KR20200130075A

KR20200130075A - 게이트 밸브

Info

Publication number: KR20200130075A
Application number: KR1020197035713A
Authority: KR
Inventors: 마나부 야베; 신야 야마구치; 유스케 스가
Original assignee: 이리에 고켕 가부시키가이샤
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2020-11-18
Also published as: CN112119247A; US11118693B2; WO2020225844A1; US20200355275A1; JP6607428B1; TW202041800A; JPWO2020225844A1; CN112119247B; TWI732460B

Abstract

[과제] 양면 시일식의 게이트 밸브에 있어서, 동작시의 진동을 저감하여, 밸브판에 의한 밸브 폐쇄시의 안정된 시일성을 실현한다.
[해결수단] 본 발명에 관한 게이트 밸브(1)는, 밸브 박스(2)의 양 측면에 설치된 개구부(7, 8)를, 밸브 박스(2) 내에 배치된 밸브판(3)으로 개폐하는 게이트 밸브로서, 밸브 박스(2) 내에서 승강 및 경도 가능하게 지지된 밸브 로드(4)와, 밸브 로드(4)를 소정 스트로크 승강 및 경도시키는 구동 기구(5)와, 구동 기구(5)의 스트로크 도중에 설치된 스프링 리턴식의 스토퍼 핀(30)으로 이루어지고, 압축 공기의 공급 또는 정지에 의해 진퇴하여 밸브 로드(4)의 상승을 규제 또는 해제하는 스토퍼 기구(6)와, 구동 기구(5)에 의한 밸브 로드(4)의 동작시에 발생하는 진동을 저감하는 진동 저감 수단을 구비하고, 진동 저감 수단으로서, 스토퍼 핀(30)의 핀 로드(36)에 하중 받침 롤러(29)와의 충돌시의 충격을 완화하는 슬릿(40)이 설치되어 있다.

Description

게이트 밸브

본 발명은, 2개의 챔버 사이에 설치되는 양면 시일식의 게이트 밸브에 관한 것이다.

종래, 이러한 밸브로서, 하기 특허문헌 1에 기재된 게이트 밸브가 알려져 있다. 이 게이트 밸브는, 밸브 데스크, 밸브 로드, 제1 이동 장치, 및 연결 장치로 이루어지고, 연결 장치의 스트로크 엔드를 지점으로 하여 밸브 로드가 경사 동작하여, 밸브 데스크가 밸브 시트에 압압되는 밸브이다. 연결 장치의 스트로크 도중에는, 연결 장치의 스트로크 동작을 멈추는 스토퍼와, 스토퍼를 이동시켜 스트로크 동작 멈춤을 행하게 하는 제2 이동 장치가 설치되어 있다. 또한, 스토퍼는, 밸브 데스크가 밸브 시트에 대향하지 않는 스트로크 위치로 이동하였을 때에 제2 이동 장치에 의해 이동되어 연결 장치의 스트로크 동작을 멈추고, 이 상태하에서, 제1 이동 장치가 밸브 데스크를 경사 동작시켜, 밸브 데스크가 밸브 시트과 동일 방향으로 압압되도록 구성되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2002-303372호 공보

특허문헌 1에 기재된 종래의 게이트 밸브에 의하면, 제2 이동 장치인 피스톤 실린더 장치에 의해 스토퍼를 돌출 이동시켜, 연결 장치의 스트로크 동작을 멈추도록 되어 있다. 이 때, 스토퍼가 피봇축(지지점)에 충돌하여 연결 장치의 움직임을 멈추기 때문에, 충돌시의 충격에 의해 진동이 발생한다는 문제가 있다. 그런데, 종래의 게이트 밸브에 있어서, 이 진동에 대한 대책은 전혀 강구되지 않았다.

