KR20110127987A

KR20110127987A - 게이트 밸브

Info

Publication number: KR20110127987A
Application number: KR1020100047549A
Authority: KR
Inventors: 김경수; 설상호; 박정훈
Original assignee: 주식회사 에이티에스엔지니어링
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2011-11-28
Also published as: KR101216604B1

Abstract

본 발명은 실린더 로드의 상하 구동시에 하우징 내부의 기밀을 유지하면서 하우징 내부로 구리스가 이동되지 않도록 밀봉하는 로드 밀봉부를 구비하는 게이트 밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 게이트 밸브는, 챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 하측 방향으로 개구된 하부홀을 가지는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며, 실링 플레이트가 상기 게이트 방향으로 전후진하여 상기 게이트를 실링하는 모듈 블럭; 상기 하우징의 하측에 설치되며, 상기 모듈 블럭과 결합하여 상기 모듈 블럭을 승강시키는 승강 실린더; 상기 하우징의 하부에 결합되어 상기 하부홀을 폐쇄하며, 상기 승강 실린더의 실린더 로드가 관통하는 관통홀을 가지는 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트의 상기 관통홀에 설치되며, 상기 실린더 로드를 승강가능하게 밀봉하는 로드 밀봉부;를 포함한다.

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 로드의 상하 구동시에 하우징 내부의 기밀을 유지하면서 하우징 내부로 구리스가 이동되지 않도록 밀봉하는 로드 밀봉부를 구비하는 게이트 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 기판이나 반도체 소자를 제조하기 위한 공정의 대부분은 진공 상태에서 진행된다. 따라서 LCD 기판이나 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행하는 장비는 진공 장비가 대부분이며, 이러한 진공 장비에는 진공 장비 내부의 고진공을 유지하기 위하여 진공 펌프가 사용된다. 그리고 진공 장비를 진공 장비의 외부 또는 다른 진공 장비와 격리시키기 위해 게이트 밸브(Gate Valve)가 구비된다.

이러한 게이트 밸브는 진공 장비와 외부 또는 다른 진공 장비 사이에 설치되는 하우징과, 상기 하우징 내에서 상승 및 전후진 운동을 하면서 상기 진공 장비에 형성되어 있는 게이트를 개폐하는 실링 플레이트와, 상기 실링 플레이트를 전후진시키는 전후진 구동부와, 상기 실링 플레이트 및 전후진 구동부를 상하 방향으로 승강시키는 승강 구동부 등을 포함하여 구성된다.

이 중에서 승강 구동부는 일반적으로 실린더로 구성되는데, 상기 하우징의 하면을 관통하여 상기 실링 플레이트의 하부와 결합된 구조를 가진다. 그러므로 하우징 내부의 기밀을 유지하기 위하여 상기 승강 구동부와 상기 하우징 하면에는 복잡한 구조가 형성된다. 또한 상기 전후진 구동부가 에어를 이용하여 상기 실링 플레이트를 전후진 시키는 경우에는, 상기 실링 플레이트의 하부에 별도의 에어 샤프트가 더 구비되어야 한다.

이렇게 승강 구동부의 상하 구동에도 불구하고 하우징 내부의 기밀을 유지하기 위해서는 승강 구동부의 실린더 로드와 하우징의 하부 플레이트 관통홀 사이에 구동 중의 실링을 유지하기 위한 실링 부재가 설치된다. 그런데 종래의 실링 부재는 실린더 로드와의 실링 외에도 하부 플레이트와의 실링 기능도 동시에 수행해야 하므로, 구동 과정에서 실링에 문제가 발생하는 경우가 많으며, 실린더 로드에 묻어 있는 구리스가 하우징 내부로 넘어가는 현상도 발생하는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 실린더 로드의 상하 구동시에 하우징 내부의 기밀을 유지하면서 하우징 내부로 구리스가 이동되지 않도록 밀봉하는 로드 밀봉부를 구비하는 게이트 밸브를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 게이트 밸브는, 챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 하측 방향으로 개구된 하부홀을 가지는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며, 실링 플레이트가 상기 게이트 방향으로 전후진하여 상기 게이트를 실링하는 모듈 블럭; 상기 하우징의 하측에 설치되며, 상기 모듈 블럭과 결합하여 상기 모듈 블럭을 승강시키는 승강 실린더; 상기 하우징의 하부에 결합되어 상기 하부홀을 폐쇄하며, 상기 승강 실린더의 실린더 로드가 관통하는 관통홀을 가지는 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트의 상기 관통홀에 설치되며, 상기 실린더 로드를 승강가능하게 밀봉하는 로드 밀봉부;를 포함한다.

