JP2589505 | [Name of invention] Valve structure of vacuum furnace |
JP6745953 | Partition valve |
JP5490813 | Reverse pressure sluice valve |
NEUMEIR ANTON (DE)
ROHNER RICO (CH)
WO2005064236A1 | 2005-07-14 |
JP2003097736A | 2003-04-03 | |||
DE1214960B | 1966-04-21 | |||
DE2828829A1 | 1980-01-03 | |||
JP2005076836A | 2005-03-24 | |||
US20140042354A1 | 2014-02-13 | |||
US4809950A | 1989-03-07 | |||
US20080083897A1 | 2008-04-10 | |||
EP2541591A2 | 2013-01-02 |
Patentansprüche 1 . Ventil (1 ), insbesondere Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan (2), welches einen keilförmigen Verschlussbereich (3) aufweist, und mit zumindest einem, eine Ventilöffnung (4) des Ventils (1 ) umgebenden Ventilsitz (5), wobei der keilförmige Verschlussbereich (3) in einer Schließstellung des Verschlussorgans (2) abdichtend an dem Ventilsitz (5) anliegt und die Ventilöffnung (4) verschließt und in einer Öffnungsstellung die Ventilöffnung (4) für ein Hindurchtransportieren von Fluiden und/oder Festkörpern durch die Ventilöffnung (4) freigibt, wobei das Verschlussorgan (2) mit dem keilförmigen Verschlussbereich (3) zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung auf einer Bewegungsbahn (6) hin und her bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn (6) in sich abgewinkelt und/oder gebogen ist. 2. Ventil (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1 ) zur Führung des Verschlussorgans (2) entlang der Bewegungsbahn (6) zumindest eine Kulissenbahn (7) aufweist, wobei die Kulissenbahn (7) in sich abgewinkelt und/oder gebogen ist. 3. Ventil (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1 ) zur Führung des Verschlussorgans (2) entlang der Bewegungsbahn (6) zumindest eine Rolle (8) oder zumindest einen Gleiter aufweist, wobei die Rolle (8) oder der Gleiter von der Kulissenbahn (7) geführt ist. 4. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn (6) und/oder die zumindest eine gegebenenfalls vorhandene Kulissenbahn (7), vorzugsweise zumindest, zweifach abgewinkelt ist bzw. sind. 5. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn (6) einen mittleren Bewegungsbahnabschnitt (10) und zwei jeweils endseitig an den mittleren Bewegungsbahnabschnitt (10) anschließende Bewegungsbahnabschnitte (9, 1 1 ) aufweist, wobei die jeweils endseitig anschließenden Bewegungsbahnabschnitte (9, 1 1 ) jeweils gegenüber dem mittleren Bewegungsbahnabschnitt (10) abgewinkelt angeordnet sind. 6. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kulissenbahn (7) einen mittleren Kulissenbahnabschnitt (1 3) und zwei jeweils endseitig an den mittleren Kulissenbahnabschnitt (13) anschließende Kulissenbahnabschnitte (12, 14) aufweist, wobei die jeweils endseitig anschließenden Kulissenbahnabschnitte (12, 14) jeweils gegenüber dem mittleren Kulissenbahnabschnitt (1 3) abgewinkelt angeordnet sind. 7. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei aufeinanderfolgende Bewegungsbahnabschnitte (9, 10, 1 1 ) der Bewegungsbahn (6) und/oder jeweils zwei aufeinanderfolgende Kulissenbahnabschnitte (12, 13, 14) der Kulissenbahn (7) einen Winkel von 1 35° bis 170°, vorzugsweise von 145° bis 1 55°, miteinander einschließen. 8. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Bewegungsbahn (7) in sich gebogen ausgeführt ist. 9. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (2) zusätzlich einen keilförmigen Durchlassbereich (16) aufweist, welcher eine Transferöffnung (17) im Verschlussorgan (2) umgibt, wobei das Verschlussorgan (2) in der Öffnungsstellung mit dem Durchlassbereich (16) abdichtend an dem Ventilsitz (5) anliegt und die Transferöffnung (17) des Verschlussorgans (2) für das Hindurchtransportieren von Fluiden und/oder Festkörpern in der Öffnungsstellung mit der Ventilöffnung (4) fluchtend angeordnet ist. 10. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1 ) ein Ventilgehäuse (18) aufweist und der Ventilsitz (5) Teil des Ventilgehäuses (18) ist. 1 1 . Ventil (1 ) nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferöffnung (17) von einer Transferöffnungsbegrenzungswand (19) des Durchlassbereichs (16) des Verschlussorgans (2) zur Verhinderung des Eindringens der Fluide und/oder Festkörper in einen Innenraum (20) des Ventilgehäuses (18) umgeben ist. 12. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussbereich (3) des Verschlussorgans (2) und der Durchlassbereich (16) des Verschlussorgans (2) permanent starr miteinander verbunden sind und/oder dass das Verschlussorgan (2) im Verschlussbereich (3) und im Durchlassbereich (16) jeweils zumindest eine Dichtung (21 , 22) oder zumindest einen Dichtungssitz aufweist. 1 3. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1 ) einen, vorzugsweise einen einzigen, Linearantrieb (23) und/oder Schwenkantrieb (33) zum Hin - und Herbewegen des Verschlussorgans (2) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist. 14. Ventil (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (23) und das Verschlussorgan (2) mittels zumindest eines Übertragungshebels (24) miteinander verbunden sind, wobei der Übertragungshebel (24) sowohl am Linearantrieb (23) als auch am Verschlussorgan (2) schwenkbar angeordnet ist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan, welches einen keilförmigen Verschlussbereich aufweist, und mit zumindest einem, eine Ventilöffnung des Ventils umgebenden Ventilsitz, wobei der keilförmige Verschlussbereich in einer Schließstellung des Verschlussorgans abdichtend an dem Ventilsitz anliegt und die Ventilöffnung verschließt und in einer Öffnungsstellung die Venti löffnung für ein
Hindurchtransportieren von Fluiden und/oder Festkörpern durch die Ventilöffnung freigibt, wobei das Verschlussorgan mit dem keilförmigen Verschlussbereich zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung auf einer Bewegungsbahn hin und her bewegbar gelagert ist.
