KR20050026936A - 유체 제어 밸브 - Google Patents

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아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 유체 제어 밸브는 본체(1)와, 본네트(2)와, 스프링 시트부(3)와, 피스톤(4)과, 스프링(24)과, 제 1 다이어프램(27)과, 제 1 밸브부재(5)와, 제 2 밸브부재(6)와, 베이스 플레이트(7)를 구비하고, 피스톤의 동작에 따라 제 2 밸브부재의 밸브체와 본체의 밸브시트에 의해 형성되는 유체 제어부의 개구면적이 변한다.

Description

유체 제어 밸브{FLUID CONTROL VALVE}
본 발명은 유량 조정이 필요한 유체 수송 배관에 사용되는 유체 제어 밸브에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 주로 반도체 산업에서의 초순수 라인이나 각종 화학약액 라인에 바람직하게 사용되며, 유체 압력의 변화에 대한 즉응성(卽應性)이 뛰어난 유체 제어 밸브에 관한 것이다.
일본 특허공개 평6-295209는 유체 제어 밸브를 개시하고 있다.
도 5를 참조하면, 일본 특허공개 평6-295209에 개시된 유체 제어 밸브는 입구유로(51)와 출구유로(52)를 가지는 본체(53)와, 밸브부(54)와 제 1 다이어프램부(55) 및 제 2 다이어프램부(56)를 가지는 밸브체(57)를 구비하고 있다. 제 1 다이어프램부(55)와 제 2 다이어프램부(56)에 의해, 본체(53)의 챔버는 제 1 가압실(58) 및 제 2 가압실(59)로 구분된다. 제 1 가압실(58)의 바깥쪽으로부터 압축 공기 등을 이용하여 항상 안쪽으로의 일정한 압력이 가해지며, 제 2 가압실(59) 내부에 설치된 스프링(60)으로 항상 안쪽으로의 일정한 압력이 가해진다. 또한, 제 1 다이어프램부(55)의 수압(受壓) 면적은, 제 2 다이어프램부(56)의 수압 면적보다 크다.
하지만, 이와 같은 다이어프램을 이용한 밸브 장치에서는, 기체가 다이어프램을 투과한다는 문제가 있다. 특히, 약액을 사용하는 라인에서는, 약액으로부터 부식성 기체가 발생하는 경우가 있다. 이러한 부식성 기체가 다이어프램을 투과하여, 다이어프램 부근의 금속부품을 부식시킨다는 것은 잘 알려져 있다.
상기 공보에 개시된 유체 제어 밸브에서는, 제 2 다이어프램부(56)의 아랫면에 스프링(60)이 배치되어 있기 때문에, 제 2 다이어프램부(56)를 투과한 기체로부터 스프링(60)을 보호하기 위하여, PTFE 등으로 상기 스프링(60)을 코팅할 필요가 있다. 하지만, 스프링(60)을 코팅하면, 스프링 정수가 코팅의 두께 등에 의해 변하기 때문에, 이는 유체 제어 밸브의 개체별 차이를 일으키는 원인 중 하나가 되고 있다.
한편, 일반적인 유체 제어 밸브에 있어서, 밸브체의 이동량에 대하여 밸브 개구도의 변화가 작은 쪽이, 보다 미세한 제어가 가능하여 제어성능이 향상하는 것은 잘 알려져 있다. 상기 공보에 개시된 유체 제어 밸브에서도, 밸브체(57)의 축 방향 이동량에 대하여, 유체 제어 통로부의 개구 면적의 변화가 작은 쪽의 유체 제어 성능이 향상된다. 밸브체(57)의 이동량에 대하여 개구 면적의 변화를 줄이기 위해서는, 밸브부(54)의 직경을 작게 설계할 필요가 있으며, 이에 따라 밸브부(54)와 제 1 다이어프램부(55)를 잇는 로드(rod), 및 밸브부(54)와 제 2 다이어프램부(56)를 잇는 로드의 직경도 작아진다.
