EP2467628A1 - Ventil zum im wesentlichen gasdichten unterbrechen eines fliesswegs - Google Patents

Ventil zum im wesentlichen gasdichten unterbrechen eines fliesswegs

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Publication number
EP2467628A1
EP2467628A1 EP10734142A EP10734142A EP2467628A1 EP 2467628 A1 EP2467628 A1 EP 2467628A1 EP 10734142 A EP10734142 A EP 10734142A EP 10734142 A EP10734142 A EP 10734142A EP 2467628 A1 EP2467628 A1 EP 2467628A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
seal
seal carrier
coupling
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10734142A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Lamprecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VAT Holding AG
Original Assignee
VAT Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VAT Holding AG filed Critical VAT Holding AG
Priority to EP10734142A priority Critical patent/EP2467628A1/de
Publication of EP2467628A1 publication Critical patent/EP2467628A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K3/18—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K3/06—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
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    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
    • F16K3/085—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres the axis of supply passage and the axis of discharge passage being coaxial and parallel to the axis of rotation of the plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations

Definitions

  • the invention relates to a valve for substantially
  • valves in particular in the form of shuttle valves or slide valves, are mainly used in vacuum technology.
  • Valves of the type mentioned are known in different embodiments of the prior art and are particularly in vacuum chamber systems in the field of IC, semiconductor or substrate production, in a
  • Such vacuum chamber systems include in particular
  • evacuable vacuum chamber having at least one vacuum chamber opening through which the
  • Semiconductor elements or other substrates in and out of the vacuum chamber are feasible, and at least one vacuum pump for evacuating the vacuum chamber. For example, go through in a semiconductor wafer manufacturing plant or
  • Liquid crystal substrates, the highly sensitive semiconductor or liquid crystal elements sequentially multiple process vacuum chambers in which the located within the process vacuum chambers parts by means of a respective
  • the vacuum valves which have passed through semiconductor parts are also known as rectangular valves and, due to their usual functioning, also as slide valves, rectangular slides or
  • Peripheral valves are used in particular for controlling or regulating the gas flow between a vacuum chamber and a vacuum pump or a further vacuum chamber.
  • Peripheral valves are located, for example, within a piping system between a process vacuum chamber or a transfer chamber and a vacuum pump, the atmosphere or another process vacuum chamber.
  • Opening cross-section of such valves is usually smaller than in a vacuum transfer valve. Because peripheral valves depend on the
  • Open position and a gas-tight closed position are used, they are also used as control valves
  • One possible peripheral valve for controlling or regulating the gas flow is the shuttle valve.
  • a typical shuttle valve as known, for example, from US Pat. No. 6,089,537 (Olmsted)
  • a generally round valve disk is rotationally pivoted via an opening, which is generally also round, from an opening-releasing position into an intermediate position covering the opening.
  • a spool valve such as in US 6,416,037 (Geiser) or the US
  • valve plate 6,056,266 (Blecha) described, the valve plate, as well as the opening, usually rectangular in shape and is linear in this first step of an opening
  • Pushed intermediate position In this intermediate position is the valve plate of the pendulum or
  • Movement preferably takes place essentially in one
  • the seal may e.g. either via an arranged on the closure side of the valve disc sealing ring on which the opening
  • Sealing ring between the valve disk and the valve seat hardly shear forces that would destroy the sealing ring
  • Valve seat takes place. From the prior art are different
  • the valve includes a
  • Valve housing having a first wall having a first opening and a first valve seat, a valve plate having a closure side with a sealing ring and at least one drive.
  • the valve disk is pivotable or displaceable from an open position essentially parallel to the first valve seat, and the vertical distance between the valve disk and the first valve seat can be reduced such that it can be axially sealed
  • the valve plate comprises an outer plate portion which is connected to the drive and the sealing ring in the direction perpendicular to the first
  • Valve seat fixed, and an inner plate portion having an outer peripheral surface and relative to
  • outer cup portion is movably mounted in a direction substantially perpendicular to the first valve seat.
  • the outer peripheral surface is surrounded by the sealing ring substantially gas-tight inner sealing.
  • Valve housing in particular the first valve seat or a lateral groove, supported.
  • Closing and sealing process via a single linear movement takes place.
  • a suitable material for sealing rings is, for example, the elastic known under the trade name Viton®
  • Static seals are not directly involved in the process of gas tight closure of a valve. They are located in particular at the connections of the vacuum valve, for example between the vacuum valve connection and a vacuum device, e.g. a process chamber, one
  • Transport chamber Transport chamber, a vacuum pump or a
  • Static seals are usually subject to less mechanical stress than dynamic seals, because after mounting the vacuum valve to the
  • Vacuum device the forces acting on the seal forces are substantially constant and the gas-tight contact after installation of the vacuum valve over a longer
  • Period is preserved.
  • they are the - possibly aggressive - flowing medium inside the
  • Valve body less exposed. Chemical and abrasive influences on static seals are usually lower than with dynamic seals.
  • Dynamic seals are used in particular for gas-tight sealing between the valve seat and the movable
  • Valve closure such as the valve plate.
  • valve preferably used a shuttle valve.
  • the control of the flow of the aggressive gas is carried out by reducing and increasing the opening cross section of the valve.
  • the valve is indeed
  • Valve plate with the seal in the intermediate positions between the open position and the closed position always protrudes into the opening cross-section of the valve and the
  • Vacuum valve in even shorter intervals.
  • the previously known from the prior art vacuum valves allow partial replacement of the seal, for example, by replacing the designed as a static seal O-ring.
  • Vacuum valves whose connections on the other hand
  • vacuum valves of the type mentioned are regularly constructed so that a simple replacement of the dynamic seal is possible, for example by removing the valve disk on which the seal
  • valve disk is arranged, and replacing the valve disk with a new valve disk.
  • Vacuum slide valve which has a maintenance opening for easy removal of the valve disk and one for quick Replacement suitable interface between the valve plate and the push rod of the valve drive, as well as a suitable multi-function tool is described in US 7,134,642 (Seitz).
  • Valve closure requires an interruption of the
  • An object of the invention is therefore to provide a valve for substantially gas-tight interruption of a flow path to
  • Another object of the invention is to provide such
  • a further object of the invention is to provide a valve whose dynamic seal in the open position and in the intermediate position of the valve disk is only partially or not at all attacked by the medium through which the valve flows.
  • the invention is based on providing a seal carrier associated with the valve disk and with a
  • valve opening can be pressed on the valve seat. If, however, no gas-tight closure by means of the valve disk is required, but the cross-section of the valve opening is only reduced and the flow path are only partially interrupted, the seal carrier can be decoupled with the first seal from the valve disk and in the so-called parking position with the park portion of
  • Valve plate can now to control the flow by at least partially covering the cross section of
  • Valve opening and thus be used by reducing and enlarging the opening cross-section, the first
  • the valve according to the invention can thus be operated in two modes, namely a first operating mode for reducing and enlarging the opening cross-section, wherein a
  • the first seal in this mode is subject to little or no chemical or abrasive wear by the medium flowing through.
  • inventive valve thus characterized, depending on the shares of the modes, by a significant
  • the inventive valve for substantially gas-tight interruption of a flow path has a valve housing, in which at least one valve opening is provided for the flow path.
  • Under the flow path is generally to be closed opening path between two areas - in particular between a process chamber for
  • the flow path is for example a
  • valve Connecting passage between a process chamber and a pump or two interconnected process chambers.
  • the valve can be a peripheral valve, for example a shuttle valve, for the passage of gases or a transfer valve for the transfer of semiconductor parts from one to the next process chamber or to the outside world.
  • peripheral valve for example a shuttle valve, for the passage of gases or a transfer valve for the transfer of semiconductor parts from one to the next process chamber or to the outside world.
  • Opening cross section also referred to as a rectangular slide.
  • the valve opening has, for example, a substantially round, oval or rectangular cross section and has a central axis which extends in the region of the valve opening in the middle of the flow path parallel thereto. This opening axis is for example perpendicular to the plane defined by the valve opening surface.
  • the valve opening is enclosed by a valve seat which surrounds the valve seat
  • Opening extends. For example, the area of the
  • Valve seat at least partially in a direction parallel to the opening axis.
  • the valve has an adjustable valve plate with a closure side and at least one drive, by means of which the valve plate can be adjusted between an open position and a closed position.
  • Closed position takes place via the drive by means of an at least partially transverse to the opening axis
  • valve disk is pivotable or displaceable by means of the drive in at least one direction, which is at least one directional component has perpendicular to the opening axis.
  • Valve seat provided that it extends perpendicular to the opening axis.
  • the invention includes not only a valve with a uniaxial drive, by means of which
  • Valve disk along an axis or about an axis is movable, but preferably also multi-axis drives, by means of which the valve disc along at least one or at least a second axis is movable.
  • the closure side of the valve disk is that side which, in the closed position of the valve disk, faces the valve opening and in particular the valve seat. In the open position, the valve disk is arranged in a parking section of the module arranged laterally next to the valve opening
  • the parking section is generally that region of the valve in which the valve disk moved out of the opening cross-section is located next to the opening. In the open position, the valve opening and the flow path are released. The valve is fully open in the open position. In the closed position, the valve plate overlaps with one on the closure side
  • Closing area is any
  • Valve opening can be at least partially covered.
  • the closing surface is either fixed to the valve plate
  • valve plate connected and forms a part of the valve plate extending on the closure side, or it is movable - in particular in the direction parallel to
  • a first seal which acts as a dynamic seal, contacts the valve seat in a gas-tight manner, so that a gas-tight contact between the first seal and the
  • valve seat exists. The valve plate closes the
  • the valve has a seal carrier which can assume at least two typical positions. In the first position of the seal carrier with the
  • the first position is called the coupling position.
  • the coupling position of the seal carrier In the coupling position of the seal carrier, the same is coupled to a first receptacle of the valve disk on the valve disk.
  • the first receptacle is generally an element or a section on the valve disk, by means of which a connection between the seal carrier and the valve disk can be produced.
  • the valve In order to releasably fix this connection, the valve has first coupling means, by means of which the seal carrier releasably coupled to the first receptacle of the valve disk and thus in the
  • Coupling position is fixable.
  • the terms first record and first coupling means are to be understood functionally. It is possible the first shot and the first coupling means
  • Valve plate is arranged for receiving the seal carrier, whereas the first coupling means, For example, a spring-loaded catch, can be located on the seal carrier and / or on the valve disk.
  • the second position is called parking position. In this parking position of the seal carrier selbiger is coupled to a second receptacle of the parking section in the park portion of the valve housing.
  • the second shot is an element or section in the park section at
  • Valve housing by means of which a connection between the
  • the valve has second coupling means, by means of which the seal carrier can be releasably coupled to the second receptacle of the parking section and thus can be fixed in the parking position.
  • the terms second recording and second coupling means are to be understood functionally, because the second recording and the second
  • Coupling means may be formed by one or more functional units.
  • the first seal acting as a dynamic seal is arranged on the seal carrier such that the first seal gas-tightly contacts the valve seat when the seal carrier is on the valve disk and thus in the coupling position and when the valve disk has been moved into the closed position by means of the drive.
  • the first seal is arranged on the seal carrier and the seal carrier and the Schliessflache are formed such that in this coupling position and in the simultaneous closed position, a gas-tight Connection between the first seal and the
  • Direct contact between the first seal and the closure surface can be effected, for example, by arranging the closure surface on the seal carrier and thus ensuring gastight contact between the first seal and the closure surface on the sealing surface
  • Seal is arranged directly on the Schliessflache by the first seal vulcanized for example on this Schliessflache or fixed in a groove on the Schliessflache. Is the closure area part of the
  • a seal carrier equipped with the closure surface has, in particular, a disk-shaped, plate-like or plate-like shape which is closed in a flat manner so that it can serve as a closure for the valve opening.
  • An indirect contact between the first seal and the closing surface can be effected, for example, by the fact that the closing surface is not part of the
  • Seal carrier is, but is fixed or movable on the valve disk.
  • the sealing means on an at least partially radially inwardly facing inner surface of the particular annular seal carrier in such a way
  • sealing means in the coupling position an at least partially radially outwardly facing
  • This closing surface can be fixedly arranged on the valve disk and in particular
  • Closing surface acts.
  • the closing surface is movably arranged on the valve disk.
  • the closure surface is mounted movably on the valve disk in a direction perpendicular to the closure side relative to the valve disk and in the coupling position relative to the seal carrier within a movement range.
  • the storage is resilient, so that the
  • the movable mounting of the closing surface allows that the closing surface can be supported directly on the valve seat or on another portion of the valve housing in case of over or under pressure on one of the valve sides.
  • Closure surface is known for example from US 2007/0138424 (Geiser). Thus, at least in a portion of this range of motion of the gas-tight contact between the
  • the outer surface of the closing surface is dimensioned such that it gas-tight at least within a portion of the movement range of the closing surface of the sealing means in the coupling position
  • the outer surface is in Direction perpendicular to the closure side dimensioned at least according to the range of motion.
  • the above sealant can from a second
  • Seal are formed, which is arranged on an at least partially radially inwardly facing inner surface of the seal carrier and at least partially inwards in
  • this second seal thus encloses an outer surface of the closure surface which faces at least partially radially outward
  • This second seal may be, for example, an O-ring arranged in a circumferential groove, another sealing ring or a vulcanised seal.
  • said sealing means are formed by the first seal.
  • the first one has
  • the first seal is for this purpose in an inner edge portion of an at least partially radially inwardly facing inner surface of the
  • This sealing function corresponds to the usual dynamic seal, as already described above. Due to the arrangement in the edge portion, however, the first seal also encloses with a part in the in the radial direction at least partially inward in the
  • Coupling position an at least partially radially outwardly facing outer surface of the closing surface in a substantially radially gas-tight manner.
  • Radial is generally understood to mean a directional component that is substantially parallel in one plane to the plane Closure side extends, these planes being pierced in particular perpendicularly from the opening axis, whereas axially generally a direction component is understood to be perpendicular to the closure side and in particular parallel to the opening axis.
  • the term is radial in the context of
  • Closing surface arranged on the valve plate and the valve has sealing means, the seal carrier and the closing surface in the coupling position and in the
  • Sealing means are arranged on an at least partially radially inwardly facing inner surface of the seal carrier such that the sealing means in the coupling position at least partially radially outwardly facing
  • the sealing means may be formed by the first seal or a second seal as described above.
  • the first coupling means are in this embodiment by non-positive first coupling means in the form of
  • Sealants that are elastic in the radial direction formed.
  • the sealing means enclose the outer surface of the closing surface in the coupling position so elastically that the seal carrier is releasably fixable in the coupling position in a non-positive manner.
  • the sealants in this embodiment have not only one Abdichtfunktion, but also a coupling function in terms of the first coupling means.
  • Coupling means and the second receptacle formed such that the coupling of the seal carrier in the
  • valve disk is movable by means of the drive in such a way that the seal carrier can be brought from its coupling position on the valve disk into its parking position in the park portion, and vice versa.
