KR20220087563A - 포핏, 조립체 및 그 조립 및 사용 방법 - Google Patents

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KR20220087563A
KR20220087563A KR1020227018540A KR20227018540A KR20220087563A KR 20220087563 A KR20220087563 A KR 20220087563A KR 1020227018540 A KR1020227018540 A KR 1020227018540A KR 20227018540 A KR20227018540 A KR 20227018540A KR 20220087563 A KR20220087563 A KR 20220087563A
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KR
South Korea
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poppet
valve
valve assembly
piston
sealing surfaces
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KR1020227018540A
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Inventor
히 비. 응우옌
케빈 나카소네
Original Assignee
생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

복수의 개별 밀봉 표면을 정의하는 단일 부품 일체형 본체 및 밸브 조립체의 피스톤과 본체를 맞물리도록 구성된 기계적 부착물을 포함하는 포핏.

Description

포핏, 조립체 및 그 조립 및 사용 방법
본 발명은 일반적으로 밸브를 포함하는 다수의 조립체에 사용되는 포핏, 및 그의 사용 및 조립체 방법에 관한 것이다.
다양한 산업 분야에서는 유체 이동에 대한 장벽을 제공하기 위해 조립체의 다른 구성 요소와 접촉하기 위해 밸브 및 기타 유사한 조립체 내의 포핏에 의존하다. 예를 들어, 포핏은 3방향 포핏 스타일 밸브 조립 설계와 같이 입구 포트와 적어도 하나의 출구 통로 사이에서 반도체 산업에서 분배되는 부식성 성분 유체와 같은 유체의 흐름을 제어하기 위해 밸브에 배치될 수 있다. 전통적으로 이러한 밸브 및 기타 유사한 조립체를 조립하기 위해 밸브 또는 기타 조립체의 포핏과 시트가 가열되고 플라스틱 포핏은 밸브 조립체의 나머지 부분 또는 기타 유사한 조립체에설치되기 전에 시트를 통해 밸브 조립체에 기계적으로 눌러진다("press-fit, 압입").
이는 다른 열적 특성과 가열 환경으로 인해 시트 또는 포핏의 일관성 없는 변형을 제공할 수 있으며, 이는 포핏과 조립체의 다른 구성요소 사이의 정렬 불량 및 불완전한 밀봉으로 이어질 수 있다.
따라서 밸브 및 기타 유사한 조립체 내에서 향상된 밀봉 성능을 제공하는 포핏 설계가 필요하다.
본 개시는 첨부된 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있고, 그 수많은 특징 및 이점이 명백해질 수 있다.
도 1A는 다수의 실시예에 따른 포핏을 포함하는 예시적인 3방향 밸브의 단면도의 예시;
도 1B는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 모듈식 시트의 단면도;
도 1C는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용된 포핏의 단면도;
도 1D는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에서 포핏과 다이어프램의 단면도의 예시;
도 2A는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 밸브 본체의 평면도의 예시;
도 2B는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 밸브 본체의 절단 측면 평면도의 예시;
도 2C는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 포핏, 모듈식 시트, 및 밸브 본체의 측면 평면도의 예시;
도 3은 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 활성화된 상태의 단면도의 예시;
도 4는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 비활성화 상태의 단면도;
도 5는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 제 2 밸브 시트의 평면 사시도; 및
도 6은 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 제 2 밸브 시트의 저면 사시도.
당업자는 도면의 요소가 단순성과 명료성을 위해 예시되었으며 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면의 일부 요소의 치수는 본 발명의 실시예에 대한 이해를 향상시키는 데 도움이 되도록 다른 요소에 비해 과장될 수 있다. 다른 도면에서 동일한 참조 기호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
도면과 함께 다음 설명은 여기에 개시된 교시를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 교시의 특정 구현 및 실시예에 초점을 맞출 것이다. 이 초점은 발명을 설명하는 것을 돕기 위해 제공되며 발명의 범위나 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 본 출원에 개시된 바와 같은 발명에 기초하여 다른 실시예가 사용될 수 있다.
"구성하다", "구성하는", "포함하는", "포함하는", "가지다", "가지는" 또는 이들의 다른 변형이라는 용어는 비 배타적인 포함을 커버하도록 의도되었다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 방법, 물품 또는 장치는 반드시 그러한 특징에만 제한되지 않고, 명시적으로 나열되지 않거나 그러한 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 "또는" 은 포함 또는 배타적이 아닌 것을 나타낸다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 하나에 의해 충족된다. A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음), B는 참(또는 존재), 그리고 A와 B는 모두 참(또는 존재)이다.
또한, "a" 또는 "an"의 사용은 여기에 설명된 요소 및 구성요소를 설명하는 데 사용된다. 이것은 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 달리 의미하는 것이 분명하지 않는 한, 하나, 적어도 하나, 또는 단수를 복수도 포함하는 것으로 읽거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 단일 실시예가 여기에서 설명될 때, 하나 이상의 실시예가 단일 실시예 대신에 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 실시예가 본 명세서에 기술된 경우, 단일 실시예가 하나 이상의 실시예를 대신할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법 및 예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아니다. 여기에 설명되지 않은 범위 내에서 특정 재료 및 처리 작업에 관한 많은 세부 사항은 관습적이며 포핏 및 밸브 또는 유사한 조립 기술 내의 교과서 및 기타 출처에서 찾을 수 있다.
예시를 위해, 도 1A는 다수의 실시예에 따른 포핏을 포함하는 예시적인 3방향 밸브 조립체(일반적으로 100으로 지정됨)의 단면도를 포함한다. 밸브 조립체(100)는 예시적이며 포핏이 사용될 수 있는 잠재적인 조립체를 제한하려는 것은 아니다. 밸브 조립체(100)는 중심 축(3000)에 대해 축 방향으로 연장될 수 있다. 중심 축(3000)은 종방향으로 연장되도록 배향된다. 다수의 실시예에서, 밸브 조립체(100)는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 작동기 조립체(128)를 포함할 수 있다. 하우징(110)은 밸브 본체(112)를 더 포함할 수 있다. 밸브 본체(112)는 수평 단면에서 볼 때 원통형, 정사각형, 육각형, 팔각형 등과 같은 다수의 상이한 형상으로 구성된 외벽 표면(113). 밸브 몸체(112)는 밸브 몸체(112)의 상단 부근에 개방된 상단부(114) 및 밸브 몸체(112)의 하단 부근에서 폐쇄된 하단부(116)를 가질 수 있다. 밸브 몸체(112)는 상단부(112A) 및 하단부(112B)를 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 밸브 본체(112)의 상부 부분(112A) 및 하부 부분(112B)은 기계적 인터페이스를 형성할 수 있다. 기계적 인터페이스는 상부를 연결하고 하부는 텅 및 그루브 배열을 통해 기계적 인터페이스를 형성할 수 있다. 다수의 실시예에서, 기계적 인터페이스는 도 1A에 도시된 바와 같이 텅 및 그루브 배열을 통해 달성될 수 있다. 기계적 인터페이스는 볼트, 배튼, 버클, 클램프, 클립, 플랜지, 개구리, 그로밋, 후크 앤 아이, 래치, 못, 못, 리벳, 나사 중 적어도 하나를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다른 방법으로 수행될 수 있다. 앵커, 스냅 패스너, 스티치, 스레드 패스너, 타이, 토글 볼트, 웨지 앵커 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다.
