DE8530949U1 - Armaturengrundkörper, insbesondere als Teil eines Druckminderers - Google Patents

Description

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EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Ismanlnger Straße 108 · 8000 München 80 · Telefon O 089/980731-34 ■ Telex 5216136 hage d · Telegramm: hageypatent · Telefax 089/982421 Automat (CClTT Cr. 2) Briefanschrift: Postfach 860329 ■ 8000 München 86

DruVä Sonderventile GmbH, MUnehenj den

Eppelheim 31.10.1985

u.Z.: GM209/2-85E

Armaturengrundkörper, insbesondere als Teil eines Druckminderers

Die Erfindung bezieht sich auf einen Armaturengrundkörper, insbesondere als Teil eines Druckminderers, mit mindestens einem Fluidkanal, der mit mindestens einem vorstehenden rohrförmigen Anschlußstutzen in Verbindung steht.

Armaturengrundkörper dieser Art dienen meist als Grundkörper für Druckminderer» oder auch als Grundkörper für Ventile und andere Stellglieder. Ebenso ist eine Verwendung als Grundkörper für Fluidmeßgeräte denkbar. Armaturengrundkörper dieser Art bestehen meistens aus einem massiven Block, aus dem in radialer Richtung rohrförmige Anschlußstutzen vorstehen. Diese sind mit Kanälen in dem Armaturengrundkörper verbunden, die an unterschiedlichen Radialpositionen enden und meist in axiale Kanäle übergehen, so daß über die Anschlußstutzen und die Fluidkanäle ein Fluid an die gewünschten Teile der Armatur herangeführt oder von diesen abgeleitet werden kann. Bei den bekannten Armaturengrundkörpern werden die rohrförmigen Anschlußstutzen in entsprechende Bohrungen in dem kompakten Grundkörperblock eingepaßt und eventuell eingeschraubt und dort verschweißt.

Wenn ein solcher Armaturengrundkörper in einem Druckminderer verwendet wird, über den beispielsweise Dotiergase von höchster Reinheit geleitet werden, wie sie beispielsweise in der Mikroelektronik zur Herstellung von Halbleiterbauelementen gebraucht werden, stellen sich erhebliche Nachteile und Störungen ein. So wurden beispielsweise immer

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wieder trotz sorgfältigster Vorkehrungen kleinste Partikel von Staub und Wasser festgestellt. Derartige Stöfpartikel sind bei der hohen Präzision, die heutzutage bei der Herstellung von elektronischen Halbleiterbauelemten gefordert wird, nicht tolerierbar, da diese Partikel bei der heute

B Üblichen dichten Flächenbelegung von Halbleiterelementen bereits zu erheblichen Störungen des Bauelements, d.h. zur Produktion von Ausschuß führen können.

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körper der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Verarbeitung von |

Reinstgasen ermöglicht und gewährleistet, daß in dem den Armaturen- j

grundkörper verlassenden Gasstrom möglichst keine Fremdpartikel, insbesondere keine Wassertröpfchen, Aerosole oder Staubpartikel enthalten sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlußstutzen einstückig mit dem Armaturengrundkörper ausgebildet ist.

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß das Auftreten der obengenannten Störpartikel darauf zurückzuführen ist, daß sich über eine längere Betriebsdauer hinweg an feinsten Ritzen oder Fugen des Armaturengrundkörpers Fremdkörper, wie beispielsweise Wassertröpfchen, aufbauen können, die sich nach längerer Betriebsdauer losreißen und in den Fluidstrom geraten. Es wurde gefunden, daß die eingangs geschilderte Art und Weise des Befestigens der Anschlußstutzen an dem Armaturengrundkörper die Entstehung feinster Fugen und somit die Akkumulierung von Fremdstoffen zu einem Störpartikel ermöglicht. Durch die erfindungsgemäße Lösung, nach der die Anschlußstutzen einstückig mit dem Armaturengrundkörper ausgebildet sind, ist sichergestellt, daß keinerlei Übergangsfuge zwischen dem rohrförmigen Anschlußstutzen und dem Grundkörper verbleibt, die die oben geschilderten nachteiligen Folgen haben könnte. Das Gas kann vielmehr spaltfrei ohne Toträume zu den Funktionselementen der Armatur, bei der es sich beispielsweise um einen Druckminderer handelt, geführt werden.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Armaturengrundkörper aus Edelstahl gefertigt. Dies ist insbesondere bei der Ver-

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arbeitung von Dotiergasen höchster Reinheit, wie sie in der Halbleitertechnik verwendet werden, von Vorteil.

