-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Pendel- oder Schieberventil-Baugruppen und insbesondere
auf eine Pendelventil-Baugruppe, die eine neue und verbesserte Anordnung
einschließt,
die sowohl eine Dreh- als auch Axialbewegung einer Klappe der Pendelventil-Baugruppe
ergibt.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Eine
Pendelventil-Baugruppe schließt
allgemein ein Gehäuse
ein, das ein Pendelventil einschließt und einen Innenraum und
zwei Öffnungen einschließt, durch
die hindurch gasförmiges
Strömungsmittel
in den Innenraum eintreten und aus diesem austreten kann. Pendelventil-Baugruppen
sind insbesondere in Zuführungssystemen
für Gase
mit hoher Reinheit nützlich,
wie sie beispielsweise bei der Halbleiter-Herstellung oder anderen
Dünnfilm-Beschichtungsprozessen
verwendet werden. Wie der Name andeutet, verschwenkt ein Pendelventil
zwischen offenen und geschlossenen Stellungen und schließt einen
Ventilkörper
ein, der üblicherweise als
eine Scheibe oder eine Klappe vorgesehen ist, die mit einer drehbaren
Welle über
einen Schwenkarm verbunden ist. In einer vollständig geöffneten Stellung wird die Klappe
des Pendelventils aus dem durch die Öffnungen definierten Strömungspfad
heraus bewegt, so dass das Strömungsmittel
in den Innenraum des Gehäuses
eintreten und aus diesem austreten kann, während in einer vollständig geschlossenen
Stellung die Klappe in Abdichtberührung mit einem Ventilsitz
bewegt wird, der eine der Öffnungen
umgibt, so dass das Strömungsmittel nicht
in den Innenraum eintreten kann.
-
Die
Bewegung der Klappe erfordert üblicherweise
eine Drehbewegung (das heißt
eine Schwenk-Bewegung oder seitliche Bewegung) zwischen der vollständig geöffneten
Stellung und einer Zwischenstellung, und dann zumindest eine gewisse längsgerichtete
(das heißt
Translations-, Linear- oder Axial-) Bewegung von der Zwischenstellung
auf eine vollständige
geschlossene Stellung, in der die Klappe in Dichtungsberührung mit
dem Ventilsitz steht. Um diese Kombination einer Dreh- und Translationsbewegung
zu erzielen, haben einige bekannte Pendelventile typischerweise
mehrfache Betätigungs-
oder Stellgliedelemente verwendet.
-
Zusätzlich steigt
in einem „Standard"-Schieber- oder Pendelventil
die Gasströmung
sehr schnell an, wenn die Klappe beginnt, die Öffnung des Ventilgehäuses freizugeben.
Weil es üblicherweise
eine Überlappung
zwischen der Klappe und der Öffnung gibt
(das heißt,
die Klappe weist einen größeren Durchmesser
als die Öffnung
auf) führt
außerdem
die Anfangsbewegung der Klappe nur zu einer geringen Änderung
der Strömung,
wenn überhaupt.
Die Gesamt-Strömungsleitung
schließt
eine sehr geringe Änderung
der Strömung
gefolgt von einer sehr schnellen Änderung der Strömung (und
umgekehrt, wenn die Klappe geschlossen wird) ein, was zu einer schlechten
Steuerung der Strömung
(Strömungsleitung)
in diesem Betriebsbereich des Ventils führt.
-
Das
US Patent 6089537 auf dem Namen von Olmsted, das auf den Inhaber
der vorliegenden Erfindung übertragen
wurde und durch diese Bezugnahme hier vollinhaltlich mit aufgenommen
wird, beschreibt eine verbesserte Pendelventil-Baugruppe, die einen einfachen rotierenden
Nockenmechanismus verwendet, der präzise die Dreh- und Längsbewegung
des Ventilkörpers
zwischen einer vollständig geöffneten
Position und einer vollständig
geschlossenen Position steuert. Die US Patente 6161576, 6328051
und 6409149, die alle auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen
wurden und durch diese Bezugnahme hier vollinhaltlich aufgenommen
werden, beschreiben ebenfalls verbesserte Pendelventil-Baugruppen und -Systeme.
