KR20220153754A - 액상 약품 주입기용 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체를 용기에 주입하는데 사용되는 액상 약품 주입기용 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브는, 상부가 개구되고 내부에 액상 약품을 수용하는 공간부가 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 일측에 수평 방향으로 연장 형성되어 액상 약품이 유입되는 유입관과, 하측에 수직 방향으로 연장 형성되고 말단부에 토출구가 구비되어 유입된 액상 약품을 하측으로 토출하는 주입관을 포함하는 밸브바디와; 상기 밸브하우징과 주입관 내부에 삽입 배치되고, 승강 작동에 따라 상기 주입관 말단의 토출구를 개폐하여 주입관을 통한 액상 약품의 토출 작용을 단속하며, 상부 외주면에 상기 밸브하우징의 개구를 커버하는 가요성 다이어프램이 일체로 형성된 샤프트와; 상기 다이어프램의 가장자리를 상방으로부터 가압하여 고정하는 컴프레서와; 상기 샤프트를 승강시키는 엑츄에이터를 포함한다.

Description

액상 약품 주입기용 밸브{VALVE FOR LIQUID CHEMICAL INJECTOR}
본 발명은 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체를 용기에 주입하는데 사용되는 액상 약품 주입기용 밸브에 관한 것이다.
반도체 또는 디스플레이 제조 공정 등에서는 웨이퍼나 마스크 또는 기타 회로 기판 등의 노광과 식각을 위해 포토레지스트 등과 같은 액상의 약품이 사용된다. 이러한 약품은 용기에 저장되어 보관 및 유통되는데, 용기에 약품을 일정량 주입하기 위해 주입기가 사용된다. 도 1 에는 이러한 주입기(1)를 이용하여 용기(10) 내부에 일정량의 액상 약품을 주입하는 모습이 모식적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 로드셀과 같이 무게를 잴수 있는 저울(20) 위에 용기(10)를 올려놓은 상태에서, 용기(10)의 주입구 상측으로부터 주입기(1)를 이용하여 액상 약품을 토출 공급함으로써 미리 설정된 무게만큼 약품을 주입하게 된다. 종래의 통상적인 주입기(1)는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 대체로 볼밸브 타입의 밸브(2)와, 상기 밸브(2)의 상측 및 하측에 수직 방향으로 연결된 공급관(3) 및 주입관(4)으로 구성되며, 상기 밸브(1)의 작동에 따라 액상 약품이 주입관(4)을 통하여 용기(10) 내부로 투입되도록 구성된다. 그런데, 일정한 양의 약품 주입을 위해서는 주입 완료시 밸브가 폐쇄되면서 더 이상의 약품 주입이 이루어지지 않아야 하는데, 밸브가 폐쇄되더라도 주입기의 주입관 내부에 다량의 약품이 잔존하기 때문에 잔존 약품의 누액으로 인해 주입 용량을 초과하는 문제가 발생하기도 하고, 컨베이어 등을 이용한 자동 이송 장치에 의해 용기가 연속적으로 이송되는 경우에는 용기 외부에 누액된 약품이 묻어 오염되는 경우가 빈번하게 발생한다. 특히, 종래의 통상적인 주입기는 공급관 및 주입관이 수직으로 배치되어 있어 약품 주입을 위해 가해지는 압력과 중력의 영향으로 인하여 누액의 배출이 촉진됨에 따라 위와 같은 문제점이 더욱 가중된다 할 것이다. 이에 따라, 액상 약품의 누액 배출로 인한 문제점을 해결할 수 있는 주입기용 밸브에 관한 수요가 증가하고 있다.
한편, 주입기에 채용되는 밸브는 액상 약품의 단속 작용을 수행하기 위한 밸브부와 상기 밸브부의 개폐 작동을 위한 엑츄에이터부를 포함하는데, 포토레지스트와 같은 화학 약품의 경우 엑츄에이터부에 침투할 경우 부품의 부식이나 기타 손상을 유발하고 오동작을 일으킬 수 있어 밸브부와 엑츄에이터부 사이의 씰링이 매우 중요하다. 이에 따라, 밸브부와 엑츄에이터부 간의 효과적인 씰링 효과를 달성할 수 있는 주입기용 밸브가 요구된다.
