KR20230147856A - 진공밸브 - Google Patents

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KR20230147856A
KR20230147856A KR1020220046712A KR20220046712A KR20230147856A KR 20230147856 A KR20230147856 A KR 20230147856A KR 1020220046712 A KR1020220046712 A KR 1020220046712A KR 20220046712 A KR20220046712 A KR 20220046712A KR 20230147856 A KR20230147856 A KR 20230147856A
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bellows
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손영만
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주식회사 에스알티
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Abstract

본 발명은 내구성이 확보되고, 구동시 밸브 내 압력을 일정하게 하여 안정적인 구동이 이루어지는 것이 특징이다.

Description

진공밸브{Vacuum valve}
본 발명은 진공밸브에 관한 것으로서, 내구성이 확보되고, 구동시 밸브 내 압력을 일정하게 하여 안정적인 구동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공밸브에 관한 것이다.
일반적으로, LCD, LED, 반도체 소자 등은 공정밀도를 요구함으로 높은 청결도와 고정밀도 및 특수한 제조기술이 요구되고 있다.
이러한 이유로 LCD, LED, 반도체 소자 등은 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 형태의 게이트밸브(앵글밸브, 진공밸브 포함)가 설치됨으로써 세정모듈을 통과한 가스를 챔버간 전달하거나 차단하는 기능을 수행하게 된다.
이러한 게이트밸브는 공정챔버와 공정챔버 또는 진동펌프사이의 유입부, 유출부에 각각 결합된 상태에서 유출부 또는 유입부가 상호간 결합되어 실린더의 구동에 따라 밀폐부재가 해당 유입부를 개폐함으로써, 유출부로 가스가 전달되거나 차단되도록 작동된다.
이와 같은 게이트밸브의 일실시예로 하기 특허문헌 1의 “댐핑실린더를 구비한 벨로우즈 앵글밸브(대한민국 등록특허공보 제10-1113062호)”가 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1의 “댐핑실린더를 구비한 벨로우즈 앵글밸브”는 서로 다른 방향의 제 1통로(110)와 제 2통로(120)를 갖는 바디(100);와, 상기 바디(100)의 일측에 결합되고, 일단에는 제 1관통홀(240)이 형성되며, 내부에 설치되는 제 1피스톤(210)을 왕복이송시킬 수 있도록 제 1압축공기유입구(220) 및 제 2압축공기유입구(230)가 형성되는 에어실린더(200);와, 기 에어실린더(200)의 일측에 결합되고, 내부에 제 2피스톤(310)이 설치되는 댐핑실린더(300);와, 상기 에어실린더(200)의 결합부위인 상기 바디(100)의 일측 내부에 배치 고정되고, 중심에 제 2관통홀(131)이 형성된 실플레이트(130);와, 상기 제 1관통홀(240) 및 제 2관통홀(131)을 통과하여 제 1피스톤(210)과 제 2피스톤(310)이 연결되는 샤프트(400);와, 상기 샤프트(400)의 타단에 결합되어 제 1통로(110)를 개폐하는 밀폐판(140); 및 상기 바디(100) 내에서 상기 실플레이트(130)와 밀폐판(140)을 사이를 연결하여 밀폐하는 벨로우즈(150);를 포 함하여 이루어지되, 상기 댐핑실린더(300)의 내부에는 압축공기가 저장되고, 상기 제 2피스톤(310)에는 오리피스(311)가 형성되어 제 2피스톤(310)의 감속에 따른 밀폐판(140)의 급격한 위치변화를 감속할 수 있도록 구성되는 것이 특징으로서, 이로 인하여, 밀폐판의 급격한 위치변화를 감속하여 반도체 제조장비가 설치된 챔버 내부의 압력변화를 미연에 방지할 수 있어 결과적으로 반도체 제조 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “댐핑실린더를 구비한 벨로우즈 앵글밸브”는 앵글밸브가 구동하는 과정에서 진공상태 또는 대기압상태시 구조적으로 내부에 압력변화가 발생되어 구동의 정밀성, 정확성이 떨어지고, 사프트축과 공간 사이로 에어가 이동되어 파티클 등의 이물질 등이 이동됨으로써, 마찰 및 이물질 등에 의해 샤프트축에 형성된 밀폐링이 변형되거나 마모가 발생된다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1113062호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 밸브 내 실린더부 및 벨로우즈가 구비된 방향으로 공정가스 또는 이물질이 침투하는 것을 차단함으로써, 실린더부의 구성요소, 벨로우즈, 밀폐링 등에 파티클에 의한 변형, 손상, 부식등의 이슈를 방지하여 내구성 및 구동성 등을 확보할 수 있는 진공밸브를 제공하는 것이다.