Ventile der oben genannten Art sind beim Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungsformen bekannt. Sie werden wegen des keilförmigen
Verschlussbereichs des Verschlussorgans häufig auch als sogenannte Kei lventile bezeichnet. Beim Stand der Technik werden Keilventile zwischen der
Öffnungsstellung und der Schließstellung ausschließlich in einer Richtung linear bewegt. Das Öffnen, also das Bewegen des Verschlussorgans von der
Schließstellung in die Öffnungsstellung erfolgt dann ausschließlich linear in
Gegenrichtung.
Keilventile haben den Vorteil, dass relativ einfach relativ große Dichtkräfte beim Schließen des Ventils realisierbar sind. Aus diesem G rund werden Kei lventile der genannten Art auch häufig bei sogenannten schmutzigen Prozessen eingesetzt, also bei Prozessen, bei denen sich im Ventil mit den durch die Ventilöffnung hindurch transportierten Fluiden mitgeführte Partikel ablagern und so das Ventil und insbesondere auch den Ventilsitz verschmutzen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Ausgestaltungsform für ein Ventil der oben genannten Art vorzuschlagen.
Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungsbahn in sich abgewinkelt und/oder gebogen ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist bei erfindungsgemäßen Ventilen also vorgesehen, dass das, vorzugsweise das gesamte, Verschlussorgan zwischen der Schließstellung und der Offnungsstellung nicht nur jeweils in eine Richtung linear sondern auf einer abgewinkelten und/oder gebogenen Bewegungsbahn bewegt wird. Dies ermöglicht zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten für das
erfindungsgemäße Ventil, welche insbesondere auch dazu genutzt werden können, ein Ventil bzw. Keilventil auch in Umfeldern einzusetzen, bei denen stark
verschmutzte Fluide und/oder Festkörper durch die Ventilöffnung
hindurchtransportiert werden müssen.
Um das Verschiussorgan entlang der abgewinkelten und/oder gebogenen
Bewegungsbahn zu führen, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Ventil zur Führung des Verschlussorgans entlang der Bewegungsbahn zumindest eine Kulissenbahn aufweist, wobei die Kulissenbahn in sich abgewinkelt und/oder gebogen ist. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das Ventil zur Führung des Verschlussorgans entlang der Bewegungsbahn zumindest eine Rolle oder zumindest einen Gleiter aufweist, wobei die Rolle oder der G leiter von der Kulissenbahn geführt ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die Kulissenbahn sowohl am Verschlussorgan als auch an anderen Bauteilen des Ventils, also z.B. an einem Ventilgehäuse des Ventils, ausgebildet sein kann. Bei bevorzugten Varianten sind mehrere Kulissenbahnen zur Führung des
Verschlussorgans vorgesehen. Für die Rollen bzw. G leiter gilt dasselbe wie für die Kulissenbahn. Auch die Rollen oder Gleiter können sowohl am Verschlussorgan als auch an einem anderen Bauteil des Ventils, insbesondere an einem Ventilgehäuse, angeordnet bzw. in ihrer Position gegebenenfalls drehbar fixiert sein. Bei der Kulissenbahn bzw. den Kulissenbahnen kann es sich z.B. um Schiene, Nuten und dergleichen handeln.
Bevorzugte Varianten sehen vor, dass die Bewegungsbahn in mehrere
Bewegungsbahnabschnitte, vorzugsweise in zumindest zwei, besonders bevorzugt in zumindest drei Bewegungsbahnabschnitte unterteilt ist. Diese
Bewegungsbahnabschnitte können relativ zueinander abgewinkelt oder mit unterschiedlichen Biegeradien gebogen sein. Es kann sich in anderen
Ausführungsbeispielen aber auch um eine gebogene Bewegungsbahn mit nur einem einzigen Biegeradius handeln. In diesem Fall kann dann gegebenenfalls nicht zwischen verschiedenen Bewegungsbahnabschnitten unterschieden werden. Sind verschiedene Bewegungsbahnabschnitte identifizierbar, so sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass jeweils zwei aufeinanderfolgende Bewegungsbahnabschnitte der Bewegungsbahn und/oder jeweils zwei
aufeinanderfolgende Kulissenbahnabschnitte der Kulissenbahn einen Winkel von 1 35° bis 1 70°, vorzugsweise von 145° bis 1 55°, miteinander einschließen. Bei dem Begriff „abgewinkelt" ist darauf hinzuweisen, dass hier nicht nur die exakte
Ausbildung von Winkeln mit umfasst ist. Es kann vielmehr auch vorgesehen sein, dass in den Abwinkelungen gewisse Biegeradien berücksichtigt sind. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung sind die jeweils zwei aufeinanderfolgenden Bewegungsbahnabschnitte der Bewegungsbahn und/oder die entsprechenden Kulissenbahnabschnitte der Kulissenbahn in einem Winkel von 150° zueinander angeordnet.
Bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen vor, dass die Bewegungsbahn und/oder die zumindest eine gegebenenfalls vorhandene Kulissenbahn, vorzugsweise zumindest, zweifach abgewinkelt ist bzw. sind.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Bewegungsbahn einen mittleren
Bewegungsbahnabschnitt und zwei jeweils endseitig an den mittleren
Bewegungsabschnitt anschließende Bewegungsbahnabschnitte aufweist, wobei die jeweils endseitig anschließenden Bewegungsbahnabschnitte jeweils gegenüber dem mittleren Bewegungsabschnitt abgewinkelt angeordnet sind. Genauso gut kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Kulissenbahn einen mittleren
Kulissenbahnabschnitt und zwei jeweils endseitig an den mittleren
Kulissenbahnabschnitt anschließende Kulissenbahnabschnitte aufweist, wobei die jeweils endseitig anschließenden Kulissenbahnabschnitte jeweils gegenüber dem mittleren Kulissenbahnabschnitt abgewinkelt angeordnet sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gesamte Bewegungsbahn in sich gebogen ausgeführt ist.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass das Verschlussorgan zusätzlich zum keilförmigen Verschlussbereich einen keilförmigen Durchlassbereich aufweist, welcher eine Transferöffnung im Verschlussorgan umgibt, wobei das Verschlussorgan in der Öffnungsstellung mit dem Durchlassbereich abdichtend an dem Ventilsitz anliegt und die Transferöffnung des Verschlussorgans für das Hindurchtransportieren von Fluiden und/oder Festkörpern in der
Öffnungsstellung mit der Ventilöffnung fluchtend angeordnet ist. In anderen Worten ist also bei diesen Varianten vorgesehen, dass das Verschlussorgan zwei
voneinander verschiedene keilförmige Bereiche, nämlich den keilförmigen
Verschlussbereich und den keilförmigen Durchlassbereich aufweist. Es gibt bei diesen Ventilen bevorzugt zwei voneinander verschiedene Stellungen des
Verschlussorgans, in denen das Verschlussorgan abdichtend gegen den Ventilsitz gedrückt wird bzw. an diesem anliegt. In der einen Stellung des Verschlussorgans liegt der keilförmige Verschlussbereich des Verschlussorgans abdichtend am
Ventilsitz an. In der anderen Stellung liegt der keilförmige Durchlassbereich des Verschlussorgans abdichtend an dem Ventilsitz an. In der letztgenannten Stellung ist die Öffnungsstellung des Ventils erreicht, indem die Transferöffnung des
Durchlassbereichs des Verschlussorgans mit der Ventilöffnung fluchtet, sodass
Fluide und/oder Festkörper in dieser Öffnungsstellung durch die Ventilöffnung und die Transferöffnung hindurchgeführt werden können. In anderen Worten ist bei diesen Varianten also vorgesehen, dass das Verschlussorgan sowohl in der
Öffnungsstellung als auch in der Schließstellung an den Ventilsitz dichtend
angedrückt ist bzw. an diesem dichtend anliegt. Der Fluid- und/oder
Festkörpertransport durch die Ventilöffnung wird dabei ermöglicht, indem eben im keilförmigen Durchlassbereich eine Transferöffnung vorhanden ist. Diese Varianten sind besonders bevorzugt dann einsetzbar, wenn relativ partikelbehaftete Fluide und/oder Festkörper durch die Ventilöffnung hindurchtransportiert werden müssen. Bei solchen Fluiden und/oder Festkörpern ist die Gefahr besonders hoch, dass es zu ungewünschten Partikelabscheidungen im Ventil kommt, was durch die bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung verhindert werden kann.
