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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Tellerventil, das direkt zum Zuführen eines Arbeitsfluids, bspw.
Quellgas, in physikalische und chemische Maschinen oder dgl. oder
zur Druckreduzierung in einer Vakuumkammer verwendet wird, in der
ein solches Quellgas eingesetzt wird. Im Besonderen betrifft sie ein
derart aufgebautes Tellerventil mit einer Heizvorrichtung, dass
das Anhaften eines Produktes aus dem Arbeitsfluid an einem Ventilelement
oder dgl. durch die Heizvorrichtung verhindert wird.
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STAND DER
TECHNIK
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Zum Beispiel wird in Herstellungseinrichtungen
für Halbleiter
Quellgas mit einer hohen Temperatur für eine chemische Behandlung,
bspw. in einer Vakuumkammer durchgeführtes Ätzen, verwendet, wobei ein
Tellerventil für
die Zufuhr des Quellgases oder für
die Reduzierung des Drucks in der Vakuumkammer verwendet wird. Es
ist jedoch wahrscheinlich, dass ein Produkt aus dem Quellgas ausfällt, wenn
die Temperatur des Quellgases niedrig wird und das Produkt an dem
Ventilelement zum Öffnen und
Schließen
einer Strömungsbahn
anhaftet und dabei die Genauigkeit beim Öffnen/Schließen vermindert.
Daher ist es wichtig, ein solches Tellerventil derart auszubilden,
dass das Ausfallen des Produktes aus dem Arbeitsfluid, das Anhaften
des Produktes an dem Ventilelement oder dgl. verhindert wird.
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Herkömmlicherweise werden dafür Tellerventile
mit einer Heizvorrichtung vorgeschlagen, bei denen eine Innenseite
des Gehäuses,
ein Ventilelement oder dgl. durch eine Heizvorrichtung beheizt werden,
um das Anhaften eines Produk tes zu verhindern. Bspw. ist ein solches
Ventil in dem japanischen Patent Nr. 3005449 offenbart, in dem eine
Bandheizvorrichtung um eine Außenfläche des
Gehäuses
gewickelt und eine stangenförmige
Heizvorrichtung durch das Innere eines sich von einem Ventilelement erstreckenden
Hohlrohrs an dem Ventilelement angebracht sind. In dem japanischen
Patent Nr. 3012831 wird auch ein Ventil offenbart, bei dem eine Gummiheizvorrichtung
an einer Außenfläche eines Gehäuses angebracht
ist und eine andere Heizvorrichtung an einem äußeren Umfang eines Staukörpers in
Form eines Zylinders fest mit dem Ventilelement verbunden ist.
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Wenn jedoch eine große Heizvorrichtung
mit einer hohen Heizleistung, wie sie notwendig ist, um das Ventilelement
selbst ausreichend zu beheizen, an dem ein bewegliches Element bildenden
Ventilelement wie in den zuvor beschriebenen herkömmlichen
Tellerventilen angebracht wird, vergrößert sich das Gewicht des Ventilelements
durch die Heizvorrichtung. Dies führt dazu, dass die für das Öffnen und Schließen benötigte Antriebskraft
erhöht
werden muss und das Ansprechverhalten verschlechtert wird. Daher
ist es wünschenswert,
dass die Heizvorrichtung nicht direkt an dem Ventilelement, sondern wenn
möglich
an einem anderen Ort als dem Ventilelement angebracht wird, wobei
das Ventilelement durch die Heizvorrichtung unabhängig von
der Arbeitsstellung zu beheizen sein soll.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Tellerventil vorzuschlagen, das eine Heizvorrichtung
zum Heizen eines Ventilelementes aufweist und bei dem die Heizvorrichtung
nicht direkt an dem Ventilelement, sondern an einem anderen Ort als
dem Ventilelement angebracht ist, wobei das Ventilelement durch
die Heizvorrichtung unabhängig
von der Öffnungs-
und Schließstellung
zu beheizen sein soll.
