KR200436495Y1

KR200436495Y1 - 진공 게이트 밸브

Info

Publication number: KR200436495Y1
Application number: KR2020070006078U
Authority: KR
Inventors: 김순옥; 강효구
Original assignee: 김순옥
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2007-08-28

Abstract

본 고안은 진공 게이트 밸브에 관한 것이다. 구성은, 유체 유입구(FI)와 유출구(FO)가 마련되는 밸브케이싱(2); 상기 유입구(FI)를 선택 개폐하도록 상기 밸브케이싱(2) 내부에 설치되는 밸브판(4); 측방에 제1,2 공기유통공(A1,A2)이 각각 마련되며, 상부 및 하부 플랜지(12,14)가 각각 마련되는 외부실린더(10); 기밀을 유지하며 피스톤운동 가능하게 상기 외부 실린더(10) 내부에 설치되며, 상기 제1 공기유통공(A1)과 소통되는 원통형의 제1 압력공간(P1)을 형성하도록 하단에 내부플랜지(20)가 돌출되는 내부실린더; 상기 내부실린더(18)의 하단에 연결되어 상기 외부실린더의 하부 플랜지(14)와 더불어 상기 제2 공기유통공(A2)과 소통되는 원통형의 제2 압력공간(P2)을 형성하는 라이너(22); 상기 내부실린더의 내부플랜지의 상면(20a) 또는 저면(20b)의 어느 일곳 이상에 설치되는 충격흡수부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

밸브, 게이트, 스프링, 충격, 벨로우즈

Description

진공 게이트 밸브{vacuum gate balve}

도 1은 종래의 진공 게이트 밸브의 종단면도이다.

도 2는 본 고안에 의한 진공 게이트 밸브의 종단면도로서 밸브가 폐쇄된 상태를 도시한다.

도 3은 도 2의 밸브가 개방된 상태를 도시하는 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 밸브케이싱 4 ; 밸브판

6 ; 엑츄에이터 10 ; 외부실린더

12,14 ; 상부 및 하부 플랜지 18 ; 내부실린더

20 ; 내부 플랜지 22 ; 라이너(liner)

24 ; 충격흡수부재

A1,A2 ; 제1,2 공기유통공 FI,FO ; 유체 유입구,유출구

G ; 밸브게이트 P1,P2 ; 제1,2 압력공간

본 고안은 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 게이트 밸브에 관한 것이다.

밸브는 유로를 선택적으로 차단하기 위한 기계요소로서 매우 다양한 종류가 있다. 그중 게이트 밸브는 유로의 직각방향으로 기동하게끔 설치된 밸브판이 유로를 페쇄시키는 형태의 밸브이다. 이는 완전 개방시 유동저항이 적고 서서히 개폐가 이루어지기 때문에 압력손실을 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 사용유체에 이물질이 혼입된 경우 밸브에 흡착되어 차단능력이 떨어질 수 있는 단점이 있다.

본 고안과 관련이 있으며, 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, "진공 게이트 밸브"가 국내 실용신안등록출원 제20-2006-0015444호에 개시된 바 있다. 개시된 내용에 의하면, 밸브가 개방된 상태에서 밸브를 통과하는 유체가 엑츄에이터에 접촉하는 것을 차단하는 구성의 진공 게이트 밸브가 제안되고 있다.

그의 구성은, 유체의 유입구(112)과 유출구(113)가 형성된 밸브 케이싱(110); 밸브 케이싱(110)의 유입구측 내벽에 밀착되어 유체의 흐름을 개폐하도록 전후진 가능하게 설치되는 밸브판(120); 밸브판을 전후진시키는 엑츄에어터(130); 일단이 밸브 케이싱의 유출구(113)측에 고정되고, 양단부의 외주에 각각 관통공(141,142)이 형성되는 중공 실린더(140); 중공 실린더(140)의 타단에 밀봉 결합되고 관통공이 형성되는 플랜지(150); 일단이 플랜지(150)에 결합되어 중공 실린더(140) 내부로 삽입 설치되는 벨로우즈관(160); 중공 실린더(140) 내주면과 밀착되도록 된 환상의 수압부(171)를 구비하는 피스톤실린더(170)를 포함하는 구성이다.

