KR20190046487A - 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차폐 플레이트를 전후 방향으로 푸쉬-풀(push-pull) 동작시키는 다수의 블록 실린더들을 그 전후 방향에 각각 설치되는 격자 구조의 고정 플레이트에 결합고정함으로써 블록 실린더들의 배열과 설치가 용이하고 결합 및 해체가 간단해 유지보수에 유리한 게이트 밸브에 관한 것으로, 내부 공간을 가지며 전후면으로 각각 개구부가 형성된 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 내에 배치되고, 상기 개구부의 형상과 대응되는 형상의 차폐 플레이트에 대하여 푸쉬-풀 동작을 수행하도록 배열되며 전후면에 차폐 플레이트와 연결된 차폐 블록이 구비되는 다수의 블록 실린더; 및 상기 밸브 하우징 중심의 피스톤 헤드에 중심부가 고정되고, 블록 실린더 배열의 전후면에 각각 결합되어 개별 블록 실린더를 밸브 하우징 내에 지지시키며 상기 블록 실린더를 상기 개구부의 형상과 대응되는 열로 고정시키는 제 1 및 제 2 고정 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}
본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차폐 플레이트를 전후 방향으로 푸쉬-풀(push-pull) 동작시키는 다수의 블록 실린더들을 그 전후 방향에 각각 설치되는 격자 구조의 고정 플레이트에 결합고정함으로써 블록 실린더들의 배열과 설치가 용이하고 결합 및 해체가 간단해 유지보수에 유리한 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 반도체, LCD, OLED, SOLAR 등의 제조공정은 현상, 식각, 확산, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복 수행함으로써 이루어지게 된다.
이들 각 공정은 설계 상태에 적합하도록 반도체 및 디스플레이용 글라스 등을 제작하는데 필요한 특정 조건으로 설정되며, 다수의 공정은 진공상태에서 공정이 진행된다.
이렇게 진공상태로 공정이 수행되는 프로세스 챔버 외에도 이러한 프로세스 챔버와 인접하여 설치된 기타 챔버를 구비하고 있다.
예를 들면, 외부로부터 밀폐된 공간을 제공하여 파티클과 같은 오염물질이 최소화된 진공의 분위기에서 웨이퍼 및 그라스 상의 제조공정을 수행하는 프로세스 챔버(PM), 상기 복수개의 프로세스 챔버(PM)에서 제조공정이 수행되며 복수개의 프로세스 챔버(PM)에 웨이퍼 및 그라스를 이송시키는 로봇 암이 형성된 트랜스퍼 챔버(TM) 등으로 이루어지게 된다.
그리고, 이러한 각각의 챔버들 사이에는 웨이퍼 및 그라스를 통과시키기 위한 게이트가 형성되어 있고, 이러한 게이트에는 게이트 밸브가 설치되어 게이트의 개폐가 이루어지도록 되어 있다.
예를 들면, 상기 게이트 밸브는 트랜스퍼 챔버와 프로세스 챔버 사이에 위치하며, 트랜스퍼 로봇의 설정 동작 이후에 프로세스 챔버의 공정을 진행하기 위하여 완벽한 격리(Isolation) 기능의 수행하는 밸브를 말한다.
이와 같은 게이트 밸브는 주로 공압으로 작동하며, Open/Close 동작하는 차폐 플레이트(Seal plate), 이 차폐 플레이트의 푸쉬-풀 동작 및 업-다운 동작을 시키기 위한 실린더 등을 포함한다.
그리고, 게이트 밸브는 공정 진행 중 챔버와 챔버 사이의 압력이 맞추어진 상태에서 일반적으로 동작하게 된다.
