KR20170141142A - 흐름을 조절하고 유로를 차단하기 위한 진공 밸브 - Google Patents

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Abstract

흐름을 조절하는 진공 밸브(10)로서, 개구 축(A)을 규정하는 밸브 개구(16), 및 상기 밸브 개구(16) 주위에서 연장되어 제 1 밀봉 평면(ES)을 규정하는 제 1 밀봉 표면(13)을 포함하는 밸브 시트(12)를 갖고, 상기 제 1 밀봉 표면(13)에 대응하는 제 2 밀봉 표면(14)을 구비하는 밸브 디스크(11)를 갖고, 여기서 상기 제 2 밀봉 표면(14)은 제 2 밀봉 평면(ET)을 규정하고, 상기 밸브 디스크(11)에 연결되는 제 1 결합 요소를 추가로 가지며 또한 밸브 디스크(11)의 제어된 가이드를 제공하는 수용 수단 및 제 1 결합 요소와 결합되고 상기 밸브 디스크(11)와 상기 밸브 시트(12)가 서로에 대해 비접촉 방식으로 존재하는 개방 위치로부터, 그들 사이에 놓인 밀봉부(15)에 의해 제 1 밀봉 표면(13)에 대해 밸브 디스크(11)의 제 2 밀봉 표면(14)이 가압되는 폐쇄 위치로, 및 반복으로 조정 가능한 방식으로 구성되는 구동 유닛을 포함한다. 상기 구동 유닛 및 상기 밸브 디스크(11)는, 상기 밸브 디스크(11)가 정밀 조절 위치로 조정 가능한 방식으로 구성 및 상호작용하며, 상기 밸브 디스크(11)는, 상기 제 1 밀봉 평면(ES) 및 상기 제 2 밀봉 평면(ET)이 규정된 각도(α)로 둘러싸는 방식으로 상기 밸브 시트(12)에 대하여 규정된 방식으로 기울어지며, 또한 상기 밀봉부(15)는 2개의 밀봉 표면들(13, 14)에 대해 완전히 접촉하고, 다른 밀봉 표면(13, 14)에 대해서는 부분적으로만 접촉한다.

Description

흐름을 조절하고 유로를 차단하기 위한 진공 밸브{VACUUM VALVE FOR CONTROLLING A FLOW AND FOR INTERRUPTING A FLOW PATH}
본 발명은 밸브 디스크 및 적어도 3단계의 밸브 디스크용 가이드를 구비하는 진공 조절 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 밸브 하우징에 형성된 개구를 통해, 실질적으로 기밀 방식(gas-tight manner)으로 흐르는 유로를 폐쇄하는 진공 밸브에 대한 다양한 실시예들이 종래 기술로부터 알려져있다.
진공 슬라이더 밸브는, 특히, 가능한 경우 오염 미립자가 없는 보호된 환경에서 이루어져야 하는 IC 및 반도체 제조의 분야에서 사용된다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판용 제조 플랜트에서는, 프로세스 챔버 내에 위치된 반도체 소자들이 각각의 경우에 하나의 처리 장치에 의해서 처리되는, 다수의 프로세스 챔버를 순차적으로 통과하여 고감도 반도체 또는 액정 소자들이 제공된다. 프로세스 챔버 내부의 처리 과정 동안 및 프로세스 챔버에서 프로세스 챔버로 이송하는 동안 양쪽 모두에서, 고감도 반도체 소자는 항상 보호된 분위기(특히 진공 상태로)에 있어야 한다.
프로세스 챔버는, 예를 들어 연결 통로에 의해 함께 연결되며, 부품을 하나의 프로세스 챔버로부터 다음 프로세스 챔버로 이송하기 위해, 진공 슬라이더 밸브에 의해 프로세스 챔버를 개방한 다음 그들을 폐쇄함으로써 기밀 방식으로 각 생산 단계를 수행할 수 있다. 또한, 이러한 유형의 밸브는 전술한 응용 분야 때문에 진공 전환 밸브로 설계되며 또한 그것의 직사각형 단면 개구 때문에 직사각형 슬라이더로 설계된다.
다른 것들 중에서도, 고감도 반도체 소자의 제조 중에 전환 밸브가 사용될 시에는, 특히 밸브의 작동 및 밸브 폐쇄 부재의 기계적 부하에 의해 야기되는 입자 발생 및 밸브 공간 내의 자유 입자의 수가 가능한 한 작게 유지되어야 한다. 입자 발생은 주로 마찰의 결과이며, 예를 들면 금속끼리의 접촉 및 마모에 의해 발생된다.
각각의 구동 기술에 따라, 특히, 밸브 슬라이더 또는 직사각형 슬라이더라고도 불리는 슬라이더 밸브와 진자 밸브 사이에는 차이점이 있으며, 종래 기술에서는 대부분의 경우에 폐쇄 및 개방이 2개의 단계로 수행되고 있다. 제 1 단계에서는, 밸브 폐쇄 부재, 특히 예를 들어 미국 특허 제6,416,037호(Geiser) 또는 특히 L-타입을 갖는 미국 특허 제6,056,266호(Blecha)에 개시된 슬라이더 밸브의 경우에 있어서의 폐쇄 디스크가 개구를 통해 밸브 시트에 실질적으로 평행하게 선형 방식으로 변위되거나 또는 예를 들어 미국 특허 제6,089,537호(Olmsted)에 개시된 바와 같은 진자 밸브의 경우에는, 이와 관련하여, 폐쇄 디스크와 밸브 하우징의 밸브 시트 사이에서의 접촉 발생 없이 피봇축을 중심으로 개구를 통해 피봇된다. 제 2 단계에서는, 폐쇄 디스크가 그것의 폐쇄면에 의해서 밸브 하우징의 밸브 시트 상으로 가압되어, 기밀 방식으로 개구가 폐쇄된다. 밀봉은, 예를 들어 폐쇄 디스크의 폐쇄면에 배치되어 개구 주위로 연장하는 밸브 시트 상으로 가압되는 밀봉부에 의하거나, 또는 폐쇄 디스크의 폐쇄면이 가압되는 밸브 시트 상의 밀봉 링에 의하여 수행될 수 있다. 이 밀봉부, 특히 밀봉 링은 홈에 유지되고/되거나 경화된다.
다른 밀봉 장치가 선행 기술, 예를 들어 미국 특허 제6,629,682 B2(Duelli)에 개시되어 있다. 진공 밸브의 밀봉 링 및 밀봉부를 밀봉하기에 적합한 재료는 예를 들어 FKM이라고도 불리는 플루오르화 고무, 특히 "Viton"이라는 상품명으로 알려진 플루오르 탄성체 및 과플루오르화 고무(약어로 FFKM)이다.
폐쇄 부재가 먼저 밸브 시트에 접촉되는 밀봉부 없이 개구를 통해 횡 방향으로 슬라이드되고, 그 후에 밸브 시트 상에 실질적으로 수직하게 가압되는 전술한 다중 단계 움직임은, 밀봉부가 횡 방향 또는 종 방향으로 로딩되지 않고 거의 전적으로 수직하게 가압되는 이점과는 별개로, 또한 밸브 개구를 통해 매체(예를 들면, 프로세스 가스)의 흐름을 조절할 수도 있다는 가능성을 제공한다.
폐쇄 부재의 L-형 움직임을 가능하게 하는 단일 구동 장치 또는 복수의 구동 장치, 예를 들어 2개의 선형 구동 장치 또는 하나의 선형 구동 장치 및 하나의 확장 구동 장치가 이러한 목적으로 사용된다.
