KR20200083232A - 저소음 게이트 밸브 - Google Patents

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KR20200083232A
KR20200083232A KR1020190166696A KR20190166696A KR20200083232A KR 20200083232 A KR20200083232 A KR 20200083232A KR 1020190166696 A KR1020190166696 A KR 1020190166696A KR 20190166696 A KR20190166696 A KR 20190166696A KR 20200083232 A KR20200083232 A KR 20200083232A
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rod
head
cushion
air
piston
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KR1020190166696A
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히로미 시모다
히로시 오가와
히로시 우다가와
타카시 나가오
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에스엠시 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

밸브판을 개폐 동작시키는 한 쌍의 에어 실린더가 헤드측 에어 쿠션 기구 및 로드측 에어 쿠션 기구를 갖고, 헤드측 에어 쿠션 기구는 헤드측 압력실과 헤드측 주 유로를 병렬로 연결하는 헤드측 연통로 및 헤드측 스로틀 유로와, 피스톤이 후퇴 스트로크단에 가까이 갔을 때 헤드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 갖고, 로드측 에어 쿠션 기구는 로드측 압력실과 로드측 주 유로를 병렬로 연결하는 로드측 연통로 및 로드측 스로틀 유로와, 피스톤이 전진 스트로크단에 가까이 갔을 때 로드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 갖는다.

Description

저소음 게이트 밸브{LOW NOISE GATE VALVE}
본 발명은 반도체 처리 장치에 있어서의 진공 챔버에 장착되어, 상기 진공 챔버로 통하는 게이트 개구의 개폐에 사용되는 게이트 밸브에 관한 것이고, 보다 상세하게는 상기 게이트 개구를 개폐할 때의 소음이 적은 저소음 게이트 밸브에 관한 것이다.
반도체 처리 장치에 있어서는 진공 챔버로 통하는 게이트 개구의 개폐에, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 게이트 밸브가 사용된다. 이 게이트 밸브는 게이트 개구를 개폐하는 밸브판과, 상기 밸브판에 연결된 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트를 개재해서 상기 밸브판을 개폐 조작하는 한 쌍의 에어 실린더를 가지고 있고, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 의해 상기 밸브 샤프트를 개재해서 상기 밸브판을 승강시켜 상기 밸브판으로 상기 게이트를 개폐하는 것이다.
보다 구체적으로는 상기 한 쌍의 에어 실린더의 피스톤을 전후진시킴으로써, 상기 밸브 샤프트를 개재해서 상기 밸브판을 상기 밸브판이 하강한 위치에 있어서 상기 게이트 개구를 완전 개방으로 하는 완전 개방 위치와, 상기 밸브판이 상승한 위치에 있어서 상기 게이트 개구와 대향하지만 상기 게이트 개구를 폐쇄하지 않는 중간 위치와, 상기 밸브판이 상기 게이트 개구측으로 이동해서 상기 게이트 개구를 막는 밀폐 위치로 이동시키는 것이다.
그런데, 상기 공지의 게이트 밸브에 있어서는 상기 밸브판이 상기 완전 개방 위치에 있을 때, 상기 피스톤은 전진 스트로크단에 있어서 실린더 하우징의 일방의 끝벽에 접촉하고, 또한 상기 밸브판이 상기 밀폐 위치에 있을 때, 상기 피스톤은 후퇴 스트로크단에 있어서 실린더 하우징의 타방의 끝벽에 접촉하기 때문에, 상기 밸브판이 개폐 동작을 반복할 때마다, 상기 피스톤이 전진 스트로크단 및 후퇴 스트로크단의 끝벽에 충돌해서 충돌 소리가 발생한다는 문제가 있었다.
이 때문에, 상기 피스톤에 의한 충돌 소리를 감소시켜 소음이 적은 작업 환경을 실현하기 위해서, 상기 충돌 소리가 발생하기 어려운 구조를 구비한 새로운 게이트 밸브의 출현이 요망되고 있다.
일본 특허 공개 2015-215009호 공보
본 발명의 과제는 밸브판에 의한 게이트 개구의 개폐시에, 에어 실린더의 피스톤이 스트로크단에 충돌함으로써 생기는 충돌 소리를, 에어 쿠션 효과를 이용해서 효율적으로 저감시킬 수 있도록 한 합리적 설계 구조를 갖는 게이트 밸브를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 게이트 밸브는 게이트 개구를 개폐하는 밸브판과, 상기 밸브판에 선단이 연결된 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트를 개재해서 상기 밸브판을 개폐 동작시키는 구동 기구를 가지고 있다.
상기 구동 기구는 상기 밸브 샤프트가 변위 가능하게 관통하는 보닛과, 상기 보닛에 상기 밸브 샤프트를 사이에 두고 서로 평행하게 부착된 좌우 한 쌍의 에어 실린더와, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 대하여 에어를 급배하는 헤드측 포트 및 로드측 포트를 갖고, 상기 에어 실린더는 상기 보닛에 고정된 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 내부에 전진, 후퇴 가능하도록 수용된 피스톤과, 상기 피스톤에 기단을 연결하여 선단이 상기 실린더 하우징의 외부로 돌출되는 구동 로드와, 상기 피스톤의 일면측 및 타면측에 형성된 헤드측 압력실 및 로드측 압력실을 가지고 있다.
상기 헤드측 압력실은 상기 실린더 하우징 및 보닛에 형성된 헤드측 주 유로를 통해서 상기 헤드측 포트에 연통되고, 상기 로드측 압력실은 상기 실린더 하우징 및 보닛에 형성된 로드측 주 유로를 통해서 상기 로드측 포트에 연통되어 있고, 상기 한 쌍의 에어 실린더의 구동 로드에는 상기 밸브 샤프트의 기단부가 샤프트 지지 기구를 개재해서 지지되어 있고, 상기 피스톤 및 구동 로드의 전진 스트로크에 의해 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 개방하는 위치로 이동하고, 상기 피스톤 및 구동 로드의 후퇴 스트로크에 의해 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 폐쇄하는 위치로 이동하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 에어 실린더는 상기 밸브판으로 게이트 개구를 개폐할 때의 충격을 완화시키는 헤드측 에어 쿠션 기구 및 로드측 에어 쿠션 기구를 갖고, 상기 헤드측 에어 쿠션 기구는 상기 헤드측 압력실과 헤드측 주 유로를 병렬로 연결하는 헤드측 연통로 및 헤드측 스로틀 유로와, 후퇴하는 상기 피스톤이 후퇴 스트로크단에 가까이 갔을 때 상기 헤드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 가지고 있고, 상기 로드측 에어 쿠션 기구는 상기 로드측 압력실과 로드측 주 유로를 병렬로 연결하는 로드측 연통로 및 로드측 스로틀 유로와, 전진하는 상기 피스톤이 전진 스트로크단에 가까이 갔을 때 상기 로드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 가지고 있다.
본 발명에 있어서, 상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 헤드측 압력실의 끝벽으로부터 상기 헤드측 압력실 내로 돌출되는 헤드측 쿠션축과, 상기 피스톤이 후퇴 스트로크단에 가까이 갔을 때에 상기 헤드측 쿠션축이 감합되도록 상기 피스톤에 형성된 오목 형상의 헤드측 쿠션 구멍과, 상기 헤드측 쿠션 구멍의 내주와 상기 헤드측 쿠션축의 외주 사이를 시일하는 헤드측 쿠션 패킹을 갖고, 상기 헤드측 쿠션축의 내부에 상기 헤드측 연통로가 형성되어 있고, 상기 로드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 로드측 압력실의 끝벽에 형성된 오목 형상의 로드측 쿠션 구멍과, 상기 피스톤이 전진 스트로크단에 가까이 갔을 때에 상기 로드측 쿠션 구멍 내에 감합되는 로드측 쿠션축과, 상기 로드측 쿠션 구멍의 내주와 상기 로드측 쿠션축의 외주 사이를 시일하는 로드측 쿠션 패킹을 갖고, 상기 로드측 쿠션 구멍에 의해 상기 로드측 연통로가 형성되어 있어도 좋다.
이 경우, 상기 헤드측 쿠션 패킹은 상기 헤드측 압력실로부터 헤드측 쿠션 구멍을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 헤드측 쿠션 구멍으로부터 헤드측 압력실로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 형성되고, 상기 로드측 쿠션 패킹은 상기 로드측 압력실로부터 로드측 쿠션 구멍을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 로드측 쿠션 구멍으로부터 로드측 압력실로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 헤드측 에어 쿠션 기구의 모든 헤드측 연통로 및 헤드측 스로틀 유로는 상기 헤드측 주 유로에 연통되고, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 로드측 에어 쿠션 기구의 모든 로드측 연통로 및 로드측 스로틀 유로는 상기 로드측 주 유로에 연통되어 있고, 그것에 의해, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 헤드측 에어 쿠션 기구끼리 및 로드측 에어 쿠션 기구끼리는 서로 동기해서 동작한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 피스톤 및 밸브판은 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 완전 개방으로 하는 완전 개방 위치와, 상기 밸브판이 상기 게이트 개구에 대향하지만 상기 게이트 개구를 폐쇄하지 않는 중간 위치와, 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 밀폐하는 밀폐 위치를 갖고, 상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 상기 완전 개방 위치로부터 중간 위치를 지나서 밀폐 위치까지 이동하는 상기 후퇴 스트로크에 있어서, 상기 피스톤이 상기 중간 위치에 도달하기 전에 상기 헤드측 연통로를 차단하고, 상기 로드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 상기 밀폐 위치로부터 중간 위치를 지나서 완전 개방 위치까지 이동하는 상기 전진 스트로크에 있어서, 상기 피스톤이 상기 중간 위치를 통과한 후에 상기 로드측 연통로를 차단하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 후퇴 스트로크의 중간점을 지나서 상기 중간 위치에 도달할 때까지의 사이에 상기 헤드측 연통로를 차단하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보닛에는 상기 밸브판이 완전 개방 위치로부터 중간 위치까지 이동했을 때에, 상기 샤프트 지지 기구가 완충적으로 접촉하는 에어 댐퍼가 설치되어 있고, 상기 에어 댐퍼는 상기 보닛에 형성된 댐퍼실과, 상기 댐퍼실의 내부에 고정적으로 수용된 쿠션 부재와, 상기 댐퍼실의 내부에 기단을 상기 쿠션 부재에 대향 시킴과 아울러 선단을 상기 보닛의 외부로 돌출시킨 자세로 슬라이딩 가능하도록 수용된 댐퍼 로드와, 상기 댐퍼 로드와 상기 쿠션 부재 사이에 형성된 댐퍼 압력실을 갖고, 상기 댐퍼 압력실은 상기 로드측 주 유로에 연통되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에어 실린더에는 상기 밸브판을 완전 개방 위치에 로킹하기 위한 제 1 로킹 기구와, 상기 밸브판을 밀폐 위치에 로킹하기 위한 제 2 로킹 기구가 형성되어 있어도 좋다.
