DE2404944A1

DE2404944A1 - Absperrorgan mit verschiebbarem absperrkoerper

Info

Publication number: DE2404944A1
Application number: DE19742404944
Authority: DE
Inventors: Gaston Emile Bouchon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216492A1

Description

Gaston Emile Bouchon
Chemin de 1'Ermitage

91 - Dourdan Frankreich

Unser Zeichen: B 1488

Absperrorgan mit verschiebbarem Absperrkörper

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan mit verschiebbarem Absperrkörper und insbesondere ein Absperrorgan für hohes Vakuum (beispielsweise molekulares Vakuum) mit sehr geringen Verlusten und für relativ große Leitungen (Durchmesser etwa 50 mm bis 1 m oder sogar mehr). Bei einem derartigen Absperrorgan gibt der Absperrkörper in der offenen Stellung die beiden Flansche zum Anschluß des Ventils an die Leitung vollständig frei und bei der Schließung gleitet der Absperrkörper zunächst bis in die Höhe der Flansche und wird dann fest an den Dichtring des vakuumseitigen Flansches angedrückt.

Es sind bereits derartige Absperrorgane bekannt, bei denen der verschiebbare Absperrkörper zwei zueinander

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parallele Platten aufweist, die durch eine schräge Stange miteinander verbunden sind, die die Platten unter der Einwirkung einer Betätigungsstange, die die Platte der dem Vakuum entgegengesetzten Seite anschiebt, voneinander entfernt. Da hierbei diese Platte an dem Flansch der dem Vakuum entgegengesetzten Seite anliegt, wird die Vakuumseitige Platte an den Dichtring des Vakuumseitigen Flansches angedrückt. Hierbei ist notwendigerweise eine Einrichtung erforderlich, die die beiden Platten elastisch zueinander zurückholt, um zu vermeiden, daß sich die Platten zur falschen Zeit aus der offenen Stellung heraus voneinander entfeinen. Ein derartiges Absperrorgan besitzt jedoch zahlreiche Nachteile: Die Platte der dem Vakuum entgegengesetzten Seite reibt stark an dem Flansch derselben Seite; die endgültige Verschlußstellung ändert sich mit der endgültigen Schrägstellung der Stange und kann deshalb nicht verriegelt werden; die elastische "Einrichtung ist bestrebt, den Verschluß zu unterbrechen; das Gleiten der Stange eignet sich schlecht für die gewünschte starke Abdichtung und für eine korrekte Steuerung.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Absperrorgan, bei dem der verschiebbare Absperrkörper zwei parallele Platten besitzt, deren Entfernung voneinander bei der Schließung (und deren gegenseitige Annäherung bei der öffnung) eine reine, zu den Platten senkrechte, geradlinige Verschiebung ist, bei dem die endgültige Verschlußstellung verriegelt ist, bei dem die die beiden Platten zueinander zurückholende elastische Einrichtung in dei Verschlußstellung positiv unwirksam gemacht wird und bei

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dem das Betätigungsorgan eine eine reine Drehung ausführende Welle ist. Das erfindungsgemäße Ventil besitzt ferner verschiedene Merkmale, die im Nachstehenden noch beschrieben werden.

Das erfindungsgemäße Ventil mit einem verschiebbaren Absperrkörper, der zwei zueinander parallele Platten besitzt, die durch eine elastische Einrichtung zueinander zurückgeholt werden, ist gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Platten angeordnete Zwischenplatte, wobei die beiden Platten und die Zwischenplatte ve.?schwenkbar und verschiebbar auf einer gemeinsamen, zu den Platten senkrechten Nabe montiert sind und eine mechanische Einrichtung die Platten positiv voneinander entfernt, wenn sich die Zwischenplatte zwischen den beiden Platten verschwenkt, eine Pleuelstange, deren Kopf auf der Betätigung;5welle aufgekeilt ist und deren anderes Ende in eine radial angeordnete öffnung der Zwischenplatte und in eine tangential angeordnete Öffnung jeder der beiden Platten eintritt, und Verriegelungseinrichtungen, die einerseits die Platten in der offenen Stellung und bis zu der Zwischenstellung, in der sich der Absperrkörper in Höhe der Verbindungsflansche befindet, einander genähert halten und sie bezüglich der Zwischenplatte blockieren und andererseits die Platten zwischen der Zwischenstellung und der Verschlußstellung sowie in der Verschlußsteilung bezüglich Drehung und Verschiebung gegenüber dem Gehäuse des Absperrorgans blockieren.