그래서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 양면 시일식의 게이트 밸브에 있어서, 동작시에 발생하는 진동을 저감하여, 밸브판에 의한 밸브 폐쇄시의 안정된 시일성을 실현하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 밸브 박스의 양 측면에 설치된 개구부를, 상기 밸브 박스 내에 배치된 밸브판으로 개폐하는 게이트 밸브로서, 상기 밸브판에 결합되고, 상기 밸브 박스 내에서 승강 및 경도(傾倒) 가능하게 지지된 밸브 로드와, 상기 밸브 박스 밖에 설치되고, 상기 밸브 로드를 소정 스트로크 승강 및 경도시키는 구동 기구와, 상기 구동 기구의 스트로크 도중에 설치된 스프링 리턴식의 스토퍼 핀으로 이루어지고, 압축 공기의 공급에 의해 상기 스토퍼 핀의 핀 로드가 스프링의 스프링력에 저항하여 상기 밸브 로드의 스트로크 방향과 직교하는 수평 방향으로 전진하여, 상기 밸브 로드에 결합된 캠 플레이트 혹은 캠 플레이트에 장착된 하중 받침 롤러가 상기 핀 로드에 충돌하여 상기 밸브 로드의 상승을 규제하는 한편, 압축 공기의 공급 정지에 의해 상기 핀 로드가 상기 스프링의 반력으로 상기 수평 방향으로 후퇴하여, 상기 캠 플레이트 혹은 상기 하중 받침 롤러가 상기 핀 로드에 충돌하지 않고 상기 밸브 로드의 상승 규제를 해제하는 스토퍼 기구와, 상기 구동 기구에 의한 상기 밸브 로드의 동작시에 발생하는 진동을 저감하는 진동 저감 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 진동 저감 수단으로서, 상기 스토퍼 핀의 핀 로드에 상기 캠 플레이트 혹은 상기 하중 받침 롤러와의 충돌시의 충격을 완화하는 슬릿 가공 또는 자리파기 구멍 가공이 실시되어 있어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 진동 저감 수단으로서, 밸브 개방시에 상기 밸브판이 상기 밸브 박스의 밸브 시트면으로부터 떨어지기 시작하는 속도를 저속으로 설정한 지연 회로가 설치되어 있어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 밸브판에 고정된 O링이 밸브 시트에 평행하게 눌러 대어지도록 상기 밸브판의 밸브판면이 경사져 있으면 좋다.

