KR20150004316A - 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치 - Google Patents

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뱅상 뤼크 앙뚜완 따디노
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아웃앤아웃 케미스트리 에스피알엘
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Abstract

본 발명은 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치로서, 길이방향으로, 회전가능 헤드(3)를 구비하고 있는 전방면(2)과 후방면(4)을 가지고 있는 제1 베인형 회전 실린더(1), 및 전방면(11)과 후방면을 가지고 있는 제2 베인형 회전 실린더(10)를 포함하고 있고, 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)는 각각이 당해 제1 및 제2 실린더(1, 10) 각각의 2개의 포트(7, 8; 14, 15)에 연결된 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받도록 되어 있는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치에 관한 것이다.

Description

밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치{COMPRESSED-AIR DEVICE FOR CONTROLLING VALVES}
본 발명은 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치에 관한 것이다.
현 기술 수준에서의 밸브를 제어하기 위한 장치들이 알려져 있다.
예컨대, 문헌 DE 19756425는 압축 공기 유입구, 피스톤, 및 피스톤 상에 가해진 압력이 제거되었을 때 피스톤의 초기 위치로의 복귀를 보장하는 리턴 스프링을 포함하고 있는 단일의 압축 공기 실린더의 사용에 기반한 압축 공기 밸브 액추에이터를 개시하고 있다. 피스톤이 가압된 후에 운동을 실행하면, 한쪽 단부가 제어 대상 밸브에 연결되어 있는 회전 샤프트가 가동되고, 이것이 상기 제어 대상 밸브를 90°로 한정된 각도만큼 회전시키는 것을 가능하게 만든다.
문헌 DE 3925887 및 JP 8074809는 밸브를 제어하기 위한 이중 작동 공압 액추에이터를 개시하고 있다. 이들 밸브 액추에이터는 상기 제어 대상 밸브에 연결된 회전가능 헤드의 양측에 배치된 2개의 실린더로 이루어져 있다. 각각의 실린더가 피스톤 및 리턴 스프링을 구비하고 있으며, 2개의 실린더는 동일 유입구를 통해 압축 공기가 공급된다. 2개의 실린더가 동시에 작동될 때, 2개의 실린더가 상기 제어 대상 밸브에 한쪽 단부가 연결되어 있는 회전 샤프트의 90°의 제1 각도만큼의 회전을 만든다.
불운하게도, 그와 같은 압축 공기 밸브 액추에이터들은 단지 한쪽 방향으로만 회전하고, 이는 그들의 사용과 관련한 적용처를 크게 제한한다. 게다가, 기존의 밸브 시스템들은 부피가 크며, 흔히 부식성, 방사성 또는 습윤성 환경에 근접하여 배치될 경우에 보존되지 못하는 전자 부품들을 포함하고 있다. 이러한 문제점들을 회피하기 위해, 센서 등의 전자 부품들은 예컨대 차폐재 등에 의해 보호되어야만 하는데, 이는 밸브 액추에이터의 크기를 증가시키는 단점을 가진다. 또한, 실린더 각각을 위한 압축 공기는 대체로 2개를 초과하는 압축 공기 밸브에 의해 공급되며, 이는 밸브 제어기에 있어 로직 시퀀스의 구현을 필요로 한다.
본 발명은 부식성, 방사성 또는 습윤성 환경에 민감하지 않고, 컴팩트하며, 중간 위치에서 정지해야만 하는 일없이 단일 동작으로 양방향의 회전을 가능하게 해주는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 성취함으로써 현 기술 수준의 단점들을 보완하는 것을 목적으로 한다.
