DE2048688C3

DE2048688C3 -

Info

Publication number: DE2048688C3
Application number: DE19702048688
Authority: DE
Inventors: Vladimir Aleksandrovitsch Kamardin; Georgy Filippovitsch Polyakov; Vladimir Lvovitsch Vanin
Original assignee: INSTITUT FIZIKI POLUPROVODNIKOV CO AN SSR NOVOSIBIRSK (SOWJETUNION)
Current assignee: INSTITUT FIZIKI POLUPROVODNIKOV CO AN SSR NOVOSIBIRSK (SOWJETUNION)
Priority date: 1969-10-13
Filing date: 1970-10-03
Publication date: 1978-07-27
Also published as: GB1323923A; DE2048688B2; FR2065192A5; DE2048688A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für Vakuumanlagen mit einem Verschlußstück, das über eine steigende Gewindespindel mit einem aus dem Ventilgehäuse herausragenden Gewindeabschnitt aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist, und mit mehreren gegen die Oberseite des Verschlußstücks in Schließrichtung preßbaren Schraubbolzen. Ein Ventil dieser Bauart ist aus der deutschen Patentschrift 348028 bekannt.The present invention relates to a valve for vacuum systems with a closure piece, this via a rising threaded spindle with a threaded section protruding from the valve housing is movable from the closed position into the open position, and with several against the top of the Closure piece in the closing direction compressible screw bolt. A valve of this type is from the German patent 348028 known.

Bei dem bekannten, allerdings nicht für Vakuumanlagen bestimmten Ventil wird das Verschlußstück normalerweise durch die zentrale Gewindespindel betätigt, die dabei auch den vollen dichtenden Anpreßdruck erzeugen muß. Zwei Schraubbolzen, die schräg auf den Rand des Verschlußstücks drücken können, sind dabei zurückgezogen und behindern den Arbeitshub des Verschlußstücks nicht. Die Schraubbolzen dienen lediglich zur Ausführung von Hilfsfunktionen im Zusammenhang mit an dem Gewindespindelantrieb notwendig werdenden Reparaturen.In the case of the known valve, however, not intended for vacuum systems, the closure piece normally operated by the central threaded spindle, which also applies the full sealing contact pressure must generate. Two screw bolts that can press diagonally on the edge of the locking piece, are withdrawn and do not hinder the working stroke of the locking piece. The bolts are only used to perform auxiliary functions in connection with the threaded spindle drive repairs that become necessary.

Wenn solche Reparaturen notwendig werden, z. B. eine Stopfbuchse auszuwechseln ist, werden die beiden Schraubbolzen vorgedreht und drücken dann an gegenüberliegenden Stellen auf den Rand des Verschlußstücks und halten dieses in geschlossener Lage. Es können dann an der Gewindespindel Reparaturen ausgeführt werden.If such repairs are necessary, e.g. B. a stuffing box needs to be replaced, the two Screw bolts are screwed in advance and then press at opposite points on the edge of the locking piece and hold it in the closed position. Repairs can then be carried out on the threaded spindle.

Für Vakuumanlagen wäre die bekannte Ventilkonstruktion nicht geeignet. Hierbei kommt es darauf an, schnelle öffnungs- und Schließbewegungen bei absoluter Dichtigkeit in der geschlossenen Stellung verwirklichen zu können. Da bei der bekannten Ausbildung das öffnen und Schließen durch Drehen der Gewindespindel erfolgt, geht die Betätigung nur in ' üblicher langsamer Weise vor sich.The well-known valve design would be used for vacuum systems not suitable. Here it is important to have fast opening and closing movements with absolute To be able to realize tightness in the closed position. As with the known training opening and closing is done by turning the threaded spindle, actuation only goes into 'in the usual slow way in front of you.

