專利名稱：具有氣密軸桿貫通部的真空閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的真空閥，該真空閥用于中斷、釋放或調節沿著真空閥的內部區域中的流道流動的介質流。
背景技術：
現有技術公開了真空閥的各種實施方式，它們具有穿過閥殼體延伸的閥通道，該閥通道可通過閥關閉件以氣密方式關閉。特別地，在集成電路(IC)和半導體生產中使用不同的真空閥，這必須盡可能在沒有任何污染微粒的受保護的環境中進行。例如，在用于生產半導體晶片或液晶基板的設備中，高度敏感的半導體元件或液晶元件依次穿過多個處理室，其中位于處理室內的半導體元件通過各自的處理裝置處理。在處理室內的處理期間以及在從一個處理室至另一個處理室的輸送期間，高度敏感的半導體元件必須總是處于受保護環境中，特別是處于保護氣體環境中或者沒有空氣和微粒的環境中。處理室例如通過連接通道彼此連接，其中處理室可通過真空閥打開，以將零件從一個處理室輸送到下一個處理室，然后以氣密方式關閉，從而執行各自的生產步驟。還使用移動的輸送室，其可與處理室對接，并且可在處理室之間在保護環境中輸送半導體元件。供半導體零件穿過的這類真空閥由于所述應用領域和相關尺寸也稱為真空輸送閥，由于其矩形開口截面而稱為矩形閥，并且由于其常用運行方法而稱為滑閥、矩形閘閥或輸送滑閥。具有楔形閥關閉件的滑閥也稱為楔形閥。還使用用于打開和關閉氣體通道的真空閥，或者用于調節通過氣體通道的介質流的真空閥。這類閥例如位于處理室或輸送室與真空泵或大氣之間的管的系統中。也稱為泵閥的這類閥的開口截面通常比真空輸送閥小很多。已知這類真空閥的不同設計，例如真空角形閥、滑閥、蝶形閥、旋轉閥和擺閥。可以有以下不同種類的真空閥，其中一些真空閥僅僅設計用于完全打開和完全關閉氣體通道或者一些其它開度，而不能恒定處于任何指定中間位置，另外一些真空閥被設計用于處于完全打開和完全關閉狀態之間的中間位置，因此適于調節通流。因此這些閥也稱為調節閥或控制閥。此外，根據各自使用的驅動技術，閥具體可以分為一方面具有線性關閉和打開運動的閥，另一方面具有旋轉關閉和打開運動的閥，其中這些運動的組合也是可行的。具有可通過閥關閉件的旋轉運動改變的通流截面的真空閥的例子是旋轉閥，也稱為蝶形閥或翼型閥、擺閥、百葉閥或人字形閥。在旋轉閥的情況下，沿著流道流動的介質流通過布置在流道中的關閉活板的旋轉運動而中斷、釋放或者調節，其中關閉活板的旋轉軸線的至少一個分量垂直于流道的流動軸線延伸。這類旋轉閥、蝶形閥和節流閥一股是已知的，并且尤其在 GB 2404237 (Wareham)或者 US 2004/0129909A1 (Wiese)中公開。百葉閥具有多個這類活板，活板的旋轉軸線通過彼此平行并且垂直于流道的流動軸線延伸。 人字形閥具有兩個平行的關閉板，所述關閉板可相對于彼此旋轉，彼此抵靠并且具有基本平行于流動軸線延伸的旋轉軸線。關閉板均具有(特別是徑向延伸的槽狀)開口，在關閉板相對于彼此的第一旋轉位置，所述開口相對于彼此對準從而釋放流道，并且在關閉板相對于彼此的第二旋轉位置，所述開口重疊從而阻塞流道。在擺閥的情況下，例如從US 6，089，537 (Olmsted)已知，關閉板繞基本平行于流動軸線延伸的軸線樞轉至流道中，因此開口截面可減小并且流道被阻塞。在滑閥的情況下，閥關閉件，特別是關閉板，通常垂直于流動軸線線性滑入流道中。通過該線性運動，或者另外通過沿平行于流道的方向的第二運動進行氣密關閉。