本发明涉及一种阀、特别是真空阀，其带有至少一个关闭机构以及至少一个包围阀的阀开口的阀座，该关闭机构具有楔形的关闭区域，其中，在该关闭机构的关闭位置，所述楔形的关闭区域密封地贴靠在所述阀座上并封闭所述阀开口，而在打开位置开通所述阀开口，用于使得流体和/或固体输送经过所述阀开口，其中，所述关闭机构利用楔形的关闭区域在所述关闭位置与所述打开位置之间，在运动轨道上可来回运动地安置。
上述类型的阀在现有技术中已知有多种设计方式。这些阀由于关闭机构的楔形的关闭区域而往往也称为所谓的楔形阀。在现有技术中，楔形阀在打开位置与关闭位置之间，仅仅在一个方向上直线地运动。于是，打开、即关闭机构从关闭位置运动到打开位置，仅仅直线地在相反方向上进行。
楔形阀具有如下优点：可相对简单地在阀关闭时实现相当大的密封力。出于这个原因，所述类型的楔形阀也往往应用于所谓的脏污过程，即如下过程：在这些过程中，随着经由阀开口输送的流体而被带走的颗粒沉积在阀内，因而污染了阀，特别是也污染了阀座。
本发明的目的是，提出上述类型的阀的一种替代的设计方式。
为此根据本发明提出，运动轨道本身弯折和/或弯曲。
因此与现有技术相反，针对根据本发明的阀规定，所述的、优选整个的关闭机构，在关闭位置与打开位置之间，并非仅仅总是沿着一个方向直线地运动，而是在弯折的和/或弯曲的运动轨道上运动。这能为本发明的阀实现附加的设计可行性，其特别是也可以用于把阀或楔形阀也应用在如下环境中：在这些环境中，非常脏污的流体和/或固体必须输送经过阀开口。
为了沿着弯折的和/或弯曲的运动轨道引导关闭机构，本发明的优选变型规定，为了沿着运动轨道引导关闭机构，阀具有至少一个滑槽轨道，其中，滑槽轨道本身是弯折的和/或弯曲的。相关地特别优选地规定，为了沿着运动轨道引导关闭机构，阀具有至少一个滚轮或至少一个滑块，其中该滚轮或该滑块被滑槽轨道引导。相关地需要指出，滑槽轨道既可以构造在关闭机构上，又可以构造在阀的其它构件上，即例如构造在阀的阀壳体上。在优选的变型中，设置了多个用于引导关闭机构的滑槽轨道。滑槽轨道的情况同样适用于滚轮或滑块。同样，滚轮或滑块既可以设置在关闭机构上，又可以设置在阀的另一构件上，特别是设置在阀壳体上，或者必要时可转动地固定在其位置上。所述滑槽轨道或这些滑槽轨道例如可以是滑轨、槽等。
优选的变型规定，运动轨道分成多个运动轨道区段，优选分成至少两个、特别优选至少三个运动轨道区段。这些运动轨道区段可以彼此相对弯折或者以不同的弯曲度弯曲。但在其它实施例中，也可以涉及只有一个唯一的弯曲半径的弯曲的运动轨道。于是在这种情况下，必要时可以不在不同的运动轨道区段之间进行区分。如果可辨别出不同的运动轨道区段，则本发明的优选的设计方式规定，运动轨道的每两个相继的运动轨道区段和/或滑槽轨道的每两个相继的滑槽轨道区段相互间夹成135°至170°、优选145°至155°的角度。术语“弯折”系指，这里不仅涵盖角度的精确的造型。确切地说也可以规定，在这些弯折中考虑一定的弯曲度。在本发明的一种特别优选的设计方式中，运动轨道的每两个相继的运动轨道区段和/或滑槽轨道的相应的滑槽轨道区段相互间以150°的角度布置。
优选的设计方式规定，运动轨道和/或至少一个必要时存在的滑槽轨道优选至少弯折两次。
例如可以规定，运动轨道具有一个中间的运动轨道区段和两个分别在端侧与该中间的运动轨道区段连接的运动轨道区段，其中分别在端侧连接的运动轨道区段分别相对于中间的运动轨道区段弯折地布置。完全可以规定，至少一个滑槽轨道具有一个中间的滑槽轨道区段和两个分别在端侧与该中间的滑槽轨道区段连接的滑槽轨道区段，其中，分别在端侧连接的滑槽轨道区段分别相对于中间的滑槽轨道区段弯折地布置。也可以规定，整个运动轨道本身都弯曲地设计。
