DE3130652A1

DE3130652A1 - Housing for a large vacuum slide valve

Info

Publication number: DE3130652A1
Application number: DE19813130652
Authority: DE
Inventors: Lutz 6450 Hanau Grein; Helmut 6369 Nidderau Rauner
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1981-08-03
Filing date: 1981-08-03
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3130652C2

Abstract

In a housing for a large vacuum slide valve, in which the wall parts (3) which come into contact with the process gas consist of aluminium welded in a vacuum-proof manner, knobs (13) and flanges (14), which have threads or mounting holes, are welded onto the wall parts; in addition there is a steel skeleton (1); this is screwed to the knobs (13) in order to transmit the gas pressure forces acting on the walls (3) and the mechanical closing forces of the slide valve to the steel skeleton (1). <IMAGE>

Description

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LEYBOLD-HERAEÜS GMBH Köln-BayenthalLEYBOLD-HERAEÜS GMBH Cologne-Bayenthal

Gehäuse für große Vakuumschieber·Housing for large vacuum gate valves

Die Erfindung befaßt sich mit Gehäusen für große Vakuumschieber/ bei denen die mit dein Verfahrensgas in Berührung kommenden Wandteile aus vakuumdichtem, verschweißtem Aluminiumblechen bestehen. Derartige Schieber können als Pendel- oder Linearschieber ausgebildet sein und finden bei chemischen und radioaktiven Verfahrensgasen Verwendung. Diese Verfahrensgase sind nicht nur bestimmend für die. Werkstoffwahl, sondern bedingen auch größte Dichtigkeit und Betriebssicherheit des Gehäuses. Da derartige Verfahrensgase vielfach stark toxisch sind, müssen beiThe invention relates to housings for large vacuum slide valves / in which the wall parts coming into contact with your process gas consist of vacuum-tight, welded aluminum sheets. Such slides can be designed as pendulum or linear slides and are used with chemical and radioactive process gases. These process gases are not only determinative for the. Choice of material, but also require the greatest possible tightness and operational safety of the housing. Since such process gases are often highly toxic, must be

Überdrücken und bei Hochvakuum, die Gehäuse absolut dicht sein. Bei Unterdruck vorhandene Undichtigkeiten können durch die eintretenden Gase chemische Prozesse und damit explosive. Überdrücken hervorrufen.Overpressure and in the case of a high vacuum, the housing must be absolutely tight. Existing leaks in negative pressure can chemical processes and thus explosive processes due to the gases entering. Induce overpressure.

Die Schwierigkeit bei der Herstellung derartiger .Gehäuse besteht darin, daß die verfahrensbedingten Aluminiumlegierungen nur geringe Belastungen aushalten, schwer schweißbar sind und sich nur mit beso deren Vorkehrungen einwandfrei dauerhaft verschrauben lassen..Durch Nachfließen des Gewindematerials besteht Lockerungsgefahr der Sehra ben. Es müssen daher große Gewindelängen mit Trageinsätzen Verwendu finden. Derartige Aluminiumgehäuse fürThe difficulty in producing such housing is in that the process-related aluminum alloys withstand only low loads, are difficult to weld and only with beso whose precautions can be permanently screwed in place If the thread material continues to flow, there is a risk of loosening the thread ben. Therefore, large thread lengths with support inserts have to be used. Such aluminum housing for

große Schieber werden daher aus starkwandigen Blechen mit aufgeschweißten Rippen hergestellt. Bei der Schweißung mußten die Gehäuse bis zu 300 ⁰C vorgewärmt werden, was besonders bei der Herstellung von - aus vielen Lagen bestehenden - starken Schweißnähten zu erheblichem Aufwand und großen Schwierigkeiten führt» ' Die Forderung, daß diese starken Schweißnähte hochvakuumdicht sein müssen, erschwerte diese Herstellung , zusätzlich. Dies, waren die Gründe, warum bisher derartige Gehäuse -für große Schie-. ber immens kostspielig waren und nur in Sonderfällen eingesetzt werden konnten.large slides are therefore made from thick-walled metal sheets with welded-on ribs. During the welding, the housings had to be ^{preheated up to 300 °} C., which leads to considerable effort and great difficulties, especially when producing strong weld seams consisting of many layers Manufacture, in addition. These were the reasons why so far such housings -for large slides. were immensely expensive and could only be used in special cases.

