KR20200091770A

KR20200091770A - 플라스틱 밸브

Info

Publication number: KR20200091770A
Application number: KR1020190053040A
Authority: KR
Inventors: 이상선
Original assignee: 이상선
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2020-07-31
Also published as: EP3705761A1; TW202028642A; EP3705761A4; JP2021515143A

Abstract

플라스틱 밸브가 개시된다. 밸브는, 내측 공간에 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되는 바디; 및 상기 바디에 형성된 홀을 개폐시키는 개폐부를 포함하되, 상기 개폐부는 계단 형상을 가지고, 상기 밸브 폐쇄시 상기 개폐부의 일부가 상기 홀을 막으며, 상기 밸브 개방시 상기 계단 형상을 가지는 개폐부 부분이 위로 상승할 수 있다.

Description

플라스틱 밸브{Plastic valve and core used in the valve}

본 발명은 플라스틱 밸브에 관한 것이다.

밸브는 유체의 흐름을 개폐할 수 있는 수단으로서, 다이아프램 또는 볼을 이용하여 유체의 흐름을 제어한다.

도 1은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 밸브는 본체(100), 다이아프램(102) 및 다이아프램(102)을 제어하는 조작부(104)를 포함한다.

본체(100) 내부에는 유체 이송공(106)이 형성되며, 유체 이송공(106)의 입력단(110)으로 입력된 유체는 출력단(112)을 통하여 배출된다.

반도체 제조 공정 등에 사용되는 종래의 밸브는 독성이 강한 화학물질인 유체가 바디 내부에 잔존함에 따라 바디 손상이 잦은 문제점이 있었다. 독성이 가능한 화학물질인 유체를 이송하는 경우, 유체 이송 이후에 바디 내부에 유체가 잔존하는 것을 최소화해야 바디의 손상을 막을 수 있다.

한국등록특허공보 제1019364호 (등록일 : 2011년 2월 24일)

본 발명은 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 유체 이송이 완료된 이후 바디 내부에 유체가 잔존하는 것을최소화할 수 있는 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부를 제공하기 위한 것이다.

이를 통해, 본 발명은 독성이 강한 화학물질인 유체가 바디 내부에 잔존하는 것을 최소화하여 바디 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장시킬 수 있는 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 바디 내부에 존재하는 코너에서 와류가 발생하지 않도록 할 수 있는 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 개폐부 스트로크 향상으로 인해 종래에 비해 유량이 2배 증가시킬 수 있는 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 플라스틱 밸브 및 밸브에 사용되는 개폐부가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸브에 있어서, 내측 공간에 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되는 바디; 및 상기 바디에 형성된 홀을 개폐시키는 개폐부를 포함하되, 상기 개폐부는 계단 형상을 가지고, 상기 밸브 폐쇄시 상기 개폐부의 일부가 상기 홀을 막으며, 상기 밸브 개방시 상기 계단 형상을 가지는 개폐부 부분이 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 밸브가 제공될 수 있다.

상기 바디 내로 상기 유체가 유입되는 제1 유체 이송공 및 상기 유체가 출력되는 제2 유체 이송공이 형성되며, 상기 유체 이송공들은 상기 바디의 홀을 통해 연결되되, 상기 유체는 상기 제1 유체 이송공, 상기 홀 및 상기 제2 유체 이송공을 통하여 흐를 수 있다.

상기 바디의 내측면 중 상기 홀에 인접한 부분은 와류가 방지되도록 곡선 형상을 가질 수 있다.

상기 바디의 일단에 제 1 파이프 결합부가 결합되고, 상기 바디의 타단에 제 2 파이프 결합부가 결합되며, 제 1 파이프가 상기 제 1 파이프 결합부의 내측으로 삽입되고, 제 2 파이프가 상기 제 2 파이프 결합부의 내측으로 삽입되되, 상기 제 1 파이프 결합부에 의해 상기 제 1 파이프와 상기 바디가 결합될 때 상기 제 1 파이프의 내경과 상기 바디의 내경이 동일하고, 상기 제 2 파이프 결합부에 의해 상기 제 2 파이프와 상기 바디가 결합될 때 상기 제 2 파이프의 내경과 상기 바디의 내경이 동일할 수 있다.

