专利名称：具有两个驱动器的梭阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的梭阀(shuttle valve)，该 梭阀通过使阀盘在幵口上旋转并将该阀盘压在包围该开口的阀座上来基 本气密地阻断流路。在US 6,089,537 (Olmsted)中描述了这样的阀。
背景技术：
在现有技术中公知开头所提到类型的阔的各种实施方式，并且这些 阀特别用在IC及半导体制造领域，IC及半导体制造必须在尽可能没有污 染颗粒的受保护环境中进行。梭阀例如用于控制或调节加工腔室和真空 泵之间的气流，并例如用作为隔离阀或控制阔。隔离阀主要用于完全打 开和关闭通道，而控制阀由于关闭盘可以特别地采取任何期望的固定中 间位置而形成为用于建立一定的流动断面或者调节或控制一定的流速。
就梭阀而言，通常为圆形的阀盘在第一步骤中在通常同样为圆形的 开口上从不阻挡开口的位置旋转到到覆盖开口的中间位置。在该中间位 置，梭阀的阀盘位于与包围开口的阀座相对的位置处，且距离所述阀座 一定的距离。在第二步骤中，阀盘和阀座之间的距离减少，使得阀盘和 阀座均匀地压在彼此之上，从而基本气密地关闭所述开口。该第二次运 动例如是通过连杆运动和/或弹簧力沿垂直于阀座的方向进行的。由于关 闭过程在两个步骤中进行，因此阀盘和阀座之间的密封环几乎不受到会 损坏该密封环的任何剪切力，这是因为阀盘在第二步骤中的运动基本上 垂直于阀座线性地进行。
现有技术(例如在US 6,089,537 (Olmsted)中)公幵了各种驱动系 统，这些驱动系统用于实现阀盘(在梭阀的情况下)在开口上平行的转 动运动和垂直于该开口的大致平移运动的组合。
阀盘在阀座上的挤压必须以这样的方式进行，即既要确保总压力范
围内所需要的气密性，又要避免由于过大的压应力而损坏密封介质，特 别是呈O形环形式的密封环。为此， 一些公知的阀随着阀盘两侧之间存 在的压差对阀盘的接触压力进行调整。为了获得所需的气密性，可选地 为了获得过压和减压，除了第二运动步骤之外，或作为第二运动步骤的 可选方案， 一些公知的梭阀或闸阀还提供可垂直于阀盘移动的阀环，该
阀环包围开口，并挤压在阀盘上，以气密地关闭阀。例如在DE 1 264 191 Bl、 DE 34 47 008C2、 US 3,145,969 (来自Zweck)、以及DE77 31 993 U 中公开了这种具有可相对于阀盘主动移动的阀环的阀。US 5,577,707
(Brida)描述了一种梭阀，该梭阀包括具有开口的阀壳；以及阀盘， 该阀盘可以在开口上平行旋转并用于控制通过开口的流量。包围开口的 阀环可以通过多个弹簧和气动缸而沿阀盘的方向垂直地主动运动。在US 2005/0067603 Al (Lucas等)中对这种梭阀提出了可行的进一步改进。 US 6，561，483 (Nakagawa)和US 6，561，484 (Nakagawa等)公开了一种 真空阀的各种实施方式，该真空阔包括两部件阀盘。第一盘部分具有开 口。第二盘部分通过可延伸体与第一盘部分连接。在第一盘部分和第二 盘部分之间设置有致动器，使得这两个盘部分可以朝向彼此和远离彼此 主动地运动。
