KR101639939B1 - Vacuum pressure proportional control valve, valve body, and forming method for flow path of valve body - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 컨덕턴스를 확보함과 함께 소형화할 수 있는 진공 압력 비례 제어 밸브, 밸브 보디 및 밸브 보디의 유로 형성 방법을 제공하는 것이다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)의 밸브 보디(2)는, 동축상에 형성된 제1 및 제2 포트(21, 25)와, 제1 및 제2 포트(21, 25)의 축선에 대해 직교하는 방향으로 형성된 바닥이 있는 개구부(23)와, 바닥이 있는 개구부(23)와 동축상에 형성되어 제1 포트(21)에 연통하는 밸브 구멍(22)과, 밸브 구멍(22)이 바닥이 있는 개구부(23)의 바닥벽(23a)에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성된 밸브 시트(26)와, 바닥이 있는 개구부(23)와 제2 포트(25)를 연통시키는 U자 유로(24)를 갖고, U자 유로(24)가 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상을 이루고, 밸브 시트(26)보다 외측에 바닥이 있는 개구부(23)의 축선을 따라 형성되어 있고, 밸브 보디(2)의 바닥면(2b)에 개방되는 것이며, 폐쇄 부재(27)가 바닥면(2b)에 설치되어 U자 유로(24)를 막고 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum pressure proportional control valve, a valve body, and a flow path forming method of a valve body that can be miniaturized while ensuring conductance. The valve body 2 of the vacuum pressure proportional control valve 1A has first and second ports 21 and 25 formed on the same axis and first and second ports 21 and 25 which are orthogonal to the axes of the first and second ports 21 and 25 A valve hole 22 communicating with the first port 21 formed coaxially with the bottomed opening 23 and a valve hole 22 communicating with the first port 21 and a valve hole 22 communicating with the bottom A valve seat 26 formed around the opening portion opened to the bottom wall 23a of the opening 23 and a U-shaped flow passage 24 for communicating the bottomed opening 23 with the second port 25, And the U-shaped flow passage 24 is formed along the axis of the opening 23 having a bottom on the outer side of the valve seat 26 and having a U-shape in which the ring is opened on the side of the first port, And the closure member 27 is provided on the bottom surface 2b to block the U-shaped flow passage 24. The U-
Description
본 발명은 밸브 보디와, 밸브 보디에 내포되는 밸브체와, 밸브 보디에 설치되어 밸브체에 구동력을 부여하는 액추에이터를 구비하고, 밸브 보디가, 동축상에 형성된 제1 포트 및 제2 포트와, 제1 및 제2 포트의 축선에 대해 직교하는 방향으로 형성되고, 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부와, 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성되어 제1 포트에 연통하는 밸브 구멍과, 밸브 구멍이 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성되고, 밸브체가 접촉 또는 이격되는 밸브 시트와, 바닥이 있는 개구부와 제2 포트를 연통시키는 연통로를 구비하고 있는 진공 압력 비례 제어 밸브, 밸브 보디 및 밸브 보디의 유로 형성 방법에 관한 것이다.A valve body includes a first port and a second port formed on a coaxial shaft, and a second port formed coaxially with the valve body. The valve body includes a valve body, a valve body, and an actuator provided on the valve body. A valve hole formed coaxially with the bottom opening and communicating with the first port, the valve hole being formed in a direction orthogonal to the axis of the first and second ports, A valve seat formed along the periphery of the opening portion opened to the bottom wall of the bottomed opening portion and having a valve body contacting or spaced from the valve seat and a communication path communicating the bottomed opening portion with the second port, A control valve, a valve body, and a valve body.
예를 들어, 반도체 제조 장치는, 반응 용기에 급배기하는 각종 가스의 유량이나 압력을 고정밀도로 제어하여 제품 품질을 향상시키기 위해, 반응 용기에 대해 다양한 유체 제어 기기를 배관을 통해 접속함으로써 구성되어 있다. 유체 제어 기기의 하나로, 진공 압력 비례 제어 밸브가 있다. 진공 압력 비례 제어 밸브는, 반응 용기와 진공 펌프 사이에 배치되고, 반응 용기로부터 진공 펌프로 가스를 배기할 때의 배기 유량을 스트로크에 비례하여 제어한다.For example, a semiconductor manufacturing apparatus is constituted by connecting various fluid control devices to a reaction vessel through a pipe in order to control the flow rate and pressure of various gas supplied to and exhausted from the reaction vessel with high accuracy to improve the product quality . One of the fluid control devices is a vacuum pressure proportional control valve. The vacuum pressure proportional control valve is disposed between the reaction vessel and the vacuum pump, and controls the flow rate of exhaust gas when the gas is exhausted from the reaction vessel to the vacuum pump in proportion to the stroke.
도 9는 종래의 진공 압력 비례 제어 밸브(101)의 주요부 단면도이다. 밸브 보디(102)는, 제1 포트(102a)가 밸브 구멍(102b), 바닥이 있는 개구부(102c), 경사 유로(102d)를 통해 제2 포트(102e)에 연통하고 있다. 밸브체(103)는 바닥이 있는 개구부(102c)에 내포되고, 액추에이터(104)로부터 부여되는 구동력에 따라 직선 왕복 운동한다. 밸브체(103)는 테이퍼 형상의 밸브 시트면(102f)에 대응하여, 테이퍼 밸브체면(103a)이 형성되어 있다. O링(105)은 테이퍼 밸브체면(103a)으로부터 일부를 돌출시킨 상태에서 밸브체(103)에 설치되고, 밸브 시트면(102f)과 밸브체(103) 사이에서 탄성 변형된다. 벨로즈(106)는 바닥이 있는 개구부(102c)에 신축 가능하게 배치되고, 가스가 바닥이 있는 개구부(102c)로부터 액추에이터(104)로 누출되는 것을 방지한다.Fig. 9 is a sectional view of a main part of a conventional vacuum pressure
이와 같은 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 제1 포트(102a)가 배관(111)을 통해 반응 용기(110)에 접속되고, 제2 포트(102e)가 배관(121)을 통해 진공 펌프(120)에 접속된다. 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 반응 용기(110)에서 막 처리가 실시되는 동안, 액추에이터(104)가 밸브체(103)에 구동력을 부여하지 않고, 밸브 폐쇄하고 있다. 그로 인해, 반응 용기(110)는 진공 펌프(120)가 구동하고 있어도, 가스가 배기되지 않는다.In the vacuum pressure
막 처리가 종료되어 배기를 행하는 경우, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 밸브 시트면(102f)을 사이에 두고 상류측[제1 포트(102a)측]과 하류측[제2 포트(102e)측]의 차압이 커지고 있다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 O링(105)과 밸브 시트면(102f)의 사이로부터 가스를 누출시키도록, 밸브체(103)를 약간 상승시킨다. 이에 의해, 반응 용기(110)의 가스는, 파티클을 감아 올리지 않도록 미소 유량으로 배기되기 시작한다.The vacuum pressure
그 후, 반응 용기(110)의 내압이 소정압까지 저하되면, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 밸브체(103)를 더욱 상승시키고, 배기 유량을 증가시킨다. 이 시점에서는, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)의 상류측과 하류측의 차압이 충분히 작게 되어 있다. 그로 인해, 가스는, 파티클을 감아 올리지 않도록 배기 유량이 증가되어, 배기 시간이 단축된다. 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 반응 용기(110)의 내압이 목표 진공 압력에 도달하면, 밸브 폐쇄 상태로 복귀된다.Thereafter, when the internal pressure of the
이와 같은 진공 압력 비례 제어 밸브(101)에 의하면, 파티클을 감아 올리지 않도록, 반응 용기(110)로부터 가스를 배기하는 배기 시간을 단축할 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).With such a vacuum pressure
그러나, 최근, 반도체 제조 장치의 소형·집적화가 진행되고 있다. 그것에 수반하여, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)에도 소형화가 요구되고 있다. 진공 압력 비례 제어 밸브(101)의 밸브 보디(102)는, 직교하는 방향으로 형성된 바닥이 있는 개구부(102c)와 제2 포트(102e)를 연통시키기 위해, 절삭 드릴이 바닥이 있는 개구부(102c)의 상단부 개구부로부터 바닥이 있는 개구부(102c)의 제2 포트(102e)측 내벽에 선단부를 압박 접촉하도록 삽입되고, 바닥이 있는 개구부(102c)의 내벽으로부터 제2 포트(102e)를 향하여 비스듬히 절삭함으로써, 경사 유로(102d)가 형성되어 있었다. 그로 인해, 밸브 보디(102)는, 제1 포트(102a)가 개방되는 제1 측면(102g)과 제2 포트(102e)가 개방되는 제2 측면(102h)의 면간 거리 W11이 길어, 설치 면적이 크게 되어 버리고 있었다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 밸브 사이즈가 충분히 소형화되어 있지 않았다.However, in recent years, miniaturization and integration of semiconductor manufacturing apparatuses are progressing. Accordingly, the vacuum pressure