Die lediglich zwei Schraubbolzen bei der bekannten Ausbildung können zwar das Verschlußstück für normale Beanspruchungen geschlossen halten, wären jedoch zur Sicherstellung einer absoluten Dichtigkeit ι» unter Höchstvakuumbedingungen nicht geeignet, insbesondere nicht bei den hier vorkommenden Ventiltellern verhältnismäßig großen Durchmessers,The only two bolts in the known training can be the locking piece for normal Keeping stresses closed, however, would be to ensure absolute tightness ι »not suitable under maximum vacuum conditions, in particular not with the valve plates with a relatively large diameter that occur here,

Nachteilig ist schließlich noch bei der bekannten Ausbildung, daß jedes der drei Betätigungselemente, ι > nämlich Gewindespindel und zwei Schraubbolzen, an öer Stelle ihrer Durchführung durch das Gehäuse gegenüber der Umgebung durch Stopfbuchsen abgedichtet ist. Hieraus ergibt sich eine geringe Zuverlässigkeit der bekannten Ausbildung, die speziell für -Π Vakuumanlagen untragbar wäre.Finally, the disadvantage of the known design is that each of the three actuating elements, ι> namely threaded spindle and two bolts öer place opposite their implementation through the housing the environment is sealed by stuffing boxes. This results in poor reliability the well-known training, which would be unsustainable especially for -Π vacuum systems.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein zur Verwendung in Vakuumanlagen geeignetes Ventil zu schaffen, mit welchem bei absoluter Dichtigkeit im 2Ί geschlossenen Zustand schnelle öffnungs- und Schließbewegungen verwirklicht werden können.The object of the present invention is to provide a system suitable for use in vacuum systems valve while avoiding the drawbacks described, with which in absolute tightness in the closed state 2Ί rapid opening and closing movements can be realized.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe die Gesamtheit der nachfolgenden Merkmale vorgeschlagen: «ι a) der Gewindeabschnitt der Gewindespindel ist ein Gewinde großer Steigung, auf das eine Spindelmutter axial beweglich aufgeschraubt ist, die sich zum öffnen des Ventils mit ihrer unteren Stirnfläche gegen einen Gehäusedeckel abstützt;
)> b) die Dichtkraft zwischen Verschlußstück und Ventilsitz wird ausschließlich von mindestens drei gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Schraubbolzen erzeugt und über ein ringförmiges Zwischenstück aus einem Werkstoff großer ■■ο Härte auf das Verschlußstück übertragen;Based on the training described above, the totality of the following features is proposed to solve this problem: «ι a) the threaded section of the threaded spindle is a thread with a large pitch, onto which a spindle nut is axially movably screwed, which opens the valve with its lower The end face is supported against a housing cover;
)> b) the sealing force between the closure piece and the valve seat is generated exclusively by at least three bolts evenly distributed around the circumference and transferred to the closure piece via an annular intermediate piece made of a material of great hardness;

c) es ist ein die Gewindespindel samt den Schraubbolzen umgebendes, das Ventilinnere gegen die Atmosphäre abdichtendes Wellrohr vorgesehen. Bei dieser Ausbildung ist die Gewindespindel nicht 4> gehäusefest fixiert und dient lediglich zum Lösen des Verschlußstücks aus der geschlossenen Stellung. Ein anschließendes weiteres Öffnen geschieht, wenn die Schraubbolzen bereits herausgedreht sind, ganz schnell durch Herausziehen der Gewindespindel. Ge- >o nauso schnell kann ein vorläufiges Schließen durch Hinunterdrücken der Gewindespindel vor sich gehen, wobei zunächst der äußere Atmosphärendruck das VerschlußstUck in der geschlossenen Stellung hält. Die Schraubbolzen, die bei dieser Ausbildung die ■-,ι einzige Quelle des dichtenden Anpreßdrucks sind, erzeugen durch ihre Anordnung von mindestens drei gleichmäßig auf dem Umfang verteilten und die Anpreßkraft über ein starres Zwischenstück in das VerschlußstUck einleitenden Ausbildung eine auch unter Hochvakuumbedingungen zuverlässige Dichtwirkung. c) it is a threaded spindle including the screw bolts surrounding corrugated pipe sealing the inside of the valve against the atmosphere is provided. In this design, the threaded spindle is not fixed to the housing and is only used to loosen the Closure piece from the closed position. A subsequent further opening happens when the Screw bolts are already unscrewed, very quickly by pulling out the threaded spindle. Ge > A provisional closing by pressing down the threaded spindle can take place just as quickly, initially the external atmospheric pressure holds the closure piece in the closed position. The screw bolts, which in this training are the only source of the sealing contact pressure, generate by their arrangement of at least three evenly distributed on the circumference and the contact pressure Via a rigid intermediate piece in the locking piece introducing training also under Reliable sealing effect under high vacuum conditions.