밸브 본체(112)는 입구 통로(119)를 갖는 입구 포트(118) 및 적어도 하나의 출구 통로(121)를 갖는 적어도 하나의 출구 포트(120)를 형성할 수 있다. 밸브 챔버(124)는 밸브 본체(112)의 중앙 영역에 위치될 수 있고, 각각의 통로를 통해 입구 포트(118), 제 1 출구 포트(120) 및 제 2 출구 포트(122)와 연통될 수 있다. 다수의 실시예에서, 입구 포트(118)와 제 1 및 제 2 출구 포트(120, 122) 중 적어도 2개는 각각 밸브 본체(112)의 주변부 주위에서 서로 방사상으로 이격될 수 있고 실질적으로 축방향으로 위치될 수 있다. 입구 및 출구 통로(119, 121, 123)는 도 1A에 도시된 바와 같이 입구 포트(118)와 제 1 및 제 2 출구 포트(120, 122)의 축방향 평면으로부터 상이하고 높이가 다를 수 있다. 다수의 실시예에서, 제 1 출구 통로(121) 및 제 2 출구 통로(123) 중 적어도 하나는 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있을 수 있다. 다수의 실시예에서, 입구 통로(119)는 제 1 출구 통로(121) 또는 제 2 출구 통로(123) 중 적어도 하나와 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있을 수 있다.
도 2A는 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 밸브 본체의 평면도의 예시를 포함한다. 도 2B는 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 밸브 본체의 절단 측면 평면도의 예시를 포함한다. 도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이, 입구 포트(118) 및 제 1 출구 포트(120)는 밸브 본체(112)의 직경 방향으로 대향하는 측면에, 즉 180도 떨어져 위치될 수 있고, 제 2 출구 포트(122)는 입구 및 제 1 출구 포트 사이, 즉, 입구 및 제 1 출구 포트에 대해 90도로 위치될 수 있다. 원한다면, 입구 부분과 제 1 및 제 2 출구 부분의 다른 간격 및 위치가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 밸브 본체는 제 1 및 제 2 출구 포트(120, 122)가 정반대 위치, 즉 180도 떨어진 위치에 위치하도록 구성될 수 있으며, 입구 포트(118)는 두 출구 포트(120, 122) 사이에 개재되며, 즉 90도 입구 및 출구 포트(118, 120, 122)는 각각 액체 또는 가스를 밸브 조립체(100)로 또는 밸브 조립체(100)로부터 멀리 운반하기 위한 배관 또는 배관과의 나사 연결을 수용하도록 나사 벽 부분을 갖도록 구성될 수 있다.
다시 도 1A를 참조하면, 다수의 실시예에서 포핏(126)은 밸브 챔버(124) 내에 축방향으로 배치될 수 있다. 포핏(126)은 밸브 조립체의 하우징(110) 내에 배치된 액추에이터 조립체(128)에 의해 밸브 챔버(124) 내에서 축방향으로 변위되거나 작동될 수 있다. 다수의 실시예에서, 액추에이터 조립체(128)는 하기에 더 자세히 설명하는 바와 같이 밸브 본체(112)의 상단부(114)에 장착될 수 있다.
입구 포트(118)는 입구 통로(119)를 통해 밸브 챔버(124) 내로 비울 수 있다. 밸브 챔버(124)는 입구 포트(118)에 수직인 축을 가질 수 있고 밸브의 상단부(114)로부터 하단부(116) 근처의 위치까지 연장될 수 있다. 위의 상태와 같이, 입구 통로(119)는 입구 포트를 따라 축으로부터 취해진 약간 상향 이탈 각도로 밸브 본체(112)를 통과할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 입구 통로(119)는 입구 포트(118)의 축 위의 위치에서 밸브 챔버(124)로 들어갈 수 있다. 입구 통로(119)는 밸브 챔버(124)의 중앙 부분(134)의 측벽(132)을 통해 들어갈 수 있다.
다수의 실시예에서, 밸브 챔버(124)의 중앙 부분(134)은 원통형 구성을 가질 수 있고 그것의 상부에 개방 단부(136) 및 그 하부에 부분적으로 폐쇄된 단부(138)를 포함할 수 있으며, 여기서 상부 및 하부 단부는 제 1 밸브 시트(140)는 중앙 부분(134)의 부분적으로 폐쇄된 단부(138) 둘레에서 원주방향으로 연장될 수 있고 밸브 본체(112)의 상단부(114)를 향하여 대면할 수 있다.
제 2 출구 포트(122)는 중앙 부분(134)의 부분 폐쇄 단부(138)로부터 밸브 본체(112)의 바닥 단부(116)에 인접한 위치까지 연장될 수 있는 밸브 챔버(124)의 하부 부분(142)에 연결될 수 있다. 하부 부분(142) 일반적으로 원통형 구성을 가질 수 있다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 2 출구 유로(123)는 밸브 본체(112)를 관통하여 제 2 출구 포트(122)와 밸브 챔버(124)의 하부(142)를 연결할 수 있다. 따라서, 제 2 출구 통로(123)는 제 2 출구 포트(122)의 축 아래 위치에서 밸브 챔버(124)의 하부(142)로 진입할 수 있다. 제 2 출구 통로(123)는 중앙 부분(134)의 부분 폐쇄 단부(138)와 밸브 본체(112)의 바닥 단부(116) 사이의 하부 부분(142)의 중심에서 하부 부분(142)을 형성하는 바닥 벽(146)을 통해 밸브 챔버(124)에 진입한다.