또한, 상기 공보에 개시된 유체 제어 밸브에서는, 제 1 가압실(58) 안의 압력에 의해 밸브부(54)의 위치를 조절함으로써, 유량 제어 통로(61)의 개구 면적이 조절된다. 한편, 다이어프램부 변형의 용이함은, 다이어프램부의 직경에 의존하고 있다. 따라서, 다이어프램이 클수록, 밸브부(54)의 위치 변화에 대하여 제 1 가압실(58) 안의 압력이 직선적으로 변하며, 히스테리시스(hysteresis)도 작아진다. 반대로 제 1 다이어프램부(55) 및 제 2 다이어프램부(56)의 직경이 작아지면, 이들 다이어프램부는 변형하기 어려워져, 밸브부(54)의 위치 변화에 대한 제 1 가압실(58) 안의 압력의 변화가 비선형이 되고, 히스테리시스도 커진다.
결국, 상기 유체 제어 밸브에 있어서, 유체 제어 성능을 향상시키기 위하여, 밸브부(54)의 직경을 줄이는 동시에, 다이어프램부의 직경을 늘리는 것이 바람직하다.
여기서, 제 1 다이어프램부(55)의 직경을 늘리고, 밸브부(54)의 직경을 줄이면, 제 1 가압실(58) 내부의 압력이 제 1 다이어프램부(55)를 아랫쪽으로 누르는 힘이 커지고, 하류측 유체의 압력이 제 1 다이어프램부(55)를 윗쪽으로 누르는 힘도 커진다. 이 때문에, 힘의 균형를 유지하기 위하여, 스프링의 반발력에 의한 윗쪽으로의 힘도 늘려야 한다.
이 때, 이 힘들은 밸브부(54)의 상하 단면과, 제 1 및 제 2 다이어프램부(55,56)를 연결하는 로드에 의해 지지되고 있다. 이 로드는 항상 축 방향으로 압축되어 있어, 그 강도가 걱정되는 부품 중의 하나였다. 특히 작동 유체가 고온의 부식성 유체인 경우, 로드는 통상 내약품성의 측면에서 PTFE에 의해 형성된다. PTFE는 기계적 강도가 낮으며, 크리프(creep)하기 쉬운 특성이 있다. 따라서, 장기간에 걸쳐 사용하면, PTFE제의 로드가 변형 또는 구부러져, 유체 제어 성능이 저하하는 문제가 발생한다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 제어 밸브의 세로 단면도이다.
도 2는 도 1에서 상류측 압력이 증가한 경우의 상태를 나타내는 세로 단면도이다.
도 3은 도 1의 유체 제어 밸브에서의 제 1 밸브부재와 제 2 밸브부재를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체 제어 밸브의 평면도이다.
도 5는 종래의 유체 제어 밸브의 세로 단면도이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 유체 제어 밸브의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 저가로 높은 수율의 제조를 가능하게 하는 동시에, 유체 안으로의 불순물의 용출이나 약액의 오염이 매우 적고, 내구성이 뛰어나 안정된 제어성능을 얻을 수 있는 유체 제어 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본체와, 본네트와, 스프링 시트부와, 피스톤과, 스프링과, 제 1 다이어프램과, 제 1 밸브부재와, 제 2 밸브부재와, 베이스 플레이트를 구비하는 유체 제어 밸브가 제공된다.
본체는 하부 중앙에 바닥부까지 개방되어 형성된 제 2 공극(空隙)과, 제 2 공극과 연결되는 입구유로와, 상부로 윗면이 개방되어 형성되며 제 2 공극의 직경보다 큰 직경을 가지는 제 1 공극과, 제 1 공극과 연결되는 출구유로와, 제 1 공극과 제 2 공극을 연결하고 제 1 공극의 직경보다 작은 직경을 가지는 연결 구멍을 가지고, 제 2 공극의 윗면은 밸브시트를 형성하고 있다.
본네트는 급기(給氣) 구멍과 배기 구멍으로 연결된 원통형의 공극을 내부에 가지고, 하단 내주면에 단차부가 설치되어 있다.
스프링 시트부는 본네트의 단차부에 끼워져 들어가 중앙부에 관통구멍을 가진다.
피스톤은 하단부에 스프링 시트부의 관통구멍보다 작은 직경의 제 1 접합부를 가지고, 상부에 차양부가 설치되며, 본네트의 공극 내부에서 상하운동 가능하게 끼워져 들어가있다.
스프링은 피스톤의 차양부 하단면과 스프링 시트부의 상단면 사이에 끼워져 지지되고 있다.
제 1 다이어프램은 둘레부가 본체와 스프링 시트부의 사이에 끼워져 고정되며, 본체의 제 1 공극을 덮는 형태로 제 1 밸브실을 형성하는 중앙부가 두껍게 형성되어 있다.
