KR102185340B1 - 공압 밸브 장치 및 공압 밸브 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 밸브 장치를 제공한다. 본 발명의 공압 밸브 장치는 구동 에어를 공급하는 에어 공급 유닛; 상기 구동 에어에 의해 작동하는 밸브 몸체; 상기 에어 공급 유닛으로부터 상기 밸브 몸체로 구동 에어를 제공하는 에어 배관; 및 상기 에어 배관 상에 설치되어 상기 에어 배관을 통해 구동 에어가 흐를때 회전되는 회전체를 포함할 수 있다.

Description

공압 밸브 장치 및 공압 밸브 모니터링 방법{air valve and monitoring method of air valve}

본 발명은 공압 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브 구동을 위한 구동 에어의 공급 여부를 외부에서 쉽게 판별할 수 있는 공압 밸브 및 공압 밸브 모니터링 방법에 관한 것이다. 관한 것이다.

최근 들어 반도체 제조 기술은 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 이에 따라 단위 면적당 집적도가 뛰어남과 동시에 처리 속도 또한 매우 빠른 반도체 제품 개발이 급속히 진행되고 있다.

이러한 반도체 제품들을 제작하기 위해서는 최적의 설계 뿐만 아니라 고도의 기술이 요구되는 공정 기술들이 뒷받침 되어야 한다. 이들 공정 기술은 다양한 화학 약품, 반응 기체를 프로세스 챔버에 적정량 공급시켜야 하는 바, 이를 위해서는 유체 특히 기체의 유량을 제어 및 기체의 공급 차단을 위한 밸브 장치를 필요로 한다.

도 1은 종래 구동 에어에 의해 구동되는 종래 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 공압 밸브 장치(1)는 전체적으로 보아 구동 에어를 공급해주는 에어 공급유닛(2), 구동 에어의 흐름을 제어하는 에어 콘트롤 유닛(Air control unit,3), 구동 에어가 이동되는 에어 배관(4), 그리고 밸브 몸체(5)로 구성된다.

이러한 공압 밸브 장치(1)는 에어 배관(4)을 통해 구동 에어가 정상적으로 밸브 몸체(5)로 제공되는지의 여부를 외부에서 식별할 수가 없었기 때문에, 에어 공급 유닛(2)이나 에어 콘트롤 유닛(3)의 오작동에 의한 밸브 오류를 확인할 수 없어, 이로 인해 여러가지 안전 사고가 유발될 수 있다.

본 발명은 구동 에어가 정상적으로 공급되는지를 식별할 수 있는 공압 밸브 장치 및 모니터링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 구동 에어가 정상적으로 공급되는지를 모니터링할 수 있는 공압 밸브 장치 및 모니터링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동 에어를 공급하는 에어 공급 유닛; 상기 구동 에어에 의해 작동하는 밸브 몸체; 상기 에어 공급 유닛으로부터 상기 밸브 몸체로 구동 에어를 제공하는 에어 배관; 및 상기 에어 배관 상에 설치되어 상기 에어 배관을 통해 구동 에어가 흐를때 회전되는 회전체를 포함하는 공압 밸브 장치를 제공하고자 한다.

또한, 상기 회전체의 회전 여부를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 에어 공급 유닛과 상기 회전체 사이의 상기 에어 배관 상에 설치되고 구동 에어의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지부의 감지 신호와 상기 밸브 제어부의 제어 신호를 제공받아, 상기 감지 신호와 상기 제어 신호와 비교하여 구동 에어의 공급이 정상인지를 판별하는 판별부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 에어 배관상에 설치되고, 내부를 확인할 수 있는 투시창을 갖는 연결 배관을 더 포함하고, 상기 회전체는 상기 연결 배관 상에 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 밸브 제어부가 밸브 몸체에 연결된 에어 배관 상에 설치된 솔레노이드 밸브를 제어하는 신호를 출력하는 단계; 감지부가 상기 에어 배관에 설치된 회전체의 회전 유무를 감지하는 단계; 및 상기 솔레노이드 밸브에 인가된 제어 신호와 상기 회전체의 감지 신호를 비교하여 오동작을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 판별 단계는 상기 제어 신호가 밸브 오픈 신호시 상기 감지 신호가 비회전이면 오동작으로 판별하고, 상기 감지 신호가 회전이면 정상 동작으로 판별할 수 있다.