밸브 챔버 하부(142)는 밸브 본체 바닥 단부(116)에 인접한 하부(142) 내에서 수직으로 연장되는 하부 스템 개구(149)를 포함할 수 있다. 하부 스템 개구(149)는 챔버(124) 내에서 포핏(126)의 스템을 정렬하고 슬라이드 가능한 축 방향 변위를 수용하다. 하부 스템 개구(149)는 제 2 출구 통로(123)에 연결된다.
제 1 출구 포트(120)는 제 1 출구 통로(121)를 통해 밸브 챔버(124)의 상부(150)와 연결될 수 있다. 상부(150)는 제 2 밸브 시트(162)로부터 밸브 바디(112)의 상단부(114)까지 수직으로 연장될 수 있다. 제 1 출구 통로(121)는 밸브 챔버(124)의 상부 부분(150)을 정의하는 측벽(154)을 통해 연장될 수 있고 제 1 출구 포트(120)와 밸브 챔버(124)의 상부 부분(150) 사이의 유체 흐름 연통을 제공할 수 있다. 제 1 출구 통로(121)는 제 1 출구 포트(120)를 따른 축으로부터 취한 약간 상향 이탈각으로 밸브 본체(112)를 통과할 수 있다. 따라서, 제 1 출구 통로(121)는 제 1 출구 포트(120)의 축위의 위치에서 밸브 챔버(124)의 상부(150)로 들어갈 수 있다.
도 1A 및 도 2A-2B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상부 부분(150)은 측벽(154)에 의해 외부 표면을 따라 그리고 챔버 벽(158)에 의해 내부 표면을 따라 정의된 채널(156)을 포함할 수 있다. 챔버 벽(158)은 밸브 챔버(124) 내에 축방향으로 배치될 수 있고, 중앙(134)과 상부 챔버 부분( 150) 사이에서 수직으로 연장된다. 도 2A-2B를 참조하면, 채널(156)은 제 1 출구 통로(121)를 포함하는 위치로부터 입구 통로(119)를 향하지만 포함하지 않는 미리 결정된 거리만큼 밸브 챔버(124) 둘레에서 동심으로 연장될 수 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 다수의 실시예에서, 채널(156)에 대해 정반대인 밸브 본체(124)의 부분, 즉, 입구 포트(118)로부터 제2 출구 포트(122)까지 동심으로 연장되는 나머지 180도는 밸브 챔버 중앙 부분(134)으로부터 그 상부 부분(150)으로 수직으로 연장할 수 있는 밸브 본체(112)의 중실 부분을 포함할 수 있고, 중앙 부분(134)의 개방 단부(136)에 인접한 평평한 상부 표면(160)을 가질 수 있다.
다시 도 1A를 참조하면, 밸브 조립체(100)는 다이어프램(182)을 더 포함할 수 있다. 도 1D는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에서 포핏과 다이어프램(182)의 단면도의 예시를 포함한다. 도 1D에 도시된 바와 같이, 다이어프램(182)은 포핏(126)과 접촉할 수 있는 중앙에 위치된 변형 가능한 부분(186)을 갖는 원형 디스크형 상부 측면 표면(184)을 포함할 수 있다. 다이어프램(182)은 다이어프램(182)의 외부 직경을 정의하는 주변 에지 둘레로 바닥 표면으로부터 아래쪽으로 연장되는 립(190)을 포함할 수 있다. 립(190)은 그루브(192) 내에 배치되도록 구성될 수 있다. 이는 밸브 본체의 상단부(114) 둘레에서 원주방향으로 연장된다. 다이어프램 립(190)은 밸브 챔버의 상부 부분(150)과 밸브 본체의 상단부(114) 사이에 기밀 밀봉을 형성하도록 그루브(192) 내에 끼워맞춤된다.
다시 도 1A를 참조하면, 밸브 조립체(100)는 모듈식 시트(220)를 더 포함할 수 있다. 도 1B는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 모듈식 시트(220)의 단면도의 예시를 포함한다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 모듈식 시트(220)는 밸브 본체(112)의 나머지 부분과 일체화되지 않고 제거가능할 수 있다. 다수의 실시예에서, 모듈식 시트(220)는 밸브 본체(112) 내에 배치될 수 있고 다이어프램의 바닥 표면(188) 사이에 개재될 수 있다. 모듈식 시트(220)는 또한 다이어프램(182)과 밸브 챔버(124)의 상부(150) 사이의 기밀 밀봉 및 액밀 밀봉을 모두 수행하고, 피스톤(216)의 상향 및 하향 작동 동안 다이어프램(182)의 축방향 이동 및 이에 의해 포핏(126)의 축방향 변위 를 방지하기 위해, 다이어프램(182)으로부터 압축력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 모듈식 시트는 피스톤(216)과 축방향으로 정렬될 수 있다. 피스톤(216)은 하우징(110) 내에 배치될 수 있고 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 액츄에이터 조립체(128)의 일부일 수 있다. 모듈식 밸브 시트는 밸브 챔버(124)의 상부 부분(150) 및/또는 중앙 부분(134)의 적어도 일부를 포함할 수 있고, 입구 통로(119), 제 1 출구 통로(121) 또는 제 2 출구 통로(123) 중 적어도 하나에 연결을 형성한다.
도 2C는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 포핏(126), 모듈식 시트(220), 및 밸브 본체(112)의 측면 평면도의 예시를 포함한다. 모듈식 시트(220)는 제 2 밸브 시트(162)를 수용할 수 있다. 도 1A의 예시적인 밸브 조립체(100)에서, 제 2 밸브 시트(162)는 중앙 부분(134)의 개방 단부(136) 둘레에 배치될 수 있고 밸브 본체의 바닥 단부(116)를 향한다. 모듈식 시트(220) 및/또는 제 2 밸브 시트(162)는 밸브 본체(112)로부터 분리될 수 있고 밸브 본체(112)와 통합되지 않을 수 있다.