(발명의 효과)
본 발명의 게이트 밸브에 있어서는 밸브판에 의한 게이트 개구의 개폐시에, 한 쌍의 에어 실린더의 피스톤이 전진 스트로크 및 후퇴 스트로크의 양방에서, 에어 쿠션 기구에 의해 감속되어 스트로크단에 느린 동작으로 완충적으로 접촉해서 정지하기 때문에 충돌 소리의 발생이 저감된다.
도 1은 본 발명에 따른 게이트 밸브의 정면도이며, 밸브판이 완전 개방 위치에 있을 때의 상태를 밸브 상자의 일부를 파단해서 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 상태로부터, 상기 밸브판이 중간 위치로 이동했을 때의 상태를 나타내는 상기 게이트 밸브의 정면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 상태로부터, 상기 밸브판이 밀폐 위치로 이동했을 때의 상태를 나타내는 상기 게이트 밸브의 정면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선에 따른 단면도이다.
도 7은 한 쌍의 에어 실린더의 구조와, 상기 에어 실린더에 대한 에어 유로의 배치를, 일부를 모식화해서 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 있어서의 한 쌍의 에어 실린더의 일방을 확대해서 나타내는 단면도이며, 상기 밸브판이 완전 개방 위치에 있을 때의 상기 에어 실린더의 동작 위치를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 있어서의 헤드측 스로틀 유로에 형성된 스로틀부의 실제의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.
도 10은 도 7의 상태로부터, 상기 밸브판이 중간 위치로 이동했을 때의 상기 에어 실린더의 동작 위치를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 상태로부터, 상기 밸브판이 밀폐 위치로 이동했을 때의 상기 에어 실린더의 동작 위치를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 7 중의 에어 댐퍼부의 부분을 확대해서 나타내는 요부 확대도이다.
도 13은 도 2 중의 XIII-XIII선에 따른 확대 단면도이다.
도 14는 도 6 중의 XIV-XIV선에 따른 확대 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 게이트 밸브에 있어서, 밸브판의 개폐시에 발생하는 소음을, 피스톤의 전진시 및 후퇴시의 스트로크와 관련지어 나타내는 선도이다.
도 16은 공지의 게이트 밸브에 있어서 밸브판의 개폐시에 발생하는 소음을, 피스톤의 전진시 및 후퇴시의 스트로크와 관련지어 나타내는 선도이다.
도 1 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 밸브는 도시되지 않은 진공 처리 챔버에 연통되는 게이트 개구(2)를 구비한 중공의 밸브 상자(1)와, 상기 밸브 상자(1) 내에 수용되어 상기 게이트 개구(2)를 개폐하는 밸브판(3)과, 선단에 상기 밸브판(3)이 고정적으로 부착된 원기둥 형상의 밸브 샤프트(4)와, 상기 밸브 샤프트(4)를 개재해서 상기 밸브판(3)을 개폐 동작시키는 구동 기구(5)를 가지고 있다.
상기 구동 기구(5)는 상기 밸브 샤프트(4)가 변위 가능하게 관통하는 보닛(6)과, 상기 보닛(6)에 상기 밸브 샤프트(4)를 사이에 두고 서로 평행하게 부착된 좌우 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)와, 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)로부터 각각 하향으로 연장되는 구동 로드(8)와, 상기 구동 로드(8)의 선단부에 부착된 샤프트 지지 기구(9)를 가지고 있다.
상기 샤프트 지지 기구(9)는 상기 구동 로드(8)의 선단부에 고정된 제 1 블록(11)과, 상기 제 1 블록(11)에 탄성체로 이루어지는 연결 부재(13)로 상대적으로 변위 가능하도록 연결된 제 2 블록(12)으로 구성되고, 상기 제 2 블록(12)에 상기 밸브 샤프트(4)의 기단부가 고정되어 있다.
그리고, 상기 게이트 밸브는 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)에서 상기 구동 로드(8)를 전진(하강) 및 후퇴(상승)시킴으로써, 상기 샤프트 지지 기구(9)로 상기 밸브 샤프트(4)를 하강 및 상승시키고, 그것에 의해서 상기 밸브판(3)을 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 밸브판(3)이 하강 위치에 있어서 상기 게이트 개구(2)를 완전 개방으로 하는 완전 개방 위치(P1)와, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 밸브판(3)이 상승해서 상기 게이트 개구(2)와 대향하고 있지만 상기 게이트 개구(2)로부터 이간하고 있는 중간 위치(P2)와, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 밸브판(3)이 밸브 시일(14)을 상기 게이트 개구(2)의 주위의 밸브 시트(15)에 압박함으로써 상기 게이트 개구(2)를 밀폐하는 밀폐 위치(P3)로 이동시키는 것이다.
상기 밸브판(3)은 좌우방향으로 긴 대략 직사각형의 플레이트 형상으로 형성되고, 그 일방의 면의 외주부에 환상의 시일 홈이 형성되어 있고, 상기 시일 홈 내에, O링 등의 탄성재로 이루어지는 환상의 상기 밸브 시일(14)이 그 일부를 상기 시일 홈으로부터 돌출시킨 상태로 장착되어 있다.
또한, 상기 밸브 상자(1)는 상대하는 전방벽(1a) 및 후방벽(1b)을 갖고, 상기 전방벽(1a)에 상기 게이트 개구(2)가 개설되고, 상기 후방벽(1b)에 있어서의 상기 게이트 개구(2)와 같은 높이 위치에, 상기 게이트 개구(2)와 대략 같은 형상 또한 같은 크기의 후방부 개구(2a)가 개설되어 있다.
상기 게이트 개구(2)는 상기 밸브판(3)과 마찬가지로 좌우방향으로 긴 대략 직사각형으로, 상기 밸브판(3)보다 조금 작게 형성되어 있다. 그리고, 상기 전방벽(1a)의 내면에 있어서의 상기 게이트 개구(2)의 외주부에는 상기 게이트 개구(2)를 둘러싸도록, 평탄면으로 이루어지는 환상의 상기 밸브 시트(15)가 설치되어 있고, 상기 밸브판(3)의 이동에 따라 상기 밸브 시일(14)이 상기 밸브 시트(15)에 접리함으로써 상기 게이트 개구(2)가 개폐된다.
상기 밸브 상자(1)의 저벽에는 상기 보닛(6)이 기밀하게 고정되고, 상기 저벽 및 보닛(6)에 형성된 관통 구멍(16) 내에 상기 밸브 샤프트(4)가 상기 밸브 샤프트(4)의 축선(L1)방향 및 상기 축선(L1)과 수직방향(즉, 상기 밸브 시트(15)에 대하여 수직방향)으로 변위 가능하도록 삽입통과되어 있다.
상기 밸브 샤프트(4)는 상기 관통 구멍(16)보다 밸브 상자(1)의 외측에 있어서, 상기 밸브 샤프트(4)의 축선(L1)방향으로의 이동에 따라 신축하는 통 형상의 빌로즈(17)에 의해 덮어져 있다. 상기 빌로즈(17)의 일단은 상기 관통 구멍(16)을 둘러싸도록 보닛(6)의 외면에 고정되어 있고, 타단은 상기 제 2 블록(12)에 기밀하게 고정되어 있다.
상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)는 상기 밸브 샤프트(4)를 사이에 두고 서로 마주 보는 위치에 하나씩 설치되어 있다. 이들 에어 실린더(7A, 7B)는 각 기둥 형상을 한 중공의 실린더 하우징(20)을 갖고, 상기 실린더 하우징(20)의 내측벽(20a)을 상기 제 1 블록(11)의 측면의 캠 프레임(27)에 대향시킨 상태에서, 상기 보닛(6)의 하면에 축선(L2)을 따라 수직으로 고정되어 있다. 따라서, 상기 구동 로드(8)는 상기 축선(L2)을 따라 승강한다.
또한, 본 실시형태에서는 상기 실린더 하우징(20)의 상기 내측벽(20a)이 후술하는 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d)를 부착하기 위한 롤러 프레임을 겸하고 있다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는 상기 내측벽(20a)을 「롤러 프레임(20a)」이라고 부르기도 한다. 단, 이 롤러 프레임(20a)은 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 실린더 하우징(20)과 고정적인 관계에 있으면 좋고, 예를 들면 상기 실린더 하우징(20)과 별체로 형성해서 상기 실린더 하우징(20)에 고정할 수도 있다.