Die Gehäuse für derartige große Schieber müssen nun möglichst flach gebaut werden, damit sie sich in einfacher Weise in die Anlagen einfügen lassen und durch sie die Verfahrenswege nicht unnötig verlängert werden. Diese flache Bauart führt aber dazu, daß die hohen Wandbelastungen, bei Vakuum nach innen und bei überdruck nach außen, nur durch entsprechend große Wandstärken und Verrippungen abgefangen itferden können, sofern sie von der-Aluminiumgehäusewand aufzunehmen sind. Zusätzliche, erhebliche Belastungen treten für die Wände noch durch die Anpreßkräfte der Schieberplatten ein= Insbesondere dann, wenn Schieber mit Doppeldichtung, d. h. mit zwei Schieberplatten vorgesehen werden, erfolgt ein Auseinanderpressen des Schiebergehäuses mit großen Kräften. Die verlangte Vakuumdichtigkeit setzt voraus, daß hierbei keine nennenswerten Verformungen der Dichtflächen an den Schieberwänden eintreten» In .Anbetracht der geringen Elastizität und dadurch der Gefahr des Nachfließens bei den verfahrensbedingtenThe housing for such large slides must now as possible be built flat so that they can be easily inserted into the systems and not through them the process paths be extended unnecessarily. This flat design leads to the fact that the high wall loads, with vacuum inwards and with Excess pressure to the outside, can only be absorbed by correspondingly large wall thicknesses and ribs, provided that they are supported by the aluminum housing wall are to be included. Additional, considerable stresses occur on the walls as a result of the contact pressure the slide plates on = especially when slide with Double seal, d. H. be provided with two slide plates, there is a pressing apart of the valve body with great forces. The required vacuum tightness assumes that there are no significant deformations of the sealing surfaces on the Enter the gate valve walls. Considering the low elasticity and thereby the risk of continued flow in the process-related

Alu-Legierungen können nur durch erhebliche Uberdimensionierung des
Gehäuses Nachverformungen und dadurch Undichtigkeiten des Schiebers
vermieden werden.Aluminum alloys can only be used if the
Post deformations of the housing and, as a result, leaks in the slide
be avoided.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg zur Behebung dieser Schwierigkeiten und zwar sieht sie vor, daß auf die Wandteile Noppen und Flansche auf geschweißt sind, welche Gewinde- oder Befestigungslöcher aufweisen, u daß ein Stahlskelett vorhanden und mit diesem derart verschraubt ist, daß die auf die Wände wirkenden Gasdruckkräfte und mechanischen Schli kräfte des Schiebers über diese Noppen und Flansche auf das Stahlskel· übertragen werden. Gemäß der Erfindung übernimmt eine dünne Aluminium wand die Vakuumabdichtung und die auftretenden Kräfte werden vom hoch stabilen Stahlskelett übernommen. Beim Vakuum im Gehäuse treten dabei Zugkräfte auf. Die dünne Alu'miniuinwand muß daher Noppen- oder Flansch· verstärkung mit genügend langen Zuggewinden aufweisen. Durch die dünni Wandstärke können die Mantelkonturen durch Prägung und Verformung hergestellt und dadurch die vakuumdichten Schweißnähte'am Gehäuse auf eil Minimum herabgesetzt werden. Hierdurch, ist es möglich, derartige Schi« bergehäuse auch bei sehr großen Schiebern ohne übermäßigen Kostenaufwi und vergrößerte Bauabmessungen herzustellen.The invention now shows a way of overcoming these difficulties namely it provides that knobs and flanges are welded to the wall parts, which have threaded or mounting holes, u that a steel skeleton is present and screwed to this in such a way that the gas pressure forces and mechanical Schli acting on the walls forces of the slide via these knobs and flanges on the steel shell be transmitted. According to the invention, a thin aluminum wall takes over the vacuum seal and the forces are high stable steel skeleton. When there is a vacuum in the housing, tensile forces occur. The thin aluminum mini-wall must therefore be studded or flanged. have reinforcement with sufficiently long pulling threads. Through the thin Wall thickness, the jacket contours can be produced by embossing and deforming, thereby creating the vacuum-tight welds on the housing Be reduced to a minimum. This makes it possible to housing even with very large valves without excessive costs and to produce enlarged structural dimensions.