Durch die Anordnung des Wellrohrs wird es entbehrlich, die Gewindespindel und die Schraubbolzen besonders abzudichten, so daß in allen Betriebsstellungen eine zuverlässige Abdichtung des Ventilinnenraums gegenüber der Atmosphäre sichergestellt ist. Das Wellrohr kann auch die Wirkung einer Feder haben, die das Verschlußstück in einer mittleren StellungThe arrangement of the corrugated pipe means that the threaded spindle and the screw bolts can be dispensed with especially to seal, so that a reliable seal of the valve interior in all operating positions with respect to the atmosphere is ensured. The corrugated pipe can also have the effect of a spring, which the locking piece in a middle position

zu halten sucht, aus der heraus schnell die geschlossene oder die offene Stellung erreicht werden kann.seeks to keep out of the fast closed or the open position can be reached.

Es ist zweckmäßig, wenn im ringförmigen Zwischenstück halbkugelige zentrierende Vertiefungen für die entsprechend geformten Enden der Schraubbolzen ausgebildet sind,It is useful if hemispherical centering depressions in the annular intermediate piece are designed for the correspondingly shaped ends of the screw bolts,

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below by the description of an exemplary embodiment on the basis of Drawings explained further. It shows

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch das Ventil in der geöffneten Stellung,1 shows an axial longitudinal section through the valve in the open position,

Fig. 2 einen axialen Längsschnit durch das Ventil in der geschlossenen Stellung,2 shows an axial longitudinal section through the valve in the closed position,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ventil.Fig. 3 is a plan view of the valve.

Das Ventil für Vakuuraanlagen enthält ein Verschlußstück 1, das mit einer zentralen Gewindespindel 3 über deren Fuß 3a verbunden ist. Das Verschlußstück 1 ist auf einen Schraubenfortsatz 2 des Gewindespindelfußes 3 a aufgeschraubt.The valve for vacuum systems contains a closure piece 1 which is connected to a central threaded spindle 3 via its foot 3a . The closure piece 1 is screwed onto a screw extension 2 of the threaded spindle foot 3 a .

Am anderen Ende der Gewindespindel 3 ist ein linksgängiges Gewinde 4 mit großer Gewindesteigung ausgeführt, auf dem eine Spindelmutter 5 sich verschieben kann, die über eine Scheibe 6 auf dem Gehäusedeckel 7 aufliegt. In den Gehäusedeckel 7 ist auch eine Führungsbuchse 8 eingepreßt, die zum Zentrieren und zur Führung der Gewindespindel 3 dient. Die Teile 2 bis 8 bilden den Öffnungsantrieb für das Verschlußstück 1.At the other end of the threaded spindle 3 is a left-hand thread 4 with a large thread pitch executed, on which a spindle nut 5 can move, which has a washer 6 on the housing cover 7 rests. In the housing cover 7, a guide bush 8 is pressed, which for Centering and guiding the threaded spindle 3 is used. Parts 2 to 8 form the opening drive for the locking piece 1.

Im Gehäusedeckel 7 sind sechs Gewindebohrungen 9 geringer Ganghöhe ausgeführt, in die je ein Schraubbolzen 10 eingeschraubt ist. Auch drei Schraubbolzen 10 können genügen. Der Durchmesser des Kreises, auf dem die Gewindebohrungen 9 liegen, ist dem lichten Durchmesser des Ventilsitzes 16 etwa gleich.In the housing cover 7 six threaded holes 9 are made low pitch, in each of which one Screw bolt 10 is screwed in. Three screw bolts 10 can also suffice. The diameter of the circle on which the threaded bores 9 lie is the inside diameter of the valve seat 16 approximately same.

