CN110809685B - 真空阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空阀(1')，具有至少一个声学传感器(10)，该声学传感器(10)设计成信息可以作为测量信号通过该声学传感器经由作用于真空阀(1')的至少一个部件的结构固有声波来产生。

Description

真空阀

技术领域

本发明涉及真空阀，其具有包括至少一个声学传感器的传感器组件。

背景技术

总体上，用于调整体积流和/或质量流和/或用于基本气密关断延伸经过形成在阀壳体内的开口的流路的真空阀的不同实施方式已由现有技术公开了并且尤其应用在集成电路加工、半导体加工或基材加工领域的真空室***中，所述加工须在受保护气氛下尽量不存在污染颗粒的情况下发生。这样的真空室***尤其包括至少一个设置用于容纳待加工或待制造的半导体元件或基材的可抽真空的真空室，其具有至少一个真空室开口，半导体元件或其它基材可通过该真空室开口进出真空室，该真空室***还包括至少一个用于真空室抽真空的真空泵。例如，在用于半导体晶圆或液晶基材的加工设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次穿过多个工艺真空室，在该工艺真空室内，位于工艺真空室内的元件分别借助加工装置被加工。不仅在工艺真空室内的加工期间内，也在腔室之间的输送期间内，高度敏感的半导体元件或基材必须总是处于受保护气氛、尤其是排空空气的环境中。为此，一方面采用用于启闭气体输入或排出的***阀，另一方面采用用于真空室转移开口的启闭以便元件进出的转移阀。

半导体件所经过的真空阀因所述应用领域和与之相关的尺寸设定被称为真空转移阀，因其多件式矩形开口横截面也被称为矩形阀，因其常见的工作方式也被称为滑阀、矩形滑阀或转移滑阀。

***阀尤其被用于控制或调整在一个真空室与一个真空泵或另一真空室之间的气体流动。***阀例如位于在一个工艺真空室或一个转移室或一个真空泵、大气或另一工艺真空室之间的管系内。这种也被称为泵阀的阀的开口横截面一般小于真空转移阀。因为***阀依据应用领域不仅安置用于开口的全开和全闭、也用于通过在全开位置和气密关闭位置之间的开口横截面的调整来控制或调整流通，故其也被称为调整阀。一种可能的用于控制或调整气体流动的***阀是摆动阀。在例如像US6,089,537(Olmsted)所公开的典型的摆动阀中，在第一步骤中，一般圆形的阀盘从放开开口的位置到覆盖开口的中间位置地回转摆动到一般也为圆形的开口上方。在例如像US6,416,037(Geiser)或US6,056,266(Blecha)所述的滑阀情况下，阀盘还有开口大多设计成矩形并在第一步骤中从放开开口的位置线性移动到覆盖开口的中间位置。摆动阀的或滑阀的阀盘在中间位置中与围绕开口的阀座间隔对置。在第二步骤中，阀盘与阀座之间的距离被缩小，使得阀盘和阀座被相互均匀压靠并且开口被基本气密封闭。第二步骤优选基本上在垂直于阀座的方向上进行。密封例如可以或是通过设置在阀盘的封闭侧的且被压到围绕开口的阀座上的密封环进行，或是通过阀座上的密封环进行，阀盘封闭侧被压至阀座上。通过分两步进行的关闭过程，在阀盘与阀座之间的密封环几乎不受会损坏密封环的剪切力，这是因为在第二步骤中的阀盘运动基本上垂直于阀座地笔直发生。不同的密封装置由现有技术公开了，例如由US6,629,682B2(Duelli)公开了。适用于真空阀中的密封环和密封的材料例如是也称为FKM的氟化橡胶、尤其以商品名Viton已知的氟化弹性体以及简称为FFKM的全氟橡胶。

从现有技术中知道了用于获得在摆动阀中转动的和在滑阀中平行经过开口的平移和基本垂直于开口的平移的阀盘运动的组合的不同驱动***，例如从用于摆动阀的US6,089,537(Olmsted)和用于滑阀的US6,416,037(Geiser)中。

必须如此进行将阀盘压紧到阀座闪，即，不仅在整个压力范围内保证所需要的速度，也避免密封介质、尤其是呈O形环形式的密封环因过高压力载荷而受损。为了保证这一点，已知的阀规定了与在两个阀盘侧之间存在的压差相关地被调整的阀盘压紧力控制。但是，尤其当压力波动大或者从负压切换至正压或反之时，无法总是保证沿着整个密封环周围的均匀力分布。通常力求的是使密封环与因加载于阀上的压力而产生的支撑力无关联。为此，在US6,629,682(Duelli)中例如提出一种具有密封介质的真空阀，密封介质由密封环和并排的支撑环组成，从而密封环基本上摆脱了支撑力。