최근에는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 개별 차폐 플레이트를 가지고 실린더 혹은 승강 장치에 의해 상하 구동하며 차폐를 양면으로 진행하는 T-모션 게이트 밸브가 현장에서 각광받고 있다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 블록 실린더(1)의 양면에는 각각 차폐 플레이트(2, 3)가 구비되며 하강 상태에서는 게이트(G1, G2)가 오픈된 상태(open)가 된다. 또한 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 블록 실린더(1)가 상승해 게이트(G1, G2)의 위치까지 올라오게 되면 게이트(G1, G2)는 닫힌 상태(closed)가 되며 해당 게이트(G1, G2)는 언락(unlocked) 상태이다. 또한 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 블록 실린더(1)가 상승한 상태에서 양면의 차폐 플레이트(2, 3)가 푸쉬되면 해당 게이트(G1, G2)는 닫힌 상태(closed)에서 락(locked) 상태로 전환되는 것이다.
전체적으로 차폐 동작이 T 자 형태로 이루어지기 때문에 이 같은 게이트 밸브를 T-모션 게이트 밸브라 부르고 있다.
이러한 T-모션 게이트 밸브의 대표적인 종래기술로써 도 2에 도시된 바와 같이, 상하로 배치된 제 1 지지대(19)와 제 2 지지대(20)에 블록 실린더를 포함하는 드라이브 요소(22)들을 강성적으로 연결해 블록 실린더들의 배열과 지지를 동시에 이루고자 하는 기술이 개발되어 현장에서 활용되고 있다.
하지만 이러한 종래기술의 경우 블록 실린더를 포함하는 드라이브 요소(22)가 모두 제 1 지지대(19)와 제 2 지지대(20)에 결합되는 구조이기 때문에 최초 설비시에는 간소한 설치가 가능하지만 개별 블록 실린더를 교체, 수리 등 유지보수할 때 블록 실린더와 제 1 지지대(19) 및 제 2 지지대(20) 간의 모든 결합을 해체해야만 하고 이 과정에서 유지보수 대상이 아닌 모든 블록 실린더들을 분리 및 해체해야만 하기 때문에 유지보수 과정이 복잡하고 시간이 많이 소요된다는 문제점을 가지고 있다.
더군다나 이러한 종래기술의 제 1 지지대(19)와 제 2 지지대(20)에는 블록 실린더의 구동을 위한 유압 에어 라인이 내장되어 있어 블록 실린더의 분리 및 해체 과정이 더욱 복잡해지고 난이도가 높아져 공정 지연의 주요 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 차폐 플레이트를 전후 방향으로 푸쉬-풀 동작시키는 다수의 블록 실린더들을 그 전후 방향에 각각 설치되는 격자 구조의 고정 플레이트에 결합고정함으로써 블록 실린더들의 배열과 설치가 용이하고 결합 및 해체가 간단해 유지보수에 유리한 게이트 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 고정 플레이트를 격자 구조의 플레이트로 형성하여 무게를 줄일 수 있기 때문에 승강 구조에 무리를 주지 않아 안정성을 향상시키고 장비 수명을 연장시킬 수 있게 되는 게이트 밸브를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 내부 공간을 가지며 전후면으로 각각 개구부가 형성된 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 내에 배치되고, 상기 개구부의 형상과 대응되는 형상의 차폐 플레이트에 대하여 푸쉬-풀 동작을 수행하도록 배열되며 전후면에 차폐 플레이트와 연결된 차폐 블록이 구비되는 다수의 블록 실린더; 및 상기 밸브 하우징 중심의 피스톤 헤드에 중심부가 고정되고, 블록 실린더 배열의 전후면에 각각 결합되어 개별 블록 실린더를 밸브 하우징 내에 지지시키며 상기 블록 실린더를 상기 개구부의 형상과 대응되는 열로 고정시키는 제 1 및 제 2 고정 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트는, 상기 블록 실린더의 전면 또는 후면에 결합되어 해당 블록 실린더를 지지하는 지지판들; 상기 피스톤 헤드의 전면 또는 후면에 결합될 수 있는 결합판을 포함하여 구성되며, 상기 결합판은 상기 지지판들의 중심 위치에 구비되며, 지지판들과 결합판의 상부 및 하부 말단 부위는 상부 수평바 및 하부 수평바를 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지지판에는 홀이 형성되며 이 홀을 통해 블록 실린더의 차폐 블록이 