US 6，089，537 (Olmsted)中描述了一种具有驱动系统的梭阀，该驱 动系统用于实现阀盘在开口上的平行转动运动和垂直于该开口的近似平 移运动的组合。该驱动系统具有单个驱动器，该单个驱动器与阀盘的轴 相连，用以使阀盘在开口上旋转。该轴不仅径向安装，而且线性安装。 在该轴上安装有呈槽状导轨形式的连杆，该连杆围绕该轴延伸。连接至 驱动系统的壳体的凸轮机构与导轨接合。该导轨被设计为从关闭盘的 完全打开位置开始，通过驱动器引起的轴的转动运动开始只影响阀盘在 开口上的平行转动旋转运动。在到达阀盘完全在开口上旋转的位置之前 不久，连杆的导轨使轴沿其轴线进行附加的平移运动，使得阀盘和开口 之间的垂直距离减小，直至关闭盘近似垂直地压在开口上。通过该连杆， 由驱动器引起的转动运动因而又被转换成阀盘垂直于开口的平移运动， 结果，单个驱动器足以实现转动运动和平移运动。该驱动系统的不利之处在于将转动运动和平移运动固连起来。由于开口和关闭盘之间的垂直 距离不能分别地调节，因此在阀的实际关闭状态下几乎不可能对流量进 行精确调整。由于完全垂直地将阀盘置于阀座上是不可能实现的，或者 只能限制在一定程度内，因此在将密封件压在阀座上时会产生剪切力， 密封件因而易于受到更多的磨损。因为移动路径的移动曲线是预定的， 并且最终安装的阀的移动曲线是不可能改变的，因此该阀适于在很短的 时间内打开或关闭阀的快速移动，或者具有精确可控流量的精确移动， 这是由于在各种情况下，两种移动策略需要不同的移动曲线。对于一方 面用作可快速移动的隔离阔，而另一方面用作可精确调节的控制阀而言， 这种梭阀的适用性有限。
US 5,020,775 (Iwasaki等)公开了一种隔离阀，其具有可转动安 装的轴；用于转动所述轴的杆；升降缸，其在所述轴的一个端部处沿着 该轴的几何轴线布置，并用于通过往复运动使得所述轴来回进行轴向运 动；臂，其固定在所述轴的另一个端部处；以及阀盘，其设置在所述臂 上，并用于打开和关闭圆形开口。手动操作的杆与所述轴一起进行往复 运动。首先通过操作者操作所述轴的杆以关闭隔离阀，由此使得阀盘在 开口上完全旋转。在第二步骤中，阀盘通过升降缸沿垂直于开口的方向 运动，并且压在包围所述开口的阀座上，所述杆和所述轴同样进行往复 运动。由于密封技术和驱动技术的原因，局部手动操作的隔离阀不适合 于调整流量，这是因为既不能精确地进行和调整通过升降缸引起的平移 运动，也不能精确地进行和调整通过手动操作的杆引起的转动运动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种最初提到类型的梭阀，该梭阀既 适于精确地调整流量，也适于快速地完全打开和关闭，并且该梭阀的特 征在于磨损小、设计简单和优良的可维护性。
该目的通过实现独立权利要求的特征部分的特征而达到。在从属专 利权利要求中描述了以可选或有利方式进一步改进本发明的特征。
根据本发明的用于基本气密阻断流路的梭阀包括具有壁的阀壳，该
壁通常由阀壳部分形成，并具有用于所述流路的开口。所述梭阀用在两 个区域之间，例如管道段、腔室、组件、泵或大气之间，这些区域通过 该梭阀以气密方式直接地或间接地彼此可拆卸地连接。连接这两个区域 并贯穿所述梭阀的可阻断路径为这样的流路，该流路在所述梭阔区域中 的截面可以通过所述梭阀例如从零变化至整个开口截面。梭阀通常具有 圆形扁平开口，或优选具有多个幵口，具体是两个开口，这两个开口彼 此平行且间隔一定距离。围绕所述开口设置包围该开口的阀座。而且， 所述真空阀包括阀盘，该阀盘特别通过臂而布置在可转动安装的轴上。 从现有技术中公知阀盘的各种单部件实施方式和多部件实施方式。所述 阀盘具有例如这样的截面，该截面相当于所述开口，但略大于所述开口， 这样当所述阀盘以其关闭表面压在包围所述开口的阀座上时，所述阀盘 可以覆盖并关闭整个开口。对于气密密封而言，可以在所述阀壳的阀座 上和/或所述关闭盘的关闭表面上设置密封介质，特别是密封环。所述阀 座应广义地理解为是指围绕所述开口的表面，通过该表面，所述阀盘的 关闭表面可以形成接触，以气密密封所述开口。为了移动所述阀盘，在 所述阀壳上设置驱动单元。所述阀壳应广义地理解为是指所述梭阀的所 述阀盘可相对于其移动的部分。由此，布置在实际阀壳上的所述驱动单 元的壳体和支撑构件也应理解为所述阀壳的部件，而不论它们是否可以 从所述阀壳分离，或者由此定义的所述阀壳形成为一个部件或多个部件。