또한, 상기 판별 단계는 상기 제어 신호가 밸브 오프 신호시 상기 감지 신호가 비회전이면 정상 동작으로 판별하고, 상기 감지 신호가 회전이면 오동작으로 판별할 수 있다.

또한, 상기 회전체의 회전 유무를 감지하는 단계는 상기 제어 신호 출력 시점보다 소정 간격 시차를 두고 감지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 구동 에어가 정상적으로 공급되는지를 모니터링함으로써, 공압 밸브의 오동작 및 불량 여부를 즉시 파악하고, 문제 발생시 신속하게 관련 장치의 작동을 중지시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 의하면, 솔레노이드 밸브 또는 에어 배관에서의 고장에 의한 불량 및 공정 사고를 방지할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 구동 에어에 의해 구동되는 종래 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 에어 식별 부재를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 에어 식별 부재의 정단면도이다.
도 5는 에어 식별 부재의 측단면도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 공압 밸브의 모니터링 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 공압 밸브 장치(100)는 전체적으로 보아 구동 에어를 공급해주는 에어 공급유닛(110), 구동 에어의 흐름을 제어하는 에어 콘트롤 유닛(Air control unit,120), 구동 에어가 이동되는 에어 배관(130), 에어 식별 부재(200) 그리고 밸브 몸체(140)를 포함할 수 있다.

밸브 몸체(140)는 유체가 흐르는 유체 공급 라인(20) 상에 설치된다. 밸브 몸체(140)는 에어 배관(130)을 통해 공급되는 구동 에어에 의해 구동되어 개폐 작동을 함으로써 밸브 몸체(140) 내부를 통해 유체를 흐르게 하거나 유체의 흐름을 차단하는 구조를 갖는 것으로, 이에 대한 구체적인 설명은 공지 기술에 해당됨으로 생략하기로 한다.

에어 공급유닛(110)은 밸브 몸체(140)를 작동시키기 위한 구동 에어(압축공기)를 공급하는 엑츄에이터(actuator) 또는 고압의 압축 공기가 저장되는 압축 저장탱크일 수 있다. 에어 공급 유닛(110)과 밸브 몸체(140)는 에어 배관(130)에 의해 상호 연결되며, 구동 에어는 에어 공급 유닛(110)으로부터 에어 콘트롤 유닛(120)을 통해 밸브 몸체(140)로 공급될 수 있다. 에어 콘트롤 유닛(120)은 전류가 흐르면 가동 철심이 강한 자석이 되는 전자석을 이용한 솔레노이드 밸브와 같은 전기적 밸브일 수 있다. 이하에서는 에어 콘트롤 유닛을 솔레노이드 밸브로 정의한다.

에어 식별 부재(200)는 솔레노이드 밸브(120)와 밸브 몸체(140) 사이의 에어 배관(130) 상에 설치될 수 있다. 에어 실별 부재(200)는 통상 장치 배관에 사용되는 피팅(fitting) 구조를 갖는 것이 바람직하다.

도 3은 에어 식별 부재를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 에어 식별 부재의 정단면도이며, 도 5는 에어 식별 부재의 측단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 에어 식별 부재(200)는 에어 배관과 직렬로 연결되는 관체(210)와 관체(210) 내에 설치되는 회전체(220)를 포함할 수 있다.

관체(210)는 에어 배관(1300과 연결되는 플랜지부(212)와 파이프 형상의 몸체(214)를 포함하며, 몸체(214)는 관측자가 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 투시창(216)을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 몸체(214)는 전체가 투명한 소재로 제공될 수도 있다. 몸체(214)는 에어 배관(130)보다 큰 직격을 갖는 배관 형태로 제공될 수 있다.

회전체(220)는 몸체(214) 내부에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 회전체(220)는 다수의 고정바(230)에 의해 몸체(214)의 중앙에 지지될 수 있다. 회전체(220)는 에어 배관(130)으로 구동 에어가 흐를 때 그 흐름에 의해 몸체(214)와 수평을 이루는 축을 중심으로 회전될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 에어 식별 부재(200)는 직선유로에 관체(210)와 회전체(220) 등의 소수의 간단한 부품들로 이루어지므로 그 구조가 복잡하지 않고 제작 또한 용이한 것이다.