상기 바디 내부에 형성되며, 유체의 이동 방향을 변경하는 유로 변경부를 더 포함하되, 상기 유로 변경부에 의해 상기 제1 유체 이송공과 상기 제2 유체 이송공이 상기 바디의 홀을 통해 연결될 수 있다.

상기 유로 변경부는 상기 유체 이동을 차단하는 격벽을 포함하되, 상기 제1 유체 이송공 및 상기 제2 유체 이송공 중 어느 하나의 하측 저면과 연결되는 격벽 부분은 곡선 형상으로 형성될 수 있다.

상기 개폐부는, 상기 바디 상부에 고정되는 고정부; 일단이 상기 고정부에 연결되며, 상기 계단 형상으로 형성되어 상기 밸브의 개방 및 폐쇄에 의해 변형되는 격막부; 및 상기 격막부의 타단과 연결되며 상기 유로 변경부의 상부에 형성된 홀과 접촉하는 중심 덮개부를 포함할 수 있다.

상기 밸브 폐쇄시 상기 계단 형상의 격막부가 상기 바디의 홀을 통해 하강함에 따라 상기 중심 덮개부가 상기 바디의 홀을 막아 상기 유체 이동을 차단하며, 상기 밸브 개방시 상기 격막부가 상기 바디의 홀을 통해 위로 상승할 수 있다.

상기 개폐부는 플로테트라플로오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene)으로 형성되되, 두께는 1mm 이내로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플라스틱 밸브의 바디 위에 형성되는 개폐부에 있어서, 계단 형상을 가지고, 상기 밸브 폐쇄시 상기 개폐부의 일부가 상기 홀을 막으며, 상기 밸브 개방시 상기 계단 형상을 가지는 개폐부 부분이 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 개폐부가 제공될 수 있다.

상기 개폐부는, 상기 바디의 상부 일부에 고정되는 고정부; 일단이 상기 고정부에 연결되며, 계단 형상을 가지며 상기 밸브의 개방 및 폐쇄시 변형되는 격막부; 및 상기 격막부의 타단과 연결되며, 상기 밸브 패쇄시 상기 격막부의 변형에 의해 상기 바디의 홀을 막아 상기 유체가 상기 바디의 출력단으로 이송되는 것을 차단하며, 상기 밸브 개방시 위로 상승 이동하는 중심 덮개부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 제공함으로써, 독성이 강한 화학물질인 유체가 바디 내부에 잔존하는 것을 최소화하여 바디 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 바디 내부에 존재하는 코너에서 와류가 발생하지 않도록 할 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 발명은 개폐부 스트로크 향상으로 인해 종래에 비해 유량이 2배 증가시킬 수 있는 이점도 있다.

도 1은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 밸브를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 제1 실시예에 따른 밸브를 도시한 단면도.
도 4는 제1 실시예에 따른 개폐부에 의해 폐쇄된 밸브의 단면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 흐름을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부의 구조를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 이하, 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 제1 실시예에 따른 밸브를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 밸브를 도시한 단면도이며, 도 4는 제1 실시예에 따른 개폐부에 의해 폐쇄된 밸브의 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 흐름을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브는 바디(210) 및 개폐부(220)를 포함하여 구성된다.

바디(210)의 측면 종단에는 복수의 홀이 형성될 수 있으며, 체결 수단(350, 352)이 홀을 통해 밸브와 파이프를 연결시킬 수 있다. 즉, 바디(210)의 일단에 제1 파이프 결합부(350)가 결합되고, 바디(210)의 타단에 제2 파이프 결합부(352)가 결합될 수 있다. 제1 파이프가 제1 파이프 결합부(350)의 내측으로 삽입되며, 제2 파이프가 제2 파이프 결합부(352)의 내측으로 삽입될 수 있다. 제1 파이프 및 제2 파이프가 제1 파이프 결합부(350)과 제2 파이프 결합부(352)에 삽입시, 제1 파이프 및 제2 파이프의 내경과 바디(210)의 내경은 단차를 가지지 않도록 제1 파이프 결합부(350) 및 제2 파이프 결합부(352)와 결합될 수 있다. 결과적으로, 제1 파이프 결합부(350)에 의해 제1 파이프와 바디(210)가 결합될 때, 제1 파이프의 내경과 바디(210)의 내경이 동일하도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 파이프 결합부(350)에 의해 제2 파이프가 바디(210)에 결합될 때, 제2 파이프의 내경과 바디(210)의 내경이 동일하도록 형성될 수 있다.