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Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden
Erfindung durch ein Tellerventil mit Heizvorrichtung gelöst, wobei
das Ventil aufweist: ein Ventilgehäuse mit einer ersten Hauptdurchgangsöffnung und
einer zweiten Hauptdurchgangsöftnung,
einer die beiden Hauptdurchgangsöffnungen
verbindenden Strömungsbahn
und einem in der Strömungsbahn
vorgesehenen Ventilsitz, einen an das Ventilgehäuse angeschlossenen Zylinder,
ein in dem Ventilgehäuse vorgesehenes
tellerartiges Ventilelement zum Öffnen und
Schließen
des Ventilsitzes, eine Stange mit einem an das Ventilelement angeschlossenen
Kopfende-Abschnitt und einem auf der gegenüberliegenden Seite liegenden
und sich in den Zylinder erstreckenden Fußende-Abschnitt, einen zum
Gleiten in dem Zylinder angeordneten und an den Fußende-Abschnitt
der Stange angeschlossenen Kolben, ein wärmeerzeugendes Element, welches
in einer festen Position in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und an seinem
Kopfende-Abschnitt eine wärmeaufübertragende
Fläche
aufweist, mit welcher das Ventilelement in einer geöffneten
Position in Kontakt kommt, ein Wärmetransferelement,
das zum Ausdehnen und Zusammenziehen als Antwort auf einen Betrieb
des Ventilelementes zwischen dem wärmeerzeugenden Element und
dem Ventilelement angeordnet ist, um ständig Wärme von dem wärmeerzeugenden
Element zu dem Ventilelement zu übertragen,
und eine an dem wärmeerzeugenden
Element angebrachte erste Heizvorrichtung.
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Bei dem Tellerventil gemäß der Erfindung und
mit dem zuvor beschriebenen Aufbau sind das wärmeerzeugende Element in einer
festen Position in dem Ventilgehäuse
angeordnet, die erste Heizvorrichtung an dem wärmeerzeugenden Element angebracht,
das wärmeerzeugende
Element und das Ventilelement durch das sich ausdehnende und zusammenziehende
wärmeübertragende
Element miteinander verbunden, und das wärmeerzeugende Element und das
Ventilelement kommen beim Öffnen des
Ventilelementes in Kontakt miteinander. Daher wird das Ventilelement
ständig
durch das wärmeübertragende
Ele ment beheizt, auch wenn sich das Ventilelement in einer geschlossenen
Position oder einer Mittelposition während des Öffnungs-/Schließvorgangs
und in einem Abstand von dem wärmeerzeugenden
Element befindet, und das Anhaften des Produkts aus dem Arbeitsfluid
kann zuverlässig
vermieden werden. Wenn sich das Ventilelement in der offenen Position
befindet und eine große
Menge Arbeitsfluid durch die Strömungsbahn
zirkuliert, kommt das Ventilelement in Kontakt mit dem wärmeerzeugenden
Element und wird zusätzlich
und direkt durch das wärmeerzeugende
Element beheizt. Daher wird die Heizeffizienz verbessert und der
Effekt zur Vermeidung der Produktanhaftung wird vergrößert.
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Mit dem Tellerventil gemäß der Erfindung kann
das Ventilelement trotz eines Aufbaus, bei dem die Heizvorrichtung
zum Heizen des Ventilelements an einem anderen Ort als dem Ventilelement
angeordnet ist, durch die Heizvorrichtung unabhängig von der Öffnungs-/Schießposition
des Ventilelements ständig
beheizt werden. Darüber
hinaus können
die Probleme vermieden werden, die bei herkömmlichen Produkten auftreten,
bei denen die Heizvorrichtung direkt an dem Ventilelement angebracht
sind, wie ein Anstieg der Antriebskraft zum Öffnen und Schließen und
eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens aufgrund einer Erhöhung des
Gewichts des Ventilelements.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein zylindrisches wärmeaufnehmendes Element, welches
die Stange umgibt und eine wärmeleitende
Eigenschaft hat, auf einer Rückseite
des Ventilelementes angebracht, wobei eine wärmeaufnehmende Fläche, mit
welcher die wärmeübertragende Fläche des
wärmeerzeugenden
Elementes in Kontakt kommt, an dem Kopfende des wärmeaufnehmenden
Elementes ausgebildet ist und das wärmeübertragende Element an das
wärmeaufnehmende Element
und das wärmeerzeugende
Element angeschlossen ist.