그리하여, 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명에 따라, 전술한 바와 같은 장치로서, 길이방향으로, 회전가능 헤드를 구비하고 있는 전방면과 후방면을 가지고 있는 제1 베인형 회전 실린더, 및 전방면과 후방면을 가지고 있는 제2 베인형 회전 실린더를 포함하고 있고, 상기 제1 및 제2 실린더는 각각이 당해 제1 및 제2 실린더 각각의 2개의 포트에 연결된 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받고, 상기 제1 베인형 회전 실린더는 상기 제어 대상 밸브를 단일 동작으로 제1 소정의 위치와 제2 소정의 위치 사이에서 회전시키도록 구성되어 있고, 상기 제1 실린더의 상기 후방면은 복수의 고정형 에지를 구비한 회전 디스크를 포함하고 있고, 상기 제2 실린더는 단일 동작으로 제1 소정의 위치로부터 제2 소정의 위치까지의 각도를 그리며 운동하도록 구성되어 있고, 그것의 전방면 상에 스톱부를 구비한 회전 디스크를 포함하고 있고, 상기 제2 실린더는 또한 상기 제1 실린더의 토크보다 큰 토크를 가지며, 상기 제1 및 제2 실린더는 상호 맞물림에 의해 서로 연결되고, 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부는 상기 제1 실린더의 상기 복수의 고정형 에지 사이에 삽입되도록 구성되어 있으며, 상기 스톱부는 또한 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 고정형 에지가 상기 스톱부에 의해 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행하는 것을 허용하도록 구성된 폭을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
"베인형 회전 실린더(vane-type rotary cylinder)"는, 본 발명의 의도 내에서는, 바디에 고정되는 스톱부와 더불어 상기 스톱부와 함께 원통형 실린더를 제1 및 제2 기밀 격실로 나누는 베인이 고정되는 축을 포함하고 있는 기밀 실린더 챔버(실린더의 바디)로 이루어진 실린더를 의미한다. 상기 2개의 기밀 격실의 각각은 압축 공기가 유입 및 배출되는 것을 가능하게 해주도록 배열된 포트를 구비한다. 압축 공기가 상기 2개의 기밀 격실의 일방에 또는 타방에 주입되는지에 따라, 상기 베인 상에 가해진 압력이 상기 베인이 체결되어 있는 축의 오른쪽 또는 왼쪽 회전을 만들 것이다. 압축 공기가 상기 제1 기밀 격실 내로 주입되면, 상기 제2 기밀 격실 내에 들어 있는 공기는 배기되며, 이와 정반대도 성립한다.
본 발명에 따른 이러한 장치는, 실린더들이 길이방향 전후로 배치되기 때문에, 밸브 액추에이터의 부피를 최소화시키는 것을 가능하게 해주어 유리하다. 또한, 압축 공기를 공급받는 베인형 회전 실린더들은 전자 부품을 가지지 않으므로, 부피가 큰 차폐재를 필요로 하는 일없이 부식성 및/또는 방사성 환경에 배치되기에 적합하다. 현 기술 수준에서 개시된 밸브 액추에이터들과는 달리, 본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 장치는 중간 위치에서 정지해야만 하는 일없이 단일 동작으로 상기 제어 대상 밸브의 제1 소정의 위치로부터 제2 소정의 위치로의 양방향의 회전을 가능하게 해준다.
이 양방향의 회전은 제1 실린더의 회전 디스크 상에 존재하는 복수의 고정형 에지와 상기 고정형 에지가 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행하는 것을 가능하게 해주도록 구성된 폭을 가지는 상기 제2 실린더의 회전 디스크 상의 스톱부에 의한 상호 맞물림에 의해 서로 연결되는 상기 제1 실린더와 상기 제2 실린더 간에 토크 차이를 줌으로써 얻어진다. 또한, 이 토크 차이는 더 높은 토크를 가진 제2 실린더가 더 낮은 토크를 가진 상기 제1 실린더를 소정의 위치에 도달하도록 구동하거나 또는 가로막는 것을 가능하게 해주며, 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부가 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 고정형 에지를 가로막거나 또는 구동한다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 상기 제1 베인형 회전 실린더는 상기 제어 대상 밸브를 단일 동작으로 180° 각도만큼 회전시키도록 구성되어 있다. 이는 180° 회전 중에 중간 위치에서 정지할 필요가 없고 상기 제어 대상 밸브의 회전이 90° 각도로 제한되지 않기 때문에 특히 유리하다.
유리하게는, 본 발명에 따라, 상기 제1 베인형 회전 실린더는 상기 제어 대상 밸브의 상기 제1 소정의 위치와 상기 제2 소정의 위치 사이에 포함되는 소정의 중간 위치에서 정지할 수 있다. 따라서, 2개의 베인형 회전 실린더 간에 주어지는 토크 차이에 따라, 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 고정형 에지의 위치에 따라, 그리고 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 고정형 에지가 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부에 의해 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행하는 것을 가능하게 해주는 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부의 폭에 따라, 밸브가 회전하고 임의의 소정의 위치에 정지하도록 밸브를 제어하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 상기 제1 실린더의 상기 중간 위치는 통상의 삼각법에 준하여 90°의 위치로부터 0°의 위치로의 또는 -90°의 위치로부터 0°의 위치로의 회전에 뒤이어 도달된다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 상기 제2 실린더는 상기 제1 실린더의 토크보다 2배 더 큰 토크를 가진다. 이는 제2 실린더가 상기 제어 대상 밸브가 도달되어야 하는 위치에 따라 상기 제1 실린더를 구동하거나 또는 가로막는 것을 가능하게 해주며, 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부가 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 고정형 에지를 가로막거나 또는 구동한다.
