KR20230109746A

KR20230109746A - 이중 축 시트 리테이너

Info

Publication number: KR20230109746A
Application number: KR1020237021284A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 피. 모건
Original assignee: 파커-한니핀 코포레이션
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-07-20
Also published as: US20230358318A1; TW202235761A; WO2022115352A1; EP4196703A1; JP2023551093A

Abstract

밸브 조립체는 밸브 통로를 형성하는 밸브 본체 및 밸브 본체 내에 배치된 밸브 시트를 포함한다. 밸브 조립체는 또한 밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트에 대해 밀봉되는 폐쇄 위치와 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 액추에이터를 포함한다. 밸브 조립체는 밸브 시트와 접촉하여 밸브 본체 내에 배치된 밸브 시트 리테이너를 포함한다. 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하도록 구성된다.

Description

이중 축 시트 리테이너

본 출원은 2020년 11월 30일에 출원된 미국 가출원 제 63/118,997호의 우선권을 주장하며, 이 가출원의 내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

본 출원은 일반적으로 밸브에 관한 것으로, 특히 반도체 제조에 사용되는 고순도 밸브에 관한 것이다.

반도체 산업에는 특정 제품 요구를 갖는 다수의 세그먼트가 존재한다. 이러한 세그먼트 중 하나는 고온 증착이다. 이러한 응용에서, 액체 또는 고체 형태의 공정 화학물질을 가열하여 증기압을 발생시킨 다음, 가열된 증기를 반응 챔버로 보낸다. 반응 챔버로의 전달 전체에 걸쳐 증기가 응축되지 않도록 높은 증기 온도를 유지하는 것이 중요하다. 예를 들어, 현재의 증착 기술은, 200°C(293°F)만큼 높은 온도에서 실행될 수 있는데, 새로운 화학물질에 대해 작동 온도를 250°C(482°F)로 증가시키고 압력을 증가시켜, 기존의 낮은 증기압 물질의 처리량을 증가시킬 필요가 있다. 그러한 고순도 밸브의 제조에 사용되는 물질은 이중 재용융 316I 스테인리스 스틸을 포함하고, 표면은 반도체 제조에 사용되는 다양한 가스들로부터의 부식에 저항할 크롬 산화물 풍부 층을 제공하기 위해 전해연마를 통해 더 정제된다.

상승된 온도에서의 동작을 위한 고순도 밸브는 인가되는 폐쇄력으로 인한 밸브 시트의 압출(extrusion)을 방지하기 위해 잘 지지되는 밸브 시트를 필요로 한다. 전형적인 설계에서, 금속체가 연성 밸브 시트 물질 위에 크림핑되어 압출 없이 밸브 시트를 제자리에 유지한다. 구체적으로, 밸브 본체 상의 립(lip)이 밸브 시트 상의 렛지(ledge) 위에 크림핑되거나 롤링되어 밸브 시트를 압박한다. 이러한 설계는 이러한 고순도 밸브에 대해 두 가지 문제를 일으킨다. 첫 번째로, 밸브 본체 물질이 크림핑될 때 변위되고, 그에 의해서 물질 표면을 파괴한다. 예를 들어, 그러한 크림핑은 스테인리스 스틸 상의 크롬 산화물 표면 층을 뚫어 파괴할 수 있고, 이로 인해 그 위치에서 밸브 본체가 부식될 수 있다. 둘째, 밸브 시트는 밸브 시트를 교체하는 것이 필요하거나 교체하는 것이 바람직한 상황에서 쉽게 제거 및 교체될 수 없다. 예를 들어, 증착을 위해 종종 사용되는 캐니스터 구성에서, 화학 물질 전달 캐니스터가 비워질 때, 캐니스터 및 부착된 전달 및 퍼지 밸브는 완전히 분해되고, 세척되고, 재조립되거나 완전히 교체된다. 적어도 캐니스터 밸브에 대해, 밸브 시트는 전형적으로 매 캐니스터 충전 사이클마다 교체된다. 이러한 밸브의 재조립 및/또는 교체는, 크림핑에 의해서 부착된 밸브 시트와 같이, 밸브 시트를 제거하기가 어렵거나 불가능할 때 문제가 되며, 결과적으로 시간이 낭비되고 고가의 용접 또는 크림핑된 밸브 조립체의 폐기를 초래한다.