關閉和密封操作通過單個線性運動進行的滑閥例如是尤其如在US 6, 367, 770B1 (Duelli)所提出的楔形閥，或者是因產品名稱“M0N0VAT系列02和03”已知的輸送閥，該輸送閥構造為矩形閘閥，由瑞士 Haag 的 VAT Vakuumventile AG 生產，例如在 US 4, 809, 950 (Geiser)和 US 4, 881, 717 (Geiser)中描述了這種滑閥的結構和功能。從現有技術，例如從US 6, 629, 682B2 (Duelli)已知各種密封裝置。用于密封環的適當材料的例子是已知商標名稱為Viton 的彈性密封材料。所有這些真空閥都具有以下情形，即至少一個活動的閥關閉件設置在閥殼體的內部區域中的流道內，并且可通過閥關閉件的運動進行中斷、釋放或調節沿著流道流動的介質流的操作。該運動具體可以是旋轉運動和/或線性運動。這里，可以提供一種用于在真空區域內產生運動的閥驅動裝置。已知的設計是使用沒有任何潤滑劑的真空兼容的步進電機。生產這類電機需要用于軸承等的特殊材料，以將尤其是通過真空區域中的摩擦產生的不期望的微粒保持至低水平。即使在真空閥的內部區域中布置驅動裝置避免了從大氣區域至真空區域的運動傳遞，并且允許免除對應的密封，驅動裝置在真空區域中的該布置也產生了非常高的支出，特別是在用于高度敏感的超高真空應用中，并且在一些情況下根本是不可能的。因此用于產生該運動的閥驅動裝置通常布置在真空區域外，在大氣區域中，因此其中經由至少一個機構(特別是軸)以氣密的方式將運動從大氣區域通過密封貫通部導入閥的內部區域中。已經知道，具有從真空側穿至大氣側的軸的真空密閉的旋轉或線性貫通部被用于以高精度、高穩定性和高轉矩和/或力將旋轉或平移或線性運動從真空區域的外部傳遞至真空區域的內部，其中軸通過密封軸貫通部經由布置在軸與貫通部之間的至少一個密封環以氣密方式導入真空中。該簡單的旋轉或線性貫通部用于多種真空閥中，并且由于先進的密封材料而證實對于許多應用領域是成功的。然而，已經發現，有問題的應用領域是密封材料受到較大溫度波動和/或大氣區域與真空區域之間的很大壓差的領域。所使用的大多數密封材料在熱的作用下膨脹，這增加了密封件與軸之間的擠壓動作。如果靜止的密封件和運動的軸之間的力超過了某個極限值，那么密封件所受到的磨損明顯增加。在一些情況下，密封件甚至損壞并失效，因此這導致氣體穿透，并且可能導致很大的損壞。另一方面，必須始終保持最小的接觸壓力，以確保密封件與軸之間的密封。根據密封材料的熱膨脹系數，真空閥可運行且一直確保密封和使用壽命的溫度范圍是有限的。現有技術公開了用于以高密封程度將旋轉運動從外部傳遞至真空區域的內部的各種方案。US 4，885，947 (Baiter等人)描述了一種真空密閉的旋轉貫通部，其具有用于將旋轉運動從真空室的外部傳遞至該真空室的內部的第一軸和第二軸。這里，第一軸被設計為中空軸，第二軸被安裝成使其能在第一軸中旋轉。所述軸不會形成從真空側到大氣側連續的軸。旋轉運動經由復雜的傳動機構傳遞。在外端，第一軸具有偏心布置的凹口，該凹口相對于旋轉軸線傾斜，并且一錐形套筒伸入該凹口中。第一軸通過錐形套筒的軌道運動而旋轉。第二軸的旋轉同樣通過偏心驅動裝置發生。所述軸分別通過折疊波紋管密封。該真空密閉的旋轉貫通部的復雜結構意味著削弱了旋轉運動傳遞的精度和穩定性。另外，僅可以傳遞較小的轉矩。US 2005/0210648A1公開了一種用于在針形閥中對填料密封件預加應力的裝置。 可圍繞其軸線旋轉的針形閥桿在密封作用下被導入閥內部，其中殼體中的填料密封件確保了柱形閥桿與閥殼體的柱形壁之間的密封。柱形壁圍繞柱形閥桿，其中填料密封件布置在所述壁與所述閥桿之間的環形中間區域中。環形填料密封件包括一對楔形填料元件，該對楔形填料元件中的一個在另一個中弓丨導。