JP5032826B2 - 流路の気密封止バルブ - Google Patents

Description

本発明は、バルブディスクの開口部上での回転や移動と、バルブディスクの開口部を囲むバルブシートへの押圧による流路の本質的に気密封止用真空バルブに関する。かかるバルブは、特に真空技術分野において用いられ、特に振り子バルブ又はスライドゲートバルブと称される。

異なる実施例において最初に述べられるバルブの種類は、先行技術によって既知であり、特にできる限り汚染微粒子の存在しない保護された雰囲気下において行われなければならないICと半導体製造の分野で用いられる。振り子バルブは、例えばプロセスチャンバと真空ポンプの間のガスの流れを制御するために使われる。スライドゲートバルブは、例えば半導体ウエハ又は液晶基板のための製造プラントの製造チャンバー間の接続経路において配置され、高度に敏感な半導体又は液晶構成要素を一つの製造チャンバから次へと移送するために、スライドゲートバルブによって接続経路を開くことが可能であり、各製造ステップの完了後に、気密に閉じることが可能である。

振り子バルブの場合において、第一ステップにおいて、全体的に丸いバルブディスクが、開口部が遮蔽物の無い位置から開口部を覆う中間位置まで、同様に丸い開口部回りを回転する。スライドゲートバルブの場合において、開口部と同様にバルブディスクは、全体的に長方形で、第一ステップにおいて開口部が遮蔽されない位置から開口部を覆う中間位置まで直線的に移動する。この中間位置において、振り子又はスライドゲートバルブのバルブディスクは、開口部周囲のバルブシートと反対の位置にあり、距離を開けている。第二ステップにおいて、バルブディスクとバルブシートとの間の距離は小さくなり、バルブシートとバルブディスクとは均等に押され、開口部は本質的に気密に閉じられる。この第二の動作は、本質的にバルブシートと垂直な方向に行われる。二つのステップで実行される閉じるプロセスの結果として、第二ステップにおけるバルブディスクの動作は本質的に直線的に、かつバルブシートに対して垂直に実行されるため、バルブディスクとバルブシートの間のシーリングリングは、シーリングリングを破壊するおそれのある剪断力をほとんど被らない。

例えば振り子バルブに対して米国特許番号６、０８９、５３７（Olmsted）、スライドゲートバルブに対して米国特許番号６、４１６、０３７（Geiser）のように、振り子バルブの場合におけるバルブディスクの回転動作と、スライドゲートバルブの場合におけるバルブディスクの並進運動と、開口時の並行と、開口と垂直な本質的に並進運動との組み合せを得るために、先行技術は種々の駆動システムを開示している。

バルブディスクがバルブシート上を押すことは、全圧力領域内での所要の気密ガスが確保され、過度の高圧の適用によるシーリング媒質、特にOリング状をしたシーリングリングの損傷を避けるような態様で行われる必要がある。これを確実にするために、既知のバルブには二つのバルブディスクサイド間の圧力差の関数としてのバルブディスクの制御された接触圧力調整が設けられている。特に大きな圧力変動又は減圧（相対的に負の圧力）から陽圧（相対的に正の圧力）へ変化する場合、又はその逆の場合において、シーリングリングの全周に沿った均一な力の分布は、常に確保されている訳ではない。概してシーリングリングをバルブに加えられる圧力から生じる支持力から切り離す試みがなされてきた。米国特許番号６、６２９、６８２（Duelli）では、この状況においてシーリングリングと隣接するサポートリングとから構成されるシーリング媒体を有する圧力バルブを提案しており、そこでシーリングリングは支持力から本質的に自由である。

所要の気密ガスを得るために、陽圧と減圧の両方に適切なように、幾つかの既知の振り子バルブ又はスライドゲートバルブは、第二の移動ステップに加えて、又はその代わりに、バルブディスクと垂直で移動可能な、開口部を囲む、バルブの気密封止のためにバルブディスクを押圧するバルブリングを提供する。かかるバルブディスクに対して積極的に移動可能なバルブリングを有するバルブは、例えばドイツ特許番号１２６４１９１Biやドイツ特許番号３４４７００８C2や米国特許番号３、１４５、９６９（von Zweck）やドイツ特許番号７７３１９９３Uに開示されている。米国特許番号５、５７７、７０７（Brida）には、開口部を有するバルブハウジングと、旋回自在で開口部と平行で開口部を通して流量を制御することを意図されたバルブディスクとを備えた振り子バルブが記載されている。開口部を取り囲むバルブリングは、複数のばねと圧縮空気シリンダとによってバルブディスクに向かう方向と垂直方向に積極的に移動させることができる。この振り子バルブを改良したものが、米国特許出願２００５／００６７６０３（Lucasら）に開示されている。