본 발명에서 상기 로드 밀봉부는, 상기 하부 플레이트의 상기 관통홀에 삽입되어 설치되며, 상기 실린더 로드가 상하 방향으로 통과하는 로드 통과홀이 형성되는 외부 밀봉 부재; 상기 외부 밀봉 부재의 내부에 삽입되어 상기 로드 통과홀의 일부를 이루며, 내면과 외면에 각각 내측 실링부재 안착홈과 외측 실링부재 안착홈이 형성되는 내부 밀봉부재; 상기 내측 실링부재 안착홈에 설치되어 상기 로드 통과홀을 통과하는 실린더 로드와 접촉하여 실링하는 내측 실링부재; 상기 외측 실링부재 안착홈에 설치되어 상기 외부 밀봉부재와 내부 밀봉부재의 결합면을 실링하는 외측 실링부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기에서 상기 내측 실링 부재는, 2개 이상의 실링 부재가 평행하게 서로 이격되어 설치되며, 특히 직경이 서로 다른 2개 이상의 실링 부재로 이루어지는 것이 구리스가 하우징 내부로 이동하는 것을 방지할 수 있어서 바람직하다.

본 발명에서 상기 내측 실링부재 안착홈은, 상기 내부 밀봉 부재의 상측에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 내부 밀봉부재의 내주면에는, 상기 내측 실링부재 안착홈 하측에 구리스 홈이 더 형성되는 것이, 충분한 양의 구리스를 머금고 있을 수 있어서 바람직하다.

한편 본 발명의 게이트 밸브에 있어서, 상기 외부 밀봉 부재와 상기 하부 플레이트의 접촉면에는, 테프론 코팅막이 형성되고, 제3 실링부재가 더 구비되는 것이 외부 밀봉부재와 하부 플레이트 간의 메탈 컨텍을 방지하고 밀봉부재와 하부 플레이트 사이의 공간을 확실하게 밀봉할 수 있어서 바람직하다.

본 발명에 따르면 내측 실링부재에 의하여 실린더 로드와의 실링 기능이 이루어지고, 외측 실링 부재에 의하여 외부 밀봉 부재와의 실링 기능이 각각 이루어지므로, 실린더 로드의 상하 구동에도 불구하고 확실한 실링 작업이 가능한 효과가 있다. 또한 내측 실링부재는 상측 실링부재와 하측 실링부재가 서로 다른 직경으로 이루어져 구리스가 하우징으로 이동하는 것을 확실하게 방지함과 더불어, 구리스 홈이 형성되어 항상 충분한 양의 구리스를 머금고 있어서 실린더 로드의 원활한 상하 구동을 담보할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브의 구조를 도시하는 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 밀봉부의 구조를 도시하는 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 게이트 밸브는 하우징(10), 모듈 블럭(20), 승강 실린더(60), 하부 플레이트(30), 실린더 지지부(70) 및 로드 밀봉부(90)를 포함하여 구성된다.

먼저 하우징(10)은 본 실시예에 따른 게이트 밸브가 설치될 챔버 측벽 또는 챔버와 챔버 사이의 공간에 개재되어 설치되는 구성요소이며, 다양한 형상을 가질 수 있으며 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 일정한 공간이 형성되는 육면체 형상을 가질 수 있다. 이 하우징(10)은 챔버 측벽에 기판의 출입을 위하여 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀(12)과 하측 방향으로 개구된 하부홀(도면에 미도시)을 가진다. 그리고 경우에 따라서는 도 1에 도시된 바와 같이, 메인트넌스(maintenace)의 용이성을 위하여 상부에 상부홀(14)이 형성되고, 이를 밀봉하는 상부 플레이트(80)가 더 구비될 수도 있다.

상기 실링 홀(12)은 상기 하우징(10)의 전면 또는 후면 중 적어도 일면에 형성된다. 상기 게이트 밸브가 챔버와 챔버 사이에 설치되는 경우에는 상기 하우징(10)의 양면에 실링 홀(12)이 형성되고, 상기 모듈 블럭(20)도 양 면에 실링 플레이트(22)를 가지게 된다. 상기 실링 홀(12)은 상기 실링 플레이트(22)에 의하여 밀폐된다.