本发明的特别优选的设计方式规定，关闭机构除了具有楔形的关闭区域外，还具有楔形的通过区域，该通过区域包围关闭机构中的转移开口，其中，关闭机构在打开位置以通过区域密封地贴靠在阀座上，并且，关闭机构的转移开口为了把流体和/或固体输送通过而在打开位置与阀开口对齐地布置。换句话说，也就是在该变型中规定，关闭机构具有两个互不相同的楔形区域，即楔形关闭区域和楔形通过区域。在这种阀中，关闭机构优选有两个互不相同的位置，在这些位置，关闭机构密封地顶压到阀座上或者贴靠在阀座上。在关闭机构的一个位置，关闭机构的楔形关闭区域密封地贴靠在阀座上。在另一位置，关闭机构的楔形通过区域密封地贴靠在阀座上。在刚刚提到的那个位置，到达阀的打开位置，其方式为，关闭机构的通过区域的转移开口与阀开口对齐，从而流体和/或固体能够在该打开位置被引导经过阀开口和转移开口。换句话说，也就是在这些变型中规定，关闭机构无论在打开位置、还是在关闭位置都密封地顶压到阀座上或者密封地贴靠在阀座上。在这种情况下能实现将流体和/或固体输送经过阀开口，其方式为，恰恰在楔形通过区域中有一个转移开口。特别优选当必须把附着了相当多的颗粒的流体和/或固体输送经过阀开口时采用这些变型。这种流体和/或固体的危险特别高：在阀中会出现并非所愿的颗粒沉积，这可以通过本发明的优选的设计方式予以防止。
相关地特别有益的是，转移开口被关闭机构的通过区域的转移开口限定壁包围，用于防止流体和/或固体进入到阀壳体的内腔中。如果关闭机构的楔形通过区域由实心材料制成，该转移开口限定壁就自动地产生。相反，如果关闭机构的通过区域被构造成带有两个彼此楔形地布置的限定壁的空心体，则转移开口限定壁可以构造成在这两个楔形地布置的限定壁之间的单独的连接壁。转移开口限定壁于是例如可以是相应地楔形构造的管区段。原则上需要指出，关闭机构的通过区域是关闭机构的楔形构造的区域，或者是形成关闭机构的那个壁或那些壁的楔形构造的区域，其中，该通过区域恰好包围关闭机构中的至少一个开口，该开口在此称为转移开口。也可以把关闭机构的关闭区域称为关闭机构的第一区域，而把通过区域称为关闭机构的第二区域。这些区域最好不交叠。然而，关闭机构的关闭区域和关闭机构的通过区域最好持久地刚性地相互连接。需要用来把关闭机构密封地布置在阀座上的密封件既可以设置在关闭机构本身上，又可以设置在阀座上。在密封件设置在关闭机构上的情况下，本发明的特别优选的变型规定，关闭机构在关闭区域和通过区域中分别具有至少一个密封件。如果密封件设置在阀座上，则优选的变型规定，关闭机构在关闭区域和通过区域中分别具有至少一个密封座。于是，固定在阀座上的密封件顶压到该密封座上，如果关闭机构以相应的区域密封地顶压到阀座上或者贴靠在阀座上的话。
优选的变型规定，阀具有阀壳体，阀座是该阀壳体的一部分。特别优选的变型规定，在阀中有两个彼此相对的阀座，其中，楔形的关闭区域、必要时还有楔形的通过区域在关闭位置或打开位置密封地贴靠在两个彼此相对的阀座上。于是，关闭机构的所述的这些楔形区域在该位置中因而布置在彼此相对的、通常也楔形地构造的阀座之间。于是在这些设计方式中，有益地既在关闭区域中、也在通过区域中分别设置至少两个彼此相对的密封件，如果这些密封件设置在或者固定在关闭机构上的话。
原则上有各种不同的可行方案用来驱动关闭机构沿着其弯折的和/或弯曲的运动轨道运动。在此，本发明的一种优选的变型规定，阀具有一个、优选一个唯一的直线式驱动件，用于使得关闭机构在打开位置与关闭位置之间来回运动。在此特别优选的是，关闭机构的楔形的关闭区域和/或楔形的通过区域朝向其楔形地变窄的方向垂直于直线式驱动件的运动方向。本发明的替代的变型规定，阀具有一个、优选一个唯一的摆动式驱动件，用于使得关闭机构在打开位置与关闭位置之间来回运动。也可以考虑它们的组合。
如果现在只采用直线式驱动件，则优选的变型规定：直线式驱动件和关闭机构借助至少一个传递杆件相互连接，其中，传递杆件可摆动地既设置在直线式驱动件上又设置在关闭机构上。