Die mechanische Einrichtung kann erfindungsgemäß aus mehreren radial angeordneten Rollen bestehen, die mit einem Satz von kreisförmigen Rampen zusammenwirken, wobei die Rollen von der Zwischenplatte getragen werden

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und die Rampen auf der Innenfläche einer Platte (oder den Innenflächen beider Platten) angeordnet sind, oder umgekehrt.

Die erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtungen können aus zwei Kugeln bestehen, deren jede zwischen der offenen Stellung und der ZwiFChenstellung in eine Aussparung der Zwischenplatte eingreift, wobei sie auf einer Innenwand des Gehäuses rollt, und zwischen der Zwischenstellung und der Verschlußstellung in eine Aussparung einer Innenwand des Gehäuses eingreift, wobei sie auf der Zwischenplatte rollt.

Die Pleuelstange und die Zwischenplatte bilden erfindungsgemäß vorzugsweise in der Verschlußstellung ein überdrehtes Gelenk, das an einer seitlichen Innenwand des Gehäuses zum Anschlag kommt.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Absperrorgans ,

Fig. 2 einen vertikalen axialen Querschnitt durch eine Betätigungsvorrichtung dieses Absperrorgans,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die untere Gehäusehälfte des Absperrorgans (dem Vakuum entgegengesetzte Seite), wobei der Umriß der Pleuelstange und des Absperrkörpers in der offenen Stellung des Absperrorgans in gestrichelten Linien dargestellt ist,

Fig. 4- einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig.3 durch den Flansch der unteren Gehäusehälfte mit seinem Ring,

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Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V von Fig.3 durch die Aussparung für die Kugel,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die obere Gehäusehälfte des Absperrorgans (Vakuumseite), wobei in gestrichelter Linie der Umriß des Absperrkörpers in der Zwischenstellung und in der Verschlußstellung und die Pleuelstange in der Zwischenstellung und in Strich-Punkt-Linie der Umriß der Pleuelstange in der Verschlußstellung dargestellt ist,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII von Fig.6 durch den Flansch der oberen Gehäusehälfte mit seinem Ring und seinem Dichtungs-Wulstring,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII von Fig.6 durch die Aussparung für die Kugel,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die unter Platte (dem Vakuum entgegengesetzte Seite),

Fig.10 einen Schnitt nach der Linie X-X von Fig.9 durch die Rampe dieser Platte,

Fig.11 eine Draufsicht auf die Zwischenplatte,

Fig.12 eine Draufsicht auf die obere Platte des Ventils (Vakuumseite),

Fig.13 einen vertikalen Schnitt nach einer geknickten Linie durch den Absperrkörper mit einander genäherten Platten und

Fig.14 einen vertikalen Schnitt nach einer geknickten Linie durch den Absperrkörper mit voneinander entfernten Platten und mit Pleuelstange.

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Das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Absperrorgan besitzt ein Gehäuse, das aus einer unteren Gehäusehälfte 1 (auf der dem Vakuum entgegengesetzten·Seite) mit ihrem Plansch 3 mit der AchseZund einer oberen Ge-■ häusehälfte 5 (Vakuumseite) mit ihrem Flansch 7 mit derselben Achse Z besteht. Die Betätigungswelle, die sich um die vertikale Achse Y dreht, wird hierbei durch eine drehbare Kappe 9 und einen Bedienungshebel 11 betätigt. Wie Fig.2 zeigt, besteht die Betätigungswelle aus zwei Teilen, und zwar aus einer unteren Welle 13, die sich um die Achse Y dreht, und einer oberen Welle 15, die ζυ der Welle 13 schräg ist, die Welle 13 über ein schraubenzieherartiges Organ 17 antreibt und über einen Schlitz 19 der sich auf einem Ring 21 drehenden Kappe 9 angetrieben wird. Die Abdichtung dieser Betätigungsorgane wird durch einen dichten und widerstandsfähigen Balg 23 beispielsweise aus rostfreiem Stahl gewährleistet.