米国特許番号６、５６１、４８３（Nakagawa）と米国特許番号６、５６１、４８４（Nakagawaら）は、二つに分割されたバルブディスクを備えた異なる実施例における真空バルブを開示している。第一のディスクセクションは、開口部を有する。第二のディスクセクションは、第一のディスクセクションへ拡張できる本体によって接続される。アクチュエーターは、第一と第二のディスクセクション間に配置され、二つのディスクセクションが互いに積極的に近付いたり離れたりできる。拡張可能な本体は、蛇腹形状である。第一ディスクセクションは、アクチュエーターによってバルブシートに対して押し付けることができ、第二ディスクセクションは、特にバルブシートサイドで陽圧がかかった場合に、任意にバルブハウジングの反対側に支持される。記載された真空バルブのデザインは、第一ディスクセクションを第二ディスクセクションから、そしてバルブシートからシールするために、特にベローズ又は複数のシーリングリングを使用する必要があることによって相対的に複雑であり、メンテナンス性や汚れやすいといった面で不利である。

バルブリングを有する既知のバルブの気密シーリングのためには、少なくとも二つのシーリングリングが、特にOリング又は追加のベローズが必要である。バルブリング、特にバルブディスクとバルブリング又は反対のバルブシートとの間に配された軸方向にシーリングするリングと、半径方向にシーリングするリング、特にバルブリングとバルブハウジングの開口部エッジ断面との間に配された対外的にシーリングするリングとを有するバルブの場合、バルブリングとバルブハウジング間のガス気密シールをその動作領域にそって確保する必要がある。シーリングリングは影響を受け易く敏感な磨耗部品であるため、複数のシーリングリングを使用することは不利である。

積極的に調整可能なバルブリングを有するかかるバルブの更なる欠点は、相対的に複雑で、かさばったバルブのデザインと、接触圧力の複雑な制御の必要性と、流路における複数の可動部材の存在であり、これはメンテナンスとバルブのクリーニングを困難にする。

特に長い製造プラントにおいてプロセスチャンバと真空ポンプとの間の振り子とスライドゲートバルブの使用分野のために、開口部から開口部までの距離に関してできるだけフラットなデザインのバルブが要求され、例えば、部品又はガスの輸送経路を保持し、総内部ガス体積をできるだけ小さくするために、また製造プラントの個々の構成部品をなるべく接近させて、製造プラントのコンパクトな設計を可能にする。特に、積極的に調整可能なバルブリング又はバルブディスクを有するバルブは、多数の用途のための不十分な広がりに対してのみこの要件に合致する。

従って本発明の目的は、上記問題点を解決することであって、シンプルでコンパクトなデザインを有し、メンテナンスが容易で、高圧負荷にも耐えることができ、任意で両サイドで活動可能な、冒頭で述べた種類のバルブを提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴を実現することで達成される。選択的な又は有利な方法において本発明をさらに発展させた特徴は、従属請求項に記載される。

本発明に係る本質的に流路の気密封止用バルブは、流路のための第一開口部を有する第一壁と第一開口部を取り囲む第一バルブシートとを有する。第一開口部は、丸コーナーと共に、例えば円形断面又は矩形断面を有する。第一開口部の中央軸は、例えば開口部の長手方向や、開口部に設けられた接続経路や、第二の開口部との接続ラインや、又はバルブシートの領域によって定義される。全体的に機能的な関係において、バルブシートは、シーリング領域としての更なる領域又は支持領域が置かれる壁にあるシーリング領域又は支持領域として振舞う断面を意味するように理解される。バルブハウジングは、壁のみによって形成しても良い。流路は、開口部とバルブを通るガス又は液体媒体の通常のブロック可能な流路である。

更に、バルブは第一開口部を再び閉じたり開けたりできるバルブディスクを備える。バルブディスクは、第一バルブシートに対応し、気密接触可能なシーリングリングが配される少なくとも一つのクロージングサイドを有する。シーリングリングは、クロージングサイドの端部領域に、特に硫化手段と同様の粘着力によって、又は他の適切な接着剤接合によって、固定される。シーリングリングは、例えば円形断面を有するOリングの形状、又は楕円、正方形、多角形、混棒状、蹄鉄形などの種々の断面を有する他の適切なシーリングリングの形状を有する。クロージングディスクは、例えば丸い又は長方形の断面を有する。クロージングサイドの寸法は、第一開口部への重なりや移動によって第一開口部が閉じるのを許容する。