Die Köpfe der Schraubbolzen 10 haben die gleichen Abmessungen wie die Spindelmutter 5, so daß zur Betätigung derselben ein Schlüssel genügt.The heads of the screw bolts 10 have the same dimensions as the spindle nut 5, so that for actuation a key is sufficient for the same.

Die freien Enden der Schraubbolzen 10 sind abgerundet und drücken auf ein Zwischenstück 11, das halbkugelige zentrierende Vertiefungen für jeden Schraubbolzen 10 aufweist. Das Zwischenstück 11 sitzt auf einem Ende einer zylinderförmigen Laufbuchse 12. Das andere Ende der Laufbüchse 12 ist mit dem Verschlußstück 1 starr verbunden. Die Teile 7 bis 12 bilden den Schließantrieb bzw. bewirken die Erzeugung der Schließkraft für das Verschlußstuck 1.The free ends of the screw bolts 10 are rounded and press on an intermediate piece 11, the has hemispherical centering depressions for each screw bolt 10. The intermediate piece 11 sits on one end of a cylindrical liner 12. The other end of the liner 12 is rigidly connected to the closure piece 1. The parts 7 to 12 form the closing drive or effect the generation of the closing force for the closure piece 1.

Durch Stiftschrauben 13 und Muttern 14 ist der Gehäusedeckel 7 mit dem Ventilgehäuse 15 stan verbunden. Im unteren Teil des Gehäuses 15 befindet sich der feste Ventilsitz 16 zwischen einem Ansaugflansch 17 und einem Austrittsstutzen 18.The housing cover 7 is connected to the valve housing 15 by means of studs 13 and nuts 14. In the lower part of the housing 15, the fixed valve seat 16 is located between a suction flange 17 and an outlet nozzle 18.

Der Innenraum des Ventils ist von der Atmosphäre durch ein Wellrohr 19 vakuumdicht abgetrennt. Das eine Ende des Wellrohrs 19 ist am Gewindespindelfuß 3a, das andere an einem Einsatz 20 angeschweißt, der über eine Packung 21, einen Flansch 22 und Stiftschrauben 23 mit Schraubenmuttern 24 in luftdichter Verbindung mit dem Gehäuse 15 steht. Der Flansch 22 weist ebenfalls Bohrungen für die Stiftschrauben 13 auf. The interior of the valve is separated from the atmosphere by a corrugated tube 19 in a vacuum-tight manner. One end of the corrugated tube 19 is welded to the threaded spindle foot 3a, the other to an insert 20 which is in an airtight connection with the housing 15 via a packing 21, a flange 22 and studs 23 with nuts 24. The flange 22 also has bores for the stud bolts 13.

Die unabhängige Verbindung von Gehäusedekkel 7 und Flansch 22 mit dem Gehäuse 15 über die Stiftschrauben 13 und 23 ermöglicht es, den Flansch 22 beim Schließen des Ventils von Kraftbeanspruchungen zu entlasten und seine Funktion auf den luft- und gasdichten Abschluß der lösbaren VerbindungThe independent connection of the housing cover 7 and flange 22 with the housing 15 via the Studs 13 and 23 make it possible to protect the flange 22 from force loads when the valve is closed to relieve and its function on the airtight and gas-tight closure of the detachable connection

des Wellrohrs 19 mit dem Gehäuse 15 zu beschränken. of the corrugated pipe 19 with the housing 15 to restrict.

Die Zentrierung des Verschlußstücks I bezüglich des Ventilsitzes 16 geschieht durch die Gewindespindel 3, die Führungsbuchse 8, den Gehäusedeckel 7, den Flansch 22 und den Einsatz 20. Dabei wird der Einsatz 20 durch den Innendurchmesser des Gehäuses 15, der Flansch 22 durch den Außendurchmesser des Einsatzes 20 und der Gebäusedeckel 7 durch den Innendurchmesser des Flansches 22 zentriert.The centering of the closure piece I with respect to the valve seat 16 is done by the threaded spindle 3, the guide bushing 8, the housing cover 7, the flange 22 and the insert 20 Insert 20 and the housing cover 7 centered by the inner diameter of the flange 22.