바람직하게는, 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크는 2개의 직경방향 반대쪽 고정형 에지를 가지는 한편, 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크는 중간의 직사각형 스톱부를 가진다. 상기 제1 및 제2 실린더의 회전 디스크들의 각각의 이러한 구성이 상호 맞물림을 가능하게 해주고, 그에 따라 2개의 실린더의 운동이 상호종속적으로 된다. 실상, 상기 제1 및 제2 실린더 간의 토크뿐만 아니라 이러한 특수한 상호 맞물림이 본 발명에 따른 장치가 제어 대상 밸브로 하여금 양방향의 회전을 하게 만듦으로써 그리고 제어 대상 밸브를 정확한 소정의 위치들에서 정지시킴으로써 상기 밸브를 제어하는 것을 가능하게 해준다.
유리하게는, 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 중간의 직사각형 스톱부는 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 고정형 에지가 당해 중간의 직사각형 스톱부에 의해 가로막히기 전에 90˚만큼의 회전을 실행하는 것을 허용하는 폭을 가지고 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 실린더의 상기 회전 디스크들은 덮개 또는 보호 마스크에 의해 에워싸여진다. 이는 상기 회전 디스크들이 정밀하게 회전하는 것을 방해할 수 있는 예컨대 먼지 입자와 같은 작은 성분들이 상기 회전 디스크들 사이에 쌓이는 것을 방지할 수 있게 해준다.
본 발명에 따른 하나의 특정 실시형태에 있어서, 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치는
- 상기 제1 베인형 회전 실린더가 상기 제어 대상 밸브를 180°의 각도만큼 회전시키도록 구성되어 있고,
- 상기 제2 실린더가 90°각도를 그리며 운동하도록 구성되어 있고, 상기 제2 실린더가 또한 상기 제1 실린더의 토크보다 2배 더 큰 토크를 가지고,
- 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 고정형 에지들이 직경방향 반대쪽에 위치하고,
- 상기 제2 실린더의 상기 회전 디스크의 상기 스톱부가 상기 제1 실린더의 상기 회전 디스크의 고정형 에지가 당해 스톱부에 의해 가로막히기 전에 90°의 각도만큼 회전하는 것을 허용하는 폭을 가지고 있는 중간의 직사각형 스톱부인 것을 특징으로 한다.
이 특정한 실시형태에 의하면, 본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치는 상기 밸브가 단일 동작으로 중간 위치에서 정지해야만 하는 일없이 -90°의 위치로부터 0°의 위치로의, 0°의 위치로부터 90°의 위치로의, 0°의 위치로부터 -90°의 위치로의, 90°의 위치로부터 0°의 위치로의, -90°의 위치로부터 90°의 위치로의 그리고 90°의 위치로부터 -90°의 위치로의 회전을 실행하게 만들 수 있는 것에 의해, 상기 밸브를 제어할 수 있게 해준다.
본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치의 다른 실시형태들이 첨부의 청구범위에서 나타난다.
본 발명은 또한 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치로서,
- 상기 파이프 내의 상기 유체의 상기 유동을 제어하도록 상기 파이프 내에 배치되는 적어도 하나의 밸브, 및
- 상기 파이프 내에 배치된 밸브에 개별적으로 결합될 수 있는 적어도 하나의 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 포함하는 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.
유리하게는, 상기 파이프는 본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치의 상기 제1 실린더의 상기 회전가능 헤드에 체결되도록 구성되어 있는 적어도 하나의 밸브를 포함하는 1회용 카트리지이다.
용어 "카트리지(cartridge)"는, 본 발명의 의도 내에서는, 유체가 유동할 수 있고, 일련의 밸브들에 의해 일련의 섹션들로 분할될 수 있는 파이프로서, 상기 밸브들이 위치에 따라 유체가 상기 파이프 내의 하나의 섹션으로부터 다른 섹션으로 진행하는 것을 허용하거나 방지하고, 각각의 밸브가 또한 상기 유체를 예컨대 크로마토그래피 칼럼(chromatography column)과 같은 유체를 처리하기 위해 배치된 요소를 향해 안내할 수 있고, 상기 유체를 처리하기 위한 요소가 상기 파이프에 의해 한정되는 축선에 대해 수직으로 배치되거나 또는 상기 파이프의 양 단부 중의 하나에 배치되는 파이프를 의미한다.
