JP5108292B2 - 振り子式真空バルブおよびスライドゲート真空バルブ - Google Patents

Description

本発明は、バルブプレートの開口部上での回転や移動と、バルブプレート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プレート又はバルブディスクが、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プレート又はバルブディスクは、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プレートは、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、バルブプレート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プレートとは均等に押され、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プレート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、バルブプレート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プレートの並進運動と、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。

バルブプレート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プレートサイド間の圧力差の関数としてのバルブプレート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）から加圧（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。

所要のガス気密性を得るために、加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、バルブプレート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プレートを押圧するバルブリングを提供する。かかるバルブプレート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プレート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プレート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プレート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加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大きな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、バルブプレートの外側領域において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、特にバルブプレート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。バルブプレートの外側領域における相対的に大きな直径を有す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プレートを有するバルブは、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、ここに開示された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、さらにここに開示される。

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プレートを備える。バルブプレートという用語は、バルブディスクという用語と等価であると理解される。バルブプレートは、第一バルブシートに対応し、気密接触可能な第1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。第1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。第1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、バルブプレート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、バルブプレート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。バルブプレート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プレート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、流路は第一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プレートの垂直移動によって特に行われる。第一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、バルブプレート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プレートのクロージングサイド方向へ移動することによって、バルブプレート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プレート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。平行動作から垂直動作へ薄れていく、及び／又はその逆によって二つの動作を組み合わせることも可能である。この場合、バルブプレートの平行動作が停止するか、又は第一シーリングリングをバルブシートに押圧した時にせん断力を避けることができるほど小さい場合、中間位置に達する。

バルブプレート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プレート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、プレート又はディスクの面、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、バルブプレートは少なくとも二つのセクション、即ち支持部とシーリング部とに分割される。

支持部は、駆動部と結合し、第一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、バルブプレートがバルブシート上に押圧された時に、第一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プレートに合わせて残る。閉じた位置において、支持部は特に第一バルブシートと本質的に平行な正面領域を有する。

シーリング部は、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支持部に対して設けられ、従って一定の動作範囲の中で開口軸方向に支持部から切り離される。シーリング部は、本質的に気密な方法で、特にバルブ開口部の中央軸近くで支持部と接続される。

シーリング部は、バルブプレートの外側領域において内側に向いた内部周辺領域を有する。内部周辺領域は、内部シール又は放射状シーリング接触によって本質的に気密な支持部の第一シーリングリングを囲む。従って、第一シーリングリングは二つのシリング機能を果たす。一つ目は、バルブの閉じた位置において、軸方向に第一バルブシートと第一シーリングリングの間の接続をシールすることである。二つ目は、第一シーリングリングとシーリング部との間の半径方向の接続をシールすることである。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機能を発揮することから、設計の複雑さとバルブの保守性に関し相当な利益を有する。

支持部とシーリング部は、一緒に本質的に気密なバルブプレートを形成し、そこにおいて第一に第一シーリングリングとシーリング部との間の気密接続、第二に、第一シーリングリングと中央領域における支持部との気密接続との間の部分におけるシーリング部の気密性、第三にシーリング部と支持部の中央領域との接続、即ち第二シーリングリングによる、又は少なくとも一つのベロウにおける気密方法、第四に支持部の中央領域における気密性によって、機密性は達成される。

本発明の実施例において、支持部は、閉じた側の上で、内部周辺領域で囲まれた端部領域において、外側を囲む窪みを有し、第一シーリングリングを保持し、第一バルブシートと垂直な方向に第一シーリングリングを固定するアンダーカットを有する。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支持部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第一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、第一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、閉じる力によって第一シーリングリングを固定することも可能である。

支持部は、特に第一シーリングリングを支持する機能と、バルブの閉じた位置において第一バルブシート上に第一シリングリングを特に一定の力で押圧する機能と、移動自在にシーリング部を支持する機能とを有する。