  • the drive is designed, for example, such that the
  • Valve plate at least in the open position in the form of a
  • Valve disk along an axis or about an axis is movable, but multiaxial, so that the valve disc along at least one or at least a second
  • Axis namely in the form of a vertical movement in the direction perpendicular to the closure side, is movable.
  • valve seat is used.
  • the second receptacle of the parking section is designed such that the seal carrier can be guided at least partially out of the parking position by this vertical movement into the second receptacle into the parking position and out of the second receptacle.
  • the second coupling means as Baj onettver gleich with at least one slot having an introduction, and formed at least one button.
  • the Baj onettver gleich is like that
  • the first receptacle of the valve disk is a translatory first receptacle
  • Coupling means designed as non-positive first coupling means, the seal carrier in the first receptacle in the coupling position with a holding force to the
  • the holding force is such that it by the vertical movement of the
  • these non-positive first coupling means are formed by a spring-loaded catch which is arranged in the seal carrier or in the first receptacle on the valve disk.
  • the invention is not limited to any particular
  • valve types As a particularly advantageous, the invention but proven in the form of a shuttle valve.
  • the valve opening and the valve disk have in particular a substantially round cross-section.
  • the seal carrier has an annular or plate-shaped cross section.
  • the transverse movement effected by means of the drive is a particularly arcuate pivotal movement about one in the
  • Pivot axis The vertical movement takes place in the form of a linear movement substantially parallel to the opening axis.
  • the valve plate is by means of the drive between the open position and an intermediate position by the
  • valve disk with the closure side at least partially covers the valve opening and is arranged in spaced opposition to the valve seat.
  • the valve disk reduces the valve opening and does not completely interrupt the flow path due to the spaced opposing position to the valve seat, but partially.
  • the drive is designed such that the valve disk is adjustable by means of the drive between this intermediate position and the closed position by the vertical movement.
  • inventive valve can also as
  • Valve opening and the valve plate for example, a substantially rectangular cross-section.
  • the seal carrier has a rectangular frame-like or rectangular
  • the transverse movement of the drive is a linear movement along a substantially
  • the vertical movement is one
  • valve disk with the closure side at least partially covers the valve opening and is arranged in spaced opposition to the valve seat.
  • the valve disc reduces the valve opening and partially interrupts the flow path, without interrupting it completely, since the valve disk is arranged in a spaced opposite position to the valve seat.
  • the valve plate is adjustable by means of the drive between the intermediate position and the closed position by the vertical movement.
  • the valve may also be a valve which can be closed by means of only a single transverse movement and which can be completely closed without vertical movement,
  • a wedge valve for example, a wedge valve
  • the invention provides a protective surface in a further development in the park section. This protection area is like this
  • the valve according to the invention makes it possible to use two
  • a first mode for controlling the opening cross-section of the valve wherein the opening cross-section completely open and substantially reduced, in particular almost - but not gas-tight - can be closed
  • a second mode for controlling the opening cross-section of the valve wherein the opening cross-section completely open and substantially reduced, in particular almost - but not gas-tight - can be closed
  • an embodiment of the invention has a control device which is so connected to the drive and which is designed such that the valve in the first mode and the second mode of operation is operable.
  • the seal carrier In the first mode, the seal carrier is arranged in the parking position and the
  • Valve disc is between the open position and one
  • the valve plate covers the side with the closure
  • Valve opening at least partially, it is arranged in spaced opposition to the valve seat and it reduces the valve opening, wherein the flow path is partially interrupted.
  • the seal carrier In the second operating mode, the seal carrier is arranged in the coupling position and the valve disk is adjustable between the open position and the closed position. The change of the modes is done by such adjustment of the drive that in
  • Seal carrier is achieved by overcoming positive first coupling means of the valve disk. By loosening the seal carrier from the valve plate, it is thus arranged in the parking section in the parking position.
  • Seal carrier can by reverse moving the
  • Fig. 1 is an oblique view of an inventive
  • Fig. 2 is a detailed oblique view of the
  • Fig. 3 is a side cross-sectional view of the
  • Valve disc in the closed position and the seal carrier in the coupling position
  • valve disk 4a is a cross-sectional view of the valve disk in
  • FIG. 4b shows the cross-sectional view of the valve disk in FIG.
  • FIG. 4c shows the cross-sectional view of the valve disk in FIG.
  • FIG. 4d shows the cross-sectional view of the valve disk in FIG.
  • Fig. 5a is a plan view of the parking section, the second
  • Fig. 5b is a plan view of the parking section, the second
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the first receptacle and the first coupling means designed as a spring-loaded catch
  • Fig. 7 is a side cross-sectional view of the
  • Fig. 8 is a side cross-sectional view of the
  • Valve plate in the closed position and an alternative seal carrier with a closed Schliessflache in
  • Figures 1, 2, 3, 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 6 and 7 show a common, exemplary embodiment of a
  • Valve housing 1 In this valve housing 1 is a
  • Valve opening 2 for the flow path F provided.
  • Valve opening 2 has a substantially circular cross section and extends straight through the valve housing 1 along a rectilinear opening axis 3, shown in Figure 1 by the dashed line 3.
  • valve opening 2 two leading into the valve interior openings in the valve housing 1, namely an upper opening and a lower opening, only the lower opening is referred to as the valve opening 2, since this valve opening 2 is closed gas-tight.
  • Valve opening 2 is enclosed by a valve seat 4, which is formed by a flat surface around the valve opening 2.
  • the plane of the valve seat 4 is shown in FIG.
  • valve housing 1 In the valve housing 1 is a movable valve disc. 5
  • valve disk 5 has a strut-like basic structure and a swivel arm, by means of which the valve disk is coupled to the drive 7.
  • a closing surface 13 is arranged, as in FIG. 3
  • This closing surface 13 has in the shown
  • Valve plate which serves to close the valve opening 2, which is why it is referred to below as the closure side 6, shown in Figure 3.
  • the closing surface 13 is a closed, round plate whose cross section is larger than the cross section of the valve opening 3, as can be seen in FIG. By means of the closing surface 13 so the valve opening 2 can be completely covered, wherein the closing surface 13 rests on the valve seat 4, see Figure 3.
  • the closing surface 13 is perpendicular to the direction
  • Lock side 6 relative to the valve disk 5 within a range of movement 14, shown by the arrow 14, movably mounted on the valve disk 5 resiliently.
  • the spring force acts downwards, ie in the direction of the valve seat 4 and the valve opening 2.
  • Closure surface 13 relative to the valve disk 5 it is possible that the closing surface 13 in the case of a relative overpressure on the upper side, ie on the side of the valve disk 5 and on the side to which the valve seat 4, prevails on the valve seat 4 is supported.
  • a pressure difference acts substantially on the
  • Valve plate 5 in the form of a transverse movement x, the one
  • valve plate 5 in the form of a
  • Vertical movement y is a linear movement substantially parallel to the opening axis 3.
  • the valve disk 5 can be adjusted by means of the drive 7 between an open position O, shown in Figure 1, and a closed position C, shown in Figure 3. In the open position, the valve disk 5 is positioned in a parking section 8 of the valve housing 1 arranged laterally next to the valve opening 2.
  • Valve opening 2 and the flow path F are released from the valve disk 5 and the closing surface 13.
  • Open position O is the shutter transversely pivoted out of the region of the valve opening 2, so that the
  • Open position O is visible in the park section.
  • the parking section is closed.
  • the valve disk 5 covers the valve opening 2 with the closing surface 13 arranged on the closure side 6.
  • the valve has an annular seal carrier 30 with a basic shape enclosing the closing surface 13, shown in FIG. 3, which can assume two typical positions, namely a coupling position K, FIG. 3 and FIG. 8, and a parking position P, FIGS. 4d and 5b.
  • a coupling position K FIG. 3 and FIG. 8
  • a parking position P FIGS. 4d and 5b.
  • Coupling position K is the seal carrier 30 am
  • Valve plate 5 coupled while in the parking position P of the seal carrier 30 with the parking section 8 of the
  • Valve housing 1 is coupled.
  • first seal 31 is arranged such that the first seal 31 in the coupling position K and in the
  • Sealing means 32 are arranged on an at least partially radially inwardly facing inner surface 35 of the seal carrier 30 such that the sealing means 32 in the
  • the closing surface 13 is mounted movably on the valve disk 5 within a movement region 14. To the gas-tight connection between the seal carrier 30 and the closing surface 13 in the coupling position K to
  • the said sealant 32 are in
  • annular second seal 32 is formed. This second
  • Seal 32 is on a radially inward facing Inner surface 35 of the seal carrier 30 is disposed and faces inward in the radial direction.
  • FIG. 8 corresponds to FIG. 3.
  • the first seal 31 has a double function.
  • the first seal 31 in an inner edge portion of
  • Part section encloses the first seal 31 in the
  • Coupling K the at least partially radially outwardly facing outer surface 9 of the closing surface 13 in a substantially radially gas-tight manner, as also shown in Figure 8.
  • valve can be like a conventional shuttle valve
  • valve disk 7 is by means of the drive 7 between the open position O, Figure 1, and a
  • valve disc 7 By the vertical movement y of the drive 7, the valve disc 7 between them
  • Control mode is located, in which the opening cross-section is reduced or enlarged, but should not be completely closed.
  • the first seal 31 in the coupling position K of the seal carrier 30 is constantly exposed to the medium flowing through the valve, chemically and mechanically, so that there would be an increased wear of the first seal 31. Therefore, the invention provides that the seal carrier 30 can be decoupled from the valve disk 5 and coupled to the parking section 8 of the valve housing 1 and occupies the parking position P.
  • seal carrier 30 is in the
  • Valve housing 1 can be coupled and decoupled again.
  • the valve has the respective receptacles 21 and 22 associated coupling means 33 and 34th
  • first coupling means 33 By means of first coupling means 33, the seal carrier 30 is releasably connected to the first receptacle 21 of the valve disk 5
  • Seal carrier 30 releasably coupled to the second receptacle 22 of the parking section 8 and thus releasably fixable in the parking position P.
  • the first receptacle 21 of the valve disk 5 is as
  • the first coupling means 33 are provided, which are designed as non-positive first coupling means 33, as illustrated in FIG.
  • the non-positive first coupling means 33 hold the seal carrier 30 in the first receptacle 21 in the coupling position K with a holding force up to
  • these non-positive first coupling means as a spring-loaded catch 33rd
  • the first receptacle 21 is of a variety of around the Seal carrier 30 disposed on the valve plate 5
  • Fingers 21 formed, as can be seen in Figure 7, which shows the valve plate 5 without the seal carrier 30. In these fingers 21 concave, inwardly facing recesses 33c are formed, see Figures 6 and 7. In the seal carrier 30 is one of the number of fingers 21 and the
  • Recesses 33c corresponding number of spring-loaded detents 33.
  • These spring-loaded detents 33 are each composed of a spring 33a and one of the spring 33a acted upon by force ball 33b together.
  • the ball 33b has a shape corresponding to the recess 33c and is pressed by the spring 33a during insertion of the seal carrier 30 into the first receptacle 21, so that the seal carrier 30 frictionally by means of the spring-loaded detents formed non-positive first coupling means 33 in the first receptacle 21st is fixed.
  • the seal carrier 30 is in the coupling position K.
  • the decoupling of the seal carrier 30 from the first receptacle 21 is illustrated in Figures 4c and 4d. The held by means of the second coupling means 34 in the parking section 8
  • Seal carrier 30 is formed by the vertical adjustment of the valve disk 5 by means of the upward
  • Coupling means 34 shown in Figures 4a to 5c,
  • a protective surface 12 is formed, which corresponds substantially with the shape of the first seal 31 of the seal carrier 30. This protective surface 12 is upwards in the direction of
  • the second receptacle 22 is formed in the parking section 8.
  • Four feed-ins 42 are formed around the protective surface 12 in the parking section 8, as in FIGS. 2, 5a and 5b recognizable. These four leads 42 each pass into a slot 41 which extends along the direction of the transverse movement x, see FIG.
  • the introducers 42 functionally form the second receptacle 22.
  • buttons 43 are arranged on the seal carrier, see Figures 4a, 5a and 5b.
  • the buttons 43 of the seal carrier 30 can be inserted by the vertical movement y of the drive 7 in the introductions 42. The insertion is made by the transition from Figure 4a to Figure 4b and Figure 4b to Figure 4c. Are the buttons 43 of the seal carrier 30 by the vertical movement y of the
  • Seal carrier 30 do not join this vertical movement y, but remains fixed in the second receptacle 22. Thus, the seal carrier 30 releases from the valve disk 5 and from the first receptacle 21, since the non-positive first
  • Coupling 33 solve the connection between the seal carrier 30 and valve disc 5. The state in which the seal carrier 30 is in this undercut area
  • the second coupling means 34 are formed as Baj onettver gleich with four slots 41, each having an introduction 42, in the parking section 8 and four buttons 43 on the seal carrier 30 is formed.
  • Baj onettverInstitut is arranged and designed such that the four buttons 43 can be introduced by the vertical movement y in the introduction 42 and by the transverse movement x in the four slots 41 can be guided.
  • the seal carrier 30 can thus be brought into the parking position P.
  • Receipt 22 of the parking section 8 is thus formed such that the seal carrier 30 at least partially by the vertical movement y in the second receptacle 22 in the
  • Coupling position K and parking position P takes place at least partially by the vertical movement y and by the
  • Receiving 22 are thus formed in the illustrated embodiment such that the coupling of the seal carrier 30 in the coupling position K and the parking position P and the decoupling done by moving the valve disk 5 by means of the drive 7.
  • the first seal 31 is surrounded by the protective surface 12 for protecting the first seal 31 in front of the medium flowing along the flow path F.
  • the first seal 31 is protected in the parking position P from chemical and abrasive and other mechanical influences.
  • the valve can now be operated in this mode in the so-called control mode, wherein the valve disc 5 with the closing surface 13 already a substantial closing, but not completely gas-tight closing of the valve opening 2 by adjusting the
  • Valve plate 5 by the transverse movement x and the
  • valve disk 5 is shown without the seal carrier 30, which is located in parking position P in the parking section 8. As can be seen, even without the seal carrier 30 closing the valve opening 2 by the on the
  • the valve shown also has an integrated control device 50 for the drive 7, shown in Figure 1.
  • This control device 50 is so in communication with the drive 7 and is designed such that the valve in a first mode and a second mode
  • Seal carrier 30 is arranged in the parking position P and the valve disk 5 is between the open position O and an intermediate position in which the valve disk 5 with the
  • valve opening 2 at least partially covered is arranged in spaced opposite to the valve seat 4 and in which the valve disc 5 the
  • the seal carrier 30 is arranged in the coupling position K and the valve disk 5 is adjustable between the open position O and the closed position C. The coupling of the
  • Parking position P and the decoupling, so the transition from one mode to another, is done by driving the drive 7 for adjusting the valve disk 5 in the manner described above.
  • closure surface 13 is arranged on the seal carrier 30 and for there to be direct gastight contact between the first seal 31 and the closure surface 13.
  • the seal carrier 30 points in In this case, in particular a plate-shaped cross-section.
  • a second seal can be dispensed with.
  • the remaining features correspond to those of the preceding embodiments.