Durch die Trennung von Dichtgehäuse und Tragkonstruktion kann das
Stahlskelett in günstigster Form dem eintretenden Kraftfluß entspreche ausgebildet werden. Damit die Kräfte hierfür auch möglichst direkt in das Stahlskelett eingeleitet werden, sieht die Erfindung im weiteren
vor, daß die Antriebsaggregate für den Schieber an dem Stahlskelett ge lagert sind, und daß das Stahlskelett Befestigungsteile aufweist,This can be achieved by separating the sealing housing and the supporting structure
Steel skeleton in the most favorable form to correspond to the force flow occurring. So that the forces for this are also introduced as directly as possible into the steel skeleton, the invention provides further
before that the drive units for the slide are superimposed on the steel frame, and that the steel frame has fastening parts,

welche die ortfeste Anbringung des Schiebers ermöglichen.which enable the slider to be fixed in place.

In vielen Fällen wird ein derartiger Schieber auch als Festpunkt für die Verlegung der Anschlußrohre verwendet oder soll eine starre Verbindung, der angeschlossenen Rohre darstellen. Bei großen Rohrdurchmessern ergeben sich hierdurch extrem hohe Biege-, Druck- und Zugbeanspruchungen an den Anschlußflanschen des Schiebers. Werden diese Kräfte auf die Aluminiumwände übergeleitet, so besteht die Gefahr der Gehäuseverformung und dadurch Verformung der Dichtflächen, was zu Undichtigkeit des Schiebers führt. Die Erfindung sieht daher vor, daß. das Stahlskelett Flächen zum Anflanschen oder auch Anschweißen der an den Schieber angeschlossenen Rohre aufweist. Hierdurch werden die Rohrkräfte direkt vom Stahlskelett übernonrjnen und entweder auf die ortsfeste Anbringung oder auf das nachfolgende Anschlußrohr übertragen, ohne daß hierdurch Beanspruchungen des Aluminiumgehäuses auftreten. Handelt es sich um besonders große Rohrkräfte, z. B. durch Wärmespannungen in langen Rohrsträncen, so ist es auch möglich, zusätzliche Verstärkungen des Stahlskeletts zur übertragung dieser Kräfte derart anzuordnen, daß die Beanspruchungen nicht direkt auf das Stahlskelett des Schiebergehäuses wirken, sondern auf abgetrennte, zusätzliche Ubertragungsrahmen.In many cases, such a slide is also used as a fixed point for the laying of the connecting pipes or should a rigid connection be used, of the connected pipes. With large pipe diameters, this results in extremely high bending, compressive and tensile loads on the connecting flanges of the valve. If these forces are transferred to the aluminum walls, there is a risk of Housing deformation and thereby deformation of the sealing surfaces, which leads to leakage of the slide leads. The invention therefore provides that. the steel skeleton surfaces for flange-mounting or welding of the having pipes connected to the slide valve. As a result, the pipe forces are taken over directly by the steel frame and either on the Fixed attachment or transferred to the following connecting pipe without stressing the aluminum housing. If the pipe forces are particularly large, e.g. B. due to thermal stresses in long strands of pipe, it is also possible to add additional Reinforcements of the steel skeleton to transfer these forces in such a way to arrange that the stresses do not act directly on the steel frame of the valve body, but on separate, additional ones Transmission frame.