도 7에서도 명백한 바와 같이, 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B) 중 일방의 에어 실린더(7A)에 있어서의 실린더 하우징(20)의 외측면에는 헤드측 포트(21)와 로드측 포트(22)가 설치되어 있고, 이들 헤드측 포트(21) 및 로드측 포트(22)로부터 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)에 압축 에어를 급배함으로써, 상기 실린더 하우징(20) 내의 피스톤(23)이 전진(하강) 및 후퇴(상승)하고, 상기 구동 로드(8)가 전진(하강) 및 후퇴(상승)하게 되어 있다.
또한, 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 구조 및 에어 유로의 배치 등에 대해서는 나중에 상세하게 설명하기로 한다.
상기 샤프트 지지 기구(9)의 제 1 블록(11)은 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 구동 로드(8, 8)의 선단부 사이에 가설하여 걸쳐논 지지 기판(26)과, 상기 지지 기판(26)에 기단부를 고정하여 상향으로 또한 상기 축선(L2)과 평행하게 연장되는 판 형상을 한 좌우 한 쌍의 상기 캠 프레임(27)으로 구성되어 있고, 상기 캠 프레임(27)은 상기 제 2 블록(12)과 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 내측벽(20a) 사이에 위치하고 있다.
상기 지지 기판(26)은 좌우로 긴 판 형상으로 형성되어 있고, 상기 제 2 블록(12)을 개재해서 상기 보닛(6)과 역측으로 배치되고, 상기 보닛(6)과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 상기 지지 기판(26)의 상기 제 2 블록(12)과 대향하는 면에는 오목 형상의 스프링 좌석(28)이 형성되고, 상기 스프링 좌석(28)과 제 2 블록(12) 사이에 상기 연결 부재(13)를 구성하는 압축 스프링이 개재되어 설치되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 상기 연결 부재를 압축 스프링(13)이라고 부른다.
또한, 상기 샤프트 지지 기구(9)의 제 2 블록(12)은 상기 밸브 샤프트(4)의 기단부에 고정되어 있다. 상기 제 2 블록(12)은 정면으로 볼 때에 대략 H형을 이루고, 상기 보닛(6)에 임하는 끝면의 중앙에 형성된 제 1 오목부(30)와, 상기 제 1 오목부(30)의 좌우 양측벽에 의해 형성된 한 쌍의 어깨부(31)와, 상기 축선(L1)방향에 있어서 상기 보닛(6)과 역측의 끝면의 중앙에 형성된 제 2 오목부(32)를 가지고 있다. 그리고, 상기 제 1 오목부(30) 및 제 2 오목부(32)의 중앙을 상기 밸브 샤프트(4)가 관통해서 상기 제 2 블록(12)에 고정되어 있다. 또한, 상기 제 1 오목부(30)에는 상기 보닛(6)에 일단을 고정한 상기 빌로즈(17)의 타단이 고정되고, 상기 제 2 오목부(32)에는 상기 지지 기판(26)의 스프링 좌석(28)에 일단을 고정한 상기 압축 스프링(13)의 타단이 고정되어 있다.
이와 같이, 상기 제 1 블록(11)의 지지 기판(26)과 상기 제 2 블록(12)을 압축 스프링(13)으로 연결함으로써, 상기 제 2 블록(12)을 상기 제 1 블록(11)에 대하여 압축 스프링(13)의 신축방향(밸브 샤프트(4)의 축선(L1)방향으로서 상기 밸브 시트(15)의 면과 평행을 이루는 방향)과, 그것과 수직을 이루는 방향(상기 밸브 시트(15)의 면과 수직을 이루는 방향)으로 상대적으로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 게이트 밸브는 상기 밸브판(3)을 상기 완전 개방 위치(P1)와 중간 위치(P2)와 밀폐 위치(P3)로 이동시키기 위해서, 평행 이동 기구와 수직 이동 기구를 가지고 있다.
상기 평행 이동 기구는 상기 밸브판(3)을 도 1 및 도 2의 완전 개방 위치(P1)로부터 도 3 및 도 4의 중간 위치(P2)까지, 상기 밸브 시트(15)와 평행하게 이동시키기 위한 것으로, 상기 실린더 하우징(20)의 롤러 프레임(20a)에 부착된 복수의 상기 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d)와, 상기 제 1 블록(11)의 캠 프레임(27)에 형성된 가이드 홈(34)으로 구성되어 있다.
상기 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d)는 도시한 실시형태에서는 4개 설치되어 있고, 상기 4개의 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d)가 상하방향(축선(L2)과 평행하는 방향)으로 일렬로 설치되어 있다.
한편, 상기 가이드 홈(34)은 상기 캠 프레임(27)의 측면, 즉 상기 실린더 하우징(20)의 롤러 프레임(20a)측으로 향하는 측면에 상기 캠 프레임(27)의 상단으로부터 하단 근처까지, 상기 축선(L2)과 평행하게 연장하도록 형성되어 있다. 이 가이드 홈(34)은 상기 캠 프레임(27)을 상기 캠 프레임(27)의 두께방향으로 관통하지 않고, 상기 캠 프레임(27)의 두께의 2/3 정도의 깊이를 갖는 오목 홈 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 홈(34)의 저벽(34a)(도 13 참조)은 평탄면이다.
그리고, 상기 구동 로드(8)의 상승에 의해 상기 제 1 블록(11)과 제 2 블록(12)이 일체가 되어 상승하고, 상기 밸브판(3)이 상기 완전 개방 위치(P1)로부터 중간 위치(P2)까지 이동하는 경우에, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 가이드 홈(34) 내에 미리 감합되어 있는 아래 2개의 가이드 롤러(33a, 33b)가 상기 가이드 홈(34) 내를 상대적으로 하방으로 이동함과 아울러, 상방의 가이드 롤러(33c)가 상기 가이드 홈(34) 내에 감합됨으로써, 상기 제 1 블록(11) 및 제 2 블록(12)의 상기 실린더 하우징(20)에 대한 경사가 방지되고, 그 결과 상기 구동 로드(8) 및 밸브판(3)이 상기 완전 개방 위치(P1)로부터 중간 위치(P2)까지, 상기 밸브 시트(15)와 평행하게 상승한다.
상기 제 1 블록(11)과 제 2 블록(12)이 상기 중간 위치(P2)에 도달하면, 상기 제 2 블록(12)의 한 쌍의 어깨부(31)에 형성된 접촉부(35)가 상기 보닛(6)의 하면에 상기 밸브 샤프트(4)를 사이에 두고 2개 형성된 에어 댐퍼(36)에 접촉하여 상기 제 2 블록(12)은 그 위치에서 정지한다. 상기 접촉부(35)는 수평축을 중심으로 해서 회전 가능의 롤러로 형성되어 있다.
상기 에어 댐퍼(36)는 상기 중간 위치(P2)에서 제 2 블록(12)이 보닛(6)의 하면에 접촉했을 때의 충격을 흡수하기 위한 것으로, 에어 쿠션에 의한 충격 흡수 기능과, 고무제의 쿠션 부재에 의한 충격 흡수 기능을 겸비하는 것이며, 다음과 같이 구성되어 있다.
즉, 상기 에어 댐퍼(36)는 도 12에 나타내는 바와 같이 상기 보닛(6)에 형성된 댐퍼실(40)을 갖고, 상기 댐퍼실(40)의 내저부에 아래를 향해서 볼록 모양을 한 고무제의 쿠션 부재(41)가 고정적으로 수용됨과 아울러, 상기 댐퍼실(40)의 개구부에 캡형을 한 쿠션 홀더(42)가 시일 부재(43)를 통해서 기밀하게 나사 결합되어 있다. 그리고, 상기 쿠션 홀더(42)에, 댐퍼 로드(44)가 상기 댐퍼 로드(44)의 기단면을 상기 쿠션 부재(41)에 대향시킴과 아울러 상기 댐퍼 로드(44)의 선단부(44a)를 상기 쿠션 홀더(42)로부터 하방으로 돌출시킨 자세로 시일 부재(45)를 개재해서 전후진(상하 이동) 가능하게 유지되어 있다.
또한, 상기 댐퍼 로드(44)의 기단면과 상기 쿠션 부재(41) 사이에는 댐퍼 압력실(46)이 형성되고, 상기 댐퍼 압력실(46)은 댐퍼 연통로(47) 및 로드측 주 유로(25)(도 7 참조)를 통해서 상기 로드측 포트(22)에 연통되고, 상기 구동 로드(8)가 상승할 때에 상기 로드측 포트(22)로부터 압축 공기가 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 구동 로드(8)가 하강할 때에는 상기 로드측 포트(22)가 배기 상태가 되기 때문에, 상기 댐퍼 압력실(46)도 배기 상태가 된다.
상기 에어 댐퍼(36)는 다음과 같이 동작한다. 즉, 상기 중간 위치(P2)에서 상기 제 2 블록(12)의 어깨부(31)의 접촉부(35)가 상기 댐퍼 로드(44)의 선단부(44a)에 접촉하면, 상기 댐퍼 로드(44)는 충격으로 후퇴하여 상기 댐퍼 압력실(46) 내의 에어를 압축하기 때문에, 그 때의 에어 쿠션 작용에 의해 충격력이 흡수된다. 그 후, 상기 댐퍼 로드(44)는 상기 제 2 블록(12)에 밀려서 더 후퇴하고, 상기 쿠션 부재(41)에 접촉하는 위치에서 정지한다. 이 때의 충격력은 상기 쿠션 부재(41)의 탄성력에 의해 흡수된다. 상기 댐퍼 로드가 쿠션 부재(41)에 접촉해서 정지하면, 상기 제 2 블록(12)도 그 위치에서 정지한다.
