DE3143059A1

DE3143059A1 - Vakuumventil

Info

Publication number: DE3143059A1
Application number: DE19813143059
Authority: DE
Inventors: Karl 6333 Braunfels Abbel
Original assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar GmbH
Current assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar GmbH
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1983-05-19
Also published as: CH654893A5; JPS5881288A; FR2515775A1; FR2515775B1; GB2108633A; GB2108633B

Description

ARTHUR PFEIFFER VAKUUMTECHNIK WETZLAR GMBH

Vakuumventil

Die Erfindung betrifft ein Vakuumventil mit kontinuierlich veränderlichem und reproduzierbar abstellbarem Leitwert für kleinen und großen Gasdurchsatz.

Bei Anlagen für Vakuumprozesse werden an die Vakuumventile sehr unterschiedliche Anforderungen bezüglich des Leitwertes gestellt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden bei herkömmlichen Anlagen Ventilkombinationen, bestehend aus Ventilen mit Leitwerten verschiedener Größenordnungen und aus Umwegleitungen verwendet.

Für die reproduzierbare Regelung kleiner Gasmengen werden Dosierventile benutzt, die für eine definierte Einstellung des Gastromes vorgesehen sind. Diese besitzen einen kleinen Leitwert des Strömungsquerschnittes, der durch verschiedene Methoden verändert werden kann. Zum Beispiel werden in zylindrischen oder konischen Strömungskanälen Stifte mit kugel- oder kegelförmigen Enden bewegt und so der Querschnitt des Strömungskanales verändert. Diese Ventile lassen sich jedoch nur in einem für kleine Leitwerte beschränkten Bereich genau einstellen.

Regelventile werden zur automatischen Druckregelung in Vakuumkammern benutzt. Ähnlich wie bei Dosierventilen wird der Strömungsquerschnitt durch die Bewegung eines kegelförmigen Körpers in einem konischen Sitz mechanish verändert. Auch diese Regelventile sind jeweils nur für einen begrenzten Bereich von Leitwerten einsetzbar.

Zum Durchsatz von großen Gasmengen, z.B. beim Belüften oder zum schnellen Evakuieren einer Vakuumkammer werden Belüftungsventile der verschiedensten Bauarten benutzt.

Bei einem Vakuumprozeß, wie z.B. beim Plasmaätzen muß, zwischen Vakuumkammer und Pumpsystem ein großer Leitwert verfügbar sein, um die Kammer schnell auspumpen bzw. Belüften zu können. Andererseits werden zur Einstellung und Aufrechterhaltung von bestimmten Drücken eines Gases oder eines Gasgemisches, unter denen der Prozeß abläuft, definiert reproduzierbar einstellbare Leitwerte benötigt. Die Reproduzierbarkeit der Einstellung ist besonders auch dann wichtig, wenn Gasgemische genau definierter Zusammensetzung eingelassen werden, da die Zusammensetzung vom Leitwert, der für die einzelnen Gase verschieden ist, abhängt. Da in verschiedenen Druckbereichen gearbeitet wird, sind zu diesem Zweck mehrere Dosier- oder Regelventile mit verschiedenen Leitwertsbereichen notwendig. Um alle für einen solchen Prozeß benötigten Leitwerte reproduzierbar zur Verfügung zu stellen, ist also eine Kombination von mehreren Ventilen und Ventilarten und von Umwegleitungen erforderlich. Solche Einrichtungen sind besonders aufwendig und kritisch bei Prozessen, bei denen aggressive Gase zur Anwendung kommen _T <{a hierbei unter anderem die von den Gasen erreichbare Oberfläche des Gaseinlaßsystems möglichst klein gehalten werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil vorzustellen, das von sehr kleinen bis zur sehr großen Leitwerten eine reproduzierbare Einstellung erlaubt und somit den Aufwand für eine Kombination von mehreren Ventilen und Umwegleitgungen übeflüssig macht.

