JP7353984B2 - 圧力センサを備えた真空弁 - Google Patents
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Claims (16)
- 体積流量または質量流量を制御しかつ/または流路を気密に遮断するための真空弁(1)と、少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)と、位置センサ(25)と、前記少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)と前記位置センサ(25)に接続される処理ユニット(18)と備える真空弁システムであって、
前記真空弁(1)は、
・開口軸線(H)を定める弁開口(2)と、該弁開口(2)を包囲している第1のシール面(3)とを有する弁座と、
・体積流量または質量流量を制御しかつ/または流路を遮断するための弁閉鎖部材(4)であって、前記弁閉鎖部材(4)は、前記第1のシール面(3)に対応する第2のシール面(6)を備えており、該第2のシール面(6)の可変の位置は、前記弁閉鎖部材(4)のその時々の位置および向きにより決められている、弁閉鎖部材(4)と、
・前記弁閉鎖部材(4)と連結されていて、少なくとも1つのピストン(13,13’)とシリンダ孔(9,9’)とを備えた少なくとも1つのピストン・シリンダユニット(8,8’)を有する、少なくとも1つの駆動ユニット(7,7’)であって、該駆動ユニット(7,7’)はさらに、前記ピストン(13,13’)の少なくとも一方の圧力作用面(F1,F2)に供給するための圧力媒体を有しており、前記駆動ユニット(7,7’)を介して、前記弁閉鎖部材(4)は、
-該弁閉鎖部材(4)と前記弁座とが互いに非接触状態にある開放位置(O)から、
-前記第1のシール面(3)と前記第2のシール面(6)との間に前記開口軸線(H)に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより前記弁開口(2)が気密に閉鎖されている閉鎖位置(G)へ、
かつその逆に変位可能である、駆動ユニット(7,7’)と、
を備え、
前記少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)は、前記圧力媒体の圧力測定を実施可能であるように形成されており、
前記位置センサ(25)は、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)の位置測定を実施可能であるように構成されており、
前記処理ユニット(18)は、前記少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)による前記圧力測定および前記位置センサ(25)による前記位置測定に基づき、前記第1のシール面(3)及び前記第2のシール面(6)の少なくとも一方のシールの力-変位特性線を作成することができるように構成されていることを特徴とする、真空弁システム。 - 前記駆動ユニット(7,7’)は、前記圧力媒体用の少なくとも1つのホース導管または導管(14,14o,14u,14’,14o’,14u’)を有しており、前記圧力センサ(10,10’)は前記ホース導管または導管(14,14o,14u,14’,14o’,14u’)内に組み込まれている、請求項1記載の真空弁システム。
- 前記圧力センサ(10,10’)は、
・前記圧力媒体の圧力を連続して測定するように、かつ/または
・0~10barの圧力範囲を測定するように、かつ/または
・絶対圧を測定するように
形成されている、請求項1または2記載の真空弁システム。 - 前記圧力センサ(10,10’)は圧力測定用に、変形可能なダイヤフラムおよび/または圧電結晶および/または水晶共振器および/または圧電共振器を有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の真空弁システム。
- ・前記圧力センサ(10,10’)は、当該真空弁(1)により規定されかつ外部環境から隔離された真空領域の外側に配置されている、かつ/または
・前記弁座は、構造的に当該真空弁(1)と結合された、当該真空弁(1)の構成部材により形成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の真空弁システム。 - 前記圧力センサ(10,10’)は、
・前記ピストン・シリンダユニット(8,8’)の少なくとも1つの入口圧力が測定可能であるように、かつ/または
・前記シリンダ孔(9,9’)の少なくとも1つのチャンバ(11o,11u)内の圧力が測定可能であるように、
前記真空弁(1)内に配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の真空弁システム。 - 前記真空弁(1)は、前記弁閉鎖部材(4)を2つの異なる方向に変位させるために、2つの前記ピストン・シリンダユニット(8,8’)を有しており、前記少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)は、前記ピストン・シリンダユニット(8,8’)のそれぞれに設けられている、請求項1から6までのいずれか1項記載の真空弁システム。
