DE3643152C2

DE3643152C2 -

Info

Publication number: DE3643152C2
Application number: DE19863643152
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Ibaragi Jp Obara; Yoshio Mito Ibaragi Jp Murakami; Ichio Yokohama Kanagawa Jp Ito
Original assignee: Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1990-06-28
Also published as: JPS62151672A; DE3643152A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultrahochvakuumventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Ultrahochvakuumventil ist aus der DE-PS 25 11 591 bekannt und weist ein Ventilgehäuse auf, das mit einem Ventilsitz versehen ist. Eine Ventilscheibe ist an einer ihrer Seiten schwenkbar gelagert, wozu zur Bewegung der Ventilscheibe eine Schwenkvorrichtung zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung vorgesehen ist. Schließlich ist eine Drückvorrichtung vorgesehen, die die Ventilscheibe gegen den Ventilsitz drückt. Diese Drückvorrichtung weist bei dem bekannten Ventil zwei Keile auf, die einander gegenüberstehende geneigte Flächen aufweisen. Zwischen diesen sind Nadellager angeordnet, um die Reibung zu vermindern, wenn einer der Keile nach unten bewegt wird. Einer der beiden Keile kann mittels eines Betätigungsmechanismus verschoben werden, wobei die Ventilscheibe am anderen Keil befestigt ist. Wenn die Ventilscheibe in eine Stellung gegenüber dem Ventilsitz geschwenkt worden ist, drückt der Betätigungsmechanismus den an ihm befestigten Keil herunter, was zu einer Bewegung der Ventilscheibe auf den Ventilsitz führt, gegen den sie fest angedrückt wird.

Wie allein schon aus Fig. 2 der DE-PS 25 11 591 hervorgeht, ist das gattungsgemäße Ultrahochvakuumventil äußerst aufwendig aufgebaut, was einen Nachteil im Hinblick auf erhöhte Herstellungs- und Montagekosten darstellt. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund des komplizierten Aufbaus eine zumindest in gewissem Rahmen herabgesetzte Funktionssicherheit, da insbesondere die Nadellager zwischen den Keilen aufgrund der auftretenden relativ großen Kräfte zu Defekten neigten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultrahochvakuumventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Aufbau einfach und funktionssicher bei hoher Dichtfähigkeit ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Neben einem deutlich vereinfachten Aufbau, der vorteilhafterweise zu geringen Herstellungs- und Montagekosten führt und darüber hinaus die Zuverlässigkeit erhöht, weist das erfindungsgemäße Ultrahochvakuumventil den weiteren Vorteil einer außerordentlichen Schwingungsfestigkeit auf, und überdies ist die Betätigung des Ventils sehr einfach. Darüber hinaus ist es im Vergleich zu herkömmlichen Ventilen möglich, die Belastung, die auf andere Teile ausgeübt wird, zu reduzieren und aufgrund der Möglichkeit, die Größe und das Gewicht des erfindungsgemäßen Ultrahochvakuumventils zu verhindern, wird dessen Handhabung erheblich erleichtert.

Aus der DE-OS 31 31 178 ist zwar ein Vakuumventil bekannt, dessen Ventilteller ebenfalls schwenkbar ist. Zur Ausführung der Schwenkbewegung des Ventiltellers in die Dichtstellung auf dem Ventilsitz ist ein Kniehebelmechanismus vorgesehen, der aus einem Anpreßhebel, einem Lenker und einem Schwenkhebel besteht, der mittels einer Achse an einem Deckel gelagert ist und über eine Schubstange mit einem Zylinder verbunden ist.

Der DE-OS 31 31 178 ist jedoch keinerlei Hinweis auf die Ausbildung der Drückvorrichtung des erfindungsgemäßen Hochvakuumventils zu entnehmen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ultrahochvakuumventils nach der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht und im Schließzustand,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Ultrahochvakuumventils nach Fig. 1 in Vorderansicht,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Ultrahochvakuumventils nach Fig. 1 in Seitenansicht und im Offen-Zustand.

