TWI716545B - 具有兩件式閥盤用於關閉流動路徑之真空閥 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種依一實質氣密方式中斷一流動路徑之真空閥，其具有一閥殼(1)，該閥殼具有一第一開口(3)及一閥座(5)，該第一開口具有一開口軸線(4)，該閥座圍繞該第一開口(3)。此外，一閥盤(8)設有一第一盤部(9)，該第一盤部具有一外限界(9a)，及一第二盤部(11)，該第二盤部依一緊密方式安裝於該外限界(9a)內側，而可在與該開口軸線(4)平行之方向上線性地運動。一驅動器連接至該第一盤部(9)，提供受控之該閥盤(8)活動性。該閥座(5)包括一密封面(14)，該密封面沿軸向地指向該閥盤之方向。該第一盤部(9)包括一第一接觸面(15)，該第一接觸面沿軸向地指向該閥座(5)之方向，且被實現為，使得在該關閉位置(C)，與該密封面(14)之一軸向密封接觸存在於一第一接觸區域中。該外限界(9a)包括一內面(16)，該內面沿徑向指向內。該第二盤部(11)具有一外面(17)，該外面沿徑向指向外，且被實現為，使得與該內面(16)之一徑向密封接觸存在於一第二接觸區域上。至少在繞行該閥盤(8)之一中心的某些特定徑向角度，從該中心到該第一接觸面之一第一徑向距離較從該中心到該第二接觸區域之一第二徑向距離小。

Description

具有兩件式閥盤用於關閉流動路徑之真空閥
本發明關於一種依據申請專利範圍第1項前言而依實質氣密方式中斷流動路徑的閥。此型特別地呈鐘擺閥(pendulum valve)或更確切地為滑閥型式之閥尤其用於真空技術中。
一般來說，由先前技術已知，以實質氣密方式關閉運行通過閥殼中形成之開口的流動路徑、流動路、或噴流動路徑之各種真空閥具體實施例。真空閥特別地用於積體電路及半導體製造之領域中、且亦譬如用於也必須在可能不存在污染微粒之保護氣體中進行的電子顯微術領域中。
例如，在半導體晶圓或液晶基板之生產工廠中，高度敏感之半導體元件或依一連續方式通過數個處理室，在每一處理室中各藉由一處理裝置來處理位於該處理室內之半導體元件。在處理室內進行處理期間、及在處理室到處理室之運送期間二者，高度敏感之半導體元件恆需要置於一保護氣體-特別地一真空中。此等處理室譬如藉連接通路而彼此連接，此等處理室能夠藉由真空滑閥開啟以將部件從一個處理室輸送到次一個，且接著依一氣密方式關閉來執行各別之生產步驟。此等型式之閥亦基於上述之應用領域而被稱為真空輸送閥，且亦基於其矩形開口剖面而被稱為矩形滑件。
特別地使用周邊閥來控制或調節一真空室、與一真空泵或又一真空室之間的氣流。周邊閥位於譬如一管道系統內，介入一處理真空室或一輸送室、與一真空泵、大氣、或又一處理真空室之間。亦稱作泵閥之此類閥的開口剖面通常較一真空輸送閥情況下者小。由於周邊閥根據應用領域而不僅用於完全開啟與關閉一開口，且亦基於在一完全開啟位置與一氣密關閉位置之間連續調整該開口剖面來控制或調節一流動，而亦被稱為控制閥。用於控制或調節氣流之可能周邊閥係鐘擺閥。
在譬如美國專利案第US 6,089,537號(Olmsted)中揭露之典型鐘擺閥的情況下，在一第一步驟中，通常呈一圓形之閥盤係跨越一亦通常呈圓形之開口而以旋轉的方式從一曝露開口之位置樞轉至一覆蓋開口之中間位置。在譬如美國專利案第US 6,416,037號(Geiser)或美國專利案第US 6,056,266號(Blecha)中描述之滑閥的情形下閥盤、亦如同開口在大多數情況下依一矩形方式實現，且在該第一步驟中從一曝露開口之位置線性地滑至一覆蓋開口中之中間位置。在該中間位置，該鐘擺閥或滑閥之閥盤係與圍繞該開口之閥座相對立且間隔地設置。在一第二步驟中，該閥盤與該閥座之間的距離將減小，使得該閥盤與該閥座均勻地彼此擠壓且依一實質氣密方式關閉該開口。該第二運動較佳地實質沿一相對於該閥座呈正交之方向實施。可譬如藉由配置於該閥盤封閉側上且擠壓至環繞該開口延展之閥座上的一密封環、或者藉由該閥盤封閉側擠壓所至之該閥座上的一密封環，來實現密封。基於關閉動作係以二步驟實施，因該第二步驟中之閥盤運動係依與該閥座正交之一實質線性方式發生，因此該閥盤與該閥座之間的密封環很少受到可破壞該密封環之剪力。
譬如美國專利案第US 6,089,537號(Olmsted)之一鐘擺閥、及美國專利案第US 6,416,037號(Geiser)之一滑閥等先前技術中，揭露各式驅動 系統，其可獲致一鐘擺閥情況下一閥盤的旋轉運動、以及一滑閥情況下之跨越開口呈平行之一閥盤平移運動及一與開口呈正交之實質平移運動的該組合。
需將該閥盤擠壓至該閥座上，以確保在整個壓力範圍內氣密性需求，及避免因施加過大壓力而損害密封介質、特別地呈一O型環密封件型式、或其他密封件型式之密封環等二者。為確保此，已知閥提供一閥盤之擠壓壓力調節構件，其係根據於該閥盤二側之間的壓差而被控制。然而，特別在大壓力波動、或者從負壓力變化到過壓力或反之亦然的情況下，無法恆確保沿該密封環整個環周之均勻力分佈。一般來說，企圖將該密封環與施加至該閥之壓力所產生的支持力去耦。為此，美國專利案第US 6,629,682號(Duelli)提出一真空閥，其具有一密封介質，該密封介質係由一密封環、及與該密封環緊鄰之一支持環組成，使得該密封環實質免於支持力。
為達成可適用於過壓力與負壓力之需求氣密性，某些已知的鐘擺閥或滑閥除了該第二運動步驟外或其另一選擇係提供一閥環，其可與該閥盤呈正交地位移、圍繞該開口、且被擠壓至該閥盤上以依一氣密方式關閉該閥。譬如在德國專利案第DE 1 264 191 B1號、德國專利案第DE 34 47 008 C2號、美國專利案第US 3,145,969號(von Zweck)、及德國專利案第DE 77 31 993 U號中揭露此等型式之閥，其具有可主動地相對於閥盤位移之閥環。美國專利案第US 5,577,707號(Brida)描述一鐘擺閥，其具有一閥殼及一閥盤，該閥殼包括一開口，該閥盤可跨越該開口平行地樞轉以控制通過該開口之一流動。圍繞該開口之一閥環可藉由數個彈簧及壓縮氣缸而與該閥盤之方向呈正交地主動運動。美國專利案第US 2005/0067603 A1號(Lucas等)中提出該鐘擺閥之可能的又一發展。
歐洲專利案第EP 2 551 564 A1號(VAT Holding AG)揭露一真空閥之各式具體實施例，該真空閥包含一兩件式閥盤。支承一徑向密封件之一第一盤部具有一開口。一第二盤部亦依一徑向密封方式配置，而可相對於該第一盤部運動。該第一盤部可藉由致動器而擠壓抵靠該閥座，以產生一密封接觸，該第二盤部-特別地在閥座之側上有過壓力之情形下-在可運用時被支持於該閥殼之一對立側上。