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Gemäß einem anderen Konstruktionsdetail eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung weist das wärmeerzeugende
Element eine zylindrische Form auf und ist konzentrisch um die Stange
angeordnet, wobei die erste Heizvorrichtung in dem wärmeerzeugenden
Element angebracht ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist
es vorteilhaft, dass das wärmeübertragende
Element die Form eines Balgs oder einer Spule aufweist.
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Gemäß einem anderen Konstruktionsdetail der
Erfindung sind ein die Stange umgebender Balg zwischen einem Zwischenboden
an einem Endabschnitt des Ventilgehäuses und dem Ventilelement
vorgesehen und das wärmeerzeugende
Element, das wärmeaufnehmende
Element und das wärmeübertragende
Element in dem Balg aufgenommen.
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Erfindungsgemäß kann das Ventilgehäuse eine
zweite Heizvorrichtung aufweisen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Querschnitt eines geschlossenen Zustands einer Ausführungsform
eines Tellerventils gemäß der Erfindung;
und
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2 zeigt
einen Querschnitt eines geöffneten
Zustands des Tellerventils gemäß 1.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Die 1 und 2 zeigen eine wünschenswerte
Ausführungsform
eines Tellerventils mit einer Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Tellerventil ist geeignet, den Druck in einer Vakuumkammer
einer Halbleiterherstellungs einrichtung zu reduzieren, und weist
einen Ventilöffnungs-/Schließabschnitt 1,
welcher zum Öffnen
und Schließen
einer Fluidströmungsbahn 14 mit
einem Ventilelement 13 ausgestattet ist, einen zylindrischen
Arbeitsabschnitt 2 zum Antreiben des Ventilelementes 13 und
einen wärmeisolierenden
Abschnitt 3 auf, der zwischen dem Ventilöffnungs-/Schließabschnitt 1 und
dem zylindrischen Arbeitsabschnitt 2 vorgesehen ist. Der Ventilöftnungs-/Schließabschnitt
1 weist zwei, erste und zweite, Heizmechanismen 4 und 5 auf.
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Der Ventilöffnungs-/Schließabschnitt 1 weist ein
Ventilgehäuse 10 auf,
das aus einem Material wie rostfreiem Stahl (SUS) in einer Form
eines viereckigen Pols hergestellt ist. Das Ventilgehäuse 10 weist eine
erste Hauptdurchgangsöffnung 11 zum
Anschluss entweder an eine Vakuumkammer oder eine Vakuumpumpe und
eine zweite Hauptdurchgangsöffnung 12 zum
Anschluss an das andere Anschlussteil auf, wobei die ersten und
zweiten Hauptdurchgangsöffnungen 11 und 12 in
einem Winkel von 90° zueinander
angeordnet sind. Das Ventilgehäuse 10 weist ebenso
die die beiden Hauptdurchgangsöftnungen 11 und 12 verbindende
Strömungsbahn 14 auf.
Ein ringförmiger
Ventilsitz 15 ist in der Strömungsbahn 14 vorgesehen.