또한, 최근에, 반도체의 미세 가공이 진행되고 있다. 그로 인해, 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 넓은 제어 범위가 요구되고 있다. 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 경사 유로(102d)가 바닥이 있는 개구부(102c)의 제2 포트(102e)측의 내벽에 원형으로 개방되어 있었다. 그것에 대해, 밸브 구멍(102b)으로부터 바닥이 있는 개구부(102c)로 흐르는 가스의 유로는, 고리 형상 또는 원형 형상이었다. 그로 인해, 가스는, 밸브 시트면(102f)의 전체 둘레에 걸쳐 바닥이 있는 개구부(102c)로 유출된 후, 경사 유로(102d)를 향하여 흐를 필요가 있었다. 그리고, 가스는, 바닥이 있는 개구부(102c)와 경사 유로(102d) 사이에서 유로 단면적이 급격하게 좁아지기 때문에, 바닥이 있는 개구부(102c)로부터 경사 유로(102d)로 유입될 때에, 난류부나 체류부를 발생시키는 경우가 있었다. 따라서, 종래의 진공 압력 비례 제어 밸브(101)는 유로 단면적에 비해, 컨덕턴스가 충분히 확보되어 있지 않았다.In addition, in recent years, microfabrication of semiconductors is proceeding. As a result, the vacuum pressure
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 컨덕턴스를 확보함과 함께 소형화할 수 있는 진공 압력 비례 제어 밸브, 밸브 보디 및 밸브 보디의 유로 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vacuum pressure proportional control valve, a valve body, and a flow path forming method of a valve body that can be miniaturized while securing conductance.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태는, 다음과 같은 구성을 갖고 있다.In order to solve the above problems, one aspect of the present invention has the following configuration.
(1) 밸브 보디와, 상기 밸브 보디에 내포되는 밸브체와, 상기 밸브 보디에 설치되어 상기 밸브체에 구동력을 부여하는 액추에이터를 구비하고, 상기 밸브 보디가, 동축상에 형성된 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 및 상기 제2 포트의 축선에 대해 직교하는 방향으로 형성되고, 상기 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부와, 상기 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성되어 상기 제1 포트에 연통하는 밸브 구멍과, 상기 밸브 구멍이 상기 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성되고, 상기 밸브체가 접촉 또는 이격하는 밸브 시트와, 상기 바닥이 있는 개구부와 상기 제2 포트를 연통시키는 연통로를 구비하고 있는 진공 압력 비례 제어 밸브에 있어서, 상기 연통로가, 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상을 이루고, 상기 밸브 시트보다 외측에 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성되어 있고, 상기 밸브 보디의 상기 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면에 개방되는 U자 유로이며, 상기 바닥면에 설치되어 상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.(1) A valve device comprising: a valve body; a valve body contained in the valve body; and an actuator provided on the valve body and imparting a driving force to the valve body, A second port formed in a direction orthogonal to an axis of the first port and the second port and having an opening with a bottom for accommodating the valve body; Wherein the valve seat is formed along a periphery of an opening portion that is opened to a bottom wall of the bottomed opening portion and in which the valve body is in contact with or spaced from the valve seat, And a communication path for communicating the two ports, characterized in that the communication path has a U-shape in which a ring is opened on the first port side, and the valve A U-shaped channel formed along the axis of the opening having the bottom on the outer side of the seat and open to the bottom surface opposed to the actuator mounting surface on which the actuator of the valve body is mounted, And a closing member for blocking the flow path.
(2) (1)에 기재된 구성에 있어서, 바람직하게는 상기 U자 유로는, 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이, 상기 밸브 구멍의 상기 개구 부분의 개구 면적보다 크다.(2) In the configuration described in (1), preferably, in the U-shaped flow path, the flow path cross-sectional area of a cross section cut in a direction orthogonal to the axial direction is larger than an opening area of the opening portion of the valve hole.
(3) (2)에 기재된 구성에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 포트와 상기 밸브 구멍과 상기 제2 포트의 유로 직경이 동일하고, 상기 밸브 시트가 상기 제2 포트의 정상 부분보다 약간 높은 위치에 설치되어 있다.(3) In the configuration described in (2), preferably, the flow path diameter of the first port, the valve hole, and the second port are the same, and the valve seat is located at a position slightly higher than the normal portion of the second port Respectively.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 바람직하게는 상기 밸브 보디가 직육면체 형상을 이루고, 상기 밸브 보디의 외주면에 설치되어 상기 밸브 보디를 가열하는 가열 수단을 갖는다.(4) In the configuration according to any one of (1) to (3), preferably, the valve body has a rectangular parallelepiped shape and is provided on the outer peripheral surface of the valve body to heat the valve body.
(5) 또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 동축상에 형성된 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 및 상기 제2 포트의 축선에 대해 직교하는 방향으로 형성되고, 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부와, 상기 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성되어 상기 제1 포트에 연통하는 밸브 구멍과, 상기 밸브 구멍이 상기 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성되고, 상기 밸브체가 접촉 또는 이격하는 밸브 시트와, 상기 바닥이 있는 개구부와 상기 제2 포트를 연통시키는 연통로를 구비하는 밸브 보디에 있어서, 상기 연통로가, 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상을 이루고, 상기 밸브 시트보다 외측에 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성되어 있고, 상기 밸브 보디의 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면에 개방되는 U자 유로이며, 상기 바닥면에 설치되어 상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.(5) According to still another aspect of the present invention, there is provided a valve device comprising a first port and a second port formed on a coaxial shaft, and a second port formed in a direction orthogonal to the axes of the first and second ports, A valve hole formed coaxially with the bottomed opening and communicating with the first port; and a valve hole formed along the periphery of the opening portion opened to the bottom wall of the bottomed opening portion. Wherein the valve body has a valve seat in contact with or spaced from the valve seat, and a communication passage communicating the bottom opening with the second port, wherein the communication passage opens the first port side And is formed in a U-shape along the axis of the opening having the bottom on the outer side of the valve seat, and is opposed to the actuator mounting surface on which the actuator of the valve body is provided A U-shaped flow path opened to the bottom surface, and a closing member installed on the bottom surface to close the U-shaped flow path.