본 발명에 관한 게이트 밸브에 의하면, 압축 공기의 공급 또는 정지에 의해 진퇴하여 밸브 로드의 상승을 규제 또는 해제하는 스토퍼 기구를 채용함으로써, 밸브 로드의 소정 위치에서의 정지를 압력 조정에 의해 제어할 필요가 없고, 게다가 밸브 로드의 동작시에 발생하는 진동을 저감하는 진동 저감 수단을 구비함으로써, 동작시의 진동을 억제하여 밸브판에 의한 밸브 폐쇄시의 시일성을 안정시켜 발진(發塵)을 억제할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 전체도로서, (A)는 정면도, (B)는 주요부의 좌측면도, (C)는 우측면의 부분 단면도, (D)는 저면도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 완전개방시 「OPEN」의 상태를 나타내는 도면으로, (A)는 정면의 단면도, (B)는 우측면의 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 제1 밸브판이 제1 개구부를 닫았을 때 「CLOSE1」의 상태를 나타내는 도면으로, (A)는 정면의 단면도, (B)는 우측면의 단면도, (C)는 스토퍼 핀 부분의 확대 단면도, (D)는 화살표(D) 방향에서 본 핀 로드를 슬릿 가공한 단면도, (E)는 핀 로드를 자리파기 구멍 가공한 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 「OPEN」으로부터 「CLOSE1」까지의 동작 설명도로서, (A)는 「OPEN」시, (B)는 동작 개시시, (C)는 「CLOSE1」 정지시의 상태를 나타낸다.
도 5는, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 제2 밸브판이 제2 개구부를 닫았을 때 「CLOSE2」의 상태를 나타내는 도면으로, (A)는 정면의 단면도, (B)는 우측면의 단면도, (C)는 스토퍼 핀 부분의 확대 단면도이다.
도 6은, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 「OPEN」으로부터 「CLOSE2」까지의 동작 설명도로서, (A)는 「OPEN」시, (B)는 동작 개시시, (C)는 「CLOSE1」 위치 통과시, (D)는 「CLOSE2」 정지시의 상태를 나타낸다.
도 7은, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 우측면의 주요부 단면도, 정면의 주요부 단면도, 우측면의 주요부 평면도로서, (A)는 시일 동작 전, (B)는 시일 동작시, (C)는 유지보수 동작시의 상태를 나타낸다.
도 8은, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 지연 회로에 의한 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9는, 본 발명에 관한 게이트 밸브의 지연 회로와 통상 회로의 동작 진동을 비교한 그래프이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 게이트 밸브(1)는, 플랫 패널 디스플레이나 반도체 기판을 제조하는 장치에 있어서, 진공과 진공, 혹은 진공과 대기를 격리하기 위한 것으로, 디스플레이나 기판을 제조함에 있어서 각종 공정을 격리하는 용도로 사용된다. 이 게이트 밸브(1)는, 이른바 밸브 박스 타입의 양면 시일식 게이트 밸브로서, 편평 각형의 밸브 박스(2)와, 밸브 박스(2)의 내부에 수용된 밸브판(3)과, 밸브판(3)에 결합된 밸브 로드(4)와, 밸브 로드(4)를 소정 스트로크 승강 및 경도 동작시키는 구동 기구(5)와, 밸브 로드(4)의 상승을 규제 또는 해제하는 스토퍼 기구(6)와, 구동 기구(5)에 의한 밸브 로드(4)의 동작시에 발생하는 진동을 저감하는 진동 저감 수단을 구비하여 구성되어 있다.

밸브 박스(2)의 좌우 양측의 벽면에는, 기판을 통과시키기 위해 좁고 긴(細長) 형상의 개구부(제1 개구부(7)와 제2 개구부(8))가 설치되어 있다. 제1 개구부(7)의 외벽면에는 프로세스 챔버(도시생략)가 접속되고, 제2 개구부(8)의 외벽면에는 트랜스퍼 챔버(도시생략)가 접속된다. 그리고, 트랜스퍼 챔버로부터 밸브 박스(2)를 통과하여 프로세스 챔버로 반송된 기판은, 게이트 밸브(1)를 폐쇄함으로써 밀폐된 환경으로 유지되고, 프로세스 챔버의 실내에서 각종 제막을 위한 열, 가스, 플라즈마 등의 처리가 행해진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 박스(2)의 실내 공간(9)에는, 개구부(7, 8)를 선택적으로 개폐하기 위해 한 쌍의 밸브판(3)(제1 밸브판(10)과 제2 밸브판(11))이 대향하여 배치되어 있다. 제1 밸브판(10)과 제2 밸브판(11)은, 그 외측면에 각각 제1 개구부(7)와 제2 개구부(8)보다 한 바퀴 큰 크기의 탄성 시일재로서, O링(12, 13)이 끼워넣어 고정되어 있다.

제1 밸브판(10)과 제2 밸브판(11)은, 도 1의 (C)와 같이 볼트(14)로 고정함으로써 분할 가능하게 결합 일체화되어 있고, 전체적으로, 밸브판면 하부로부터 밸브판면 상부로 향하여 완만하게 끝이 좁아지는 테이퍼 형상으로 성형되어 있다. 이와 같이 밸브판(11)의 밸브판면이 경사져 있음으로써, 밸브 폐쇄시에 O링(12, 13)이 밸브 시트에 평행하게(균등한 힘으로) 눌러 대어지도록 되어 있다. 또한, 제2 밸브판(11)의 중앙에는, 볼트(14)에 의해 밸브 로드(4)가 착탈 가능하게 장착되어 있고, 밸브 로드(4)로부터 밸브판(3)을 일식(一式) 분리하거나, 밸브판(3)의 한쪽(예를 들어 제1 밸브판(10))만을 분리하는 것이 가능하다. 분리한 밸브판(3(10, 11))은, 밸브 박스(2)의 상면을 막고 있는 유지보수 플랜지(15)를 분리하여 덮개를 개방함으로써, 외부로 취출하여, 표면의 클리닝이나 O링(12, 13)의 교환 등의 유지보수 작업을 행할 수 있다.

