專利名稱：擺閥和滑門真空閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種真空閥，其用于通過使閥板在開口上旋轉或運動，并將閥板壓在圍繞開口的閥座上而基本氣密地關閉流道。所述閥具體用于真空技術，并且具體稱為擺閥(pendulum valve)或滑門閥。
背景技術：
開頭所述類型的閥在現(xiàn)有技術中公知有不同的實施例，并且具體用于IC和半導體制造領域，所述制造必須在盡可能沒有污染顆粒的受保護的環(huán)境中進行。擺閥例如用于控制在處理室與真空泵之間的氣流。滑門閥例如設在用于半導體晶片或液晶基板的制造工廠的制造室之間的連接通道中，其中可以通過滑門閥打開連接通道從而將高靈敏度的半導體或液晶元件從一個制造室輸送至下一個制造室，并且在執(zhí)行相應的制造步驟之后將連接通道氣密地關閉。
在擺閥的情況下，在第一步驟中，通常為圓形的閥板或閥盤在通常同樣為圓形的開口上從開口通暢的位置旋轉至覆蓋開口的中間位置。在滑門閥的情況下，閥板或閥盤與開口一樣通常為矩形，并且在第一步驟中從開口通暢的位置線性運動至覆蓋開口的中間位置。在該中間位置中，擺閥或滑門閥的閥板處于與圍繞開口的閥座相對并且相隔一定距離的位置。在第二步驟中，閥板與閥座之間的距離減小，從而閥板和閥座被均勻地一個壓在另一個上，并且開口被基本氣密地關閉。該第二運動基本沿著垂直于閥座的方向進行。由于關閉處理發(fā)生在兩個步驟中，所以在閥板與閥座之間的密封環(huán)幾乎不受對密封環(huán)造成破壞的剪切力，這是因為在第二步驟中閥板的運動基本線性進行并且垂直于閥座。
例如從用于擺閥的US 6,089,537(Olmsted)和用于滑門閥的US6,416,037(Geiser)中，現(xiàn)有技術公開了不同的驅動系統(tǒng)，用于實現(xiàn)在擺閥情況中閥板的旋轉運動、以及在滑門閥情況中閥板平行于開口的平移運動和垂直于開口的基本平移運動的組合。
將閥板壓在閥座上必須以這樣的方式實行，即，確保在整個壓力區(qū)內的所需氣密性并且避免由于施加過高壓力而對密封介質，特別是呈O形環(huán)形式的密封環(huán)造成損壞。為了確保這些，公知的閥提供了對閥板接觸壓力的受控調節(jié)，作為作用在兩個閥板側之間的存在的壓差的函數(shù)。然而，具體地，在壓力變化較大或者從減壓(相對負壓)變化到過壓(相對正壓)(反之亦然)的情況下，不能總是確保力沿著密封環(huán)整個周邊均勻分布。通常，試圖使密封環(huán)不受由施加到閥上的壓力引起的支撐力的影響。US 6,629,682(Duelli)對于這種情況提出了一種真空閥，其具有由密封環(huán)和相鄰支撐環(huán)構成的密封介質，從而使密封環(huán)基本不受支撐力的影響。
為了實現(xiàn)所需的氣密性，如果對于過壓和減壓均適當，則除了第二運動步驟之外或者替代第二運動步驟的是，一些公知的擺閥或滑門閥提供一閥環(huán)，該閥環(huán)可垂直于閥板移位、圍繞開口并被壓在閥板上以用于閥的氣密關閉。例如在DE 1264191 B1、DE 3447008 C2、US 3,145,969(von Zweck)和DE 7731993 U中公開了具有可相對于閥板主動移位的閥環(huán)的閥。US 5,577,707(Brida)描述了一種擺閥，其具有包括開口的閥罩，以及可在開口上平行樞轉并旨在控制通過開口的流動的閥板。封閉開口的閥環(huán)能夠通過多個彈簧和壓縮氣缸沿朝向閥板的方向主動地垂直運動。在US 2005/0067603 A1(Lucas等)中提出了該擺閥的可行的進一步改進。
US 6,561,483(Nakagawa)和US 6,561,484(Nakagawa等)公開了不同實施例中的真空閥，其包括分成兩部分的閥板。第一板部分具有開口。第二板部分通過可伸長體連接到第一板部分。在第一板部分和第二板部分之間設置致動器，從而這兩個板部分能朝向和遠離彼此主動運動?？缮扉L體呈波紋管的形式。第一板部分可通過致動器壓靠在閥座上，第二板部分(特別是在閥座側上具有過壓的情況下)任選地支撐在閥罩的相對側上。上述真空閥的設計特別由于必需使用用于從第二板部分和從閥座密封第一板部分的波紋管或多個大密封環(huán)，因此設計相對來說特別復雜，不利于維護并且容易弄污。
為了對具有閥環(huán)的公知閥進行氣密密封，在閥板的外部區(qū)域中需要至少兩個密封環(huán)，特別是O形環(huán)或者附加的波紋管(bellow)。在具有閥環(huán)的閥的情況下，具體需要軸向密封環(huán)和徑向密封環(huán)，所述軸向密封環(huán)設在閥板和閥環(huán)或相對的閥座之間，所述徑向密封環(huán)(具體是設在閥環(huán)與閥罩開口的邊緣部分之間的外部密封環(huán))確保在閥環(huán)與閥罩之間沿著閥運動區(qū)域的氣密密封。因為位于閥板外部區(qū)域中并具有相對較大直徑的密封環(huán)是靈敏而敏感的磨損部件，所以使用多個大密封環(huán)是不利的。