본원에 개시된 밸브는 종래의 크림핑 또는 용접된 밸브 시트에 의해 유발되거나 그와 연관된 문제점을 해결한다. 크림핑 또는 용접된 밸브 시트 대신에, 본 개시 내용의 밸브 구성은 밸브 시트를 밸브 본체 내에 고정하도록 구성된 가요성 이중 축 밸브 시트 리테이너를 포함하고, 그에 따라 밸브 시트는, 하중 하에서(즉, 밸브 액추에이터에 의해서 밀봉될 때) 밸브 시트의 이동을 방지하기 위해서 측방향으로 그리고 축방향으로 지지된다. 밸브 시트 리테이너는 밸브 시트를 제자리에 유지하기 위한 축방향 힘으로 완전히 조립될 때 밸브 액추에이터로부터 일정하게 인가되는 힘을 전달하도록 구성된 가요성 부재이다. 동시에, 밸브 시트 리테이너의 편향은 밸브 시트 리테이너를 밸브 시트에 대해 측방향 내측으로 구동하고, 이에 의해 밸브 시트를 측방향으로 지지하기 위해 밸브 시트 상에 측방향 힘을 전달하여 상승된 온도에서의 하중 하에서 밸브 시트의 압출을 방지한다. 밸브 시트 리테이너는 가스가 밸브 시트 리테이너를 통해 유동할 수 있게 하는 복수의 구멍을 포함한다. 밸브 시트 리테이너의 사용은 표면 손상 및 밸브 본체 표면 물질의 후속 부식을 방지하면서 쉽게 교체될 수 있는 잘 지지된 밸브 시트를 산출한다.

본 발명의 양태는 밸브 통로를 형성하는 밸브 본체, 밸브 본체 내에 배치된 밸브 시트, 및 밸브 액추에이터를 포함하는 밸브 조립체이며, 밸브 액추에이터는 밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트에 대해 밀봉되는 폐쇄 위치와 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 이동가능하다. 밸브 조립체는 또한 밸브 시트와 접촉하여 밸브 본체 내에 배치되고 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된 밸브 시트 리테이너를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 밸브 조립체에서 사용된 밸브 시트를 교체하는 방법이며, 이 방법은 밸브 조립체로부터 밸브 시트 리테이너를 제거하는 단계, 밸브 조립체로부터 사용된 밸브 시트를 제거하는 단계, 새로운 밸브 시트를 밸브 조립체에 삽입하는 단계, 및 밸브 시트 리테이너를 새로운 밸브 시트와 접촉하게 밸브 조립체 내로 다시 삽입하는 단계를 포함하며, 삽입된 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 새로운 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 새로운 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태는 밸브 조립체를 조립하는 방법이며, 이 방법은 밸브 시트 리테이너의 내측 에지가 밸브 조립체 내의 밸브 시트와 접촉하도록 밸브 시트 리테이너를 밸브 조립체의 밸브 본체에 삽입하는 단계, 및 밸브 액추에이터의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체에 삽입하는 단계를 포함한다. 조립 방법은 또한 밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 축방향 하중력이 부여되도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계, 및 밸브 시트 리테이너에 의해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하는 단계를 포함한다.

