KR100446455B1 - 진공 게이트밸브 - Google Patents

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Abstract

진공 게이트밸브에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는, 메인 유체통로와 보조 유체통로가 형성된 몸체와, 메인 유체통로를 개폐하는 디스크 및 엑츄에이터가 있는 메인 게이트밸브와; 보조 유체통로를 개폐하는 보조 디스크와 보조 엑츄에이터가 있는 보조 게이트밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 메인 게이트밸브와 보조 게이트밸브로 이루어져 진공펌프의 흡입량을 조절할 수 있으므로, 시스템 운전 초기에도 진공펌프 등의 설비에 과부하가 발생되지 않아서 진공펌프 등의 손상이 방지되고, 보수유지비용이 크게 절감되며, 진공펌프 등의 손상으로 인한 장비 휴지시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가 진공 게이트밸브에 유입되는 이물질 등을 제거하기 위하여 세정가스 유입구를 형성함으로써 이물질 축적량이 현저하게 감소되어 장기간 사용이 가능하므로 보수유지비용을 절감 할 수 있다.

Description

진공 게이트밸브{Vacuum gate valve}
본 발명은 진공 게이트밸브에 관한 것으로서, 특히 메인 게이트밸브와 보조 게이트밸브로 이루어진 진공 게이트밸브에 관한 것이다.
반도체 및 LCD 제조장치의 공정챔버 출구측과 진공펌프 사이에는 배관 및 진공펌프 등 부대설비의 보수, 유지시 배관 라인의 개폐를 위하여 진공 게이트밸브가 설치된다. 종래의 진공 게이트밸브의 작동방식으로는, 수동 개폐와 자동 개폐로 구분되며, 자동 개폐방식에는 압축 공기 또는 전기 구동 방식이 있다.
최근 반도체 및 LCD 제조기술 발전에 따른 기판의 대형화에 따라 진공 게이트밸브가 설치되는 진공 배관의 구경이 커지고 있다. 그런데, 진공 배관 및 펌프 등 부대설비의 보수, 유지를 위해 장시간 시스템 정지 후 진공펌프 구동시에, 진공 게이트밸브 입구측, 즉 챔버측은 진공상태이고, 진공 게이트밸브 출구측, 즉 펌프측은 대기압 상태이므로 펌프 가동을 위하여 진공 게이트밸브를 오픈(open)시키는순간 펌프측에 과부하가 발생한다. 따라서, 펌프 및 부대설비가 손상되는 문제점이 있다. 나아가, 진공펌프 등 부대설비의 잦은 고장으로 인하여 보수, 유지비용이 증가 될 뿐만 아니라 장비 휴지시간이 증가되어 결국 그로 인한 제조원가 상승 및 생산성이 저하되는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 설비를 보호하며, 비용을 절감시킬 수 있는 진공 게이트밸브를 제공하는 데 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 진공 게이트밸브의 몸체부분 등을 투명하게 처리한 사시도;
도 1b 및 도 1c는 도 1a에 따른 진공 게이트밸브의 내부 구성요소를 설명하기 위하여 몸체부분 등을 투명하게 처리한 도면들; 및
도 2a 내지 도 2e는 도 1a에 따른 진공 게이트밸브의 작동을 설명하기 위한 도면들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
100 : 메인 게이트밸브 110 : 메인 게이트밸브의 몸체
111 : 메인 게이트밸브의 유입부 112 : 메인 게이트밸브의 유출부
113 : 유체통로 114 : 보조 유체통로
120 : 디스크 130 : 링크
140 : 에어실린더 141 : 피스톤
142, 143 : 압축공기 유입구 150 : 벨로우즈
200 : 보조 게이트밸브 210 : 보조 게이트밸브의 몸체
220 : 보조 게이트밸브의 디스크 230 : 보조 게이트밸브의 에어실린더