由于彈簧對填料元件施加的軸向力，填料密封件在柱形閥桿與柱形壁之間沿徑向被擠壓，因此柱形閥桿與柱形壁之間的環形空間通過密封作用而被填料密封件完全填充。軸向力由彈簧提供。用于對填料密封件預加應力的上述裝置的一個問題是，填料密封件沿徑向的熱膨脹不可避免地使柱形閥桿上的徑向密封力急劇增加，從而使密封件的磨損增加，特別是在閥桿旋轉的時候。上述裝置也可在有限程度上適于通過彈簧的柔順性來補償填料密封件平行于閥桿的軸向膨脹，但是在密封件相對于閥桿沿徑向熱膨脹的情況下，其不適于確保密封件在可旋轉閥桿上的基本徑向的密封力。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種簡單構造的真空閥，其中可在寬溫度范圍內將在大氣區域中產生的運動傳遞到真空閥的內部區域中，并且在過程中確保氣體密封。該目的通過實施獨立權利要求的特征而實現。以可選或有利方式改進本發明的特征記載在從屬專利權利要求中。本發明包括真空閥，該真空閥用于中斷、釋放或調節沿著真空閥的內部區域中的流道流動的介質流。因此該真空閥可以是能在兩個以上的分離狀態(例如，打開和關閉狀態)之間切換的閥，或者是能根據需要調節的控制閥，該控制閥具有能在某個限度內自由調節的流動截面。流過閥的介質優選是氣體，或者是液體。該真空閥具有閥殼體，該閥殼體將真空閥的內部區域以氣密方式與真空閥外部的大氣區域分離。流道穿過真空閥的內部區域延伸。閥殼體可以是單件，或者包括多個彼此連接的單獨部件，使得內部區域以真空密封方式與大氣區域分離。閥殼體優選具有至少兩個連接部，所述至少兩個連接部形成通向真空閥內部區域的開口，并且流道穿過所述開口引入。通過真空閥，所述連接部穿過所述真空閥的內部區域引入，因此能夠中斷并釋放，或者在調節或控制閥的情況下，通過改變流動截面而調節可在至少兩個連接部之間形成的介質流。另外，所述真空閥具有閥驅動裝置，該閥驅動裝置可產生大氣區域(也就是說，內部區域的外部)中的運動。所述閥驅動裝置可被設計為電力、氣動或液壓電機，特別是步進電機或者氣動缸單元，或者用于產生旋轉或平移(即線性)運動的一些其它裝置。通常指定給真空閥的閥驅動裝置聯接到閥殼體，至少部分地結合在其中或者與其隔離。軸桿聯接到閥驅動裝置，使得由驅動裝置在大氣區域中產生的運動引起軸桿的運動，或者構成該運動。軸桿通常被理解為是用于傳遞旋轉或平移運動的機械機構，例如是旋轉對稱或者不是旋轉對稱的線性軸桿或者推桿，其中該運動優選是圍繞軸桿的縱向軸線的旋轉運動，或者是沿著軸桿的縱向軸線的線性滑動運動。該軸桿具有幾何軸桿軸線，該幾何軸桿軸線具體地由軸桿的縱向幾何軸線形成，并且具體地穿過幾何截面中心點延伸。所述軸桿通過密封軸桿貫通部以氣密方式從大氣區域導入閥殼體的真空密閉內部區域。軸桿貫通部具有動力密封特性，即，不僅在軸桿的靜止狀態下，而且在軸桿運動時確保軸桿貫通部的密封。由閥驅動裝置產生的運動可通過軸桿從大氣區域傳遞至內部區域中。軸桿貫通部防止大氣區域與內部區域之間的氣體連接，并且確保靜態閥殼體與動態軸桿之間的直接或間接連接，該連接是氣密的，但是允許相對運動。在真空閥的內部區域的流道中布置閥關閉件，該內部區域在向外方向上是真空密閉的。該閥關閉件聯接到所述軸桿，因此由閥驅動裝置產生的運動通過軸桿引起閥關閉件運動，其中閥驅動裝置、軸桿、軸桿貫通部、閥關閉件、閥座和閥殼體被設計成使得可通過該運動進行中斷、釋放或調節沿著流道流動的介質流的操作。軸桿貫通部具有第一密封環，第一密封環由在熱的作用下膨脹的材料構成，特別是由彈性體制成的0形環。該材料可以是含氟彈性體，例如是以下名稱的商業可用的材料中的一種Viton 含氟彈性體，例如Viton A、Viton B ；Dai-el 含氟彈性體，例如Dai- el G 902 等；Tecnof Ion 或 Tecnof Ion 含氟彈性體。