도 5는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 제 2 밸브 시트의 평면 사시도이다. 도 6은 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용되는 제 2 밸브 시트의 저면 사시도이다. 도 5 내지 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 2 밸브 시트(162)는 시트의 한쪽 단부에 개방 단부(164)가 있고 시트의 반대쪽 단부에 부분적으로 폐쇄된 단부(166)가 있는 일반적으로 원통형 구성을 가질 수 있으며, 여기서 개방 및 부분 폐쇄 단부(164, 166)는 각각은 원통형 벽(168)에 의해 분리될 수 있다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 부분 폐쇄 단부(166)는 벽(168)의 주변 에지에 인접한 부분 폐쇄 단부 내에서 원주방향으로 미리 결정된 깊이로 배치된 그루브(170)을 포함할 수 있다. 그루브(170)는 밸브에 형성된 리지(172)의 배치를 보완하고 수용하도록 구성될 수 있다. 본체(112)와 결합하여 텅 및 그루브형 이음쇠 배열을 형성한다. 리지(172)는 밸브 챔버 중앙 부분(134)의 개방 단부(136)에 위치될 수 있고 그 주위에서 원주방향으로 연장된다. 밸브 챔버 중앙 부분(134)의 개방 단부(136) 상의 제 2 밸브 시트(162)의 부분 폐쇄 단부(166)의 배치는 밸브 챔버 중앙 부분(134)의 벽(132)과 제 2 밸브 시트(162)의 부분 폐쇄 단부(166) 사이에 기밀 밀봉을 형성하고 입구 통로(119), 제 1 출구 통로(121) 또는 제 2 출구 통로(123) 중 적어도 하나에 대한 연결을 형성한다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 2 밸브 시트 (162)의 개방 단부(164)는 원통형 벽(168)을 관통하는 복수의 개구(165)를 포함할 수 있다. 제 2 밸브 시트(162)는 제 2 개구 또는 제 2 스템 개구(148)를 가질 수 있다. 개구(165)는 본 명세서에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 입구 포트(118)로부터 제 1 출구 포트(120)로의 공기 또는 액체 전달을 수용하는 역할을 한다.
다시 도 1A를 참조하면, 포핏(126)은 밸브 본체(112) 내에 수용될 수 있다. 도 1C는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브에 사용된 포핏의 단면도를 포함한다. 도 1C에 가장 잘 도시된 바와 같이, 포핏(126)은 단일 조각의 일체형 본체(127)일 수 있고 밸브 챔버(124) 내에 수직으로 배치된 스템(176)을 포함할 수 있다. 즉, 스템(176)은 그 축이 밸브 챔버(124)의 축에 실질적으로 평행하도록 위치될 수 있다. 포핏(126) 및/또는 스템(176)은 밸브 본체(112)의 상단(114)에 인접하게 위치한 포핏(126) 상단의 제 1 축방향 말단(180)과 포핏(126)의 하단에 있는 제 2 축방향 말단(178)을 포함할 수 있다. 제 1 축방향 단부(180)는 기계적 부착물(181) 및 제 1 축방향 단부(180)에 포핏 캡(185)을 포함할 수 있다. 제 2 축방향 단부(178)는 밸브 본체(112)의 제 1 스템 개구(149) 내에 수용될 수 있다. 밸브 챔버(124)의 하부(142)는 제 1 스템 개구(149) 내에서 축방향 상향 및 하향 변위를 용이하게 하는 크기일 수 있다.
포핏(126) 및/또는 스템(176) 제 2 축방향 단부(178)는 바닥 에지(179) 및 스템(176)으로부터 소정 거리만큼 반경방향으로 연장되고 제 1 밸브 시트(140) 및 제 2 밸브 시트(162) 사이에 위치될 수 있는 스템(176)과 일체화된 확대 직경 섹션(194)을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 확장 직경 섹션(194)은 대략 0.24인치의 직경을 갖고 대략 0.10인치의 축방향 길이를 갖는다. 바닥 에지(179)는 조립될 때 밸브 조립체의 중심 축(3000)에 대해 평면이고 수직일 수 있다. 확장된 직경 섹션(194)은 복수의 개별 밀봉 표면을 포함한다. 복수의 개별 밀봉 표면은 인접한 제 1 밸브 시트(140) 및 제 2 밸브 시트(162)와의 밀봉 결합을 수용하기 위해 제 2 밸브 시트(162)에 인접하게 위치된 상부 숄더(196), 및 제 1 밸브 시트(140)에 인접하게 위치된 하부 숄더(198)를 각각 포함할 수 있다. 다시 말해서, 제 1 개별 밀봉 표면 또는 상부 숄더(196)는 제 2 밸브 시트(162)에서 모듈식 시트와의 밀봉 접촉을 제공하도록 구성될 수 있고, 제 2 개별 밀봉 표면 또는 하부 숄더(198) 는 제 1 밸브 시트(140)의 밸브 본체(112), 여기서 두 개별 밀봉 표면(196, 198)은 축 방향으로 서로 오프셋될 수 있다.
제 1 개별 밀봉 표면 및/또는 상부 숄더(196)는 중심축(3000)에 평행한 선과 각도 α를 형성할 수 있으며, 여기서 α는 적어도 5˚, 예컨대 적어도 15˚, 예컨대 적어도 30˚적어도 45˚, 또는 적어도 60˚일 수 있다. 다수의 실시예에서, α는 180˚ 이하, 150˚ 이하, 130˚ 이하, 90˚ 이하, 또는 60˚ 이하일 수 있다. 제 2 개별 밀봉 표면 및/또는 하부 숄더(198)는 중심 축(3000)에 평행한 선과 각도 β를 형성할 수 있으며, 여기서 β는 적어도 5˚, 예컨대 적어도 15˚, 예컨대 적어도 30˚, 적어도 45˚, 또는 적어도 60˚일 수 있다. 다수의 실시예에서, β는 180˚ 이하, 150˚ 이하, 130˚ 이하, 90˚ 이하, 또는 60˚ 이하일 수 있다. 바닥 에지(179)는 제 2 개별 밀봉 표면 및/또는 하부 숄더(198)와 각도 θ로 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나와 추가로 교차할 수 있으며, 여기서 θ는 적어도 5°, 적어도 15°, 적어도 30˚, 적어도 45˚, 또는 적어도 60˚일 수 있다. 다수의 실시예에서, θ는 180˚ 이하, 150˚ 이하, 130˚ 이하, 90˚ 이하, 또는 60˚ 이하일 수 있다.
