DE3706727A1

DE3706727A1 - Valve device

Info

Publication number: DE3706727A1
Application number: DE19873706727
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Hase
Original assignee: DRUVA ARMATUREN GmbH
Current assignee: DRUVA ARMATUREN GmbH
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1988-09-15
Also published as: DE3706727C2

Abstract

A description is given of a valve device for connection to a gas bottle, having a valve housing (1) and with a service-gas connection piece (2) that can be connected to the outlet of a valve of the gas bottle. In order as far as possible to avoid contamination of the stream of service gas, especially after changing the gas bottle, the proposal is to design the mouth section of the service-gas connection piece (2) as a valve seat (3), against which a valve-closing element (4) can be placed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinrichtung zum Anschluß an eine Gasflasche, mit einem Ventilgehäuse und mit einem mit dem Ausgang eines Ventils der Gasflasche verbindbaren Brauchgasanschluß stutzen.The invention relates to a valve device for connection a gas bottle, with a valve housing and with one with the Output of a valve of the gas bottle connectable service gas connection support.

Bekannte Ventileinrichtungen dieser Art stellen das Bindeglied zwischen einer Gasvorratsflasche und einem nachfolgenden Gasverbraucher dar. Wird bei einer Ventileinrichtung dieser Art die Gasflasche wegen Erschöpfung des Gasvorrates abgetrennt und eine neue Gasflasche angeschlossen, so tritt in den Raum zwischen dem Anschlußstutzen der Ventileinrichtung und dem Ventilsitz Luft ein. Insbesondere bei Gasen höchster Reinheit, wie sie beispielsweise als Dotiergase bei der Halbleiterherstellung Anwendung finden, muß die in das Leitungssystem eingedrungene Luft und die damit verbundenen Verunreinigungen, wie Feuchtigkeit etc. durch ein aufwendiges Spülverfahren entfernt werden. Ein solches Spülverfahren umfaßt die Schritte: 1. Druckaufbau, 2. Druck abbau, 3. Evakuieren - oder eine Drucklastwechselspülung mit anschließendem Evakuieren. Trotz des aufwendigen Spülverfahrens kann nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, daß feinste Staubpartikel oder Feuchtigkeitströpfchen in dem Leitungssystem verbleiben.Known valve devices of this type represent the link between a gas supply bottle and a subsequent gas consumer. If the gas bottle in a valve device of this type is disconnected due to depletion of the gas supply and a new gas bottle is connected, air enters the space between the connecting piece of the valve device and the valve seat . Particularly in the case of gases of the highest purity, such as are used, for example, as doping gases in the manufacture of semiconductors, the air which has penetrated the line system and the associated impurities, such as moisture, etc., have to be removed by a complex flushing process. Such a flushing process comprises the steps: 1. pressure build-up, 2. pressure reduction, 3. evacuation - or a pressure load flushing with subsequent evacuation. Despite the complex rinsing process, it cannot be ruled out with certainty that the finest dust particles or droplets of moisture remain in the line system.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Verunreinigungs gefahr des Leitungssystems, insbesondere nach einem Wechsel der Gasfla sche, möglichst gering gehalten wird.The invention is therefore based on the object of a valve device to create the type mentioned, in which the contamination danger of the piping system, especially after changing the gas fla cal, is kept as low as possible.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Mündungsabschnitt des Brauch gasanschlußstutzens als Ventilsitz ausgebildet ist, gegen den ein Ventil schließelement anstellbar ist.This object is achieved in that the mouth section of the custom gas connection piece is designed as a valve seat against which a valve locking element is adjustable.

Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung wird sichergestellt, daß keine Verunreinigungen bei einem Flaschenwechsel über den Anschlußstutzen in das Leitungssystem eindringen können. Das Totvolumen, das bei einem Flaschenwechsel mit Luft gefüllt ist, wird durch die Maßnahme nach der Erfindung so klein wie möglich gehalten. Dadurch wird bei dem nachfol genden Spülvorgang ein größerer Säuberungsgrad erzielt, oder es kann das Spülverfahren abgekürzt werden.The measure according to the invention ensures that none Contamination when changing bottles via the connecting piece in can penetrate the pipe system. The dead volume that one Bottle change is filled with air by the measure taken after the Invention kept as small as possible. As a result, the successor Rinsing process achieved a greater degree of cleaning, or it can Rinsing procedure can be shortened.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, gemäß der das Ventil schließelement über eine Spindel von innen gegen den Ventilsitz drückbar ist, hat sich in konstruktiver Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen.An advantageous embodiment of the invention, according to which the valve Closing element can be pressed against the valve seat from the inside using a spindle has proven to be particularly advantageous in terms of construction.