バルブは、第一開口部の断面を越えてバルブディスクを回転させる又は第一バルブシートと本質的に平行に移動させることのできる、そして流路が妨げられない開位置から中間位置へと又はその逆へと動かすことのできる、少なくとも一つの駆動部を有する。この中間位置において、バルブディスクのクロージングサイドは、第一バルブシートと反対の位置にあって離れているか、又は軽く接触している。もしバルブが振り子バルブの場合、駆動部はバルブディスクが開口部軸と特に平行な調整軸回りに第一開口部の断面に対して回転自在に本質的に平行となるように形成され、一方、スライドゲートバルブの場合の駆動部は、バルブディスクを直線移動の形状において並進運動的に本質的に平行に第一開口部の断面に対して動かす。バルブディスクを中間位置に位置させるために特に組み合わせた動作の変形において、その他のものが先行技術から既知であり、同様に可能である。

駆動部又は追加の駆動部によって、中間位置から始まるバルブディスクと第一バルブシート間の垂直距離は、減らすことができ、閉じた位置において、流路はシーリングリングと第一バルブシート間の軸方向の封止接触によって本質的に気密封止される。これは、バルブシート上のクロージングサイドとともにバルブディスクの垂直移動によって特に行われる。シーリングリングがバルブシート上に押圧された時の剪断力を避けるために、この動作はバルブシートに対してできる限り直線的かつ垂直に行われるべきである。回転移動によって押圧することも可能であり、回転軸は開口部から距離をおき、バルブディスク上の準直線移動が押圧中に行われる。

代替的に又は追加的に、バルブシートをバルブディスクのクロージングサイド方向へ移動することによって、バルブディスクと第一バルブシート間の距離を小さくすることができる。この実施例において、バルブシートと垂直方向のバルブディスクの動作は省略することができる。少なくとも記載された二つのステージ移動を達成するための種々の駆動の変形は、先行技術によって既知であり、これ以上説明しない。

バルブディスクの駆動部への運動学的な接続は、例えばアームや連接棒によって達成される。

半径方向と軸方向とシーリング効果が発明の状況の中でバルブディスクに関連して議論されるとき、これは開口部や断面を含むバルブディスクの円形断面だけでなく、他の例えば矩形断面とも関連する。後者の場合において、半径方向とは、内側から外側、又はその逆に表面と平行、ディスクの面、又はバルブシートの面を意味するように理解され、軸方向とは、それらと垂直方向の意味に理解される。

本発明によれば、バルブディスクは少なくとも二つのセクション、即ち外部ディスクセクションと内部ディスクセクションとに分割される。外部ディスクセクションは、駆動部と結合し、シーリングリングを第一バルブシートと垂直な方向に固定するので、バルブディスクがバルブシート上に押圧された時に、シーリングリングは軸方向に封止する態様で二つの部品の間に垂直に存在するか、またはその逆となり、接続が解除された時にバルブディスクに合わせて残る。内部ディスクセクションは、外向きの外部周辺領域を有し、バルブの閉位置において、第一バルブシートと本質的に平行な正面領域が、バルブシート又は他のバルブハウジングのセクションによって支持されることができるとともに、バルブディスクのクロージングサイドに存在する。

内部ディスクセクションは、第一バルブシートに対して本質的に垂直に、かつ開口軸に対して本質的に平行に移動できるように外部ディスクセクションに対して設けられ、従って一定の動作範囲の中で開口軸方向に外部ディスクセクションから切り離される。外部周辺領域は、内部シールと共に本質的に気密なシーリングリングによって囲まれる。このように、シーリングリングは二つの役割を果たす。第一に、内部と外部ディスクセクション間の半径方向の接続をシールする。第二に、バルブの閉位置においてバルブシートから軸方向に外部ディスクセクションをシールする。このことは、単一のシーリングリングが二つのシーリングリングの役割を果たすことから、設計の複雑さやバルブのメンテナンス性から考えて、重要な利点である。

本発明の実施例において、外部ディスクセクションは、クロージングサイドにおいて、内部ディスクセクションを囲む端部領域において、内側周りを走り、シーリングリングを保持し、シーリングリングを第一バルブシートと垂直方向に固定するアンダーカットを有する凹部を備える。アンダーカットは、閉じた形によって、バルブシートと垂直な外部ディスクセクション上にシーリングリングを確実に固定する。さらに、例えば硫化といった手段による接着力によってシーリングリングと外部ディスクセクションとの間の接続を強くすることも可能である。本発明に係る他の実施例において、シーリングリングは、例えば硫化手段といった接着力のみで、外部ディスクセクションのクロージングサイドの端部領域に固定される。追加的に、又は代替的に、閉じる力によってシーリングリングを固定することも可能である。