第一密封環沿徑向以氣密密封同心地包圍所述軸桿。換言之，第一密封環以帶狀方式圍繞所述軸桿，其中在第一密封環的內表面與所述軸桿的外表面之間存在密封接觸。 第一密封環的接觸壓力相對于軸桿軸線沿徑向作用，根據本發明的實施方式，該力使得所述軸桿能相對于第一密封環執行圍繞軸桿軸線的旋轉運動，以及/或者沿著軸桿軸線的線性滑動運動，并且在第一密封環與所述軸桿之間基本真空密閉接觸。另外，軸桿貫通部具有支承表面，該支承表面直接或間接聯接到閥殼體，并且圍繞并包圍所述軸桿。例如，支承表面由閥殼體中的孔的肩部形成，其中所述軸桿通過所述孔導入，并且所述孔中的肩部包圍所述軸桿。這里，支承表面可以由閥殼體的一部分形成，或者由聯接到閥殼體的一些其它元件，例如套環或軸套形成。第一密封環以氣密密封抵靠在支承表面上，這樣沿著平行于軸桿的方向，從而沿著平行于軸桿軸線的方向，即沿軸桿向固定密封環。為此，支承表面相對于軸桿軸向定向， 因此密封環沿著平行于軸桿的方向軸向固定。支承表面優選基本在所述軸桿軸線對其形成法線的平面中延伸。換言之，這里，支承表面的法線平行于所述軸桿軸線延伸。然而，支承表面的這些法線還可以沿著這樣的方向延伸，這些方向盡管不平行于所述軸桿軸線，但也不垂直于所述軸桿軸線。換言之，支承表面不需要必須形成幾何上的精確平面，而是可以具體地是錐形部分的向內或者向外傾斜的表面，為此本發明指的是“基本”沿上述平面延伸的支承表面。因此，在第一密封環與支承表面之間至少部分地沿軸向存在氣密接觸，其中第一密封環沿軸向氣密密封地抵靠在支承表面上，并且沿徑向以氣密密封包圍所述軸桿。因此第一密封環引起支承表面與軸桿之間的氣密接觸。另外，軸桿貫通部包括支撐環，該支撐環圍繞所述軸桿同心布置，并且與支承表面軸向相對。支撐環由基本剛性的材料構成。應理解，這意味著支撐環假如與第一密封環相
8比幾乎沒有彈性，并且假如與第一密封環相比在熱的作用下幾乎不膨脹。支撐環優選由金屬、合金、陶瓷材料或者一些其它剛性材料構成，該剛性材料與第一密封環的彈性體或者一些其它密封材料相比，幾乎不表現出任何熱膨脹的趨勢。支撐環可相對于支承表面、閥殼體并且平行于軸桿軸線并從而平行于軸桿以有限程度軸向運動。因此，可以在某個范圍內改變支承表面與支撐環之間的距離。支撐環在朝向支承表面定向的部分上具有內錐形段，該內錐形段圍繞軸桿同心延伸并包圍該軸桿。換言之，支撐環具有內錐形部分，其中該錐形部分的中心軸線與所述軸桿軸線重合。錐形段沿著支承表面的方向以一錐形開口角加寬。換言之，支撐環的內徑沿支承表面的方向增加，特別是連續增加。錐形段通常理解為表示支撐環的一部分。支撐環的內錐形段沿支承表面例如以45°至135°，特別是60°至120°，特別是80°至100°的錐形開口角加寬，其中錐形開口角應理解為表示由錐形段限定的錐形的虛擬頂部的內角。第一密封環至少部分被支撐環的錐形段包圍，并且夾在錐形段與支承表面之間。 彈性彈簧，例如圍繞軸桿的螺旋彈簧沿支承表面的方向向支撐環軸向施力，使得錐形段以彈性柔順的方式并且基本在恒定的接觸壓力下將第一密封環緊壓在支承表面和軸桿上。這里，錐形段使第一密封環受到相對于軸桿沿徑向的力和平行于軸桿沿支承表面方向的力。 如果第一密封環膨脹，那么其外徑增加，第一密封環與支撐環之間的軸向和徑向作用力也增加。然而，支撐環屈服于該力，因為其可以沿遠離支承表面的軸向被調節，此時彈簧被壓縮。換言之，第一密封環的徑向膨脹被支撐環及其內錐形構造轉化為支撐環的軸向運動。彈簧以柔順的方式抵消該軸向運動。因此錐形開口角使得由受到熱作用的第一密封環引起的該第一密封環的徑向膨脹導致支撐環沿遠離支承表面的方向軸向運動。