KR100489250B1

KR100489250B1 - 진공 게이트밸브

Info

Publication number: KR100489250B1
Application number: KR10-2002-0063367A
Authority: KR
Inventors: 박웅기
Original assignee: 박웅기
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2005-05-17
Also published as: KR20040034038A

Abstract

본 발명은 진공 게이트밸브에 관한 것으로, 특히 진공 상태의 작업환경에서 자업을 행하고자 하는 경우에 통로와 이와 대응되는 밸브체를 구비하고 밸브체에 의한 개폐작동이 이루어지도록 한 게이트밸브에 관한 것이다.

종래의 경우 밸브체와 오링을 결합하는 작업이나 밸브 전체를 이루는 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 특히 밸브하우징에 형성한 통로와 밸브체와의 사이에 기밀을 유지시키기 위한 가압기구가 구조적으로 취약점이 있어 밀폐유지효과가 고르지 못하고 이에 따라 작동 불량률이 높아지는 원인이 되고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제를 해소하기 위하여 밸브하우징에 형셩된 통로와 밸브체 사이에 기밀유지가 보다 확실하고 균일하게 이루어지도록 기존과는 전혀 다르게 복수개로 이루어지는 벨로우즈 타입의 가압수단을 채택하여 기밀유지효과를 크게 향상시키고, 전체적으로 그 구조를 단순화시키면서 작동시 가이드가 보다 확실하게 이루어지도록 하여 작동신뢰도를 보다 높일 수 있음에 그 특징이 있다.

Description

진공 게이트밸브{Vaccum Gate Valve}

본 발명은 진공 게이트밸브에 관한 것으로 특히, 진공 상태의 작업환경에서 자업을 행하고자 하는 경우에 통로와 이와 대응되는 밸브체를 구비하고 밸브체를 벨로우즈나 에어백 등의 형태인 가압기구에 의하여 개폐작동이 이루어지도록 한 게이트밸브에 관한 것이다.

일반적으로 진공 게이트밸브는 작업환경이 진공을 요하는 경우에 통로의 개폐작동을 위하여 사용되는 것인데, 이러한 게이트밸브를 중심으로 좌,우측에 형성된 서로 압력이 다른 형태의 작업환경이 필요한 경우에 이러한 불균등 상태에서의 진공압하에서 작업이 이루어지도록 하기 위하여 사용되는 것이다.

그런데, 이와 같이 사용되고 있는 진공 게이트밸브의 경우, 밸브체를 승하강시키기 위하여 설치되는 승,하강기구가 링크의 조합된 형태로 이루어지고, 밸브를 이루는 전체적인 구조가 복잡한 문제점이 있고, 특히, 밸브하우징에 형성된 통로와 밸브체와의 사이에 기밀을 유지시키기 위한 가압기구의 작동구조상 취약점이 있어 밀폐유지효과가 일정하거나 고르지 못하여 작동불량률이 높아지는 원인이 되고 있으나, 이를 개선할 만한 별도의 수단이 강구되지 못하고 있는 실정인 것이다.

즉, 밸브하우징에 형성된 통로와 밸브체와의 사이에 기밀을 유지시키기 위한 작동수단이 밸브체의 승,하강시 함께 가압 또는 가압의 해제 작동이 이루어지도록 하는 기구적인 메카니즘을 밸브하우징의 내측에 형성하여 작동이 이루어지도록 하고 있으나, 밸브체에 설치된 오링의 전부위에 걸쳐 고르게 가압력이 전달되는 것이아니라 일측으로 편중된 상태로 작동이 이루어지게 되므로, 기밀유지체의 역할을 담당하는 오링의 기밀유지효과가 부분적으로 약화되면서 작동상 불량률이 높아지는 문제점으로 부각되고 있는 것이다.

더우기, 밸브체의 승하강작동이나 가압작동시 밸브체의 가이드가 정확하게 이루어지지 않아 작동 효율을 약화시키고, 작동중에 소음을 발생시키는 등의 여러 문제점도 자주 발생되고 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 근본적으로 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로 다음과 같은 목적을 가지고 있다.