"1회용 카트리지"는, 본 발명의 의도 내에서는, 전술한 것으로서, 2번의 연속적 사용 사이에 세정 및 재생 절차를 거치는 것을 조건으로 여러 번 재사용될 수 있는 카트리지를 의미한다.
바람직하게는, 상기 제1 실린더의 상기 회전가능 헤드에의 상기 밸브의 체결은 상기 제1 실린더의 상기 회전가능 헤드에 고정되고 상기 제어 대상 밸브 상에 맞물리도록 구성된 연결 요소를 사용하여 이루어진다.
본 발명에 따른 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치의 다른 실시형태들이 첨부의 청구범위에서 나타난다.
본 발명의 또 다른 목표는 1회용 카트리지를 수납하도록 구성되고, 제1 소정의 위치로부터 제2 소정의 위치로의 밸브의 회전을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 방사성 화합물용 합성 또는 정제 기계로서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물용 합성 또는 정제 기계에 관한 것이다.
방사성 화합물의 합성 또는 정제는 방사성동위원소의 정제 단계, 마킹 단계에 대비하기 위한 컨디셔닝 단계, 가열 등에 의한 마킹 단계, 예비정제 단계, 얻어지는 생성물 및 그 최종 제제의 정제 단계 중의 하나 이상의 단계를 실행하기 위한 의도로 여러 가지 화합물들을 접촉 상태로 배치시키는 것을 가능하게 해주는 장치에서 이루어진다.
제어 유닛에 의해 제어되는 밸브를 포함하는 카트리지의 사용에 기반한 방사성 원소 합성 기계들이 알려져 있다. 예를 들어, 이런 종류의 기계는 플루오르화제의 준비 단계, 전구체의 마킹 단계, 예비정제 단계, 염기성 매질 가수분해 단계 및 주입액 내 배치 단계에 기초한, 예컨대 [18F]FLT, [18F]FMiso, [18F]FET, [18F]FAcetate, [18F]FES, [18F]SFB, [18F]FDGal, [18F]Fcholine 및, 가장 일반적인, [18F]FDG 또는 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose와 같은 다양한 화합물(비한정적인)의 합성에 관련된다. 상기 단계들은 정확한 시점에서의 시약의 첨가 및 매 단계 중에 얻어진 용액의 다음번 단계가 일어날 수 있는 영역으로의 이송을 요한다. 표준 방식으로 이격된 일련의 밸브들을 포함한 파이프를 가진 1회용 카트리지를 사용함으로써, 밸브들의 개폐에 따라 작동함으로써 가압 유체를 인도하는 것을 가능하게 해주고, 이는 제조 방법 중의 정확한 시점에 시약을 첨가하고, 상기 유체를 처리하도록 배열된 요소들 중의 하나 이상을 상기 유체가 통과하거나 통과하지 않게 함으로써 상기 유체를 상기 파이프의 제1 섹션으로부터 밸브에 의해 상기 제1 섹션과 분리되어 있는 제2 섹션으로 안내하는 것을 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 방사성 원소 합성 또는 정제 기계는 1회용 카트리지의 밸브들이 양방향으로 회전하는 것을 가능하게 해줄뿐만 아니라 밸브 액추에이터의 크기를 최소화함으로서 제조 방법을 최적화 해줄 수 있어 유리하다. 이는 특히 기계의 크기가 감소될 수 있기 때문에, 고가인 차폐 보호체의 크기를 최소화할 수 있게 해주어 유리하다. 또한, 밸브들이 유체가 양방향으로 즉 오른쪽으로 또는 왼쪽으로 유동하는 것을 가능하게 해주기 때문에, 본 발명에 따른 방사성 원소 합성 기계는 가능한 적용처를 증가시키는 것을 가능하게 해준다.
바람직하게는, 표준 방식으로 이격된 상기 밸브들은 상기 파이프 내에 2 내지 5 cm 내의 거리를 두고, 바람직하게는 3 cm의 거리를 두고 배치된다. 본 발명에 따라, 상기 실린더들의 직경은, 각각이 상기 파이프의 하나의 밸브를 제어하게 되는 일련의 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치들이 인접한 방식으로 즉 나란히 배치될 수 있도록, 5 cm 이하, 바람직하게는 3 cm이다.
