoffbe­ schichtetem Metall wegen den vorteilhaften mechanischen/federelastischen Eigen­ schaften von Metall. Die Kunststoffbeschichtung besteht vorzugsweise aus fluorhal­ tigen Kunststoffen wie PTFE, PFA oder Tetrafluorethylen-Copolymer (z. B. PFEB). Der Regelkonus kann auch aus Kunststoff, z. B. PEEK. oder Keramik bestehen. Alle gasberührten Oberflächen bestehen somit aus Kunststoff oder einem nichtmetalli­ schen Werkstoff. Die Stellfeder drückt auf den Membranstützkörper. Das Oberteil des Druckreglers umfaßt Stellfeder, Kopfschraube und Einstellhandrad. Vorteilhaft wird das Oberteil eines gebräuchlichen Druckreglers mit der Kunststoffmembran und dem Kunststoffgrundkörper kombiniert.A pressure regulator with a plastic body contains a lower part that is similar to one Valve element is constructed. The pressure regulator also contains a closing spring and a control cone, which is arranged in a cavity in the plastic base body are. The cavity is connected to the incoming gas channel and the valve space the. The cavity is usually on one side by a plastic closure partially closed. The plastic closure part preferably consists of the same Chen plastic like the basic body. The closing spring and the control cone are the best hen preferably made of metal, particularly preferably stainless steel, and are plastic coated. In particular, the closing spring is preferably made of plastic layered metal because of the advantageous mechanical / resilient properties metal. The plastic coating is preferably made of fluorine plastics such as PTFE, PFA or tetrafluoroethylene copolymer (e.g. PFEB). The control cone can also be made of plastic, e.g. B. PEEK. or ceramic. All surfaces in contact with gas are therefore made of plastic or a non-metallic material material. The actuating spring presses on the membrane support body. The top of the pressure regulator includes spring, cap screw and adjusting handwheel. Advantageous becomes the upper part of a common pressure regulator with the plastic membrane and the plastic body combined.

Der Druckregler funktioniert analog zu herkömmlichen Druckreglern, die beispiels­ weise in "Gase-Handbuch", 3. Auflage, Messer Griesheim GmbH 1989, S. 47-49 be­ schrieben werden, worauf hiermit bezug genommen wird.The pressure regulator works analogously to conventional pressure regulators, which are described, for example, in "Gases Manual", 3rd edition, Messer Griesheim GmbH 1989 , pp. 47-49, to which reference is hereby made.

Der Aufbau eines Funktionselementes, insbesondere eines Ventilsystems, mit einem Kunststoffgrundkörper erlaubt einen modularen Aufbau. Ein Kunststoffgrundkörper mit einem, zwei, drei oder mehreren Unterteilen (Köpfen), insbesondere Ventilunter­ teilen, kann auf einfache Weise mit verschiedensten Funktionen (durch Kombination mit verschiedenen Oberteilen) wie Ventilelementen mit Handbetätigung, Pneumatik- Ventilelementen, einem Sicherheitsventilelement, einem Druckreglerelement oder anderen Elementen platzsparend und totraumminimiert aufgebaut werden. The construction of a functional element, in particular a valve system, with a Plastic base body allows a modular structure. A plastic body with one, two, three or more lower parts (heads), especially valve lower share, can easily with various functions (by combination with various upper parts) such as valve elements with manual operation, pneumatic Valve elements, a safety valve element, a pressure regulator element or other elements to save space and minimize dead space.  

Mit den beschriebenen Membranventilen, Mehrwegeventilen, Druckreglern und Si­ cherheitsventilen, die alle einen Kunststoffgrundkörper aufweisen, Kunststoffgaslei­ tungen und Kunststoffverbindungsteilen lassen sich die unterschiedlichsten Gasver­ sorgungsanlagen aufbauen, die durch nichtmetallische Oberflächen im gasberührten Raum gekennzeichnet sind.With the described diaphragm valves, multi-way valves, pressure regulators and Si Safety valves, all of which have a plastic base body, plastic gas lead different gas connections Build care systems that are exposed to gas through non-metallic surfaces Are marked.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt ein Schema eines Membranventiles im Querschnitt. Fig. 1 shows a schematic of a diaphragm valve in cross section.

Fig. 2 zeigt ein Schema eines Zweiwegeventils im Querschnitt. Fig. 2 shows a schematic of a two-way valve in cross section.

Fig. 3 zeigt ein Schema eines Dreiwegeventils im Querschnitt. Fig. 3 shows a schematic of a three-way valve in cross section.

Fig. 4 zeigt einen seitlichen Schnitt durch ein Ventilelement. Fig. 4 shows a side section through a valve element.

Fig. 5 zeigt ein Schema eines Sicherheitsventilelementes im Querschnitt. Fig. 5 shows a schematic of a safety valve element in cross section.

Fig. 6 zeigt ein Schema eines Dreiwegeventils mit Ventilelementen und Sicher­ heitsventilelement. Fig. 6 shows a diagram of a three-way valve with valve elements and safety valve element.

