CH650575A5

CH650575A5 - Ganzmetall-schieber fuer hochvakuumanlagen.

Info

Publication number: CH650575A5
Application number: CH8485/80A
Authority: CH
Inventors: Hubert Boesch
Original assignee: Vat Ag
Priority date: 1979-11-24
Filing date: 1980-11-17
Publication date: 1985-07-31
Also published as: GB2064725B; JPS6358310B2; GB2064725A; DE2947517C2; DE2947517A1; US4333631A; FR2470316A1; JPS5686268A; FR2470316B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ganzmetall-Schieber für 40 körpers in diese Kammer ragt.

Hochvakuumanlagen mit einem Gehäuse und einer darin ver- Zur Veranschaulichung wird ein Ausführungsbeispiel der stellbar gelagerten Schieberplatte sowie einem koaxial zur Erfindung näher anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Durchgangsöffnung verstellbar angeordneten Ventilsitzring, an Fig. 1 die Ansicht eines Ganzmetall-Schiebers für Hochvaku-dem zwei zueinander und zum Ventilsitzring koaxial liegende, _ umanlagen;

unterschiedliche Durchmesser aufweisende, am Gehäuse abge- 45 Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1, wobei stützte Federn angreifen, die zusammen mit dem Gehäuse eine die Schieberplatte in die Durchgangsöffnung des Ganzmetall-zum Anpressen des Ventilsitzringes an die Schieberplatte durch Schiebers eingeschwenkt, der Ganzmetall-Schieber jedoch noch ein Druckmedium beaufschlagbare Kammer begrenzen. nicht dicht verschlossen ist;

Schieber sind an sich bekannt. Zur axialen Verstellung des Fig. 3 ist ebenfalls ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1 mit

Ventilsitzringes dienen koaxial angeordnete, im wesentlichen 50 in die Durchgangsöffnung des Rohrverschlusses eingeschwenkzylindrische Metallbälge, die als Federn wirken und die eine ter Ventilklappe, wobei jedoch hier bereits das Ventil dicht ringförmige Kammer begrenzen und die mittels eines Druckme- verschlossen dargestellt ist.

diums beaufschlagbar sind. Bei der Beaufschlagung mit dem - Der Ventilschieber nach den Fig. 1-3 weist ein Schieberge-Druckmedium strecken sich die erwähnten Metallbälge in axialer häuse auf, das aus Gehäuseteilen 1,2,3,4 und 5 aufgebaut ist. Richtung und bedingen dadurch den Versatz des Ventilsitzrin- 55 Diese Teile sind zweckmässigerweise zusammengeschweisst. Die ges, der mit diesen Bälgen dicht verbunden ist. Die Metallbälge stirnseitigen Ventilgehäuseteile 1 und 5 besitzen Anschlussmög-sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass sie, falls die von Iichkeiten an Flansche von Rohrleitungen, hier beispielsweise ihnen begrenzte Kammer nicht von einem Medium unter wesent- einen Kranz von Gewindebohrungen 6, die in den Schnittdarstellich höherem Druck als Atmosphärendruck beaufschlagt wird, lungen in den Fig. 2 und 3 durch ihre Mittellinie angedeutet sind, sich zusammenziehen bzw. zusammenschrumpfen, so dass 60 Die Ventilklappe 7 mit randseitig angeordneten Dichtleisten dadurch der Ventilsitzring zurückgestellt wird und der Schieber oder Dichtlippen 9 ist an einer Tragstange 8 befestigt. Die geöffnet werden kann. Bei Schiebern, die in Vakuumleitungen Tragstange 8 ragt durch das Ventilgehäuse und ist gegenüber verwendet werden und bei welchen innerhalb der Rohrleitung diesem abgedichtet. Mit einer Kolben-Zylindereinheit 10 ist gegenüber der Atmosphäre ein sehr geringer Druck herrscht, diese Tragstange 8 um die Achse 11 schwenkbar. Durch das lässt sich die erwähnte und bekannte Konstruktion nicht mehr 65 Schwenken der Ventilklappe 7 wird diese in eine die Durchgangsverwenden, da infolge der zwischen dem Rohrinneren und der Öffnung 12 des Ventilschiebers freigebende Stellung gebracht von den Metallbälgen begrenzten Kammer herrschenden Druck- (siehe strichlierte Linie 7' in Fig. 1) oder aber in eine diese differenz die Metallbälge gestreckt bleiben, so dass der Ventil- Durchgangsöfftiung versperrende Stellung (Fig. 2 und Fig. 3).