Vorteilhaft ist ferner, wenn die Spindel mittels eines pneumatischen Kol bens bewegbar ist, da hierdurch Beschädigungen des Ventilssitzes, etwa durch zu festes Andrehen eines Handrades oder dgl. vermieden werden können. Durch Beschädigung des Ventilsitzes können leicht Rauhigkeiten entstehen, die die Gefahr der Oberflächensorption und die Akkumulierung von Partikeln und deren unkontrollierte Ablösung zur Folge haben könnte. Des weiteren ergibt sich bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit einer automatischen und somit fehlerfreien Ansteuerung des Ventils zur Durch führung der Spülzyklen. Die Ventilbetätigung erfolgt ohne Drehmoment übertragung auf die Anschlußmutter der Gasflasche, wodurch die Gefahr einer Lockerung der Mutter vermieden ist. Dies ist insbesondere bei der Verarbeitung von meist giftigen Dotiergasen von großer sicherheitstech nischer Bedeutung.It is also advantageous if the spindle by means of a pneumatic Kol bens is movable, as this will damage the valve seat, for example can be avoided by tightening a handwheel or the like can. Damage to the valve seat can easily cause roughness arise, the risk of surface sorption and accumulation of particles and their uncontrolled detachment could result. Furthermore, in this embodiment there is the possibility of a automatic and therefore error-free control of the valve for through management of the rinsing cycles. The valve is actuated without torque transmission to the connecting nut of the gas bottle, reducing the risk loosening of the mother is avoided. This is particularly the case with Processing of mostly toxic doping gases with great security of African importance.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vor gesehen, daß in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz ein Grobfilter ange ordnet ist. Dieses besteht vorzugsweise aus einem Sintermetallkörper mit einer mittleren Porenweite von etwa 15 µm. Durch die Anordnung dieses Filters vor dem Ventilsitz wird sichergestellt, daß vergleichsweise grobe Partikel mit einer Größe von 15 µm oder mehr, insbesondere bei einem Flaschenwechsel, nicht in das Leitungssystem gelangen können.According to a further advantageous embodiment of the invention is before seen that in the direction of flow in front of the valve seat is a coarse filter is arranged. This preferably consists of a sintered metal body an average pore size of about 15 µm. By arranging this Filters in front of the valve seat ensure that it is comparatively rough Particles with a size of 15 microns or more, especially one Bottle change, can not get into the pipe system.

Durch die Anordnung eines Feinfilters in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz, welches Feinfilter vorzugsweise ein Membranfilter mit einer mittleren Porenweite von 0,02 µm ist, werden die feinsten Verunreini gungen des Gases mit einer Partikelgröße von weniger als 0,02 um aus dem Gasstrom entfernt.By arranging a fine filter in the flow direction behind the Valve seat, which fine filter is preferably a membrane filter with a mean pore size of 0.02 µm, are the finest contaminants gas with a particle size of less than 0.02 µm removed the gas flow.