具有可主動調整的閥環(huán)的所述閥的另一缺點在于，閥的設計相對復雜而笨重，必須復雜地控制接觸壓力，并且在流道中存在多個運動部件，這使得閥的維護和清潔復雜化。
特別是因為在長生產車間中的處理室與真空泵之間使用擺閥和滑門閥的領域中，例如，為了保持部件或氣體的輸送通路以及整個內部氣體容積盡可能小，并且將生產車間的各個部件設置為盡可能靠近，從而允許生產車間的設計緊湊，閥的從開口到開口的距離的設計需要盡可能平坦。具體地，對于各種應用，具有可主動調節(jié)的閥環(huán)或閥盤部分的閥僅僅不充分地滿足該需求。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，并且提供一種開頭提到的類型的閥，該閥具有簡單和緊湊的設計，容易維護并且能夠承受高壓負載(任選地在兩側上作用)。
通過實現(xiàn)本文公開的特征而實現(xiàn)該目的。在本文中進一步描述了以替代或有利方式進一步改進本發(fā)明的特征。
根據(jù)本發(fā)明的用于基本氣密地關閉流道的閥具有閥罩，該閥罩具有第一壁，該第一壁具有用于所述流道的第一開口和圍繞所述第一開口的第一閥座。所述第一開口例如具有圓形截面或帶有圓角的矩形截面。所述第一開口的中心軸線例如通過所述開口的縱向通路限定、通過設在所述開口上的連接通路限定、通過具有任何第二開口的連接線或通過所述閥座的區(qū)域限定。在通常的功能術語中，閥座應理解為表示用作壁中的密封區(qū)域或支撐區(qū)域的部分，在該部分上能夠靠置作為密封區(qū)域或支撐區(qū)域的其它區(qū)域。所述閥罩也可僅通過所述壁形成。所述流道是通過所述開口和所述閥的、氣體或液體介質的矩形可堵塞流道。
另外，所述閥包括閥板，通過該閥板所述第一開口能再次關閉和打開。術語閥板應理解為與術語閥盤相同。所述閥板具有至少一個關閉側，在該關閉側上設置對應于所述第一閥座并且能夠與該第一閥座形成氣密接觸的第一密封環(huán)。該第一密封環(huán)具體通過粘合力的封閉(例如通過硫化或任何其它適當?shù)恼辰Y接合)、通過形狀封閉(例如通過凹口)或力封閉固定在所述關閉側的邊緣區(qū)域上。所述第一密封環(huán)例如具有含有圓形截面的O形環(huán)的形狀，或者具有任何類型截面(例如橢圓、方形、多邊形、桿形或馬蹄形)的任何其它適當?shù)拿芊猸h(huán)的形狀。關閉板例如具有圓形或矩形的截面。所述關閉側的尺寸允許通過重疊和放置在所述第一開口上而關閉所述第一開口。
所述閥具有至少一個驅動器，通過該驅動器所述閥板能夠在所述第一開口的截面上基本平行于所述第一閥座旋轉或運動，從而能從所述流道暢通的打開位置進入中間位置，反之亦然。在該中間位置中，所述閥板的所述關閉側處于與所述第一閥座相對的位置，與其隔開一定距離或者輕微接觸。如果所述閥是擺閥，則所述驅動器以這樣的方式形成，使得所述閥板能夠基本平行于所述第一開口的截面圍繞具體平行于所述開口軸線的調節(jié)軸線樞轉，而在滑門閥情況下的所述驅動器使所述閥板在所述第一開口的截面上以線性移位的形式基本平行地平移。另外，從現(xiàn)有技術中已知用于將所述閥板定位在所述中間位置的具體組合運動的變型，它們也同樣可行。
通過所述驅動器或通過附加驅動器，在所述閥板與所述第一閥座之間的、從所述中間位置開始的垂直距離能夠減小，從而在關閉位置中，通過在所述第一密封環(huán)與所述第一閥座之間的軸向密封接觸使所述流道被基本氣密地關閉。這具體通過使所述閥板的關閉側位于所述閥座上的垂直運動而實現(xiàn)。為了避免在所述第一密封環(huán)被壓在所述閥座上時的剪切力，該運動應該盡可能地線性并且垂直于所述閥座實現(xiàn)。也可以通過樞轉運動進行壓靠，使樞轉軸線距所述開口一定距離，從而在壓靠期間在所述閥板上產生擬線性運動。替代或者附加地，可以通過使所述閥座沿朝著所述閥板的所述關閉側的方向運動，來減小在所述閥板與所述第一閥座之間的距離。在本實施例中，能夠省去所述閥板垂直于所述閥座的運動。從現(xiàn)有技術中已知用于實現(xiàn)至少上述兩個階段運動的不同的驅動變型，這里不再進一步說明。還可以通過從所述平行運動逐漸變?yōu)樗龃怪边\動而組合所述兩種運動，反之亦然。在這種情況下，當所述閥板的所述平行運動停止或者小到使得在所述第一密封環(huán)壓在所述閥座上時避免產生剪切力時，到達所述中間位置。
所述閥板與所述驅動器的動態(tài)連接例如通過臂或連接桿實現(xiàn)。