In diesem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn die Transferöffnung von einer Transferöffnungsbegrenzungswand des Durchlassbereichs des
Verschlussorgans zur Verhinderung des Eindringens der Fluide und/oder Festkörper in einen Innenraum des Ventilgehäuses umgeben ist. Diese
Transferöffnungsbegrenzungswand ergibt sich automatisch, wenn der keilförmige Durchlassbereich des Verschlussorgans aus einem vollen Material gefertigt ist. Ist der Durchlassbereich des Verschlussorgans hingegen als ein Hohlkörper mit zwei keilförmig zueinander angeordneten Begrenzungswänden ausgebildet, so kann die Transferöffnungsbegrenzungswand als eine gesonderte Verbindungswand zwischen diesen beiden keilförmig angeordneten Begrenzungswänden ausgebildet sein. Es kann sich bei der Transferöffnungsbegrenzungswand dann z.B. um einen
entsprechend keilförmig ausgebildeten Rohrabschnitt handeln. Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass der Durchlassbereich des Verschlussorgans ein keilförmig ausgebildeter Bereich des Verschlussorgans bzw. der das Verschlussorgan bildenden Wand oder Wände ist, wobei dieser Durchlassbereich eben zumindest eine Öffnung im Verschlussorgan umgreift, welche hier als Transferöffnung bezeichnet wird. Man könnte den Verschlussbereich des Verschlussorgans auch als ersten Bereich des Verschlussorgans und den Durchlassbereich als zweiten Bereich des Verschlussorgans bezeichnen. Günstigerweise überlappen sich diese Bereiche nicht. Der Verschlussbereich des Verschlussorgans und der Durchlassbereich des Verschlussorgans sind aber günstigerweise permanent starr miteinander verbunden. Die zur abdichtenden Anordnung des Verschlussorgans am Ventilsitz benötigten Dichtungen können sowohl am Verschlussorgan selbst als auch am Ventilsitz angeordnet sein. Im Fall, dass die Dichtungen am Verschlussorgan angeordnet sind, sehen besonders bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Verschlussorgan im Verschlussbereich und im Durchlassbereich jeweils zumindest eine Dichtung aufweist. Ist die Dichtung am Ventilsitz angeordnet, so sehen bevorzugte Varianten vor, dass das Verschlussorgan im Verschlussbereich und im Durchlassbereich jeweils zumindest einen Dichtungssitz aufweist. An diesen Dichtungssitz wird dann die am Ventilsitz befestigte Dichtung angedrückt, wenn das Verschlussorgan mit dem jeweiligen Bereich abdichtend an den Ventilsitz angedrückt wird bzw. an diesem anliegt.
Bevorzugte Varianten sehen vor, dass das Ventil ein Ventilgehäuse aufweist und der Ventilsitz Teil des Ventilgehäuses ist. Besonders bevorzugte Varianten sehen vor, dass zwei einander gegenüberliegende Ventilsitze im Ventil vorhanden sind, wobei der keilförmige Verschlussbereich und gegebenenfalls auch der keilförmige
Durchlassbereich in der Schließ- bzw. Öffnungsstellung abdichtend an den beiden einander gegenüberliegenden Ventilsitzen anliegen. Die genannten keilförmigen Bereiche des Verschlussorgans sind in dieser Stellung dann also zwischen den einander gegenüberliegenden, in der Regel auch keilförmig ausgebildeten
Ventilsitzen angeordnet. In diesen Ausgestaltungsformen sind dann günstigerweise sowohl im Verschlussbereich als auch im Durchlassbereich jeweils zumindest zwei einander gegenüberliegende Dichtungen vorgesehen, wenn die Dichtungen am Verschlussorgan angeordnet bzw. befestigt sind.
G rundsätzlich gibt es verschiedenste Möglichkeiten, das Verschlussorgan zur Bewegung entlang seiner abgewinkelten und/oder gebogenen Bewegungsbahnen anzutreiben. Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht dabei vor, dass das Ventil einen, vorzugsweise einen einzigen, Linearantrieb zum Hin - und Herbewegen des Verschlussorgans zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Richtung in der sich der keilförmige Verschlussbereich und/oder der keilförmige Durchlassbereich des Verschlussorgans keilförmig verjüngen, senkrecht auf den Bewegungsrichtungen des Linearantriebs steht. Alternative Varianten der Erfindung sehen vor, dass das Ventil einen, vorzugsweise einen einzigen, Schwenkantrieb zum Hin - und Herbewegen des
Verschlussorgans zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung aufweist. Auch Kombinationen hiervon sind denkbar. Wird nur ein Linearantrieb verwendet, so sehen bevorzugte Varianten vor, dass der Linearantrieb und das Verschlussorgan mittels zumindest eines Übertragungshebels miteinander verbunden sind, wobei der Übertragungshebel sowohl am Linearantrieb als auch am Verschlussorgan schwenkbar angeordnet ist.
Erfindungsgemäße Ventile kommen besonders bevorzugt in der sogenannten Vakuumtechnik zum Einsatz. In der Regel spricht man von Vakuumtechnik, wenn Betriebsdrücke mit Drücken kleiner oder gleich 0,001 mbar bzw. 0,1 Pascal erreicht werden. Vakuumventile sind Ventile, die für diese Druckbereiche und/oder entsprechende Druckdifferenzen zur Umgebung ausgelegt sind. Man kann von Vakuumventilen aber auch allgemein dann sprechen, wenn sie für Drücke unter dem Normaldruck, also unter 1 bar ausgelegt sind. Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der
Erfindung werden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in der
Figurenbeschreibung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 5 verschiedene Darstellungen eines ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Vakuumventils, wobei sich das Vakuumventil in der Schließstellung befindet;
Fig. 6 das Verschlussorgan dieses ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit keilförmigem Verschlussbereich und keilförmigem Durchlassbereich;
Fig. 7 die Bewegungsbahn des Verschlussorgans des ersten Ausführungsbeispiels; Fig. 8 bis 10 Darstellungen zu einer Zwischenstellung des Verschlussorgans dieses ersten Ausführungsbeispiels und die
Fig. 1 1 bis 16 Darstellungen zur Öffnungsstellung dieses ersten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventils und
Fig. 17 und 18 schematisch skizzierte Konzepte für alternative Ausgestaltungsformen der Erfindung.