상기 하부홀은 모듈 블럭(20)의 조립시에 상기 모듈 블럭(20)이 통과하는 통로를 제공하며, 모듈 블럭(20)의 조립 이후에는 상기 에어 샤프트(28)가 통과하는 공간이기도 하다. 이 하부홀은 후술하는 하부 플레이트(30)에 의하여 밀봉된다.

본 실시예에 따른 게이트 밸브에서는 상기 하우징(10)의 하면에 형성되어 있는 하부홀과, 상기 하부홀을 하측에서 결합하여 밀봉하는 하부 플레이트(30)를 포함하는 구조로 인하여 상기 하우징(10) 내부에 설치되는 모듈 블럭(20)에 고장이 발생하는 경우, 하우징(10) 자체를 챔버로부터 분리하지 않고 모듈 블럭(20) 만을 하우징(10) 하부로 분리할 수 있는 장점이 있다.

게이트 밸브의 유지 보수 작업을 수행하면서 하우징(10)을 포함하는 게이트 밸브 전체를 챔버로부터 분리하는 작업은 그 자체로도 매우 어려운 작업이며, 상기 챔버에 설치되어 있는 다른 부수 설비와의 간섭 문제 때문에 더욱 어려운 작업이 된다. 그런데 본 실시예에 따른 게이트 밸브는 어떠한 경우에도 상기 하우징(10) 자체를 챔버로부터 분리하지 않고도 유지 보수 작업을 진행할 수 있으므로 매우 유리한 것이다.

다음으로 모듈 블럭(20)는 상기 하우징(10) 내부에 설치되며, 실링 플레이트(22)가 상기 실링홀(12) 방향으로 전진하여 상기 실링홀을 실링하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 모듈 블럭(20)은 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 중앙판(24), 실링 플레이트(22) 및 이동수단(26)을 포함하여 구성된다. 먼저 중앙판(24)은 장방형의 플레이트로 구성되며, 모듈 블럭(20)의 중심을 이룬다. 이 중앙판(24) 하부에 에어 샤프트(28)가 결합된다. 그리고 이 중앙판(24)의 내부에는 에어 샤프트(28)로부터 공급된 에어를 상기 이동수단(26)에 공급하기 위한 유로(도면에 미도시)가 형성된다. 이 중앙판(24)은 상기 실링 플레이트(22)가 상기 게이트를 단속하기 위하여 전진하는 경우에도 움직이지 않고 자기 위치에 정지한 상태로 머문다.

다음으로 실링 플레이트(22)는 상기 중앙판(24)에 결합된 상태로 구비되며, 상기 게이트 방향으로 전후진하면서 상기 게이트를 단속하는 구성요소이다. 이 실링 플레이트(22)의 전면에는 상기 게이트를 밀봉할 경우에 기밀을 유지하기 위하여 오링(도면에 미도시)이 더 구비된다.

그리고 이 실링 플레이트(22)는 이동수단(26)에 의하여 상기 중앙판(24)에 결합된다. 이 이동수단(26)은 상기 실링 플레이트(22)를 상기 중앙판(24)으로부터 상기 게이트 방향으로 전후진 시키는 구성요소이다. 본 실시예에서는 이 이동수단(26)이 상기 에어 샤프트(28)를 통하여 공급되는 고압의 에어에 의하여 상기 실링 플레이트(22)를 전후진시키는 구조를 가진다. 구체적으로 본 실시예에서는 다수개의 이동수단(26)이 나란하게 배치되어 상기 실링 플레이트(22)의 다수 지점을 안정적으로 지지하게 된다.

다음으로 승강 실린더(60)는 상기 하우징(10)의 하부에서 상기 모듈 블럭(20)과 결합하여 상기 모듈 블럭(20)을 지지하는 구성요소이다. 본 실시예에서 이 승강 실린더(60)는 2개가 나란하게 설치되는 것이, 상기 모듈 블럭(20)을 안정적으로 지지할 수 있어서 바람직하다. 이를 위하여 상기 승강 실린더(60)의 상단은 상기 모듈 블럭(20)의 중앙판(24) 하면에 결합되고, 상기 승강 실린더(60)의 하단은 별도로 구비되는 고정 플레이트에 결합된다.