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In dem Ventilgehäuse 10 ist ein tellerartiges Ventilelement 13 zum Öffnen und
Schließen
des Ventilsitzes 15 vorgesehen. Das Ventilelement 13 wird durch
Anbringen eines ringförmigen
Dichtelementes 13b aus Gummi an einem äußeren Umfang einer Unterseite
einer scheibenförmigen
Basis 13a gebildet, wobei das Dichtelement 13b in
Kontakt mit dem Ventilsitz 15 kommt und von diesem gelöst wird.
Ein Kopfende-Abschnitt einer Antriebsstange 16 ist in einem
mittigen Abschnitt einer Rückseite
des Ventilselementes 13 angebracht und ein Fußende-Abschnitt der Stange 16 verläuft durch
einen Zwischenboden 17 an einem Endabschnitt des Ventilgehäuses 10 und
den wärmeisolierenden
Abschnitt 3 und erstreckt sich bis zu dem zylindrischen
Arbeitsabschnitt 2, wo es mit einem Kolben 21 verbunden
ist.
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Auf der anderen Seite weist der zylindrische Arbeitsabschnitt 2 einen über den
wärmeisolierenden Abschnitt 3 an
den Endabschnitt des Ventilgehäuses 10 angeschlossenen
Zylinder 20 auf. Ein Endabschnitt des Zylinders 20 auf
einer Seite des wärmeisolierenden
Abschnittes 3 ist durch einen Zwischenboden 17 geschlossen,
und ein gegenüberliegender
Endabschnitt des Zylinders 20 ist mit einer Kappe 23 geschlossen.
In den Zylinder 20 ist der Kolben 21 zum Gleiten
mittels eines Dichtelementes 22 aufgenommen. Die Stange 16 verläuft durch
einen Mittelabschnitt des Zwischenbodens 17, um mittels eines
Dichtelementes 28 und eines Führungselementes 29 zu
gleiten, und erreicht den Kolben 21. Auf den gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens 21 sind eine erste Druckkammer 24a und
eine zweite Druckkammer 24b ausgebildet, und die Druckkammern 24a und 24b sind
jeweils mit einem ersten Arbeitsanschluss 25a und einem
zweiten Arbeitsanschluss 25b verbunden, welche sich in
einer Seitenfläche
des Zylinders 20 öffnen.
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Wenn die erste Druckkammer 24a durch
den ersten Arbeitsanschluss 25a geöffnet wird, um Druckfluid,
wie bspw. Druckluft, von dem zweiten Arbeitsanschluss 25b in
die zweite Druckkammer 24b, wie in 1 gezeigt, zuzuführen, bewegen sich der Kolben 21 und
die Stange 16 vorwärts.
Daher bewegt sich das Ventilelement 13 an dem Kopfende
der Stange 16 ebenso nach vorne, um mit dem Ventilsitz 15 in
Kontakt zu kommen und den Ventilsitz 15 zu schließen. Wenn
der zweite Arbeitsanschluss 25b geöffnet wird und Druckfluid von
dem ersten Arbeitsanschluss 25a in die erste Druckkammer 24a,
wie in 2 gezeigt, zugeführt wird,
bewegen sich der Kolben 21 und die Stange 16 rückwärts. Daher
bewegt sich auch das Ventilelement 13 rückwärts und hebt sich von dem Ventilsitz 15 ab,
um den Ventilsitz 15 zu öffnen.
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Der erste Heizmechanismus 4 weist
ein wärmeerzeugendes
Element 30 auf, welches im Inneren des Ventilgehäuses 10 entlang
der Stange 16 angeordnet ist, und eine erste Heizvorrichtung 31 ist
im Inneren des wärmeerzeugenden
Elementes 30 vorgesehen.
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Das wärmeerzeugende Element 30 ist
aus metallischem Material mit hervorragenden wärmeleitenden Eigenschaften,
wie bspw. Aluminium, in einer zylindrischen Form hergestellt, konzentrisch
um die Stange 16 mit einem minimalen Schlitz dazwischen und
unbeweglich in einer festen Position in dem Ventilgehäuse 10 angeordnet,
indem es mit einer Schraube oder dgl. an dem Zwischenboden 17 fixiert ist.
