KR100714249B1 - 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브는, 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 밀폐부재(100);와 상기 밀폐부재(100)가 상측에 결합되며, 양측면에는 가이드 부재(410):가 돌출형성되는 메인샤프트(400);와 상기 메인샤프트(400)의 가이드 부재(410)가 끼워지며 수직 상하방향으로 제1가이드 홈(210):이 형성된 하우징브라켓(200);과 상기 하우징브라켓(200)의 내부에 형성되며, 공기의 압력에 의해 구동되는 에어실린더(310):와, 상기 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320):과, 상기 피스톤(320)에 결합되는 피스톤 샤프트(330):와, 상기 피스톤 샤프트(330)에 결합되는 무빙유닛(340):과 ,상기 무빙유닛(340)과 메인샤프트(400)에 연결되는 연결링크(350):를 포함하는 밸브구동부(300);와 상기 하우징브라켓(200)의 하측면에서부터 수직 하방향으로 연장형성되는 2개의 상하브라켓(510):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 길이방향의 각 대변에 형성된 제2가이드 홈(530):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 하측 끝단을 연결하는 수평브라켓(520):이 형성된 가이드브라켓(500); 및 상기 메인샤프트(400)의 외주면에 일측이 연결되며, 타측은 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워진 상태로 상기 메인샤프트(400)의 수직 상하 운동 패턴에 따라 회동되는 가이드 링크(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 사각형 게이트밸브에 의하면, 제1가이드 홈으로 수직 상하 방향의 운동을 정확하게 가이드함은 물론이고, 상측이 절곡된 '
Figure 112007030060123-pat00001
'형상의 제2가이드 홈으로 수직 전후 방향의 운동을 정확하게 가이드 하여 메인샤프트의 정확한 엘(L)자 형상의 2단계 구동을 정확하게 할 수 있는 장점이 있다.
웨이퍼 이동통로

Description

구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브{Rectangular gate valve}
도 1은 종래의 슬릿밸브의 구성단면도,
도 2는 종래의 슬릿밸브의 링크의 움직임을 나타낸 상태도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 웨이퍼 이동통로의 개방시의 작동 예시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 웨이퍼 이동통로의 폐쇄의 작동 예시도,
도 5a,b,c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작동 예시도의 측단면도 이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100-밀폐부재
200-하우징브라켓 210-제1가이드 홈
300-밸브구동부 310-에어실린더
320-피스톤 330-피스톤 샤프트
340-무빙유닛 350-연결링크
360-압축공기 유입통공
400-메인샤프트 410-가이드 부재
500-가이드 브라켓 510-상하브라켓
520-수평브라켓 530-제2가이드 홈
600-가이드 링크
본 발명은 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제1가이드 홈으로 수직 상하 방향의 운동을 정확하게 가이드함은 물론이고, 상측이 절곡된 '
Figure 112007024673621-pat00002
'형상의 제2가이드 홈으로 수직 전후 방향의 운동을 정확하게 가이드 하여 메인샤프트의 정확한 엘(L)자 형상의 2단계 구동을 정확하게 할 수 있는 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브에 관한 것이다.
본 출원인은 특허출원 10-2003-0071906호(발명의 명칭:슬릿밸브)를 통하여 웨이퍼 이동통로 주위에 배치되는 밀봉재의 배치구조를 개선하여 이동통로를 밀폐하는 밀봉재의 손상을 방지하고 밸브구동부에 장착되는 인디케이트장치로 작동상태를 확인할 수 있는 슬릿밸브를 출원하였다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 슬릿밸브의 단면도가 도시되어 있는데, 이 출원의 슬릿밸브는 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 밀폐부재(100)와, 상기 밀폐부 재(100)와 별도로 형성된 하우징브라켓(200)과, 상기 밀폐부재(100)와 하우징브라켓(200) 사이에서 연장형성된 메인샤프트(400)와, 상기 하우징브라켓(200) 내부에 형성되며, 공기의 압력에 의해 구동되는 에어실린더(310)와, 상기 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320)과, 상기 피스톤(320)에 결합된 피스톤샤프트(330)와, 상기 피스톤샤프트(330)에 결합되는 무빙유닛(340)과, 상기 무빙유닛(340)과 메인샤프트(340)에 결합된 링크가 구비된 밸브구동부(300)가 구비되어 있다.
