KR20230056979A - 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브 - Google Patents

샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브 Download PDF

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KR20230056979A
KR20230056979A KR1020210140872A KR20210140872A KR20230056979A KR 20230056979 A KR20230056979 A KR 20230056979A KR 1020210140872 A KR1020210140872 A KR 1020210140872A KR 20210140872 A KR20210140872 A KR 20210140872A KR 20230056979 A KR20230056979 A KR 20230056979A
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Abstract

본 발명은 샤프트의 외측면에 샤프트쉴드윙을 구비하여 개폐블레이드가 유체이동로를 폐쇄하거나 개방하였을 경우, 블레이드이동로의 내측부분 및 말단부분을 긴밀하게 밀폐함으로써, 블레이드이동로 및 구동부로 공정가스가 침투되는 것을 방지하는 기능이 포함된 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브이다.

Description

샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브{Gate valve with shaft shield wing}
본 발명은 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브에 관한 것으로서, 내측에 유체이동로(111)가 관통되어 형성되고, 상기 유체이동로(111)와 연통되는 블레이드이동로(112)가 형성되며, 상기 블레이드이동로(112)의 내측에 제1 밀착단(113)이 내측방향으로 돌출형성되고, 상기 블레이드이동로(112)의 말단측에는 제2 밀착단(114)이 내측방향으로 돌출형성되는 하우징(110);과, 상기 하우징(110)의 말단에 결합되는 구동부(120);와, 상기 구동부(120)의 선단에 형성되어 구동여부에 따라 수평방향으로 이동하는 샤프트(130);와, 상기 샤프트(130)의 선단에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 유체이동로(111)를 개폐하는 개폐블레이드(140); 및 상기 샤프트(130)의 외주면에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 제1 밀착단(113) 또는 제2 밀착단(114)에 밀착되는 샤프트쉴드윙(150);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체는 공정밀도를 요구하므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다.
이러한 이유로 반도체 소자는 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 진공상태에서 제조되며, 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 준다.
상기와 같은 반도체를 제조하기 위한 공정구간에는 다양한 형상의 게이트밸브가 설치되어 세정모듈을 통과한 가스를 챔버간 전달하거나 차단하는 기능을 수행하게 된다.
상기와 같은 게이트밸브는, 공정챔버와 공정챔버 사이에 유입부 또는 유출부가 각각 결합된 상태에서 유출부 또는 유입부가 상호간 결합되어 실린더의 구동에 따라 밀폐부재인 블레이드가 해당 유입부를 개폐함으로써, 유출부로 가스가 전달되거나 차단되도록 동작한다.
이러한 게이트 밸브는 다양한 형태로 제작되어 공개되고 있으며, 그 중 하기 특허문헌 1의 “자동 진공압력 조절용 게이트밸브 및 이를 이용한 자동 진공압력 조절방법(대한민국 등록특허문헌 제10-1553354호)”이 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1의 “자동 진공압력 조절용 게이트밸브 및 이를 이용한 자동 진공압력 조절방법”은 개폐작동부(16)는 진공챔버(102)의 진공압력을 체크하는 진공 게이지(106)에 의해 진공압력 값을 전송받아 미리 설정된 진공압력과 비교연산하여 작동 제어신호를 산출하는 제어부(108)에 의해 제어신호를 입력받아 작동하는 서보모터(18)와, 상기 서보모터(18)의 작동축(22)에 연결되어 직선운동하는 구동기어(24)와, 상기 구동기어(2 4)의 직선운동에 맞물려 회전하는 피동기어(26)와, 상기 피동기어(26)와 고정설치되어 회전하는 회전축하우징(36)과, 상기 회전축하우징(36)의 회전에 의해 스윙작동하는 작동바(28)와, 상기 작동바(28)와 링크연결되어 상 하 왕복운동하면서 유체통로(6)를 단계적으로 개폐하는 개폐디스크(32)로 구성하고, 상기 개폐디스크(32)의 일측에는 개폐디스크(32)의 진행방향을 기준으로 상하좌우로의 움직임을 안내할 수 있도록 다수의 이송롤러(34)를 설치하되, 개폐디스크(32)의 각 모서리에 설치방향이 직교하도록 각각 2개의 이송롤 러(34)를 설치하며, 상기 개폐작동부(16)의 개폐디스크(32)가 직선운동을 할 수 있도록 몸체(2)와 결합되어 작동공간을 형성하는 커버플레이트(20)로 구성되어 기계구성을 단순화 및 소형화하여 원가절감과 유지보수 비용 절감 및 진공압력 조절을 위한 