阀、优选真空阀的制作方法

本发明涉及一种阀、优选真空阀，其具有至少一个关闭机构和至少一个阀座，并具有至少一个驱动单元，其中该关闭机构在关闭位置中按压至该阀座上，并在抬起位置中从阀座上抬起，并可以由该驱动单元在尤其是直线的关闭方向上从抬起位置运动到关闭位置。

这种阀以及尤其是真空阀在现有技术中已公开了多种设计形式。为了该关闭机构尤其是在真空领域的应用中在其关闭位置中能够完全密封地靠到阀座上，并被按压于其上，其应该最佳地对准该阀座。在实际中保证其具有相应微小的公差通常是困难的。de2951150a1在这方面推荐，把一个密封环与两个密封面之一通过热压配合相连接，以从而实现相对大的补偿运动和匹配运动。

本发明的任务是提供针对该问题的另一解决方案。

本发明在此规定，该关闭机构在至少一个正交于或横向于关闭方向的方向上可移动地支撑在该驱动单元的支承体上，以便在按压到该阀座上时将该关闭机构对准。

也就是说，通过相应地可移动地支撑在该驱动单元的支承体上，该关闭机构获得了在正交于或横向于关闭方向的方向上的额外的移动自由度。这实现了该关闭机构当其被置于关闭位置中时在该阀座上精确的对准、优选对中。由此该关闭机构可以最佳密封地被按压到该阀座上。如果该方向垂直于该关闭方向，那么就得到了与该关闭方向相正交的方向。横向是与正交取向和共轴或平行不同的所有那些角度。横向于关闭方向的方向有利地处于与该关闭方向成直角或正交方向+/-20°、优选+/-10°的角度范围内。

在与关闭方向相正交的方向上该关闭机构可移动的支撑情况下，也可以涉及径向可移动的支撑。

在本发明的优选扩展方案中，视该关闭机构和该阀座的形式而定地，不仅在正交于或横向于该关闭方向的一个方向上、而且在多个方向上来实现这种可移动的支撑，这可能是有意义的。尤其优选的扩展方案规定，为了在按压到该阀座上时将该关闭机构对准，该关闭机构在正交于或横向于关闭方向的平面中在所有方向上可移动地支撑在该驱动单元的支承体上。特别优选的是，该关闭机构从而在关于关闭方向径向的所有方向上都可移动地支撑在该驱动单元的支承体上。

该关闭机构可以视阀的应用领域而定地完全不同地设计。其比如可以是阀销或阀针，比如其尤其是应用于气体计量阀或诸如此类的。如果根据本发明的阀是一种所谓的输送阀，其中必须穿过由阀座所围绕的阀开口来输送较大的组件，那么就采用较大的关闭机构。本发明的特别优选的扩展方案规定，该关闭机构是一种阀盘。阀盘是一种平面板状形成物，其设置用于通过相应地贴靠或相应地按压到该阀座上来优选密封地关闭由该阀座所围绕的阀开口。阀盘的特别优选的扩展方案具有圆形的外轮廓。但阀盘也可以具有矩形的或正方形的、必要时设置有倒圆角的外轮廓。阀座相应具有与之匹配的形状。该阀座可以但不一定构造为平的。特别优选的扩展方案分别规定，该关闭方向构成了该阀盘的关闭平面的平面法线。该关闭平面在此当该阀盘按压到该阀座上时由靠置到阀座上的阀盘的环绕区域来展成。不仅该关闭机构、而且该阀座可以带有至少一个密封装置。从而不仅在该阀座上、而且在该关闭机构上可以固定有至少一个密封装置。

为了在按压到阀座上时自动地致使该关闭机构对准，本发明的特别优选的扩展方案规定，为了在按压到该阀座上时将该关闭机构对准，该关闭机构和/或该阀座和/或在关闭位置中在该关闭机构与该阀座之间所设置的至少一个密封装置具有朝关闭方向缩小的横截面。其比如可以是至少部分旋转对称的、朝关闭方向缩小的横截面。特别优选地该关闭机构和/或该阀座和/或在关闭位置中在该关闭机构与该阀座之间所设置的至少该密封装置构造为锥形的。这种锥形的构造也可以称为截圆锥面或诸如此类的。

为了在相对于该支承体来偏移该关闭机构时使摩擦力保持为尽可能小，本发明的优选的变化方案规定，该关闭机构在中间接入至少一个滑动支承的情况下可移动地支撑在该驱动单元的支承体上。在此可以采用不同的滑动支承。比如其可以是润滑层、比如具有特氟龙(polytetrafluorethylen聚四氟乙烯)的塑料涂层，或者是诸如青铜衬套等的滑动元件。辊子或滚珠支撑也是可以的，但是相对耗费和昂贵的。