제 1 밸브부재는 윗면 중앙에 피스톤의 제 1 접합부 및 스프링 시트부의 관통구멍을 관통하여 접합 고정되는 제 2 접합부를, 그리고 아랫면 중앙에 본체의 연결구멍과 동축으로 설치된 제 3 접합부를 가진다.
제 2 밸브부재는 본체의 제 2 공극 내부에 위치하며, 본체의 연결 구멍보다 큰 직경으로 형성된 밸브체, 밸브체 상단면으로 돌출하여 형성되며 제 1 밸브부재의 제 3 접합부와 접합 고정되는 제 4 접합부, 밸브체 하단면으로부터 돌출하여 형성된 로드, 로드 하단면으로부터 직경 방향으로 연장되어 설치된 제 2 다이어프램을 가진다.
베이스 플레이트는 본체의 아랫쪽에 위치하며, 제 2 밸브부재의 제 2 다이어프램의 둘레부를 본체와의 사이에 끼워 고정하는 돌출부를 상부 중앙에 가지고, 돌출부의 상단부에 오목부가 형성되는 동시에, 오목부와 연결되는 호흡구멍이 설치되어 있다.
피스톤의 동작에 따라 제 2 밸브부재의 밸브체와 본체의 밸브시트에 의해 형성되는 유체 제어부의 개구면적이 변한다.
또한, 본체, 제 1 밸브부재 및 제 2 밸브부재는 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌에 의해 형성할 수 있다.
한편, 본체의 재질은 PTFE나 PFA 등의 불소 수지가 바람직하게 사용되지만, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌 등의 그 밖의 플라스틱 혹은 금속이어도 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본네트, 스프링 시트부 및 피스톤은 강도, 내열성의 관점에서 폴리프로필렌이 적절히 사용되지만, 마찬가지로 그 밖의 플라스틱이나 금속이어도 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 스프링은 내식성, 녹방지성의 관점에서 스텐레스 스틸이 바람직하게 사용되는데, 그 밖의 금속이어도 좋으며, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 각 다이어프램의 재질은 PTFE 등의 불소 수지가 바람직하게 사용되지만, 고무 및 금속이어도 좋고, 특별히 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 물론 본 발명은 본 실시예에 의해 한정되지 않는다.
도면에서, PTFE제 본체(1)는 하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 형성된 제 2 공극(8)과, 상부로 윗면이 개방되어 형성된 제 2 공극(8)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제 1 공극(10)을 가지고 있다. 본체(1)의 측면에는, 제 2 공극(8)과 연결되어 있는 입구유로(9)와, 입구유로(9)와 마주보는 면에 제 1 공극(10)과 연결되어 있는 출구유로(11)와, 또한 제 1 공극(10)과 제 2 공극(8)을 연결하고 제 1 공극(10)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연결구멍(12)이 형성되어 있다. 한편, 제 2 공극(8)의 윗면은 밸브시트(13)가 된다.
PP제의 본네트(2)는 내부에 원통형의 공극(16)과, 하단 내주면에 공극(16)보다 직경확대된 단차부(17)가 설치되어 있다. 본네트(2)의 측면에는 공극(16) 내부로 압축된 불활성 기체나 공기를 공급하기 위한 공극(16)과 외부를 연결하는 급기 구멍(14)와, 급기 구멍(14)으로부터 도입된 기체나 공기를 미량으로 배출하기 위한 배기 구멍(15)이 형성되어 있다.
PP제 평면 원형의 스프링 시트부(3)는 중앙부에 관통구멍(18)을 가지며, 대략 상반부가 본네트(2)의 단부차(17)에 끼워져 들어가 있다. 스프링 시트부(3)의 측면부에는, 고리모양 홈 혹은 고리모양 절결부(19)가 설치되며, O-링(20)을 장착함으로써 본네트(2)로부터 외부로의 불활성 기체나 공기의 유출을 막을 수 있다.
PP제의 피스톤(4)은 상부에 원반형의 차양부(21)와, 차양부(21)의 중앙 하부로부터 원주형으로 돌출하여 형성된 피스톤축(22)과, 피스톤축(22)의 하단에 설치된 암나사부로 이루어지는 제 1 접합부(23)를 가진다. 피스톤축(22)은 스프링 시트부(3)의 관통구멍(18)보다 작은 직경으로 형성되어 있으며, 제 1 접합부(23)는 후술하는 제 1 밸브부재(5)의 제 2 접합부(29)와 나사결합에 의해 접합되어 있다.