상기 수직 이동 기구는 상기 밸브판(3)을, 도 3 및 도 4의 중간 위치(P2)로부터 도 5 및 도 6의 밀폐 위치(P3)까지 상기 밸브 시트(15)와 수직으로 이동시키기 위한 것으로, 도 2, 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 블록(11)의 캠 프레임(27)에 형성된 상하 2개의 캠 홈(50a, 50b)과, 상기 제 2 블록(12)에 부착된 상하 2개의 캠 롤러(51a, 51b)로 구성되어 있고, 상방의 제 1 캠 홈(50a)에 상방의 제 1 캠 롤러(51a)가 감합되고, 하방의 제 2 캠 홈(50b)에 하방의 제 2 캠 롤러(51b)가 감합되어 있다.
상기 제 1 캠 홈(50a)은 그 전체에 있어서, 상기 보닛(6)측으로부터 지지 기판(26)측을 향함에 따라서 서서히 상기 밸브 시트(15)의 면에 근접하는 방향으로 경사하고 있고, 보닛(6)측의 끝부가 상기 보닛(6)을 향해서 개구하고 있다.
그리고, 상기 밸브판(3)이 완전 개방 위치(P1) 및 중간 위치(P2)에 있을 때, 상기 제 1 캠 롤러(51a)는 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 캠 홈(50a)의 상단의 제 1 위치(C1)에 위치하고 있다.
한편, 상기 제 2 캠 홈(50b)은 상기 제 1 캠 홈(50a)과 평행을 이루는 상방 영역(보닛(6)측의 영역)과, 상기 보닛(6)측으로부터 지지 기판(26)측을 향함에 따라서 서서히 상기 밸브 시트(15)의 면으로부터 이간하는 방향으로 경사한 하방 영역(지지 기판(26)측의 영역)을 가지고 있고, 이들 2개의 영역이 서로 연결되어 상기 밸브 시트(15)의 면측에 볼록의 굴절 형상을 이루고 있다.
그리고, 상기 밸브판(3)이 완전 개방 위치(P1) 및 중간 위치(P2)에 있을 때, 상기 제 2 캠 롤러(51b)는 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 제 2 캠 홈(50b)의 상단의 제 1 위치(C1)에 위치하고 있다.
상기 수직 이동 기구는 다음과 같이 동작한다. 즉, 도 3 및 도 4에 나타내는 중간 위치(P2)에서 상기 제 2 블록(12)이 정지한 뒤 상기 구동 로드(8)가 더욱 상승하면, 상기 제 1 블록(11)은 압축 스프링(13)을 압축하면서 상기 구동 로드(8)와 함께 상승하기 때문에, 상기 캠 프레임(27)에 형성된 캠 홈(50a, 50b)이 상기 캠 롤러(51a, 51b)에 대하여 상승하고, 캠 롤러(51a, 51b)는 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 캠 홈(50a, 50b)의 하단의 제 2 위치(C2)까지 이동한다. 이 때문에, 상기 제 2 블록(12)과 밸브판(3)은 상기 캠 롤러(51a, 51b)와 캠 홈(50a, 50b)의 상호작용에 의해 상기 밸브 시트(15)에 대하여 수직으로 이동하고, 상기 밸브판(3)은 상기 밸브 시일(14)을 상기 밸브 시트(15)에 압박하여 상기 게이트 개구(2)를 폐쇄하는 상기 밀폐 위치(P3)를 차지한다.
이 때, 상기 제 2 블록(12)은 접촉부(35)가 상기 에어 댐퍼(36)의 댐퍼 로드(44)에 접촉한 상태에서 상기 댐퍼 로드(44)에 대하여 변위하지만, 상기 접촉부(35)는 롤러로 형성되어 있기 때문에, 상기 롤러의 회전에 의해 그 변위는 원활하게 행해진다.
한편, 상기 밸브판(3)을 상기 밀폐 위치(P3)로부터 중간 위치(P2)를 자나서 완전 개방 위치(P1)까지 구동시킬 때는 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 구동 로드(8)이 하강함으로써 상술한 동작과 역동작이 행해진다.
다음에, 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 구조 및 작용과 에어 유로의 배치 등에 대해서, 도 7~도 11을 참조해서 상세하게 설명한다.
상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)는 상기 밸브판(3)으로 게이트 개구(2)를 개폐할 때의 충격을 완화시키는 에어 쿠션 기구를 갖는 것으로, 서로 같은 내부 구조를 갖는 것이다. 그러나, 도 7의 우측에 위치하는 일방의 에어 실린더(7A)에 상기 헤드측 포트(21) 및 로드측 포트(22)가 형성되어 있기 때문에, 에어 유로의 배치에 관해서는 약간 상위하고 있다.
또한, 이하의 설명에 있어서는 필요에 따라서, 상기 헤드측 포트(21) 및 로드측 포트(22)가 형성된 일방의 에어 실린더(7A)를 제 1 에어 실린더(7A)라고 부르고, 타방의 에어 실린더(7B)를 제 2 에어 실린더(7B)라고 부르는 것으로 하고, 양 에어 실린더(7A, 7B)를 구별해서 표현할 필요가 없는 경우에는 양자를 간단히 「에어 실린더(7)」라고 부르는 것으로 한다. 도 8, 도 10, 도 11에는 제 1 에어 실린더(7A)가 대표적으로 나타내어져 있다.
상기 에어 실린더(7)는 도 7 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 상기 보닛(6)에 일단을 고정한 중공의 상기 실린더 하우징(20)을 가지고 있다. 상기 실린더 하우징(20)의 일단(상단)은 상기 보닛(6)에 의해 기밀하게 막혀 있고, 상기 실린더 하우징(20)의 타단(하단)은 상기 실린더 하우징(20) 내에 3개의 O링을 54a, 54b, 54c를 개재해서 기밀하게 삽입된 통 형상의 칼라(53)로 막혀져 있다. 상기 칼라(53)는 C형 링(55)으로 상기 실린더 하우징(20)에 고정되어 있다.
상기 실린더 하우징(20)의 내부에는 상기 피스톤(23)이 피스톤 시일(56)과 가이드 링(57)을 개재해서 축선(L2)방향으로 슬라이딩 가능하게 수용되고, 상기 피스톤(23)에 상기 구동 로드(8)의 기단이 연결 나사(58)로 연결되어 있고, 상기 구동 로드(8)의 선단은 상기 칼라(53)의 중심 구멍의 내부를 베어링 부재(59)와 로드 시일(60)을 개재해서 슬라이딩 가능하게 관통되어 상기 실린더 하우징(20)의 하방으로 연장되어 있다.
상기 피스톤(23)의 일면측에는 상기 피스톤(23)과 상기 보닛(6)으로 구획된 헤드측 압력실(61)이 형성되고, 상기 피스톤(23)의 타면측에는 상기 피스톤(23)과 상기 칼라(53)로 구획된 로드측 압력실(62)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 보닛(6)은 상기 헤드측 압력실(61)의 끝벽을 형성하고, 상기 칼라(53)는 상기 로드측 압력실(62)의 끝벽을 형성하고 있게 된다. 또한, 상기 칼라(53)는 상기 실린더 하우징(20)의 일부를 구성하고 있다.
상기 헤드측 압력실(61)에는 상기 보닛(6)으로부터 상기 헤드측 압력실(61) 내에 축선(L2)을 따라 돌출되는 원기둥 형상의 헤드측 쿠션축(63)이 설치되어 있다. 이 헤드측 쿠션축(63)은 상기 보닛(6)의 부착 구멍(64)에 O링(66)을 개재해서 기밀하게 부착된 부착 볼트(65)의 선단의 나사부(65a)를, 상기 헤드측 쿠션축(63)의 상단부의 나사 구멍(63a) 내에 비틀어 넣음으로써 상기 보닛(6)에 고정되어 있다. 그리고, 상기 헤드측 쿠션축(63) 및 상기 부착 볼트(65)의 중심에는 상기 헤드측 압력실(61)로 개구하는 헤드측 연통로(67)가 형성되고, 상기 헤드측 연통로(67)가 상기 헤드측 포트(21)로 통하는 헤드측 주 유로(24)에 연통되어 있다.
또한, 상기 보닛(6)의 내부에는 유로 단면적이 작은 스로틀부(69)를 갖는 헤드측 스로틀 유로(68)가 상기 헤드측 압력실(61)과 헤드측 주 유로(24)를 연통시키도록 형성되어 있고, 상기 헤드측 스로틀 유로(68)와 상기 헤드측 연통로(67)는 서로 병렬로 설치되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 헤드측 스로틀 유로(68)의 스로틀부(69)는 니들 밸브(70)에 의해 형성되어 있다. 이 니들 밸브(70)는 상기 보닛(6)에 형성된 밸브 구멍(71)의 내부에 O링(72)을 개재해서 수용되고, 선단의 니들(70a)로 상기 스로틀부(69)를 형성하고 있다. 상기 니들 밸브(70)는 진퇴 이동 가능함으로써, 상기 스로틀부(69)의 유로 단면적을 조정 가능한 양으로 구성할 수도 있다.
그러나, 상기 스로틀부(69)는 상기 니들 밸브(70)로 형성되지 않고, 단면적을 좁힌 작은 구멍으로 형성될 수도 있다.