  • first receptacle 21 of the valve disk 5 is formed by the outer surface 9 of the closing surface 13, which faces at least partially radially outward, and the
  • Sealant 31 or 32 in particular by the second seal 32 from the first embodiment according to Figures 1 to 7 or the first seal 31 from the second
  • Embodiment according to Figure 8 are formed.
  • the seals 31 and 32 are elastic in the radial direction, so that these sealing means 31 and 32, the outer surface 9 of the closing surface 13 in the coupling position K elastic enclose such that the seal carrier 30 releasably in the
  • Coupling position K is fixable.
  • the first coupling means 33 described in Figure 6 and the first receptacle 21 can be omitted.
  • the remaining features can remain unchanged.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs (F). Das Ventil besitzt ein Ventilgehäuse (1), einen Ventilteller (5) und einen Antrieb (7), mittels welchem der Ventilteller (5) zwischen einer Offenstellung (O) und einer Geschlossenstellung (C) verstellbar ist. Erfindungsgemäss weist das Ventil einen Dichtungsträger (30) auf, der in einer Kopplungsposition (K) mit einer ersten Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) am Ventilteller (5) und in einer Parkposition (P) mit einer zweiten Aufnahme (22) eines Parkabschnitts (8) im Parkabschnitt (8) des Ventilgehäuses (1) koppelbar und wieder entkoppelbar ist. Eine erste Dichtung (31) ist derart auf dem Dichtungsträger (30) angeordnet, dass die erste Dichtung (31) in der Kopplungsposition (K) und in der Geschlossenstellung (C) einen Ventilsitz (4) gasdichtend berührt, wobei eine gasdichte Verbindung zwischen der ersten Dichtung (31) und einer auf dem Ventilteller (5) angeordneten Schliessfläche (13) besteht. Mittels erster Kopplungsmittel (33) ist der Dichtungsträger (30) lösbar mit der ersten Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) in der Kopplungsposition (K) koppelbar. Mittels zweiter Kopplungsmittel (34) ist der Dichtungsträger (30) lösbar mit der zweiten Aufnahme (22) des Parkabschnitts (8) in der Parkposition (P) koppelbar.

Description

Ventil zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines
Fliesswegs
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum im Wesentlichen
gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs gemäss dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Ventile, insbesondere in Form von Pendelventilen bzw. Schieberventilen, werden vor allem in der Vakuumtechnik verwendet. Ventile der eingangs genannten Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt und kommen insbesondere bei Vakuumkammersystemen im Bereich der IC-, Halbleiter- oder Substratfertigung, die in einer
geschützten Atmosphäre möglichst ohne das Vorhandensein verunreinigender Partikel stattfinden muss, zum Einsatz.
Derartige Vakuumkammersysteme umfassen insbesondere
mindestens eine zur Aufnahme von zu bearbeitenden oder herzustellenden Halbleiterelementen oder Substraten
vorgesehene, evakuierbare Vakuumkammer, die mindestens eine Vakuumkammeröffnung besitzet, durch welche die
Halbleiterelemente oder anderen Substrate in die und aus der Vakuumkammer führbar sind, sowie mindestens eine Vakuumpumpe zum Evakuieren der Vakuumkammer. Beispielsweise durchlaufen in einer Fertigungsanlage für Halbleiter-Wafer oder
Flüssigkristall-Substrate die hochsensiblen Halbleiter- oder Flüssigkristall-Elemente sequentiell mehrere Prozess- Vakuumkammern, in denen die innerhalb der Prozess- Vakuumkammern befindlichen Teile mittels jeweils einer
Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden. Sowohl während des Bearbeitungsprozesses innerhalb der Prozess-Vakuumkammern, als auch während des Transports von Kammer zu Kammer müssen sich die hochsensiblen Halbleiterelemente oder Substrate stets in geschützter Atmosphäre - insbesondere in luftleerer Umgebung - befinden. Hierfür kommen zum einen Peripherieventile zum Öffnen und Schliessen einer Gaszu- oder -abfuhr und zum anderen
Transferventile zum Öffnen und Schliessen der
Transferöffnungen der Vakuumkammern für das Ein- und
Ausführen der Teile zum Einsatz.
Die von Halbleiterteilen durchlaufenen Vakuumventile werden aufgrund des beschriebenen Anwendungsgebiets und der damit verbundenen Dimensionierung als Vakuum-Transferventile, aufgrund ihres rechteckigen Öffnungsquerschnitts auch als Rechteckventil und aufgrund ihrer üblichen Funktionsweise auch als Schieberventil, Rechteckschieber oder
Transferschieberventil bezeichnet .
Peripherieventile werden insbesondere zur Steuerung oder Regelung des Gasflusses zwischen einer Vakuumkammer und einer Vakuumpumpe oder einer weiteren Vakuumkammer eingesetzt.
Peripherieventile befinden sich beispielsweise innerhalb eines Rohrsystems zwischen einer Prozess-Vakuumkammer oder einer Transferkammer und einer Vakuumpumpe, der Atmosphäre oder einer weiteren Prozess-Vakuumkammer. Der
Öffnungsquerschnitt derartiger Ventile, auch Pumpenventile genannt, ist in der Regel kleiner als bei einem Vakuum- Transferventil. Da Peripherieventile abhängig vom
Einsatzgebiet nicht nur zum vollständigen Öffnen und
Schliessen einer Öffnung, sondern auch zum Steuern oder
Regeln eines Durchflusses durch kontinuierliches Verstellen des Öffnungsquerschnitts zwischen eine vollständigen
Offenstellung und einer gasdichten Geschlossenstellung eingesetzt werden, werden sie auch als Regelventile
bezeichnet. Ein mögliches Peripherieventil zur Steuerung oder Regelung des Gasflusses ist das Pendelventil. Bei einem typischen Pendelventil, wie beispielsweise aus der US 6,089,537 (Olmsted) bekannt, wird in einem ersten Schritt ein in der Regel runder Ventilteller über eine in der Regel ebenfalls runde Öffnung von einer die Öffnung freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende Zwischenstellung rotatorisch geschwenkt. Im Falle eines Schieberventils, wie beispielsweise in der US 6,416,037 (Geiser) oder der US
6,056,266 (Blecha) beschrieben, ist der Ventilteller, wie auch die Öffnung, meist rechteckig ausgebildet und wird in diesem ersten Schritt linear von einer die Öffnung
freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende
Zwischenstellung geschoben. In dieser Zwischenstellung befindet sich der Ventilteller des Pendel- oder
Schieberventils in einer beabstandeten Gegenüberlage zu dem die Öffnung umgebenden Ventilsitz. In einem zweiten Schritt wird der Abstand zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz verkleinert, so dass der Ventilteller und der Ventilsitz gleichmässig aufeinander gedrückt werden und die Öffnung im Wesentlichen gasdicht verschlossen wird. Diese zweite
Bewegung erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in eine
senkrechte Richtung zum Ventilsitz. Die Abdichtung kann z.B. entweder über einen auf der Verschlussseite des Ventiltellers angeordneten Dichtungsring, der auf den die Öffnung
umlaufenden Ventilsitz gepresst wird, erfolgen, oder über einen Dichtungsring auf dem Ventilsitz, gegen den die
Verschlussseite des Ventiltellers gedrückt wird. Durch den in zwei Schritten erfolgenden Schliessvorgang wird der
Abdichtring zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz kaum Scherkräften, die den Abdichtring zerstören würden,
unterworfen, da die Bewegung des Ventiltellers im zweiten Schritt im Wesentlichen geradlinig senkrecht auf den
Ventilsitz stattfindet. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche
Antriebssysteme zur Erzielung diese Kombination einer beim Pendelventil rotatorischen und beim Schieberventil
translatorischen Bewegung des Ventiltellers parallel über die Öffnung und einer im Wesentlichen translatorischen Bewegung senkrecht auf die Öffnung bekannt, beispielsweise aus der US 6,089,537 (Olmsted) für ein Pendelventil und aus der US 6,416,037 (Geiser) für ein Schieberventil. Aus der US 2007/0138424 (Geiser) und der US 2007/0138425 (Geiser) ist ein Ventil, insbesondere ein Pendel- oder
Schieberventil, zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs bekannt. Das Ventil umfasst ein
Ventilgehäuse mit einer ersten Wand, die eine erste Öffnung und einen ersten Ventilsitz aufweist, einen Ventilteller mit einer Verschlussseite mit einem Abdichtring und mindestens einen Antrieb. Mittels des Antriebs ist der Ventilteller von einer geöffneten Position im Wesentlichen parallel zum ersten Ventilsitz schwenkbar oder verschiebbar und der senkrechte Abstand zwischen dem Ventilteller und dem ersten Ventilsitz derart verringerbar, dass durch einen axial dichtenden
Kontakt zwischen dem Abdichtring und dem ersten Ventilsitz der Fliessweg in der geschlossenen Position im Wesentlichen gasdicht unterbrochen ist. Der Ventilteller umfasst einen äusseren Tellerabschnitt, der mit dem Antrieb verbunden ist und den Abdichtring in senkrechter Richtung zum ersten
Ventilsitz fixiert, und einen inneren Tellerabschnitt, der eine Aussenumfangsflache aufweist und der relativ zum
äusseren Tellerabschnitt in einer zum ersten Ventilsitz im Wesentlichen senkrechten Richtung bewegbar gelagert ist. Die Aussenumfangsflache ist von dem Abdichtring im Wesentlichen gasdicht innendichtend umschlossen. Somit wirkt in der geschlossenen Position eine Druckdifferenz am Ventilteller im Wesentlichen auf den inneren Tellerabschnitt, so dass sich der innere Tellerabschnitt senkrecht entkoppelt von dem äusseren Tellerabschnitt auf einen Abschnitt des
Ventilgehäuses, insbesondere den ersten Ventilsitz oder eine seitliche Nut, abstützt.
Weiters sind Schieberventile bekannt, bei welchen der
Schliess- und Dichtvorgang über eine einzige lineare Bewegung erfolgt. Dies sind beispielsweise in diversen
Ausführungsformen beschrieben Keilventile oder beispielsweise das unter der Produktbezeichnung „MONOVAT Reihe 02 und 03" bekannte und als Rechteckinsertventil ausgestaltete
Transferventil der Firma VAT Vakuumventile AG in Haag,
Schweiz. Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Ventils werden beispielsweise in der US 4,809,950 (Geiser) und der US 4,881,717 (Geiser) beschrieben.
Unterschiedliche Dichtvorrichtungen sind im Stand der Technik beschrieben, beispielsweise in der US 6,629,682 B2 (Duelli) . Ein geeignetes Material für Dichtungsringe ist beispielsweise das unter dem Handelsnamen Viton® bekannte elastische
Dichtungsmaterial .
Zu unterscheiden ist zwischen dynamischen Dichtungen und statischen Dichtungen am Vakuumventil.
Statische Dichtungen sind nicht unmittelbar beim Vorgang des gasdichten Schliessens eines Ventils beteiligt. Sie befinden sich insbesondere an den Anschlüssen des Vakuumventils, also beispielsweise zwischen dem Vakuumventil-Anschluss und einer Vakuumeinrichtung, z.B. einer Prozesskammer, einer
Transportkammer, einer Vakuumpumpe oder einem
Rohrleitungssystem, an welchem das Vakuumventil angeschlossen ist. Statische Dichtungen unterliegen in der Regel einer geringeren mechanischen Belastung als dynamische Dichtungen, da nach der Montage des Vakuumventils an der
Vakuumeinrichtung die auf die Dichtung wirkenden Kräfte im Wesentlichen konstant sind und der gasdichte Kontakt nach erfolgter Montage des Vakuumventils über einen längeren
Zeitraum erhalten bleibt. Ausserdem sind sie dem - eventuell aggressiven - durchströmenden Medium im Inneren des
Ventilgehäuses weniger ausgesetzt. Chemische und abrasive Einflüsse auf statische Dichtungen sind in der Regel geringer als bei dynamischen Dichtungen.
Dynamische Dichtungen dienen insbesondere zur gasdichten Abdichtung zwischen dem Ventilsitz und dem bewegbaren
Ventilverschluss, beispielsweise dem Ventilteller. Bei
Betätigung des Ventils und gasdichten Schliessen und wieder Öffnen sind dynamische Dichtungen einer dynamischen Belastung ausgesetzt und unterliegen somit zwangsläufig einem gewissen mechanischen Verschleiss. Ausserdem sind dynamische
Dichtungen dem Medium, welches das Ventil durchströmt, in einem wesentlichen Mass ausgesetzt. Dies ist vor allem bei Zwischenstellungen des Ventilverschlusses der Fall, da in diesem Fall das Medium unmittelbar an der dynamischen
Dichtung vorbei strömt. Um die dynamische Dichtung bei vollständig geöffnetem Ventilverschluss zu schonen und sie nicht dem Durchfluss des Mediums unmittelbar auszusetzen, sehen aus dem Stand der Technik bekannte Vakuumventile zum
Teil zumindest teilweise geschützte Bereiche im Ventilgehäuse vor, in welchen der Ventilverschluss in seiner vollständigen Offenstellung aus dem unmittelbaren Durchflussbereich hinaus geschwenkt ist. Wird ein solches Ventil jedoch in einer
Stellung betrieben, in welcher sich der Ventilverschluss in einer Zwischenstellung zwischen der vollständigen
Offenstellung und der gasdichten Geschlossenstellung
befindet, so dass der Öffnungsquerschnitt lediglich reduziert ist, ist die dynamische Dichtung zwangsläufig dem das Ventil durchströmenden Medium ausgesetzt, wodurch es aufgrund chemischer Effekte sowie aufgrund Abrasion zu einem erhöhten Verschleiss der dynamischen Dichtung kommt. In zahlreichen Prozessen kommen aggressive Gase - beispielsweise ein aggressiver Plasmastrom - zum Einsatz, welche den Dichtstoff chemisch in erheblichem Mass angreifen. Insbesondere bei Ätzprozessen oder Beschichtungsprozessen im Bereich der Halbleiterindustrie wird der Durchfluss eines aggressiven Gases durch die Prozess-Vakuumkammer, in welcher der Ätz- bzw. Beschichtungsprozess stattfindet, mittels eines Peripherieventils geregelt. Als Peripherieventil wird
vorzugsweise ein Pendelventil eingesetzt. Das Regeln des Durchflusses des aggressiven Gases erfolgt durch Verkleinern und Vergrössern des Öffnungsquerschnitts des Ventils. Während des Bearbeitungsprozesses, in welchem sich das Ventil in diesem Regelbetrieb befindet, wird das Ventil zwar
regelmässig verstellt, jedoch ist ein vollständiges
Schliessen des Ventils nicht erforderlich. Da der
Ventilteller mit dessen Dichtung in den Zwischenstellungen zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung stets in den Öffnungsquerschnitt des Ventils ragt und das
aggressive Gas an dem Ventilteller und dessen Dichtung vorbei strömt, werden in diesem Regelbetrieb sowohl der Ventilteller als auch dessen Dichtung von dem aggressiven Gas massiv chemisch beeinflusst. Wohingegen bei derartigen Prozessen der Regelbetrieb etwa 95% der Einsatzzeit des Ventils ausmacht, bildet der Schliessbetrieb nur 5% des Zeitanteils. Das gasdichte Schliessen muss hierbei lediglich bei Service- und Reinigungsarbeiten erfolgen. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Prozessen im Bereich der IC-, Halbleiter- oder
Substratfertigung, bei welchen zum Regeln eingesetzte
Peripherieventile zum Einsatz kommen, das Verhältnis der Regelzyklen des Ventils zu den Schliesszyklen etwa 2.000.000 zu 50 beträgt. Der Anteil der Zyklen, in welchen das Ventil also nicht zum gasdichten Schliessen, sondern zum Verkleinern und Vergrössern des Ventil-Öffnungsquerschnitts eingesetzt wird, überwiegt somit drastisch. Trotz der nur gelegentlichen Verwendung der dynamischen Dichtung und obwohl die Dichtung keiner oder kaum einer mechanischen Belastung durch das
Schliessen des Ventils ausgesetzt worden ist, muss diese aufgrund dieser chemischen Angriffe in regelmässigen
Abständen somit ausgetauscht werden. Abhängig vom Prozess muss das Austauschen der dynamischen Dichtung wöchentlich erfolgen. Dies kostet Zeit und führt zu einem Unterbruch des Fertigungsprozesses .
