DE7129218U

DE7129218U - Vakuum- vorrichtung

Info

Publication number: DE7129218U
Application number: DE19717129218U
Authority: DE
Original assignee: Ricor Ltd
Current assignee: Ricor Ltd
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1972-03-16
Also published as: DE2138092A1; DE2138092C3; GB1355434A; DE2138092B2; US3621870A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vakuum-Vorrichtungen und betrifft insbesondere eine Vakuum-Vorrichtung mit einem Ventil und einem Bedienungs-Kupplungs-Fitting für dieses, welcher ein betätigbares Betätigungsglied zum Offnen und Schließen des Ventils aufweist, wie diese beispielsweise Verwendung finden für das Evakuieren und Dichthalten von Hochvakuumsystemen, wie zum Beispiel Kryostaten, Überleitungs- bzw. Übermittlungs-Bohren, Transfer-Röhren oder dergleichen.

Bei bisher bekannten Vakuum-Vorrichtungen dieses Typs ist der Bedienungs-Rupplungs-Fitting gewöhnlich vom Ventil abnehmbar bzw. lösbar an diesem festlegbar ausgebildet, und zwar dies derart, daß er nach Beendigung des Evakuierungs-Betriebes entfernt werden kann. Dies bedingt die Notwendigkeit eines großen, ständig vorhandenen Permanent-Ventils,

bZ9§37E

und sorgt auch für Sicherheit gegen unbeabsichtigtes oder auf Nachlässigkeit beruLendes öffnen oder verfälschendes Lecken, da das Ventil nicht geöffnet werden kann, wenn nicht der Bedi e nu ngs-Kupp lungs-iri tiling au ihit angebracht ist. Der Bedi enungs-Kupplungs-Fitting weist einen von Hand betätigberen , als Betätigungsglied wirkenden Operator auf. Wenn der Bedienung¹· Kupplungs-Fitting angeschlossen und es erwünscht ist, das Ventil in die öffnungs- oder Schließ-Richtung zu bewegen, wird das handbetätigbare Betätigungsglied so bewegt, daß eine mechanische Kopplungs-Verbindung mit dem Ventil hergestellt wird, und beide Bauteile werden dann gemeinsam in Axialrichtung bewegt, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Ein sehr ernsthafter Nachteil bei den bekannten Vakuum-Vorrichtungen, die eine mechanische Kopplungs-Verbindung zwischen dem Betätigungsglied des Bedicnungs-Kupplungs-Fittings und dem Ventil benutzen, liegt darin, daß das Betätigungsglied gewöhnlich in Axialrichtung durch eine statische Dichtung hindurch bewegt werden muß. Dies ist Tür die Dichtungswirkung höchst schädlich, und zwar insbesondere dann, wenn das Betätigungsglied betätigt wird, während sich der Vakuum-Behäl-er unter Hochvakuum befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vakuum-Vorrichtungen zu beseitigen und eine Vakuum-Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher das Betätigungsglied keine Bewegung durch eine statische Dichtung hindurch durchzumachen braucht, so daß eine Störung des erzeugten Vakuums vermieden wird.

bei

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß einer Vakuum-Vorrichtung mit einem Ventil und einem Bedienungs-Kupplungs-Fitting für dieses, welcher ein betätigbares Betätigungsglied

zum öffnen und Schließen des Ventils aufweist, das Ventil ein magnetisches Glied und das Betätigungsglied einen beweglichen Körper aufweist, der ein zweites magnetisches Glied trägt, das mit dem magnetischen Glied des Ventils zum öffnen und Schließen des Ventils in Wirkverbindung bringbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Bedienungs-Kupplungs-Fitting für lösbare Festlegung am Ventil ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren nicht naheliegenden Fortbildung der Erfindung kann der Bedienungs-Kupplungs-Fitting ein Gehäuse und eine innerhalb desselben angeordnete, mit ihrem oberen Ende am Gehäuse und mit ihrem unteren Ende am beweglichen Körper festgelegte Balgdichtung aufweisen, während das Betätigungsglied einen durch die Balgdichtung axial hindurchgehenden Schaft aufweist, wobei das obere Ende des Schaftes durch den oberen Bereich des Gehäuses hindurch-geht und das untere Ende des Schaftes sich derart in Kupplungs-Verbindung mit dem beweglichen Körper befindet, daß dieser in einer Richtung zum öffnen des Ventils und in der entgegengesetzten Richtung zum Schließen des Ventils bewegbar ist.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn bei dieser Ausführungsform das untere Ende des Schaftes sich über eine am unteren Schaftende festgelegte Scheibe in Kupplungs-Verbindung mit dem beweglichen Körper befindet und dabei dieser bewegliche Körper eine angeformte zylindrische Ausnehmung aufweist, in welcher die Scheibe angeordnet ist, und einen am oberen Ende der zylindrischen Ausnehmung angeordneten und die Scheibe übergreifenden Rückhaltering trägt. Bei einer erfinderischen Fortbildung kann der Schaft durch den oberen Bereich des Gehäuses hindurchgeschraubt sein und an seinem oberen Ende einen Betätigungsknopf tragen, wobei der Schaft in jeweils einer Richtung durch Verdrehen des Betätigungsknopfes in der einen oder anderen Richtung axialverschiebbar ist.