這里，彈性彈簧被設計成使得其屈服于由徑向膨脹引起的支撐環的軸向運動。在本發明的一個實施方式中，第一密封環被設計為第一 0形環。在沿軸向觀看時， 在第一 0形環與支承表面之間存在基本環形的氣密接觸。在沿徑向觀看時，在第一 0形環與軸桿之間存在基本環形的氣密接觸。在第一 0形環與支撐環的內錐形段之間存在支撐接觸，優選同樣是環形接觸，因此相對于軸桿和支承表面傾斜地支撐第一0形環。因此，第一0 形環周圍具有三個接觸區域，即，與支承表面接觸的第一接觸區域、與軸桿接觸的第二接觸區域、以及與支撐環的內錐形段接觸的第三接觸區域。在沿第一 0形環的截面觀看時，三個接觸區域形成三角形，接觸區域布置在三角形的角部。與支撐環的內錐形段接觸的接觸區域優選與另兩個接觸區域相對定位，因此內錐形段均勻地將第一 0形環緊壓在支承表面和軸桿上。在本發明的第一可行實施方式中，支撐環的朝著支承表面定向的部分指向內部區域，支撐環和彈簧布置在大氣區域中。本實施方式的一個優點在于內部區域不容納產生微粒的元件，特別是彈簧。在本發明的第二可行實施方式中，支撐環的遠離支承表面定向的部分指向內部區域，支撐環和彈簧布置在內部區域中。根據一個可行實施方式，閥驅動裝置被設計用于產生旋轉運動。這里，軸桿貫通部是旋轉軸桿貫通部。通過軸桿和閥關閉件圍繞軸桿軸線的旋轉運動可以進行關閉、打開或調節流道的操作。真空閥例如是蝶形閥、旋轉閥、節流閥、擺閥、百葉閥或人字形閥。根據另一個可行實施方式，閥驅動裝置被設計用于產生線性運動。因此，軸桿貫通部是滑動作用的軸桿貫通部。通過軸桿和閥關閉件沿著軸桿軸線的線性滑動運動進行關閉、打開或調節流道的操作。真空閥例如是滑閥、輸送閥或楔形閥。通過本發明，即使在特別高的溫度和第一密封環的相應熱膨脹下，也可以基本恒定地保持軸桿的外表面與第一密封環的內表面之間的徑向接觸壓力，從而產生可用在較大溫度范圍內的真空閥。本發明的改進提供了第二密封環，該第二密封環布置在例如支撐環的柱形內表面與例如軸桿的柱形外表面之間，位于支撐環的遠離支承表面定向的部分上。在沿一個軸向的第一密封環、沿另一軸向的第二密封環、沿徑向向內方向的軸桿與沿徑向向外方向的支撐環之間設置潤滑區域。該潤滑區域容納潤滑劑，該潤滑劑由兩個密封環防止逸出。潤滑劑在軸桿上產生密封油脂膜，從而具體在軸桿與第一密封環之間產生密封油脂膜。潤滑劑增強了第一密封環的密封，從而增強了軸桿貫通部的密封，并且減少了當軸桿運動時第一密封環受到的磨損。而且，潤滑劑的增強的熱容量整體增強了軸桿貫通部的熱容量，因此在閥內部溫度短暫升高的情況下，第一密封環的溫度升高，從而其熱膨脹減少。而且，第二密封環用于支撐環與軸桿之間的機械引導。
下面將參照附圖中示意性示出的具體實施方式
僅通過實施例更加詳細地描述根據本發明的真空閥，附圖中圖1通過具有軸桿貫通部的真空閥的示意性截面示出了總體視圖；并且圖2通過具有兩個密封環的軸桿貫通部的示意性截面示出了細節。
具體實施例方式圖1通過示意性截面示出了真空閥1的總體視圖，真空閥1適于中斷、釋放和調節沿著真空閥1的內部區域3中的流道F流動的介質流。流道F延伸到圖面內，并且由箭頭 F示出。真空閥1具有閥殼體2，閥殼體2以氣密的形式將真空閥1的內部區域3與外部的大氣區域4分離。閥驅動裝置5聯接到閥殼體2，該閥驅動裝置可在大氣區域4中產生運動。由于在圖1中示出所謂的旋轉閥，因此閥驅動裝置5被設計成用于產生由箭頭9所示的旋轉運動。軸桿6聯接到閥驅動裝置5，從而能圍繞幾何軸桿軸線7旋轉。軸桿6相對于軸桿軸線7旋轉對稱并且是線性的。