바디(210)의 내측면에는 유체 이동을 위한 홀(이하에서는 유체 이송공이라 칭하기로 함)(240a, 240b)이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바디(210)는 불소 수지로 이루어질 수 있다. 불소 수지는 분자 안에 불소를 함유한 수지를 총칭하는 것으로서, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리클로트리폴리오르에틸렌(PCTFE) 등이 있으며, 예를 들어 테트라 플루오르 에틸렌 페르플루오르 알킬비닐 에테르 공중합체(Tetra fluoro ethylene perfluoro alkylvinyl ether coppolymer, PFA)일 수 있다. 이러한 불소 수지는 내열성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나고 마찰계수가 작으며 접착 및 점착성이 없다. 즉, 불소 수지로 바디(210)를 형성하면, 바디(210)의 마찰 계수가 작기 때문에 유체 이송공(240a, 240b) 내에서의 층류에 따른 유속 변경을 최소화할 수 있다.

도 3에서 보여지는 바와 같이, 바디(210)의 내측면은 상측 내측면(310a)과 하측 내측면(310b)을 포함한다. 또한, 바디(210)의 상부 일부분에는 개폐부(220)의 일부분이 상하로 움직일 수 있는 홀(315)이 형성된다.

바디(210)의 내측면들 중 적어도 일부는 곡선 형상을 가지도록 형성된다. 즉, 바디(210)의 내측면들은 전체 구간으로 볼 때 유체의 흐름을 방해하는 장애물(예를 들어, 각진 부분 등)이 존재하지 않도록 형성될 수 있다.

보다 상세하게, 바디(210)의 상측 내측면(310a) 중 개폐부(220)의 인근-즉 홀(315)에 인접한 부분들(320)-은 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 곡선 부분들은 개폐부(220)를 향해 비탈지도록 형성될 수 있다.

바디(210)의 내측면에 해당하는 유체 이송공(240a, 240b)은 유체를 이송하기 위한 수단이다. 유체는 유체 이송공(240a, 240b)의 입력단(300a)을 통해 입력되어 유체 이송공(240)의 출력단(300b)으로 출력될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력단과 연결되는 좌측 유체 이송공(240a)과 출력단과 연결되는 우측 유체 이송공(240b)를 포함할 수 있다. 좌측 유체 이송공(240a)과 우측 유체 이송공(240b)은 바디(210)의 상부에 형성된 홀(315)을 통해 연통되는 구조로 형성된다. 따라서 유체는 입력단을 통해 입력되어 좌측 유체 이송공(240a)를 통해 이송되며, 좌측 유체 이송공(240a)를 통과한 후 바디(210) 상부에 형성된 홀(315)을 통해 이동되어 우측 유체 이송공(240b)로 유입되며 우측 유체 이송공(240b)를 통과한 후 출력단을 통해 출력되게 된다.

이러한 유체 이송공(240a, 240b)의 내부에는 유체 흐름을 방해하는 장애물이 존재하지 않는 형상으로 형성될 수 있다.

유체 이송의 관점에서 이를 다시 정리하면, 유체는 입력단(300a)를 통해 바디(210) 내부로 유입되고, 입력단(330a)를 통해 유입된 유체는 좌측 유체 이송공(240a)를 따라 이동되되, 바디(210) 내부에 형성된 격벽(즉, 유로 변경부)에 의해 유체 이송 방향이 변경되어 바디(210)의 상부에 형성된 홀로 이동된다. 바디(210) 상부에 형성된 홀로 이동된 유체는 유로 변경부(325)를 통해 우측 유체 이송공(240b)로 유입되되, 우측 유체 이송공(240b)를 따라 이동된 후 출력단(300b)로 출력되게 된다.