閉じた位置において、バルブプレートでの圧力差は、基本的にシーリング部に加わり、そしてシーリング部は垂直に支持され、幾分かは基本的にバルブハウジング上の支持部から分離される。従って、相対的に減圧（相対的に負の圧力）が閉じた側に作用し、相対的に加圧（相対的に正の圧力）がバルブプレートの反対側、基本的にシーリング部上に作用し、その結果として、シーリング部が支持部から垂直方向に分離する。シーリング部は従って垂直に支持され、幾分バルブハウジングの部分上の支持部、特に第一壁の特に第一バルブシートから、及び／又は例えば支持フレーム又はバルブハウジングに形成された溝と係合するカラーによってバルブハウジングの溝上で基本的に分離される。

この二つのプレートセクションの切り離しは、シーリングのふるまいや、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支持部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シーリング部にのみ作用し、駆動部と結合した支持部は大きな圧力差のある場合、ほとんど負荷を運ぶ機能を行うことなく、主に第一シーリングリングを第一バルブシートに一定の圧力で押圧する働きを行う。従って、バルブプレートの駆動部と第一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プレートの接触圧力調整は、省略することができる。

本発明の更なる展開において、バルブプレートは、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、その動作範囲内でシーリング部が押されるように、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、支持部とシーリング部との間に作用し、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、減圧又は加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シーリング部は、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、第一壁と第一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り、中間位置と閉じた位置においてバルブプレートは第一開口部と第二開口部との間で回転し又は移動する。バルブプレート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プレートサイドに存在する。この実施例において、バルブプレートのクロージングサイド上の相対的に加圧下での閉位置において、シーリング部が第二バルブシート上で垂直に支持され本質的に支持部から切り離されるようにシーリング部は形成される。この目的のために、又は一般的に、シーリング部は、例えば外側の環状部分と内側のプレート状部分とを有する。外側環状部分は少なくとも部分的に支持部と第一シーリングリングと内側プレート状部分を囲む。特に中空円筒状の外側環状部分は、平行に特に第一バルブシートの中央軸の同軸上に、特に第一バルブシートと第二バルブシートの間に垂直に延在する。外側環状部分によって、第二バルブシート上の支持が相対的に過度の圧力下で生じる。その結果、その結果、閉位置において、シーリング部の相対的可動範囲が、バルブプレートの一方のサイドで、第一バルブシート上の環状部分の正面領域の支持によって制限され、バルブプレートの他方のサイドで、第二バルブシート上のシーリング部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。減圧から加圧への移動、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支持部のシーリングリングとの接触圧力なしにシーリング部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。

内部プレート状部分は、特にガス及び／又は液体が浸透可能なスルーホール無しで、特に半径方向に基本的に気密に、外部環状部分と支持部の中央領域との間に延在し、基本的に気密に中央領域の支持部と接続する。

少なくとも一つの第二シーリングリング及び／又は少なくとも一つのベローズによって、シーリング部は中央領域の支持部と基本的に気密に接続される。気密にする他のあらゆる手段、特に支持部とシーリング部間の移動を許容するフレキシブル接続が可能である。

別な実施例として、支持部が、閉じた位置の第一開口部の中央軸に近い位置の中央領域において、クロージングサイドと反対側に、支持部をアームに接続する駆動部に連結した軸、特に円筒形軸を有する。第二シーリングリングは、半径方向にシーリング接触することによって基本的に気密に軸を囲む。

シーリング部を支持することと同様の効果は、バルブハウジング内の内部側溝によっても達成することができ、ここで少なくともシーリング部の部分セクション、特にシーリング部に配置された少なくとも一つの側面カラーが閉位置において側溝に突出し、シーリング部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シーリング部を支持するための更なる進展は、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によってバルブプレート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４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４と図１と２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を覆うバルブプレート５は、流路Ｆを開き、バルブは完全に、又は他の実施例において部分的に開かれる。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。