Das Verschlußstück 1 und der Ventilsitz 16 wirken bei der Absperrung des Ventils zusammen. Das Verschlußstück ist kegelförmig ausgeführt und besteht aus Kupfer. Auch Aluminium und sonstige Weichmetalle können als Werkstoff für das Verschlußstück Verwendung finden. Der Ventilsitz 16 ist gebildet an der Stelle, wo ein zylindrischer und ein ringförmiger ebener Oberflächenabschnitt zusammenlaufen. Er besteht aus nichtrostendem Stahl oder anderen Hartmetallen. The closure piece 1 and the valve seat 16 cooperate in shutting off the valve. The locking piece is conical and made of copper. Also aluminum and other soft metals can be used as a material for the closure piece. The valve seat 16 is formed on the Place where a cylindrical and an annular flat surface section converge. He persists made of stainless steel or other hard metals.

Auch die anderen Baugruppen des Ventils, d. h. die Schraubbolzen 10, das Zwischenstück 11, der Gewindespindelfuß 3a, das Wellrohr IS!, d?r Stutzen 18 und der Gehäusedeckel 7 sind aus nichtrostendem Stahl ausgeführt.The other assemblies of the valve, i. H. the screw bolts 10, the intermediate piece 11, the threaded spindle foot 3a, the corrugated pipe IS !, for the connecting piece 18 and the housing cover 7 are made of stainless steel.

Ebenso wie das Verschlußstück 1 ist auch die Pakkung 21 aus vakuum- bzw. sauerstofflosem Kupfer hergestellt, dessen Längenausdehnungszahl der des nichtrostenden Stahls in einem Temperaturbereich von 200 bis 500° C nahe liegt. Dadurch kommt es nicht zu thermischen Verformungen der Ventilteile, die die Betriebszuverlässigkeit in Frage stellen und den Arbeitstemperaturbereich des Ventils begrenzen könnten.Like the closure piece 1, the package 21 is also made of vacuum-free or oxygen-free copper whose coefficient of linear expansion is that of stainless steel in a temperature range from 200 to 500 ° C is close. This means that there is no thermal deformation of the valve parts, which call the operational reliability into question and limit the working temperature range of the valve could.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ventils ist wie folgt:The function of the valve described is as follows:

In der geöffneten Stellung gemäß Fig. 1 liegt das Verschlußstück 1 am Ende der Führungsbuchse 8, das Wellrohr 19 ist zusammengedrückt, und die Schraubbolzen 10 sind fast vollständig herausgedreht.In the open position shown in FIG. 1, the closure piece 1 is at the end of the guide bushing 8, the Corrugated pipe 19 is compressed and the screw bolts 10 are almost completely unscrewed.

Zum Schließen des Ventils wird die Spindelmutter 5 im Uhrzeigersinn auf dem Linksgewinde 4 der Gewindespindel 3 gedreht. Unter dem Einfluß des atmosphärischen Drucks verschiebt sich die Einheit aus Gewindespindel 3, Fuß 3a und Verschlußstiick 1 nach unten, bis dieses zur Anlage auf dem Ventilsitz 16 kommt. Diese Bewegung erfolgt wegen der großen Steigung des Gewindes 4 ziemlich schnell. Die Spindelmutter 5 wird auch nach dem Aufsetzen des Verschlußstücks 1 noch um einen kleinen Betrag hochgedreht, um sicherzustellen, daß sie bei dem nachfolgenden Anziehen der Schraubbolzen 10 nicht mehr auf den Gehäusedeckel 7 drücken kann.To close the valve, the spindle nut 5 is turned clockwise on the left-hand thread 4 of the threaded spindle 3. Under the influence of the atmospheric pressure, the unit consisting of the threaded spindle 3, foot 3a and locking piece 1 moves downwards until it comes to rest on the valve seat 16. This movement takes place fairly quickly because of the large pitch of the thread 4. The spindle nut 5 is still turned up a small amount even after the closure piece 1 has been fitted in order to ensure that it can no longer press on the housing cover 7 when the screw bolts 10 are subsequently tightened.