閉位置において、特に相対的に減圧（相対的に負の圧力）の圧力差がクロージングサイドに作用し、即ち相対的に陽圧（相対的に正の圧力）が本質的に内部ディスクセクションのバルブディスクの反対側に作用し、結果として外部ディスクセクションと内部ディスクセクションは、脱結合する。内部ディスクセクションは、このように垂直方向に支持され、特に第一壁の特に第一バルブシートにおいて、及び／又は例えばバルブハウジングに形成された溝と係合する支持フレームによって、本質的にバルブハウジングのセクション上で外部ディスクセクションから切り離される。

この二つのディスクセクションの切り離しは、シーリング行動や、最大負荷容量、設計、寸法、及びバルブの磨耗に対して、かなりの利点を有する。圧力差によってシーリングリングを保持する外部ディスクセクションに作用する力はほとんど無く、バルブハウジングに支持された切り離された内部ディスクセクションにのみ作用し、外部ディスクセクションはほとんど支持する行為を行うことなく、主にシールする働きを行う。従って、バルブディスクの駆動部とシーリングリングの両方は、バルブディスクに働く圧力から開放される。接触圧力は軸方向のシールを達成するために要求されるシール力のみに対応するから、バルブに加わる圧力差の関数として調整されるバルブディスクの接触圧力調整は、省略することができる。

本発明の更なる展開において、バルブディスクは、第一バルブシートの方向で開始位置において、また閉位置においてバルブに相対的に均等な圧力が加わって、その動作範囲内で内部ディスクセクションが押されるように、直接または間接的にバルブハウジングに、特に第一バルブシート又は溝の側面に寄りかかるように、外部ディスクセクションと内部ディスクセクションとの間に作用し、特に少なくとも一つのばねからなる弾性手段を備える。もし圧力の均一な状態から、減圧又は陽圧状態にクロージングサイドにおいて変化があった場合、すでにバルブハウジングに寄りかかっている内部ディスクセクションは、動かないままであって、過度の機械的負荷は回避される。

更に有利な実施例において、バルブハウジングは、第一壁と第二開口部に対して距離を開け、本質的に平行な反対の位置において、流路の第二開口部と、第二開口部を囲む第二バルブシートとを更に有する。バルブディスクは、第一開口部と第二開口部との間に回転可能又は移動可能である。バルブディスクの駆動と第一開口部の開閉とは、上述のように作用する。バルブの閉位置において、第二開口部はクロージングサイドと反対のバルブディスクサイドに存在する。この実施例において、バルブディスクのクロージングサイド上の相対的に陽圧下での閉位置において、内部ディスクセクションが第二バルブシート上で垂直に支持され本質的に外部ディスクセクションから切り離されるように内側ディスクセクションは形成される。この目的のために、内部ディスクセクションは、例えば第一バルブシートと垂直に延在し、よって第二バルブシートの支持が相対的に陽圧の場合に生じるような支持フレームを有する。その結果、閉位置において、内部ディスクセクションの相対的可動範囲が、バルブディスクの一方のサイドで、第一バルブシート上の正面領域の支持によって制限され、バルブディスクの他方のサイドで、第二バルブシート上の内部ディスクセクションの支持フレームの支持によって制限される。この結果として、バルブは両サイドに高い負荷容量を有する。減圧から陽圧への移動、又はその逆は、それによって影響を受ける第一バルブシート上の外部ディスクセクションのシーリングリングとの接触圧力なしに内部ディスクセクションの支持領域の変化をもたらす。このように、本発明に係るバルブは駆動部やシーリング領域への大きな負荷無しに、両サイドに高い負荷容量を有する。

同様の効果は、バルブハウジングの内部側壁によっても達成することができる。ここで少なくとも内部ディスクセクションの部分セクション、特に内部ディスクセクションに配置された支持フレームが閉位置において側溝に突出し、内部ディスクセクションが側溝の横領域特に代替的に両横領域のバルブハウジングで支持されるように、側溝は形成され設けられる。バルブハウジング上に内部ディスクセクションを支持するための更なる発展は、もちろん可能である。

