DE1550511A1

DE1550511A1 - Absperrschieber

Info

Publication number: DE1550511A1
Application number: DE19661550511
Authority: DE
Inventors: Fichet Roger F
Original assignee: Saiecom SA D Inv S Et D Etudes
Current assignee: Saiecom SA D Inv S Et D Etudes
Priority date: 1965-12-02
Filing date: 1966-09-10
Publication date: 1969-11-13
Also published as: NL6616980A; BE689221A; LU52440A1; ES334153A1; DD60190A5; CH448657A; FR1478369A; FR90031E

Description

Absperrschieber Die insbesondere.bei Vakuum- oder Höchstvakuum-Einrichtungen verwendeten Absperrventile bestehen im wesentlichen aus einer bewegbaren Klappe, die aus einer Arbeitsstellung,in der sie mit einem die Öffnung des Absperrventils umgebenden ringförmigen Sitz in Eingriff steht, in eine zurückgezogene Stellung umgelegt werden kann, in der die Öffnung frei ist, sowie aus einem Mechanismus, um die Klappe in ihrer Arbeitsstellung gegen ihren Sitz zu pressen.
Bei den heute bekannten Ausführungsformen derartiger Absperrschieber bilden der Anpreßmechanismus und die Klappe eine Einheit, die als ganze zurückgezogen werden muß. Der Mechanismus ist jedoch sehr schwer, und sein Gewicht nimmt mit dem Durchmesser der Öffnung als auch mit dem auf die Klappendichtung auszuübenden Druck zu. Da der Schieber für Höchstvakua verwendet werden soll, ist die Dichtung,mit der die Klappe versehen ist, notwendigerweisemetällisch, damit der Schieber durch Erhitzen auf eine Temperatur in der Größen Ordnung von 500°C entgast werden kann; metallische Dichtungen erfordern nun einen Dichtdruck, der rund zehnmal größer ist als der bei Gummidichtungen angewandte. Füreinen Höchstvakuum-Schieber mit einem Durchmesser von 400 mm bedeutet dies, daß der Andruckmechanismus mehrere hundert Kilogramm wiegt und im Stande sein muß, auf die Klappe eine Druckkraft in der Größenordnung von 13 Tonnen auszuüben.
Die zum Zurückziehen der Klappe und ihres Mechanismus verwendeten Mittel müssen daher außerordentlich robust sein;- außerdem müssen- sie--eine -gröije Bewegung,äüsführen, eine Bedingung, die mit der vorhergehenden kaum vereinbar ist. Zusätzlich müssen diese Mittel dichte Drehverbindungen enthalten; deren Ausführung im Hochvakuumbereich (10 5 bis 10 7 torr) schwierig, im Höchstvakuumbereich (Drucke unterhalb von 10-7 torr) nahezu unmöglich ist. Andererseits müssen die Mittel am Ende der Klappenbewegung dafür sorgen, daß die Klappe mit ihrem Sitz in Eingriff kommt. Sie müssen also einen sehr hohen Druck aufnehmen können@insbesondere dann, wenn die Klappe eine metallische Dichtung trägt.
o Aus den dargelegten Gründen ist es bisher nicht möglich gewesen, einen Absperrschieber mit metallischer Dichtung für Höchstvakua mit einem Durchmesser von mehr als 100 mm herzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Absperrschieber, der insbesondere für Vakuum- und Höchstvakuum-Einrichtungen verwendbar ist, die oben genannten Nachteile überwindet und dessen Durchmesser ohne besondere Schwierigkeiten größer als 100 mm gemacht werden kann.
Der erfindungsgemäße Absperrschieber ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßmechanismus fest eingebaut und die Klappe allein bewegbar ist.
In einer ersten Ausführungsform umfaßt der Anpreßmechanismus zwei Klemmplatten, die in Verschlußstellung auf beiden Seiten der Klappe angeordnet sind und Öffnungen aufweisen, die in ihren Abmessungen im wesentlichen der Schieberöffnung entsprechen und mit dem Sitz fluchten.
In einer zweiten Ausführungsform umfaßt der Anpreßmechanismus eine Reihe von über den Umfang der Klappe verteilten Stößeln, die bewegbar und. dicht in der Wand der Klappenkammer-montiert- sind- sowie eine Vorrichtung zum- Ver= ----schieben der Stößel um die Klappe gegen den Sitz zu pressen. Die beiden Funktionen des Anpressens der Klappe und des Schließens werden somit getrennt und können mit Hilfe von Vorrichtungen durchgeführt werden, die unter besten Bedingungen arbeiten. Die Klappe hat geringes Gewicht und kann leicht durch eine Vorrichtung von geringer träger Masse zurückgezogen werden, die am Ende der Bewegung-keinen Stoß hervorruft. Diese Eigenschaft ist bei Installationen wichtig, bei denen die Frage der Ausrichtung von erstrangiger Bedeutung ist,, beispielsweise bei Anordnungen der Korpuskularoptik- oder bei Teilchenbeschleunigern. Der Anpreßmechanismus kann seinerseits durch ein Organ betätigt werden, auf das eine erhebliche Druckkraft ausgeübt werden muß, das jedoch nur einen geringen Weg zurücklegt und deshalb leicht durch einen iäctalli.5chen Faltenbalg abgedichtet werden kann.
Ferner gestattet die Erfindung/den Anpreßmechanismus so zu gestalten, daß nur Rollreibung auftritt, nicht dagegen Gleitreibung, die die mit Hochvakuum-Einrichtungen unvereinbare Anwesenheit von Schmiermitteln erfordert.
