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Dokumentenidentifikation DE60201409T2 13.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001327090
Titel ABSPERRVENTIL MIT VERZÖGERTER ZURÜCKZIEHUNG DER GEGENPLATTE
Anmelder Varian, Inc., Palo Alto, Calif., US
Erfinder YOUNG, P., Steven, Billerica, US;
MYSLIVEC, Vaclav, Tyngsborough, US
Vertreter Kahler, Käck & Mollekopf, 86899 Landsberg
DE-Aktenzeichen 60201409
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.07.2002
EP-Aktenzeichen 027482116
WO-Anmeldetag 19.07.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/US02/23012
WO-Veröffentlichungsnummer 0003012323
WO-Veröffentlichungsdatum 13.02.2003
EP-Offenlegungsdatum 16.07.2003
EP date of grant 29.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse F16K 3/18

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Ventilstrukturen und insbesondere Absperrschieberstrukturen, bei denen das Zurückziehen einer Gegenplatte relativ zum Zurückziehen einer Dichtungsplatte verzögert wird, um einen Druckausgleich zu ermöglichen und den Verschleiß an den Dichtungsflächen zu verringern.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Herkömmliche Absperrschieberstrukturen umfassen ein Ventilgehäuse mit einer Fluidleitung und einem Ventilsitz, eine Dichtungsplatte, die zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position in der Fluidleitung beweglich ist, und einen Stellgliedmechanismus zum Bewegen der Dichtungsplatte zwischen der offenen und der geschlossenen Position. Die Dichtungsplatte steht mit dem Ventilsitz in Eingriff und dichtet die Fluidleitung in der geschlossenen Position ab. Die Dichtungsplatte kann von der geschlossenen Position in eine zurückgezogene Position bewegt werden und dann geradlinig in die offene Position bewegt werden.

Absperrschieber werden in einer breiten Vielfalt von Anwendungen verwendet. Verschiedene Anwendungen können Flüssigkeiten, Gase und Vakuum beinhalten. Viele Anwendungen erfordern eine lange Betriebslebensdauer mit einer häufigen Zyklusführung zwischen der offenen und der geschlossenen Position und eine geringe Teilchenerzeugung. Ein Beispiel einer solchen Anwendung liegt in einer Anlage zum Verarbeiten von Halbleiterwafern. Da die Halbleiterbauelementgeometrien in der Größe abnehmen und die Schaltungsdichten zunehmen, sind Halbleiterwafer gegen eine Teilchenverunreinigung immer empfindlicher. Komponenten innerhalb der Vakuumumhüllung der Verarbeitungskammer wie z. B. Absperrschieber sind potentielle Quellen für eine Teilchenverunreinigung. Ferner kann der Ausfall eines Absperrschiebers erfordern, dass alles oder ein Teil einer Halbleiterfertigungslinie abgeschaltet wird, wodurch der Durchsatz nachteilig beeinflusst wird. Folglich sind eine lange Betriebslebensdauer und eine geringe Teilchenerzeugung wichtige Absperrschiebereigenschaften.

Ein weiteres potentielles Problem bei Absperrschiebern betrifft den Stoß und die Schwingung, die auftreten können, wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen wird. Der Stoß und die Schwingung können eine empfindliche Anlage in der Nähe des Absperrschiebers beschädigen oder deren Betrieb unterbrechen. Es wurde beobachtet, dass der durch die Betätigung von Absperrschiebern des Standes der Technik erzeugte Stoß die künstliche Kohle aus dem Inneren von Tieftemperatur-Vakuumpumpen losrütteln kann. Folglich ist es erwünscht, den Stoß und die Schwingung, die durch Absperrschieber erzeugt werden, zu begrenzen.

Ein Absperrschieber mit einer geradlinig beweglichen Dichtungsplatte ist im US-Patent Nr. 4 052 036, herausgegeben am 4. Oktober 1977 an Schertler, offenbart. Die Dichtungsplatte und eine Gegenplatte sind durch Blattfedern zueinander hin vorgespannt. Das Stellglied trägt eine Reihe von Rollen, die mit Aussparungen in der Dichtungsplatte und in der Gegenplatte in Eingriff stehen. Wenn die Dichtungsplatte und die Gegenplatte eine Stopposition erreichen, bewegt sich das Stellglied weiter, was die Rollen aus den Aussparungen drückt und die Dichtungsplatte und die Gegenplatte in Richtung der geschlossenen Position bewegt. Die Dichtungsplatte steht mit einem Ventilsitz in Eingriff und die Gegenplatte steht mit einer Stützfläche in Eingriff. Die Gegenplatte sieht eine Abstützung für die Dichtungsplatte in der geschlossenen Position vor und verhindert, dass die Dichtungsplatte durch eine Druckdifferenz über dem Ventil vom Ventilsitz weggedrückt wird.

