KR19990010959A - 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치 - Google Patents
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Abstract
소량의 유체를 정밀하게 제어할 수 있는 원웨이밸브 및 유체 제어장치를 개시한다. 개시한 원웨이밸브는, 적어도 일측 단부를 가지며 자기 점착성(self cohesion)을 갖는 폴리머로 된 튜브와, 일측 단부의 표면상에 일점열용접(spot welding)되어 유체의 흐름 방향에 따라 튜브의 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리되며, 튜브와 동일 재질로 된 판막을 포함한다. 이와 같은 원웨이밸브를 이용한 유체제어장치는, 수납공간이 형성된 케이스, 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 베이스를 포함하여 된 하우징과, 수납공간에 설치되며 그 중앙에 관통공이 형성된 전자석과, 관통공 내에서 승강 가능하게 설치된 자석과, 전자석과 베이스 사이에 위치되며 유입구 및 유출구를 수납하는 공간부를 가지는 유체회동부와, 유출구에 설치되며, 자석의 승강 운동에 연동되어 공간부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 유출차단수단을 구비하여 된다. 이와 같은 구조를 가지는 원웨이밸브 및 유체 제어장치를 채용하는 것에 의해 극소량의 유체의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치에 관한 것으로서, 특히 화학 분석장치에 사용되는 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치에 관한 것이다.
산업 구조가 복잡해지고 환경의 중요도가 커짐에 따라 화학분석에 대한 수요가 증가하고 있다. 통상적으로 화학분석을 수행하는 화학 분석장치는, 시료를 흡입하고 정량을 취하여 한 가지 혹은 두 가지 이상의 시약과 혼합하여 그 혼합액을 센싱하는 것에 의해 시료의 성분을 알아낸다.
이와 같은 화학 분석장치에 있어서, 시료의 성분을 정확히 분석하기 위해서는 시료나 시료에 첨가되는 시약의 양을 정량적으로 미세하게 제어할 필요가 있다. 따라서, 상기 시료나 시약의 흐름을 정밀하게 제어하는데 사용되는 밸브나 유체제어장치는 매우 작게 만들어야 한다. 이러한 밸브나 유체제어장치를 이른바 마이크로 유체소자(micro fluidics device)라 부른다.
상기 마이크로 유체소자를 제조하기 위해 1980년대 후반 실리콘 웨이퍼를 이용한 마이크로 가공기술이 제안되었다. 즉, 단결정 실리콘을 이용하여 적층함으로써 복잡한 구조의 마이크로 유체소자를 만들 수 있었다.
그러나, 실리콘 웨이퍼로 만들어진 유체 소자들은 물성의 한계에 의한 문제, 예컨대 깨지기 쉽고, 적층구조에서 각 웨이퍼 사이의 누수가 발생하는 문제가 발생하였다. 이러한 문제는 극소량의 시료나 시약의 양 또는 그 흐름을 정확히 제어하는데 장애가 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 구조가 단순하고 극소량의 유체의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있는 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 원웨이밸브의 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 원웨이밸브의 동작 상태도로서, 판막이 열려진 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시한 원웨이밸브의 동작 상태도로서, 판막이 닫혀진 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제1실시예의 분해사시도.
도 5는 도 4에 도시한 유체 제어장치의 동작 상태도로서, 유체가 흐를 수 있는 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시한 유체 제어장치의 동작 상태도로서, 유체가 흐를 수 없는 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 유체제어장치에 사용되는 유출차단수단의 다른 실시예의 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제2실시예의 분해사시도.
도 9는 도 8에 도시한 유체 제어장치의 동작 상태도로서, 유체가 흐를 수 있는 상태를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제3실시예의 분해사시도.
도 11은 도 10에 도시한 유체 제어장치의 동작 상태도로서, 유체가 흐를 수 있는 상태를 도시한 도면.
도 12은 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제4실시예의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 210, ... 원웨이밸브 410, 420 ... 제1,2원웨이밸브
12, 212 ... 튜브 16, 216 .., 판막
18, 218 ... 용접점 110 ... 케이스
110a, 310a ... 제1너트 112, 312 ... 커버부재
112a, 312a ... 제1볼트 112b, 312b ... 홈
120, 320 ... 베이스 123, 323 ... 제2볼트
122, 1122 ... 유입구 124, 1124 ... 유출구
130, 330 ... 하우징 140, 340 ... 전자석
141, 341 ... 릴부재 142, 342 ... 코일
144 ... 관통공 344a, 344b ... 제1,2관통공
150 ... 자석 350a, 350b ... 제1,2자석
160, 360 ... 유체회동부 162, 362 ... 비자성체 디스크
164, 364 ... 개스킷 164a ... 공간부
230 ... 자성편 431, 432 ... 제1,2자성편
252 ... 유입튜브 452 ... 공통유입튜브
254 ... 유출튜브 454a, 454b ... 제1,2유출튜브
240 ... 이탈방지망 440a, 440b ... 제1,2이탈방지망
1110, 1330 ... 케이스 1110b, 1310b ... 플랜지
1120, 1320 ... 제1기판 1120a, 1320a ... 동판
1130, 1330 ... 제2기판
1452 ... 공통유입채널
1454a ... 제1유출채널 1454b ... 제2유출채널
1254 ... 유출채널 1400, 1500 ... 납땜
2130 ... 유출차단수단
2140, 2150 ... 제1,2유출차단수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원웨이밸브는, 적어도 일측 단부를 가지며 자기 점착성(self cohesion)을 갖는 폴리머로 된 튜브와; 상기 일측 단부의 표면상에 일점열용접(spot welding)되어 유체의 흐름 방향에 따라 상기 튜브의 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리되며, 상기 튜브와 동일 재질로 된 판막;을 포함하여 된 것을 특징으로 하며, 이때, 상기 튜브 및 판막은 폴리머, 예컨대 타이곤(TYGON)과 같은 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체제어장치의 일 실시예는, 수납공간이 형성된 케이스, 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 베이스를 포함하여 된 하우징과; 상기 수납공간에 설치되며 그 중앙에 관통공이 형성된 전자석과; 상기 관통공 내에서 승강 가능하게 설치된 자석과; 상기 전자석과 상기 베이스 사이에 위치되며 상기 유입구 및 상기 유출구를 수납하는 공간부를 가지는 유체회동부와; 상기 유출구에 설치되며, 상기 자석의 승강 운동에 연동되어 상기 공간부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 유출차단수단;을 구비하여 된다.