상기 헤드측 주 유로(24)는 도 7 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 헤드측 포트(21)로부터 제 1 에어 실린더(7A)의 실린더 하우징(20)의 측벽을 가로질러 상기 칼라(53)의 외주를 둘러싸는 환상 유로(73)에 이르는 제 1 부분(24a)과, 상기 환상 유로(73)로부터 상기 실린더 하우징(20)의 측벽의 내부를 축선(L2)과 평행하게 연장되어 상기 보닛(6)에 도달하는 제 2 부분(24b)과, 상기 제 2 부분(24b)으로부터 분기되어 상기 보닛(6)의 내부를 서로 역방향으로 연장하는 한 쌍의 제 3 부분(24c, 24c)을 갖고, 일방의 제 3 부분(24c)이 제 1 에어 실린더(7A)의 상기 헤드측 연통로(67) 및 헤드측 스로틀 유로(68)에 연통되고, 타방의 제 3 부분(24c)이 제 2 에어 실린더(7B)의 상기 헤드측 연통로(67) 및 헤드측 스로틀 유로(68)에 연통되어 있다.
또한, 상기 피스톤(23)의 내부에는 상기 헤드측 압력실(61)로 개구하는 오목 형상의 헤드측 쿠션 구멍(74)이 축선(L1)을 따라 형성되고, 상기 헤드측 쿠션 구멍(74)의 개구단에 헤드측 쿠션 패킹(75)이 형성되어 있다. 상기 헤드측 쿠션 구멍(74)은 상승하는 상기 피스톤(23)이 상승 스트로크의 중간점을 지나서 상승 스트로크단에 근접했을 때에, 상기 헤드측 쿠션축(63)이 상기 헤드측 쿠션 패킹(75)을 개재해서 상기 헤드측 쿠션 구멍(74) 내에 감합됨으로써, 상기 헤드측 연통로(67)를 헤드측 압력실(61)로부터 차단해서 에어 쿠션 효과가 있게 하는 것이다.
상기 헤드측 쿠션 패킹(75)은 시일에 방향성을 갖는 립 모양의 패킹이며, 그 립을 상기 헤드측 압력실(61)로부터 헤드측 쿠션 구멍(74)을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 상기 헤드측 쿠션 구멍(74)으로부터 상기 헤드측 압력실(61)로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 향한 자세로, 상기 피스톤(23)에 부착되어 있다.
상기 헤드측 쿠션축(63)의 선단부(63b)는 상기 헤드측 쿠션 패킹(75)의 내부에 감합되기 쉽도록, 점점 끝이 가늘어지는 원뿔 형상으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 헤드측 쿠션축(63)과, 상기 헤드측 쿠션 구멍(74)과, 상기 헤드측 쿠션 패킹(75)과, 상기 헤드측 연통로(67)와, 상기 헤드측 스로틀 유로(68)에 의해, 헤드측 에어 쿠션 기구가 형성되어 있다.
또한, 상기 헤드측 쿠션축(63)과, 헤드측 쿠션 구멍(74)과, 헤드측 쿠션 패킹(75)에 의해, 상기 헤드측 연통로(67)를 헤드측 압력실(61)로부터 차단하기 위한 차단 기구가 형성되어 있다.
이에 대하여, 상기 에어 실린더(7)의 로드측 압력실(62)측에 있어서는 상기 칼라(53)의 내부에, 상기 로드측 압력실(62)로 개구하는 오목 형상의 로드측 쿠션 구멍(78)이 상기 축선(L2)을 따라 형성되고, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)의 중심을 상기 구동 로드(8)가 연장하고 있고, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)이 로드측 주 유로(25)에 의해 상기 로드측 포트(22)에 연통되어 있다.
상기 로드측 주 유로(25)는 상기 로드측 포트(22)로부터 상기 제 1 에어 실린더(7A)의 실린더 하우징(20)의 측벽을 가로지르고, 상기 칼라(53)의 외주를 둘러싸는 환상 유로(79)에 이르는 제 1 부분(25a)과, 상기 환상 유로(79)로부터 상기 칼라(53)의 내부를 연장하여 상기 로드측 쿠션 구멍(78)에 도달하는 제 2 부분(25b)을 가지고 있고, 이 로드측 쿠션 구멍(78)을 통해서 상기 제 1 에어 실린더(7A)의 로드측 압력실(62)에 연통되어 있다. 따라서, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)은 상기 로드측 주 유로(25)와 로드측 압력실(62)을 연결하는 로드측 연통로라고 할 수 있다.
또한, 상기 로드측 포트(22)를 제 2 에어 실린더(7B)의 로드측 압력실(62)에 연통시키기 위해서, 상기 로드측 주 유로(25)는 상기 제 1 에어 실린더(7A)의 환상 유로(79)로부터 상기 제 1 에어 실린더(7A)의 실린더 하우징(20)의 측벽의 내부를 축선(L2)과 평행하게 연장하여 상기 보닛(6)에 도달하는 제 3 부분(25c)과, 상기 보닛(6)의 내부를 횡방향으로 연장하는 제 4 부분(25d)과, 상기 제 4 부분(25d)로부터 상기 제 2 에어 실린더(7B)의 실린더 하우징(20)의 측벽의 내부를 축선(L2)을 따라 하향으로 연장하고, 칼라(53)의 외주를 둘러싸는 환상 유로(79)로 통하는 제 5 부분(25e)과, 상기 칼라(53)의 내부에서 상기 환상 유로(79)와 로드측 쿠션 구멍(78)을 연결하는 제 6 부분(25f)을 갖고, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)을 통해서 상기 제 2 에어 실린더(7B)의 로드측 압력실(62)에 연통되어 있다. 또한, 상기 제 4 부분(25d)은 상기 에어 댐퍼(36)의 댐퍼 연통로(47)로도 연통되어 있다.
또한, 상기 제 1 에어 실린더(7A) 및 제 2 에어 실린더(7B)에 있어서의 상기 칼라(53)의 내부에는 유로 단면적이 작은 스로틀부(81)를 갖는 로드측 스로틀 유로(80)가 형성되고, 상기 로드측 스로틀 유로(80)가 상기 로드측 압력실(62)과 로드측 쿠션 구멍(78)을 접속하고 있다. 따라서, 상기 로드측 스로틀 유로(80)는 상기 로드측 주 유로(25)와 로드측 압력실(62) 사이에, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)(로드측 연통로)과 병렬로 접속되어 있게 된다.
도시된 예에서 상기 로드측 스로틀 유로(80)의 스로틀부(81)는 니들 밸브(82)에 의해 형성되어 있다. 상기 니들 밸브(82)는 상기 칼라(53)에 형성된 밸브 구멍(83)의 내부에 O링(84)을 개재해서 축선(L2)과 평행하게 수용되고, 선단의 니들(82a)로 상기 스로틀부(81)를 형성하고 있다. 상기 니들 밸브(82)는 진퇴 이동 가능함으로써, 상기 스로틀부(81)의 유로 단면적을 조정 가능하도록 구성할 수도 있다.
그러나, 상기 스로틀부(81)는 상기 니들 밸브(82)로 형성되지 않고, 단면적을 좁힌 작은 구멍으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 상기 피스톤(23)에는 상기 구동 로드(8)가 연결된 부분에 상기 구동 로드(8)보다 큰 직경의 로드측 쿠션축(85)이 형성되고, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)의 개구단에 로드측 쿠션 패킹(86)이 부착되어 있다.
상기 로드측 쿠션축(85)은 하강하는 상기 피스톤(23)이 하강 스트로크의 중간점을 통과해서 하강 스트로크단에 근접했을 때에, 상기 로드측 쿠션 구멍(78) 내에 상기 로드측 쿠션 패킹(86)을 개재해서 감합됨으로써, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)을 로드측 압력실(62)로부터 차단해서 에어 쿠션 효과가 있게 하는 것이며, 그 감합이 원활하게 행해지도록 상기 로드측 쿠션축(85)의 선단부(85a)는 점점 끝이 가늘어지는 원뿔 형상으로 형성되어 있다.
상기 로드측 쿠션 패킹(86)은 시일에 방향성을 갖는 립 모양의 패킹이며, 그 립을 상기 로드측 압력실(62)로부터 로드측 쿠션 구멍(78)을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 로드측 쿠션 구멍(78)으로부터 로드측 압력실(62)로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 향한 자세로, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)에 부착되어 있다.
그리고, 상기 로드측 쿠션축(85)과, 상기 로드측 쿠션 구멍(78)(로드측 연통로)과, 상기 로드측 쿠션 패킹(86)과, 상기 로드측 스로틀 유로(80)에 의해, 로드측 에어 쿠션 기구가 형성되어 있다.
또한, 상기 로드측 쿠션축(85)과, 로드측 쿠션 구멍(78)과, 로드측 쿠션 패킹(86)에 의해, 상기 로드측 연통로를 로드측 압력실(62)로부터 차단하기 위한 차단 기구가 형성되어 있다.
다음에, 상기 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 도 8, 도 10, 도 11에는 제 1 에어 실린더(7A)의 동작 상태가 나타내어져 있지만, 그 동작은 제 2 에어 실린더(7B)에 있어서도 같다.
도 7 및 도 8에는 상기 밸브판(3)이 도 1의 완전 개방 위치(P1)에 있을 때의 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 동작 상태가 나타내어져 있다. 이 때, 상기 헤드측 포트(21)는 급기 상태에 있고, 로드측 포트(22)는 배기 상태에 있다. 이 때문에, 상기 헤드측 포트(21)로부터의 에어는 헤드측 주 유로(24)로부터 각 에어 실린더(7A, 7B)의 헤드측 압력실(61)에, 헤드측 쿠션축(63)의 내부의 헤드측 연통로(67)와 헤드측 스로틀 유로(68)를 통해서 공급되고 있고, 또한 에어 실린더(7A, 7B)의 로드측 압력실(62) 내의 에어는 상기 로드측 쿠션 구멍(78)(로드측 연통로)과 로드측 스로틀 유로(80)로부터, 로드측 주 유로(25)를 통해서 상기 로드측 포트(22)로부터 배출되고 있다.