为了获得既针对正压、也针对负压所需要的气密性，作为第二运动步骤的附加或替代，大多数已知的摆动阀或滑阀规定了可垂直于阀盘移动的围绕开口的阀环，阀环被压至阀盘以便气密关闭。这种具有可相对于阀盘主动移动的阀环的阀例如由DE1264191B1、DE3447008C2、US3,145,969(von Zweck)和DE7731993U公开了。在US5,577,707(Brida)中描述了一种摆动阀，其具有带有一个开口的阀壳体和可平行摆动到开口上方的用于控制经开口的流通的阀盘。围绕开口的阀环可垂直指向阀盘地借助多弹簧和压缩空气筒被主动移动。在US2005/0067603A1(Lucas等人)中提出了摆动阀的一个可能改进方案。

上述阀尤其被用在在真空室内制造高度敏感的半导体元件中，也必须针对这种工艺室可靠保证相应的密封作用。尤其是密封材料的或在压紧时与密封材料接触的密封面的状态对此是有意义的。在真空阀工作期间过程中，一般会出现密封材料或密封面的磨损。为了避免此时或许出现的泄漏或为了将密封质量保持在稳定足够高的水平，阀关闭件一般按照规定时间间隔被更换或翻新。在此，这种维护周期大多在许多次预期的启闭周期下安排在一规定期间内。因此，大多防备性地进行所述维护以便能首先尽量排除出现泄漏。

这样的停工事件并非仅受限于密封材料或阀盘，而是也尤其延及形成对应于阀盘的真空阀部分的阀座。阀座侧的密封面的结构、例如开设于阀座中的槽的结构也被机械应力牵连到。因此，由阀操作所导致的槽结构变化也可能造成密封受到不利影响。通常也为此限定相应的维护间隔期。

这种阀维护的缺点自爱与其防备性质。维护所涉及到的部件大多在其正常的或实际的使用寿命到头前被翻新或替换。每个这种维护步骤一般意味着一定生产过程的停工时间和更高的技术和金融成本。于是，这总体表明生产停工的间隔比所需要的更短并且比尤其所需要的更频繁。此外，阀的部件例如驱动单元一般不是在轮流的防备性维护范围内被更换或翻新。但即便当这种部件被定期翻新，其也在近似崭新状态下受到可能有的内外影响，由此例如可能出现不希望有的阀控制变化。例如，由此造成的阀关闭件用调节路径的偏差可能导致无法再获得理论密封作用。可能有的结构缺陷如裂纹也可能导致密封功能受到不利影响。

发明内容

因此，本发明基于以下任务，提供一种改进的真空阀，其容许优化的阀维护和进而可能有的工艺过程停止的改善即缩短。

本发明的另一任务是提供这样的阀***，可以借此获得工艺过程体积的更可靠的气密密封，尤其在此可以预测和/或监测所述密封的质量。

根据本发明，将真空阀与声学传感器组合且同时如此设计，即,可通过所述组合进行真空阀或阀的至少部分的监测和/或状态识别。可借助该传感器获得与时间相关的和/或与频率相关的测量信号，能借此又推导出与真空阀相关的状态信息。

该声学传感器一般设计用于记录声波、尤其是结构声波或表面声波。这样的声学传感器还由现有技术公开了。作为合适的声音记录仪，例如可以想到带有声敏振动膜或压电传感器、静电传感器、电动传感器或电磁传感器的传感器类型，其可被安装到待测构件上。该传感器例如可被粘接、焊接、钎焊或螺钉联接。传感器尤其可设计成结构声麦克风或声级计或声压计。

或者也可以采用光学而非接触测量的声学传感器。

因此能测知并表征真空阀内的声音传播，因而，真空阀状态可以依据可获数据被监测且被连续评估。借助可如此产生的数据，可以确定一些组成部分例如驱动装置中的润滑脂或密封材料的维护时刻或更换时刻。

例如因此可以基本上预测阀密封性失效并且介绍或启动在时间或地点上逐步协调的应对措施。由此可以更好地计划并高效地执行维护间隔期，在这里，同时保障和保证工艺过程完整性。

作为真空阀的相关状态信息，例如可以考虑驱动装置的、弹性密封材料的或密封面的部分的声音传播特性。

因此，本发明涉及一种真空阀、尤其是真空滑阀、摆动阀或单阀,用于调整体积流或质量流和/或气密中断流路。该阀具有阀座，阀座具有限定出开口轴线的阀开口和包围阀开口的第一密封面。另外，该阀具备阀关闭件，其例如设计成具有与第一密封面对应的第二密封面的阀盘状以调整体积流或质量流和/或中断流路。

与该阀关闭件相连的驱动单元还如此设计，该阀关闭件为了提供各自阀开口状态而可按规定变化和调节并且从阀关闭件在此至少部分放开阀开口的开启位置移入第二密封面在此被压向第一密封面且阀开口尤其借助位于其间的密封被基本气密关闭的关闭位置，以及可回移。

