本发明专利技术涉及一种真空阀（１），该真空阀用于中断、释放或控制真空阀（１）的内部（３）中的流动介质。联接到阀驱动装置（５）的轴杆（６）从大气区域（４）通过密封轴杆贯通部（２０）穿过阀壳体（２）气密地导入内部（３），使得由阀驱动装置（５）产生的运动可以从大气区域（４）传递到内部（３），用于中断、释放或控制流动。轴杆贯通部（２０）包括：第一密封环（２１），该第一密封环沿径向以气体密封方式同心地包围轴杆（６）；支承表面（２２），该支承表面相对于轴杆（６）沿轴向面对，第一密封环（２１）至少部分地以气密密封方式抵靠所述支承表面；支撑环（２３）；以及弹簧（２５）。支撑环（２３）的内锥形段（２４）至少部分地包围第一密封环（２１）。弹簧（２５）沿朝向支承表面（２２）的方向轴向挤压支撑环（２３），使得锥形段（２４）以基本恒定的压力将第一密封环（２１）弹性柔顺地挤压在支承表面（２２）和轴杆（６）上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的真空阀，该真空阀用于中断、释放或调节沿着真空阀的内部区域中的流道流动的介质流。
技术介绍
现有技术公开了真空阀的各种实施方式，它们具有穿过阀壳体延伸的阀通道，该阀通道可通过阀关闭件以气密方式关闭。特别地，在集成电路(IC)和半导体生产中使用不同的真空阀，这必须尽可能在没有任何污染微粒的受保护的环境中进行。例如，在用于生产半导体晶片或液晶基板的设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次穿过多个处理室，其中位于处理室内的半导体元件通过各自的处理装置处理。在处理室内的处理期间以及在从一个处理室至另一个处理室的输送期间，高度敏感的半导体元件必须总是处于受保护环境中，特别是处于保护气体环境中或者没有空气和微粒的环境中。处理室例如通过连接通道彼此连接，其中处理室可通过真空阀打开，以将零件从一个处理室输送到下一个处理室，然后以气密方式关闭，从而执行各自的生产步骤。还使用移动的输送室，其可与处理室对接，并且可在处理室之间在保护环境中输送半导体元件。供半导体零件穿过的这类真空阀由于所述应用领域和相关尺寸也称为真空输送阀，由于其矩形开口截面而称为矩形阀，并且由于其常用运行方法而称为滑阀、矩形闸阀或输送滑阀。具有楔形阀关闭件的滑阀也称为楔形阀。还使用用于打开和关闭气体通道的真空阀，或者用于调节通过气体通道的介质流的真空阀。这类阀例如位于处理室或输送室与真空泵或大气之间的管的系统中。也称为泵阀的这类阀的开口截面通常比真空输送阀小很多。已知这类真空阀的不同设计，例如真空角形阀、滑阀、蝶形阀、旋转阀和摆阀。可以有以下不同种类的真空阀，其中一些真空阀仅仅设计用于完全打开和完全关闭气体通道或者一些其它开度，而不能恒定处于任何指定中间位置，另外一些真空阀被设计用于处于完全打开和完全关闭状态之间的中间位置，因此适于调节通流。因此这些阀也称为调节阀或控制阀。此外，根据各自使用的驱动技术，阀具体可以分为一方面具有线性关闭和打开运动的阀，另一方面具有旋转关闭和打开运动的阀，其中这些运动的组合也是可行的。具有可通过阀关闭件的旋转运动改变的通流截面的真空阀的例子是旋转阀，也称为蝶形阀或翼型阀、摆阀、百叶阀或人字形阀。在旋转阀的情况下，沿着流道流动的介质流通过布置在流道中的关闭活板的旋转运动而中断、释放或者调节，其中关闭活板的旋转轴线的至少一个分量垂直于流道的流动轴线延伸。这类旋转阀、蝶形阀和节流阀一股是已知的，并且尤其在 GB 2404237 (Wareham)或者 US 2004/0129909A1 (Wiese)中公开。百叶阀具有多个这类活板，活板的旋转轴线通过彼此平行并且垂直于流道的流动轴线延伸。 