In der Wanddicke des wärmeerzeugenden
Elementes 30 ist eine oder sind eine Vielzahl von Heizvorrichtungs-Anbringöffnung(en) 30b parallel
zu der Stange 16 ausgebildet, und die stangenförmige erste Heizvorrichtung 31 in
der Art eines elektrischen Heizwiderstandes ist in jeder dieser
Heizvorrichtungs-Anbringöffnungen 30b angebracht.
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Ein Kopfende-Abschnitt des wärmeerzeugenden
Elementes 30 ist als ringförmige, wärmeübertragende Fläche 30a aufgebaut,
und die wärmeübertragende
Fläche 30a kommt
beim Öffnen
des Ventilelementes 13 mit einer auf einer Rückseite
des Ventilelementes 13 ausgebildeten wärmeaufnehmenden Fläche 33a in
Kontakt, um in einer geöffneten
Position direkt Wärme
auf das Ventilelement 13 zu übertragen. Daher dient das
wärmeerzeugende Element 30 sowohl
als Mittel zum Beheizen des Ventilelementes 13 als auch
als Stoppen zum Festlegen einer geöffneten Position des Ventilelementes 13.
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Die erste Heizvorrichtung 31 weist
einen Temperatursensor 32 auf, und ein sich von dem Temperatursensor 32 erstreckendes
Leitungskabel 32a ist zusammen mit einem sich von der ersten
Heizvorrichtung 31 erstreckenden Leitungskabel 31a in
einem Bündel
zusammengebunden, erstreckt sich nach außen und ist an einen (nicht
dargestellten) Heizungssteuerungskreis angeschlossen.
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Die wärmeaufnehmende Fläche 33a des Ventilelementes 13 ist
auf einer Endfläche
eines wärmeaufnehmenden
Elementes 33 ausgebildet, welches auf einer Rückseite
des Ventilelementes 13 angebracht ist. Mit anderen Worten
ist das aus einem Material, wie bspw. Aluminium, mit hervorragenden wärmeleitenden
Eigenschaften hergestellte, wärmeaufnehmende
Element 33 in zylindrischer Form auf der Rückseite
des Ventilelementes 13 montiert und umgibt die Stange 16.
Eine Seite am Kopfende des wärmeaufnehmenden
Elementes 33 ist als wärmeaufnehmende
Fläche 33a aufgebaut.
Ein Fußende-Abschnitt
des wärmeaufnehmenden
Elementes 33, welches in Kontakt mit dem Ventilelement 13 steht,
ist als flanschförmiger
Abschnitt 33b mit großem
Durchmesser aufgebaut, und ein wärmeübertragendes
Element 35 zum Ausdehnen und Zusammenziehen ist zwischen
dem Abschnitt 33b mit dem großen Durchmesser und dem wärmeerzeugenden Element 30 angeordnet.
Das wärmeübertragende Element 35 ist
aus wärmeleitendem
Material, wie bspw. Aluminium, in einer Form bspw. eines Balgs und
einer Spule ausgebildet, welche sich ausdehnen und zusammenziehen
können,
und ist zwischen beiden Elementen 30 und 33 angeordnet,
wobei gegenüberliegende
Enden des wärmeübertragenden
Elementes 35 in Kontakt stehen mit oder angeschlossen sind
an den Abschnitt 33b des wärmeaufnehmenden Elementes 33 mit
großem
Durchmesser und das wärmeaufnehmende
Element 30, um ständig
Wärme von
dem wärmeerzeugenden
Element 30 auf das Ventilelement 13 zu übertragen.