이러한 유체 이송공(240)의 내부에는 유체 이동 방향을 변경하는 유로 변경부(325)가 형성된다. 유로 변경부(325)의 격벽을 포함하되, 격벽에 의해 좌측 유체 이송공(240a)과 우측 유체 이송공(240b)이 직접적으로 연통되지 않는다. 유로 변경부(325)에 형성된 격벽은 도 3에서 보여지는 바와 같이, 바디(210)의 내측면 중 하측 내측면과 연결되어 바디(210)에 형성된 홀(315)의 일부까지 연장되도록 형성된다.

또한, 유로 변경부(325)의 상부면은 좌측 유체 이송공(240a)과 관통되는 홀(유로 변경홀이라 칭하기로 함)이 형성된다. 유로 변경홀(330)을 통해 좌측 유체 이송공(240a)을 통해 이송된 유체는 바디(210)의 홀(315)로 이동될 수 있다. 즉, 좌측 유체 이송공(240a)을 통해 유입되는 유체는 유로 변경부(325)에 의해 바디(210)의 홀(315)로 이동되며, 바디(210)의 홀(315)을 통과하여 우측 유체 이송공(240b)로 출력되게 된다.

좌측 유체 이송공(240a)의 관점에서 살펴보면, 좌측 유체 이송공(240a)는 유로 변경부(325)의 상부면에 형성된 유로 변경홀(330)을 통해 바디(210)와 연통되는 구조로 형성된다.

또한, 우측 유체 이송공(240b)의 관점에서 살펴보면, 우측 유체 이송공(240b)는 유로 변경부(325)와 연통되지 않도록 형성된다. 즉, 우측 유체 이송공(240b)는 바디(210)의 상부에 형성된 홀(315)의 일부와 연통되는 구조를 가지게 된다.

다시 정리하면, 좌측 유체 이송공(240a)를 통과한 유체는 유로 변경부(325)의 내부를 통과하여 상부에 연통된 유로 변경홀(330)을 통과하여 바디(210)의 홀로 이동된 후 바디(210)의 홀(315) 일부와 연통된 우측 유체 이송공(240b)를 통과하여 출력단으로 출력되게 된다.

유로 변경부(325)의 상면에서 일측면으로 연통되는 유로 변경홀(330)은 내부에 각진 부분이 존재하지 않도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 유로 변경부(325)의 상부는 바디(210)의 홀(315)의 일부분(예를 들어, 하부)에 볼록하게 튀어나오도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 유로 변경홀(330) 내부를 통해 유입된 유체는 바디(210)의 홀(315)의 일부를 통과하여 우측 유체 이송공(240b)으로 이동될 수 있다. 또한, 유로 변경부(325)의 외측 상단에서 유체 이송공(240)으로 연결되는 부분은 각진 부분이 존재하지 않으며, 곡선 부분들로 형성될 수 있다. 또한, 유로 변경부(325)의 상면에 형성된 홀은 개폐부(220)에 의해 밸브 폐쇄시 유체 이동이 불가능하도록 개폐부(220)의 일부에 의해 완전히 맞닿도록 형성될 수 있다.

또한, 유로 변경홀(330)을 기준으로 유체가 입력되는 유체 이송공 부분은 각진 부분이 존재하지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 유로 변경홀(330)의 입력단에 대향하는 하측면은 결합되는 좌측 유체 이송공(240a)의 저면에 대향하여 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 다만 유로 변경부(325)의 출력단에 대향하는 하측면은 곡선 형상이 아닐 수 있다.