-
Was
immer noch erwünscht
ist, ist jedoch eine neue und verbesserte Pendelventil-Baugruppe, die eine
neue verbesserte Anordnung zur Schaffung sowohl einer Dreh- als
auch eine Längsbewegung
einer Klappe der Ventilbaugruppe zwischen einer geschlossenen und
einer geöffneten
Stellung einschließt.
Vorzugsweise kann eine Auflösung
der Längsbewegung
der Anordnung unabhängig
von einer Auflösung
der Drehbewegung gewählt
werden. Was weiterhin erwünscht
ist, ist eine neue und verbesserte Pendelventil-Baugruppe, die eine
besser steuerbare und gleichförmige Änderung
der Strömungsleitung
durch die Ventilbaugruppe während des Öffnens und
Schließens
des Ventils ergibt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung ergibt eine neue und verbesserte Ventilbaugruppe,
die ein Gehäuse mit
einem Innenraum und einer Öffnung,
durch die Strömungsmittel
in den Innenraum eintreten und aus diesem austreten kann, einen
Ventilkörper,
der in den Innenraum zwischen einer vollständig geöffneten Position, die eine
Strömungsmittel-Strömung durch
die Öffnung
ermöglicht,
und einer vollständig
geschlossenen Stellung beweglich ist, die eine Strömungsmittel-Strömung durch
die Öffnung
verhindert, und eine Hülse
einschließt,
die in Längsrichtung
entlang einer Längsachse
und um diese herum drehbar beweglich ist. Die Hülse ist mit dem Ventilkörper derart
verbunden, dass sich der Ventilkörper
mit der Hülse
um die Längsachse
zwischen der vollständig
geöffneten Stellung
und einer Zwischenstellung drehen kann, in der der Ventilkörper im
wesentlichen mit der Öffnung ausgerichtet
ist, jedoch in Längsrichtung
in Abstand von dieser angeordnet ist, so dass sich der Ventilkörper in
Längsrichtung
mit der Hülse
zwischen der Zwischenstellung und der vollständig geschlossenen Stellung
bewegen kann.
-
Entweder
das Gehäuse
oder die Hülse schließt eine
Nockenfläche
ein, und die Hülse
oder das Gehäuse
schließt
einen Nockenfolger ein, der von der Nockenfläche aufgenommen wird. Die Baugruppe
schließt
auch eine Welle ein, die sich entlang der Längsachse der Hülse erstreckt
und um diese drehbar ist, wobei die Welle in Schraubengewinde-Eingriff
mit der Hülse
ist, so dass eine Drehung der Welle eine Drehung oder eine längsgerichtete Bewegung
der Hülse
mit dem Nockenfolger hervorruft.
-
Neben
anderen Gesichtspunkten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung
kann der Ventilkörper der
Ventilbaugruppe sowohl eine Dreh- als auch eine Längsbewegung
zwischen der geschlossenen und der geöffneten Stellung ausführen. Die
Ventilbaugruppe der vorliegenden Erfindung ergibt weiterhin eine
Auflösung
der Längsbewegung,
die unabhängig von
einer Auflösung
der Drehbewegung des Ventilkörpers
gewählt
werden kann. Weiterhin ergibt die vorliegende Erfindung eine neue
und verbesserte Pendelventil-Baugruppe, die eine besser steuerbare und
gleichförmigere Änderung
der Strömungsleitung durch
die Ventilbaugruppe während
des Öffnens
und Schließens
des Ventils ergibt.
-
Zusätzliche
Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne
weiteres für den
Fachmann aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung erkennbar, in der Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung gezeigt und beschrieben sind, und zwar einfach zur Erläuterung
der besten Ausführungsformen,
die für
die Durchführung
der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden. Wie dies
zu erkennen ist, kann die Erfindung in anderen und unterschiedlichen
Ausführungsformen
ausgeführt
werden, und die verschiedenen Einzelheiten können in verschiedenen naheliegenden
Arten modifiziert werden, all dies ohne von der Erfindung abzuweichen.