SUS제의 스프링(24)은 피스톤(4)의 차양부(21) 하단면과 스프링 시트부(3)의 상단면 사이에 끼워져 있다. 스프링(24)은 피스톤(4)의 상하운동에 따라 신축(伸縮)한다. 이 때, 하중의 변화를 작게 하기 위하여, 스프링(24)은 자유장(自由長)이 긴 것을 바람직하게 사용한다.
PTFE제의 제 1 밸브부재(5)는 바깥 둘레부보다 윗쪽으로 돌출하여 설치된 원통부(25)를 가진 막(26)과, 중심부가 두꺼운 제 1 다이어프램(27)과, 제 1 다이어프램(27)의 중앙 윗면으로부터 돌출하여 형성된 축(28)과, 축(28)의 상단부에 설치된 작은 직경의 숫나사로 이루어지는 제 2 접합부(29)와, 상기 중앙 아랫면으로부터 돌출하여 설치되며 하단부에 형성된 암나사부로 이루어지는 제 3 접합부(30)를 가진다(도 3 참조). 제 3 접합부(30)는 제 2 밸브부재(6)의 접합부(34)에 나사결합된다. 제 1 다이어프램(27)의 원통부(25)를 본체(1)와 나사 시트부(3)의 사이에 끼워 고정함으로써, 제 1 다이어프램(27) 아랫면이 본체(1)의 제 1 공극(10)에 제 1 밸브실(31)을 밀봉하여 형성한다. 또한, 제 1 다이어프램(27)의 윗면, 스프링 시트부(3), 본네트(2)의 공극(16)은 O-링(20)을 통하여 밀봉되어 있으며, 본네트(2)의 급기 구멍(15)으로부터 공급되는 압축된 불활성 기체나 공기가 충만된 기체실을 형성하고 있다.
PTFE제의 제 2 밸브부재(6)는 본체(1)의 제 2 공극(8) 내부에 설치되며 연결구멍(12)보다 큰 직경으로 형성된 밸브체(32)와, 밸브체(32) 상단면으로부터 돌출하여 형성된 축(33)과, 그 상단에 설치된 제 1 밸브부재(5)의 제 3 접합부(30)와 나사결합에 의해 접합 고정되는 숫나사부로 이루어지는 제 4 접합부(34)와, 밸브체(32)의 하단면으로부터 돌출하여 형성된 로드(35)와, 로드(35)의 하단면으로부터 직경 방향으로 연장되어 설치되며 둘레부보다 아랫쪽으로 돌출하여 형성된 원통형 돌기부(36)를 가지는 제 2 다이어프램(37)으로 구성되어 있다(도 3 참조). 제 2 다이어프램(37)의 원통형 돌기부(36)를 베이스 플레이트(7)의 돌출부(40)와 본체(1) 사이에 끼움으로써, 제 2 다이어프램(37)이 본체(1)의 제 2 공극(8)에 제 2 밸브실(38)을 밀봉하여 형성한다.
PP제의 베이스 플레이트(7)는 상부 중앙에 제 2 밸브부재(6)의 제 2 다이어프램(37)의 원통형 돌기부(36)를 본체(1)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(40)를 가지고, 돌출부(40)의 상단부에 오목부(41)가 형성되어 있다. 베이스 플레이트(7)의 측면에는, 오목부(41)와 연결되는 호흡구멍(42)이 개구되어 있다. 본체(1)는 관통볼트 및 너트(도시하지 않음)로, 베이스 플레이트(7)와 본네트(2) 사이에 끼워져 있다.
본 실시예에서 각 접합부는 나사를 구비하고 있지만, 접착에 의한 접합이어도 상관없다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유체 제어 밸브는 평면 직사각형의 외관으로 되어 있는데, 이 형상에 한정되지 않고, 사용되는 장소에 따라 평면 원형이 되도록 형성하여도 좋다.
이하, 본 실시예의 작용을 설명한다.