Fig. 7 zeigt ein Schema eines Dreiwegeventils mit Ventilelementen und Sicher­ heitsventilelement in der Draufsicht. Fig. 7 shows a schematic of a three-way valve with valve elements and safety valve element in plan view.

Fig. 8 zeigt ein Schema eines Druckreglers im Querschnitt. Fig. 8 shows a schematic of a pressure regulator in cross section.

Fig. 9 zeigt ein Schema eines bevorzugten Gasversorgungssystems. Figure 9 shows a schematic of a preferred gas supply system.

Das in Fig. 1 gezeigte Beispiel eines Membranventiles gemäß der Erfindung weist einen Grundkörper 1 aus Kunststoff auf, der den eingehenden Gaskanal 2 und den ausgehenden Gaskanal 3 (Auslaßkanal) enthält. Der Kunststoffkörper ist z. B. aus PP, PEEK, PVDF oder PTFE. Die Auswahl des Kunststoffes hängt ab von der ge­ wünschten chemischen Resistenz und dem vorgesehenen Gasdruck. Im oberen Be­ reich des Grundkörpers 1 ist der Ventilsitz 6 angeordnet, der ein ringförmiges oder scheibenförmiges Plateau aufweist, vorzugsweise mit flacher Schließfläche in einer Ebene senkrecht zur Ventilachse A-A. Zwischen Ventilsitz 6 und Ventilmembran 7 befindet sich der sogenannte Ventilraum. Die Kunststoffmembran 7 ist vorzugsweise scheibenförmig und enthält einen Dichtrand, der von der Vertiefung 5 (Dichtrille oder Nut) aufgenommen wird. Die Membran 7 wird an deren Rand zwischen Kunststoff­ körper 1 im Bereich der Vertiefung 5 und Kopfschraube 12 eingespannt. Vorteilhaft wird die Membran 7 über eine definierte Toleranz (Höhe) des Stegs im Ventilkörper 1 und der Höhe (Dicke) der Membran 7 definiert vorgepreßt, ohne daß dabei der Werkstoff der Membran übermäßig beansprucht oder zum Fließen gebracht wird. Auf diese Weise wird eine dauerelastische Abdichtung der Membran erreicht mit be­ ständiger Rückstellkraft. Die Membran besteht vorzugsweise aus einem syntheti­ schen Kautschuk wie EPDM oder einem Fluorelastomer. Die Membran 7 umgibt den unteren Teil (Stützteil) des Membranstützkörpers 8. Das vorzugsweise scheibenför­ mige Stützteil wird bei der Herstellung der Membran in das Membranmaterial integ­ riert, z. B. einvulkanisiert. Das obere Teil des Membranstützkörpers 8 dient als Ver­ bindungsteil zur Befestigung der Membran an dem Druckkörper 10. Der Druckkörper 10 weist an der Unterseite beispielsweise eine Gewindeöffung auf, in die das Ver­ bindungsteil eingeschraubt wird. Die Verschraubung zwischen Membranstützkörpers 8 und Druckkörper 10 wird vorteilhaft mit einem Klebmittel (z. B. Sekundenkleber) fixiert. Der Druckkörper 10 ist kraftschlüssig, aber drehbar mit der Ventiloberspindel 11 verbunden. Druckkörper 10, Ventiloberspindel 11 und Kopfschraube 12 bilden das Ventiloberteil und sind vorzugsweise aus Metall. Als Ventiloberteil können Teile konventioneller Membranventile eingesetzt werden. Das Ventiloberteil ist beispiels­ weise aufgebaut wie in der DE 39 35 171 A1 beschrieben und worauf hiermit bezug genommen wird. Die Kopfschraube 12 wird auf das Gewinde 4 des Grundkörpers 1 eingeschraubt. In dem Ventilgrundkörper 1 sind die Anschlüsse 13 angeordnet. Die Anschlüsse 13 sind beispielsweise übliche Klemmringverschraubungen. Der gasbe­ rührte Raum (Gaskanäle 2 und 3 und der Ventilraum) enthält in dem Membranventil gemäß der Erfindung keine metallischen Oberflächen. Das Gas kommt nur mit Kunststoffoberflächen in Berührung. Eine Kontamination des Gases mit Metallionen wird dadurch verhindert.The example of a diaphragm valve according to the invention shown in FIG. 1 has a base body 1 made of plastic, which contains the incoming gas channel 2 and the outgoing gas channel 3 (outlet channel). The plastic body is e.g. B. from PP, PEEK, PVDF or PTFE. The choice of plastic depends on the desired chemical resistance and the intended gas pressure. In the upper loading area of the base body 1 , the valve seat 6 is arranged, which has an annular or disk-shaped plateau, preferably with a flat closing surface in a plane perpendicular to the valve axis AA. Between the valve seat 6 and the valve membrane 7 is of the so-called valve chamber. The plastic membrane 7 is preferably disc-shaped and contains a sealing edge which is received by the recess 5 (sealing groove or groove). The membrane 7 is clamped on its edge between the plastic body 1 in the region of the recess 5 and cap screw 12 . The membrane 7 is advantageously pre-pressed over a defined tolerance (height) of the web in the valve body 1 and the height (thickness) of the membrane 7 without the material of the membrane being excessively stressed or caused to flow. In this way, a permanently elastic sealing of the membrane is achieved with constant restoring force. The membrane is preferably made of a synthetic rubber such as EPDM or a fluoroelastomer. The membrane 7 surrounds the lower part (support part) of the membrane support body 8 . The preferably scheibenför shaped support member is integrated in the manufacture of the membrane in the membrane material, for. B. vulcanized. The upper part of the membrane support body 8 serves as a connecting part for fastening the membrane to the pressure body 10 . The pressure body 10 has, for example, a threaded opening on the underside into which the connecting part is screwed. The screw connection between the membrane support body 8 and the pressure body 10 is advantageously fixed with an adhesive (eg superglue). The pressure body 10 is non-positively but rotatably connected to the valve spindle 11 . Pressure body 10 , valve upper spindle 11 and head screw 12 form the valve upper part and are preferably made of metal. Parts of conventional diaphragm valves can be used as the upper valve part. The valve upper part is constructed, for example, as described in DE 39 35 171 A1 and to which reference is hereby made. The cap screw 12 is screwed onto the thread 4 of the base body 1 . The connections 13 are arranged in the valve body 1 . The connections 13 are, for example, customary compression fittings. The gasbe stirred space (gas channels 2 and 3 and the valve space) contains no metallic surfaces in the membrane valve according to the invention. The gas only comes into contact with plastic surfaces. This prevents contamination of the gas with metal ions.