본 발명에 따른 방사성 성분 합성 또는 정제 기계의 다른 실시형태들이 첨부의 청구범위에서 나타난다.
본 발명의 그 밖의 특징들, 상세한 내용 및 장점들이 여기에 간단히 설명되는 첨부도면을 참조하여 비제한적으로 제공되는 이어지는 설명으로부터 드러날 것이다.
도 1은 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 도시하고 있다.
도 2는 압축 공기가 공급되고 있지 않을 때의 조립 시의 실린더들의 각각의 위치를 도시하고 있다.
도 3은 시스템이 가압되고 있을 때의 실린더들의 각각의 위치를 도시하고 있다.
도 4는 상기 제어 대상 밸브가 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 5는 상기 제어 대상 밸브가 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 6은 상기 제어 대상 밸브가 0°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 7은 상기 제어 대상 밸브가 -90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 8은 상기 제어 대상 밸브가 90°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 9는 상기 제어 대상 밸브가 -90°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더들의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다.
도 10은 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치의 하나의 실시형태를 도시하고 있다.
도면에서는, 동일하거나 유사한 요소들이 동일한 도면부호를 가지고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 도시하고 있다. 제1 베인형 회전 실린더(1)는 당해 회전 실린더(1) 내부에서 베인이 체결되는 축에 고정된 회전가능 헤드(3)를 구비하고 있는 전방면(2)을 가진다.
제1 베인형 회전 실린더(1)는 또한 그것의 후방면(4)에, 역시 당해 회전 실린더(1) 내부에서 베인이 체결되는 축에 고정된 회전 디스크(5)를 포함하고 있으며, 상기 회전 디스크(5)는 2개의 고정형 에지(6)를 구비하고 있다. 제1 베인형 회전 실린더(1)는 또한 각각이 압축 공기 밸브 시스템(16)에 의해 제공되는 압축 공기의 유입 및 배출을 가능하게 해주는 2개의 포트(7, 8)를 구비하고 있다.
각각의 포트(7, 8)는 상기 회전 실린더(1) 내부의 2개의 기밀 격실 중의 하나와 연통하고, 상기 격실들은 상기 베인에 의해 그리고 상기 베인이 맞닿아 가로막히게 되는 상기 실린더(1) 내의 내부 스톱부에 의해 분리된다.
압축 공기가 상기 포트(7, 8) 중의 하나에 의해 상기 2개의 기밀 격실의 일방에 또는 타방에 주입되는지에 따라, 상기 베인은 오른쪽 또는 왼쪽으로 푸시되어 상기 회전 디스크(5) 및 상기 회전가능 헤드(3)를 오른쪽 또는 왼쪽으로 회전시킬 것이다. 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전가능 헤드(3)는 상기 제어 대상 밸브 상에 맞물리도록 배열된 연결 요소(9)에 연결된다.
제2 실린더(10)는 회전 디스크(12)를 포함하는 전방면(11)을 가지고 있다. 회전 디스크(12)는 상기 제2 회전 실린더(10) 내부에서 베인이 체결되는 축에 고정되고, 중간의 직사각형 스톱부(13)를 구비하고 있으며, 중간의 직사각형 스톱부(13)의 폭은 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 양쪽 고정형 에지(6)가 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행할 수 있게 해주는 크기로 되어 있다. 제2 베인형 회전 실린더(10)는 또한 각각이 압축 공기의 유입 및 배출을 가능하게 해주는 2개의 포트(14, 15)를 구비하고 있다.
각각의 포트(14, 15)는 상기 회전 실린더(10) 내부의 2개의 기밀 격실 중의 하나와 연통하고, 상기 격실들은 상기 베인에 의해 그리고 상기 베인이 맞닿아 가로막히게 되는 상기 실린더(10) 내의 내부 스톱부에 의해 분리된다.
압축 공기가 상기 포트(14, 15) 중의 하나에 의해 상기 2개의 기밀 격실의 일방에 또는 타방에 주입되는지에 따라, 상기 베인은 오른쪽 또는 왼쪽으로 푸시되어 상기 회전 디스크(12)를 오른쪽 또는 왼쪽으로 회전시킬 것이다.
상기 제1 실린더(1) 및 상기 제2 실린더(10) 상호 맞물림에 의해 연결된다. 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 스톱부(13)는 상기 제1 실린더(1)의 상기 2개의 고정형 에지(6) 사이에 삽입되도록 구비되어 있고, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 양쪽 고정형 에지(6)가 당해 스톱부(13)에 의해 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행할 수 있게 해주는 폭을 가지고 있다.