밸브 로드(4)는, 밸브 박스(2)의 바닥면을 막고 있는 보닛 플랜지(16)의 중앙을 관통하여, 밸브 박스(2)의 외부로 연장 설치되어 있다. 밸브 로드(4)의 중간 위치에는, 밸브 로드(4)를 지지하고, 그 움직임을 안내하는 로드 가이드(17)가 설치되어 있다. 또한, 로드 가이드(17)와 보닛 플랜지(16)의 사이에는, 밸브 로드(4)의 주위를 덮도록 용접 벨로우즈나 성형 벨로우즈 등의 신축이 자유로운 금속제의 벨로우즈(18)가 장착되어 있어, 밸브 로드(4)가 외부로부터 완전히 차단되어 있다.

로드 가이드(17)의 상방에는 지지점 롤러(19)가 설치되어 있고, 밸브 박스(2)를 지지하는 롤러 가이드(20)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 밸브 로드(4)의 하단부에는 방향 전환 롤러(21)가 설치되어 있다. 방향 전환 롤러(21)는, 도 2의 (B)와 같이 캠(22)에 설치된 단면 「<」형상으로 굽어진 캠 홈(23)에 걸어맞춤하여 슬라이드 가능하게 지지되어 있고, 캠(22)의 하단부에는 캠(22)을 지지하는 캠 플레이트(24)가 일체로 결합되어 있다. 또한, 캠 플레이트(24)와 로드 가이드(17)의 사이에는 코일 스프링(26)이 장착되어 있고, 캠 플레이트(24)의 하단 중앙부에는 구동 기구(5)로서, 승강용의 에어 실린더(27)의 피스톤 로드(28)가 연결되어 있다. 또, 캠 플레이트(24)의 좌우 양단부 상에 역점(力點)이 되는 하중 받침 롤러(29)가 장착되고, 롤러 가이드(20)를 따라 승강 가능하게 지지되어 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 구동 기구(5)에 의해, 에어 실린더(27)를 구동하면, 캠 플레이트(24)에 결합된 캠(22)을 개재하여 밸브 로드(4)가 소정 스트로크 승강 동작함으로써, 밸브 로드(4)에 장착된 밸브판(3)이 밸브 박스(2) 내의 소정 높이로 이동하여 정지하도록 구성되어 있다. 또한, 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)의 상단 위치(중심)에 있을 때에는 밸브 로드(4)가 밸브 박스(2)의 중심에 기립하고, 캠 홈(23)의 중간 위치(좌측)에 있을 때에는 밸브 로드(4)가 지지점 롤러(19)를 축으로 회전하여 우측으로 경도 동작하며, 캠 홈(23)의 하단 위치(우측)에 있을 때에는 밸브 로드(4)가 지지점 롤러(19)를 축으로 회전하여 좌측으로 경도 동작한다. 이에 의해, 캠 홈(23)의 상단 위치에서는 도 2와 같이 밸브 로드(4)에 장착된 밸브판(3(10, 11))이 개구부(7, 8)를 둘 다 열고, 캠 홈(23)의 중간 위치에서는 도 3과 같이 제1 밸브판(10)이 제1 개구부(7)를 닫고, 캠 홈(23)의 하단 위치에서는 도 5와 같이 제2 밸브판(11)이 제2 개구부(8)를 닫도록 구성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼 기구(6)는, 에어 실린더(27)의 스트로크 도중에 설치되고, 압축 공기의 공급 또는 정지에 의해 진퇴하여 밸브 로드(4)의 상승을 규제 또는 해제하는 기능을 가진다. 이 스토퍼 기구(6)로서, 본 실시형태에서는, 구동 기구(5)의 좌우 양측에 스프링 리턴식의 스토퍼 핀(30)이 설치되어 있다. 스토퍼 핀(30)은, 도 3의 (C)에 확대하여 도시된 바와 같이, 보디(31)에 로드 커버(32)를 장착한 밀폐 공간(33)의 내부에, 패킹(34)으로 시일되고, 또한 스프링(35)으로 바이어스된 핀 로드(36)를 수용한 구조로 되어 있다. 스토퍼 핀(30)의 보디(31)는, 에어 배관(37)(도 1 참조)을 개재하여 솔레노이드밸브(38)에 접속되어 있다.