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Wenn sich das Ventilelement 13 bei
dem ersten Heizmechanismus 4 in einer geschlossenen Position,
wie in 1 dargestellt,
oder in einer Mittelstellung bei einem Öffnungs-/Schließvorgang
befindet, sind die wärmeaufnehmende
Fläche 33a des Ventilelementes 13 und
die wärmeübertragende
Fläche 30a des
wärmeerzeugenden
Elementes 30 voneinander getrennt und das Ventilelement 13 wird
daher durch das wärmeerzeugende
Element 30 über das
wärmeübertragende
Element 35 erwärmt.
Wenn das Ventilelement 13 in einer geöffneten Position ist, wie in 2 dargestellt, stehen die
wärmeaufnehmende
Fläche 33a und
die wärmeübertragende
Fläche 30a in
Kontakt miteinander, und daher wird das Ventilelement 13 sowohl
durch das wärmeerzeugende
Element 30 als auch das wärmeübertragende Element 35 erwärmt.
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Ein Balg 36 zum Ausdehnen
und Zusammenziehen ist zwischen dem Zwischenboden 17 des Ventilgehäuses 10 und
dem Ventilelement 13 angebracht, und das wärmeerzeugende
Element 30, das wärmeaufnehmende
Element 33 und das wärmeübertragende
Element 35 sind jeweils im Inneren des Balgs 36 aufgenommen.
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Der zweite Heizmechanismus 5 ist
an einer äußeren Fläche des
Ventilgehäuses 10 angebracht und
wie folgt aufgebaut. Der zweite Heizmechanismus 5 hat eine
prismaförmige
wärmeleitende
Abdeckung 40, die so an dem Ventilgehäuse 10 angebracht
ist, dass sie die gesamte äußere periphere Seite
des Ventilgehäuses 10 umgibt.
Die wärmeleitende
Abdeckung 40 ist aus festem Material, wie bspw. Aluminium,
mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit
hergestellt, um einen bestimmten Grad einer Wanddicke zu erreichen,
und ist in engem Kontakt mit der Außenseite des Ventilgehäuses 10 angebracht.
Die gesamte wärmeleitende
Abdeckung 40 kann einteilig oder aus einer Kombination
einer Vielzahl von Teilen, bspw. separaten Teilen, die den jeweils
vier Seiten des Ventilgehäuses 10 entsprechen, aufgebaut
sein.
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Innerhalb der Wanddicke der wärmeleitenden
Abdeckung 40 sind eine Vielzahl von Heizvorrichtungs-Anbringöffnungen 40a parallel
zu einer Achse des Ventilgehäuses 10 ausgebildet,
und eine stangenförmige
zweite Heizvorrichtung 41 ist in jede dieser Heizvorrichtungs-Anbringöffnungen 40a eingeführt. Die
Wärme von
der zweiten Heizvorrichtung 41 wird durch die wärmeleitende
Abdeckung 40 gleichmäßig verteilt
und gleichmäßig auf
das gesamte Ventilgehäuse 10 übertragen.
Die zweite Heizvorrichtung 41 weist ebenso einen Temperatursensor 42 auf
und die sich von der zweiten Heizvorrichtung 41 und dem
Temperatursensor
42 erstreckenden Leitungskabel 41a und 42a sind
zu einem Bündel
zusammengebunden, erstrecken sich nach außen und sind an einen (nicht
dargestellten) Heizungssteuerungskreis angeschlossen.
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Die zweiten Heizvorrichtungen 41 können in vier
Ecken der wärmeleitenden
Abdeckung 40 oder in einem zentralen Abschnitt der jeweiligen
Seiten angeordnet sein. Die Anzahl der zweiten Heizvorrichtungen 41 ist
nicht begrenzt auf vier und kann drei oder weniger, fünf oder
mehr oder nur eine betragen, abhängig
von den Heizbedingungen.