다시 정리하면, 유로 변경부(325)와 인접한 바디 내부의 코너 부분들이 곡선 형상으로 형성됨에 따라 바디 내부의 코너 부분에서 와류가 발생하지 않도록 할 수 있다. 코너 부분들(318 및 320)이 곡선이 아니고 각지게 형성되면, 유체 이동시 상기 유체가 상기 각진 부분에 부딪히게 된다. 즉, 상기 각진 부분이 유체 흐름을 방해하는 방해물로 작용하며, 그 결과 상기 각진 부분 주변에 와류가 생성된다. 상기 와류 발생으로 인하여 유체가 원활히 이송되지 못하게 된다. 이에, 본 발명은 코너 부분들(318 및 320)을 곡선으로 형성하며, 그 결과 유체가 코너 부분들(318 및 320)에 부딪히지 않고 코너 부분들(318 및 320)을 따라서 자연스럽게 이동하게 된다. 즉, 코너 부분들(318 및 320)이 유체 흐름을 방해하는 방해물로 작용하지 않으며, 따라서 유체 흐름이 원활할 수 있다. 코너 부분들(318 및 320)이 각지게 형성될 때와 곡선으로 형성될 때 유체 이송량을 비교하면, 코너 부분들(318 및 320)이 각지게 형성될 때에 유체 이송량에 비하여 코너 부분들(318 및 320)이 곡선으로 형성될 때 유체 이송량이 상당히 많게 된다.

코너 부분들(318 및 320)을 각지게 형성하고 유체 이송량을 증가시킬려고 하면, 밸브의 사이즈를 증가시켜야만 한다. 그러나, 밸브의 사이즈 증가는 단순히 밸브의 비용만 증가하는 것이 아니라 밸브와 관련된 주변 장치들도 모두 변경하여야만 하며, 그 결과 시스템 구현 비용이 상당히 올라가게 된다.

반면에, 코너 부분들(318 및 320)을 곡선으로 형성하면 밸브의 사이즈를 증가시키지 않더라도 충분한 양의 유체를 이송시킬 수 있다. 따라서, 시스템 구현 비용을 증가시키지 않을 수 있다.

유체 이송공(240) 내부에 유로 변경부(325)를 포함할 때의 장점을 살펴보면, 독성이 강한 유체가 이송이 완료된 이후 유체가 밸브(200) 내부에 머무는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 반도체나 LCD 제조에 이용되는 유체는 독성이 매우 강한 유체로, 바디(210) 내부에 유체가 잔존하는 경우 유체가 변질될 가능성이 높으며, 이로 인해 바디(210) 내부가 손상될 가능성이 높다. 따라서, 독성이 강한 화학물질인 유체가 바디(210) 내부에 잔존하는 것을 최소화할 수 있도록 바디(210) 내부에 유로 변경부(325)를 설치함으로써 유체 이송이 완료된 이후 유체가 바디(210) 내부에 잔존하는 것을 최소화할 수 있다.

다시 정리하면, 유로 변경부(325)의 일측면은 바디(210)와 직접적으로 맞닿으며, 유체 이송공(240a)과 연통되도록 형성되고, 타측면의 상부는 바디(210)와 직접적으로 맞닿지 않도록 형성된다. 즉, 유로 변경부(325)의 타측면의 저면은 우측 유체 이송공(240b)와 접촉하며 상부는 우측 유체 이송공(240b)와 일정 간격 떨어지며 바디(210) 와 접촉하지 않도록 형성될 수 있다. 또한, 유로 변경부(325)의 격벽은 개폐부(220)를 지지하는 부분(이하에서는 개폐 지지부(340)라 칭하기로 함)의 일부에 위치되도록 높이가 형성될 수 있다.

이로 인해, 유체 이송공(240)의 입력단을 통해 유입된 유체는 좌측 유체 이송공(240a) 내부를 따라 이동하며, 유로 변경부(325)에 형성된 유로 변경홀(330)을 통해 유로 변경부(325)의 내부로 유입되어 유로 변경부(325)의 외측 상부로 출력되어 바디(210)의 홀(315)의 일부를 통과한 후 우측 유체 이송공(240b)의 출력단으로 출력될 수 있다.

또한, 유로 변경부(325)의 상면이 바디(210)의 홀(315)의 하부에 위치됨으로써 개폐부(220)의 상하 이동에 의해 유체의 흐름을 조절할 수도 있다. 즉, 개폐부(220)가 완전히 열려 있는 상태에서는 바디(210)의 홀(315)의 공간이 넓어 상대적으로 많은 유체가 이동 가능하며, 개폐부(220)가 바디(210)의 홀(315)의 아래쪽으로 이동하는 경우 공간이 상대적으로 줄어들어 이동 가능한 유체의 양이 줄어들게 된다.