该真空阀具有至少一个声学传感器，其中该声学传感器如此设计和布置，借助该声学传感器可以作为测量信号产生与在真空阀的至少一个部件(如驱动单元、阀关闭件、阀座、第一和/或第二密封面)中出现的、产生的或传播的结构声波相关的声学信息。

该信息能以单独的声音事件或一连串出现的声音现象来测知。尤其是，为此可以发现并显示单独超过一个预定阈值。替代地或附加地，可以进行结构声特性的连续记录并基于此进行阀状态评估。另外，所述信息能只与某个阀部件相关地来产生或者以全球特性说明总阀状态。

通常，可以通过将当前获得的声学信息与所存的理论状态或参考状态的比较来进行阀状态或阀特性的评估。

该声学传感器不一定必须安置在对其要推导声音信息的每个部件上。例如在阀的一个已知设计中也可能知道在部件之间的一种声音传递，进而进行远离传感器的部件的推断。光学测量传感器不必像这样布置在待测构件上。

在各自一个实施方式中，声学传感器可以布置在驱动单元、阀关闭件或阀座上。显然，超过一个的单独传感器可以同时布置在阀或其部件上，进而用于多个测量点的多个测量信号可供使用且可被继续处理。包括至少两个可单独安放在不同位置上的传感器的相应的传感器组件因此也是本发明的主题。

根据某个实施方式，真空阀具备阀壳体，该声学传感器布置在阀壳体上。由此可以测知结构声波在阀壳体内的出现和传播。借助这样安放传感器，不仅可以测知在传感器侧出现的声学事件，也还可以发现外部的、例如通过与真空阀相连的部件产生的声学效果。原则上可以利用传感器来监测阀的尤其是阀壳体的状态。如果例如阀壳体结构变化，即例如阀壳体开裂，则在阀壳体上也因而出现声音传播特性或声音出现特性的变化。这可以利用传感器通过与早先的测量结果或所存的理论声音特性相比较来确定。通过提供相应的声学或视觉的输出信息(如报警信号)，还可能引来针对该事件的反应。

在一个实施方式中，真空阀具有处理和控制单元，其至少设计用于处理该测量信号。所述处理和控制单元还可以设置用于控制该驱动单元和进而控制主要阀功能。根据本发明，该处理和控制单元可以设计用于以用于在开启位置和关闭位置之间调整阀关闭件的控制值来控制该驱动单元并且依据当前所获的测量信号自动调整该控制值。例如当例如在阀座的密封上听到关闭噪音时可以获知(尚)未达到期望的压紧力。该驱动单元于是可以被如此控制或再调整，即，压紧噪声对应于表征理论压紧压力的理论噪声。

在一个实施方式中，处理和控制单元可以如此设计，所获测量信号可以借助该处理和控制单元来处理并依据所获测量信号来产生用于真空阀的所述至少一个部件的状态信息，尤其是其中可基于状态信息与预定理论特征的比较来提供输出信号。

该测量信号例如可以与最大幅值或所获得的频率范围相关地被分离。另外，可以与此时所出现的频率及其特性(振幅)相关地考虑所出现的结构声事件的持续时间，以便推导出状态信息。确定已知频率例如可以指明对阀功能的相关不利影响。

尤其是，可以提供与所述驱动单元、第一或第二密封面、密封(密封材料)和/或阀壳体相关的机械和/或结构的完整性的状态信息。状态信息在此可以借助用于所获测量信号的实际-理论比较来产生。在本发明的一个实施方式中，处理和控制单元可以设计用于基于在规定期间内的测量信号的获得来提供频谱。在此情况下，例如可以关于所属频率地绘制出测量声压并且依据这种表示或分析(自动地或由使用者)完成阀状态或部件状态的评估。

在一个实施方式中，该处理和控制单元可以设计用于基于与一个或多个测量频率相关地分析测量信号来提供与造成各自测量值频率的结构声波的定位相关的输出信号。如果例如知道了在哪个频谱中该驱动单元在缺少润滑剂时发声，则可以当在频率范围内发现结构声时推断出这种润滑剂缺少。

例如也可以通过发现表征频率来如此实现所述定位，即例如较低声频可推断出较大构件或者从外部传入的振动，而高频可以推断出较小构件。通过在此总是有目的地在声学上激振这些构件的相应的测试执行，可以分别“知晓”这种表征频率并且针对输出信号用作识别图表。