Durch Fortschreiten der Halbleitertechnologie sind auch die Anforderungen an die Vakuumventiltechnik in den letzten
Jahren stetig gestiegen. Neue Halbleiterfertigungsverfahren fordern somit ein Austauschen der Dichtungen eines
Vakuumventils in sogar noch kürzeren Intervallen. Die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Vakuumventile ermöglichen teilweise ein Austauschen der Dichtung, beispielsweise durch Austauschen des als statische Dichtung ausgebildeten O-Rings . Vakuumventile, deren Anschlüsse hingegen über
aufvulkanisierte statische Dichtungen verfügen, machen einen raschen Austausch der Dichtung jedoch unmöglich, so dass zum Teil der gesamte Ventilteller ausgetauscht werden muss.
Aus diesem Grunde sind Vakuumventile der genannten Art regelmässig derart aufgebaut, dass ein einfaches Austauschen der dynamischen Dichtung möglich ist, beispielsweise durch Entfernen des Ventiltellers, auf welchem die Dichtung
angeordnet ist, und Ersetzen des Ventiltellers gegen einen neuen Ventilteller. Ein hierfür ausgelegtes
Vakuumschieberventil, das eine Wartungsöffnung zum einfachen Entfernen des Ventiltellers sowie eine zum schnellen Austausch geeignete Schnittstelle zwischen dem Ventilteller und der Schubstange des Ventilantriebs vorsieht, sowie ein passendes Multifunktionswerkzeug ist in der US 7,134,642 (Seitz) beschrieben.
Doch selbst ein relativ schnelles und einfaches Austauschen der Dichtung bzw. der Dichtungen oder des gesamten
Ventilverschlusses erfordert eine Unterbrechung des
Prozesses, unter Umständen ein Fluten der Kammern mit
Umgebungsluft und den Einsatz von Ersatzteilen. Wünschenswert wäre die Erhöhung der Lebensdauer der Dichtungen und somit eine Erhöhung der Wartungs- und Austauschintervalle.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ventil zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs zur
Verfügung zu stellen, dessen dynamische Dichtung eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung stellt die derartige
Verbesserung der beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Ventile dar, dass die Lebensdauer der dynamischen Dichtung des Ventils erhöht wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil zur Verfügung zu stellen, dessen dynamische Dichtung in der Offenstellung und in der Zwischenstellung des Ventiltellers von dem Medium, von welchem das Ventil durchströmt wird, nur bedingt oder gar nicht angegriffen wird. Diese Aufgaben werden durch die Verwirklichung der
kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen
Patentansprüchen zu entnehmen. Die Erfindung beruht darauf, einen Dichtungsträger vorzusehen, der mit dem Ventilteller und mit einem
Parkabschnitt des Ventilgehäuses koppelbar und wieder
entkoppelbar ist. Um die Ventilöffnung mittels des
Ventiltellers gasdicht verschliessen zu können, ist der
Dichtungsträger mit dessen ersten Dichtung, die als
dynamische Dichtung dient, in der sogenannten
Kopplungsposition auf dem Ventilteller angeordnet, so dass der Ventilteller mit der ersten Dichtung zum gasdichten
Schliessen der Ventilöffnung auf den Ventilsitz gedrückt werden kann. Ist hingegen kein gasdichtes Schliessen mittels des Ventiltellers erforderlich, sondern soll der Querschnitt der Ventilöffnung lediglich reduziert und der Fliessweg nur teilweise unterbrochen werden, lässt sich der Dichtungsträger mit der ersten Dichtung vom Ventilteller entkoppeln und in der sogenannten Parkposition mit dem Parkabschnitts des
Ventilgehäuses koppeln. Befindet sich der Dichtungsträger in dieser Parkposition, ist die dynamische erste Dichtung vor dem das Ventil durchströmenden Medium geschützt. Der von dem Dichtungsträger und der ersten Dichtung entkoppelte
Ventilteller kann nun zum Regeln des Durchflusses durch zumindest teilweises Überdecken des Querschnitts der
Ventilöffnung und somit durch Verkleinern und Vergrössern des Öffnungsquerschnitts eingesetzt werden, wobei die erste
Dichtung dem das Ventil durchströmenden Medium nicht
unmittelbar ausgesetzt ist. Das erfindungsgemässe Ventil ist somit in zwei Betriebarten betreibbar, nämlich einer ersten Betriebsart zum Verkleinern und Vergrössern des Öffnungsquerschnitts, wobei ein
gasdichtes Schliessen nicht erfolgt, und einer zweiten
Betriebsart zum vollständigen gasdichten Schliessen des Ventils. Da in der ersten Betriebsart, in welcher sich der Dichtungsträger in der Parkposition befindet, die erste
Dichtung dem Durchfluss des Mediums nicht ausgesetzt ist, unterliegt die erste Dichtung in dieser Betriebsart keinem oder kaum einem chemischen oder abrasiven Verschleiss durch das durchströmende Medium. Insbesondere in
Anwendungsbereichen, in welchen die erste Betriebart, also der Regelungsbetrieb, dominiert und nur gelegentlich, insbesondere zur Wartung, die zweite Betriebsart zum
gasdichten Schliessen des Ventils gewählt wird, wird die Lebensdauer der ersten Dichtung erheblich erhöht. Das
erfindungsgemässe Ventil zeichnet sich somit, abhängig von den Anteilen der Betriebsarten, durch eine wesentlich
grossere Lebensdauer der dynamischen Dichtung und somit durch wesentlich grossere Wartungsintervalle aus. Die
wartungsbedingten Stillstandszeiten der Anlage, in der das erfindungsgemässe Ventil eingesetzt wird, können somit drastisch verringert werden. Eine chemische Beeinflussung des Prozesses durch die Präsenz eines Dichtstoffes sowie eine Generierung von Abrasionspartikeln der dynamischen Dichtung im Regelungsbetrieb kann mittels des erfindungsgemässen
Ventils gänzlich vermieden werden.
Das erfindungsgemässe Ventil zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs besitzt ein Ventilgehäuse, in welchem mindestens eine Ventilöffnung für den Fliessweg vorgesehen ist. Unter dem Fliessweg ist allgemein ein zu schliessender Öffnungspfad zwischen zwei Bereichen - insbesondere zwischen einer Prozesskammer zur
Halbleiterfertigung und einer Peripherieeinrichtung wie einer Pumpe, einer weiteren Prozesskammer oder der Aussenwelt - zu verstehen. Der Fliessweg ist beispielsweise ein
Verbindungsgang zwischen einer Prozesskammer und einer Pumpe oder zwei miteinander verbundenen Prozesskammern. Bei dem Ventil kann es sich insbesondere um ein Peripherieventil, beispielsweise eine Pendelventil, zur Durchleitung von Gasen oder ein Transferventil zum Transfer von Halbleiterteilen von der einen zur nächsten Prozesskammer oder zur der Aussenwelt handeln. Letztgenannte Ventile werden aufgrund des
beschriebenen Anwendungsgebiets auch als Vakuum- Transferventile und aufgrund ihres meist rechteckigen
Öffnungsquerschnitts auch als Rechteckschieber bezeichnet. Selbstverständlich ist jedoch auch jede beliebige andere Anwendung des erfindungsgemässen Vakuumventils zum im
Wesentlichen gasdichten Schliessen eines beliebigen
Fliesswegs möglich.
Die Ventilöffnung hat beispielsweise einen in Wesentlichen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt und besitzt eine Mittelachse, die sich im Bereich der Ventilöffnung in der Mitte des Fliesswegs parallel zu diesem erstreckt. Diese Öffnungsachse steht beispielsweise senkrecht auf der von der Ventilöffnung aufgespannten Fläche. Die Ventilöffnung wird von einem Ventilsitz umschlossen, der sich rings um die
Öffnung erstreckt. Beispielsweise weist die Fläche des
Ventilsitzes zumindest teilweise in eine Richtung parallel zur Öffnungsachse. Ausserdem hat das Ventil einen verstellbaren Ventilteller mit einer Verschlussseite sowie mindestens einen Antrieb, mittels welchem der Ventilteller zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verstellt werden kann. Das
Verstellen zwischen der Offenstellung und der
Geschlossenstellung erfolgt über den Antrieb mittels einer zumindest teilweise quer zur Öffnungsachse erfolgenden
Querbewegung. In anderen Worten ist der Ventilteller mittels des Antriebs in mindestens eine Richtung schwenkbar oder verschiebbar, die zumindest eine Richtungskomponente senkrecht zur Öffnungsachse aufweist. Diese
Richtungskomponente ist in einer möglichen Ausführungsform parallel zu der von dem Ventilsitz aufgespannten Fläche und die Bewegung erfolgt zumindest teilweise parallel zum
Ventilsitz, sofern sich dieser senkrecht zur Öffnungsachse erstreckt. Die Erfindung umfasst jedoch nicht nur ein Ventil mit einem einachsigen Antrieb, mittels welchem der
Ventilteller entlang einer Achse oder um eine Achse bewegbar ist, sondern vorzugsweise auch mehrachsige Antriebe, mittels welcher der Ventilteller auch entlang mindestens einer oder um mindestens eine zweite Achse bewegbar ist.
Die Verschlussseite des Ventiltellers ist diejenige Seite, welche in der Geschlossenstellung des Ventiltellers auf die Ventilöffnung und insbesondere auf den Ventilsitz weist. In der Offenstellung ist der Ventilteller in einem seitlich neben der Ventilöffnung angeordneten Parkabschnitt des
Ventilgehäuses positioniert. Der Parkabschnitt ist allgemein derjenige Bereich des Ventils, in welchem sich der aus dem Öffnungsquerschnitt bewegte Ventilteller neben der Öffnung befindet. In der Offenstellung sind die Ventilöffnung und der Fliessweg freigegeben. Das Ventil ist in der Offenstellung vollständig geöffnet. In der Geschlossenstellung überdeckt der Ventilteller mit einer auf der Verschlussseite
angeordneten Schliessflache die Ventilöffnung. Bei der
Schliessflache handelt es sich um ein beliebiges,
insbesondere Scheiben-, teller- oder plattenartiges Element oder Segment, mittels welchem der Querschnitt der
Ventilöffnung zumindest teilweise überdeckt werden kann. Die Schliessflache ist entweder fest mit dem Ventilteller
verbunden und bildet einen sich auf der Verschlussseite erstreckenden Bestandteil des Ventiltellers, oder sie ist beweglich - insbesondere in Richtung parallel zur
Öffnungsachse - auf dem Verschlussteller gelagert, oder sie ist vom Ventilteller entkoppelbar. In der Geschlossenstellung berührt eine erste Dichtung, die als dynamische Dichtung wirkt, den Ventilsitz auf gasdichtende Weise, so dass ein gasdichter Kontakt zwischen der ersten Dichtung und dem
Ventilsitz besteht. Der Ventilteller schliesst die
Ventilöffnung gasdicht, so dass der Fliessweg unterbrochen ist .
Erfindungsgemäss weist das Ventil einen Dichtungsträger auf, der mindestens zwei typische Positionen einnehmen kann. In der ersten Position ist der Dichtungsträger mit dem
Ventilteller gekoppelt und in der zweiten Position ist er mit dem Parkabschnitt gekoppelt, also dort jeweils mechanisch lösbar, temporär fixiert angeordnet.
Die erste Position wird als Kopplungsposition bezeichnet. In der Kopplungsposition des Dichtungsträgers ist selbiger mit einer ersten Aufnahme des Ventiltellers am Ventilteller gekoppelt. Bei der ersten Aufnahme handelt es sich allgemein um ein Element oder einen Abschnitt am Ventilteller, mittels welchem eine Verbindung zwischen dem Dichtungsträger und dem Ventilteller herstellbar ist. Um diese Verbindung lösbar zu fixieren, weist das Ventil erste Kopplungsmittel auf, mittels welcher der Dichtungsträger lösbar mit der ersten Aufnahme des Ventiltellers koppelbar und somit in der
Kopplungsposition fixierbar ist. Die Begriffe erste Aufnahme und erste Kopplungsmittel sind funktional zu verstehen. Es ist möglich, die erste Aufnahme und die ersten
Kopplungsmittel als ein gemeinsames mechanisches Element auszubilden, wobei die erste Aufnahme und die Kopplungsmittel beide am Ventilteller angeordnet sind. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die erste Aufnahme am
Ventilteller zum Aufnehmen des Dichtungsträgers angeordnet ist, wohingegen sich die ersten Kopplungsmittel, beispielsweise eine federbelastete Raste, auf dem Dichtungsträger und/oder auf dem Ventilteller befinden können . Die zweite Position wird als Parkposition bezeichnet. In dieser Parkposition des Dichtungsträgers ist selbiger mit einer zweiten Aufnahme des Parkabschnitts im Parkabschnitt des Ventilgehäuses gekoppelt. Die zweite Aufnahme ist ein Element oder einen Abschnitt im Parkabschnitt am
Ventilgehäuse, mittels welchem eine Verbindung zwischen dem
Dichtungsträger und dem Ventilgehäuse herstellbar ist. Um den in der zweiten Aufnahme im Parkabschnitt aufgenommenen
Dichtungsträger fixieren zu können, besitzt das Ventil zweite Kopplungsmittel, mittels welcher der Dichtungsträger lösbar mit der zweiten Aufnahme des Parkabschnitts koppelbar und somit in der Parkposition fixierbar ist. Auch die Begriffe zweite Aufnahme und zweite Kopplungsmittel sind funktional zu verstehen, denn die zweite Aufnahme und die zweiten
Kopplungsmittel können von einer Funktionseinheit oder mehreren Funktionseinheiten gebildet werden.
