JPS5917302B2 - Double seal valve for ultra-high vacuum - Google Patents
Double seal valve for ultra-high vacuumInfo
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- JPS5917302B2 JPS5917302B2 JP54132666A JP13266679A JPS5917302B2 JP S5917302 B2 JPS5917302 B2 JP S5917302B2 JP 54132666 A JP54132666 A JP 54132666A JP 13266679 A JP13266679 A JP 13266679A JP S5917302 B2 JPS5917302 B2 JP S5917302B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超高真空を必要とする粒子加速器や超LSI
製造装置、核融合装置等に用いて好適の超高真空用二重
シール型バルブに関する。Detailed Description of the Invention The present invention is applicable to particle accelerators and ultra-LSI devices that require ultra-high vacuum.
The present invention relates to a double seal type valve for ultra-high vacuum suitable for use in manufacturing equipment, nuclear fusion devices, etc.
従来の超高真空用全金属製り型バルブとしては、第1〜
4図にそれぞれ概略的に示すようなものがある。As conventional all-metal valves for ultra-high vacuum, the first to
There are some as shown schematically in Figure 4.
第1図に示すバルブでは、硬質のステンレス鋼製の弁体
本体1の先端部に軟質の銅片1aを取付けて、この銅片
1aに硬質のステンレス鋼製弁座2の開口周縁部が食い
込むようになっている。In the valve shown in FIG. 1, a soft copper piece 1a is attached to the tip of a valve body 1 made of hard stainless steel, and the peripheral edge of the opening of a valve seat 2 made of hard stainless steel bites into this copper piece 1a. It looks like this.
また第2図に示すバルブでは、硬質のステンレス鋼製の
弁体本体3の先端部周面に金製の板部材3aを巻付けて
、この軟質の板部材3aを、バネ性のあるステンレス鋼
製弁座4の開口周縁部に押付けるようになっている。In addition, in the valve shown in FIG. 2, a gold plate member 3a is wrapped around the distal end of the valve body 3 made of hard stainless steel, and this soft plate member 3a is wrapped around the tip of the valve body 3 made of hard stainless steel. It is pressed against the opening periphery of the valve seat 4.
さらに第3図のバルブでは、バネ性のあるステンレス鋼
製弁体本体5に金製の板部材5aを張付けて、この軟質
の板部材5aを硬質のステンレス鋼製の弁座6の開口周
縁部に押付けるようになっている。Furthermore, in the valve shown in FIG. 3, a gold plate member 5a is attached to the springy stainless steel valve body 5, and this soft plate member 5a is attached to the opening peripheral edge of the hard stainless steel valve seat 6. It is designed to be pressed against the
第4図のバルブは、上記の3例とは異なり、硬いステン
レス鋼製の弁体7と弁座8との間に、バネ性のある比較
約款かい銅リング9を介在させて、各接触部で硬い金属
面と軟かい金属エツジとの係合が行なわれるようになっ
ている。The valve shown in Fig. 4 differs from the above three examples in that a springy copper ring 9 is interposed between the hard stainless steel valve body 7 and the valve seat 8, and each contact point is The engagement between the hard metal surface and the soft metal edge is made.
上述のごとき4種類のバルブの例について検討してみる
と、いずれも軟質の金属と硬質の金属とを組合せたもの
で、弁体と弁座との接触時に軟質金属の僅かな永久変形
が起こることを利用して密閉が行なわれるようになって
いる。Considering the four types of valves mentioned above, all of them are combinations of soft metal and hard metal, and when the valve body and valve seat come into contact, a slight permanent deformation of the soft metal occurs. This fact is now used to seal the area.
しかしながら、このような軟質金属の永久変形は、バル
ブの弁体と弁座との間の狭い円環状接触部では限界に達
しやすく、シたがってバルブの寿命が短かくなるほか、
微小な埃が上記接触部に介在しても漏洩の原因となり、
さらに上記接触部が、繰返し動作に対して精度良く再現
されるような運動機構を必要とするという欠点がある。However, such permanent deformation of soft metals tends to reach a limit in the narrow annular contact area between the valve body and the valve seat, thus shortening the life of the valve and
Even if minute dust is present in the contact area, it may cause leakage.
A further disadvantage is that the contact portion requires a movement mechanism that can be accurately reproduced for repeated movements.