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “자동 진공압력 조절용 게이트밸브 및 이를 이용한 자동 진공압력 조절방법”는 유체통로가 개방된 상태 또는 폐쇄된 상태에서 공정가스(NF3 등)가 개폐디스크가 이동하는 공간 사이로 인입되어 몸체 및 개폐작동부 내로 침투함으로써, 공정가스(NF3 등)에 의해 몸체 및 개폐작동부 내의 구성요소들이 화학적 반응을 일으켜 파티클이 발생되어 밸브의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허문헌 제10-1553354호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 샤프트의 외측면에 샤프트쉴드윙을 구비하여 개폐블레이드가 유체이동로를 폐쇄하거나 개방하였을 경우, 블레이드이동로의 내측부분 및 말단부분을 긴밀하게 밀폐함으로써, 블레이드이동로 및 구동부로 공정가스가 침투되는 것을 방지하는 기능이 포함된 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브는, 내측에 유체이동로(111)가 관통되어 형성되고, 상기 유체이동로(111)와 연통되는 블레이드이동로(112)가 형성되며, 상기 블레이드이동로(112)의 내측에 제1 밀착단(113)이 내측방향으로 돌출형성되고, 상기 블레이드이동로(112)의 말단측에는 제2 밀착단(114)이 내측방향으로 돌출형성되는 하우징(110);과, 상기 하우징(110)의 말단에 결합되는 구동부(120);와, 상기 구동부(120)의 선단에 형성되어 구동여부에 따라 수평방향으로 이동하는 샤프트(130);와, 상기 샤프트(130)의 선단에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 유체이동로(111)를 개폐하는 개폐블레이드(140); 및 상기 샤프트(130)의 외주면에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 제1 밀착단(113) 또는 제2 밀착단(114)에 밀착되는 샤프트쉴드윙(150);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 밀착단(113)과 상기 제2 밀착단(114)은 상기 샤프트쉴드윙(150)과 동일한 형상으로 형성되고, 상기 샤프트쉴드윙(150)은 상기 제1 밀착단(113)과 상기 제2 밀착단(114) 사이의 공간에서 이동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트쉴드윙(150)은, 중앙에 타원형상으로 형성되는 샤프트결합공(151)이 형성되고, 상기 샤프트결합공(151)의 외측 양쪽에는 직사각형태의 밀폐날개부(152, 152`)가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트결합공(151)의 상부 및 하부에 소정의 각도로 통공형성되는 제1 볼트체결공(153a, 153b)이 각각 대칭형성되고, 상기 샤프트(130)의 선단 상부 및 하부에는 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b)과 대응되는 위치에 제2 볼트체결공(131a, 131b)이 각각 대칭형성되며, 상기 샤프트(130)의 선단에 상기 샤프트쉴드윙(150)이 결합된 상태에서 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b) 및 상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)에 볼트부재(160)가 사선방향으로 각각 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트결합공(151)의 내측 양면에 수직면으로 이루어진 제1 삽입가이드단(154, 154`)이 각각 형성되고, 상기 샤프트(130)의 선단 양측에는 상기 제1 삽입가이드단(154, 154`)과 대응되는 위치에 제2 삽입가이드단(132, 132`)이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 샤프트의 전진 또는 후진이동에 따라 샤프트쉴드윙이 블레이드이동로의 내측 또는 말단측에 긴밀하게 접촉됨으로써, 블레이드이동로 및 구동부로 공정가스가 침투되는 것을 차단하여 파티클 발생을 저하시켜 밸브의 수명을 연장시키고, 유지 및 보수비용이 절감된다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브의 전체 모습을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브의 분해된 모습을 보인 사시도
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브의 구성 중 샤프트, 개폐블레이드 및 샤프트쉴드윙의 분해 및 결합된 모습을 보인 사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브의 구성 중 유체이동로가 개방되었을 때의 모습을 보인 단면도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브의 구성 중 유체이동로가 개폐블레이드에 의해 폐쇄되었을 때의 모습을 보인 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1 또는 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100)는 크게, 하우징(110), 구동부(120), 샤프트(130), 개폐블레이드(140) 및 샤프트쉴드윙(150)으로 구성된다.