Entsprechend sollen die Zeichnungen und die Beschreibung als erläuternd und
nicht als beschränkend
betrachtet werden.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
Es
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
durchgehend gleiche Elemente darstellen, und in denen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines Teils eines Zuführungssystems für hochreine
Gase ist, die ein Ausführungsbeispiel
einer Pendelventil-Baugruppe einschließt, die gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildet ist und einen Ventilkörper aufweist, der in Drehrichtung
und Längsrichtung
zwischen geschlossenen und offenen Stellung beweglich ist, wie dies
gezeigt ist;
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Pendelventils nach 1 ist;
-
3 eine
Schnittansicht der Pendelventil-Baugruppe nach den 1 und 2 ist,
wobei der Ventilkörper
in einer Zwischenstellung gezeigt ist;
-
4 eine
Seitenansicht eines Nockenfolgers, einer Nockenhülse und einer Schraubengewinde-Welle
der Pendelventil-Baugruppe nach den 1 bis 3 ist;
-
5 eine
auseinandergezogene perspektivische Seitenansicht des Nockenfolgers,
der Nockenhülse
und der Schraubengewinde-Welle der Pendelventil-Baugruppe nach den 1 bis 3 ist,
wobei ein Teil der Nockenhülse
weggebrochen dargestellt ist; und
-
6 eine
graphische Darstellung der Strömungsleitung
durch eine Ventilbaugruppe gegenüber einem
prozentualen Anteil ist, mit dem die Ventilbaugruppe offen ist,
wobei ein Vergleich zwischen einer vorhandenen Ventilbaugruppe und
einer Ventilbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist.
-
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
-
In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Pendelventil-Baugruppe 10 gezeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist und allgemein ein Gehäuse 12 einschließt, das
einen ein Pendelventil 16 enthaltenden Innenraum 14 umgrenzt
und zwei gegenüberliegende Öffnungen 18, 20 aufweist, durch
die hindurch Gas in den Innenraum eintreten und aus diesem austreten
kann. Ventilsitze 22, 24 sind in dem Innenraum 14 des
Gehäuses 12 um
die Kanten der Öffnungen 18, 20 herum
vorgesehen. Wie dies gezeigt ist, schließt das Pendelventil 16 einen
Ventilkörper 26 ein,
der zwischen einer vollständig
geöffneten
Stellung, in der die Strömungsmittel-Strömung durch
die Öffnung 18 ermöglicht wird, wie
dies mit strichpunktierten Linien gezeigt ist, und einer vollständig geschlossenen
Stellung bewegt wird, in der die Strömungsmittel-Strömung durch
die Öffnung 18 hindurch
verhindert wird, wie dies mit durchgezogenen Linien gezeigt ist.
-
Wie
dies weiterhin gezeigt ist, kann die erste der Öffnungen 18 der Pendelventil-Baugruppe 10 beispielsweise
mit einer Prozesskammer verbunden werden, und eine zweite der Öffnungen 20 kann
mit einer Vakuumpumpe verbunden werden, um einen Teil eines Zuführungssystems
für hochreine
Gase zu bilden, wie sie beispielsweise bei der Halbleiter-Herstellung
oder anderen Dünnfilm-Beschichtungsprozessen
verwendet werden, die bei sehr niedrigen Drücken (einem hohen Vakuum) durchgeführt werden,
beispielsweise bei einem Druck in der Größenordnung von einem Torr oder
weniger. Im allgemeinen wird ein Werkstück, wie zum Beispiel einer
Halbleiter-Scheibe, in der Kammer angeordnet, während ein Prozess-Gas in die
Kammer eingeleitet wird, um chemisch mit dem Werkstück in einer
vorgegebenen Weise zu reagieren. Die chemische Reaktion kann einen
Restbestandteil erzeugen, wie dies gezeigt ist.