Die Ventilteile oberhalb der horizontalen, gestrichelten Linie in Fig. 1 stellen ein Ven­ tilelement (z. B. 13, 14, 15 in Fig. 2 und 3) dar, das in einem Ventilsystem oder Mehrwegeventil gemäß der Erfindung in der Regel enthalten ist.The valve parts above the horizontal dashed line in Fig. 1 represent a Ven tilelement (z. B. 13, 14, 15 in Fig. 2 and 3), which is usually included in a valve system or multi-way valve according to the invention.

Prinzipiell kann das Ventil oder Ventilelement mit umgekehrter Richtung des Gas­ flusses, die im Beispiel von Fig. 1 gezeigt wird, eingesetzt werden. In principle, the valve or valve element can be used with the reverse direction of the gas flow, which is shown in the example of FIG. 1.

Das Zweiwegeventil von Fig. 2 weist einen Kunststoffgrundkörper 1 mit zwei Ventil­ elementen 13 und 14 auf. Der eingehende Gaskanal 2 kommt von einem Gasein­ gang am Kunststoffgrundkörper 1 und steht senkrecht über der Papierebene, dort verzweigt er sich in zwei Gaskanäle, wovon jeweils ein Gaskanal zu einem Ventil­ element führt. Der ausgehende Gaskanal 3 der Ventilelemente 13, 14 führt zu einem Gaskanal, der senkrecht unter der Papierebene verläuft und an einem Gasausgang am Kunststoffgrundkörper 1 endet. Der ausgehende Gaskanal 3 wird in der Fig. 2 zur einfacheren Darstellung seitlich von dem eingehenden Gaskanal 2 dargestellt. Der ausgehende Gaskanal 3 liegt vorzugsweise hinter dem Gaskanal 2, wie in Fig. 4 zu erkennen ist. Die Achse A-A stellt die Ventilverstellachse eines Ventilelementes dar.The two-way valve of Fig. 2 has a plastic base body 1 with two valve elements 13 and 14 . The incoming gas channel 2 comes from a gas inlet on the plastic base body 1 and is perpendicular to the paper plane, where it branches into two gas channels, each of which a gas channel leads to a valve element. The outgoing gas channel 3 of the valve elements 13 , 14 leads to a gas channel that runs perpendicularly below the paper plane and ends at a gas outlet on the plastic base body 1 . The outgoing gas channel 3 is shown in FIG. 2 to the side of the incoming gas channel 2 for easier illustration. The outgoing gas channel 3 is preferably located behind the gas channel 2 , as can be seen in FIG. 4. Axis AA represents the valve adjustment axis of a valve element.

Das Dreiwegeventil von Fig. 3 ist analog zum Zweiwegeventil von Fig. 2 aufgebaut. Das Dreiwegeventil weist die Ventilelemente 13, 14, 15 auf. Der ausgehende Gas­ kanal 3 jedes Ventilelementes liegt hinter dem eingehenden Gaskanal und geht dann senkrecht unterhalb der Papierebene ab. Dies ist durch die gestrichelten Kreise dargestellt.The three-way valve of FIG. 3 is constructed analogously to the two-way valve of FIG. 2. The three-way valve has the valve elements 13 , 14 , 15 . The outgoing gas channel 3 of each valve element is behind the incoming gas channel and then goes vertically below the paper level. This is shown by the dashed circles.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Papierebene durch die Achse A-A in Fig. 2 (Gaskanal 3 abweichend dargestellt) oder Fig. 3. Die Gasanschlüsse 16 und 17 sind in den Kunststoffkörper 1 eingelassen. Die Gasanschlüsse 16 und 17 sind beispiels­ weise Klemmringverschraubungen aus Kunststoff. FIG. 4 shows a section perpendicular to the paper plane through the axis AA in FIG. 2 (gas channel 3 shown differently) or FIG. 3. The gas connections 16 and 17 are embedded in the plastic body 1 . The gas connections 16 and 17 are, for example, compression fittings made of plastic.