상기한 밸브 유형들의 공통적인 실시예에서는, 폐쇄 부재(밸브 디스크) 및 밸브 구동 장치는 적어도 하나의 조절 아암, 특히 푸시 로드 또는 밸브 로드에 의해 연결된다. 이와 관련하여, 강성 조정 아암은 그 단부들 중 하나를 경유하여 견고한 방식으로 폐쇄 부재에 연결되고, 다른 단부를 경유하여 견고한 방식으로 밸브 구동 장치에 연결된다. 폐쇄 디스크는 대부분의 밸브들의 경우 나사 연결에 의해 적어도 하나의 푸시 로드에 연결된다.
DE 10 2008 061 315 B4는 밸브 로드에 대해 횡 방향으로 연장되는 크로스 부재에 의해 밸브 로드 상에 밸브 플레이트를 장착하는 것을 기재하고 있다. 크로스 부재는 특히 나사에 의해 중앙 연결 지점에서 밸브 로드에 연결되고, 특히 나사 연결에 의해 중앙 연결 지점의 양측에 위치하는 적어도 두 개의 측면 연결 지점에서 밸브 플레이트에 연결된다. 중앙 연결 지점과 그 양측에서 연결되는 부분들을 포함하는 중앙 부분에서는, 크로스 부재가 밸브 플레이트로부터 이격되어 있다. 크로스 부재는 바람직하게는 하나의 재료로 이루어진 하나의 조각으로 구성될 수 있으며, 특히 전체적으로 금속으로 제조될 수 있다.
US 6 471 181 B2는 유사한 장착 기술을 기재하고 있다. 밸브 로드에 연결되는 크로스 부재는 제 1 플레이트에 나사 연결되는 밸브 로드의 단부를 수용하기 위한 원뿔형 개구를 포함하는 제 1 플레이트를 포함한다. 탄성 베어링 블록들이 밸브 로드에 대한 중앙 연결 지점의 양측의 제 1 플레이트 상에 장착되며, 각 경우에 밸브 플레이트에 나사 연결되는 제 2 플레이트는 제 1 플레이트의 반대편에 있는 상기 탄성 베어링 블록의 측들에 장착된다.
US 2008/0066811 A1은 밸브 플레이트가 제 1 및 제 2 크로스 부재들에 연결된 진공 밸브에 대해 기재하고 있다. 크로스 부재들은 연결 부재들을 통해 밸브 플레이트에 연결된다. 이들은 연결 지점으로부터 크로스 부재의 종 방향의 양측에 있는 크로스 부재까지 연장되어, 공통 연결 레그에 대하여 단부들에서 연결되는 연결 아암들을 포함하며, 이 공통 연결 레그는 크로스 부재의 종 방향으로 연장되며 크로스 부재의 종 방향으로 간격을 두고 여러 지점들에서 밸브 플레이트에 나사 연결되어 있다. 그 결과, 크로스 부재의 종 방향에 있어서 보다 균일한 힘의 전달이 달성된다.
미국 특허 제6,994,311 B2호는 개방 밸브 위치에서 개구를 통해 대칭적인 흐름을 생성할 목적을 갖는 진공 조절 밸브에 대해 개시하고 있다. 밸브 디스크는 가이드(밸브 로드)의 중앙에 장착되며, 밸브 디스크와 밸브 시트 간의 간격에 따라 개구를 통과하는 체적 흐름을 조정할 수 있도록 축 방향으로 가이드될 수 있다.
상기 실시예들에 공통적으로, 특히, 조절 동안에, 상기 설계들 중 하나로부터 야기되는 조절 곡선(단위 시간당 체적 흐름)은 일반적으로 불리한 곡선 진행으로 발생한다. 특히, 거의 폐쇄된 밸브 상태에서 완전히 폐쇄된 밸브 상태로 전환할 때, 이 경우에 발생하는 "스냅 셧 효과(snapping shut effect)"로 인해 그 곡선은 명백하게 불균일한 곡선 진행을 보여주게 된다. 이 경우에 개구를 통과하는 흐름이 급작스럽게 중단된다. 그 결과, 매우 낮은 압력 범위에서의 정밀 조정은 거의 실현 가능하지 않게 되거나 아예 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 한편으로는 밸브 개구의 기밀 폐쇄 조절을 제공하고, 다른 한편으로는 개구를 통과하는 흐름에 대한 조절 기능 개선을 제공하는 진공 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립청구항들의 특징을 실현함으로써 달성된다. 대체 또는 유리한 방식으로 본 발명을 더욱 발전시키는 특징들은 종속청구항들에 기재되어 있다.
본 발명의 기초는 매우 낮은 진공 압력 범위(예를 들면, 10- 6mbar 미만) 내에서 분자 가스 흐름을 정밀하게 조절하고, 신뢰성 있게 조절되는 방식으로 흐름 조절을 설계하며, 가능한 경우에는 전체 조절 곡선을 통해 조절 가능하거나 균일한 방식으로 흐름 조절을 설계하기 위한 요구사항의 관점에서 동기 부여된 것이다. 또한, 분자 가스 흐름은 통과 영역(<10- 3mbar)에서 일 역할을 하며, 가스 분자에 대한 비교적 큰 자유 경로 길이에 의해 특징지어진다. 본 발명은 밸브 디스크와 밸브 시트 사이의 초기 각진 접촉(angled contact)에 의해 흐름 조절을 구현하는 접근방식에 기반한 것이며, 체적 흐름은 상대 기울기 위치에 따라 조정 가능하다(밸브 디스크와 밸브 시트 사이의 접촉으로). 더 큰 개방 각도(opening angle)는, 이와 관련하여, 더 큰 개방 크기를 의미하며, 결과적으로 단위 시간당 더 큰 체적의 흐름 가능성을 의미한다. 개방 각도를 감소시킴으로써, 흐름은 밀봉 표면들 사이 더 정확하게는 밸브 시트의 밀봉부와 밸브 디스크 사이의 완전한 접촉이 있을 때까지 단계적으로 및/또는 연속적으로 감소될 수 있으며, 결과적으로 개구부는 완전히 폐쇄된 상태(폐쇄된 위치)에 있게 된다.
본 발명에 따른 밸브를 사용하면, 상기한 흐름들은 유리한 방식으로 조절될 수 있으며, 즉 매우 낮은 압력의 경우에도 실질적으로 대칭이면서 층류인 흐름을 동시에 제공하고 유지할 수 있다.
본 발명은 체적 흐름 또는 질량 흐름을 조절하며 기밀 방식으로 유로를 차단하는 진공 밸브, 특히 진공 조절 밸브에 관한 것이다. 이 밸브는 개구 축을 규정하는 밸브 개구와, 밸브 개구 주위로 연장되며 제 1 밀봉 평면을 규정하는 제 1 밀봉 표면을 포함하는 밸브 시트를 구비한다. 또한, 체적 흐름 또는 질량 흐름을 조절하며 유로를 차단하기 위한 밸브 디스크는 제 1 밀봉 표면에 대응하는 제 2 밀봉 표면을 구비하고, 제 2 밀봉 표면은 제 2 밀봉 평면을 규정하며, 이것의 변형 가능한 위치는 밸브 디스크의 각각의 위치와 정렬에 의해 결정된다.