Sie nicht naheliegende Ausbildung gemäß einem untergeordneten weiteren Erfindungsgedanken kennzeichnet sich dadurch, daß bei einer Vakuum-Vorrichtung mit am Ventil lösbar festlegbarem Bedienungs-Kupplungs-Fitting die Vakuum-Vorrichtung eine das Ventil übergreifend festlegbare Schutzabdeckung &ufweist, um dieses verschlossen zu halten, wenn der Bedienungs-Kupplungs-Fitting vom Ventil entfernt ist. Dabei kann zweckmäßigerweise die Schutzabdeckung eine Kappe aufweisen, welche in Arbeitsstellung der Schutzabdeckung sich unmittelbar am magnetischen Glied des Ventils in Anlage befindet. Für besondere Einsatzfäiie hat sich aber auch eins andere nicht naheliegende Ausgestaltung bewährt, gemäß welcher die Vakumm-Vorrichtung eine Druckentspannungsfeder, die zwischen der Schutzabdeckung und dem magnetischen Glied des Ventils angeordnet ist, wenn die Schutzabdeckung sich in Arbeitsstellung befindet,und weiterhin eine Durchgangsöffnung zum Lüften ihres Inneren auf Atmosphärendruck aufweist.

Ia folgenden wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer untergeordneter spezieller Aufgabenstellungen und der diese lösenden Merkmale sowie der dabei erzielten technischen Vorteile anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, rein beispielsweise näher beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 teilweise im Axialschnitt eine Seitenansicht eines Ventils und eines an diesem lösbar festlegbaren Bedienungs-Kupplungs-Fitting«für dieses nach der Erfindung;

Figur 2 in der Darstellung gemäß Figur 1 entsprechender Darstellung ein Ventil allein mit von ihm gelöstem und entferntem Bedienungs-Kupplungs-Fitting, wobei am Ventil eine Schutzabdeckung angeordnet ist; und

Figur 5 ii der Darstellung gemäß Figur 1 und 2 entsprechender Darstellung ein Ventil allein mit von ihm gelöstem und entferntem Bedienungs-Kupplungs-Fitting, wobei am Ventil eine andere Schutzabdeckung angeordnet ist als bei dem Ausfiihrungsbeispiel gemäß Figur 2, welche eine Druckentspannungsfeder zum öffnen des Ventils für den Fall aufweist, daß ein beabsichtigter Druckanstieg im Vakuum-Gefäß auftreten sollte.

Die in Figur 1 dargestellte Vakuum-Vorrichtung weist ein allgemein p.Is 2 bezeichnetes Ventil und einen von diesem lösbaren Bedienungs-Kupplungs-Fitting auf, der allgemein mit 4 bezeichnet ist. Das Auslaßende des Ventils ist an das zu evakuierende Gefäß 6 angeschlossen; und während des Evakuierungs- oder Auspumpprozesses ist das Einlaßende des Ventils durch ien Bedienungs-Kupplungs-Fitting an die (nicht gezeigte) Auspump-Vorrichtung angekuppelt. Nach erfolgter Evakuierung wird das Ventil geschlossen und der Bedienungs-Kupplungs-Fitting entfernt. All dies wird im Detail im folgenden insbesondere im Einblick auf die vorliegende neue Vakuum-Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben.

Das Ventil 2 weist einen Körper 10 beispielsweise aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl, Aluminium oder Messing mit einer eingeformten axialen Durchgangsbohrung 12 auf, die mit einem Auslaßrohr 14 kommuniziert, welches an den Vakuumbehälter 6 anschließbar ist. Das Einlaß- (obere) Ende des Ventils weist eine ringförmige Wandung 16 auf, welche iber eine trichterförmige Wandung 17, die sich kegelstumpffönnig nach innen neigt, in die Bohrung 12 übergeht.