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An einer Außenseite der wärmeleitenden
Abdeckung 40 ist eine wärmeisolierende
Abdeckung 43 angebracht, um eine Wärmeübertragung von jeder Seite
an eine Außenseite
zu vermeiden. Die wärmeisolierende
Abdeckung 43 wird durch Anbringen einer dünnen, wärmeverteilenden
Platte 43b mit der Funktion gebildet, die Wärme von
der wärmeleitenden
Abdeckung 40 auf einer Innenseite einer wärmeisolierenden
Platte 43a in Form einer flachen Platte zu verteilen, die
aus Silikongummi, Fluorgummi, geschäumtem Fluorgummi oder dgl.
gebildet ist. Die wärmeisolierende
Abdeckung 43 wird auf jeder Seite der wärmeleitenden Abdeckung 40 durch
Schrauben 46 fixiert, wobei ein konstanter Spalt 45 zwischen
der wärmeleitenden
Abdeckung 40 und der wärmeisolierenden
Abdeckung 43 durch das Vorsehen eines Abstandselementes 44 verbleibt.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass ein Teil der Schrauben 46 der
wärmeisolierenden
Abdeckung 43 auch für
die Fixierung der zweiten Heizvorrichtung 41 verwendet
wird, indem Kopfenden der Schrauben 46 in Kontakt mit der zweiten
Heizvorrichtung 41 gebracht werden.
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Die wärmeverteilende Platte 43b kann
aus einem wärmeleitenden
Material, wie bspw. Aluminium, oder anderen Materialien bestehen.
Die wärmeisolierende
Abdeckung 43 kann in vier Teile entsprechend den jeweiligen
Seiten der wärmeleitenden
Abdeckung 40 unterteilt oder als einteiliger Körper ausgebildet
sein.
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Weil der zweite Heizmechanismus 5 die
obige Struktur aufweist, wird Wärme
von der zweiten Heizvorrichtung 41 durch die wärmeleitende
Abdeckung 40 gleichmäßig über die
gesamte Abdeckung verteilt und gleichmäßig auf die gesamte äußere periphere
Fläche
des Ventilgehäuses 10 übertragen. Demgemäß ist es
möglich,
die gesamte äußere periphere
Fläche
des Ventilgehäuses 10 mit
günstigen stangenförmigen Heizvorrichtungen 41 über die
gesamte wärmeleitende
Abdeckung 40 zu beheizen und das Anhaften eines Reaktionsproduktes
an einer Innenseite des Ventilgehäuses 10 zuverlässig zu
vermeiden, obwohl das Ventilgehäuse 10 aus
einem Material wie SUS mit geringeren wärmeleitenden Eigenschaften
besteht.
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Darüber hinaus ist der wärmeisolierende
Abschnitt 3 aus einer zylindrischen wärmeisolierenden Platte 48 mit
einer Vielzahl von Luftlöchern 48a gebildet,
wobei die wärmeisolierende
Platte 48 konzentrisch zwischen dem Ventilgehäuse 10 und
dem Zylinder 20 angeordnet ist, um die Stange 16 zu
umgeben. Die Stange 16 wird durch in der wärmeisolierenden
Platte 48 zirkulierende Luft gekühlt. Aus einigen der Luftlöcher 48a der
wärmeisolierenden
Platte 48 oder speziell vorgesehenen Leitungsdurchgangsöffnungen
wird das Anschlusskabel 31a der ersten Heizvorrichtung 31 nach
außen
geführt.