Zur Herstellung des dichtenden Sitzes werden mit Hilfe desselben Schlüssels die Schraubbolzen 10 bis zur Berührung mit dem Zwischenstück 11 eingedreht, wobei die abgerundeten Enden der Schraubbolzen 10 in die zugehörigen halbkugeligen Vertiefungen eingreifen. Dann werden die Schraubbolzen 10 nacheinander mit Hilfe eines Drehmomentenschlüssels festgezogen. To produce the sealing seat, the screw bolts 10 to are using the same key screwed into contact with the intermediate piece 11, the rounded ends of the screw bolts 10 engage in the corresponding hemispherical indentations. Then the bolts 10 one after the other tightened using a torque wrench.

Da der Durchmesser, auf dem die Schraubbolzen 10 liegen, ungefähr gleich dem lichten Durchgangsdurchmesser des Ventilsitzes 16 ist, wirJ die gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Anpreßkraft unmittelbar in die Dichtzone übertragen.Since the diameter on which the screw bolts 10 lie is approximately equal to the clear passage diameter of the valve seat 16, they are uniform Transferring the contact pressure distributed over the circumference directly into the sealing zone.

Durch die Selbsihemfnung der Gewinde der Schraubbolzen 10 ist die geschlossene Stellung desDue to the self-locking of the thread of the Screw bolt 10 is the closed position of the

Ventils fixiert. Diese Stellung ist in Fig. 2 gezeigt.Valve fixed. This position is shown in FIG.

Zum öffnen des Ventils werden die Schraubbolzen 10 zunächst abwechselnd gelöst und dann vollständig oder fast bis zum Ende herausgeschraubt.To open the valve, the screw bolts 10 are first alternately loosened and then completely or unscrewed almost to the end.

Anschließend wird die Spindelmutter 5 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und dadurch die Gewindespindel 3 mit dem Verschlußstück 1 gehoben. Dabei wird die Durchgangsbohrung des Ventils allmählich wieder geöffnet. Der Hub des Verschlußstücks 1 wird durch das Ende der Buchse 8 begrenzt, die es in der Offenstellung anhält. Ein Teilöffnen des Ventils ist auch möglich, was durch die Lage der Schraubbolzen 10 eingestellt werden kann, wenn sie nicht bis zum Ende herausgeschraubt werden.Then the spindle nut 5 is rotated counterclockwise and thereby the threaded spindle 3 lifted with the locking piece 1. The through-hole of the valve is gradually restored opened. The stroke of the closure piece 1 is limited by the end of the socket 8, which it is in the open position persists. Partial opening of the valve is also possible, which is achieved by the position of the screw bolts 10 can be adjusted if they are not screwed out to the end.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1, valve for vacuum systems with a closing piece, this via a rising threaded spindle with a protruding from the valve housing Threaded portion can be moved from the closed position into the open position, and with several screw bolts that can be pressed against the top of the closure piece in the closing direction, characterized in that

a) the threaded section of the threaded spindle (3) is a thread (4) with a large pitch that a spindle nut (5) is screwed axially movable, which is used to open the The valve is supported with its lower end face against a housing cover (7),

b) the sealing force between the closure piece (1) and the valve seat (16) is exclusively at least three evenly on the circumference distributed bolt (10) generated and via eiff ring-shaped intermediate piece (11) made of a material of great hardness on the Closure piece is transferred, and

c) one surrounding the threaded spindle together with the screw bolt, the inside of the valve against the atmosphere sealing corrugated pipe (19) is provided.

2. Valve according to claim 1, characterized in that in the annular intermediate piece (11) hemispherical centering recesses for the correspondingly shaped ends of the screw bolts (10) are formed.