이러한 유로 변경홀(330)의 직경은 유체 이송공(240a, 240b)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 이로 인해, 유로 변경홀(330)과 유체 이송공(240a, 240b)의 직경 차이로 인한 와류 발생 및 유체 이송에 따른 장애를 줄일 수 있는 이점이 있다.

개폐부(220)는 유체 이송공(240a, 240b) 내에서의 유체 이동을 허용하거나 폐쇄하는 수단으로서, 본체(200) 또는 바디(210) 위에 위치할 수 있다. 유체가 유체 이송공(240a, 240b)으로 흐르도록 할 경우에는 개폐부(220)는 도 3의 구조를 가지며, 유체 이송공(240a, 240b)에서 유체의 흐름을 폐쇄할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 유로 변경부(325)의 상면과 접촉할 수 있다. 이로 인해, 입력단(300a)을 통해 유입되는 유체는 유로 변경부(325)에 의해 폐쇄되어 우측 유체 이송공(240b)로 이송되지 못하게 된다.

개폐부(220)의 일부는 계단 형상을 가지며, 밸브 폐쇄시 개폐부가 바디(210)의 상부에 형성된 홀을 막으며, 밸브 개방시 계단 형상을 가지는 개폐부 부분이 위로 상승하도록 형성된다.

개폐부(220)의 일부가 계단 형상으로 형성됨에 따라 밸브 폐쇄 또는/및 개방에 따른 개폐부(220)의 상하 이동시 개폐부(220)의 스트로크(stroke)를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이러한, 개폐부(220)는 다이아프램일 수도 있고 볼일 수도 있다. 다만, 도면들에서는 개폐부(220)로서 다이아프램을 사용하였으나, 다이아프램으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기의 도 6에서는 개폐부(220)가 원형 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 개폐부(220)의 형상의 반드시 원형으로 제한되는 것은 아니며, 바디(210)에 형성된 홀의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있음은 당연하다.

이러한 개폐부(220)는 불소수지로 엔지니어링 플라스틱 중 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 개폐부(220)는 플로테트라플로오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene) 재질로 형성될 수 있다.

조작부는 개폐부(220)의 개폐 동작을 제어하는 수단으로서, 예를 들어 개폐부(220)가 바디(210)의 홀(315)의 상면을 통해 유로 변경부(325)의 상면과 접촉하거나 접촉하지 않도록 제어할 수 있다.

이러한 개폐부(220)의 상세 구성에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부(220)는 고정부(610), 격막부(620) 및 중심 덮개부(630)를 포함하여 구성된다.

고정부(610)는 개폐부(220)를 고정하기 위한 수단이다. 고정부(610)는 본체의 상부 일부에 형성된 홈에 고정 결합될 수 있다. 이로 인해, 독성이 강한 화학 물질인 유체가 유체 이송공을 통과하여 본체에 형성된 홀을 통해 유출되는 것을 방지할 수 있다. 고정부(610)는 개폐부 상부에 연결된 연결부에 결합된 조작부의 제어에 의해 개폐부(220)가 상승 또는 하강하여 움직이더라도 개폐부(220)가 본체의 일부와 결합되도록 할 수 있다.

따라서, 고정부(610)는 밸브 폐쇄시 본체의 일부로부터 개폐부(220)의 저면이 이탈되어 독성 물질인 유체가 본체의 상부를 통해 유출되지 않도록 할 수 있다. 고정부(610)는 밸브 패쇄시 개폐부(220) 일부가 탄성을 가지며 변형되더라도 변형되지 않도록 형성될 수 있다.

고정부(610)는 개폐부(220)의 외주연을 따라 형성될 수 있다.

격막부(620)의 일단은 고정부(610)와 연결되며, 타단은 중심 덮개부(630)와 연결된다. 격막부(620)는 계단 형상으로 형성된다. 도 3 내지 도 6에서는 격막부(620)가 계단 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 계단 형상으로 제한되는 것은 아니다.