다시 도 1A를 참조하면, 액추에이터 조립체(128)는 밸브 본체(112)의 상단부(114)에 인접하게 위치될 수 있다. 액추에이터 조립체는 하우징(110) 내에서 밸브 본체(112)의 상단부(114)를 따라 연장되는 밸브 본체(112)에 나사에 의해 부착될 수 있다. 액추에이터 조립체(128)는 하부 숄더(198)가 제 1 밸브 시트(140)와 압축 결합된 제 1 위치와 상부 숄더(196)가 있는 제 2 위치 사이에서 밸브 챔버(124) 내의 포핏(126)을 축방향으로 변위시키도록 작동하는 액추에이터(204)를 포함할 수 있다. 액츄에이터의 유형은 전기, 공압, 또는 수동으로 작동되는 액츄에이터를 포함하는 통상적으로 작동되는 액츄에이터의 그룹에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터(204)는 표준 전기 솔레노이드를 포함할 수 있다. 전기 솔레노이드(204)는 전자석(206) 및 전자석의 축을 따라 액추에이터 조립체(128)의 상단에 있는 제 1 또는 상단(210)으로부터 제 2 또는 하단(212)으로 연장되는 중앙에 위치한 공동(208)을 포함할 수 있다. 캐비티( 208)는 내부에 피스톤(216)의 슬라이딩 가능한 배치를 수용하는 제 1 단부 (210) 근처에 확장된 직경 섹션(214)을 포함할 수 있다. 피스톤(216)은 와이어를 통해 전자석(204)에 전기를 인가하는 것에 응답하여 확대 섹션(214) 내에서 축방향으로 변위될 수 있다. 캡(213)은 제 1 단부(210)에서 액추에이터 조립체(128)에 부착될 수 있다. 다수의 실시예에서, 포핏(126)은 피스톤(216)에 기계적으로 부착하기 위해 제 1 축방향 단부(180)에 기계적 부착수단(181)을 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 포핏(126)은 기계적 부착수단(181)을 통해 포핏(126)의 상단에 있는 제 1 축방향 단부(180)에서 피스톤(216)에 나사식으로 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 포핏(126)과 피스톤(216)은 나사형 인터페이스를 형성하는 나사 부착수단(181, 183)를 가질 수 있다. 기계적 부착수단(181, 183)은 볼트, 배튼, 버클, 클램프, 클립, 플랜지, 개구리, 그로밋, 후크 앤 아이, 래치, 페그, 네일, 리벳, 나사 앵커, 스냅 패스너, 스티치, 나사 패스너, 타이, 토글 볼트, 웨지 앵커를 포함하나 이에 제한되지 않는 방식으로 수행될 수 있거나 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다.
피스톤(216)은 피스톤 하우징(218)을 포함할 수 있다. 피스톤 하우징(218)은 글랜드(240)와 맞물리는 선단 표면(217)을 포함할 수 있다. 글랜드(240)는 피스톤(216)과 축방향 정렬될 수 있다. 다이어프램(182)은 또한 피스톤(216)과 축방향 정렬될 수 있다. 피스톤 하우징(218)은 시일을 포함할 수 있는 적어도 하나의 환형 공동(119)을 포함할 수 있다. 스프링(226)은 피스톤(216)의 스프링 캐비티(227) 내에 배치될 수 있고 피스톤(216)과 캐비티(208)의 목 부분(228) 사이에 개재될 수 있다. 스프링(226)은 피스톤(216)을 확대된 직경 내의 위치에 유지하는 역할을 할 수 있다. 전자석이 활성화되지 않을 때 피스톤(216)의 선단 표면(217)이 전자석의 인접 부분(232)으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있도록 섹션(214)을 포함한다. 이 위치에서, 스프링(226)은 밸브 포핏 상부 숄더(196)가 제 2 밸브 시트(162)와 압축적으로 맞물리게 하기 위해 포핏(126)에 충분한 상향 방향의 힘을 부과할 수 있다. 아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이, 도 1A에 도시된 바와 같은 피스톤(216)의 위치는 밸브 챔버(124)에 대한 포핏(126)의 제 2 위치에 대응한다.
다수의 실시예에서, 글랜드(240)는 액추에이터(204)와 다이어프램(182)의 상부 표면(184) 사이에 개재될 수 있다. 글랜드(240)는 다이어프램(182)과 밸브 챔버(124)의 상부(150) 사이의 기밀 및 액밀 밀봉을 모두 수행하고 피스톤(216)의 상하 방향 작동 동안 다이어프램(182)의 축방향 이동 및 이에의한 포핏(126)의 축방향 변위를 방지하기 위해 액추에이터(204)로부터 다이어프램(182)의 디스크 형상 표면(184)으로 압축력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 포핏(126)은 피스톤(116)으로부터 글랜드(240)를 통해 다이어프램(182)을 통해 모듈식 시트(220)를 통해 밸브 챔버(124)로 연장된다. 글랜드(240)는 피스톤(216)이 연장되는 중심 보어를 정의하는 환형 구조일 수 있다. 글랜드(240)는 피스톤(216)과 하우징(110) 및/또는 액추에이터 조립체(128) 사이에 맞물릴 수 있고 압축에 의해 둘 사이에 고정될 수 있는 헤드(242)를 포함할 수 있다. 또한, 글랜드(240)는 하우징(110) 및/또는 액추에이터 조립체(128)와 접촉하여 밀봉부가 환형으로 연장될 수 있는 환형 공동(244, 246)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 글랜드(240)는 하우징(110), 밸브 본체(112), 및/또는 액츄에이터 조립체(128)중 적어도 하나에 대해 축방향으로 포핏(126)을 고정할 수 있다.
도 3은 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 활성화된 상태의 단면도의 예시를 포함한다. 액츄에이터(204)가 도 3에 도시된 바와 같이 활성화된 상태일 때, 스프링(226)은 포핏(126)으로 전달될 수 있는 피스톤(216)에 대해 상향 압축력을 부과하여 포핏(126)을 "제 2 위치"에 배치하고 상부 숄더(196)가 제 2 밸브 시트(162)에 대해 압축 결합된다. 제 2 위치에서, 입구 포트(118)로 들어가는 공기 또는 액체는 밸브 챔버(124)의 중앙 부분(134)으로 흐르고 원하는 유체 취급 장치로의 분배를 위해 제 2 출구 통로(123) 및 제 2 출구 포트(122)로 지향될 수 있다. 제 2 밸브 시트(162)에 대한 상부 숄더(196)의 작용은 입구 포트로부터 밸브 챔버(24)의 상부 부분(150)으로 들어가는 공기 또는 액체의 흐름을 방지하고, 따라서 이것이 제 1 출구 포트(120)로 라우팅되는 것을 방지한다.