Wenn Absperrschieber mit dieser Konstruktion geöffnet werden, werden die Dichtungsplatte und die Gegenplatte gleichzeitig zurückgezogen. Dies lässt die Dichtungsplatte unabgestützt, wenn die Dichtung zwischen der Dichtungsplatte und dem Ventilsitz unterbrochen wird. In Gegenwart einer Druckdifferenz über dem Ventil wird die unabgestützte Dichtungsplatte in die Rollen und die Gegenplatte gedrückt. Dies verursacht einen Stoß, der empfindliche Komponenten beschädigen kann und der Teilchen im System lösen kann. Außerdem kann der Elastomerring an der Dichtungsplatte einer Abnutzung oder Reibung ausgesetzt werden, wenn die Dichtungsplatte vom Ventilsitz zurückgezogen wird. Eine solche Abnutzung oder Reibung kann einen Verschleiß des Elastomerrings erzeugen und die Betriebslebensdauer des Absperrschiebers verringern.

Wenn beim Absperrschieber von US 4 487 393 das Ventil unter Verwendung eines Stellgliedes geöffnet wird, wird eine Gegenplatte parallel zu einer Stützfläche des Ventilgehäuses bewegt und nach der Parallelverschiebung der Gegenplatte relativ zur Stützfläche wird eine Dichtungsplatte von einem Ventilsitz auf der entgegengesetzten Seite des Ventilgehäuses zurückgezogen. Nachdem die Gegenplatte bereits um einen Abstand entlang der Achse des Stellgliedes bewegt wurde, wird die Dichtungsplatte zusammen mit der Gegenplatte in der Richtung des Stellgliedes bewegt.

US 4 314 579 schlägt einen Absperrschieber vor, bei dem eine Dichtungsplatte und eine Gegenplatte gleichzeitig durch ein Stellglied betätigt werden. Für ein Lösen der Dichtungsplatte vom zugehörigen Ventilsitz ist am Einlass Druck erforderlich.

Der Absperrschieber von DE 420 047 B umfasst einen Zylinder, der eine Dichtungsplatte aufnimmt. Wenn das Ventil geöffnet wird, wird zuerst die Dichtungsplatte vom Ventilsitz zurückgezogen und dann der Zylinder mit der Dichtungsplatte aufwärts bewegt.

Beim Absperrschieber von DE 100 25 615 A1 werden eine Dichtungsplatte und eine Gegenplatte in einer synchronen Bewegung zurückgezogen und dann werden die Dichtungs- und die Gegenplatte aus dem Fluiddurchlass herausgezogen. Dichtungsplattenuten und Gegenplattennuten sind auf derselben Höhe angeordnet und weisen dieselbe symmetrische Kontur auf, was bedeutet, dass keine Verzögerung zwischen dem Rückzug der Dichtungsplatte und der Gegenplatte besteht.