此類具體實施例之一缺點特別地可在於，當待密封之一體積中有增大之過壓力的情況下，該第二盤部確實地被支持於該閥殼之一對立設置側上，但該第一盤部將因其亦被朝該第二盤部之方向擠壓而降低之密封作用，且因此可被移至開啟位置。結果，密封件之可靠度下降，特別地在高壓差、或嚴重壓力波動之情況下尤然。
因此、本發明之目的係解決上述問題且提供介紹中所列舉型式之閥，該閥係依儘可能簡單且緊湊之方式設計、亦可能抵抗作用於二側上之高壓力負荷、及特徵在於即使在高壓差與高壓力波動情況下仍有低密封件磨耗。
特別地，本發明之目的係提供一種真空閥，其首先提出結構上簡單之設計，及其次提供在高壓差且特別地壓力波動情況下之改良密封作用。
此等目的係藉實現以申請專利範圍獨立項為特點之特徵而達成。在申請專利範圍附屬項中，將發現以另一選擇或有利方式進一步發展本發明之特點。
本發明係以提供一至少兩件式閥盤為基礎，該至少兩件式閥盤具有一第一、外盤部及一第二、內盤部，且設計該第一盤部使其對於閥 座作軸向密封，及設計該第二盤部使其對於該第一部作徑向密封。該第一盤部可運動，以藉由一軸向地作用於主密封件而依一氣密方式與閥殼之閥座接觸。配置於該第一盤部內側之第二盤部安裝成，使其可相對於該外盤部，依一密封方式-特別地一氣密方式-作軸向運動，沿徑向作用之附帶密封件則設於該等盤部之間。當該閥位於關閉位置時，該閥盤處之壓差實質作用於該可動內盤部上，且該內盤部實質與該外盤部去耦地直接或間接地被支持於閥殼上。
除此以外，該主密封件至少部份地包括相較於該附帶密封件者之一較大直徑，使得該主密封件之關連部沿徑向較遠離該閥盤之中心。基於此、且基於依對應幾何方式設計該等盤部，依據本發明界定該等盤部之間的區域，如此將在閥座二側上出現相對的過壓力時，造成在該第一盤部上生成朝該軸向密封件之方向上的力，該第二盤部則提供該閥盤軸向支持。結果，可確保即使在此類過壓力之情況下，仍可靠地保持密封作用。除此以外，並無存在壓差、亦無擠壓壓力作用於該閥盤之驅動器上，使得該驅動器、及該驅動器與該外盤部之間的連接皆不致曝露於高力量下。如此將允許以緊湊且簡單之方式設計具有相對較少組件的閥。
依據本發明，用於以實質氣密方式中斷流動路徑的真空閥包含一閥殼，該閥殼具有一第一壁，該閥殼包括用於該流動路徑之一第一開口。該第一開口具有一幾何開口軸線及一閥座，該閥座圍繞該第一開口。換言之，該閥座圍繞該第一開口。該第一開口及該閥座位於該閥殼之一第一側上。例如，該第一側係連接一真空泵以排空真空室之側，而該閥殼之第二側導向該真空室。其他的應用或配置明顯地亦屬可能。該第一開口具有譬如圓形或橢圓形剖面、或者具有圓角之矩形剖面。該幾何開口軸線特別地係該第一開口之中心軸線，且譬如藉該開口之縱向展開、藉配置於該 開口處之連接的展開、藉連接至一可能之閥第二開口的線、或藉閥座之面界定。依閥座之一般功能，可了解該閥座為，作用如該第一壁中之密封面的一部份，且可將作用如密封面之又一面(接觸面)置於其上。該閥殼亦可僅藉該壁形成。該流動路徑係氣體或液體介質通過該第一開口之規律、可阻擋流動路，其中可運用第二開口及該閥。
除此以外，該閥包含一閥盤，藉由該閥盤可關閉、且再次開啟該第一開口。該閥盤具有譬如圓形、橢圓形、或矩形剖面。該閥盤之尺寸允許因該閥盤重疊且坐於該第一開口及其閥座上，而關閉該第一開口。該閥盤係以至少二部件實現，且劃分成二組件，該等組件可在一運動區域內彼此相對地沿軸向運動，該等組件即一第一、外盤部及一第二、內盤部。
當在本發明之架構內述及徑向與軸向方向、以及密封作用時，這一般係關於實質與幾何開口軸線正交或橫交、或更確切地為實質與開口軸線平行之方向。結果，實質在該開口軸線關於其而形成幾何法線之平面上的所有方向或筆直線，皆應被了解為徑向方向，或者即使此等筆直線並未直接指向或遠離該開口軸線或更確切地為與該開口軸線交叉、而譬如依歪斜方式關於該開口軸線延伸時亦然。對比地，實質與該開口軸線平行延伸之所有方向或更確切地為筆直線應被了解為軸向方向或更確切地為筆直線。結果，術語「徑向」不僅與該開口、或包含各部之該閥盤的圓形剖面相關，且亦與譬如矩形剖面相關，在後者之情況下，徑向應被了解為譬如與該開口軸線正交或更確切地為橫交之從內側到外側之方向，反之亦然，且軸向應被了解為與該開口軸線實質平行之任何方向。在可動作件、特別是該閥盤之情況下，此等軸向與徑向方向係與該閥之關閉狀態相關。
該第一盤部特別地係一環狀或框架狀方式實現，且包括一外限界(outer delimitation)。該限界圍起或圍繞以封閉方式實現之第二盤部。封 閉盤部應被了解為該第二盤部，可與其他組件一同運用，以形成封閉面，使得該第二盤部結合該第一盤部形成一封閉面，藉此可完全覆蓋且關閉該第一開口。
該第二盤部係依密封、特別是氣密的方式安裝於該第一盤部之外限界內側，而可在與該開口軸線平行之方向上相對於該第一盤部線性地運動於回縮位置與延伸位置之間。換言之，該第二、內盤部可相對於該第一、外盤部自由地在該回縮位置與該延伸位置之間運動，該內盤部與該外盤部之間的氣密連接狀態則存在於該等位置中及該等位置之間。接著，換言之該內盤部係與該外盤部在沿該開口軸線方向之某一特定運動範圍內去耦。該回縮位置一般了解為該內壁部相對於該外壁部之第一位置，而該延伸位置則被了解為第二此類相對位置。該回縮位置較佳地係該內盤部之軸向範圍主要藉該外盤部或更確切地為其外限界全面圍繞，而該內盤部之軸向範圍在該延伸位置時僅藉該等者部份地圍繞。
該第一盤部之外限界具有一內面，該內面沿徑向指向內且與該開口軸線平行地延伸。該第二盤部具有一外面，該外面與該外限界之內面對應、沿徑向指向外、且與該開口軸線平行地延伸。該外面及該內面係配置且實現成，藉由位於該等者之間的一第二密封件，使該第一盤部之內面與該第二盤部之外面之間的一徑向密封接觸存在於整個第二接觸區域。在該回縮位置與該延伸位置的區域內，將確保該徑向密封接觸狀態。一般提及二位置之間的一區域時，通常亦包含該二位置。沿軸向及沿徑向延伸之區域應被了解為該第二接觸區域，密封接觸可在整個該區域存在於該等盤部之間。
該等盤部之間的徑向密封的第二密封件特別地以O形環密封件或固化密封件實現。該第二密封件可配置於該外限界之內面上，以與 該第二盤部之外面產生沿徑向朝外密封之接觸，或者該第二密封件設置於該第二盤部之外面上，以與該外限界之內面產生沿徑向朝內密封之接觸。然而，亦可能使該密封件以純粹功能性方式存在，且依一密封方式將該外面導引於該內面中而形成。
該第二密封件特別地實現且配置成，使得當除取決於該閥安裝位置之剪力外，在該閥處未施加任何外力、特別地未施加任何壓差時，該內盤部將被固持於該外盤部內側、該回縮位置與該延伸位置之間的其各別軸向位置中。換言之，該第二密封件較佳地係使該內盤部在無外側施加之機械力或壓力時，將不致調整。