當在本發(fā)明的范圍內關于所述閥板討論徑向和軸向以及密封效果時，這不僅涉及所述開口或所述閥板的包括其截面的圓形截面，而且還涉及其它截面，例如矩形截面。在后者的情況下，徑向被理解成表示平行于前表面、所述板或盤的平面或所述閥座的平面，從內側到外側以及相反的方向，軸向被理解成表示與徑向垂直的方向。
根據(jù)本發(fā)明，所述閥板被分成至少兩部分，即支撐部分和密封部分。所述支撐部分耦合到所述驅動器上，并且將所述第一密封環(huán)沿垂直方向固定在所述第一閥座上，從而當所述閥板被壓在所述閥座上時(反之亦然)，所述第一密封環(huán)以軸向密封件的方式垂直設在于所述兩個部分之間，并且在釋放連接時保持與所述閥板的協(xié)作。在所述閥的所述關閉位置中，所述支撐部分特別是具有基本平行于所述第一閥座的前部區(qū)域。
所述密封部分可動地安裝在所述支撐部分上，從而能夠沿著基本垂直于所述第一閥座以及基本平行于所述開口軸線的方向相對于所述支撐部分運動，這樣在沿著所述開口軸線的方向的一定運動范圍之內與所述支撐部分分離。所述密封部分以基本氣密的方式在中央區(qū)域，特別是在所述閥開口的中心軸線附近連接到所述支撐部分。
所述密封部分具有在所述閥板的外部區(qū)域中的面向內的內周區(qū)域。所述內周區(qū)域利用內密封或者通過徑向密封接觸而基本氣密地封閉所述支撐部分的所述第一密封環(huán)。這樣，所述第一密封環(huán)執(zhí)行兩種密封功能。首先，其在所述閥的關閉位置中沿軸向密封在所述第一閥座與所述第一密封環(huán)之間的連接。其次，其沿徑向密封在所述第一密封環(huán)與所述密封部分之間的連接。由于單個密封環(huán)執(zhí)行兩個密封環(huán)的功能，因此這在設計的復雜性和閥的可維護性上具有顯著的優(yōu)點。
所述支撐部分和所述密封部分一起形成基本氣密的閥板，其中具體通過以下幾點實現(xiàn)氣密性，首先，在所述第一密封環(huán)與所述密封部分之間形成氣密連接，其次，在所述第一密封環(huán)與連接到所述中央區(qū)域中的所述支撐部分的所述氣密連接之間的部分中，所述密封部分具有氣密性，第三，在所述密封部分與所述支撐部分的中央區(qū)域之間形成氣密方式連接，即，形成第二密封環(huán)或至少一個波紋管，第四，所述支撐部分在其中央區(qū)域中具有氣密性。
在本發(fā)明的實施例中，所述支撐部分在所述關閉側上在封閉所述內周區(qū)域的邊緣區(qū)域中具有凹口，該凹口圍繞外側延伸，保持所述第一密封環(huán)并且具有將所述密封環(huán)沿垂直方向固定在所述第一閥座上的底切。該底切確保通過形狀封閉將所述第一密封環(huán)垂直于所述閥座固定在所述支撐部分上。另外可以通過粘合力，例如通過硫化在所述第一密封環(huán)與所述支撐部分之間生成強連接。在本發(fā)明的另一實施例中，所述第一密封環(huán)僅通過粘合力，例如通過硫化固定在所述支撐部分的所述關閉側的邊緣區(qū)域上。附加或替代地，可以通過力封閉來固定所述第一密封環(huán)。
所述支撐部分特別具有以下功能支撐所述第一密封環(huán)，在所述閥的關閉位置中具體利用恒力將所述第一密封環(huán)壓在所述第一閥座上，以及可動地支撐所述密封部分。
在所述關閉位置中，在所述閥板處的壓差基本作用在所述密封部分上，并且所述密封部分被以基本與所述支撐部分分離的方式垂直支撐在所述閥座上。由于所述密封部分與所述支撐部分的垂直分離，因此作用在所述閥板的所述關閉側上的相對減壓(相對負壓)、和作用在所述閥板的相對側上的相對過壓(相對正壓)基本作用在所述密封部分上。從而所述密封部分被以基本與所述支撐部分分離的方式垂直支撐在所述閥罩的部分(具體是第一壁，特別是第一閥座)上，并且/或者例如通過與形成在所述閥罩中的槽接合的支撐框架或環(huán)支撐在所述閥罩的所述槽上。
所述兩個板部分的這種分離對于閥的密封性能、最大負載能力、設計、尺寸和磨損具有相當大的優(yōu)點。因為由于壓差，力很少作用在承載所述第一密封環(huán)的所述支撐部分上，而是僅作用在支撐于所述閥罩上的分離的密封部分上，所以在壓差較大的情況下，耦合到所述驅動器的所述支撐部分很少執(zhí)行載荷承載功能而主要執(zhí)行實現(xiàn)將所述第一密封環(huán)恒定壓在所述第一閥座上的功能。從而，所述第一密封環(huán)和所述閥板的驅動器都不受作用在所述閥板上的壓力的影響。因為接觸壓力僅需要對應于實現(xiàn)軸向密封所需的密封力，所以能省去作為在閥處形成的壓差的函數(shù)來調節(jié)的閥板的接觸壓力調節(jié)。