Folglich besteht ein Bedarf für einen verbesserten Absperrschieber mit einem Aufbau, der eine sanfte und zuverlässige Betätigung vorsieht, und für ein Verfahren zum Betätigen eines Absperrschiebers.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 bzw. 9 definiert. Spezielle Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Ventil bereitgestellt. Das Ventil umfasst ein Ventilgehäuse mit einer Fluidleitung, welches einen Ventilsitz und eine Stützfläche festlegt, eine Dichtungsplatte, eine Gegenplatte, ein Stellglied zum Bewegen der Dichtungsplatte und der Gegenplatte zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, und einen Kopplungsmechanismus, der wirksam zwischen die Dichtungsplatte, die Gegenplatte und das Stellglied gekoppelt ist. In der geschlossenen Position steht die Dichtungsplatte mit dem Ventilsitz in abgedichtetem Eingriff und die Gegenplatte mit der Stützfläche in Eingriff. Der Kopplungsmechanismus zieht die Gegenplatte von der Stützfläche nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte vom Ventilsitz zurück, wenn das Ventil geöffnet wird.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Kopplungsmechanismus eine oder mehrere Dichtungsplattennuten in der Dichtungsplatte, eine oder mehrere Gegenplattennuten in der Gegenplatte, Rollenelemente, die beweglich im Stellglied angebracht sind, und eine oder mehrere Federn zum Vorspannen der Dichtungsplatte und der Gegenplatte zu zurückgezogenen Positionen hin. Die Rollenelemente bewegen sich entlang der Dichtungsplattennuten und der Gegenplattennuten, wenn sich das Stellglied zur geschlossenen Position hin oder von dieser weg bewegt. Die Dichtungsplattennuten und die Gegenplattennuten weisen jeweils einen flachen Teil und einen tiefen Teil auf. Übergänge zwischen den flachen Teilen und tiefen Teilen in den Dichtungsplattennuten sind in einer Richtung der Stellgliedbewegung relativ zu Übergängen zwischen den flachen Teilen und den tiefen Teilen in den Gegenplattennuten versetzt. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Dichtungsplattennuten und die Gegenplattennuten jeweils einen relativ abrupten Übergang zwischen dem flachen Teil und dem tiefen Teil auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel weisen die Dichtungsplattennuten jeweils einen relativ allmählichen Übergang zwischen dem flachen Teil und dem tiefen Teil auf und die Gegenplattennuten weisen jeweils einen relativ abrupten Übergang zwischen dem flachen Teil und dem tiefen Teil auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betätigen eines Absperrschiebers bereitgestellt, bei dem in einer geschlossenen Position eine Dichtungsplatte mit einem Ventilsitz in Eingriff steht und eine Gegenplatte mit einer Stützfläche in Eingriff steht. Das Verfahren umfasst die Schritte des Zurückziehens der Dichtungsplatte vom Ventilsitz und des Zurückziehens der Gegenplatte von der Stützfläche nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte vom Ventilsitz.

Durch Zurückziehen der Dichtungsplatte vom Ventilsitz, bevor die Gegenplatte von der Stützfläche zurückgezogen wird, wird ermöglicht, dass irgendeine Druckdifferenz über dem Ventil ausgeglichen wird. Somit wird ein Aufprallen der Gegenplatte auf die Stützfläche vermieden, wenn die Dichtung unterbrochen wird. Außerdem wird die Dichtungsplatte vom Ventilsitz im Wesentlichen senkrecht zum Ventilsitz zurückgezogen und Reibung und Verschleiß der Dichtungsflächen werden begrenzt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen, die durch die Bezugnahme hierin aufgenommen werden und in denen gilt.

1 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers in einer geschlossenen Position dargestellt;

2 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht des Ventils von 1 in einer ersten zurückgezogenen Position gezeigt;

3 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht des Ventils von 1 in einer zweiten, zurückgezogenen Position gezeigt;

4 ist eine Vorderansicht des Ventils von 1;

5 ist eine Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, der Dichtungsplatte und des Stellgliedes des Ventils von 1;

6 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines in einer geschlossenen Position dargestellten erfindungsgemäßen Absperrschiebers;

7 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht des in einer ersten zurückgezogenen Position dargestellten Ventils von 6; und

8 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht des in einer zweiten zurückgezogenen Position dargestellten Ventils von 6.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers ist in 15 gezeigt. Gleiche Elemente in 15 weisen dieselben Bezugsziffern auf.

Ein Absperrschieber 10 umfasst ein Ventilgehäuse 12 mit einer Fluidleitung 14 zum Durchlass eines Gases oder einer Flüssigkeit und einem Flansch 15 zur Befestigung des Ventils an anderen Systemkomponenten. Der Gasdruck kann im Fall von Vakuumanwendungen des Absperrschiebers niedrig sein. Das Ventilgehäuse 12 legt einen Ventilsitz 16 zum Eingriff mit einer Dichtungsplatte fest, wie nachstehend beschrieben. Das Ventilgehäuse 12 legt auch eine Stützfläche 18 zum Eingriff mit einer Gegenplatte fest, wie nachstehend weiter beschrieben. Die Fluidleitung 14 kann im Allgemeinen zylindrisch, quadratisch, rechteckig sein oder eine beliebige andere geeignete Form aufweisen. Der Ventilsitz 16 und die Stützfläche 18 können jeweils die Form einer Oberfläche aufweisen, die die Fluidleitung 14 umgibt.