또한, 이 밸브는 밸브 디스크에 연결되며 밸브 디스크의 제어된 가이드를 제공하는 수용 수단을 포함하는 제 1 결합 요소, 및 특히 수용 수단에 의해 제 1 결합 요소와 결합되며 밸브 디스크가 조절 가능하게 되도록 구성된 구동 유닛을 구비한다. 밸브 디스크는 밸브 디스크와 밸브 시트가 서로에 대해 비접촉 방식으로 존재하는 개방 위치로부터, 제 1 밀봉 표면과 제 2 밀봉 표면 사이에 놓인 밀봉부의 결과 그들 사이의 축 방향 밀봉 접촉이 되고 결과적으로 기밀 방식으로 밸브 개구가 폐쇄되는 폐쇄 위치로 및 다시, 적어도 실질적으로 기하학적 종축을 따라 종측 폐쇄 방향으로 또는 종측 개방 방향으로 조정 가능하다.
구동 유닛 및 밸브 디스크는 밸브 디스크가 정밀 조절 위치로 조정될 수 있는 방식으로 구성되고 이러한 방식으로 상호 작용하며, 특히 이들은 이러한 방식으로 결합되고, 여기서 밸브 디스크는 제 1 밀봉 평면 및 제 2 밀봉 평면이 규정된 각도로 둘러싸고, 밀봉부가 2개의 밀봉 표면 중 하나에는 완전히 접촉하고 다른 밀봉 표면에는 부분적으로만 접촉하는 방식으로 밸브 시트에 대해 규정된 방식으로 기울어진다. 즉, 제 1 및 제 2 밀봉 표면들은 밀봉부에 의해서 부분적으로만 접촉한다. 따라서, 제 1 또는 제 2 밀봉 표면들은 부분적으로만 밀봉부 상으로 가압된다. 밀봉부의 다른 부분은 대향적으로 위치된 밀봉 표면의 영향을 받지 않은 상태로 남아 있다. 그 결과, 의식적으로 전체가 아닌 개구의 밀봉이 생성된다.
정밀 조절 위치에서는, 결과적으로, 폐쇄 위치에서보다 밀봉부의 더 작은 표면 부분이 대향적으로 위치된 밀봉 표면과 접촉하거나 또는 이것에 의해 가압된다.
이러한 목표된 기울기 위치 및 그 기울기에 따라 조정 가능한 밸브 개구의 개방 범위의 결과로서, 유리한 압력 및 흐름 조절이 가능해진다. 통상적으로, 이러한 조절은, 예를 들어 프로세스 가스가 사용되고 있으면서 요구되는 압력을 조정하기 위한 그에 따른 요구가 있을 경우에 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 야기될 수 있는 개구를 통한 매체의 영구적 층류의 결과로서, 압력 변동이 회피될 수 있으며 더욱 빠른 방식으로 요구되는 압력에 도달할 수 있다. 밸브 디스크와 밸브 시트(개방 위치) 사이의 완전한 분리를 위해 추가적으로 제공되는 가능성의 결과로서, 흐름 개구가 매우 크게 선택될 수도 있다.
구동 유닛 및 밸브 디스크는 특히 밸브 디스크가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 또는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 조정될 경우에, 폐쇄 위치에 도달하기 이전에 또는 개방 위치에 도달하기 이전에 밸브 디스크가 그 정밀 조절 위치를 가정하는 방식으로 구성 및 결합된다. 이것은 예를 들어, 구동 유닛의 대응하는 작동에 의한, 예를 들면 밸브 시트에 대한 가이드 로드의 또는 디스크의 기울임 제어의 결과로서 구성될 수 있다. 기울임은 예를 들어 가이드 로드의 가이딩으로, 즉 그 가이드의 대응적으로 피봇 가능한 베어링 배열의 결과로서 제공될 수 있다. 또한, 시트에 대해 디스크만을 기울이는 것은 가이드 로드에 대해 상대적인 또는 조정 아암에 대해 상대적인 디스크의 대응적으로 변동 가능한 베어링 배열의 결과로서 제공될 수 있다.
이에 대한 일 대안으로서, 디스크는 밸브 시트의 밀봉 표면을 기준으로 소정의 횡 방향 위치에 미리 배치될 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 원하는 기울기 위치를 달성할 수도 있다.
또한, 디스크의 일 측이 대향적으로 위치한 측보다 먼저 시트에 도달하게 되도록 하는, 밸브 디스크의 2개의 단부 측들을 기준으로(상단 및 하단 표면들이 아닌 디스크 가장자리를 기준으로) 다른 선형 움직임(폐쇄 움직임)이 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 밸브 디스크는 제 2 밀봉 표면의 연장에 의해 규정되는 제 2 밀봉 평면이 개구 축 또는 종축에 기울어지도록 정밀 조절 위치에 위치된다. 이 종축의 위치는 특히 구동 유닛에 의해 제공되는 조정 방향에 의해 규정된다. 밸브 디스크는, 예를 들어 디스크 하단 표면의 법선에 평행한 방향으로 움직이는 것이 아니라, 특히 상기 기울기 위치에서 밸브 시트와 접촉하게 되도록, 기울기 위치에서 횡 방향으로 움직이게 된다.
일 구현에 따르면, 밸브 시트의 밀봉 표면의 정렬에 관하여, (밸브 시트의) 제 1 밀봉 표면은 개구 축 또는 종축에 평행한 방향을 향할 수 있으며, 개구 축 또는 종축에 수직하게 연장될 수 있다. 이러한 구성은 본 발명에 따른 밸브의 전형적인 구현이다.
그러나, 이에 대한 일 대안으로서, 제 1 밀봉 표면은 또한 개구 축 또는 종축에 대한 횡 방향을 향할 수 있으며, 또한 개구 축 또는 종축에 수직하게 연장되는 평면에 대해 각도를 이룰 수도 있다. 본 발명에 따른 이러한 구현에서, 종축 또는 개구 축에 대한 수직 정렬의 경우에도, 밸브 디스크는 밸브 시트 상에서 견딜 수 있는 각도로 움직일 수 있으며, 이 제어는 기울기 위치에 의해 제공될 수 있다. 즉, 밸브 디스크의 목표로 하는 횡 방향 위치 대신에, 밸브 시트 또는 그것의 밀봉 표면이 기울어질 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 및 제 2 밀봉 평면들은 개방 위치에서 및 정밀 조절 위치에서 규정된 각도 α로 둘러싸며, 제 1 및 제 2 밀봉 평면들은 폐쇄 위치에서 서로에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된다. 정밀 조절 위치에서 폐쇄 위치로의 움직임이 있을 경우, 각도 α의 값은 이에 따라 점점 더 "0"에 가까워지고 최종적으로는 "0"이 된다.
일 실시예에 따르면, 조정될 수 있는 단일 정밀 조절 위치뿐만 아니라 밸브 디스크의 제 2의, 수 개의 또는 복수의 정밀 조절 위치가 특히 연속적으로 조정 가능하다는 것은 명백하다. 이 경우에는, 각 경우에 있어서 제 1 및 제 2 밀봉 평면들에 의해 둘러싸이는 각도 αn는 각 경우에 상이하며, 제 1 및 제 2 밀봉 평면들은 각 경우에 밀봉부에 의해 부분적으로만 접촉한다. 따라서, 몇몇 정밀 조절 위치들은 각 경우에 있어서 밸브 시트에 대한 밸브 디스크의 다른 기울기 위치에 대응할 수 있다. 특히, 각각의 기울기 위치는 연속적인 폐쇄 움직임 동안 각각의 정밀 조절 위치에 할당될 수 있다.