전술한 목적 및 관련 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이후에 충분히 설명되고 특히 청구항에서 지적된 특징을 포함한다. 다음의 설명 및 첨부된 도면들은 본 발명의 특정 예시적인 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 원리들이 이용될 수 있는 다양한 방식들 중 일부만을 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 새로운 특징은 도면과 함께 고려될 때 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 밸브 시트 리테이너를 포함하는 밸브 조립체의 단면도이다.
도 2는 도 1의 밸브 조립체에 사용되는 밸브 시트 리테이너 및 밸브 시트의 사시도이다.
도 3a는 부분적으로 조립된 상태의 도 1의 밸브 조립체의 단면도이다.
도 3b는 완전 조립 상태 및 개방 위치에서의 도 1의 밸브 조립체의 단면도이다.
도 4는 도 1, 도 3 및 도 4의 밸브 조립체의 단면 확대도로서, 밸브 시트 및 밸브 시트 리테이너와 관련된 추가적인 세부사항을 도시한다.
도 5는 밸브 조립체에서 사용된 밸브 시트를 교체하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 밸브 조립체를 조립하는 방법의 흐름도이다.

이제, 본 출원의 실시예들이 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 도면들 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 지칭하는 데 사용된다. 도면들이 반드시 축척에 맞는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다.

도 1은 밸브 통로(14)를 형성하는 밸브 본체(12), 및 밸브 본체(12) 내에 배치된 밸브 시트(16)를 가지는 밸브 조립체(10)를 도시한다. 밸브 통로(14)는, 예를 들어, 밸브 통로(14) 내에 도시된 화살표의 방향을 따라서 또는 화살표의 반대 방향을 따라서, 물질 유동이 통과하도록 구성된다. 밸브 조립체(10)는 밸브 통로(14)를 폐쇄하고 물질이 밸브를 통해 유동하는 것을 방지하기 위해 밸브 액추에이터(18)가 밸브 시트(16)에 대해 밀봉되는 폐쇄 위치와, 밸브 통로(14)를 개방하고 물질이 밸브를 통해 유동하는 것을 허용하기 위해 밸브 액추에이터(18)가 밸브 시트(16)로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 액추에이터(18)를 포함한다. 밸브 조립체(10)는 또한 밸브 시트(16)와 접촉하여 밸브 본체(12) 내에 배치된 이중 축 밸브 시트 리테이너(20)를 포함한다. 밸브 시트 리테이너(20)는 가요성이고 밸브 조립체(10) 내에서 지지되어, 잘 지지된 밸브 시트(16)를 제공하고 밸브 액추에이터(18)가 폐쇄 위치에서 밸브 시트(16)에 대해서 밀봉될 때 밸브 시트(16)의 압출을 방지한다. 예를 들어, 밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 본체(12) 내에서 밸브 시트 리테이너의 내측 에지(20a) 상에서 밸브 시트(16)와 접촉하여, 그리고 밸브 시트 리테이너의 외측 에지(20b)에서 밸브 액추에이터(18)(예를 들어, 밸브 액추에이터(18)의 격막(26), 아래에서 더 상세히 설명됨)와 접촉하여 배치될 수 있어서, 가요성 밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 조립체(10) 내에서 하중 하에서 편향된다. 이러한 방식으로, 이중 축 밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 시트(16) 상에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된다.

도 1에 도시된 실시예에서, 밸브 액추에이터(18)는 피스톤(24) 및 격막(26)을 포함한다. 피스톤(24)은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 선형으로 이동가능할 수 있다. 피스톤(24)이 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동함에 따라, 피스톤(24)은 격막(26)을 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 각각 이동시킨다. 구체적으로, 밸브 액추에이터(18)의 개방 위치에서, 밸브 액추에이터(18)의 피스톤(24)은 제1 위치에 있고, 격막(26)은 개방 위치(밸브 시트(16)에서 들어올려짐)에 있다. 밸브 액추에이터(18)의 폐쇄 위치에서, 피스톤(24)은 제2 위치에 있고 격막(26)은 밀봉 위치(밸브 시트(16)에 대해 밀봉됨)에 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 격막(26)은 격막이 밸브 시트(16)로부터 이격되는 개방 위치로 편향되어, 밸브 통로(14)는 물질이 밸브를 통해 흐르도록 개방된다. 격막(26)은 피스톤(24)에 의해 개방 위치로부터 밀봉 위치로 이동가능하고, 밀봉 위치에서 격막은 밸브 시트(16)에 대해 밀봉되어 밸브 통로(14)를 폐쇄하고 물질이 밸브를 통해 흐르는 것을 방지한다. 밀봉 위치에서, 격막(26)은 격막과 밸브 시트 사이에 유연성 밀봉부를 형성하기 위해 밸브 시트(16)의 형상에 따른 윤곽을 이루도록 구성된다. 밸브 액추에이터(18)는 피스톤(24) 위에 그리고 그 주위에 배치된 캡(28) 및 밸브 조립체(10) 내에 피스톤(24), 격막(26) 및 캡(28)을 고정하도록 구성된 너트(30)를 포함할 수 있다. 피스톤(24), 격막(26), 캡(28) 및 너트(30)를 포함하는 밸브 액추에이터(18)는 비한정적인 예로서 설명되고, 다른 유형의 밸브 액추에이터가 본원에 설명된 밸브 조립체(10)에 적용 가능할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