Um auch aluminiumplattierte Stahlrohre oder auch Aluminiumrohre mit äußeren Stahltragrohren in einfacher Weise anschließen zu können, sieht die Erfindung das Anschweißen des Stahltragrohres an das Stahlskelett des Schiebergehäuses vor.In order to also use aluminum-clad steel pipes or aluminum pipes To be able to connect outer steel support tubes in a simple manner, the invention provides the welding of the steel support tube to the steel frame of the valve body.

Die Figuren 1-2 zeigen teilweise im-Schnitt ein Beispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung in Ansicht und Draufsicht.Figures 1-2 show an example of the partially in section Device according to the invention in view and plan view.

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Das Stahlskelett 1 besteht aus Doppel-T-Trägern und umfaßt das Aluminiumgehäuse 2 des Schiebers-fast allseitig. Das Aluminiumgehäuse 2 besteht aus der abgekanteten, senkrechten Wand 3, der Bodenplatte 4, dem abgekanteten Flansch 5 an Wand 3 sowie dem Gehäusedeckel 7. Die Durchgangsöffnung 8 im Gehäuse 2 wird beiderseitig von zwei Dichtplatten 9 geschlossen. Um die öffnung 8 ist an der Wand 3 ein Aluminiumkompensator 11 mit Anschlußflansch 12 angeschweißt. An die Wände 3, 4 und den Deckel 7 sind mit Gewindebohrunc versehene Noppen 13 und um die öffnung 8 ist ein mit Gewindebohrungs versehener Befestigungsflansch 14 angeschweißt. Dieser Befestigungsflansch 14 ist mit einem Ring 16 aus U-Eisen verschraubt. Ring 16 is mit den senkrechten und horizontalen Trägern des Stahlskeletts 1 vei schweißt. Auf der Außenseite weist der Ring 16 eine Auflagefläche 1" mit.Gewindebohrungen zum Anschluß des Flansches 18 des Verfahrensgas rohres 19 auf. Flansch 18 trägt zusätzlich innen eine Dichtung 20 ur wird mit dem Dichtflansch 12 des Kompensators 11 verschraubt. Die oberen Träger 22 des Stahlskeletts 1 sind mit den senkrechten Verbin dungsträgern 23 verschraubt· An ihnen ist über Noppen 13 der Deckel angeschraubt. Durch Lösen der Verschraubungen zwischen Trägern 22/23 und zwischen Deckel 7 und Flansch 5 kann das Schiebergehäuse geöffne werden. An den Trägern 24 sind die Halter 26 für die Lagerung 27 des Antriebs 28 - in diesem Fall ein Hydraulik-Zylinder - angebracht. De Antrieb 28 ist über Balg 30 mit dem Gehäusedeckel 7 vakuumdicht verbunden. Druch die Schubstange 31 des Antriebs 28 wird der im Gehäuse befindliche, nicht gezeichnete Verstellmechanismus für die Dichtplat 9 betätigt.The steel skeleton 1 consists of double T-beams and encompasses the aluminum housing 2 of the slide almost on all sides. The aluminum case 2 consists of the beveled, vertical wall 3, the base plate 4, the beveled flange 5 on wall 3 and the housing cover 7. The through opening 8 in the housing 2 is closed by two sealing plates 9 on both sides. The opening 8 is on an aluminum compensator 11 with a connecting flange 12 is welded to the wall 3. On the walls 3, 4 and the cover 7 there are knobs 13 provided with threaded bores and around the opening 8 there is a threaded bore provided mounting flange 14 welded. This fastening flange 14 is screwed to a ring 16 made of U-iron. Ring 16 is with the vertical and horizontal beams of the steel skeleton 1 vei welds. On the outside, the ring 16 has a bearing surface 1 " mit.Gewindebohrungen for connecting the flange 18 of the process gas tube 19 on. Flange 18 additionally carries a seal 20 on the inside. Ur is screwed to the sealing flange 12 of the compensator 11. the The upper supports 22 of the steel frame 1 are screwed to the vertical connecting supports 23. The cover is attached to them via knobs 13 screwed on. The slide valve housing can be opened by loosening the screw connections between supports 22/23 and between cover 7 and flange 5 will. The holders 26 for the bearing 27 of the drive 28 - in this case a hydraulic cylinder - are attached to the carriers 24. De Drive 28 is connected to housing cover 7 in a vacuum-tight manner via bellows 30. Through the push rod 31 of the drive 28, the adjustment mechanism (not shown) located in the housing is used for the sealing plate 9 actuated.