특히, 정밀 조절 위치들은 각 경우에 개별적으로 또는 연속적으로 제어된 방식으로 조정될 수 있으며, 결과적으로 특히 밸브 개구를 통한 매체의 체적 흐름 또는 질량 흐름의 연속적인 조절이 제공될 수 있다. 이 경우, 특히 층류 방식으로 흐름이 유지될 수 있다. 이러한 조절은 특히 구동 유닛의 스테핑 모터 또는 서보 모터에 의해 제공되며, 이것에 의해서 가이드 로드 또는 푸시 로드가 움직이게 된다.
특정 프레임워크 내에서의 밸브 디스크와 구동 유닛의 결합 또는 탄성 피봇능력(elastic pivotability)과 관련하여, 밸브 디스크의 장착의 결과로서, 제 1 결합 요소는 일 실시예에 따라 개구 축 또는 종축에 대해 횡 방향으로 연장되고 밸브 디스크의 후방 측 상의 적어도 하나의 연결 지점에서 밸브 디스크에 연결되는 크로스 부재로서 구성될 수 있다.
이러한 크로스 부재는 사용되는 재료 및/또는 형태와 관련하여 탄력적으로 구성되며, 즉, 이것은 소정의 토크능력을 제공하고 결과적으로 상기 부재의 연장에 의해 규정된 피봇 축을 중심으로 디스크를 피봇시킨다. 크로스 부재의 상기 특성은 가능한 정밀 조절 위치를 넘어서 완전한 밸브 폐쇄까지 밀봉 표면을 밀봉부에 균일하게 가압할 수 있게 한다(또는 그 반대의 경우도 가능함). 밸브 디스크를 움직이는 형태(폐쇄)는 밀봉 재료에 횡 방향 부하가 발생하지 않고 결과적으로 원하지 않는 입자가 발생하지 않으면서 크로스 부재를 트위스팅(twisting) 하는 것에 의해 수행될 수 있다. 그 후에, 밀봉 평면들의 기울기 위치로부터 평행한 위치로의 움직임이 수행된다.
일 구현에서, 크로스 부재의 수용 수단은 구동 유닛을 크로스 부재의 연장 방향에 대해 횡 방향으로 결합하기 위한 중앙 결합 지점을 제공하며, 크로스 부재는 크로스 부재의 연장 방향에 대하여 횡 방향으로 연장되는 조정 아암에 의해 구동 유닛에 연결된다. 따라서, 크로스 부재는 조정 아암에 연결되고, 이와 관련하여, 조정 아암에 연결되며, 밸브 디스크는 조정 아암의 움직임에 의해 가이드된다.
다른 실시예에 따르면, 크로스 부재는 중앙 결합 지점의 양측에 위치하는 적어도 2개의 측면 연결 지점에서 밸브 디스크의 후방 측에 대응하는 방식으로 밸브 디스크에 연결될 수 있다. 중앙 결합 지점 및 양측에서 상기 결합 지점에 연결되어 측면 연결 지점들 사이에서 연장되는 부분들을 포함하는 중앙 부분에서는, 크로스 부재가 후방 측으로부터 소정 간격을 두고 있을 수 있고, 크로스 부재를 트위스팅 한 결과로서 밸브 디스크가 개구 축 또는 종축에 직각인 피봇 축을 중심으로 조정 아암에 대해 피봇 가능하게 되는 방식으로 탄력적으로 구성될 수 있다. 크로스 부재 및 조정 아암은, 특히 일체형으로 구성된다.
특히, 적어도 하나의 연결 지점에서의 크로스 부재와 밸브 디스크 사이의 연결은 마찰 교반 용접 연결을 포함할 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 나사 연결의 경우에 제공되는 입자 발생 위험이 더욱 감소된다.
본 발명에 따른 실시예에 따르면, 구동 유닛은 적어도 하나의 모터와, 적어도 하나의 모터에 의해 제어된 방식으로 종축을 따라 또는 종축에 평행하게 움직일 수 있는 적어도 하나의 가이드 컴포넌트, 특히 가이드 로드를 포함하며, 밸브 디스크는 수용 수단에 의해 가이드 컴포넌트에 연결되고 밸브 시트에 대해 움직일 수 있다. 예를 들어, 디스크는 조정 아암 및 크로스 부재에 의하여 가이드 컴포넌트에 간접적으로 연결된다. 종축의 위치는 특히, 예를 들어 푸시 로드 또는 가이드 로드로서 구성되거나 지정되는 가이드 컴포넌트의 연장에 의해 및/또는 구동 유닛에 의해 제공되는 선형 움직임 방향에 의해서 규정된다.
특정 실시예에 따르면, 구동 유닛은 적어도 하나의 모터, 특히 두 개의 모터, 및 적어도 하나의 모터 또는 두 개의 모터에 의해 제어된 방식으로 종축에 평행하게 움직일 수 있는 두 개의 가이드 컴포넌트, 특히 가이드 로드들을 포함한다. 두 개의 가이드 컴포넌트는 이 경우, 예를 들어 두 개의 가이드 로드에 평행한 중앙을 형성하는 공통의 종축을 규정한다.
특히, 밸브 디스크는 이 밸브 디스크에 연결되며 수용 수단을 구비하는 제 2 결합 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 및 제 2 결합 요소들은 밸브 디스크 상에 직접 배치되고, 특히 밸브 디스크와 일체로 구성되며, 각 경우에 가이드 컴포넌트는 제 1 및 제 2 결합 요소의 수용 수단 중 각각의 하나에 연결된다. 결합 요소들은 특히 서로의 반대편에 위치되며, 즉, 결합 요소들은 밸브 디스크를 수직 관통하는 중앙을 기준으로 디스크의 가장자리 상에 축 대칭 방식으로 장착되거나 형성될 수 있다. 결과적으로, 밸브 시트에 대한 디스크의 정렬은 2개의 가이드 로드의 개별 움직임에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 하나의 로드가 다른 로드보다 더 멀리 움직이면, 디스크는 시트에 대한 일정 각도로 정렬될 수 있으며 정밀 조절 위치로 가이드될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따르면, 구동 유닛은 2개의 모터를 포함할 수 있으며, 2개의 가이드 컴포넌트 각각은 모터들 중 하나에 의해 제어된 방식으로 움직일 수 있다. 정밀 조절 위치, 특히 복수의 정밀 조절 위치들은, 제 2 밀봉 평면에 대한 제 1 밀봉 평면의 기울기 위치가 결과적으로 야기될 수 있는 방식으로 2개의 모터의 규정된, 특히 개별적인 작동에 의해 제공될 수 있다.
일 구현에서는, 밸브가 2개의 가이드 컴포넌트를 연결하는 브릿지를 포함하며, 여기서 제 1 결합 요소가 이 브릿지에 연결된다. 이러한 실시예에서, 밸브 디스크가 가이드 로드들 사이의 중앙에 배치될 수 있다. 디스크에 대한 원하는 기울기 위치는 대응하는 모터 작동에 의해 구성될 수 있으며, 즉, 제 1 가이드 로드와 결합된 제 1 디스크 단부는, 그것과 밸브 시트 사이의 간격이 그것과 제 2 디스크 단부 사이의 간격보다 작게 되도록 가이드된다. 결합 요소는 이와 관련하여 크로스 부재로서 구성될 수 있다. 결과적으로, 밸브 개구를 통과하는 흐름에 대한 매우 정밀한 제어는 크로스 부재의 탄성과 개별적인 모터 작동 사이의 조합, 밀봉부의 균일한 가압 및 개구를 통과하는 광범위한 층류의 흐름이 제공됨으로써 수행될 수 있다.