진퇴하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트는 피스톤 헤드와 결합된 결합판과의 결합 부위가 전체 구조를 지탱하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트에는 상하부 수평바를 연결하는 기립 형태의 수직 리브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트의 상하부 수평바는 절곡되어 연장된 절곡 연장바를 더 구비하며, 상기 절곡 연장바는 피스톤 헤드의 상부면 및 하부면에 거치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 블록 실린더의 푸쉬-풀 동작을 위해 유체가 전달될 수 있는 유체 라인을 더 포함하며, 상기 유체 라인은 피스톤 헤드의 상측 및 하측에서 분기되어 좌우로 배열된 블록 실린더들에 유체를 전달하도록 연장되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 피스톤 헤드의 상부 및 하부와 상기 블록 실린더의 상부 및 하부에는 유체 라인과의 연결을 위한 유체 연결 블록이 결합되며, 상기 절곡 연장바는 피스톤 헤드의 상부면 및 하부면에서 유체 연결 블록을 개재한 상태로 거치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 피스톤 헤드와 결합되는 밸브 로드를 승하강시켜 밸브 하우징 내의 제 1 및 제 2 고정 플레이트 및 이에 결합된 블록 실린더를 업-다운시키며 밸브 로드를 통해 피스톤 헤드에 푸쉬-풀 동작을 위한 유체를 공급하는 승강부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 승강부는 밸브 로드를 중심으로 좌우 양측에 승강 실린더가 설치되며, 상기 승강 실린더는 유체를 전달받아 피스톤 로드를 하측 방향으로 밀어내거나 당기게 되며, 양측 승강 실린더의 피스톤 로드가 승강 지지대의 상부면에 결합되고 승강 지지대의 상부면 중심부에는 상기 밸브 로드가 기립 상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 승강부는 좌우 양측의 승강 실린더의 승강용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 업-다운 동작 완료 신호를 수집하고 비교하여 시차값을 계산해 시차값이 설정 범위를 벗어나면 좌우 승강 실린더의 동작에 언밸런스가 발생한 것으로 판단하며, 언밸런스 발생시 좌우 양측의 승강 실린더에 대한 솔레노이드 밸브의 동작 신호 타이밍을 교정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 승강부는 블록 실린더의 푸쉬-풀 동작용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 푸쉬-풀 동작용 유체 압력을 읽어내어 외부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차폐 플레이트를 전후 방향으로 푸쉬-풀 동작시키는 다수의 블록 실린더들을 그 전후 방향에 각각 설치되는 격자 구조의 고정 플레이트에 결합고정함으로써 블록 실린더들의 배열과 설치가 용이하고 결합 및 해체가 간단해 유지보수에 유리한 효과가 있다.
또한 고정 플레이트가 격자 구조의 플레이트로 형성되어 무게가 줄기 때문에 승강 구조에 무리를 주지 않아 안정성을 향상시키고 장비 수명을 연장시킬 수 있게 되는 효과도 있다.
또한 승강부의 구동 압력을 체크해 승강 동작의 밸런스를 자동적으로 교정해 맞출 수 있으며, 블록 실린더의 동작을 체크해 밀폐 동작의 정확도를 높일 수 있게 되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 T-모션 게이트 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 T-모션 게이트 밸브를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 블록 실린더 및 고정 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 고정 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브의 업-다운 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 승강부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브를 나타내는 도면이다.