人字形阀具有两个平行的关闭板，所述关闭板可相对于彼此旋转，彼此抵靠并且具有基本平行于流动轴线延伸的旋转轴线。关闭板均具有(特别是径向延伸的槽状)开口，在关闭板相对于彼此的第一旋转位置，所述开口相对于彼此对准从而释放流道，并且在关闭板相对于彼此的第二旋转位置，所述开口重叠从而阻塞流道。在摆阀的情况下，例如从US 6，089，537 (Olmsted)已知，关闭板绕基本平行于流动轴线延伸的轴线枢转至流道中，因此开口截面可减小并且流道被阻塞。在滑阀的情况下，阀关闭件，特别是关闭板，通常垂直于流动轴线线性滑入流道中。通过该线性运动，或者另外通过沿平行于流道的方向的第二运动进行气密关闭。关闭和密封操作通过单个线性运动进行的滑阀例如是尤其如在US 6, 367, 770B1 (Duelli)所提出的楔形阀，或者是因产品名称“M0N0VAT系列02和03”已知的输送阀，该输送阀构造为矩形闸阀，由瑞士 Haag 的 VAT Vakuumventile AG 生产，例如在 US 4, 809, 950 (Geiser)和 US 4, 881, 717 (Geiser)中描述了这种滑阀的结构和功能。从现有技术，例如从US 6, 629, 682B2 (Duelli)已知各种密封装置。用于密封环的适当材料的例子是已知商标名称为Viton 的弹性密封材料。所有这些真空阀都具有以下情形，即至少一个活动的阀关闭件设置在阀壳体的内部区域中的流道内，并且可通过阀关闭件的运动进行中断、释放或调节沿着流道流动的介质流的操作。该运动具体可以是旋转运动和/或线性运动。这里，可以提供一种用于在真空区域内产生运动的阀驱动装置。已知的设计是使用没有任何润滑剂的真空兼容的步进电机。生产这类电机需要用于轴承等的特殊材料，以将尤其是通过真空区域中的摩擦产生的不期望的微粒保持至低水平。即使在真空阀的内部区域中布置驱动装置避免了从大气区域至真空区域的运动传递，并且允许免除对应的密封，驱动装置在真空区域中的该布置也产生了非常高的支出，特别是在用于高度敏感的超高真空应用中，并且在一些情况下根本是不可能的。因此用于产生该运动的阀驱动装置通常布置在真空区域外，在大气区域中，因此其中经由至少一个机构(特别是轴)以气密的方式将运动从大气区域通过密封贯通部导入阀的内部区域中。已经知道，具有从真空侧穿至大气侧的轴的真空密闭的旋转或线性贯通部被用于以高精度、高稳定性和高转矩和/或力将旋转或平移或线性运动从真空区域的外部传递至真空区域的内部，其中轴通过密封轴贯通部经由布置在轴与贯通部之间的至少一个密封环以气密方式导入真空中。该简单的旋转或线性贯通部用于多种真空阀中，并且由于先进的密封材料而证实对于许多应用领域是成功的。然而，已经发现，有问题的应用领域是密封材料受到较大温度波动和/或大气区域与真空区域之间的很大压差的领域。所使用的大多数密封材料在热的作用下膨胀，这增加了密封件与轴之间的挤压动作。如果静止的密封件和运动的轴之间的力超过了某个极限值，那么密封件所受到的磨损明显增加。在一些情况下，密封件甚至损坏并失效，因此这导致气体穿透，并且可能导致很大的损坏。另一方面，必须始终保持最小的接触压力，以确保密封件与轴之间的密封。根据密封材料的热膨胀系数，真空阀可运行且一直确保密封和使用寿命的温度范围是有限的。现有技术公开了用于以高密封程度将旋转运动从外部传递至真空区域的内部的各种方案。US 4，885，947 (Baiter等人)描述了一种真空密闭的旋转贯通部，其具有用于将旋转运动从真空室的外部传递至该真空室的内部的第一轴和第二轴。这里，第一轴被设计为中空轴，第二轴被安装成使其能在第一轴中旋转。所述轴不会形成从真空侧到大气侧连续的轴。旋转运动经由复杂的传动机构传递。在外端，第一轴具有偏心布置的凹口，该凹口相对于旋转轴线倾斜，并且一锥形套筒伸入该凹口中。第一轴通过锥形套筒的轨道运动而旋转。