본 발명에 따르면, 상기 베이스와 상기 케이스는 상호 분리 및 결합이 가능하도록 하는 체결부를 각각 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스는 유입구와 유출구를 가지는 기판이며, 상기 케이스는 그 외주면에 상기 기판에 설치되는 플랜지가 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 유출차단수단은, 상기 유출구에 설치되며 소정의 길이를 가지는 튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 판막을 구비하여 된 원웨이밸브와; 상기 튜브 내부에 수납되며, 상기 자석에 연동되어 상기 튜브 내부에서 승강되면서 상기 판막을 상기 튜브의 일측 단부 표면으로부터 개폐시키고, 유체와 화학반응되는 것을 방지하기 위하여 전면을 비반응성 물질로 코팅시킨 자성편;을 포함하여 된 것이 바람직하다. 또한, 상기 유출차단수단은, 상기 유출구에 설치되며 소정의 길이를 가지는 튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 판막을 구비하여 된 원웨이밸브와; 상기 판막 내부에 설치되어서 상기 자석의 의해 연동되는 것에 의해 상기 판막을 튜브의 일측 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리시키는 자성편;을 포함하여 된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 자석은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체제어장치의 다른 실시예는, 수납공간이 형성된 케이스, 공통유입구와 제1,2유출구를 가지는 베이스를 포함하여 된 하우징과; 상기 수납공간에 설치되며 제1관통공과 제2관통공이 형성된 전자석과; 극성 방향이 반대로 되도록 상기 제1관통공과 제2관통공 내에 승강 가능하게 설치된 제1,2자석과; 상기 전자석과 상기 베이스 사이에 위치되며, 상기 공통유입구 및 상기 제1,2유출구가 수납되는 공간부를 가지는 유체회동부와; 상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 상기 제1,2자석의 승강 운동에 연동되어 상기 공간부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 제1,2유출차단수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 베이스와 상기 케이스는 상호 분리 및 결합이 가능하도록 체결부를 각각 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스는 공통유입구 및 제1,2유출구를 가지는 기판이며, 상기 케이스는 그 외주면에 상기 기판에 설치되는 플랜지가 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제1,2유출차단수단은, 상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 소정의 길이를 가지는 제1,2튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 제1,2튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 제1,2판막을 각각 구비하여 된 제1,2원웨이밸브와; 상기 제1,2튜브 내부에 각각 수납되며 상기 제1,2자석에 의해 연동되어 상기 튜브 내부에서 승강되면서 상기 제1,2판막을 상기 제1,2튜브의 단부 표면으로부터 개폐시키고, 유체와 화학반응되는 것을 방지하기 위하여 전면을 비반응성 물질로 코팅시킨 제1,2자성편;을 포함하여 된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제1,2유출차단수단은, 상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 소정의 길이를 가지는 제1,2튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 제1,2튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 제1,2판막을 구비하여 된 제1,2원웨이밸브와; 상기 제1,2판막 내부에 설치되어서 상기 자석의 의해 연동되는 것에 의해 상기 제1,2판막을 튜브의 일측 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리시키는 제1,2자성편;을 포함하여 된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제1,2자석은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 것이 바람직하다.
이하, 도 1 내지 도3을 참조하여, 본 발명에 따른 원웨이밸브를 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 원웨이밸브(10)는, 소정의 길이를 가지는 튜브(12)와, 그 튜브(12)의 일측 단부 표면에 설치되어 상기 튜브(12) 내의 유로를 선택적으로 개폐(開閉)하는 판막(16)으로 구성된다.
상기 튜브(12)는 자기 점착성을 갖는 폴리 비닐 클로라이드 계통의 수지로, 노튼(Norton)사에서 제조되며 화학적으로 안정하여 의료용으로 많이 사용되는 타이곤을 사용한다.
상기 판막(16)은 두께 0.05∼0.15mm의 타이곤필름을 직경 1-3mm 인 디스크 형상으로 만든 것이다. 상기 판막(16)은 튜브(12)의 일측 단부 표면에 일점열용접 되어 용접점(18)에서 강하게 접착된다. 이러한 일점열용접법은 동질 수지의 신뢰성 있는 접착을 가능케 해주며 그 과정이 단순해 대량 생산이 용이하다. 즉, 판막(16)은 다양한 성질의 유체속에서 끊임없이 운동해야 하므로 튜브(12)의 단부 표면상에 강하게 접착되어야 하는데, 동질의 수지로 된 판막(16)을 튜브(12)의 단부 표면에 일점열용접법을 이용하여 접착시키면 손쉽고 효율적이며 접착력이 우수하게 용접할 수 있다. 이렇게 함으로써 대략 직경이 1∼5mm 내외인 초소형 원웨이밸브를 만들 수 있다.
이와 같은 구조의 원웨이밸브(10)의 동작을 설명한다.
도2는 분석하고자 하는 유체가 상기 원웨이밸브(10) 내에서 순방향(화살표방향)으로 흐르는 경우의 유체의 상태를 도시한 도면이다. 유체가 순방향으로 흐르면, 유체는 판막(16)의 표면에 유동 방향으로 유압을 가하게 되고, 따라서 상기 유압이 일정 수준 이상이 되면 판막(16)은 용접점(18)을 중심으로 튜브 외측으로 젖혀지면서 원웨이밸브(10)를 개방한다.
도3은, 도2와 반대로 유체가 원웨이밸브(10) 내에서 역방향(화살표 방향)으로 흐르는 경우의 유체상태를 도시한 것이다. 유체가 역방향으로 흐르면, 유체는 판막(16)이 닫혀지는 방향으로 유압을 가하게 되고, 따라서 판막(16)은 원웨이밸브(10)를 폐쇄한다. 이때, 판막(16)에 가해지는 유압이 강해질수록 판막(16)은 튜브(12)의 단부 표면에 더욱 견고하게 밀착되므로, 튜브(12)의 내부는 자연이 밀폐되어 진다.
상술한 원웨이밸브(10)는 이하에 기술하는 본 발명의 유체제어장치에 포함되는 구성요소이다.