도 3에서 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 하부의 승강부(60)를 개방한 상태를 도시한 정면도이고, (b)는 (a)에서 상부의 밸브 하우징(10)을 제거한 상태를 도시한 정면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브는, 내부 공간을 가지며 전후면으로 각각 개구부(11)가 형성된 밸브 하우징(10)과, 상기 밸브 하우징(10) 내에 배치되고, 상기 개구부(11)의 형상과 대응되는 차폐 플레이트(22)에 대하여 푸쉬-풀 동작을 수행하도록 배열되며 전후면에 차폐 플레이트(22)와 연결된 차폐 블록(21)이 구비되는 다수의 블록 실린더(20)와, 상기 밸브 하우징(10) 중심의 피스톤 헤드(30)에 고정되고, 블록 실린더(20) 배열의 전후면에 각각 결합되어 개별 블록 실린더(20)를 밸브 하우징(10) 내에 지지시키며 상기 블록 실린더(20)를 상기 개구부(11)의 형상과 대응되는 열로 고정시키는 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)와, 상기 피스톤 헤드(30)를 통해 유체를 전달받아 각각의 블록 실린더(20)에 전달하는 유체 라인(40)과, 상기 피스톤 헤드(30)와 결합되는 밸브 로드(61)를 승하강시켜 밸브 하우징(10) 내의 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b) 및 이에 결합된 블록 실린더(20)를 업-다운시키며 밸브 로드(61)를 통해 피스톤 헤드(30)에 푸쉬-풀 동작을 위한 유체를 공급하는 승강부(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 밸브 하우징(10)은 내부 공간을 갖으며, 전후면에 각각 길게 연장된 형상을 갖는 개구부(11)가 형성된다. 예를 들어, 상기 밸브 하우징(10)은 내부 공간을 갖도록 길게 연장된 직육면체 형상을 갖고, 전후면으로 서로 대응되는 일측과 타측이 상기 개구부(11)에 의해 개방되어 있다. 또한 상기 개구부(11) 역시 밸브 하우징(10)의 전후면에서 길게 연장된 직사각형 형상을 갖을 수 있다.
상기 블록 실린더(20)는 상기 밸브 하우징(10) 내에 배치되고, 유체의 전달에 따라 전후면에 구비된 차폐 블록(21)을 전후 방향으로 이동시키게 되며, 이 차폐 블록(21)과 연결되며 전후면의 상기 개구부(11)와 대응되도록 형성된 차폐 플레이트(22)를 푸쉬-풀시키는 동작을 수행한다. 이때, 상기 블록 실린더(20)는 밸브 하우징(10)의 전면 또는 후면의 개구부(11)만을 개폐시키도록 L-모션 동작을 수행하도록 하거나 밸브 하우징(10)의 전면 및 후면의 개구부(11)를 모두 개폐시키도록 T-모션 동작을 수행할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 블록 실린더(20)는 T-모션 동작을 수행할 수 있도록 전후면에 각각 차폐 플레이트(22)와 연결되는 차폐 블록(21)을 가지며 밸브 하우징(10) 내에 일 열로 배열된다. 즉 블록 실린더(20)의 전면에 구비된 차폐 블록(21)은 연결된 차폐 플레이트(22)에 대해 푸쉬-풀 동작을 수행해 밸브 하우징(10)의 전면에 형성된 개구부(11)를 개폐시킬 수 있으며, 블록 실린더(20)의 후면에 구비된 차폐 블록(21)은 연결된 차폐 플레이트(22)에 대해 푸쉬-풀 동작을 수행해 밸브 하우징(10)의 후면에 형성된 개구부(11)를 개폐시킬 수 있게 되는 것이다. 여기에서 상기 유체는 공기와 같은 기체 및 기름과 같은 액체를 모두 포함하는 개념이다.
이 같은 밸브 하우징(10)은 상기 승강부(60)와 밸브 로드(61)를 통해 연결된다. 상기 밸브 로드(61)는 승강부(60)에 의해 승하강되어 해당 밸브 하우징(10) 내 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)를 업-다운시키게 된다. 보다 정확하게는 이 밸브 로드(61)는 상기 밸브 하우징(10) 내의 중심에 결합된 피스톤 헤드(30)에 연결되어 피스톤 헤드(30)를 승하강시킴으로써 결과적으로 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)를 승하강시키게 된다.
상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)는 상기 밸브 하우징(10) 내에서 블록 실린더(20) 배열의 전면 및 후면에 각각 결합되어 다수의 블록 실린더(20)를 밸브 하우징(10) 내에서 일렬로 정렬하여 고정시키게 된다.