In konstruktionstechnischer Hinsicht hat sich eine Ausführungsform der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der das Feinfilter in einer von außen zugänglichen, verschließbaren Filterkammer angeordnet ist, deren Dichtheit durch eine Lecksuchbohrung überprüfbar ist. Nach Ab nahme eines Verschlußdeckels kann das Feinfilter leicht gewechselt werden.From an engineering point of view, an embodiment of the Invention proven to be particularly advantageous in which the fine filter in a closable filter chamber accessible from the outside is the tightness of which can be checked through a leak detection hole. After Ab the fine filter can easily be replaced will.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an dem Brauchgasanschlußstutzen eine Überwurfmutter zur Befestigung des Anschlußstutzens an einer Gasflasche vorgesehen. Zum Anbringen der Überwurfmutter wird das den Ventilsitz und einen Haltebund aufweisende Endstück des Anschlußstutzens orbital angeschweißt, so daß eine spalt- und rißfreie Verbindung entsteht.According to a further advantageous embodiment of the invention is on the process gas connection piece a union nut for fastening the Connection piece provided on a gas bottle. To attach the The union nut is the one with the valve seat and a retaining collar End piece of the connecting piece welded orbitally, so that a gap and crack-free connection is created.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgangsstutzen für das Brauchgas einstückig mit dem Ventilgehäuse. Ventilgehäuse und Brauchgasstutzen sind durchgehend aus einem Gehäuse block gefertigt worden.According to a further advantageous embodiment of the invention Outlet pipe for the process gas in one piece with the valve housing. The valve housing and service gas nozzle are all made of one housing block was manufactured.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Ventilgehäuse einen Spülgaskanal auf, der durch ein Spülgasventil ver schließbar ist. Nach dem Stande der Technik war der Spülgaskanal über ein Ventil und ein T-Stück, das zwischen dem Ausgang der Gasflasche und dem Absperrventil des Leitungsnetzes gemündet hat, an das Leitungs netz angekoppelt. Bei einem Gasflaschenwechsel bot der Spülgasanschluß kanal ebenfalls einen Aufnahmeraum für Fremdluft und die in der Luft enthaltenen Verunreinigungen. Dadurch, daß nach der oben genannten vor teilhaften Ausführungsform der Erfindung das Spülgasventil zusammen mit dem Ventil für das Brauchgas in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, wird das Totvolumen und damit die Verunreinigungs gefahr des Leitungsnetzes weiter verringert.According to a further advantageous embodiment of the invention the valve housing on a purge gas channel, which ver by a purge gas valve is closable. In the prior art, the purge gas channel was over a valve and a tee that is between the outlet of the gas bottle and has opened the shut-off valve of the line network to the line network connected. The purge gas connection provided a change of gas bottle duct also a receiving space for outside air and that in the air contained impurities. In that after the above partial embodiment of the invention, the purge gas valve together with the valve for the process gas in a common housing are housed, the dead volume and thus the contamination risk of the network is further reduced.

Dabei ist eine Ausführungsform besonders hervorzuheben, gemäß der der Spülgaskanal in eine Spülgasventilkammer mündet, in der das Ventil schließelement des Spülgasventiles beweglich angeordnet ist.One embodiment is particularly noteworthy, according to which Purge gas channel opens into a purge gas valve chamber in which the valve closing element of the purge gas valve is movably arranged.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vor gesehen, daß das Ventilschließelement des Spülgasventiles durch einen pneumatischen Kolbenantrieb betätigbar ist. Durch einen pneumatischen Kolbenantrieb werden auch hier Beschädigungen des Ventilsitzes durch zu festes Schließen des Ventils und die damit verbundenen nachteiligen Fol gen vermieden. Des weiteren ergibt sich bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit einer automatischen und somit fehlerfreien Ansteuerung des Ventils zur Durchführung der Spülzyklen. Die Ventilbetätigung erfolgt ohne Drehmomentübertragung auf die Anschlußmutter der Gasflasche, wodurch die Gefahr einer Lockerung der Mutter vermieden ist. Dies ist insbesondere bei der Verarbeitung von meist giftigen Dotiergasen von großer sicherheitstechnischer Bedeutung.According to a further advantageous embodiment of the invention is before seen that the valve closing element of the purge gas valve by a pneumatic piston drive is actuated. Through a pneumatic Piston drive will also damage the valve seat firm closing of the valve and the associated disadvantageous fol avoided. Furthermore, in this embodiment, the Possibility of automatic and therefore error-free control of the Valve for performing the rinse cycles. The valve is actuated without torque transmission to the connecting nut of the gas bottle, thereby avoiding the risk of loosening the mother. This is especially when processing mostly toxic doping gases from of great importance in terms of safety.

Dadurch, daß der Ausgang der Spülgasventilkammer in den Strömungsweg des Brauchgases stromaufwärts des Feinfilters mündet, ist sichergestellt, daß auch der Spülgasstrom über das Feinfilter geführt wird, bevor er in das weitere Leitungsnetz vordringt.Because the outlet of the purge gas valve chamber in the flow path of the process gas flows upstream of the fine filter, it is ensured that the purge gas flow is passed through the fine filter before it is in the further line network penetrates.

Vorteilhaft ist ferner, wenn der Spülgaskanal einen einstückig mit dem Ventilgehäuse ausgebildeten Spülgaseingangsstutzen aufweist, so daß auch das Spülgas über eine spaltfreie Verbindung in das Ventilgehäuse einge leitet werden kann.It is also advantageous if the purge gas channel is integral with the Has valve housing trained purge gas inlet connector, so that too the purge gas is inserted into the valve housing via a gap-free connection can be directed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Fig. 1 und 2 sche matisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in FIGS . 1 and 2. It shows:

Fig. 1 eine Ventileinrichtung im Schnitt; Figure 1 shows a valve device in section.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Schnittlinie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the section line II-II in FIG. 1.