Wie Fig. 3 zeigt, hat die untere Gehäusehälfte 1 die Form eines länglichen Behälters mit zwei halbkreisförmigen Enden, wobei das Ende 31 mit der Achse Z den abnehmbaren Flansch 3 (Fig.4) aufnimmt. Der Rand 35 dieses Behälters ist abgerichtet und mit Nuten und Dichtringen (nicht dargestellt) und mehreren Spannschrauben oder -bolzen 37 versehen. Die Seitenwände des Behälters sind als winkelförmige Führungen 39 für die untere Platte des Absperrkörpers ausgebildet und enden in Nähe des Endes 31 ^jeweils über eine kreisförmig abfallende Stufe 41. Diese Stufen gestatten die Entfernung der Platten des Absperrkörpers voneinander und widersetzen sich außerdem ihren horizontalen Bewegungen in der voneinander entfernten Stellung. In dem dem Ende 31 entgegengesetzten Teil ist eine seitliche Aussparung 43 vorge-

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sehen, die das untere Lager (nicht dargestellt) der Betätigungswelle 13 (Fig.2) aufnimmt. Etwas hinter der Linie Y-Z, gegen die Längsachse zu, ist eine Aussparung 45 zur Aufnahme einer zur Verriegelung dienenden Kugelvorgesehen. Diese Aussparung hat die Form eines runden Eindrucks (Fig.5), der sich senkrecht zur Linie V-V auf die Längsachse zu progressiv zu einer Eintrittsrampe verringert.

Wie die Fig. 6, 7 und 8 zeigen, hat die obere Gehäusehälfte 5 denselben Grundaufbau wie die untere Gehäusehälfte 1. Ihr abnehmbarer Flansch nimmt jedoch in einer ringförmigen Nut einen Wulstring 33 auf, an dem die obere Platte des Absperrkörpers in der Verschlußstellung anliegt. Eine seitliche Aussparung 63 nimmt das obere Lager (nicht dargestellt) der Betätigungswelle 13 (Fig.3) auf.

Wie Fig. 9 zeigt, hat die untere Platte 71 (dem Vakuum entgegengesetzte Seite) etwa die Form eines Kreises mit dem Mittelpunkt W. Diese Platte besitzt in der Mitte eine angebrachte Buchse 73, die von einer ringförmigen Schulter 75 umgeben ist. Näher am Rand ist eine weitere ringförmige Schulter 77 vorgesehen, auf der in Abständen von 120° drei Eintrittsrampen 79 (Fig.10) ausgearbeitet sind, die zu einer zylindrischen Aussparung 81 führen. Die Scheibe der unteren Platte ist mit einer breiten flachen Zunge 83 versehen, in der ein Loch 85 zur Aufnahme einer Kugel und eine tangential angeordnete, kreisbogenförmige öffnung 87 vorgesehen sind.

Fig. 11 zeigt die Zwischenplatte 91, die etwa die Form einer Scheibe mit spitz zulaufender Verlängerung hat, wobei der kreisförmige Teil mit dem Mittelpunkt W

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eine zentrale Bohrung 93 und drei Aussparungen 95 in Abständen von 120° für Rollen besitzt und die Verlängerung 96 ein zweifach abgekantetes Loch 97 zur Aufnahme von zwei Kugeln und eine radial angeordnete Öffnung 99 besitzt·.

Wie Fig. 12 zeigt, hat die obere Platte 101 des Absperrkörpers (Yaküumseite) etwa die Form eines Kreises mit dem Mittelpunkt W und besitzt auf ihrer unteren Fläche eine Nabe 1OJ mit der Achse W, eine ringförmige Schulter 105 und näher am Rand eine weitere ringförmige Schulter 107. Außerdem besitzt sie eine breite flache Zunge 109, in der ein Loch 111 zur Aufnahme einer Kugel und eine tangential angeordnete, kreisbogenformxge öffnung 113 vorgesehen sind.

Fig. 13 zeigt den Absperrkorper in geöffneter stellung mit einander genäherten Platten in einem vertikalen Schnitt nach einer geknickten Linie, die durch eine Rolle, die Achse W, eine Rolle, die Kugeln und die Achse ü läuft.