상기와 같은 슬릿밸브는 외부에서 입력되는 압축 공기의 압력의 변화에 따라 하우징브라켓(200) 내부에 형성된 에어실린더(310)의 피스톤(320)이 상하 회동 된다. 이에 따라, 무빙유닛(340)이 상기 피스톤과 동시에 상하 회동되고, 상기 무빙유닛(340)에 링크(350)를 매개로 연결된 메인샤프트(400)도 회동되어 밀폐부재(100)로 웨이퍼 이동통로를 개폐한다.
또한, 상기와 같은 슬릿밸브의 밸브구동부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인샤프트(400)를 수직 상하회동시키는 1단계 동작과 상기 메인샤프트(400)가 수직 전후방으로 회동되어 상기 밀폐부재(100)로 반도체 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 2단계 동작, 즉 엘(L)자 형상으로 구동되는데, 상기와 같이 엘(L)자 구동이 되도록 가이드 홈이 엘(L)자 형상으로 형성되어 있다.
그러나, 상기 링크(350)는 구조적으로 회전운동이 되므로, 종래의 슬릿밸브의 엘(L)자 형상 즉 직선궤적의 가이드 홈으로는 밸브구동부(300)의 정확한 엘(L)자 운동의 가이드가 용이하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 엘(L)자 형상의 가이드 홈(351)으로 상기 링 크(350)를 가이드 할 경우, 상기 링크와 가이드 홈의 모서리에 반복적인 마찰로 인한 응력집중이 발생하게 되며, 상기 링크가 가이드 홈에 끼워진 상태로 회동되면, 도 2에 도시된 바와 같이 미세한 유격이 생겨 밀폐부재로 반도체 웨이퍼 통로를 개폐하는 동작이 정확하게 제어되기 힘든 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1가이드 홈으로 수직 상하 방향의 운동을 정확하게 가이드함은 물론이고, 상측이 절곡된 '
Figure 112007024673621-pat00003
'형상의 제2가이드 홈으로 수직 전후 방향의 운동을 정확하게 가이드 하여 메인샤프트의 정확한 엘(L)자 형상의 2단계 구동을 정확하게 할 수 있는 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브는, 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 밀폐부재(100);와 상기 밀폐부재(100)가 상측에 결합되며, 양측면에는 가이드 부재(410):가 돌출형성되는 메인샤프트(400);와 상기 메인샤프트(400)의 가이드 부재(410)가 끼워지며 수직 상하방향으로 제1가이드 홈(210):이 형성된 하우징브라켓(200);과 상기 하우징브라켓(200)의 내부에 형성되며, 공기의 압력에 의해 구동되는 에어실린더(310):와, 상기 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320):과, 상기 피스톤(320)에 결합되는 피스톤 샤프트(330):와, 상기 피스톤 샤프트(330)에 결합되는 무빙유닛(340):과 ,상기 무빙유닛(340)과 메인샤프트(400)에 연결되는 연결링크(350):를 포함하는 밸브구동부(300);와 상기 하우징브라켓(200)의 하측면에서부터 수직 하방향으로 연장형성되는 2개의 상하브라켓(510):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 길이방향의 각 대변에 형성된 제2가이드 홈(530):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 하측 끝단을 연결하는 수평브라켓(520):이 형성된 가이드브라켓(500); 및 상기 메인샤프트(400)의 외주면에 일측이 연결되며, 타측은 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워진 상태로 상기 메인샤프트(400)의 수직 상하 운동 패턴에 따라 회동되는 가이드 링크(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2가이드 홈(530)은 상측이 절곡된 '
Figure 112007024673621-pat00004
' 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무빙유닛(340)의 외주면에 형성되어 상기 무빙유닛(340)의 위치를 감지하는 센서(370);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작동 예시도가 도시되어 있고, 도 5a,b,c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작동 예시도의 측단면도 가 도시되어 있는데, 본 발명에 따른 사각형 게이트 밸브는 밀폐부재(100), 하우징브라켓(200), 밸브구동부(300), 메인샤프트(400), 가이드 브라켓(500), 및 가이드 링크(600)가 포함되고, 제1가이드 홈(210), 에어실린더(310), 피스톤(320), 피스톤 샤프트(330), 무빙유닛(340), 연결링크(350), 압축공기 유입통공(360), 센서(370), 가이드 부재(410), 상하브라켓(510), 수평브라켓(520) 및 제2가이드 홈(530)이 포함될 수 있다.