該第二密封件亦可藉由將該外面導引於該內面中，而依對應之密封方式功能性地形成。
除此以外，該閥包含至少一驅動器。該至少一驅動器連接至該第一、外盤部，且藉由該至少一驅動器，可藉一橫向運動及藉一縱向運動來調整該第一盤部、及因此亦間接地調整該第二盤部二者。一般了解橫向運動為，實質與該開口軸線正交、或更確切地為橫交，也就是實質在該開口軸線關於其形成幾何法線的平面內，而該縱向運動係與該開白軸線實質平行之一運動。
該驅動器被實現為，一方面使該閥盤可藉由實質關於該開口軸線橫交地實施之橫向運動，而在開啟位置與中間位置樞轉或位移。該運動因此可為特別地在圓形軌道上之樞轉運動、線性運動、或實質相對於該開口軸線橫交之其他運動。在該開啟位置中，該閥盤定位於一暫停部，且開啟該第一開口及流動路徑，其中該暫停部係沿橫向地緊鄰該第一開口配置。該暫停部可為該閥殼內側之對應部、特別地為該閥盤之停駐部、或其他減流部。在該中間位置，該閥盤定位於該第一開口上方且覆蓋該第一開 口之開口剖面，該閥盤與該閥座間隔地對立設置。換言之，在該中間位置，該閥盤與該閥座之間存在沿該開口軸線之方向的距離。結果，該第一開口係藉該中間位置之該閥盤確實地覆蓋，但並未依氣密方式關閉。
另一方面，該驅動器被實現為，使該閥盤可藉由與該開口軸線平行地實施之縱向運動，而在該中間位置與關閉位置之間位移。在該關閉位置，依緊密的方式、特別地依氣密的方式關閉該第一開口且中斷該流動路徑產生密封接觸狀態存在於該第一盤部與該閥座之間。換言之，該閥盤與該閥座之間的垂直距離將在該關閉位置中減小，使密封接觸狀態存在於該外盤部與該閥座之間，且該第一開口因該外盤部與該平坦地封閉內盤部之間的密封連接而完全緊密地關閉。在該關閉位置，該閥盤處之壓差結果實質作用於該可動第二、內盤部上。基於該第二盤部之自由活動性，該第二盤部將在一壓差產生時位移。該閥及該閥盤被實現為，使該第二盤部在與該開口軸線平行之方向，直接或間接地被支持於該閥殼上，實質與該第一閥盤去耦。結果，該壓差之力實質經由該第二盤部作用於該閥殼上。
由於該第二盤部佔據此支持位置，介於該第一盤部與該第二盤部之間、連接至朝向該第一開口之體積的軸向擴展區域將開放。該中間區域特別地至少藉該第一盤部之支持面、且特別地該外限界之內面界定。該等盤部之間的密封件在此情況下將持續存在。當施加相對的過壓力，且該第二盤部被依此方式支持時，將藉由該開放區域在該第一盤部之支持面上實施朝該閥座方向之軸向力。基於產生在該中間區域中之相對過壓力，將生成該力，且因此在朝該第一側、或更確切地為該第一開口之方向上沿軸向擠壓於該第一盤部上。
結果，本發明附帶地提供，該閥座包括一密封面，該密封面沿徑向指向該閥座且相對於該開口軸線橫交地延伸。該第一盤部具有一第 一接觸面，該第一接觸面沿徑向指向該閥座且關於該開口軸線橫交地延伸。該第一接觸面及該密封面係配置且實現為，使得在該關閉位置，軸向密封接觸狀態透過第一密封件而存在於該第一接觸面與該密封面之間，其中該第一密封面位於該第一接觸面與該密封面之間。基於該第一盤部與該閥座之間的該軸向密封接觸狀態，將純粹藉該第一盤部及其第一接觸面位移至該閥座之密封面上，而實施氣密關閉。
結果，只要該第一接觸面、該密封面、及該第一密封件移至相接觸，即可確保持續該氣密接觸狀態。
依據本發明，基於該閥盤之結構設計，當出現壓差之力時，該第一盤部、及因此其第一接觸面將被擠壓至該閥座上，而無需藉該驅動器及托架來施加、或由此移除其他力來保持該密封作用。
在繞著該閥盤中心、特別是繞著該第一或第二盤部中心或中心點之特定徑向角度，從該中心到該第一接觸面(軸向密封件)之第一徑向距離較從該中心到該第二接觸區域(徑向密封件)之第二徑向距離小，因此將生成該作用。換言之，該沿徑向設計之密封配置包括至少部份地較該沿軸向設計之密封配置者大的一距中心點徑向距離，其中該距中心點徑向距離係藉該關閉位置中之該閥盤界定、特別地藉該開口軸線界定。在該閥之關閉或開啟狀態下，從該中心到該第一接觸區域之距離的徑向分量因此特別地較從該中心到該第二接觸區域之距離的徑向分量小。
可引發因相對過壓力所生成之一沿軸向方向力的一面，僅能依此方式，基於對應地形成該等盤部，使該第一盤部被擠壓至該閥座上，而製作於該第一盤部之部份上。同時，該閥盤係在二軸向方向上，沿軸向地支持於該閥殼上。除此以外，該盤可確實地設計成二部件，但在此情況下係依一相對較簡單之方式、即具有少量組件者進行設計。
除此以外，基於該設計，該閥之該閥座及該等開口可依恰相同簡單之方式實現、即該閥殼之部份上一般無需特殊形貌。結果，亦可能藉所提出之解決方案，依有利的方式保持流動路徑調節與關閉。
特別地，該第一盤部可經由一臂而連接到該至少一驅動器，該臂沿橫向配置於該外壁部上且相對於該開口軸線正交地延伸，使得該臂在該關閉位置時位於該第一開口之開口剖面外側，沿開口軸線4在幾何形狀上呈現凸起。換言之，由於無需藉該驅動器臂吸收大力量，因此可免除先前技術中所需特別的星形支柱，其中該星形支柱配置於該閥盤之後側上且將該外盤部連接至中心區域中之該驅動器，該中心區域位於該第一開口之中心軸線附近。本發明提供的該驅動器臂僅沿橫向配置於該外盤部上。
該第一密封件較佳地固定於該第一盤部之第一接觸面上，以產生與該閥座密封面之軸向密封接觸。如此之優點在於，當該閥完全開啟時，該第一密封件位於流動範圍之外側，且因此大部份被保護免於污染物，其中此等污染物係藉通過該閥之介質及流動所生成者。然而，另一選擇為，亦可能使該第一密封件固定於該閥座之密封面上，以產生與該第一盤部之第一接觸面的軸向密封接觸。除此以外，可能使該第一密封件配置於二部上。該第一密封件特別地藉一O型環密封件、或固持於譬如溝槽中之其他型式密封件，或者藉固化密封件形成。
該第一、外盤部在本發明之又一發展中係依環形方式實現，該第二、內盤部呈封閉圓形盤型式、特別地具有呈圓柱外側表面型式之側腹，該外面配置於該圓柱外側表面上。在該具體實施例或一般性具體實施例之情況下，該密封面與該第一接觸面、及/或該內面與該外面較佳地係幾何圓形環形面或更確切地為一圓形圓柱外側表面。另一選擇，可能為一般性圓柱外側表面(具有內面及外面)，該一般性圓柱外側表面係與該開口軸線 平行地延伸，基線亦可能呈橢圓形、多邊形、或其他型式來取代一圓形型式。
該第一盤部可特別地依一環形方式實現，其中該第一盤部之外限界的直徑較該第一盤部之第一接觸面的直徑大。
該閥特別地係鐘擺閥，該驅動器較佳地實現為，使得該閥盤可藉由該橫向運動，而跨越該第一開口之剖面實質平行地、且與該開口軸線正交地樞轉。然而，亦可能使該閥為一滑閥、或更確切地為譬如呈L型之輸送閥。