대한민국 등록특허 10-1687199 대한민국 등록특허 10-1363547
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 액상 약품 주입기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 주입기용 밸브의 주입관에 잔존하는 약품 누액을 최소화할 수 있으며, 밸브부와 엑츄에이터부 사이의 효과적인 씰링을 달성할 수 있는 액상 약품 주입기용 밸브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브는, 상부가 개구되고 내부에 액상 약품을 수용하는 공간부가 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 일측에 수평 방향으로 연장 형성되어 액상 약품이 유입되는 유입관과, 하측에 수직 방향으로 연장 형성되고 말단부에 토출구가 구비되어 유입된 액상 약품을 하측으로 토출하는 주입관을 포함하는 밸브바디와; 상기 밸브하우징과 주입관 내부에 삽입 배치되고, 승강 작동에 따라 상기 주입관 말단의 토출구를 개폐하여 주입관을 통한 액상 약품의 토출 작용을 단속하며, 상부 외주면에 상기 밸브하우징의 개구를 커버하는 가요성 다이어프램이 일체로 형성된 샤프트와; 상기 다이어프램의 가장자리를 상방으로부터 가압하여 고정하는 컴프레서와; 상기 샤프트를 승강시키는 엑츄에이터를 포함한다.
여기서, 상기 컴프레서는 중공의 관체로 구성되되, 하단면에는 상기 다이어프램을 상방에서 가압 압착하기 위한 압착돌기가 형성된다.
그리고, 상기 밸브하우징의 상부 가장자리 둘레에는 상기 컴프레서가 안착될 수 있도록 내측으로 연장된 안착부가 형성되고, 상기 안착부의 중앙에는 상기 컴프레서의 압착돌기와 상응하는 오목한 돌기홈이 형성된다.
또한, 상기 컴프레서의 하단부 외측에는 결합편이 수직 방향으로 돌출 형성되고, 상기 밸브하우징의 안착부 최외측 가장자리에는 상기 컴프레서의 결합편이 삽입 결합될 수 있도록 결합홈이 형성된다.
그리고, 상기 엑츄에이터는 실린더와, 상기 샤프트의 상단부와 결합되고 상기 실린더 내부에서 공압에 의해 승강 작동되는 피스톤을 포함한다.
또한, 추가적으로 상기 밸브바디와 컴프레서의 고정을 위한 보닛과; 상기 보닛과 컴프레서의 고정을 위한 보닛락을 구비한다.
여기서, 상기 보닛은 링 형상으로 구성되되, 상기 보닛의 하부 개구는 상기 밸브바디의 밸브하우징 상부 외주면 직경에 상응하는 직경으로 형성되어 밸브바디 외주면을 커버하고, 보닛의 상부 개구는 상기 밸브바디의 상측에 안착된 컴프레서의 상부 외주면 직경에 상응하는 직경을 가지도록 형성되어 컴프레서의 상부 외주면을 커버하도록 구성된다.
그리고, 상기 보닛락은 2개의 반원형 클램프로 구성되되, 일측 단부끼리는 서로 힌지 결합되고 타측 단부끼리는 상호 고정 결합되며, 상기 보닛락의 하부에는 각각 하측으로 연장되는 제1고정돌기가 돌출 형성되고, 상기 보닛의 외주면에는 상기 보닛락의 고정돌기가 삽입 결합되도록 고정홈이 형성되며, 상기 보닛락의 제1고정돌기가 보닛의 고정홈에 결합됨에 따라 상기 보닛과 보닛락이 상호 고정되며, 상기 보닛락의 내주면에는 내측을 향하여 연장되는 다수의 제2고정돌기가 형성되고, 상기 제2고정돌기는 상기 컴프레서의 상부 외주면에 형성된 절개홈에 삽입 결합된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 유입관과 주입관이 서로 수직으로 교차됨으로써 유입관을 통하여 유입되는 액상 약품의 이송을 위한 가압력이 주입관에 직접적으로 전달되지 않기 때문에 샤프트에 의해 토출구가 폐쇄된 후 잔존 약품의 누액이 방지된다. 또한, 밸브바디와 엑츄에이터 사이가 샤프트와 일체로 형성되고 형상 변형 가능하게 구성되는 가요성 다이어프램에 의해 구분되기 때문에 엑츄에이터로의 약품 침투로 인한 손상을 효과적으로 방지할 수 있다는 탁월한 장점을 갖는다.