상기 밀폐부재(100)는 후술할 메인샤프트(400)의 상측에 결합이 되어 상기 메인샤프트(400)가 수직 상하 방향 및 수직 전후방향으로 회동되는 엘(L)자 형상의 운동패턴에 따라 웨이퍼 이동통로(미도시)를 개방 또는 폐쇄한다.
상기 하우징브라켓(200)은 상기 밀폐부재(100)와 별도로 형성되며, 내부에 후술할 밸브구동부(300)가 형성되어 있고, 후술할 가이드 브라켓(500)이 하측면에 형성된다.
한편, 상기 하우징브라켓(200)의 내측면에는 수직 상하방향의 상기 제1가이드 홈(210)이 형성되는데, 상기 제1가이드 홈(210)은 후술할 메인샤프트(400)의 가이드 부재(410)가 끼워져 회동되면서 상기 메인샤프트(400)의 상하 방향의 운동을 가이드 하는 역할을 한다.
상기 밸브구동부(300)는 상기 에어실린더(310)와 피스톤(320)과 피스톤 샤프 트(330)와 무빙유닛(340)과 연결링크(350)와 압축공기 유입통공(360) 및 센서(370)를 포함한다. 상기 에어실린더(310)에는 압축공기 유입통공(360)으로 유입되는 공기의 압력으로 구동되는 피스톤(320)과, 상기 피스톤(320)에 결합되고 상기 하우징브라켓(200)의 길이방향과 평행하게 수직 상하 방향으로 왕복 운동하는 상기 피스톤 샤프트(330)가 형성되어 있다.
또한, 상기 무빙유닛(340)은 상기 피스톤 샤프트(330)와 결합되어 상기 피스톤 샤프트(330)와 동일한 방향 즉, 수직 상하 방향으로 왕복운동되며, 상기 무빙유닛의 외주면에는 상기 센서(370)가 형성되어 있는데, 상기 센서(370)는 상기 무빙유닛(340)의 수직 상하 방향의 움직임을 외부에서 확인가능하도록 예컨대, 자석(미도시) 등을 이용하여 상기 자석에서 발산되는 자기장에 의해 외부에서 상기 무빙유닛(340)의 위치를 확인가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 연결링크(350)는 일단이 상기 무빙유닛(340)에 결합되고, 타단은 후술할 메인샤프트(400)에 결합 된다. 이에 따라, 에어실린더(310) 내부의 압력이 증감되는 패턴에 따라 메인샤프트(400)의 수직 상하 방향의 왕복운동을 간섭한다.
상기 메인샤프트(400)는 상측에 상기 밀폐부재(100)가 결합되며, 하측에서 상기 밸브구동부(300)의 무빙유닛(340)으로부터 상기 연결링크(350)를 매개로 동력을 전달받는데, 이 동력으로 상기 메인샤프트(400)가 수직 상하방향으로 회동된다. 이에 따라, 상기 메인샤프트(400)의 상부에 결합된 상기 밀폐부재(100) 또한 동시에 수직 상하방향으로 회동된다.
한편, 상기 메인샤프트(400)의 하측의 외주면에는 후술할 가이드 링크(600)가 형성되어 상기 밀폐부재(100)와 메인샤프트(400)의 수직 전후방향 운동을 가이드 한다.
또한, 상기 메인샤프트(400)의 양 측면에는 상기 가이드부재(410)가 돌출형성되는데, 상기 가이드 부재(410)는 상기 하우징브라켓(200) 내측면에 형성된 제1가이드 홈(210)을 따라 가이드 된다.
상기 가이드 브라켓(500)은 상하브라켓(510)과 수평브라켓(530) 및 제2가이드 홈(520)을 포함한다.
상기 상하브라켓(510)은 상기 하우징브라켓(200)의 하측면에서부터 수직하방향으로 좌측과 우측에 각각 형성되며, 상기 상하브라켓(510)의 길이방향의 각 대변, 즉 서로 마주보고 있는 변에는 길이방향을 따라 제2가이드 홈(530)이 형성되어 있다. 또한, 상기 상하브라켓(510)의 하측 끝단에는 상기 상하브라켓(510)을 연결하는 수평브라켓(520)이 형성되어 있는데, 상기 수평브라켓(520)은 상기 메인샤프트(400)와 밸브구동부(300)의 반복운동에서 발생하는 진동에 의해 상기 상하브라켓(500)이 내측 혹은 외측 방향으로 휘어지는 것을 방지하여 상기 상하브라켓(510)을 일정한 위치에 고정시키는 역할을 한다.