다음으로 하부 플레이트(30)는 상기 에어 샤프트(28) 및 로드 밀봉부(90)가 설치되는 밀봉부 설치홀(32)을 가지며, 상기 하우징(10)의 하부에 결합하여 상기 하부홀을 밀봉하는 구성요소이다. 즉, 이 하부 플레이트(30)는 상기 하우징(10)의 일부를 구성하는 세부 구성요소로도 볼 수 있으며, 상기 하우징(10) 중 하측으로 개방된 부분인 하부홀을 밀봉하며, 이 하부 플레이트(30)는 상기 하우징(10)에 탈착가능한 구조로 결합된다.

또한 상기 하부 플레이트(30)와 하우징(10)의 결합면에는 상기 하우징(10) 내부의 기밀을 유지하기 위하여 오링이 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 게이트 밸브에서는 이렇게 상기 하우징(10)의 하부가 개방되는 구조를 가지므로 상기 게이트 밸브가 챔버 측벽에 설치된 후 사용과정에서 유지 보수를 위하여 하우징(10)을 분리하지 않고, 상기 하부 플레이트(30)를 분리하여 상기 하우징(10) 내부의 모듈 블럭(20)을 유지 보수할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 실린더 지지부(70)는 상기 하부 플레이트(30) 하면에 상기 관통홀(32)로부터 연장되어 결합되며, 상기 승강 실린더(60)를 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 이 실린더 지지부(60)를 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 결합부(72), 하부 플레이트 결합부(74) 및 지지 부쉬를 포함하여 구성할 수 있다.

먼저 실린더 결합부(72)는 상기 승강실린더의 축(62)과 결합되며, 수평 방향으로 형성된 관통공을 가지는 구성요소이다. 상기 관통공은 상기 실린더 결합부(72)를 폭 방향으로 관통하여 상기 실린더 결합부(72)의 가장 자리 부분 양측에 각각 평행하게 형성된다.

다음으로 하부 플레이트 결합부(74)는 상기 하부 플레이트(30) 하면에 상기 실린더 결합부(72)와 일정 간격 이격되도록 결합된다. 이때 상기 하부 플레이트 결합부(74)는 상기 실린더 결합부(72)의 양 측에 각각 구비되며, 상기 관통공과 대응되는 위치에 삽입홈을 가지는 구성요소이다.

그리고 이 하부 플레이트 결합부(74)와 상기 실린더 결합부(72)는 지지 부쉬에 의하여 결합되는데, 상기 지지 부쉬의 중앙부는 상기 관통공을 관통하여 삽입되고, 양단은 상기 삽입홈에 각각 삽입되어 설치된다. 이 지지 부쉬는 상기 승강실린더(60)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 지지한다. 즉, 상기 승강 실린더(60)가 결합되어 있는 실린더 결합부(72)가 상기 하부 플레이트(30)에 결합되어 있는 하부 플레이트 결합부(74)에 대하여 상대적으로 수평 이동 가능하도록 지지하는 것이다.

다음으로 로드 밀봉부(90)는 상기 하부 플레이트의 상기 밀봉부 설치홀(32)에 설치되며, 상기 실린더 로드를 승강가능하게 밀봉하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 구체적으로 상기 로드 밀봉부(90)를 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 밀봉 부재(92), 내부 밀봉부재(94), 내측 실링부재(93), 외측 실링부재(95)를 포함하여 구성한다.

먼저 외부 밀봉 부재(92)는 상기 하부 플레이트(30)의 상기 밀봉부 설치홀(32)에 삽입되어 설치되며, 상기 실린더 로드(62)가 상하 방향으로 통과하는 로드 통과홀(91)이 형성되는 구성요소이다. 이 외부 밀봉 부재(92)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙 부분에 로드 통과홀(91)이 상하 방향으로 형성되며, 외측으로는 하부 플레이트(30) 또는 하부 플레이트와 고정된 부분과 결합되는 부분이 형성된다.

또한 이 외부 밀봉 부재(92)의 내부에는 내부 밀봉부재(94)가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되고, 이 삽입홀에 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 밀봉부재(94)가 설치된다. 이 내부 밀봉부재(94)는 상기 외부 밀봉 부재(92)의 삽입홀에 삽입되어 상기 로드 통과홀(91)의 내면과 일치되는 내면을 가지며, 그 내면과 외면에 각각 내측 실링부재 안착홈(91)과 외측 실링부재 안착홈이 형성되는 구성요소이다.