Die Ventileinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aus einem Ven tilgehäuse 1 aus Edelstahl. Wie insbesondere in Fig. 1 zu erkennen ist, geht der Gehäuseblock einstückig über in einen rohrförmigen Ansatz 31. Mit diesem ist durch eine Orbitalverschweißung stumpf ein Rohrstück 32 mit gleichem Außen- und Innendurchmesser verschweißt. In der Zeichnung ist die Schweißnaht 19 erkennbar. An seinem der Schweißnaht abgewandten Ende weist das Rohrstück 32 einen Ringbund 20 auf, der von einer Überwurfmutter 10 hintergriffen wird. Mit Hilfe der Überwurfmutter 10 kann das den Brauchgaseingang darstellende Rohrstück 32 mit dem Ausgang eines Gasflaschenventils verbunden werden, wobei die stirnseitige freie Fläche des Ringbundes 20 gegen das stirnseitige Ende eines entsprechenden Anschlußstutzens des Gasflaschenventils gepreßt wird.The valve device according to FIGS. 1 and 2 consists of a Ven tilgehäuse 1 made of stainless steel. As can be seen in particular in FIG. 1, the housing block merges in one piece into a tubular extension 31 . A tube piece 32 with the same outside and inside diameter is butt welded to it by orbital welding. The weld seam 19 can be seen in the drawing. At its end facing away from the weld seam, the pipe section 32 has an annular collar 20 which is engaged behind by a union nut 10 . With the help of the union nut 10 , the pipe section 32 representing the process gas inlet can be connected to the outlet of a gas cylinder valve, the front free surface of the collar 20 being pressed against the front end of a corresponding connecting piece of the gas cylinder valve.

Das Rohrstück 32 ist über den Ringbund 20 hinaus in den Anschlußzapfen hinein verlängert, so daß sich dort ein zylindrischer Raum zur Aufnahme eines Grobfilters 7 bildet. Das Rohrstück 32 weist in seinem Mündungs abschnitt, d.h. in dem Bereich in der Nähe des Ringbundes 20, eine Verjüngung seines Innendurchmessers auf, die als Ventilsitz 3 ausgebildet ist. Gegen diesen Ventilsitz 3 wird ein Ventilschließelement 4 mittels einer durch einen Faltenbalg 23 abgedichteten Spindel 5, die einen verjüngten Abschnitt 21 aufweist, gepreßt. Die Spindel 5 wird in dem rohrförmigen Ansatz 31 und dem Rohrstück 32 zentrisch geführt. Das Ventilschließelement 4 besteht aus Kunststoff.The pipe section 32 is extended beyond the collar 20 into the connecting pin, so that a cylindrical space is formed there for receiving a coarse filter 7 . The pipe section 32 has in its mouth section, ie in the area near the ring collar 20 , a taper of its inner diameter, which is designed as a valve seat 3 . A valve closing element 4 is pressed against this valve seat 3 by means of a spindle 5 , which is sealed by a bellows 23 and has a tapered section 21 . The spindle 5 is guided centrally in the tubular extension 31 and the pipe section 32 . The valve closing element 4 is made of plastic.

Die Innenbohrung des Rohrstückes 31 geht in Richtung auf den Gehäuse block in eine koaxiale Bohrung 33 über, die jedoch einen etwas größeren Durchmesser aufweist. In dieser Bohrung 33 ist die Ventilspindel 5 mit Hilfe einer Führung 22 geführt. Die Spindel 5 führt zu einem pneumati schen Kolben 6, der in der Zeichnung als Baugruppe lediglich schematisch angedeutet ist. Die den pneumatischen Kolben enthaltende Einheit ist mit Hilfe einer Überwurfmutter 24 an dem Ventilgehäuse 1 befestigt. Die Ventilspindel 5 ist gegen die den pneumatischen Kolben enthaltende Einheit durch einen Edelstahlfaltenbalg 23 abgedichtet.The inner bore of the pipe section 31 goes in the direction of the housing block into a coaxial bore 33 , which, however, has a slightly larger diameter. The valve spindle 5 is guided in this bore 33 with the aid of a guide 22 . The spindle 5 leads to a pneumatic piston 6's , which is indicated only schematically in the drawing as an assembly. The unit containing the pneumatic piston is fastened to the valve housing 1 by means of a union nut 24 . The valve spindle 5 is sealed against the unit containing the pneumatic piston by a stainless steel bellows 23 .