도 1은 본네트(2)의 공극(16)으로 소정 압력의 압축 공기를 공급하고 있는 경우를 나타내고 있다. 이 때, 제 2 밸브부재(6)의 밸브체(32)는 피스톤(4)의 차양부(21)와 스프링 시트부(3) 사이에 끼워져 있는 스프링(24)의 반발력과, 제 1 밸브부재(5)의 제 1 다이어프램(27) 아랫면의 유체 압력에 의해 윗쪽으로 밀려올라간다. 제 1 다이어프램(27) 윗면의 압축공기의 압력에 의해 밀려내려가고 있다. 더욱 구체적으로는, 밸브체(32) 아랫면과 제 2 밸브부재(6)의 제 2 다이어프램(37) 윗면이 유체 압력을 받고 있지만, 이 수압 면적이 거의 동등하기 때문에 힘은 거의 상쇄되어 있다. 따라서, 제 2 밸브부재(6)의 밸브체(32)는 상술한 세가지 힘이 균형을 이루는 위치에서 정지되어 있게 된다. 그 때문에, 본 제어밸브의 상류측 및 하류측의 유체 압력에 변화가 없으면, 일정한 유량을 유지할 수 있다.
상류측의 유체 압력이 증가하면, 순간적으로 제 1 밸브실(31) 안의 압력도 증가한다. 이에 의해, 제 1 다이어프램(27)의 윗면이 압축 공기로부터 받는 힘보다, 제 1 다이어프램(27)의 아랫면이 유체로부터 받는 힘이 더 커져, 다이어프램은 윗쪽으로 이동한다. 따라서, 밸브체(32)의 위치도 윗쪽으로 이동하고, 밸브시트(13)와의 사이에서 형성되는 유체 제어부(39)의 개구면적이 감소하여, 제 1 밸브실(31) 안의 압력이 감소한다. 최종적으로 밸브체(32)는 상기 세가지 힘이 균형을 이루는 위치까지 이동하여 정지한다(도 2의 상태). 이 때 스프링(24)의 하중이 커지지 않으면, 공극(16) 내부의 압력 즉, 제 1 다이어프램(27) 윗면이 받는 힘이 변하지 않기 때문에, 제 1 다이어프램(27) 아랫면이 받는 압력은 거의 변하지 않게 된다. 따라서, 제 1 다이어프램(27) 아랫면의 유체 압력 즉, 제 1 밸브실(31) 안의 압력은, 상류측의 압력이 증가하기 전 즉, 종전의 압력과 동일하게 유지된다.
도 2의 상태에서 상류측의 유체 압력이 감소하면, 순간적으로 제 1 밸브실(31) 안의 압력도 감소한다. 이에 의해 제 1 다이어프램(27)의 윗면이 압축 공기로부터 받는 힘보다, 제 1 다이어프램(27)의 아랫면이 유체로부터 받는 힘이 작아져, 다이어프램은 아랫쪽으로 이동한다. 따라서, 밸브체(32)가 아랫쪽으로 이동하여, 밸브시트(13)와의 사이에서 형성되는 유체 제어부(39)의 개구면적이 증가하고, 제 1 밸브실(31)의 유체 압력을 증가시킨다. 최종적으로 밸브체(32)는 상기 세가지 힘이 균형을 이루는 위치까지 이동하여 정지한다(도 1의 상태). 따라서, 상류측 압력이 증가한 경우와 마찬가지로, 제 1 밸브실(31) 안의 유체 압력은 종전의 압력과 동일하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 유체 제어 밸브 상류측의 유체 압력이 변하여도, 제 1 밸브실(31) 안의 유체 압력은 거의 변하지 않는다. 이 때문에, 유체 제어 밸브 이후의 배관에서의 압력 손실에 변화가 없으면, 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 제 1 밸브실(31) 안의 유체 압력은, 공극(16) 내부의 압축 공기 압력에 의해 조정할 수 있기 때문에, 유량도 압축 공기 압력에 의해 조정할 수 있다.
또한, 본네트(2)의 공극(16) 내부에 압축 공기를 공급하지 않으면, 피스톤(4)은 스프링(24)의 작용에 의해 밀려 올라간다. 피스톤(4)에 접합되어 있는 제 1 밸브부재(5) 및 제 2 밸브부재(6)도 또한 피스톤(4)에 의해 끌려 올라간다. 따라서, 제 2 밸브부재(6)의 밸브체(32)와 본체(1)의 밸브시트(13)가 밀착하여, 유체의 흐름을 막을 수 있다.