본 발명의 주목적은 밸브체의 가압기구를 단일 또는 복수개의 벨로우즈나 에어백 등의 형태로 구성하여 밸브하우징에 형성된 통로와 밸브체 사이의 기밀유지가 보다 균일하고 확실하며, 복귀기구를 별도로 설치하여 밸브체에 의한 기밀유지 작동 후에 밸브체의 개방시 원위치로 복귀하는 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 밸브체를 승하강시키는 승하강기구나 밸브체를 가압하는 가압기구를 기존과는 다른 형태의 가이드기구에 의하여 보다 확실한 가이드가 이루어져 보다 정교한 작동이 이루어져 작동신뢰도를 보다 향상시키고 작동상 소음의 발생을 방지시킬수 있도록 하고자 하는데 있다.

본 발명은 전술한 목적들을 달성하기 위하여, 밸브하우징의 내부에서 밸브체가 승하강기구에 의하여 승,하강이 이루어지고, 상기 밸브체는 팽창 및 수축에 의하여 변위가 가능한 신축기구 형태인 가압기구에 의하여 상기 밸브하우징에 형성되는 통로의 개폐가 가능하게 이루어지고, 상기 가압기구의 다른 일측에는 공압전달기구를 설치하며, 상기 밸브체의 승하강시 가이드 역할을 수행하는 상하가이드기구를 상기 승하강기구와 연동되게 설치하며, 상기밸브체를 수평 방향으로 가이드 하는 수평가이드기구를 설치하여 이루어지는 통상의 진공 게이트밸브에 있어서, 상기 밸브체의 위치를 작동 후 복귀시키기 위하여 상기 가압기구의 복귀기구를 별도로 설치하여 구성하되, 상기 복귀기구가 밸브체와 공압전달기구사이에 스프링 형태의 탄성복귀부재를 설치하여 이루어지는 진공 게이트밸브를 제공한다.또한, 상기복귀기구가 상기 공압전달기구의 공압공급라인에 방향전환용 제어밸브를 설치하고, 상기 방향전환용 제어밸브로부터 공압 공급용 컴프레서와 연결 설치되는 공압공급라인과 진공펌프와 연결 설치되는 진공라인을 함께 설치하여 이루어지는 진공 게이트밸브를 제공한다.

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이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 나누어 보다 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명은 도1 내지 도10에 도시한 바와 같이, 공통적으로 밸브하우징(1)의 내부에서 밸브체(2)가 승하강기구(3)에 의하여 승,하강이 이루어지고, 상기 밸브체(2)는 가압기구(4)에 의하여 상기 밸브하우징(1)에 형성된 통로(10)의 개폐가 가능하게 이루어지는 통상의 진공 게이트밸브에 있어서, 상기 밸브체(2)의 후부에는 상기 가압기구(4)로서 팽창 및 수축에 의하여 변위가 가능한 신축기구 형태인 벨로우즈(40)가 설치되고, 상기 가압기구(4)의 다른 일측에는 공압전달기구(5)를 설치하며, 상기 밸브체(2)를 수평 방향으로 가이드하는 수평가이드기구(7)를 밸브체(2)와 상기 공압전달기구(5)에 인접되게 마련하여 이루어지게 된다.

또한, 상기 가압기구(4)로서 도4 내지 도7에 도시한 바와 같이, 팽창 및 수축에 의하여 변위가 가능한 신축기구 형태인 다수의 벨로우즈유니트(40a)가 설치하거나, 도8에 도시한 바와 같이 팽창 및 수축에 의하여 변위가 가능한 신축기구 형태인 에어백(42)을 설치하여 구성할 수 있다.

이때, 상기 가압기구(4)로서 상기 벨로우즈(40), 상기 다수의 벨로우즈유니트(40a) 및 에어백(42)의 다른 일측에는 공압전달기구(5)를 설치하며, 상기 밸브체(2)의 승하강시 가이드 역할을 수행하는 상,하가이드기구(6)는 상기 공압전달기구(5)의 일부와 상기 가압기구(4)를 포함하여 승하강 작동이 이루어지는 승하강기구(3)와 연동되도록 가이드로드(60) 형태로 설치되어지고, 상기 밸브체(2)를 수평 방향으로 가이드하는 수평가이드기구(7)를 밸브체(2)와 상기 공압전달기구(5)에 마련하여 이루어지게 된다.