다음, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제1실시예를 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 상기 실시예에 따른 유체 제어장치는, 하우징(130)과, 그 하우징(130)에 수납된 전자석(140)과, 상기 전자석(140) 내에서 승강운동되는 자석(150)과, 유체가 수용 및 회동되는 유체회동부(160)와, 상기 자석(150)의 승강 운동에 연동되어 상기 유체회동부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 유출차단수단(2130)을 포함한다.
상기 하우징(130)은, 상기 전자석(140) 및 유체회동부(160)가 수납되는 케이스(110)와, 유체가 유입되는 유입구(122) 및 유체가 유출되는 유출구(124)를 가지는 베이스(120)로 구성된다. 상기 케이스(110)와 베이스(120)는 각각 상호 분리 및 결합이 가능하도록 체결부를 가진다. 이 체결부는, 예컨대 케이스(110) 하부측 내주면에 형성된 제2너트(미도시)와, 베이스(120)의 외주면에 형성된 제2볼트(123)로 이루어지며, 이 체결부의 구조는 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다. 상기 케이스(110) 및 베이스(120)는 그 각각의 직경이 대략 12mm 이며, 플라스틱 재질로 되어 있다.
상기 케이스(110)에는 수납되는 전자석(140)의 이탈을 방지하기 위한 커버부재(112)가 설치된다. 상기 커버부재(112)는 그 외주면에 제1볼트(112a)가 형성되어 있고, 상기 케이스(110)의 상부측 내주면에는 상기 제1볼트(112a)에 대응되는 제1너트(110a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 커버부재(112)의 상부측에는 일반적인 드라이버 팁(미도시)이 끼워지는 홈(112b)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 홈(112b)에 드라이버 팁을 끼우고 커버부재(112)를 회전시키는 것에 의해 커버부재(112)를 케이스(110)에 끼워 넣을 수 있다.
상기 전자석(140)은 자석(150)을 승강 운동시키기 위한 것으로, 그 중앙에 관통공(144)이 형성되어 있는 릴부재(141)에 코일(142)이 감겨진 솔레노이드 형태이다. 이 관통공(144)에는 자석(150)이 승강 가능하게 수납된다. 따라서, 상기 코일(142)에 순방향 또는 역방향으로 전류를 인가하면, 플레밍의 오른손 법칙에 따라 자석(150)은 관통공(144) 내에서 승강 운동된다.
상기 자석(150)은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 자석이다. 이 자석(150)은 그 직경이 1mm∼5mm 정도로 매우 작으면서도 자력강도가 일반적인 보통 자석보다 수십∼수백배 강하다(수천 가우스). 따라서, 상기 전자석(140)과 상기 니오드늄-아이언-보론 자석을 이용하여 강력한 액츄에이터를 구성할 수 있으며, 이 액츄에이터를 이용하여 상기 자석(150)을 초당 수백회 정도 왕복 승강 운동시킬 수 있다. 상기 유체회동부(160)는 외부로부터 유입된 유체를 회동시켜 배출시키기 위한 곳으로 상기 전자석(140)과 상기 베이스(120)사이에 위치된다. 그 유체회동부(160)는 상기 자석(150)의 자력을 통과시키는 비자성체 디스크(162)와, 상기 비자성체 디스크(162)와 상기 베이스(120) 사이에 설치된 개스킷(164)으로 구성된다. 상기 개스킷(164)에는 그 중앙부에 유입구(122)와 유출구(124)가 수납되는 공간부(164a)가 형성되어 있다. 상기 공간부(164a)는 유입구(122)와 유출구(124)에 설치된 원웨이밸브(210)를 연통시키기 위한 것으로 원웨이밸브(210)의 판막(216)이 판막운동하기 위한 공간을 형성한다. 이 공간부(164a)는 상기 개스킷(164)이 상기 비자성체 디스크(162)의 표면과 베이스(120)의 표면에 밀착되는 것에 의하여 밀봉된다. 본 실시예에서 상기 비자성체 디스크(162)나 개스킷(164)은 플라스틱 소재를 사용하여 구현하였다. 그러나, 디스크(162)나 개스킷(164)의 재질은 본 실시예에 한정되지 않는 것은 물론이다.
상기 베이스(120)에 형성된 유입구(122) 및 유출구(124)에는 베이스(120)의 하부측으로부터 유체가 유입되는 유입튜브(252)와 유체가 유출되는 유출튜브(254)가 각각 끼워진다. 이때, 상기 베이스(120)의 상부측 유출구(124)에는 상기 자석(150)에 의해 연동되어 유체가 유출되는 것을 선택적으로 차단하는 유출차단수단(2130)이 설치된다.
상기 유출차단수단(2130)은, 상기 유출구(124)에 설치되며, 유체회동부(160)에 수용된 유체를 일방향으로만 흐르게 하는, 앞서 설명한 원웨이밸브(210)와, 상기 원웨이밸브(210)의 내부에 수납되어 상기 자석(150)의 승강운동에 따라 상기 원웨이밸브(210)를 선택적으로 개폐하는 자성편(230)을 포함한다.
상기 원웨이밸브(210)는, 상기 유출구(124)에 설치되는 소정의 길이를 가지는 튜브(212)와, 상기 튜브(212)의 일측 단부 표면에 용접점(218)을 중심으로 일점열용접된 판막(216)으로 구성된다. 이때, 상기 원웨이밸브(210)는 그 판막(216)이 젖혀질 때 경사면이 유체의 흐름방향에 대면되도록, 즉 용접점(218)이 유입구(122) 방향으로 위치되도록 설치한다. 아울러, 상기 튜브(212) 및 판막(216)은 자기점착성을 갖는 폴리머, 예컨대 타이곤으로 이루어진다. 상기 자기 점착성은 유체가 유출구(124)와 원웨이밸브(210) 사이로 새는 것을 방지한다.