通过所述驱动单元，所述阀盘可以从打开位置(在该位置，所述流 路基本上不受阻挡或部分地不受阻挡)沿限定的移动曲线运动至关闭位 置，这样所述流路通过所述阀盘和所述阀座之间的密封接触而以气密方 式被阻断。所述运动包括围绕所述轴的枢转轴线的转动运动，其中所 述阀盘在第一开口的截面上旋转；以及线性运动，该线性运动沿朝向所 述阀座的方向平行于所述枢转轴线。所述转动运动和线性运动同时、重 叠或相继发生。当然，也可以使顺序颠倒，以再次打开所述梭阔。
换言之，通过所述驱动单元，所述阀盘可以从打开位置(在该位置， 所述流路基本上不受阻挡或部分地不受阻挡)沿限定的移动曲线在所述 第一开口的截面上运动至关闭位置，在该关闭位置，所述流路通过所述
阀盘和阀座之间的密封接触而气密地密封。所述打开位置和所述关闭位 置之间的该运动是这样实现的即通过围绕所述轴的枢转轴线的转动运 动使所述阀盘从所述打幵位置旋转，并且通过平行于所述枢转轴线的同 时、重叠或相继发生的线性运动使所述阀盘沿所述阀座的方向运动到所 述关闭位置。
根据本发明，所述驱动单元具有用于执行围绕所述枢转轴线的转动 运动的第一驱动器和用于执行平行于所述枢转轴线并垂直于所述阀座的 线性运动的第二驱动器。而且，所述梭阀具有控制单元，通过该控制单 元可以致动所述第一驱动器和所述第二驱动器，从而可以形成可变移动 曲线。所述控制单元可以直接布置在所述梭阀上，并且可以例如是所述 驱动单元的部件，或者例如作为开关盒中的存储程序控制器或作为配备 有适当端口的PC的计算机程序产品而设置在远距离位置处。在所述控制 单元和所述两个驱动器之间存在有信号链路，该信号链路至少为单向的， 并且使得所述两个驱动器可以彼此独立地致动。所述信号链路可以通过 线缆或以无线的方式来实现。
所述驱动器可以呈旋转驱动器和/或线性驱动器的形式，并且可以具 体是通过齿轮、轴、联轴器、皮带、链条等等直接或间接地连接至所述 阀盘，以使该阀盘进行转动运动和线性运动。
所述移动曲线应理解为是指所述阀盘基于围绕所述枢转轴线的枢转 角的行进路径和沿所述枢转轴线的线性路径，或者所述阀盘和阀座之间 的垂直距离。由于所述阀盘的沿二维方向发生的转动旋转运动和沿第三 维方向发生的线性往复运动，所述梭阀的真实移动曲线是三维的，然而 为了简化起见，在下文中，该移动曲线应理解为是指二维曲线，该二维 曲线的分量由所述第一驱动器的转动旋转运动和所述第二驱动器的线性 往复运动构成。当然，在本发明的范围中，也可以例如通过所述阀盘所 固定的臂的附加线性运动而在多维移动曲线中包括任意所需数量的其它 分量，该附加线性运动由第三驱动器实现。所述控制单元被设计成使得 所述移动曲线并非如在机械连杆运动的情况下那样必须是固定的，而是 可以改变的，这是由于所述关闭盘的平行于所述枢转轴线且垂直于所述
阀座的线性运动并非必须与所述阀盘围绕所述枢转轴线的转动运动牢固 结合，反之亦然。所述两个驱动器被设计成使得所述阀盘实际上可以沿 由所述控制单元指定的移动曲线进行运动，这样所述阀盘可沿所述限定 的移动曲线进行运动。具体地说，步进马达适于实现此目的。也可以利 用其它驱动器，例如可调电动马达或气动驱动器，只要这些驱动器可由 所述控制单元足够精确地致动，使得所述阔盘可沿所述限定的移动曲线 以足够大的精度进行可再现的运动顺序即可。