図１に、振り子バルブ形式での本発明にかかるバルブの実施例を示す。互いに対向して離間する第一壁２と第二壁１９の二つの壁を有するバルブハウジング１において、第一開口部３と第二開口部２０の二つの開口部が同様に対向し、丸い断面を有して形成されており、前記開口部は流路Ｆを形成し、ガス又は液体をバルブまで導いている。二つの開口部３、２０は共通の開口軸を有し、それは第一開口部３の中心軸１８である。第一開口部３を囲み、平坦に、第一壁２で画定された領域に形成され、その面を中心軸１８が垂直に通過する第一バルブシート４が、第一壁２の内側領域に形成されている。第二壁１９の内側領域には、第一バルブシート４と平行に第二バルブシート２１が形成されている。アーム２３によってバルブディスク５に接続された駆動部８がバルブハウジング１に配される。バルブディスク５は、図３の破線で示した開位置Ａと中間位置Ｂとの間を駆動部８によって旋回可能であり、図３と図１と同様に、壁２、１９とバルブシート４、２１と平行である。開位置Ａにおいて、その断面が第一開口部３を覆うバルブディスク５は、流路Ｆを開き、バルブは完全に開かれる。図１に示すように、中間位置Ｂにおいてバルブディスク５は第一開口部３を覆い、従って第一開口部３と第二開口部２０との間にあり、バルブディスク５は第一バルブシート４と対向し、そこから離間したそのクロージングサイド６を見せる。

バルブディスク５は、外部ディスクセクション９と内部ディスクセクション１０の二つのセクションに分割される。図１と図３に示すように、外部ディスクセクション９はクロージングサイド６と反対側のサイド１７で外側から内側へ半径方向に延在し、８本の支柱からなる支柱システム１６によって、第一開口部３の中心軸１８寄りに位置した中央領域において中央領域で駆動部８と結合したアーム２３と接続される。アーム２３と支柱システム１６は、ボールジョイント２４によって結合される。図２に示すように、内部ディスクセクション１０は外部周辺領域１１を有する丸い圧力プレートの形状を有し、フロントエリア１２はクロージングサイド６上で第一バルブシート４と本質的に平行である。図１と４（ａ）に示すように、外部ディスクセクション９は、クロージングサイド６上で内部ディスクセクション１０を取り囲む端部領域において、内側を走り、円形断面を有するＯリング状のシーリングリング７が入る凹部１３を有する。図面での説明上の都合から、図２においてシーリングリング７を省略して凹部１３を示す。シーリングリング７は、アンダーカット１４を形成することによって、第一バルブシート４に対して垂直に、又は中心軸１８に対して平行に外部ディスクセクション９に固定される。従って、シーリングリング７はアンダーカット１４によって保持される。凹部１３は、内部ディスクセクション１０の外部周辺領域１１によって半径方向内側に形成され、外部周辺領域１１は内部シールと共にシーリングリング７によって本質的に気密に囲まれる。内部ディスクセクション１０は、本質的に第一バルブシート４に対し垂直な方向Ｚにおいて外部ディスクセクション９に対して可動であるように設けられる。バルブディスク５が中間位置にある詳細図４（ａ）に示すように、外部ディスクセクション９と内部ディスクセクション１０に合わせた支柱システム１６の個々の支柱の間の複数のばね１５は、始まりの段階において内部ディスクセクション１０において第一バルブシート４に向かって垂直な方向に押される。

バルブを閉じるために、バルブディスク５は駆動部８によって中間位置Ｂから第一バルブシート４に向かって移動し、バルブディスク５と第一バルブシート４との間の垂直距離は、シーリングリング７が第一バルブシート４に押されることで小さくなり、シーリングリング７と第一バルブシート４間の軸方向のシーリングコンタクトが生じる。ボールジョイント２４は、圧力が加わり次第バルブディスク５が第一バルブシート４と平行になるように位置合わせさせる。一つのシーリングリング７によって、外部ディスクセクション９がバルブシート４に対してシールされ、内部ディスクセクション１０が外部ディスクセクション９に対してシールされるので、流路Fig.は本質的に気密に封止される。図４（ｂ）と４（ｃ）のごとく、バルブディスク５は、いまや閉じた位置Cにある。

第一開口部３と第二開口部２０との間の相対的な圧力の均等な状態において、ばね１５のばね力によって（図４（ｂ）参照）、内部ディスクセクションは第一バルブシート４の上に寄りかかっている。第一開口部３と第二開口部２０との間の圧力が異なる場合において、圧力は、本質的に内部ディスクセクション１０に加わり、垂直軸Zに沿って可動で、アーム２３や駆動部８と同様に外部ディスクセクション９は負荷がかからないままである。

もし図４（ｂ）に矢印で示される相対的に減圧２５（相対的に負の圧力）がバルブディスク５のクロージングサイド６にまさっている場合、内部ディスクセクション１０は垂直に支持され、本質的に第一バルブシート４上で外部ディスクセクション９から切り離される。圧力差による力は、主に高い負荷容量を持つ外部ディスクセクション９と第一バルブシート４とに加わる。バルブの駆動構成要素は、無負荷のままであるので、バルブは高い耐圧力性を有する。