Anstelle einer solchen Schwenkbewegung wäre es auch möglich, den Ventilschieber so konstruktiv zu gestalten, dass die Ventilklappe durch eine geradlinige Bewegung in die beiden beschriebenen Stellungen gebracht werden kann.

Um den Ventilschieber bei eingeschwenkter Ventilklappe 7 (Fig. 2) zu schliessen, muss der Ventilsitzring 13 in axialer Richtung (Pfeil 14) gegen die Ventilklappe 7 gedrückt werden. Dieser Ventilsitzring 13 kann mehrteilig ausgebildet sein, indem beispielsweise die hochbeanspruchte Dichtzone aus einem anderen Material gefertigt wird als der übrige Teil des Ventilsitzringes. Der äussere Rand des Ventilsitzringes 13 ist hier mit zwei zueinander und zum Ventilsitzring 13 koaxial liegenden, zueinander wechselsinnig angeordneten und unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Tellerfedern (Belleville-Federn) 15,16 verbunden. Die Tellerfeder 16 mit dem kleineren Durchmesser ist mit ihrem äusseren Rand und die Tellerfeder 15 mit dem grösseren Durchmesser mit ihrem inneren Rand mit dem Ventilsitzring 13 verbunden. Diese beiden Tellerfedern 15 und 16 bilden einen im Querschnitt V-förmigen Ring, wobei der Öffnungswinkel des Querschnitt-V nahe bei 180° liegen kann, vorzugsweise jedoch etwas kleiner als 180° ist, wenn dieser im Querschnitt V-förmige Ring unbelastet ist. Dieser im Querschnitt V-förmige, durch die beiden Tellerfedern 15 und 16 gebildete Ring begrenzt mit seiner dem Ventilsitzring 13 abgewandten Seite eine Kammer 17, die über eine oder mehrere nach aussen führende Bohrungen 18 mit einem Druckmedium beaufschlagbar bzw. über diese Bohrungen entlüftbar ist. Der äussere und der innere Rand 19 und 20 des im Querschnitt V-förmigen, durch die beiden Tellerfedern 15 und 16 gebildeten Ringes, sind am Ventilgehäuse sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung abgestützt. Der im Querschnitt V-förmige, von den beiden Tellerfedern 15-16 gebildete Ring ist so angeordnet, dass sein Scheitel bei unbelasteter Kammer 17 gegen diese gerichtet ist (Fig. 2). Zur Lagerung der einander zugewandten Ränder der Tellerfedern 15 und 16 trägt der Ventilsitzring 13 eine umlaufende, im Querschnitt T-förmige Leiste 21. Auf den durch den Querbalken dieser im wesentlichen T-förmigen Leiste 21 gebildeten Schultern liegen die Ränder der Tellerfedern 15 und 16 auf. Zur Abdichtung der Kammer 17 gegenüber den inneren Ventilräumen trägt der von den beiden Tellerfedern 15,16 gebildete Ringkörper auf seiner der beaufschlagbaren Kammer 17 zugewandten Seite mindestens eine dichtende Membrane 22, deren Ränder mit dem Gehäuse bzw. mit dem T-förmigen Ring 21 verlötet oder verschweisst sind. Für diese Membrane 22 kann ein dünnwandiges Element verwendet werden, da diese Membrane auch bei voller Beaufschlagung der Kammer 17 einseitig durch den Ring abgestützt ist.