한편, 상기 제2가이드 홈(530)은 상측이 절곡된 '
Figure 112007024673621-pat00005
' 형상으로 형성되는데, 상기와 같이 제2가이드 홈(530)의 절곡된 형상에 따라, 후술할 가이드 링크(600)가 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워진 상태로 회동되면서 상기 메인샤프트(400)와 밀폐 부재(100)를 수직 전후방향으로의 움직임을 가이드 한다.
링크는 직선운동을 회전운동으로 전환하는 역할을 하는데, 링크는 구조적으로 회전운동이 되므로, 종래의 슬릿밸브에서의 링크는 수직 상하방향의 움직임과 수직 전후방향의 움직임, 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 엘(L)자 형상의 2단계 움직임을 가이드 하기가 용이하지 못했다. 그러나, 본 발명에서는 상기 제2가이드 홈(530)의 '
Figure 112007024673621-pat00006
' 형상으로 후술할 가이드 링크(600)의 회전 운동을 전후 방향의 직선운동으로 변환하여 상기 메인샤프트(400)와 상기 메인샤프트(400)의 상부에 형성된 밀폐부재(100)를 수직 전후방향으로 회동시켜 웨이퍼 이동통로를 개폐시키는 동작을 정확하게 할 수 있는 것이 특징이다.
또한, 종래의 슬릿밸브에서는 상술한 바와 같이 엘(L)자 형상의 2단계 운동을 가이드 하기 위하여 무빙유닛(340)과 메인샤프트(400) 사이에 스프링(미도시)을 매개로 가이드 했지만, 상기 스프링의 탄성력이 변하여 미세한 조절이 불가능하다. 그러나, 본 발명에서는 링크의 회전운동을 직선운동으로 변환하므로 스프링 없이도 정확한 엘(L)자 운동이 가능한 것이 특징이다.
상기 가이드 링크(600)는 상기 메인샤프트(400)의 외주면에 일측이 연결되며, 타측은 '
Figure 112007024673621-pat00007
' 형상으로 상측이 절곡된 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워진 상태로 상기 메인샤프트(400)의 수직 상하 운동 패턴에 따라 회동된다.
다음으로 도 3 내지 도 5a,b,c를 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작용을 설명한다. 도 3 내지 도 5a,b,c를 함께 살펴보면, 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작용은 다음과 같다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5a,b,c에 설명되었으므로 생략한다.
먼저, 밀폐부재가 웨이퍼 이동통로를 폐쇄하는 동작을 설명한다.
5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동이 개선된 사각형 진공 게이트 밸브의 작동예시도의 측단면도 중 웨이퍼 이동통로가 개방된 상태 즉, 작동 전의 측단면도가 도시되어 있다.
상기와 같이 도 5a의 상태에서 웨이퍼 이동통로를 폐쇄하기 위하여 압축공기 유입통공(360)으로 압축공기를 유입됨과 동시에 도 5 b의 상태로 전환되는데, 이때, 압축공기 유입통공(360)으로부터 유입되는 공기의 압력에 의해 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320)이 상승하게 된다. 상기와 같이 피스톤(320)이 상승하게 되면, 상기 피스톤(320)에 결합된 피스톤 샤프트(330)와 상기 피스톤 샤프트(330)에 결합되어 있는 무빙유닛(340)은 동시에 수직 상승하게 되며, 일단이 상기 무빙유닛(340)에 연결되고 타단이 메인샤프트(400)에 연결되는 연결링크(350)는 반시계방향으로 회전하게 된다.
한편, 상기 무빙유닛(340)의 동력을 전달받은 메인샤프트(400)는 수직 상방향으로 상승하게 되는데, 상기와 같이 메인샤프트(400)가 상승함에 따라, 상기 메인샤프트(400)의 양측면으로 돌출형성된 가이드 부재(410)가 하우징브라켓(200) 내측면에 형성된 제1가이드 홈(210)에 끼워진 상태로 회동된다.