如圖式所示者，該閥盤處在該關閉位置時之一壓差實質作用於該可動、內盤部，該第二盤部在與該開口軸線平行之方向，直接或間接地被支持於該閥殼上，實質與該第一、外盤部去耦。
依據本發明之又變化，該第一盤部包括一支持面，該支持面指向沿軸向朝該第二盤部之一方向(也就是說，遠離該閥座、且朝向該閥殼之一第二側)、相對於該開口軸線橫交地延伸、且鄰接該外限界，該支持面及該第二盤部被形成且配置為，使得在該關閉位置中，當相對負壓力產生於該第一開口之第一側上時，該內盤部在該回縮位置支撐於該支持面上。
由於該第二盤部在該第一側上有負壓力時支撐其上，因此該第一盤部亦被朝該閥座之方向擠壓，且因此加強該軸向密封件之密封作用。
依據本發明之一具體實施例，至少該支持面、及位在與該支持面對立之該第二盤部底面、以及特別地該內面，界定出一中間區域之限界面，該中間區域之體積係根據該第二盤部之位置而定，該體積在該回縮位置時將最小、特別地為零，且該體積在該延伸位置時將最大。該體積在該關閉位置時係與該第一開口連接。結果，當相對的過壓力施加於該第一側上時，該中間區域依對應的方式開放，且該過壓力之效果亦作用於該中 間區域中。因此，壓力將在該處發展成徑向方向的力。該力作用於該支持面上，且在朝該座之方向擠壓該第一盤部。
該支持面特別地沿該徑向方向形成於該第一密封件與該第二密封件之間，以對應地將該第一盤部擠壓至該閥座上。
該支持面與該第一接觸面特別地在該徑向方向上交截。
該等第一及第二盤部較佳地形成為，使得該中間區域之體積，在一實質範圍上與該中心沿徑向間隔較與該第一密封件者遠。
該支持面附帶地配置成，特別地與該外限界呈直角。如此，該外限界至少在一延伸位置中，形成該中間區域之一徑向限界。
在依據本發明之閥盤的具體實施例中，該第二盤部包括在其底面上之凹部，其沿軸向指向該閥座。除此以外，該凹部可被設計成徑向地延伸，使得其在該徑向方向上至少部份地與該支持面、及在該關閉位置時與該第一開口之開口剖面二者重疊，特別地該凹部環周地形成於該第二盤部中。明顯地，該凹部可包括其他型式、尺寸、及/或配置。
基於此類配置，已在該關閉位置中、及該第二盤部之回縮位置中，存在於該支持面與該第一開口之間的連接。可能發生之壓力波動因此亦直接作用於該支持面上，且在該第一側上有過壓力之情況下，亦直接生成沿該軸向方向(朝該閥座之方向)的對應擠壓力於該第一盤部上。結果，即使在嚴重之壓力波動情況下，仍將確保該第一密封件之密封作用。
依據本發明之進一步變化，該閥殼包括在一第二側上之一第二壁，該第二側係與該第一側間隔地相對立設置。該流動路徑之一第二開口形成於該第二壁中，該第二壁係與該第一壁及該第一開口間隔地相對立且實質平行地設置。該第二開口具有一第二開口軸線，其較佳地與該第一開口之開口軸線對應。一第二接觸面被設置於該第二壁上，其中該第二接 觸面特別地圍繞該第二開口、且特別地與該密封面間隔地相對立且平行地設置。
該第二接觸面及該第二盤部被配置且實現為，使得為在該關閉位置中限定該第二盤部在朝該第二側及該第二開口之方向上的相對線性活動性，當相對負壓力產生於該第二開口之第二側上時，該第二(內)盤部在該延伸位置中朝該第二側之方向經由止動面支撐於該第二接觸面上。
換言之，一旦相對負壓力在該閥盤之該關閉位置中產生於該第二開口之該第二側上。該第二壁上之該第二接觸面、與該第二盤部之該止動面上的距離及位置係使該第二盤部經由其止動面而朝該第二側之方向被支撐於該第二接觸面上，該第二盤部在支撐於該第二接觸面上時所處之該位置係該第二盤部之延伸位置。
用於半導體製程中之真空閥的必要需求係避免磨粒。根據該閥之應用，必須在該閥開啟與關閉時不發生任何金屬對金屬的接觸。結果，應在沿該橫向方向調整該閥盤前，將在該延伸位置中支撐於該第二接觸面上之該第二盤部從該中間位置移動到該開啟位置且回到該回縮位置，以避免當沿橫向在該中間位置與該開啟位置之間調整該閥盤時，該第二盤部在該第二壁之該第二接觸面上的磨擦接觸。這可譬如藉由使用彈簧實現，該彈簧作用於該等第二與第一盤部之間且將該第二盤部固持於該回縮位置中之解除狀態。最近之先前技術中揭露一此型彈簧配置。此類彈簧配置之缺點在於，該閥盤之設計複雜性將進一步增加，且此等彈簧將使清潔該閥更為困難。除此以外，使用此等彈簧將增加微粒生成之風險。依據本發明，因此亦可使用其他作用於該等第二與第一盤部之間且施加一朝該回縮位置方向之力的彈性作用元件，來取代此等彈簧。
然而，較佳地完全放棄使用介於該等盤部之間的此等類型彈 性元件。為此，本發明特別地提供，在調整該閥盤從該關閉位置到該開啟位置之前，施加相對負壓力至該閥之該第一開口的第一側上，使得該第二(內)盤部從可能佔據之延伸位置或位於中間之一位置，移動至該回縮位置。另一選擇，相對的過壓力施加於該第二側上。然而，倘不可能在開啟該閥之前產生此壓力條件，則本發明之另一選擇係提供，在該閥殼中設置導件，其被配置於該閥殼中，使得當該閥盤在該橫向方向上從該中間位置樞轉至該開啟位置時，該第二盤部將被導引至該回縮位置。
本發明之一較佳進一步變化中，該驅動器用於使該第二盤部回復至該回縮位置。為此，實現該至少一驅動器，使得該閥盤可藉由該橫向運動而在該開啟位置與該中間位置之間樞轉或位移、及藉由該縱向運動而在該中間位置、該關閉位置、與初始位置之間位移。在該初始位置，該第一盤部與該第二壁之間的距離將減小，使得該第二盤部經由其止動面而支撐於該第二接觸面上，且-特別地完全-滑入該回縮位置。該中間位置係介於該關閉位置與該初始位置之間，該初始位置係在該第二側、也就是該第二開口之側，且該關閉位置在該第一側、也就是該第一開口之側。
為使無碰撞關閉與開啟程序自動化，本發明提供，該閥包括一控制構件，其被實現為、且與該驅動器通訊而使得，特別地依一控制方式而以氣密方式中斷該流動路徑時，該閥盤可藉由該驅動器之橫向運動而從該開啟位置調整至該中間位置，及藉由該驅動器之縱向運動而從該中間位置調整至該關閉位置。除此以外，該控制構件被實現為、且與該驅動器通訊而使得，特別地依一控制方式而完全開啟該流動路徑時，該閥盤可藉由該驅動器之縱向運動而從該關閉位置調整至該初始位置且接著到該中間位置，及藉由該驅動器之橫向運動而從該中間位置調整至該開啟位置。
開啟該閥前，當調整該閥盤從該關閉位置到該初始位置而使 該第二盤部滑-特別地完全-入該回縮位置時，該第二盤部可因此位於該回縮位置與該延伸位置之間的一任意位置。結果，該內盤部與該閥殼、特別地該第二接觸面之間的磨擦接觸或一碰撞，及因此引發之微粒生成將得以避免。根據所使用之驅動器，該控制構件可為一電子、電氣、機械、氣壓、液壓、或其他控制構件，一適當傳動裝置亦被了解為一控制構件。特別地，該控制構件係一電子控制構件，其與該電子驅動器依一對應之電氣訊號方式通訊。