Das Ventilglied 18 weist scheibenartige Form auf und besitzt einen angeformten umlaufenden bzw. zentralen kreisförmigen Ausnehmungsbereich 18' auf seiner nach oben gewandten Stirnfläche.

Das Glied 18 ist aus magnetischem Material hergestellt. Es ist in die durch die ringförmige Wandung 16 gebildete Ausnehmung so einführbar, daß diese einen Sitz für es bildet, und trägt auf seiner Unterseite einen nach unten vorstehenden zylindrischen Fortsatz 20, welcher sitzartig in die Bohrung 12 einführbar ist. Der Fortsatz 20 kann gleichfalls aus magnetischem Material gemacht sein. Vorzugsweise sind beide Teile 18 und 20 aus magnetischem rostfreiem Stahl, Ein den Vorsprung 20 umgebender und an der trichterförmig nach innen geneigten Wandung 17 der Bohrung 12 zur Anlage bringbarer Dichtungsring 22 vervollständigt die Dichtung, wenn das Ventil geschlossen wird.

Der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 weist ein Gehäuse 30 beispielsweise aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl auf, das lösbar und bei Bedarf jederzeit entfernbar am Ventil 2 festlegbar ist. Das untere Ende 32 des Gehäuses 30 weist einen sich nach *ußen erstreckenden Flansch auf und befindet sich in Kupplungsverbindung mit dem Ventilkörper 10 durch Zwischenschaltung einer Gewinde aufweisenden Überwurfmutter JA- und eines Hückhalteringes 36. Ein Dichtungsring 38 ist zwischen Flansch 32 und Ventilkörper 10 eingeschaltet. Bei dem Ventil ist lediglich das Glied 18 (wahlweise mit dem Fortsatz 20) aus magnetischem Material hergestellt.

Zum Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 gehört ein handbetätigbares Betätigungsglied, das allgemein mit 40 bezeichnet ist und einen Schaft 42 aufweist, der sich durch das Gehäuse in Axialrichtung hindurch erstreckt und dessen oberes Ende durch die obere Wandung 44 des Gehäuses 30 hindurch-geht und einen als Drehknopf ausgebildeten Betätigungsknopf trägt. Gleichfalls innerhalb des Gehäuses 30 ist eine Balgdichtung angeordnet, deren oberes Ende 48' (beispielsweise mittels Versch^eißung) an der oberen Wandung des Gehäuses festgelegt ist.

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Das untere Ende 48" der Balgdichtung ist an einem bewegbaren zylindrischen Iförper 50 festgelegt, der an seinem unteren Ende einen scheibenförmigen Permanentmagneten 52 trägt, welch letzterer in der Ausnehmung 18' des magnet Gliedes 18 des Ventils so einführbar ist, daß diese ihn sitzmäßig aufnimmt. Der Körper 50 ist vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Metall wie beispielsweise Aluminium oder Messing hergestellt, wobei der Magnet 52 an ihm durch Verschweißung oder Haftung über geeignete Haftmittel, wie beispielsweise geeigneten Leim oder dgl., festgelegt ist, er kann jedoch gleichfalls aus magnetischem Material gebildet seiu, und zwar dabei vorzugsweise als einstückige Einheit mit dem Magneten 52 ausgebildet sein.

Das untere Ende des Schaftes 42 trägt eine Scheibe 54-» die innerhalb einer im bewegbaren Körper 50 eingeformten zylindrischen Ausnehmung 56 angeordnet ist. Gleichfalls innerhalb dieser letztgenannten Ausnehmung angeordnet ist ein Anlagering 58, welcher die Scheibe 5^ von oben her übergreift und seinerseits in Arbeitsstellung gehalten ist durch einen Rückhaltering 60.

Die,

*cias Gehäuse nach oben begrenzende Deckwandung 44 des Gehäuses 30 ist in Form einer am Gehäuse lösbar mittels Festlegungselementen 62 festgelegten Deckplatte ausgebildet, wobei ein Dichtungsring 64 zwischen Deckplatte und Gehäuse eingeschaltet ist.