一方、バルブの弁体と弁座との接触部に、弾力性の大き
いゴムのようなエラストマー(elastmer)をシ
ール材として用いると、前述の金属シール材における欠
点が除去されることが知られているが、このようなエラ
ストマーを超高真空用バルブのシール材として用いると
、シール材の蒸発による炭化水素系のガスが真空度の低
下を招くという欠点がある。On the other hand, it is known that if a highly elastic rubber-like elastomer is used as a sealing material in the contact area between the valve body and the valve seat, the above-mentioned drawbacks of metal sealing materials can be eliminated. However, when such an elastomer is used as a sealing material for an ultra-high vacuum valve, there is a drawback that hydrocarbon-based gas due to evaporation of the sealing material causes a decrease in the degree of vacuum.
本発明は、超高真空用バルブにおける上述の諸問題を解
決しようとするもので、金属のシール材とエラストマー
のシール材とで二重にシールを行なうとともに、それら
の中間スペースから排気を行なうことにより、密封性お
よび耐久性の向上と、超高真空に基づくエラストマーの
蒸発ガスの処理とをはかれるようにした超高真空用二重
シール型バルブを提供することを1]的とする。The present invention aims to solve the above-mentioned problems in ultra-high vacuum valves by providing double sealing with a metal sealing material and an elastomer sealing material, and exhausting air from the space between them. The object of the present invention is to provide a double seal type valve for ultra-high vacuum, which improves sealing performance and durability, and can treat evaporated gas from an elastomer under ultra-high vacuum conditions.
このため本発明の詔高真空用二重シール型バルブは、弁
体と弁座との接触部において、弁座開口の周縁に沿う金
属面と該金属面に接触する弁体金属面とで超高真空スペ
ースに対する金属シールが形成されるとともに、上記金
属シールから外側方へ隔たった位置で上記の弁体と弁座
との間にエラストマー材によるエラストマーシールが形
成され、上記の金属シールとエラストマーシールとの間
の中間スペースへ接続される排気ポンプが設けられたこ
とを特徴としている。Therefore, in the double seal type valve for imperial vacuum of the present invention, at the contact portion between the valve body and the valve seat, the metal surface along the periphery of the valve seat opening and the valve body metal surface in contact with the metal surface are superimposed. A metal seal for the high vacuum space is formed, and an elastomer seal of an elastomer material is formed between the valve body and the valve seat at a position spaced outwardly from the metal seal, and the metal seal and the elastomer seal are formed between the valve body and the valve seat. The feature is that an exhaust pump is provided which is connected to the intermediate space between.
以下、図面により本発明の一実施例としての超高真空用
二重シール型バルブについて説明すると、第5図はその
全体構造を示す縦断面図、第6図はその弁体と弁座との
接触状態を拡大して示す部分断面図である。Hereinafter, a double seal type valve for ultra-high vacuum as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. Fig. 5 is a longitudinal sectional view showing its overall structure, and Fig. 6 is a diagram showing the valve body and valve seat. It is a partial sectional view which expands and shows a contact state.
第5図に示すように、内部を超高真空スペース24とす
べき容器壁10に形成された開口10aのフランジ部1
0bに、本発明によるL型の超高真空用バルブ11が取
付けられており、その弁座12の円形開口12aが容器
壁10の開口10aと整合している。As shown in FIG. 5, a flange portion 1 of an opening 10a formed in a container wall 10 whose interior is to be an ultra-high vacuum space 24.
0b, an L-shaped ultra-high vacuum valve 11 according to the present invention is attached, and the circular opening 12a of the valve seat 12 is aligned with the opening 10a of the container wall 10.
また円筒状の弁箱13内へ、これと同軸的に軸受14を
介して貫挿された弁棒15の先端に、円板状の弁体16
が固定されており、軸受14を通じて弁箱13の内部ス
ペースが外部と連通しないように、ベローズ型シール部
材17が弁体15と弁箱13の内壁との間に設けられて
軸受14を覆っている。Further, a disc-shaped valve body 16 is attached to the tip of a valve stem 15 that is coaxially inserted into the cylindrical valve body 13 via a bearing 14.
is fixed, and a bellows-type sealing member 17 is provided between the valve body 15 and the inner wall of the valve body 13 to cover the bearing 14 so that the internal space of the valve body 13 does not communicate with the outside through the bearing 14. There is.
さらに、弁箱13の側壁には、接続用フランジ18aを
有する開口部18が設けられている。Furthermore, an opening 18 having a connecting flange 18a is provided in the side wall of the valve box 13.