依據本發明之一特定進一步變化，該第一密封件固定於該第一盤部之該第一接觸面上，以與該閥座之密封面產生軸向密封接觸。該第二密封件可譬如固定於該第一盤部之內面(或更確切地為其外限界)上以與該第二盤部之外面產生徑向密封接觸、或者固定於該第二盤部之外面上以與該第一盤部之內面產生徑向密封接觸。
在本發明之又一具體實施例中，該第一盤部係經由一臂而連接到該至少一驅動器，該臂沿橫向配置於該第一盤部上且與該開口軸線正交地延伸，使得該臂在該關閉位置時位於該第一開口之開口剖面外側，沿開口軸線4在幾何形狀上呈現凸起。
此類的臂可特別地藉由固定軸承而連接至該第一盤部。結果，可防止大部份的相對平移運動，且該閥特別地當該關閉或開啟時不致在該點處包括任何運動部件。可依一較佳方式，提供二個固定軸承，此等軸承係沿徑向相對立地設置於該第一盤部上。
關於該閥盤之設計，依據一具體實施例，該第一盤部可依一環形方式實現，該第二盤部係呈一封閉圓形盤型式、且該內面及該外面可為幾何圓形圓柱外側表面。該第一接觸面及該密封面可被形成為環形面。該真空閥特別地實現為一鐘擺閥，且該驅動器被實現為，使得該閥盤可藉 由該橫向運動，而跨越該第一開口之剖面實質平行地、且與該開口軸線正交地樞轉。
1‧‧‧閥殼
2‧‧‧第一壁
3‧‧‧第一開口
4‧‧‧開口軸線
5‧‧‧閥座
6‧‧‧第二壁
7‧‧‧第二開口
8‧‧‧閥盤
9‧‧‧第一盤部
9a‧‧‧外限界
10‧‧‧第一密封件
11‧‧‧第二盤部
12‧‧‧驅動器
13‧‧‧暫停部
14‧‧‧密封面
15‧‧‧第一接觸面
16‧‧‧內面
17‧‧‧外面
18‧‧‧第二密封件
19‧‧‧中間區域
20‧‧‧第一側
21‧‧‧第二側
22‧‧‧支持面
23‧‧‧相對負壓力
24‧‧‧第二接觸面
25‧‧‧相對負壓力
26‧‧‧凹部
27‧‧‧止動面
28‧‧‧臂
29‧‧‧控制構件
30‧‧‧樞軸線
A‧‧‧回縮位置
B‧‧‧延伸位置
C‧‧‧關閉位置
N‧‧‧初始位置
F‧‧‧流動路徑
FA‧‧‧軸向力
I‧‧‧中間位置
O‧‧‧開啟位置
d1‧‧‧第一徑向距離
d2‧‧‧第二徑向距離
x‧‧‧橫向運動
y‧‧‧縱向運動
Z‧‧‧中心
以下將經由圖式中概略顯示之特定示範具體實施例，純粹以範例更詳細地說明依據本發明之閥系統，亦提及本發明之進一步優點。詳言之：圖1a顯示依據本發明之閥在中間位置的側視剖面圖，其中內盤部係位於回縮位置；圖1b顯示依據本發明之閥在關閉位置的側視剖面圖，其中內盤部係位於回縮位置；圖1c顯示依據本發明之閥在關閉位置的側視剖面圖，其中內盤部係位於延伸位置；圖1d顯示依據本發明之閥在初始位置的側視剖面圖，其中內盤部係位於回縮位置；圖2a顯示圖1a之細部的視圖；圖2b顯示圖1b之細部的視圖；圖2c顯示圖1c之細部的視圖；圖2d顯示圖1d之細部的視圖；圖3顯示貫通依據本發明之鐘擺閥而與閥座平行的剖面圖；及圖4顯示依據本發明之閥在開啟位置的側視剖面圖。
圖1a至圖4係以各種視圖依不同詳細程度來顯示各種不同狀態下之依據本發明的閥之常見示範具體實施例。因此，將一同說明此等圖 式，而在先前圖式中已有某種程度解說之元件符號及特徵將不再贅述。
第1a至圖4顯示呈一鐘擺閥型式之依據本發明的閥之可行具體實施例。該閥用於依實質氣密的方式，中斷圖4中以箭頭代表之一流動路徑F，該閥具有閥殼1，該閥殼包括第一開口3、及與該第一開口3對立設置之第二開口7。二開口3及7皆具有一圓形剖面，然而亦可能呈其他型式。藉由位在關閉位置C之閥盤8，如圖1b、圖1c、圖2b及圖2c，二開口3與7係藉由閥盤8依氣密方式彼此分隔，而當閥盤8位於開啟位置O時(圖3及圖4)二開口3與7相互連接。
閥殼1特別地由第一壁2及第二壁6構成，第一開口3形成於該第一壁2中，該第二壁6與第一壁2平行且第二開口7形成於該第二壁中。第一壁2設置於閥殼1之第一側20上，且第二壁6設置於閥殼1之第二側21上。第二壁6具有用於流動路徑F之第二開口7，與第二壁2及第一開口3對立且實質平行地間隔設置，如圖1a至圖2d、及圖4中所示者。
二開口3與7具有共同的幾何線性開口軸線4，其延伸通過圓形開口3及7之幾何中心點，如圖1a至圖2d、及圖4中所示者。
第一開口3由閥座5圍繞。該閥座5係藉密封面14形成，該密封面14沿軸向指向閥盤8、相對於開口軸線4橫交地延伸、包括圓形環型式、且形成於閥殼1中。
除此以外，該閥具有閥盤8，該閥盤具有環形第一盤部9、及一封閉、圓形盤型第二盤部11，如圖1a至圖2d、及圖4中所示者。
第一(外)盤部9具有第一接觸面15，其沿軸向指向閥座5、關於開口軸線4橫交地延伸、且包括圓形環型式。該第一接觸面15具有與閥座5密封面14對應之型式，及因此配置且實現成，使得當閥盤8之第一盤部9位於關閉位置C時，藉由第一密封件10而與密封面14存在軸向密封接觸。第一 密封件10係具有圓形剖面之O型環密封件，且固定於第一盤部9之第一接觸面15上、環繞第一盤部9延展之溝槽中，如圖式所示者，以與閥座5之接觸面14產生軸向密封接觸。
第一盤部9附帶地包括結構外限界9a，其允許對該限界9a內側之第二盤部11達成承載配置、提供第二盤部11特別地平行於開口軸線4之軸向活動性。
該外限界9a包括一內面16(圖1c及圖2c)，其在此於幾何形狀上為圓柱形外側表面型式。
第二盤部11係依密封的方式安裝於第一盤部9之外限界9a中，以可在與開口軸線4平行之方向上相對於第一盤部9，在回縮位置A與延伸位置B之間線性運動。為此，環形外限界9a包括內面16，其沿徑向指向內且與開口軸線4平行地延伸。內面16、與外盤部9之第一接觸面15特別相對於彼此同心地延伸。第二盤部11具有外面17，其沿徑向指向外、與開口軸線4平行地延伸、與內面16對應、且亦在幾何形狀上為圓柱形外側表面型式。該外面17與內面16之間的徑向密封接觸，藉由位在該等面之間的第二密封件18而存在於回縮位置A與延伸位置B之間的區域(接觸區域)中。該第二密封件18實現成具有圓形剖面之O形環密封件。在圖式所示之示範具體實施例中，第二密封件18固定於第二盤部11外面17上之溝槽中，以與第一盤部9之內面16產生徑向密封接觸。
第一盤部9藉由臂28連接至電動驅動器12(馬達)，該臂沿橫向配置於第一盤部9上，且與開口軸線4正交地延伸。當閥盤8位於關閉位置C時，該臂28處於第一開口3之開口剖面外側，沿開口軸線4在幾何形狀上呈現凸起，這可在圖1a、圖1b、圖3、及圖4中看出。