도 1 은 종래의 통상적인 주입기에 의한 액상 약품의 주입 모습을 도시한 모식도,
도 2 는 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 분해 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 작동전 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 작동 상태 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브는, 밸브바디(100), 샤프트(140), 컴프레서(150), 엑츄에이터(200) 및 보닛(300)을 포함한다.
밸브바디(100)는 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 메인 몸체로서, 밸브하우징(110), 공급관 및 주입관(130)을 포함한다.
상기 밸브하우징(110)은, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상부가 내부에 액상 약품을 수용할 수 있도록 소정의 공간부가 형성되고 상부가 개구된 형태의 함체로 구성된다. 상기 밸브하우징(110)의 형상에는 특별한 제한이 없으나 수용된 액상 약품을 하측으로 원활하게 공급할 수 있도록 하측으로 갈수록 점점 직경이 작아지도록 테이퍼지는 상광하협 구조로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 밸브하우징(110)의 일측과 하측에는 각각 유입관(120)과 주입관(130)이 형성된다. 상기 유입관(120)은 밸브하우징(110)의 일측에 수평 방향으로 연장 형성되고 밸브하우징(110) 내부 공간부와 연통되도록 구성되며, 단부에는 너트(122)와 페룰(124), 오링(126) 등이 구비되어 외부에 별도 구비된 액상 약품 저장탱크와 연결되는 호스 등 약품 이송관이 결합 가능하게 구성된다. 그리고, 상기 주입관(130)은 밸브하우징(110)의 하측에 수직 방향으로 연장 형성되며 상기 밸브하우징(110)의 내부 공간부와 연통되도록 구성된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 유입관(120)을 통하여 액상 약품이 밸브하우징(110) 내부로 유입되고, 유입된 액상 약품은 후술하는 샤프트(140)의 작용에 의해 주입관(130)을 통해 외부로 토출된다. 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 유입관(120)은 수평으로 배치되고 주입관(130)은 수직으로 배치됨에 따라, 유입관(120)과 주입관(130)이 모두 수직으로 배치되는 종래의 통상적인 주입기 밸브와 비교할때 유입관(120)을 통해 전해지는 액상 약품 이송 가압력이 주입관(130)에 직접적으로 전달되지 않을 뿐만 아니라 중력의 영향도 감소하게 되므로 밸브 폐쇄시 주입관(130) 내부에 잔존하는 액상 약품의 누출 가능성이 현저하게 감소한다.
한편, 상기 밸브하우징(110)의 상부 가장자리 둘레에는 후술하는 컴프레서(150)가 안착될 수 있도록 내측으로 연장된 단턱 형태의 안착부(112)가 형성되고, 상기 안착부(112)의 중앙에는 후술하는 컴프레서(150)의 압착돌기(152)와 상응하는 오목한 돌기홈(114)이 형성되며, 상기 안착부(112)의 최외측 가장자리에는 후술하는 컴프레서(150)의 결합편(156)이 삽입 결합될 수 있도록 결합홈(116)이 형성된다. 이러한 밸브하우징(110)과 컴프레서(150)의 결합 관계에 대해서는 추후 보다 상세히 설명하기로 한다.
또한, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(100)의 주입관(130) 하단부에는 주입관(130) 내부 중공의 직경 보다 더 작은 직경을 갖는 토출구(132)가 형성된다. 상기 토출구(132)는 후술하는 샤프트(140)의 승강 작동에 따라 개폐되어 액상 약품의 토출이 단속된다.
상술한 밸브바디(100)의 밸브하우징(110), 유입관(120) 및 주입관(130)은 일체로 형성될 수도 있으며, 필요에 따라 별도의 부재로 형성되어 조립 결합될 수도 있다.