バルブプレート５は、支持部９とシーリング部１０の二つのセクションに分割される。支持部９は、第一開口部の中央軸１８に近接した中央領域においてクロージングサイド６と対向するサイド１７上に、支持部９を駆動部８に連結したアーム２３に接続する円筒形軸３３を有する。軸３３は、ガスを通すことのできる複数のスルーホール３４，５０を有する支持部９のディスク状の部分に隣接する。図面上は一体に見えるディスク状部分と軸３３とアーム２３は、実際は互いに連結したいくつかの部分に分割可能である。ディスク状部分は、基本的にクロージングサイド６上で第一バルブシート４と平行な正面領域１２を有し、スルーホール３４を有する丸いディスクの形状をしている。支持部９のディスク状部分は、端部領域のクロージングサイド６上で、外側を走る窪み１３を有し、そこにおいて図１と図５ａに示すように、詳細図を図１に示すように、円形断面を有するOリング形状の全体的に丸いシーリングリング７が存在する。説明上の理由から、窪み１３は図２において第一シーリングリング無しで示されている。第一シーリングリング７は、図３を参照して、第一シーリングリング７を窪み１３に保持するアンダーカット１４を形成することによって、第一バルブシート４と垂直方向に又は中央軸１８と平行に支持部９に固定されている。従って、第一シーリングリング７は、アンダーカット１４によって、閉じた形状で保持される。窪み１３はシーリング部１０の内部周辺領域１１によって半径方向外向きに境を接しており、内部周辺領域１１は外側シールによって基本的に気密に第一シーリングリング７を囲む。シーリング部１０は移動自在に支持部９上に設けられ、基本的に第一バルブシート４と垂直なZ方向に支持部９に対して移動自在となっている。バルブプレート５が中間位置Ｂにある詳細図５ａに示すように、支持部９に合わせたアーム２３とシーリング部１０との間にある複数のバネ１５は、第一バルブシート４に向かう垂直方向にシーリング部１０を押圧する。

シーリング部１０は、外側環状部２２と内側プレート状部３０とを有する。外側環状部２２は、第一シーリングリング７を内側周辺領域１１によって気密に囲むことで、支持部９を囲む。環状部２２は、中空円筒形状を有し、第一バルブシート４と第二バルブシート２１の間に垂直に延在する。内側プレート状部３０は、半径方向に延在し、外側環状部２２と支持部９の軸３３との間のこの領域でガスを浸透させない。図１のように、内側プレート状部３０は、中央領域Mで、溝に設けられ、軸３３を気密に囲む第二シーリングリング３２によって基本的に気密に支持部９の軸３３と接続する。図２に示すように、別の実施例において、この接続は中央領域Mにおいて支持部９とシーリング部１０との間に設けられた気密フレキシブルベローズ３１によって達成される。

バルブを閉じるために、バルブプレート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に向かって移動され、バルブプレート５と第一バルブシート４間の垂直距離は、第一シーリングリング７が第一バルブシート４に向かって押圧されることで短くなり、軸方向の第一シーリングリング７と第一バルブシート４間のシーリング接続が達成される。シーリング部１０は、第二シーリングリング３２によって軸３３と、第一シーリングリング７によって第一バルブシートとシールされるので、流路Fは基本的に気密に閉じられる。図５ｂ、５ｃに示すように、バルブプレート５はここで閉じた位置Cにある。

第一開口部３と第二開口部２０間の相対的圧力が均等な状態において、シーリング部１０はバネ１５のバネ力によって、第一バルブシート４の上に載っている（図５ｂ参照）。

第一開口部３と第二開口部２０との間に圧力差がある場合において、圧力はアーム２３と負荷に対し自由な駆動部８と同様に、基本的に垂直方向Zに沿って移動可能なシーリング部１０と、支持部９に加わる。

図５ｂの矢印で示すように、もし相対的に減圧２５（相対的に負の圧力）がバルブプレート５のクロージングサイド６に加わっていた場合、シーリング部１０は、垂直に支持され、第一バルブシート４上で基本的に支持部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有するシーリング部１０と第一バルブシート４に作用する。バルブの駆動部材は、負荷から自由なままであるので、バルブは大きな圧力差に耐えることができる。