根据本发明的一个实施方式，该处理和控制单元可以具有如此设立的监测功能，即在其执行时在阀开启状态变化期间的测量信号被获知，并且基于所获测量信号和与此相关的理论测量信号的比较来推导出用于真空阀的至少一个部件且尤其是驱动单元或第一或第二密封面的当前功能状态。这种监测不计可以允许将阀功能当前归类为“好”或“不再好”，也允许按趋势在崭新状态和必需维护时刻之间当前归类阀状态。于是由此可以估算何时需要下次***维护。在一个实施方式中，处理和控制单元可以如此设立，可依据测量信号来确定声音传播特性并且尤其是可以与已知的理论声音传播特性相比较。在一个实施方式中，处理和控制单元可以设立用于基于多个由真空阀控制的工艺过程的测量信号趋势监测来提供输出信号，输出信号包括关于真空阀部件的严重磨损的警报和/或关于真空阀部件的耐用性的预测。

当在趋势监测范围内确定在***内所确定的声级在工艺过程之间比以容差增长率更快速地增大时，例如可以进行关于真空阀部件严重磨损的警告。例如可以进行关于真空阀部件耐用性的预测，做法是在工艺过程之间确定在趋势增长范围内所确定的幅度增长趋势或者通过内插来计算，并且这种趋势的延续至容差极限被模拟。

在一个实施方式中，该声学传感器可以如此布置和设计，通过测量信号测知结构声波，其因摩擦而出现在下述位置中的至少一个上：在该密封的至少一部分和第一密封面的至少一部分之间，或者在该密封的至少一部分与第二密封面的至少一部分之间。

声学传感器尤其可以如此布置和设计，通过该测量信号来测知出现在驱动单元内的结构声波。

真空阀的阀座可以通过真空阀本身的一部分构成，尤其是其中该阀座在真空阀的阀壳体上形成，或者由工艺室(室壁)提供。

真空阀还可以限定与外界环境分隔开的真空区域，并且对测量信号有贡献的声学传感器可以布置在该真空区域外。

附图说明

以下，结合如图示意性所示的实施例来单纯举例描述根据本发明的真空阀。相同的零部件在附图中用相同的附图标记表示。所述实施方式一般未按比例示出且它们也不应该被视为限制性的，具体示出了：

图1a和图1b示出呈摆动阀形式的本发明真空阀的可能实施方式；

图2a至图2c示出呈转移阀形式的本发明真空阀的可能实施方式；

图3a和图3b示出在转移阀内的本发明传感器组件的示意图；和

图4a和图4b示出在单阀内的另一本发明传感器组件的示意图。

具体实施方式

图1a和图1b示意性示出呈摆动阀1形式的本发明的阀的一个可能实施方式。用于调整气流且基本气密中断流路的阀1具有阀壳体，阀壳体具有开口2。开口2在此例如具有圆形横截面。开口2被阀座包围。阀座由沿轴向指向阀盘4(阀关闭件)的且横向于开口轴线5延伸的具有圆环形状的在阀壳体内新城的密封面3构成。阀盘4可摆动并且基本平行于开口轴线5可移动。在阀盘4的关闭位置G(图1b)上，开口2借助阀盘4被气密关闭。图1a示出了阀盘4的开启位置O。

阀盘4通过侧设在盘上的且垂直于开口轴线5延伸的臂8连接至驱动装置7(驱动单元)。臂8在阀盘4的关闭位置G上处于开口2的沿开口轴线5几何投影的开口横截面之外。

驱动装置7通过使用相应的传动装置来如此设计，阀盘4就像在摆动阀中常见的那样借助驱动装置7的横向于开口轴线5的且基本平行地到开口2的横截面上和垂直于开口轴线5的摆动运动x可绕枢转轴线9在开启位置O和中间位置之间枢转，并且可借助驱动装置7的平行于开口轴线5进行的纵向运动y线性移动。在开启位置O上，阀盘4就位在设于开口2侧旁的滞留部，从而开口2和流路被开通。在中间位置中，阀盘4有间隔地就位在开口2上方并且覆盖开口2的开口横截面。在关闭位置中，开口2被气密关闭且流路被中断，做法是在阀关闭件4(阀盘)和阀座的密封面3之间存在气密接触。

为了实现阀1的自动化可控启闭，阀1例如规定电子处理和控制单元，其如此设计且如此与驱动装置7相连，阀盘4可被相应调整以便气密关闭工艺过程体积或者调整该体积的内压。例如该处理和控制单元被集成在驱动装置7壳体中或者通过数据线连接或无线电通信外移。

在本实施例中，驱动装置7设计成电动机，其中传动装置可如此切换，即驱动装置7的驱动造成横向运动x或纵向运动y。驱动装置7和传动装置被调整装置电子控制。这种尤其带有滑槽切换机构的传动装置由现有技术公开了。还可行的是采用多个驱动装置以实现横向运动x和纵向运动y，其中该控制装置担负起该驱动装置的控制责任。