이러한 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 블록 실린더 및 고정 플레이트를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 고정 플레이트를 나타내는 사시도이다. 도 4에서 (a)는 블록 실린더(20) 배열의 전후면에 각각 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)가 결합된 상태를 도시한 도면이고, (b)는 (a)에서 제 1 고정 플레이트(50a)를 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
먼저 도 5를 참조하면, 상기 고정 플레이트(50)는 상기 블록 실린더(20)의 전면 또는 후면에 결합되어 해당 블록 실린더(20)를 지지하는 지지판(53)들과, 상기 피스톤 헤드(30)의 전면 또는 후면에 결합될 수 있는 결합판(54)을 가지고 있으며, 상기 결합판(54)은 상기 지지판(53)들의 중심 위치에 구비되며, 이러한 지지판(53)들과 결합판(54)의 상부 및 하부 말단 부위는 상부 수평바(51a) 및 하부 수평바(51b)를 통해 연결된다. 이 같은 고정 플레이트(50)는 지지판(53), 결합판(54) 및 상하부 수평바(51a, 51b)가 별개로 제작되어 결합될 수도 있으나, 바람직하게는 단일 판인 것이 강성도면에서 바람직하다.
도 5에는 중앙에 하나의 결합판(54)이 위치되고 그 좌우측으로 각각 2 개의 지지판(53)이 이격되어 배치되는 형태가 일 예로서 도시되어 있다.
따라서 상기 결합판(54)과 지지판(53)들의 사이에는 자연스럽게 빈 공간이 생기게 되며 이 같은 빈 공간은 블록 실린더(20)를 지지하는 고정 플레이트(50)의 무게를 저감시키는 역할을 해 승강 구조에 무리를 주지 않아 안정성을 향상시키고 장비 수명을 연장시킬 수 있게 될 것이다.
여기에서 상기 지지판(54)에는 홀(53a)이 형성되며 이 홀(53a)을 통해 블록 실린더(20)의 차폐 블록(21)이 진퇴하게 된다.
여기에서 상기 결합판(54)은 상기 피스톤 헤드(30)의 전면 또는 후면과 나사결합 등을 통해 면결합되게 된다. 또한 상기 지지판(53)은 상기 블록 실린더(20)의 전면 또는 후면과 나사결합 등을 통해 면결합하게 된다.
따라서 고정 플레이트(50)는 피스톤 헤드(30)와 결합된 결합판(54)과의 결합 부위가 좌우의 기다란 지지판(53)과의 결합 부위를 모두 지탱하는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 고정 플레이트(50)와 결합하는 블록 실린더(20)의 수가 많아질수록 더욱 큰 무게 부하로 작용하게 될 것이다.
본 발명에서는 이 같이 고정 플레이트(50)의 좌우에서 가중되는 블록 실린더(20)의 무게 부하를 지탱하기 위해 먼저 고정 플레이트(50)의 상하부 수평바(51a, 51b)를 연결하는 기립 형태의 수직 리브(52)를 구비시켰다.
상기 수직 리브(52)는 지지판(53)과 지지판(53)의 사이에서 상하부 수평바(51a, 51b)는 고정 플레이트(50)의 구조적 견고성을 높여주며 특히 블록 실린더(20)의 무게로 인해 상하부 수평바(51a, 51b)가 변형되는 것을 방지하게 된다. 또한 이러한 수직 리브(52)는 얇은 플레이트 형태로 구성되기 때문에 고정 플레이트(50)의 내부 배치에 방해를 주거나 전체 무게에 큰 무게 부담을 주지 않게 될 것이다.
또한 본 발명에서는 이 같이 고정 플레이트(50)의 좌우에서 가중되는 블록 실린더(20)의 무게 부하를 지탱하기 위해 상하부 수평바(51a, 51b)에 절곡을 줘 면상의 결합판(54)과 수직 각도를 이루는 절곡 연장바(51c)를 구비시켰다.
상기 절곡 연장바(51c)는 피스톤 헤드(30)의 상부면 및 하부면에 거치된다. 즉 고정 플레이트(50)는 결합판(54)을 통해 피스톤 헤드(30)의 전면 또는 후면과 결합되며 동시에 절곡 연장바(51c)를 통해 피스톤 헤드(30)의 상부면 및 하부면에도 거치되는 구조인 것이다.