상기 자성편(230)은, 상기 튜브(212) 내부 유로에 수납되어 상기 자석(150)의 승강운동에 연동되어 승강운동하는 예컨대, 금도금된 철선조각이다. 이 자성편은 직경 0.4 mm 정도의 철선을 1.5∼2mm 정도로 잘라 금도금한 것으로 그 직경은 튜브(212) 내부 유로의 직경보다 작다. 이때, 상기 금도금은 자성편(230)이 다양한 화학적 성질을 가지는 유체내에서 승강 운동할 때 유체와 화학반응하지 않도록 하기 위한 것이다. 이때, 상기 자성편(230)은 유체와 화학반응하지 않으면서 자석(150)에 연동되는 운동을 할 수 있으면, 테플론(Teflon) 이나 금이 코팅된 철선이나 자석으로 대치할 수 있으며, 그 자성편(230)의 구조는 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다. 이와 같은 자성편(230)은 자석(150)이 하강할 때 자석(150)과의 거리가 가까워지므로 자력에 의해 상승하면서 판막(216)을 공간부(164a)로 젖혀지게 하여 원웨이밸브(210)를 개방한다. 그러면, 공간부(164a)에 수용된 유체는 튜브(212) 내부 유로에 수납된 자성편(230)의 외주면과 튜브(212) 내부 내주면 사이의 공간을 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편, 상기 원웨이밸브(210)와 상기 유출튜브(254) 사이에는 상기 자성편(230)이 상기 튜브(212) 외부로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지망(240)이 설치된다. 이 이탈방지망(240)에는 적어도 자성편(230)의 직경보다 작은 그물망이 형성되어 있어 자성편(230)이 상기 그물망 사이로 빠져나가는 것을 방지한다.
이와 같은 구조로 된 유체 제어장치는 자석, 전자석, 원웨이밸브의 크기를 달리함으로써 전체크기를 16mm3에서 최대 3020mm3정도까지 만들 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제1실시예의 동작을 상세히 설명한다.
도 5는 상술한 유체 제어장치에서 유체가 흐를수 있는 상태를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 유체가 유입튜브(252) 및 유입구(122)를 통하여 유체회동부(160)의 공간부(164a)로 유입된다.
상기 전자석(140)에 전류를 인가하지 않으면 자석(150)은 그 무게에 의해 관통공(144)의 하부, 즉 비자성체 디스크(162)에 얹혀진 상태에 있다. 그러면, 상기 자석(150)과 상기 자성편(230) 사이의 거리가 짧아지게 되고, 자석(150)의 자력은 자성편(230)을 상승시킨다. 상기 자성편(230)은 상승하면서 판막(216)을 공간부(164a)로 젖혀서 원웨이밸브(210)를 개방시킨다. 따라서, 상기 공간부(164a)에 채워져 있는 유체는 상기 원웨이밸브(210)와 유출튜브(254)를 통해 배출된다.
도 6은 상술한 유체 제어장치에서 유체가 흐를 수 없는 상태를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 유체가 유입튜브(252) 및 유입구(122)를 통하여 유체회동부(160)의 공간부(164a)로 유입된다.
상기 전자석(140)에 전류를 인가하면 자석(150)은 플레밍의 오른손법칙에 따라 관통공(144)의 상부, 즉 비자성체 디스크(162)에서 멀어지는 위치로 상승 이동된다. 그러면, 상기 자석(150)과 상기 자성편(230) 사이의 상대거리가 멀어지게 되어 자력이 약해지고, 이에 따라 자성편(230)은 그 무게에 의해 하강하여 이탈방지망(240)에 얹혀지게 된다. 한편, 상기 공간부(164a)에 수용된 유체는 판막(216)의 표면에 유압을 가하여 판막(216)이 튜브(212)의 단부 표면에 밀착되도록 한다. 즉, 자석(150)이 상승함에 따라 자성편(230)은 하강하고, 동시에 유압은 판막(216)을 튜브 단부 표면에 밀착시켜 원웨이밸브(210)를 폐쇄시키는 것이다. 그러므로, 상기 공간부(164a)에 채워져 있는 유체는 원웨이밸브(210)로 흐르지 못하게 된다.
본 실시예에서는 유체를 일측으로 흐르게 하기 위한 수단으로 유출차단수단을 채용하였지만, 그 구조는 본 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 원웨이밸브(210)와, 그 원웨이밸브(210)의 판막(216)의 내부에 설치된 자성편(235)을 포함하여 유출차단수단(2230)을 구성할 수 도 있다. 이와 같은 구조에서는, 상기 자석(150)이 하강하면, 자력에 의해서 자성체(235)가 상승하려 하므로 판막(216)은 튜브(212) 단부 표면에서 젖혀진다. 한편, 상기 자석(150)이 상승하면, 자성편(235)에 인가되는 자력은 약해지고 유체는 이 자력보다 큰 유압을 판막(216)의 표면에 인가하여 판막(216)을 튜브 단부 표면에 밀착시켜 원웨이밸브(210)를 폐쇄한다. 이러한 유출차단을 채용하면 이탈방지망(240)을 사용하지 않아도 된다.
다음, 도8 또는 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제2실시예를 상세히 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 상기 유체 제어장치는, 제1기판(1120)에 고정되는 케이스(1110)와, 그 케이스(1110)에 수납되는 전자석(140)과, 상기 전자석(140) 내에서 승강운동되는 자석(150)과, 유체가 수용 및 회동되는 유체회동부(160)와, 상기 자석(150)의 승강 운동에 연동되어 상기 유체회동부(160)로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 유출차단수단(2130)을 포함한다.
상기 케이스(1110)는 제1기판(1120)에 고정되는 플랜지(1110b)를 가지며, 그 직경은 대략 12mm 인 비자성체 재질, 예컨대 구리(copper)를 사용한다.
상기 제1기판(1120)은 유입구(1122)와 유출구(1124)가 형성되어 있으며, 그 표면에는 상기 플랜지(1110b)가 고정되는 동판(copper plate)(1120a)이 마련되어 있다. 상기 플랜지(1110b)는 상기 동판(1120a)에 안착된 상태에서 플랜지(1110b) 주위를 납땜(1400)하는 것에 의해 동판(1120a)에 고정된다.
상기 제1기판(1120)에 밀착되게 접합되는 제2기판(1130)에는 상기 유입구(1122)와 연통되는 유입채널(1252)과 상기 유출구(1124)와 연통되는 유출채널(1254)을 가진다. 상기 유입채널(1252)은 시료나 시약과 같은 유체가 외부로부터 유입되는 통로이고, 상기 유출채널(1254)은 상기 유체회동부(160)에서 회동된 유체를 외부로 유출시키기 위한 통로이다.
상기 유출구(1124)에는 제1실시예에서 사용된 것과 동일 구성 및 작용하는 유출차단수단(2130)이 설치되며, 그 설명은 생략한다. 상기 제1기판(1120)과 제2기판(1130)은 접착제를 이용하거나 초음파를 이용하여 상호 접합한다.