在本發(fā)明的另一改進中，所述閥板包括彈性裝置，具體為至少一個彈簧，該彈性裝置以這樣的方式設置，并且以這樣的方式作用在所述支撐部分與所述密封部分之間，使得所述密封部分在開始位置沿著所述第一閥座和所述關閉側的方向被壓在其運動范圍內，并且在閥處形成相對壓力平衡的關閉位置，所述密封部分直接或間接靠在所述閥罩上，具體靠在所述第一閥座或所述槽的側表面上。如果在所述關閉側上存在從壓力平衡狀態(tài)到減壓或過壓的變化，則已經靠在所述閥罩上的所述密封部分保持不動從而避免了過大的機械負載。
在另一優(yōu)選實施例中，所述閥罩在相對于所述第一壁和所述第一開口隔開一定距離并基本平行的相對位置中還具有第二壁，該第二壁具有用于所述流道的第二開口和圍繞所述第二開口的第二閥座。所述閥板可在所述第一開口與所述第二開口之間樞轉或移位，并且在所述中間位置和所述關閉位置中，所述閥板在所述第一開口與所述第二開口之間樞轉或移位。所述閥板的驅動和所述第一開口的打開和關閉如上所述實現(xiàn)。在所述閥的關閉位置中，所述第二開口設在所述閥板的與所述關閉側相對的一側上。在本實施例中，所述密封部分以這樣的方式形成，即，在所述關閉位置并且在所述閥板的關閉側上形成相對過壓時，所述密封部分基本與所述支撐部分分離地被垂直支撐在所述第二閥座上。為此或通常，所述密封部分例如具有外環(huán)狀部分和內板狀部分。所述外環(huán)狀部分至少部分封閉所述支撐部分、所述第一密封環(huán)和所述內板狀部分。所述外環(huán)狀部分具體為中空柱形，與所述第一開口的中心軸線平行(具體為同軸)地延伸，特別地在所述第一閥座與所述第二閥座之間垂直延伸。在相對過壓的情況下，通過所述外環(huán)狀部分產生在所述第二閥座上的支撐。因此，在所述關閉位置中，所述密封部分的相對運動的可能范圍在所述閥板的一側上通過所述環(huán)狀部分的前部區(qū)域在所述第一閥座上的支撐而得到限制，并且在所述閥板的另一側上通過所述環(huán)狀部分的后部區(qū)域在所述第二閥座上的支撐而得到限制。因此，所述閥在兩側上具有高負載能力。從減壓到過壓(反之亦然)的轉變導致所述密封部分的支撐區(qū)域的變化，而不影響所述支撐部分與其在所述第一閥座上的第一密封環(huán)的接觸壓力。這樣，根據(jù)本發(fā)明的閥在兩側上都具有高負載能力而不用考慮驅動器或密封區(qū)域的負載。
內板狀部分具體以基本氣密的方式在所述外環(huán)狀部分與所述支撐部分的所述中央區(qū)域之間徑向延伸，特別是不具有任何可供氣體和/或流體透過的通孔，并且以基本氣密的方式連接到所述中央區(qū)域中的所述支撐部分。
所述密封部分通過至少一個第二密封環(huán)和/或至少一個波紋管以基本氣密的方式連接到所述中央區(qū)域中的所述支撐部分?？梢圆捎萌魏纹渌N類的允許所述支撐部分和所述密封部分之間的運動的氣密連接，特別是柔性連接。
在另一實施例中，所述支撐部分在所述關閉位置中位于所述第一開口的所述中心軸線附近的所述中央區(qū)域中、在與所述關閉側相對的一側上具有將所述支撐部分連接到一臂的軸，該軸具體為柱形軸，所述臂連接到所述驅動器。所述第二密封環(huán)通過徑向密封接觸以基本氣密的方式封閉所述軸。
還可以通過在所述閥罩中的內側向槽實現(xiàn)同樣的支撐所述密封部分的相似效果，該槽以這樣的方式形成和設置，即，在關閉位置中，至少所述密封部分的局部部分，具體是設在所述密封部分上的至少一個外側向凸緣伸入所述側向槽中，并且具體在所述中間位置中，在所述閥板處出現(xiàn)壓差的情況下，所述密封部分被支撐在所述閥罩上的所述側向槽的側向區(qū)域(具體是可替換的兩個相對側向區(qū)域)上。用于將所述密封部分支撐在所述閥罩上的進一步改進當然也是可行的。


下面參照附圖中示意性示出的具體工作示例僅通過示例更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的閥，并且討論本發(fā)明的其他優(yōu)點。在一些情況下，以上已經描述的圖中的附圖標記用于各個圖的描述，并且彼此相關地描述各個圖。具體地圖1以剖面圖表示處于中間位置的根據(jù)本發(fā)明的具有第二密封環(huán)的閥；圖2以剖面圖表示處于中間位置的根據(jù)本發(fā)明的具有波紋管的閥；圖3表示在圖1和2的詳視圖中沒有第一密封環(huán)的凹口；圖4以平面圖表示處于中間位置和打開位置的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖5a以詳視圖表示處于中間位置的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖5b以詳視圖表示在關閉側上形成減壓的情況下處于關閉位置的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖5c以詳視圖表示在關閉側上形成過壓的情況下處于關閉位置的