따라서 고정 플레이트(50)는 피스톤 헤드(30)와 결합된 결합판(54)과의 결합 부위가 좌우의 기다란 지지판(53)과의 결합 부위를 모두 지탱하게 되지만 이 결합 부위가 결합판(54)과의 측면 결합 그리고 절곡 연장바(51c)와의 상하부 거치로 이루어져 무게 하중을 견디는 결합 부위가 측면 결합 부위와 상하부 거치 부위로 분산되는 효과를 거두게 된다. 또한 이러한 절곡 연장바(51c)는 얇은 플레이트 형태로 구성되기 때문에 고정 플레이트(50)의 내부 배치에 방해를 주거나 전체 무게에 큰 무게 부담을 주지 않게 될 것이다.
여기에서 참조부호 55는 블록 실린더(20)의 전후면에 결합되는 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b)를 연결하는 이격 바(55)로서, 제 1 및 제 2 고정 플레이트(50a, 50b) 사이에 구조적 견고성을 부가하며, 유체 라인(40)을 지지하게 된다.
다시 도 4를 참조하면, 이 같은 블록 실린더(20)에는 블록 실린더(20)의 푸쉬-풀 동작을 위해 유체가 전달될 수 있도록 유체 라인(40)이 연결된다. 상기 유체 라인(40)은 피스톤 헤드(30)의 상측 및 하측에서 나와 분기되어 좌우로 배열된 블록 실린더(20) 모두에 유체를 전달할 수 있도록 연장된다.
상기 피스톤 헤드(30)는 상기 밸브 로드(61)와 결합되어 해당 밸브 로드(61)의 상하강 움직임에 따라 승하강되며, 상기 고정 플레이트(50a, 50b)를 지지하게 된다. 또한 밸브 로드(61)로부터 전달되는 유체를 상하부에 각각 연결된 유체 라인(40)을 통해 각각의 블록 실린더(20)에 전달하는 역할을 하게 된다.
이러한 유체 라인(40)은 피스톤 헤드(30) 상부 및 하부에 결합된 유체 연결 블록(41)을 통해 피스톤 헤드(30)와 연결되며, 또한 각 블록 실린더(20)의 상부 및 하부에 결합된 유체 연결 블록(41)을 통해 블록 실린더(20)와 연결되어 피스톤 헤드(30)와 블록 실린더(20) 간 유체 라인을 연결하게 된다. 여기에서 상기 유체 연결 블록(41)은 유체 라인(40)의 연결 및 기밀을 위한 구성이다.
이때, 상기 절곡 연장바(51c)는 피스톤 헤드(30)의 상하부면에 거치시 피스톤 헤드(30)에 직접 결합되지 않고 해당 피스톤 헤드(30)의 상하부면에 결합되어 있는 유체 연결 블록(41)에 거치될 수 있다. 즉 절곡 연장바(51c)는 유체 연결 블록(41)을 개재한 상태로 피스톤 헤드(30)의 상하부면에 거치되는 것이다. 이 같은 절곡 연장바(51c)의 거치 구조는 피스톤 헤드(30)에서 뿐만 아니라 블록 실린더(20)에서도 마찬가지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브의 업-다운 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)는 승강부(60)의 구동에 따라 블록 실린더(20)가 상승하고 이에 따라 해당 블록 실린더(20)에 연결된 차폐 플레이트(22)가 상승하여 밸브 하우징(10)의 개구부(11)를 폐쇄한 상태를 나타낸다. 또한 도 6의 (b)는 승강부(60)의 구동에 따라 블록 실린더(20)가 하강하고 이에 따라 해당 블록 실린더(20)에 연결된 차폐 플레이트(22)가 하강하여 밸브 하우징(10)의 개구부(11)를 완전 개방한 상태를 나타낸다.
이 같은 승강부(60)의 상세한 구성이 도 7에 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브에서 승강부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 승강부(60)는 밸브 로드(61)를 중심으로 좌우 양측에 승강 실린더(62)가 설치되는 구조이다. 상기 승강 실린더(62)는 유체를 전달받아 피스톤 로드(62a)를 하측 방향으로 밀어내거나 당기게 되며, 이 양측 승강 실린더(62)의 피스톤 로드(62a)는 승강 지지대(64)의 상부면에 결합되어 있다.
