DE19954644C2 - Plattenventil für Vakuumanlagen - Google Patents

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 Druckbereiches 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.

Es ist weiterhin ein Vakuumschieberventil bekannt, bei welchem zwei Ventilplatten gegen ein Gehäuse innenseitig gedrückt werden; eine gegen die obere Öffnung und eine gegen die untere Öffnung. Das Schieberventil hat den Nachteil, dass es durch die Gehäuseausbildung sehr hoch ist und dass die Dichtflächen im geöffneten Zustand des Ventils ungeschützt sind. (JP-5-196173 A; DE 32 24 387 C2)

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 4 beschrieben.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zwischen einer Führungsplatte und einer Dichtplatte eine Zwischenplatte angeordnet und jeweils zwischen der Führungs- und Zwischenplatte und der Zwischen- und Dichtplatte Kippelemente angeordnet sind. In beiden Endstellungen bewirkt die Dichtplatte eine Abdichtung.

Die Dichtplatte wird parallel zur Dichtfläche, in der sich die zu verschließende Öffnung befindet, bewegt und wird mit einer mittels eines mechanischen, vorzugsweise pneumatischen Antrieb bewegbaren Führungsplatte in zwei durch Anschlag begrenzte Endstellungen bewegt. Die genannten Platten werden durch Zugelemente gegeneinander gedrückt. Die Kippelemente, vorzugsweise Blattfedern, sind 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.

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 einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Plattenventil in einer beliebigen Mittelstellung im Schnitt,

Fig. 2: das Plattenventil in der geöffneten Stellung,

Fig. 3: das Plattenventil in der geschlossenen Stellung.

Im Beispiel gemäß Fig. 1 bis 3 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. 1, 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. 2. 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. 3 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.

Claims (4)

1. Plattenventil für Vakuumanlagen, bestehend aus
einer parallel zur Dichtfläche einer Trennwand (1) mit einer darin befindlichen zu verschließenden Öffnung (2) bewegbaren Dichtplatte (5) mit einer Öffnung (15),
einer mit der Dichtplatte (5) über eine Zwischenplatte (4) gekoppelten Führungsplatte (3), die in einer Längsführung (7) geführt mit einem Antrieb (8) verbunden ist,
Zugfedern (6), die zwischen der Dichtplatte (5) und der Führungsplatte (3) angeordnet sind,
Kippelementen (9), die zwischen der Dichtplatte (5) und Zwischenplatte (4) und zwischen der Zwischenplatte (4) und Führungsplatte (3) in Aussparungen (10) beweglich angeordnet sind,
einer Dichtung (11), die an der Dichtplatte (5) auf der Seite der Trennwand (1) so angeordnet ist, dass sie im geschlossenen Zustand die Öffnung (2) der Trennwand (1) schließt,
in beiden Endstellungen der Ventilbewegung angeordneten Anschlägen (12), die beim Anschlagen der Dichtplatte (5) das Kippen der Kippelemente (9) und dadurch das Andrücken der Dichtplatte (5) auslösen,
einem Sicherungselement (14), das in der Zwischenplatte (4) befestigt ist und beiderseitig in Aussparungen (13) der Dichtplatte (5) und Führungsplatte (3) den Hub der Kippelemente (9) begrenzend reicht.

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

3. Plattenventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippelemente (9) einzelne Teile sind oder ein fast über die Breite der Zwischenplatte (4) reichendes plattenförmiges Teil ist.

4. Plattenventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippelemente (9) Blattfedern sind.