(6) 본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 밸브체에 구동력을 부여하는 액추에이터가 설치되는 밸브 보디의 유로 형성 방법에 있어서, 상기 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면으로부터, 상기 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부를 원기둥 형상으로 형성하는 바닥이 있는 개구부 형성 공정과, 상기 액추에이터 설치면으로부터, 상기 바닥이 있는 개구부보다 소직경의 밸브 구멍을, 상기 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성하는 밸브 구멍 형성 공정과, 상기 밸브 구멍이 상기 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성되어 상기 밸브체가 접촉 또는 이격하는 밸브 시트보다 외측에, 한쪽에 고리를 개방한 U자 형상의 U자 유로를, 상기 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면으로부터 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성하고, 상기 바닥이 있는 개구부에 연통하도록 형성하는 U자 유로 형성 공정과, 상기 U자 유로의 고리가 개방된 방향에 있는 제1 측면으로부터 상기 밸브 구멍에 연통하도록 형성되는 제1 포트와, 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면으로부터 상기 U자 유로에 연통하도록 형성되는 제2 포트를, 동축상에 설치하는 포트 형성 공정과, 상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 상기 바닥면에 고정하는 U자 유로 폐쇄 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.(6) According to another aspect of the present invention, there is provided a flow path forming method of a valve body in which an actuator for imparting a driving force to a valve element is installed, the method comprising the steps of: A valve hole forming step of forming a valve hole having a diameter smaller than that of the bottomed opening in a coaxial relationship with the bottomed opening from the actuator mounting surface And a U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U-shaped U- A flow path is formed between the bottom surface opposed to the actuator mounting surface and the axis of the opening having the bottom A first port formed so as to communicate with the valve hole from a first side surface in a direction in which the ring of the U-shaped flow path is opened, and a second port formed so as to communicate with the valve hole, A port forming step of providing a second port communicating with the U-shaped flow path from a second side opposite to the first side on a coaxial basis; a step of fixing the closing member closing the U- And a U-shaped flow passage closing process.
상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브는, 밸브 보디에 대해 직교하는 방향으로 형성된 바닥이 있는 개구부와 제2 포트가, U자 유로를 통해 연통하고 있다. U자 유로는, 밸브 시트보다 외측에, 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상으로 형성되어 있다. 그로 인해, U자 유로는, 제1 포트와 밸브 구멍을 피하여 밸브 시트의 외측에 대략 고리 형상으로 설치되고, 밸브 구멍으로부터 바닥이 있는 개구부로 고리 형상으로 흘러나간 유체가 유입되기 쉽다. U자 유로는, 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성되어 있다. 그로 인해, 밸브 보디는, 제1 포트가 개방되는 제1 측면과 제2 포트가 개방되는 제2 측면의 면간 거리가 짧다. 그리고, U자 유로는, 밸브 보디의 바닥면에 개방되도록 설치되어 있다. 이에 의해, U자 유로는, 바닥이 있는 개구부의 제약을 받지 않고 형성된다. 밸브 보디는, 바닥면에 폐쇄 부재가 설치되어 U자 유로를 막고, 제1 포트가 밸브 구멍, 바닥이 있는 개구부, U자 유로를 통해 제2 포트에 연통하고 있다.In the vacuum pressure proportional control valve of the above configuration, the bottomed opening formed in a direction orthogonal to the valve body and the second port communicate with each other through the U-shaped flow passage. The U-shaped flow path is formed on the outer side of the valve seat and in a U-shape with a ring opened on the first port side. As a result, the U-shaped flow path is provided in a substantially annular shape on the outer side of the valve seat to avoid the first port and the valve hole, and the fluid flowing annularly from the valve hole to the bottom opening easily tends to flow. The U-shaped flow path is formed along the axis of the opening with the bottom. As a result, the valve body has a short distance between the first side opening of the first port and the second side opening of the second port. The U-shaped flow path is provided so as to open on the bottom surface of the valve body. Thereby, the U-shaped flow path is formed without being restricted by the opening with the bottom. The valve body is provided with a closing member on its bottom surface to block the U-shaped flow passage, and the first port communicates with the second port through the valve hole, the opening with the bottom, and the U-shaped flow passage.
이와 같은 밸브 보디를 구비하는 진공 압력 비례 제어 밸브는, 액추에이터가 밸브체에 구동력을 부여하지 않는 경우에는, 밸브체가 밸브 시트에 접촉하여, 제1 포트로부터 제2 포트로 유체가 흐르지 않는다.In the vacuum pressure proportional control valve having such a valve body, when the actuator does not apply a driving force to the valve body, the valve body contacts the valve seat, and the fluid does not flow from the first port to the second port.
한편, 진공 압력 비례 제어 밸브는, 밸브체가 액추에이터로부터 구동력이 부여되어 상승하면, 유체가 스트로크에 비례한 유량으로 밸브 시트와 밸브체의 사이로부터 바닥이 있는 개구부로 유출되고, U자 유로를 통해 제2 포트로 흐른다. 유체는 흐르기 쉬운 곳을 흐르는 성질을 갖는다. 그로 인해, 제1 포트로부터 밸브 구멍까지 흐른 유체는, 제2 포트에 가까운 위치로부터 바닥이 있는 개구부로 대량으로 유출되어 U자 유로로 유입되고, 제2 포트로 흐른다. 즉, 제1 포트로부터 밸브 구멍까지 흐른 유체는, U자 유로가 형성되어 있지 않은 부분으로 거의 유출되지 않아, 바닥이 있는 개구부 내에 체류부나 난류부를 발생시키지 않는다. 따라서, U자 유로가 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상으로 형성되어 있어도, 제1 포트에 공급된 유체가 밸브 구멍, 바닥이 있는 개구부, U자 유로를 통해 제2 포트로 원활하게 흐른다.On the other hand, when the valve body is lifted with a driving force from the actuator, the fluid flows out from the space between the valve seat and the valve body to the bottom opening at a flow rate proportional to the stroke, 2 port. The fluid has a property of flowing in a flowing place. As a result, the fluid flowing from the first port to the valve hole flows in a large amount from the position close to the second port to the opening with the bottom, flows into the U-shaped flow path, and flows to the second port. That is, the fluid flowing from the first port to the valve hole hardly flows out to the portion where the U-shaped flow path is not formed, and does not generate the staying portion or the turbulent flow portion in the bottomed opening portion. Therefore, even if the U-shaped flow path is formed in a U-shape with the ring on the first port side, the fluid supplied to the first port smoothly flows to the second port through the valve hole, Flows.
따라서, 상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브에 의하면, 밸브 보디가, 바닥이 있는 개구부와 제2 포트를 연통시키는 U자 유로를 축선 방향으로 형성함으로써, 제1 및 제2 포트가 개방되는 제1 및 제2 측면의 면간 거리가 단축되어, 설치 면적이 작게 된다. 그로 인해, 진공 압력 비례 제어 밸브는, 밸브 사이즈가 소형화된다. 또한, 상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브에 의하면, 밸브 보디(2)가, 제1 포트측에 고리를 개방한 U자 형상으로 U자 유로가 형성되고, 바닥이 있는 개구부와 제2 포트를 연통시키는 U자 유로가 밸브 시트보다 외측에 대략 고리 형상으로 형성되어 있으므로, 유체가 밸브 구멍으로부터 바닥이 있는 개구부를 통해 U자 유로로 유입되기 쉽다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브 및 밸브 보디는, 유체가 제1 포트로부터 밸브 구멍, 바닥이 있는 개구부, U자 유로를 통해 제2 포트로 원활하게 흐르므로, 컨덕턴스가 확보된다.Therefore, according to the vacuum pressure proportional control valve having the above-described configuration, the valve body is formed in the axial direction of the U-shaped flow path for communicating the bottom opening with the second port, so that the first and second ports, The distance between the planes of the second side face is shortened, and the installation area becomes small. As a result, the vacuum pressure proportional control valve has a small valve size. According to the vacuum pressure proportional control valve having the above-described configuration, the
그런데, 진공 압력 비례 제어 밸브에서는, 예를 들어 제1 포트에 접속하는 반응 용기가 고진공 상태로 되면, 제1 포트에 공급되는 유체의 분자가 적어진다. 이 경우, 분자가 서로 부딪치면, 유체의 흐름을 나쁘게 할 우려가 있다. 그러나, U자 유로는, 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이, 밸브 구멍이 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 개구 면적보다 크다. 그로 인해, 분자가 적은 유체는, 밸브 구멍의 전체 둘레로부터 바닥이 있는 개구부로 유출된 후, 분자끼리를 거의 서로 부딪치게 하지 않고 U자 유로에 유입된다. 따라서, 상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브에 의하면, 분자가 적은 유체라도 밸브 보디 내를 흐르기 쉽게 하여, 컨덕턴스를 확보할 수 있다.In the vacuum pressure proportional control valve, for example, when the reaction vessel connected to the first port is in a high vacuum state, the number of molecules of the fluid supplied to the first port is reduced. In this case, if the molecules hit each other, the flow of the fluid may be deteriorated. However, in the U-shaped flow path, the flow path cross-sectional area of the cross section cut in a direction orthogonal to the axial direction is larger than the opening area of the opening portion that opens to the bottom wall of the bottomed opening. As a result, the fluid having a small number of molecules flows into the U-shaped flow path without causing the molecules to bombard each other after flowing out from the entire circumference of the valve hole to the bottom opening. Therefore, according to the vacuum pressure proportional control valve having the above-described configuration, even a fluid having a small number of molecules can easily flow through the valve body, thereby ensuring the conductance.