Der Absperrschieber 10 umfasst ferner eine Dichtungsplatte 20, eine Gegenplatte 22 und eine Stellgliedanordnung 32 und kann ein Ventilstellglied 34 wie z. B. einen Luftzylinder umfassen. Bei einer alternativen Anordnung ist das Stellglied 34 gegen einen Griff oder eine andere geeignete Vorrichtung für die manuelle Betätigung des Absperrschiebers ausgetauscht. Die Stellgliedanordnung 32 umfasst eine Welle 40, die an einem Ende mit dem Ventilstellglied 34 verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende der Welle 40 ist mit einem Stellgliedelement 44 verbunden.

Die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 sind auf entgegengesetzten Seiten des Stellgliedelements 44 angeordnet. Ein Elastomerring 64 ist in einer Nut in der Dichtungsplatte 20 zum Erzeugen einer vakuumdichten Abdichtung zwischen dem Ventilsitz 16 und der Dichtungsplatte 20, wenn das Ventil geschlossen ist, angebracht. Die Gegenplatte 22 steht mit der Stützfläche 18 in der geschlossenen Position in Kontakt, wie in 1 gezeigt. Die Gegenplatte 22 kann ein Entlüftungsloch 66 zum schnellen Druckausgleich umfassen.

Ein Kopplungsmechanismus 50 ist zwischen dem Stellgliedelement 44, der Dichtungsplatte 20 und der Gegenplatte 22 angeordnet. Der Kopplungsmechanismus 50 steuert die Bewegung der Dichtungsplatte 20 und der Gegenplatte 22 zwischen der geschlossenen und der zurückgezogenen Position, wie nachstehend beschrieben. Wie nachstehend beschrieben, umfasst der Kopplungsmechanismus 50 Rollen 52, Nuten in der Dichtungsplatte 20 und der Gegenplatte 22 und eine oder mehrere Federn, die zwischen die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 gekoppelt sind. Die Rollen 52, die Kugeln sein können, sind beweglich in Öffnungen 46 und 48 im Stellgliedelement 44 angebracht.

Der Kopplungsmechanismus 50 umfasst mindestens eine Feder 70, die an einem Ende an der Dichtungsplatte 20 befestigt ist und am anderen Ende an der Gegenplatte 22 befestigt ist. Die Feder 70 spannt die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 zueinander hin vor. Wenn das Ventil geschlossen wird, wird die Feder 70 verformt, wie in 1 gezeigt, wodurch eine Rückstellkraft erzeugt wird, die die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 gewöhnlich zueinander hin zieht. Es ist selbstverständlich, dass Blattfedern, Tellerfedern, Schraubenfedern oder beliebige andere geeignete Federn innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Die Dichtungsplatte 20 ist mit einer Nut 80 und einer Nut 82 versehen. Die Gegenplatte 22 ist mit einer Nut 84 und einer Nut 86 versehen. Die Nuten 80, 82, 84 und 86 sind so angeordnet und geformt, dass sie mit den jeweiligen Rollen 52 in Eingriff stehen. Jede der Nuten weist einen tiefen Teil, der eine zurückgezogene Position der jeweiligen Platte festlegt, einen flachen Teil, der die geschlossene Position der jeweiligen Platte festlegt, und einen Übergang zwischen dem tiefen Teil und dem flachen Teil auf. Die Nut 80 umfasst beispielsweise einen tiefen Teil 80a, einen flachen Teil 80b und einen Übergang 80c zwischen dem tiefen Teil 80a und dem flachen Teil 80b.

Unter der Steuerung der Stellgliedanordnung 32 und des Ventilstellgliedes 34 sind die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 zwischen einer in 1 gezeigten geschlossenen Position, in 2 und 3 gezeigten zurückgezogenen Positionen und einer offenen Position (nicht dargestellt) beweglich. In der offenen Position sind die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 von der Fluidleitung 14 weg in einen oberen Teil 12a (4) des Ventilgehäuses 12 bewegt, um den Durchlass einer Flüssigkeit oder eines Gases zu ermöglichen. In der geschlossenen Position steht die Dichtungsplatte 20 mit dem Ventilsitz 16 in abgedichtetem Eingriff, wodurch der Durchlass einer Flüssigkeit oder eines Gases durch die Fluidleitung 14 gesperrt wird. Die zurückgezogenen Positionen von 2 und 3 werden nachstehend im einzelnen erörtert.