Der pneumatische Kolben ist durch eine Feder in der Richtung vorbela stet, daß die Ventilspindel und das Ventilschließelement 4 in Richtung auf den Ventilsitz 3 mit einer solchen Kraft gepreßt werden, daß das Ventil 3, 4 dicht gegen das unter Druck stehende, aus der Brauchgasflasche kom mende Gas schließt. Wird der pneumatische Kolben mit Steuerluft beauf schlagt, dann wird die Ventilspindel 5 zurückgezogen, so daß sich das Ven tilschließelement 4 von dem Ventilsitz 3 abhebt und den Strömungsweg des Brauchgases freigibt.The pneumatic piston is preloaded by a spring in the direction that the valve stem and the valve closing element 4 are pressed in the direction of the valve seat 3 with such a force that the valve 3 , 4 is tight against the pressurized, coming from the service gas bottle mende gas closes. If the pneumatic piston is struck with control air, then the valve spindle 5 is retracted so that the valve closure element Ven 4 lifts off from the valve seat 3 and releases the flow path of the service gas.

Der Strömungsweg des Brauchgases verläuft durch das Grobfilter 7, zwi schen dem Ventilsitz 3 und dem Ventilschließelement 4 hindurch und danach durch den Ringraum, der zwischen der Ventilspindel 5 und dem rohrförmigen Ansatz 31 bzw. dem Rohrstück 32 gebildet wird.The flow path of the process gas runs through the coarse filter 7 , between the valve seat 3 and the valve closing element 4 and thereafter through the annular space which is formed between the valve spindle 5 and the tubular extension 31 or the pipe section 32 .

Senkrecht, jedoch axial versetzt, zu der Bohrung 33 ist in dem Ventilge häuse 1 eine Bohrung angebracht, die eine Filterkammer 9 für ein Feinfil ter 8 bildet. Die Filterkammer 9 ist mit der die Spindel 5 enthaltenden Bohrung 33 radial verbunden. Das in der Filterkammer 9 angeordnete Feinfilter 8 ist ein zylinderförmiges Membranfilter mit einer Porenweite von 0,02 µm. Der zylindrische Innenraum des Feinfilters 8 ist an einen Kanal 25 für das Brauchgas angeschlossen. Dieser Kanal 25 geht über in einen Brauchgasausgangsstutzen 11, der ein Gewinde 26 zur Aufnahme einer Überwurfmutter (nicht dargestellt) aufweist, und der einstückig mit dem Ventilgehäuse 1 gefertigt ist. Das Brauchgas gelangt somit aus der Bohrung 33 in die Filterkammer 9 und strömt über das Feinfilter 8 in den Kanal 25 und von dort zu dem Brauchgasausgangsstutzen 11.Perpendicular, but axially offset, to the bore 33 , a bore is made in the Ventilge housing 1 , which forms a filter chamber 9 for a Feinfil ter 8 . The filter chamber 9 is radially connected to the bore 33 containing the spindle 5 . The fine filter 8 arranged in the filter chamber 9 is a cylindrical membrane filter with a pore size of 0.02 μm. The cylindrical interior of the fine filter 8 is connected to a channel 25 for the process gas. This channel 25 merges into a process gas outlet connection 11 , which has a thread 26 for receiving a union nut (not shown), and which is manufactured in one piece with the valve housing 1 . The process gas thus passes from the bore 33 into the filter chamber 9 and flows through the fine filter 8 into the channel 25 and from there to the process gas outlet connection 11 .

Auf der der Filterkammer 9 gegenüberliegenden Seite ist in dem Ventil gehäuse 1 eine zur Bohrung 33 radial verlaufende Bohrung vorgesehen, die als Ventilkammer 14 für ein Schließelement 15 dient, das ein Spülgas ventil darstellt. Die Spülgasventilkammer 14 weist zur Bohrung 33 hin eine Engstelle auf, die als Ventilsitz 17 ausgebildet ist. In die Spülgasventilkammer 14 mündet ein Spülgaskanal, der in der Darstellung der Fig. 1 nicht zu erkennen ist, und der weiter unten anhand der Darstellung der Fig. 2 beschrieben wird.On the opposite side of the filter chamber 9 in the valve housing 1 is a radially extending bore is provided for the bore 33 which serves as a valve chamber 14 for a closing member 15, which is a purge gas valve. The purge gas valve chamber 14 has a constriction towards the bore 33 , which is designed as a valve seat 17 . In the Spülgasventilkammer 14 opens a purge gas, which is not visible in the illustration of FIG. 1, and is further described below with reference to the illustration of FIG. 2.