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Die Erfindung wird durch ein Ventil- gelöst, bei dem sich in einer zylindrischen Bohrung ein teilweise zylindrisch und teilweise konisch ausgebildeter Kolben bewegt und so den Leitwert verändert. Dabei wird zunächst für sehr kleine Gasmengen der Leitwert verändert, indem die Länge des Strömungskanals, der durch den zylindrischen Teil des Kolbens und durch die zylindrische Bohrung begrenzt wird, variiert wirdο Für größere Gasmengen wird der Leitwert geregelt, indem die Länge und der Querschnitt des Strömungskanals«ler durch den konischen Teil des Kolbens und durch die zylindrische Bohrung begrenzt wird, verändert wird. Befindet sich der Kolben nicht mehr im Bereich der zylindrischen Bohrung; so kann das Ventil für große Leitwerte weiter reproduzierbar eingeregelt oder zum schnellen Auspumpen oder Belüften ganz geöffnet werden.

Eine Regeleinrichtung zur reproduzierbaren Einstellung des Ventils befindet sich innerhalb des Ventilkörpers, wodurch zusätzliche Durchführungen vermieden werden. Das Venil kann sowohl als Durchgangsventil als auch als Eckventil ausgebildet sein.

Anhand der beiden Figuren 1 und 2 soll das erfindungsgemäße Vakuumventil näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung als Durchgangsventil.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung als Eckventil.

Das Vakuumventil 1 ist in der Fig. 1 als Durchgangsventil und in der Fig. 2 als Eckventil dargestellt. In einer zylindrischen Bohrung 2 ist ein Kolben 3 beweglich angeordnet.

Dieser Kolben 3 besteht aus einem zylindrisch ausgebildeten Teil 4 und aus einem konisch ausgebildeten Teil 5. Solange sich der zylindrische Teil 4 des Kolbens 3 innerhalb der zylindrischen Bohrung 2 befindet wird der Leitwert verändert, indem die Länge des Strömungskanals, der durch die zylindrische Bohrung und den zylindrischen Teil des Kolbens begrenzt wird, variiert wird. Wird der Kolben 3 weiter aus der Bohrung herausgefahren, so wird der Leitwert verändert, indem die Länge und der Querschnitt des Teiles des Strömungskanals, der durch die zylindrische Bohrung 2 und durch den konischen Teil 5 des Kolbens 3 gebildet wird, variiert werden. Mit einer Regeleinrichtung 6, die sich ganz innerhalb des Ventilkörpers 1 befindet, kann die Ventilstellung reproduzierbar eingeregelt werden.

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Claims

Patentansprüche

Vakuumventil mit veränderlich einstellbarem Leitwert, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal mit veränderlichem Leitwert durch eine zylindrische Bohrung (2) und durch einen beweglichen Kolben (3), bestehend aus einem zylindrischen Teil (4) und aus einem konischen Teil (5) gebildet wird.
2. Vakuumventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für kleine Gasmengen der Leitwert verändert wird, in dem durch den Kolben (3) die Länge des Teiles des Strömungskanals, der durch die zylindrische Bohrung (2) und durch den zylindrischen Teil (4) des Kolbens (3) begrenzt wird, verändert wird.
3.. Vakuumventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für größere Gasmengen der Leitwert verändert wird, indem durch den Kolben (3) die Länge und der Querschnitt des Teiles des Strömungskanals, der durch die zylindrische Bohrung (2) und durch den konischen Teil (5) des Kolbens (3) begrenzt wird, verändert werden.
4. Vakuumventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das zur Regelung des Leitwertes für große Gasmengen der Kolben (3) ganz aus der zylindrischen Bohrung (2) herausgefahren wird.
5. Vakuumventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Kolbens (3) durch eine Regeleinrichtung (6) reproduzierbar eingeregelt werden kann.
6. Vakuumventil, nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die gesamte Regeleinrichtung (6) innerhalb des Ventiles befindet.
7. Vakuumventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Durchgangsventil ausgebildet ist.
8. Vakuumventil, nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Eckventil ausgebilet ist.