Das Sicherheitsventilelement 20 (Überströmventil oder Abblaseventil) in Fig. 5 ist ei­ ne Sicherheitseinrichtung, die anstelle eines Ventilelementes (z. B. 13, 14 oder 15) an dem Kunststoffgrundkörper 1 eines Mehrwegeventils angeordnet wird. Bei dem gezeigten Überströmventil öffnet bei Erreichen eines definierten, über die Steilfeder 18 einstellbaren Abblasedruck die Membran. Mit dem Einstell-Handrad 19 wird die Druckkraft der Stellfeder 18 eingestellt. Das Oberteil mit der Kopfschraube 12 wird auf das im Kunststoffgrundkörper 1 angeordnete Unterteil montiert. Als Oberteil werden vorteilhaft herkömmliche Teile (in der Regel im wesentlichen aus Metall) einge­ setzt.The safety valve element 20 (overflow valve or relief valve) in FIG. 5 is a safety device which is arranged on the plastic base body 1 of a multi-way valve instead of a valve element (for example 13, 14 or 15). In the overflow valve shown, the membrane opens when a defined blow-off pressure that can be set by the steep spring 18 is reached. With the adjusting handwheel 19 , the pressure force of the adjusting spring 18 is adjusted. The upper part with the cap screw 12 is mounted on the lower part arranged in the plastic base body 1 . Conventional parts (generally essentially made of metal) are advantageously used as the upper part.

Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau eines Mehrwegeventiles (1/3) mit Kunststoff­ grundkörper 1, zwei Ventilelementen 13 und 14 und einem Abblaseventil 20. Das gezeigte Mehrwegeventil ist ein Beispiel für eine Kombination von Ventilelementen und anderen Funktionselementen wie einem Sicherheitsventilelement (Konzept der Modulbauweise). Der eingehende Gaskanal 2 spaltet sich auf in die zu den Ventil­ elementen 13 und 14 und dem Abblaseventil 20 führenden Gaskanäle. Von diesen Funktionselementen führen die ausgehenden Gaskanäle 3 zu den jeweiligen Gas­ ausgängen. Dieses Mehrwegeventil wird in Fig. 7 in der Draufsicht gezeigt. Am Gas­ eingang ist der Anschluß 16 (für Gasleitung oder Gasschlauch) und an den Gasaus­ gängen sind die Anschlüsse 17, 17' und 17" angeordnet. Das Mehrwegeventil mit dem Kunststoffblock 1 und dem integrierten Abblaseventil 20 gestattet einen sehr platzsparenden und totraumminimierten Aufbau. Es ist insbesondere durch die Ver­ wendbarkeit von Oberteilen konventioneller Ventile sehr kostengünstig herstellbar und weist im gasberührten Raum keine metallischen Oberflächen auf. Fig. 6 shows schematically the structure of a multi-way valve (1/3) with plastic base body 1, two valve elements 13 and 14 and a relief valve 20th The multi-way valve shown is an example of a combination of valve elements and other functional elements such as a safety valve element (modular design concept). The incoming gas channel 2 splits into the gas channels leading to the valve elements 13 and 14 and the relief valve 20 . The outgoing gas channels 3 lead from these functional elements to the respective gas outlets. This multi-way valve is shown in plan view in FIG. 7. The connection 16 (for gas line or gas hose) is at the gas inlet and the connections 17 , 17 'and 17 "are arranged at the gas outlets. The multi-way valve with the plastic block 1 and the integrated relief valve 20 permits a very space-saving and dead space-minimized construction is particularly cost-effective to produce thanks to the usability of upper parts of conventional valves and has no metallic surfaces in the gas-contacting room.