2개의 베인형 회전 실린더(1, 10)의 상호 맞물림은 그들의 운동을 상호종속적으로 만든다. 실행될 회전에 따라, 제2 실린더(10)가 상기 제1 실린더(1)의 토크보다 더 큰 토크를 가지기 때문에, 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 스톱부(13)는 상기 고정형 에지(6)를 밀면서 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)를 회전시키거나, 또는 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5) 상에 존재하는 고정형 에지(6)를 가로막음으로써 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)를 가로막을 수 있다.
상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)의 각각의 상기 2개의 기밀 격실의 일방 또는 타방 내의 압축 공기에 의해 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)의 각각에 주어지는 회전 운동에 따라, 제어 대상 밸브는 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 스톱부(13)에 기초하여 그리고 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 상기 고정형 에지(6)의 위치에 기초하여, 상기 2개의 실린더(1, 10) 사이의 토크 차이에 의해 정해지는 각도만큼 제1 위치로부터 제2 위치로 회전될 것이다.
오리피스(19)를 가진 플레이트(17, 18)가 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치의 유지 및 지지를 보장하고, 나사(20)가 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)가 이들 플레이트(17, 18)에 체결되는 것을 가능하게 해준다. 또한, 임의의 오염을 피하기 위해, 보호 마스크(21)가 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)의 상기 회전 디스크들을 에워싸도록 제공된다.
도 2는 조립 시의 실린더들의 각각의 위치를 도시하고 있다. 이 제1 조립 위치에서 2개의 실린더(1, 10) 중의 어느 것에도 압축 공기가 공급되지 않을 때, 상기 제1 실린더(1)는 -90°에 위치되어 있는 동시에 제2 실린더(10)는 0°에 위치되어 있다.
도 3은 시스템이 가압되고 있을 때의 실린더(1, 10)의 각각의 위치를 도시하고 있다. 이 가압에 이어, 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)는 각각 실린더의 바디에 고정된 내부 스톱부의 위치에 의해 정해지는 그것들의 디폴트 위치(default position)에 위치된다. 그에 따라, 상기 제1 실린더(1)는 -90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 회전을 실행한다.
이 0°의 위치에서, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 고정형 에지(6)는 이 조립 위치에서 0°에 위치되고 상기 제1 실린더(1)의 토크보다 2배 더 큰 토크를 가지는 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)에 맞닿아 가로막힌다. 따라서, 장치의 가압에 이어, 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)는 모두 0°에 위치된다.
도 4는 상기 제어 대상 밸브가 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. 예컨대 장치의 가압에 이어 얻어지는 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 장치(5)가 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 오른쪽으로의 회전을 실행한다.
이와 동시에, 상기 제2 실린더(10)는 제2 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)가 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 오른쪽으로의 회전을 실행한다. 상기 제2 실린더(10)의 이 회전 운동이 상기 제1 실린더(1)가 오른쪽으로의 회전을 실행하는 것을 가능하게 해주며, 이때 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)는 더 이상 0°위치에서 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 고정형 에지(6)를 가로막지 않는다.
도 5는 상기 제어 대상 밸브가 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)가 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 왼쪽으로의 회전을 실행한다.
이와 동시에, 상기 제2 실린더(10)는 제2 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)가 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 왼쪽으로의 회전을 실행한다. 상기 제2 실린더(10)는 상기 제1 실린더(1)의 토크보다 2배 더 큰 토크를 가지고, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 상기 고정형 에지(6)는 이 회전에 따라 0°에 위치된 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)에 맞닿아 가로막힌다. 그에 따라, 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 이 운동 동안에는, 상기 제1 실린더(1)는 압축 공기를 공급받지 않을 뿐만 아니라, 2배 더 큰 토크를 가진 상기 제2 실린더(10)에 의해 푸시된다.
도 6은 상기 제어 대상 밸브가 0°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. 0°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)가 0°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 왼쪽으로의 회전을 실행한다.
이와 동시에, 상기 제2 실린더(10)는 압축 공기를 공급받아 0° 위치에 머물러 있는다. 따라서, 상기 제1 실린더(1)만이, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 상기 고정형 에지(6)가 상기 제1 실린더(1)의 2배 만큼의 토크를 가지고 0°에 위치된 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)에 의해 가로막힐 때까지, 회전을 실행한다.
도 7은 상기 제어 대상 밸브가 -90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. -90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)가 -90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치로의 오른쪽으로의 회전을 실행한다.