In Fig. 1 ist das sich in der Schließstellung befindende Ventil 1 in einer Frontalansicht gezeigt. Gut zu sehen ist hier die Ventilöffnung 4, welche in der Schließstellung vom Verschlussbereich 3 des Verschlussorgans 2 verschlossen ist. Bei der Ventilöffnung handelt es sich hier um jeweils eine Öffnung das Ventilgehäuse 18 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 18 und den dazwischen liegenden Raum. Bei beiden Seiten ist jeweils ein Flansch 31 angebracht. Mit diesem Flansch 31 kann das erfindungsgemäße Ventil an Prozesskammern, Verbindungsleitungen und dergleichen angeschlossen werden. Mit dem Bezugszeichen 23 ist der in Fig. 1 nur von außen sichtbare Linearantrieb bezeichnet. Der Vertikalschnitt durch das Ventil 1 entlang der Schnittlinie AA ist in Fig. 2 gezeigt. Dort ist gut zu sehen, dass das Verschlussorgan 2 zwei voneinander getrennt angeordnete, aber einstückig fix miteinander verbundene Bereiche aufweist. Dies ist zum einen der Verschlussbereich 3, welcher in der Schließstellung des Ventils 1 bzw. des Verschlussorgans 2 abdichtend mit seinen Dichtungen 21 gegen die einander gegenüberliegenden Ventilsitze 5 angedrückt ist, wodurch die Ventilöffnung 4 verschlossen ist. Darüber findet sich der als Durchlassbereich 16 bezeichnete Bereich des Verschlussorgans 2, in welchem die Transferöffnung 17 angeordnet ist. Der Durchlassbereich 16 des Verschlussorgans 2 umgibt somit die Transferöffnung 1 7. Die Ausgänge der Transferöffnung 17 im Durchlassbereich 16 sind jeweils von einer Dichtung 22 umgeben.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Ventil 1 . In Fig. 3 ist die Schnittlinie BB gezeigt. Der entsprechende Schnitt durch das Ventil 1 entlang der Schnittlinie BB ist in Fig. 4 dargestellt. Der Schnitt gemäß Fig. 4 zeigt somit einen Blick in den Innenraum 20 des Ventilgehäuses 18 auf das dort ebenfalls geschnitten dargestellte
Verschlussorgan 2 in der Schließstellung. In dieser Schnittdarstellung ist auch der innere Aufbau des hier zum Bewegen des Verschlussorgans entlang der
Bewegungsbahn 6 eingesetzten Linearantriebs 23 gut zu sehen. Es handelt sich hier bei dem Linearantrieb 23 um eine pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnung. Sie umfasst den Zylinder 25, in dem der Kolben 26 in an sich bekannter Art und Weise entlang der linearen Bewegungsrichtung 38 des Linearantriebs 23 verschiebbar gelagert ist. Zur Verschiebung des Kolben 26 im Zylinder 25 werden in an sich bekannter Art und Weise in den jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens angeordneten Zylinderhohlräumen unterschiedliche Drücke angelegt. Der Kolben 26 ist fix mit der Kolbenstange 27 verbunden. Diese ist über einen dehnbaren, abgedichteten Balg 28 aus dem Zylinder 25 herausgeführt und trägt ein Kopfstück 40. Dieses Kopfstück 40 und damit auch die Kolbenstange 27 sind auf der einen
Seite mittels der Stützrolle 29 am benachbarten Wandbereich des Ventilgehäuses 18 abgestützt. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich die gelenkige
Verbindung mit dem Verschlussorgan 2 bzw. dessen Anschlusslasche 32. Die
Verbindung zwischen der Kolbenstange 27 bzw. deren Kopfstück 40 und dem Verschlussorgan 2 bzw. deren Anschlusslasche 32 erfolgt mittels eines schwenkbaren Übertragungshebels 24, welcher über entsprechende Gelenke 30 sowohl am
Kopfstück 40 bzw. der Kolbenstange 27 und damit am Linearantrieb 23 als auch am Verschlussorgan 2 schwenkbar angeordnet ist. Die in den Fig. 4 und 5
eingezeichnete Richtung 39, in die sich der keilförmige Verschlussbereich 3 wie auch der keilförmige Durchlassbereich 16 keilförmig verjüngen, steht senkrecht auf den durch den Doppelpfeil gekennzeichneten linearen Bewegungsrichtungen 38 des Linearantriebs 23. Um das Verschlussorgan auf seinem Weg zwischen der
Schließstellung und der Offnungsstellung erfindungsgemäß entlang einer hier in sich abgewinkelten Bewegungsbahn 6 zu führen, sind im gezeigten