스토퍼 핀(30)에 대향하는 캠 플레이트(24)의 단면에는, 핀 로드(36)의 위치에 대응시켜 하중 받침 롤러(29)가 설치되어 있다. 또한, 핀 로드(36)의 선단부에는, 진동 저감 수단으로서 하중 받침 롤러(29)와의 충돌시의 충격을 완화하는 슬릿 가공이 실시되어 있고, 도 3의 (D)와 같은 수평 방향으로 패인 슬릿(40)이 설치되어 있다. 슬릿(40)의 깊이는, 적어도 하중 받침 롤러(29)와 핀 로드(36)의 충돌폭 이상이면 된다. 또, 진동 저감 수단의 예로서, 슬릿 가공 대신에 자리파기 구멍 가공을 실시해도 되고, 도 3의 (E)와 같은 핀 로드(36)의 중심에 원형의 자리파기 구멍(41)을 마련할 수도 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 스토퍼 기구(6)에 의해, 솔레노이드밸브(38)로부터 에어 배관(37)을 경유하여 압축 공기 공급구(39)로부터 보디(31) 내에 압축 공기를 공급하면, 도 3의 (C)와 같이 핀 로드(36)가 스프링(35)의 스프링력에 저항하여 밀려나와 전진하여, 핀 로드(36)의 선단부가 로드 커버(32)의 단면으로부터 돌출된 상태가 된다. 이 때문에, 캠 플레이트(24)의 하중 받침 롤러(29)가 핀 로드(36)의 선단부에 충돌하여 걸려, 캠 플레이트(24)에 결합된 밸브 로드(4)의 상승이 규제된다. 이 때, 핀 로드(36)의 슬릿(40)에 의해 충돌시의 충격이 흡수되기 때문에, 진동을 저감할 수 있다.

이에 반해, 솔레노이드밸브(38)로부터의 압축 공기의 공급을 정지하면, 도 5의 (C)와 같이 핀 로드(36)가 스프링(35)의 반력으로 되밀려 후퇴하여, 핀 로드(36)의 선단부가 로드 커버(32)의 단면까지 들어간 상태가 된다. 이 때문에, 캠 플레이트(24)의 하중 받침 롤러(29)가 핀 로드(36)의 선단부에 충돌하지 않고, 규제가 해제되어, 캠 플레이트(24)에 결합된 밸브 로드(4)는 에어 실린더(27)의 스트로크단까지 상승한다.

이상이 본 실시형태의 게이트 밸브(1)의 구조인데, 다음에 그 동작을 설명한다.

도 2는 게이트 밸브(1)의 완전개방시 「OPEN」의 상태, 도 3은 게이트 밸브(1)의 제1 밸브판(10)이 제1 개구부(7)를 닫았을 때 「CLOSE1」의 상태, 도 4는 「OPEN」으로부터 「CLOSE1」까지의 동작을 나타낸 것이다.