Zentrisch in der Ventilkammer 14 ist das Schließelement 15 angeordnet, das über eine einen pneumatischen Kolbenantrieb 16 enthaltende Einheit bewegbar ist. Die den pneumatischen Kolbenantrieb 16 enthaltende Ein heit ist in den Figuren lediglich schematisch angedeutet. Die Einheit ist mittels einer Überwurfmutter 27 mit dem Ventilgehäuse 1 verschraubt. Das Schließelement 15 ist gegenüber dem pneumatischen Kolbenantrieb 16 mittels eines Edelstahlfaltenbalges 30 gasdicht abgeschlossen.The closing element 15 is arranged centrally in the valve chamber 14 and can be moved via a unit containing a pneumatic piston drive 16 . The unit containing the pneumatic piston drive 16 is only indicated schematically in the figures. The unit is screwed to the valve housing 1 by means of a union nut 27 . The closing element 15 is sealed gas-tight with respect to the pneumatic piston drive 16 by means of a stainless steel bellows 30 .

Das Schließelement 15 ist mittels einer Feder (nicht dargestellt) im Kol benantrieb in Richtung auf den Ventilsitz 17 vorgespannt, so daß die Spülgasventilkammer 14 gegenüber der Bohrung 33 geschlossen gehalten wird. Wird der pneumatische Kolbenantrieb 16 mit Steuerluft beaufschlagt, so wird das Ventilschließelement 15 gegen die Wirkung der Feder zurückgezogen, so daß der Ventilsitz 17 freigegeben wird und das in der Spülgasventilkammer 14 enthaltene Gas in die Bohrung 33 einströmen kann. Das Pneumatikventil ist somit in Ruhestellung geschlossen und in Arbeitsstellung geöffnet.The closing element 15 is biased by a spring (not shown) in Kol benantrieb toward the valve seat 17 so that the purge gas valve chamber 14 is kept closed relative to the bore 33 . If the pneumatic piston drive 16 is supplied with control air, the valve closing element 15 is withdrawn against the action of the spring, so that the valve seat 17 is released and the gas contained in the purge gas valve chamber 14 can flow into the bore 33 . The pneumatic valve is thus closed in the rest position and opened in the working position.

Weitere Details der Ventileinrichtung werden anhand der Schnittdarstel lung der Fig. 2 deutlich.Further details of the valve device are clear from the sectional representation of FIG. 2.

In Fig. 2 ist wiederum das Ventilgehäuse 1 zu erkennen, das in einer Ebene senkrecht zur Schnittebene der Fig. 1 geschnitten ist. Fig. 2 zeigt etwa in der Bildmitte die anhand der Fig. 1 bereits erläuterte Bohrung 33, in der die Ventilspindel 5 mittels einer Führung 22 geführt ist. Oberhalb der Bohrung 33 ist wiederum die bereits beschriebene Spül gasventilkammer 14 mit dem Ventilschließelement 15 und dem pneumatischen Kolbenantrieb 16 zu erkennen, der mittels einer Überwurf mutter 27 an dem Ventilgehäuse 1 befestigt ist. In FIG. 2, the valve housing 1, in turn, can be recognized, which is cut in a plane perpendicular to the sectional plane of FIG. 1. FIG. 2 shows, approximately in the center of the picture, the bore 33 already explained with reference to FIG. 1, in which the valve spindle 5 is guided by means of a guide 22 . Above the bore 33 , the previously described flushing gas valve chamber 14 with the valve closing element 15 and the pneumatic piston drive 16 can be seen, which is fastened to the valve housing 1 by means of a union nut 27 .

Unterhalb der Bohrung 33 ist die bereits anhand von Fig. 1 beschriebene Filterkammer 9 erkennbar, die das zylindrische Feinfilter 8 enthält, das in Fig. 2 axial geschnitten ist. In Fig. 2 ist ebenfalls der bereits beschriebene Brauchgaskanal 25 zu erkennen, der in den Brauchgas ausgangsstutzen 11 mit Gewinde 26 übergeht.Below the bore 33 , the filter chamber 9 already described with reference to FIG. 1 can be seen, which contains the cylindrical fine filter 8 , which is axially cut in FIG. 2. In Fig. 2 can also be seen the process gas duct 25 already described, which merges into the process gas outlet 11 11 with thread 26 .