用所述摆动阀精确控制或调节流通情况并非仅通过阀盘4在开启位置O与中间位置之间借助横向运动x来摆动调整实现，而是尤其通过阀盘4借助纵向运动y沿开口轴线5在中间位置与关闭位置G之间线性调整实现。所述摆动阀可被用于精确的调整任务。

阀盘4和阀座都分别具有密封面3、6，即,第一和第二密封面。第一密封面3还具有密封装置23。密封装置23例如能作为聚合物借助硫化被硫化至阀座。或者，密封装置23可以例如被设计成在阀座的槽内的O形环形式。密封材料也可以被粘接到阀座上并由此体现密封装置23。在一个替代实施方式中，在阀盘4侧的密封装置23尤其布置在第二密封面6上。也可以想到这些实施方式的组合。

阀盘4例如依据调节参量和输出的控制信号被可变地调节。作为输入信号，例如获得关于在与阀相连的工艺过程体积内的当前压力状态。另外，可以给控制器提供另一输入参数例如进入该体积的物质进流。随后，依据这些参数且依据应针对该体积所调节或获得的预定理论压力进行在控制周期时间内的阀可控调节，来自该体积的物质排流可借助阀1随着时间被调整。为此，在阀1之后设有真空泵，即所述阀布置在工艺室和泵之间。因此可以调节出期望的压力分布。

通过阀关闭件4的调节，用于阀开口2的各自开启横截面被调节，因而单位时间可从工艺过程体积中被抽出的可能的气体量被调节。阀关闭件4为此可以具有非圆形的形状，尤其以便获得尽量分层的介质流动。

为了调节开口横截面，阀盘4通过该控制单元借助驱动装置7的横向运动x可从开启位置O移动到中间位置并借助驱动装置7的纵向运动y从中间位置被移动到关闭位置G。为了流路的完全打开，阀盘4通过所述控制装置借助驱动装置7的纵向运动y可从关闭位置被移动到中间位置并从那里借助驱动装置7的横向运动x从中间位置被移动到开启位置O。

可以如此进行将阀盘4压紧到阀座上，即,不仅保证在整个压力范围内所要求的气密性，也避免密封装置23因压力载荷而损伤。为了保证这一点，已知的阀规定了依据存在于两个阀盘侧之间的压差来调整的阀盘4压紧压力控制。

但是，尤其当压力波动大或从负压切换到正压或相反切换时，无法总是保证在调整过程中、即开口横截面变化期间的均匀力分布。即，根据阀应力，例如密封装置23(密封材料)、阀盘4和密封面3、6承受不同载荷，由此例如根据阀应力的不同得到可变的有效维护间隔期。

在现有技术中，阀关闭件一般防备性地按照固定的时间间隔被更换或翻新以避免或许出现的泄漏或者将密封质量保持在恒定足够高的水平。这尤其有以下缺点，阀部件大多在其正常的或实际的使用寿命到头前被翻新或替换。

根据本发明，真空阀1具有布置在阀壳体上的第一声学传感器10。

可以利用这种发声传感器10来测量在金属构件例如像阀壳体中传播的声波。当声波被传导入该构件或在其中产生时，就像例如有物体碰到配设有传感器10的部件或在其上擦过时出现的那样，声波可以被传感器测量。如果构件内出现微裂纹，则波传播由此改变，这又可借助传感器10的测量来确定。

因此，通过在真空壳体上的测量位可以测量在阀1关闭时因第二密封面6碰撞第一密封面3或密封装置23所发出的发声。此时所产生的声脉冲可能表征所用的密封组件。

因此可以获知各自出现的声音脉冲并将其与已知的参考声音脉冲(如通过在先纪录)相比较。依据比较结果，可以知晓与理论状态的偏差。例如可以当出现变化的声音振幅或在不同的频率范围内出现声学事件时进行相应推断出密封状态。

当前所获的声音脉冲及其与参考值的偏差可以提供关于密封材料23的磨损程度(用旧)的说明。这样的偏差可以随着阀1的工作时间的推移而具有一般更强的特性。由此可以连续监测密封状态并且可以预见需要更换密封装置23的时刻。换言之，为此允许密封磨损监测。即，该密封可以不同于现有技术地根据需要且与其使用期无关地被维护，而没有出现对阀功能的不利影响。

另外，传感器信号的相应分析容许确定当前的功能可靠。通过所出现的结构声能确定密封材料23(如弹性体)是否在关闭过程或开启过程中相对于至少其中一个所述密封面3、6移动(摩擦)。这样的横向应力可能使不希望有的颗粒脱离密封装置23或密封面并且例如污染工艺过程体积。这种功能故障的提前知晓容许相应尽快地做出反应并因此能防止生产损失。

还可以想到，针对不同的所用密封材料存储相应的“参考噪声”。由此，一方面允许单独通过声学分析例如关闭噪声来识别所用的密封材料。另一方面，通过密封更换可以选择新用的密封材料并且该信息可被用于进一步的工艺过程声学监测。

