DE1216051B

DE1216051B - Gate valve for high vacuum systems

Info

Publication number: DE1216051B
Application number: DEH46256A
Authority: DE
Inventors: Tiemo Von Zweck
Original assignee: High Voltage Engineering Corp
Current assignee: High Voltage Engineering Corp
Priority date: 1961-07-03
Filing date: 1962-07-02
Publication date: 1966-05-05

Description

Absperrschieber für Hochvakuumanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber für Hochvakuumanlagen und eine quer zur Leitung einschiebbaren Schieberplatte, die in der Schließlage durch einen an einem Metallbalgen befestigten beweglichen Ring an den Ventilsitz gedrückt wird.Gate valve for high vacuum systems The invention relates to a gate valve for high vacuum systems and one that can be pushed in across the line Slide plate that is attached to a metal bellows in the closed position movable ring is pressed against the valve seat.

Es sind bereits Ventile bekannt, welche unter der Belastung durch ein Gewicht oder unter der Belastung durch eine Feder stehen und für hohe Drücke bestimmt sind und bei welchen die Dichtungsfläche schneidenartig ausgebildet ist (deutsche Patentschrift 686164). Valves are already known which are under the load of a weight or under the load of a spring and are intended for high pressures and in which the sealing surface is designed like a cutting edge (German Patent 686164).

Es ist auch bereits bekannt, am Ventilsitz eines Dampfventils eine Kante vorzusehen und den Ventilteller mit einer aus Mangan, Phosphorkupfer, Blei und Zinn bestehenden Masse zu belegen, in die sich der Ventilsitz durch den Druck der Ventilspindel und den Druck -des auf dem Ventilteller lastenden Dampfes eingräbt (deutsche Patentschrift 19 933). It is also already known to provide an edge on the valve seat of a steam valve and to cover the valve disc with a mass consisting of manganese, phosphorus copper, lead and tin, in which the valve seat is loaded by the pressure of the valve spindle and the pressure on the valve disc Steam digs (German patent 19 933).

Zur Absperrung besonders kostbarer oder gefährlicher Medien, d. h. flüssiger oder gasförmiger Stoffe, ist auch ein Absperrschieber mit einer quer zur Leitung einschiebbaren Schieberplatte, die in der Schließlage durch einen an einem Metallbalgen befestigten beweglichen Ring an denVentilsitz gedrückt wird, bekannt (französische Patentschrift 1213 058). To shut off particularly valuable or dangerous media, d. H. liquid or gaseous substances, a gate valve with a slide plate which can be pushed in transversely to the line and which, in the closed position, is pressed against the valve seat by a movable ring attached to a metal bellows, is also known (French patent specification 1213 058).

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen für Hochvakuumzwecke geeigneten Absperrschieber anzugeben, der vollkommen ohne organische und elastische Dichtungsmittel, wie Gummiringe u. dgl., arbeiten soll.The inventor set himself the task of creating one for high vacuum purposes indicate suitable gate valve that is completely organic and elastic Sealants such as rubber rings and the like should work.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Ab- sperrschieber für Hochvakuumanlagen mit einer quer zur Leitung einschiebbaren Schieberplatte, die in der Schließlage durch einen an einem Metallbalgen befestigten beweglichen Ring an den Ventilsitz gedrückt wird, ausgegangen und gemäß der Erfindung die Kombination folgender Merkmale vorgeschlagen: a) Der Ventilsitz ist in an sich bekannter Weise als scharfkantige Schneide ausgebildet; b) die Schieberplatte wird im geschlossenen Zustand durch eine Feder gegen zwei Anschlagstifte gedrückt, deren einer in eine dreieckförmige und deren anderer in eine rechteckförmige Ausnehmung der Platte eingreift.To solve this problem, a shut-off valve for high vacuum systems with a slide plate which can be pushed in transversely to the line and which, in the closed position, is pressed against the valve seat by a movable ring attached to a metal bellows, is assumed and, according to the invention, the combination of the following features is proposed: a ) The valve seat is designed in a manner known per se as a sharp-edged cutting edge; b) the slide plate is pressed in the closed state by a spring against two stop pins, one of which engages in a triangular recess and the other in a rectangular recess in the plate.