또한 상기 승강 지지대(64)의 상부면 중심부에는 상기 밸브 로드(61)가 기립 상태로 연결된다.
따라서 양측 승강 실린더(62)가 승강 지지대(64)를 하방으로 밀어내게 되면 해당 승강 지지대(64)에 결합된 밸브 로드(61)가 하방으로 이동하면서 이에 연결된 블록 실린더(20) 및 차폐 플레이트(22)가 하강하게 된다. 역으로 양측 승강 실린더(62)가 승강 지지대(64)를 상방으로 당기게 되면 해당 승강 지지대(64)에 결합된 밸브 로드(61)가 상방으로 이동하면서 이에 연결된 블록 실린더(20) 및 차폐 플레이트(22)가 상승하게 된다.
여기에서 이 같은 밸브 로드(61)의 승하강 움직임을 가이드하기 위해 밸브 로드(61)에는 가로대(66)가 결합되게 되며, 이 가로대(66)에 형성된 홀(도시 않음)에 가이드 봉(67)이 삽입되어 밸브 로드(61)의 직선 움직임을 가이드하게 된다. 여기에서 참조부호 65는 상기 가로대(66)를 지지하기 위한 세로대이다.
상술한 승강부(60)의 구성에서는 승강 실린더(62)를 좌우 양측에 두개 구비하게 되는데, 실제 현장에서는 사용 환경 및 공기압의 변화에 의해 좌우 승강 실린더(62)의 동작에 언밸런스 현상이 종종 일어나고 있다. 본 발명에서는 각각의 승강 실린더(62)의 승강용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 업-다운 동작 완료 신호를 수집하고 이 신호를 양측 승강 실린더를 대상으로 비교하여 시차값을 계산하게 된다. 이 시차값이 설정 범위를 벗어나면 좌우 승강 실린더(62)의 동작에 언밸런스가 발생한 것으로 판단하고 느린 업-다운 동작 완료 신호를 출력한 승강 실린더의 솔레노이드 밸브의 동작 신호 타이밍을 교정함으로써 좌우 승강 실린더(62)의 동작 밸런스를 자동으로 맞출 수 있게 된다. 이 같은 언밸런스 교정은 장비의 수명 연장과 유지관리 비용 절감에 기여할 수 있게 된다.
또한 승강부(60)의 구성에서 상기 밸브 로드(61)의 내부 유체 유로를 통해 유체가 각 블록 실린더(20)에 전달되어 해당 블록 실린더(20)의 동작에 의해 게이트의 락-언락 동작이 이루어지게 되는데, 이 같은 락-언락 동작이 정확하게 이루어졌는지 확인하기 위해서 종래에는 마이크로 포토센서나 광전센서를 사용해 왔다. 하지만 이 같은 별도의 구성은 내부 설치를 위해 별도의 구조물을 필요로 하는 바 밸브 하우징 내 구성을 복잡하게 하고 실링에 문제를 주는 등 개선이 필요했다. 본 발명에서는 각각의 블록 실린더(20)의 푸쉬-풀 동작용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 푸쉬-풀 동작용 유체 압력을 읽어내고 이를 외부에 표시함으로써 작업자가 육안으로 게이트의 락-언락 동작을 확인할 수 있도록 하였다. 이 같은 락-언락 동작의 육안 확인은 장비의 안정적 운영과 작업자의 안전 및 편의성을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한 정확한 압력값을 확인하는 것 외에 푸쉬-풀 동작용 유체 압력값에 도달하는 시간을 설정된 시간값과 비교하여 셋팅된 시간에 동작이 완료되지 않으면 별도의 알람을 표출하거나 기기 동작을 중단하도록 함으로써 공정 사고를 미연에 방지할 수 있도록 할 수 있다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 밸브 하우징 11: 개구부
20 : 블록 실린더 21 : 차폐 블록
22 : 차폐 플레이트 30 : 피스톤 헤드
40 : 유체 라인 41 : 유체 연결 블록
50 : 고정 플레이트 51 : 수평바
52 : 수직 리브 53 : 지지판
54 : 결합판 55 : 이격바
60 : 승강부 61 : 밸브 로드
62 : 승강 실린더 64 : 승강 지지대

Claims (12)

  1. 내부 공간을 가지며 전후면으로 각각 개구부가 형성된 밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징 내에 배치되고, 상기 개구부의 형상과 대응되는 형상의 차폐 플레이트에 대하여 푸쉬-풀 동작을 수행하도록 배열되며 전후면에 차폐 플레이트와 연결된 차폐 블록이 구비되는 다수의 블록 실린더; 및