もし図５ｃの矢印で示す相対的に加圧２６（相対的に正の圧力）がバルブプレート５のクロージングサイド６にあった場合、支持部９から切り離されたシーリング部１０は、第一バルブシート４の上の位置から、垂直方向に反対の第二バルブシート２１に向かって、第二バルブシート２１と垂直に延在し、第二バルブシート２１上にあるシーリング部１０の外側環状部２２まで移動し、第二バルブシート２１上のシーリング部１０を支持する。

二つに分割されるというバルブポート５のこの展開の結果として、バルブは両サイドにおいて駆動部と維持システム抜きで流路方向にバルブプレートを支持するための大きな寸法の高い負荷容量を有する。加圧逆転とその結果生じる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への変化がある場合に、シーリング部１０の垂直方向の経路を小さく保つために、二つのバルブシート４、２１間の遊びを小さくすることは有利に作用する。

図から明らかなように、シーリングリングの使用によって小さく保つものは、磨耗部品の数では無い。加えて、バルブの寸法を小さくし、開口部間の距離を小さくすることは可能である。

図６ａ、６ｂ、６ｃに本発明に係るバルブの他の実施例を示す。この他の実施例の多数の構成要素が上述の第一実施例と同一であり、図５ａ，５ｂ、５ｃに対応する図が用いられているので、すでに説明した構成要素や参照番号の説明は、省略する。

バルブポート５の一部に、その中間位置Ｂ又は閉じた位置Ｃにおいて延在する内部側溝２７が、バルブハウジング１ａに形成されている。図６ｂと６ｃを参照して、この内側部分周辺溝２７は、クロージングサイド６の方向に第一開口部３に向かう第一側面領域２８と、クロージングサイドと対向するサイドの方向に第二開口部２０に向かう第二側面領域２９と共に直角の断面を有する。バルブポート５を開いた位置Ａから流路Ｆを妨げないようにして中間位置Ｂまで回転又は移動しながら、シーリング部１０の環状部２２の周囲に設けられた側面カラー２２ａが、図６ａに示すように、中間位置Ｂにおいて第一側面領域２８と第二側面領域２９に対して接触も離れもせずに溝２７に導入されるように、溝２７は形成され配置されている。従って、支持部９が第一バルブシート４上に押圧される閉じた位置Ｃ（図６ｂ、６ｃ参照）において、少なくともシーリング部１０の一部は側溝２７に突出する。もし閉じた位置Ｃにおいて、図６ｂの矢印で示すようにバルブプレート５のクロージングサイド６上で相対的に減圧２５であった場合、バルブハウジング１ａの溝２７の第一側面領域２８上の側面カラー２２ａによって、シーリング部１０と第一バルブシート４との間に一切の接触無しで、シーリング部１０は垂直に支持され、基本的に支持部９と切り離される。圧力差による力は、主にシーリング部１０と、高い負荷容量を有する溝２７の第一側面領域２８に作用する。バルブの駆動部材は負荷から自由であるため、バルブは大きな圧力差に耐えることができる。

もし他方で、図６ｃの矢印２６で示す加圧がバルブプレート５のクロージングサイド６側に加わった場合、支持部９から切り離されたシーリング部１０は、シーリング部１０に合わせた側面カラー２２ａが溝２７の第二側面領域２９上に静止し、図６ｃを参照のように、バルブハウジング１ａ上のシーリング部１０を支持するまで、第一バルブシート４から遠ざかる垂直方向へ第一側面領域２８上の側面カラー２２ａ上に静止することで決められた位置から動く。

図７から９において、第一（図７）、第二（図８）、第三（図９）代替第一シーリングリング７ａ、７ｂ、７ｃが概略的に示されている。図７から９は、中間位置におけるバルブを示す。これらの代替的実施例の多数の構成要素は、上述の第一実施例のものと同一であり、図５ａと対応する図が使用され、先行する図の参照番号が用いられる。