-
Die
Pendelventil-Baugruppe 10 trägt dazu bei, die Strömung des
Gases zwischen der Prozesskammer und der Vakuumpumpe dadurch zu
steuern, dass die Position der Klappe 26 zwischen der vollständig geöffneten
Stellung und der vollständig geschlossenen
Stellung gesteuert wird. Wenn sie sich in der geschlossenen Stellung
befindet, kommt die Klappe 26 in Dichtungsberührung mit
dem Ventilsitz 22, der in dem Innenraum 14 um
den Rand der ersten Öffnung 18 herum
vorgesehen ist.
-
Gemäß den 2 bis 5 ergibt
die vorliegende Erfindung eine Anordnung, die präzise die Dreh- und Längsbewegung
des Ventilkörpers 26 zwischen
der vollständig
geöffneten
Stellung und der vollständig
geschlossenen Stellung kontrolliert. Im Einzelnen und gemäß den 3 bis 5 schließt die Anordnung
eine Hülse 28 ein,
die in Längsrichtung
entlang einer Längsachse 32 beweglich
und um diese drehbar ist. Die Hülse 28 ist
mit dem Ventilkörper 26 derart
verbunden, dass sich der Ventilkörper mit
der Hülse
um die Längsachse 32 zwischen
der vollständig
geöffneten
Stellung und einer Zwischenstellung drehen kann, in der der Ventilkörper 26 im wesentlichen
mit der Öffnung 18 ausgerichtet
jedoch von dieser in Längsrichtung
in Abstand angeordnet ist, wie dies in 3 gezeigt
ist, so dass sich der Ventilkörper 26 in
Längsrichtung
mit der Hülse 28 zwischen
der Zwischenstellung und der vollständig geschlossenen Stellung
bewegen kann. Die Hülse 28 ist
mit dem Ventilkörper 26 über einen
Schwenkarm 30 verbunden, der sich im wesentlichen senkrecht
zu der Achse 32 erstreckt.
-
Entweder
das Gehäuse 12 oder
die Hülse 28 schließt eine
Nockenfläche 34 ein,
und die Hülse oder
das Gehäuse
schließt
einen Nockenfolger 26 ein, der von der Nockenfläche aufgenommen
wird. Die Baugruppe 10 schließt weiterhin eine Welle 38 ein,
die sich entlang der Längsachse 32 der
Hülse 28 erstreckt
und um diese drehbar ist, wobei die Welle in Schraubengewinde-Eingriff
mit der Hülse
steht, so dass eine Drehung der Welle entweder eine Drehung oder
eine Längsbewegung
der Hülse
mit dem Nockenfolger 36 hervorruft.
-
Um
die Position der Klappe 26 zu steuern, ist die Baugruppe 10 mit
einem Motor 48 und einem Getriebemechanismus versehen,
die an dem Gehäuse 12 befestigt
sind, wie dies in 3 gezeigt ist. Der Motor 48 ist
vorzugsweise ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer Schrittmotor
und schließt
eine Motorwelle ein, an der ein erstes drehbares Zahnrad 52 des
Getriebemechanismus befestigt oder auf andere Weise vorgesehen ist.
Der Getriebemechanismus schließt
weiterhin ein drehbares Zahnrad 54 ein, das sich entgegengesetzt
zur Drehbewegung des ersten drehbaren Zahnrades 52 dreht,
wenn der Motor 48 das Zahnrad in Drehrichtung antreibt.
Das zweite drehbare Zahnrad 54 ist an einem Ende der Längswelle 38 des
Pendelventils 16 befestigt.
-
Die
Welle 38 ist in Längsrichtung
gegenüber der
Hülse 28 festgelegt.
Wie dies am besten in 5 zu erkennen ist, ist die Nockenhülse 28 mit
Innengewinde 40 versehen, das mit Außengewinde 42 der Welle 38 in
Eingriff steht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel steht das Außengewinde 42 in
direktem Kontakt mit dem Innengewinde 40. Alternativ könnten jedoch
auch Lagerkugeln zwischen dem Außengewinde und dem Innengewinde
vorgesehen sein, das heißt
eine Kugelmutter-Anordnung. In jedem Fall bewegt sich bei einer
Drehung der Welle 38 die Nockenhülse 28 normalerweise
in Längsrichtung entlang
der Achse 32. Wenn jedoch die Nockenhülse 28 durch die Nockenfläche 34 und
den Nockenfolger 36 an einer Bewegung in Längsrichtung
gehindert ist, dreht sich die Nockenhülse 28 mit der Welle 38.