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖6a以詳視圖表示處于中間位置的根據(jù)本發(fā)明的閥的替代實施例；圖6b以詳視圖表示在關閉側上形成減壓的情況下處于關閉位置的替代實施例；圖6c以詳視圖表示在關閉側上形成過壓的情況下處于關閉位置的替代實施例；圖7以詳視圖表示具有第一替代第一密封環(huán)的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖8以詳視圖表示具有第二替代第一密封環(huán)的根據(jù)本發(fā)明的閥；圖9以詳視圖表示具有第三替代第一密封環(huán)的根據(jù)本發(fā)明的閥。
具體實施例方式
圖1表示呈擺閥形式的根據(jù)本發(fā)明的閥的可行實施例。在具有兩個彼此間隔一定距離相對的壁(第一壁2和第二壁19)的閥罩1中，形成兩個同樣彼此相對并具有圓形截面的開口，第一開口3和第二開口20，所述開口形成用于引導氣體或流體通過閥的流道F。這兩個開口3和20具有共同的開口軸線，第一開口3的中心軸線18。在第一壁2的內部區(qū)域上形成第一閥座4，其圍繞第一開口3并由第一壁2的平坦限定區(qū)域形成，中心軸線18垂直穿過該第一閥座的平面。在第二壁19的內部區(qū)域上也設有平行于第一閥座4的第二閥座21。在閥罩1上設置通過臂23連接到閥板5的驅動器8。閥板5可通過驅動器8平行于壁2和19以及閥座4和21在圖4的虛線所示的打開位置A與中間位置B之間樞轉，參照圖4以及圖1和2。在打開位置A，截面能覆蓋第一開口3的閥板5打開流道F并且閥完全(或者在其它實施例中部分)打開。在中間位置B，如圖1所示，閥板5覆蓋第一開口3從而位于第一開口3與第二開口20之間，閥板5的關閉側6與第一閥座4相對并與其相隔一定距離。
閥板5分成兩個部分，即支撐部分9和密封部分10。支撐部分9在與關閉側6相對的側17上，在位于第一開口3的中心軸線18附近的中央區(qū)域中具有將支撐部分9連接到臂23的柱形軸33，該臂23連接到驅動器8。軸33與支撐部分9的盤狀部分鄰接，該盤狀部分具有多個通孔34使得氣體能夠穿過支撐部分9的所述盤狀部分。雖然盤狀部分、軸33和臂23示出為一個單一件，但實際上這些部分可以分成彼此連接的幾個部件。盤狀部分呈圓盤的形式，該圓盤具有在關閉側6上的基本平行于第一閥座4的前部區(qū)域12并具有通孔34。支撐部分9的盤狀部分在關閉側6上在邊緣區(qū)域中具有凹口13，該凹口圍繞外側延伸，在該凹口中設有呈具有圓形截面的O形環(huán)形式的全向第一密封環(huán)7，如圖1和圖5a(圖1的詳視圖)所示。為了說明，在圖2中示出的凹口13沒有第一密封環(huán)7。參照圖3，通過在凹口13中形成保持第一密封環(huán)7的底切14，使第一密封環(huán)7沿垂直于第一閥座4或者平行于中心軸線18的方向固定在支撐部分9上。因此，通過底切14實現(xiàn)的形狀封閉保持第一密封環(huán)7。凹口13以密封部分10的內周區(qū)域11作為徑向向外的邊界，從而內周區(qū)域11通過外密封將第一密封環(huán)7以基本氣密的方式封閉。密封部分10可動地安裝在支撐部分9上，從而可相對于支撐部分9沿基本垂直于第一閥座4的方向Z運動。在與支撐部分9協(xié)作的臂23和密封部分10之間的多個彈簧15使得密封部分10在開始階段被沿著垂直方向壓向第一閥座4，如詳視圖5A所示，該視圖表示處于中間位置B的閥板5。
密封部分10具有外環(huán)狀部分22和內板狀部分30。通過內周部分11以氣密方式封閉第一密封環(huán)7，使外環(huán)狀部分22封閉支撐部分9。環(huán)狀部分22具有中空柱形的形狀并且在第一閥座4與第二閥座21之間垂直延伸。內板狀部分30在外環(huán)狀部分22與支撐部分9的軸33之間徑向延伸并且在該區(qū)域不透氣。內板狀部分30在中央區(qū)域M中通過第二密封環(huán)32以基本氣密的方式連接到支撐部分9的軸33，該第二密封環(huán)32設置在一槽中并以氣密方式封閉軸33，如圖1所示。在另一實施例中，該連接通過氣密的柔性波紋管31實現(xiàn)，該波紋管31在中央區(qū)域M中設置在支撐部分9與密封部分10之間，如圖2所示。
為了關閉閥，閥板5通過驅動器8從中間位置B沿朝著第一閥座4的方向運動，在閥板5與第一閥座4之間的垂直距離以這樣的方式減小，即，密封環(huán)7被壓在第一閥座4上，從而產生密封環(huán)7與第一閥座4之間的軸向密封接觸。因為通過第二密封環(huán)32使密封部分10相對于軸33密封，并且通過第一密封環(huán)7使密封部分10相對于第一閥座4密封，所以流道F被基本氣密關閉?，F(xiàn)在閥板5處于圖5B和5C所示的關閉位置C。