为了当该关闭机构从阀座抬起时把该关闭机构相对于该支承体保持于一个可预给定的中性位置，本发明的优选扩展方案规定，该阀具有一个预紧弹簧，以把该关闭机构在至中性位置的方向上相对于该驱动单元的支承体进行弹性预紧。利用所述预紧弹簧可以当该关闭机构从阀座抬起时自动地进行至该中性位置的复位。

对于在该阀座或在该关闭机构上可能设置的密封装置存在不同的扩展方案和可能性，尤其是以密封环的形式。比如这种密封环或这种密封装置比如可能还具有一种锥形的形状。合适的密封环的例子并不体现出对de2951150a1、de4446947a1以及us4,627,599a的通用性的限制。

为了实现根据本发明的该关闭机构相对于该驱动单元的支承体在正交于或横向于关闭方向的至少一个方向上的可移动性，存在不同的途径。本发明的特别优选的变化方案规定，该驱动单元的支承体具有至少一个容纳空间，并且该关闭机构具有一个在该容纳空间中以间隙而支撑的支撑元件，或者该关闭机构具有至少一个容纳空间，并且该驱动单元的支承体具有在该容纳空间中以间隙而支撑的支撑元件。该间隙在此优选地处于正交于或者横向于该关闭方向的方向上。该容纳空间和/或该支撑元件在该扩展方案中优选旋转对称地实施，其中该容纳空间恰好具有比该支撑元件更大的直径或更大的横截面，使得由此获得了对于移动运动所需的间隙。根据本发明的阀的这种扩展方案的特别优选的变化方案规定，该容纳空间和/或该支撑元件在平行于关闭方向的纵切面看而构造为t形的。

根据本发明的阀可以如下地被构造，即：能够由该驱动单元仅仅在关闭方向上以及在相反的方向上来移动该关闭机构。而根据本发明的阀的扩展方案还实现了：该关闭机构不仅在关闭方向上和相反的方向上、而且在与其成角度的、优选正交的方向上能够运动。针对这种移动，但可以不是必须设置至少一个第二驱动单元。根据本发明的阀特别优选地是所谓的l形阀。从而在优选的变化方案中规定，该关闭机构可以从抬起位置开始在与关闭方向成角度的、优选正交的方向上优选由至少一个第二驱动单元运动到打开位置，其中该关闭机构在该打开位置中完全或至少部分不被由阀座所围绕的阀开口所覆盖。该关闭机构在抬起位置中不再靠置在该阀座上、但仍然由该阀开口所覆盖，而该打开位置规定该关闭机构根本不再或至少部分地不再由该阀开口所覆盖，并且从而完全或部分地释放该阀开口。

如前所述，根据本发明的阀特别优选地应用在所谓的真空技术中。通常所说的真空技术是，达到压力小于或等于0.001mbar(毫巴)或0.1帕斯卡的运行状态。真空阀是针对这种压力范围和/或相应的环境压差而设计的阀。但如果其针对低于常压、也即低于1bar的压力来设计，通常也称为真空阀。

本发明的优选扩展方案的其他特征和细节借助优选实施例在附图说明中示例地进行解释。其中：

图1示出了根据本发明的阀的外观；

图2、3和4示出了在打开位置、抬起位置和关闭位置分别沿图1的剖面线aa的关闭机构纵剖面图；

图5示出了该驱动单元和关闭机构的纵剖面图；

图6示出了其侧视图；

图7示出了沿图6的剖面ee的剖面图，以及

图8示出了该驱动单元和关闭机构的部件的分解图。

在图1中所示的、根据本发明的阀1如其本身已知地具有壳体20和两个围绕阀开口18的法兰19。该阀1可以利用法兰19固定到相应的处理室或管道等上。这本身是已知的并且不必进一步解释。

图2、3和4分别示出了沿剖面线aa的纵剖面图。在图2中该阀1的关闭机构2位于打开位置中。在该打开位置中，该关闭机构2在该实施例中完全没有被由该阀座3所围绕的阀开口18覆盖(deckung)。在该打开位置中，该关闭机构2在该实施例中于是从而完全释放该阀开口18。在图3中示出了抬起位置，其中该关闭机构2在在此所示的实施例中虽然从该阀座3上抬起，但仍然覆盖有该阀开口18。如果该关闭机构2从图3的位置开始现在在关闭方向5上由该驱动单元4朝该阀座3被按压，那么就到达图4中所示的关闭位置，在其中该关闭机构2按压到该阀座3上。该关闭机构2在朝向关闭方向5上以及逆着关闭方向5上、也即在图3和4的位置之间的运动在所示的实施例中由驱动单元4来实现，其中该驱动单元由气动活塞-气缸单元来构造。其从而具有在该驱动单元4的气缸21中可移动地支撑的活塞22。在该驱动单元4中在该活塞22上具有活塞杆23，其与该反压力板24相连接。为了在与该关闭机构2相反的一侧上支撑该驱动单元4，该反压力板24在把该关闭机构2按压到该阀座3上时支撑在对应座27上。