Ausführungsbeispiel insgesamt 4 Kulissenbahnen 7 vorhanden, von denen in Fig. 4 aufgrund der Lage der Schnittebene nur zwei vollständig und eine im Bereich der Transferöffnung 17 teilweise zu sehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kulissenbahnen 7 am Ventilgehäuse 18 fix angeordnet. Am Verschlussorgan 2 befinden sich Rollen 8, mit denen das Verschlussorgan 2, angetrieben vom
Linearantrieb 23, an den Kulissenbahnen 7 abrollt und somit entlang der in Fig. 7 schematisiert dargestellten zweifach abgewinkelten Bewegungsbahn 6
zwangsgeführt ist. Die Bewegungsbahn 6 kann visualisiert werden, indem man einen beliebigen Punkt auf dem Verschlussorgan 2 während der Bewegung zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung oder umgekehrt mitverfolgt und aufzeichnet. Die Bewegungsbahn 6 hat meist denselben Verlauf wie die
Kulissenbahn 7 oder Kulissenbahnen 7. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Bewegungsbahn 6 drei Bewegungsbahnabschnitte 9, 10 und 1 1 auf. Der mittlere Bewegungsbahnabschnitt 10 verläuft parallel zur linearen Bewegungsrichtung 38 des linearen Antriebs 23. Die beiden jeweils endseitig daran anschließenden Bewegungsbahnabschnitte 9 und 1 1 sind jeweils gegenüber dem Bewegungsbahnabschnitt 10 abgewinkelt angeordnet. Der Winkel 1 5 zwischen den Bewegungsbahnabschnitten 9 und 10 sowie 10 und 1 1 liegt wie eingangs bereits ausgeführt, günstigerweise in einem Winkelbereich von 1 35° bis 170°, besonders bevorzugt von 145° bis 1 55°. Im konkreten
Ausführungsbeispiel sind es 1 50°. Das obere Ende des abgewinkelten
Bewegungsabschnitts 9 wird dann erreicht, wenn sich das Verschlussorgan 2 in seiner Schließstellung befindet, in der der Verschlussbereich 3 so an den Ventilsitz 5 angedrückt wird, dass die Ventilöffnung 4 verschlossen und abgedichtet ist. Das untere Ende des unteren abgewinkelten Bewegungsbahnabschnittes 1 1 wird in der Öffnungsstellung des Verschlussorgans 2 erreicht, wenn, wie in den Fig. 1 1 bis 16 gezeigt, der Durchlassbereich 16 abdichtend gegen den Ventilsitz 5 gedrückt wird und die Transferöffnung 17 so mit der Ventilöffnung 4 fluchtend angeordnet ist, dass die Ventilöffnung 4 durchgängig geöffnet ist und Fluide und/oder Festkörper durch sie hindurch transportiert werden können. Zur Zwangsführung des Verschlussorgans 2 entlang der Bewegungsbahn 6 sind die Kulissenbahnen 7 entsprechend der Bewegungsbahn 6 ausgebildet. Auch sie weisen jeweils drei Kulissenbahnabschnitte 12, 1 3 und 14 auf. Der jeweils mittlere
Kulissenbahnabschnitt 1 3 liegt jeweils parallel zur linearen Bewegungsrichtung 38 des Linearantriebs 23. Die endseitigen Kulissenbahnabschnitte 12 und 14 sind jeweils mit dem entsprechenden Winkel 15 gegen den mittleren
Kulissenbahnabschnitt 13 abgewinkelt. Die Winkel 1 5 der Kulissenbahn 7 sind hier gleich den Winkeln 15 der Bewegungsbahn. Das Verschlussorgan 2 rollt mit den Rollen 8 entlang der Kulissenbahn 7. In der Schließstellung befinden sich die Rollen jeweils im Endbereich des jeweils oberen Kulissen bah na bschnitts 12 der jeweiligen Kulissenbahn 7, so wie dies in Fig. 4 gut zu sehen ist. Hierdurch drückt der jeweilige Kulissenbahnabschnitt 12 über die Rolle 8 das Verschlussorgan 2 und damit den Verschlussbereich 3 abdichtend zwischen die Ventilsitze 5 bzw. an diese an. Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der horizontalen Schnittlinie CC gemäß Fig. 1 und somit einen Schnitt durch den keilförmigen Verschlussbereich 3 des
Verschlussorgans 2, wie er mittels der Dichtungen 21 abgedichtet an den hier ebenfalls keilförmig angeordneten Ventilsitzen 5 anliegt bzw. angedrückt ist. Es ist gut zu erkennen, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Verschlussbereich 3 wie das gesamte Verschlussorgan 2 aus einem Vollmaterial hergestellt ist. Alternativ wäre es auch möglich, das Verschlussorgan 2 als Hohlkörper auszuführen, welcher von entsprechend keilförmig ausgebildeten Begrenzungswänden begrenzt wird.