게이트 밸브(1)에 있어서, 도 4의 (A)와 같이 밸브 로드(4)가 하강하여, 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)의 상단 위치(중심)에 있을 때에는 밸브 로드(4)가 밸브 박스(2)의 중심에 기립하고, 제1 밸브판(10)과 제2 밸브판(11)이 각각 제1 개구부(7)와 제2 개구부(8)로부터 벗어난 밸브 개방 상태이다. 이 상태에서, 제2 개구부(8)(트랜스퍼 챔버측)로부터 제1 개구부(7)(프로세스 챔버측)로 기판을 통과시킬 수 있다.

여기서, 프로세스 챔버측을 닫는 「CLOSE1」의 상태로 하려면, 솔레노이드밸브(38)로부터 압축 공기를 공급한다. 이에 의해, 스토퍼 핀(30)의 핀 로드(36)가 수평 방향으로 전진하여, 핀 로드(36)의 선단부가 로드 커버(32)의 단면으로부터 돌출된 상태가 된다. 또한, 도 7의 (A)에서, 에어 실린더(27)를 구동함으로써, 압축 공기의 힘으로 캠 플레이트(24) 전체가 아래로부터 밀어올려져, 코일 스프링(26)을 압축하면서, 밸브 로드(4)는 캠 플레이트(24)에 결합된 캠(22)을 개재하여 소정 스트로크 상승한다.

그리고, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 로드 가이드(17)의 지지점 롤러(19)가 롤러 가이드(20)의 홈 상단에 부딪치면, 도 4의 (B)와 같이 밸브판(3(10, 11))이 개구부(7, 8)에 대응하는 높이 위치까지 이동한다. 이 때, 에어 실린더(27)는 스트로크를 남기고 있다.

이번에는 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)을 따라 움직이기 시작하여 시일 동작을 개시한다. 이 때, 하중 받침 롤러(29)가 핀 로드(36)에 충돌하여, 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)의 중간 위치(좌측)로 이동하고, 밸브 로드(4)를 우측으로 경도 동작시킨다. 이에 의해, 도 4의 (C)와 같이, 제1 밸브판(10)이 제1 개구부(7)에 접합하여, 제1 개구부(7)를 시일한 「CLOSE1」의 상태가 되고, 시일 동작이 완료된다.

다시 밸브를 개방하는 경우에는, 밸브 로드(4)가 도 4의 (C)→도 4의 (B)→도 4의 (A)의 순으로 상태 변화한다. 즉, 통상적인 밸브 개폐 동작은, 이 도 4의 (A)부터 (C)까지의 왕복 동작이다.

도 5는 게이트 밸브(1)의 제2 밸브판(11)이 제2 개구부(8)를 닫았을 때 「CLOSE2」의 상태, 도 6은 「OPEN」으로부터 「CLOSE2」까지의 동작을 나타낸 것이다.

게이트 밸브(1)에 있어서, 도 6의 (A)와 같이 밸브 로드(4)가 하강하여, 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)의 상단 위치(중심)에 있을 때에는 밸브 로드(4)가 밸브 박스(2)의 중심에 기립하고, 제1 밸브판(10)과 제2 밸브판(11)이 각각 제1 개구부(7)와 제2 개구부(8)로부터 벗어난 밸브 개방 상태이다.

여기서, 트랜스퍼 챔버측을 닫는 「CLOSE2」의 상태로 하려면, 솔레노이드밸브(38)로부터의 압축 공기의 공급을 정지한다. 이에 의해, 스토퍼 핀(30)의 핀 로드(36)가 수평 방향으로 후퇴하여, 핀 로드(36)의 선단부가 로드 커버(32)의 단면까지 들어간 상태가 된다. 또한, 에어 실린더(27)의 구동에 의해, 압축 공기의 힘으로 캠 플레이트(24) 전체가 아래로부터 밀어올려져, 코일 스프링(26)을 압축하면서, 밸브 로드(4)는 캠 플레이트(24)에 결합된 캠(22)을 개재하여 소정 스트로크 상승하고, 도 6의 (B)와 같이 밸브판(3(10, 11))이 개구부(7, 8)에 대응하는 높이 위치까지 이동한다.