本发明的优点在于可以选择不同的移动曲线，具体是随着所述梭阀 的操作模式、移动方向、移动速度、流通介质、介质温度、所述梭阀处 的压差、使用的阀盘以及阀盘的磨损而变化的移动曲线。所述移动曲线 及其对任何所需变量的依赖性可以例如由所述梭阀的使用者通过所述控 制单元来进行编程，从而提供通用的梭阀。
在本发明的实施方式中，所述控制单元以这样的方式形成，即所述 移动曲线的形状与所述阀盘的移动速度相关联。例如，所述第二驱动器 的线性运动与运动的转速相关联。在快速关闭所述梭阀的情况下，所述 第二驱动器早在由所述第一驱动器在所述开口上产生的高速转动运动尚 未完成时就启动，以使所述关闭盘平行于所述枢转轴线进行线性运动， 这两个运动以这样的方式被同步，即所述关闭盘在即将接触所述阀座之 前就已经在所述开口上到达其完全旋入位置。在所述关闭盘即将靠在所 述阀座上之前，转动运动到此完成，这样，在所述关闭盘的关闭侧与所 述阀座之间初次接触时只发生垂直的相对运动，而不是平行的相对运动。 由此可以避免作用在密封表面上并增加密封表面磨损的剪切力。在打开 所述阀时，可以采取相应的过程。所描述的操作模式适于例如采用所述 梭阀作为在完全打开状态和完全关闭状态之间尽可能快速地变换的隔离 阀。
在另一种操作模式中，例如在调节流量或压力的操作模式中，为了
计量关闭所述梭阀，所述关闭盘首先通过由所述第一驱动器产生的围绕
所述枢转轴线的单纯转动运动而在所述开口上缓慢旋转，直到所述开口 基本上与所述阀盘完全重叠。由于所述阀盘和所述阀座之间的垂直距离，
所述流路仍未被完全关闭。通过借助于所述第二驱动器启动所述关闭盘 的线性运动，并由此减小所述垂直距离，则可以以高精度计量的方式减 少开口截面。通过改变所述垂直距离，可以比通过在所述开口上旋转更 精确地调整所述开口截面。因此，这种操作模式适于例如采用所述梭阀 作为高精度的控制阀。
另外，可以使线性运动依赖于转动运动的方向，并且可以选择例如 适于缓慢地且有计量地关闭所述梭阀的移动曲线和适于快速地打开所述 梭阀的移动曲线。可以实现其它操作模式的任何期望的组合。
在本发明的进一步改进中，在所述梭阀的驱动单元中设置滑动件， 该滑动件被安装成可相对于所述阀壳平行于所述枢转轴线进行线性移 动。该滑动件可以通过所述第二驱动器运动，以进行线性运动，并由此 调整所述阔盘至所述阀座的垂直距离。其上布置有所述阀盘(具体是通 过所述臂)的轴被安装在所述滑动件上，使得该轴可围绕所述枢转轴线 转动。滑动件应广义地理解为是指安装成可相对于所述阀壳与枢转轴线 平行地线性移动的元件，具体是板、轴承座、或其它主体。在一个实施 方式中，该线性安装通过至少一个、优选两个或三个平行于所述枢转轴 线延伸的支承柱来实现。所述支承柱由至少一个线性轴承，例如，高精 度线性滚柱轴承或滑动轴承衬套包围，这样，将所述滑动件安装成可以 以高精度沿所述支承柱运动。所述第一驱动器直接布置在所述滑动件上， 以实现所述轴的转动运动，或者与所述滑动件分离并直接或间接连接至 所述阀壳。在后一种情况下，在所述第一驱动器和所述轴之间设置联轴 器，该联轴器以这样的方式布置并形成，即，使得由所述滑动件的线性 运动引起的所述轴和所述第一驱动器之间的轴向偏移得到补偿。这样的 联轴器的各种实施方式在现有技术中公开，例如，所述联轴器呈爪式联 轴器的形式。所述第一驱动器可以由第一电动马达，具体是第一步进马 达形成，通过该第一驱动器，所述轴可以被直接驱动或间接地驱动，以 进行转动运动。可选的是，所述第一驱动器可以呈第一气动驱动器的形 式。所述第二驱动器可以为第二电动马达，具体是第二步进马达，通过 该第二驱动器，所述轴或所述滑动件通过丝杠，可被直接或间接地轴向 移动，以进行线性运动。可选的是，所述第二驱动器为第二气动驱动器。 所述驱动器可以是用于直接或间接(具体是通过齿轮)驱动偏心机构或 杠杆机构的线性驱动器或旋转驱动器。也可以利用其它形式的驱动器， 例如液压驱动器。