231 : 보조 게이트밸브의 피스톤
232, 233 : 보조 게이트밸브의 압축공기 유입구
310 : 센서
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 게이트밸브는: 메인 게이트밸브와 보조 게이트밸브가 구비되되,상기 메인 게이트밸브에는: 유입구를 포함하는 유입부와 유출구를 포함하는 유출부 및 상기 유입부와 유출부를 연결하는 메인 유체통로가 자신의 내측에 형성되고, 상기 유입부와 상기 유출부를 연결하는 보조 유체통로 및 상기 보조 유체통로와 연결되며 유입구가 자신의 외부로 노출되는 세정가스 통로가 자신의 벽 내부에 형성되는 몸체와; 디스크와; 상기 디스크가 상기 메인 유체통로를 개폐하도록 상기 디스크를 슬라이딩시키는 엑츄에이터가 있으며,상기 보조 게이트밸브에는: 상기 보조 유체통로를 개폐하도록 설치되는 보조 디스크와; 상기 보조 디스크가 상기 보조 유체통로를 개폐하도록 상기 보조 디스크를 슬라이딩시켜 상기 보조 유체통로를 개폐시키는 보조 엑츄에이터가 있는것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 메인 게이트밸브 및/또는 상기 보조 게이트밸브의 엑츄에이터는, 외부에서 공급되는 압축공기에 의해 왕복운동하는 피스톤이 있는 에어실린더와; 상기 피스톤의 왕복운동에 의하여 상기 디스크가 슬라이딩되도록 상기 피스톤과 상기 디스크를 연결하는 링크를 포함하는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이 때, 상기 링크의 소정영역과 상기 에어실린더는 상기 몸체 외측에 위치되며, 노출된 상기 링크의 소정영역을 밀봉하도록 상기 몸체와 상기 에어실린더를 연결하는 벨로우즈가 더 설치되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 진공 게이트밸브의 몸체부분 등을 투명하게 처리한 사시도이고, 도 1b 및 도 1c는 도 1a에 따른 진공 게이트밸브의 내부 구성요소를 설명하기 위하여 몸체부분 등을 투명하게 처리한 도면들이며, 도 2a 내지 도 2e는 도 1a에 따른 진공 게이트밸브의 작동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공 게이트밸브는 메인 게이트밸브(100)와 보조 게이트밸브(200)로 이루어진다.
메인 게이트밸브(100) 및 보조 게이트밸브(200)는 일반적인 게이트밸브와 같이, 유입구를 포함하는 유입부(111), 유출구를 포함하는 유출부(112) 및 유입부와 유출부를 연결하는 유체통로(113)가 내측에 형성되는 몸체(110)와, 유체통로(113)를 개폐하는 디스크(disc)(120)와, 유체통로(113)를 개폐하도록 디스크(120)를 슬라이딩시키는 엑츄에이터(actuator)를 포함하여 이루어진다.
상술한 일반적인 사항 외에, 본 발명의 실시예에 따른 메인 게이트밸브(100)의 몸체(110)의 벽 내부에는 유입부(111)와 유출부(112)를 연결하도록 내경이 메인 게이트밸브 유입구 내경의 3∼25%인 보조 유체통로(도 2b 및 도 2c의 114)가 형성된다. 그리고, 보조 유체통로(도 2b 및 도 2c의 114)와 연결되며, 유입구는 외부로 노출되는 세정가스 유입부(도 2b 및 도 2c의 115)가 더 형성된다. 본 발명에 따른 진공 게이트밸브가 설치된 시스템의 운전중 또는 운전 정지중에 세정가스 유입부(도 2b 및 도 2c의 115)를 통하여 질소와 같은 세정가스를 공급함으로써 메인 게이트밸브(100) 내측 및 보조 게이트밸브(200)의 유입구에 부유하는 불순물들을 메인 게이트밸브(100) 출구측으로 불어내어 시스템의 운전중에 진공 게이트밸브의 몸체 내부에 파우더 등의 이물질이 쌓이는 것을 방지 할 수 있다.