또한, 상기 공압전달기구(5)는, 도1 내지 도10에 도시한 바와 같이, 내부에 공급통로(51)를 갖고 상기 벨로우즈(40), 벨로우즈유니트(40a) 및 에어백(42)과 각각 내부가 연통되도록 상호간 고정 설치되는 공압전달블록(50)과 상기 공압전달블록(50)과 연결 설치되어 외부의 공압공급라인(54)과 연결 설치되는 공급통로(53)를 갖는 공압연결체(52)의 결합된 형태로 이루어지되, 상기 공압연결체(52)가 상기 승하강기구(3)인 공압실린더(30)의 피스톤로드(32)를 길게 연장 형성하고 상기 피스톤로드(32)의 내부에 공급통로(53)를 형성하여 이루어질수 있으며, 상기 공압공급라인(54)엔 공급통로(53)로 공압을 제공하거나 공급통로(53)의 내부 공압을 제거 개방하여 대기압 상태를 유지하도록 하기 위한 제어밸브(56)를 설치하게 된다.

물론, 상기 상하가이드기구(6)는, 도3, 도4, 도6 내지 도8 및 도10에 예시한 바와 같이, 가이드로드(60) 형태로 이루어지고 상기 공압연결체(52)가 상기 가이드로드(60)의 내측에 공급통로(53)를 형성하여 이루어지고, 상기 수평가이드기구(7)는 상기 밸브체(2)의 하부가 상기 공압전달블록(50)의 수평가이드판(70)을 타고 슬라이드 이동이 가능하게 마련하여 이루어지도록 구성할 수도 있다.

물론, 이때 밸브하우징(1)의 내부에 위치한 밸브체(2)와 공압전달블록(50) 사이로서 상기 피스톤로드(32)와 상기 가이드로드(60)를 외부에서 감싼 상태로 벨로우즈 형태의 신축이 가능한 기밀유지부재(8)를 설치하여 밸브하우징(1)의 내부에서 기밀유지가 보다 완벽하게 구성함이 바람직하다.

또한, 전술한 가압기구(4)로서 벨로우즈(40), 벨로우즈유니트(40a), 에어백(42)은 팽창작동에 따라 밸브체(2)의 밀폐에 의한 밸브작동이 이루어진 이후에 공압전달기구(5)에 의한 공압작동을 해제시켜 이들 가압기구(4)의 자체 탄성력에 의하여 원위치되면서 밸브체(2)의 개방이 이루질 수도 있으나, 밸브의 내,외측의 압력차가 커서 이들 가압기구(4)의 자체 탄성력으로 이를 극복할 수 없는 경우에는 밸브체(2)의 위치를 복귀시키기 위한 가압기구(4)의 복귀기구(9)를 별도로 설치하여 구성함이 바람직하다.

이러한 복귀기구(9)의 경우, 예를 들면, 도9에 도시한 바와 같이, 밸브체(2)와 공압전달기구(7)의 사이에 스프링과 같은 탄성복귀부재(90)를 설치하여 가압기구(4)의 팽창작동에 따라 밸브체(2)의 밀폐 밸브작동이 이루어진 후에 가압기구(4)의 수축작동에 의하여 밸브체(2)의 개방작동을 행하는 경우 이 탄성복귀부재(90)의 복귀작동에 의하여 밸브체(2)가 원위치로 강제적인 복귀작동이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 복귀기구(9)의 경우, 도10에 예시한 바와 같이, 공압전달기구(5)의 공압공급라인(54)에 방향전환용 제어밸브(57)를 설치하고, 이 방향전환용 제어밸브(57)로부터 공압 공급용 컴프레서(55)와 연결 설치되는 공압공급라인(58)과 진공펌프(92)와 연결 설치되는 진공라인(59)를 함께 설치하여, 상기 제어밸브(57)의 방향 전환에 따라 공압공급라인(58)과의 연통시엔 가압기구(4)인 벨로우즈(40), 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)에 공압을 작용시켜 팽창에 의한 밸브체(2)의 밀폐 밸브작동이 이루어지도록 하고, 진공라인(59)과의 연통시엔 가압기구(4)인 벨로우즈(40), 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)에 진공펌프(92)에 의한 진공부압을 작용시켜 수축에 의한 밸브체(2)의 개방 밸브작동이 이루어지도록 할 수도 있다.

미설명 부호로서 20은 밸브체(2)에 설치되는 오링을 나타낸다.