通过利用线性安装的滑动件，可以实现所述阀盘的高精度线性安装 并由此可以对开口截面进行高精度调节，因而这种梭阀特别适于精确的 调整任务。而且，可以实现驱动单元的简单设计，这相当有利于所述梭 阀及其部件的维护性能。
在下文中，仅仅通过实施例的方式，参考附图中示意性地示出的具 体工作实施例来更为详细地描述根据本发明的梭阀。 具体地说，
图la示出了具有安装有驱动器盖的两个驱动器的梭阀；
图lb示出了具有无驱动器盖的两个驱动器的梭阀；
图2示出了穿过梭阀的驱动单元的剖视图，其中第一驱动器布置在 滑动件上；
图3示出了穿过第一可选实施方式的驱动单元的剖视图，其中第一 驱动器间接地布置在阀壳上；
图4示出了穿过梭阀的第二可选实施方式的驱动单元的剖视图，其 中所述梭阀具有带驱动器；
图5示出了穿过梭阀的第三可选实施方式的驱动单元的剖视图，其 中所述梭阀具有偏心连接件；
图6示出了穿过梭阀的第四可选实施方式的驱动单元的剖视图，其 中所述梭阀具有齿条连接件；以及
图7示出了阀盘的三个不同的限定的移动曲线。
具体实施例方式
图la、图lb和图2以不同的视图、状态和详细程度大致示出了本发
明的一个实施方式，因此，在某些情况下一同描述这些附图。图2至图6 均表示驱动单元的可选实施方式。由于在某些情况下附图采用共同的附 图标记，并且所述实施方式在某些情况下具有共同的特征，因此已经在 先说明的附图标记将部分地不再进行说明。
图la和图lb示出了一梭阀，该梭阀包括阀壳1，该阔壳1在壁2 中具有圆形开口3，以用于以箭头示出的气体的流路F。开口3由阀座4 包围，该阀座4由壁2的指向阀壳1的内部的边缘部分形成。在阀壳1 内部，扁平的多部件阀盘5布置成可通过臂17在所述开口 3上枢转。该 梭阀具有驱动单元7，阀盘5可通过该驱动单元7在开口上旋转并压在阀 座4上。在图la中，驱动单元7由驱动器盖18关闭。在驱动单元7上 布置具有多个电气接口的电子控制单元ll。另一方面，图lb示出了无驱 动器盖18和控制单元11的驱动单元7，使得呈第一步进马达形式的第一 驱动器9a和呈第二步进马达形式的第二驱动器10a可见。
图2示出了穿过驱动单元7和两个步进马达9a和10a的剖视图。驱 动单元7包括滑动件12，轴6可转动地安装在该滑动件12上。将轴6连 接至阀盘5的臂17不可转动地设置在轴6上。通过使轴6围绕其轴线即 枢转轴线8旋转，阀盘5可以在开口 3上往复旋转。为了通过直接驱动 轴6来实现轴6的转动运动Rl ，在滑动件12上设置第一步进马达9a。
滑动件12安装成使得其可相对于阀壳1平行于轴6的枢转轴线8线 性移动，这是由于设置有两个平行于枢转轴线8延伸且固定在阀壳1上 的支承柱13。在示出的剖视图中，仅可以看到两个支承柱13中的一个。 滑动件12通过使用线性轴承而沿支承柱13以高精度被线性引导，该线 性轴承呈高精度线性滚柱轴承14a的形式。用于滑动件的线性运动Ll的 第二步进马达10a安装在驱动单元7的一部分上，该部分与阀壳1相配 合。通过第二步进马达10a，所述滑动件可以沿着支承柱13平行于枢转 轴线8线性运动。为此目的，第二步进马达10a的轴呈丝杠16的形式， 该丝杠16与设置在滑动件12上的螺纹套管19接合，并且通过转动R2 来线性地移动所述滑动件12，如箭头L1所示。在可选实施方式中，第二 步进马达10a设置在滑动件12上，而螺纹套管19位于阀壳1上。