먼저, 하우징(110)에 대하여 설명한다. 상기 하우징(110)은 도 1 또는 도 2에 나타낸 것과 같이, 후술할 개폐블레이드(140)가 내설되고, 공정가스가 이동하는 통로가 형성되는 일종의 외형틀로서, 유체이동로(111), 블레이드이동로(112) 및 제1, 2 밀착단(113, 114)로 구성된다.
상기 유체이동로(111)는 상기 하우징(110)의 내측에 유체가 이동하는 유로로서, 수직방향으로 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 블레이드이동로(112)는 상기 유체이동로(111)의 내측으로부터 상기 하우징(110)의 말단측까지 통공형성되는 것으로서, 상기 개폐블레이드(140)가 전진 또는 후진방향으로 이동하여 상기 유체이동로(111)에 진입하거나 이탈하는 것을 가능하게 한다.
상기 제1 밀착단(113)은 상기 블레이드이동로(112)의 내측 중간부분에 내측방향으로 돌출형성되는 단턱구조로서, 상기 개폐블레이드(140)가 전진하여 상기 유체이동로(111)를 폐쇄하는 경우, 후술할 샤프트쉴드윙(150)의 전면측과 맞닿아 긴밀한 밀폐가 이루어지고, 상기 개폐블레이드(140)의 전진이동을 제한하는 스토퍼 역할도 가능하다.
또한, 상기 제1 밀착단(113)의 테두리에는 긴밀한 밀폐를 위해 오형링(O)이 삽입고정된다.
상기 제2 밀착단(114)은 상기 블레이드이동로(112)의 말단측에 내측방향으로 돌출형성되는 단턱구조로서, 상기 제1 밀착단(113)과 동일한 형상과 크기로 이루어지고, 상기 개폐블레이드(140)가 후진하여 상기 유체이동로(111)를 개방하는 경우, 상기 샤프트쉴드윙(150)의 후면측과 맞닿아 긴밀한 밀폐가 이루어지고, 상기 개폐블레이드(140)의 후진이동을 제한하는 스토퍼 역할도 가능하다.
한편, 상기 제2 밀착단(114)의 테두리에는 상기 제1 밀착단(113)과 마찬가지고 긴밀한 밀폐를 위해 오형링(O)이 삽입고정된다.
다음으로, 구동부(120)에 대하여 설명한다. 상기 구동부(120)는 도 1 또는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 하우징(110)의 말단에 결합되고, 후술할 샤프트(130)와 연결되어 상기 샤프트부(130)를 전진 또는 후진시키는 구동을 하는 구성요소로서, 상기 구동부(120)는 실린더구조로 이루어지는 것이 바람직하고, 이외에 공압 작동 방식, 유압 작동 방식, 서보 모터를 이용하는 전기적 구동 방식은 물론, 수동 작동 방식 등 대단히 다양한 실시예가 가능하다.
다음으로, 샤프트(130)에 대하여 설명한다. 상기 샤프트(130)는 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 그 선단에는 상기 개폐블레이드(140)가 결합되고, 상기 구동부(120)의 선단에 형성되어 상기 구동부(120)의 구동여부에 따라 상기 개폐블레이드(140)를 전진 또는 후진이동하는 구성요소로서, 제2 볼트체결공(131a, 131b) 및 제2 삽입가이드단(132, 132`)로 구성된다.