Erfindungsgemäss ist die als dynamische Dichtung wirkende erste Dichtung derart auf dem Dichtungsträger angeordnet, dass die erste Dichtung den Ventilsitz gasdichtend berührt, wenn sich der Dichtungsträger auf dem Ventilteller und somit in Kopplungsposition befindet und wenn der Ventilteller mittels des Antriebs in die Geschlossenstellung bewegt worden ist. Somit besteht in der Kopplungsposition und in der gleichzeitigen Geschlossenstellung eine gasdichte Verbindung zwischen der ersten Dichtung und dem Ventilsitz. Ausserdem ist die erste Dichtung derart auf dem Dichtungsträger angeordnet und der Dichtungsträger sowie die Schliessflache sind derart ausgebildet, dass in dieser Kopplungsposition und in der gleichzeitigen Geschlossenstellung eine gasdichte Verbindung zwischen der ersten Dichtung und der
Schliessflache besteht. In anderen Worten besteht in dieser Geschlossenstellung ein unmittelbarer gasdichter Kontakt zwischen dem Ventilsitz und der ersten Dichtung sowie ein unmittelbarer oder ein mittelbarer Kontakt zwischen der ersten Dichtung und der in sich geschlossenen Schliessflache .
Ein unmittelbarer Kontakt zwischen der ersten Dichtung und der Schliessflache kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass die Schliessflache auf dem Dichtungsträger angeordnet ist und somit ein gasdichter Kontakt zwischen der ersten Dichtung und der Schliessflache auf dem
Dichtungsträger besteht. Es ist möglich, dass die erste
Dichtung direkt auf der Schliessflache angeordnet ist, indem die erste Dichtung beispielsweise auf dieser Schliessflache aufvulkanisiert oder in einer Nut auf der Schliessflache fixiert ist. Ist die Schliessflache ein Bestandteil des
Dichtungsträgers, wird das gasdichte Dichten der
Ventilöffnung und das Unterbrechen des Fliesswegs durch den Dichtungsträger mit dessen Schliessflache, welche in der Geschlossenstellung die Ventilöffnung überdeckt, und mit dessen erster Dichtung, welche gasdicht auf dem Ventilsitz aufliegt, bewirkt. Ein mit der Schliessflache ausgestatteter Dichtungsträger weist insbesondere eine Scheiben-, teller- oder plattenartige und in sich flächig geschlossene Form auf, so dass er als Verschluss für die Ventilöffnung dienen kann.
Ein mittelbarer Kontakt zwischen der ersten Dichtung und der Schliessflache kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass die Schliessflache nicht Bestandteil des
Dichtungsträgers ist, sondern auf dem Ventilteller fest oder beweglich angeordnet ist. In diesem Falle weist das Ventil Dichtungsmittel auf, die den Dichtungsträger und die
Schliessflache in der Kopplungsposition und in der Geschlossenstellung gasdichtend verbinden. Hierzu sind in einer möglichen Ausführungsform die Dichtungsmittel auf einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche des insbesondere ringförmigen Dichtungsträgers derart
angeordnet, dass die Dichtungsmittel in der Kopplungsposition eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende
Aussenfläche der Schliessflache im Wesentlichen radial gasdichtend umschliessen . Diese Schliessflache kann fest auf dem Ventilteller angeordnet sein und insbesondere
scheibenartige Form mit einer radial nach aussen weisenden Umrandung haben, welche als die Aussenfläche der
Schliessflache wirkt. Alternativ ist die Schliessflache jedoch beweglich auf dem Ventilteller angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform ist die Schliessflache in Richtung senkrecht zur Verschlussseite relativ zum Ventilteller und in der Kopplungsposition relativ zum Dichtungsträger innerhalb eines Bewegungsbereichs bewegbar am Ventilteller gelagert. Insbesondere erfolgt die Lagerung federnd, so dass die
Schliessflache im unbelasteten Zustand in einer
Ausgangsstellung innerhalb des Bewegungsbereichs gehalten wird. Die bewegbare Lagerung der Schliessflache ermöglicht, dass sich die Schliessflache unmittelbar auf dem Ventilsitz oder auf einem sonstigen Abschnitt des Ventilgehäuses im Falle eines Über- oder Unterdrucks auf einer der Ventilseiten abstützen kann. Eine derartige Beweglichkeit einer
Schliessfläche ist beispielsweise aus der US 2007/0138424 (Geiser) bekannt. Damit zumindest in einem Teilbereich dieses Bewegungsbereichs der gasdichte Kontakt zwischen der
Aussenfläche der Schliessfläche und den Dichtungsmittels gewährleistet ist, ist die Aussenfläche der Schliessfläche derart dimensioniert, dass sie zumindest innerhalb eines Teilbereichs des Bewegungsbereichs der Schliessfläche von den Dichtungsmitteln in der Kopplungsposition gasdichtend
umschlossen ist. Beispielsweise ist die Aussenfläche in Richtung senkrecht zur Verschlussseite mindestens entsprechend dem Bewegungsbereich dimensioniert.
Die genannten Dichtungsmittel können von einer zweiten
Dichtung gebildet werden, die auf einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche des Dichtungsträgers angeordnet ist und zumindest teilweise nach innen in
Radialrichtung weist. In der Kopplungsposition umschliesst diese zweite Dichtung somit eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche der Schliessflache auf im
Wesentlichen radial gasdichtende Weise. Diese zweite Dichtung kann beispielsweise ein in einer Umfangsnut angeordneter O- Ring, ein sonstiger Dichtring oder eine aufvulkanisierte Dichtung sein.
Alternativ werden die genannten Dichtungsmittel von der ersten Dichtung gebildet. In diesem Falle hat die erste
Dichtung zwei Dichtungsfunktionen. Die erste Dichtung ist hierzu in einem inneren Randabschnitt einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche des
Dichtungsträgers angeordnet und berührt mit einem in
Axialrichtung weisenden Teilabschnitt in der
Geschlossenstellung des Ventiltellers den Ventilsitz auf gasdichtende Weise. Diese Dichtungsfunktion entspricht der üblichen dynamischen Dichtung, wie bereits oben beschrieben. Aufgrund der Anordnung im Randabschnitt umschliesst die erste Dichtung jedoch auch mit einem nach innen zumindest teilweise in Radialrichtung weisenden Teilabschnitt in der
Kopplungsposition eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche der Schliessflache auf im Wesentlichen radial gasdichtende Weise.
Unter radial ist allgemein eine Richtungskomponente zu verstehen, die im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Verschlussseite verläuft, wobei diese Ebenen insbesondere senkrecht von der Öffnungsachse durchstossen wird, wohingegen unter axial allgemein eine Richtungskomponente senkrecht zur Verschlussseite und insbesondere parallel zur Öffnungsachse verstanden wird. Der Begriff radial ist im Rahmen der
Erfindung nicht notwendigerweise auf einen kreisförmige
Querschnitt bezogen, sondern kann sich auch auf einen
rechteckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitt beziehen. In einer speziellen Weiterbildung der Erfindung ist die
Schliessflache auf dem Ventilteller angeordnet und das Ventil weist Dichtungsmittel auf, die den Dichtungsträger und die Schliessflache in der Kopplungsposition und in der
Geschlossenstellung gasdichtend verbinden. Die
Dichtungsmittel sind auf einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche des Dichtungsträgers derart angeordnet, dass die Dichtungsmittel in der Kopplungsposition eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende
Aussenfläche der Schliessflache im Wesentlichen radial gasdichtend umschliessen, wie bereits oben beschrieben. Die Dichtungsmittel können von der ersten Dichtung oder einer zweiten Dichtung, wie oben beschrieben, gebildet werden. Als erste Aufnahme des Ventiltellers dient bei dieser
Ausführungsform jedoch die zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche der Schliessflache . Die ersten Kopplungsmittel werden in dieser Ausführungsform durch kraftschlüssige erste Kopplungsmittel in Form der
Dichtungsmittel, die in Radialrichtung elastisch sind, gebildet. Die Dichtungsmittel umschliessen die Aussenfläche der Schliessflache in der Kopplungsposition derart elastisch, dass der Dichtungsträger lösbar in der Kopplungsposition auf kraftschlüssige Weise fixierbar ist. In anderen Worten haben die Dichtungsmittel in dieser Ausführungsform nicht nur eine Abdichtfunktion, sondern auch eine Kopplungsfunktion im Sinne der ersten Kopplungsmittel.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die ersten
Kopplungsmittel, die erste Aufnahme, die zweiten
Kopplungsmittel und die zweite Aufnahme derart ausgebildet, dass das Koppeln des Dichtungsträgers in der
Kopplungsposition und der Parkposition und das Entkoppeln durch ein Bewegen des Ventiltellers mittels des Antriebs erfolgen. In anderen Worten ist der Ventilteller mittels des Antriebs derart bewegbar, dass der Dichtungsträger von seiner Kopplungsposition auf dem Ventilteller in seine Parkposition im Parkabschnitt, und umgekehrt, bringbar ist. Hierzu ist der Antrieb beispielsweise derart ausgebildet, dass der
Ventilteller zumindest in der Offenstellung in Form einer
Senkrechtbewegung in Richtung senkrecht zur Verschlussseite bewegbar ist. Das Koppeln und Entkoppeln des Dichtungsträgers in die und aus der Kopplungsposition und Parkposition erfolgt zumindest teilweise durch die Senkrechtbewegung. In anderen Worten ist der Antrieb nicht nur einachsig, so dass der
Ventilteller entlang einer Achse oder um eine Achse bewegbar ist, sondern mehrachsig, so dass der Ventilteller auch entlang mindestens einer oder um mindestens eine zweite
Achse, nämlich in Form einer Senkrechtbewegung in Richtung senkrecht zur Verschlussseite, bewegbar ist. Derartige
Antriebe sind bei Schiebe- oder Pendelventilen üblich und aus dem Stand der Technik bekann, da die Senkrechtbewegung zum senkrechten Aufdrücken der dynamischen Dichtung auf den
Ventilsitz genutzt wird. In einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist die zweite Aufnahme des Parkabschnitts derart ausgebildet, dass der Dichtungsträger zumindest teilweise durch diese Senkrechtbewegung in die zweite Aufnahme in die Parkposition hinein und aus der zweiten Aufnahme aus der Parkposition heraus führbar ist. Beispielsweise sind die zweiten Kopplungsmittel als Baj onettverschluss mit mindestens einem Schlitz, der eine Einführung hat, und mindestens einem Knopf ausgebildet. Der Baj onettverschluss ist derart
angeordnet und ausgebildet, dass der Knopf mittels des
Antriebs durch die Senkrechtbewegung in die Einführung einführbar und durch die Querbewegung in den Schlitz und somit in die Parkposition führbar ist.
In einer speziellen Ausführungsform ist die erste Aufnahme des Ventiltellers als translatorische erste Aufnahme
ausgebildet ist, wobei der Dichtungsträger durch die
Senkrechtbewegung in die erste Aufnahme in die
Kopplungsposition hinein und aus der ersten Aufnahme aus der Kopplungsposition heraus führbar ist. In anderen Worten sind die translatorische erste Aufnahme und die ersten
Kopplungsmittel zum Aufnehmen des Dichtungsträgers mittels einer im Wesentlichen geradlinigen Senkrechtbewegung, die in Richtung senkrecht zur Verschlussseite und insbesondere parallel zur Öffnungsachse verläuft, ausgebildet. In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die ersten
Kopplungsmittel als kraftschlüssige erste Kopplungsmittel ausgebildet, die den Dichtungsträger in der ersten Aufnahme in der Kopplungsposition mit einer Haltekraft bis zur
Überwindung der Haltekraft halten. Das Halten erfolgt
insbesondere durch Reibschluss. Die Haltekraft ist derart bemessen, dass sie durch die Senkrechtbewegung aus der
Aufnahme heraus zum Entkoppeln und in die Aufnahme hinein zum Koppeln mittels des Antriebs überwindbar ist. Beispielsweise werden diese kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel von einer federbelasteten Raste gebildet, die im Dichtungsträger oder in der ersten Aufnahme am Ventilteller angeordnet ist.
Die Erfindung beschränkt sich auf keinen besonderen
Ventiltypen. Als besonders Vorteilhaft hat sich die Erfindung jedoch in Form eines Pendelventils erwiesen. In diesem Falle ist haben die Ventilöffnung und der Ventilteller insbesondere einen im Wesentlichen runden Querschnitt. Der Dichtungsträger weist einen ringförmigen oder tellerförmigen Querschnitt auf. Die mittels des Antriebs bewirkte Querbewegung ist eine insbesondere bogenförmige Schwenkbewegung um eine im
Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse verlaufende
Schwenkachse. Die Senkrechtbewegung findet in Form einer Linearbewegung im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse statt. Der Ventilteller ist mittels des Antriebs zwischen der Offenstellung und einer Zwischenstellung durch die
Querbewegung schwenkbar. In dieser Zwischenstellung überdeckt der Ventilteller mit der Verschlussseite die Ventilöffnung zumindest teilweise und ist in beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz angeordnet. Somit verkleinert der Ventilteller in der Zwischenstellung die Ventilöffnung und unterbricht den Fliessweg zwar aufgrund der beabstandeten Gegenüberlage zum Ventilsitz noch nicht vollständig, aber teilweise. Der
Öffnungsquerschnitt des Ventils ist somit - insbesondere wesentlich - reduziert. Ausserdem ist der Antrieb derart ausgebildet, dass der Ventilteller mittels des Antriebs zwischen dieser Zwischenstellung und der Geschlossenstellung durch die Senkrechtbewegung verstellbar ist. Das
grundsätzliche Aufbau eines solchen Pendelventils wird beispielsweise in der US 2007/0138424 (Geiser) beschrieben.
Das erfindungsgemässe Ventil kann jedoch auch als
Schieberventil ausgebildet sein. In diesem Falle die
Ventilöffnung und der Ventilteller beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Der Dichtungsträger weist einen rechteckig rahmenartigen oder rechteckig
geschlossenen Querschnitt auf. Die Querbewegung des Antriebs ist eine Linearbewegung entlang einer im Wesentlichen
senkrecht zur Öffnungsachse verlaufende, insbesondere geradlinigen Schubachse. Die Senkrechtbewegung ist eine
Linearbewegung im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse. Mittels des Antriebs ist der Ventilteller zwischen der
Offenstellung und einer Zwischenstellung durch die
Querbewegung verschiebbar. In der Zwischenstellung überdeckt der Ventilteller mit der Verschlussseite die Ventilöffnung zumindest teilweise und ist in beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz angeordnet. Somit verkleinert der Ventilteller die Ventilöffnung und unterbricht den Fliessweg teilweise, ohne ihn vollständig zu unterbrechen, da der Ventilteller in beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz angeordnet ist. Ausserdem ist der Ventilteller mittels des Antriebs zwischen der Zwischenstellung und der Geschlossenstellung durch die Senkrechtbewegung verstellbar.
Erfindungsgemäss kann das Ventil jedoch auch ein mittels nur einer einzigen Querbewegung schliessbares Ventil sein, das ohne Senkrechtbewegung vollständig schliessbar ist,
beispielsweise ein Keilventil.