샤프트(140)는 상기 유입관(120)을 통하여 밸브하우징(110) 내부로 유입된 액상 약품의 주입관(130)을 통한 토출을 단속하는 것으로, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 대체로 봉 형상으로 길게 연장 형성되어 상기 밸브바디(100)의 밸브하우징(110)과 주입관(130) 내부에 삽입 배치되고, 후술하는 엑츄에이터(200)에 의해 승강 작동됨에 따라 주입관(130)을 통한 액상 약품의 토출 작용을 단속한다. 또한, 상기 샤프트(140)의 상부 외주면에는 밸브바디(100)와 후술하는 엑츄에이터(200) 사이의 씰링을 위한 원판형의 다이어프램(142)이 구비된다. 상기 다이어프램(142)은 상기 밸브하우징(110)의 상부 개구를 커버하고, 가요성 재질로 구성되어 샤프트(140)의 승강 작동에 따라 형상이 변형 가능하게 구성되며 밸브하우징(110) 내부에 수용된 액상 약품이 상측으로, 즉, 후술하는 엑츄에이터(200)로 유입되지 않도록 막아주는 역할을 한다. 통상적인 밸브의 경우 씰링을 위해 오링이 사용되거나 샤프트(140)가 관통되는 다이어프램(142)을 사용하는데 이러한 경우 오링이나 다이어프램(142) 주변에 약품이 잔존하면서 경화되어 오염되거나 이물질이 끼는 등의 단점에 존재하는바, 본 발명에서는 다이어프램(142)을 샤프트(140)와 일체로 형성하여 이러한 문제점들을 해소하였다. 이러한 샤프트(140)와 다이어프램(142)의 일체화를 위하여, 샤프트(140)의 강성을 부여하기 위한 스테인레스 스틸 재질의 심봉(미도시)과 가요성 재질인 테프론 또는 폴리프로필렌 등 합성수지를 인서트 사출 방식으로 성형하여 샤프트(140)와 다이어프램(142)을 일체로 형성하였다. 이러한 샤프트(140)의 승강 작동에 따른 다이어프램(142)의 변형 작동에 대하여는 추후 보다 상세히 설명하기로 한다.
컴프레서(150)는 상기 샤프트(140)의 상부 외주면에 형성된 다이어프램(142)의 가장자리를 상방으로부터 가압하여 고정해주는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 내측으로 상기 샤프트(140)의 상단부와 후술하는 피스톤(220)의 하단부가 결합 배치되도록 속이 빈 중공의 관체로 구성된다. 상기 컴프레서(150)의 하단면에는 상기 다이어프램(142)을 상방에서 가압 압착하기 위한 압착돌기(152)가 형성된다. 상기 압착돌기(152)는 컴프레서(150)의 하단면을 따라 환형으로 돌출 형성되며, 상기한 밸브하우징(110)의 상단 둘레에 형성된 돌기홈(114)에 상응하게 형성된다. 한편, 상기 컴프레서(150)의 하단부 외측에는 결합편(156)이 수직 방향으로 돌출 형성된다. 상기 결합편(156)은 컴프레서(150)를 상기 밸브바디(100)의 밸브하우징(110)과 고정 결합하기 위한 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 컴프레서(150)의 하단부 외측 둘레를 따라 환형으로 리브(154)가 돌출 형성되고, 상기 리브(154)의 하부면에 하방을 향하여 수직으로 돌출 형성된다. 상기 결합편(156)은 다수개가 원주 방향으로 서로 일정한 간격을 두고 배치된다.
이러한 구성을 통하여, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 컴프레서(150)는 밸브하우징(110)의 상측 안착부(112)에 안착 결합되되, 상기 결합편(156)은 밸브하우징(110)의 안착부(112)에 형성된 결합홈(116)에 삽입 결합된다. 이때, 상기 다이어프램(142)은 가장자리가 밸브하우징(110)의 안착부(112)와 컴프레서(150)의 하단면 사이에 위치되고, 상기 컴프레서(150)의 압착돌기(152)에 의해 상방으로부터 가압되어 고정된다. 그리고, 위에서 언급한 바와 같이, 상기 압착돌기(152)는 다이어프램(142)을 가압하는 상태로 밸브하우징(110)의 돌기홈(114)에 수용되어 다이어프램(142)의 고정력이 증대된다. 이와 같은 구조로, 도 4 에 도시된 바와 같이, 밸브하우징(110)의 상부 개구가 폐쇄되어 밸브하우징(110) 내부에 수용된 액상 약품이 상측의 엑츄에이터(200)로 침투하지 못하도록 씰링한다.
엑츄에이터(200)는 상기 밸브바디(100)의 상측에 위치되어 공압에 의해 샤프트(140)를 상하 방향으로 승강시키는 부분으로, 실린더(210)와 피스톤(220)을 포함한다.