상기 케이스(1110)에 수납되는 전자석(140) 및 그 전자석(140)의 이탈을 방지하기 위한 커버부재(112), 상기 전자석(140)에 수납되는 자석(150)은 제1실시예에서 사용된 것과 동일 부재 및 동일 작용을 하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 유체회동부(160)는 외부로부터 유입된 유체를 회동시켜 배출하기 위한 곳으로, 상기 전자석(140)과 상기 제1기판(1120) 사이에 위치된다. 그 유체회동부(160)는 제1실시예에서 사용된 것과 동일 부재 및 동일 작용을 하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제2실시예의 동작을 상세히 설명한다.
도 9는 본 실시예의 유체 제어장치에서 유체가 흐를수 있는 상태를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 유체가 제2기판(1130)에 형성되어 있는 유입채널(1252) 및 유입구(122)를 통하여 유체회동부(160)의 공간부(164a)로 유입된다.
상기 전자석(140)에 전류를 인가하지 않으면 자석(150)은 그 무게에 의해 관통공(144)의 하부, 즉 비자성체 디스크(162)에 얹혀진 상태에 있다. 그러면, 상기 자석(150)과 상기 자성편(230) 사이의 거리가 짧아지게 되고, 자석(150)의 자력은 자성편(230)을 상승시킨다. 상기 자성편(230)은 상승하면서 판막(216)을 공간부(164a)로 젖혀서 원웨이밸브(210)를 개방시킨다. 따라서, 상기 공간부(164a)에 채워져 있는 유체는 상기 원웨이밸브(210)와 유출채널(1254)을 통해 배출된다.
그리고, 상기 전자석(140)에 전류를 인가하면 자석(150)은 관통공(144)의 상부로 상승 이동하면서 상기 자성편(230) 사이의 상대거리가 멀어지게 된다. 그러면, 자력이 약해지고, 이에 따라 자성편(230)은 그 무게에 의해 하강한다. 한편, 공간부(164a)에 수용된 유체는 판막(216)을 튜브(212)의 표면에 유압을 가하여 판막(216)을 튜브(212)의 단부 표면에 밀착시켜 원웨이밸브(210)를 폐쇄한다. 그러므로, 공간부(164a)에 채워져 있는 유체는 원웨이밸브(210)로 흐르지 못하게 된다.
본 실시예에서는 유체를 일측으로 흐르게 하기 위한 수단으로 유출차단수단을 채용하였지만, 그 구조는 본 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 원웨이밸브(210)와, 그 원웨이밸브(210)의 판막(216)의 내부에 설치된 자성편(235)을 포함하여 구성할 수 도 있다. 이와 같은 구조에서는, 상기 자석(150)이 하강하면, 자력에 의해서 자성체(235)가 상승하려 하므로 판막(216)은 튜브(212) 단부 표면에서 젖혀진다. 한편, 상기 자석(150)이 상승하면, 자성편(235)에 인가되는 자력은 약해지고 유체는 이 자력보다 큰 유압을 판막(216)의 표면에 인가하여 판막(216)을 튜브 단부 표면에 밀착시켜 원웨이밸브(210)를 폐쇄한다.
다음, 도 10 또는 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제3실시예를 상세히 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 상기 실시예에 따른 유체 제어장치는, 하우징(330)과, 그 하우징(330)에 수납되며 제1,2관통공(344a)(344b)이 형성된 전자석(340)과, 상기 제1,2관통공(344a)(344b) 내에서 승강운동되는 제1,2자석(350a)(350b)과, 유체가 수용 및 회동되는 유체회동부(360)와, 상기 제1,2자석(350a)(350b)의 승강 운동에 연동되어 상기 유체회동부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 제1,2유출차단수단(2140)(2150)을 포함한다.
상기 하우징(330)은, 상기 전자석(340) 및 유체회동부(360)가 수납되는 케이스(310), 유체가 유입되는 공통유입구(322)와 유체가 유출되는 제1,2유출구(324a)(324b)를 가지는 베이스(320)로 구성된다. 그리고, 상기 케이스(310)와 베이스(320)는 각각 상호 분리 및 결합이 가능하도록 체결부를 가진다. 이 체결부는, 예컨대 케이스(310) 하부측 내주면에 형성된 제2너트(미도시)와, 베이스(320)의 외주면에 형성된 제2볼트(323)로 이루어진다. 이때 이 체결부의 구조는 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 물론이다. 상기 케이스(310) 및 베이스(320)는 그 각각의 직경이 대략 15mm 이며, 플라스틱 재질로 되어 있다.
상기 케이스(310)에는 수납되는 전자석(340)의 이탈을 방지하기 위한 커버부재(312)가 설치된다. 상기 커버부재(312)는 그 외주면에 제1볼트(312a)가 형성되어 있고, 상기 케이스(310)의 상부측 내주면에는 상기 제1볼트(312a)에 대응되는 제1너트(310a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 커버부재(312)의 상부측에는 일반적인 드라이버 팁이 끼워지는 홈(312b)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 홈(312b)에 드라이버 팁을 끼우고 회전시키는 것에 의해 커버부재(312)를 케이스(310)에 끼워 넣을 수 있다.
상기 전자석(340)은 상기 제1,2자석(350a)(350b)을 상호 반대방향으로 승강 운동시키기 위한 것이다. 이 전자석(340)은 그 중앙부에 대칭으로 제1,2관통공(344a)(344b)이 형성되어 있는 릴부재(341)에 코일(342)이 감겨진 솔레노이드 형태이다. 상기 제1관통공(344a)에는 제1자석(350a)이, 상기 제2관통공(344b)에는 제2자석(350b)이 각각 반대 극성으로 위치되도록 수납된다. 즉, 제1자석(350a)의 극성 방향이 N-S 로 되면, 제2자석(350b)의 극성방향은 S-N 이 되도록 수납되는 것이다. 따라서, 상기 코일(342))에 순방향 또는 역방향으로 전류가 흐르면, 제1,2관통공(344a)(344b) 내에서 제1,2자석(350a)(350b)중 어느 하나는 상승하고 다른 하나는 하강한다.