이와 동시에, 상기 제2 실린더(10)는 압축 공기를 공급받아 0° 위치에 머물러 있는다. 따라서, 상기 제1 실린더(1)만이, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 상기 고정형 에지(6)가 상기 제1 실린더(1)보다 2배 더 큰 토크를 가지며 0°에 위치된 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)에 의해 가로막힐 때까지, 회전을 실행한다.
도 8은 상기 제어 대상 밸브가 90°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. 90°의 제1 위치로부터 -90°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받고, 상기 제2 실린더(10)는 제2 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5) 및 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)가 모두 왼쪽으로의 회전을 실행한다.
상기 제2 실린더(10)가 상기 제1 실린더(1)보다 2배 더 큰 토크를 가지고 있어, 상기 제1 실린더(1)는 상기 제2 실린더(10)에 의해서는 0°위치까지 구동되지만, 상기 제1 실린더(1)는 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 상기 고정형 에지(6)가 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)에 맞닿아 가로막히게 되는 -90°의 위치까지 그것의 이동을 계속한다.
도 9는 상기 제어 대상 밸브가 -90°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 회전을 실행해야만 할 때의 실린더(1, 10)의 각각의 회전 운동을 도시하고 있다. -90°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치로의 상기 제어 대상 밸브의 회전을 실행하기 위해, 상기 제1 실린더(1)는 제1 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받고, 상기 제2 실린더(10)는 제2 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받아, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5) 및 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)가 모두 오른쪽으로의 회전을 실행한다.
상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)의 동시 공급은 상기 제1 실린더(1)가 0°위치에서 가로막히는 것을 방지하고, 그에 따라 상기 제1 실린더(1)는 90°위치까지 그것의 이동을 계속할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치의 하나의 실시형태를 도시하고 있다. 이 실시형태에 따르면, 5개의 압축 공기 밸브를 제어하기 위한 장치(22, 23, 24, 25, 26)가 나란히 배치되어 있고, 그 각각이 상기 파이프(32) 내에 배치된 제어 대상 밸브(27, 28, 29, 30, 31)에 연결되어 있으며, 상기 밸브들이 4개의 섹션(33, 34, 35, 36)을 한정하고 있고, 하나의 섹션이 2개의 연속된 밸브 사이에 포함되어 있다. 압축 공기 밸브를 제어하기 위한 장치(22, 23, 24, 25, 26)의 각각이 도 1에 도시된 바와 같은 요소들을 포함하고 있다. 따라서, 각각의 밸브는 개별적으로 제어되며, 중간 위치에서 정지해야만 하는 일없이 양방향으로 회전을 실행할 수 있다.
도 10에 도시된 이 실시형태에 따르면, 저장조(37)에 들어 있는 유체는 가압되어 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치(26)에 의해 제어되는 밸브(31)를 통해 상기 파이프(32) 내로 진입하며, 상기 밸브(31)가 섹션(36) 내의 상기 유체의 흐름을 제어한다. 압축 공기 밸브를 제어하기 위한 장치(22, 23, 24, 25, 26)에 의해 개별적으로 제어되는 밸브(27, 28, 29, 30, 31)의 각각의 개개의 위치에 따라, 상기 유체는 상기 유체를 처리하도록 배열된 요소(38)를 통과하거나 통과하지 않으면서 하나의 섹션으로부터 다른 섹션으로 안내될 것이다. 상기 밸브들은 양방향으로 회전될 수 있으므로, 필요하다면, 상기 유체는 제1 섹션으로부터 제2 섹션으로 진행한 다음 상기 제1 섹션으로 복귀할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시형태들에 한정되는 것은 아니며, 첨부의 청구범위의 범위에서 벗어나지 않으면서 그것들에 대한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백히 이해될 것이다.
예컨대, 본 발명의 다른 실시형태들은 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개의 압축 공기 밸브를 제어하기 위한 장치 또는 무한정 개수의 압축 공기 밸브를 제어하기 위한 장치로 이루어진 로 이루어진 병렬형 어셈블리를 구비할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치, 파이프 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치 및 합성 또는 정제 기계가 단백질 정제, 세포 배양 등을 위한 저온 화학 분야, 생명공학 분야에서 사용될 수 있다. 특히, 다중 밸브(매니폴드(manifold), 예컨대 메덱스(Medex)사에 의해 시판되는 3-way Stopcock®)를 구비한 파이프의 사용이 제어 방식으로 요구되는 경우에, 본 발명의 주요 관심 사항이 된다.