为了在方向16上以及在相反的方向上在图2的打开位置与图3的抬起位置之间来回移动该关闭机构2连同该驱动单元4，在该实施例中设置有第二驱动单元17。其在此同样作为气动活塞-气缸单元来构造。其具有在气缸21中被导向的活塞22，其中在其活塞杆23上固定有该驱动单元4连同该关闭机构2。该关闭机构2从而能够整体沿着l形的运动轨迹来运动。根据本发明的阀1的在此所示的实施例从而是所谓l阀的一种实施方式。如前所述，但本发明自然也并不局限于这种l阀。

在该实施例中，两个驱动单元4和17作为气动活塞-气缸单元来构造。对此要指出的是其并不必须如此。在本发明的范畴内也可以采用完全不同类型的驱动单元、比如液压、电气和/或机械驱动单元、像比如在ch659512中所示出的。

为了能够在按压到该阀座3上时最佳地对准它，该关闭机构2在该实施例中根据本发明在正交于或横向于关闭方向5的至少一个方向7上可移动地支撑。在所示的变化方案中，该方向7与该关闭方向5相正交地定向。这种可移动性被设计为，使得在此作为阀盘来构造的关闭机构2可以从中性位置开始在所有方向7上径向地、也即在与关闭方向5相正交的平面8中被移移。该关闭方向5构成了该阀盘的在图6中所示关闭平面9的平面法线。

为了实现该关闭机构2在该驱动单元4的支承体6上可移动的支撑，在该实施例中规定，该驱动单元4的支承体6具有至少一个容纳空间14，并且该关闭机构2具有一个在该容纳空间14中带有间隙地支撑的支撑元件15。这在图5中该关闭机构2和驱动单元4的纵剖面中可以特别清楚地看到。该容纳空间14以及支撑元件15在此在与关闭方向5相平行的纵剖面中看而构造为t形的。这在图2-4和5中也可以清楚地看到。为了保持低的摩擦力，在该关闭机构2和该支承体6之间构造有滑动支承12。

如前所述，本发明的优选变化方案规定，为了在按压到该阀座3上时将该关闭机构2对准，该关闭机构2和/或该阀座3和/或在关闭位置中在该关闭机构2与该阀座3之间所设置的至少一个密封装置10具有朝向关闭方向5缩小的横截面11。在在此所示的实施例中为此该阀座3构造为锥形的，这在图2至4中可以特别清楚地看到。在锥形构造的情况下该阀座3的横截面11也朝关闭方向5缩小。但如果把在此在该关闭机构2上所设置的密封装置10或者该关闭机构2本身构造为锥形的或者构造有朝关闭方向5缩小的横截面11，那么也可以达到同样的效果。出于完整性应指出的是，该密封装置10除了固定在该关闭机构2上、自然也可以固定在该阀座3上。

为了当该关闭机构2从该阀座3抬起时将该关闭机构2相对于该驱动单元4的支承体6保持于中性位置或将其置于该中性位置，在所示的实施例中设置有预紧弹簧13。其可以在图7和8中特别清楚地看到。其在此作为星形环绕的弹簧来构造，其设置在该支承体6与该关闭机构2或其支撑元件15之间的、在此为环形的容纳空间14中。该环形的自由空间实现了该关闭机构2相对于该支承体6在按压到该阀座3上时在与关闭方向5相正交的平面8中的所有方向7上的移动。该预紧弹簧13那么就相应地在该关闭机构2从该阀座3上抬起时再次用于从所有这些方向上相应复位到图7所示的中性位置。

在图8中还示出了该驱动单元4和该关闭机构2的不同部件的分解图。在这里所实现的实施例中设置有支撑环26，其把锥形成型的密封装置固定在该关闭机构2上。为了能够在该分解图中示出在该气缸21外部的活塞22连同活塞杆23，该气缸后壁25从气缸21抬起来示出。

标号列表

1阀

2关闭机构

3阀座

4驱动单元

5关闭方向

6支承体

7方向

8平面

9关闭平面

10密封装置

11横截面

12滑动支承

13预紧弹簧

14容纳空间

15支撑元件

16方向

17第二驱动单元

18阀开口

19法兰

20壳体

21气缸

22活塞

23活塞杆

24反压力板

25气缸后壁

26支撑环

27对应座