이로써 중공 실린더(140)의 상부구멍으로 부압이 걸리면(및/또는 하부구멍으로 압축공기가 유입되면) 피스톤 실린더(170)가 상방향으로 유동하여 밸브판(120)의 이동통로를 폐쇄할 수 있게 되며, 이 과정에서 벨로우즈관(160)은 확장된다. 반대방향으로 공압이 작용하면 피스톤 실린더(170)가 밸브판(120) 이동통로를 개방할 수 있게 되며, 이 과정에서 벨로우즈관(160)은 수축된다.

물론, 피스톤 실린더(170)와 밸브판(120)의 기동은 동시에 이루어지게끔 되어 있다.

위와 같은 구성의 진공 게이트 밸브는 벨로우즈관(160)이라는 구성요소를 포함함으로써 재료비, 가공비 등이 상승하는 문제가 있으며, 피스톤 실린더(170)의 상하방향으로의 동작시 높은 공압에 의한 충격이 발생하여 소음발생 및 내구성 저하와 같은 문제가 있다.

위의 문제에 대한 본 고안의 목적은, 위에서 기술된 진공 게이트 밸브에 있어서, 벨로우즈관이라는 요소를 제거하거나 다른 단순한 요소로 치환함으로써 구성을 간단하게 하고, 피스톤실린더의 동작이 부드럽게 이루어지도록 하여 충격하중에 의한 피로도를 낮추며 동시에 소음을 줄일 수 있게 하는 진공 게이트 밸브를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 목적은, 유로에 직각방향으로 설치되는 것으로서 유체 유입구와 유출구가 마련되는 밸브케이싱; 상기 유입구를 선택 개폐하도록 상기 밸브케이싱 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 밸브판; 상기 밸브케이싱의 유출구에 직각방향으로 설치되며 상하부 측방에 제1,2 공기유통공이 각각 마련되며, 상하단에 내경이 작아지도록 상하단에 상부 및 하부 플랜지가 각각 마련되는 외부실린더; 상하방향으로 기동하면서 상기 밸브판이 상기 유로로 진입하는 통로인 밸브게이트를 선택적으로 개폐하는 것으로서, 기밀을 유지하며 피스톤운동 가능하게 상기 외부 실린더 내부에 설치되며, 상기 제1 공기유통공과 소통되는 원통형의 제1 압력공간을 형성하도록 하단에 내부플랜지가 돌출되는 내부실린더; 상기 내부실린더의 하단에 연결되어 상기 외부실린더의 하부 플랜지와 더불어 상기 제2 공기유통공과 소통되는 원통형의 제2 압력공간을 형성하는 라이너; 상기 내부실린더의 상하운동에 의한 충격을 흡수하기 위해, 상기 내부실린더의 내부플랜지의 상면 또는 저면의 어느 일곳 이상에 설치되는 충격흡수부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브에 의해 달성된다.

본 고안의 특징에 의하면 상기 충격흡수부재는 코일스프링이다. 또한, 코일스프링은 상기 내부플랜지의 상하부에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 의한 진공 게이트 밸브의 종단면도로서 밸브가 폐쇄된 상태를 도시한다. 도 3은 밸브가 개방된 상태를 도시하는 종단면도이다.

밸브의 구동방식은 종래기술에서 설명된 것과 동일하다. 그러므로 그의 전반적 구성에 대하여는 간략하게 설명한다. 일부를 제외하고는 각부의 명칭도 종래기술에 준하여 부여하기로 한다(다만 도면부호는 새로 매김).

기다란 관체 형태의 밸브케이싱(2)은 유로를 관통하게끔 그에 직각방향으로 설치된다. 밸브케이싱(2)의 유로와 교차되는 지점의 상하부에는 유체 유입구(FI)와 유출구(FO)가 각각 마련된다. 밸브판(4)이 유입구(FI)를 선택 개폐할 수 있도록 밸브케이싱(2) 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된다. 밸브케이싱(2)의 일측에는 밸브판(4)을 기동시키기 위한 엑츄에이터(6)가 설치된다. 엑츄에이터(6)와 밸브판(4)은 링크(8) 등에 의해 기구적으로 연결된다.

외부실린더(10)가 밸브케이싱(2)의 유출구(FO)에 직각이 되도록 설치된다. 외부실린더(10)의 상,하단에는 단면적(또는 내경)이 작아지는 방향으로 상부 플랜지(12) 및 하부 플랜지(14)가 설치된다. 하부 플랜지(14)가 상부 플랜지(12)보다 유로의 중심을 향해 더 돌출된다. 외부실린더(10)의 상부 및 하부에는 각각 제1,2 공기유통공(A1,A2)이 마련된다. 이 공기유통공(A1,A2)을 통해 외부실린더(10)의 내부 공간(후술됨)에 압축공기가 유입되거나 부압이 걸리게끔 할 수 있다.