또한, 상기 연결링크(350)가 회전되면서 가이드 브라켓(500)의 제2가이드 홈(530)에 끼워져 있는 가이드 링크(600)도 동시에 수직 상방향으로 상승하게 되면서, 상기 제2가이드 홈(530)의 형상, 즉, 상측이 절곡되어 있는 '
Figure 112007024673621-pat00008
' 형상에 따라 상측에서 시계방향으로 회전되게 된다. 상기와 같이 가이드 링크(600)가 회전됨으로써, 상기 가이드 링크(600)의 회전운동을 상기 메인샤프트(400)와 밀폐부재(100)가 수직 전방향으로 회동되면서 도 5 c에 도시된 바와 같이 웨이퍼 이동통로를 폐쇄하게 된다.
다음으로, 밀폐부재가 웨이퍼 이동통로를 개방하는 동작을 설명한다.
도 5c와 같이 폐쇄된 상태에서 웨이퍼 이동통로를 개방하기 위하여 상기 압축공기 유입통공(360)을 통하여 상기 에어실린더(310) 내부로 유입된 압축공기를 상기 압축공기 유입통공(360)의 외부로 배출하면, 상기 에어실린더(310) 내부의 압력이 감소하게 된다. 이에 따라, 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워져 있던 가이드 링크(600)가 반시계방향으로 회전되는데, 절곡된 부분을 빠져나옴과 동시에 제1가이드 홈(210)에 끼워진 가이드 부재(410)와 동시에 수직 하방향으로 작동되면서 도 5 b의 상태로 전환된다.
상기와 같이 가이드 링크(600)와 가이드 부재(410)가 수직 하방향으로 작동되면, 무빙유닛(340)과 상기 무빙유닛(340)과 연결링크(350)를 매개로 연결된 메인샤프트(400)도 동시에 수직 하방향으로 작동되면서 웨이퍼 이동통로를 개방한다.
이때, 상기 연결링크(350)는 시계방향으로 회전하게 된다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제1가이드 홈으로 수직 상하 방향의 운동을 정확하게 가이드함은 물론이고, 상측이 절곡된 '
Figure 112007024673621-pat00009
'형상의 제2가이드 홈으로 수직 전후 방향의 운동을 정확하게 가이드 하여 메인샤프트의 정확한 엘(L)자 형상의 2단계 구동을 정확하게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼 이동통로를 개폐하는 밀폐부재(100);와
    상기 밀폐부재(100)가 상측에 결합되며, 양측면에는 가이드 부재(410):가 돌출형성되는 메인샤프트(400);와
    상기 메인샤프트(400)의 가이드 부재(410)가 끼워지며 수직 상하방향으로 제1가이드 홈(210):이 형성된 하우징브라켓(200);과
    상기 하우징브라켓(200)의 내부에 형성되며, 공기의 압력에 의해 구동되는 에어실린더(310):와, 상기 에어실린더(310) 내부에 형성된 피스톤(320):과, 상기 피스톤(320)에 결합되는 피스톤 샤프트(330):와, 상기 피스톤 샤프트(330)에 결합되는 무빙유닛(340):과 ,상기 무빙유닛(340)과 메인샤프트(400)에 연결되는 연결링크(350):를 포함하는 밸브구동부(300);와
    상기 하우징브라켓(200)의 하측면에서부터 수직 하방향으로 연장형성되는 2개의 상하브라켓(510):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 길이방향의 각 대변에 형성된 제2가이드 홈(530):과 상기 2개의 상하브라켓(510)의 하측 끝단을 연결하는 수평브라켓(520):이 형성된 가이드브라켓(500); 및
    상기 메인샤프트(400)의 외주면에 일측이 연결되며, 타측은 상기 제2가이드 홈(530)에 끼워진 상태로 상기 메인샤프트(400)의 수직 상하 운동 패턴에 따라 회동되는 가이드 링크(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 사각형 게이트 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2가이드 홈(530)은 상측이 절곡된 '
    Figure 112007024673621-pat00010
    ' 형상인 것을 특징으로 하는 사각형 게이트 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무빙유닛(340)의 외주면에 형성되어 상기 무빙유닛(340)의 위치를 감지하는 센서(370);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사각형 게이트 밸브.
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