Bei dem mit Klappen arbeitenden Anpreßmechanismus können diese ferner entweder keilförmig gestaltet und auf Rollen gelagert sein oder planparallel und durch zwischen ihnen angeordnete Aufheber-Rollen auseinander bewegbar sein.
Arbeitet *,- Anpre:?mechanismus mit Stößeln, so kann die Vorrichtung zum Verschieben dieser ätöCel mechanisch,pneumatisch oder hydraulisch arbeiten. Da bei dieser Ausführungsform der Schließdruck genau auf die Dichtungsfläche angewandt wird und sich gleichmäßig über deren Umfang verteilt, ist es möglich, Absperrschieber von praktisch unbegrenztem Durchmesser zu bauen, indem man die Stößel in Abständen von ungefähr ¢ bis 5 cm anordnet.
Der '"lieg des Betätigungsorgans für die Klappe soll vorzugsweise verhältnismäßig kurz sein, um mit Hilfe eines metallischen Faltenbalgs die Durchführung des Organs durch die Klappenkammer dicht zu machen. Die Verschiebung der Klappe kann beispielsweise durch einen Hebelmechanismus oder auch magnetisch erfolgen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung, in denen Fig. 1 den Absperrschieber in geschlossener Stellung schematisch im Schnitt zeigt; Fig. 2 den Schieber in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 1 in geöffneter Stellung zeigt; Fig. 3 ein Schnitt im vergrößerten Maßstab eines Teils des Schiebers nach Fig. 1' ist; Fig. q. einen Teil einer anderen Ausführungsform im Schnitt wiedergibt, wobei die Klappe geschlossen ist; Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. ¢ bei geöffnetem Schieber ist; Fig. 6 und 7 in Draufsicht zeigen, wie die Rollen bzw. die Aufheber über den Klappenumfang verteilt werden können; Fig. 8 die Unteransicht eines Mechanismus zum Verschieben der Klappe ist; Fig. 9 die Unteransicht eines anderen Mechanismus zum Verschieben der Klappe ist; Fig.10 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Schiebers wiedergibt; Fig.11 ein Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 10 ist, wobei die Stößel mechanisch betätigt werden; Fig.12 ein Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 11 ist; Fig.13 eine andere Ausführungsform im Schnitt zeigt, wobei die Stößel pneumatisch gesteuert werden; und Fig.14 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 13 zeigt, wobei die Stößel hydraulisch gesteuert werden. Gemäß Fig. 1und 2 besteht der Schieber aus einer Kammer 1_, an die zwei gleichachsige Zeitungen 2 und 3 angeschlossen sind. Die beiden Leitungen können voneinander durch eine KlaPpe ¢ getrennt werden, die mit einer metallischen Dichtung 5 versehen ist. Die Kl&ppe kann in der Kammer 1 mittels eines Organes 6 zwischen der in Fig. 1 dargestellten Lage in der sie mit dem ringförmigen bezüglich der Zeitung 2 konzentrischen Sitz in Eingriff steht/und der in Fig. 2 gezeigten Lage verschoben werden, in der sie zurückgezogen ist und die Öffnung der Zeitung frei gibt. Die Kla2pe 4 kann auf ihren Sitz 7 durch einen allgemein mit der Bezugsziffer 8 bezeichneten Anpreßmechnismus gedrückt und durch eine Organ a betätigt werden. Der Mechanismus ist in der Kammer 1 fest eingebaut und weist eine Öffnung 10 auf, die mit den Zeitungen 2 und 3 fluchtet und den gleichen Durchmesser wie diese hat.
Um den Schieber zu öffnen genügt es, den Mechanismus 8 zu lösen und die Klappe in ihre zurückgezogene Stellung (Fig. 2) umzulegen; der Schließvorgang erfolgt umgekehrt.
Nach der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 besteht der Anpreßmechanismus 8 aus zwei keilförmigen Ringplatten 11a und 11b, die durch Rollen 12 voneinander getrennt und zwischen der Klappe und der Kammer angeordnet sind. In gleicher Weise sind auch zwischen der Kammer 1 und der nicht mit der K1a,pe in Berührung stehenden Platte 11b tollen 12 angeordnet; an dieser Platte 11b ist das Betätigungsorgan 9 angelenkt.
Übt man auf das Organ 9 eine Zugkraft aus, so verschiebt sich die glatte 11b auf den Rollen 12 laufend seitlich, wodurch der Druck öel Uä t wird, und gerät in die in Big. 2 gezeigte Stellung. Um die Flaue 4 gegen ihren Sitz zu pressen, übt man umgekehrt auf das Grgan '3 eine Druckkraft aus. Befindet sich die l:la.ppe 4 in der zurückgezogenen Stellung (Fig. 2), so wird die glatte lib vorteilhafterweise wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt um ihre Öffnung mit der Leitung 3 auszurichten und den Durchlaß vollständi@; freizugeben.
die man insbesondere aus Fig. 3 sieht, ist die Durchführung des Organs 9, das einen verhältnismäiMig kurzen ifeg zurück-legt, durch die Kammer 1 mittels einer metallischen 3altenbalg-Dichtung 13 abgedichtet. In der veränderten Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 sind die Platten 11a und 11b planparallel, jedoch weisen ihre einander zugewandten Flächen Ausnehmungen 14 auf, in denen Aufheber-Rollen 15 angeordnet sind. Übt man auf die untere Platte 11b mittels des Organs 9 eine Druckkraft aus, so richten sich die Aufheber 15 auf, wodurch die beiden Platten auseinander bewegt werden (Fig. 4); wendet man umgekehrt auf dieses Element eine Zugkraft aus, so legen sich die Aufheber-Rollen zur Seite, wodurch die Klappe 4 freigegeben wird (Fig. 5).