격막부(620)는 밸브 폐쇄시 바디(210)의 상부에 형성된 홀(315) 내부로 하강하며, 밸브 개방시 위로 상승하도록 이동된다..

이러한 격막부(620)는 일정한 단차를 가지는 계단 형상으로 형성될 수 있다. 격막부(620)를 계단 형상으로 형성함에 따라 밸브 폐쇄시 스트로크(stroke)를 크게 할 수 있는 이점이 있다.

격막부(620)의 변형에 의해 개폐부(220)가 신축성을 가지며 확장됨에 따라 중심 덮개부(630)가 하향 이동할 수 있게 된다. 이로 인해, 중심 덮개부(630)가 유로 변경부(325)의 상단에 형성된 홀을 막아 유체 이동을 차단할 수 있게 된다.

격막부(620)는 밸브 폐쇄시 스트로크를 크게 하기 위해 두께가 1mm 이내로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서는 격막부(620)가 계단 형상으로 형성되는 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하나, 반드시 계단 형상으로 제한되는 것은 아니다. 다만, 격막부(620)가 계단 형상으로 형성됨에 따라 스트로크(stroke)를 크게할 수 있는 이점은 있다. 그러나, 격막부(620)는 계단 형상 이외에도 소정의 탄성을 가지며, 수축 및 이완이 가능하도록 형성되는 경우 격막부(620)의 형상이 반드시 계단 형상으로 제한되는 것은 아니다.

이와 같이, 격막부(620)가 탄성을 가지며 상하 이동이 가능하도록 변형됨에 따라, 개폐부(220)는 밸브 폐쇄 이외에도 유체 이송량 조절에도 격막부(620)의 변형을 조정할 수 있다.

중심 덮개부(630)는 격막부(620)의 타단에 연결된다. 중심 덮개부(630)는 단차를 가지지 않는 평평한 면으로 형성될 수 있다.

또한, 중심 덮개부(630)의 크기는 유로 변경부(325)의 상부에 형성된 홀을 막아 유체 이동을 차단할 수 있는 정도이면 충분하다. 이러한 중심 덮개부(630)의 상부면에는 연결부가 결합된다. 연결부는 조작부의 제어에 따라 가해지는 힘을 중심 덮개부(630)로 전달하는 역할을 하며 중심 덮개부(630)로 가해지는 힘에 의해 중심 덮개부(630)가 하강함에 따라 중심 덮개부(630)의 외주연을 따라 연결된 격막부(620)가 탄성을 가지며 변형되게 된다.

개폐부(220)의 구조를 다시 정리하면, 개폐부(220)의 중심부를 기준으로 일정 직경으로 형성되는 중심 덮개부(630), 중심 덮개부(630)의 외주연을 따라 연결되는 격막부(620), 격막부(620)의 외주연을 따라 형성되는 고정부(610)를 포함하게 된다.

밸브 폐쇄시, 개폐부(220)의 고정부(610)와 중심 덮개부(630)는 변형되지 않으며, 중심 덮개부(630)에 연결부를 통해 가해지는 힘에 의해 중심 덮개부(630)가 하강함에 따라 고정부(610)와 중심 덮개부(630) 사이에 형성된 격막부(620)가 탄성을 가지도록 변형될 수 있다. 또한, 조작부를 통해 연결부에 가해지는 힘에 의해 중심 덮개부(630)가 바디(310)의 상부에 형성된 홀을 통해 하강하는 정도가 결정되며, 이로 인해 이동되는 유체의 양을 조절할 수도 있다.

개폐부가 계단 타입으로 형성되지 않고 평면형으로 형성되면, 개폐부의 탄성이 상당히 작기 때문에 밸브 개방시 유로 변경홀(330)과 개폐부 사이의 공간이 작다. 따라서, 유체의 이동량이 작을 수밖에 없다.