또한, 상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브는, 제1 포트와 밸브 구멍과 제2 포트의 유로 직경이 동일하고, 밸브 시트가 제2 포트의 정상 부분보다 약간 높은 위치에 설치되어 있기 때문에, 유체가 제1 포트로부터 밸브 구멍, U자 유로를 통해 제2 포트로 직선적으로 흘러, 컨덕턴스를 확보할 수 있다.In the vacuum pressure proportional control valve of the above construction, since the flow path diameter between the first port, the valve hole and the second port is the same and the valve seat is provided at a position slightly higher than the normal portion of the second port, And flows linearly from the first port to the second port through the valve hole and the U-shaped flow path, thereby ensuring the conductance.
또한, 상기 구성의 진공 압력 비례 제어 밸브는, 밸브 보디가 직육면체 형상을 이루고, 밸브 보디의 외주면에 설치되어 밸브 보디를 가열하는 가열 수단을 갖기 때문에, 밸브 보디에 가열 수단을 탈착하기 쉽다.In addition, the vacuum pressure proportional control valve of the above-described configuration has a rectangular parallelepiped shape in the valve body, and is provided on the outer peripheral surface of the valve body to heat the valve body.
상기 구성의 밸브 보디 유로 형성 방법에서는, 바닥이 있는 개구부 형성 공정에 있어서, 밸브 보디의 액추에이터 설치면으로부터, 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부를 원기둥 형상으로 형성한다. 그 후, 밸브 구멍 형성 공정에 있어서, 액추에이터 설치면으로부터 바닥이 있는 개구부보다 소직경의 밸브 구멍을 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성한다. 이에 의해, 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에는, 밸브 구멍의 개구 부분의 외주를 따라 밸브 시트가 설치된다. 그리고, U자 유로 형성 공정에 있어서, 액추에이터 설치면에 대향하는 바닥면으로부터, 밸브 시트의 외측에, 한쪽에 고리를 개방한 U자 형상의 U자 유로를 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성하고, 바닥이 있는 개구부에 연통시킨다. 그리고, 포트 형성 공정에 있어서, U자 유로가 고리를 개방하는 방향에 있는 밸브 보디의 제1 측면으로부터 밸브 구멍에 연통하도록 형성하는 제1 포트와, 밸브 보디의 제1 측면에 대향하는 제2 측면으로부터 U자 유로에 연통하도록 형성하는 제2 포트를, 동축상에 설치한다. 그리고, U자 유로 폐쇄 공정에 있어서, 바닥면에 폐쇄 부재를 설치하여 U자 유로를 막는다.In the valve body flow path forming method having the above structure, in the step of forming the bottom opening, an opening having a bottom for accommodating the valve body is formed in a cylindrical shape from the actuator mounting surface of the valve body. Thereafter, in the valve hole forming step, the valve hole having a smaller diameter than the opening having the bottom from the actuator mounting surface is formed coaxially with the opening having the bottom. As a result, a valve seat is provided on the bottom wall of the bottomed opening portion along the outer periphery of the opening portion of the valve hole. Then, in the U-shaped flow path forming process, a U-shaped U-shaped flow path having a ring opened on one side from the bottom surface opposed to the actuator mounting surface and outside the valve seat is formed along the axis of the bottomed opening portion , And communicates with an opening having a bottom. In the port forming step, the first port is formed so that the U-shaped flow path communicates with the valve hole from the first side surface of the valve body in the direction of opening the ring, and the second port, which faces the first side surface of the valve body, And a second port formed so as to communicate with the U-shaped flow path from the first port and the second port. Then, in the U-shaped channel closing process, a closing member is provided on the bottom surface to block the U-shaped channel.
따라서, 상기 구성의 밸브 보디 유로 형성 방법에 의하면, 바닥이 있는 개구부의 제약을 받지 않고, U자 유로를 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성할 수 있으므로, 컨덕턴스를 확보할 수 있는 소형의 밸브 보디를 간단하게 제조할 수 있다.Therefore, according to the valve body flow path forming method having the above-described configuration, since the U-shaped flow path can be formed along the axis of the opening with the bottom without being restricted by the opening with the bottom, Can be simply manufactured.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 진공 압력 비례 제어 밸브의 주요부 단면도이며, 밸브 폐쇄 상태를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시하는 진공 압력 비례 제어 밸브의 밸브 개방 상태를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시하는 밸브 보디의 외관 사시도이다.
도 4는 도 2의 AA 단면도이다.
도 5는 도 2의 BB 단면도이다.
도 6은 도 1의 진공 압력 제어 밸브에 있어서의 유체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 진공 압력 비례 제어 밸브의 외관 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시하는 진공 압력 비례 제어 밸브의 주요부 단면도이다.
도 9는 종래의 진공 압력 비례 제어 밸브의 주요부 단면도이다.1 is a sectional view of a main portion of a vacuum pressure proportional control valve according to a first embodiment of the present invention, showing a valve closed state.
Fig. 2 shows the valve-opened state of the vacuum pressure proportional control valve shown in Fig.
3 is an external perspective view of the valve body shown in Fig.
4 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
5 is a sectional view taken along line BB of Fig.
FIG. 6 is a view for explaining the flow of fluid in the vacuum pressure control valve of FIG. 1; FIG.
7 is an external perspective view of a vacuum pressure proportional control valve according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a main portion of the vacuum pressure proportional control valve shown in Fig.
9 is a sectional view of a main portion of a conventional vacuum pressure proportional control valve.