따라서, 상기 실시예는 밸브 디스크를 적어도 간접적으로 가이드 로드들에 결합시키는 크로스 부재와 2-부품 디스크 가이드(2개의 가이드 로드를 구비함)를 조합한다.
본 발명에 따른 장치는 도면에 개략적으로 도시된 특정한 예시적 실시예들에 의해서 순전히 예시적인 방식으로 아래에서 보다 상세하게 설명되며, 본 발명의 다른 이점들이 또한 고려된다. 도면들은 다음과 같다.
도 1a-b는 개방 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브의 제 1 및 제 2 실시예들을 나타낸다.
도 2a-b는 정밀 조절 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브의 제 1 및 제 2 실시예들을 나타낸다.
도 3a-b는 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브의 제 1 및 제 2 실시예들을 나타낸다.
도 4a-c는 개방 위치 및 정밀 조절 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브의 제 3 실시예의 다양한 관점들을 나타낸다.
도 5a-c는 개방 위치 및 정밀 조절 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브의 제 4 실시예의 다양한 관점들을 나타낸다.
도 1a는 개방 위치에 있는 본 발명에 따른 진공 밸브(10)의 일 실시예를 통한 단면의 개략도를 나타낸다. 밸브(10)는 폐쇄 요소로서의 밸브 디스크(11), 및 밸브 디스크(11)에 대향하여 위치되는 밸브 시트(12)를 포함한다. 밸브 시트(12)는 밸브 개구(16)의 주위에서 연장되어 결과적으로 밸브 개구(16)를 규정한다. 밸브 디스크(11)는 밸브 시트(12)에 대해 움직일 수 있게 배치되며, 적어도 개구(16)에 의해 규정되는 개구 축 A을 따라, 또는 제 2 밀봉 표면(14)의 정렬에 의해 규정되는 축 B를 따라 이동성이 제공된다. 축 A 및 B는 시트(12)에 대하여 이들의 디스크(11) 또는 밀봉 표면(14)의 평행한 정렬에 의해 나타내어진 위치에서 일치한다.
이에 대한 일 대안으로서, 밸브 디스크(11)는 또한 개방 위치에서 평행하지 않고 밸브 시트(12)에 대해 일정 각도(기울기)로 정렬될 수도 있다.
밸브 디스크(11) 및 밸브 시트(12) 모두는 각 경우에 밀봉 표면-제 1 밀봉 표면(13) 및 제 2 밀봉 표면(14)을 갖는다. 제 1 밀봉 표면(13)은 밀봉부(seal)(15)를 추가로 포함한다. 상기 밀봉부(15)는 예를 들어 가황에 의한 중합체로서 밸브 시트(12) 상에 경화될 수 있다. 이에 대한 일 대안으로서, 밀봉부(15)는 예를 들어, 밸브 시트(12)의 홈에 O-링 밀봉부로서 구성될 수 있다. 밀봉 재료는 또한 밸브 시트(12) 상에 접합될 수 있으며, 결과적으로 밀봉부(15)를 구현할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 밀봉부(15)는 밸브 디스크(11)의 측면에, 특히 제 2 밀봉 표면(14) 상에 배치될 수 있다. 상기 구현들의 조합도 또한 가능하다.
밀봉 표면(13)은 밸브 시트(12)에 대한 제 1 밀봉 평면 ES를 규정하고, 밀봉 표면(14)은 밸브 디스크(11)에 대한 제 2 밀봉 평면 ET를 규정한다. 밀봉 평면들 ET 및 ES의 위치는 결과적으로 첫째로 각각의 밀봉 표면의 연장에 의존하고, 둘째로 밸브 디스크(11)의 또는 밸브 시트(12)의 현재 공간 정렬(및 위치)에 의존한다.
도 1b는 개방 위치에 있는 본 발명에 따른 밸브(20)의 다른 실시예를 나타낸다. 밸브(20)는 도 1a에서와 유사한 방식으로 설계된다.
대조적으로, 밀봉부(25)는 여기서 밸브 디스크(21)의 밀봉 표면(24)의 측면 상에 배치되며, 대응하는 밀봉 표면(23)이 밸브 시트(22) 상에 구성된다. 밀봉 표면들(23 및 24)은 결국, 대응하는 밀봉 평면들 ET 및 ES을 규정한다.
도 1a 및 도 1b는 순전히 개략적인 방식으로 각각의 밸브 구현을 나타낸 것이다. 각각의 밸브 시트에 대해 밸브 디스크(11) 또는 (21)를 이동시키기 위한 구동 유닛은 어느 경우에도 도시되어 있지 않다. 이러한 구동 유닛은 통상적으로 모터, 특히 스테핑 모터 또는 서보 모터(servomotor)를 포함한다. 밸브 디스크는 대응 구조물에 의해 구동 유닛에 결합될 수 있다. 본 발명에 따르면 이에 대한 상이한 구현이 가능하다.
먼저, 구동 유닛은 모터에 의해 종축을 따라 선형 방식으로 움직일 수 있는 푸시 로드(가이드 로드)를 포함할 수 있다. 조정 아암(arm)의 제 1 단부는 푸시 로드에 연결되어, 특히 로드에 대해 횡 방향 또는 수직하게 경사진다. 푸시 로드와 조정 아암 사이의 연결은 견고한 방식(rigid manner)으로 구성된다. 조정 아암에 대하여 횡 방향으로 연장되어 결국 밸브 디스크에 연결되는 크로스 부재(cross member)는 반대편에 위치한 제 2 단부에 제공된다. 크로스 부재는, 디스크가 크로스 부재의 연장에 의해 규정되는 피봇 축을 중심으로 피봇 가능하게 되는 방식으로 탄력적으로 구성된다. 디스크에 대한 원하는 피봇능력 및 그에 따른 원하는 기울기 위치의 가능성 그리고 밸브 시트에 대한 디스크의 기울기 변경이, 이와 관련하여, 그 부재가 트위스팅되는 결과로서 가능해진다.
2개의 가이드 컴포넌트들(푸시 로드들)을 구비한 장치는 밸브 디스크를 위한 출력에 대한 대체적 또는 조합 가능한 설계로서 구성될 수 있다. 디스크는, 이와 관련하여, 특히, 디스크 둘레를 기준으로 2개의 반대편에 위치되는 측면들 상에 배치되는 2개의 수용 수단을 갖는다. 수용 수단들 각각은 그것에 하나의 푸시 로드를 연결한다. 푸시 로드들의 구동은 2개의 모터에 의해 바람직한 방식으로 수행되지만, 적어도 하나의 모터 및 하나의 기어링 유닛으로 구현될 수도 있다. 또한, 밸브 시트에 대한 밸브 디스크의 기울기 위치 및 기울기 위치의 조정은, 평행하게 수행되지 않는 (푸시 로드들의 선형 위치를 기준으로 하는) 푸시 로드들의 선형 움직임의 결과로서 제어된 방식으로 제공될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 따른 밸브 구현들을 개방 위치가 아니라 정밀 조절 위치에서 나타낸 것이다. 이와 관련하여, 각 경우에 밸브 디스크들(11 또는 21)은 밸브 시트들(12 또는 22)에 평행하게 정렬되지 않으며, 서로에 대해 기울어져 있다. 밸브들은 이러한 정밀 조절 위치가 각 경우에 폐쇄 위치에 도달하기 이전에 밸브 디스크의 폐쇄 움직임으로 도달되고 가정될 수 있도록 구성된다(적용 가능하게 제어됨).