Fig. 14 zeigt in demselben Schnitt den Absperrkorper in geschlossener Stellung, wjbei die Platten voneinander entfernt sind. Der Absperrkorper 121 besteht aus der unteren Platte 71» der Zwischenplatte 91, deren zentrale Bohrung 93 cLie ringförmige Schulter 75 clei¹ unteren Platte 71 aufnimmt, und der oberen Platte 101, deren ringförmige Schulter 105 in der ringförmigen Schulter 75 der unteren Platte 71 sitzt. Diese drei Teile sind durch eine Schraube 123 mit der Achse W zusammenmontiert, wobei diese Schraube in die Nabe der oberen Platte 101 eingeschraubt ist, wobei sie eine Schraubenfeder 12> zwischen ihrem Kopf und der Buchse 73 der unteren Platte 71 komprimiert. Infolge-

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dessen ist die Schraubenfeder 125 bestrebt, die beiden Platten 71 und 101 einander zu nähern. Der Absperrkörper 121 besitzt ferner drei Bollen 127, die in den Aussparungen 95 der Zwischenplatte 91 zwischen einerseits der ringförmigen Schulter 107 der oberen Platte 101 und andererseits der ringförriigen Schulter 77 (Fig.14) oder den Rampen 79 oder den Aussparungen 81 (Fig.13) der unteren Platte 71 sitzen. Der Absperrkörper 121 wird durch eine Pleuelstange 129 betätigt, deren Kopf bei 151 auf der Betätigungswelle 13 (Fig.14) aufgekeilt ist, und deren anderes Ende mit einem Kragen 133, der in die öffnung 87 der unteren Platte 71 eintritt, einem Kragen 135, der in die Öffnung 113 der oberen Platte 101 eintritt, und einer Schraube 137 versehen ist, die in die öffnung 99 der Zwischenplatte 91 eintritt. Diese Elemente liegen in der Achse U. Ferner sind zwei zur Verriegelung dienende Kugeln 139 vorgesehen, deren eine in dem Loch 85 dar unteren Platte 71 und deren andere in dem Loch 111 der oberen Platte 101 sitzt. Manchmal sitzen diese Kugeln in der doppelten Abkantung des Loches 97 der Zwischenplatte 91 und rollen auf den Innenwänden der Gehäusehälften 1 und 5 (Fig.13) und manchmal sitzen sie in den Aussparungen 45 und 65 der Gehäusehälften 1 und 5 und rollen auf der Zwischenplatte 91 (Fig.14).

Diese Ausführungsform arbeitet folgendermaßen: In der offenen Stellung ο (gestrichelte Linien von Fig.3) befindet sich die Pleuelstange 129_O am Hubende nach einer Drehung in Richtung des Uhrzeigersinns. Der Absperrkörper 121 ist am Boden der Führungen 39 der unteren Gehäusehälfte 1 und der Führungen 59 der oberen Gehäusehälfte 5 in Anschlag. Die Achse des Absperrkörpers ist die Achse W und seine Organe befinden sich

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in der in Fig. 13 gezeigten Stellung. Seine beiden Platten 71 und 101 sind durch die Schraubenfeder 125 einander genähert, da die Rollen 127 in den Aussparungen 81 der unteren Platte 71 sitzen. Der Absperrkörper-121 kann somit auf den beiden Kugeln 139 rollen. Wird die Betätigungswelle 13 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so gleitet der Absperrkörper 121 auf den Führungen 39 und 59> wobei sein Mittelpunkt der Linie W-Z (Fig.3) folgt. Wenn sein Mittelpunkt W die Achse Z erreicht, kommen seine Platten an den Enden 31 und 51 der Gehäusehälften 1 und 5 zum Anschlag. Damit ist die Mittelstellung i erreicht (gestrichelte Linien in Fig.6). Die beiden Kugeln 139 befinden sich gegenüber den Aussparungen 45 und 65 der Gehäusehälften 1 und 5, so daß die Verlängerung 96 der Zwischenplatte 91 frei- ■ gegeben wird. Die Pleuelstange 129_i kann sich nun weiterdrehen, indem sio die Verlängerung 96 der Zwischenplatte 91 mitnimmt, ohne jedoch die beiden anderen Platten mitzunehmen, deren Zungen an den Führungen 39 und 59 in Anschlag sind. Dadurch bewegen sich die Rollen 127 auf den Rampen 79 nach oben, wobei sie die Platten voneinander entfernen und den Wulstring 53 festpressen, und gelangen dann auf die ringförmige Schulter 77 (Fig.14-). Am Hubende, d.h. in der Verschlußstellung f, bildet die Pleuelstange 129_f (in Fig.6 in Strich-Punkt-Linien dargestellt) ein überdrehtes Gelenk, das die Linie Y-Z überschritten hat, wobei die Achse U_f am Boden der öffnungen 87 und 113 der beiden Platten in Anschlag ist, die ihrerseits, wie bereits gesagt wurde, bezüglich Drehung in Anschlag sind. Bei der umgekehrten Drehrichtung, d.h. von dem Verschluß zur öffnung, wiederholen sich die Bewegungen