このバルブ11の閉鎖時における弁体16と弁座12と
の接触部には、第6図に示すように、弁座開口12aの
周縁に沿う平坦な金属面19aと、この金属面19aに
接触する弁体16の平坦な金属面19bとで超高真空ス
ペース24に対する金属シール19が形成されるととも
に、この金属シール19から外側方へ隔たった位置で、
弁体16と弁座12との間に、ポリイミドあるいはゴム
のごとき弾力性をもつエラストマー材20aによるエラ
ストマーシール20が形成されている。As shown in FIG. 6, the contact portion between the valve body 16 and the valve seat 12 when the valve 11 is closed includes a flat metal surface 19a along the periphery of the valve seat opening 12a, and a flat metal surface 19a that is in contact with the metal surface 19a. A metal seal 19 for the ultra-high vacuum space 24 is formed with the flat metal surface 19b of the valve body 16, and at a position spaced outward from this metal seal 19,
An elastomer seal 20 made of a resilient elastomer material 20a such as polyimide or rubber is formed between the valve body 16 and the valve seat 12.
なお第6図の例ではエラストマー材20aが弁体16に
取付けられて、このエラストマー材20aが弁座12の
平坦な金属面20bに押し当てられるようになっている
が、逆に弁座12の側にエラストマーシール材を取付け
るように(〜てもよい。In the example shown in FIG. 6, the elastomer material 20a is attached to the valve body 16 so that the elastomer material 20a is pressed against the flat metal surface 20b of the valve seat 12. It is also possible to attach an elastomer sealant to the side.
コレラの金属シール19とエラストマーシール20との
間には環状の中間スペース21が形成されるが、この中
間スペース21に連通する通路22が弁座12の内部に
穿設されて、この通路22の外側開口端にイオンポンプ
のごとき排気ポンプ23が接続されている。An annular intermediate space 21 is formed between the cholera metal seal 19 and the elastomer seal 20 , and a passage 22 communicating with this intermediate space 21 is bored inside the valve seat 12 . An exhaust pump 23 such as an ion pump is connected to the outer open end.
本発明のバルブ11は上述のごとく構成されているので
、弁棒15を上方へ1駆動した開放状態で、開口部18
に接続する図示しない真空ポンプにより容器壁10内の
スペース24が超高真空状態にされる。Since the valve 11 of the present invention is configured as described above, when the valve stem 15 is in the open state by moving upward one time, the opening 18
A space 24 inside the container wall 10 is brought into an ultra-high vacuum state by a vacuum pump (not shown) connected to the container wall 10 .
ついで、弁体15を1駆動して第6図に示すようにバル
ブ11の閉鎖が行なわれるが、ぞの際弁体16と弁座1
2との接触部における金属シール19とエラストマーシ
ール20との間の中間室21から排気ポンプ23による
排気が行なわれ、開口部18に接続する真空ポンプは作
動を停止する。Next, the valve body 15 is driven once to close the valve 11 as shown in FIG.
The intermediate chamber 21 between the metal seal 19 and the elastomer seal 20 at the contact point with the metal seal 20 is evacuated by the exhaust pump 23, and the vacuum pump connected to the opening 18 stops operating.
このような状態で、エラストマーシール20におけるエ
ラストマー材20aからは、真空の中間スペース21へ
の蒸発により有機ガスを生じるが、この有機ガスは、排
気ポンプ23で中間スペース21かも絶えず排気が行な
われるため、金属シール19が不十分でも、容器壁10
内の超高真空スペース24へ侵入することはなり、シた
がってこのスペース24の超高真空状態が十分に維持さ
れるのである。In this state, organic gas is generated from the elastomer material 20a in the elastomer seal 20 by evaporation into the vacuum intermediate space 21, but this organic gas is constantly exhausted from the intermediate space 21 by the exhaust pump 23. , even if the metal seal 19 is insufficient, the container wall 10
Therefore, the ultra-high vacuum state of this space 24 can be sufficiently maintained.
またエラストマーシール20は、その性質上、繰返しの
使用に十分に耐えることができ、金属シール19もまた
、平坦面どうしの接触で十分であるから、繰返しの使用
に耐えることができるので、このバルブ11の全体とし
ての耐久性が大幅に向上することになる。In addition, the elastomer seal 20 can withstand repeated use due to its properties, and the metal seal 19 can also withstand repeated use because contact between flat surfaces is sufficient, so this valve can withstand repeated use. The overall durability of 11 will be greatly improved.
さらに、金属シール19およびエラストマーシール20
のいずれも、繰返し動作に対して精度よく接触を再現さ
れるような運動機構を必要としない利点がある。Furthermore, metal seal 19 and elastomer seal 20
Both have the advantage that they do not require a movement mechanism that can accurately reproduce contact with repeated motions.