Wie in den Fig. 1 bis 3 ge zeigt ist, besitzt eine Ventilscheibe 2, die in der Lage ist, mit einem Ventilsitz 1 in gegenüberliegender Anordnung in Kontakt zu kommen, ein Ende, das schwenkbar durch ein Ventilgehäuse 10 durch einen Schwenkbolzen 11 gelagert ist. Eine Kolben-Zylindereinheit 6 zum Öffnen und Schließen des Ventils durch Bewegen der Ventilscheibe 2 ist dem Ventilge häuse 10 zugeordnet und das freie Ende einer Kolbenstange 7 der Kolben-Zylindereinheit 6 ist innerhalb des Ventilgehäu ses 10 mit einer Öse 12 gekuppelt, die von demjenigen Teil der Ventilscheibe 2 hervorsteht, der deren Schwenkabschnitt benachbart ist, wobei diese Kupplung mit Hilfe eines Bolzens 13 und eines Verbindungsgliedes 14 erfolgt. Folglich kann dann, wenn ein Fluiddruck auf die Kolben-Zylindereinheit 6 ausgeübt wird, der die Kolbenstange 7 nach oben oder unten bewegt, die Ventilscheibe 2 entweder in eine Offenstellung gebracht werden, in der das Rohr offengelassen ist, oder sie kann eine Schließstellung einnehmen, in der sie den Ventil sitz vollkommen berührt, so daß das Rohr vollständig ge schlossen ist. Außerdem ist eine Vorrichtung 15 am freien Ende der Ventilscheibe 2 vorgesehen, um diese gegen den Ven tilsitz 1 zu drücken, wenn das Ventil durch die Ventilschei be 2 geschlossen ist.

Die Ventilscheibe besteht aus z. B. einem scheibenförmigen Element 2 a, das in der Lage ist, nahe einer Seitenfläche in Kontakt mit dem Ventilsitz 1 in gegenüberliegender Anordnung zu kommen, wobei ein Öff nungs-Schließelement 2 b unmittelbar benachbart an der an deren Seite des plattenförmigen Elements 2 a angeordnet ist und eine Kugel 2 c zwischen diesen zwei Elementen 2 a und 2 b in der Mitte eingesetzt ist, um diese Elemente 2 a , 2 b leicht voneinander zu distanzieren, und daß ein Paar Federn 2 d zwischen diesen zwei Elementen 2 a und 2 b kuppelnd ange ordnet ist, so daß die Elemente 2 a, 2 b sich relativ zueinan der in eine Richtung parallel zu den planen Oberflächen der Elemente 2 a, 2 b bewegen können.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, besteht die Drückvor richtung 15 z. B. aus einer weiteren Kolben-Zylindereinheit 16, die an dem Ventilgehäuse 10 an der Seite gegenüberliegend zu der Kolben-Zylinderein heit 6 zum Öffnen und Schließen des Ventils bzw. zum Bewegen der Ventilscheibe 2 vorgesehen ist, ferner aus einer Kolben stange 17 der Kolben-Zylindereinheit 16, einer V-förmig ein geschnittenen Nut 18, die am freien Ende der Kolbenstange 17 in deren Seitenfläche, die der Ventilscheibe 2 in ihrer Schließposition gegenüberliegt, ausgebildet ist. Außerdem weist die Drückvorrichtung 15 einen Druckstab 19 auf, der so geformt ist, daß er einen rhombischen Querschnitt aufweist und mit einem Ende in dem Nutausschnitt 18 eingesetzt ist. Weitere Teile sind eine Feder 20 zur Vorspannung des Druck stabes 19 von unten nach oben derart, daß er im Verhältnis zur Kolbenstange 17 normalerweise nach oben geneigt ange ordnet ist, ein Sitz 21, der an der Innenseite des Ventilge häuses 10 gegenüberliegend zur Seitenfläche der Kolbenstange 17 an der gegenüberliegenden Seite im Ver hältnis zur vorerwähnten Seitenfläche der Kolbenstange 17 angeordnet ist, eine Rolle 22, die zwischen dem Sitz 21 und der Seitenfläche der Kolbenstange 17, die dem Sitz 21 gegen überliegt, angeordnet ist, und eine Zugfeder 23, die die Rolle 22 mit dem Ventilgehäuse 10 koppelt. Wenn die Ventil scheibe 2 geschlossen ist, wird die Kolben-Zylindereinheit 16 angetrieben, um die Kolbenstange 17 anzuheben, wodurch das andere Ende des geneigten Druckstabes 19 mit rhombischem Querschnitt in Eingriff mit einem Absatz 2′ der Seitenflä che des freien Endes des Öffnungs-Schließelementes 2 b der Ventilscheibe 2 gelangt. Wenn die Kolbenstange 17 weiter an gehoben wird, wird der Druckstab 19 in eine waagerechte Po sition entgegen der Federkraft der Feder 20 gebracht, so daß das Öffnungs-Schließelement 2 b seitlich in Richtung des Ven tilsitzes 1 in seine maximale Lage gedrückt wird.