또한, 캠 플레이트(24)의 하중 받침 롤러(29)가 핀 로드(36)의 선단부에 충돌하지 않고, 밸브 로드(4)의 규제가 해제되어 있기 때문에, 밸브 로드(4)는 에어 실린더(27)의 스트로크단까지 상승 동작한다. 그때에, 방향 전환 롤러(21)는 캠 홈(23)을 따라 움직이기 시작하여, 유지보수 동작을 개시한다. 이 때, 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 방향 전환 롤러(21)가 캠 홈(23)의 하단 위치(우측)로 이동하고, 밸브 로드(4)를 좌측으로 경도 동작시킨다. 이에 의해, 도 6의 (D)와 같이, 제2 밸브판(11)이 제2 개구부(8)에 접합하여, 제2 개구부(8)를 시일한 「CLOSE2」의 상태가 되고, 유지보수 동작이 완료된다.

이 「CLOSE2」의 상태에서, 밸브 박스(2)의 유지보수 플랜지(15)를 분리하여 덮개를 열고, 도 1의 (C)에 도시된 볼트(14)를 느슨하게 하여 제1 밸브판(10)을 밸브 로드(4)로부터 분리하면, 제1 밸브판(10)을 밸브 박스(2)의 외부로 취출할 수 있다. 따라서, O링(12, 13)에 내성을 요구하는 측을 「CLOSE1」측으로 함으로써, 「CLOSE2」의 상태로 챔버의 기밀성을 유지하면서, 제1 밸브판(10)의 클리닝이나 O링(11)의 교환 등의 유지보수 작업을 행할 수 있다.

다시 밸브를 개방하는 경우에는, 밸브 로드(4)가 도 6의 (D)→도 6의 (C)→도 6의 (B)→도 6의 (A)의 순으로 상태 변화한다. 즉, 유지보수시의 밸브 개폐 동작은, 이 도 6의 (A)부터 (D)까지의 왕복 동작이다.

또한, 본 실시형태의 게이트 밸브(1)는, 진동 저감 수단으로서, 밸브 개방시에 밸브판(3)이 밸브 박스(2)의 밸브 시트면으로부터 떨어지기 시작하는 속도를 저속으로 설정한 지연 회로가 설치되어 있다. 도 8은, 이 지연 회로에 의한 밸브 로드(4)의 동작 속도를 나타낸 것이다. 완전폐쇄 상태로부터 밸브 개방시에서는, 밸브 시트면에 첩부한 밸브판(3)을 박리할 때에 진동이나 소음이 발생한다. 그래서, 이 첩부의 영향을 고려하여, 노즐의 개방도를 조정함으로써, 도 8과 같이 개방 동작시에 밸브판(3)이 움직임 시작 속도를 저속으로 하고, 도중에서 서서히 고속으로 전환되도록 동작 속도가 설정되어 있다.

도 9는, 통상 회로와 지연 회로에 대해, 동작시간과 진폭량의 관계(동작 진동)를 비교하여 나타낸 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 개방시에 있어서, 통상 회로에서는 점착의 영향으로 급격하게 움직이기 때문에, 개방 동작 중에 진폭량이 커지고, 진동을 수반하여 발진이 발생하는 원인이 된다. 이에 반해, 지연 회로에서는 움직임 시작이 느리고 완만하게 움직이기 때문에, 개방 동작 중의 진폭량이 작고, 흔들림이 대폭으로 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 게이트 밸브(1)에 의하면, 지연 회로에 의해 밸브 로드(4)의 진동을 저감하고, 진동에 따른 발진의 발생을 억제할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는 밸브 로드(4)를 소정 위치에서 정지하는 수단으로서 3위치 정지 에어 실린더를 사용하지 않고, 스토퍼 기구(6)를 마련하여, 솔레노이드밸브(38)로부터의 압축 공기의 공급 또는 정지에 의해, 스토퍼 핀(30)의 핀 로드(36)가 전진 또는 후퇴하여 밸브 로드(4)의 상승을 규제 또는 해제하도록 구성되어 있다. 스토퍼 핀(30)은, 통상시에는 튀어나와 있고, 유지보수시에 들어가도록 설정되어 있어, 핀 로드(36)에 의해 역점인 하중 받침 롤러(29)를 멈추고 작용점인 밸브판(3)의 힘의 방향을 바꿈으로써, 핀 로드(36)로 멈추는 위치에 따라 전후 양면에 있는 개구부(7, 8)의 시일 방향을 전환할 수 있다. 따라서, 밸브 로드(4)를 중간의 시일 위치에서 정지시킬 때에 압력 조정에 의해 제어할 필요가 없기 때문에, 밸브판(3(10, 11))에 의한 밸브 폐쇄시의 시일성을 안정시킬 수 있다.

