DE19954644A1 - Plattenventil für Vakuumanlagen - Google Patents

Abstract

Die bekannten Konstruktionen von Plattenventilen sind von ihrem mechanischen Aufwand sehr aufwendig und materialintensiv ausgeführt, um eine sichere Dichtwirkung zu erzielen. Dadurch ist der Raumbedarf sehr hoch, was in bestimmten Einsatzgebieten nachteilig ist. Derartige Ventile müssen oft hohen thermischen Anforderungen gerecht sein. DOLLAR A Erfindungsgemäß besteht das Plattenventil aus einer parallel zur Dichtfläche bewegbaren Dichtplatte, die mit einer Führungsplatte, die von einem Antrieb parallel zur Dichtfläche bewegt wird. Beide Platten sind durch Zugelemente aneinandergedrückt. Zwischen beiden Platten sind in Aussparungen Kippelemente angeordnet, die sich in Endstellungen der Dichtplatte aufrichten, die Kraft der Zugelemente überwinden und gegen die abzudichtende Öffnung in der Dichtfläche drücken. DOLLAR A Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Einsatz als Querventil in Elektronenkanonen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Plattenventil, welches dazu dient, zwei unterschiedliche Druckbereiche voneinander zu trennen und abzudichten. Die Ventile finden Anwendung in Vakuumanlagen, vorzugsweise als Querventil in Elektronenkanonen.

Es sind eine Vielzahl von Ventilkonstruktionen für vakuumtechnische Anlagen, insbesondere Elektronenkanonen bekannt. Diese arbeiten meist nach dem Prinzip, dass eine Dichtplatte oder ein Dichtelement eine Öffnung, die dem Druckausgleich dient, vakuumdicht verschließt. Das Anpressen der Dichtelemente erfolgt meist durch Federkraft. Diese Lösungen haben den Nachteil, dass ein festes Anpressen über die gesamte Dichtfläche bei großen Querschnitten schwer und sehr aufwendig zu realisieren ist. Vor allem ist der erforderliche Einbauraum sehr groß, was sich negativ auf die Gesamtanlage auswirkt.

Es sind auch Konstruktionen mit Kipphebeln bekannt, die in ihrer Funktionsweise zu Schwierigkeiten führen. Diese Kipphebel neigen zum Verklemmen bei Einwirkung von hohen Temperaturen, wie sie oft in Vakuumanlagen auftreten. Allen Konstruktionen ist auch gemeinsam, dass die Dichtfläche im geöffneten Zustand des Ventils nicht geschützt ist. Da in den meisten Fällen Partikel, bedingt durch den technologischen Prozess auftreten, werden diese Dichtflächen damit belegt, wodurch Undichtheiten auftreten, die die Funktionen und Prozesssicherheit des Ventils stören. Es ist dadurch auch ein hoher Reinigungsaufwand erforderlich. (DD 261 634 B1)

Es ist weiterhin ein Ventil für Vakuumanlagen bekannt, bei welchem zwischen zwei Vakuumkammern unterschiedlichen Druckbereichen ein Verbindungsstück angeordnet ist, welches auf der Seite der Abdichtung in diese Vakuumkammer ragt und dort eine Dichtfläche besitzt. Eine Dichtplatte wird über einen Gelenkhebel, der mit einem drehbaren Element verbunden ist, gegen die Dichtfläche gedrückt oder aus dem Bereich des Verbindungsstückes herausgeschwenkt. (DD 208 010)

Der Nachteil dieses Ventils besteht darin, dass die Dichtfläche im geöffneten Zustand nicht geschützt ist und der Platzbedarf für die Mechanik sehr groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plattenventil für vakuumtechnische Anlagen zu schaffen, welches für jeden Querschnitt eine hohe Dichtwirkung aufweist, die Dichtflächen im geöffneten Zustand vor im Prozess entstehenden Partikeln schützt und über lange Zeit zuverlässig arbeitet. Die Mechanik muss einfach sein, geringen Platz erfordern, wenig Verschleißteile erfordern. Die Kraft zur Abdichtung muss hoch sein und das Ventil muss hohen thermischen Anforderungen, wie Temperaturen und großer Schalthäufigkeit genügen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass eine Dichtplatte parallel zur Dichtfläche, in der sich die zu verschließende Öffnung befindet, bewegt wird und diese Dichtplatte mit einer mittels eines mechanischen, vorzugsweise pneumatischen Antrieb bewegbaren Führungsplatte in zwei durch Anschlag begrenzte Endstellungen bewegt wird. Die genannten Platten werden durch Zugelemente gegeneinander gedrückt. Zwischen der Führungsplatte und der Dichtplatte sind Kippelemente, vorzugsweise Blattfedern derart angeordnet, dass sie bei Erreichen der Endstellung der Dichtplatte sich aufrichten und der Kraft der Zugelemente entgegenwirkend die Dichtplatte gegen die Öffnung bzw. die Trennwand drücken. Es wird eine Umkehr der Antriebskraft erreicht. Durch eine entsprechende Wahl des Kraftangriffspunktes wird bei einer vergleichsweisen geringen Antriebskraft eine hohe Dichtkraft erzielt.