여기에서 내측 실링부재 안착홈(91)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부 밀봉부재(94)의 상측에 이중으로 형성되는 것이, 내측 실링부재(93) 자체를 이중으로 설치되도록 하여 실린더 로드(62)와의 실링 효과를 확실하게 할 수 있어서 바람직하다.

이때 이중으로 설치된 내측 실링부재(93) 중 하측의 실링부재(93b)는 상측의 실링부재(93a)에 비하여 굵은 직경을 가지는 것이, 상기 실린더 로드(62)와의 접촉면적을 확대시켜 실링 효과 및 구리스 제거 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 내부 밀봉 부재(94)의 내면 중, 상기 내측 실링부재 안착홈(91)의 하측에는 구리스 홈(96)이 더 형성되는 것이 바람직하다. 이 구리스 홈(96)은 상기 내부 밀봉 부재(94)의 내면에 나선 형태로 형성되며, 상기 실린더 로드(62)와 내부 밀봉 부재(94) 사이에 여유 공간을 형성하게 되고, 이 여유 공간에 구리스를 충분하게 머금고 있는 역할을 한다. 이렇게 충분하게 유지된 구리스는 상기 실린더 로드(62)의 상하 구동시에 원활한 승강이 가능하게 하며, 상기 내측 실링 부재(94)의 마모를 방지한다.

다음으로 외측 실링부재(92)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외측 실링부재 안착홈에 설치되어 상기 외부 밀봉부재(92)와 내부 밀봉부재(94)의 결합면을 실링하는 구성요소이다.

마지막으로 상기 외부 밀봉 부재(92)와 상기 하부 플레이트(30)의 접촉면에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 테프론 코팅막(97)이 형성되고, 제3 실링부재(98)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 테프론 코팅막(97)은 상기 외부 밀봉부재(92)가 실린더 로드(62)와 결합된 상태에서 수평 이동하면서 상기 하부 플레이트(30)와의 사이에서 메탈 컨택이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다. 그리고 제3 실링부재(98)는 상기 외부 밀봉부재(92)와 하부 플레이트(30) 사이의 공간을 실링하는 역할을 한다.

10 : 하우징 20 : 모듈 블럭
60: 승강 실린더 30 : 하부 플레이트
70 : 실린더 지지부 90 : 로드 밀봉부

Claims

챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 하측 방향으로 개구된 하부홀을 가지는 하우징;
상기 하우징 내부에 설치되며, 실링 플레이트가 상기 게이트 방향으로 전후진하여 상기 게이트를 실링하는 모듈 블럭;
상기 하우징의 하측에 설치되며, 상기 모듈 블럭과 결합하여 상기 모듈 블럭을 승강시키는 승강 실린더;
상기 하우징의 하부에 결합되어 상기 하부홀을 폐쇄하며, 상기 승강 실린더의 실린더 로드가 관통하는 관통홀을 가지는 하부 플레이트;
상기 하부 플레이트의 상기 관통홀에 설치되며, 상기 실린더 로드를 승강가능하게 밀봉하는 로드 밀봉부;를 포함하는 게이트 밸브.
제1항에 있어서, 상기 로드 밀봉부는,
상기 하부 플레이트의 상기 관통홀에 삽입되어 설치되며, 상기 실린더 로드가 상하 방향으로 통과하는 로드 통과홀이 형성되는 외부 밀봉 부재;
상기 외부 밀봉 부재의 내부에 삽입되어 상기 로드 통과홀의 일부를 이루며, 내면과 외면에 각각 내측 실링부재 안착홈과 외측 실링부재 안착홈이 형성되는 내부 밀봉부재;
상기 내측 실링부재 안착홈에 설치되어 상기 로드 통과홀을 통과하는 실린더 로드와 접촉하여 실링하는 내측 실링부재;
상기 외측 실링부재 안착홈에 설치되어 상기 외부 밀봉부재와 내부 밀봉부재의 결합면을 실링하는 외측 실링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제2항에 있어서, 상기 내측 실링 부재는,
2개 이상이 평행하게 서로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제3항에 있어서, 상기 내측 실링 부재는,
직경이 서로 다른 2개 이상의 실링 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제3항에 있어서, 상기 내측 실링부재 안착홈은,
상기 내부 밀봉 부재의 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제2항에 있어서, 상기 내부 밀봉부재의 내주면에는,
상기 내측 실링부재 안착홈 하측에 구리스 홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.