真空阀1具有另外两个声学传感器10'、10''。传感器10'设置在驱动装置7上并且由此允许直接获知和分析可由驱动装置7的操作引起的(固体)声波和脉冲。对于这种驱动装置7的调整运动，也可能存在各自的参考频谱，并且当前信号可与之比较。由此实现与其正确效能相关的驱动单元7的监测。测知的结构声谱与参考声谱的例如以规定程度超出误差范围的显著偏差可以是表明驱动装置7动作有误的标志。

声学传感器10''靠近阀座或第一密封面3安放并因此允许直接测知与阀1的关闭或开启直接相关的发声。传感器10''例如可以只设置用于确定密封装置23(密封材料)的当前状态或状态变化。

密封磨损的评估或许基于经验值或所述参考记录，为了所述参考记录，相关的阀部件在理论状态下被有目的地激振发声。

附加地或替代地，也可以在所示部件中的每个其它部件上提供声学传感器，其中该测量值的分析被与此相应地调整。

代替如图所示的摆动阀，本发明的传感器解决方案能以不同的真空阀类型如瓣阀、滑阀或所谓调整蝶阀来实现。尤其是本发明的阀被设计成应用在真空区域。此外也可以采用摆动阀，其关闭只能在一个方向上调整。图2a至图2c示意性示出处于不同的关闭位置中的根据本发明的呈转移阀1'形式的阀1'的一个可能实施方式。在先图中使用的附图标记在此相似适用。

所示转移阀1'是滑阀的一种特殊形式。真空阀具有矩形板状封闭件4(如阀盘)，其具有用于气密关闭开口2的密封面6。开口2具有对应于封闭件4的横截面并且形成在壁12内。开口2被阀座包围，阀座也又提供对应于封闭件4的密封面6的密封面3。封闭件4的密封面6围绕封闭件4并装有密封材料23(密封)。在关闭位置，密封面3、6彼此压靠且密封材料23被夹在两个密封面3、6之间。

开口2将在图中在壁12左侧的第一气体区L与在壁12右侧的第二气体区R相连通。壁12例如由真空室的室壁构成。真空阀于是由室壁12与封闭件4的合作构成。

封闭件4布置在调节臂18上，调节臂在此例如呈杆状并且沿几何形状调节轴线V延伸。调节臂18机械连接至驱动单元7，借助驱动单元，封闭件4能在壁12的左侧的第一气体区L内通过调节臂18借助驱动单元7的移动从开启位置O(图2a)经中间位置Z(图2b)被调节至关闭位置G(图2c)。

在开启位置O上，封闭件4位于开口2的投影区外并且完全放开开口，如图2a所示。

通过沿轴向平行于调节轴线V和平行于壁12地移动调节臂18，封闭件4可以借助驱动单元7从开启位置O被移动到中间位置Z。

在中间位置Z，封闭件4覆盖开口2并且与阀座间隔对置。密封面3和6也相应处于对置位置。

通过在横向于调节轴线V的方向上、如在垂直于壁12和阀座且因而朝向轴线5的方向上移动调节臂18，封闭件4可从中间位置Z移动至关闭位置G(图2c)。

在关闭位置G中，封闭件4气密关闭开口2并且将第一气体区L与第二气体区R气密分隔开。

因此，真空阀的启闭借助驱动单元7通过封闭件4的和调节臂18的L形运动进行。因此，所示的转移阀也被称为L型阀。

如图所示的转移阀一般设置用于密封工艺过程体积(真空室)并装卸载所述体积。在这样的应用中，在开启位置O和关闭位置G之间的频繁切换是常态。由此可能出现密封面3、6、密封装置23和驱动装置7的严重磨损现象。

根据本发明，阀1'具有声学传感器10。传感器10布置在阀杆18之处或之中并因此允许测知结构声，结构声例如出现在杆18通过驱动单元7运动时。在类型(频率)和强度(振幅)方面代表该结构声的测量信号通过传感器10来连续提供。超出规定时间的信号记录还允许获知结构声的改变。所获的测量信号因此尤其可以根据时间被绘制并且随后被分析。

通过根据本发明的具有阀杆18的传感器组件，可以在阀装入期间预测不同构件的失效，做法是被警告有异常的即尤其偏离容差的声音现象或不希望有的结构声特性的变化趋势。

图3a和图3b示意性示出处于关闭位置G(图3a)和开启位置O(图3b)的根据本发明的转移阀1''的另一可能的传感器组件。

在在先的图中所用的附图标记在此相似适用。在所示图中，阀座形成在真空阀1''的阀壳体上。但对于技术人员显而易见的是以下描述基本上相似地可被用于该阀座由一个工作室即室壳体提供的实施方式。