밀봉 평면들 ET 및 ES는 이 경우에 평행하게 존재하지 않으며, 결과적으로 서로 교차하며, 각도 α로 둘러싸여진다. 상기 원하는 기울기 위치, 즉 개방 각도 α는 밀봉부(15 또는 25)(여기서는 좌측의 둘레 밀봉부)와 적어도 부분적인 접촉을 유지함으로써 변화될 수 있다. 결과적으로 유리한 흐름 조절이 제공된다. 각도 α가 작게 조정될수록, 매체의 단위 시간당 가능한 유속은 더 작아진다. 이 경우에, 이점은 특히, 각도 α가 2개의 밸브 디스크 측면(상단 및 하단)에서의 압력차에 기인하는, 상대적으로 매우 작은 각도들 및 힘의 경우에도 단계적으로 또는 연속적으로 조정 가능한 상태로 계속 유지되며, 또한 디스크에서 연속적으로 변한다는 점이다. 그 결과, 매우 정밀한 폐쇄 또는 개방 움직임이 수행될 수 있으며, 특히 폐쇄 위치를 향해 또는 폐쇄 위치로부터 또는 조절 위치로 전이할 경우에 연속적으로 적용되거나 중단되는 매체 흐름이 조절될 수 있다.
특히, 각도가 변경될 경우에, 접촉된 밀봉부의 표면도 달라진다. 각도가 점차적으로 작아짐에 따라, 밀봉 재료의 접촉 표면도 더 커지게 된다.
이 조절은 특히 더 작은 압력이 상단보다 (밸브 시트의 방향으로) 디스크의 하단에서 우세할 경우에 유리하다. (밀봉부에 의한) 밸브 디스크와 밸브 시트 사이의 부분적인 접촉의 결과로서, (압력 차이로 인한) 디스크에 작용하는 힘의 일부가 이미 접촉 표면에 의해 흡수될 수 있으므로, 밸브 구동 또는 디스크 장착에 의해 흡수될 필요가 없게 된다.
정밀 조절 위치에서는, 밸브 디스크(11 또는 21)가 밸브 시트(12 또는 22)와 접촉할 경우에, 축을 중심으로 회전 또는 피봇되는 플랩(flap)으로서 보일 수도 있다.
각각의 밸브 시트들(12 및 22)에 대한 밸브 디스크(11 및 12)의 각진 접촉(abutment)을 제공하기 위해 상이한 기계적 솔루션이 고려될 수 있다. 일반적으로 진공 기술에서와 같이 그리고 특히 진공 밸브 솔루션들의 경우에는, 입자 발생의 위험을 회피하는 또는 확실하게 감소시키는 밀봉 솔루션들이 바람직할 것이다. 이를 위해, 컴포넌트들의 상대적 이동성 회피, 또는, 그러한 이동성이 필요한 경우, 컴포넌트들 간의 마찰이 없는 것이 가능한 컴포넌트들의 베어링 배치가 바람직할 것이다.
따라서, 디스크의 입자-방지 구동 및 유지 솔루션들이 아래의 도 4 및 도 5에서와 같이 본 발명에 따라 제안된다. 각각의 밸브 시트에 대한 밸브 디스크의 선형 이동성은, 이 경우에, 의심의 여지없이 제공되어야 하지만, 정밀 조절 위치에서의 시트에 대한 기울기를 조정하기 위한 피봇 축을 중심으로 하는 디스크의 피봇능력이, 이 경우에, 또한 고려되어야 하며, 본 발명에 따라 달성된다(입자 발생 방지).
도 3a 및 도 3b는 밸브 개구(16 또는 26)를 통과하는 매체의 흐름이 밀봉부(15 또는 25)에 의해 완전히 제공되는 밀봉 작용으로 인해 완전히 차단되는 밀봉 폐쇄 위치에서의 각 경우에 있는 밸브들(10 및 20)을 나타낸다. 각각의 밀봉부(15 또는 25)는, 이 경우에, 대향 측면의 대향하게 위치된 대응 밀봉 표면과 완전 접촉, 즉 밸브 개구를 중심으로 전체 둘레에 걸쳐 완전히 접촉하고, 미리 정해진 정도까지 가압된다. 밀봉 평면들 ET 및 ES는 평행하게 존재한다.
도 4a 및 도 4b는 개방 위치에 있는 진공 밸브(30)의 본 발명에 따른 일 실시예를 나타낸다. 밸브 디스크(31)는 밸브 시트(32)로부터 이격되어 평행한 방식으로 위치되며, 밸브 개구(36)를 노출하고 있다.
밀봉부(35)는 밸브 시트(32)의 밀봉 표면(33) 상에 장착된다. 밀봉 표면(33)의 진행은 밀봉 평면 ES를 규정한다.
밸브 디스크(31)는 크로스 부재(38)로 구성된 결합 요소에 의해 조정 아암(37)에 연결된다. 밸브 시트(32)의 밀봉 표면(33)에 대향 위치되고 형태 및 크기에 관해서는 동일한 밸브 디스크(31)의 밀봉 표면의 진행은 밀봉 평면 ET를 규정한다. 개방 위치에서는, 밀봉 평면들 ET 및 ES가 서로 평행하게 정렬된다.
크로스 부재(38)는 조정 아암(37)에 대한 횡 방향으로 그것의 연장에 의해, 조정 아암(37)에 대한 횡 방향으로 또한 연장되는 피봇 축 S를 규정한다. 크로스 부재(38)는 상기 크로스 부재의 중앙 영역에서 조정 아암(37)에 고정적으로 연결되고(여기서: 나사-연결됨), 상기 크로스 부재의 단부들에서 밸브 디스크(31)에 고정적으로 연결된다. 그러나, 각각의 체결(fastening)들은 대안적인 방식으로, 예를 들어 볼트 또는 용접(예를 들어, 마찰 교반 용접)에 의해 생성될 수도 있다. 특히, 조정 아암(37) 및 크로스 부재(38)는 일체로 구성될 수 있다.
크로스 부재(38), 자체가 소정의 재료 탄성을 제공하고, 결과적으로, 실질적으로 마모가 없는 방식으로 미리-규정된 범위 내에서(예를 들어, 비틀림 각도 및 힘 흡수에 대해) 피봇 축 S를 중심으로 트위스팅 가능한 방식으로 형성된다.
조정 아암(37)은 푸시 로드 또는 가이드 로드에 의해 구동 유닛(39)에 연결된다. 디스크(31)는 구동 유닛(39)에 의해 푸시 로드의 연장을 따라 선형 방식으로 이동될 수 있다.
도 4c는 정밀 조절 위치에서의 밸브(30)를 나타낸다. 밸브 디스크(31)는 부분적으로 밀봉부(35)와 접촉한다. 디스크(31)를 통한 단면에 도시된 우측에서는, 디스크(31)와 밀봉부(35) 사이에 접촉이 없다. 따라서, 밸브 디스크(31)는 밸브 시트(32)와 평행하게 정렬되지 않는다. 밀봉 평면들 ET 및 ES는 규정된 각도 α로 교차한다.