Der Schaft 42 ist durch die Deckwandung 44 des Gehäuses derart hindurchgeschraubt, daß eine Rotationsbewegung des Schaftes in einer Richtung, die durch Betätigung des Drehknopfes 46 erzielt werden kann, zu einer Bewegung der Scheibe 54- nach unten und eine Drehbewegung des Drehknopfes in der entgegengesetzten Richtung zu einer Verschiebebe-""■ wegung der Scheibe nach oben führt. Die Scheibe 5^ dient

dazu, die Kopplungsverbindung zwischen Schaft 42 und der

Einheit von Körper 50 und seinem Magneten 52! herzustellen, so daß auch der letztere in gleicher Weise in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehbewegung des Knopfes 46 nach oben oder unten verstellbar ist.

i/i β IQ if XgU X* 1 ΰάΧ'ΚΟβ'ϋοχΙ'ϋό V öküüiüVOrri Cutüüfj xCOüüüt Wie folgt EU Verwendung und Einsatz:

Wenn in den Vakuum-Behälter 6, an den das Ventil 2 angeschlossen ist, ein Unterdruck erzeugt bzw. der Behälter evakuiert werden soll, wird der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 durch Festziehen der überwurfmutter 38 am Ventil 2 festgelegt. Anschließend wird der Knopf 46 gedreht ,um den Magnet 52 abzusenken und in Kontakt mit dem magnetischen Glied 18 des Ventils su bringen, worauf er innerhalb der Ausnehmung 18' seine Ruhestellung einnimmt; dies ist die in Figur 1 dargestellte Position. Anschließend wird mit dem AuspumpVorgang dadurch begessss, ds£ die (nicht gezeigte) Vakuus-Yc^ichtungj die an das Verbindungselement 8 angeschlossen ist, in Betrieb genommen wird. Wenn der Vakuum-Druck im Verbindungselement 8 auf annähernd den Druckwert innerhalb des Behälters 6 gesenkt ist, wird langsam der Knopf 46 gedreht, und zwar derart, daß die Scheibe 54, der bewegbare Körper 50 und der Magnet 52 angehoben werden. Da der Druck auf beiden Seiten der Scheibe annähernd der gleiche ist, ist die Haltekraft des Magneten 52 ausreichend, an diesem die magnetische Scheibe 18 und deren Fortsatz 20 des Ventils zu halten und diese mitzunehmen, wodurch das Ventil geöffnet und das Innere des Behälters 6 an die Pumpvorrichtung angeschlossen wird.

Nach Beendigung des Auspumpvorganges wird der Knopf 46 in entgegengesetzter Bichtung verdreht, um den Magneten 52, die magnetische Scheibe 18 und deren Fortsatz 20 abzusenken und dadurch das Ventil zu schließen. Das Vakuum im Verbindungsteil 8 wird dann durch Belüften des Verbindungsteils mit Atmospaltendruck aufgehoben. Die nach oben gerichtete

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Oberfläche der magnetischen Scheibe 18 steht somit unter Atmosphärendruck und ihre nach unten gerichtete Oberfläche unter dem Vakuum des Behälters. Die aus dieser Druckdifferenz resultierende Kraft überwindet die Haltekraft des Magneten 52, so daß die magnetische Scheibe 18 und deren Fortsatz- 20 eine satt dichtende Sitzstellung über der Bohrung einnehmen, wodurch das Ventil geschlossen wird. Der Knopf wird dann so gedreht, daß sich der Magnet 52 hebt. Der Bedienungs-Kupplungs-Fitting 4 wird anschließend durch Lösen der Übeirfurfmutter 34 abgenommen.

Es ist erkennbar, daß erfindungsgemäß dann, wenn das Ventil geöffnet und geschlossen wird, das Bedienungsglied nicht durch eine statische Dichtung sich hindurch«bewegt, wodurch das im Behälter 6 erzeugte Vakuum beeinträchtigt werden würde, wie das der Fall bei den oben kurz beschriebenen bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

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Bei Ausrüstungen bzw. Einrichtungen oder Anlagen, bei dener unbeabsichtigte Druckerhöhungen des Vakuum-Baumes auftreten können, kann eine federbelastete belüftete Abdeckung am Ventil angebracht werden, wodurch dieses in ein Sicherheitsventil verwandelt wird. Dies ist in Figur 3 gezeigt, wo erkennbar ist, daß die Schutzabdeckung 80 eine Durchgangsöffnung 82 zum Lüften ihres Inneren auf Atmosphärendruck aufweist. Sie ist auf den Ventilkörper 10 aufgeschraubt und weist eine Druck-

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entspennungsfeder 84- auf, die zwischen Abdeckung und magnetischem Ventilglied 18 zwischengeschaltet ist. Im .Falle eiaes unbeabsichtigten Druckanstiege8 über Atmosphärendruck iunerhalb des Vakuam-Haumes wird das Ventil automatisch gegen die Wirkung der Feder 84 geöffnet, wodurch der Vakuum-Haum durch die Durchgangöüffuang 82 an Ataospaäreudruck gelüftet bzw. gelegt wird.