또한, 본 발명은 직선유로를 형성하는 원통형의 관체(210)에 구동 에어의 흐름으로 회전하는 회전체(220)가 투시창(216)을 통하여 육안으로 확인되어 구동 에어의 흐름상태를 간편하고 정확하게 인식할 수 있다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 공압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면들이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 제2실시예에 따른 공압 밸브 장치(100a)는 에어 공급 유닛(110a), 솔레노이드 밸브(120a), 에어 배관(130a), 유체 식별 부재(200a) 그리고 밸브 몸체(140a)를 포함하며, 이들은 도 2에 도시된 에어 공급유닛(110), 솔레노이드 밸브(120), 에어 배관(130), 유체 식별 부재(200) 그리고 밸브 몸체(140)와 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 제1 실시예와의 차이점을 위주로 제2실시예를 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 공압 밸브 장치(100a)는 감지부(310)와 밸브 제어부(400) 그리고 판별부(300)를 더 포함할 수 있다.

감지부(310)는 회전체(220)의 회전 여부를 감지하는 센서일 수 있다. 감지부(310)에서 감지된 신호를 판별부(300)로 제공될 수 있다.

밸브 제어부(400)는 솔레노이드 밸브(120a)를 제어하는 제어 신호를 출력한다.

판별부(300)는 감지부(310)의 감지 신호와 밸브 제어부(400)의 제어 신호를 제공받아, 감지 신호와 제어 신호를 비교하여 구동 에어의 공급이 정상인지를 판별한다.

예컨대, 밸브 제어부(400)에서 솔레노이드 밸브(120a)로 온 신호를 보내면, 솔레노이드 밸브(120a)가 오픈되면서 에어 배관(130a)을 통해 밸브 몸체(140)로 구동 에어가 공급된다. 그러면, 구동 에어의 공급 흐름에 의해 유체 식별 부재(200)의 회전체(220)가 회전되고, 감지부(310)는 이를 감지하여 판별부(300)로 제공한다. 만약, 솔레노이드 밸브(120a)에 결함이 있을 경우, 밸브 몸체(140a)에 구동 에어를 공급하지 말아야 하는데도 불구하고 구동 에어가 공급될 수가 있다. 이에 따라, 밸브 몸체(140a)가 개방되고 유체 공급라인(20)에 유체가 계속적으로 흐르게 됨으로써 공정 사고가 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 이러한 문제를 사전에 차단할 수 있다.

도 8은 공압 밸브의 모니터링 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

본 발명에 따른 공압 밸브의 모니터링 방법은 솔레노이드 밸브(120a)를 제어하는 신호를 출력하는 단계(S100)와, 감지부(310)가 에어 배관에 설치된 회전체(220)의 회전 유무를 감지하는 단계(S200), 솔레노이드 밸브(120a)에 인가된 제어 신호와 회전체(220)의 감지 신호를 비교하여 오동작을 판별하는 단계(S300,S400)를 포함할 수 있다.

판별 단계(S300)는 제어 신호가 밸브 오픈 신호시 감지 신호가 비회전이면 오동작으로 판별하고, 감지 신호가 회전이면 정상 동작으로 판별한다.

또한, 판별 단계(S300)는 제어 신호가 밸브 오프 신호시 감지 신호가 비회전이면 정상 동작으로 판별하고, 감지 신호가 회전이면 오동작으로 판별하게 된다.