通过第一步进马达9a，可以通过由第一步迸马达9a产生的围绕轴6 的枢转轴线8的转动运动Rl，使所述关闭盘5从打开位置(在该位置， 流路F不受阻挡)在第一开口 3的截面上旋转。通过滑动件12与轴6和 阀盘5 —起沿阀座4的方向平行于枢转轴线8的线性运动L1 (该运动通 过第二步进马达10a实现)，可以使阀盘5移动至关闭位置，使得流路F 可以通过阀盘5和壁2上的阀座4之间的密封接触而被气密密封。作为 例示，梭阀的三组运动由图2中的不同类型的阴影标示。连结至阀壳1 的部分，即驱动单元b7的壳体部分、第二步进马达10a、第二步进马达 10a的轴16以及支承柱13以点填充或未填充。进行由竖直箭头表示的线 性运动Ll (该线性运动由第二步进马达10a实现且平行于枢转轴线8发 生)的部分，即滑动件12、线性滚柱轴承14a和第一步进马达9a以阴影 示出。交叉阴影线部分，即其上安装有阀盘5的轴6和臂17既执行滑动 件12的线性运动L1，又执行由第二步进马达9a产生的转动运动R2。
图la中示出的控制单元11与两个步进马达9a和10a存在信号连接。 第一步进马达9a和第二步进马达10a可以由控制单元11以这样的方式分 别致动，即可以产生可变移动曲线K1、 K2或K3 (参照图7)，沿所述可 变移动曲线Kl、 K2或K3，阀盘5可以从打开位置O运动至关闭位置C， 反之亦然。图7示意性地示出了三条移动曲线K1、 K2禾口K3，其中x轴 表示由第一步进马达9a产生的围绕枢转轴线8的转动运动序列Rl ，而Y 轴表示由第二步进马达10a产生的平行于枢转轴线8的线性运动序列Ll。 从梭阀的完全打开位置O开始，首先只有第一步进马达9a被致动，使得 阀盘5在开口 3上旋转。根据第一移动曲线Kl，执行该运动直到阀盘5 完全覆盖所述开口，由于未操作第二步进马达，因此阀盘5和阀座4之 间的垂直距离保持恒定。只有在转动运动Rl结束且第一步进马达9a停 止之后，第二步进马达10b才启动，以产生线性运动U，并由此减少关 闭盘5和阀座4之间的垂直距离，直到所述关闭盘5靠在阀座4上，且 梭阀处于完全关闭位置C。由于未发生平行于阀座4的剪切力，因此这 种通常的移动曲线Kl的优点在于开口截面具有精确的可控性并且关闭 盘5和阀座4之间的密封表面的磨损程度较小。该移动曲线Kl的不利之 处在于打开位置0和关闭位置C之间的移动路径相对较长，以及相关的
移动时间也较长。就移动曲线K2和K3而言，线性运动Ll在阀盘5仅 仅部分地在开口 3的截面上旋转的位置处即已幵始，然而阀盘5在即将 开始接触所述阀座4时由于第一步进马达9a的停止而结束其旋转运动， 使得基本上避免了密封表面处的剪切力。因此，移动曲线K3的特征在于 移动路径基本较短，并且移动时间也较少。当然，在此描述的所述梭阀 从打开状态至关闭状态的顺序可以颠倒，并且可以根据需要而改变。在 此说明的实施方式仅仅作为例示。只要能够避免产生损害密封表面的过 大剪切力，则可以实现所需的任何其它形状的移动曲线。
图3示出了穿过第一可选实施方式的驱动单元7的剖视图，该驱动 单元7具有间接设置在阀壳1上的第一驱动器9a。在此，第一驱动器9a 并非如图2的工作实施例中那样设置在滑动件12上，而是与滑动件12 分离，并设置在驱动单元7的壳体部分上，该部分与阀壳1相配合。因 此，第一驱动器9a不执行滑动件12和轴6的线性运动Ll。然而，为了 允许驱动轴6,在第一驱动器9a和轴6之间设置联轴器15，该联轴器15 以这样的方式布置并形成，即可以补偿轴6和固定的第一驱动器9a的轴 之间的轴向偏移，该轴向偏移由滑动件12的线性运动Ll引起。该联轴 器15呈爪式联轴器的形式。其余设计与图2中说明的驱动单元7相对应， 因此将不再进行更详细地论述。