또한, 본네트(2)의 공극(16) 내부의 압축공기는 급기 구멍(14)으로부터 공급되며, 배기 구멍(15)으로부터 항상 배기되고 있기 때문에, 작동 유체로부터 발생하는 기체가, 제 1 밸브부재(5)의 제 1 다이어프램(27)을 투과하였다고 하여도, 급기 구멍(14)으로부터 배기 구멍(15)으로의 공기의 흐름을 타고 배출되어, 공극(16) 내부에 체류하는 것이 방지된다. 따라서, 스프링(24)의 부식이 방지되며, 부식을 막기 위한 스프링 코팅이 필요없어, 스프링의 제조비용이 저감된다. 더욱이, 코팅에 의한 스프링 정수의 변화도 일어나지 않아, 스프링의 개체별 차이를 작게 유지할 수 있으며, 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 밸브실(31) 안의 유체 압력에 의한 윗쪽으로의 힘, 제 1 다이어프램(27)이 공극(16) 내부의 압력에 의한 아랫쪽으로의 힘, 및 스프링(24)의 반발력에 의한 윗쪽으로의 힘은, 제 1 밸브부재(5)의 축(28)과 피스톤(4)의 피스톤축(22)에 의해 지지되어 상쇄되고 있기 때문에, 밸브체(32)의 직경을 작게 하여도 로드(35)나 제 4 접합부(34)는 변형되거나 구부러지지 않아, 유체 제어 밸브의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 유체 제어 밸브는 이상에서 설명한 것과 같은 구조로 되어 있으며, 이를 사용함으로써 아래의 뛰어난 효과를 나타낸다.
(1) 공극 내부의 압축 공기를 항상 배출하고 있기 때문에, 다이어프램을 투과한 부식성 기체에 의해 스프링이 부식되지 않으며, 코팅 등의 대책이 필요하지 않아, 유체 제어 밸브의 제조 비용을 저감할 수 있다.
(2) 스프링의 코팅이 필요하지 않기 때문에, 스프링의 개체별 차이를 줄일 수 있어, 수율이 향상된다.
(3) 로드나 제 4 접합부의 변형, 구부러짐이 일어나지 않기 때문에, 내구성을 향상시킬 수 있다.
(4) 접액하는 부재는 모두 PTFE등의 내약품성이 뛰어난 재질을 사용할 수 있기 때문에, 이 경우 불순물의 용출이나 약액의 오염이 매우 적다.
(5) 구조가 작으면서, 안정된 유체 압력 제어를 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 유체 제어 밸브에 있어서,
    하부 중앙에 바닥부까지 개방되어 형성된 제 2 공극(8), 제 2 공극(8)과 연결되는 입구유로(9), 상부로 윗면이 개방되어 형성된 제 2 공극(8)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제 1 공극(10), 제 1 공극(10)과 연결되는 출구유로(11), 제 1 공극(10)과 제 2 공극(8)을 연결하고 제 1 공극(10)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연결구멍(12)을 가지고, 제 2 공극(8)의 윗면은 밸브시트(13)를 형성하는 본체(1)와,
    급기 구멍(14)과 배기 구멍(15)으로 연결된 원통형의 공극(16)을 내부에 가지고, 하단 내주면에 단차부(17)가 설치된 본네트(2)와,
    본네트(2)의 단차부(17)에 끼워져 들어가 중앙부에 관통구멍(18)을 가지는 스프링 시트부(3)와,
    하단부에 스프링 시트부(3)의 관통구멍(18)보다 작은 직경의 제 1 접합부(23)를 가지고, 상부에 차양부(21)가 설치되며, 본네트(2)의 공극(16) 내부에서 상하운동 가능하게 끼워져 들어간 피스톤(4)과,
    피스톤(4)의 차양부(21) 하단면과 스프링 시트부(3)의 상단면 사이에 끼워져 지지되어 있는 스프링(24)과,
    둘레부가 본체(1)와 스프링 시트부(3)의 사이에 끼워져 고정되며, 본체(1)의 제 1 공극(10)을 덮는 형태로 제 1 밸브실(31)을 형성하는 중앙부가 두껍게 형성된 제 1 다이어프램(27)과,
    윗면 중앙에 피스톤(4)의 제 1 접합부(23) 및 스프링 시트부(3)의 관통구멍(18)을 관통하여 접합 고정되는 제 2 접합부(29)를, 그리고 아랫면 중앙에 본체(1)의 연결구멍(12)과 동축으로 설치된 제 3 접합부(30)를 가지는 제 1 밸브부재(5)와,
    본체(1)의 제 2 공극(8) 내부에 위치하며, 본체(1)의 연결구멍(12)보다 큰 직경으로 형성된 밸브체(32), 밸브체(32)의 상단면으로 돌출하여 형성되며 제 1 밸브부재(5)의 제 3 접합부(30)와 접합 고정되는 제 4 접합부(34), 밸브체(32) 하단면으로부터 돌출하여 형성된 로드(35), 로드(35) 하단면으로부터 직경 방향으로 연장되어 설치된 제 2 다이어프램(37)을 가지는 제 2 밸브부재(6)와,
    본체(1)의 아랫쪽에 위치하며 제 2 밸브부재(6)의 제 2 다이어프램(37)의 둘레부를 본체(1)와의 사이에 끼워 고정하는 돌출부(40)를 상부 중앙에 가지고, 돌출부(40)의 상단부에 오목부(41)가 형성되는 동시에, 오목부(41)와 연결되는 호흡구멍(42)이 형성되어 있는 베이스 플레이트(7)를 구비하고,
    피스톤(4)의 상하운동에 따라 제 2 밸브부재(6)의 밸브체(32)와 본체(1)의 밸브시트(13)에 의해 형성되는 유체 제어부(39)의 개구면적이 변하도록 한 유체 제어 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    본체(1), 제 1 밸브부재(5) 및 제 2 밸브부재(6)의 재질이 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 유체 제어 밸브.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512206B1 (ko) * 2007-06-19 2015-04-15 테스콤 코포레이션 고압 조절기