Die Rollen 12 bzw. die Aufheber 15 können längs des ganzen Umfangs der Klappe 4 vorgesehen sein (Fig. 6 und 7), wodurch sich die auf die Klappe ausgeübte Kraft über den ganzen Umfang der Dichtung 5 verteilt. Dadurch wird die Ausführung von Schiebern mit sehr großen Durchmessern ermög-, licht, ohne die elastische Grenze des für die Platten 11a und 11b oder die Kammer 1 verwendeten Metalls örtlich zu überschreiten.
Der die Verschiebung der Klappe 4 bewirkende lweg des Organes 6 muß verhäitnismzßig gering sein, damit eine einfache Abdichtung der Durchführung dieses Organes durch die Kammer 1 ermöglicht wird.
Zu diesem Zweck ist in der Ausführungsform nach Fig. 8 die Klappe 4, die zwischen zwei seitlichen Gleitschienen 16 geführt wird, bgi 17 an das eine Ende eines Hebels 18 angelenkt, dessen anderes Ende bei 19 drehbar an der Kammer 1 montiert ist. Eine Schraube 20, die .Lit einem Innengewinde in der Kammer 1 in Eingriff steht ist an einem Punkt 21 des Hebels in der Nähe des Drehpunktes 19 durch eine Verbindung angebracht, die gleichzeitig eine Drehung der Schraube um ihre Längsachse als auch bezüglich de:: Hebels 18 erlaubt. Der axiale deg der Schraube 20 ist somit verhältnismäßig kurz,bei einer Schieberöffnung von 100 mm beispielsweise in der Größenordnung von 15 bis 20 mm, wodurch es möglich wird, zum Abdichten der Durchführung der Schraube 20 durch die ,Kammer 1 einen metallischen Faltenbalg 22 zu verwenden. In der Ausführungsform nach Fig. 9 besteht die Kammer 1 aus einem urmagnetischen Material beispielsweise aus nichtrostendem Stahl. Die Klappe 4 ihrerseits besteht aus magnetischem Material. Unter diesen Umständen erfolgt die Verschiebung der Klappe 4 in der Kammer 1 ohne inneren Mechanismus mit Hilfe zweier seitlich bewegbarer Magnete oder Elektromagnete 23.
Gemäß den Fig. 10 bis 12 ist die Klappe 4 mit ihrer Dichtung 5 wiederum in einer Kammer bewegbar angeordnet und kann auf ihren Sitz 7 durch einen Anpreßmechanismus gedrückt werden, um die beiden Anschlüsse der Zeitungen 2 und 3 voneinander zu trennen. Die Kammer wird hier durch zwei miteinander verbundene Teile 1a und 1b gebildet. Die innere Breite des Teiles 1a entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der Klappe und endet,wie aus Fig. 12 ersichtlich, in einem zylindri"sehen Teil. Der Teil 1b, der innen größer ist, weist in Verlängerung der Innenwand des Teiles 1a innere Rippen 1c auf, die zur Führung der Klappe dienen.
Der Anpreßmechanismus besteht aus einer Reihe von Stößeln 24, die längs des Klapperumfangs angeordnet sind. Die Stößel sind durch flexible Membranen oder durch gewellte Dichtungen 25 abgedichtet und können durch in dem Teil 1a der Kammer angebrachte Schrauben 26 verschoben werden.
Ferner ist ein Hebel 27 an der Klappe 4 bei 28 angelenkt, der an seinem freien Ende eine magnetische Masse 29 trägt. Diese rollt auf Kugeln 30 und kann sich in dem Teil 1b der. Schieberkammer bewegen. Ein Hufeisenmagnet 31, dessen Pole 32 einwärts gebogen sind, ist um den Teil 1b angeordnet, und die Pole 32 sind in an diesem Teil 1b angeformten Schienen 33 geführt.
Um den Schieber zu öffnen genügt es, den Magneten 31 zwischen den Schienen 33 aus der in Fig. 10 mit ausgezogenen Linien gezeigten Stellung-in die strichpunktiert gezeichnete Stellung gleiten zu lassen. Der Magnet zieht dabei die Masse 29 mit, die ihrerseits die Klappe 4 mittels des Hebels 27 mitbewegt. Bei dieser Bewegung gleitet die Klappe über die Köpfe der Stößel 24.
Befindet sich die Klappe 4 in ihrer in den Fig. 11 und 12 dargestellten geschlossenen Stellung, so kann sie durch Betätigung der Schrauben 26 gegen ihren Sitz 7 gepreßt werden, so daß die Dichtung 5 zusammengedrückt wird.
In der Ausführungsform nach Fig. 13 ist jeder der Stößel 24 an den Kolben 34 einer beispielsweise pneumatischen Hebevorrichtung 35 angeformt. Die verschiedenen Hebevorrichtungen werden aus derselben Ringleitung 36 gespeist, die den Teil 1a der Schieberkammer umgibt und mit einer Druckmittel-Zuleitung 37 verbunden ist. Um die Klappe 4 gegen den Sitz zu klemmen, wirkt das Druckmittel in jedem der Hebevorrichtungen gegen die Kraft einer Rückholfeder 38.
Inder Ausführungsform nach Fiö. 14 kann jeder der Stößel 24 durch eine Hebevorrichtung 35' ersetzt sein, die in einer radialen Ausnehmung 39 in der Kammer la auswechselbar montiert ist. Eine derartige Anordnung vermeidet eine Abnutzung der Dichtungen der Hebevorrichtungen aufgrund von Austrocknung bei der hohen Temperatur der der Schieber zum Entgasen unterworfen werden muß.