도 4는 다수의 실시예에 따른 도 1A의 예시적인 3방향 밸브의 비활성화 상태의 단면도를 포함한다. 선택적으로, 액츄에이터(204)가 도 4에 도시된 바와 같이 비활성화된 상태에 있을 때, 전기는 전자석(206)으로 라우팅되어 피스톤(216)의 선단 표면(217)이 전자석(206)의 인접 부분(232)과 맞물리도록 하고, 포핏(126)을 아래쪽 방향으로 축방향으로 변위시켜 포핏(126)을 밸브 챔버 내의 "제 1 위치"라고 하는 위치에 배치하고 하부 숄더(198)가 제 1 밸브 시트(140)와 압축적으로 맞물린다. 상기 위치에서 입구포트(118)로 들어가는 공기 또는 액체는 밸브 챔버(124)의 중앙부분(134)으로 흐르게 되어 상부 숄더(196) 및 제 2 밸브 시트(162)를 지나 개구(165)를 통해 밸브 챔버(124)의 상부 부분(150)으로 흐르게 된다. 채널(156), 제 1 출구 통로(121) 및 제 1 출구 포트(120)를 통해 상부 부분(150)으로 유입되는 공기 또는 액체는 원하는 유체 취급 장치로 이동한다.
밸브 조립체(100)의 구성요소는 우수한 내화학성 및 내열성의 특성을 나타내는 재료로 제조될 수 있다. 이러한 특성은 밸브 조립체(100)가 반도체 제조 산업 또는 부식성 화학 물질이 밸브를 통과해야 하는 기타 산업 또는 공정 화학 물질의 높은 수준의 화학적 순도가 통과되는 것이 바람직한 경우에 바람직하다. 밸브를 통해 유지된다. 반도체 제조 산업에서 강 무기산, 강 무기 염기, 강 용제 및 과산화물과 같은 부식성이 높은 공정 화학 물질은 에칭 작업 중에 사용되며 종종 화학 물질의 에칭 작용을 향상시키기 위해 가열되어 에칭 작업의 효율을 향상시킨다. 따라서 이러한 공정 화학 물질의 흐름을 분배하는 데 사용되는 밸브는 밸브에서 환경에 위험 및/또는 인근 작업자에게 위험을 초래할 수 있는 부식성 화학 물질 및 관련 증기가 누출될 수 있는 잠재적인 밸브 고장 없이 신뢰할 수 있는 작동을 제공하기 위해 화학적 및 열적 내성을 모두 갖추는 것이 중요하다.
부가적으로, 밸브 조립체(100)가 화학적 저항성이 있어서 공정 화학물질과 접촉시 열화되지 않고 화학적으로 순수한 공정 액체에 오염이 도입되지 않도록 하는 것이 중요할 수 있다. 이러한 오염 물질의 도입은 이러한 공정 화학 물질로 처리되는 반도체 배치에 수십만 달러의 손상을 일으킬 수 있다.
일 실시예에서, 전술한 밸브 조립체(100)의 구성요소는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지(PFA), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌- 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리불화비닐(PVF) 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 재료는 델라웨어주 윌밍턴의 DuPont Company에서 제공하는 Teflon(등록 상표) PFA 또는 Teflon FEP일 수 있다. 이러한 재료는 부식성, 산성 또는 부식성 액체에 의해 손상되지 않으며 화학적으로 순수한 액체에 오염을 일으키지 않는다.
밸브 조립체(100)의 조립 동안 모듈식 시트(220)는 밸브 챔버(124)에 설치될 수 있고 포핏(126)은 다이어프램(182)을 통해 삽입될 수 있고 피스톤(216)에 기계적으로 부착되어 제 2 밸브 시트(162)가 다이어프램 사이에 배치될 수 있다. 제 2 밸브 시트(162)를 통한 포핏(126)의 설치는 제 2 밸브 시트(도 5 및 도 6에서 가장 잘 볼 수 있음)에서 제 2 스템 개구(148)의 각각의 직경 때문에 가능할 수 있고, 포핏(126)의 확장된 직경 섹션(194)은 밸브 챔버(124) 내로 포핏(126)을 설치하는 동안 스템 개구(148)를 통한 확장된 부분의 배치를 수용하기에 충분한 치수일 수 있다. 일실시예에서, 모듈 시트(220)(제 2 밸브 시트(162) 포함)는 별도의 가열 과정 없이 밸브 조립체(100)에 삽입될 수 있다. 또한, 포핏(126)은 다이어프램(182)을 통해 삽입되어 피스톤(216)에 기계적으로 부착되어 제 2 밸브 시트(162)가 다이어프램(182)과 포핏(126)의 상부 숄더부(176) 사이에 별도의 가열 과정 없이 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 이소프로필 알코올 등과 같은 윤활제가 포핏(126) 및/또는 제 2 밸브 시트(162)에 사용되어 제 2 스템 개구(148)를 통한 확장 직경 섹션(194)의 삽입을 용이하게 할 수 있다. 포핏(126)을 설치하기 위해 전술한 실시예중 어느 것이 사용될 수 있는지에 관계없이, 제 2 스템 개구(148) 및 확장된 직경 섹션(194)의 각각의 직경은 포핏(126)이 밸브 챔버(124) 내에 설치된 후 상부 숄더(196)와 제 2 시트(162) 사이의 기밀 밀봉을 제공하기 위해 제 2 밸브 시트(162)의 능력에 부정적인 영향을 미치지 않고 강제 설치가 달성될 수 있도록 할 수 있다.
밸브 조립체(100)의 제한된 실시예가 여기에서 구체적으로 설명되고 예시되었지만, 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 밸브 조립체(100)는 2개의 입구 흐름을 수용 하고 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 하나 또는 다른 입구로부터 단일 출구로의 밸브 조립체(100)를 통한 유체의 분산을 제어하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 흐름은 설명된 것과 반대이고 각각의 입구 흐름은 각각의 제 1 및 제 2 배출 포트(120, 122)를 통해 밸브 본체(112)로 들어갈 것이다. 포핏(126)이 "제 1 위치"에서 축방향으로 변위될 때 유체는 포핏(126)이 "제 2 위치"에서 축방향으로 변위될 때, 유체는 제 2 출구 포트(122)로부터 밸브 챔버(126)를 통해 그리고 밸브 챔버(126)를 통해 입구 포트(118)로 흐를 것이다.
일반적인 설명이나 예에서 위에 설명된 모든 활동이 필요한 것은 아니며, 특정 활동의 일부가 필요하지 않을 수 있으며, 설명된 것 외에 하나 이상의 추가 활동이 수행될 수 있다. 또한 활동이 나열된 순서가 반드시 수행되는 순서는 아니다.
위에서 언급한 그러한 조립체는 모두 예시적이며 밸브가 없는 조립체를 포함하여 잠재적인 다른 조립체에서 포핏(126)의 사용을 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 포핏(126)은 변위 펌프 조립체, 매니폴드, 또는 밀봉 및 유체 이동 요구 사항이 있는 기타 조립체 애플리케이션에 사용될 수 있다.