Durch die Erfindung wird also ein Ganzmetallabsperrschieber angegeben, der keine organischen Werkstoffe enthält, so daß er auch an Orten mit starken Strahlungspegeln verwendet werden kann, bei denen organische Werkstoffe beschädigt werden oder Gas abgeben würden. Der Absperrschiebei gemäß der Erfindung ist außerdem dünn, so daß ei nur ein sehr kurzes Stück der Vakuuminstallation in Anspruch nimmt, in die er eingesetzt ist. Der Schieber eignet sich besonders für Ultrahochvakuumanlagen, also für Systeme ohne organische Stoffe, die bei Drücken unterhalb von 10-6 Torr betrieben werden und gewöhnlich ausheizbar sind.The invention therefore provides an all-metal gate valve which does not contain any organic materials, so that it can also be used in places with strong radiation levels where organic materials would be damaged or give off gas. The shut-off slide according to the invention is also thin, so that it only takes up a very short stretch of the vacuum installation in which it is installed. The slide is particularly suitable for ultra-high vacuum systems, i.e. for systems without organic substances that are operated at pressures below 10-6 Torr and can usually be baked out.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Zentralschnitt durch eine Vakuumleitung und einen in dieser befindlichen Absperrschieber gemäß der Erfindung und F i g. 2 eine Schnittansicht in der Ebene II-II in Fig. 1. The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. In the drawing, F i g. 1 shows a central section through a vacuum line and a gate valve according to the invention located therein and FIG . 2 shows a sectional view in the plane II-II in FIG. 1.

Der dargestellte Absperrschieber enthält ein Gehäuse 1 mit Öffnungen 2, 3, die einen durch den Schieber zu schließenden Durchlaß bilden. Eine Schieberplatte 4 aus Kupfer ist über einVerbindungsstück 6 an einem Stab 5 befestigt. Das Verbindungsstück 6 ist oben hohl und nimmt den Stab 5 verschiebbar auf. Ein Stift 7 reicht quer vom unteren Ende des Stabes 5 durch seine öffnung in der Seite des Verbindungsstückes 6. Am unteren Ende des Verbindungsstückes 6 befindet sich ein weiterer Stift, der eine öffnung in der Schieberplatte 4 durchsetzt. Der Stab 5 wird von einer Feder 9 umgeben, die zwischen dem Verbindungsstück 6 und einer Schulter 10 des Stabes 5 gehalten wird. Der Stab 5 reicht durch das Gehäuse 1 und ist an einem Metallbalgen 11 befestigt, der eine Verschiebung des Stabes 5 unter Aufrechterhaltung eines vakuumdichten Ab- schlusses erlaubt. Beim Einschieben des Stabes 5 in das Gehäuse wird diese Bewegung über die Feder 9 auf die Schieberplatte 4 übertragen; wenn der Stab 5 im Gehäuse 1 nach oben bewegt wird, nimmt der Stift 7 die Schieberplatte 4 mit.The gate valve shown contains a housing 1 with openings 2, 3 which form a passage to be closed by the valve. A slide plate 4 made of copper is attached to a rod 5 via a connector 6 . The connecting piece 6 is hollow at the top and receives the rod 5 in a displaceable manner. A pin 7 extends transversely from the lower end of the rod 5 through its opening in the side of the connecting piece 6. At the lower end of the connecting piece 6 there is another pin which penetrates an opening in the slide plate 4. The rod 5 is surrounded by a spring 9 which is held between the connecting piece 6 and a shoulder 10 of the rod 5 . The rod 5 extends through the housing 1 and is attached to a metal bellows 11 , which allows the rod 5 to be displaced while maintaining a vacuum-tight seal . When the rod 5 is pushed into the housing, this movement is transmitted to the slide plate 4 via the spring 9; when the rod 5 is moved upward in the housing 1 , the pin 7 takes the slide plate 4 with it.

An der Innenwand des Gehäuses 1 ist um die Öff- nung 2 herum ein doppelter Metallbalgen 12 befestigt, dessen anderes Ende einen Ring 13 trägt. Die doppelte Wand des aus Metall bestehenden Doppelbalgens 12 begrenzt einen ringförmigen Raum 14, dessen eines Ende durch den Ring 13 geschlossen ist und dessen anderes Ende mit einer Leitung 15 im Gehäuse 1 in Verbindung steht. Die Leitung 15 kann über eine Rohrverbindung 16 und ein Ventil 19 entweder mit einer Druckgasquelle17 verbunden werden, um ein unter Druck stehendes Gas in den Ringraum 14 einzuführen, oder mit einem Auslaßrohr 18, um das Gas aus dem Ringraum 14 wieder abzulassen.A double metal bellows 12, the other end of which carries a ring 13, is fastened around the opening 2 on the inner wall of the housing 1. The double wall of the double bellows 12 made of metal delimits an annular space 14, one end of which is closed by the ring 13 and the other end of which is connected to a line 15 in the housing 1 . The line 15 can be connected via a pipe connection 16 and a valve 19 either to a pressurized gas source 17 in order to introduce a gas under pressure into the annular space 14, or to an outlet pipe 18 in order to discharge the gas from the annular space 14 again.