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，当达到压力小于或等于0.001mbar或0.1帕斯卡的工作压力时，就说是真空技术了。真空阀是被设计用于这种压力范围和/或相对于外界的相应压差的阀。但是，当其被设计用于低于通常压力即低于1bar的压力时，通常也可以说是真空阀。
本发明的优选设计方式的其它特征和细节将借助优选的实施例在附图说明中予以示范性地介绍。其中：
图1至5示出了真空阀的根据本发明的第一实施例的不同视图，其中，真空阀位于关闭位置；
图6示出本发明的该第一实施例的关闭机构，其带有楔形的关闭区域和楔形的通过区域；
图7示出第一实施例的关闭机构的运动轨道；
图8至10示出该第一实施例的关闭机构的中间位置的视图；
图11至16示出根据本发明的阀的该第一实施例的打开位置的视图；以及
图17和18示意性地示出本发明的替代设计方式的粗略设计。
在图1中以正视图示出位于关闭位置的阀1。这里可清楚地看到阀开口4，该阀开口在关闭位置被关闭机构2的关闭区域3封闭。阀开口在此系指任一开口，阀壳体18，在阀壳体18的彼此相对侧和位于其间的空间。在两侧分别安置了法兰31。利用该法兰31，本发明的阀可以与处理腔、连接管路等连接。图1中只能从外面看到的直线式驱动件标有参考标号23。
图2中所示为阀1的沿着剖切线aa剖切的竖直剖视图。在那里可清楚地看到，关闭机构2具有两个彼此分开地布置的、但一体固定地相互连接的区域。这一方面是关闭区域3，该关闭区域在阀1或关闭机构2的关闭位置密封地以其密封件21顶压到彼此相对的阀座5上，由此封闭阀开口4。此外还有关闭机构2的、称为通过区域16的区域，转移开口17就设置在这个区域中。关闭机构2的通过区域16因而包围转移开口17。通过区域16中的转移开口17的出口分别被密封件22包围。
图3所示为阀1的俯视图。在图3中示出了剖切线bb。图4中示出了阀1的沿着该剖切线bb剖切的相应的剖视图。根据图4的剖视图因而以朝向在那里同样被剖切地示出的处于关闭位置的关闭机构2的视角示出了阀壳体18的内腔20。在该剖视图中也可清楚地看到直线式驱动件23的内部结构，该直线式驱动件在此用于使得关闭机构沿着运动轨道6运动。这里的直线式驱动件23是气动的活塞-气缸装备。它包括气缸25，活塞26以本已公知的方式沿着直线式驱动件23的直线的运动方向38可移动地安置在所述气缸中。为了使得活塞26在气缸25中移动，采用本已公知的方式在分别布置在活塞相对侧的气缸空腔中施加不同的压力。活塞26固定地与活塞杆27连接。该活塞杆经由可转动的密封的皮囊(blag)28从气缸25中伸出，并带有顶部40。该顶部40、进而还有活塞杆27在一侧借助支撑轮29支撑在阀壳体18的相邻的壁区域上。与关闭机构2或其连接板32的铰接连接位于相对侧。活塞杆27或其顶部40与关闭机构2或其连接板32之间的连接借助于可摆动的传递杆件24进行，该传递杆件通过相应的活节30可摆动地既布置在顶部40或活塞杆27上、进而布置在直线式驱动件23上，又布置在关闭机构2上。图4和5中示出的、楔形的关闭区域3以及楔形的通过区域16楔形地朝向其而变窄的方向39垂直于直线式驱动件23的用双箭头绘出的直线的运动方向38。为了使得关闭机构在其关闭位置与打开位置之间的路径上根据本发明沿着这里本身弯折的运动轨道6引导，在所示实施例中总共存在4个滑槽轨道7，在图4中由于剖切面的位置，只能看到其中两个完整的滑槽轨道，以及在转移开口17的区域中能部分地看到一个滑槽轨道。在所示实施例中，这些滑槽轨道7固定地设置在阀壳体18上。有一些滚轮8位于关闭机构2上，关闭机构2利用这些滚轮在直线式驱动件23的驱动下在滑槽轨道7上滚动并且因而沿着图7中示意性地示出的有两次弯折的运动轨道6受到强制引导。在关闭位置与打开位置之间的运动或者反向的运动期间，跟踪并绘出关闭机构2上的任一点，这样就能使得运动轨道6可视化。运动轨道6通常具有与所述滑槽轨道7或多个滑槽轨道7相同的走向。