Das in Fig. 8 gezeigte Beispiel eines Druckreglers gemäß der Erfindung weist einen Grundkörper 1 aus Kunststoff auf, der den eingehenden Gaskanal 2 und den ausge­ henden Gaskanal 3 (Auslaßkanal) enthält. Grundkörper 1 enthält einen zentralen Hohlraum 24 (vorzugsweise in der Längsachse A-A), der mit dem Gaskanal 2 und dem Ventilraum 28 verbunden ist und mit einem Verschlußteil 23 (z. B. Schraubteil) verschlossen ist. In dem Hohlraum 24 ist der Regelkonus 26 und die Schließfeder 21 angeordnet. Der Regelkonus 26 weist die stiftartigen Fortsätze 25 und 27 auf, die den Regelkonus führen. Der Kunststoffkörper 1 und das Verschlußteil 23 sind z. B. aus PP, PEEK, PVDF oder PTFE. Die Auswahl des Kunststoffes hängt ab von der gewünschten chemischen Resistenz und dem vorgesehenen Gasdruck. Die Kunst­ stoffmembran 7 ist vorzugsweise scheibenförmig und enthält einen Dichtrand, der von der Vertiefung 5 (Dichtrille oder Nut) aufgenommen wird. Die Membran 7 wird an deren Rand zwischen Kunststoffkörper 1 und Zwischenring 22 mittels der Kopf­ schraube 12 eingespannt. Vorteilhaft wird die Membran 7 über eine definierte Toleranz (Höhe) des Stegs im Ventilkörper 1 und der Höhe (Dicke) der Membran 7 defi­ niert vorgepreßt, ohne daß dabei der Werkstoff der Membran übermäßig bean­ sprucht oder zum Fließen gebracht wird. Auf diese Weise wird eine dauerelastische Abdichtung der Membran erreicht mit beständiger Rückstellkraft.The example shown in Fig. 8 of a pressure regulator according to the invention has a base body 1 made of plastic, which contains the incoming gas channel 2 and the outgoing gas channel 3 (outlet channel). Base body 1 contains a central cavity 24 (preferably in the longitudinal axis AA), which is connected to the gas channel 2 and the valve chamber 28 and is closed with a closure part 23 (eg screw part). The control cone 26 and the closing spring 21 are arranged in the cavity 24 . The control cone 26 has the pin-like extensions 25 and 27 which guide the control cone. The plastic body 1 and the closure part 23 are, for. B. from PP, PEEK, PVDF or PTFE. The choice of plastic depends on the desired chemical resistance and the intended gas pressure. The plastic membrane 7 is preferably disc-shaped and contains a sealing edge which is received by the recess 5 (sealing groove or groove). The membrane 7 is clamped on the edge between the plastic body 1 and the intermediate ring 22 by means of the head screw 12 . The diaphragm 7 via a defined tolerance (height) of the ridge in the valve body 1 and the height (thickness) of the diaphragm 7 is prepressed defi ned advantageous, without causing the material of the membrane sprucht excessively bean or is caused to flow. In this way, a permanently elastic sealing of the membrane is achieved with constant restoring force.

Die Membran besteht vorzugsweise aus einem synthetischen Kautschuk wie EPDM oder einem Fluorelastomer. Die Membran dient als Steuerelement, wofür Membran­ materialeigenschaften bevorzugt werden, die einen Kompromis zwischen mechani­ scher Festigkeit und Elastizität darstellen und gleichzeitig eine Korrosionsbeständig­ keit gegeben ist. Die Membran weist beispielsweise eine Dicke im Bereich von 1 bis 3 mm auf.The membrane is preferably made of a synthetic rubber such as EPDM or a fluoroelastomer. The membrane serves as a control element, for which membrane material properties are preferred, which compromise between mechani shear strength and elasticity and at the same time corrosion-resistant is given. The membrane has a thickness in the range of 1 to, for example 3 mm.

Die Membran 7 umgibt den unteren Teil des Membranstützkörpers 8. Der Membran­ stützkörpers 8 wird bei der Herstellung der Membran mit dem Unterteil in das Memb­ ranmaterial integriert, z. B. einvulkanisiert. Das obere Teil des Membranstützkörpers 8 dient als Auflage für die Stellfeder 18. Der Membranstützkörper 8 besteht aus Me­ tall (z. B. Edelstahl) oder vorzugsweise Kunststoff (z. B. PEEK, PVDF, PP). Die von der Stellfeder 18 ausgehende Kraft wird mit dem Handstellrad 19 eingestellt. Das Oberteil des Druckreglers mit Kopfschraube 12, Stellfeder 18 und Handstellrad 19 entspricht vorteilhaft herkömmlichen Druckreglern mit metallischen Teilen außerhalb des gasberührten Raumes.The membrane 7 surrounds the lower part of the membrane support body 8 . The membrane support body 8 is integrated with the lower part in the membrane ranmaterial in the manufacture of the membrane, for. B. vulcanized. The upper part of the membrane support body 8 serves as a support for the actuating spring 18 . The membrane support body 8 is made of metal (e.g. stainless steel) or preferably plastic (e.g. PEEK, PVDF, PP). The force emanating from the actuating spring 18 is set with the hand setting wheel 19 . The upper part of the pressure regulator with cap screw 12 , adjusting spring 18 and hand setting wheel 19 advantageously corresponds to conventional pressure regulators with metallic parts outside the gas-contacted area.