650 575

Die Funktionsweise der beanspruchten Einrichtung ergibt sich aus den beiden Schnittdarstellungen nach den Fig. 2 und 3, in der Fig. 2 ist die Druckkammer 17 in unbelastetem Zustand dargestellt. Der unbelastete, im Querschnitt V-förmige, durch die beiden Tellerfedern 15 und 16 gebildete Ring nimmt dabei die aus der Fig. 2 ersichtliche Stellung ein, der Ventilsitzring 13 ist dabei von der bereits eingeschwenkten Ventilklappe 7 abgehoben. Wird nun die Kammer 17 mit Druck beaufschlagt, so wird dadurch der im Querschnitt V-förmige Ring gespreizt, verflacht, wobei sein Scheitel gegen die Ventilklappe 7 gedrückt wird (Fig. 3). Die mit ihren Rändern verlötete oder verschweisste Membrane 22 hält die Kammer 17 gegenüber den inneren Ventilräumen dicht. Durch den in der Kammer 17 aufzubauenden Druck muss einerseits die Spreizkraft des im Querschnitt V-förmigen Ringes überwunden werden und andererseits muss die Schliess-kraft für den Ventilschieber aufgebracht werden. Wird die Kammer 17 entlastet, so gehen die Tellerfedern 15 und 16 aufgrund ihres elastischen Verhaltens in ihre Ursprungslage zurück und öffnen damit den Ventilschieber.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Tellerfedern 16 und 15 verwendet worden. Grundsätzlich wäre es möglich, eventuell mehrschichtige Tellerfedernpakete vorzusehen, falls die erforderlichen Rückstellkräfte dies notwendig machen sollten, was eventuell von der Grösse des Ventilschiebers und eventuell andererseits von der Art seines Einsatzes abhängig sein kann. Sowohl bei der gezeigten Konstruktion, wie auch bei einer Konstruktion, die mehrschichtige Tellerfedern verwendet, ist die Verstellmechanik für den Ventilsitzring ausserordentlich gedrungen zu bauen, so dass Ventilschieber mit geringer Baulänge gefertigt werden können.

Im gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kammer 17 gegenüber den Ventilinnenräumen durch eine dünne, ausserordentlich nachgiebige Membran 22 abgedichtet, die mit ihren Rändern gegenüber dem Ventilgehäuse verlötet oder verschweisst ist. Diese Membran kann sehr dünnwandig und damit sehr nachgiebig gestaltet sein, da sie ja bei beaufschlagter Kammer 17 stets an den Tellerfedern anliegt und von diesen abgestützt wird, so dass diese Membran allein Dichtungsfunktionen übernehmen kann. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Ränder der Tellerfedern 15 und 16 gegenüber dem Ventilgehäuse immittelbar abzudichten, beispielsweise durch eingelegte Dichtleisten. Falls die einschlägige Industrie elastische Lote zur Verfügung stellt, ist nicht auszuschliessen, dass die Ränder der Tellerfedern 15 und 16 selbst an den entsprechenden Gehäuseteilen angelötet werden. Die Tellerfedern 15 und 16 selbst können in allen Fällen entweder gleiche oder auch unterschiedliche Ringbreiten aufweisen.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

M

2 Blatt Zeichnungen

Claims

650 575 2 PATENTANSPRÜCHE sitzring nicht mehr abgehoben werden kann. Um Schieber dieser Bauart auch in Vakuumanlagen verwenden zu können, sind für