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4085012B2 (ja) * 2003-02-13 2008-04-30 忠弘 大見 真空排気系用バルブ
JP4119275B2 (ja) * 2003-02-18 2008-07-16 忠弘 大見 真空排気系用のダイヤフラム弁
US9337501B2 (en) 2003-07-29 2016-05-10 Intelligent Energy Limited Hydrogen-generating fuel cell cartridges
DE602004026334D1 (de) * 2003-10-17 2010-05-12 Sundew Technologies Llc Ausfallsicheres, pneumatisch betätigtes ventil
CN1906436A (zh) * 2004-01-29 2007-01-31 旭有机材工业株式会社 阀
WO2006025550A1 (ja) * 2004-08-31 2006-03-09 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. 流体制御装置
JP2006070946A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 調節弁
JP4549136B2 (ja) * 2004-08-31 2010-09-22 旭有機材工業株式会社 流体制御装置
JP4461329B2 (ja) * 2004-08-31 2010-05-12 旭有機材工業株式会社 流体制御装置
JP4942067B2 (ja) * 2004-10-08 2012-05-30 オルガノ株式会社 生菌測定方法
WO2006128414A2 (de) * 2005-06-03 2006-12-07 Mueller Siegfried Pflanzenversorgungssystem aus pflanzvorrichtung, ventil und drucksteuerungsventil
JP2007024071A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Advance Denki Kogyo Kk 圧力制御弁
JP4625730B2 (ja) * 2005-07-12 2011-02-02 アドバンス電気工業株式会社 圧力制御弁
JP2007058343A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007058337A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007058339A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007057270A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体モニタ装置
JP2007058336A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007058352A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007058348A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
US20070056635A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Elberson Michael D Fluid regulator
JP4854331B2 (ja) * 2005-12-02 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
JP4854330B2 (ja) * 2005-12-02 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
JP4854329B2 (ja) * 2005-12-02 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
US20070204912A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. Fluid mixing system
US20070204913A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. Fluid mixing system
US20070204914A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. Fluid mixing system
JP4854348B2 (ja) * 2006-03-22 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
JP4854350B2 (ja) * 2006-03-22 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
JP4854349B2 (ja) * 2006-03-22 2012-01-18 旭有機材工業株式会社 流体混合装置
JP4668119B2 (ja) * 2006-05-08 2011-04-13 シーケーディ株式会社 流量制御装置
JP5121188B2 (ja) * 2006-08-29 2013-01-16 キヤノン株式会社 圧力制御弁、圧力制御弁の製造方法、及び圧力制御弁を搭載した燃料電池システム
JP5110828B2 (ja) * 2006-08-29 2012-12-26 キヤノン株式会社 圧力制御弁、圧力制御弁の製造方法、圧力制御弁を搭載した燃料電池システム及びその圧力制御方法
JP4963239B2 (ja) * 2007-02-19 2012-06-27 シーケーディ株式会社 流体制御弁
JP2010164130A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 背圧制御弁
HUP1000680A2 (hu) * 2010-12-21 2012-08-28 Eurojet Medical Kft Nyomásszabályozó szelep