在第一開口3與第二開口20之間的相對壓力平衡的狀態(tài)下，密封部分10由于彈簧15的彈力而靠在第一閥座4上(參照圖5B)。
在第一開口3與第二開口20之間形成壓力差的情況下，壓力基本作用在可沿著垂直方向Z運動的密封部分10上，支撐部分9和臂23以及驅動器8保持不受負載。
如果在閥板5的關閉側6上形成由圖5B中箭頭所示的相對減壓25(相對負壓)，則密封部分10被基本與支撐部分9分離地垂直支撐在第一閥座4上。壓差產生的力主要作用在具有高負載能力的密封部分10和第一閥座4上。因為閥的驅動部件保持不受負載，所以閥能夠承受較大的壓差。
如果在閥板5的關閉側6上存在由圖5C中箭頭所示的相對過壓26(相對正壓)，則密封部分10(與支撐部分9分離)從其靠在第一閥座4上的位置沿垂直于相對的第二閥座21的方向運動，直到密封部分10的垂直于第二閥座21延伸的外環(huán)狀部分22靠在第二閥座21上從而將密封部分10支撐在第二閥座21上。
由于該分成兩部分的閥板5的改進，該閥在兩側上均具有高負載能力，而沒有必須沿流動方向支撐閥板的大尺寸的驅動和保持系統(tǒng)。為了在壓力反向從而改變支撐面積的情況下保持密封部分10的從第一閥座4到第二閥座21的垂直通路較小，有利的是使兩個閥座4和21之間的間隙保持較小。
從圖中明顯看出，通過使用密封環(huán)，不僅使磨損部件的數(shù)量保持較少。另外可以使閥的尺寸較小并且從開口至開口的距離較小。
圖6A、6B和6C表示根據(jù)本發(fā)明的閥的替代實施例。因為該替代實施例的許多部件與上述第一實施例相同并且使用對應于圖5A、5B、5C的視圖，所以部分省去對以上已經提到的部件和附圖標記的說明，并且在一些情況下將使用前述附圖的附圖標記。
在閥罩1a中形成內側向槽27，其在處于中間位置B或關閉位置C的閥板5的局部周圍延伸。該內局部周向槽27具有矩形截面，并具有沿關閉側6的方向朝向第一開口3的第一側向區(qū)域28和沿與關閉側相對的側17的方向朝向第二開口20的第二側向區(qū)域29，參照圖6B和6C。槽27以這樣的方式形成和設置，使得在使閥板5從使流道F暢通的打開位置A樞轉或移位到中間位置B時，設在密封部分10的環(huán)狀部分22周圍的側向凸緣22a被導入槽27中，在中間位置B中相對于第一側向區(qū)域28和第二側向區(qū)域29沒有接觸并隔開一定距離，如圖6a所示。從而，在支撐部分9被壓在第一閥座4上的關閉位置C中(參照圖6B和6C)，至少一部分密封部分10伸入側向槽27。如果在關閉位置C中，在閥板5的關閉側6上存在由圖6b中箭頭所示的相對減壓25，則密封部分10通過側向凸緣22a被垂直支撐在閥罩1a的槽27的第一側向區(qū)域28上，基本與支撐部分9分離，而在密封部分10與第一閥座4之間沒有任何接觸。壓差產生的力主要作用在密封部分10和槽27的第一側向區(qū)域28上，該側向區(qū)域具有高負載能力。因為閥的驅動部件保持不受負載，所以該閥能夠承受較大的壓差。
另一方面，如果在閥板5的關閉側6上存在由圖6c中箭頭26所示的相對過壓，則密封部分10(與支撐部分9分離)從側向凸緣22a靠在第一側向區(qū)域28上所確定的位置沿垂直方向遠離第一閥座4運動，直到與密封部分10協(xié)作的側向凸緣22a靠在槽27的第二側向區(qū)域29上從而支撐閥罩1a上的密封部分10，參照圖6C。
在圖7至9中，分別示意性地圖示了第一替代第一密封環(huán)7a(圖7)、第二替代第一密封環(huán)7b(圖8)和第三替代第一密封環(huán)7c(圖9)。圖7至9表示處于中間位置的閥。因為這些替代實施例的許多部件與上述第一實施例相同并且使用對應于圖5a的視圖，所以將使用前述附圖的附圖標記。
參照圖7至9，支撐部分9在關閉側6(參照圖5A)上，在由密封部分10封閉的邊緣區(qū)域中，具有凹口13(參照圖3)，該凹口圍繞外側延伸，在該凹口中設有第一替代第一密封環(huán)7a(圖7)或第二替代第一密封環(huán)7b(圖8)。第一替代第一密封環(huán)7a和第二替代第一密封環(huán)7b具有非圓形的自由截面。與圖1至6c的第一密封環(huán)7相同，通過形成底切14(參照圖3)，使得第一替代第一密封環(huán)7a或第二替代第一密封環(huán)7b分別沿垂直于第一閥座4(參照圖3)，或者平行于中心軸線18(參照圖1)的方向固定在支撐部分9上，所述底切保持凹口13(參照圖3)中的第一替代第一密封環(huán)7a(參照圖7)或第二替代第一密封環(huán)7b(參照圖8)。除了所述通過形狀封閉而固定之外，還可以通過粘合力，例如通過硫化或任何其它適當?shù)恼辰Y接合來固定第一替代第一密封環(huán)7a或第二替代第一密封環(huán)7b。