1 게이트 밸브
2 밸브 박스
3 밸브판
4 밸브 로드
5 구동 기구
6 스토퍼 기구
7 개구부(제1 개구부)
8 개구부(제2 개구부)
9 실내 공간
10 제1 밸브판
11 제2 밸브판
12 O링
13 O링
14 볼트
15 유지보수 플랜지
16 보닛 플랜지
17 로드 가이드
18 벨로우즈
19 지지점 롤러
20 롤러 가이드
21 방향 전환 롤러
22 캠
23 캠 홈
24 캠 플레이트
26 코일 스프링
27 에어 실린더
28 피스톤 로드
29 하중 받침 롤러
30 스토퍼 핀
31 보디
32 로드 커버
33 밀폐 공간
34 패킹
35 스프링
36 핀 로드
37 에어 배관
38 솔레노이드밸브
39 압축 공기 공급구
40 슬릿
41 자리파기 구멍

Claims

밸브 박스의 양 측면에 설치된 개구부를, 상기 밸브 박스 내에 배치된 밸브판으로 개폐하는 게이트 밸브로서,
상기 밸브판에 결합되고, 상기 밸브 박스 내에서 승강 및 경도(傾倒) 가능하게 지지된 밸브 로드와,
상기 밸브 박스 밖에 설치되고, 상기 밸브 로드를 소정 스트로크 승강 및 경도시키는 구동 기구와,
상기 구동 기구의 스트로크 도중에 설치된 스프링 리턴식의 스토퍼 핀으로 이루어지고, 압축 공기의 공급에 의해 상기 스토퍼 핀의 핀 로드가 스프링의 스프링력에 저항하여 상기 밸브 로드의 스트로크 방향과 직교하는 수평 방향으로 전진하여, 상기 밸브 로드에 결합된 캠 플레이트 혹은 캠 플레이트에 장착된 하중 받침 롤러가 상기 핀 로드에 충돌하여 상기 밸브 로드의 상승을 규제하는 한편, 압축 공기의 공급 정지에 의해 상기 핀 로드가 상기 스프링의 반력으로 상기 수평 방향으로 후퇴하여, 상기 캠 플레이트 혹은 상기 하중 받침 롤러가 상기 핀 로드에 충돌하지 않고 상기 밸브 로드의 상승 규제를 해제하는 스토퍼 기구와,
상기 구동 기구에 의한 상기 밸브 로드의 동작시에 발생하는 진동을 저감하는 진동 저감 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 진동 저감 수단으로서, 상기 스토퍼 핀의 핀 로드에 상기 캠 플레이트 혹은 상기 하중 받침 롤러와의 충돌시의 충격을 완화하는 슬릿 가공 또는 자리파기 구멍 가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 진동 저감 수단으로서, 밸브 개방시에 상기 밸브판이 상기 밸브 박스의 밸브 시트면으로부터 떨어지기 시작하는 속도를 저속으로 설정한 지연 회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브판에 고정된 O링이 밸브 시트에 평행하게 눌러 대어지도록 상기 밸브판의 밸브판면이 경사져 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.