もし図４（ｃ）の矢印で示される相対的に陽圧２６（相対的に正の圧力）がバルブディスク５のクロージングサイド６にあった場合、第二バルブシート２１と垂直方向に延在し、内部ディスクセクション１０と揃った支持フレーム２２（図３も参照）が、第二バルブシート２１上に寄りかかって、従って第二バルブシート２１上で内部ディスクセクション１０を支持するまで、外部ディスクセクション９から切り離された内部ディスクセクション１０は、垂直方向にバルブシート４に寄りかかったその位置から、反対の第二バルブシート２１まで移動する。

この二つに分離したバルブディスク５の発展の結果として、バルブディスクを流れ方向において保持するための大きな寸法の駆動と保持システム無しに、バルブはその両側で高い負荷容量を有する。加圧逆転とその結果として支持領域の第一バルブシート４から第二バルブシート２１へ変化した場合、内部ディスクセクション１０の垂直方向経路を小さいまま保持するために、２つのバルブシート４と２１の間のあそびを小さく保つことは有利である。

図から明らかに、磨耗部品の数がシーリングリングの使用によって少なくなっている訳ではない。更に、バルブの寸法を小さくすることと、開口部からの距離を小さくすることが可能である。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に本発明に係る他の実施例を示す。この他の実施例の参照番号は第一実施例のものと同一であり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）と対応する図を使用しているので、上述の構成要素と参照番号の説明は省略し、先行する図の参照番号を場合によって使用する。

バルブディスク５の中間位置Ｂ又は閉じた位置Ｃにおいてバルブディスク５の部分断面の周囲全体に延在する内部側溝２７は、バルブハウジング１ａ内に形成される。この内部部分的円周溝２７は、矩形断面と、クロージングサイド６方向に第一開口部３に向かう第一側部領域２８と、クロージングサイドと反対方向のサイド１７方向で第二開口部２０に向かう第二側部領域２９とを有する（図５（ｂ）（ｃ）参照）。バルブディスク５を流路Fを障害の無い状態にする開位置Aから中間位置Bにまで旋回し又は移動して、内部ディスクセクション１０ａ上に配され、部分的に半径方向に延在する支持フレーム２２が、溝２７に差し込まれ、支持フレーム２２は図５（ａ）に示すように中間位置Ｂにおいて接触することも離隔することも無く第一側部領域２８と第二側部領域２９と反対の位置に存するように、溝２７は形成され配置される。従って、外部ディスクセクション９が第一バルブシート４に押し付けられている閉じた位置Ｃにおいて（図５（ｂ）（ｃ）参照）、内部ディスクセクション１０ａの少なくとも部分的断面が側溝２７に突出する。もし閉じた位置Ｃにおいて、バルブディスク５のクロージングサイド６において図５（ｂ）の矢印で示された比較的減圧２５があった場合、バルブハウジング１ａの溝２７の第一側部領域２８上の支持フレーム２２ａによって、内部ディスクセクション１０と第一バルブシート４の間に接触無しに、内部ディスクセクション１０ａは、垂直方向に支持され、本質的に外部ディスクセクション９から切り離される。圧力差による力は主に外部ディスクセクション９と溝２７の第一側部領域２８に加わり、側部領域は高い負荷容量を有する。バルブの駆動部構成要素は負荷無しであり続けるので、バルブは大きな耐圧力性を有する。

もし、一方で、図５（ｃ）の矢印で示される比較的過度の圧力がバルブディスク５のクロージングサイド６にあった場合、内部ディスクセクション１０ａと揃えた支持フレーム２２ａが溝２７の第二側部領域２９上に寄りかかって、バルブハウジング１ａ上で内部ディスクセクション１０ａを支持するまで、外部ディスクセクション９から切り離された内部ディスクセクション１０ａは、第一バルブシート４から離れた垂直方向の第一側部領域２８上の支持フレーム２２ａにもたれることで決まる位置から動く（図５（ｃ）参照）。

図６（ａ）から図８（ｃ）において、第一（図６（ａ）（ｂ）（ｃ））、第二（図７（ａ）（ｂ）（ｃ））、第三（図８（ａ）（ｂ）（ｃ））の各シーリングリング７ａ、７ｂ、７ｃが概略的に示されている。図６（ａ）、７（ａ）、８（ａ）は中間位置におけるバルブの位置を示しているのに対して、図６（ｂ）、７（ｂ）、８（ｂ）はクロージングサイド６において減圧状態である場合を示す。図６（ｃ）、７（ｃ）、８（ｃ）は、クロージングサイド６において陽圧状態である場合を示す。これら他の実施例の多数の構成要素は、上述の第一実施例と同一であり、図４（ａ）、４（ｂ）、４（ｃ）に対応する図が使用されているので、先行する図の参照番号を採用する。