Bei dem so ausgebildeten Ultrahochvakuumventil wird die Ventilscheibe 2 durch Betäti gung der die Ventilscheibe 2 öffnend und schließend schwen kenden Kolben-Zylindereinheit 6 geschwenkt, und im Ergebnis dessen kann der Kanal bzw. der Durchgang leicht und einfach geöffnet und geschlossen werden. In der Schließstellung wird das freie Ende der Ventilscheibe 2 durch die Drückvorrich tung 15 gegen den Ventilsitz 1 gedrückt und dadurch fest ein geschlossener Zustand zwischen der Ventilscheibe 2 und dem Ventilsitz 1 erreicht.

Das Ultrahochvakuum-Schieberventil hat den Vorteil, daß der vom mittleren Teil des Rohres vorspringende Teil des Ventils größenmäßig herabgesetzt ist, was sowohl eine außerordent liche Schwingungsfestigkeit als auch eine einfache Betäti gung des Ventils garantiert.

Da die grundsätzliche äußere Konfiguration kreisförmig ist, hat das Ventil extrem gute Dichteigenschaften und -fähigkeiten.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen Ventil für die gleiche Öffnung ist die Gewichtskraft bzw. Belastung, die auf andere Ausrüstungen ausgeübt wird, wesentlich reduziert, und die Handhabung aufgrund der geringeren Größe und des verminder ten Gewichts erleichtert.

Claims

1. Ultrahochvakuumventil
mit einem Ventilgehäuse (10), das einen Ventilsitz (1) aufweist,
mit einer an einem Ende schwenkbar gelagerten Ventilscheibe (2),
mit einer Schwenkvorrichtung (6, 7, 11, 12, 13, 14) zur Bewegung der Ventilscheibe (2) zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung, und
mit einer Drückvorrichtung (15), um die Ventilscheibe (2) gegen den Ventilsitz (1) zu drücken,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drückvorrichtung (15) einen Druckstab (19) aufweist, der beweglich am Ventilgehäuse (10) geführt ist und in eine Andruckstellung schwenkbar ist, in der er das andere Ende der Ventilscheibe (2) in deren Schließstellung auf den Ventilsitz (1) drückt.

2. Ultrahochvakuumventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückvorrichtung (15) eine Kolben-Zylindereinheit (16) aufweist.

3. Ultrahochvakuumventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylindereinheit (16) eine Kolbenstange (17) aufweist, die an ihrem freien Ende eine der Ventilscheibe (2) in ihrer Schließstellung gegenüberliegende Seitenfläche aufweist, die mit einer V-förmigen Nut versehen ist, in der der Druckstab (19) angeordnet ist.

4. Ultrahochvakuumventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kolbenstange (17) mit einer Feder (20) zur Vorspannung des Druckstabes (19) in eine nach oben geneigte Stellung versehen ist, wenn sich die Ventilscheibe (2) in ihrer Offenstellung befindet.

5. Ultrahochvakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (2) ein scheibenförmiges Element (2 a) zur Anlage am Ventilsitz (1) aufweist, das mit einem Offen-Schließelement (2 b) gekoppelt ist.

6. Ultrahochvakuumventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seitenfläche des Offen-Schließelementes (2 b) ein Absatz (2′) angeordnet ist, mit dem der Druckstab (19) im Zuge seiner Schwenkung in seine horizontale Stellung in Eingriff gelangt.