DE102004035728B4 - Shut-off valve and pressure measuring head - Google Patents
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Abstract
Druckmesskopf, mit einem Grundkörper (1), der eine erste Anschlussseite (3) zum Anschließen an einen Vakuumbehälter und eine von der ersten Anschlussseite (3) ausgehende Gewindebohrung (15) aufweist, sowie mit einer Druckmesssonde (21), die einen in die Gewindebohrung (15) eingeschraubten Schraubsockel (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromdurchführung (17) in eine quer zur Gewindebohrung (15) orientierte Stichbohrung (16) dicht eingefügt ist und einen Leiter (18) aufweist, der einen elektrischen Kontakt des Schraubsockels (22) berührt.Pressure measuring head, with a base body (1), which has a first connection side (3) for connection to a vacuum container and a threaded bore (15) extending from the first connection side (3), as well as with a pressure measuring probe (21) which one into the threaded bore (15) has screwed-in screw base (22), characterized in that a current feedthrough (17) is tightly inserted into a branch bore (16) oriented transversely to the threaded bore (15) and has a conductor (18) which makes electrical contact with the screw base ( 22) touches.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrventil zum dauerhaften Abdichten einer evakuierten Kammer, insbesondere eines Vakuumpaneels für ein Kältegerät, sowie einen Druckmesskopf zum Erfassen des Drucks in einem solchen Vakuumbehälter.The present invention relates to a shut-off valve for permanent sealing of an evacuated chamber, in particular a vacuum panel for a refrigeration device, as well as a pressure measuring head for detecting the pressure in such a vacuum container.
Druckmessköpfe für Unterdrücke im Mikro- bis Millibar-Bereich sind meist auf standardisierten sogenannten Kleinflanschen montiert, so dass zur Montage des Druckmesskopfs an dem Vakuumbehälter letzterer einen zu dem Druckmesskopf komplementären Kleinflansch aufweisen muss. Eine weitere Anschlussstelle am Vakuumbehälter ist erforderlich, um daran ein Absperrventil anzuschließen, über welches der Behälter evakuiert und anschließend verschlossen werden kann. Beide Anschlussstellen beinhalten jeweils die Gefahr von Undichtigkeit.Pressure measuring heads for negative pressures in the micro to millibar range are usually mounted on standardized so-called small flanges, so that in order to mount the pressure measuring head on the vacuum container, the latter must have a small flange that is complementary to the pressure measuring head. Another connection point on the vacuum container is required in order to connect a shut-off valve, via which the container can be evacuated and then closed. Both connection points each contain the risk of leakage.
Für Massenanwendungen geeignete, preiswerte Absperrventile haben im Allgemeinen Dichtungen aus organischem Material. Die mit diesen Dichtungen erreichbaren Leckraten liegen über 1×10-8 mbar I/s, so dass lange Standzeiten in der Größenordnung von mehreren Monaten eines verschlossenen evakuierten Behälters nicht möglich sind. Es sind zwar Absperrventile mit metallischen Dichtungen bekannt, die es erlauben, niedrigere Leckraten zu erreichen, doch sind diese Ventile im Allgemeinen in der Fertigung aufwändig und dementsprechend teuer, so dass sie für Massenanwendungen nicht in Betracht kommen.Inexpensive shut-off valves suitable for mass applications generally have seals made of organic material. The leakage rates that can be achieved with these seals are over 1 × 10 -8 mbar I / s, so that long service lives of the order of several months for a closed evacuated container are not possible. Although shut-off valves with metallic seals are known which allow lower leakage rates to be achieved, these valves are generally complex to manufacture and accordingly expensive, so that they cannot be considered for mass applications.
Aus
Für Druckmessungen im eingangs genannten Druckbereich sind Messsonden mit einem elektrisch beheizten Glühfaden verbreitet. Der Wärmeverlust eines solchen Glühfadens ist in einem weiten Bereich proportional zum Druck der Atmosphäre, in dem sich der Glühfaden befindet, so dass die elektrische Leistung, die benötigt wird, um den Glühfaden auf einer konstanten Temperatur zu halten, Aufschluss über den Druck gibt. Ein Druckmesskopf mit einem solchen Glühfaden ist z.B. in
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen bequem und schnell zu wartenden Druckmesskopf zu schaffen.One object of the present invention is to create a pressure measuring head that is easy and quick to maintain.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Druckmesskopf nach Anspruch 1.This object is achieved by a pressure measuring head according to
Zur Stromversorgung der Druckmesssonde dient eine Stromdurchführung, die in eine quer zur Gewindebohrung orientierte Stichbohrung dicht eingefügt ist und einen elektrischen Kontakt des Schraubsockels berührt.A current feedthrough is used to supply power to the pressure measuring probe.
Ein zweiter elektrischer Kontakt des Schraubsockels kann wie bei einer Glühbirne durch das Gewinde des Schraubsockels selbst gebildet sein, das in leitendem Kontakt mit dem metallischen Grundkörper des Druckmesskopfs steht.A second electrical contact of the screw base can be formed, as in the case of a light bulb, by the thread of the screw base itself, which is in conductive contact with the metallic base body of the pressure measuring head.
Der Druckmesskopf kann in ein Absperrventil integriert sein, indem in dem Grundkörper zusätzlich zu der ersten Anschlussseite, von der die Gewindebohrung ausgeht, eine zweite Anschlussseite und eine sich zwischen der ersten Anschlussseite und der zweiten Anschlussseite erstreckende Durchgangsbohrung vorgesehen sind und ein Schließkörper zum Absperren der Durchgangsbohrung an einen Ventilsitz andrückbar ist.The pressure measuring head can be integrated into a shut-off valve, in that in addition to the first connection side from which the threaded hole starts, a second connection side and a through-hole extending between the first connection side and the second connection side are provided in the base body, and a closing body for shutting off the through-hole can be pressed against a valve seat.