図７から９を参照して、支持部９は、シーリング部１０によって囲まれた端部領域においてクロージングサイド６側（図５ａ参照）に、窪み１３（図３参照）を有し、この窪みは外側周りを走り、そこにおいて第一代替第一シーリングリング７ａ（図７）又は第二代替第一シーリングリング７ｂ（図８）が存在している。第一と第二の代替第一シーリングリング７ａ，７ｂは、非円形の自由な形状を有している。図１から６ｃの第一シーリングリング７と同様に、第一又は第二代替第一シーリングリング７ａ，７ｂは、第一バルブシート４に向かう垂直方向に支持部９に固定され（図３参照）、又は中央軸１８と平行で（図１参照）、アンダーカットを形成することで（図３参照）、第一代替第一シーリングリング７ａ（図７参照）又は第二代替第一シーリングリング７ｂ（図８参照）を窪み１３（図３参照）に保持する。前記閉じることによる固定に加えて、第一代替第一シーリングリング７ａ又は第二代替第一シーリングリング７ｂを接着力、例えば硫化又は適切な接着剤で固定することも可能である。

図９の第三代替第一シーリングリング７ｃは、接着力のみによって支持部９のクロージングサイド６（図３参照）の端部領域に固定される、即ち第三代替第一シーリングリング７ｃをシーリング部１０で囲まれた支持部の円形外側表面に硫化処理によって固定される。図１ないし８の実施例の支持部９と対照的に、図９の支持部９の窪みは、第一バルブシートと垂直方向の（図３参照）又は中心軸１８と平行な（図１参照）アンダーカットを備えず、第三代替第一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プレート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、第一シーリングリングが寄りかかるバルブシートとシーリング部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。

本発明に係る中間位置における第二シーリングリングを備えたバルブの断面図である。 本発明に係る中間位置におけるベローズを備えたバルブの断面図である。 第一シーリングリングを除いた窪みの図１、図２の詳細図である。 本発明に係る中間位置と開放位置でのバルブの平面図である。 （ａ）本発明に係る中間位置におけるバルブの詳細図である。（ｂ）本発明に係る閉じた位置におけるバルブのクロージングサイド側が減圧下での詳細図である。（ｃ）本発明に係る閉じた位置におけるバルブのクロージングサイドが加圧下での詳細図である。 （ａ）本発明に係る中間位置におけるバルブの他の実施例の詳細図である。（ｂ）前記他の実施例の閉じた位置におけるクロージングサイドが減圧下での詳細図である。（ｃ）前記他の実施例の閉じた位置におけるクロージングサイドが加圧下での詳細図である。 本発明にかかる第一代替第一シーリングリングを備えたバルブの詳細図である。 本発明にかかる第二代替第一シーリングリングを備えたバルブの詳細図である。 本発明にかかる第三代替第一シーリングリングを備えたバルブの詳細図である。

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 バルブプレート
６ クロージングサイド
７ 第一シーリングリング
８ 駆動部
９ 支持部
１０ シーリング部
１１ 内部周辺領域
１２ 正面領域
１３ 窪み
１４ アンダーカット
１５ バネ
１７ クロージングサイドと反対側のサイド
１８ （第三開口部の）中心軸
１９ 第二壁
２０ 第二開口部
２１ 第二バルブシート
２２ 外側環状部
２２ａ 側面カラー
２３ アーム
２５ 相対的減圧
２６ 相対的加圧
２７ 内部側溝
２８ 第一側部領域
２９ 第二側部領域
３０ 内側プレート状部
３１ ベローズ
３２ 第二シーリングリング
３３ 軸
３４ スルーホール
Ａ 開放位置
Ｂ 中間位置
Ｃ 閉じた位置
Ｆ 流路
Ｍ 中央領域
Ｏ 外部領域
Ｚ 基本的に第一バルブシート４と垂直な方向

Claims (18)