상기 제1,2자석(350a)(350b)은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 자석이다. 이 자석(350a)(350b)은 그 직경이 1mm∼5mm 정도로 매우 작으면서도 자력강도가 일반적인 보통 자석보다 수십∼수백배 강하다(수천 가우스). 따라서, 상기 전자석(340)과 상기 니오드늄-아이언-보론 자석(350a)(350b)을 이용하여 강력한 액츄에이터를 구성할 수 있으며, 이 액츄에이터를 이용하여 상기 제1,2자석(350a)(350b)을 초당 수백회 정도 교번적으로 왕복 승강 운동시킬 수 있다.
상기 유체회동부(360)는 외부로부터 유입된 유체를 회동시켜 배출시키기 위한 곳으로 상기 전자석(340)과 상기 베이스(320)사이에 위치된다. 그 유체회동부(360)는 상기 제1,2자석(350a)(350b)의 자력을 통과시키는 비자성체 디스크(362)와, 상기 비자성체 디스크(362)와 상기 베이스(320)를 밀착시키는 개스킷(364)으로 구성된다. 상기 개스킷(364)에는 그 중앙부에 상기 베이스(320)의 공통유입구(322)와 제1,2유출구(324a)(324b)가 수납되는 공간부(364a)가 형성되어 있다. 상기 공간부(364a)는 상기 공통유입구(322)와 상기 제1,2유출구(324a)(324b)에 설치된 제1,2원웨이밸브(410)(420)를 연통시키기 위한 것으로 제1,2원웨이밸브(410)(420)의 제1,2판막(416)(426)이 판막운동하기 위한 공간을 형성한다. 이 공간부(346a)는 상기 개스킷(364)이 상기 비자성체디스크(362)의 표면과 상기 베이스(320)의 표면에 밀착되는 것에 의하여 밀봉된다. 본 실시예에서 상기 비자성체 디스크(362)나 개스킷(364)으로 플라스틱 소재를 사용하여 구현하였다. 그러나, 디스크(362)나 개스킷(364)의 재질은 본 실시예에 한정되지 않는 것은 물론이다.
상기 베이스(320)에는 공통유입구(322)와 제1,2유출구(324a)(324b)가 형성되어 있다. 상기 공통유입구(322)에는 베이스(320)의 하부측으로부터 유체가 유입되는 유입튜브(452)가 끼워지고, 상기 제1,2유출구(324a)(324b)에는 유체가 배출되는 제1,2유출튜브(454a)(454b)가 각각 끼워진다. 이때, 상기 베이스(320)의 상부측 제1,2유출구(324a)(324b)에는 상기 제1,2자석(350a)(350b)에 의해 연동되어 유체가 유출되는 것을 교번적으로 차단하는 제1유출차단수단(2140), 제2유출차단수단(2150)이 각각 설치된다.
상기 제1유출차단수단(2140)은, 상기 제1유출구(324a)에 설치되며, 유체회동부(360)에 수용된 유체를 일방향으로만 흐르게 하는 제1원웨이밸브(410)와, 상기 원웨이밸브(410)의 내부에 수납되어 상기 제1자석(350a)의 승강운동에 따라 상기 제1원웨이밸브(410)를 선택적으로 개폐하는 자성편(431)을 포함한다. 상기 제2유출차단수단(2150)은, 상기 제2유출구(324b)에 설치되며, 유체회동부(360)에 수용된 유체를 일방향으로만 흐르게 하는 제2원웨이밸브(420)와, 상기 원웨이밸브(420)의 내부에 수납되어 상기 제2자석(350b)의 승강운동에 따라 상기 제2원웨이밸브(420)를 선택적으로 개폐하는 자성편(432)을 포함한다. 이때, 상기 제1,2원웨이밸브(410)(420)는 그 제1,2판막(416)(426)이 젖혀질 때 각각의 경사면이 유체의 흐름방향에 대면되도록, 즉 공통유입구(322)에 대해 경사면이 대칭으로 마주보도록 설치한다.
상기 제1,2자석(350a)(350b)은 그 극성이 반대 방향으로 되어 있으므로, 상기 제1,2원웨이밸브(410)(420)는 상호 교번적으로 개폐된다.
상기 제1,2원웨이밸브(410)(420)와 상기 제1,2자성편(431)(432)으로 구성된 제1,2유출차단수단(2140)(2150)은 제1실시예에서 사용된 유출차단수단(2130)과 동일 구성 및 동일 작용을 하므로 그 설명은 생략한다.
한편, 상기 제1,2원웨이밸브(410)(420)와 상기 제1,2유출튜브(454a)(454b) 사이에는 상기 제1,2자성편(431)(432)이 상기 제1,2튜브(412)(422) 외부로 이탈되지 않도록 하는 제1,2이탈방지망(440a)(440b)이 설치된다. 이 제1,2이탈방지망(440a)(440b)도 제1실시예에서 사용된 것과 동일 구성 및 동일 작용을 하므로 그 설명은 생략한다.
이와 같은 구조로 된 유체 제어장치는 제1,2자석, 전자석, 제1,2원웨이튜브의 크기를 달리함으로써 전체크기를 16mm3에서 최대 3020mm3정도까지 만들 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제3실시예의 동작을 상세히 설명한다.
도 11을 참조하면, 유체가 유입튜브(452) 및 유입구(322)를 통하여 공간부(364a)로 유입된다.
상기 전자석(340)에 순방향 전류를 인가하면 제1자석(350a)은 하강이동하고 제2자석(350b)은 상승 이동한다. 이때, 하강하는 제1자석(350a)은 비자성체 디스크(362)에 얹혀진 상태에 있게 된다.
상기 제1자석(350a)이 하강하였을 때, 제1자석(350a)과 제1자성편(431) 사이의 상대거리가 짧아지게 되고, 제1자석(350a)의 자력은 제1자성편(431)을 상승시킨다. 상기 제1자성편(431)은 상승하면서 제1판막(416)을공간부(364a)로 젖혀서 제1원웨이밸브(410)를 개방시킨다. 따라서, 상기 공간부(364a)에 채워져 있는 유체는 상기 제1원웨이밸브(410)와 제1유출튜브(454a)를 통해 외부로 배출된다. 한편, 상기 제2자석(350b)은 상승하였으므로 제2자성편(432)과의 상대거리가 멀게 되고 따라서 제2자성편(432)에 인가되는 제2자석(350b)의 자력은 약하게 된다. 그러므로, 제2자성편(432)은 그 무게에 의해 하강하여 제2이탈방지망(440b)에 얹혀지게 된다. 한편, 상기 공간부(364a)에 수용된 유체의 제2판막(426)의 표면에 유압을 가하여 제2판막(426)을 제2튜브(422)의 단부 표면에 밀착시켜 제2원웨이밸브(420)를 폐쇄시킨다. 그러므로, 상기 공간부(364a)에 채워져 있는 유체는 제2원웨이밸브(420)로 흐르지 못하게 된다.