Claims (15)

  1. 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치로서, 길이방향으로, 회전가능 헤드(3)를 구비하고 있는 전방면(2)과 후방면(4)을 가지고 있는 제1 베인형 회전 실린더(1), 및 전방면(11)과 후방면을 가지고 있는 제2 베인형 회전 실린더(10)를 포함하고 있고, 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)는 각각이 당해 제1 및 제2 실린더(1, 10) 각각의 2개의 포트(7, 8; 14, 15)에 연결된 압축 공기 밸브에 의해 압축 공기를 공급받고,
    - 상기 제1 베인형 회전 실린더(1)는 상기 제어 대상 밸브를 단일 동작으로 제1 소정의 위치와 제2 소정의 위치 사이에서 회전시키도록 구성되어 있고, 상기 제1 실린더(1)의 상기 후방면(4)은 복수의 고정형 에지(6)를 구비한 회전 디스크(5)를 포함하고 있고,
    - 상기 제2 실린더(10)는 단일 동작으로 제1 소정의 위치로부터 제2 소정의 위치까지의 각도를 그리며 운동하도록 구성되어 있고, 그것의 전방면(11) 상에 스톱부(13)를 구비한 회전 디스크(12)를 포함하고 있고, 상기 제2 실린더(10)는 또한 상기 제1 실린더(1)의 토크보다 큰 토크를 가지며,
    - 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)는 상호 맞물림에 의해 서로 연결되고, 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 스톱부(13)는 상기 제1 실린더(1)의 상기 복수의 고정형 에지(6) 사이에 삽입되도록 구성되어 있으며, 상기 스톱부(13)는 또한 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 고정형 에지(6)가 상기 스톱부(13)에 의해 가로막히기 전에 소정의 회전을 실행하는 것을 허용하도록 구성된 폭을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 베인형 회전 실린더(1)는 상기 제어 대상 밸브를 단일 동작으로 180° 각도만큼 회전시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 베인형 회전 실린더(1)는 상기 제어 대상 밸브의 상기 제1 소정의 위치와 상기 제2 소정의 위치 사이에 포함되는 소정의 중간 위치에서 정지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 실린더(1)의 상기 중간 위치는 90°의 위치로부터 0°의 위치로의 또는 -90°의 위치로부터 0°의 위치로의 회전에 뒤이어 도달되는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 베인형 회전 실린더(10)는 0°의 제1 위치로부터 90°의 제2 위치까지의 또는 90°의 제1 위치로부터 0°의 제2 위치까지의 각도를 그리며 운동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 베인형 회전 실린더(10)는 상기 제1 베인형 회전 실린더(1)의 토크의 2배의 토크를 가지는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)는 2개의 직경방향 반대쪽 고정형 에지(6)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 실린더(10)의 상기 회전 디스크(12)의 상기 스톱부(13)는 중간의 직사각형 스톱부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 중간의 직사각형 스톱부(13)는 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전 디스크(5)의 고정형 에지(6)가 당해 중간의 직사각형 스톱부(13)에 의해 가로막히기 전에 90˚만큼의 회전을 실행하는 것을 허용하는 폭(l)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 실린더(1, 10)의 상기 회전 디스크(5, 12)는 덮개 또는 보호 마스크에 의해 에워싸여지는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치.
  11. 파이프(32) 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치로서,
    - 상기 파이프(32) 내의 상기 유체의 상기 유동을 제어하도록 상기 파이프 내에 배치되는 적어도 하나의 밸브(31), 및
    - 상기 파이프(32) 내에 배치된 밸브(31)에 개별적으로 결합될 수 있는, 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프(32) 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 파이프(32)는 1회용 카트리지를 구비한 파이프인 것을 특징으로 하는 파이프(32) 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 1회용 카트리지는 적어도 하나의 밸브(31)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 밸브(31)는 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치의 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전가능 헤드(3)에 체결되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프(32) 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전가능 헤드(3)에의 상기 밸브의 체결은 상기 제1 실린더(1)의 상기 회전가능 헤드(3)에 고정되고 상기 제어 대상 밸브 상에 맞물리도록 구성된 연결 요소(9)를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프(32) 내의 유체의 유동을 제어하기 위한 장치.
  15. 1회용 카트리지를 수납하도록 구성되고, 제1 소정의 위치로부터 제2 소정의 위치로의 밸브의 회전을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 방사성 화합물용 합성 또는 정제 기계로서, 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 밸브를 제어하기 위한 압축 공기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 화합물용 합성 또는 정제 기계.
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