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Die unteren Träger 33 des Stahlskeletts 1 sind über Noppen 34 mit der Bodenplatte 4 verschraubt und tragen die Fußplatte 35- zur ortsfesten Anbringung des Schiebers.The lower girders 33 of the steel frame 1 are provided with knobs 34 screwed to the base plate 4 and carry the foot plate 35- for the fixed attachment of the slide.

Wie das erfindungsgemäße Beispiel zeigt, werden die am Rohr 19 wirksamen Kräfte direkt über Ring 16 auf das Stahlskelett 1 und über dieses auf die andere Schieberseite und die dort befindlichen Flanschflächen bzw. auf die Bodenplatte 35 und damit auf die ortsfeste Anbringung übertragen. Geringfügige Verformungen des Flansches 18 spielen hierbei keine Rolle, da die Wand 3 über Kompensator 11 mit diesem Flansch 18 verbunden ist. Der Abstand zwischen Flansch 14 und Auflagefläche der Dichtung 10 auf Wand 3 ist so gewählt, daß die Anpreßkraft 4 0 auf Dichtplatte 9 und damit über Dichtung 10 auf die Wand 3 in ausreichender Weise über Flansch 14 auf Ring 16 und damit auf das Stahlskelett 1 übertragen wird. Die Kraft 40 wird durch den Antrieb 28 verursacht und bewirkt die Reaktionskraft 41, welche direkt über die Halterung 26 auf das Stahlskelett 1 übergeleitet wird.As the example according to the invention shows, those on the pipe 19 effective forces directly via ring 16 on the steel frame 1 and via this on the other side of the slide and those located there Flange surfaces or on the base plate 35 and thus on the stationary Transfer attachment. Minor deformations of the flange 18 do not play a role here, since the wall 3 via compensator 11 is connected to this flange 18. The distance between the flange 14 and the bearing surface of the seal 10 on wall 3 is chosen so that the Contact pressure 4 0 on sealing plate 9 and thus via seal 10 on wall 3 in a sufficient manner via flange 14 on ring 16 and thus is transferred to the steel skeleton 1. The force 40 is caused by the drive 28 and causes the reaction force 41, which directly is transferred via the bracket 26 to the steel frame 1.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf "große Vakuumventile". Vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Ideen bei Ventilen ab Nennwerte 400 mm anwendbar.The present invention relates to "large vacuum valves". The ideas according to the invention are advantageous for valves from nominal values 400 mm applicable.

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Claims

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ANSPRÜCHEEXPECTATIONS

Iy Housing for large vacuum gate valves, in which the wall parts that come into contact with the process gas are made of vacuum-tight welded Aluminum consists, ddK, that on the wall parts (3, 4, 7) knobs (13,34) and flanges (14) are welded, which have threads or mounting holes, and that a steel frame (1) is present and with this is screwed there, and that acting on the walls (3,4,7) Gas pressure forces and mechanical closing forces of the slide via these knobs (13,34) and flanges (14) on the steel frame (1) be transmitted. I.

I. Housing for large vacuum slide, according to claim 1, ddK that the drive units (28) for the slide are mounted on the steel frame (1).

J. Housing for large vacuum valve, according to claim 1, ddK, that the steel frame (1) has fastening parts (35), which enable the slider to be fixed in place.

\. Housing for large vacuum slide valves according to claim 1, ddK, that the steel skeleton has surfaces (17) for flange-mounting or also for welding on of the pipes (19) connected to the slide valve.

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