Der beschriebene Absperrschieber wird geschlossen, indem der Stab 5 unter Ausdehnung des Metallbalgens 11 nach unten verschoben wird, wobei die Feder 9 gegen die Schieberplatte 4 drückt. Die Platte 4 ist unten mit zwei Kerben 20, 21 versehen, von denen die Kerbe 20 dreieckig und die andere Kerbe 21 etwa rechteckig sein kann. Wenn die Platte 4 durch den Stab 5 eingeschoben wird, werden die beiden Kerben 20, 21 gegen zwei Anschlagstifte 22, 23 gedrückt. Die dreieckige Kerbe 20 verhindert nicht nur eine weitere Abwärtsbewegung der Platte 4, sondern verhindert auch, daß sich die Platte in seitlicher Richtung verschiebt. Die rechteckige Kerbe 21 erlaubt eine seitliche Verschiebung des Verschlußstückes. Die Kombination der Kerben 20, 21 und der Stifte 22, 23 bilden also im Effekt drei Festpunkte am unteren Rand der Platte 4, die bei jedem Schhe-Ben der Platte 4 gleich bleiben; zwei dieser Festpunkte liegen in der dreieckigen Kerbe 20 und der dritte oben in der rechteckigen Kerbe 21. Der Druck der Platte 4 auf die Stifte 22, 23 bleibt außerdem bei jedem Schließvorgang gleich, da dieser Druck ausschließlich durch die Feder 9 ausgeübt wird, die die mechanische Verbindung darstellt, durch die der Druck vom Stab 5 auf die Platte 4 übertragen wird und die Feder 9, wie F i g. 1 zeigt, bei geschlossenem Absperrschieber nur teilweise zusammengedrückt ist. Nachdem die Platte 4 in die in F i g. 1 dargestellte Schließstellung gebracht ist, wird in den Ringraum 14 Gas eingeleitet, so daß der Ring 13 gegen die Platte4 vorgeschoben wird, bis diese an einer ringförmigen Schneide 24 eines Ventilsitzes 25 anliegt, der im Gehäuse 1 angebracht ist und die Öffnung 3 umfaßt. Um den Absperrschieber zu öffnen, wird das Gas mittels des Ventils 19 aus dem Ringraum 14 abgelassen, und die Platte 4 wird mittels des Stabes 5 nach oben herausgezogen.The gate valve described is closed in that the rod 5 is pushed downwards with the expansion of the metal bellows 11 , the spring 9 pressing against the valve plate 4. The plate 4 is provided at the bottom with two notches 20, 21, of which the notch 20 can be triangular and the other notch 21 can be approximately rectangular. When the plate 4 is pushed in through the rod 5 , the two notches 20, 21 are pressed against two stop pins 22, 23. The triangular notch 20 not only prevents further downward movement of the plate 4, but also prevents the plate from shifting in the lateral direction. The rectangular notch 21 allows a lateral displacement of the closure piece. The combination of the notches 20, 21 and the pins 22, 23 thus effectively form three fixed points on the lower edge of the plate 4, which remain the same for each Schhe-Ben of the plate 4; two of these fixed points are in the triangular notch 20 and the third at the top in the rectangular notch 21. The pressure of the plate 4 on the pins 22, 23 also remains the same with each closing process, since this pressure is exerted exclusively by the spring 9 , which the represents mechanical connection through which the pressure from the rod 5 is transmitted to the plate 4 and the spring 9, as F i g. 1 shows that it is only partially compressed when the gate valve is closed. After the plate 4 in the in F i g. 1 is brought into the closed position shown, gas is introduced into the annular space 14, so that the ring 13 is advanced against the plate 4 until it rests against an annular cutting edge 24 of a valve seat 25 which is mounted in the housing 1 and includes the opening 3 . In order to open the gate valve, the gas is released from the annular space 14 by means of the valve 19 , and the plate 4 is pulled out upwards by means of the rod 5.

Die Erfindung ist nicht auf einen speziellen Betätigungsmechanismus für die Platte 4, z. B. auf die dargestellte Verschiebungsbewegung des Stabes 5, begrenzt, sondern umfaßt auch beliebige andere Anordnungen zur mechanischen Betätigung der Schieberplatte.The invention is not limited to a specific actuating mechanism for the plate 4, e.g. B. to the illustrated displacement movement of the rod 5, but also includes any other arrangements for mechanical actuation of the slide plate.

Claims

Patent claim: gate valve for high vacuum systems with a transversely insertable for guiding the slide plate, which is pressed into the closed position by on a metal bellows fixed to the movable ring on the valve seat, g e k hen -z c ichnet d urch the combination of the following features: a) The valve seat (25) is designed in a manner known per se as a sharp-edged cutting edge (24); b) the slide plate (4) is pressed in the closed state by a spring (9) against two stop pins (22, 23) , one of which engages in a triangular (20) and the other in a rectangular (21) recess of the plate. Considered publications: German Patent Nos. 19 933, 61000, 686164, 865245, 1000200; French Patent Nos. 868 864, 1213 058; U.S. Patent No. 2,639,117 .