-
In
dem Ausführungsbeispiel
nach den 3 bis 5 ist der
Nockenfolger 36 an dem Gehäuse 12 in einer Position
befestigt, die gegenüber
der beweglichen Hülse 28 festgelegt
ist, und die Nockenfläche 34 ist
in einer äußeren Seitenoberfläche der
Hülse 28 vorgesehen.
Wie dies am besten in den 4 und 5 gezeigt
ist, schließt
die Nockenfläche 34 einen
sich seitlich erstreckenden ersten Teil 60, einen sich
in Längsrichtung
erstreckenden zweiten Teil 62 und einen Zwischen- oder Übergangsteil 64 ein,
der die ersten und zweiten Teile verbindet. Im allgemeinen ist daher
die Nockenoberfläche 34 „L-förmig".
-
Der
sich seitlich erstreckende erste Teil 60 bewirkt, dass
sich die Hülse 28 und
die Klappe 26 in einer Ebene parallel zu der ersten Öffnung 18 drehen,
wobei sie von der vollständig
offenen Stellung (wie sie in strichpunktierten Linien in 1 gezeigt ist)
auf eine Zwischenstellung gedreht werden, in der die Klappe 26 im
wesentlichen mit der ersten Öffnung 18 ausgerichtet
ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Die Klappe 26 bewegt
sich in der parallelen Ebene, weil der erste Teil 60 der
Nockenfläche 34 dem
Nockenfolger 36 in einer reinen Drehbewegung bei einer Drehung
der Welle 38 folgt. Die Hülse 28 wird an einer
Bewegung in Längsrichtung
durch den Nockenfolger 36 gehindert, während sich der erste Teil 60 über den
Nockenfolger 36 bewegt.
-
Der
sich in Längsrichtung
erstreckende zweite Teil 62 der Nockenfläche 34 bewirkt
jedoch, dass sich die Hülse 28 und
die Klappe 26 parallel zu der Hülsenachse 32 in Richtung
auf die erste Öffnung 18 bewegen,
bis die Klappe 26 mit dem Ventilsitz 22 in Eingriff
kommt (wie dies mit durchgezogenen Linien in 1 gezeigt
ist). Die Hülse 28 wird
durch den Nockenfolger 36 an einer Drehung gehindert, während sich
der zweite Teil 62 über
den Nockenfolger 36 hinweg bewegt.
-
Der Übergangsteil 64 der
Nockenfläche 34 erstreckt
sich sowohl in Längsrichtung
als auch seitlich, so dass er eine Kombination von sowohl einer Drehbewegung
als auch einer Längsbewegung
der Hülse 28 und
der Klappe 26 hervorruft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Übergangsteil 24 der
Nockenfläche 34 mit
einer gekrümmten
Form versehen, er könnte
jedoch auch mit einer geradlinigen Form versehen sein, wenn dies
erwünscht
ist. Die Schraubenwelle 38, die Nockenhülse 28, die Nockenfläche 34 und
der Nockenfolger 36 ergeben somit einen verbesserte aber
dennoch einfache und wirksame Anordnung zur Erzeugung einer Dreh-
und Längsbewegung
des Pendelventils 16. Die Ventilbaugruppe 10 der
vorliegenden Erfindung ergibt weiterhin eine Auflösung der
Längsbewegung
des Ventilkörpers 26,
die unabhängig
von einer Auflösung
der Drehbewegung des Ventilkörpers 26 ausgelegt
werden kann, indem einfach die Länge
des ersten Teils 60 der Nockenfläche 34, die Länge des
zweiten Teils 62 der Nockenfläche, die Länge und die Krümmung des Übergangsteils 64 der
Nockenfläche
oder die Steigung der Schraubengewinde 40, 42 geändert wird.