이 상태로부터, 상기 밸브판(3)을 도 5 및 도 6의 밀폐 위치(P3)로 이동시키기 위해서, 상기 헤드측 포트(21)를 배기 상태로 함과 아울러 상기 로드측 포트(22)를 급기 상태로 하면, 상기 로드측 포트(22)로부터의 에어는 로드측 주 유로(25)를 통해서 로드측 쿠션 구멍(78)으로 유입한 뒤, 로드측 쿠션 패킹(86)을 밀어 열어서 로드측 압력실(62) 내로 자유 흐름 상태로 유입하고, 또한 상기 헤드측 압력실(61) 내의 에어는 헤드측 쿠션축(63)의 내부의 헤드측 연통로(67)로부터 헤드측 주 유로(24)를 통해서 상기 헤드측 포트(21)로부터 자유 흐름의 상태로 배출되기 때문에, 상기 피스톤(23)은 감속되지 않고 상승한다.
이 때, 상기 로드측 압력실(62)에는 로드측 쿠션 구멍(78)으로부터의 에어가 상기 로드측 스로틀 유로(80)를 통해서도 유입되지만, 그 양은 얼마 안되고, 또한 상기 헤드측 압력실(61) 내의 에어는 상기 헤드측 스로틀 유로(68)를 통해서도 헤드측 주 유로(24)로 배출되지만, 그 양은 얼마 안된다.
상기 피스톤(23)이 상승하면, 상기 밸브판(3)은 도 3 및 도 4에 나타내는 중간 위치(P2)를 지나서 도 5 및 도 6에 나타내는 밀폐 위치(P3)까지 이동한다. 도 10에는 상기 밸브판(3)이 상기 중간 위치(P2)에 도달했을 때의 에어 실린더(7)의 동작 상태가 나타내어져 있다. 이 때의 상기 피스톤(23)의 위치는 상승 스트로크의 중간점을 지나서 상승 스트로크단에 가까이 간 위치이며, 이 때 상기 헤드측 쿠션축(63)은 상기 헤드측 쿠션 구멍(74) 내에 이미 감합되어 있다. 또한, 상기 로드측 쿠션축(85)은 로드측 쿠션 구멍(78)으로부터 완전히 벗어난 상태에 있다. 이 때문에, 상기 헤드측 압력실(61)과 헤드측 연통로(67)의 접속이 차단되고, 상기 헤드측 압력실(61) 내의 에어는 상기 헤드측 스로틀 유로(68)를 통해서 유량을 제한한 상태로 배출되도록 되어 있다.
또한, 상기 중간 위치(P2)에서는 상술한 바와 같이, 상기 샤프트 지지 기구(9)의 제 2 블록(12)이 상기 에어 댐퍼(36)에 접촉해서 그 위치에 정지하지만, 이 때, 상기 에어 댐퍼(36)에는 상기 로드측 포트(22)로부터의 에어가 로드측 주 유로(25)를 통해서 공급되고 있기 때문에 에어 쿠션 작용이 일어나고, 상기 에어 댐퍼(36)에 상기 제 2 블록(12)이 충돌했을 때의 충격이 흡수된다.
상기 밸브판(3), 즉 피스톤(23)이 상기 중간 위치(P2)에 도달하기 직전에, 상기 헤드측 압력실(61)의 에어가 유량 제한된 상태로 배출되게 되면, 에어 쿠션 효과에 의해 상기 피스톤(23)의 속도는 감속되고, 그 이후 상기 피스톤(23)은 느린 속도로 도 11에 나타내는 밀폐 위치(P3)까지 상승한다. 그리고, 이 밀폐 위치(P3)에 있어서 상기 피스톤(23)은 상기 헤드측 압력실(61)의 끝벽, 즉 상기 보닛(6)의 하면에 완충적으로 접촉해서 정지한다. 이 위치가 상기 피스톤(23)의 상승 스트로크단이다. 이 때, 상기 피스톤(23)은 감속된 상태로 상기 실 벽에 접촉하기 때문에, 그 접촉에 의한 충돌음이나 진동 등의 발생이 억제된다.
또한, 상기 밸브판(3)을 상기 밀폐 위치(P3)로부터 상기 완전 개방 위치(P1)를 향해서 이동시킬 때는 상기 헤드측 포트(21)를 급기 상태로 함과 아울러, 상기 로드측 포트(22)를 배기 상태로 한다. 이 때, 상기 헤드측 포트(21)로부터의 에어는 헤드측 주 유로(24)로부터 헤드측 쿠션축(63)의 내부의 헤드측 연통로(67)를 통해서 헤드측 쿠션 구멍(74)의 내부로 유입한 뒤, 헤드측 쿠션 패킹(75)을 밀어 열어서 헤드측 압력실(61) 내에 자유 흐름의 상태로 유입되고, 또한 상기 로드측 압력실(62) 내의 에어는 로드측 쿠션 구멍(78)으로부터 로드측 주 유로(25)를 통해서 로드측 포트(22)로부터 자유 흐름의 상태로 배출되기 때문에, 상기 피스톤(23)은 감속되지 않고 하강한다.
그리고, 상기 피스톤(23)이 도 10의 중간 위치(P2)를 경유해서 더 하강하고, 하강 스트로크의 중간점을 통과한 후, 상기 로드측 쿠션축(85)이 로드측 쿠션 구멍(78) 내에 감합되면, 상기 로드측 압력실(62)과 로드측 쿠션 구멍(78)의 접속이 차단되기 때문에, 상기 로드측 압력실(62) 내의 에어는 로드측 스로틀 유로(80)를 통해서 유량을 제한한 상태로 배출되도록 된다. 이 때문에, 에어 쿠션 효과에 의해 상기 피스톤(23)의 속도는 감속되고, 그 이후 상기 피스톤(23)은 도 8에 나타내는 완전 개방 위치(P1)까지 느린 속도로 하강하고, 상기 완전 개방 위치(P1)에 있어서, 상기 로드측 압력실(62)의 끝벽, 즉 상기 칼라(53)의 상면에 완충적으로 접촉해서 정지한다. 이 위치가 상기 피스톤(23)의 하강 스트로크단이다. 이 때, 상기 피스톤(23)은 감속된 상태로 상기 칼라(53)에 접촉하기 때문에, 그 접촉에 의한 충돌음이나 진동 등의 발생이 억제된다.
이와 같이, 상기 게이트 밸브는 상기 에어 실린더(7A, 7B)에, 헤드측 에어 쿠션 기구와 로드측 에어 쿠션 기구를 설치함으로써, 상기 피스톤(23)의 속도를 상승 스트로크단 및 하강 스트로크단에 가까이 갔을 때에 에어 쿠션 효과에 의해 감속시키고, 그것에 의해, 상기 피스톤(23)을 상승 스트로크단 및 하강 스트로크단의 양방에서 완충적으로 정지시키도록 하고 있으므로, 상기 밸브판(3)이 게이트 개구(2)를 개폐할 때에 상기 피스톤(23)이 헤드측 압력실(61) 및 로드측 압력실(62)의 끝벽에 충돌할 때의 충격이 완화되어 상기 충격에 따른 소음의 발생이 억제된다.
또한, 상기 에어 쿠션 기구에 의한 피스톤(23)의 상승 스트로크단 및 하강 스트로크단에 있어서의 감속 동작은 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 양방에 있어서 동기적으로 행해진다.
도 15는 상기 실시형태의 게이트 밸브에 있어서의, 상기 피스톤(23)의 스트로크와 소음의 관계를 나타내는 선도이다. 이 도는 상기 피스톤(23)을 하강(전진) 스트로크단인 완전 개방 위치(P1)로부터 중간 위치(P2)를 지나서 상승(후퇴) 스트로크단인 밀폐 위치(P3)까지 상승시킨 뒤, 일정 시간 경과 후에 상기 피스톤(23)을 상기 밀폐 위치(P3)로부터 중간 위치(P2)를 지나서 하강 스트로크단인 상기 완전 개방 위치(P1)까지 하강시켰을 때의, 피스톤의 스트로크에 따라 발생하는 소음을 측정하고, 그 결과를 선도로서 나타내는 것이다.
비교예로서, 도 16에 에어 쿠션 기구를 구비하지 않는 공지의 게이트 밸브의, 피스톤 스트로크와 소음의 관계를 나타내는 선도가 나타내어져 있다. 이 비교예에 있어서는 피스톤이 상승 스트로크단(밀폐 위치(P3))에서 헤드측 압력실의 끝벽에 충돌했을 때의 충돌 소리(a)와, 하강 스트로크단(완전 개방 위치(P1))에서 로드측 압력실의 끝벽에 충돌했을 때의 충돌 소리(b)가 매우 큰 것에 비해, 도 15에 있어서는 상기 충돌 소리(a, b)가 현저하게 저감되어 있는 것을 알았다.
또한, 상기 피스톤(23)의 상승 스트로크 중에, 상기 중간 위치(P2)의 근방에서 샤프트 지지 기구(9)의 제 2 블록(12)이 보닛(6)에 충돌했을 때의 충돌음이나, 캠 롤러(51a, 51b)가 캠 홈(50a, 50b) 내를 이동할 때에 발생하는 접촉음 등에 의한 것으로 추측되는 소음(c)이나, 상기 피스톤(23)의 하강 스트로크 중에, 상기 중간 위치(P2)의 근방에서 상기 캠 롤러(51a, 51b)가 캠 홈(50a, 50b) 내를 이동할 때에 발생하는 접촉음에 의한 것으로 추측되는 소음(d)에 대해서도, 도 16의 비교예에서는 매우 큰 것에 비해, 도 15에 있어서는 현저하게 저감되어 있는 것을 알았다.