藉使用對應傳動裝置來實現電動驅動器12，使得閥盤8-通常 在鐘擺閥之情況下-藉由驅動器12之橫向運動x而可樞轉，且藉由驅動器12之縱向運動y而可依線性方式位移。該橫向運動係相對於開口軸線4呈橫向，且實質平行地跨越第三開口3之剖面、及與開口軸線4正交，而繞著樞軸線30、在開啟位置O與中間位置I之間呈樞轉運動型式，如圖3中所示者。該縱向運動係與開口軸線4平行地實施，如圖1a至圖2d所示者。在開啟位置O中，閥盤8被定位於暫停部13，沿橫向緊鄰第一開口3配置，使得第一開口3及流動路徑F開啟(圖4)。在中間位置I中，如圖1a及圖2a，閥盤8被定位於第一開口3上方，且覆蓋第一開口3之開口剖面。在關閉位置C中，如圖1b、圖1c、圖2b、及圖2c，依氣密方式關閉第一開口3，且藉存在於第一盤部9之第一接觸面15與閥座5之密封面14之間的氣密接觸來中斷流動路徑F。
由於將閥盤8二部件劃分為第一盤部9及第二盤部11，在關閉位置C中之閥盤8的一壓差實質作用於可動的第二盤部11上，其中該第一盤部藉由臂28而與驅動器12連結且可運動以與閥座5氣密接觸，該二盤部可相對於第一盤部9而沿平行於開口軸線4之方向實質自由地運動。第二盤部11沿平行於開口軸線4之方向實質與第一盤部9去耦，且直接或間接地被支持於閥殼1上。
圍繞第一開口3之密封面14形成於閥殼1中之第一壁2上。該密封面14係藉肩部形成於第一開口3中，該肩部實質與開口軸線4正交或更確切地為沿徑向地延伸。該肩部14係依環繞第一開口3之環的方式配置，且實質沿幾何平面延伸，其中開口軸線4係相對於該幾何平面之幾何法線。結果，該肩部為第一盤部9之第一接觸面15提供密封面14，該密封面14指向第一盤部9之方向。密封面14與第一盤部9結果配置且實現成，使得在關閉位置C時，第一盤部9經由第一接觸面15而沿朝第一側20之方向支撐於密封面14上，如圖1b、圖1c、圖2b、及圖2c所示者。當該外盤部9從圖1a及圖2a之 中間位置I起沿開口軸線4線性調整至圖1b及圖2b之關閉位置C時，第一壁2之密封面14將因此形成第一盤部9之路徑限界，且結果界定第一盤部9之關閉位置C。
在啟始位置時，第二盤部11位於第一盤部9中之回縮位置A，如圖1a、圖1b、圖2a、及圖2b中所示者。一支持面22(圖1c)形成有該第一盤部，且第二盤部11、特別地在第二開口7側有相對過壓力之情況下能夠支撐於該支持面上。該支持面係用於限定第二(內)盤部11朝第一側20及第一開口3之方向的相對線性活動性。如此將對應地造成，當第一盤部9位於關閉位置C、相對負壓力23產生於第一開口3之第一側20上時，第二盤部11將在回縮位置A中支撐於第一盤部9上，如圖1b及圖2b中所示者。結果，支持面22界定回縮位置A，如圖1b及圖2b中所示者。倘在圖1b及圖2b中所示之第一盤部9藉其第一接觸面15而支撐於密封面14上的關閉位置C中，相對負壓力產生於第一開口3之第一側20上、此亦意謂相對過壓力產生於第二開口7之第二側21上，則第二盤部11將被朝第一側20及第一開口3的方向擠壓。在回縮位置A中，藉由將第二盤部11支持於第一盤部9之支持面22上，使第二盤部11支撐於第一盤部9上。結果，第二盤部11被間接地、即透過第一盤部9支持於閥殼5第一壁2之密封面14上，如圖1b及圖2b中所示者。由於整個閥盤8係被支持於閥殼1上，因此所有壓差大體上皆作用於閥殼1上，使得驅動器12之臂28、及驅動器12本身皆不負擔承受之負壓力23。
倘在關閉位置C中有一反向壓差，使得相對負壓力25作用於開口7之第二側21上、此亦意謂相對過壓力作用於第一開口3之側20上，則一力量將朝第二開口7及第二側21之方向作用於閥盤8上。結果，可動第二(內)盤部11從其回縮位置A朝第二側21之方向移至延伸位置B。為使第二盤部11在此情況下亦被支持於閥殼1上，完全包圍第二開口7且作為第二盤部 11之接觸面的第二接觸面24係形成於第二壁6上。該第二接觸面24係關於開口軸線4正交地、或更確切地為徑向地延伸，且沿著開口軸線4關於其形成一法線之一幾何平面延伸。
第二盤部11與第二接觸面24具有對應之尺寸，及配置且實現成，使得指向第二側21之一第二盤部11止動面27能夠支撐於第二接觸面24上。結果，該配置將用作為限定第二盤部11朝第二側21及第二開口7之方向的相對線性活動性。倘如圖1c及圖2c所示者，第一盤部9位於關閉位置C且相對負壓力25作用於第二開口7之第二側21上，則內盤部11移至延伸位置B中，且藉由該止動面27朝第二側21之方向支撐於第二接觸面24上。結果，第二盤部11被直接支持於閥殼1第二壁7之第二接觸面24上，使得即使在該等壓力條件下，驅動器12、及驅動器12之臂28二者大體上並無基於負壓力25而作用於第二側21上之閥盤8處力。
當定位第二盤部11於延伸位置B中、或更確切地為早到當離開回縮位置A時，中間區域19(圖1c及圖2c)係或將在第一盤部9與第二盤部11之間開啟，該中間區域至少藉第一盤部9之支持面22、及呈現對立設置之第二盤部底面，以及特別地藉限界9a之內面16界定及限定。
當相對過壓力施加於閥1之第一側20上時，該中間區域19將使該過壓力不致僅作用於第二盤部11上且導致該部11被支持於第二壁6上，但附帶地造成沿軸向產生壓力朝第一側20之方向作用至第一盤部9上。與過壓力對應之壓力係產生於支持面22上。如此，朝第一側20之方向產生一軸向力FA，而再次使第一盤部9擠壓至閥座5上。結果，本發明成就不僅係在出現一壓差時沿軸向支持閥盤8，且亦在施加此壓差時加強密封功能，而不論是否出現過壓力或負壓力。
就此，由於支持面22係提供第一盤部11之最大表面且該表面 提供起因於壓力之軸向方向分量FA，及該支持面22特別地與開口軸線正交，因此基於第一側20上之過壓力而沿軸向方向產生於第一盤部9上之力，恆在朝該第一側之方向上呈最大值，且導致第一盤部9被擠壓至閥座5上，而同時第二盤部11被支持於第一壁6上。
本發明係根據彼此相關之二盤部9與11的結構設計、及所提供之二密封件10與18的相對配置為基礎。在已說明之具體實施例中，第二密封件18包括較第一密封件10者大之一直徑，即指定之第一盤部9每一表面(第一接觸面及內面)各包括對應之不同直徑、或更確切地為相距該閥盤之一中心點Z(也就是該第一開口在關閉位置時之中心點)的距離。該徑向密封件至少部份地較該軸向密封件更沿徑向遠離此中心Z(圖1c中之距離d1與d2)。
基於第一盤部9與第二盤部11之間的徑向密封件之直徑，較第一盤部9與該閥殼之間的軸向密封件者擴大，盤部9及11可形成且配置為，產生曾提及之支持面22，且即使在第一側20上有相對過壓力之情況下，仍將產生改善之密封作用。同時，該閥盤將根據作用之壓力，沿二軸向方向提供軸向支持。