도시된 정밀 조절 위치는, (제어된 방식으로) 피봇 가능하게 구성되는 크로스 부재(38)와 조정 아암(37) 사이의 연결의 결과로서 생성될 수 있다. 밸브 디스크(31)가 밸브 시트(32)에 더 가까워지면, 약간의 피봇팅(pivoting)이 설정되어 유지(고정)될 수 있다. 이에 대한 일 대안으로서, 디스크(31)는, 디스크(31)가 밸브 시트(32)와 평행하지 않으며, 상대적 기울기 위치를 이미 포함하는 방식으로 크로스 부재(38)에 의해 체결될 수 있다. 밀봉 평면들 ET 및 ES는, 이 경우에, 대응하여 평행하지 않으며, 소정 각도 α로 둘러싸고 있다.
그 후에, 디스크(31)는 선형 접근 움직임의 결과로서, 시트(32)에 대해 대응하여 기울어진 방식으로 접촉한다. 구동 유닛(39)에 의한 추가 선형 조정의 결과로서, 디스크(31)의 기울기는 크로스 부재(38)를 트위스팅함으로써 변경될 수 있다. 따라서, 푸시 로드가 더 후퇴되는 경우, 개방 각도 α는 더 작아지게 된다. 이 경우, 크로스 부재(38)는 내부 비틀림에 의해 작동하고, 즉 트위스팅된다. 결과적으로, 이 경우에, 밀봉부(35) 상에 디스크 밀봉 표면의 연속적으로 변경 가능하고 균일하게 유지되는 가압이 제공될 수 있다. 이로 인해 개구부(36)가 완전히 폐쇄될 수 있으며, 여기에서도 밀봉 진행과 관련하여서는, 밀봉부가 균일한 방식으로 가압된다.
따라서, 크로스 부재는 트위스팅되는 결과로서 기울기 위치의 연속적인(또는 단계적인) 변경을 가능하게 하며, 밀봉부(35)는 균일한 방식으로 가압된다. 밀봉부가 균일한 방식으로 가압되어 결과적으로 횡 방향 부하가 밀봉부에 영향을 미치지 않기 때문에, 입자 발생이 추가적으로 최소화되거나 완전하게 방지된다.
조정 아암(37)과 크로스 부재(38) 사이의 연결에서의 기울기 위치에 대한 일 대안으로서, 시트(32)에 대한 디스크(31)의 기울기 위치는 피봇팅에 의해 또는 푸시 로드의 영구 기울기 위치에 의해서도 제공될 수 있다. 크로스 부재에 의해 제공되는 효과는 앞서 언급한 변형에 대응한다.
도 5a 및 도 5b는 개방 위치에 있는 진공 밸브(40)의 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 밸브 디스크(41)는 밸브 시트(42)에 이격되어 평행한 방식으로 위치되며, 밸브 개구(46)를 노출시키고 있다.
도 4a-c에 따른 구현과 대조적으로, 밸브 디스크(41)는, 구동 유닛(49)의 모터에 의해 제어된 방식으로 각각 이동될 수 있는 2개의 가이드 로드(47)에 의해 밸브 시트(42)에 대해 이동 가능하도록 배치된다. 밀봉부(45)는 디스크(41)의 하단 표면에 위치된다. 각각의 밀봉 표면들은 결국, 밀봉 평면들 ET 및 ES를 규정한다.
가이드 로드들(47)은 2개의 결합 요소(48)의 수용 수단에 연결된다. 결합 요소들(48)은 여기서 밸브 디스크(41)와 일체로 구성되지만, 결합 요소들(48)이 별개의 컴포넌트들로서 설계될 수도 있으며, 상기 결합 요소들은 예를 들어 디스크(41)에 나사-연결되거나 용접될 수 있음이 명백하다.
도 5c에 나타낸 바와 같이 소정 정밀 조절 위치를 조정하기 위해, 구동 장치(49)의 2개의 구동 부분들(49a 및 49b)이 개별 방식으로 대응하여 작동될 수 있다. 이 경우, 2개의 구동 부분들(49a, 49b) 중의 하나는, 동일한 기간 내에 다른 가이드 로드(47)에 대해 제 2 구동에 의해 제공되는 거리보다 큰 가이드 로드들(47) 중의 하나에 대해 이동된 거리를 생성한다. 즉, 가이드 로드들(47) 중의 하나는 적어도 특정 기간에 걸쳐 다른 것보다 신속하게 후퇴된다. 이에 대한 일 대안으로, 제 1 구동의 방식에 의해 생성되는 선형 움직임은 제 2 구동의 방식에 의해 생성되는 선형 움직임보다 일찍 시작될 수 있으며, 구동 장치들은 그 결과로서 실질적으로 동기 움직임(synchronous movement)을 제공한다.
밸브 시트(42)에 대해 기울어진 밸브 디스크(41)는 그 결과로서 생성된다. 밸브 디스크(41 또는 45)는 이러한 방식(도 5c)으로 조정 가능한 상기 기울기 위치로 밸브 시트(42)에 의해서 (부분적으로) 접촉된다. 제 1 단부 위치에 제 1 가이드 로드(47)가 도달되면, 밸브 개구(46)를 통과하는 흐름의 조절 또는 스트림의 조절은 단지 선형 방식으로 제 2 가이드 로드(47)를 더 멀리 변위시키는 것에 의해서 제공될 수 있다. 제 1 단부 위치는 밀봉부(45)와 밸브 시트 사이에 접촉하는 디스크(41)의 위치에 실질적으로 대응할 수 있다. 그러나, 일단 접촉이 이루어지고 나면, 밀봉 재료(45)의 원하는 가압을 달성하기 위한 추가의 선형 변위가 달성될 수 있음은 명백하다. 따라서, 제 1 및 또한 제 2 단부 위치는 또한 원하는 밀봉부 압축의 발생에 대응할 수 있다.