以上詳述したように、本発明の超高真空用二重シール型
バルブによれば、元来密封性が良り、シかも繰返し使用
に好適とされているエラストマーシールに、補助的な金
属シールが組合せられて、しかもエラストマーシールと
金属シールとの間の中間スペースに排気ポンプが接続さ
れるので、エラストマーシール材から生じる有機ガスの
超高真空スペースへの侵入防止がはかられるとともに、
繰返し使用に対する耐久性の向上が達成されて、粒子加
速器や核融合装置等の性能の向上に寄与しうる利点があ
る。As described in detail above, according to the double seal type valve for ultra-high vacuum of the present invention, in addition to the elastomer seal, which originally has good sealing performance and is suitable for repeated use, an auxiliary metal seal is added. In addition, since the exhaust pump is connected to the intermediate space between the elastomer seal and the metal seal, organic gas generated from the elastomer seal material is prevented from entering the ultra-high vacuum space, and
This has the advantage of improving durability against repeated use, which can contribute to improving the performance of particle accelerators, nuclear fusion devices, and the like.
第1〜4図はいずれも従来のバルブの弁体と弁座との接
触部を示す部分断面図であり、第5,6図は本発明の一
実施例としての超高真空用二重シール型バルブを示すも
ので、第5図はその全体構造を示す縦断面図、第6図は
その弁体と弁座との接触状態を拡大して示す部分断面図
である。
10・・・容器壁、10a・・・開口、10b・・・フ
ランジ部、11・・・L型バルブ、12・・・弁座、1
2a・・・開口、13・・・弁箱、14・・・軸受、1
5・・・弁棒、16・・・弁体、17・・・ベローズ型
シール材、18・・・開口部、18a・・・接続用フラ
ンジ、19・・・金属シール、19a、19b・・・平
坦な金属面、20・・・エラストマーシール、20a・
・・エラストマー材、20b・・・金属面、21・・・
中間スペース、22・・・通路、23・・・排気ポンプ
、24・・−超高真空スペース。Figures 1 to 4 are partial cross-sectional views showing the contact area between the valve body and valve seat of a conventional valve, and Figures 5 and 6 are double seals for ultra-high vacuum as an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a vertical sectional view showing the overall structure of the valve, and Fig. 6 is a partial sectional view showing the state of contact between the valve body and the valve seat on an enlarged scale. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Container wall, 10a... Opening, 10b... Flange part, 11... L-shaped valve, 12... Valve seat, 1
2a...Opening, 13...Valve box, 14...Bearing, 1
5... Valve stem, 16... Valve body, 17... Bellows seal material, 18... Opening, 18a... Connection flange, 19... Metal seal, 19a, 19b...・Flat metal surface, 20... Elastomer seal, 20a・
... Elastomer material, 20b... Metal surface, 21...
Intermediate space, 22... passage, 23... exhaust pump, 24...-ultra high vacuum space.
Claims (1)
沿う金属面と該金属面に接触する弁体金属面とで超高真
空スペースに対する金属シールが形成されるとともに、
上記金属シールから外側方へ隔たった位置で上記の弁体
と弁座との間にエラストマー材によるエラストマーシー
ルが形成され、上記の金属シールとエラストマーシール
との間の中間スペースへ接続される排気ポンプが設けら
れたことを特徴とする、超高真空用二重シール型バルブ
。1. At the contact portion between the valve body and the valve seat, a metal surface along the periphery of the valve seat opening and a metal surface of the valve body in contact with the metal surface form a metal seal against the ultra-high vacuum space, and
An elastomer seal made of an elastomer material is formed between the valve body and the valve seat at a position spaced outwardly from the metal seal, and an exhaust pump is connected to the intermediate space between the metal seal and the elastomer seal. A double seal type valve for ultra-high vacuum, which is characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54132666A JPS5917302B2 (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Double seal valve for ultra-high vacuum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54132666A JPS5917302B2 (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Double seal valve for ultra-high vacuum |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5659064A JPS5659064A (en) | 1981-05-22 |
| JPS5917302B2 true JPS5917302B2 (en) | 1984-04-20 |
Family
ID=15086647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54132666A Expired JPS5917302B2 (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Double seal valve for ultra-high vacuum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917302B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5110849U (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-27 |
-
1979
- 1979-10-15 JP JP54132666A patent/JPS5917302B2/en not_active Expired
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