Fig. 6 zeigt das in diesem Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommende
Verschlussorgan 2 losgelöst von den anderen Bauteilen. Gut zu sehen sind die fix miteinander verbundenen, jeweils keilförmigen Bereiche in Form des
Verschlussbereichs 3 und des Durchlassbereichs 16. Im Durchlassbereich 16 ist die Transferöffnung 1 7 angeordnet. Auf beiden Seiten des Durchlassbereichs 16 befindet sich jeweils eine O -form ig, die Transferöffnung 17 umfassende Dichtung 22. Im Verschlussbereich 3 sind entsprechend ausgeformte Dichtungen 21 auf beiden Seiten des Verschlussbereichs 3 angeordnet. Das Verschlussorgan 2 ist im
Verschlussbereich 3 im Bereich innerhalb der Dichtung 21 aber als geschlossene Wand ausgebildet, um die Ventilöffnung 4 in der Schließstellung vollständig verschließen zu können. Die Transferöffnung 17 ist von der
Transferöffnungsbegrenzungswand 19 des Durchlassbereichs 16 des
Verschlussorgans 2 umgeben. Sie verhindert das Eindringen von Fluiden und/oder Festkörpern in den Innenraum 20 des Ventilgehäuses, wenn sich das
Verschlussorgan in der Öffnungsstellung befindet, in der der Durchlassbereich 16 so abdichtend an den Ventilsitzen 5 anliegt, dass die Transferöffnung 17 mit der
Ventilöffnung 4 fluchtet, um so die Ventilöffnung 4 freizugeben. Wie eingangs bereits geschildert, ergibt sich die Transferöffnungsbegrenzungswand bei einem aus Vollmaterial ausgeführten Durchlassbereich 16 automatisch, wenn man die
Transferöffnung 1 7 in den Durchlassbereich 16 einbringt. Ist der Durchlassbereich 16 bzw. das ganze Verschlussorgan 2 als von keilförmig angeordneten
Bregrenzungswänden umgebener Hohlkörper ausgebildet, so kann die Transferöffnungsbegrenzungswand 19, also z.B. ein entsprechend keilförmiges Rohrstück, die beiden Begrenzungswände des Durchlassbereichs 16 miteinander verbinden. Fig. 7 zeigt, wie bereits beschrieben, beispielhaft die abgewinkelt ausgebildete Bewegungsbahn 6 dieses Ausführungsbeispiels.
Um das Ventil von der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Schließstellung in die in den Fig. 1 1 bis 16 dargestellte Öffnungsstellung zu bringen, wird das Verschlussorgan 2 vom Linearantrieb 23 nach unten bewegt. Die Kulissenbahn 7 bzw. deren obere
Kulissenbahnabschnitte 12 drücken dabei zunächst einmal den Verschlussbereich 3 aus dem Ventilsitz 5 heraus. Anschließend rollen die Rollen 8 entlang des jeweils mittleren Kulissenbahnabschnitts 13. Bei diesem Bewegungsbahnabschnitt 10 wird das Verschlussorgan 2 parallel zur linearen Bewegungsrichtung 38 des Linearantriebs 23 bewegt. Treffen die Rollen 8 dann bei dieser Schließbewegung auf den jeweils unteren Kulissenbahnabschnitt 14, so wird das Verschlussorgan 2 mit seinem
Durchlassbereich 16 mit einer Bewegungskomponente in Richtung 39 zwischen die Ventilsitze 5 gedrückt, um in der in den Fig. 1 1 bis16 gezeigten Endstellung in Form der Offnungsstellung abdichtend zwischen den Ventilsitzen 5 zur Endlage zu kommen. Auch in der Offnungsstellung ist der Innenraum 20 des Ventilgehäuses 18 abgedichtet. Die Ventilöffnung 4 ist durch die fluchtende Anordnung der
Transferöffnung 17 hingegen geöffnet, sodass Fluide und/oder Gegenstände durch die Ventilöffnung 4 und damit auch durch die Transferöffnung 17
hindurchtransportiert werden können.
In den Fig. 8 bis 10 ist eine Zwischenstellung dargestellt, in der Situation, wenn sich das Verschlussorgan 2 entlang des mittleren Bewegungsbahnabschnitts 10 der Bewegungsbahn 6 bewegt. In dieser Stellung ist, wie in den Fig. 8 und 10 zu sehen, die Transferöffnung 1 7 nur teilweise mit der Ventilöffnung 4 fluchtend angeordnet. Weder der Verschlussbereich 3 noch der Durchlassbereich 16 sind in diesen
Zwischenstellungen dichtend am Ventilsitz 5 angedrückt. Die gelenkige Lagerung des Ubertragungshebels 24 über die Gelenke 30 sowohl am Verschlussorgan 2 als auch am Linearantrieb 23 ermöglicht die Bewegungen des Verschlussorgans parallel zur Richtung 39 zusätzlich zur Bewegung entlang der Richtung 38.