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In dem Tellerventil mit der obigen
Struktur ist das wärmeerzeugende
Element 30 in einer festen Position in dem Ventilgehäuse 10 angeordnet,
die erste Heizvorrichtung 31 ist an dem wärmeerzeugenden
Element 30 angebracht, das wärmeerzeugende Element 30 und
das Ventilelement 13 sind durch das wärmeübertragende Element 35 miteinander
verbunden und das wärmeerzeugende
Element 30 und das Ventilelement 13 kommen beim Öffnen des
Ventilelementes 13 in Kontakt miteinander. Daher wird das Ventilelement 13 durch
das wärmeübertragende
Element 35 ständig
beheizt, auch wenn das Ventilelement 13 in der geschlossenen
Position oder einer Mittelstellung beim Öffnungs-/Schließ vorgang
und in einem Abstand von dem wärmeerzeugenden
Element 30 ist, und das Anhaften eines Produkts aus dem
Arbeitsfluid kann zuverlässig
verhindert werden. Wenn das Ventilelement 13 in einer geöffneten
Position ist und eine große
Menge von Arbeitsfluid durch die Strömungsbahn zirkuliert, kommt
das Ventilelement 13 direkt mit dem wärmeerzeugenden Element 30 in
Kontakt und wird nicht nur durch das wärmeübertragende Element 35,
sondern auch und direkt durch das wärmeerzeugende Element 30 erwärmt. Daher
wird die Heizeffizienz verbessert und das Vermeiden von Produktanhaftungen
verstärkt.
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Weil die erste Heizvorrichtung 31 durch
Anbringen an dem wärmeerzeugenden
Element 30 an einer anderen Stelle als dem Ventilelement 13 angeordnet
ist, ist es möglich,
Probleme wie eine Vergrößerung der
Antriebskraft zum Öffnen
und Schließen und
eine Verschlechterung im Ansprechverhalten aufgrund einer Gewichtserhöhung des
Ventilelementes zu vermeiden. Diese Probleme treten bei herkömmlichen
Produkten auf, bei denen eine Heizvorrichtung unmittelbar an dem
Ventilelement angebracht ist. Vibrationen, Ausdehnungs- und Zusammenziehungswiderstand
und dgl. der sich von den Heizelementen erstreckenden Leitungskabel
beeinträchtigen
das Öffnen/Schließen des
Ventilelementes nicht.
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Auch wenn das Ventilgehäuse 10 in
der obigen Ausführungsform
in Form eines viereckigen Pols gezeigt ist, ist die Form des Ventilgehäuses 10 nicht auf
einen viereckigen Pol beschränkt
und kann eine rund-zylindrische Form oder andere Formen aufweisen.
Es ist unnötig,
darauf hinzuweisen, dass in diesem Fall die wärmeleitende Abdeckung 40 und
die wärmeisolierende
Abdeckung 43 in dem zweiten Heizmechanismus 5 in
an diese Form angepassten Formen aufgebaut sind.
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Obwohl eine Heizvorrichtung nicht
an das Ventilelement 13 angebracht ist, ist es möglich, eine Hilfs-Heizvorrichtung
anzubringen, die von einer so kleinen Größe ist, dass sie das Öffnen/Schließen des Ventilelementes 13 nicht
signifi kant beeinträchtigt. Obwohl
der zylindrische Arbeitsabschnitt 2 von einer zweifach
angetriebenen Art ist, bei der der Kolben 21 für das Hin-
und Zurückfahren
durch Fluiddruck angetrieben wird, ist es unnötig darauf hinzuweisen, dass
der zylindrische Arbeitsabschnitt 2 auch in der Art einer
einfachen Betätigung
ausgebildet sein kann, bei der die Rückstellung durch eine Feder
ausgeführt
wird.
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Wie oben beschrieben, kann das Ventilelement
erfindungsgemäß durch
Anbringen der ersten Heizvorrichtung zum Beheizen des Ventilelementes an
einem wärmeerzeugenden
Element, welches an einem anderen Ort als dem Ventilelement angebracht
ist, und Verbinden des wärmeerzeugenden Elementes
und des Ventilelementes durch ein wärmeübertragendes Element zum Ausdehnen
und Zusammenziehen ständig über das
wärmeübertragende
Element beheizt werden, unabhängig
von der Position des Ventilelementes während der Öffnungs-/-Schließvorgänge. Es ist möglich, Probleme wie
die Erhöhung
der Antriebskraft zum Öffnen
und Schließen
und die Verschlechterung des Ansprechverhaltens aufgrund der Gewichtserhöhung des
Ventilelementes zu vermeiden.