-
Wie
dies weiterhin in 3 gezeigt ist, kann die Baugruppe 10 weiterhin
federbelastete Kolben 70 einschließen, die so angeordnet sind,
dass sie den Ventilkörper 26 in
Längsrichtung
gegen den Ventilsitz 22 der Öffnung 18 vorspannen,
wenn der Ventilkörper
im wesentlichen in die vollständig
geschlossene Stellung bewegt wird. Ein O-Ring 72 ist auf
der Klappe 26 vorgesehen, um eine Abdichtung zwischen der Klappe
und dem Ventilsitz 22 zu erzielen.
-
Obwohl
dies nicht gezeigt ist, kann die Baugruppe 10 einen zweiten
Ventilkörper
einschließen, der
in dem Gehäuse 12 zwischen
einer vollständig geöffneten
Stellung, die den Durchgang eines Strömungsmittels durch die zweite Öffnung 20 ermöglicht,
und einer vollständig
geschlossenen Stellung beweglich ist, in der das Strömungsmittel
nicht durch die zweite Öffnung 20 strömen kann.
Ein Beispiel einer derartigen Anordnung ist in den US Patenten 6328051
und 6409149 gezeigt, die beide auf den Inhaber der vorliegenden
Erfindung übertragen
wurden und durch diese Bezugnahme hier vollinhaltlich aufgenommen
werden. Die Baugruppe 10 kann auch mit einer ringförmigen Abdeckung
versehen sein, die zwischen einer Abdeckstellung, in der die Abdeckung den
Ventilsitz 24 der zweiten Öffnung 20 schützt, und einer
nicht abgedeckten Stellung beweglich ist, in der die Abdeckung im
Abstand von der zweiten Öffnung angeordnet
ist, so dass ein zweiter Ventilkörper
mit dem Ventilsitz 24 der zweiten Öffnung 20 in Eingriff kommen
kann. Ein Beispiel einer derartigen Anordnung ist in dem US Patent
6409149 gezeigt.
-
Es
ist zu erkennen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden
können,
ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
kann, obwohl die Nockenfläche 34 in
der Nockenhülse 28 vorgesehen
ist, und der Nockenfolger 36 an dem Gehäuse 12 befestigt ist,
die Anordnung umgekehrt werden.
-
6 ist
eine graphische Darstellung der Strömungsleitung durch eine Ventilbaugruppe
gegenüber
einem prozentualen Teil, mit dem die Ventilbaugruppe offen ist,
für ein
200 mm Ventil, wobei ein Vergleich zwischen einer vorhandenen Ventilbaugruppe,
die durch die Linie „II" gezeigt ist, und
einer Ventilbaugruppe gezeigt ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, wie zum Beispiel die Ventilbaugruppe 10,
die in den 1 bis 5 gezeigt
ist und durch die Linie „I" dargestellt ist.
Ein Beispiel einer vorhandenen Ventilbaugruppe ist ein Pendelventil
der Serie 65 der Firma VAT Vakuumventile AG, Haag, Schweiz (www.vatvalve.com).
-
Wie
dies durch die Linie „II" der graphischen Darstellung
nach 6 gezeigt ist, ändert sich, wenn das Pendelventil
der Serie 65 zunächst
geöffnet
wird, die Strömung
durch das Ventil nur wenig, und geht dann zu einer relativ schnellen Änderung
der Strömung über eine
relativ kleine Änderung
des Winkels über
(4 bis 6% offen). Diese schnelle Änderung der Steigung der Strömungsleitungs-Kurve
führt zu
einer schlechten Kontrolle der Strömungsleitung (und damit zu
einer schlechten Steuerung oder Kontrolle des Druckes innerhalb
der Prozesskammer).
-
Wie
dies durch die Linie „I" der graphischen Darstellung
nach 6 gezeigt ist, kann, wenn der Ventilkörper 26 der
Ventilbaugruppe 10, die gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, zunächst von
der vollständig
geschlossenen Stellung fortbewegt wird, die Strömung mit einer relativ konstanten Steigung
(Strömungsleitung
gegenüber
% Öffnung) ansteigen,
wenn die logarithmischlineare Beziehung betrachtet wird (beispielsweise
ungefähr
7 VS während
der ersten 3,5% bis 4% der Ventilöffnung), indem zunächst der
axiale Spalt zwischen dem Ventilkörper 26 und dem Ventilsitz 22 der Öffnung 12 vergrößert wird.