밸브 조립체 또는 유사한 조립체(100)를 조립하는 방법은 모듈식 시트(220)의 실질적인 변형 없이 밸브 조립체(100)의 모듈식 시트(220)를 통해 단일 조각의 일체형 포핏(126)을 병진시키는 것을 포함할 수 있다. 방법은 포핏을 기계적으로 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 피스톤(216)에 대한 포핏(126)의 기계적 부착은 밸브 챔버(124)의 상부 부분(150) 및/또는 중앙 부분(134)의 모듈식 시트(220)를 통해 발생할 수 있다. 피스톤(216)으로의 포핏(126)의 연결은 나사형 인터페이스를 통해 이루어질 수 있다. 포핏(126)은 복수의 개별 밀봉 표면을 더 포함할 수 있으며, 여기서 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 포핏(126)과 모듈식 시트(220) 사이에 방사상으로 배치될 수 있고, 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 이 방법은 포핏(126)을 모듈식 시트(220)와 접촉하는 제 1 밀봉 위치에서 밸브 본체(112)와 접촉하는 제 2 밀봉 위치로 축방향으로 병진시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기의 실시예에 따르면, 포핏은 견고한 구성을 통해 조립 프로세스를 더 잘 간소화할 수 있다. 즉, 포핏은 모듈식 시트를 통해 조립될 수 있고 가열 또는 냉각 과정 없이 다이어프램을 통해 피스톤에 기계적으로 부착될 수 있다. 이는 포핏, 모듈식 시트 및 밸브 조립체의 기타 요소의 변형을 제한하여 포핏의 밀봉 표면과 밸브 조립체 사이에 더 많은 접촉을 제공할 수 있다. 결과적으로, 본 명세서의 실시예에 따른 포핏 및 결과적인 조립체는 조립체, 포핏, 모듈식 시트 및 그 다른 조립체 구성요소의 수명을 증가시키고 효율성 및 성능을 개선할 수 있다.
많은 상이한 양태 및 실시예가 가능하다. 이러한 측면 및 실시예 중 일부가 아래에 설명되어 있다. 본 명세서를 읽은 후, 숙련된 기술자는 이러한 양태 및 실시예가 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예는 아래에 나열된 실시예 중 임의의 하나 이상에 따를 수 있다.
실시예 1: 포핏으로서, 복수의 개별 밀봉 표면을 정의하는 단일 부품 일체형 본체 및 상기 본체를 밸브 조립체의 피스톤과 맞물리도록 구성된 기계적 부착물을 포함한다.
실시예 2: 밸브 조립체로서, 중심축을 정의하고, 입구 통로 및 적어도 하나의 출구 통로를 포함하는 밸브 본체를 포함하는 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 피스톤; 피스톤과 축방향 정렬로 밸브 본체 내에 배치된 모듈식 시트; 및 포핏을 포함하고, 상기 포핏은 피스톤에 기계적으로 부착하도록 구성된 기계적 부착을 포함하는 제 1 축방향 단부를 정의하는 단일 일체형 본체, 및 제 1 개별 밀봉 표면 및 제 2 개별 밀봉 표면을 포함하는 복수의 개별 밀봉 표면을 포함하는 제 2 축방향 단부로 구성되고, 여기서 제 1 개별 밀봉 표면은 모듈식 시트와의 밀봉 접촉을 제공하도록 구성되고 제 2 개별 밀봉 표면은 밸브 본체와 밀봉 접촉을 제공하도록 구성되고, 두 개별 밀봉 표면은 축방향으로 서로 오프셋된다.
실시예 3: 모듈식 시트의 실질적인 변형 없이 밸브 조립체의 모듈식 시트를 통해 단일 부품의 일체형 포핏을 병진시키는 단계; 및 포핏을 밸브 조립체의 피스톤에 기계적으로 부착하는 단계를 포함한다.
실시예 4: 실시예 3의 방법에 있어서, 밸브 조립체는 중심축을 정의하는 하우징을 더 포함하고, 하우징은 입구 통로 및 적어도 하나의 출구 통로를 포함하는 밸브 본체를 포함한다.
실시예 5: 실시예 3의 방법에 있어서, 포핏을 기계적으로 부착하는 단계는 모듈식 시트를 통해 발생한다.
실시예 6: 실시예 3의 방법에 있어서, 포핏은 나사산 인터페이스를 통해 피스톤에 기계적으로 부착된다.
실시예 7: 실시예 4의 방법에 있어서, 모듈식 시트와 접촉하는 제 1 밀봉 위치에서 밸브 본체와 접촉하는 제 2 밀봉 위치로 포핏을 축방향으로 병진시키는 단계를 더 포함한다.
실시예 8: 실시예 7의 방법에 있어서, 포핏은 복수의 개별 밀봉 표면을 포함하고, 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 포핏과 모듈식 시트 사이에 방사상으로 배치되고, 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 밸브 조립체의 밸브 본체와 포핏 사이에 방사상으로 개별 밀봉 표면이 배치된다.
실시예 9: 실시예 2 내지 실시예 8 중 어느 하나의 밸브 조립체 또는 방법에 있어서, 밸브 조립체는 피스톤과 축방향으로 정렬된 글랜드를 더 포함한다.
실시예 10: 실시예 2-9 중 어느 하나의 밸브 조립체 또는 방법에 있어서, 밸브 조립체는 피스톤과 축방향으로 정렬된 다이어프램을 더 포함한다.
실시예 11: 실시예 2 및 4-10 중 어느 하나의 밸브 조립체 또는 방법에 있어서, 여기서 적어도 하나의 출구 통로는 제 1 출구 통로 및 제 2 출구 통로를 포함하고, 여기서 제 1 출구 통로 및 제 2 출구 통로는 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있다.
실시예 12: 실시예 11의 밸브 조립체 또는 방법에 있어서, 입구 통로는 제 1 출구 통로 또는 제 2 출구 통로 중 적어도 하나와 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있다.
실시예 13: 실시예 2-11 중 어느 하나의 밸브 조립체 또는 방법에 있어서, 하우징은 피스톤을 축방향으로 병진운동시키도록 구성된 액추에이터 조립체를 더 포함한다.
실시예 14: 실시예 2 및 4-11 중 어느 하나의 밸브 조립체로서, 모듈식 시트는 밸브 챔버의 일부를 포함하고 밸브 챔버, 입구 통로, 및 적어도 하나의 출구 통로 사이의 연결을 형성한다.