CN104395660B (zh) 2012-05-15 2017-08-25 基伊埃图亨哈根有限公司 阀和用于阀的膜片
US8707595B2 (en) 2012-09-14 2014-04-29 Beau Steven Beemsterboer Retractor safety device
CN107111324B (zh) 2014-10-08 2021-09-24 弗萨姆材料美国有限责任公司 低压力波动流动控制装置及方法
US9689315B2 (en) * 2015-02-13 2017-06-27 Hamilton Sundstrand Corporation Full-area bleed valves
JP5987100B1 (ja) 2015-10-16 2016-09-06 サーパス工業株式会社 流体機器
TWM529931U (zh) * 2016-06-04 2016-10-01 Acw Tech Co Ltd 氣體供應控制裝置
JP6106794B1 (ja) * 2016-08-05 2017-04-05 サーパス工業株式会社 流体機器
DE102016223898A1 (de) * 2016-12-01 2018-06-07 Henkel Ag & Co. Kgaa Membranventil mit Verdrängungskompensierung
CN110735930A (zh) * 2018-07-18 2020-01-31 北京七星华创流量计有限公司 气体流量调节装置及质量流量控制器
CN111188160B (zh) * 2018-11-15 2022-07-01 青岛海尔洗衣机有限公司 一种洗衣机的封水装置及洗衣机
KR20210096087A (ko) 2018-11-30 2021-08-04 아사히 유키자이 가부시키가이샤 다이어프램 밸브
US11635015B2 (en) * 2019-11-05 2023-04-25 Norgren Gt Development Llc Coolant control valve
DE102019008017A1 (de) * 2019-11-19 2021-05-20 Vat Holding Ag Gaseinlassventil für Vakuumprozesskammern
EP4202135A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-28 Kohler (China) Investment Co. Ltd. Pneumatic valve control device
CN217150508U (zh) * 2021-12-22 2022-08-09 科勒(中国)投资有限公司 一种气动阀控制装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE619988C (de) 1933-08-13 1935-10-11 Bamag Meguin Akt Ges Membrangasdruckregler
US3215159A (en) * 1955-05-13 1965-11-02 Meldrum Macpetrie Pressure drop regulator
US2831494A (en) 1955-11-29 1958-04-22 Fairchild Engine & Airplane Indirect operated pressure controller
US3366315A (en) 1965-08-25 1968-01-30 Holley Carburetor Co Pressure regulator
JP2936776B2 (ja) 1991-04-12 1999-08-23 東陶機器株式会社 ダイヤフラム式流量調節弁
JP2671183B2 (ja) 1993-04-07 1997-10-29 アドバンス電気工業株式会社 流体コントロールバルブ
JPH07253817A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Tlv Co Ltd 定流量弁
US5967173A (en) * 1997-07-14 1999-10-19 Furon Corporation Diaphragm valve with leak detection
JP3373144B2 (ja) 1997-09-10 2003-02-04 アドバンス電気工業株式会社 流量コントロールバルブ
JP3276936B2 (ja) 1998-12-25 2002-04-22 アドバンス電気工業株式会社 流量コントロールバルブ
JP3467438B2 (ja) 1999-09-29 2003-11-17 アドバンス電気工業株式会社 背圧制御弁
JP2002139161A (ja) 2000-11-06 2002-05-17 Smc Corp 二方弁
JP4590139B2 (ja) 2001-09-10 2010-12-01 アドバンス電気工業株式会社 流体コントロール弁
JP4022438B2 (ja) 2001-12-20 2007-12-19 アドバンス電気工業株式会社 定流量弁及び定流量混合方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512206B1 (ko) * 2007-06-19 2015-04-15 테스콤 코포레이션 고압 조절기

Also Published As

Publication number Publication date
KR100963613B1 (ko) 2010-06-15
TWI289244B (en) 2007-11-01
US7108241B2 (en) 2006-09-19
JP2004038571A (ja) 2004-02-05
EP1553473B1 (en) 2009-09-09
EP1553473A1 (en) 2005-07-13
DE60329208D1 (de) 2009-10-22
JP3995543B2 (ja) 2007-10-24
US20050285064A1 (en) 2005-12-29
WO2004006035A1 (ja) 2004-01-15
EP1553473A4 (en) 2006-03-22
TW200401181A (en) 2004-01-16

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