도시된 도면들은 가능한 예시적 실시예들만 개략적으로 도시한 것임은 명백하다. 본 발명에 따르면, 상이한 접근법들이 서로 결합될 수 있으며, 또한 종래 기술의 진공 조건에 따른 프로세스 체적 내의 체적 흐름 또는 압력을 제어하기 위한 방법 및 장치와 결합될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 체적 흐름(volume flow) 또는 질량 흐름(mass flow)을 조절하며, 기밀 방식으로 유로를 차단하기 위한 진공 밸브(10, 20, 30, 40)로서, 특히 진공 조절 밸브이며,
    ● 개구 축(A)을 규정하는 밸브 개구(16, 26, 36, 46), 및 상기 밸브 개구(16, 26, 36, 46) 주위에서 연장되어 제 1 밀봉 평면(ES)을 규정하는 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)을 포함하는 밸브 시트(12, 22, 32, 42)와,
    ● 상기 체적 흐름 또는 질량 흐름을 제어하고 상기 유로를 차단하며, 상기 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)에 대응하는 제 2 밀봉 표면(14, 24)을 구비하는 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)로서, 상기 제 2 밀봉 표면(14, 24)은 제 2 밀봉 평면(ET)을 규정하고, 이것의 변형 가능한 위치는 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)의 각각의 위치 및 정렬에 의해 결정되는, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)와,
    ● 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)에 연결되고 수용 수단을 포함하며, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)의 제어된 가이드를 제공하는 제 1 결합 요소(38, 48)와,
    ● 특히 상기 수용 수단에 의해 상기 제 1 결합 요소(38, 48)와 결합되는 구동 유닛(39, 49)을 구비하며,
    상기 구동 유닛(39, 49)은, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)가,
    ○ 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)와 상기 밸브 시트(12, 22, 32, 42)가 서로에 대하여 비접촉 방식으로 존재하는 개방 위치로부터
    ○ 상기 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)과 상기 제 2 밀봉 표면(14, 24) 사이에 놓인 밀봉부(15, 25, 35, 45)의 결과로서, 상기 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)과 상기 제 2 밀봉 표면(14, 24) 사이에 축방향 밀봉 접촉이 존재하는 폐쇄 위치로서, 여기서 상기 밸브 개구(16, 26, 36, 46)가 그 결과로서 기밀 방식으로 폐쇄되는, 상기 폐쇄 위치로,
    또한 다시, 적어도 실질적으로 기하학적 종축을 따라 종측 폐쇄 방향으로 되도록 조정 가능한 방식으로 구성되며,
    상기 구동 유닛(39, 49) 및 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)가 정밀 조절 위치로 조정 가능한 방식으로 구성 및 상호작용하고, 특히 결합되며, 여기서
    ● 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는, 상기 제 1 밀봉 평면(ES) 및 상기 제 2 밀봉 평면(ET)이 규정된 각도(α)로 둘러싸는 방식으로 상기 밸브 시트(12, 22, 32, 42)에 대하여 규정된 방식으로 기울어지며, 또한
    ● 상기 밀봉부(15, 25, 35, 45)는 상기 제 1 또는 제 2 밀봉 표면(13, 23, 33, 14, 24)에 대해 완전히 접촉하고, 각각의 다른 밀봉 표면(13, 23, 33, 14, 24)에 대해서는 부분적으로만 접촉하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 유닛(39, 49) 및 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)를 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 또는 상기 폐쇄 위치에서 상기 개방 위치로 조정할 경우에, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)가 상기 폐쇄 위치에 도달하기 이전에 또는 상기 개방 위치에 도달하기 이전에 상기 정밀 조절 위치를 가정하는 방식으로, 구성 및 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는, 상기 제 2 밀봉 표면(14, 24)의 연장에 의해 규정되는 상기 제 2 밀봉 평면(ET)이 상기 개구 축(A)에 대해 또는 상기 종축에 대해 기울어지는 방식으로, 상기 정밀 조절 위치에서 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ● 상기 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)이 상기 개구 축(A) 또는 종축에 평행한 방향을 향하고 상기 개구 축(A) 또는 종축에 수직하게 연장되거나, 또는
    ● 상기 제 1 밀봉 표면(13, 23, 33)이 상기 개구 축(A) 또는 종축에 대한 횡 방향을 향하고 상기 개구 축(A) 또는 종축에 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ● 상기 제 1 및 제 2 밀봉 평면들(ES, ET)은 상기 개방 위치에서 및 상기 정밀 조절 위치에서 규정된 각도(α)로 둘러싸고, 또한
    ● 상기 제 1 및 제 2 밀봉 평면들(ES, ET)은 상기 폐쇄 위치에서 실질적으로 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)의 제 2의, 수개의 또는 복수의 정밀 조절 위치들은 특히 연속적으로 조정 가능하며, 여기서
    ● 각 경우에 상기 제 1 및 제 2 밀봉 평면들(ES, ET)에 의해 둘러싸이는 각도(αn)는 각 경우에 있어서 상이하며, 또한
    ● 각 경우에 상기 밀봉부(15, 25, 35, 45)는 상기 2개의 밀봉 표면들(13, 23, 33, 14, 24) 중의 하나에 대하여 완전히 접촉하며 다른 밀봉 표면(13, 23, 33, 14, 24)에 대해서는 부분적으로만 접촉하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정밀 조절 위치들은 각 경우에 개별적으로 또는 연속적으로 제어된 방식으로 조정 가능하며, 결과적으로 특히 상기 밸브 개구(16, 26, 36, 46)를 통과하는 매체에 대한 연속적인 상기 체적 흐름 또는 질량 흐름이 제공 가능한 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 요소(38)는 상기 개구 축(A) 또는 상기 종축에 대한 횡 방향으로 연장되며, 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)의 후방 측에 있는 적어도 하나의 연결 지점에서 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)에 연결되는 크로스 부재(38)로서 구성되며, 상기 수용 수단은 상기 크로스 부재(38)의 연장 방향에 대하여 횡 방향으로 상기 구동 유닛(39)을 결합시키는 중앙 결합 지점을 제공하고, 상기 크로스 부재(38)는 상기 연장 방향에 대하여 횡 방으로 연장되는 조정 아암(37)에 의하여 상기 구동 유닛(39)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 크로스 부재(38)와 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41) 간의 연결은 상기 적어도 하나의 연결 지점에서의 마찰 교반 용접(friction stir welding) 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 크로스 부재(38)는,
    ● 중앙 결합 지점의 양측에 위치하는 적어도 2개의 측면 연결 지점에서의 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)의 후방 측 상에서 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)에 연결되며,
    ● 중앙 결합 지점 및 양측에서 상기 결합 지점에 연결되어 측면 연결 지점들 사이에서 연장되는 부분들을 포함하는 중앙 부분에서는, 후방 측으로부터 간격을 두고 있고,
    ● 크로스 부재(38)의 뒤틀림 결과로서 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)가 상기 개구 축(A) 또는 상기 종축에 직각인 피봇 축(S)을 중심으로 상기 조정 아암(37)에 대해 피봇 가능한 방식으로 탄력적으로 구성되고, 또한
    ● 특히 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ● 상기 구동 유닛(39, 49)은 적어도 하나의 모터(49a, 49b) 및 상기 종축을 따라 또는 이에 평행하게 제어된 방식으로 상기 적어도 하나의 모터(49a, 49b)에 의해 움직일 수 있는 적어도 하나의 가이드 컴포넌트(47), 특히 가이드 로드를 포함하며, 또한
    ● 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는 상기 수용 수단에 의해 상기 가이드 컴포넌트(47)에 연결되고, 상기 밸브 시트(12, 22, 32, 42)에 대해 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 유닛(39, 49)은 상기 종축에 평행하게 제어된 방식으로 상기 적어도 하나의 모터에 의해 움직일 수 있는 2개의 가이드 컴포넌트들(47), 특히 가이드 로드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  13. 제 12 항에 있어서,
    ● 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)는 이것에 연결되고 수용 수단을 구비하는 제 2 결합 요소(48)를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 결합 요소들(48)은 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)에 직접 배열되고, 특히 상기 밸브 디스크(11, 21, 31, 41)와 일체로 구성되며, 또한
    ● 각 경우에 가이드 컴포넌트(47)가 상기 제 1 및 제 2 결합 요소들(48)의 상기 수용 수단의 각각의 것에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    ● 상기 구동 유닛(49)은 2개의 모터들(49a, 49b)을 포함하고, 상기 2개의 가이드 컴포넌트들(48) 각각은 상기 모터들 중의 하나에 의해 제어된 방식으로 이동할 수 있으며, 또한
    ● 상기 정밀 조절 위치, 상기 복수의 정밀 조절 위치들은 규정된 방식에 의해, 특히 상기 제 2 밀봉 평면에 대한 상기 제 1 밀봉 평면의 기울기 위치가 그 결과로서 야기될 수 있는 방식으로 상기 2개의 모터들(49a, 49b)의 개별 작동에 의해 제공 가능한 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
  15. 제 12 항에 있어서,
    ● 상기 진공 밸브(10, 20, 30, 40)는 상기 가이드 컴포넌트들(47)을 연결시키는 브릿지(bridge)를 포함하며, 또한
    ● 상기 제 1 결합 요소(38, 48)는 상기 브릿지에 연결되며, 특히 크로스 부재로서 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 밸브(10, 20, 30, 40).
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