在所示实施例中，运动轨道6具有三个运动轨道区段9、10和11。中间的运动轨道区段10与直线式驱动件23的直线的运动方向38平行地伸展。分别在端侧与其连接的两个运动轨道区段9和11分别相对于运动轨道区段10弯折地布置。如开篇已述，运动轨道区段9和10以及10和11之间的角度15最好位于135°至170°、特别优选145°至155°的角度范围内。在具体实施例中，该角度为150°。当关闭机构2位于其关闭位置时，就到达了弯折的运动轨道区段9的上端部，在该关闭位置，关闭区域3顶压至阀座5，使得阀开口4封闭且密封。在关闭机构2的打开位置，如果如图11至16中所示，通过区域16密封地顶压到阀座5上，并且转移开口17与阀开口4对齐地布置，使得阀开口4贯通地打开且流体和/或固体可以被输送通过该阀开口，则到达下面的弯折的运动轨道区段11的下端部。
为了沿着运动轨道6强制地引导关闭机构2，滑槽轨道7按照运动轨道6来构造。这些滑槽轨道也各有三个滑槽轨道区段12、13和14。中间的各滑槽轨道区段13分别平行于直线式驱动件23的直线的运动方向38。端侧的滑槽轨道区段12和14分别以相应的角度15相对于中间的滑槽轨道区段13弯折。滑槽轨道7的角度15在此等于运动轨道的角度15。关闭机构2利用滚轮8沿着滑槽轨道7滚动。在关闭位置，这些滚轮分别位于相应的滑槽轨道7的上面的各滑槽轨道区段12的端部区域中，这就像图4中可清楚地看到的一样。由此，相应的滑槽轨道区段12通过滚轮8把关闭机构2、进而把关闭区域3密封地顶压在阀座5之间或者顶压在这些阀座上。
图5所示为沿着根据图1的水平剖切线cc剖切的剖视图，并且因而是关闭机构2的楔形关闭区域3的剖视图，该关闭区域比如借助于密封件21密封地贴靠在或者顶压在这里同样楔形地布置的阀座5上。可清楚地看到，在该实施例中，关闭区域3如同整个关闭机构2那样由实心材料制成。替代地也可行的是，把关闭机构2设计成空心体，该空心体由相应地楔形构造的限定壁界定。
图6示出在该实施例中采用的关闭机构2，其拆除掉了其它构件。可清楚地看到固定地相互连接的、均为楔形的区域，其形式为关闭区域3和通过区域16。在通过区域16中设置了转移开口17。在通过区域16的两侧各有一个o形的、包围转移开口17的密封件22。在关闭区域3中，在关闭区域3的两侧设置了相应成型的密封件21。但是，关闭机构2在关闭区域3中在密封件21内部的区域内被构造成闭合的壁，以便能够在关闭位置彻底封闭阀开口4。转移开口17被关闭机构2的通过区域16的转移开口限定壁19包围。它防止当关闭机构位于打开位置时流体和/或固体进入到阀壳体的内腔20中，在该打开位置，通过区域16密封地贴靠在阀座5上，使得转移开口17与阀开口4对齐，以便由此开通阀开口4。如开篇已述，如果将转移开口17嵌入到通过区域16中，则在由实心材料设计成的通过区域16中自动地产生转移开口限定壁。如果通过区域16或整个关闭机构2构造成被楔形地布置的限定壁包围的空心体，则转移开口限定壁19即例如相应地楔形的管件可以使得通过区域16的两个限定壁相互连接。
如已述，图7示范性地示出该实施例的弯折地构造的运动轨道6。
为了把阀从图1至5中所示的关闭位置带到图11至16中所示的打开位置，关闭机构2被直线式驱动件23向下运动。在此，滑槽轨道7或其上面的滑槽轨道区段12首先一下子就把关闭区域3从阀座5中顶压出来。接下来，滚轮8沿着中间的各滑槽轨道区段13滚动。在该运动轨道区段10中，关闭机构2平行于直线式驱动件23的直线的运动方向38运动。于是，如果滚轮8在该关闭运动中遇到下面的各滑槽轨道区段14，则关闭机构2就以其通过区域16利用在方向39上的运动分量被压到阀座5之间，以便在图11至16中所示的以打开位置为形式的终止位置密封地在阀座5之间到达最终位置。同样在打开位置使得阀壳体18的内腔20密封。而阀开口4却因对齐地布置转移开口17而打开，从而流体和/或物件能够被输送穿过阀开口4、进而也穿过转移开口17。