Durch das Entkoppeln des Dichtungsträgers und somit der ersten Dichtung vom Ventilteller kann dieser zum Regeln, also zum Verkleinern und Vergrössern des Öffnungsquerschnitts eingesetzt werden, ohne dass die erste Dichtung, und
gegebenenfalls auch die zweite Dichtung, dem Medium, welches das Ventil durchströmt, unmittelbar ausgesetzt ist. Um die zweite Dichtung vollständig von dem Medium abzuschotten, sieht die Erfindung in einer Weiterbildung im Parkabschnitt eine Schutzfläche vor. Diese Schutzfläche ist derart
ausgeformt, dass die erste Dichtung in der Parkposition des Dichtungsträgers von der Schutzfläche zum Schutz der ersten Dichtung vor dem entlang dem Fliessweg strömenden Medium umgeben ist. Die Schutzfläche weist beispielsweise eine nutartige Form auf. Das erfindungsgemässe Ventil macht es möglich, zwei
unterschiedliche Betriebsarten vorzusehen, nämlich eine erste Betriebsart zum Regeln des Öffnungsquerschnitts des Ventils, wobei der Öffnungsquerschnitt vollständig geöffnet und wesentlich reduziert, insbesondere nahezu - jedoch nicht gasdicht - verschlossen werden kann, und eine zweite
Betriebsart, in welcher das Ventil vollständig geöffnet und vollständig geschlossen werden kann. Der Vorteil der ersten Betriebsart besteht darin, dass die dynamische erste Dichtung in der Parkposition vor chemischen und mechanischen
Einflüssen geschützt ist und somit die Lebensdauer der ersten Dichtung drastisch erhöht werden kann. Zur Umsetzung dieser Betriebsarten weist eine Ausführungsform der Erfindung eine Steuervorrichtung auf, die derart mit dem Antrieb in Verbindung steht und die derart ausgebildet ist, dass das Ventil in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebart betreibbar ist. In der ersten Betriebsart ist der Dichtungsträger in der Parkposition angeordnet und der
Ventilteller ist zwischen der Offenstellung und einer
Zwischenstellung verstellbar. In der Zwischenstellung
überdeckt der Ventilteller mit der Verschlussseite die
Ventilöffnung zumindest teilweise, er ist in beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz angeordnet und er verkleinert die Ventilöffnung, wobei der Fliessweg teilweise unterbrochen wird. In der zweiten Betriebsart ist der Dichtungsträger in der Kopplungsposition angeordnet und der Ventilteller ist zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung verstellbar. Das Wechseln der Betriebsarten erfolgt durch derartiges Verstellen des Antriebs, dass der sich in
Kopplungsposition oder Parkposition befindende
Dichtungsträger von einem der Kopplungsmittel in der
jeweiligen Aufnahme festgehalten wird. Beispielsweise erfolgt das Wechseln der Betriebsart durch Einführen eines Abschnitts des Dichtungsträgers in die als Baj onettverschluss
ausgebildete zweite Aufnahme und in die als
Baj onettverschluss ausgebildeten zweiten Kopplungsmittel, durch Schwenken des Ventiltellers in einen
Hinterschneidungsbereich des Bajonettverschlusses und durch senkrechtes Verstellen des Ventiltellers, so dass der
Dichtungsträger durch Überwinden kraftschlüssiger erster Kopplungsmittel von dem Ventilteller gelöst wird. Durch das Lösen des Dichtungsträgers vom Ventilteller ist er somit im Parkabschnitt in der Parkposition angeordnet. Der
Dichtungsträger kann durch umgekehrtes Bewegen des
Ventiltellers wieder aus der Parkposition in die
Kopplungsposition gebracht werden.
Das erfindungsgemässe Ventil wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten
Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben. Im Einzelnen zeigen
Fig. 1 eine Schrägansicht auf ein erfindungsgemässes
Pendelventil in der Offenstellung;
Fig. 2 eine detaillierte Schrägansicht auf den
Parkabschnitt des geöffneten Ventilgehäuses;
Fig. 3 eine seitliche Querschnittsansicht auf den
Ventilteller in der Geschlossenstellung und den Dichtungsträger in Kopplungsposition;
Fig. 4a eine Querschnittsansicht auf den Ventilteller im
Parkabschnitt und den Dichtungsträger in
Kopplungsposition;
Fig. 4b die Querschnittsansicht auf den Ventilteller im
Parkabschnitt und den Dichtungsträger in Kopplungsposition beim Übergang in die
Parkposition;
Fig. 4c die Querschnittsansicht auf den Ventilteller im
Parkabschnitt und den Dichtungsträger in
Kopplungsposition beim fast erfolgten Übergang in die Parkposition;
Fig. 4d die Querschnittsansicht auf den Ventilteller im
Parkabschnitt und den Dichtungsträger nach erfolgtem Übergang in die Parkposition;
Fig. 5a eine Draufsicht auf den Parkabschnitt, die zweite
Aufnahme und den Dichtungsträger in
Kopplungsposition beim Übergang in die
Parkposition;
Fig. 5b eine Draufsicht auf den Parkabschnitt, die zweite
Aufnahme und den Dichtungsträger in
Kopplungsposition nach erfolgtem Übergang in die
Parkposition;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht auf die erste Aufnahme und die als federbelastete Raste ausgebildeten ersten Kopplungsmittel;
Fig. 7 eine seitliche Querschnittsansicht auf den
Ventilteller in einer Zwischenstellung ohne den
Dichtungsträger;
Fig. 8 eine seitliche Querschnittsansicht auf den
Ventilteller in der Geschlossenstellung und eine alternativen Dichtungsträger mit einer einzigen
Dichtung in Kopplungsposition; und
Fig. 9 eine seitliche Querschnittsansicht auf den
Ventilteller in der Geschlossenstellung und einen alternativen Dichtungsträger mit einer geschlossenen Schliessflache in
Kopplungsposition . Die Figuren 1, 2, 3, 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 6 und 7 zeigen eine gemeinsame, exemplarische Ausführungsform eines
erfindungsgemässen Pendelventils in unterschiedlichen
Zuständen, aus unterschiedlichen Ansichten und in
unterschiedlichen Detaillierungsgraden. Daher werden diese Figuren gemeinsam beschrieben, wobei zum Teil auf bereits in vorangegangenen Figuren erläuterte Bezugszeichen und Merkmale nicht erneut eingegangen wird. Das in den Figuren 1 bis 7 dargestellte Ventil ist als
Pendelventil ausgebildet. Das Ventil zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines Fliesswegs F, symbolisiert dargestellt in Figur 1 durch den Pfeil F, besitzt ein
Ventilgehäuse 1. In diesem Ventilgehäuse 1 ist eine
Ventilöffnung 2 für den Fliessweg F vorgesehen. Die
Ventilöffnung 2 hat einen im Wesentlichen runden Querschnitt und erstreckt sich gerade durch das Ventilgehäuse 1 entlang einer geradlinigen Öffnungsachse 3, dargestellt in Figur 1 durch die Strichpunktlinie 3. Auch wenn das Ventil im
gezeigten Ausführungsbeispiel zwei in das Ventilinnere führende Öffnungen im Ventilgehäuse 1 aufweist, nämlich eine obere Öffnung und eine untere Öffnung, wird lediglich die untere Öffnung als die Ventilöffnung 2 bezeichnet, da diese Ventilöffnung 2 gasdicht verschliessbar ist. Die
Ventilöffnung 2 ist von einem Ventilsitz 4 umschlossen, der von einer ebenen Fläche rings um die Ventilöffnung 2 gebildet wird. Die Ebene des Ventilsitzes 4 wird im gezeigten
Ausführungsbeispiel von der Öffnungsachse 3 senkrecht
durchstossen .
Im Ventilgehäuse 1 ist ein bewegbarer Ventilteller 5
angeordnet, der einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist. Wie in Figur 1 erkennbar hat der Ventilteller 5 eine strebenartige Grundstruktur und einen Schwenkarm, mittels welchem der Ventilteller mit dem Antrieb 7 gekoppelt ist. An der strebenartigen Grundstruktur des Ventiltellers 5 ist eine Schliessflache 13 angeordnet, wie in Figur 3
gezeigt. Diese Schliessflache 13 weist in der gezeigten
Ausrichtung des Ventils nach unten, also in Richtung zur Ventilöffnung 2. Diese Seite ist diejenige Seite des
Ventiltellers, welche zum Verschliessen der Ventilöffnung 2 dient, weshalb sie im Folgenden als die Verschlussseite 6, dargestellt in Figur 3, bezeichnet wird. Die Schliessflache 13 ist eine geschlossene, runde Platte, deren Querschnitt grösser ist als der Querschnitt der Ventilöffnung 3, wie in Figur 3 erkennbar. Mittels der Schliessflache 13 kann also die Ventilöffnung 2 vollständig überdeckt werden, wobei die Schliessflache 13 auf dem Ventilsitz 4 aufliegt, siehe Figur 3. Die Schliessflache 13 ist in Richtung senkrecht zur
Verschlussseite 6 relativ zum Ventilteller 5 innerhalb eines Bewegungsbereichs 14, dargestellt durch den Pfeil 14, bewegbar am Ventilteller 5 federnd gelagert. Die Federkraft wirkt nach unten, also in Richtung zum Ventilsitz 4 und zur Ventilöffnung 2. Durch diese relative Bewegbarkeit des
Schliessflache 13 relativ zum Ventilteller 5 ist es möglich, dass sich die Schliessflache 13 im Falle eines relativen Überdrucks, der auf der oberen Seite, also auf der Seite des Ventiltellers 5 bzw. auf der Seite, zu welcher der Ventilsitz 4 weist, herrscht, auf dem Ventilsitz 4 abstützt. Somit wirkt eine derartige Druckdifferenz im Wesentlichen auf die
Schliessflache 13 und den Ventilsitz 4, kaum jedoch auf den restlichen Ventilteller 5 und den Antrieb 7. Mittels des Antriebs 7, gezeigt in Figur 1, ist der
Ventilteller 5 in Form einer Querbewegung x, die eine
Schwenkbewegung darstellt, um eine im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse 3 verlaufende Schwenkachse 10 quer zur Ventilöffnung 2 und quer zur Öffnungsachse 3 schwenkbar. Ausserdem kann der Ventilteller 5 in Form einer
Senkrechtbewegung y in Richtung senkrecht zur Verschlussseite 6 und senkrecht zur Querbewegung x bewegt werden. Die
Senkrechtbewegung y ist eine Linearbewegung im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse 3. Der Ventilteller 5 kann mittels des Antriebs 7 zwischen einer Offenstellung O, gezeigt in Figur 1, und einer Geschlossenstellung C, gezeigt in Figur 3, verstellt werden. In der Offenstellung ist der Ventilteller 5 in einem seitlich neben der Ventilöffnung 2 angeordneten Parkabschnitt 8 des Ventilgehäuses 1 positioniert. Die
Ventilöffnung 2 und der Fliessweg F werden vom Ventilteller 5 und dessen Schliessflache 13 freigegeben. In der
Offenstellung O ist der Verschlussteller quer aus dem Bereich der Ventilöffnung 2 herausgeschwenkt, so dass der
Öffnungsquerschnitt vollständig freigegeben wird. Bei dem Parkabschnitt 8 handelt es sich um einen nach aussen
geschlossenen Abschnitt im Inneren des Ventilgehäuses 1, seitlich neben der Ventilöffnung 2, wie in Figur 1 gezeigt. Zur besseren Darstellung ist der Deckel des Parkabschnitts 8 in Figur 1 entfernt, so dass der Ventilteller in seiner
Offenstellung O im Parkabschnitt erkennbar ist. Im
Betriebszustand ist der Parkabschnitt jedoch verschlossen. In der Geschlossenstellung, gezeigt in Figur 3, überdeckt der Ventilteller 5 mit der auf der Verschlussseite 6 angeordneten Schliessflache 13 die Ventilöffnung 2.
Das Ventil weist einen ringförmigen Dichtungsträger 30 mit einer die Schliessflache 13 umschliessenden Grundform auf, gezeigt in Figur 3, der zwei typische Positionen einnehmen kann, nämlich eine Kopplungsposition K, Figur 3 und Figur 8, und eine Parkposition P, Figuren 4d und 5b. In der
Kopplungsposition K ist der Dichtungsträger 30 am
Ventilteller 5 gekoppelt, während er in der Parkposition P des Dichtungsträgers 30 mit dem Parkabschnitt 8 des
Ventilgehäuses 1 gekoppelt ist.
Auf dem Dichtungsträger 30 ist eine als dynamische Dichtung wirkende erste Dichtung 31 derart angeordnet, dass die erste Dichtung 31 in der Kopplungsposition K und in der
Geschlossenstellung C den Ventilsitz 4 gasdichtend berührt, wie in Figur 3 gezeigt. In der Kopplungsposition K besteht eine gasdichte Verbindung zwischen der ersten Dichtung 31 und der auf dem Ventilteller 5 angeordneten Schliessflache 13. Hierzu weist das Ventil Dichtungsmittel 32 auf, die den
Dichtungsträger 30 und die Schliessflache 13 in der
Kopplungsposition K gasdichtend verbinden. Die
Dichtungsmittel 32 sind auf einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche 35 des Dichtungsträgers 30 derart angeordnet, dass die Dichtungsmittel 32 in der
Kopplungsposition K eine radial nach aussen weisende
Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 im Wesentlichen radial gasdichtend umschliessen, wie in Figur 3 gezeigt.
Wie bereits erwähnt ist die Schliessflache 13 innerhalb eines Bewegungsbereichs 14 beweglich am Ventilteller 5 gelagert. Um die gasdichte Verbindung zwischen dem Dichtungsträger 30 und der Schliessflache 13 in der Kopplungsposition K zu
gewährleisten, ist die Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 derart dimensioniert, dass sie zumindest innerhalb eines Teilbereichs des Bewegungsbereichs 14 der Schliessflache 13 von den Dichtungsmitteln 32 in der Kopplungsposition (K) gasdichtend umschlossen ist, wie ein Figur 3 gezeigt.
Die genannten Dichtungsmittel 32 werden im
Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 7 von einer
ringförmigen zweiten Dichtung 32 gebildet. Diese zweite
Dichtung 32 ist auf einer radial nach innen weisenden Innenfläche 35 des Dichtungsträgers 30 angeordnet und weist nach innen in Radialrichtung. Die zweite Dichtung 32
umschliesst in der Kopplungsposition K die radial nach aussen weisende Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 im Wesentlichen radial gasdichtend, wie in Figur 3 gezeigt.
Anstelle dieser in Figur 3 dargestellten Ausführungsform mit zwei Dichtungen 31 und 32 ist es jedoch auch möglich, dass die Dichtungsmittel von der ersten Dichtung 31 gebildet wird, wie in einer alternativen Ausführungsform in Figur 8 gezeigt. Die Figur 8 korrespondiert zur Figur 3. In diesem Falle hat die erste Dichtung 31 eine Doppelfunktion. Hierzu ist die erste Dichtung 31 in einem inneren Randabschnitt der
zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche 35 des Dichtungsträgers 30 angeordnet. Sie berührt mit einem in Axialrichtung weisenden Teilabschnitt in der
Geschlossenstellung C des Ventiltellers 5 den Ventilsitz 4 auf gasdichtende Weise, wie in Figur 8 gezeigt. Mit dem nach innen zumindest teilweise in Radialrichtung weisenden
Teilabschnitt umschliesst die erste Dichtung 31 in der
Kopplungsposition K die zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 auf im Wesentlichen radial gasdichtende Weise, wie ebenfalls in Figur 8 erkennbar.