상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)은 상기 샤프트(130)의 선단 상부 및 하부에 타공형성되는 구성요소로서, 후술할 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b)을 통과한 볼트(160)가 체결된다.
한편, 상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)은 상, 하부 각각 대칭을 이루며 소정의 각도로 경사지게 형성됨으로써, 상기 볼트(160)의 체결력이 향상되는 것이 가능해 진다.
상기 제2 삽입가이드단(132, 132`)은 상기 샤프트(130)의 선단 양측에 수직면으로 형성되는 구성요소로서, 상기 샤프트(130)의 선단에 상기 샤프트쉴드윙(150)이 삽입되는 과정에서 후술할 제1 삽입가이드단(154, 154`)와 맞닿아 상기 샤프트쉴드윙(150)이 올바르게 삽입되어 결합되는 것을 가이드하고, 상기 샤프트쉴드윙(150)이 회전되는 것을 방지해 준다.
한편, 상기 구동부(120)의 내측에 위치한 상기 샤프트(130)의 외측면에는 혹시 모를 공정가스 등의 이물질로부터 상기 샤프트(130)를 보호하는 벨로우즈(170)가 더 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 개폐블레이드(140)에 대하여 설명한다. 상기 개폐블레이드(140)는 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 유체이동로(111) 또는 상기 블레이드이동로(112)에 위치되고, 상기 샤프트(130)의 전진 또는 후진이동에 따라 상기 유체이동로(111)를 개폐하는 구성요소로서, 상기 개폐블레이드(140)는 상기 샤프트(130)의 선단에 형성된 함몰홈(미도시)에 삽입된 상태에서 수직방향으로 볼팅체결되는 것이 바람직하다.
다음으로, 샤프트쉴드윙(150)에 대하여 설명한다. 상기 샤프트쉴드윙(150)은, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 샤프트(130)의 외주면에 결합되어 상기 제1 밀착단(113)과 상기 제2 밀착단(114) 사이의 공간에서 이동되고, 상기 샤프트(130)의 전진 또는 후진이동에 따라 상기 제1 밀착단(113) 또는 제2 밀착단(114)에 밀착되어 상기 개폐블레이드(140)가 전진하거나 후진한 상태에서도 공정가스가 상기 블레이드이동로(112) 또는 상기 구동부(120)의 내측으로 침투되는 것을 방지하는 구성요소로서, 상기 샤프트쉴드윙(150)은 상기 제1 밀착단(113) 및 상기 제2 밀착단(114)과 동일한 형상으로 형성되고, 그 크기는 크게 형성되어 이탈되지 않도록 형성한다.
한편, 상기 샤프트쉴드윙(150)은 샤프트결합공(151), 밀폐날개부(152, 152`), 제1 볼트체결공(153a, 153b) 및 제1 삽입가이드단(154, 154`)로 구성된다.
상기 샤프트결합공(151)은 중앙측에 길이방향으로 긴 타원형상으로 형성되는 구성요소로서, 상기 샤프트결합공(151)을 통해 상기 샤프트쉴드윙(150)과 상기 샤프트(130)가 결합된다.
상기 밀폐날개부(152, 152`)는 상기 샤프트결합공(151)의 외측 양쪽에 연장형성되는 직사각형태의 구성요소로서, 상기 샤프트쉴드윙(150)이 상기 제1 밀착단(113) 또는 제2 밀착단(114)에 밀착되는 면적을 확보시켜주는 역할을 한다.
상기 제1 볼트체결공(153a, 153b)은 상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)와 마찬가지로 상기 샤프트결합공(151)의 상부 및 하부에 타공형성되는 구성요소로서, 상기 볼트(160)가 체결되고, 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b) 또한 상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)과 마찬가지로 상, 하부 각각 대칭을 이루며 소정의 각도로 경사지게 형성됨으로써, 상기 볼트(160)의 체결력이 향상되는 것을 가능하게 한다.