    상기 밸브 하우징 중심의 피스톤 헤드에 중심부가 고정되고, 블록 실린더 배열의 전후면에 각각 결합되어 개별 블록 실린더를 밸브 하우징 내에 지지시키며 상기 블록 실린더를 상기 개구부의 형상과 대응되는 열로 고정시키는 제 1 및 제 2 고정 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트는,
    상기 블록 실린더의 전면 또는 후면에 결합되어 해당 블록 실린더를 지지하는 지지판들;
    상기 피스톤 헤드의 전면 또는 후면에 결합될 수 있는 결합판을 포함하여 구성되며,
    상기 결합판은 상기 지지판들의 중심 위치에 구비되며, 지지판들과 결합판의 상부 및 하부 말단 부위는 상부 수평바 및 하부 수평바를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지지판에는 홀이 형성되며 이 홀을 통해 블록 실린더의 차폐 블록이 진퇴하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트는 피스톤 헤드와 결합된 결합판과의 결합 부위가 전체 구조를 지탱하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트에는 상하부 수평바를 연결하는 기립 형태의 수직 리브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 플레이트의 상하부 수평바는 절곡되어 연장된 절곡 연장바를 더 구비하며,
    상기 절곡 연장바는 피스톤 헤드의 상부면 및 하부면에 거치되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 블록 실린더의 푸쉬-풀 동작을 위해 유체가 전달될 수 있는 유체 라인을 더 포함하며,
    상기 유체 라인은 피스톤 헤드의 상측 및 하측에서 분기되어 좌우로 배열된 블록 실린더들에 유체를 전달하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드의 상부 및 하부와 상기 블록 실린더의 상부 및 하부에는 유체 라인과의 연결을 위한 유체 연결 블록이 결합되며,
    상기 절곡 연장바는 피스톤 헤드의 상부면 및 하부면에서 유체 연결 블록을 개재한 상태로 거치되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드와 결합되는 밸브 로드를 승하강시켜 밸브 하우징 내의 제 1 및 제 2 고정 플레이트 및 이에 결합된 블록 실린더를 업-다운시키며 밸브 로드를 통해 피스톤 헤드에 푸쉬-풀 동작을 위한 유체를 공급하는 승강부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 승강부는 밸브 로드를 중심으로 좌우 양측에 승강 실린더가 설치되며,
    상기 승강 실린더는 유체를 전달받아 피스톤 로드를 하측 방향으로 밀어내거나 당기게 되며, 양측 승강 실린더의 피스톤 로드가 승강 지지대의 상부면에 결합되고 승강 지지대의 상부면 중심부에는 상기 밸브 로드가 기립 상태로 연결되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 승강부는 좌우 양측의 승강 실린더의 승강용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 업-다운 동작 완료 신호를 수집하고 비교하여 시차값을 계산해 시차값이 설정 범위를 벗어나면 좌우 승강 실린더의 동작에 언밸런스가 발생한 것으로 판단하며, 언밸런스 발생시 좌우 양측의 승강 실린더에 대한 솔레노이드 밸브의 동작 신호 타이밍을 교정하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 승강부는 블록 실린더의 푸쉬-풀 동작용 유체 움직임을 관리하는 솔레노이드 밸브에서 푸쉬-풀 동작용 유체 압력을 읽어내어 외부에 표시하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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