图4示出了穿过梭阀的第二可选实施方式的驱动单元7的剖视图， 该梭阀具有带驱动器20。滑动件12通过两个支承柱13和两个线性滚柱 轴承14安装，使得可相对于阀壳l线性移动，呈第二气动驱动器10b形 式的第二驱动器布置在滑动件12和阀壳1之间，用以使滑动件12产生 线性运动Ll。第二气动驱动器10b为例如具有距离调整的高精度气动缸。 轴6安装在滑动件12上，使得可以围绕枢转轴线8转动。该枢转轴线8 平行于支承柱13。平行于轴6安装在滑动件12上并呈第一步进马达9a 形式的第一驱动器通过带驱动器20连接至轴6并驱动该轴6。通过适当 地致动第一步进马达9a和第二气动驱动器10a，可以产生围绕轴6的枢 转轴线8的转动运动Rl或平行于轴6的枢转轴线8的线性运动Ll，使
得可以实现通过臂17安装在轴6上的阀盘5的上述运动序列。
在图5中例示的实施方式与图4中的实施方式类似，但是使用了不
同的第一驱动器。在这种工作实施例中，第一驱动器呈第一气动驱动器
9b的形式，该第一气动驱动器9b由例如具有距离调整的高精度气动缸形 成。由第一气动驱动器9b产生的线性运动通过连接至轴6的偏心连接件 而转换成转动运动Rl，使得通过臂17安装在轴6上的阀盘5可平行于 阀座4枢转，如上所述。如图4中那样实现线性运动L1。
图6也示出了一类似的实施方式。这里，用于转动运动R1的第一驱 动器同样形成为第一气动驱动器9b，通过该第一气动驱动器9b首先在齿 条连接件22上产生线性运动。齿条连接器22产生轴6的转动运动Rl。
当然，可以随意地彼此组合所描述的驱动器和设计的变型。所说明 的具体工作实施例仅仅用于参照示意图示例性地说明本发明。本发明不
完全局限于这些工作实施例。
权利要求
1.用于气密阻断流路(F)的梭阀，该梭阀包括·具有壁(2)的阀壳(1)，该阀壳(1)具有用于流路(F)的开口(3)和包围该开口(3)的阀座(4)；·阀盘(5)，该阀盘(5)布置在可转动地安装的轴(6)上；以及·驱动单元(7)，所述阀盘(5)可通过该驱动单元(7)沿限定的移动曲线(K1、K2、K3)运动，以从在第一开口(3)的截面上所述流路(F)基本上不受阻挡的打开位置进入关闭位置，在该关闭位置，所述流路(F)通过所述阀盘(5)和所述阀座(4)之间的密封接触而被气密密封，上述运动是通过围绕所述轴(6)的所述枢转轴线(8)的转动运动(R1)使所述阀盘(5)从所述打开位置旋转，并通过平行于所述枢转轴线(8)的线性运动(L1)使所述阀盘(5)沿着所述阀座(4)的方向运动到所述关闭位置而实现的，其中，·所述驱动单元(7)具有第一驱动器(9a、9b)，该第一驱动器(9a、9b)用于执行围绕所述枢转轴线(8)的所述转动运动(R1)；以及第二驱动器(10a、10b)，该第二驱动器(10a、10b)用于执行平行于所述枢转轴线(8)的所述线性运动(L1)，·设置有控制单元(11)；并且·所述第一驱动器(9a、9b)以及所述第二驱动器(10a、10b)可由所述控制单元(11)以能够产生可变移动曲线(K1、K2、K3)的方式致动。
2. 根据权利要求1所述的梭阀，其中，所述控制单元(11)以这样的 方式形成，艮卩，使得所述移动曲线(Kl、 K2、 K3)的形状与所述阀盘(5) 的移动速度相关联。
3. 根据权利要求1或2所述的梭阀，其中，所述控制单元(ll)以这 样的方式形成，即，使得所述移动曲线(Kl、 K2、 K3)的形状与所述阀 盘(5)的移动方向相关联。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的梭阀，该梭阀包括滑动件(12)，该滑动件(12)安装成可相对于所述阀壳(1)平行于所述枢转 轴线(8)线性地移动，并且可以通过用于执行所述线性运动(Ll)的所 述第二驱动器OOa、 10b)运动，并且所述轴(6)可转动地安装在该滑 动件(12)上。