Claims

Patentansprüche 1. Absperrschieber, insbesondere für Vakuum- und Höchstvakuum-Einrichtungen, mit einer bewegbaren-Klappe und einem Mechanismus zum Anpressen der Klappe gegen ihren Sitz, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßmechanismus (8) fest eingebaut und die Klappe (4) allein bewegbar ist.
2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßmechanismus (8) zwei Klemmplatten (11a, 11b) umfaßt, die in Verpchluß-Stellung auf beiden Seiten der Klappe (4) angeordnet sind und Öffnungen (10) aufweisen, die in ihren Abmessungen im wesentlichen der Schieberöffnung entsprechen und mit dem Sitz (7) fluchten.
3. Schieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (11a, 11b) keilförmig und auf Rollen (12) gelagert sind.
4. Schieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (11a, 11b) planparallel und durch zwischen ihnen angeordnete Aufheber-Rollen (15) auseinander bewegbar sind.
5. Schieber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (12) bzw. die Aufheber (15) längs des gesamten Umfangs der Klappe (4) verteilt sind.
6. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßmechanismus (8) eine Reihe von über den Umfang der Klappe (4) verteilten Stößeln (24), die bewegbar und dicht in der Wand der Klappenkammer (1) montiert sind, sowie eine Vorrichtung zum Verschieben der Stößel umfaßt, um die Klappe gegen den Sitz (7) zu pressen. 7. Schieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verschieben der Stößel (24) einzelne Hebevorrichtungen (35) umfaßt. B. Schieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtungen (35') auswechselbar in an der Schieberkammer (1) vorgesehenen Ausnehmungen (39) montiert sind. 9. Schieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hebelmechanismus ()8 bis 21) zum Verschieben der Klappe (4). 10. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Magnetvorrichtung (23 oder 31) zum Verschieben der Klappe (4).