図６（ａ）から７（ｃ）を参照して、外部ディスクセクション９は、クロージングサイド６において（図４（ａ）参照）内部ディスクセクション１０を囲む端部領域において凹部１３（図２参照）を有する。凹部１３は、その内側周りに走り、そこにおいて第一代替シーリングリング７ａ（図６（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）又は第二代替シーリングリング７ｂ（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）が存在する。第一と第二の代替シーリングリング７ａ，７ｂの両方とも、非円形の自由形状の断面を有する。図１ないし５（ｃ）のシーリングリング７と同様に、アンダーカット１４（図２参照）を形成し、第一シーリングリング７ａ（図６（ａ）ないし６（ｃ）参照）又は第二シーリングリング（図７（ａ）ないし７（ｃ）参照）を凹部１３（図２参照）に保持することで第一又は第二シーリングリング７ａ，７ｂも第一バルブシート４と垂直方向に（図２参照）又は中心軸１８と平行に（図１参照）外部ディスクセクション９に固定される。上述の固定に加えて、第一代替シーリングリング７ａ又は第二代替シーリングリング７ｂを例えば硫化又は他の適切な接着剤接合などの接着力によって固定することも可能である。

図８（ａ）ないし８（ｃ）の第三の代替シーリングリング７ｃは、接着力のみによって、外部ディスクセクション９ａのクロージングサイド６（図２参照）の端部領域に固定される、即ち第三の代替シーリングリング７ｃの硫化によって、内部ディスクセクション１０を囲む外部ディスクセクション９ａの円形内側表面に固定される。図１から７（ｃ）の実施例の外部ディスクセクション９と対照的に、図８（ａ）ないし８（ｃ）の外部ディスクセクション９ａの凹部は、第一バルブシート４（図２参照）の垂直方向又は中心軸１８（図１参照）に平行にいかなるアンダーカットも備えず、第三のシーリングリングは主に接着力によって固定される。

もちろん、上述のバルブを代替的に矩形又は他のバルブディスク断面と少なくとも一つの開口部とを有するスライドゲートバルブの形状にすることも可能である。また、バルブをワンサイドのみで動作するように設計することや、シーリングリングが寄りかかるバルブシートと内部ディスクセクションを支持するバルブハウジングの領域を同じ側又は反対側に設計することも可能である。

本発明に係るバルブの中間位置における断面図である。 シーリングリングを省略した図１の詳細拡大図である。 本発明に係るバルブの中間位置かつ開いた位置を示す平面図である。 （ａ）本発明に係るバルブの中間位置を示す詳細図である。（ｂ）本発明に係るクロージングサイドにおける減圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。（ｃ）本発明に係るクロージングサイドにおける陽圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。 （ａ）本発明に係る他の実施例のバルブの中間位置を示す詳細図である。（ｂ）他の実施例のクロージングサイドにおける減圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。（ｃ）他の実施例のクロージングサイドにおける陽圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。 （ａ）本発明に係るバルブの中間位置での第一の他のシーリングリングを備えた詳細図である。（ｂ）第一の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける減圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。（ｃ）第一の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける陽圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。 （ａ）本発明に係るバルブの中間位置での第二の他のシーリングリングを備えた詳細図である。（ｂ）第二の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける減圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。（ｃ）第二の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける陽圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。 （ａ）本発明に係るバルブの中間位置での第三の他のシーリングリングを備えた詳細図である。（ｂ）第三の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける減圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。（ｃ）第三の他のシーリングリングを備えたクロージングサイドにおける陽圧下でのバルブの閉じた位置を示す詳細図である。

符号の説明

１ バルブハウジング
２ 第一壁
３ 第一開口部
４ 第一バルブシート
５ バルブディスク
６ クロージングサイド
７ シーリングリング
８ 駆動部
９ 外部ディスクセクション
１０ 内部ディスクセクション
１１ 外部周辺領域
１２ フロントエリア
１３ 凹部
１４ アンダーカット
１５ ばね
１６ 支柱システム
１７ サイド
１８ 中心軸
１９ 第二壁
２０ 第二開口部
２１ 第二バルブシート
２２ 支持フレーム
２３ アーム
２４ ボールジョイント
２５ 減圧
２６ 陽圧
２７ 溝
２８ 第一側部領域
２９ 第二側部領域

Claims (14)