한편, 회전체의 회전 유무를 감지하는 단계(S200)는 회전체의 회전이 제어 신호 출력 시점보다 소정 간격 시차를 두고 회전됨으로써 이러한 시간차는 판별단계에서 반영될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 에어 공급 유닛 120 : 솔레노이드 밸브
130 : 에어 배관 140 : 밸브 몸체
200 : 유체 식별 부재

Claims (10)

1. 구동 에어를 공급하는 에어 공급 유닛;
   상기 구동 에어에 의해 작동하는 밸브 몸체;
   상기 에어 공급 유닛으로부터 상기 밸브 몸체로 구동 에어를 제공하는 에어 배관;
   상기 에어 배관 상에 설치되고 구동 에어의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및
   상기 에어 배관 상에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 밸브 몸체 사이에 설치되는 에어 식별 부재를 포함하고,
   상기 에어 식별 부재는,
   상기 에어 배관과 직렬로 연결되며 직선 유로를 형성하는 관체와;
   상기 관체 내에 설치되는 회전체를 포함하고,
   상기 관체는,
   상기 에어 배관과 연결되는 플랜지부와;
   파이프 형상의 몸체를 포함하고,
   상기 몸체는 관측자가 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 제공되는 투명한 투시창을 포함하고,
   상기 회전체는 상기 에어 배관으로 상기 구동 에어가 흐를 때 그 흐름에 의해 상기 몸체와 수평을 이루는 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 몸체 내부에 회전 가능하게 설치되고,
   상기 회전체는 다수의 고정바에 의해 상기 몸체의 중앙에 지지되는 공압 밸브 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전체의 회전 여부를 감지하는 감지부를 더 포함하는 공압 밸브 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 더 포함하는 공압 밸브 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 감지부의 감지 신호와 상기 밸브 제어부의 제어 신호를 제공받아, 상기 감지 신호와 상기 제어 신호와 비교하여 구동 에어의 공급이 정상인지를 판별하는 판별부를 더 포함하는 공압 밸브 장치.
5. 삭제
6. 유체 공급 라인상에 설치되고, 구동 에어에 의해 작동하는 밸브 몸체;
   상기 밸브 몸체로 구동 에어를 제공하는 에어 배관;
   상기 에어 배관 상에 설치되고 구동 에어의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브;
   상기 에어 배관 상에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 밸브 몸체 사이에 설치되는 에어 식별 부재;
   회전체의 회전 여부를 감지하는 감지부;
   상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부; 및
   상기 감지부의 감지 신호와 상기 밸브 제어부의 제어 신호를 제공받아, 상기 감지 신호와 상기 제어 신호와 비교하여 구동 에어의 공급이 정상인지를 판별하는 판별부를 포함하고,
   상기 에어 식별 부재는,
   상기 에어 배관과 직렬로 연결되며 직선 유로를 형성하는 관체와;
   상기 관체 내에 설치되는 회전체를 포함하고,
   상기 관체는,
   상기 에어 배관과 연결되는 플랜지부와;
   파이프 형상의 몸체를 포함하고,
   상기 몸체는 관측자가 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 투시창을 포함하고,
   상기 회전체는 상기 에어 배관으로 상기 구동 에어가 흐를 때 그 흐름에 의해 상기 몸체와 수평을 이루는 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 몸체 내부에 회전 가능하게 설치되고,
   상기 회전체는 다수의 고정바에 의해 상기 몸체의 중앙에 지지되는 공압 밸브 장치.
7. 제1항의 공압 밸브 장치를 이용하여 공압 밸브를 모니터링하는 방법에 있어서,
   에어 배관 상에 설치된 솔레노이드 밸브를 제어하는 신호를 출력하는 단계;
   상기 에어 배관에 설치된 회전체의 회전 유무를 감지하는 단계; 및
   상기 솔레노이드 밸브에 인가된 제어 신호와 상기 회전체의 감지 신호를 비교하여 오동작을 판별하는 단계를 포함하는 공압 밸브의 모니터링 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 판별 단계는,
   상기 제어 신호가 밸브 오픈 신호시 상기 감지 신호가 비회전이면 오동작으로 판별하고, 상기 감지 신호가 회전이면 정상 동작으로 판별하는 공압 밸브의 모니터링 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 판별 단계는
   상기 제어 신호가 밸브 오프 신호시 상기 감지 신호가 비회전이면 정상 동작으로 판별하고, 상기 감지 신호가 회전이면 오동작으로 판별하는 공압 밸브의 모니터링 방법.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전체의 회전 유무를 감지하는 단계는 상기 제어 신호 출력 시점보다 소정 간격 시차를 두고 감지하는 공압 밸브의 모니터링 방법.
    

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