엑츄에이터는 압축공기에 의하여 작동하는 뉴메틱(pneumatic) 타입으로서, 외부에서 공급되는 압축공기에 의해 왕복운동하는 피스톤(141)이 있는 에어실린더(air cylinder)(140)와, 피스톤(141)과 디스크(120)를 연결하는 링크(130)를 포함하여 이루어진다. 피스톤(141)을 사이에 두고 있는 에어실린더(140)의 양단에는 각각 외부에 마련된 압축공기 공급장치와 연결되는 유입구(142, 143)가 형성된다. 따라서, 몸체(110)에 형성된 유체통로(113)가 클로즈(close)되도록 디스크(120)를 슬라이딩시키는 경우에는 에어실린더(140)의 일단에 형성된 유입구(143)를 통하여 압축공기가 에어실린더(140)로 유입되고, 몸체(110)에 형성된 유체통로(113)가 오픈(open)되도록 디스크(120)를 슬라이딩시키는 경우에는 에어실린더(140)의 타단에 형성된 유입구(142)를 통하여 압축공기가 에어실린더(140)로 유입된다. 이 때, 유입되는 압축공기의 압력은 3∼10kgf/㎠이다. 한편, 링크(130)가 디스크(120)와 피스톤(141)을 연결하기 위해서는 링크(130)의 소정영역이 몸체(110)와 에어실린더(140) 내부에 삽입되어야 한다. 따라서, 몸체(110)와 에어실린더(140)에는 소정의 구멍이 형성되게 되고, 그 구멍을 통하여 이물질이 유입될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 몸체(110)와 에어실린더(140)를 연결하되 노출된 링크(130)의 소정영역을 밀봉하도록 벨로우즈(bellows)(150)가 설치된다.
한편, 외부에서 메인 게이트밸브(100)의 개폐상태를 용이하게 파악할 수 있도록 메인 게이트밸브(100)의 개폐상태를 센싱하는 센서(도 2d의 310)가 몸체(110) 또는 에어실린더(140)에 설치된다. 센서(도 2d의 310)가 몸체(110)에 설치되면 디스크(120)의 슬라이딩 상태를 센싱하게 되고, 에어실린더(140)에 설치되면 피스톤(141)의 슬라이딩 상태를 센싱하게 된다.
보조 게이트밸브(200)의 몸체(210)는, 상술한 메인 게이트밸브(100)의 몸체(110)에 형성된 보조 유체통로(도 2b 및 도 2c의 114)가 유입구, 유출구 및 유체통로 역할을 하도록 형성된다. 따라서, 보조 게이트밸브(200)의 몸체(210)를 메인 게이트밸브(100)의 몸체(110)와 별개로 형성하여 메인 게이트밸브의 몸체와 결합시켜도 좋지만, 메인 게이트밸브의 몸체(110)와 보조 게이트밸브의 몸체(210)가 일체화되도록 하나의 몸체로 사출하여 사용하여도 좋다. 보조 게이트밸브(200)의디스크(220, 이하에서 보조 디스크라 한다.)는 보조 유체통로(도 2b 및 도 2c의 114)를 개폐하도록 설치된다. 보조 게이트밸브(200)의 엑츄에이터(이하에서, 보조 엑츄에이터라 한다.)는 보조 디스크(220)가 보조 유체통로(도 2b 및 도 2c의 114)를 개폐하도록 보조 디스크를 슬라이딩시킨다. 보조 엑츄에이터는 상술한 메인 게이트밸브의 엑츄에이터(140)와 같이, 두 개의 압축공기 유입구(도 2b 및 도 2c의 232, 233)와 피스톤(도 2b 및 도 2c의 231)이 있는 에어실린더(230)와, 그 피스톤과 보조 디스크를 연결하는 링크를 포함하여 이루어진다. 보조 게이트밸브에도 노출된 링크의 소정영역을 밀봉하는 벨로우즈와 보조 게이트밸브의 개폐상태를 용이하게 파악할 수 있도록 센서가 설치된다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 진공 게이트밸브의 작동에 대하여 설명한다.
먼저 도 1a 내지 도 1c와 결부하여 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 진공 배관 및 펌프 등 부대설비의 보수, 유지를 위해 시스템을 정지한 경우에는, 메인 게이트밸브 및 보조 게이트밸브의 에어실린더(140, 230)에 형성된 압축공기 유입구 중에서 타단에 형성된 유입구(143, 233)를 통하여 압축공기를 각각의 에어실린더(140, 230)로 유입함으로써 메인 게이트 밸브(100) 및 보조 게이트밸브(200)를 클로즈(close) 상태로 유지한다.
다음에 도 1a 내지 도 1c와 결부하여 도 2c를 참조하면, 시스템, 즉 진공펌프를 재가동 하는 경우에는 펌프측에 순간적인 과부하가 생기지 않도록, 보조 게이트밸브(200)의 에어실린더(230)에 형성된 압축공기 유입구 중에서 일단에 형성된유입구(232)를 통하여 압축공기를 에어실린더(230)로 유입함으로써 보조 게이트밸브(200)를 오픈(open)시킨다. 따라서, 챔버 내의 공기 등은 보조 유체통로(114)를 통하여 진공펌프측으로 빨려나가게 된다.