Zur Montage der Regeleinheit mit Regelkonus 26 und Schließfeder 21 wird das Verschlußteil 23 geöffnet und der Regelkonus 26 und die Schließfeder 21 in den Hohlraum 24 eingeführt. Der Gasraum des Hohlraumes 24 ist über einen Gaskanal mit dem Ventilraum 28 verbunden. Durch diesen Gaskanal wird der Fortsatz 27 ("Stößel") des Regelkonus 26 geführt. Der Fortsatz 27 wird in eine zentrale Öffnung an der Unterseite des Membranstützkörpers 8 gedrückt. Der stiftförmige Fortsatz 25 des Regelkonus 26 wird in einer zylindrischen Öffnung im Verschlußteil 23 geführt. Diese zylindrische Öffnung ist in der Länge so bemessen, daß der Regelkonus 26 eine Auf- und Ab-Bewegung zur Regelung des Gasdruckes durchführen kann.To assemble the control unit with control cone 26 and closing spring 21 , the closure part 23 is opened and the control cone 26 and the closing spring 21 are inserted into the cavity 24 . The gas space of the cavity 24 is connected to the valve space 28 via a gas channel. The extension 27 (“plunger”) of the control cone 26 is guided through this gas channel. The extension 27 is pressed into a central opening on the underside of the membrane support body 8 . The pin-shaped extension 25 of the control cone 26 is guided in a cylindrical opening in the closure part 23 . The length of this cylindrical opening is such that the control cone 26 can perform an up and down movement to regulate the gas pressure.

Die Schließfeder wie auch der Regelkonus 26 mit den stiftartigen Fortsätzen 25 und 27 bestehen vorzugsweise aus Metall, insbesondere Edelstahl, und sind kunststoff­ beschichtet (z. B. PTFE- oder thermoplastische Fluorpolymer-Beschichtung). The closing spring as well as the control cone 26 with the pin-like extensions 25 and 27 are preferably made of metal, in particular stainless steel, and are plastic-coated (e.g. PTFE or thermoplastic fluoropolymer coating).

Der gasberührte Raum (Gaskanäle 2 und 3 und der Ventilraum) enthält in dem Druckregler gemäß der Erfindung keine metallischen Oberflächen. Das Gas kommt nur mit Kunststoffoberflächen in Berührung. Eine Kontamination des Gases mit Me­ tallionen wird dadurch verhindert.The gas-contacted space (gas channels 2 and 3 and the valve space) contains no metallic surfaces in the pressure regulator according to the invention. The gas only comes into contact with plastic surfaces. This prevents contamination of the gas with metal ions.