第二轴的旋转同样通过偏心驱动装置发生。所述轴分别通过折叠波纹管密封。该真空密闭的旋转贯通部的复杂结构意味着削弱了旋转运动传递的精度和稳定性。另外，仅可以传递较小的转矩。US 2005/0210648A1公开了一种用于在针形阀中对填料密封件预加应力的装置。 可围绕其轴线旋转的针形阀杆在密封作用下被导入阀内部，其中壳体中的填料密封件确保了柱形阀杆与阀壳体的柱形壁之间的密封。柱形壁围绕柱形阀杆，其中填料密封件布置在所述壁与所述阀杆之间的环形中间区域中。环形填料密封件包括一对楔形填料元件，该对楔形本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种真空阀（１），该真空阀用于中断、释放或调节沿着所述真空阀（１）的内部区域（３）中的流道（Ｆ）流动的介质流，该真空阀具有：阀壳体（２），该阀壳体将所述真空阀（１）的所述内部区域（３）以气密方式与所述真空阀（１）外部的大气区域（４）分离；阀驱动装置（５），该阀驱动装置用于产生所述大气区域（４）中的运动；轴杆（６），该轴杆联接到所述阀驱动装置（５），具有几何轴杆轴线（７），并且通过密封轴杆贯通部（２０）以气密方式从所述大气区域（４）穿过所述阀壳体（２）导入所述内部区域（３），通过该轴杆，所述运动可从所述大气区域（４）传递至所述内部区域（３）中；以及阀关闭件（８），该阀关闭件布置在所述内部区域（３）的所述流道（Ｆ）中，并且联接到所述轴杆（６），借助于该阀关闭件，可通过所述运动进行中断、释放或调节沿着所述流道（Ｆ）流动的介质流的操作，所述真空阀的特征在于，所述轴杆贯通部（２０）具有：第一密封环（２１），该第一密封环由在热的作用下膨胀的材料构成，并且以沿径向气密密封的方式同心地包围所述轴杆（６）；支承表面（２２），该支承表面联接到所述阀壳体（２），围绕所述轴杆（６），相对于所述轴杆（６）轴向定向，并且基本在将所述轴杆（６）的所述几何轴线（７）作为法线的平面（２２ａ）中延伸，所述第一密封环（２１）以气密密封抵靠在该支承表面上，使得所述第一密封环（２１）沿着平行于所述轴杆（６）的方向轴向固定，其中所述第一密封环（２１）以沿轴向气密密封的方式抵靠在所述支承表面（２２）上，并且所述第一密封环（２１）引起所述支承表面（２２）与所述轴杆（６）之间气密接触；支撑环（２３），该支撑环由基本刚性材料构成，围绕所述轴杆（６）同心布置，并且与所述支承表面（２２）轴向相对，该支撑环可相对于所述支承表面（２２）、所述阀壳体（２）和所述轴杆（６）以有限程度轴向运动，并且在朝向所述支承表面（２２）定向的部分（２６）上，该支撑环具有内锥形段（２４），该内锥形段围绕所述轴杆（６）同心延伸并包围所述轴杆（６），该内锥形段沿着所述支承表面（２２）的方向以一锥形开口角（α）加宽，并且至少部分地包围所述第一密封环（２１）；以及弹性弹簧（２５），该弹性弹簧沿所述支承表面（２２）的方向向所述支撑环（２３）轴向施力，使得所述锥形段（２４）以弹性柔顺的方式并且基本在恒定的接触压力下将所述第一密封环（２１）紧压在所述支承表面（２２）和所述轴杆（６）上，其中，所述锥形开口角（α）使得由受到热作用的所述第一密封环（２１）引起的该第一密封环（２１）的径向膨胀导致所述支撑环（２３）沿远离所述支承表面（２２）的方向轴向运动，并且其中所述弹性弹簧（２５）被设计成使得该弹性弹簧（２５）屈服于由所述径向膨胀引起的所述支撑环（２３）的轴向运动。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·埃尔内，
申请(专利权)人：VAT控股公司，
类型：发明
国别省市：CH
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