그 다음에 도 2d와 같이, 메인 게이트밸브(100)의 에어실린더(140)에 형성된 압축공기 유입구 중에서 일단에 형성된 유입구(142)를 통하여 압축공기를 에어실린더(140)로 유입함으로써 메인 게이트밸브(100)를 오픈(open)시킨다. 따라서, 챔버 내의 공기 등은 메인 게이트밸브(100)의 유체통로(113)를 통하여 진공펌프측으로 빨려나가게 되고, 챔버는 진공으로 유지되게 된다.
도 2e를 참조하면, 압축공기 공급제어장치(controller)에는 유출구가 두 개씩 있는 두 개의 3방 솔레노이드밸브(3-way solenoid valve)가 설치되고, 어느 하나의 3방 솔레노이드밸브의 유출구들에는 메인 게이트밸브의 에어실린더(140)에 형성된 압축공기 유입구(142, 143)가 각각 연결되고, 다른 하나의 3방밸브의 유출구들에는 보조 게이트밸브의 에어실린더(230)에 형성된 압축공기 유입구(232, 233)가 각각 연결된다. 따라서, 메인 게이트밸브 및 보조 게이트밸브의 개폐는 3방 솔레노이드밸브의 작동에 의한 압축공기의 공급 및 공급 차단에 의하여 이루어지게 된다.
상술한 실시예는 일 예를 들어 설명한 것으로서, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 진공 게이트밸브의 엑츄에이터는 상술한 뉴메틱타입 뿐만 아니라 전기신호로 작동시킬 수도 있고, 수동으로 작동시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 진공 게이트밸브에 의하면, 메인 게이트밸브와 보조 게이트밸브로 이루어져 진공펌프의 흡입량을 조절할 수 있으므로, 시스템 운전 초기에도 진공펌프 등의 설비에 과부하가 발생되지 않아서 진공펌프 및 부대설비의 손상을 방지 할 수 있으며, 종래의 방식보다 보수유지비용을 크게 절감 할 수 있고, 잔공펌프 등의 손상으로 인한 장비 휴지시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 진공 게이트밸브에 유입되는 이물질 등을 제거하기 위하여 세정가스 유입구를 형성함으로써 진공 게이트밸브 내부에 파우더 등의 이물질 축적량이 현저하게 감소되어 장기간 사용이 가능하므로 보수유지비용을 절감 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (6)

  1. 메인 게이트밸브와 보조 게이트밸브가 구비되되,
    상기 메인 게이트밸브에는: 유입구를 포함하는 유입부와 유출구를 포함하는 유출부 및 상기 유입부와 유출부를 연결하는 메인 유체통로가 자신의 내측에 형성되고, 상기 유입부와 상기 유출부를 연결하는 보조 유체통로 및 상기 보조 유체통로와 연결되며 유입구가 자신의 외부로 노출되는 세정가스 통로가 자신의 벽 내부에 형성되는 몸체와; 디스크와; 상기 디스크가 상기 메인 유체통로를 개폐하도록 상기 디스크를 슬라이딩시키는 엑츄에이터가 있으며,
    상기 보조 게이트밸브에는: 상기 보조 유체통로를 개폐하도록 설치되는 보조 디스크와; 상기 보조 디스크가 상기 보조 유체통로를 개폐하도록 상기 보조 디스크를 슬라이딩시켜 상기 보조 유체통로를 개폐시키는 보조 엑츄에이터가 있는
    것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보조 유체통로의 내경은, 상기 메인 게이트밸브 유입구의 3∼25% 인 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 메인 게이트밸브의 개폐상태를 센싱하는 센서가 상기 몸체 또는 에어실린더에 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 메인 게이트밸브의 엑츄에이터는,
    외부에서 공급되는 압축공기에 의해 왕복운동하는 피스톤이 있는 에어실린더와;
    상기 피스톤의 왕복운동에 의하여 상기 디스크가 슬라이딩되도록 상기 피스톤과 상기 디스크를 연결하는 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 링크의 소정영역과 상기 에어실린더는 상기 몸체 외측에 위치되며,
    노출된 상기 링크의 소정영역을 밀봉하도록 상기 몸체와 상기 에어실린더를 연결하는 벨로우즈가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
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