Die Gasversorgungsanlage (Gaspanel) in Fig. 9 ist eine bevorzugte Ausführungs­ form und ist aus Teilen mit nichtmetallischer Oberfläche im Gasweg zusammenge­ stellt. Das Gaspanel eignet sich daher besonders für Reinstgasanwendungen mit korrosiven Gasen wie Chlorwasserstoff, Chlor oder Ammoniak oder Gasgemische mit einer oder mehreren reaktiven Komponenten, z. B. bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen für elektronische Anwendungen. Alle Teile der Gasversor­ gungsanlage weisen nichtmetallische Oberflächen im gasberührten Raum auf. Die Druckgasquelle 29 (z. B. Druckgasflasche mit dem Prozessgas) ist vorteilhaft mit ei­ nem horizontalen Gasventil ausgestattet, daß über ein Kunststoff-Anschlußteil 31 (z. B. einem "compression fitting") mit einer Kunststoffgasleitung 32 verbunden ist. Das Gasventil 30 ist vorteilhaft ein Membranventil mit Kunststoffgrundkörper, wie es vom Bautyp in der Fig. 1 beschrieben ist. Das horizontale Gasventil wird vorteilhaft analog zu dem Flaschenventil aufgebaut, wie es in der DE 296 23 008 U1 (interne Bezeich­ nung MG 1976) beschrieben ist. Die Kunststoffgasleitung 32 besteht vorteilhaft aus PEEK oder einem anderen chemikalienresistenten und druckstabilen Kunststoffma­ terial. Die Kunststoffgasleitung weist z. B. einen äußeren Durchmesser von 1/8" (Zoll) und je nach Anwendungsgasdruck einen inneren Durchmesser von z. B. 0,75" bei bis zu 350 bar, 1,60" bei bis zu 280 bar und 2,0" bei bis zu 210 bar. Die Kunststoff­ gasleitung 32 führt vom Gasventil 30 zu einem Dreiwegeventil 33 mit Kunststoff­ grundkörper, das in Fig. 3 beschrieben ist. Das Dreiwegeventil 33 ist mit den weite­ ren Kunststoffgasleitungen 39 (ausgehendes Prozessgas), 34 (eingehendes Spül­ gas) und 35 (ausgehendes Spülgas) verbunden. Die Kunststoffgasleitung mit dem Prozessgas führt zu einem T-Stück oder T-Block 39 aus Kunststoffteilen, das mit ei­ nem Druckmessgerät 41 (Manometer) und über eine Kunststoffgasleitung mit einem Druckregler 43 verbunden ist. Als Druckregler 43 wird vorzugsweise ein Druckregler mit Kunststoffgrundkörper verwendet, wie er in Fig. 8 beschrieben ist. Eine Kunststoffgasleitung führt vom Druckregler 43 zu einem weiteren einem T-Stück oder T- Block 40 aus Kunststoffteilen, das mit einem Druckmessgerät 42 (Manometer) und über eine Kunststoffgasleitung mit einem Dreiwegeventil 45 mit Kunststoffgrundkör­ per, zwei Ventilelementen und einem Sicherheitsventilelement (Abblaseventil, siehe Fig. 5) verbunden ist (siehe Fig. 7). Das Dreiwegeventil 45 ist mit den Kunststoff­ gasleitungen 38 (ausgehendes Prozessgas), 36 (ausgehendes Spülgas) und 46 (Gasausgang des Sicherheitsventilelementes im Dreiwegeventil 45). Die Anzeige­ einheit 44 zeigt die Meßwerte der Druckmessgeräte 41 und 42 an.The gas supply system (gas panel) in Fig. 9 is a preferred embodiment and is composed of parts with a non-metallic surface in the gas path. The gas panel is therefore particularly suitable for high-purity gas applications with corrosive gases such as hydrogen chloride, chlorine or ammonia or gas mixtures with one or more reactive components, e.g. B. in the manufacture of semiconductor devices for electronic applications. All parts of the gas supply system have non-metallic surfaces in the gas-contact area. The pressurized gas source 29 (z. B. compressed gas cylinder with the process gas) is advantageously equipped with egg nem horizontal gas valve that on a plastic connecting part 31 (e.g., as a "compression fitting") is connected with a plastic gas line 32. The gas valve 30 is advantageously a diaphragm valve with a plastic base body, as described by the construction type in FIG. 1. The horizontal gas valve is advantageously constructed analogously to the cylinder valve, as described in DE 296 23 008 U1 (internal designation MG 1976 ). The plastic gas line 32 advantageously consists of PEEK or another chemical-resistant and pressure-stable plastic material. The plastic gas line has z. B. an outer diameter of 1/8 "(inches) and depending on the application gas pressure an inner diameter of, for example, 0.75" at up to 350 bar, 1.60 "at up to 280 bar and 2.0" up to 210 bar. The plastic gas line 32 leads from the gas valve 30 to a three-way valve 33 with a plastic base body, which is described in Fig. 3. The three-way valve 33 is connected to the wide plastic gas lines 39 (outgoing process gas), 34 (incoming purge gas) and 35 (outgoing purge gas). The plastic gas line with the process gas leads to a T-piece or T-block 39 made of plastic parts, which is connected to a pressure measuring device 41 (manometer) and to a pressure regulator 43 via a plastic gas line. A pressure regulator with a plastic base body, as described in FIG. 8, is preferably used as the pressure regulator 43 . A plastic gas line leads from the pressure regulator 43 to a further T-piece or T-block 40 made of plastic parts, which is connected to a pressure gauge 42 (manometer) and via a plastic gas line with a three-way valve 45 with a plastic base body, two valve elements and a safety valve element (blow-off valve, see Fig. 5) is connected (see Fig. 7). The three-way valve 45 is with the plastic gas lines 38 (outgoing process gas), 36 (outgoing purge gas) and 46 (gas outlet of the safety valve element in the three-way valve 45 ). The display unit 44 shows the measured values of the pressure measuring devices 41 and 42 .

Die Ventile 30, 33 und 45 werden handbetätigt. Einzelne oder alle der genannten Ventile können mit Pneumatik-Ventilelementen ausgestattet werden, womit sich die Gasversorgungsanlage auf einfache Weise automatisieren läßt. The valves 30 , 33 and 45 are operated manually. Individual or all of the valves mentioned can be equipped with pneumatic valve elements, with which the gas supply system can be automated in a simple manner.

Bezugszeichenreference numeral

11

Kunststoffgrundkörper
Plastic body

22

eingehender Gaskanal
incoming gas channel

33

ausgehender Gaskanal
outgoing gas channel

44

Gewinde am Kunststoffgrund­ körper
Thread on the plastic body

55

umlaufende Vertiefung zur Auf­ nahme des Dichtrandes der Membran
all-round recess to take on the sealing edge of the membrane

66

Ventilsitz
valve seat

77

Kunststoffmembran
Plastic membrane

88th

Membranstützkörper
Membrane support body

99

Dichtelement
sealing element

1010

Druckkörper
pressure vessels

1111

Ventilspindeloberteil
Valve stem shell

1212

Kopfverschraubung
up end caps

1313

, .

1414

, .

1515

Ventilelement
valve element

1616

Gasanschluß (Eingang)
Gas connection (entrance)

1717

, .

1717

', '

1717

" Gasanschluß (Ausgang)
"Gas connection (exit)

1818

Stellfeder
spring

1919

Einstell-Handrad
Adjusting handwheel

2020

Sicherheitsventilelement (Über­ strömventil oder Abblaseventil)
Safety valve element (via flow valve or blow-off valve)

2121

Schließfeder
closing spring

2222

Zwischenring
intermediate ring

2323

Verschlußteil
closing part

2424

Hohlraum
cavity

2525

stiftförmiger Fortsatz des Re­ gelkonus
pin-shaped extension of the control cone

2626

Regelkonus
usually conical

2727

stiftförmiger Fortsatz des Re­ gelkonus
pin-shaped extension of the control cone

2828

Ventilraum
valve chamber

2929

Druckgasquelle (z. B. Druck­ gasbehälter)
Pressurized gas source (e.g. pressurized gas container)

3030

horizontales Absperrventil mit nichtmetallischer Oberfläche im gas­ berührten Raum
horizontal shut-off valve with non-metallic surface in the gas-contact area

3131

Anschlußteil (Kompressionsfit­ ting)
Connection part (compression fitting)

3232

Kunststoffgasleitung
Plastic gas line

3333

Dreiwegeventil
Three-way valve

3434

Spülgaseingang
Purge

3535

, .