이하에, 본 발명에 관한 진공 압력 비례 제어 밸브, 밸브 보디 및 밸브 보디의 유로 형성 방법의 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a flow path forming method of a vacuum pressure proportional control valve, a valve body and a valve body according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(제1 실시 형태)(First Embodiment)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)의 주요부 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)의 밸브 개방 상태를 도시한다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 밸브 보디(2)에 액추에이터(4)를 설치함으로써, 외관이 구성되어 있다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 밸브체(3)가 액추에이터(4)로부터 부여되는 구동력에 따라 상승하고, 스트로크에 비례한 유량으로 유체를 제어하는 것이다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 컨덕턴스를 확보하여 소형화할 수 있도록, 바닥이 있는 개구부(23)와 제2 포트(25)를 연통시키는 U자 유로(24)가 밸브 보디(2)에 형성되어 있다.1 is a sectional view of a main portion of a vacuum pressure
액추에이터(4)는 밸브 로드(41)가 바닥이 있는 개구부(23)에 직진 왕복 운동 가능하게 돌출되고, 밸브체(3)에 연결되어 있다. 밸브체(3)는 압축 스프링(42)에 의해 밸브 시트 방향으로 항상 가압되어 있다. 벨로즈(5)는 바닥이 있는 개구부(23)에 배치되어 밸브체(3)의 스트로크에 따라 신축되어, 유체가 바닥이 있는 개구부(23)로부터 액추에이터(4)로 누출되는 것을 방지하고 있다. 벨로즈(5)는 상단부(5g)가 끼워 맞춤 오목부(2g)에 끼워 맞추어진 상태에서 밸브 보디(2)와 액추에이터(4)에 끼움 지지되어 있다.The
밸브체(3)는 벨로즈(5)의 하단부(5b)에 O링(31)을 통해 고정 플레이트(32)를 고정 나사(33)로 고정함으로써, 구성되어 있다. 도브 테일 홈(34)은 하단부(5b)와 고정 플레이트(32) 사이에 고리 형상으로 형성되고, O링(31)이 밸브체(3)로부터 밸브 시트(26)측으로 일부를 돌출시켜 탄성 변형될 수 있도록, O링(31)을 보유 지지하고 있다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 압축 스프링(42)의 가압력에 의해 O링(31)을 밸브 시트(26)에 밀착시킴으로써, 시일을 행한다.The
도 3은 도 1에 도시하는 밸브 보디(2)의 외관 사시도이다. 밸브 보디(2)는, 상면(액추에이터 설치면)(2a)과 바닥면(2b)과 제1∼제4 측면(2c, 2d, 2e, 2f)을 구비하는 직육면체 형상을 이룬다.3 is an external perspective view of the
도 1에 도시한 바와 같이, 밸브 보디(2)는, 내열성 및 부식성이 높은 금속(SUS 등)으로 형성되어 있다. 밸브 보디(2)는, 제1 포트(21)가 밸브 구멍(22), 바닥이 있는 개구부(23), U자 유로(24)를 통해 제2 포트(25)에 연통하도록, 내부 유로가 형성되어 있다.As shown in Fig. 1, the
제1 포트(21)와 제2 포트(25)는 스트레이트 배관에 밸브 보디(2)를 접속하기 쉽게 하기 위해, 밸브 보디(2)의 대향하는 제1 및 제2 측면(2c, 2d)에 동축상에 개설되어 있다. 바닥이 있는 개구부(23)는 그 축선 L1이 밸브 보디(2)의 중심선 L2에 대해 제1 포트(21)측으로 어긋나는 위치에, 즉 액추에이터(4)와 동축으로 되도록 형성되어 있다. 바닥이 있는 개구부(23)는 밸브 보디(2)의 상면(2a)으로부터 제1 및 제2 포트(21, 25)의 축선에 대해 직교하는 방향으로 원기둥 형상으로 개설되고, 밸브체(3)와 벨로즈(5)를 수납하고 있다. 바닥이 있는 개구부(23)는 바닥벽(23a)이 제2 포트(25)의 정상 부분(25a)보다 약간 높은 위치로 되도록, 형성되어 있다.The
밸브 구멍(22)은 상면(2a)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)와 동축상에 형성되고, 제1 포트(21)에 연통하고 있다. 밸브 구멍(22)은 바닥이 있는 개구부(23)보다 소직경으로 형성되어 있다. 밸브 시트(26)는 밸브 구멍(22)이 바닥이 있는 개구부(23)의 바닥벽(23a)에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라, 평탄하게 설치되어 있다.The
도 4는 도 2의 AA 단면도이다. 도 5는 도 2의 BB 단면도이다. U자 유로(24)는 밸브 시트(26)보다 외측에, 제1 포트(21)측에 고리를 개방하는 U자 형상으로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, U자 유로(24)는 바닥이 있는 개구부(23)의 축선 L1(도 1 참조)을 중심으로 하여, 제1 포트(21)측에 고리를 개방한 원호 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, U자 유로(24)는 제1 포트(21)와 밸브 구멍(22)을 피하면서 밸브 시트(26)의 외측을 따라 대략 고리 형상으로 형성되고, 밸브 구멍(22)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)로 유출된 유체가 유입되는 영역이 확장되어 있다.4 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 5 is a sectional view taken along line BB of Fig. The
U자 유로(24)는 도 4에 도시한 바와 같이, U자 유로 내주면(24b)과 밸브 구멍(22)의 내벽(22a) 사이의 폭이, 압축 스프링(42)의 하중을 견뎌서 O링(31)을 밸브 시트(26)에 밀착시켜 시일하는 데에 필요한 폭으로 되도록, 형성되어 있다. 이에 의해, 밸브 시트(26)는 직경 방향의 폭이 시일에 필요한 폭까지 좁혀져, 제1 및 제2 측면(2c, 2d)의 면간 거리 W1이 단축된다.The
도 1에 도시한 바와 같이, U자 유로(24)는 바닥이 있는 개구부(23)의 축선 L1을 따라 형성되고, 바닥이 있는 개구부(23)와 제2 포트(25)를 연통시키고 있다. 그로 인해, 밸브 보디(2)는, 바닥이 있는 개구부(102c)와 제2 포트(102e)를 경사 유로(102d)에서 연통시키는 경우에 비해(도 9 참조), 제1 및 제2 측면(2c, 2d)의 면간 거리 W1이 짧아진다. U자 유로(24)는 바닥면(2b)에 개방되도록 설치되어 있다. 이에 의해, U자 유로(24)는 바닥이 있는 개구부(23)의 제약을 받지 않고 형성될 수 있게 된다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, U자 유로(24)는 중심 P1로부터 U자 유로 외주면(24a)까지의 반경 R1을 임의로 넓혀, 유로 단면적을 설정할 수 있다.As shown in Fig. 1, the
본 실시 형태에서는, U자 유로(24)는 바닥이 있는 개구부(23)의 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이, 밸브 구멍(22)이 바닥이 있는 개구부(23)의 바닥벽(23a)에 개방되는 개구 부분의 개구 면적보다 커지도록, 반경 R1이 설정되어 있다.In this embodiment, the
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, U자 유로(24)는 밸브체(3)를 최대 스트로크까지 상승시킨 경우에 밸브체(3)가 배치되는 위치와 동일 정도까지 형성되어 있다. 전체 스트로크에 있어서, 유체가 밸브 구멍(22)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)를 통해 U자 유로(24)로 유입되기 쉽게 하기 위해서이다.2, the
상기한 바와 같이 형성된 U자 유로(24)는 도 1에 도시한 바와 같이, 도시하지 않은 고정 볼트나 접착재 등을 사용하여 밸브 보디(2)의 바닥면(2b)에 설치된 폐쇄 부재(27)에 의해 막혀져 있다. 바닥면(2b)에는, U자 유로(24)보다 외측에 장착홈(2h)이 고리 형상으로 형성되고, 시일 부재(28)가 장착되어 있다. 시일 부재(28)는 폐쇄 부재(27)와 바닥면(2b) 사이에서 눌러 압착되어, 유체 누출을 방지한다.1, the