Gleichzeitig wird der Ventilkörper 26 gedreht,
so dass der Übergang
auf die Hauptströmung (von
der angenommen wird, dass sie auftritt, wenn die Klappe beginnt,
die Öffnung
in dem Gehäuse
freizugeben) gleichförmig
und glatt ist und diese konstante Steigung während des Überganges beibehält. Weil
eine Ventilbaugruppe, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, eine feine Auflösung der Längsbewegung des Ventilkörpers 26 ergibt,
die unabhängig
von einer Auflösung
der Drehbewegung des Ventilkörpers 26 ausgelegt
werden kann, kann die Strömungs-Charakteristik
des Pendelventils so zugeschnitten werden, dass sie die Anforderungen der
speziellen Anwendung dieses Ventils erfüllt. Im Fall der Anwendung
des Ventils für
die Halbleiter-Industrie besteht beispielsweise die Forderung darin, dass
sich eine feine Steuerung in der Nähe der geschlossenen Stellung,
jedoch eine hohe Strömungsleitung
(Strömung)
in der vollständig
offenen Stellung ergibt, wie dies durch die Linie I der graphischen
Darstellung nach 6 gezeigt ist. Neben anderen
Vorteilen und Merkmalen ergibt daher die vorliegende Erfindung eine
Ventilbaugruppe, die einen sehr großen Steuerbereich und eine
gleichförmige
Strömungsleitungs-
(Strömungs-)
Kurve hat, wenn der Ventilkörper
beginnt, von einer vollständig
geschlossenen Stellung fort bewegt zu werden.
-
Somit
wurde eine neue und verbesserte Pendelventil-Baugruppe 10,
die gemäß der vorliegenden Erfindung
konstruiert ist, beschrieben. Insbesondere ergibt die vorliegende
Erfindung eine neue und verbesserte, und dennoch einfache und effektive
Anordnung zur Schaffung einer Bewegung der Klappe 26 der
Pendelventil-Baugruppe 10 in
zumindest zwei Richtungen. Die in dieser Beschreibung angegebenen
Ausführungsbeispiele
wurden lediglich zu Erläuterungszwecken
und nicht als Beschränkung
angegeben, und verschiedene Modifikationen, Kombinationen und der
Ersatz von Teilen kann durch den Fachmann durchgeführt werden,
ohne von dem Grundgedanken oder Schutzumfang dieser Erfindung in ihren breiteren
Gesichtspunkten abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüche angegeben
sind. Die Ventilbaugruppe der vorliegenden Erfindung, wie sie hier
offenbart ist, und alle Elemente hiervon sind im Schutzumfang von
zumindest einem der folgenden Ansprüche enthalten. Es sollen keine
Elemente der hier beschriebenen Ventilbaugruppe ausgeschlossen werden.
-
Zusammenfassung:
-
Eine
Ventilbaugruppe, die ein Gehäuse
mit einer durch einen Ventilsitz begrenzten Öffnung, einen Ventilkörper, der
in dem Gehäuse
zwischen einer vollständig
geöffneten
Stellung, in der er von dem Ventilsitz getrennt ist, und einer vollständig geschlossenen
Stellung beweglich ist, in der er mit dem Ventilsitz in Eingriff
steht, und eine Hülse
einschließt,
die in Längsrichtung
entlang eine Längsachse
beweglich und um diese drehbar ist. Die Hülse ist mit dem Ventilkörper derart
verbunden, dass sich der Ventilkörper mit
der Hülse
drehen und in Längsrichtung
bewegen kann. Das Gehäuse
oder die Hülse
schließt
eine Nockenfläche
ein, und die Hülse
oder das Gehäuse schließt einen
Nockenfolger ein, der von der Nockenfläche aufgenommen wird. Eine
drehbare Welle steht in Gewinde-Eingriff mit der Hülse, so
dass eine Drehung der Welle zumindest eine einer Dreh- und Längsbewegung
der Hülse
gegen den Nockenfolger hervorruft.