Nach einer weiteren vorteilhaften AusfUhrungsform haben sich dabei Cr-Ni-Stähle wegen ihrer Oberflächengüte und ihrer Korrosionsbeständigkeit besonders bewährt.

FUr die einstückige Ausgestaltung des Armaturengrundkörpers und seiner Anschlußstutzen hat sich folgender Stahl als besonders vorteilhaft erwiesen:

Cr: von 10,5 % bis 20,0 %, vorzugsweise von 16,5 % bis 18,5 %

Ni: von 8,5 % bis 14,0 %, vorzugsweise von 11,0 % bis 14,0 %

C : von 0,03 % bis 0,12 %, vorzugsweise von 0,03 % bis 0,07 % 15

Die Herstellung des Armaturengrundkörpers gemäß der Erfindung geschieht vorteilhafterweise durch Drehen oder Fräsen, d.h. die rohrförmigen Anschlußstutzen werden gewissermaßen "aus dem Vollen" gedreht.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Armaturengrundkörper geschmiedet oder gewalzt ist, zeichnet sich durch geringeren Materialverbrauch aus. Das gleiche gilt für eine Ausführungsform bei der der Armaturengrundkörper gegossen ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Oberflächen des Armaturengrundkörpers innen und außen elektropoliert. Auf diese Weise werden vollkommen glatte Oberflächen erzielt, so daß die Anlagerung von Schmutzpartikeln oder Wassertröpfchen nicht möglich ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Anschlußstutzen bzw. sind die Anschlußstutzen an ihrem zum Armaturengrundkörper hin weisenden Ende verbreitert, wodurch sich eine besonders stabile Form ergibt. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, dem Armaturengrundkörper eine Umrißform eines regelmäßigen Vielecks, beispielsweise

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1 eines Sechsecks zu verleihen, wobei mehrere Anschlußstutzen jeveils

& mittig an den Seitenflächen des Vielecks angeordnet sind. Insbesondere

ι . bei der Herstellung des Armätufengrundkörpers durch Drehen oder Fräsen

hat sich diese Bauweise als besonders günstig bei der Herstellung

■ - 5 erwiesen.

' Die Stirnseiten der freien Enden des Anschlußstutzens bzw. der An-

}■ schlußstutzen sind für die Durchführung einer Orbitalverschweißung ausge-

formt. Bei dieser Art der Verschweißung entstehen an der Nahtstelle 10 keinerlei Fugen, Spalte oder Risse, durch die die unerwünschte Partikel-

akkumulation ausgelöst werden könnte.

J; Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Figuren ι bis 3 gezeig-

ji ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

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i Fig. 1: eine Ansicht des Armaturengrundkörpers von oben;

Fig. 2: einen Axialschnitt längs der Schnittlinie A-C in Fig. 1;
20 Fig. 3: einen Schnitt längs der Schnittlinie D-E in Fig. 1.

Der Armaturengrundkörper gemäß Fig. 1 besteht aus einem sechseckigen massiven Edelstahlblock. In diesem ist eine zentrale Ausnehmung 4 vorgesehen, die - im Falle der Verwendung für einen Druckminderer - zur 25 Aufnahme eines Regelventiles dient. Radialkanäle 2, 2c münden an einer

! Seitenwand der zentralen Ausnehmung 4.

; Die Ausnehmung 4 weist einen erweiterten Abschnitt 5 auf. In diesen

münden koaxiale exzentrisch angeordnete Kanäle 6a und 6b. Die exzentri-

V: 30 sehen Koaxialkanäle 6a und 6b stehen ihrerseits mit Radialkanälen 2a

bzw. 2b in Verbindung. Sechs Längsbohrungen 7 im Armaturengrundkörper dienen zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung eines Aufsatzes, der - bei Verwendung in einem Druckminderer - unter Zwischenschaltung einer federbelastenden Membran dicht auf den Armaturengrundkörper auf-35 gesetzt wird, so daß der erweiterte Abschnitt 5 und die Ausnehmung 4 abgeschlossen werden.