여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 포트(21)와 밸브 구멍(22)과 제2 포트(25)의 유로 직경 X1, X2, X3은, 동일 직경으로 되어 있다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 밸브 시트(26)는 제2 포트(25)의 정상 부분(25a)보다 약간 높은 위치에 설치되어 있다. 또한, 밸브 시트(26)가 바닥이 있는 개구부(23) 및 밸브 구멍(22)의 축선 L1에 대해 직교하는 방향으로 평평한 평탄면으로 구성되어 있다. 이에 의해, 유체가, 유속을 거의 떨어뜨리지 않고, 제1 포트(21)로부터 밸브 구멍(22), 바닥이 있는 개구부(23), U자 유로(24)를 통해 제2 포트(25)로 직선적으로 흐르기 쉬워진다.5, the flow path diameters X1, X2, and X3 of the
도 3에 도시한 바와 같이, 밸브 보디(2)의 제1 측면(2c)에는, 제1 포트(21)의 개구부 외주를 따라, 배관(111)(도 1)의 플랜지를 면 접촉시켜 고정하기 위한 복수의 고정 구멍(29)이 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 제2 측면(2d)에도, 제1 측면(2c)과 마찬가지로, 제2 포트(25)의 둘레에 고정 구멍(29)이 형성되어 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 측면(2c, 2d)에 배관(111, 121)을 접속하기 위한 플랜지나 조인트를 설치할 필요가 없어, 밸브 보디(2)는, 제1 및 제2 측면(2c, 2d)의 면간 거리 Wl이 단축된다.3, the flange of the pipe 111 (Fig. 1) is brought into surface contact with the
도 1에 도시한 바와 같이, 밸브 보디(2)는, 액추에이터(4)의 축선 L1이 밸브 보디(2)의 중심선 L2에 대해 제1 포트(21)측으로 평행하게 어긋난 상태에서, 액추에이터(4)가 상면(2a)에 설치되어 있다. 이에 의해, 밸브 보디(2)는, U자 유로(24)를 형성하기 위해 바닥이 있는 개구부(23)의 내벽(23b)과 제2 측면(2d) 사이의 영역을 확장하면서, 바닥이 있는 개구부(23)의 내벽(23b)과 제1 측면(2c) 사이의 두께를 얇게 할 수 있으므로[제1 포트(21)를 짧게 할 수 있으므로], 제1 및 제2 측면(2c, 2d)의 사이에 여분의 두께가 없어, 콤팩트해진다.1, the
계속해서, 밸브 보디(2)의 유로 형성 방법에 대해 설명한다. 우선, 바닥이 있는 개구부 형성 공정에 있어서, 밸브 보디(2)의 상면(2a)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)를 절삭 가공 등에 의해 원기둥 형상으로 형성한다.Next, the flow path forming method of the
이어서, 밸브 구멍 형성 공정에 있어서, 절삭 가공 등에 의해, 바닥이 있는 개구부(23)보다 소직경의 밸브 구멍(22)을 상면(2a)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)와 동축상에 형성한다. 이에 의해, 밸브 시트(26)가 형성된다.Subsequently, in the valve hole forming step, the
이어서, U자 유로 형성 공정에 있어서, U자 유로(24)를 바닥면(2b)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)의 축선을 따라 형성하고, 바닥이 있는 개구부(23)에 연통시킨다.Then, in the U-shaped flow path forming process, the
이어서, 포트 형성 공정에 있어서, 제1 및 제2 측면(2c, 2d)으로부터 제1 포트(21)와 제2 포트(25)를 밸브 구멍(22)과 U자 유로(24)에 연통시키도록 형성하고, 제1 포트(21)와 제2 포트(25)를 동축상에 설치한다.The
이어서, U자 유로 폐쇄 공정에 있어서, 폐쇄 부재(27)를 바닥면(2b)에 설치하고, U자 유로(24)를 막는다.Then, in the U-shaped flow passage closing process, the closing
이 밸브 보디(2)의 유로 형성 방법에 의하면, 바닥이 있는 개구부(23)의 제약을 받는 일 없이, U자 유로(24)를 바닥이 있는 개구부(23)의 축선을 따라 형성할 수 있으므로, 밸브 구멍(22)의 개구 면적보다 유로 단면적이 큰 U자 유로(24)를 밸브 보디(2)에 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 이 밸브 보디(2)의 유로 형성 방법에 의하면, 컨덕턴스를 확보할 수 있는 소형의 밸브 보디(2)를 간단하게 제조할 수 있다.According to this flow path forming method of the
다음으로, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)의 동작에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 반응 용기(110)와 진공 펌프(120)를 접속하는 스트레이트 배관에 설치된다. 이 경우, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 반응 용기(110)에 접속하는 배관(111)의 플랜지(도시하지 않음)가 제1 측면(2c)에 접촉되고, 도시하지 않은 고정 나사를 고정 구멍(29)에 비틀어 넣음으로써, 제1 포트(21)가 배관(111)에 접속된다. 이와 마찬가지로 하여, 제2 포트(25)가 진공 펌프(120)에 접속하는 배관(121)에 접속된다.Next, the operation of the vacuum pressure
반응 용기(110)는, 예를 들어 진공 상태에서 가스가 공급되어 막 처리를 행한 후, 가스를 배기하여 진공 상태로 되고, 그 후, 별도의 가스가 공급되어 별도의 막 처리가 실시된다. 이 경우에, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 막 처리 시에는, 밸브 폐쇄하여 배기 유량을 제어하지 않고, 배기 시에는, 배기 가스를 미소 유량 제어하여 반응 용기(110) 내를 소정압까지 감압한 후, 배기 가스를 대유량으로 제어한다. 이하, 구체적으로 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)의 동작을 설명한다.In the
밸브 폐쇄 동작 시에는, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 액추에이터(4)가 밸브체(3)에 구동력을 부여하지 않고, 밸브체(3)가 압축 스프링(42)에 눌러 내려져 O링(31)을 밸브 시트(26)에 밀착시킨다. 이에 의해, 반응 용기(110)와 진공 펌프(120)의 사이가 차단되어, 진공 펌프(120)가 구동해도, 가스가 반응 용기(110)로부터 배기되지 않는다.The vacuum pressure
막 처리 종료 시의 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 밸브 시트(26)보다 상류측(반응 용기측)이 정압인 것에 대해, 밸브 시트(26)보다 하류측(진공 펌프측)이 부압으로 되고, 밸브 시트(26)를 사이에 두고 상류측과 하류측의 차압이 커진다. 이 상태에서 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)가 갑자기 O링(31)을 밸브 시트(26)로부터 이격시키도록 밸브체(3)를 상승시키면, 가스가 반응 용기(110)로부터 단숨에 배기되어, 파티클이 반응 용기(110) 내에서 감아 올려진다. 파티클이 제품에 부착되면, 제품 품질이 저하된다고 하는 문제가 발생한다.The vacuum pressure
따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 배기 개시 시에, 우선 배기 가스를 미소 유량 제어하여, 밸브 시트(26)를 사이에 두고 상류측과 하류측의 차압을 작게 한다. 즉, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, O링(31)을 밸브 시트(26)에 접촉시킨 상태에서 O링(31)의 탄성 변형량을 완화시키도록, 액추에이터(4)로부터 밸브체(3)로 구동력을 부여한다. 밸브체(3)는 압축 스프링(42)에 저항하여 약간 상승하여, O링(31)을 밸브 시트(26)에 압박하는 압박력을 완화한다. 그러면, 밸브 구멍(22)까지 흐르고 있었던 가스가, O링(31)의 탄성 변형량에 따라 O링(31)과 밸브 시트(26)의 사이로부터 바닥이 있는 개구부(23)로 미소 유량으로 누출되고, U자 유로(24)를 통해 제2 포트(25)로 흐른다.Therefore, the vacuum pressure
여기서, 밸브 구멍(22)으로부터 U자 유로(24)로 흐르는 유체의 흐름을 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)에 있어서의 유체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 나타내는 화살표 F1∼F7은, 화살표의 굵기가 굵을수록, 유량이 많은 것을 나타내고 있다.Here, the flow of the fluid flowing from the
