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Ventile - welches setzt man wo ein?
Die Einsatzbedingungen für Ventile sind vielseitig: Korrosive Gase bestimmen das Material, die Temperatur bestimmt das Dichtungsmaterial, der Druck das Schaltprinzip, und der Geldbeutel die Qualität.
Trinos ist der offizielle Vertreter von SMC im Bereich der Vakuumtechnik. SMC Vakuumventile sind besonders hochwertige Produkte die in Japan von dem Weltmarktführer für Luft und Vakuumsysteme hergestellt werden. Da in nicht allen Anwendungsgebieten solch hochwertige Ventile Verwendung finden, haben wir zwei weitere Produktkategorien im Angebot:
- SMC: hochwertige Qualitätsmarke, Reinraumtauglich verpackt
- Typ 1: Ventile die kostengünstig in Deutschland hergestellt werden
- Typ 2: Kostengünstige Ventile aus dem asiatischen Raum

Meist werden manuelle und pneumatische Versionen parallel angeboten, wobei die Pneumatik meist die maximale Temperatur begrenzt.
Pneumatiken benötigen eine ölfreie Druckluftversorgung von 4 bis 7 bar, die die Schaltleistung liefert. Häufiger Standard ist "drucklos geschlossen", dann erzeugt eine Feder die Schließkraft, aber auch doppeltseitig wirkende Pneumatikzylinder werden eingesetzt. Ein kleines Steuerventil in der Druckversorgungsleitung wird elektrisch geschaltet mit Spannung von 24V oder 230V. Das Steuerventil kann direkt am Ventil sitzen oder in Druckluft-Schaltschränken bei großen Anlagen mit zentraler Steuerung. Durch einen Magneten im Pneumatikzylinder können elektrische Reed-Kontakte geschaltet werden und als Lagemelder die Positionen offen oder geschlossen anzeigen. Trinos liefert Steuerventile und Lagemelder zu verschiedenen Ventilen separat.
Elektromagnetische Ventile werden direkt mit einem Elektromagneten geöffnet. Die Schaltleistung begrenzt die Einsatzmöglichkeit auf kleine Durchmesser bis 25mm. Die Trinos Vakuum-Systeme GmbH liefert SMC-Ventile, die die Schaltleistung nach dem Öffnen automatisch herunterfahren und nicht überhitzen.
Man muss unterscheiden zwischen interner und externer Leckrate. UHV-Varianten werden extern auf kupfergedichteten CF-Flanschen geliefert und dichten nach außen hervorragend ab, der bewegliche Schaltmechanismus ist meist als flexibler Metall-Balg ausgelegt. Intern dichten die Ventilteller meist mit Viton, wodurch der tatsächliche Enddruck bei 1 bar Differenzdruck auf wenig besser als 1*10-6 mbar beschränkt bleibt. Ganzmetallventile für deutlich besseres UHV gibt es auf Anfrage.
Zur Orientierung gibt es hier ein paar häufig verwendete Bauarten:

- Eck- oder Durchgangs-Ventile arbeiten mit einem Balg, der manuell oder pneumatisch in eine Dichtung in den Ventilteller presst. Sie arbeiten bei hohen Differenzdrücken bis über 1 bar und können z.B als "Schalter" in Vorvakuum eingesetzt werden oder öffnen einen Bypass in die Hauptkammer. Die Durchgangs-Variante (Inline) hat etwas bessere Gasleitwerte.
Membranventile arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip, haben aber geringere Gasleitwerte. Je nach Qualität unterscheiden sich die Zyklenzahlen bis zur Wartung erheblich.
- Kugelhähne sind sehr robust und schalten auch mehrere bar Differenzdruck. Während preiswerte KF-Versionen eher bescheidene Leckraten und Temperaturbeständigkeit zeigen kann die große "Heavy Duty"-Version auch im HV-Berich und bis bei 150°C eingesetzt werden.Drei-Wege-Kugelhähne dienen als Verteiler, sind aber "nicht überschneidungsfrei" während des Schaltvorgangs.

- Schieber werden für Hoch- oder Ultrahoch-Vakuum gebaut. Sie habe eine sehr flache Bauhöhe, große Öffnung und gute Leitwerte. Sie öffnen bei geringem Differenzdruck um 30mbar und werden in Schleusen eingesetzt oder vor Turbopumpen. Neben den preiswerten Schiebern asiatischer Hersteller hat Trinos auch die schweizer Qualitätsmarke VAT im Programm. Rechteckschieber werden in der Halbleiterindustrie eingesetzt und sind auf zöllige Waferdurchmesser ausgelegt.
- Schmetterlingsventile klappen zum schließen eine Platte quer in den Durchgang. Die Hochvakuumversion dient vor den Turbopumpe zum Regeln von Gasflüssen im "downstream"-Betrieb durch Variation des Querschnitts. Bei konstantem Gaseinlass kann ein konstanter Gasdruck gehalten werden. Am besten geht das automatisch mit Drucksensor, elektronischer Steuereinheit und selbstlernendem Algorithmus.
- Dosier-oder
Nadel-Ventile zwischen Gasleitung und Kammer können auf einen geringen Gasfluss eingestellt werden . Automatisierte Versionen werden für "upstream"-Regelungen eingesetzt. Trinos liefert zweistufige Ventile mit "Softpump"-Nadelventil zur sanften Belüftung.
-Im Bereich Sonderventile werden weitere Bauarten angeboten, z.B. Rohrventile der Qualitätsmarke Swagelok, Einheiten zu Belüftung und Überdrucksicherungen. |