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An vier der sechs Seitenflächen des Armaturengrundkörpers sind mit den p

Kanälen 2, 2a, 2b und 2c fluchtende Anschlußstutzen 3, 3a, 3b und 3c \

angeformt. Diese sind dadurch hergestellt, daß von einem Rohling e.it- "/

sprechender Größe durch Drehen und Fräsen Material ringsum die r|

Anschlußstutzen abgetragen wurde und die Anschlußstutzen somit stehen- I' geblieben sind. Die Anschlußstutzen 2, 2a, 2b, 2c sind nur an ihren freien Enden auf den gewünschten Durchmesser gearbeitet, während sie zum Ar- ,

maturengrundkörper hin verbreitert sind, so daß sich eine besonders

stabile Bauweise ergibt. Die Stirnseiten der freien Enden sind für eine | ;

Orbitalverschweißung (unter Schutzgas) ausgeformt. Diese Verschweißung t

kann vollkommen frei von Harrrissen durchgeführt werden, so daß der j

Weg des in den Armaturengrundkörper eingeleiteten und aus diesem \

ausgeleiteten Gases völlig frei von Toträumen und Spalten ist, die die j

Akkumulation von feinsten Partikeln begünstigen könnte. In Verfolgung I

desselben Zieles ist der gesamte Armaturengrundkörper innen und außen |

elektropoliert. \

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Schnittlinie A-C. Es ist der kompakte Armaturengrundkörper 1 mit der zentralen Ausnehmung 4 zu erkennen.

An einer Seitenwand der zentralen Ausnehmung 4 mündet der Radialkanal 2. Der Anschlußstutzen 3 ist einstückig mit den übrigen Teilen des Armaturengrundkörpers i. Der Kanal 2, der bis zum Ende des Anschlußstutzens 3 fortgesetzt ist, wurde durch Bohren hergestellt. Das freie Ende des Anschlußstutzens 3 ist für die Durchführung einer Orbitalverschweißung aus- ,

geformt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Schnittlinie D-E. Der Anschlußstutzen 3a entspricht im wesentlichen dem Anschlußstutzen 3 in Figur 2. Der Radialkanal 2a geht jedoch - anders als bei dem Schnitt der Figur 2 - in einen Axialkanal 6a über, der wiederum in den erweiterten Abschnitt 5 der Ausnehmung 4 mündet. Wird in der Ausnehmung 4 ein Stellglied (nicht dargestellt) mit zwei Fluidanschl^-^n angeordnet, so steht der eine der beiden FluidanschlUsse über deⁿ ■ .iterten Abschnitt 5 mit den Radialkänälen 2a und 2b in Verbindung, während der zweite Fluidansdhluß an die Radialkanäle 2 und 2c angekoppelt ist.

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Claims (10)

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1. Armaturengrundkörper (1), insbesondere als Teil eines Druckminderers, mit mindestens einem Fluidkanal (2), der mit mindestens einem vorstehenden rohrförmigen Anschlußstutzen (3) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen {3) einstückig mit dem Armt-urengrundkörper (1) ausgebildet ist.

2. Armaturengrunr'iörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Edelstahl besteht.

3. Armaturengrundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Cr-Ni-Stahl besteht.

4. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Stahl folgender Zusammensetzung besteht:

Cr: von 10,5 % bis 20,0 %, vorzugsweise von 10,5 % bis 18,5 %
Ni: von 8,5 % bis 14,0 %, vorzugsweise von 11,0 % bis 14,0 %
C : von 0,03 % bis 0,12 %, vorzugsweise von 0,03 % bis 0,07 %

5. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er durch spanabhebende Verformung aus einem Rohling herausgearbeitet ist.

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6. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er gewalzt oder geschmiedet ist.

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7. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß er gegossen ist.

8. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberflächen elektropoliert sind.

9. Armaturengrundkürper nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (3) in Richtung auf sein freies Ende verjüngt ist.

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10. Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, daß er in der Draufsicht die Umrißform eines regelmäßigen Vielecks aufweist, und daß mehrere Anschlußstutzen (3a, 3b, 3c) mittig jeweils an einigen odei allen der Seitenflächen des Vielecks angeordnet sind.

11· Armaturengrundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des freien Endes des Anschlußstutzens j (3) bzw. der Anschlußstutzen (3a, 3b, 3c) für die Durchführung einer

Orbitalverschweißung ausgeformt sind.

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