조립 중에, 너트(30)는 밸브 액추에이터를 고정하기 위하여 밸브 본체(12)와 맞물린다. 예를 들어, 너트(30)는 밸브 본체(12)의 대응하는 나사산 부분과 맞물리고 고정되도록 구성된 나사산 부분을 가질 수 있다. 너트(30)가 밸브 본체(12) 내에 맞물릴 때, 너트(30)는 캡(28) 및 격막(16)의 외측 에지에 축방향 하중력을 부여하여, 캡(28) 및 격막(16)을 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)에 대해 구동한다. 따라서, 밸브 액추에이터(18)가, 특히 캡(28) 및 너트(30)를 통해 격막(26)이 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)에 축방향 하중력을 부여하여, 밸브 시트 리테이너가 편향 및 병진 이동하여 밸브 시트(16)에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하게 한다. 밸브 조립체(10)가 완전히 조립되고 너트(30)가 밸브 본체(12)와 완전히 맞물리고 고정되면, 밸브 액추에이터(18)의 피스톤(24)이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동함에 따라, 축방향 하중력, 축방향 지지력 및 측방향 지지력은 밸브 조립체(10)의 동작 전체에 걸쳐 일정하게 유지된다.

도 2를 참조하면, 밸브 시트 리테이너(20) 및 밸브 시트(16)가 추가적인 설명을 위해 밸브 조립체(10)의 나머지와 분리되어 함께 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)와 내측 에지(20a) 사이에 배열된 복수의 구멍(32)을 포함하여, 밸브 액추에이터(18)가 개방 위치에 있을 때 물질이 밸브 통로(14)를 통해 유동할 수 있도록 밸브 시트 리테이너(20)를 통한 물질의 통과를 허용한다. 밸브 시트 리테이너(20)는 예를 들어 엘질로이(Elgiloy)로 제조될 수 있다. 밸브 시트(16)는 예를 들어 테플론(Teflon) 또는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)으로 제조될 수 있다. 밸브 시트 리테이너(20) 및 밸브 시트(16)는 예를 들어 환형일 수 있다.

밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 시트 리테이너(20)가 밸브 조립체(10) 내에서 하중을 받을 때 편향되어 밸브 시트(16)에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여할 수 있도록 내측 에지(20a)로부터 외측 에지(20b)로 소정 각도로 연장되도록 구성된다. 구체적으로, 도 3a를 참조하면, 밸브 시트 조립체(18)의 조립 동안, 밸브 시트(16)는 밸브 시트 리테이너(20)의 내측 에지(20a)가 밸브 시트(16)와 접촉하고 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)가 밸브 시트(16)로부터 밸브 액추에이터(18)를 향해 소정 각도로 연장하도록 밸브 본체(12) 내로 삽입된다. 도 3a는, 밸브 액추에이터(18)의 너트(30)가 밸브 본체(12)와 완전히 맞물리고 및 고정되기 전에 그리고 밸브 액추에이터(18)가 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)에 축방향 하중력을 부여하기 전에, 부분적으로 조립된 상태의 밸브 조립체(10) 내의 밸브 시트 리테이너(20)를 도시한다. 도 3b를 참조하면, 밸브 액추에이터(18)가 삽입되고 너트(30)가 밸브 본체(12)와 완전히 맞물리고 고정된 후에, 밸브 액추에이터(18)가, 구체적으로 캡(28) 및 너트(30)를 통해 격막(26)이 밸브 시트 리테이너(20)의 외측 에지(20b)에 축방향 하중력(36)을 부여하여 밸브 시트 리테이너(20)가 편향되고 밸브 시트(16)에 축방향 지지력(38) 및 측방향 지지력(34)을 부여하게 한다. 따라서, 밸브 액추에이터(18)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동될 때, 밸브 시트(16)가 압출되는 것이 방지된다.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 밸브 시트(16)는 밸브 시트(16)의 내측 표면(16a), 하부 표면(16b), 및 외측 표면(16c)에서 적어도 부분적으로 지지되도록, 밸브 시트(16)가 밸브 본체(12)의 노치(42) 내에 적어도 부분적으로 끼워지도록 구성된다. 그러나, 밸브 시트(16)는, 밸브 액추에이터(18)가 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 액추에이터(18)가 밸브 시트(16)의 상부 표면(16d) 상에서 밸브 시트(16)에 대해서 밀봉할 수 있도록, 밸브 시트(16)의 상부 표면(16d) 상에서 밸브 본체(12)의 노치(42)를 넘어서 돌출할 수 있을 것이다. 밸브 시트 리테이너(20)가 없으면, 밸브 액추에이터(18)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동되고 밸브 시트(16)의 상부 표면(16d)에 대해 밀봉될 때 밸브 시트(16)의 상부 표면(16d)은 노치(42)로부터 외측 방향(도 4의 우측)으로 측방향으로 압출할 수 있다. 밸브 시트 리테이너(20)는 밸브 시트(16)의 외측 표면(16c)과 접촉하여 측방향 지지력(34)을 제공하여 그러한 압출을 방지하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 밸브 시트 리테이너(20)는 또한 밸브 시트(16)에 축방향 지지력(38)을 부여하도록 구성된다. 즉, 밸브 시트(16)의 외측 표면(16c)은 도 4에 도시된 바와 같이 L자형 단면을 가질 수 있고, 밸브 시트 리테이너(20)의 내측 에지(20a)는 L자형 단면에서 L형의 양 다리부(leg)와 접촉한다. 이러한 방식으로, 밸브 시트 리테이너(20)의 내측 에지(20a)는 동시에 L자형 단면의 제1 L형 다리부(L1)에 측방향 지지력(40)을 부여하고, L자형 단면의 제2 L형 다리부(L2)에 축방향 지지력(38)을 부여하여, 밸브 액추에이터(18)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하고 밸브 시트(16)의 상부 표면(16d)에 대해 밀봉할 때 축방향 및 측방향 모두에서 노치(42) 내에 밸브 시트(16)를 고정 및 지지하도록 구성된다.