5. 根据权利要求4所述的梭阀，该梭阀包括，至少一个支承柱(13),该支承柱(13)平行于所述枢转轴线(8) 延伸；以及'至少一个线性轴承(14a、 14b)，所述滑动件(12)通过该线性轴 承被高精度地安装，从而可沿所述支承柱(13)运动。
6. 根据权利要求5所述的梭阀，其中，所述线性轴承呈高精度线性 滚柱轴承(14a)的形式。
7. 根据权利要求4至6中任一项所述的梭阀，其中，所述第~驱动 器(9a、 9b)布置在所述滑动件(12)上，以产生所述轴(6)的所述转 动运动(Rl)。
8. 根据权利要求4至6中任一项所述的梭阀，其中 '所述第一驱动器(9a)与所述滑动件(12)分离，并且布置在所述阀壳(1)上；并且，在所述第一驱动器(9a)和所述轴(6)之间设置有联轴器(15)， 该联轴器以这样的方式布置和形成，即可以补偿由所述滑动件(12)的 线性运动(Ll)引起的、所述轴(6)和所述第一驱动器(9a)之间的轴 向偏移。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的梭阀，其中，所述第一驱动 器呈第一电动马达的形式，具体是第一步进马达(9a)，通过该第一步进 马达(9a)，所述轴(6)可以被直接或间接地驱动，以执行所述转动运 动(Rl)。
10. 根据权利要求1至8中任一项所述的梭阀，其中，所述第一驱动 器呈第一气动驱动器(9b)的形式，通过该第一气动驱动器(9b)，所述 轴(6)可以被直接或间接驱动，以执行所述转动运动(Rl)。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的梭阀，其中，所述第二驱动器呈第二电动马达的形式，具体是第二步进马达(10a),通过该第二步 进马达(10a)，可直接或间接地使所述轴(6)轴向移动，以执行所述线 性运动(Ll)。
12. 根据权利要求4至8中任一项所述的梭阀，其中，所述第二驱动 器呈第二电动马达的形式，具体是第二步进马达(10a)，通过该第二步 进马达(10a)，可直接或间接地使所述滑动件(12)线性运动，以通过 丝杠(16)执行所述线性运动(Ll)。
13. 根据权利要求4至8中任一项所述的梭阀，其中，所述第二驱动 器呈第二气动驱动器(10b)的形式，通过该第二气动驱动器(10b)，可 直接或间接地使所述滑动件(12)线性运动，以执行所述线性运动(Ll)。
全文摘要
本发明涉及一种用于阻断流路的梭阀，该梭阀包括阀壳，该阀壳具有包围用于流路的开口的阀座。阀盘布置在可转动安装的轴上。通过驱动单元，阀盘可以通过围绕轴的枢转轴线的转动运动而沿限定的移动曲线在第一开口的截面上从流路不受阻挡的打开位置旋转，并通过平行于所述枢转轴线的线性运动而沿阀座的方向运动至关闭位置，使得流路通过阀盘和阀座之间的密封接触而被气密密封。根据本发明，驱动单元具有用于执行围绕枢转轴线的转动运动的第一驱动器和用于执行平行于枢转轴线的线性运动的第二驱动器。通过控制单元，第一驱动器和第二驱动器可以被致动，使得可产生可变移动曲线。
文档编号F16K3/10GK101109451SQ20071013614
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月18日 优先权日2006年7月18日
发明者弗洛里安·埃尔内 申请人:Vat控股公司