此外不言而喻的是，在此仅示意性地作为翻转机构所示出的阀机构不应理解为是限制性的，技术人员可以例如以相似方式将有创意的传感器组件转用到任何L形动作驱动装置，例如具有两个相互垂直的线性的阀盘调节方向的L形动作驱动装置。

为了调节臂18的可控引导，真空阀在此例如具有导向件15，其中驱动单元7和导向件15分别处于固定的相互布置中，在此例如如此布置，驱动单元7和导向件15分别位置固定地连接至阀壳体24。调节臂18还机械连接至阀关闭件4和驱动单元7，其中，通过借助驱动单元7的调节臂18的移动，阀关闭件4可以在开启位置O和关闭位置G之间基本平行于阀座移动，尤其例如按照图2a至图2c 所说明的L动作运动。

根据本发明，传感器组件例如包括声学传感器10。它设置在导向件15上能如此设计，该测量信号测量并可识别在其中一个连接构件中和/或在驱动装置7中的粘滑效应。在密封装置23处的摩擦振动也能利用这种传感器组件来测知，其中，也可以想到为此更靠近该密封装置地布置传感器10，传感器例如布置在靠近阀座的阀壳体24上。

声学传感器10允许在阀1''的活动部分中的结构声波的直接测量。由此，例如基于用于在已知且常见的来自驱动单元7的声音生成(振动)方面所获得的测量信号的理论-实际比较，可以推导出真空阀1''的状态信息。如果所获的声音值进入在先被归类为危急的数值范围内，则可以提供警告信号。

图4a和图4b示出了在这里例如在所谓的单阀1'''中的在关闭位置G(图4b)和在开启位置O(图4a)中的声学传感器10-10''的其它布置。

用于借助线性运动气密关闭流路的阀1'''具有带有用于流路的开口2的阀壳体24，在这里，开口2具有沿流路的几何形状开口轴线5。封闭件4可以在关闭方向上沿着横向于开口轴线5延伸的几何形状调节轴线V在一个封闭件平面内从放开开口2的开启位置O线性移动到线性移动到开口2上方的关闭位置G并且反向回移向开启方向。

例如，弯曲的第一密封面3在第一平面20a内沿着第一部分21a并且在第二平面20b内沿第二部分21b包围阀壳体24的开口2。第一平面20a和第二平面20b相互间隔、相互平行延伸并且平行于封闭件平面。因此，第一部分21a和对置的第二部分21b在调节轴线V的横向且在开口轴线5的方向上相互间具有几何形状错移。在两个对置的部分21a、21b之间在沿调节轴线V延伸的区域中设置所述开口2。

封闭件4具有对应于第一密封面3的第二密封面6，第二密封面沿对应于第一和第二部分21a、21b的部分延伸。

单阀1'''、即借助唯一的线性运动可被关闭的真空阀例如相比于借助需要构造比较复杂的驱动装置的两个运动可关闭的转移阀具有关闭机构比较简单的优点。因为封闭件4还可被设计成是一件式的，故它可以承受高的加速力，从而阀也可以被用于快速仅仅关闭。关闭和密封可以借助唯一的线性运动进行，从而可以实现很快速的阀的开启和关闭。

尤其是，单阀的优点例如在于，该密封装置因其走向而在关闭时未遇到在密封纵向延伸的横向上的横向载荷。另一方面，该密封装置因其相对于开口轴线5的横向延伸而能够承受沿开口轴线5作用于封闭件4的、尤其可能在大压差下作用于封闭件4的力，这可能需要封闭件4、其驱动装置及其支承的结实结构。

传感器10-10''布置在驱动单元7、阀壳体24和阀关闭件4上。因此可以相应地获得与各自阀部件相关的具体测量信号。借助单独信号的分析，可以产生用于一些部件的各自状态的信息。

通过信号的清算或多个信号分析的概览，可以推导出以下信息，即,其超出了例如像出现在驱动单元上的声音事件对阀关闭件4的直接影响。借此可以掌握声音传播如何在阀中进行。

为了评估测量信号，与时间相关的测量结果可被转换为与频率相关的信号(频谱)。

可基于所出现的声音现象来推断例如驱动装置7的状态。因此例如可以依据频谱来判断润滑脂是否还有足够的稠度或已有老化现象。

也可在该***内(例如经过多个工艺过程)探测发现该频谱例如是否因磨损、尤其在驱动单元中的磨损而变化，和/或合适基于所确定的趋势推测会出现无法再容忍的磨损。也可以通过与已知的参考范围的比较来确定运送损伤、地震或在工艺过程中碰撞所述阀或靠近的部件，尤其是其中可以采取例如呈工艺过程急停或减慢形式的措施。

显然，所示的图仅示意性表示可能的实施例。各种不同的做法也可以相互组合以及与现有技术的方法和装置组合。

Claims (18)