除此以外，第二盤部11包括一凹部26，其即使在回縮位置A中，仍提供介於支持面22與出現在第一側20上之體積之間的連接。結果，早到該位置A中，即可在該等部之間實現一種類型的通道，且在該側20上生成之過壓力亦沿徑向直接作用於第一盤部9上。結果，特別地降低、或更確切地為防止在嚴重過壓力波動情況下喪失密封作用的風險。
在關閉位置C中，倘相對負壓力盛行於第二開口7之第二側21上且倘第二盤部11位於延伸位置B中，如圖1c及圖2c中所示者，第二盤部11必須在閥盤8從中間位置I(圖1a)樞轉至開啟位置O(圖4)前，移回至回縮位置A，以防止當執行橫向運動x時(圖3)，在內盤部11與第二壁6之間生成磨粒 之磨擦接觸。為此，本發明在該示範具體實施例中提供驅動器12、特別地驅動器12之傳動裝置，其實現成使閥盤8藉由橫向運動x而可繞著樞軸線30在開啟位置O與中間位置I之間樞轉，以及藉由沿開口軸線4之縱向運動y而可在關閉位置C之中間位置I(圖1b、圖1c、圖2b、及圖2c)與初始位置N(圖1d及圖2d)之間線性位移。中間位置I係介於關閉位置C與初始位置N之間者。
在初始位置N時，外盤部9與第二壁6之間的距離減小，使得第二盤部11支撐於第二接觸面24上，且完全滑入回縮位置A。從該初始位置N開始，第二盤部11位在回縮位置A時之閥盤8，可藉由驅動器12線性地調整至中間位置I以完全開啟該閥，且可藉由樞轉式橫向運動x而自該中間位置樞轉至開啟位置O，不致在第二盤部11與閥殼1之間發生碰撞。
為達成自動化開啟與關閉該閥，該閥提供電子控制構件，其實現為使得、且與驅動器12及該傳動裝置通訊而使得，閥盤8可依對應的方式調整，來依氣密的方式中斷流動路徑F、與完全開啟流動路徑F。為依氣密的方式中斷流動路徑F，可藉該控制構件，將閥盤8藉由驅動器12之橫向運動x，從開啟位置O調整至中間位置I，及藉由驅動器12之縱向運動y，從中間位置I調整至關閉位置C。為完全開啟流動路徑F，可藉控制構件29，將閥盤8藉由驅動器12之縱向運動y，從第二盤部11位在回縮位置A與延伸位置B之間一任意位置的關閉位置C起，經由初始位置N將內盤部11完全滑入在中間位置I中之回縮位置A，且由此藉由驅動器12之橫向運動x，從中間位置I調整至開啟位置O。
另一選擇為，亦可能當關閉該閥時，趨近初始位置I。特別地，倘控制構件非電子式，則這將有利於簡化該控制構件之設計。在此情況下，閥盤8在關閉程序期間之運動序列，將與開啟程序期間之運動序列相對應。
在本示範具體實施例中，驅動器12被實現為電動馬達，該傳動裝置可切換，以驅動該驅動器12引發橫向運動x或縱向運動y。可藉該控制構件以電子式致動驅動器12及該傳動裝置。結果，可能藉由供應至該控制構件之輸入信號，以容許自動地執行閥盤8之運動序列，其中該信號指明調整方向、也就是開啟或關閉。另一選擇為，可能藉傳動裝置形成該控制構件，特別地根據驅動器12之調整方向而趨近個別位置。此型式之傳動裝置-特別地具有開槽移位器者在先前技術中揭露。除此以外，可能使用數個驅動器來引發橫向運動x及縱向運動y，該控制構件則承擔該等驅動器之致動。
上述鐘擺閥特別地適合用作為控制閥，精密控制通流可能不僅起因於藉由橫向運動x而在開啟位置O與中間位置I之間依樞轉式調整閥盤8，尤其亦起因於藉由縱向運動y而沿開口軸線4在中間位置I、關閉位置C、與初始位置N之間線性地調整閥盤8。結果，上述鐘擺閥亦可用於精密控制任務。在一分子流而非一層流之情形下，在正規操作中對閥盤8之力的影響非常小，因此可藉第二密封件18固持第二閥盤11且不作調整。基於特別地藉由彈性密封件10及18提供之閥盤8阻尼，可避免內盤部11之振動或顫動。
顯示出之圖式顯然僅顯示可能的示範具體實施例之概略表徵。依據本發明，各種構想亦可與其他者、以及與先前技術在真空條件下關閉體積之方法及裝置相結合。
1‧‧‧閥殼
2‧‧‧第一壁
3‧‧‧第一開口
4‧‧‧開口軸線
5‧‧‧閥座
6‧‧‧第二壁
7‧‧‧第二開口
8‧‧‧閥盤
9‧‧‧第一盤部
9a‧‧‧外限界
10‧‧‧第一密封件
11‧‧‧第二盤部
14‧‧‧密封面
15‧‧‧第一接觸面
18‧‧‧第二密封件
20‧‧‧第一側
21‧‧‧第二側
27‧‧‧止動面
A‧‧‧回縮位置
I‧‧‧中間位置

Claims (15)

  1. 一種依實質上氣密方式中斷一流動路徑(F)之真空閥，其具有一閥殼(1)，具有一第一壁(2)，該第一壁包括一第一開口(3)及一閥座(5)，該第一開口係用於該流動路徑(F)且具有一幾何形狀上的開口軸線(4)，該閥座係在該閥殼(1)之一第一側(20)上圍繞該第一開口(3)，一閥盤(8)，具有一第一盤部(9)，該第一盤部具有一外限界(9a)，及一封閉的第二盤部(11)，依緊密方式安裝於該外限界(9a)內側，而可在與該開口軸線(4)平行之方向上，相對於該第一盤部(9)在一回縮位置(A)與一延伸位置(B)之間線性地運動，至少一驅動器(12)，連接至該第一盤部(9)且實現為，使得該閥盤(8)藉由相對於該開口軸線(4)實質上橫交地實施之一橫向運動(x)，而可在以下位置之間樞轉或位移一開啟位置(O)，在該開啟位置(O)中該閥盤(8)被定位於一暫停部(dwell portion)(13)，且開啟該第一開口(3)及該流動路徑(F)，其中該暫停部係沿橫向緊鄰該第一開口(3)配置，及一中間位置(I)，在該中間位置(I)中該閥盤(8)被定位於該第一開口(3)上方且覆蓋該第一開口(3)之開口剖面，以及藉由與該開口軸線(4)平行地實施一縱向運動(y)，而可在以下位置之間位移該中間位置(I)，及一關閉位置(C)，在關閉位置(C)中依氣密方式關閉該第一開口(3)且中斷該流動路徑(F)之一氣密接觸存在於該第一盤部(9)與該閥座(5)之間， 其中在該關閉位置(C)，該閥盤(8)處之一壓差實質上作用於該可動的第二盤部(11)上，且該第二盤部(11)係在與該開口軸線(4)平行之方向上直接或間接地被支持於該閥殼(1)上，並實質上與該第一盤部(9)去耦，其特徵在於該閥座(5)包括一密封面(14)，該密封面沿軸向地指向該閥盤之方向，且相對於該開口軸線(4)橫交地延伸，該第一盤部(9)包括一第一接觸面(15)，該第一接觸面沿軸向地指向該閥座(5)之方向、關於該開口軸線(4)橫交地延伸，及該第一接觸面被配置且實現為，使得在該關閉位置(C)，與該密封面(14)之一軸向密封接觸經由位於該密封面(14)及該第一接觸面(15)之間的一第一密封件(10)而存在於一第一接觸區域中，該外限界(9a)包括一內面(16)，該內面沿徑向指向內且與該開口軸線(4)平行地延伸，該第二盤部(11)包括一外面(17)，該外面沿徑向指向外、與該開口軸線(4)平行地延伸，該外面被配置且實現為，與該內面(16)之一徑向密封接觸經由位於該外面(17)與該內面(16)之間的一第二密封件(18)而存在於該回縮位置(A)與該延伸位置(B)之間的一第二接觸區域上，及至少繞著該閥盤(8)之一中心(Z)的某些特定徑向角度，從該中心(Z)到該第一接觸面(15)之一第一徑向距離(d1)較從該中心(Z)到該第二接觸區域之一第二徑向距離(d2)小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之閥，其中，該第一盤部(9)包括一支持面(22)，該支持面指向沿軸向朝該第二盤部(11)之一方向且相對於該開口軸線(4)橫交 