Es ist hervorzuheben, daß der Permanentmagnet 52 aus weichem magnetischem Material und das Ventilglied 18 aus permanentmagnetischem Material oder beide Teile aus permanentmagnetischem, in entgegengesetztem Sinn magnetisiertem Material gebildet sein können, so daß sie einander anziehen. Der Magnet 52 kann auch ein Elektromagnet sein, und er kann weiterhin ausserhalb des Gehäuses angeordnet sein.

Obgleich die Erfindung lediglich anhand einiger bevorzugter Ausführungäbespiele dargestellt und erläutert worden ist, ist sie nicht, auf diese beschränkt. Es stehen deia Fachmann vielmehr vielfältige Möglichkeiten, cffen, die Erfindung durch andere Kombination ihrer Merkmale oder deren Austausch gegen gleichwirkende Mittel an die jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten und/oder d. 3 jeweiligen Forderungen des einzelnen Einsät zf alles anzupassen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die Erfindung auch für andere Aufgaben eingesetzt werden, als vorstehend beschrieben.

Claims

Vakuum-Vorrichtung mit einem Ventil und einem Bediengungs-Xupplungs -Fitting für dieses, welcher ein betätigbares BetätigungFglied zum öffnen und Schließen des Ventils aufweist, dadurch gekennzeichnet,daß das Ventil (2) ein magnetisches Glied (18 bzw. 18,20) und das Betätigungsglied (40) einen beweglichen Körper (50) aufweist, der ein zweites magnetisches Glied (52) trägt, das mit dem magnetischen Glied (18 bzw. 18,20) des Ventils (2) zum öffnen und Schließen des Ventils (2) in Virkverbindung bringbar ist.

Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungs- Kupplungs-Fitting (4) für lösbare Pestlegung am Ventil (2) ausgebildet ist.

Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungs- Kupplungs-Fitting (4) ein Ge häuse (30) und eine innerhalb desselben angeordnete, mit ihrem oberen Ende am Gehäuse (30) und mit ihrem unteren Ende am beweglichen Körper (50) festgelegte Balgdichtung

BANKKONTO DRESPT

POSTSCHECKKONTO NR I85~S6O~

M MAIN NR 880550 NKFURT

aufweist und daß das Betätigungsglied (40) einen durch die Balgdichtung (48) axial hindurchgehenden Schaft (42) aufweist, wobei das obere Ende des Schaftes (42) durch den oberen Bereich (44) des Gehäuses (30) hindurchgeht, ur⁵ das untere Ende des Schaftes (42) sich derart in Kupplungsverbindung mit dem beweglichen Körper (50) befindet, daß dieser in einer Richtung zum öffnen des Ventife (2) und iu der entgegengesetzten Richtung zum Schließen des Ventils (2) bewegbar ist.

4. Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ^kennzeichnet, daß das untere Ende des Schaftes (42) sich über eine am unteren Schaftende festgelegte Scheibe (54) in Kupplungs-Verbindung mit dem beweglichen Körper (50) befindet und daß dieser bewegliche Körper (50) eine angeformte zylindrische Ausnehmung (56) aufweist, in welcher die Scheibe (54) angeordnet ist, und einen am oberen Ende der zylindrischen Ausnehmung (56) angeordneten und die Scheibe (54) übergreifenden Rückhaltering (60) trägt.

5. Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekonnzeichnet, daß der Schaft (42) durch den oberen Bereich (44) des Gehäuses (30) hindurchgescnraubt ist und an seinem oberen Ende einen Betätigungsknopf (46) trägt, wobei der Schaft (42) in jeweils einer Richtung durch Verdrehen des Betätigungsknopfes (46) in der einen oder anderen dichtung axialverschiebbar ist.

6. Vakuum-Vorrichtung nach einem der Anaprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine das Ventil (2) übergreifend festlegbare Schutzabdeckung (70 bzw. 80) aufweist, um dieses verschlossen zu halten,, wenn der Bedienungen Kupplungs-Fitting (4) vom Ventil (2) entfernt ist.

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Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (70) eine Kappe (72) aufweist, welche in Arbeitsstellung der Sc-hutζabdeckung (70) sich unmittelbar am magnetischen Glied (18) des Ventils (2) in

8. Vakuum-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Druckentspannungsfeder (84·), die zwischen der Schutzabdeckung (80) und dem magnetischen Glied (18) des Ventils (2) angeordnet ist, wenn die Schutzabdeckung (80) eich in Arbeitsstellung befindet, und weiterhin eine Durchgangsöffnung (82) zum Lüften ihres Inneren auf Atmosphärendruck aufweist.

Patentanwalt·