또한, 상기 게이트 밸브에 있어서의 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)의 실린더 하우징(20)에는 도 7, 도 8, 도 10, 도 11에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 상기 밸브판(3)을 완전 개방 위치(P1)에 로킹하기 위한 제 1 로킹 기구(91)와, 상기 밸브판(3)을 밀폐 위치(P3)에 로킹하기 위한 제 2 로킹 기구(92)가 설치되어 있다. 이들 제 1 로킹 기구(91)와 제 2 로킹 기구(92)는 상기 실린더 하우징(20)의 롤러 프레임(20a)에 축선(L2)을 따라 상하 인접하도록 설치되고, 상기 제 1 로킹 기구(91)가 상기 제 2 로킹 기구(92)보다 상방 위치, 즉 보닛(6) 집합의 위치에 배치되어 있다.
상기 제 1 로킹 기구(91)는 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 롤러 프레임(20a)에 상기 캠 프레임(27)에 대하여 진퇴 이동 가능하게 지지된 록 피스톤(93)을 가지고 있다. 상기 록 피스톤(93)은 기단측의 피스톤부(94)와, 선단측의 로킹 축부(95)를 가지고 있고, 상기 피스톤부(94)가 상기 롤러 프레임(20a)에 형성된 피스톤 실(96) 내에 피스톤 시일(97)을 개재해서 슬라이딩 가능하게 수용되고, 상기 로킹 축부(95)가 상기 롤러 프레임(20a)에 고정된 록 커버(98)의 가이드 구멍(99) 내에, 축부 시일(100)과 부시(101)를 개재해서 진퇴 이동 가능하도록 진입하고 있다. 상기 로킹 축부(95)의 지름은 상기 피스톤부(94)의 지름보다 작고, 또한 상기 로킹 축부(95)의 선단은 상기 축부 시일(100) 및 부시(101)에 가이딩되는 부분보다 세경화(細俓化)되어 있다.
또한, 상기 피스톤부(94)의 끝면에 형성된 오목부(102)와, 상기 피스톤 실(96)의 저벽 사이에는 록 스프링(103)이 개재되어 설치되고, 상기 록 스프링(103)에 의해 상기 록 피스톤(93)이 상기 로킹 축부(95)의 선단이 상기 가이드 구멍(99)으로부터 돌출되는 방향으로 상시 바이어싱되어 있다.
또한, 상기 피스톤 시일(97)과 상기 축부 시일(100) 사이에는 록 해제용 압력실(104)이 형성되고, 상기 록 해제용 압력실(104)은 록 해제용 연통로(105)를 개재해서 상기 로드측 주 유로(25)에 연통되어 있다. 구체적으로는 상기 제 1 에어 실린더(7A)에 설치된 제 1 로킹 기구(91)의 록 해제용 압력실(104)은 도 7 및 도 10에 나타내는 바와 같이 상기 록 해제용 연통로(105)를 개재해서 상기 로드측 주 유로(25)의 제 3 부분(25c)에 연통되고, 상기 제 2 에어 실린더(7B)에 설치된 제 1 로킹 기구(91)의 록 해제용 압력실(104)은 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 록 해제용 연통로(105)를 개재해서 상기 로드측 주 유로(25)의 제 5 부분(25e)에 연통되어 있다.
한편, 상기 제 2 로킹 기구(92)는 일부의 구성을 제외하고 상기 제 1 로킹 기구(91)와 실질적으로 같은 구성을 갖는 것이다. 이 때문에, 이 제 2 로킹 기구(92)를 구성하는 각 요소에, 상기 제 1 로킹 기구(91)를 구성하는 각 요소에 첨부한 부호에 「a」를 부가한 부호를 첨부하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 제 2 로킹 기구(92)가 상기 제 1 로킹 기구(91)와 상위하는 제 1 점은 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)이 록 해제용 연통로(105a)를 개재해서 헤드측 주 유로(24)에 연통되어 있다는 점이다. 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 에어 실린더(7A)에 설치된 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)은 도 7 및 도 10에 나타내는 바와 같이 상기 록 해제용 연통로(105a)를 개재해서 상기 헤드측 주 유로(24)의 제 2 부분(24b)에 연통되고, 상기 제 2 에어 실린더(7B)에 설치된 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)은 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 헤드측 주 유로(24)의 제 3 부분(24c)으로부터 분기되어 제 2 에어 실린더(7B)의 실린더 하우징(20)의 측벽의 내부를 축선(L2)방향으로 연장하는 제 4 부분(24d)에, 상기 록 해제용 연통로(105a)를 통해서 연통되어 있다.
또한, 상기 제 2 로킹 기구(92)가 상기 제 1 로킹 기구(91)와 상위하는 제 2 점은 록 피스톤(93a)의 로킹 축부(95a)의 선단이 세경화되어 있지 않은 점이다.
다음에, 상기 제 1 로킹 기구(91) 및 제 2 로킹 기구(92)의 동작을 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 밸브판(3)이 완전 개방 위치(P1)에 있을 때, 즉 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 피스톤(23) 및 구동 로드(8)가 하강단에 있을 때, 상기 헤드측 포트(21)는 급기 상태에 있고, 상기 로드측 포트(22)는 배기 상태에 있다. 이 때문에, 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 해제용 압력실(104)은 상기 로드측 포트(22)에 연통되어 있기 때문에 배기 상태에 있고, 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)은 상기 헤드측 포트(21)에 연통되어 있기 때문에 급기 상태에 있다.
이 때문에, 도 13에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 피스톤(93)은 상기 록 스프링(103)에 밀려 록 위치로 전진하고, 상기 로킹 축부(95)의 선단이 상기 캠 프레임(27)의 가이드 홈(34)의 상단부에 형성된 로킹부(34b)에 로킹된다. 그 결과, 상기 캠 프레임(27), 즉 제 1 블록(11)은 상기 실린더 하우징(20)의 롤러 프레임(20a)에 로킹된 상태가 되어 그 상승이 저지되기 때문에, 상기 밸브판(3)은 상기 완전 개방 위치(P1)에 로킹된다.
한편, 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 피스톤(93a)은 에어의 작용에 의해 록 스프링(103a)을 압축해서 후퇴하어 비로킹 위치를 차지하고 있다.
이 상태로부터, 상기 밸브판(3)을 도 5 및 도 6의 밀폐 위치(P3)로 이동시키기 위해서, 상기 헤드측 포트(21)를 배기 상태로 함과 아울러 상기 로드측 포트(22)를 급기 상태로 하면, 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 해제용 압력실(104)은 급기 상태가 되고, 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)은 배기 상태가 된다.
이 때문에, 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 피스톤(93)은 도 14에 실선으로 나타내는 바와 같이 에어의 작용에 의해 록 스프링(103)을 압축하면서 후퇴되어 상기 로킹부(34b)로부터 벗어난 비로킹 위치를 차지함으로써, 상기 캠 프레임(27), 즉 제 1 블록(11)의 상승을 가능하게 한다.
한편, 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 피스톤(93a)은 도 14에 쇄선으로 나타내는 바와 같이 상기 록 스프링(103a)에 밀려 전진하고, 상기 로킹 축부(95a)의 선단이 상기 캠 프레임(27)의 가이드 홈(34)의 평탄한 저벽(34a)에, 상기 가이드 홈(34)에 따라 상하 방향으로 상대적으로 이동 가능하도록 접촉한 상태가 된다. 이 때, 상기 로킹 축부(95a)의 선단은 상기 캠 프레임(27)에 로킹되어 있지 않다.
그리고, 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 작용에 의해 상기 밸브판(3)이 밀폐 위치(P3)까지 상승하고, 도 14에 나타내는 바와 같이 상기 가이드 홈(34)의 저벽에 형성된 로킹 구멍(34c)이 상기 록 피스톤(93a)의 위치까지 상승해 오면, 상기 록 피스톤(93a)은 록 스프링(103a)에 밀려 전진하고, 로킹 축부(95a)의 선단이 상기 로킹 구멍(34c) 내에 감합되어 로킹되기 때문에, 상기 록 피스톤(93a)은 록 위치를 차지한다. 그 결과, 상기 캠 프레임(27), 즉 제 1 블록(11)은 상기 실린더 하우징(20)의 롤러 프레임(20a)에 대하여 로킹한 상태가 되어 그 하강이 저지되기 때문에, 상기 밸브판(3)은 상기 밀폐 위치(P3)에 로킹된다.
또한, 상기 밸브판(3)을 상기 밀폐 위치(P3)로부터 완전 개방 위치(P1)로 이동시킬 때는 상술한 바와 같이, 상기 헤드측 포트(21) 및 제 2 로킹 기구(92)의 록 해제용 압력실(104a)이 급기 상태가 됨과 아울러, 상기 로드측 포트(22) 및 제 1 로킹 기구(91)의 록 해제용 압력실(104)이 배기 상태가 된다.
이 때문에, 상기 제 2 로킹 기구(92)의 록 피스톤(93a)은 에어의 작용에 의해 록 스프링(103a)을 압축하면서 후퇴되어 상기 로킹 구멍(34c)으로부터 벗어난 비로킹 위치를 차지함으로써, 상기 제 1 블록(11)의 하강을 가능하게 한다.