한편, 상기 밸브판(4)이 유로로 진입하는 통로인 밸브게이트(G)가 유체 유입구(FI, 또는 유출구)와 직각방향으로 마련되는데, 이 밸브게이트(G)는 내부실린더(18)의 상하운동에 의해 선택적으로 개폐된다.

내부실린더(18)는 원통형상의 제1 압력공간(P1)이 마련되도록 상기 외부 실린더(10) 내부에 설치된다. 내부실린더(18)의 하단에는 환형의 내부플랜지(20)가 반경방향으로 연장 형성된다. 내부플랜지(20)의 측벽은 외부실린더(10)의 내벽에 기밀(또는 수밀, 이하 같음)하게 접하여 마찰운동을 하게 된다. 내부실린더(18)의 외측벽은 외부실린더의 상부플랜지(12)의 측벽에 기밀하게 접하여 마찰운동을 하게 된다. 제1 공기유통공(A1)이 원통형의 제1 압력공간(P1)과 소통된다. 내부실린더(18)는 외부실린더의 공기유통공(A1,A2)을 통해 작동되는 공압에 의해 상하방향으로 기동하면서 상기 밸브게이트(G)를 선택적으로 개폐하게 된다.

한편, 두께가 얇은 원통형의 라이너(22)가 내부실린더(18)의 하단에 연결되어 상기 외부실린더의 하부 플랜지(14)와 더불어 상기 제2 공기유통공(A2)과 소통되는 원통형의 제2 압력공간(P2)을 형성한다. 라이너(22)는 하부플랜지(14)의 내측벽과 미끄럼 운동 가능하게 외접한다. 라이너(22)는 압입에 의해 내부실린더(18)에 고정되거나 용접에 의해 고정될 수도 있다. 본 고안의 일특징은 종전의 벨로우즈(160, 도 1 참조)를 대체하여 단순한 형태의 라이너(22)를 사용하는 것에 있다. 도면부호 26은 밸브를 다른 배관 등에 연결하기 위한 것으로서 플랜지와 같은 공지의 연결부재이다.

이에 의한 동작관계를 설명하면 다음과 같다.

외부실린더(10)의 제1 공기유통공(A1)을 통해 제1 압력공간(P1)에 압축공기가 유입되면 내부실린더의 내부플랜지(20)의 상면(20a)에 공압이 작용하여 내부실 린더(18)를 도면상 아래로 미는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 내부실린더(18)는 밸브게이트(G)를 개방하게 된다(도 2의 상태).

이와 반대로, 외부실린더의 제2 공기유통공(A2)을 통해 제2 압력공간(P2)에 압축공기가 유입되면 내부플랜지(20)의 저면(20b)에 공압이 작용하여 내부실린더(18)를 도면상 위로 미는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 내부실린더는 밸브게이트(G)를 폐쇄하게 된다(도 3의 상태).

밸브판(4)이 유입구(FI)를 폐쇄하는 동작과 동시에 내부실린더(18)는 밸브게이트(G)를 개방하고, 밸브판(4)이 유입구(FI)를 개방하는 동작과 동시에 내부실린더(18)는 밸브게이트(G)를 폐쇄하게끔 되어 있다. 이와 같은 구성 및 작용에 의해, 유체에 섞여있는 물질이 엑츄에이터(6)에 침투하는 것을 방지할 수 있고, 나아가 밸브판(4)에 이물질이 점착되는 것을 최소화하게 된다.

본 고안의 다른 특징은 내부실린더의 내부플랜지(18) 상하부에 충격흡수부재(24)가 설치된다는 것이다.

충격흡수부재(24)는 일단이 내부플랜지(20)의 저면(20b)을 향하고, 타단이 외부실린더의 하부 플랜지(14) 상면(14a)을 향하도록 설치된다. 충격흡수부재(24)는 코일스프링, 다공성 수지, 고무링 등이 될 수 있다. 충격흡수부재(24)는 링형태와 같이 일체형으로 될 수도 있고 분리형으로 될 수도 있다.