Bei der Betätigung bewegt die Welle 40 die Dichtungsplatte 20, die Gegenplatte 22 und das Stellgliedelement 44 von der in 1 gezeigten geschlossenen Position in die in 2 gezeigte erste zurückgezogene Position und dann in die in 3 gezeigte zweite zurückgezogene Position. In der in 1 gezeigten geschlossenen Position stehen die Rollen 52 mit den flachen Teilen der Nuten 80, 82, 84 und 86 in Eingriff. Dies bewirkt, dass die Dichtungsplatte 20 mit dem Ventilsitz 16 in abgedichtetem Eingriff steht, und bewirkt, dass die Gegenplatte 22 mit der Stützfläche 18 in Eingriff steht. Die Gegenplatte 22 sieht eine Abstützung für die Dichtungsplatte 20 in der geschlossenen Position vor und verhindert, dass eine Druckdifferenz über dem Ventil 10 die Dichtungsplatte 20 vom Eingriff mit dem Ventilsitz 16 wegdrückt.

Der Kopplungsmechanismus 50 ist dazu ausgelegt, eine vorteilhafte Bewegung der Dichtungsplatte 20 und der Gegenplatte 22 vorzusehen, wenn das Ventil geöffnet wird.

Insbesondere wird das Ventil durch Speisen des Stellgliedes 34 und Bewegen der Welle 40 und das Stellgliedelements 44 nach links in 13 geöffnet. 2 stellt die Bewegung in eine erste zurückgezogene Position dar, in der die Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 zurückgezogen ist und die Gegenplatte 22 mit der Stützfläche 18 in Eingriff bleibt. In der ersten zurückgezogenen Position ist die Ventildichtung unterbrochen und irgendeine Druckdifferenz über dem Ventil wird ausgeglichen. Da die Gegenplatte 22 mit der Stützfläche 18 in Eingriff bleibt, ist das Zurückziehen der Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 im Wesentlichen senkrecht zum Ventilsitz 16 und die Reibung und der Verschließ des Elastomerrings 64 werden begrenzt. Ferner wird das Aufprallen der Gegenplatte 22 auf die Stützfläche 18 vermieden, da die Gegenplatte 22 in der ersten zurückgezogenen Position von 2 mit der Stützfläche 18 in Eingriff bleibt.

Wenn die Welle 40 und das Stellgliedelement 44 weiter nach links bewegt werden, nimmt das Ventil eine zweite zurückgezogene Position ein, wie in 3 gezeigt, in der die Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 und die Gegenplatte 22 von der Stützfläche 18 zurückgezogen ist. Die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 können dann in die offene Position von der Fluidleitung 14 weg oder in eine teilweise offene Position bewegt werden. Somit ist der Kopplungsmechanismus 50 derart ausgelegt, dass die Gegenplatte 22 nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 von der Stützfläche 18 zurückgezogen wird. Die Verzögerung zwischen dem Zurückziehen der Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 und dem Zurückziehen der Gegenplatte 22 von der Stützfläche 18 hängt von der Geschwindigkeit des Stellgliedes 34 und von der Konstruktion des Kopplungsmechanismus 50 ab. Die Verzögerung wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sie ausreicht, um zu ermöglichen, dass sich irgendeine Druckdifferenz über dem Ventil ausgleicht.

Die Funktionsweise des Kopplungsmechanismus 50, um die Ventilbetätigung vorzusehen, wie in 13 gezeigt, wird nun beschrieben. Wie dargestellt, weisen die Nuten 80 und 82 in der Dichtungsplatte 20 tiefe Teile, die in der Richtung der Stellgliedbewegung langgestreckt sind, auf und weisen Übergänge 80c bzw. 82c zwischen den tiefen Teilen und den flachen Teilen auf, die in der Richtung der Stellgliedbewegung relativ zu den Übergängen 84c und 86c in den Nuten 84 bzw. 86 versetzt sind. Wenn das Stellgliedelement 44 während des Ventilöffnens nach links bewegt wird, bewegen sich die Rollen 52 entlang der flachen Teile der jeweiligen Nuten 80, 82, 84 und 86, wobei die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 anfänglich in ihren geschlossenen Positionen ortsfest bleiben. Die Übergänge 80c und 82c sind relativ zu den Übergängen 84c und 86c versetzt, so dass die Rollen 52 zuerst mit den tiefen Teilen der Nuten 80 und 82 in der Dichtungsplatte 20 in Eingriff kommen, wie in 2 gezeigt. Die Feder 70 bewirkt, dass die Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 zurückgezogen wird. In der ersten zurückgezogenen Position von 2 bleiben die Rollen 52 in den flachen Teilen der Nuten 84 und 86 in der Gegenplatte 22 und die Gegenplatte 22 bleibt mit der Stützfläche 18 in Eingriff.