한편, 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 피스톤(93)은 록 스프링(103)의 바이어싱력에 의해 전진하고, 상기 로킹 축부(95)의 선단이 상기 캠 프레임(27)의 가이드 홈(34)의 평탄한 저벽(34a)에, 상기 가이드 홈(34)에 따라 상하 방향으로 상대적으로 이동 가능하도록 접촉한 상태가 된다. 이 때, 상기 로킹 축부(95)의 선단은 상기 캠 프레임(27)에 로킹되어 있지 않다.
그리고, 상기 에어 실린더(7A, 7B)의 작용에 의해 상기 밸브판(3)이 완전 개방 위치(P1)까지 하강하고, 상기 캠 프레임(27)의 가이드 홈(34)의 상단의 상기 로킹부(34b)가 상기 제 1 로킹 기구(91)의 록 피스톤(93)의 위치까지 하강하면, 도 13에 나타내는 바와 같이 상기 록 피스톤(93)은 록 스프링(103)에 밀려 전진되어 로킹 축부(95)의 선단이 상기 로킹부(34b)에 로킹됨으로써, 상기 밸브판(3)은 완전 개방 위치(P1)에 로킹된다.
이리하여, 한 쌍의 에어 실린더(7A, 7B)에 상기 제 1 로킹 기구(91) 및 제 2 로킹 기구(92)를 설치하고, 이 제 1 로킹 기구(91) 및 제 2 로킹 기구(92)에서 상기 밸브판(3)을 완전 개방 위치(P1)와 밀폐 위치(P3)에 로킹하도록 구성됨으로써, 상기 에어 실린더(7A, 7B)에 공급되는 에어의 압력이 변동하거나, 상기 에어 실린더(7A, 7B)에 대한 에어의 공급이 차단되거나 한 경우에도, 상기 밸브판(3)의 불측 변위 등을 방지할 수 있어 안전성이 우수하다.
2 게이트 개구 3 밸브판
4 밸브 샤프트 5 구동 기구
6 보닛 7A, 7B 에어 실린더
8 구동 로드 9 샤프트 지지 기구
20 실린더 하우징 21 헤드측 포트
22 로드측 포트 23 피스톤
24 헤드측 주 유로 25 로드측 주 유로
36 에어 댐퍼 40 댐퍼실
41 쿠션 부재 44 댐퍼 로드
46 댐퍼 압력실 61 헤드측 압력실
62 로드측 압력실 63 헤드측 쿠션축
67 헤드측 연통로 68 헤드측 스로틀 유로
74 헤드측 쿠션 구멍 75 헤드측 쿠션 패킹
78 로드측 쿠션 구멍(로드측 연통로) 80 로드측 스로틀 유로
85 로드측 쿠션축 86 로드측 쿠션 패킹
91 제 1 로킹 기구 92 제 2 로킹 기구
P1 완전 개방 위치 P2 중간 위치
P3 밀폐 위치

Claims (8)

  1. 게이트 개구를 개폐하는 밸브판과, 상기 밸브판에 선단이 연결된 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트를 개재해서 상기 밸브판을 개폐 동작시키는 구동 기구를 갖고,
    상기 구동 기구는 상기 밸브 샤프트가 변위 가능하게 관통하는 보닛과, 상기 보닛에 상기 밸브 샤프트를 사이에 두고 서로 평행하게 부착된 좌우 한 쌍의 에어 실린더와, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 대하여 에어를 급배하는 헤드측 포트 및 로드측 포트를 갖고,
    상기 에어 실린더는 상기 보닛에 고정된 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 내부에 전진, 후퇴 가능하도록 수용된 피스톤과, 상기 피스톤에 기단을 연결하여 선단이 상기 실린더 하우징의 외부로 돌출되는 구동 로드와, 상기 피스톤의 일면측 및 타면측에 형성된 헤드측 압력실 및 로드측 압력실을 갖고,
    상기 헤드측 압력실은 상기 실린더 하우징 및 보닛에 형성된 헤드측 주 유로를 통해서 상기 헤드측 포트에 연통되고, 상기 로드측 압력실은 상기 실린더 하우징 및 보닛에 형성된 로드측 주 유로를 통해서 상기 로드측 포트에 연통되어 있고,
    상기 한 쌍의 에어 실린더의 구동 로드에는 상기 밸브 샤프트의 기단부가 샤프트 지지 기구를 개재해서 지지되어 있고, 상기 피스톤 및 구동 로드의 전진 스트로크에 의해 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 개방하는 위치로 이동하고, 상기 피스톤 및 구동 로드의 후퇴 스트로크에 의해 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 폐쇄하는 위치로 이동하도록 구성되어 있고,
    상기 에어 실린더는 또한 상기 밸브판으로 게이트 개구를 개폐할 때의 충격을 완화시키는 헤드측 에어 쿠션 기구 및 로드측 에어 쿠션 기구를 갖고,
    상기 헤드측 에어 쿠션 기구는 상기 헤드측 압력실과 헤드측 주 유로를 병렬로 연결하는 헤드측 연통로 및 헤드측 스로틀 유로와, 후퇴하는 상기 피스톤이 후퇴 스트로크단에 가까이 갔을 때 상기 헤드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 가지고 있고,
    상기 로드측 에어 쿠션 기구는 상기 로드측 압력실과 로드측 주 유로를 병렬로 연결하는 로드측 연통로 및 로드측 스로틀 유로와, 전진하는 상기 피스톤이 전진 스트로크단에 가까이 갔을 때 상기 로드측 연통로를 차단하는 차단 기구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 저소음 게이트 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 헤드측 압력실의 끝벽으로부터 상기 헤드측 압력실 내로 돌출되는 헤드측 쿠션축과, 상기 피스톤이 후퇴 스트로크단에 가까이 갔을 때에 상기 헤드측 쿠션축이 감합되도록 상기 피스톤에 형성된 오목 형상의 헤드측 쿠션 구멍과, 상기 헤드측 쿠션 구멍의 내주와 상기 헤드측 쿠션축의 외주 사이를 시일하는 헤드측 쿠션 패킹을 갖고, 상기 헤드측 쿠션축의 내부에 상기 헤드측 연통로가 형성되어 있고,
    상기 로드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 로드측 압력실의 끝벽에 형성된 오목 형상의 로드측 쿠션 구멍과, 상기 피스톤이 전진 스트로크단에 가까이 갔을 때에 상기 로드측 쿠션 구멍 내에 감합되는 로드측 쿠션축과, 상기 로드측 쿠션 구멍의 내주와 상기 로드측 쿠션축의 외주 사이를 시일하는 로드측 쿠션 패킹을 갖고, 상기 로드측 쿠션 구멍에 의해 상기 로드측 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드측 쿠션 패킹은 상기 헤드측 압력실로부터 헤드측 쿠션 구멍을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 헤드측 쿠션 구멍으로부터 헤드측 압력실로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 형성되고,
    상기 로드측 쿠션 패킹은 상기 로드측 압력실로부터 로드측 쿠션 구멍을 향하는 에어의 흐름은 차단하지만, 로드측 쿠션 구멍으로부터 로드측 압력실로 향하는 에어의 흐름은 허용하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 헤드측 에어 쿠션 기구의 모든 헤드측 연통로 및 헤드측 스로틀 유로는 상기 헤드측 주 유로에 연통되고, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 로드측 에어 쿠션 기구의 모든 로드측 연통로 및 로드측 스로틀 유로는 상기 로드측 주 유로에 연통되어 있고, 그것에 의해, 상기 한 쌍의 에어 실린더에 있어서의 헤드측 에어 쿠션 기구끼리 및 로드측 에어 쿠션 기구끼리는 서로 동기해서 동작하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤 및 밸브판은 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 완전 개방으로 하는 완전 개방 위치와, 상기 밸브판이 상기 게이트 개구에 대향하지만 상기 게이트 개구를 폐쇄하지 않는 중간 위치와, 상기 밸브판이 상기 게이트 개구를 밀폐하는 밀폐 위치를 갖고,
    상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 상기 완전 개방 위치로부터 중간 위치를 지나서 밀폐 위치까지 이동하는 상기 후퇴 스트로크에 있어서, 상기 피스톤이 상기 중간 위치에 도달하기 전에 상기 헤드측 연통로를 차단하고,
    상기 로드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 상기 밀폐 위치로부터 중간 위치를 지나서 완전 개방 위치까지 이동하는 상기 전진 스트로크에 있어서, 상기 피스톤이 상기 중간 위치를 통과한 후에 상기 로드측 연통로를 차단하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 헤드측 에어 쿠션 기구의 차단 기구는 상기 피스톤이 후퇴 스트로크의 중간점을 지나서 상기 중간 위치에 도달할 때까지의 사이에 상기 헤드측 연통로를 차단하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 보닛에는 상기 밸브판이 완전 개방 위치로부터 중간 위치까지 이동했을 때에, 상기 샤프트 지지 기구가 완충적으로 접촉하는 에어 댐퍼가 설치되어 있고,
    상기 에어 댐퍼는 상기 보닛에 형성된 댐퍼실과, 상기 댐퍼실의 내부에 고정적으로 수용된 쿠션 부재와, 상기 댐퍼실의 내부에, 기단을 상기 쿠션 부재에 대향 시킴과 아울러 선단을 상기 보닛의 외부로 돌출시킨 자세로 슬라이딩 가능하도록 수용된 댐퍼 로드와, 상기 댐퍼 로드와 상기 쿠션 부재 사이에 형성된 댐퍼 압력실을 갖고, 상기 댐퍼 압력실은 상기 로드측 주 유로에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 에어 실린더에, 상기 밸브판을 밀폐 위치에 로킹하기 위한 제 1 로킹 기구와, 상기 밸브판을 완전 개방 위치에 로킹하기 위한 제 2 로킹 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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