1. 流路のための第一開口部と、第一開口部を取り囲む第一バルブシートとを有する第一壁を有するバルブハウジングと、
   前記第一バルブシートに対応するシーリングリングが設けられたクロージングサイドを有するバルブディスクと、
   前記バルブディスクが流路が妨げられない開位置から第一開口部の断面を越えて第一バルブシートと平行な中間位置へと回転可能又は移動可能とし、
   前記バルブディスクと第一バルブシートとの間の垂直距離が前記中間位置から閉じた位置へと小さくすることができ、前記流路が前記シーリングリングと前記第一バルブシートの間の軸方向の封止接触によって気密封止されるような少なくとも一つの駆動部とからなり、
   前記バルブディスクが、
   前記駆動部と接続され、前記シーリングリングを前記第一バルブシートと垂直な方向に固定する外部ディスクセクションと、
   外部周辺領域を有し、第一バルブシートと垂直方向に外部ディスクセクションに対して可動となるように設けられ、その周辺領域がシーリングリングによって気密に囲まれる内部ディスクセクションとを有し、
   前記閉じた位置においてバルブディスクにおける圧力差が前記内部ディスクセクションに加わり、前記内部ディスクセクションが垂直に前記バルブシート又は前記バルブハウジングのセクションに支持され、前記外部ディスクセクションから切り離されるように設けられることを特徴とする、流路を気密封止するためのバルブ。
2. 前記外部ディスクセクションが、前記内部ディスクセクションを囲む端部領域における前記クロージングサイドにおいて、その内側周りを走り、前記シーリングリングを保持し、前記シーリングリングを第一バルブシートと垂直な方向に固定するアンダーカットを有する凹部を有することを特徴とする請求項１記載のバルブ。
3. 前記シーリングリングが、接着力によって前記外部ディスクセクションの前記クロージングサイドの端部領域に固定されることを特徴とする請求項１記載のバルブ。
4. 前記シーリングリングは、硫化によって前記外部ディスクセクションの前記クロージングサイドの前記端部領域に固定されることを特徴とする請求項３記載のバルブ。
5. 前記シーリングリングがＯリング形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載のバルブ。
6. バルブディスクのクロージングサイドにおいて前記クロージングサイドの反対側のサイドに対して相対的に減圧の場合に、前記内部ディスクセクションが前記バルブハウジングの前記第一バルブシートに支持されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載のバルブ。
7. 前記バルブハウジングが、前記第一壁と前記第一開口部と反対の平行な離れた位置において、流路のための第二開口部を有する第二壁と、前記第二開口部を囲む第二バルブシートとを有し、
   前記バルブディスクが、前記第一開口部と第二開口部の間を回転可能又は移動可能であり、
   前記バルブディスクの前記クロージングサイドにおいて前記閉じた位置で前記クロージングサイドの反対側のサイドに対して相対的に過度の圧力があった時に、前記内部ディスクセクションが垂直に、支持フレームを介して前記第二バルブシート上で支持され前記外部ディスクセクションから切り離されるように設けられるように、前記内部ディスクセクションが形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載のバルブ。
8. 前記内部ディスクセクションが、前記第二バルブシートから垂直に延在する支持フレームを有し、それによって前記相対的に過度の圧力の場合に前記第二バルブシートの支持が提供されることを特徴とする請求項７記載のバルブ。
9. 前記バルブハウジングに内部側溝を備え、
   前記内部ディスクセクションの少なくとも部分セクションが、前記閉じた位置において前記内部側溝へ突出し、
   前記内部ディスクセクションが前記内部側溝の側部領域において前記バルブハウジングに支持される
   ように前記内部側溝が形成され設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１記載のバルブ。
10. 前記外部ディスクセクションと前記内部ディスクセクションとの間で作用するように前記閉じた位置で前記内部ディスクセクションがバルブのところで前記バルブディスクの前記クロージングサイド及び前記クロージングサイドの反対側のサイドと相対的に等しい圧力の時に、前記バルブハウジングに寄りかかるように設けられた弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１記載のバルブ。
11. 前記バルブディスクは前記クロージングサイドと反対のサイドに、前記外部ディスクセクションを前記駆動部と接続するアームと接続する支柱システムを、第一開口部の中央軸近くに位置する中央領域に有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１記載のバルブ。
12. 前記バルブディスクが前記第一バルブシートと平行に位置合わせされ、前記第一バルブシートに向かって前記シーリングリングを押し付けるように前記アームを前記支柱システムに接続するボールジョイントを備えたことを特徴とする請求項１１記載のバルブ。
13. 前記バルブが振り子バルブの形状であり、
    バルブディスクが回転可能に第一開口部の断面に対して平行となるように前記駆動部が形成されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１記載のバルブ。
14. 前記バルブはスライドゲートバルブの形状であり、
    バルブディスクが移動可能に第一開口部の断面に対して平行となるように前記駆動部が形成されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１に記載のバルブ。

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