3636

Spülgasausgang
Purge Gas

3737

, .

3838

Prozessgas
process gas

3939

, .

4040

T-Stück
Tee

4141

, .

4242

Druckmesser
pressure gauge

4343

Druckregler
pressure regulator

4444

Anzeigegerät
display

4545

Dreiwegeventil mit Abblasventil
Three-way valve with blow-off valve

4646

Abblasventilausgang
Abblasventilausgang

Claims (12)

1. Gasversorgungsanlage mit mindestens einem Funktionselement, das einen Kunststoffgrundkörper (1), eine Kunststoffmembran (7) und nichtmetallische Flächen im gasberührten Bereich des Funktionselementes aufweist.1. Gas supply system with at least one functional element, which has a plastic base body ( 1 ), a plastic membrane ( 7 ) and non-metallic surfaces in the gas-wetted area of the functional element. 2. Gasversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement ein Membranventil, ein Mehrwegeventil, ein Druckregler oder ein Sicherheitsventil ist oder mindestens ein Ventilelement oder mindestens ein Sicher­ heitsventilelement aufweist.2. Gas supply system according to claim 1, characterized in that the Functional element a diaphragm valve, a multi-way valve, a pressure regulator or a Safety valve is or at least one valve element or at least one safe has safety valve element. 3. Gasversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente der Gasversorgungsanlage mit einer Kunststoffgasleitung (32) verbunden sind.3. Gas supply system according to claim 1 or 2, characterized in that the functional elements of the gas supply system are connected to a plastic gas line ( 32 ). 4. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kunststoffgrundkörper (1) des Funktionselementes in mindestens einem Bereich einen Teil mit einem im wesentlichen flachen Ventilsitz (6) aufweist.4. Gas supply system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plastic base body ( 1 ) of the functional element has at least one part with a substantially flat valve seat ( 6 ). 5. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kunststoffgrundkörper (1) des Funktionselementes in mindestens einem Bereich eine umlaufende Vertiefung (5) zur Aufnahme eines Membran- Dichtelementes aufweist.5. Gas supply system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic base body ( 1 ) of the functional element in at least one area has a circumferential recess ( 5 ) for receiving a membrane sealing element. 6. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Funktionselement eine Kunststoffmembran (7) enthält, die einen Memb­ ranstützkörper (8) aufweist.6. Gas supply system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a functional element contains a plastic membrane ( 7 ) which has a membrane support body ( 8 ). 7. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Funktionselement ein oder mehrere Ventilelemente (13, 14, 15) und ge­ gebenenfalls ein Sicherheitsventilelement (20) enthält, die ein gebräuchliches oder handelsübliches Ventil-Oberteil mit metallischen Teilen aufweisen. 7. Gas supply system according to one of claims 1 to 6, characterized in that a functional element contains one or more valve elements ( 13 , 14 , 15 ) and, if appropriate, a safety valve element ( 20 ) which has a customary or commercially available valve upper part with metallic parts exhibit. 8. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Funktionselement ein oder mehrere Ventilelemente (13, 14, 15) enthält, die ein Pneumatik-Oberteil aufweisen.8. Gas supply system according to one of claims 1 to 7, characterized in that a functional element contains one or more valve elements ( 13 , 14 , 15 ) which have a pneumatic upper part. 9. Gasversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gasversorgungsanlage für Hochdruck geeignet ist.9. Gas supply system according to one of claims 1 to 8, characterized in net that the gas supply system is suitable for high pressure. 10. Verwendung eines ventilartigen Funktionselementes mit einem Kunststoffgrund­ körper (1) und einem Oberteil mit metallischen Teilen in einer Gasversorgungsanla­ ge.10. Use of a valve-like functional element with a plastic base body ( 1 ) and an upper part with metallic parts in a gas supply system. 11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff­ grundkörper (1) in Kombination mit einer Kunststoffmembran (7) eingesetzt wird.11. Use according to claim 10, characterized in that the plastic base body ( 1 ) is used in combination with a plastic membrane ( 7 ). 12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffgrundkörper (1) in Kombination mit einem gebräuchlichen Ventiloberteil eingesetzt wird.12. Use according to claim 10 or 11, characterized in that the plastic base body ( 1 ) is used in combination with a customary valve upper part.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1477713A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-17 GEMÜ Gebrüder Müller Apparatebau GmbH & Co. KG Pressure element for a diaphragm valve

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