다음은 전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명인 진공 게이트밸브의 작동과정을 살펴보기로 한다.

본 발명인 진공 게이트밸브를 설치하여 사용하고자 하는 부위에 설치하고, 사용하게 되면, 통로(10)를 폐쇄시켜 밸브를 닫아 놓는 상태와 반대로 상기 통로(10)를 열어 개방시키는 경우를 각각 나누어 살펴보면 다음과 같다.

우선, 밸브하우징(1)에 형성한 통로(10)를 닫아 밀폐시키고자 하는 경우엔 가압기구(4)엔 공압을 전달하지 아니한 비가압상태를 유지하고 승하강기구(3)인 공압실린더(30)를 작동시켜 내부의 피스톤로드(32)가 상승하면서 밸브체(2)가 상하가이드기구(6)인 가이드로드(60)에 의하여 정확하게 위치를 자리잡으면서 상기 통로(10)의 대향된 위치로 위치이동이 이루어지도록 한 다음, 제어밸브(56)(57)를 조작하여 공압전달기구(5)에 있어서, 공압공급라인(54)중에 대기중이던 공압을 공압연결체(52)의 공급통로(53) 및 공압전달블록(50)의 공급통로(51)를 거쳐 가압기구(4)인 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a)나 에어백(42)으로 공압이 작동하도록 공기의 공급이 이루어지도록 한다.

그리하면, 상기 공압전달기구(5)중 공압전달블록(50)은 제자리에서 움직이지 아니하는 고정위치 상태에서 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)은 팽창되면서 밸브체(2)는 전진하되, 수평가이드기구(7)인 수평가이드판(70)의 상부로 상기 밸브체(2)가 미끄러지듯이 슬라이드 이동하면서 정확한 위치이동이 동시에 이루어지게 되고, 상기 밸브체(2)의 선단에 미리 설치되어진 오링(20)은 밸브하우징(1)의 내측으로서 통로(10)의 외주연을 밀폐상태로 가압작동을 수행하게 되며, 밸브체(2)에 의한 통로(10)의 밀폐에 의하여 밸브를 닫는 작동이 이루어지게 된다.

물론, 이때, 밸브체(2)의 상승 이동과정에서는 상하가이드기구(6)나 이러한 상하가이드기구(6)가 없이도 정확한 위치의 설정 작동이 이루어지게 되고, 수평 가압과정에 있어서는 수평가이드기구(7)에 의한 정확한 수평 위치이동이 가능하게 되고, 더우기 가압기구(4)인 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)은 상기 공압전달기구(5)에 의하여 공압이 전달되는 경우 동시에 작동이 이루어지되, 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)의 특성상 밸브체(2)의 후부에서 전체 부위에 걸쳐 고른 가압력이 정확하게 전달되게 되므로 오링(20)에 전달되는 가압력도 어느 부위에서나 동일하고도 균일하게 전달되어 아주 정확하게 기밀유지가 가능하게 되는 것이다.

다음, 밸브체(2)를 원위치시켜 밸브를 개방시키고자 하는 경우엔 우선 제어밸브(56)(57)를 조작하여 공압공급라인(54)을 개방시키게 되면 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)에 가하여지던 공압이 해제되어 벨로우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)은 수평가이드기구(7)인 수평가이드판(70)을 타고 자체 탄성력에 의하여 원위치로 후진할 수 있다.

아니면 탄성복귀부재(90)를 설치한 경우엔 공압을 해제한 상태에서 이 탄성복귀부재(90)의 복귀작동에 의하여 밸브체(2)가 원위치로 강제적인 복귀작동이 이루어지도록 하거나, 상기 제어밸브(57)의 방향 전환에 따라 진공라인(59)과의 연통시엔 가압기구(4)인 벨로우즈(40), 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)에 진공펌프(92)에 의한 진공부압을 작용시켜 수축에 의한 밸브체(2)의 개방 밸브작동이 강제적으로 이루어지도록 할 수도 있다.

다음, 이와 같이 후진한 상태에서 승하강기구(3)인 공압실린더(30)를 작동시켜 피스톤로드(32)를 하강시키면 밸브체(2)를 포함하여 가압기구(4) 및 공압전달기구(5)도 함께 상하가이드기구(6)인 가이드로드(60)를 타고 원위치로 하강하여 다음의 작동을 위한 대기상태로 위치하게 되고 결국, 밸브체(2)의 개방작동은 완료되게 된다.