- 前記位置センサ(25)は、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)の位置を連続して測定するように構成されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の真空弁システム。
- 前記位置センサ(25)による前記位置測定と前記圧力センサによる前記圧力測定(10,10’)とは互いに制御可能であり、これにより、休止位置から前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)が変位するために必要な圧力を決定することができるようになっており、かつ/または
前記圧力センサ(10,10’)および前記位置センサ(25)は、前記圧力測定と前記位置測定の両方に基づき、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)のそれぞれの運動が導出可能であるように構成されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の真空弁システム。 - 前記処理ユニット(18)は、検出された圧力センサ測定信号を前記処理ユニット(18)により処理することができると共に、前記検出された圧力センサ測定信号に基づき当該真空弁(1)の状態情報が求められるように形成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の真空弁システム。
- 前記状態情報は、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記駆動ユニット(7,7’)の機械的かつ/または構造的な完全性に関して提供される、請求項10記載の真空弁システム。
- 予め規定された誤差値による前記状態情報の補正に基づき、前記真空弁(1)により制御されるプロセスの評価に関して出力信号が供給される、請求項10または11記載の真空弁システム。
- 真空弁システムを制御する方法であって、前記真空弁システムは、体積流量または質量流量を制御しかつ/または流路を気密に遮断するための真空弁(1)と、少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)と、位置センサ(25)と備え、
前記真空弁(1)は、
・開口軸線(H)を定める弁開口(2)と該弁開口(2)を包囲している第1のシール面(3)とを有する弁座と、
・前記第1のシール面(3)に対応する第2のシール面(6)を備え、該第2のシール面(6)の可変の位置は、弁閉鎖部材(4)のその時々の位置および向きにより決められている、体積流量または質量流量を制御しかつ/または流路を遮断するための弁閉鎖部材(4)と、
・前記弁閉鎖部材(4)と連結されていて、少なくとも1つのピストン(13,13’)とシリンダ孔(9,9’)とを備えた少なくとも1つのピストン・シリンダユニット(8,8’)を有する、少なくとも1つの駆動ユニット(7,7’)であって、該駆動ユニット(7,7’)はさらに、前記ピストン(13,13’)の少なくとも一方の圧力作用面(F1,F2)に供給するための圧力媒体を有しており、前記駆動ユニット(7,7’)を介して、前記弁閉鎖部材(4)は、
-該弁閉鎖部材(4)と前記弁座とが互いに非接触状態にある開放位置(O)から、-前記第1のシール面(3)と前記第2のシール面(6)との間に前記開口軸線(H)に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより前記弁開口(2)が気密に閉鎖されている閉鎖位置(G)へ、
かつその逆に変位可能である、駆動ユニット(7,7’)と、
を備え、
少なくとも1つの圧力センサ(10,10’)により、当該方法の枠内で前記圧力媒体の圧力測定を実施し、
前記位置センサ(25)により、当該方法の枠内で追加的に、前記圧力測定と結び付けられた、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)の位置測定を実施し、
前記圧力測定および前記位置測定に基づき、前記第1のシール面(3)及び前記第2のシール面(6)の少なくとも一方のシールの力-変位特性線を作成することを特徴とする、真空弁システムを制御する方法。 - 当該方法の枠内で、前記圧力測定に基づき前記真空弁(1)の状態情報を求める、請求項13記載の方法。
- 前記圧力測定および前記位置測定に基づき、前記開放位置(O)および/または前記閉鎖位置(G)から前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)が変位するために必要な圧力を決定し、かつ/または
前記圧力測定と前記位置測定の両方に基づき、前記弁閉鎖部材(4)および/または前記ピストン(13,13’)の運動をそれぞれ導出し、場合により生じ得る不一致に関して、導出された両方の前記運動を比較する、請求項13または14記載の方法。 - 請求項1記載の真空弁システムの制御・処理ユニットに記憶されたプログラムコードまたは請求項13記載の方法を実施する電磁波により体現されるコンピュータデータ信号を有するコンピュータプログラム製品。
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