地延伸，及鄰接該外限界，其中該支持面(22)及該第二盤部(11)被配置為，使得在該關閉位置(C)中，當相對負壓力(23)作用於該第一開口(3)之第一側(20)上時，該第二盤部(11)在該回縮位置(A)支撐於該支持面(22)上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之閥，其中，至少該支持面(22)、及位在與該支持面(22)對立之該第二盤部(11)底面，界定出一中間區域(19)之限界面，該中間區域之體積根據該第二盤部(11)之位置而定，其中該體積在該回縮位置(A)時將最小，且該體積在該延伸位置(B)時將最大，及在該關閉位置(C)時係與該第一開口(3)連接。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之閥，其中，該支持面(22)沿徑向方向形成於該第一密封件(10)與該第二密封件(18)之間。
  5. 如申請專利範圍第2項至第3項中任一項所述之閥，其中，該支持面(22)與該外限界配置成，彼此相對地呈直角。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該第二盤部(11)包括在其底面上之一凹部(26)，其沿軸向指向該閥座(5)，其中該凹部(26)被設計成徑向地延伸，使得其在徑向方向上至少部份地與該支持面(22)、及在該關閉位置(C)時與該第一開口(3)之開口剖面二者重疊。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該第一盤部(9)依一環形方式實現，且該第一盤部(9)之外限界(9a)的直徑較該第一盤部(9)之第一接觸面(15)的直徑大。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中該閥殼(1)包括在一第二側(21)上之一第二壁(6)，該第二壁包括用於 該流動路徑(F)之一第二開口(7)，該第二壁係與該第一壁(2)及該第一開口(3)間隔地相對立且實質平行地設置，該第二壁(6)包括一第二接觸面(24)，及該第二接觸面(24)及該第二盤部(11)被配置且實現為，為了在該關閉位置(C)中限定該第二盤部(11)在朝該第二側(21)及該第二開口(7)之方向上的相對線性活動性，使得當相對負壓力(25)作用於該第二開口(7)之該第二側(21)上時，該第二盤部(11)在該延伸位置(B)中朝該第二側(21)之方向經由一止動面(27)支撐於該第二接觸面(24)上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之閥，其中，該至少一驅動器(12)被實現為，使得該閥盤(8)可藉由該橫向運動(x)，而在以下位置之間樞轉或位移該開啟位置(O)，及該中間位置(I)，以及藉由該縱向運動(y)，而可在以下位置之間位移該中間位置(I)，該關閉位置(C)，及一初始位置(N)，其中該第一盤部(9)與該第二壁(6)之間的距離將減小，使得該第二盤部(11)經由其止動面(27)而支撐於該第二接觸面(24)上，且完全滑入該回縮位置(A)，其中該中間位置(I)係介於該關閉位置(C)與該初始位置(N)之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之閥，其中，一控制構件，其被實現為、且與該驅動器(12)通訊而使得，以氣密方式中斷該流動路徑(F)時，該閥盤(8)可藉由該驅動器(12)之該橫向運動(x)，而從該開啟位置(O)， 調整至該中間位置(I)，及藉由該驅動器(12)之該縱向運動(y)，而從該中間位置(I)，調整至該關閉位置(C)，以及為完全開啟該流動路徑(F)時，藉由該驅動器(12)之該縱向運動(y)，而從該關閉位置(C)，其中該第二盤部(11)被設置於該回縮位置(A)與該延伸位置(B)之間的一任意位置，經由將該第二盤部(11)完全滑入該回縮位置(A)之該初始位置(N)，調整至該中間位置(I)，及藉由該驅動器(12)之該橫向運動(x)，而從該中間位置(I)，調整至該開啟位置(O)。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該第一密封件(10)固定於該第一盤部(9)之該第一接觸面(15)上，以與該閥座(5)之該密封面(14)產生該軸向密封接觸。
  12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該第二密封件(18)固定於該第一盤部(9)之該內面(16)上，以與該第二盤部(11)之該外面(17)產生該徑向密封接觸，或該第二盤部(11)之該外面(17)上，以與該第一盤部(9)之該內面(16)產生該徑向密封接觸。
  13. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該第一盤部(9) 係經由一臂(28)而連接到該至少一驅動器(12)，該臂橫向配置於該第一盤部(9)上且與該開口軸線(4)正交地延伸，使得該臂(28)在該關閉位置(C)時位於該第一開口(3)之開口剖面外側，沿該開口軸線(4)在幾何形狀上呈現凸起。
  14. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中該第一盤部(9)依一環形方式實現，該第二盤部(11)呈一封閉圓形盤型式，該內面(16)及該外面(17)幾何形狀上為圓形圓柱外側表面，及該密封面(14)及該第一接觸面(15)幾何形狀上為環形面。
  15. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閥，其中，該閥被實現為一鐘擺閥，及該驅動器(12)被實現為，使得該閥盤(8)藉由該橫向運動(x)，而跨越該第一開口(3)之剖面實質平行地、且與該開口軸線(4)正交地樞轉。
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