도 5를 참조하여, 밸브 조립체 내에서 사용된 밸브 시트를 교체하는 방법(100)이 설명될 것이다. 방법(100)에서 사용되는 밸브 조립체는 이전에 설명된 밸브 조립체(10)와 동일할 수 있다. 방법(100)은 밸브 조립체로부터 밸브 시트 리테이너(밸브 시트 리테이너(20)와 같은)를 제거하는 단계(102) 및 밸브 조립체로부터 사용된 밸브 시트를 제거하는 단계(104)를 포함한다. 이어서, 방법(100)은 새로운 밸브 시트를 밸브 조립체에 삽입하는 단계(106) 및 밸브 시트 리테이너를 밸브 조립체 내로 다시 삽입하는 단계(108)(또는 새로운 밸브 시트 리테이너로 교체하는 단계)를 포함할 수 있다. 밸브 시트 리테이너(20)와 관련하여 전술한 바와 같이, 밸브 시트 리테이너는 삽입되거나 교체되어 새로운 밸브 시트와 접촉하며, 따라서 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동할 때 새로운 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하여 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 새로운 밸브 시트의 압출을 방지하도록 구성된다. 구체적으로, 밸브 시트 리테이너를 삽입 또는 교체하는 단계(108)는 밸브 액추에이터와 밸브 조립체의 밸브 본체 사이에 밸브 시트 리테이너의 외측 에지를 배치하고 밸브 시트에 대해 밸브 시트 리테이너의 내측 에지를 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하여, 본원에 설명된 밸브 조립체(10)와 같은 밸브 조립체를 조립하는 방법(200)이 설명될 것이다. 방법(200)은 밸브 시트 리테이너의 내측 에지가 밸브 조립체 내의 밸브 시트와 접촉하도록 밸브 시트 리테이너를 밸브 조립체의 밸브 본체에 삽입하는 단계(202)를 포함한다. 이어서, 방법(200)은 밸브 액추에이터가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체에 삽입하는 단계(204)를 포함한다. 밸브 액추에이터는 도 1의 밸브 액추에이터(18)를 참조하여 전술한 피스톤(24) 및 격막(26)과 같은 피스톤 및 격막을 포함할 수 있다. 따라서, 밸브 액추에이터를 삽입하는 단계(204)는 격막의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 피스톤 및 격막을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.

이어서, 방법(200)은 밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 축방향 하중력이 인가되고 밸브 시트 리테이너가 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 인가하기 위해 편향되도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계(206)를 포함한다. 예를 들어, 밸브 액추에이터는 도 1의 밸브 액추에이터(18)를 참조하여 위에서 설명된 캡(28)과 같은 캡을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 밸브 액추에이터를 고정하는 단계(206)는 도 1을 참조하여 전술한 너트(30)와 같은 너트를 캡 상에 배치하는 단계, 및 밸브 액추에이터를 고정하기 위해 너트를 밸브 본체와 맞물리게 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 너트는 밸브 본체의 대응하는 나사산 부분과 맞물리고 고정되도록 구성된 나사산 부분을 가질 수 있다. 너트가 밸브 본체 내에 맞물릴 때, 너트는 캡 및 격막의 외측 에지에 축방향 하중력을 부여하여, 캡 및 격막을 밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 대해 구동한다. 따라서, 밸브 액추에이터가, 특히 캡 및 너트를 통해 격막이 밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 축방향 하중력을 부여하여, 밸브 시트 리테이너가 편향 및 병진 이동하여 전술한 바와 같이 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하게 한다. 따라서, 방법(200)은 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 인가하는 단계(208)를 더 포함한다.

밸브 조립체는 밸브 통로를 형성하는 밸브 본체, 밸브 본체 내에 배치된 밸브 시트, 및 밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트에 대해 밀봉되는 폐쇄 위치와 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 액추에이터를 포함한다. 밸브 조립체는 또한 밸브 시트와 접촉하여 밸브 본체 내에 배치되고 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된 밸브 시트 리테이너를 포함한다.

밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터와 밸브 본체 사이에 배치된 외측 에지, 및 밸브 시트와 접촉하는 내측 에지를 포함할 수 있다.

밸브 시트 리테이너는 가요성일 수 있고, 밸브 시트 상에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하기 위해 밸브 조립체 내에서 하중을 받으면 편향될 수 있다.

밸브 시트 리테이너는 내측 에지로부터 외측 에지로 소정 각도로 연장되도록 구성될 수 있다.

밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 개방 위치에 있을 때 밸브 통로를 통한 물질의 통과를 허용하기 위해 외측 에지와 내측 에지 사이에 배열된 복수의 구멍을 포함할 수 있다.

밸브 액추에이터는 피스톤 및 격막을 포함할 수 있고, 격막은 격막이 밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 시트에 대해 밀봉하는 밀봉 위치와, 격막이 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 피스톤에 의해 이동가능하다.