Zusätzlich gegenüber Fig. 1 zeigt Fig. 2 den bereits kurz erwähnten Spülgaskanal 12, der radial in die Spülgasventilkammer 14 mündet. Nach außen hin geht der Spülgaskanal 12 in einen Spülgaseingangsstutzen 18 mit Gewinde 29 über. Auch der Spülgaseingangsstutzen 18 ist einschließ lich seines Gewindes 29 einstückig mit dem Ventilgehäuse 1 gefertigt.In addition to FIG. 1, FIG. 2 shows the purge gas channel 12 already briefly mentioned, which opens radially into the purge gas valve chamber 14 . To the outside, the purge gas channel 12 merges into a purge gas inlet connection 18 with a thread 29 . The purge gas inlet connector 18 is inclusive of its thread 29 manufactured in one piece with the valve housing 1 .

Gegenüber der Darstellung in Fig. 1 ist in Fig. 2 die FiIterkammer 9 für das Feinfilter 8 im Detail erkennbar. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, besteht die Kammer aus einer entsprechenden Bohrung im Ventilgehäuse 1, die in einen rohrförmigen Ansatz übergeht, der mit Hilfe eines Schraub deckels 28 mit integrierter Lecksuchbohrung abgeschlossen ist.Compared to the illustration in FIG. 1, the filter chamber 9 for the fine filter 8 can be seen in detail in FIG. 2. As can be seen in Fig. 2, the chamber consists of a corresponding hole in the valve housing 1 , which merges into a tubular extension, which is completed with the help of a screw cap 28 with an integrated leak detection hole.

Die Ventileinrichtung arbeitet wie folgt:The valve device works as follows:

Im Normalbetrieb, d.h., wenn Brauchgas einer Vorratsflasche entnommen und an einen Verbraucher weitergeleitet werden soll, ist der pneuma tische Kolben 6 mit Steuerluft beaufschlagt, so daß die Ventilspindel 5 zu rückgezogen und der Ventilsitz 3 freigegeben ist. Der pneumatische Kol benantrieb 16 ist dagegen nicht mit Steuerluft beaufschlagt, so daß das Ventilschließelement 15 des Spülgasventiles dicht gegen seinen Ventilsitz 17 gepreßt wird.In normal operation, ie when service gas is to be removed from a storage bottle and passed on to a consumer, the pneumatic piston 6 is acted upon by control air, so that the valve spindle 5 is withdrawn and the valve seat 3 is released. The pneumatic Kol benantrieb 16 , however, is not acted upon by control air, so that the valve closing element 15 of the purge gas valve is pressed tightly against its valve seat 17 .

Bedingt durch die oben beschriebenen Ventilstellungen strömt Brauchgas über den Brauchgasanschlußstutzen 2, das Rohrstück 32 und den rohrför migen Ansatz 31 in die Filterkammer 9. Von dort strömt es dort durch die Wandung des Membranfilters 8 in dessen zylindrischen Innenhohlraum ein. Von dort strömt das Brauchgas über den Kanal 25 zum Brauchgas ausgangsstutzen 11, der - meist über einen Druckminderer - zu einem Gasverbraucher führt. Due to the valve positions described above, process gas flows through the process gas connecting piece 2 , the pipe section 32 and the tube-shaped extension 31 into the filter chamber 9 . From there it flows through the wall of the membrane filter 8 into its cylindrical inner cavity. From there, the process gas flows via the channel 25 to the process gas outlet port 11 , which - mostly via a pressure reducer - leads to a gas consumer.