Die Ausführungsbeispiele gemäss Figur 3 und Figur 8 sind gegeneinander austauschbar, das heisst, dass die restlichen beschriebenen Merkmale entsprechend anwendbar sind. Befindet sich der Dichtungsträger 30 in Kopplungsposition K, kann das Ventil wie ein konventionelles Pendelventil
betrieben werden. Der Ventilteller 7 ist mittels des Antriebs 7 zwischen der Offenstellung O, Figur 1, und einer
Zwischenstellung durch die Querbewegung x schwenkbar. In der Zwischenstellung überdeckt der Ventilteller 5 mit der
Verschlussseite 6 die Ventilöffnung 2, er ist in
beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz 4 angeordnet und er verkleinert die Ventilöffnung 2, so dass der Fliessweg F teilweise unterbrochen ist. Durch die Senkrechtbewegung y des Antriebs 7 kann der Ventilteller 7 zwischen dieser
Zwischenstellung und der gasdichten Geschlossenstellung C, Figuren 3 und 8, verstellt werden. Ein Vorteil dieser konventionellen Betriebsart, bei welcher sich der Dichtungsträger 30 in Kopplungsposition K befindet, besteht darin, dass das Ventil gasdicht verschlossen werden kann. In vielen Anwendungsbereichen ist das vollständige Schliessen des Ventils jedoch nur gelegentlich erforderlich, da sich das Ventil hauptsächlich im sogenannten
Regelungsbetrieb befindet, in welchem der Öffnungsquerschnitt verkleinert oder vergrössert, jedoch nicht vollständig verschlossen werden soll. Im Regelungsbetrieb wird die erste Dichtung 31 in der Kopplungsposition K des Dichtungsträgers 30 ständig dem Medium, welches das Ventil durchströmt, chemisch und mechanisch ausgesetzt, so dass es zu einem erhöhten Verschleiss der ersten Dichtung 31 kommen würde. Daher sieht die Erfindung vor, dass der Dichtungsträger 30 vom Ventilteller 5 entkoppelt und mit dem Parkabschnitt 8 des Ventilgehäuses 1 gekoppelt werden kann und die Parkposition P einnimmt .
Erfindungsgemäss ist Dichtungsträger 30 in der
Kopplungsposition K des Dichtungsträgers 30 mit einer ersten Aufnahme 21 des Ventiltellers 5 am Ventilteller 5 und in der Parkposition P des Dichtungsträgers 30 mit einer zweiten Aufnahme 22 des Parkabschnitts 8 im Parkabschnitt 8 des
Ventilgehäuses 1 koppelbar und wieder entkoppelbar. Um die lösbare Kopplung in der ersten Aufnahme 21 und in der zweiten Aufnahme 22 zu ermöglichen, besitzt das Ventil den jeweiligen Aufnahmen 21 und 22 zugeordnete Kopplungsmittel 33 und 34.
Mittels erster Kopplungsmittel 33 ist der Dichtungsträger 30 lösbar mit der ersten Aufnahme 21 des Ventiltellers 5
koppelbar und somit in der Kopplungsposition K lösbar
fixierbar. Mittels zweiter Kopplungsmittel 34 ist der
Dichtungsträger 30 lösbar mit der zweiten Aufnahme 22 des Parkabschnitts 8 koppelbar und somit in der Parkposition P lösbar fixierbar.
Die erste Aufnahme 21 des Ventiltellers 5 ist als
translatorische erste Aufnahme 21 ausgebildet, wie in den Figuren 3, 4a, 4c, 4d, 6 und 7 gezeigt. Das heisst, dass durch eine geradlinige Bewegung des Ventiltellers 5 ein
Aufnehmen des Dichtungsträgers 30 in die erste Aufnahme 21 erfolgt. Der Dichtungsträger 30 ist durch die
Senkrechtbewegung y in die erste Aufnahme 21 in die
Kopplungsposition K hinein und aus der Aufnahme 21 aus der Kopplungsposition K heraus führbar, siehe Figuren 4c und 4d. Um den Dichtungsträger 30 in der ersten Aufnahme 21 und somit in seiner Kopplungsposition K zu halten, sind die ersten Kopplungsmittel 33 vorgesehen, welche als kraftschlüssige erste Kopplungsmittel 33 ausgebildet sind, wie in der Figur 6 veranschaulicht. Die kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel 33 halten den Dichtungsträger 30 in der ersten Aufnahme 21 in der Kopplungsposition K mit einer Haltekraft bis zur
Überwindung der Haltekraft, wobei die Haltekraft durch die Senkrechtbewegung y aus der Aufnahme 21 heraus zum Entkoppeln mittels des Antriebs 7 überwindbar ist. Im in Figur 6
gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel als federbelastete Raste 33
ausgebildet, die im Dichtungsträger 30 angeordnet ist. Die erste Aufnahme 21 wird von einer Vielzahl an rings um den Dichtungsträger 30 auf dem Ventilteller 5 angeordneten
Fingern 21 gebildet, wie in Figur 7 erkennbar, welche den Ventilteller 5 ohne den Dichtungsträger 30 zeigt. In diesen Fingern 21 sind konkave, nach innen weisende Ausnehmungen 33c ausgeformt, siehe Figuren 6 und 7. Im Dichtungsträger 30 befindet sich eine der Anzahl der Finger 21 und der
Ausnehmungen 33c entsprechende Anzahl an federbelasteten Rasten 33. Diese federbelasteten Rasten 33 setzen sich jeweils aus einer Feder 33a und einer von der Feder 33a mit Kraft beaufschlagten Kugel 33b zusammen. Die Kugel 33b hat eine mit der Ausnehmung 33c korrespondierende Form und wird durch die Feder 33a beim Einführen des Dichtungsträgers 30 in die erste Aufnahme 21 gedrückt, so dass der Dichtungsträger 30 kraftschlüssig mittels der als federbelastete Rasten ausgebildeten kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel 33 in der ersten Aufnahme 21 fixiert ist. Somit befindet sich der Dichtungsträger 30 in Kopplungsposition K. Das Entkoppeln des Dichtungsträgers 30 aus der ersten Aufnahme 21 ist in den Figuren 4c und 4d veranschaulicht. Der mittels der zweiten Kopplungsmittel 34 im Parkabschnitt 8 festgehalten
Dichtungsträger 30 wird durch das senkrechte Verstellen des Ventiltellers 5 mittels der nach oben erfolgenden
Senkrechtbewegung y, dargestellt durch den Pfeil in Figur 4d, durch den Antrieb 7 aus der erste Aufnahme 21 gezogen, indem die Haltekraft der federbelasteten Rasten 33 überwunden wird. Dies wird durch den Übergang von der Figur 4c zur Figur 4d veranschaulicht. Das Koppeln des Dichtungsträgers in die Kopplungsposition K erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Durch die beschriebene erste Aufnahme 21 und die ersten
Kopplungsmittel 33 ist es also möglich, den - auf im
Folgenden erläuterte Weise - am Ventilgehäuse 1
festgehaltenen Dichtungsträger 30 durch die Senkrechtbewegung y des Antriebs 7 vom Ventilteller 5 aus seiner
Kopplungsposition K zu lösen. Um den Dichtungsträger 30 am Ventilgehäuse im geschützten Parkabschnitt 8 lösbar in seiner Parkposition P fixieren zu können, sind die zweite Aufnahme 22 und die zweiten
Kopplungsmittel 34, gezeigt in den Figuren 4a bis 5c,
vorgesehen .
Im Parkabschnitt 8 des Ventilgehäuses 1 ist eine Schutzfläche 12 ausgeformt ist, die im Wesentlichen mit der Form der ersten Dichtung 31 des Dichtungsträgers 30 korrespondiert. Diese Schutzfläche 12 ist als nach oben in Richtung zur
Verschlussseite 6 auf die Schliessflache 13 weisende,
ringförmige Nut im Parkabschnitt 8 des Ventilgehäuses 1 ausgeformt, wie in Figur 2 erkennbar. In Figur 2 ist die Abdeckung des Parkabschnitts 8 weitgehend entfernt, wodurch die im Ventilinneren liegende Schutzfläche 12 erkennbar ist.
Im Parkabschnitt 8 ist ausserdem die zweite Aufnahme 22 ausgeformt. Diese zweite Aufnahme 22, mittels welcher der Dichtungsträger 30 im Parkabschnitt aufnehmbar ist, bildet aufgrund ihrer vorteilhaften Ausgestaltung auch einen Teil zweiten Kopplungsmittel 34. Rings um die Schutzfläche 12 sind vier Einführungen 42 im Parkabschnitt 8 aufgeformt, wie in den Figuren 2, 5a und 5b erkennbar. Diese vier Einführungen 42 gehen jeweils in einen Schlitz 41 über, der sich entlang der Richtung der Querbewegung x, siehe Figur 1, erstreckt. Die Einführungen 42 bilden funktional die zweite Aufnahme 22.
Korrespondierend zu den vier Einführungen 42 und Schlitzen 41 sind auf dem Dichtungsträger vier Knöpfe 43 angeordnet, siehe Figuren 4a, 5a und 5b. Die Knöpfe 43 des Dichtungsträgers 30 sind durch die Senkrechtbewegung y des Antriebs 7 in die Einführungen 42 einführbar. Das Einführen wird durch den Übergang von der Figur 4a zur Figur 4b und von der Figur 4b zur Figur 4c dargestellt. Sind die Knöpfe 43 des Dichtungsträgers 30 durch die Senkrechtbewegung y des
Antriebs 7 in die Einführungen 42 eingeführt, Figuren 4c und 5a, können diese Knöpfe 43 mittels des Antriebs 7 durch die Querbewegung x in den Schlitz 41 und somit in einen
Hinterschneidungsbereich geführt werden, wie durch den
Übergang von Figur 5a zur Figur 5b gezeigt. In diesem
Hinterschneidungsbereich wird der Dichtungsträger 30 in
Richtung der Senkrechtbewegung y festgehalten. Wird der
Antrieb 7 nun in Richtung der Senkrechtbewegung y verstellt, wie oben beschrieben und in Figur 4d gezeigt, kann der
Dichtungsträger 30 diese Senkrechtbewegung y nicht mitmachen, sondern bleibt in der zweiten Aufnahme 22 fixiert. Somit löst sich der Dichtungsträger 30 vom Ventilteller 5 und von der ersten Aufnahme 21, da die kraftschlüssigen ersten
Kopplungsmittel 33 die Verbindung zwischen Dichtungsträger 30 und Ventilteller 5 lösen. Der Zustand, in welchem sich der Dichtungsträger 30 in diesem Hinterschneidungsbereich
befindet, ist die Parkposition P.
In anderen Worten sind die zweiten Kopplungsmittel 34 als Baj onettverschluss mit vier Schlitzen 41, die jeweils eine Einführung 42 haben, im Parkabschnitt 8 und vier Knöpfen 43 auf dem Dichtungsträger 30 ausgebildet. Der
Baj onettverschluss ist derart angeordnet und ausgebildet, dass die vier Knöpfe 43 durch die Senkrechtbewegung y in die Einführung 42 einführbar und durch die Querbewegung x in die vier Schlitze 41 führbar sind. Der Dichtungsträger 30 kann somit in die Parkposition P gebracht werden. Die zweite
Aufnahme 22 des Parkabschnitts 8 ist also derart ausgebildet, dass der Dichtungsträger 30 zumindest teilweise durch die Senkrechtbewegung y in die zweite Aufnahme 22 in die
Parkposition P hinein und aus der zweiten Aufnahme 22 aus der Parkposition (P) heraus führbar ist. Das Koppeln und Entkoppeln des Dichtungsträgers 30 in die und aus der
Kopplungsposition K und Parkposition P erfolgt zumindest teilweise durch die Senkrechtbewegung y und durch die
Querbewegung x. Die ersten Kopplungsmittel 33, die erste Aufnahme 21, die zweiten Kopplungsmittel 34 und die zweite
Aufnahme 22 sind also im gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass das Koppeln des Dichtungsträgers 30 in der Kopplungsposition K und der Parkposition P und das Entkoppeln durch ein Bewegen des Ventiltellers 5 mittels des Antriebs 7 erfolgen.
In der Parkposition P des Dichtungsträgers 30 wird die erste Dichtung 31 von der Schutzfläche 12 zum Schutz der ersten Dichtung 31 vor dem entlang dem Fliessweg F strömenden Medium umgeben. Somit ist die erste Dichtung 31 in der Parkposition P vor chemischen und abrasiven sowie sonstigen mechanischen Einflüssen geschützt. Das Ventil kann in dieser Betriebsart nun im sogenannten Regelungsbetrieb betrieben werden, wobei der Ventilteller 5 mit dessen Schliessflache 13 bereits ein weitgehendes Schliessen, jedoch nicht vollständig gasdichtes Schliessen der Ventilöffnung 2 durch Verstellen des
Ventiltellers 5 durch die Querbewegung x und die
Senkrechtbewegung y mittels des Antriebs 7 ermöglicht. In Figur 7 ist der Ventilteller 5 ohne den Dichtungsträger 30, der sich in Parkposition P im Parkabschnitt 8 befindet, gezeigt. Wie erkennbar ist auch ohne den Dichtungsträger 30 ein Schliessen der Ventilöffnung 2 durch die auf dem
Ventilsitz 4 aufliegenden Schliessflache 13 möglich, jedoch ist keine gasdichte Abdichtung aufgrund der fehlenden
Dichtung gewährleistet. Dies ist jedoch bei einem Grossteil der Einsatzzeit des Ventils bei vielen Anwendungen auch nicht erforderlich. Das gezeigte Ventil hat ausserdem eine integrierte Steuervorrichtung 50 für den Antrieb 7, gezeigt in Figur 1. Diese Steuervorrichtung 50 steht derart mit dem Antrieb 7 in Verbindung und ist derart ausgebildet, dass das Ventil in einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebart
betreibbar ist. In der ersten Betriebsart ist der
Dichtungsträger 30 in der Parkposition P angeordnet und der Ventilteller 5 ist zwischen der Offenstellung O und einer Zwischenstellung, in welcher der Ventilteller 5 mit der
Verschlussseite 6 die Ventilöffnung 2 zumindest teilweise überdeckt, in beabstandeter Gegenüberlage zum Ventilsitz 4 angeordnet ist und in welcher der Ventilteller 5 die
Ventilöffnung 2 verkleinert und den Fliessweg (F) teilweise unterbricht, verstellbar. In der zweiten Betriebsart ist der Dichtungsträger 30 in der Kopplungsposition K angeordnet und der Ventilteller 5 ist zwischen der Offenstellung O und der Geschlossenstellung C verstellbar. Das Koppeln des
Dichtungsträgers 30 in der Kopplungsposition K und der
Parkposition P und das Entkoppeln, also der Übergang von der einen zur anderen Betriebsart, erfolgt durch ein Ansteuern des Antriebs 7 zum Verstellen des Ventiltellers 5 auf die oben beschrieben Weise.