상기 전자석(340)에 역방향 전류를 인가하면, 상기 제1자석(350a)은 상승 이동하고, 제2자석(350b)은 하강 이동하여 제2자석(350b)은 비자성체 디스크(362)에 얹혀진다. 이때 제1,2원웨이밸브(410)(420)의 동작은 전자석(340)에 전류를 순방향으로 흐를때와 반대 동작을 수행하여 제1원웨이밸브(410)는 폐쇄되고 제2원웨이밸브(420)는 개방된다. 따라서, 공간부(364a)에 수용된 유체는 제1원웨이밸브(410)로는 흐르지 못하고, 제2원웨이밸브(420)를 통하여 제2유출튜브(454b)를 경유해 외부로 배출된다.
다음, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제4실시예를 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 상기 유체 제어장치는, 제1기판(1320)에 고정되는 케이스(1310)와, 그 케이스(1310)에 수납되는 전자석(340)과, 상기 전자석(340) 내에서 승강운동되는 제1,2자석(350a)(350b)과, 유체가 수용 및 회동되는 유체회동부(360)와, 상기 제1,2자석(350a)(350b)에 연동되어 상기 유체회동부(360)로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 제1,2유출차단수단(2140)(2150)을 포함한다.
상기 케이스(1310)는 제1기판(1320)에 고정되는 플랜지(1310b)를 가지며, 그 직경은 대략 15mm 인 비자성체 재질, 예컨대 구리를 사용한다.
상기 제1기판(1320)은 공통유입구(1322) 및 제1,2유출구(미도시)를 가지며, 그 표면에는 상기 플랜지(1310b)가 고정되는 동판(1320a)이 마련되어 있다. 상기 플랜지(1310b)는 상기 동판(1320a)에 안착된 상태에서 플랜지(1310b) 주위를 납땜(1500)하는 것에 의해 동판(1320a)에 고정된다.
상기 제1기판(1320)에 밀착되게 접합되는 제2기판(1330)에는 상기 공통유입구(1322)와 연통되는 공통유입채널(1452)을 가진다. 상기 공통유입채널(1452)은 시료나 시약과 같은 유체가 외부로부터 유입되는 통로이고, 상기 제1,2유출채널(1454a)(1454b)은 상기 유체회동부(360)에서 회동된 유체를 외부로 유출시키기 위한 통로이다.
상기 제1,2유출구에는 제3실시예에서 사용된 것과 동일 구성 및 작용하는 제1,2유출차단수단(2140)(2150)이 설치되며, 그 설명은 생략한다. 이러한 제1기판(1320)과 제2기판(1330)은 접착제를 이용하거나 초음파를 이용하여 상호 접합한다.
상기 케이스(1310)에 수납되는 전자석(340) 및 그 전자석(340)의 이탈을 방지하기 위한 커버부재(312), 상기 전자석(340)에 수납되는 제1,2자석(350a)(350b)은 제3실시예에서 사용된 것과 동일 부재 및 동일 작용을 하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 유체회동부(360)는 외부로부터 유입된 유체를 회동시켜 배출하기 위한 곳으로, 상기 전자석(340)과 상기 제1기판(1320) 사이에 위치된다. 그 유체회동부(360)는 제3실시예에서 사용된 것과 동일 부재 및 동일 작용을 하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 유체 제어장치의 제4실시예의 동작을 상세히 설명한다.
도면을 참조하면, 유체가 제2기판(1330)에 형성되어 있는 공통유입채널(1452) 및 공통유입구(1322)를 통하여 유체회동부(360)의 공간부(364a)로 유입된다.
상기 전자석(340)에 순방향으로 전류를 인가하면 제1자석(350a)은 그 무게에 의해 제1관통공(344a)의 하부, 즉 비자성체 디스크(362)에 얹혀지고, 제2자석(350b)은 제2관통공(344b)의 상부에 위치하게 된다. 그러면, 상기 제1자석(350a)과 상기 제1자성편(431) 사이의 거리가 짧아지게 되고, 제1자석(350a)의 자력은 제1자성편(431)은 상승시킨다. 이 제1자성편(431)은 제1판막(416)을 공간부(364a)로 젖혀서 제1원웨이밸브(410)를 개방시킨다. 따라서, 상기 공간부(364a)에 채워져 있는 유체는 제1원웨이밸브(410)와 제1유출채널(1454a)을 통해 외부로 배출된다. 한편, 상기 제2자석(350b)은 상승하였으므로 제2자성편(432)과의 상대 거리가 멀어지게 되고, 따라서 제2자성편(432)은 그 무게에 의해 제2유출채널(1454b)에 얹혀지게 되고, 한편, 공간부(364a)에 수용된 유체는 제2판막(426)을 제2튜브(422)의 단부 표면에 밀착시키도록 유압을 가하여 상기 제2원웨이밸브(420)를 폐쇄시키므로 유체는 제2원웨이밸브(420)로 흐르지 못한다.
그리고, 상기 전자석(340)에 역방향으로 전류를 인가하면 위의 동작은 반대가 되어, 제1원웨이밸브(410)는 폐쇄되고 제2원웨이밸브(420)는 개방된다. 따라서, 공간부(364a)에 수용된 유체는 제1원웨이밸브(410)로 흐르지 못하게 되고, 공간부(364a)에 수용된 유체는 제2원웨이밸브(420) 및 제2유출채널(1454b)로 흐르지 못한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원웨이밸브 및 유체 제어장치는 전자석과 니오드늄-아이언-보론 자석을 이용하여 강력한 액츄에이터를 구성하고, 자기 점착성을 가지는 타이곤을 사용함으로써, 일방향 흐름성이 우수하고 소형인 원웨이 밸브 및 유체 제어장치를 만들 수 있다. 이 원웨이 밸브 및 유체 제어장치를 사용하여 극소량의 시료나 시약의 양 또는 그 흐름을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 플라스틱이나 구리등의 재질을 사용하였으므로, 실리콘 웨이퍼의 물성의 한계에 의한 문제, 예컨대 깨지기 쉽고, 적층구조에서 각 웨이퍼 사이의 누수가 발생하는 문제를 해결할 수 있다는 효과가 있다.