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in der umgekehrten Reihenfolge, wobei die Schraubenfeder 125 die Platten einander nähert, wenn die Hollen 127 sich auf den Rampen 79 nach unten bewegen,, und die Rampen der Aussparungen 45 und 65 anschließend die Kugeln in die Stellung zurückbringen, in der die Zwischenplatte blockiert wird.

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Claims

Patent ansprüche

.Absperrorgan mit einem verschiebbaren Absperrkörper, der zwei zueinander parallele Platten besitzt, die durch eine elastische Einrichtung zueinander zurückgeholt werden, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Platten angeordnete Zwischenplatte, wobei die beiden Platten und die Zwischenplatte verschwenkbar und verschiebbar auf einer gemeinsamen, zu den Platten senkrechten Nabe montiert sind und eine mechanische Einrichtung die Platten positiv voneinander entfernt, wenn sich die Zwischenplatte zwischen den beiden Platten verschwenkt, eine Pleuelstange, deren Kopf auf der Betätigungswelle aufgekeilt ist und deren anderes Ende in eine radial angeordnete öffnung der Zwischenplatte und in eine tangential angeordnete öffnung jeder der beiden Platten eintritt, und Verriegelungseinrichtungen, die einerseits die Platten in der offenen Stellung und bis zu der Zwischenstellung, in der sich der Absperrkörper in Höhe der Verbindungsflansche befindet, einander genähert halten und sie bezüglich der Zwischenplatte blockieren und andererseits die Platten zwischen der Zwischenstellung und der Verschlußstellung sowie in der Verschlußstellung bezüglich Drehung und Verschiebung gegenüber dem Gehäuse des Absperrorgans blockieren.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mechanische Einrichtung mehrere radial angeordnete Rollen mit einem Satz von kreisförmigen Rampen zusammenwirken läßt, wobei die Rollen von der Zwischenplatte getragen werden und die Rampen auf der Innenfläche einer Platte bzw.

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auf den Innenflächen der beiden Platten vorgesehen sind oder umgekehrt.

J. Absperrorgan nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtungen aus zwei Kugeln bestehen, deren jede in einer Platte sitzt und zwischen der offenen Stellung und der Zwischenstellung in eine Aussparung der Zwischenplatte eingreift, wobei sie auf einer Innenwand des Gehäuses rollt, und zwischen der Zwischenstellung und der Verschlußstellung in eine Aussparung einer Innenwand des Gehäuses eingreift, wobei sie auf der Zwischenplatte rollt.

4. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange und die Zwischenplatte in der Verschlußstellung ein überdrehtes Gelenk bilden, das an eine innere Seitenwand des Gehäuses in Anschlag ist.

5. Absperrorgan nach einem' der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle über ein Schraubenzieherartiges Organ durch eine schräge Welle angetrieben wird, die ihrerseits über einen Schlitz einer drehbaren Kappe angetrieben wird, wobei ein dichter und fester Balg die Abdichtung gewährleistet.

6. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Gehäusehälften besteht, wobei die Seitenwände jeder Gehäusehälfte für eine Platte des Absperrkörpers winkelförmige Führungen bilden, die mit einer kreisförmig abfallenden Stufe enden.

7. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte etwa die Form einer Scheibe hat, die eine breite, flache Zunge besitzt, die mit einer tangential angeordneten, kreisbogenförmigen öffnung versehen ist,

£. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte etwa die Form einer Scheibe mit spitz zulaufender Verlängerung hat, wobei die Verlängerung mit einer radial angeordneten öffnung versehen ist.

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