상기 제1 삽입가이드단(154, 154`)은 상기 샤프트결합공(151)의 내측 양면에 수직면으로 이루어진 구성요소로서, 상기 샤프트(130)의 선단에 상기 샤프트쉴드윙(150)이 삽입되는 과정에서 상기 제2 삽입가이드단(132, 132`)와 맞닿아 상기 샤프트쉴드윙(150)이 올바르게 삽입되어 결합되는 것을 가이드하고, 상기 샤프트쉴드윙(150)이 회전되는 것을 방지해 준다.
한편, 상기 샤프트쉴드윙(150)의 전면 및 후면 테두리에는 긴밀한 밀폐를 위해 오형링(O)이 삽입고정된다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브
110: 하우징 111: 유체이동로
112: 블레이드이동로 113: 제1 밀착단
114: 제2 밀착단
120: 구동부
130: 샤프트 131a, 131b: 제2 볼트체결공
132, 132`: 제2 삽입가이드단
140: 개폐블레이드
150: 샤프트쉴드윙 151: 샤프트결합공
152, 152`: 밀폐날개부 153a, 153b: 제1 볼트체결공
154, 154`: 제1 삽입가이드단
160: 볼트부재
170: 벨로우즈
O: 오형링

Claims (5)

  1. 내측에 유체이동로(111)가 관통되어 형성되고, 상기 유체이동로(111)와 연통되는 블레이드이동로(112)가 형성되며, 상기 블레이드이동로(112)의 내측에 제1 밀착단(113)이 내측방향으로 돌출형성되고, 상기 블레이드이동로(112)의 말단측에는 제2 밀착단(114)이 내측방향으로 돌출형성되는 하우징(110);
    상기 하우징(110)의 말단에 결합되는 구동부(120);
    상기 구동부(120)의 선단에 형성되어 구동여부에 따라 수평방향으로 이동하는 샤프트(130);
    상기 샤프트(130)의 선단에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 유체이동로(111)를 개폐하는 개폐블레이드(140); 및
    상기 샤프트(130)의 외주면에 결합되어 상기 샤프트(130)의 전, 후진 이동에 따라 상기 제1 밀착단(113) 또는 제2 밀착단(114)에 밀착되는 샤프트쉴드윙(150);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀착단(113)과 상기 제2 밀착단(114)은 상기 샤프트쉴드윙(150)과 동일한 형상으로 형성되고,
    상기 샤프트쉴드윙(150)은 상기 제1 밀착단(113)과 상기 제2 밀착단(114) 사이의 공간에서 이동되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 샤프트쉴드윙(150)은,
    중앙에 타원형상으로 형성되는 샤프트결합공(151)이 형성되고,
    상기 샤프트결합공(151)의 외측 양쪽에는 직사각형태의 밀폐날개부(152, 152`)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샤프트결합공(151)의 상부 및 하부에 소정의 각도로 통공형성되는 제1 볼트체결공(153a, 153b)이 각각 대칭형성되고,
    상기 샤프트(130)의 선단 상부 및 하부에는 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b)과 대응되는 위치에 제2 볼트체결공(131a, 131b)이 각각 대칭형성되며,
    상기 샤프트(130)의 선단에 상기 샤프트쉴드윙(150)이 결합된 상태에서 상기 제1 볼트체결공(153a, 153b) 및 상기 제2 볼트체결공(131a, 131b)에 볼트부재(160)가 사선방향으로 각각 체결되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100).
  5. 제3항에 있어서,
    상기 샤프트결합공(151)의 내측 양면에 수직면으로 이루어진 제1 삽입가이드단(154, 154`)이 각각 형성되고,
    상기 샤프트(130)의 선단 양측에는 상기 제1 삽입가이드단(154, 154`)과 대응되는 위치에 제2 삽입가이드단(132, 132`)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트쉴드윙이 구비된 게이트밸브(100).

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