상기 실린더(210)는 내부에 피스톤(220)을 수용하도록 공간부가 형성된 함체로 구성되되, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상부는 개구되고 하부 중앙에는 후술하는 피스톤(220)의 중심축(224) 하단부가 관통 삽입되고 피스톤(220)의 승강시 가이드 역할을 하는 중공의 축관(211)이 돌출 형성된다. 그리고, 상기 축관(211)의 외측에는 상기 컴프레서(150)의 상부 중공에 삽입 결합되는 결합돌기(212)가 형성되며, 상기 결합돌기(212)의 상부 외주면에는 상기 컴프레서(150)의 상부 둘레에 형성된 절개홈(157)에 삽입 결합됨에 따라 실린더(210)의 회전을 방지하기 위한 결합블럭(216)이 수평 방향으로 연장 형성된다. 또한, 상기 실린더(210)의 외주면 상하측에는 각각 피스톤(220)의 상측과 하측에 압축공기를 공급하기 위한 에어홀(214)이 각각 형성된다.
한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 실린더(210)의 상부 개구를 덮기 위하여 실린더커버(217)를 더 포함한다. 상기 실린더커버(217)는 실린더(210)의 상부 개구에 억지끼움에 의해 결합되거나 나사 결합될 수도 있다. 그리고, 상기 실린더커버(217)의 중앙부에는 중공이 형성되고, 해당 중공 내측에 인디케이터(218)가 상하 승강 가능하게 삽입된다. 상기 인디케이터(218)는 피스톤(220)의 승강 작동 상태를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 피스톤(220)의 중심축(224) 상단에 결합되어 피스톤(220)의 상승시 실린더커버(217) 상측으로 돌출되고 피스톤(220)의 하강시 실린더커버(217) 내측으로 매립되도록 구성된다.
피스톤(220)은 상기 실린더(210)의 내부에 배치되어 에어홀(214)을 통하여 공급되는 압축공기에 의해 승강됨에 따라 상기 샤프트(140)를 승강시키는 것으로, 상기 실린더(210)의 내부 직경에 상응하게 형성된 피스톤바디(222)와, 상기 피스톤바디(222)의 중앙을 관통하는 중심축(224)을 포함한다. 여기서, 상기 피스톤(220)의 중심축(224) 하단은 상기 샤프트(140)의 상단과 결합되고, 중심축(224)의 상단은 상기 인디케이터(218)와 결합된다. 이를 위해, 상기 피스톤(220)의 중심축(224) 상단와 하단에는 각각 오목한 홈이 형성되고, 상기 오목한 홈에 인디케이터(218)의 하단부와 샤프트(140)의 상단부가 끼움 결합된다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(220)과 실린더커버(217) 사이에는 스프링(228)이 개재되어 상기 피스톤(220)을 항시 하방으로 가압한다.
추가적으로, 상기 샤프트(140)의 상단부가 끼움 결합된 피스톤(220)의 중심축(224) 하단부 외주면에는 피스톤(220)의 중심축(224)과 샤프트(140)의 결합력을 향상시키기 위한 홀더(226)가 구비된다. 상기 홀더(226)는 링 형상으로 구성되어 상기 피스톤(220)의 중심축(224) 외주면 둘레를 가압함으로써 중심축(224)과 샤프트(140)가 분리되지 않도록 한다. 상기 홀더(226)의 외측 둘레에는 일정한 간격으로 돌출된 가이드편(227)이 상하 수직 방향으로 연장 형성된다. 상기 가이드편(227)은 피스톤(220)과 샤프트(140)의 승강시 컴프레서(150)의 내주면에 형성된 가이드홈(158)에 삽입된 상태로 이동됨에 따라 피스톤(220)과 샤프트(140)가 유동없이 안정적으로 승강되도록 안내하는 역할을 수행한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 밸브바디(100)와 컴프레서(150)의 고정을 위한 보닛(300)과, 상기 보닛(300) 및 컴프레서(150)의 고정을 위한 보닛락(310)이 추가로 구비된다.
도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 보닛(300)은 대체로 원형의 링 형상으로 구성되어 상기 밸브바디(100)의 밸브하우징(110)과 컴프레서(150)를 동시에 커버하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 보닛(300)의 하부 개구는 상기 밸브바디(100)의 밸브하우징(110) 상부 외주면 직경에 상응하는 직경으로 형성되어 밸브바디(100) 외주면을 커버하고, 보닛(300)의 상부 개구는 상기 밸브바디(100)의 상측에 안착된 컴프레서(150)의 상부 외주면 직경에 상응하는 직경을 가지도록 형성되어 컴프레서(150)의 상부 외주면을 커버하도록 구성된다. 이에 따라, 상기 밸브바디(100)와 컴프레서(150)가 보닛(300)에 의해 동시에 고정 결합된다.