밸브 액추에이터는 피스톤 위에 배치된 캡을 더 포함할 수 있고, 밸브 조립체는 캡 위에 배치되고 밸브 본체 내에 밸브 액추에이터를 고정하기 위해 밸브 본체와 맞물리도록 구성된 너트를 포함할 수 있다.

밸브 시트는 테플론으로 제조될 수 있다.

밸브 시트 리테이너는 엘질로이로 제조될 수 있다.

밸브 시트 및 밸브 시트 리테이너는 환형일 수 있다.

밸브 조립체에서 사용된 밸브 시트를 교체하는 방법은 밸브 조립체로부터 밸브 시트 리테이너를 제거하는 단계, 밸브 조립체로부터 사용된 밸브 시트를 제거하는 단계, 새로운 밸브 시트를 밸브 조립체에 삽입하는 단계, 밸브 시트 리테이너를 새로운 밸브 시트와 접촉하게 밸브 조립체 내로 다시 삽입하는 단계를 포함하며, 삽입된 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 새로운 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 새로운 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된다.

밸브 시트 리테이너를 삽입하는 단계는 삽입된 밸브 시트 리테이너의 외측 에지를 밸브 액추에이터와 밸브 본체 사이에 배치하는 단계, 및 삽입된 밸브 시트 리테이너의 내측 에지를 밸브 시트에 대해 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.

제거된 밸브 시트 리테이너 및 삽입된 밸브 시트 리테이너는 동일한 밸브 시트 리테이너일 수 있다.

밸브 조립체를 조립하는 방법은 밸브 시트 리테이너의 내측 에지가 밸브 조립체 내의 밸브 시트와 접촉하도록 밸브 시트 리테이너를 밸브 조립체의 밸브 본체에 삽입하는 단계, 및 밸브 액추에이터의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체에 삽입하는 단계를 포함한다. 조립 방법은 또한 밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 축방향 하중력이 부여되도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계, 및 밸브 시트 리테이너에 의해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하는 단계를 포함한다.

밸브 액추에이터를 삽입하는 단계는 밸브 액추에이터의 피스톤 및 격막을 밸브 본체에 삽입하여 격막의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계는 너트를 밸브 액추에이터의 캡 상에 배치하는 단계 및 너트가 밸브 액추에이터의 외측 에지 및 밸브 시트 리테이너의 외측 에지 상에 축방향 하중력을 부여하도록 너트를 밸브 본체와 맞물리게 하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명이 특정 실시예 또는 실시예들에 관하여 도시되고 설명되었지만, 본 명세서 및 첨부 도면들을 읽고 이해할 때 본 기술분야의 통상의 기술자에게 등가의 변경 및 수정이 발생할 것임이 명백하다. 특히, 전술한 요소(구성요소, 조립체, 장치, 조성물 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 이러한 요소를 설명하기 위해 사용된 용어("수단"에 대한 참조를 포함)는, 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에 예시된 본 발명의 예시적인 실시예 또는 실시예들에서 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지는 않더라도, 설명된 요소의 특정 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 동등한) 임의의 요소에 대응하도록 의도된다. 또한, 본 발명의 특정 특징은 다수의 예시된 실시예 중 단지 하나 이상과 관련하여 상술되었지만, 그러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정 용도를 위한 바람직할 수 있는 그리고 유리할 수 있는 바에 따라 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims

밸브 조립체이며,
밸브 통로를 형성하는 밸브 본체;
밸브 본체 내에 배치된 밸브 시트;
밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트에 대해 밀봉되는 폐쇄 위치와, 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 액추에이터가 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 액추에이터; 및
밸브 시트와 접촉하여 밸브 본체 내에 배치되고, 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성된 밸브 시트 리테이너를 포함하는, 밸브 조립체.
제1항에 있어서, 밸브 시트 리테이너는:
밸브 액추에이터와 밸브 본체 사이에 배치된 외측 에지; 및
밸브 시트와 접촉하는 내측 에지를 포함하는, 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 시트 리테이너는 가요성이고, 밸브 조립체 내에서 하중을 받으면 밸브 시트 상에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하도록 편향되는, 밸브 조립체.
제3항에 있어서, 밸브 시트 리테이너는 내측 에지로부터 외측 에지로 소정 각도로 연장되도록 구성되는, 밸브 조립체.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 개방 위치에 있을 때 밸브 통로를 통한 물질의 통과를 허용하기 위해 외측 에지와 내측 에지 사이에 배열된 복수의 구멍을 포함하는, 밸브 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 액추에이터는:
피스톤; 및
격막이 밸브 통로를 폐쇄하기 위해 밸브 시트에 대해 밀봉하는 밀봉 위치와 격막이 밸브 통로를 개방하기 위해 밸브 시트로부터 이격되는 개방 위치 사이에서 피스톤에 의해 이동가능한 격막을 포함하는, 밸브 조립체.
제6항에 있어서, 밸브 액추에이터는 피스톤 위에 배치된 캡을 더 포함하고, 밸브 조립체는, 캡 위에 배치되고 밸브 본체 내에 밸브 액추에이터를 고정하기 위해 밸브 본체와 맞물리도록 구성된 너트를 더 포함하는, 밸브 조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 시트는 테플론(Teflon)으로 제조되는, 밸브 조립체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 시트 리테이너는 엘질로이(Elgiloy)로 제조되는, 밸브 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 시트 및 밸브 시트 리테이너는 환형인, 밸브 조립체.
밸브 조립체에서 사용된 밸브 시트를 교체하는 방법이며,
밸브 조립체로부터 밸브 시트 리테이너를 제거하는 단계;
밸브 조립체로부터 사용된 밸브 시트를 제거하는 단계;
새로운 밸브 시트를 밸브 조립체에 삽입하는 단계; 및
밸브 시트 리테이너를 새로운 밸브 시트와 접촉하게 밸브 조립체 내로 다시 삽입하는 단계를 포함하며, 삽입된 밸브 시트 리테이너는 밸브 액추에이터가 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 대해 밀봉될 때 새로운 밸브 시트의 압출을 방지하기 위해 새로운 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력 모두를 부여하도록 구성되는, 방법.
제11항에 있어서, 밸브 시트 리테이너를 삽입하는 단계는:
삽입된 밸브 시트 리테이너의 외측 에지를 밸브 액추에이터와 밸브 본체 사이에 배치하는 단계; 및　
삽입된 밸브 시트 리테이너의 내측 에지를 밸브 시트에 대해 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 제거된 밸브 시트 리테이너 및 삽입된 밸브 시트 리테이너는 동일한 밸브 시트 리테이너인, 방법.
밸브 조립체를 조립하는 방법이며,
밸브 시트 리테이너의 내측 에지가 밸브 조립체 내의 밸브 시트와 접촉하도록 밸브 시트 리테이너를 밸브 조립체의 밸브 본체에 삽입하는 단계;
밸브 액추에이터의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체에 삽입하는 단계;
밸브 시트 리테이너의 외측 에지에 축방향 하중력이 부여되도록 밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계; 및
밸브 시트 리테이너에 의해 밸브 시트에 축방향 지지력 및 측방향 지지력을 부여하는 단계를 포함하는, 조립 방법.
제14항에 있어서, 밸브 액추에이터를 삽입하는 단계는 밸브 액추에이터의 피스톤 및 격막을 밸브 본체에 삽입하여 격막의 외측 에지가 밸브 시트 리테이너의 외측 에지와 접촉하도록 하는 단계를 포함하는, 조립 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 밸브 액추에이터를 밸브 본체 내에 고정하는 단계는 너트를 밸브 액추에이터의 캡 상에 배치하는 단계 및 너트가 밸브 액추에이터의 외측 에지 및 밸브 시트 리테이너의 외측 에지 상에 축방향 하중력을 부여하도록 너트를 밸브 본체와 맞물리게 하는 단계를 포함하는, 조립 방법.