Es ist vorteilhaft, zwischen der Führungsplatte und der Dichtplatte eine Zwischenplatte anzuordnen und jeweils zwischen der Führungs- und Zwischenplatte und der Zwischen- und Dichtplatte Kippelemente anzuordnen. Diese Ausführungsform ist dann zweckmäßig, wenn in beiden Endstellungen die Dichtplatte eine Abdichtung bewirken soll.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Plattenventils bestehen darin, dass kaum Teile zur Anwendung kommen, die einen Verschleiß unterliegen und der Platzbedarf für die Mechanik sehr gering ist. Die Schaltzeiten sind kurz. Von großem Vorteil ist auch, dass das Plattenventil für extreme Einsatzbedingungen geeignet ist, denn hohe Temperaturen und Bedampfungsteilchen beeinflussen nicht die Dichtflächen. Dadurch ist eine hohe Lebensdauer bei geringsten Wartungskosten erreichbar.

An zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Ausführung eines Plattenventils,

Fig. 2 ein Plattenventil in einer beliebigen Mittelstellung im Schnitt,

Fig. 3 das Plattenventil in der geöffneten Stellung,

Fig. 4 das Plattenventil in der geschlossenen Stellung.

Im Beispiel gemäß Fig. 2 bis 4 handelt es sich um ein Plattenventil mit zwei definierten Endstellungen, welches als Querventil in einer Elektronenkanone eingesetzt ist und die beiden Druckbereiche A und B voneinander trennt.

In einer Trennwand 1 zwischen den Druckbereichen A und B ist eine Öffnung 2, die zu verschließen ist. Das eigentliche Plattenventil ist erfindungsgemäß wie folgt aufgebaut: Eine Führungsplatte 3, eine Zwischenplatte 4 und eine Dichtplatte 5 sind mittels Zugfedern 6 so verbunden, dass sie in Ruhestellung, das ist die Mittelstellung in Fig. 2, zusammengedrückt werden. Auf einer entsprechend der Größe des Plattenventils angeordneten Längsführung 7, die aus mindestens einem Führungselement besteht, ist mittels eines nur im Prinzip dargestellten Antriebes 8 die Führungsplatte 3 und die durch Federkraft verbundene Zwischenplatte 4 und Dichtplatte 5 in Pfeilrichtung bewegbar. Zwischen der Führungsplatte 3 und der Zwischenplatte 4 sowie der Zwischenplatte 4 und der Dichtplatte 5 sind Kippelemente 9, die in Aussparungen 10 dieser Platten abgestützt sind und ruhen, angeordnet. Die Dichtplatte 5 besitzt in üblicher Weise auf der der Öffnung 2 zugewandten Seite eine bekannte Vakuumdichtung 11. Entsprechend den zu erreichenden Einstellungen sind in definierten Positionen Anschläge 12 angeordnet. In Aussparungen 13 in der Führungsplatte 3 und Dichtplatte 5, bewegt sich ein Sicherungselement 14, welches in der Zwischenplatte 4 feststehend angeordnet ist. Die Öffnung 15 in der Dichtplatte 5 ist größer als die Öffnung 2 in der Trennwand 1, damit im geöffneten Zustand des Ventils die Dichtfläche geschützt ist.

Dieses Plattenventil arbeitet wie folgt:

Im geöffneten Zustand befindet sich die Führungsplatte 3 in der Stellung gem. Fig. 3. Die Zwischenplatte 4 und Dichtplatte 5 sind gegen den Anschlag 12 gedrückt. Die Kippelemente 9 zwischen der Zwischenplatte 4 und Führungsplatte 3 bewirken dadurch, dass die Zwischenplatte 4 und die Dichtplatte 5 gegen die Trennwand 1 drücken. In dieser Stellung sind die Dichtflächen um die Öffnung 2 und die Dichtfläche, bzw. die Vakuumdichtung 11 vor Partikeln geschützt.