Wenn das Stellgliedelement 44 weiter nach links bewegt wird, wie in 3 gezeigt, bewegen sich die Rollen 52 in die tiefen Teile der Nuten 84 und 86 und die Gegenplatte 22 wird von der Stützfläche 18 zurückgezogen. Während dieser Bewegung bewegen sich die Rollen 52 entlang der langgestreckten tiefen Teile der Nuten 80 und 82 in der Dichtungsplatte 20 und die Dichtungsplatte 20 bleibt in der zurückgezogenen Position. Die Feder 70 hält die Dichtungsplatte 20 in den tiefen Teilen der Nuten 80 und 82 und hält die Gegenplatte 22 in den tiefen Teilen der Nuten 84 und 86, wenn die Dichtungsplatte 20 und die Gegenplatte 22 in Richtung der offenen Position bewegt werden. Somit sieht die Anordnung der Rollen 52 und Nuten 80 und 82, die Übergänge aufweisen, die von den Übergängen in den Nuten 84 und 86 versetzt sind, die gewünschte Bewegung, die in 13 gezeigt ist, vor.

Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Mechanismen verwendet werden können, um die in 13 dargestellte und vorstehend beschriebene Ventilbewegung zu erzielen. Die Rollen, die mit den Nuten in der Dichtungsplatte 20 in Eingriff stehen, können beispielsweise von den Rollen versetzt sein, die mit den Nuten in der Gegenplatte 22 in Eingriff stehen. Ferner können verschiedene Nutformen und Rollenarten innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung verwendet werden. Der Kopplungsmechanismus bewirkt im Allgemeinen, dass die Gegenplatte von der Stützfläche nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte vom Ventilsitz zurückgezogen wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Absperrschiebers gemäß der Erfindung ist in 68 gezeigt. Gleiche Elemente in 18 weisen dieselben Bezugsziffern auf. Das Ausführungsbeispiel von 68 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel von 13 hauptsächlich bezüglich der Form der Nuten in der Dichtungsplatte 20. In dem Ausführungsbeispiel von 13 weisen die Nuten 80 und 82 in der Dichtungsplatte 20 und die Nuten 84 und 86 in der Gegenplatte 22 relativ abrupte Übergänge 80c, 82c, 84c und 86c zwischen den flachen Teilen und den tiefen Teilen auf. In dem Ausführungsbeispiel von 68 ist die Dichtungsplatte 20 mit Nuten 180 und 182 mit Rampen oder allmählichen Übergängen zwischen den flachen Teilen und den tiefen Teilen versehen. Dies ermöglicht, dass die Dichtungsplatte 20 vom Ventilsitz 16 mit einer sanften, nicht-abrupten Bewegung zurückgezogen wird. Wie in dem Ausführungsbeispiel von 13 wird die Dichtungsplatte 20 zuerst vom Ventilsitz 16 zurückgezogen, wie in 5 gezeigt, und anschließend wird die Gegenplatte 22 von der Stützfläche 18 zurückgezogen, wie in 6 gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass die Nuten in der Dichtungsplatte 20 und der Gegenplatte 22 eine Vielzahl von Gestalten innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung aufweisen können.

Es sollte selbstverständlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der in den Zeichnungen gezeigten und in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, vorgenommen werden können. Folglich ist vorgesehen, dass alle in der obigen Beschreibung enthaltenen und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellten Angelegenheiten als in einer erläuternden und nicht begrenzenden Hinsicht betrachtet werden.