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第一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プレートと、
   前記バルブプレート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、
   前記バルブプレート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、前記流路が前記第一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シーリング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、
   前記バルブプレートが、
   前記駆動部と接続され、前記第一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し、前記第一シーリングリングを支持し、そして、バルブの閉じた位置において前記第一シーリングリングを前記第一バルブシートに押圧する支持部と、
   支持部と中央領域において気密に接続され、支持部に移動自在に設けられて、支持部に対して第一バルブシートと垂直な方向に移動可能であり、これによって一定の動作範囲の中で前記支持部から切り離され、支持部の第一シーリングリングを半径方向のシーリング接触で気密に囲む外側領域内に内部周辺領域を有するシーリング部と、を有し、支持部とシーリング部とが気密なバルブプレートを形成し、
   前記閉じた位置においてバルブプレートにおける圧力差が前記シーリング部に加わり、前記シーリング部が垂直に、前記バルブハウジングの前記支持部から切り離されるように支持さ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. 前記支持部が、前記シーリング部の内部周辺領域で囲まれる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、前記第一シーリングリングを保持し、前記第一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. 前記第一シーリングリングが、接着力によって前記支持部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. 前記第一シーリングリングは、硫化によって前記支持部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. 前記第一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. バルブプレートのクロージングサイドにおいて相対的に減圧の場合に、前記シーリング部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、
   前記中間位置と閉じた位置において、前記バルブプレートが、前記第一開口部と第二開口部の間を回転又は移動し、
   前記バルブプレートの前記クロージングサイドにおいて前記閉じた位置で比較的過度の圧力があった時に、前記シーリング部が垂直に、本質的に前記第二バルブシートにおいて前記支持部から切り離されるように支持されるように、前記シーリング部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. 前記シーリング部が外側環状部と内側プレート状部を有し、
   前記外部環状部が、少なくとも部分的に支持部と、第一シーリングリングと、内側プレート状部とを囲み、第一バルブシートと第二バルブシートとの間に垂直に延在し、
   前記内側プレート状部が、半径方向に気密に外側環状部と支持部の中央領域との間に延在し、気密に中央領域において支持部と接続され、
   クロージングサイドが相対的に加圧される場合に、外側環状部によって第二バルブシート上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. 前記外側環状部が中空円筒形であることを特徴とする請求項８記載のバルブ。
10. 前記バルブハウジングに内部側溝を備え、
    前記中間位置と閉じた位置において、前記シーリング部の少なくとも部分セクションが前記側溝へ突出し、
    前記閉じた位置において、バルブプレートでの圧力差がある場合に、前記シーリング部が前記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。
11. 前記シーリング部の部分セクションが、シーリング部に配置された外側側面カラーとして形成されることを特徴とする請求項１０記載のバルブ。
12. 前記支持部と前記シーリング部との間で作用するように、前記シーリング部が前記閉じた位置で、バルブの両側が等しい圧力の下で、前記バルブハウジングに前記クロージングサイド方向に寄りかかるように設けられた弾性手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１記載のバルブ。
13. 前記弾性手段は、少なくとも一つのバネの形状からなることを特徴とする請求項１２記載のバルブ。
14. 前記シーリング部が、基本的に気密に支持部と中央領域で第二シーリングリングによって接続されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１に記載のバルブ。
15. 前記シーリング部が、気密に支持部と中央領域でベローズによって接続されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１に記載のバルブ。
16. 前記支持部が、閉じた位置の第一開口部の中央軸の近くに位置する中央領域において、クロージングサイドと反対側のサイドに、支持部とアームとを接続する、前記駆動部と接続された軸を有し、
    前記第二シーリングリングが前記軸を気密に半径方向のシーリング接触で囲む
    ことを特徴とする請求項１４記載のバルブ。
17. 前記バルブが、振り子バルブの形状を有し、
    前記駆動部が、前記バルブプレートが第一開口部の断面と平行に回転自在であるように形成される
    ことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１に記載のバルブ。
18. 前記バルブが、スライドゲートバルブの形状を有し、
    前記駆動部が、前記バルブプレートが第一開口部の断面と平行に移動自在であるように形成される
    ことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１に記載のバルブ。

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