在图8至10中示出了中间位置，在这种情况下，关闭机构2沿着运动轨道6的中间的运动轨道区段10运动。在该位置，如图8和10中可见，转移开口17仅仅部分地与阀开口4对齐地布置。无论关闭区域3、还是通过区域16，在这些中间位置都没有密封地顶压在阀座5上。传递杆件24通过活节30铰接地既支撑在关闭机构2上、又支撑在直线式驱动件23上，这能实现使得关闭机构除了沿着方向38运动外还平行于方向39运动。
在示出了打开位置的图11至16中，图11又从外面示出了阀1的相应的正视图。图12所示为沿着图11的剖切线ee剖切的纵剖视图，图13所示为沿着图11的剖切线ff剖切的水平剖视图。在图12中可清楚地看到，在打开位置通过区域16是如何顶压到阀座5上的，从而一方面转移开口17与阀开口4对齐地布置，且由此可经过该阀开口。另一方面，通过闭合的转移开口限定壁19且通过借助于密封件22在阀座5上实现的密封，防止了在该位置穿过阀开口4的流体和/或固体会进入到阀体18的内腔20中。图13以水平剖视图示出了同样的情况。这里同样也既可清楚地看到通过区域16以及转移开口17的楔形构造，又可看到阀座5的楔形布置。
图14以俯视图示出了两条剖切线gg和hh。在图15中示出了沿着剖切线gg剖切的剖视图。在图16中还附加地示出了沿着弯折的剖切线hh剖切的剖视图，以便至少在一幅图中能示出全部的四个滑槽轨道7和在其上引导的滚轮8。在图15和16中也可清楚地看到，这些滚轮分别位于下面的弯折的滑槽轨道区段14的端部上，以便由此把通过区域16密封地顶压到阀座5上。
图17示意性地示出本发明的一个替代的设计方式，其中仅仅示出了在此被设计成摆动式驱动件的驱动件33、带有楔形关闭区域3和楔形通过区域16的关闭机构2及四个滑槽轨道7中的两个。余下的滑槽轨道7以及带有阀开口4、阀座5和法兰31的阀壳体18原则上可以与第一实施例类似地设计。在该实施例中，关闭机构2沿着与图7类似地构造的、弯折的运动轨道6借助于摆动式驱动件33运动。该摆动式驱动件为此具有驱动杆件34，该驱动杆件可以在摆动方向37上摆动，并利用引导滚轮36在关闭机构2的长孔式的引导槽35内引导。
图18同样示意性地示出多种可能的变型中的第二种变型。在这里，为了使得关闭机构2沿着运动轨道6运动，同样采用了摆动式驱动件33，它使得驱动杆件34在摆动方向37上来回运动。在图18中用实线示出处于抬升的关闭位置的关闭机构2，而在下降的打开位置则以虚线示出。分别以纵剖视图示出了关闭区域3和通过区域16的位置。在虚线的下面的位置，转移开口17同样与这里未示出的阀开口4对齐地布置。这里也未明确地示出阀壳体18、阀座5和法兰31。它们也可以与第一实施例类似地设计，但要注意，关闭区域3和通过区域16在该实施例中沿着图18中所示的方向39楔形地变窄，从而阀座5必定相应地构造和布置。无论如何，图18都示出了本发明的带有本身弯曲的运动轨道6的一个实施例，尽管非常示意性地示出。
附图标记清单
1阀21密封件
2关闭机构22密封件
3关闭区域23直线式驱动件
4阀开口24传递杆件
5阀座25气缸
6运动轨道26活塞
7滑槽轨道27活塞杆
8滚轮28皮囊
9运动轨道区段29支撑轮
10运动轨道区段30活节
11运动轨道区段31法兰
12滑槽轨道区段32连接板
13滑槽轨道区段33摆动式驱动件
14滑槽轨道区段34驱动杆件
15角度35引导槽
16通过区域36引导滚轮
17转移开口37摆动方向
18阀壳体38直线的运动方向
19转移开口限定壁39方向
20内腔40顶部