In den die Offnungsstellung zeigenden Fig. 1 1 bis 16 zeigt Fig. 1 1 wieder eine entsprechende Frontalansicht auf das Ventil 1 von außen. Fig. 12 zeigt den
Längsschnitt entlang der Schnittlinie EE aus Fig. 1 1 , Fig. 13 den Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie FF aus Fig. 1 1 . In Fig. 12 ist gut zu sehen, wie in der
Öffnungsstellung der Durchlassbereich 16 so gegen die Ventilsitze 5 gedrückt wird, dass einerseits die Transferöffnung 17 fluchtend mit der Ventilöffnung 4 angeordnet ist und diese hierdurch passierbar ist. Andererseits wird durch die geschlossene
Transferöffnungsbegrenzungswand 19 und die Abdichtung mittels der Dichtungen 22 am Ventilsitz 5 verhindert, dass Fluide und/oder Festkörper, welche durch die Ventilöffnung 4 in dieser Stellung hindurchtreten, in den Innenraum 20 des
Ventilkörpers 18 eindringen können. Fig. 13 zeigt dieselbe Situation in einem
Horizontalschnitt. Auch hier ist wiederum sowohl die keilförmige Ausbildung des Durchlassbereichs 16 und auch der Transferöffnung 1 7 als auch die keilförmige Anordnung der Ventilsitze 5 gut zu sehen.
Fig. 14 zeigt in einer Draufsicht zwei Schnittlinien GG und H H. Der Schnitt entlang der Schnittlinie GG ist in Fig. 1 5 gezeigt. In Fig. 16 ist zusätzlich noch der Schnitt entlang der abgewinkelten Schnittlinie HH gezeigt, um zumindest in einer
Darstellung alle vier Kulissenbahnen 7 und die daran geführten Rollen 8 darstellen zu können. Es ist in den Fig. 1 5 und 16 auch gut zu sehen, dass die Rollen jeweils am Ende des unteren abgewinkelten Kulissenbahnabschnitts 14 befinden, um so den Durchlassbereich 16 abdichtend gegen die Ventilsitze 5 zu drücken.
Fig. 17 zeigt schematisiert eine alternative Ausgestaltungsform der Erfindung, wobei lediglich der hier als Schwenkantrieb ausgeführte Antrieb 33, das Verschlussorgan 2 mit dem keilförmigen Verschlussbereich 3 und dem keilförmigen Durchgangsbereich 16 und zwei der vier Kulissenbahnen 7 dargestellt sind. Die restlichen
Kulissenbahnen 7, wie auch das Ventilgehäuse 18 mit der Ventilöffnung 4, den Ventilsitzen 5 und den Flanschen 31 können grundsätzlich analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Verschlussorgan 2 entlang einer analog zu Fig. 7 ausgebildeten, abgewinkelten Bewegungsbahn 6 mittels des Schwenkantriebs 33 bewegt. Dieser weist hierzu einen Antriebshebel 34 auf, welcher in den Schwenkrichtungen 37 geschwenkt werden kann und mit einer Führungsrolle 36 in einer langlochartigen Führungsnut 35 des Verschlussorgans 2 geführt ist.
Fig. 18 zeigt, ebenfalls schematisiert, eine zweite von vielen möglichen Alternativen. Hier wird zur Bewegung des Verschlussorgans 2 entlang der Bewegungsbahn 6 ebenfalls ein Schwenkantrieb 33 eingesetzt, welcher einen Antriebshebel 34 in den Schwenkrichtungen 37 hin und her bewegt. In Fig. 18 ist das Verschlussorgan 2 in der angehobenen Schließstellung durchgezogen dargestellt und in der abgesenkten Offnungsstellung strichliert dargestellt. Gezeigt sind jeweils in einem Längsschnitt die Stellungen des Verschlussbereichs 3 und des Durchlassbereichs 16. In der strichlierten unteren Stellung ist die Transferöffnung 1 7 wiederum fluchtend mit der hier nicht dargestellten Ventilöffnung 4 angeordnet. Auch hier sind das
Ventilgehäuse 1 8, die Ventilsitze 5 und die Flansche 31 nicht explizit dargestellt. Auch sie können analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein, wobei allerdings zu beachten ist, dass sich der Verschlussbereich 3 und der
Durchlassbereich 16 in diesem Ausführungsbeispiel in der in Fig. 18 eingezeichneten Richtung 39 keilartig verjüngen, sodass die Ventilsitze 5 entsprechend ausgebildet und angeordnet sein müssen. Fig. 1 8 ist jedenfalls ein, wenn auch nur stark schematisiert dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer in sich gebogenen Bewegungsbahn 6.
L e g e n d e
den H inweisziffern
1 Ventil 21 Dichtung
2 Verschlussorgan 22 Dichtung
3 Verschlussbereich 23 Linearantrieb
4 Ventil Öffnung 24 Ubertragungshebel
5 Ventilsitz 30 25 Zylinder
6 Bewegungsbahn 26 Kolben
7 Kulissenbahn 27 Kolbenstange
8 Rolle 28 Balg
9 Bewegungsbahnabschnitt 29 Stützrolle
10 Bewegungsbahnabschnitt 35 30 Gelenk
1 1 Bewegungsbahnabschnitt 31 Flansch
12 Kulissenbahnabschnitt 32 Anschlusslasche
1 3 Kulissenbahnabschnitt 33 Schwenkantrieb
14 Kulissenbahnabschnitt 34 Antriebshebel
1 5 Winkel 40 35 Führungsnut
16 Durchlassbereich 36 Führungsrolle
17 Transferöffnung 37 Schwenkrichtung
18 Ventilgehäuse 38 lineare Bewegungsrichtung
19 Transferöffnungsbegrenzungs 39 Richtung
wand 45 40 Kopfstück
20 Innenraum