가스는, 밸브 폐쇄 시에 밸브체(3)의 하면까지 흐르고 있다. 한편, O링(31)과 밸브 시트(26)의 시일면은, 고리 형상으로 형성되어 있다. 그로 인해, 밸브 폐쇄 시에 제1 포트(21)로부터 밸브 구멍(22)까지 흐른 가스는, O링(31)의 탄성 변형량이 완화됨과 함께, O링(31)과 밸브 시트(26)의 사이로부터 거의 방사선 형상으로 누출된다. U자 유로(24)는 밸브 시트(26)의 외측에, 제1 포트(21)측에 고리를 개방한 U자 형상으로 형성되어 있기 때문에, 밸브 시트(26)의 바로 외측에 대략 고리 형상으로 형성되어 있다. 따라서, O링(31)과 밸브 시트(26)의 사이로부터 고리 형상으로 누출된 가스는, U자 유로(24)로 유입되기 쉽다.The gas flows to the lower surface of the
여기서, U자 유로(24)는 제1 포트(21)측에 고리를 개방하고 있다. 그로 인해, 가스가, 바닥이 있는 개구부(23)의 제1 포트측 내벽 부근에 체류부나 난류부를 발생시킨다고도 생각된다. 그러나, 유체는 흐르기 쉬운 곳을 흐르는 성질을 갖는다. 도 1에 도시한 바와 같이, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 제2 포트(25)가 진공 펌프(120)에 접속되고, 진공화되어 있다. U자 유로(24)는 밸브 시트(26)의 제2 포트(25)측에 원호 형상으로 설치되어 있다. 그로 인해, 가스는, 화살표 F1로 나타내는 바와 같이, 밸브 시트(26)의 제2 포트(25)측으로부터 U자 유로(24)로 대량으로 흐르고, 그대로 제2 포트(25)로 흐른다. 그리고, 밸브 시트(26)의 제2 포트(25)측으로 흐르지 않았던 가스는, 화살표 F2∼F7에 나타내는 바와 같이, 제2 포트(25)로부터 이격됨에 따라서 적은 유량으로 U자 유로(24)로 유입되고, 부압 상태의 제2 포트(25)를 향하여 U자 유로(24) 내를 흐른다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, U자 유로(24)가 제1 포트(21)측에 고리를 개방한 형상이어도, 가스가 바닥이 있는 개구부(23)의 제1 포트측 내벽 부근에 체류부나 난류부를 발생시키기 어렵다.Here, the
이 외에, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 제1 및 제2 포트(21, 25)가 동축상에 형성되고, 밸브 시트(26)가 제2 포트(25)의 정상 부분(25a)보다 약간 높은 위치에 설치되어 있다. 그로 인해, 가스는, 제1 포트(21)로부터 밸브 구멍(22), U자 유로(24)를 통해 제2 포트(25)로 직선적으로 흐르기 쉽다. 또한, 밸브 시트(26)가 평탄하게 설치되어 있기 때문에, 가스는, 밸브 구멍(22)으로부터 밸브 시트(26)를 넘어 U자 유로(24)로 유입될 때에 유속이 감속되기 어렵다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 가스가 흐름 방향이나 유속을 거의 바꾸지 않고 밸브 보디(2) 내를 원활하게 흐르므로, 컨덕턴스를 더욱 확보할 수 있다.In addition, the vacuum pressure
미소 유량 제어에 의해 반응 용기(110)의 내압이 소정압까지 저하되면, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 액추에이터(4)로부터 밸브체(3)에 부여하는 구동력을 증가시키고, O링(31)을 밸브 시트(26)로부터 이격시키도록 밸브체(3)를 상승시킨다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 미소 유량 제어 시에, 가스가 밸브 시트(26)의 제2 포트(25)측에 가까운 장소로부터 U자 유로(24)로 유입되어 제2 포트(25)로 흐르는 흐름이 형성되어 있다. 그로 인해, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 미소 유량 제어로부터 대유량 제어로 전환한 후에도, 그 흐름이 유지되고, 컨덕턴스가 확보된다.The vacuum pressure
그런데, 반응 용기(110)가 고진공 상태로 되면, 제1 포트(21)에 공급되는 가스의 분자가 적어진다. 분자가 적은 가스는, 분자끼리가 서로 부딪치면, 흐름을 나쁘게 할 우려가 있다. U자 유로(24)는 축선에 대해 직교하는 방향의 단면의 유로 단면적이, 밸브 구멍(22)이 바닥이 있는 개구부(23)의 바닥벽(23a)[밸브 시트(26)]에 개방되는 개구 부분의 개구 면적보다 크다. 그로 인해, 분자가 적은 가스는, 밸브 구멍(22)의 전체 둘레로부터 바닥이 있는 개구부(23)로 유출되어 확산된 후, 분자끼리를 거의 서로 부딪치게 하지 않고 U자 유로(24)로 유입된다. 따라서, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)에 의하면, 분자가 적은 가스를 제어하는 경우에서도, 가스가 바닥이 있는 개구부(23) 내에서 난류부나 난류부를 발생시키지 않으므로, 컨덕턴스를 확보할 수 있다.However, when the
이상 설명한 바와 같이, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A) 및 밸브 보디(2)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 바닥이 있는 개구부(23)의 축선을 따라 형성한 U자 유로(24)를 통해, 바닥이 있는 개구부(23)와 제2 포트(25)를 연통시킨 것에 의해, 바닥이 있는 개구부(102c)와 제2 포트(102e)를 경사 유로(102d)에서 연통시키는 진공 압력 비례 제어 밸브(101)의 밸브 보디(102)(도 9 참조)에 비해, 밸브 보디(2)의 면간 거리 W1을 좁혀, 밸브 보디(2)의 설치 면적을 작게 할 수 있다. 이와 같이 밸브 보디(2)의 설치 면적이 작아지므로, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 밸브 사이즈가 소형화된다.1, the vacuum pressure
또한, 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)는, 바닥이 있는 개구부(23)와 제2 포트(25)를 연통시키는 U자 유로(24)가 제1 포트(21)측에 고리를 개방한 U자 형상을 이루고, 밸브 시트(26)의 외측에 대략 고리 형상으로 설치되어 있기 때문에, 밸브 구멍(22)으로부터 바닥이 있는 개구부(23)로 유출된 가스가, 바닥이 있는 개구부(23)에 거의 체류부나 난류부를 거의 발생시키지 않고 U자 유로(24)로 유입된다. 이와 같은 진공 압력 비례 제어 밸브(1A) 및 밸브 보디(2)는, 제1 포트(21)로부터 밸브 구멍(22), 바닥이 있는 개구부(23), U자 유로(24)를 통해 제2 포트(25)로 가스가 원활하게 흐르므로, 바닥이 있는 개구부(102c)로부터 경사 유로(102d)로 유입될 때에 가스가 난류부나 체류부를 바닥이 있는 개구부(102c) 내에 발생시키는 종래의 진공 압력 비례 제어 밸브(101)(도 9 참조)에 비해, 컨덕턴스가 확보된다.The
(제2 실시 형태)(Second Embodiment)
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 진공 압력 비례 제어 밸브(1B)의 외관 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시하는 진공 압력 비례 제어 밸브(1B)의 주요부 단면도이다. 제2 실시 형태의 진공 압력 비례 제어 밸브(1B)는, 가열 수단(61)을 갖는 점을 제외하고, 제1 실시 형태의 진공 압력 비례 제어 밸브(1A)와 동일한 구성을 갖는다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. 7 is an external perspective view of a vacuum pressure
도 7 및 도 8에 도시하는 가열 수단(61)은 전열 히터(62)와 단열재(63)로 구성되어 있다. 전열 히터(62)는 봉 형상을 이루고, 밸브 보디(2)에 형성된 오목부(64)에 끼워 맞추어진 상태에서 밸브 보디(2)에 설치되어 있다. 그로 인해, 밸브 보디(2)는, 전열 히터(62)가 설치되어도, 표면에 요철이 형성되기 어렵다. 단열재(63)는 밸브 보디(2)의 외주면을 덮도록 설치되고, 밸브 보디(2)를 보온한다.The heating means 61 shown in Figs. 7 and 8 is composed of the
이와 같은 진공 압력 비례 제어 밸브(1B)는, 밸브 보디(2)가 가열 수단(61)으로 따뜻해져, 가스가 유로 내에서 고화되지 않는다. 진공 압력 비례 제어 밸브(1B)는, 밸브 보디(2)가 직육면체 형상을 이루고, 외주면에 요철이 적으므로, 가열 수단(61)[전열 히터(62)와 단열재(63)]을 밸브 보디(2)의 외주면에 탈착하기 쉽다.In such a vacuum pressure
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 다양한 응용이 가능하다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications are possible.