상기 보닛락(310)은, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 보닛(300)과 실린더(210) 사이를 감싸는 2개의 반원형 클램프로 구성되되, 일측 단부끼리는 서로 힌지 결합되고 타측 단부끼리는 볼트 등에 의해 상호 고정 결합된다. 이때, 상기 보닛락(310)의 하부에는 각각 하측으로 연장되는 제1고정돌기(311)가 돌출 형성되고, 상기 보닛(300)의 외주면에는 상기 보닛락(310)의 고정돌기가 삽입 결합되도록 고정홈(301)이 형성된다. 이와 같이 보닛락(310)의 제1고정돌기(311)가 보닛(300)의 고정홈(301)에 결합됨에 따라 상기 보닛(300)과 보닛락(310)이 상호 이탈되지 않고 견고하게 고정된다. 또한, 상기 보닛락(310)의 내주면에는 내측을 향하여 연장되는 다수의 제2고정돌기(312)가 형성되고, 상기 제2고정돌기(312)는 상기 컴프레서(150)의 상부 외주면에 형성된 절개홈(157)에 삽입 결합된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 보닛락(310)의 체결에 의해 보닛(300)과 컴프레서(150)가 상호 견고하게 고정 결합된다.
지금까지 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 구성에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 4 및 도 5 를 참조로 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브의 작동 관계에 대해 설명한다.
먼저, 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액상 약품 주입기용 밸브는 피스톤(220)과 샤프트(140)가 하강된 상태에 있으며, 샤프트(140)의 하단부가 토출구(132)를 막아 유입관(120)을 통하여 밸브하우징(110) 내부로 액상 약품이 유입되더라도 주입관(130)의 토출구(132)를 통해 액상 약품이 토출되지 않는다. 이때, 상기 샤프트(140) 상단 둘레의 다이어프램(142)은 가장자리가 밸브하우징(110)과 컴프레서(150) 사이에 압착 고정되며, 샤프트(140)의 하강에 의해 다이어프램(142)의 중앙부가 하측으로 둥글게 만곡 변형된 상태이다. 이 상태에서, 용기에 액상 약품의 주입이 필요한 경우에는, 실린더(210) 외측에 구비된 하측 에어홀(214)로 압축 공기가 유입된다. 이에 따라, 피스톤(220)이 실린더(210) 내부에서 상측으로 상승하게 되고, 이에 따라 상기 피스톤(220)의 하단에 결합된 샤프트(140)가 함께 상승하여 주입관(130) 단부의 토출구(132)가 개방되어 밸브바디(100) 내부에 수용되어 있던 액상 약품이 토출된다. 이때, 상기 샤프트(140) 상단 둘레의 다이어프램(142)은 가장자리가 밸브하우징(110)과 컴프레서(150) 사이에 압착 고정된 상태에서 샤프트(140)의 상승에 의해 다이어프램(142)의 중앙부가 상측으로 둥글게 만곡 변형된 상태이다. 한편, 액상 약품의 토출을 중단하기 위해서는 다시 상측 에어홀(214)에 압축공기를 공급하여 피스톤(220)을 하강시켜 도 4 와 같은 상태로 복귀하면 된다. 이러한 작동의 반복에 의해 반복적으로 액상 약품의 토출 제어가 가능하다.