通過密封軸桿貫通部20，軸桿6以氣密的方式從大氣區域 4穿過閥殼體2被導入內部區域3，因此由閥驅動裝置產生的運動從大氣區域4通過軸桿6 導入內部區域3。呈可旋轉關閉活板形式的閥關閉件8布置在內部區域3的流道F中，閥關閉件聯接到軸桿6，安裝在其上從而被引導。借助于閥關閉件8，通過由箭頭9所示的旋轉運動進行中斷、釋放或調節沿著流道F流動的介質流的操作。在閥關閉件8的圖示位置，真空閥1 關閉，因而流道F被中斷。圖2示出了軸桿貫通部20，具體是圖1的示例性實施方式的軸桿貫通部20或者一些其它類型的真空閥的軸桿貫通部。軸桿貫通部20具有呈第一 0形環形式的第一密封環21，第一密封環21由在熱的作用下膨脹的材料，例如彈性體構成，并且沿徑向與氣密密封件同心地包圍軸桿6的柱形外表面。第一密封環21靠在聯接到閥殼體2的支承表面22 上。應理解，支承表面指的是第一密封環21實際抵靠的表面。在本實施例中，支承表面22 形成在閥殼體2中。支承表面22圍繞軸桿6并且相對于軸桿6軸向定向。換言之，支承表面22的平面22a的法線平行于軸桿軸線7延伸。按另一種說法，支承表面22位于平面2 中，軸桿軸線7垂直穿過平面22a。從而軸桿6的幾何軸線7形成該平面22a的法線。第一密封環21靠在支承表面22上，沿軸向進行氣密密封，使得第一密封環21沿平行于軸桿 6的方向軸向固定。在本情況下，該方向朝向內部區域3延伸。而且，軸桿貫通部20包括支撐環23，支撐環23由剛性材料構成，特別是由合金構成，并且圍繞軸桿6同心布置，與支承表面22軸向相對。支撐環23可相對于支承表面22 和軸桿6在有限程度上軸向運動，也就是說平行于軸桿軸線7運動。朝向支承表面22定向的部分沈在其上形成內錐形段24，內錐形段M圍繞軸桿6同心延伸并包圍軸桿6。內錐形段M沿支承表面22和內部區域3的方向加寬。第一密封環21至少部分地由內錐形段 24包圍。在所示的示例性實施方式中，支撐環23的繞軸桿軸線7旋轉地對稱的內錐形段M 沿支承表面22的方向以90°的錐形開口角α加寬。如圖2的虛線所示，錐形開口角α應該理解為指的是由內錐形段M限定的虛擬圓錐30的頂部的內角。圍繞軸桿6延伸的螺旋彈性彈簧25沿支承表面22的方向向支撐環23軸向施力， 使得錐形段M以彈性柔順的方式并且基本在恒定的接觸壓力下將第一密封環21緊壓在支承表面22和軸桿6上。如果第一密封環21然后發生熱膨脹，那么支撐環23通過沿大氣區域4的方向平行于軸桿軸線7的線性軸向運動而屈服于該膨脹，因此第一密封環21與軸桿 6的外表面之間的徑向接觸壓力僅在某個限度內以不明顯的程度增大。換言之，錐形開口角 α使得由受到熱作用的第一密封環21引起的該第一密封環21的徑向膨脹導致支撐環23 沿遠離支承表面22的方向軸向運動，其中彈性彈簧25被設計成使其屈服于由徑向膨脹引起的支撐環23的軸向運動。還設置有第二密封環觀，第二密封環28徑向布置在支撐環23的內槽31與軸桿6 的外表面之間，位于支撐環23的遠離支承表面22定向的一部分27上。在第一密封環21、 第二密封環觀、軸桿6與支撐環23之間形成潤滑區域四，該潤滑區域被設計為用于容納潤滑劑，該潤滑劑用于在軸桿6與第一密封環21之間產生密封油脂膜。該油脂膜增強了第一密封環21與軸桿6之間的密封。而且，第一密封環21受到的磨損減少，并在潤滑劑中收集不期望的材料微粒。根據本發明的圖2所示的真空閥1的該軸桿貫通部20可以用作旋轉軸桿貫通部和滑動作用軸桿貫通部。在旋轉軸桿貫通部的情況下，閥驅動裝置5被設計成用于產生旋轉運動，通過軸桿6和閥關閉件8圍繞軸桿軸線7的旋轉運動可進行關閉、打開和調節流道 F的操作。在滑動作用軸桿貫通部的情況下，閥驅動裝置5被設計成用于產生線性運動，并且通過軸桿6和閥關閉件8沿著軸桿軸線7的線性滑動運動進行關閉、打開和調節流道F 的操作。即使在圖1和2的實施方式中，支撐環23的朝向支承表面22定向的部分沈指向內部區域3，并且支撐環23和彈簧25布置在大氣區域4中，但作為選擇，也可以提供另一種方式的布置，其中支撐環23的遠離支承表面22定向的部分27指向內部區域3，并且支撐環 23和彈簧25布置在內部區域3中，也就是說，內部區域3和大氣區域4在圖2中交換。