Wenn die Brauchgasvorratsflasche gewechselt werden soll, wird durch Sperrung der Steuerluftzufuhr und Entlüftung des pneumatischen Kolbens 6 die Ventilspindel 5 und damit das Ventilschließelement 4 in Richtung auf den Ventilsitz 3 gepreßt, so daß die Ventileinrichtung am eingangssei tigen Ende des Brauchgasanschlußstutzens 2 verschlossen ist. Nach Schließen des Flaschenventils (nicht dargestellt) kann die Überwurfmutter 10 gelöst und die Flasche von der Ventileinrichtung abgetrennt werden. Nach Anschluß einer neuen Brauchgasvorratsflasche sind in den Raum zwischen dem Brauchgasanschlußstutzen 2 und dem entsprechenden Rohr stutzen der Flasche nur eine kleine Menge Luft und damit Verunreinigungen eingetreten. Um diese Luft und die Verunreinigungen zu entfernen, wird die Ventileinrichtung mehrfach gespült. Hierzu wird der Spülgaseingangsstutzen in mehrfachem Wechsel mit Spülgas und einer Vakuumpumpe (bei geöffnetem Ventil 4) verbunden, so daß die einge drungenen Verunreinigungen und der Luftsauerstoff soweit wie möglich entfernt werden.If the service gas storage bottle is to be changed, the valve spindle 5 and thus the valve closing element 4 are pressed in the direction of the valve seat 3 by blocking the control air supply and venting the pneumatic piston 6 , so that the valve device is closed at the input end of the service gas connecting piece 2 . After closing the bottle valve (not shown), the union nut 10 can be loosened and the bottle can be separated from the valve device. After connecting a new process gas supply bottle, only a small amount of air and thus impurities have entered the space between the process gas connecting piece 2 and the corresponding pipe. In order to remove this air and the impurities, the valve device is rinsed several times. For this purpose, the purge gas inlet connection is connected in several changes with purge gas and a vacuum pump (with valve 4 open), so that the contaminants and the atmospheric oxygen which have penetrated are removed as far as possible.

Da dank der erfindungsgemäßen Maßnahme das Totvolumen äußerst klein gehalten ist, wird durch das Spülen eine bessere Reinigungswirkung er zielt.Since, thanks to the measure according to the invention, the dead volume is extremely small is maintained, the rinsing will have a better cleaning effect aims.

Nach Abschluß des Spülvorganges wird das Spülgasventil (Schließelement 15) geschlossen und das Flaschenventil geöffnet, so daß der oben erwähnte Normalbetrieb wiederaufgenommen werden kann.After completion of the flushing process, the flushing gas valve (closing element 15 ) is closed and the bottle valve is opened so that the above-mentioned normal operation can be resumed.

Claims

1. Valve device for connection to a gas bottle, with a valve housing ( 1 ) and with a with the output of a valve of the gas bottle connectable service gas connection piece ( 2 ), characterized in that the mouth portion of the service gas connection piece ( 2 ) designed as a valve seat ( 3 ) against which a valve closing element ( 4 ) can be set.

2. Valve device according to claim 1, characterized in that the valve closing element ( 4 ) via a spindle ( 5 ) from the inside against the valve seat ( 3 ) can be pressed.

3. Valve device according to claim 2, characterized in that the spindle ( 5 ) is movable by means of a pneumatic piston ( 6 ).

4. Valve device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a Grobfil ter ( 7 ) is arranged in the flow direction in front of the valve seat ( 3 ).

5. Valve device according to claim 4, characterized in that the coarse filter ( 7 ) is a sintered metal filter with an average pore size of about 15 microns.

6. Valve device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a Feinfil ter ( 8 ) is arranged in the flow direction behind the valve seat.

7. Valve device according to claim 6, characterized in that the fine filter ( 8 ) is a membrane filter with an average pore size of 0.02 µm.

8. Valve device according to claim 6 or 7, characterized in that the fine filter ( 8 ) is arranged in an externally accessible, lockable filter chamber ( 9 ).

9. Valve device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a union nut ( 10 ) is arranged on the service gas connecting piece ( 2 ).

10. Valve device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a process gas outlet connection ( 11 ) is provided which is integral with the valve housing ( 1 ).

11. Valve device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the valve housing ( 1 ) has a purge gas channel ( 12 ) which can be closed by a closing element ( 15 ).

12. Valve device according to claim 11, characterized in that the purge gas channel ( 12 ) opens into a purge gas valve chamber ( 14 ) in which the closing element ( 15 ) is arranged to be movable.

13. Valve device according to claim 11 or 12, characterized in that the closing element ( 15 ) can be actuated by a pneumatic piston drive ( 16 ).

14. Valve device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the outlet of the purge gas valve chamber ( 14 ) in the flow path of the service gas upstream of the fine filter ( 8 ) and downstream of the valve seat ( 3 ) of the service gas connection piece ( 2 ) mün det.

15. Valve device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the purge gas channel ( 12 ) has an integral with the Ven tilgehäuse ( 1 ) formed purge gas inlet connector ( 18 ).