Anspruch[de]
  1. Ventil mit:

    einem Ventilgehäuse (12), das eine Fluidleitung (14) aufweist und einen Ventilsitz (16) und eine Stützfläche (18) festlegt;

    einer Dichtungsplatte (20);

    einer Gegenplatte (22); und

    einem Stellglied (34) zum Bewegen der Dichtungsplatte (20) und der Gegenplatte (22) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, wobei in der geschlossenen Position die Dichtungsplatte mit dem Ventilsitz (16) in abgedichtetem Eingriff steht und die Gegenplatte mit der Stützfläche (18) in Eingriff steht;

    gekennzeichnet durch

    einen Kopplungsmechanismus (50), der wirksam zwischen die Dichtungsplatte (20), die Gegenplatte (22) und das Stellglied (34) gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte durch eine zum Ventilsitz senkrechte Bewegung vom Ventilsitz die Gegenplatte durch eine zur Stützfläche senkrechte Bewegung von der Stützfläche zurückzuziehen, wenn das Ventil geöffnet wird, und bevor die Gegenplatte (22) und die Dichtungsplatte (20) in einer Bewegungsrichtung des Stellgliedes bewegt werden, wenn das Ventil geöffnet wird.
  2. Ventil nach Anspruch 1, wobei der Kopplungsmechanismus (50) eine oder mehrere Dichtungsplattennuten (80, 82) in der Dichtungsplatte (20), eine oder mehrere Gegenplattennuten (84, 86) in der Gegenplatte (22), Rollenelemente (52), die in dem Stellglied (34) beweglich montiert sind, und eine oder mehrere Federn (70) zum Vorspannen der Dichtungsplatte und der Gegenplatte in zurückgezogene Positionen hin umfasst, wobei sich die Rollenelemente entlang der Dichtungsplattennuten und der Gegenplattennuten bewegen, wenn sich das Stellglied zur geschlossenen Position hin oder von dieser wegbewegt.
  3. Ventil nach Anspruch 2, wobei die Dichtungsplattennuten (80, 82) und die Gegenplattennuten (84, 86) jeweils einen flachen Teil und einen tiefen Teil (80b, 80a) aufweisen, wobei Übergänge zwischen den flachen Teilen und den tiefen Teilen in den Dichtungsplattennuten in einer Richtung der Stellgliedbewegung relativ zu Übergängen zwischen den flachen Teilen und den tiefen Teilen in den Gegenplattennuten versetzt sind.
  4. Ventil nach Anspruch 3, wobei die Dichtungsplattennuten (80, 82) und die Gegenplattennuten (84, 86) jeweils einen relativ abrupten Übergang (80c) zwischen dem flachen Teil (80b) und dem tiefen Teil (80a) aufweisen.
  5. Ventil nach Anspruch 3, wobei die Dichtungsplattennuten (80, 82) jeweils einen relativ allmählichen Übergang zwischen dem flachen Teil und dem tiefen Teil aufweisen und die Gegenplattennuten (84, 86) jeweils einen relativ abrupten Übergang zwischen dem flachen Teil und dem tiefen Teil aufweisen.
  6. Ventil nach Anspruch 1, wobei das Ventilgehäuse (12) und die Dichtungsplatte (20) als Absperrschieber gestaltet sind.
  7. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Rollenelemente (52) Kugeln umfassen.
  8. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Gegenplatte (22) mindestens ein Entlüftungsloch umfasst.
  9. Verfahren zum Betätigen eines Absperrschiebers, wobei in einer geschlossenen Position eine Dichtungsplatte (20) mit einem Ventilsitz (16) in Eingriff steht und eine Gegenplatte (22) mit einer Stützfläche (18) in Eingriff steht, mit den Schritten:

    Vorsehen eines Kopplungsmechanismus (50), der wirksam zwischen die Dichtungsplatte (20), die Gegenplatte (22) und ein Stellglied (34) zum Zurückziehen der Dichtungsplatte und der Gegenplatte gekoppelt ist; gekennzeichnet durch

    Zurückziehen der Dichtungsplatte (20) durch eine zum Ventilsitz senkrechte Bewegung vom Ventilsitz (16);

    Zurückziehen der Gegenplatte (22) durch eine zur Stützfläche senkrechte Bewegung von der Stützfläche (18) nach dem Zurückziehen der Dichtungsplatte vom Ventilsitz; und

    Bewegen der Dichtungsplatte (20) und der Gegenplatte (22) in Richtung einer offenen Position nach dem Zurückziehen der Gegenplatte von der Stützfläche.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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