1.一种真空阀(1,1',1'',1''')，用于调整体积流或质量流和/或用于气密中断流路，该真空阀具有：

•阀座，该阀座具有限定出开口轴线(5)的阀开口(2)和包围所述阀开口(2)的第一密封面(3)，

•阀关闭件(4)，用于调整所述体积流或所述质量流和/或用于中断所述流路，所述阀关闭件具有对应于所述第一密封面(3)的第二密封面(6)，

•连接至所述阀关闭件(4)的驱动单元(7)，所述驱动单元被设计成，使得所述阀关闭件(4)

°能按规定改变和调节以提供相应的阀开启状态，并且

°能从开启位置(O)移动到关闭位置(G)并且回移，所述阀关闭件(4)在所述开启位置中至少部分放开所述阀开口(2)，所述第二密封面(6)在所述关闭位置中被压向所述第一密封面(3)且气密关闭所述阀开口(2)，

其特征是，所述真空阀(1,1',1'',1''')具有至少一个声学传感器(10,10',10'',10''')，其中所述声学传感器(10,10',10'',10''')被设计和布置成，借助所述声学传感器(10,10',10'',10''')能作为测量信号产生关于在所述真空阀(1,1',1'',1''')的至少一个部件内出现的结构声波，并且

所述真空阀(1,1',1'',1''')具有处理和控制单元，该处理和控制单元至少被设计用于处理所述测量信号，并且被设计用于，以用于在所述开启位置(O)和所述关闭位置(G)之间调节所述阀关闭件(4)的控制值来控制所述驱动单元(7)，以及用于根据当前所获得的测量信号自动调整所述控制值。

2.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述声学传感器(10,10',10'',10''')布置在所述驱动单元(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述声学传感器(10,10',10'',10''')布置在所述阀关闭件(4)或所述阀座上。

4.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述真空阀(1,1',1'',1''')具有阀壳体(24)，所述声学传感器(10,10',10'',10''')布置在所述阀壳体(24)上。

5.根据权利要求4所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元被设立成，使得所获得的测量信号能借助所述处理和控制单元被处理，并且依据所获得的所述测量信号能产生用于所述真空阀(1,1',1'',1''')的所述至少一个部件的状态信息。

6.根据权利要求5所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，借助位于所述第二密封面(6)和所述第一密封面(3)之间的密封装置(23)气密关闭所述阀开口(2)，并且提供与所述驱动单元(7)、所述第一密封面或所述第二密封面、所述密封装置(23)和/或所述阀壳体(24)的机械完整性和/或结构完整性相关的状态信息。

7.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元设计用于基于在规定期间内的所述测量信号的获知来提供频谱。

8.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元被设计用于基于与一个或多个测量频率相关的测量信号的分析来提供关于造成相应测量值频率的结构声波的定位的输出信号。

9.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元具有如此设立的监测功能，在其执行时，

•所述测量信号在所述阀开启状态发生变化期间被获得，

•基于所获得的所述测量信号和与之相关的理论测量信号的比较推导出用于所述真空阀(1,1',1'',1''')的至少一个部件的当前功能状态。

10.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元被设立成，能借助所述测量信号来确定声音传播特性。

11.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元被设计用于基于由所述真空阀(1,1',1'',1''')控制的多个过程的所述测量信号的趋势监测来提供一个输出信号，所述输出信号包括以下当中的一个或两个：

•关于所述真空阀(1,1',1'',1''')的部件的提高的磨损的警告，和

•关于所述真空阀(1,1',1'',1''')的部件的耐用性的预测。

12.根据权利要求6所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述声学传感器(10,10',10'',10''')被布置和设计成，通过所述测量信号来测知因在下述位置中的至少一个位置处的摩擦而出现的结构声波：

•在所述密封装置(23)的至少一部分与所述第一密封面(3)的至少一部分之间，和

•在所述密封装置(23)的至少一部分与所述第二密封面(6)的至少一部分之间。

13.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述声学传感器(10,10',10'',10''')被布置和设计成，通过所述测量信号来测知出现在所述驱动单元(7)中的结构声波。

14.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述真空阀是真空滑阀、摆动阀。

15.根据权利要求1所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述真空阀是单阀。

16.根据权利要求6所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述状态信息借助用于所获得的测量信号的实际-理论比较来产生。

17.根据权利要求9所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，基于所获得的所述测量信号和与之相关的理论测量信号的比较推导出用于所述驱动单元(7)或所述第一密封面或第二密封面的当前功能状态。

18.根据权利要求10所述的真空阀(1,1',1'',1''')，其特征是，所述处理和控制单元被设立成，能借助所述测量信号来确定声音传播特性并且能将所述声音传播特性与先前已知的理论声音传播特性相比较。

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