權利要求
1.一種真空閥(1)，該真空閥用于中斷、釋放或調節沿著所述真空閥(1)的內部區域 (3)中的流道(F)流動的介質流，該真空閥具有閥殼體O)，該閥殼體將所述真空閥(1)的所述內部區域C3)以氣密方式與所述真空閥 ⑴外部的大氣區域⑷分離；閥驅動裝置(5)，該閥驅動裝置用于產生所述大氣區域中的運動； 軸桿(6)，該軸桿聯接到所述閥驅動裝置(5)，具有幾何軸桿軸線(7)，并且通過密封軸桿貫通部00)以氣密方式從所述大氣區域穿過所述閥殼體( 導入所述內部區域 (3)，通過該軸桿，所述運動可從所述大氣區域(4)傳遞至所述內部區域(3)中； 以及閥關閉件(8)，該閥關閉件布置在所述內部區域(3)的所述流道(F)中，并且聯接到所述軸桿(6)，借助于該閥關閉件，可通過所述運動進行中斷、釋放或調節沿著所述流道(F) 流動的介質流的操作，所述真空閥的特征在于， 所述軸桿貫通部OO)具有第一密封環(21)，該第一密封環由在熱的作用下膨脹的材料構成，并且以沿徑向氣密密封的方式同心地包圍所述軸桿(6)；支承表面(22)，該支承表面聯接到所述閥殼體O)，圍繞所述軸桿(6)，相對于所述軸桿(6)軸向定向，并且基本在將所述軸桿(6)的所述幾何軸線(7)作為法線的平面(22a) 中延伸，所述第一密封環以氣密密封抵靠在該支承表面上，使得所述第一密封環沿著平行于所述軸桿(6)的方向軸向固定，其中所述第一密封環以沿軸向氣密密封的方式抵靠在所述支承表面0 上，并且所述第一密封環引起所述支承表面0 與所述軸桿(6)之間氣密接觸；支撐環(23)，該支撐環由基本剛性材料構成，圍繞所述軸桿(6)同心布置，并且與所述支承表面02)軸向相對，該支撐環可相對于所述支承表面(22)、所述閥殼體( 和所述軸桿(6)以有限程度軸向運動，并且在朝向所述支承表面0 定向的部分06)上，該支撐環具有內錐形段(M)，該內錐形段圍繞所述軸桿(6)同心延伸并包圍所述軸桿(6)，該內錐形段沿著所述支承表面02)的方向以一錐形開口角(α)加寬，并且至少部分地包圍所述第一密封環； 以及彈性彈簧(25)，該彈性彈簧沿所述支承表面02)的方向向所述支撐環軸向施力， 使得所述錐形段04)以彈性柔順的方式并且基本在恒定的接觸壓力下將所述第一密封環 (21)緊壓在所述支承表面0 和所述軸桿(6)上，其中，所述錐形開口角(α)使得由受到熱作用的所述第一密封環引起的該第一密封環的徑向膨脹導致所述支撐環沿遠離所述支承表面0 的方向軸向運動， 并且其中所述彈性彈簧0 被設計成使得該彈性彈簧0 屈服于由所述徑向膨脹引起的所述支撐環的軸向運動。
2.如權利要求1所述的真空閥(1)，其特征在于，第二密封環( )，該第二密封環布置在所述支撐環與所述軸桿(6)之間，位于所述支撐環的遠離所述支承表面0 定向的部分(XT)上，以及潤滑區域(四)，該潤滑區域形成在所述第一密封環(21)、所述第二密封環(28)、所述軸桿(6)與所述支撐環(23)之間，用于容納潤滑劑，該潤滑劑用于在所述軸桿(6)與所述第一密封環之間產生密封油脂膜。