실시예 15: 선행 실시예들 중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 포핏은 평면 이고 중심축과 각도 로 복수의 개별 밀봉 표면들 중 적어도 하나와 교차하는 바닥 에지를 포함할 수 있고, 여기서 θ는 적어도 5˚, 예컨대 적어도 15˚, 예컨대 적어도 30˚, 예컨대 적어도 45˚, 또는 예컨대 적어도 60˚이다.
실시예 16: 선행 실시예들 중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 개별 밀봉 표면들 중 적어도 하나는 중심 축에 평행한 선과 각도 α를 형성하며, 여기서 α는 적어도 5˚, 적어도 15˚, 예컨대 적어도 30˚, 예컨대 적어도 45˚, 또는 적어도 60˚이다.
실시예 17: 선행 실시예들 중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 개별 밀봉 표면들 중 적어도 하나는 중심축에 평행한 선과 각도 β를 형성하고, 여기서 β는 적어도 5˚, 적어도 15˚, 예컨대 적어도 30˚, 예컨대 적어도 45˚, 또는 적어도 60˚이다.
실시예 18: 실시예중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 상기 포핏은 폴리케톤, 폴리아라미드, 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설폰, 폴리아미드이미드, 초고분자량 폴리에틸렌, 플루오로중합체, 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 19: 선행 실시예들 중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 포핏은 금속을 포함한다.
실시예 20: 선행 실시예들 중 어느 하나의 포핏, 밸브 조립체, 또는 방법에 있어서, 밸브 본체는 상부 및 하부를 포함하고, 상부 및 하부는 텅 및 그루브 배열을 통해 기계적 인터페이스를 형성한다.
위에서 설명한 모든 기능이 필요한 것은 아니며, 특정 기능의 영역이 필요하지 않을 수도 있으며, 설명된 것 외에 하나 이상의 기능이 제공될 수도 있다. 또한, 기능이 설명되는 순서는 반드시 기능이 설치된 순서가 아니다.
특정 특징은 명확성을 위해 별도의 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명되어 있으며, 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수도 있다. 반대로, 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징은 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다.
이점, 다른 이점 및 문제에 대한 해결책은 특정 실시예와 관련하여 위에서 설명되었지만, 이점, 장점, 문제에 대한 해결책, 및 임의의 이점, 이점 또는 해결책이 발생하거나 발생하게 할 수 있는 임의의 특징(들) 더 두드러진 것은 일부 또는 모든 청구항의 중요하거나, 요구되거나, 본질적인 특징으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 기술된 실시예의 명세서 및 예시는 다양한 실시예의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하기 위한 것이다. 사양 및 예시는 여기에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징에 대한 철저하고 포괄적인 설명의 역할을 하도록 의도되지 않았다. 별도의 실시예가 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수도 있고, 역으로 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한 범위에 명시된 값에 대한 참조에는 해당 범위 내의 모든 값이 포함된다. 본 명세서를 읽은 후에만 숙련된 기술자에게 많은 다른 실시예가 명백할 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 대체, 논리적 대체 또는 임의의 변경이 이루어질 수 있도록 다른 실시예가 사용 및 본 발명으로부터 유도될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 포핏에 있어서,
    복수의 분리된 밀봉 표면을 정의하는 단일 일체형 본체, 및
    밸브 조립체의 피스톤과 본체를 맞물리도록 구성된 기계적 부착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 포핏.
  2. 밸브 조립체에 있어서,
    입구 통로 및 적어도 하나의 출구 통로를 포함하는 밸브 본체를 포함하는 중심축을 형성하는 하우징;
    하우징 내에 배치된 피스톤;
    피스톤과 축방향 정렬로 밸브 본체 내에 배치된 모듈식 시트; 및
    포핏을 포함하고, 상기 포핏은,
    피스톤에 기계적으로 부착되도록 구성된 기계적 부착물을 포함하는 제 1 축방향 단부를 정의하는 단일 일체형 본체, 및
    제 1 개별 밀봉 표면 및 제 2 개별 밀봉 표면을 포함하는 복수의 개별 밀봉 표면을 포함하는 제 2 축방향 단부를 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 개별 밀봉 표면은 모듈식 시트와의 밀봉 접촉을 제공하도록 구성되고 제 2 개별 밀봉 표면은 밸브 본체와 밀봉 접촉을 제공하도록 구성되고, 개별 밀봉 표면 모두는 축 방향으로 서로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  3. 모듈식 시트의 실질적인 변형 없이 밸브 조립체의 모듈식 시트를 통해 단일 일체형 포핏을 변환하는 단계; 및
    밸브 조립체의 피스톤에 포핏을 기계적으로 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 밸브 조립체는 중심축을 정의하는 하우징을 더 포함하고, 하우징은 입구 통로 및 적어도 하나의 출구 통로를 포함하는 밸브 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 포핏을 기계적으로 부착하는 단계는 모듈식 시트를 통해 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서, 포핏은 나사형 인터페이스를 통해 피스톤에 기계적으로 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 모듈식 시트와 접촉하는 제 1 밀봉 위치로부터 밸브 본체와 접촉하는 제 2 밀봉 위치로 포핏을 축방향으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 포핏은 복수의 개별 밀봉 표면을 포함하고, 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 포핏과 모듈식 시트 사이에 방사상으로 배치되고, 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 밸브 조립체의 포핏과 밸브 본체 사이에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 2항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 조립체는 피스톤과 축방향으로 정렬된 글랜드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체 또는 방법.
  10. 제 2항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 조립체는 피스톤과 축방향으로 정렬된 다이어프램을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체 또는 방법.
  11. 제 2항 및 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 출구 통로는 제 1 출구 통로 및 제 2 출구 통로를 포함하고, 제 1 출구 통로 및 제 2 출구 통로는 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체 또는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 입구 통로는 제 1 출구 통로 또는 제 2 출구 통로 중 적어도 하나와 실질적으로 동일한 축방향 평면에 있는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체 또는 방법.
  13. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 포핏은 평면이고 중심축과 각도 θ로 복수의 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나와 교차하는 바닥 변부를 포함할 수 있고, 여기서 θ는 5˚ 이상인 것을 특징으로 하는 포핏, 밸브 조립체 또는 방법.
  14. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 중심 축에 평행한 선과 각도 α를 형성하며, 여기서 α는 적어도 5˚인 것을 특징으로 하는 포핏, 밸브 조립체 또는 방법.
  15. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 밀봉 표면 중 적어도 하나는 중심 축에 평행한 선과 각도 β를 형성하며, 여기서 β는 적어도 5˚인 것을 특징으로 하는 포핏, 밸브 조립체 또는 방법.
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