1. Ganzmetall-Schieber für Hochvakuumanlagen mit einem die Rückführung oder Rückstellung des Ventilsitzringes zum Gehäuse und einer darin verstellbar gelagerten Schieberplatte Öffnen des Schiebers zusätzliche Rückstellfedern eingebaut wor-sowie einem koaxial zur Durchgangsöffnung verstellbar angeord- 5 den, die so stark dimensioniert sein müssen, dass sie die durch die neten Ventilsitzring, an dem zwei zueinander und zum Ventilsitz- erwähnte Druckdifferenz bedingten Kräfte überwinden können, ring koaxial liegende, unterschiedliche Durchmesser aufwei- Da für die Aufbringung des erforderlichen Schliessdruckes sende, am Gehäuse abgestützte Federn angreifen, die zusammen erhebliche Kräfte notwendig sind, die auch die Kraft der Rück-mit dem Gehäuse eine zum Anpressen des Ventilsitzringes an die stellfedern überwinden müssen, bedarf die letzterwähnte Kon-Schieberplatte durch ein Druckmedium beaufschlagbare Kam- 10 struktion starker Metallbälge, die für ihre Unterbringung und mer begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass als Federn zuein- Anordnung viel Platz und Raum benötigen (DE-PS 826098). ander wechselsinnig angeordnete Tellerfedern (15,16) vorgese- Es ist auch ein Schieber bekannt, bei welchem die Schieberhen sind, wobei die Tellerfeder (16) mit dem kleineren Durch- platte aus zwei plattenförmigen Teilen besteht. Diese plattenför-messer mit ihrem äusseren Rand und die Tellerfeder (15) mit migen Teile sind randseitig über einen dehnbaren und dichtendem grösseren Durchmesser mit ihrem inneren Rand mit dem 15 den Balg miteinander verbunden, und sie begrenzen ferner eine Ventilsitzring (13) verbunden sind und der durch die beiden von aussen mit einem Medium beaufschlagbare Kammer. Inner-Tellerfedern (15,16) gebildete, im Querschnitt V-förmige Ring- halb dieser Kammer ist eine Tellerfeder angeordnet, die mit körper mit seiner dem Ventilsitzring (13) abgewandten Seite und ihrem Mittelteil mit dem einen und die mit ihrem Rand mit dem dem Gehäuse (1,2) die durch ein Druckmedium beaufschlagbare anderen plattenförmigen Teil verbunden ist. Wird die erwähnte Kammer (17) begrenzt und der Scheitel des im Querschnitt V- 20 Kammer unter Druck gesetzt, so wandern die beiden plattenför-förmigen Ringkörpers in diese Kammer (17) ragt. migen Teile auseinander, und zwar gegen die Wirkung der

2. Ganzmetall-Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekenn- erwähnten Feder. Wird die Kammer entlastet, so zieht die zeichnet, dass der Ventilsitzring (13) an seinem äusseren Rand Tellerfeder die beiden plattenförmigen Teile wiederumzusam-und an seiner der Schieberplatte (7) abgewandten Seite einen im ^ men und die Schieberplatte kann ausgefahren werden (FR-PS Querschnitt im wesentlichen T-förmigen Ring (21) trägt und die 1519 784).

einander zugewandten Ränder der Tellerfedern (15,16) auf den Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Ganzmetall-Schieber durch den Querbalken des im Querschnitt T-förmigen Ringes der gegenständlichen Art eine Konstruktion für die Verstellme-(21) gebildeten Schultern aufliegen. chanik des Ventilsitzringes vorzuschlagen, die mit einem gerin-

3. Ganzmetall-Schieber nach Anspruch 2, dadurch gekenn- gen Platzbedarf auskommt, um so die axiale Baulänge des zeichnet, dass der von den beiden Tellerfedern (15,16) gebildete Schiebers möglichst gering zu halten. Nach der Erfindung gelingt Ringkörper auf seiner der beaufschlagbaren Kammer (17) zuge- dies dadurch, dass als Federn zueinander wechselsinnig angeord-wandten Seite mindestens eine dichtende Membrane (22) trägt, nete Tellerfedern vorgesehen sind, wobei die Tellerfeder mit deren Ränder mit dem Gehäuse bzw. mit dem T-förmigen Ring dem kleineren Durchmesser mit ihrem äusseren Rand und die (21) verbunden, vorzugsweise verlötet oder verschweisst sind. Tellerfeder mit dem grösseren Durchmesser mit ihrem inneren

Rand mit dem Ventilsitzring verbunden sind und der durch die beidenTellerfedern gebildete, im Querschnitt V-förmige Ring-

körper mit seiner dem Ventilsitzring abgewandten Seite und dem

Gehäuse die durch ein Druckmedium beaufschlagbare Kammer begrenzt und der Scheitel des im Querschnitt V-förmigen Ring-