圖9的第三替代第一密封環(huán)7c僅通過粘合力(即，通過將第三替代第一密封環(huán)7c硫化在支撐部分的圓形外表面上)固定在支撐部分9的關閉側6(參照圖3)的邊緣區(qū)域上，從而由密封部分10封閉。與圖1至8所示的實施例的支撐部分9相比，圖9的支撐部分9的凹口沿垂直于第一閥座4(參照圖3)或平行于中心軸線18(參照圖1)的方向不包括任何底切，從而第三替代第一密封環(huán)主要通過粘合力固定。
當然，替代描述的閥可以呈滑門閥的形式，該滑門閥具有矩形或其它截面的閥板和至少一個開口。還可以將閥設計成作用在一側上，第一密封環(huán)所支靠的閥座以及閥罩的支撐密封部分的區(qū)域位于相同側或不同側上。
權利要求
1.一種用于基本氣密地關閉流道(F)的閥，該閥包括閥罩(1)，該閥罩具有第一壁(2)，該第一壁具有用于所述流道(F)的第一開口(3)和圍繞所述第一開口(3)的第一閥座(4)；閥板(5)，該閥板具有關閉側(6)，在該關閉側上設置對應于所述第一閥座(4)的第一密封環(huán)(7)，以及至少一個驅動器(8)，通過該驅動器所述閥板(5)能夠在所述第一開口(3)的截面上基本平行于所述第一閥座(4)從使所述流道(F)基本暢通的打開位置(A)向中間位置(B)樞轉或移位，并且在所述閥板(5)與所述第一閥座(4)之間的垂直距離能夠從所述中間位置(B)向關閉位置(C)以這樣的方式減小，使得通過在所述第一密封環(huán)(7)與所述第一閥座(4)之間的軸向密封接觸而使所述流道(F)被基本氣密地關閉，其中所述閥板(5)具有支撐部分(9)，該支撐部分連接到所述驅動器(8)，并且將所述第一密封環(huán)(7)沿垂直方向固定在所述第一閥座(4)上，以及密封部分(10)，該密封部分可動地安裝在所述支撐部分(9)上，從而能夠相對于所述支撐部分(9)沿基本垂直于所述第一閥座(4)的方向(Z)運動，以基本氣密的方式連接到中央區(qū)域(M)中的所述支撐部分(9)，并且在外部區(qū)域(O)中具有內周區(qū)域(11)，該內周區(qū)域通過徑向密封接觸以基本氣密的方式封閉所述支撐部分(9)的所述第一密封環(huán)(7)，使得所述支撐部分(9)和所述密封部分(10)一起形成基本氣密的閥板(5)，從而，在所述關閉位置(C)中，在所述閥板(5)處的壓差基本作用在所述密封部分(10)上，所述密封部分(10)以與所述支撐部分(9)基本分離的方式被垂直支撐在所述閥罩(1)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的閥，其特征在于，所述支撐部分(9)在由所述密封部分(10)的所述內周區(qū)域(11)封閉的邊緣區(qū)域中的所述關閉側(6)上具有凹口(13)，該凹口(13)圍繞外側延伸，保持所述第一密封環(huán)(7)并且具有將所述第一密封環(huán)(7)沿垂直方向固定在所述第一閥座(4)上的底切(14)。
3.根據(jù)權利要求1所述的閥，其特征在于，所述第一密封環(huán)(7)通過粘合力固定在所述支撐部分(9)的所述關閉側(6)的邊緣區(qū)域上。
4.根據(jù)權利要求3所述的閥，其特征在于，所述第一密封環(huán)(7)通過硫化固定在所述支撐部分(9)的所述關閉側(6)的邊緣區(qū)域上。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的閥，其特征在于，所述第一密封環(huán)(7)呈O形環(huán)的形式。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的閥，其特征在于，在所述閥板(5)的所述關閉側(6)上形成相對減壓(25)的情況下，所述密封部分(10)被支撐在所述閥罩(1)的所述第一閥座(4)上。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的閥，其特征在于，所述閥罩(1)在與所述第一壁(2)和所述第一開口(3)相對且隔開一定距離并基本平行的位置中具有第二壁(19)，該第二壁具有用于所述流道(F)的第二開口(20)和圍繞所述第二開口(20)的第二閥座(21)，在所述中間位置(B)和所述關閉位置(C)中，所述閥板(5)在所述第一開口(3)與所述第二開口(20)之間樞轉或移位，并且所述密封部分(10)以這樣的方式形成，即，在所述關閉位置(C)中并且在所述閥板(5)的所述關閉側(6)上形成相對過壓(26)時，所述密封部分(10)基本與所述支撐部分(9)分離地被垂直支撐在所述第二閥座(21)上。