3.如權利要求1或2所述的真空閥(1)，其特征在于， 所述第一密封環被設計為第一 O形環(21)，在沿軸向觀看時，在所述第一O形環與所述支承表面(22)之間存在基本環形的密封接觸，當沿徑向觀看時，在所述第一 O形環與所述軸桿(6)之間存在基本環形的密封接觸，并且在沿相對于所述支承表面0 和所述軸桿(6)傾斜的方向觀看時，在所述第一 O形環 (21)與所述支撐環的所述內錐形段04)之間存在支撐接觸。
4.如權利要求1至3中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于，所述支撐環的朝向所述支承表面(0)22向的所述部分(26)指向所述內部區域 ⑶，并且所述支撐環和所述彈簧0 布置在所述大氣區域中。
5.如權利要求1至3中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于，所述支撐環的遠離所述支承表面0 定向的所述部分(XT)指向所述內部區域 ⑶，并且所述支撐環和所述彈簧(22)布置在所述內部區域(3)中。
6.如權利要求1至5中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于，所述支撐環的所述內錐形段04)沿所述支承表面0 的方向以45°至135°， 特別是60°至120°，更特別是80°至100°的錐形開口角(α)加寬。
7.如權利要求1至6中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于， 所述支承表面(22)形成在所述閥殼體(2)上。
8.如權利要求1至7中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于， 所述閥驅動裝置(2)被設計成用于產生旋轉運動，所述軸桿貫通部00)被設計為旋轉軸桿貫通部，并且通過所述軸桿(6)和所述閥關閉件(8)圍繞所述軸桿軸線(7)的旋轉運動可進行關閉、打開或調節所述流道(F)的操作。
9.如權利要求8所述的真空閥(1)，其特征在于， 所述真空閥被設計為以下類型的閥中的一種 蝶形閥；旋轉閥； 節流閥； 擺閥； 百葉閥； 人字形閥。
10.如權利要求1至7中任一項所述的真空閥(1)，其特征在于， 所述閥驅動裝置(5)被設計用于產生線性運動，所述軸桿貫通部00)被設計為滑動作用軸桿貫通部，通過所述軸桿(6)和所述閥關閉件(8)沿著所述軸桿軸線(7)的線性滑動運動可進行關閉、打開或調節所述流道(F)的操作，并且所述真空閥被設計為以下類型的閥中的一種 滑閥； 輸送閥； 楔形閥。
全文摘要
本發明涉及一種真空閥(1)，該真空閥用于中斷、釋放或控制真空閥(1)的內部(3)中的流動介質。聯接到閥驅動裝置(5)的軸桿(6)從大氣區域(4)通過密封軸桿貫通部(20)穿過閥殼體(2)氣密地導入內部(3)，使得由閥驅動裝置(5)產生的運動可以從大氣區域(4)傳遞到內部(3)，用于中斷、釋放或控制流動。軸桿貫通部(20)包括第一密封環(21)，該第一密封環沿徑向以氣體密封方式同心地包圍軸桿(6)；支承表面(22)，該支承表面相對于軸桿(6)沿軸向面對，第一密封環(21)至少部分地以氣密密封方式抵靠所述支承表面；支撐環(23)；以及彈簧(25)。支撐環(23)的內錐形段(24)至少部分地包圍第一密封環(21)。彈簧(25)沿朝向支承表面(22)的方向軸向擠壓支撐環(23)，使得錐形段(24)以基本恒定的壓力將第一密封環(21)彈性柔順地擠壓在支承表面(22)和軸桿(6)上。
文檔編號F16K1/226GK102171499SQ200980138875
公開日2011年8月31日 申請日期2009年8月27日 優先權日2008年9月5日
發明者弗洛里安·埃爾內 申請人:Vat控股公司