Die in den Figuren 1 bis 7 sowie der Figur 8
veranschaulichten und erläuterten konkreten
Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur exemplarischen Veranschaulichung der Erfindung anhand schematischer
Darstellungen. Selbstverständlich beschränkt sich die
Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele und deren Merkmalskombinationen. So ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Schliessflache 13 auf dem Dichtungsträger 30 angeordnet ist und ein unmittelbarer gasdichter Kontakt zwischen der ersten Dichtung 31 und der Schliessflache 13 besteht. Der Dichtungsträger 30 weist in diesem Fall insbesondere einen tellerförmigen Querschnitt auf. Eine solche Ausführung ist in der Figur 9 dargestellt. Auf eine zweite Dichtung kann hierbei verzichtet werden. Die restlichen Merkmale entsprechen denen der vorangegangenen Ausführungsbeispiele. Ausserdem ist es möglich, die
funktional zu verstehenden Merkmale in Form eines einzigen Elements, welches diese funktionalen Merkmale aufweist, umzusetzen, und umgekehrt. So ist es beispielsweise möglich, dass die erste Aufnahme 21 des Ventiltellers 5 durch die zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 gebildet wird und die
kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel 33 durch die
Dichtungsmittel 31 oder 32, insbesondere durch die zweite Dichtung 32 aus dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Figuren 1 bis 7 oder die ersten Dichtung 31 aus dem zweiten
Ausführungsbeispiel gemäss Figur 8, gebildet werden. Die Dichtungen 31 bzw. 32 sind in Radialrichtung elastisch, so dass diese Dichtungsmittel 31 bzw. 32 die Aussenfläche 9 der Schliessflache 13 in der Kopplungsposition K derart elastisch umschliessen, dass der Dichtungsträger 30 lösbar in der
Kopplungsposition K fixierbar ist. In diesem Fall können die in Figur 6 beschriebenen ersten Kopplungsmittel 33 sowie die erste Aufnahme 21 entfallen. Die restlichen Merkmale können unverändert bleiben.

Claims

Patentansprüche
1. Ventil zum im Wesentlichen gasdichten Unterbrechen eines
Fliesswegs (F) , mit
• einem Ventilgehäuse (1),
• einer Ventilöffnung (2) im Ventilgehäuse (1) für den Fliessweg (F) mit einer Öffnungsachse (3),
• einem Ventilsitz (4), der die Ventilöffnung (2)
umschliesst,
• einem Ventilteller (5) mit einer Verschlussseite (6),
• mindestens einem Antrieb (7), mittels welchem der
Ventilteller (5) zwischen
- einer Offenstellung (O) , in welcher der Ventilteller
(5) in einem seitlich neben der Ventilöffnung (2) angeordneten Parkabschnitt (8) des Ventilgehäuses (1) positioniert ist und die Ventilöffnung (2) und den Fliessweg (F) freigibt, und
- einer Geschlossenstellung (C) , in welcher
• der Ventilteller (5) mit einer auf der
Verschlussseite (6) angeordneten Schliessflache
(13) die Ventilöffnung (2) überdeckt,
• eine erste Dichtung (31) den Ventilsitz (4) gasdichtend berührt und
• der Ventilteller (5) die Ventilöffnung (2) gasdicht schliesst und den Fliessweg (F) unterbricht, mittels einer zumindest teilweise quer zur
Öffnungsachse (3) erfolgenden Querbewegung (x)
schwenkbar oder verschiebbar ist,
gekennzeichnet durch
einen Dichtungsträger (30), der
• in einer Kopplungsposition (K) des Dichtungsträgers (30) mit einer ersten Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) am Ventilteller (5) und • in einer Parkposition (P) des Dichtungsträgers (30) mit einer zweiten Aufnahme (22) des Parkabschnitts (8) im Parkabschnitt (8) des Ventilgehäuses (1)
koppelbar und wieder entkoppelbar ist, wobei
• die erste Dichtung (31) derart auf dem Dichtungsträger (30) angeordnet ist, dass die erste Dichtung (31) in der Kopplungsposition (K) und in der
Geschlossenstellung (C) den Ventilsitz (4) gasdichtend berührt, wobei zumindest in der Kopplungsposition (K) und in der Geschlossenstellung (C) eine gasdichte
Verbindung zwischen der ersten Dichtung (31) und der Schliessflache (13) besteht,
• das Ventil erste Kopplungsmittel (33) aufweist, mittels welcher der Dichtungsträger (30) lösbar mit der ersten Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) koppelbar und somit in der Kopplungsposition (K) fixierbar ist, und
• das Ventil zweite Kopplungsmittel (34) aufweist,
mittels welcher der Dichtungsträger (30) lösbar mit der zweiten Aufnahme (22) des Parkabschnitts (8) koppelbar und somit in der Parkposition (P) fixierbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, wobei
die ersten Kopplungsmittel (33), die erste Aufnahme (21), die zweiten Kopplungsmittel (34) und die zweite Aufnahme (22) derart ausgebildet sind, dass das Koppeln des
Dichtungsträgers (30) in der Kopplungsposition (K) und der Parkposition (P) und das Entkoppeln durch ein Bewegen des Ventiltellers (5) mittels des Antriebs (7) erfolgen.
3. Ventil nach Anspruch 2, wobei
• der Antrieb (7) derart ausgebildet ist, dass der
Ventilteller (5) zumindest in der Offenstellung (O) in Form einer Senkrechtbewegung (y) in Richtung senkrecht zur Verschlussseite (6) bewegbar ist und
• das Koppeln und Entkoppeln des Dichtungsträgers (30) in die und aus der Kopplungsposition (K) und Parkposition (P) zumindest teilweise durch die Senkrechtbewegung (y) erfolgt .
4. Ventil nach Anspruch 3, wobei
die zweite Aufnahme (22) des Parkabschnitts (8) derart ausgebildet ist, dass der Dichtungsträger (30) zumindest teilweise durch die Senkrechtbewegung (y) in die zweite Aufnahme (22) in die Parkposition (P) hinein und aus der zweiten Aufnahme (22) aus der Parkposition (P) heraus führbar ist.
5. Ventil nach Anspruch 4, wobei
die zweiten Kopplungsmittel (34) als Baj onettverschluss mit mindestens einem Schlitz (41), der eine Einführung (42) hat, und mindestens einem Knopf (43) ausgebildet sind, wobei der Baj onettverschluss derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Knopf (43) durch die
Senkrechtbewegung (y) in die Einführung (42) einführbar und durch die Querbewegung (x) in den Schlitz (41) und somit in die Parkposition (P) führbar ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei
die erste Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) als
translatorische erste Aufnahme (21) ausgebildet ist, wobei der Dichtungsträger (30) durch die
Senkrechtbewegung (y) in die erste Aufnahme (21) in die Kopplungsposition (K) hinein und aus der Aufnahme (21) aus der Kopplungsposition (K) heraus führbar ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, wobei
die ersten Kopplungsmittel (33) als kraftschlüssige erste Kopplungsmittel (33) ausgebildet sind, die den
Dichtungsträger (30) in der ersten Aufnahme (21) in der Kopplungsposition (K) mit einer Haltekraft bis zur
Überwindung der Haltekraft halten, wobei die Haltekraft durch die Senkrechtbewegung (y) aus der Aufnahme (21) heraus zum Entkoppeln mittels des Antriebs (7)
überwindbar ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, wobei
die kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel als
federbelastete Raste (33), die im Dichtungsträger (30) oder in der ersten Aufnahme (21) angeordnet ist,
ausgebildet ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
• die Schliessflache (13) auf dem Dichtungsträger (30) angeordnet ist und
• ein gasdichter Kontakt zwischen der ersten Dichtung
(31) und der Schliessflache (13) besteht.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
• die Schliessflache (13) auf dem Ventilteller (5)
angeordnet ist und
• das Ventil Dichtungsmittel (31; 32) aufweist, die den Dichtungsträger (30) und die Schliessflache (13) in der Kopplungsposition (K) und in der Geschlossenstellung
(C) gasdichtend verbinden.
11. Ventil nach Anspruch 10, wobei
• die Dichtungsmittel (31; 32) auf einer zumindest
teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche (35) des Dichtungsträgers (30) derart angeordnet sind, dass die Dichtungsmittel (31; 32) in der Kopplungsposition (K) eine zumindest teilweise radial nach aussen
weisende Aussenfläche (9) der Schliessflache (13) im Wesentlichen radial gasdichtend umschliessen .
12. Ventil nach Anspruch 11, wobei
• die Schliessflache (13) in Richtung senkrecht zur
Verschlussseite (6) relativ zum Ventilteller (5) und in der Kopplungsposition (K) relativ zum Dichtungsträger
(30) innerhalb eines Bewegungsbereichs (14) bewegbar am Ventilteller (5) - insbesondere federnd - gelagert ist und
• die Aussenfläche (9) der Schliessflache (13) derart dimensioniert ist, dass sie zumindest innerhalb eines
Teilbereichs des Bewegungsbereichs (14) der
Schliessflache (13) von den Dichtungsmitteln (31; 32) in der Kopplungsposition (K) gasdichtend umschlossen ist .
13. Ventil nach Anspruch 7, wobei
• die Schliessflache (13) auf dem Ventilteller (5)
angeordnet ist
• das Ventil Dichtungsmittel (31; 32) aufweist, die den Dichtungsträger (30) und die Schliessflache (13) in der
Kopplungsposition (K) und in der Geschlossenstellung (C) gasdichtend verbinden und
• die Dichtungsmittel (31; 32) auf einer zumindest
teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche (35) des Dichtungsträgers (30) derart angeordnet sind, dass die Dichtungsmittel (31; 32) in der Kopplungsposition (K) eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche (9) der Schliessflache (13) im Wesentlichen radial gasdichtend umschliessen,
• die erste Aufnahme (21) des Ventiltellers (5) durch die zumindest teilweise radial nach aussen weisende
Aussenfläche (9) der Schliessflache (13) gebildet wird, und
• die kraftschlüssigen ersten Kopplungsmittel (33) durch die Dichtungsmittel (31; 32), die in Radialrichtung elastisch sind, gebildet werden, wobei die
Dichtungsmittel (31; 32) die Aussenfläche (9) der
Schliessflache (13) in der Kopplungsposition (K) derart elastisch umschliessen, dass der Dichtungsträger (30) lösbar in der Kopplungsposition (K) fixierbar ist.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die
Dichtungsmittel
• von einer zweiten Dichtung (32),
- die auf einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche (35) des Dichtungsträgers (30) angeordnet ist und zumindest teilweise nach innen in
Radialrichtung weist, und
- die in der Kopplungsposition (K) eine zumindest
teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche (9) der Schliessflache (13) im Wesentlichen radial gasdichtend umschliesst,
oder
• von der ersten Dichtung (31),
- die in einem inneren Randabschnitt einer zumindest teilweise radial nach innen weisenden Innenfläche (35) des Dichtungsträgers (30) angeordnet ist,
- die mit einem in Axialrichtung weisenden
Teilabschnitt in der Geschlossenstellung (C) des Ventiltellers (5) den Ventilsitz (4) gasdichtend berührt und - die mit einem nach innen zumindest teilweise in
Radialrichtung weisenden Teilabschnitt in der Kopplungsposition (K) eine zumindest teilweise radial nach aussen weisende Aussenfläche (9) der
Schliessflache (13) im Wesentlichen radial
gasdichtend umschliesst,
gebildet werden.
15. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 8 oder 13, wobei das Ventil als eines der folgenden Ventiltypen
ausgebildet ist:
• Pendelventil, wobei
- die Ventilöffnung (2) und der Ventilteller (5) einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweisen, - der Dichtungsträger (30) einen ringförmigen oder tellerförmigen Querschnitt aufweist,
- die Querbewegung (x) eine Schwenkbewegung um eine im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse (3)
verlaufende Schwenkachse (10) ist,
- die Senkrechtbewegung (y) eine Linearbewegung im
Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse (3) ist,
- der Ventilteller (7) mittels des Antriebs (7)
zwischen der Offenstellung (O) und einer
Zwischenstellung, in welcher der Ventilteller (5) mit der Verschlussseite (6) die Ventilöffnung (2) zumindest teilweise überdeckt, in beabstandeter
Gegenüberlage zum Ventilsitz (4) angeordnet ist und in welcher der Ventilteller (5) die Ventilöffnung (2) verkleinert und den Fliessweg (F) teilweise
unterbricht, durch die Querbewegung (x) schwenkbar ist und
- der Ventilteller (7) mittels des Antriebs (7)
zwischen der Zwischenstellung und der Geschlossenstellung (C) durch die Senkrechtbewegung (y) verstellbar ist;
• Schieberventil, wobei
- die Ventilöffnung (2) und der Ventilteller (5) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen,
- der Dichtungsträger (30) einen rechteckig
rahmenartigen oder rechteckig geschlossenen
Querschnitt aufweist,
- die Querbewegung (x) eine Linearbewegung entlang einer im Wesentlichen senkrecht zur Öffnungsachse (3) verlaufende Schubachse ist,
- die Senkrechtbewegung (y) eine Linearbewegung im
Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse (3) ist,
- der Ventilteller (7) mittels des Antriebs (7)
zwischen der Offenstellung (O) und einer
Zwischenstellung, in welcher der Ventilteller (5) mit der Verschlussseite (6) die Ventilöffnung (2) zumindest teilweise überdeckt, in beabstandeter
Gegenüberlage zum Ventilsitz (4) angeordnet ist und in welcher der Ventilteller (5) die Ventilöffnung (2) verkleinert und den Fliessweg (F) teilweise
unterbricht, durch die Querbewegung (x) verschiebbar ist und
- der Ventilteller (7) mittels des Antriebs (7)
zwischen der Zwischenstellung und der
Geschlossenstellung (C) durch die Senkrechtbewegung (y) verstellbar ist.
16. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit
einer Steuervorrichtung (50), die derart mit dem Antrieb (7) in Verbindung steht und derart ausgebildet ist, dass das Ventil in einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebart betreibbar ist, wobei • in der ersten Betriebsart der Dichtungsträger (30) in der Parkposition (P) angeordnet ist und der
Ventilteller (5) zwischen der Offenstellung (O) und einer Zwischenstellung, in welcher der Ventilteller (5) mit der Verschlussseite (6) die Ventilöffnung (2) zumindest teilweise überdeckt, in beabstandeter
Gegenüberlage zum Ventilsitz (4) angeordnet ist und in welcher der Ventilteller (5) die Ventilöffnung (2) verkleinert und den Fliessweg (F) teilweise
unterbricht, verstellbar ist und
• in der zweiten Betriebsart der Dichtungsträger (30) in der Kopplungsposition (K) angeordnet ist und der
Ventilteller (5) zwischen der Offenstellung (O) und der Geschlossenstellung (C) verstellbar ist.
17. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei
im Parkabschnitt (8) eine Schutzfläche (12) derart ausgeformt ist, dass die erste Dichtung (31) in der
Parkposition (P) des Dichtungsträgers (30) von der
Schutzfläche (12) - zum Schutz der ersten Dichtung (31) vor dem entlang dem Fliessweg (F) strömenden Medium - umgeben ist.
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