Im geschlossenen Zustand ist die Führungsplatte 3 gemäß Fig. 4 in die Gegenrichtung geschoben und die Ventilplatte 5 stützt sich gegen den Anschlag 12 ab. Dadurch bewirken die Kippelemente 9 zwischen der Zwischenplatte 4 und Dichtplatte 5 das Anpressen der Dichtplatte 5 mit ihrer Dichtung 11 gegen die Öffnung 2. Sowie die Führungsplatte 3 wieder von dieser Position wegbewegt wird, wird die Wirkung der Kippelemente 9 aufgehoben und die Zugfedern 6 heben die Dichtplatte 5 an.

In Fig. 1 ist eine einfache Ausführungsform des Plattenventils in geöffneter Stellung dargestellt. Diese Ausführung ist dann vorteilhaft, wenn ein Abdichten nur in der geschlossenen Stellung des Plattenventils erforderlich ist. Das Plattenventil, als die Grundlösung der Erfindung, weist nur die Führungsplatte 3 und die Dichtplatte 5 ohne die Zwischenplatte 4 auf. Folglich sind die Kippelemente (9) zwischen diesen beiden Platten in Aussparungen 10 abgestützt. Ein Anschlag 12 ist nur in der Stellung des geschlossenen Ventils erforderlich, da in der geöffneten Stellung die Lage der Dichtplatte 5 nicht definiert ist. Damit ist in der Dichtplatte 5 auch keine Öffnung, sondern nur eine Vakuumdichtung 11 erforderlich. Ein Sicherungselement 14 verhindert durch Bewegung in der Anpassung 13 ein Herausfallen oder Verklemmen der Kippelemente 9. Ein Sicherungselement 14 verhindert durch dessen Bewegung in der Aussparung 13 ein Herausfallen oder Verklemmen der Kippelemente. Die Wirkungsweise des Plattenventils ist vom Prinzip her gleich wie im Beispiel gemäß Fig. 2 und 4.

Claims (7)

1. Plattenventil für Vakuumanlagen, bestehend aus einer an eine Dichtfläche, mit einer zu verschließenden Öffnung, drückbaren Dichtplatte, einem Antrieb zur indirekten Bewegung der Dichtplatte über der Dichtfläche parallel zu dieser, dadurch gekennzeichnet, dass an einer parallel zur Dichtfläche angeordneten Längsführung (7) eine Führungsplatte (3), die mit einem Antrieb (8) verbunden ist, die Dichtplatte (5) bewegbar angeordnet ist, dass die Führungsplatte (3) und Dichtplatte (5) mittels Zugfedern (6) gegeneinander gedrückt sind, dass zwischen der Führungsplatte (3) und Dichtplatte (5) Kippelemente (9) angeordnet sind, dass ein Anschlag (12) in einer Endstellung, gegen die die Dichtplatte (5) in dieser drückt, definiert angeordnet ist, und dass im Bereich des geschlossenen Plattenventils über der damit zu verschließenden Öffnung (2) eine Vakuumdichtung (11) an der Dichtplatte (5) angeordnet ist.

2. Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Führungsplatte (3) und der Dichtplatte (5) eine Zwischenplatte (4) angeordnet ist, dass zwischen der Führungsplatte (3) und der Zwischenplatte (4) sowie der Zwischenplatte (4) und der Dichtplatte (5) Kippelemente (9) angeordnet sind und dass in beiden Endstellungen der Ventilbewegung Anschläge (12) angeordnet sind.

3. Plattenventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (15) in der Dichtplatte (5) größer als die Öffnung (2) in der zu verschließenden Dichtfläche ist.

4. Plattenventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (8) ein Linearantrieb ist.

5. Plattenventil nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in der Zwischenplatte (4) ein Sicherungselement (14) eingesetzt ist, welches in Aussparungen (13) der Führungsplatte (3) und Dichtplatte (5) ragt.

6. Plattenventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippelemente (9) einzelne oder eine fast über die Breite der Zwischenplatte (4) reichendes plattenförmiges Teil ist.

7. Plattenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippelemente (9) Blattfedern sind.