도 2에는 스프링으로 된 충격흡수부재가 도시된다. 도시된 바에 의하면 작은 직경의 코일스프링이 내부플랜지(20)의 원주방향을 따라 여러개 설치되는 경우를 도시한다. 충격흡수부재(24)는 도시된 것처럼 내부플랜지(20)의 상하부에 각각 설치되되 특히 고정되게 설치될 수 있다.

충격흡수부재(24)에 의해, 공압이 공기유통공(A1,A2)을 통해 펄스형태로 강력하게 작용할지라도, 내부플랜지 저면(20b)과 하부플랜지 상면(14a)과의 충격 및/또는 내부플랜지 상면(20a)과 상부플랜지 저면(12b)과의 충격에 의한 격음이 발생하지 않게 된다. 즉, 내부실린더(18)는 상하방향으로 기동하되 충격이 흡수되어 부드럽게 움직이게 된다.

또한, 내부실린더(18)를 상하 동작시키기 위한 작동압은 종래의 것에 비해 적게 소요된다. 내부실린더(18)의 움직임에 대한 저항(종래기술의 벨로우즈(160)에 해당함)이 없기 때문이다. 그러므로 어떠한 요인에 의해 순간적으로 낮은 압력이 공기유통공(A1 또는 A2)을 통해 유입되는 경우에도 밸브가 오작동하는 경우를 줄일 수 있게 된다.

본 고안에 의하면 외부실린더와 그의 상하부에 설치되는 플랜지(12,14)는 조립형으로서, 외부실린더(10)의 두께를 얇게 할 수 있는 장점을 제공한다. 외부실린더(10)의 재질로는 기밀유지를 하면서 표면마찰운동을 원활하게 하기 위해 표면이 매끄러운 것으로서 선택되는데 스테인레스(예를 들어 SUS304,316)가 바람직하다. 유사한 기능을 요하는 라이너(22) 또한 같은 재질의 것으로 선택된다.

각 요소의 섭동부는 기밀 내지 수밀을 유지하기 위한 실링수단이 설치된다. 실링수단으로는 고무, 테프론, 메탈베어링 등이 선택될 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 종래의 구성요소였던 벨로우즈관(160)을 단순한 원통형의 라이너(22)로 대체함으로써 구성을 간단하게 하여 제조단가 및 고장율을 낮출 수 있는 진공 게이트 밸브가 제공된다. 또한, 충격흡수부재(24)를 두어 동작을 부드럽게 하고 피로도를 낮추며 소음을 줄일 수 있는 진공 게이트 밸브가 제공된다. 또한 작동에 필요한 공기압을 낮출 수 있어 오작동 방지 등의 장점을 지니는 진공 게이트 밸브가 제공된다.

Claims

유로에 직각방향으로 설치되는 것으로서 유체 유입구(FI)와 유출구(FO)가 마련되는 밸브케이싱(2); 상기 유입구(FI)를 선택 개폐하도록 상기 밸브케이싱(2) 내부에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 밸브판(4); 상기 밸브케이싱(2)의 유출구(FO)에 직각방향으로 설치되며 상하부 측방에 제1,2 공기유통공(A1,A2)이 각각 마련되며, 상하단에 내경이 작아지도록 상하단에 상부 및 하부 플랜지(12,14)가 각각 마련되는 외부실린더(10); 상하방향으로 기동하면서 상기 밸브판(4)이 상기 유로로 진입하는 통로인 밸브게이트(G)를 선택적으로 개폐하는 것으로서, 기밀을 유지하며 피스톤운동 가능하게 상기 외부 실린더(10) 내부에 설치되며, 상기 제1 공기유통공(A1)과 소통되는 원통형의 제1 압력공간(P1)을 형성하도록 하단에 내부플랜지(20)가 돌출되는 내부실린더; 상기 내부실린더(18)의 하단에 연결되어 상기 외부실린더의 하부 플랜지(14)와 더불어 상기 제2 공기유통공(A2)과 소통되는 원통형의 제2 압력공간(P2)을 형성하는 라이너(22); 상기 내부실린더(18)의 상하운동에 의한 충격을 흡수하기 위해, 상기 내부실린더의 내부플랜지의 상면(20a) 또는 저면(20b)의 어느 일곳 이상에 설치되는 충격흡수부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브.
제1항에 있어서, 상기 충격흡수부재(24)는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브.