(1) 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 밸브 보디(2)의 재질을 금속으로 하고, 내부 유로를 절삭 등에 의해 가공하였지만, 밸브 보디(2)의 재질을 내부식성·내열성이 높은 수지로 하고, 내부 유로를 사출 성형이나 절삭 등에 의해 가공하도록 해도 된다.(1) For example, in the above embodiment, the material of the
(2) 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 판 형상의 폐쇄 부재(27)로 U자 유로(24)를 막았지만, U자 유로(24)에 기밀하게 끼워 맞추어지는 돌기를 형성한 폐쇄 부재로 U자 유로(24)를 덮도록 해도 된다. 이 경우, 돌기는, 제2 포트(25)에 겹치지 않는 높이로 형성하면 된다. 이러한 돌기를 형성함으로써, U자 유로(24)로부터 제2 포트(25)로 유체가 막힘없이 흐르기 쉬워진다. 또한 유체가 U자 유로(24)로부터 제2 포트(25)로 흐르기 쉽게 하기 위해, 돌기의 선단에 제1 포트(21)측으로부터 제2 포트(25)측을 향하여 경사지는 경사면을 형성해도 된다.(2) For example, in the above embodiment, although the
(3) 예를 들어, 상기 제2 실시 형태에서는, 봉 형상의 전열 히터(62)를 밸브 보디(2)에 설치하였지만, 판 형상이나 시트 형상의 히터를 밸브 보디(2)에 설치해도 된다.(3) For example, in the second embodiment, the rod-like
1A, 1B : 진공 압력 비례 제어 밸브
2 : 밸브 보디
2a : 상면(액추에이터 설치면)
2b : 바닥면
2c : 제1 측면
2d : 제2 측면
3 : 밸브체
4 : 액추에이터
21 : 제1 포트
22 : 밸브 구멍
23 : 바닥이 있는 개구부
24 : U자 유로
25 : 제2 포트
26 : 밸브 시트
27 : 폐쇄 부재
61 : 가열 수단1A, 1B: Vacuum pressure proportional control valve
2: Valve body
2a: upper surface (actuator mounting surface)
2b: bottom surface
2c: the first side
2d: second side
3:
4: Actuator
21: First port
22: valve hole
23: Opening with bottom
24: U-
25: Second port
26: Valve seat
27: Closure member
61: heating means
Claims (6)
상기 연통로가, 고리 형상의 한쪽이 제1 포트측으로 개방된 형상인 U자 형상을 이루고, 상기 밸브 시트보다 외측에 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성되어 있고, 상기 밸브 보디의 상기 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면에 개방되는 U자 유로이며,
상기 U자 유로는, 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이, 상기 밸브 구멍의 상기 개구 부분의 개구 면적보다 크고,
상기 바닥면에 설치되어 상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 진공 압력 비례 제어 밸브.The valve body includes a valve body, a valve body enclosed in the valve body, and an actuator provided on the valve body and imparting a driving force to the valve body. The valve body includes a first port and a second port formed coaxially with each other, An opening formed in a direction orthogonal to an axis of the first and second ports and having a bottom for accommodating the valve body; and an opening formed coaxially with the bottom opening and communicating with the first port A valve seat formed along the circumference of an opening portion that opens to the bottom wall of the bottomed opening and the valve hole is in contact with or spaced from the valve body; A vacuum pressure proportional control valve comprising a communication path for communicating,
Wherein the communication passage is formed in a U-shape having a ring-shaped one open to the first port side and is formed along an axis of the opening having the bottom outside the valve seat, and the actuator of the valve body A U-shaped flow path opened to a bottom surface opposed to an actuator mounting surface to be installed,
Wherein the U-shaped flow path has a flow path cross-sectional area of a cross section cut in a direction orthogonal to the axial direction is larger than an opening area of the opening portion of the valve hole,
And a closing member provided on the bottom surface to close the U-shaped flow path.
상기 제1 포트와 상기 밸브 구멍과 상기 제2 포트의 유로 직경이 동일하고,
상기 밸브 시트가 상기 제2 포트의 정상 부분보다 높은 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 압력 비례 제어 밸브.The method according to claim 1,
The flow path diameter of the first port, the valve hole, and the second port are the same,
And the valve seat is provided at a position higher than a top portion of the second port.
상기 밸브 보디가 직육면체 형상을 이루고,
상기 밸브 보디의 외주면에 설치되어 상기 밸브 보디를 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 진공 압력 비례 제어 밸브.The method according to claim 1 or 3,
Wherein the valve body has a rectangular parallelepiped shape,
And a heating means provided on an outer circumferential surface of the valve body for heating the valve body.
상기 연통로가, 고리 형상의 한쪽이 제1 포트측으로 개방된 형상인 U자 형상을 이루고, 상기 밸브 시트보다 외측에 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성되어 있고, 상기 밸브 보디의 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면에 개방되는 U자 유로이며,
상기 U자 유로는, 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이, 상기 밸브 구멍의 상기 개구 부분의 개구 면적보다 크고,
상기 바닥면에 설치되어 상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 밸브 보디.A first port and a second port formed on a coaxial phase, an opening formed in a direction orthogonal to the axes of the first and second ports, the bottom having the valve body accommodated therein, A valve seat formed on the valve seat and communicating with the first port, the valve seat being formed along a periphery of an opening portion opened to a bottom wall of the bottomed opening portion, the valve seat being in contact with or spaced from the valve seat, And a communication passage communicating the bottomed opening with the second port,
Wherein the communication passage is formed in a U-shape having a ring-shaped one open toward the first port side and is formed along the axis of the opening having the bottom outside the valve seat, and the actuator of the valve body Which is opened to the bottom surface opposed to the actuator mounting surface,
Wherein the U-shaped flow path has a flow path cross-sectional area of a cross section cut in a direction orthogonal to the axial direction is larger than an opening area of the opening portion of the valve hole,
And a closure member provided on the bottom surface to block the U-shaped flow passage.
상기 액추에이터가 설치되는 액추에이터 설치면으로부터, 상기 밸브체를 수납하는 바닥이 있는 개구부를 원기둥 형상으로 형성하는 바닥이 있는 개구부 형성 공정과,
상기 액추에이터 설치면으로부터, 상기 바닥이 있는 개구부보다 소직경의 밸브 구멍을, 상기 바닥이 있는 개구부와 동축상에 형성하는 밸브 구멍 형성 공정과,
상기 밸브 구멍이 상기 바닥이 있는 개구부의 바닥벽에 개방되는 개구 부분의 둘레를 따라 형성되어 상기 밸브체가 접촉 또는 이격하는 밸브 시트보다 외측에, 고리 형상의 한쪽이 개방된 형상인 U자 형상이고, 축선 방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 유로 단면적이 상기 밸브 구멍의 상기 개구 부분의 개구 면적보다 큰 U자 유로를, 상기 액추에이터 설치면과 대향하는 바닥면으로부터 상기 바닥이 있는 개구부의 축선을 따라 형성하고, 상기 바닥이 있는 개구부에 연통시키는 U자 유로 형성 공정과,
상기 U자 유로의 고리 형상이 개방된 방향에 있는 제1 측면으로부터 상기 밸브 구멍에 연통하도록 형성하는 제1 포트와, 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면으로부터 상기 U자 유로에 연통하도록 형성하는 제2 포트를, 동축상에 설치하는 포트 형성 공정과,
상기 U자 유로를 막는 폐쇄 부재를 상기 바닥면에 설치하는 U자 유로 폐쇄 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 밸브 보디의 유로 형성 방법.A method of forming a flow path of a valve body in which an actuator for imparting a driving force to a valve body is provided,
A bottomed opening forming step of forming an opening with a bottom for accommodating the valve body in a cylindrical shape from an actuator mounting surface on which the actuator is installed;
A valve hole forming step of forming, from the actuator mounting surface, a valve hole having a diameter smaller than that of the bottomed opening, coaxial with the bottomed opening;
Wherein the valve hole is formed along a periphery of an opening portion that is opened to a bottom wall of the bottomed opening portion and is formed in a U-shape in which one side of the annular shape is opened outside the valve seat, A U-shaped flow passage having a flow passage cross-sectional area of a cross section cut in a direction orthogonal to the axial direction is larger than an opening area of the opening portion of the valve hole from a bottom face opposing the actuator mounting face to an axial direction of the bottom- A U-shaped flow path forming step of forming a U-
A first port formed so as to communicate with the valve hole from a first side surface in a direction in which the annular shape of the U-shaped flow path is opened, and a second port formed so as to communicate with the U-shaped flow path from a second side surface opposite to the first side surface A port forming step of providing a second port on a coaxial plane,
And a U-shaped flow path closing step of installing a closing member for blocking the U-shaped flow path on the bottom surface.
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