Claims (18)
- 적어도 일측 단부를 가지며 자기 점착성(self cohesion)을 갖는 폴리머로 된 튜브와;상기 일측 단부의 표면상에 일점열용접(spot welding)되어 유체의 흐름 방향에 따라 상기 튜브의 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리되며, 상기 튜브와 동일 재질로 된 판막;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 원웨이밸브.
- 상기 튜브 및 판막은 폴리머, 예컨대 타이곤(TYGON)과 같은 것을 특징으로 하는 원웨이밸브.
- 수납공간이 형성된 케이스, 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 베이스를 포함하여 된 하우징과;상기 수납공간에 설치되며 그 중앙에 관통공이 형성된 전자석과;상기 관통공 내에서 승강 가능하게 설치된 자석과;상기 전자석과 상기 베이스 사이에 위치되며 상기 유입구 및 상기 유출구를 수납하는 공간부를 가지는 유체회동부와;상기 유출구에 설치되며, 상기 자석의 승강 운동에 연동되어 상기 공간부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 유출차단수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
- 제3항에 있어서,상기 베이스와 상기 케이스는 상호 분리 및 결합이 가능하도록 하는 체결부를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제3항에 있어서,상기 베이스는 유입구와 유출구를 가지는 기판이며, 상기 케이스는 그 외주면에 상기 기판에 설치되는 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제3항에 있어서,상기 자석은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제3항에 있어서, 상기 유체회동부는,상기 자석의 자력을 통과시키는 비자성체 디스크와;상기 유입구와 상기 유출구를 수납하여 연통시키는 공간부가 마련되어 있으며, 상기 공간부를 밀봉시키기 위하여 상기 비자성체 디스크의 표면 및 상기 베이스의 표면에 밀착되는 개스킷;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제3항에 있어서, 상기 유출차단수단은,상기 유출구에 설치되며 소정의 길이를 가지는 튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 판막을 구비하여 된 원웨이밸브와;상기 튜브 내부에 수납되며, 상기 자석에 연동되어 상기 튜브 내부에서 승강되면서 상기 판막을 상기 튜브의 일측 단부 표면으로부터 개폐시키고, 유체와 화학반응되는 것을 방지하기 위하여 전면을 비반응성 물질로 코팅시킨 자성편;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제3항에 있어서, 상기 유출차단수단은,상기 유출구에 설치되며 소정의 길이를 가지는 튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 판막을 구비하여 된 원웨이밸브와;상기 판막 내부에 설치되어서 상기 자석의 의해 연동되는 것에 의해 상기 판막을 튜브의 일측 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리시키는 자성편;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 튜브 및 판막은 자기점착성(self cohesion)을 갖는 폴리머, 예컨대 타이곤인 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 수납공간이 형성된 케이스, 공통유입구와 제1,2유출구를 가지는 베이스를 포함하여 된 하우징과;상기 수납공간에 설치되며 제1관통공과 제2관통공이 형성된 전자석과;극성 방향이 반대로 되도록 상기 제1관통공과 제2관통공 내에 승강 가능하게 설치된 제1,2자석과;상기 전자석과 상기 베이스 사이에 위치되며, 상기 공통유입구 및 상기 제1,2유출구가 수납되는 공간부를 가지는 유체회동부와;상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 상기 제1,2자석의 승강 운동에 연동되어 상기 공간부로부터 유출되는 유체를 선택적으로 차단하는 제1,2유출차단수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서,상기 베이스와 상기 케이스는 상호 분리 및 결합이 가능하도록 체결부를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서,상기 베이스는 공통유입구 및 제1,2유출구를 가지는 기판이며, 상기 케이스는 그 외주면에 상기 기판에 설치되는 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서,상기 제1,2자석은 니오드뮴-아이언-보론(NdFeB) 재질로 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서, 상기 유체회동부는,상기 제1,2자석의 자력을 통과시키는 비자성체 디스크와;상기 공통유입구와 상기 제1,2유출구를 수납하여 연통시키는 공간부가 마련되어 있으며, 상기 공간부를 밀봉시키기 위하여 상기 비자성체 디스크의 표면 및 상기 베이스의 표면에 밀착되는 개스킷;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제1,2유출차단수단은,상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 소정의 길이를 가지는 제1,2튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 제1,2튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 제1,2판막을 각각 구비하여 된 제1,2원웨이밸브와;상기 제1,2튜브 내부에 각각 수납되며 상기 제1,2자석에 의해 연동되어 상기 튜브 내부에서 승강되면서 상기 제1,2판막을 상기 제1,2튜브의 단부 표면으로부터 개폐시키고, 유체와 화학반응되는 것을 방지하기 위하여 전면을 비반응성 물질로 코팅시킨 제1,2자성편;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제1,2유출차단수단은,상기 제1,2유출구에 각각 설치되며, 소정의 길이를 가지는 제1,2튜브와, 상기 유체회동부 방향으로 상기 제1,2튜브의 일측 단부 표면에 일점열용접되어 그 일점열용접된 곳을 중심으로 하여 판막운동 가능하게 설치된 제1,2판막을 구비하여 된 제1,2원웨이밸브와;상기 제1,2판막 내부에 설치되어서 상기 자석의 의해 연동되는 것에 의해 상기 제1,2판막을 튜브의 일측 단부 표면에 밀착 또는 밀착분리시키는 제1,2자성편;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
- 제16항 또는 제17항에 있어서,상기 제1,2튜브 및 제1,2판막은 자기점착성을 갖는 폴리머, 예컨대 타이곤인 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
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|---|---|---|---|
| KR1019970033868A KR19990010959A (ko) | 1997-07-19 | 1997-07-19 | 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970033868A KR19990010959A (ko) | 1997-07-19 | 1997-07-19 | 원웨이밸브 및 그를 이용한 유체 제어장치 |
Publications (1)
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| KR19990010959A true KR19990010959A (ko) | 1999-02-18 |
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| KR (1) | KR19990010959A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100669517B1 (ko) * | 2000-03-24 | 2007-02-28 | 김영생 | 밸브 |
-
1997
- 1997-07-19 KR KR1019970033868A patent/KR19990010959A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100669517B1 (ko) * | 2000-03-24 | 2007-02-28 | 김영생 | 밸브 |
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