더우기, 이와 같이 통로(10)를 개폐시키는 과정에서 밸브하우징(1)과 같은 고정부(固定部)와 피스톤로드(32)나 가이드로드(60)와 같은 가동부(可動部)와의 사이에서의 기밀유지는 밸브하우징(1)의 내부에 위치한 기밀유지부재(8)에 의하여 보다 완벽하게 이루어지게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명인 진공 게이트밸브는 기존과는 달리 밸브체(2)의 가압기구(4)를 함께 연동이 이루어지는 벨보우즈(40), 복수개의 벨로우즈유니트(40a) 또는 에어백(42)으로 구성하여 밸브하우징(1)에 형성된 통로(10)와 밸브체(2)사이의 기밀유지가 보다 균일하고 확실하게 이루어지게 되며, 복귀기구(9)를 별도로 설치하여 밸브체(2)에 의한 기밀유지 작동 후, 밸브체(2)의 개방시 원위치로 복귀하는 작동이 보다 원활하게 이루어지게 되며, 밸브체(2)를 승하강시키는 승하강기구(3)나 밸브체(2)를 가압하는 가압기구(4)를 기존과는 다른 형태의 상하가이드기구(7)나 수평가이드기구(7)에 의하여 보다 확실한 가이드가 이루어져 보다 정교한 작동이 이루어지게 되며 작동신뢰도를 향상시킬 수 있고, 작동상의 소음의 발생요인을 사전에 제거하여 소음을 방지할 수 잇는 등의 우수한 효과를 갖는다.

도1은 본 발명인 밸브의 조립상태 단면도,

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도3은 도1 및 도2에 도시한 예의 다른 일례를 보여주는 종단면도,

도4는 본 발명의 변형례를 보여주는 조립상태 단면도,

도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도,

도6은 도5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,

도7은 본 발명의 다른 변형례로서 공압전달기구를 가이드로드에 형성한 예를 도4의 Ⅶ-Ⅶ선 형태로 대응되게 보여주는 종단면도,

도8은 본 발명의 또 다른 변형례로서 도7과 대응되게 보여주는 종단면도,

도9 및 도10은 본 발명의 또 다른 변형례로서 밸브체의 강제적인 복귀기구를 별도로 설치한 예를 각각 보여주는데,

도9는 도4의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도,

도10은 도4와 대응되게 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:밸브하우징, 2:밸브체,

3:승하강기구, 4:가압기구,

5:공압전달기구, 6:상하가이드기구,

7:수평가이드기구, 9:복귀기구

10:통로, 30:공압실린더,

32:피스톤로드, 40:벨로우즈

Claims

밸브하우징의 내부에서 밸브체(2)가 승하강기구에 의하여 승,하강이 이루어지고, 상기 밸브체(2)는 팽창 및 수축에 의하여 변위가 가능한 신축기구 형태인 가압기구(4)에 의하여 상기 밸브하우징에 형성되는 통로의 개폐가 가능하게 이루어지고, 상기 가압기구(4)의 다른 일측에는 공압전달기구(5)를 설치하며, 상기 밸브체(2)의 승하강시 가이드 역할을 수행하는 상하가이드기구(6)를 상기 승하강기구(3)와 연동되게 설치하며, 상기밸브체(2)를 수평 방향으로 가이드 하는 수평가이드기구(7)를 설치하여 이루어지는 통상의 진공 게이트밸브에 있어서,

상기 밸브체(2)의 위치를 작동 후 복귀시키기 위하여 상기 가압기구(4)의 복귀기구(9)를 별도로 설치하여 구성하되,

상기 복귀기구(9)가 밸브체(2)와 공압전달기구(7)사이에 스프링 형태의 탄성복귀부재(90)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.
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제1항에 있어서,

상기복귀기구(9)가 상기 공압전달기구(5)의 공압공급라인(54)에 방향전환용 제어밸브(57)를 설치하고,

상기 방향전환용 제어밸브(57)로부터 공압 공급용 컴프레서(55)와 연결 설치되는 공압공급라인(58)과 진공펌프(92)와 연결 설치되는 진공라인(59)을 함께 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 게이트밸브.