8.根據(jù)權利要求7所述的閥，其特征在于，所述密封部分(10)具有外環(huán)狀部分(22)和內板狀部分(30)，所述外環(huán)狀部分(22)至少部分封閉所述支撐部分(9)、所述第一密封環(huán)(7)和所述內板狀部分(30)，并且在所述第一閥座(4)與所述第二閥座(21)之間垂直延伸，所述內板狀部分(30)以基本氣密的方式在所述外環(huán)狀部分(22)與所述支撐部分(9)的所述中央區(qū)域(M)之間徑向延伸，并且以基本氣密的方式連接到所述中央區(qū)域(M)中的所述支撐部分(9)，從而在所述關閉側(6)上形成相對過壓(26)時，通過所述外環(huán)狀部分(22)提供在所述第二閥座(21)上的支撐。
9.根據(jù)權利要求8所述的閥，其特征在于，所述外環(huán)狀部分(22)是中空柱形的。
10.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的閥，其特征在于，該閥包括位于所述閥罩(1a)中的內側向槽(27)，該側向槽(27)以這樣的方式形成和布置，即在中間位置(B)和關閉位置(C)中所述密封部分(10)的至少一局部部分伸入所述側向槽(27)中，并且在所述關閉位置(C)中并且在所述閥板(5)處形成壓差的情況下，所述密封部分(10)被支撐在所述閥罩(1a)上且在所述側向槽(27)的側向區(qū)域(28，29)上。
11.根據(jù)權利要求10所述的閥，其特征在于，所述密封部分(10)的所述局部部分形成為設在所述密封部分(10)上的外側向凸緣(22a)。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的閥，其特征在于，該閥包括彈性裝置，該彈性裝置以這樣的方式設置并作用在所述支撐部分(9)與所述密封部分(10)之間，即，在所述閥處形成相對壓力平衡時，在所述關閉位置(C)中的所述密封部分(10)沿所述關閉側(6)的方向靠在所述閥罩(1；1a)上。
13.根據(jù)權利要求12所述的閥，其特征在于，所述彈性裝置呈至少一個彈簧(15)的形式。
14.根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的閥，其特征在于，所述密封部分(10)通過第二密封環(huán)(32)以基本氣密的方式連接到所述中央區(qū)域(M)中的所述支撐部分(9)。
15.根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的閥，其特征在于，所述密封部分(10)通過波紋管(31)以基本氣密的方式連接到所述中央區(qū)域(M)中的所述支撐部分(9)。
16.根據(jù)權利要求14所述的閥，其特征在于，所述支撐部分(9)在所述關閉位置(C)中位于所述第一開口(3)的所述中心軸線(18)附近的中央區(qū)域中，在與所述關閉側(6)相對的所述側(17)上具有將所述支撐部分(9)連接到一臂(23)的軸(33)，所述臂連接到所述驅動器(8)，并且所述第二密封環(huán)通過徑向密封接觸以基本氣密的方式封閉所述軸(33)。
17.根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的閥，其特征在于，所述閥呈擺閥的形式，并且所述驅動器(8)以這樣的方式形成，使得所述閥板(5)能夠基本平行于所述第一開口(3)的截面樞轉。
18.根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的閥，其特征在于，所述閥呈滑門閥的形式，并且所述驅動器(8)以這樣的方式形成，使得所述閥板(5)能夠基本平行于所述第一開口(3)的截面移位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種擺閥和滑門真空閥，用于氣密地關閉流道。閥包括具有包括第一開口和第一閥座的第一壁的閥罩、具有關閉側和第一密封環(huán)的閥板及驅動器。閥板通過驅動器平行于第一閥座從打開位置樞轉或移位，閥板與第一閥座之間的垂直距離可減小，使在關閉位置中通過第一密封環(huán)與第一閥座間的軸向密封接觸使流道氣密關閉。閥板包括連接到驅動器、將第一密封環(huán)沿垂直方向固定在第一閥座的支撐部分；具有內周區(qū)域、安裝成可相對于支撐部分沿垂直于第一閥座的方向運動的密封部分。內周區(qū)域利用內密封將第一密封環(huán)氣密封閉。在關閉位置中閥板處的壓差基本作用在密封部分上，使密封部分以與支撐部分分離的方式垂直支撐在閥罩的第一閥座或側向槽上。
文檔編號F16K27/04GK1987171SQ20061016921
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權日2005年12月20日
發(fā)明者弗里德里克·蓋澤 申請人:Vat控股公司