반면에, 개폐부(220)가 계단 타입으로 형성되면, 개폐부(220)의 탄성이 높아지기 때문에 밸브 개방시 유로 변경홀(330)과 개폐부(220) 사이의 공간이 커진다. 결과적으로, 많은 양의 유체가 이동할 수 있다. 즉, 동일한 시간에 더 많은 양의 유체가 밸브를 통하여 이동할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

210: 바디 220 : 개폐부
240a, 240b: 좌측 유체 이송공, 우측 유체 이송공
300a: 입력단 300b: 출력단
310a : 상측 내측면 310b : 하측 내측면
325: 유로 변경부

Claims

밸브에 있어서,
내측 공간에 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되는 바디; 및
상기 바디에 형성된 홀을 개폐시키는 개폐부를 포함하되,
상기 개폐부는 계단 형상을 가지고, 상기 밸브 폐쇄시 상기 개폐부의 일부가 상기 홀을 막으며, 상기 밸브 개방시 상기 계단 형상을 가지는 개폐부 부분이 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디 내로 상기 유체가 유입되는 제1 유체 이송공 및 상기 유체가 출력되는 제2 유체 이송공이 형성되며, 상기 유체 이송공들은 상기 바디의 홀을 통해 연결되되,
상기 유체는 상기 제1 유체 이송공, 상기 홀 및 상기 제2 유체 이송공을 통하여 흐르는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디의 내측면 중 상기 홀에 인접한 부분은 와류가 방지되도록 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디의 일단에 제 1 파이프 결합부가 결합되고, 상기 바디의 타단에 제 2 파이프 결합부가 결합되며,
제 1 파이프가 상기 제 1 파이프 결합부의 내측으로 삽입되고, 제 2 파이프가 상기 제 2 파이프 결합부의 내측으로 삽입되되,
상기 제 1 파이프 결합부에 의해 상기 제 1 파이프와 상기 바디가 결합될 때 상기 제 1 파이프의 내경과 상기 바디의 내경이 동일하고, 상기 제 2 파이프 결합부에 의해 상기 제 2 파이프와 상기 바디가 결합될 때 상기 제 2 파이프의 내경과 상기 바디의 내경이 동일한 것을 특징으로 하는 밸브.
제2 항에 있어서,
상기 바디 내부에 형성되며, 유체의 이동 방향을 변경하는 유로 변경부를 더 포함하되,
상기 유로 변경부에 의해 상기 제1 유체 이송공과 상기 제2 유체 이송공이 상기 바디의 홀을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제5 항에 있어서,
상기 유로 변경부는 상기 유체 이동을 차단하는 격벽을 포함하되,
상기 제1 유체 이송공 및 상기 제2 유체 이송공 중 어느 하나의 하측 저면과 연결되는 격벽 부분은 곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 개폐부는, 상기 바디 상부에 고정되는 고정부;
일단이 상기 고정부에 연결되며, 상기 계단 형상으로 형성되어 상기 밸브의 개방 및 폐쇄에 의해 변형되는 격막부; 및
상기 격막부의 타단과 연결되며 상기 유로 변경부의 상부에 형성된 홀과 접촉하는 중심 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제7 항에 있어서,
상기 밸브 폐쇄시 상기 계단 형상의 격막부가 상기 바디의 홀을 통해 하강함에 따라 상기 중심 덮개부가 상기 바디의 홀을 막아 상기 유체 이동을 차단하며, 상기 밸브 개방시 상기 격막부가 상기 바디의 홀을 통해 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 격막부는,
플로테트라플로오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
플라스틱 밸브의 바디 위에 형성되는 개폐부에 있어서,
계단 형상을 가지고, 상기 밸브 폐쇄시 상기 개폐부의 일부가 상기 홀을 막으며, 상기 밸브 개방시 상기 계단 형상을 가지는 개폐부 일부분이 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 개폐부.
제10 항에 있어서,
상기 개폐부는,
상기 바디의 상부 일부에 고정되는 고정부;
일단이 상기 고정부에 연결되며, 계단 형상을 가지며 상기 밸브의 개방 및 폐쇄시 변형되는 격막부; 및
상기 격막부의 타단과 연결되며, 상기 밸브 패쇄시 상기 격막부의 변형에 의해 상기 바디의 홀을 막아 상기 유체가 상기 바디의 출력단으로 이송되는 것을 차단하며, 상기 밸브 개방시 위로 상승 이동하는 중심 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐부.