Die Führung eines Trägers des Schließkörpers in einem Innengewinde der Durchgangsbohrung führt zu einer beträchtlichen Vereinfachung des Aufbaus des Ventils im Vergleich zu einem üblichen Eckventil, bei dem eine Gewindebohrung zum Führen des Trägers von der gewinkelten Durchgangsbohrung des Grundkörpers abzweigt und gegen die Durchgangsbohrung z.B. durch einen Faltenbalg abgedichtet sein muss, um eine gute Dichtigkeit des Ventils zu erreichen.The guidance of a carrier of the closing body in an internal thread of the through hole leads to a considerable simplification of the structure of the valve compared to a conventional angle valve, in which a threaded hole for guiding the carrier branches off from the angled through hole of the base body and against the through hole e.g. must be sealed by a bellows in order to achieve a good tightness of the valve.
Vorzugsweise ist der Schließkörper an dem Träger von einer Drehung des Trägers entkoppelt gehalten, so dass er beim Schließen des Ventils spätestens dann, wenn er mit einem Ventilsitz in Reibkontakt gelangt, nicht mehr rotiert. So ist es unter dem Schließdruck des Ventils möglich, dass Schließkörper und/oder Ventilsitz durch den Schließdruck plastisch verformt werden, so dass sich einer von beiden an Unregelmäßigkeiten des anderen anschmiegt und eine Abdichtung minimaler Leckrate erreicht wird.The closing body is preferably held decoupled from a rotation of the carrier on the carrier, so that it no longer rotates when the valve is closed at the latest when it comes into frictional contact with a valve seat. Thus, under the closing pressure of the valve, it is possible for the closing body and / or valve seat to be plastically deformed by the closing pressure, so that one of the two clings to irregularities in the other and a seal with minimal leakage rate is achieved.
Vorzugsweise ist der Schließkörper in wenigstens einem den Ventilsitz berührenden Bereich aus einem weicheren Metall als der Ventilsitz gebildet, so dass es der Schließkörper ist, der sich eventuell an Unregelmäßigkeiten des Ventilsitzes anpasst. Der Schließkörper kann - gegebenenfalls zusammen mit dem Träger - einfach und preiswert ausgetauscht werden, wenn er verschlissen ist und eine ausreichende Abdichtung nicht mehr gewährleistet ist.Preferably, the closing body is formed from a softer metal than the valve seat in at least one area in contact with the valve seat, so that it is the closing body that may adapt to irregularities in the valve seat. The closing body can - if necessary together with the carrier - be exchanged easily and inexpensively when it is worn out and adequate sealing is no longer guaranteed.
Vorzugsweise umfasst der Schließkörper eine dem Ventilsitz zugewandte erste Platte, deren Rand durch eine umlaufende Nut vom Träger beabstandet ist. Diese Nut ermöglicht es, beim Andrücken der ersten Platte an den Ventilsitz die Platte als Ganzes unter Verengung der Nut zu verformen, und so eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen der Platte und dem Ventilsitz zu erzielen.The closing body preferably comprises a first plate facing the valve seat, the edge of which is spaced from the carrier by a circumferential groove. This groove makes it possible, when the first plate is pressed against the valve seat, to deform the plate as a whole, narrowing the groove, and thus to achieve an excellent seal between the plate and the valve seat.
Vorzugsweise umfasst der Schließkörper ferner eine dem Träger zugewandte zweite Platte, die mit der ersten über eine gewölbte Kalotte verbunden ist. Die durch die Wölbung der Kalotte bedingte kleine Übergangsfläche zwischen der Kalotte und einer der Platten bewirkt, dass die Platten mit geringem Kraftaufwand um einen kleinen Winkel in Bezug zueinander schwenkbar sind, so dass sich die Orientierung der ersten Platte an die des Ventilsitzes anpassen kann, falls die Ebene des Ventilsitzes nicht exakt senkrecht auf der Verschiebungsrichtung des Trägers steht.The closing body preferably further comprises a second plate facing the carrier, which is connected to the first via a curved dome. The small transition area caused by the curvature of the dome between the dome and one of the plates means that the plates can be pivoted through a small angle in relation to one another with little effort, so that the orientation of the first plate can adapt to that of the valve seat, if the plane of the valve seat is not exactly perpendicular to the direction of displacement of the carrier.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absperrventils, zerlegt in seine Bestandteile; -
2 ein vergrößertes Detail aus1 ; -
3 einen schematischen Schnitt durch eine geringfügig abgewandelte Ausgestaltung des Absperrventils mit eingeschraubtem Schließkörper; -
4 einen Aufbau zum Evakuieren einer Vakuumkammer über das Absperrventil und zum anschließenden Absperren des Absperrventils; und -
5 eine Draufsicht auf den atmosphärenseitigen Anschlussflansch eines Absperrventils gemäß einer dritten Ausgestaltung.
-
1 a schematic section through a first embodiment of the shut-off valve according to the invention, disassembled into its components; -
2 an enlargeddetail 1 ; -
3 a schematic section through a slightly modified embodiment of the shut-off valve with screwed-in closing body; -
4th a structure for evacuating a vacuum chamber through the shut-off valve and then shutting off the shut-off valve; and -
5 a plan view of the atmosphere-side connection flange of a shut-off valve according to a third embodiment.
Das in
Solange eine nicht dargestellte an den Kleinflansch
Der Träger
Beim Einschrauben des Trägers
In dem dem vakuumseitigen Kleinflansch
Eine in
Wenn die Druckmesssonde
Ein zweiter Unterschied, der mit dem ersten in keinem sachlichen Zusammenhang steht, ist eine Verbindungsbohrung
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