이와 같은 구조와 작동에 따라, 유입관(120)과 주입관(130)이 서로 수직으로 교차됨으로써 유입관(120)을 통하여 유입되는 액상 약품의 이송을 위한 가압력이 주입관(130)에 직접적으로 전달되지 않기 때문에 샤프트(140)에 의해 토출구(132)가 폐쇄된 후 잔존 약품의 누액이 방지된다. 또한, 밸브바디(100)와 엑츄에이터(200) 사이가 샤프트(140)와 일체로 형성되고 형상 변형 가능하게 구성되는 다이어프램(142)에 의해 구분되기 때문에 엑츄에이터(200)로의 약품 침투로 인한 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100 : 밸브바디 110 : 밸브하우징
112 : 안착부 114 : 돌기홈
116 : 결합홈 120 : 유입관
122 : 너트 124 : 페룰
126 : 오링 130 : 주입관
132 : 토출구 140 : 샤프트
142 : 다이어프램 150 : 컴프레서
152 : 압착돌기 154 : 리브
156 : 결합편 157 : 절개홈
158 : 가이드홈 200 : 엑츄에이터
210 : 실린더 211 : 축관
212 : 결합돌기 214 : 에어홀
216 : 결합블럭 217 : 실린더커버
218 : 인디케이터 220 : 피스톤
222 : 피스톤바디 224 : 중심축
226 : 홀더 227 : 가이드편
228 : 스프링 300 : 보닛
301 : 고정홈 310 : 보닛락
311 : 제1고정돌기 312 : 제2고정돌기

Claims (8)

  1. 상부가 개구되고 내부에 액상 약품을 수용하는 공간부가 형성된 밸브하우징(110)과, 상기 밸브하우징(110)의 일측에 수평 방향으로 연장 형성되어 액상 약품이 유입되는 유입관(120)과, 하측에 수직 방향으로 연장 형성되고 말단부에 토출구(132)가 구비되어 유입된 액상 약품을 하측으로 토출하는 주입관(130)을 포함하는 밸브바디(100)와;
    상기 밸브하우징(110)과 주입관(130) 내부에 삽입 배치되고, 승강 작동에 따라 상기 주입관(130) 말단의 토출구(132)를 개폐하여 주입관(130)을 통한 액상 약품의 토출 작용을 단속하며, 상부 외주면에 상기 밸브하우징(110)의 개구를 커버하는 가요성 다이어프램(142)이 일체로 형성된 샤프트(140)와;
    상기 다이어프램(142)의 가장자리를 상방으로부터 가압하여 고정하는 컴프레서(150)와;
    상기 샤프트(140)를 승강시키는 엑츄에이터(200)를 포함하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴프레서(150)는 중공의 관체로 구성되되, 하단면에는 상기 다이어프램(142)을 상방에서 가압 압착하기 위한 압착돌기(152)가 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브하우징(110)의 상부 가장자리 둘레에는 상기 컴프레서(150)가 안착될 수 있도록 내측으로 연장된 안착부(112)가 형성되고, 상기 안착부(112)의 중앙에는 상기 컴프레서(150)의 압착돌기(152)와 상응하는 오목한 돌기홈(114)이 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컴프레서(150)의 하단부 외측에는 결합편(156)이 수직 방향으로 돌출 형성되고, 상기 밸브하우징(110)의 안착부(112) 최외측 가장자리에는 상기 컴프레서(150)의 결합편(156)이 삽입 결합될 수 있도록 결합홈(116)이 형성된 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 엑츄에이터(200)는 실린더(210)와, 상기 샤프트(140)의 상단부와 결합되고 상기 실린더(210) 내부에서 공압에 의해 승강 작동되는 피스톤(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 밸브바디(100)와 컴프레서(150)의 고정을 위한 보닛(300)과;
    상기 보닛(300)과 컴프레서(150)의 고정을 위한 보닛락(310)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보닛(300)은 링 형상으로 구성되되, 상기 보닛(300)의 하부 개구는 상기 밸브바디(100)의 밸브하우징(110) 상부 외주면 직경에 상응하는 직경으로 형성되어 밸브바디(100) 외주면을 커버하고, 보닛(300)의 상부 개구는 상기 밸브바디(100)의 상측에 안착된 컴프레서(150)의 상부 외주면 직경에 상응하는 직경을 가지도록 형성되어 컴프레서(150)의 상부 외주면을 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 보닛락(310)은 2개의 반원형 클램프로 구성되되, 일측 단부끼리는 서로 힌지 결합되고 타측 단부끼리는 상호 고정 결합되며, 상기 보닛락(310)의 하부에는 각각 하측으로 연장되는 제1고정돌기(311)가 돌출 형성되고, 상기 보닛(300)의 외주면에는 상기 보닛락(310)의 고정돌기가 삽입 결합되도록 고정홈(301)이 형성되며, 상기 보닛락(310)의 제1고정돌기(311)가 보닛(300)의 고정홈(301)에 결합됨에 따라 상기 보닛(300)과 보닛락(310)이 상호 고정되며, 상기 보닛락(310)의 내주면에는 내측을 향하여 연장되는 다수의 제2고정돌기(312)가 형성되고, 상기 제2고정돌기(312)는 상기 컴프레서(150)의 상부 외주면에 형성된 절개홈(157)에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 액상 약품 주입기용 밸브.
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