또한, 밀폐블레이드의 동작시, 밸브 내의 진공 압력을 일정하게 하여 안정적인 구동상태를 유지시켜 주는 진공밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 진공밸브는, 상부는 개구되고, 상부 내측에 제1 내측공간(111)이 형성되고, 하부측에 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 형성되며, 하부 내측에 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113) 및 상기 제1 내측공간(111)과 연통되는 제2 내측공간(114)이 형성되는 본체하우징(110);과, 상기 본체하우징(110)의 상부에 결합되되, 내측에 실린더공간(121)이 형성되는 상부하우징(120);과, 상기 실린더공간(121)에 형성되는 샤프트(131)를 포함하는 실린더부(130);와, 상기 본체하우징(110)과 상기 상부하우징(120) 사이의 내측에 고정설치되되, 중앙에 상기 샤프트(131)가 통과되는 샤프트통과공(141)이 타공형성되는 연결블럭(140);과, 상기 실린더공간(121) 내에 위치되어 상기 샤프트(131)의 외측을 둘러싸는 벨로우즈(150); 및 상기 제1 내측공간(111) 내에 위치되어 상기 실린더부(130)의 작동여부에 따라 상기 제1 유체이동로(112)와 상기 제2 유체이동로(113)를 개폐하되, 상부에 상기 샤프트(131)와 연결되는 연결로드(161)가 형성되는 밀폐블레이드(160);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부는 개구되고, 상부 내측에 제1 내측공간(111)이 형성되고, 하부측에 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 형성되며, 하부 내측에 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113) 및 상기 제1 내측공간(111)과 연통되는 제2 내측공간(114)이 형성되는 본체하우징(110);과, 상기 본체하우징(110)의 상부에 결합되되, 내측에 실린더공간(121)이 형성되는 상부하우징(120);과, 상기 실린더공간(121)에 형성되는 샤프트(131)를 포함하는 실린더부(130);와, 상기 본체하우징(110)과 상기 상부하우징(120) 사이의 내측에 고정설치되되, 중앙에 상기 샤프트(131)가 통과되는 샤프트통과공(141)이 타공형성되는 연결블럭(140);과, 상기 실린더공간(121) 내에 위치되어 상기 샤프트(131)의 외측을 둘러싸는 벨로우즈(150); 및 상기 제1 내측공간(111) 내에 위치되어 상기 실린더부(130)의 작동여부에 따라 상기 제1 유체이동로(112)와 상기 제2 유체이동로(113)를 개폐하되, 상부에 상기 샤프트(131)와 연결되는 연결로드(161)가 형성되고, 상기 연결로드(161)에는 상기 제1 내측공간(111) 및 상기 실린더공간(121)과 연통되는 압력조절공(163)이 형성되는 밀폐블레이드(160);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밀폐블레이드(160)의 상부면에는 상기 밀폐블레이드(160)가 상승하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 개방된 상태에서 상기 연결블럭(140)의 하부면과 맞닿아 실링이 이루어지도록 밀폐링부재(162)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력조절공(163)은, 상기 밀폐블레이드(160)가 상기 제2 내측공간(114)에 위치하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 폐쇄된 상태에서 상기 벨로우즈(150)의 내측공간과 연통되는 제1 유체이동공(164) 및 상기 제1 내측공간(111)과 연통되는 제2 유체이동공(165)이 각각 타공형성되고, 상기 연결로드(161)의 내부에 상기 제1 유체이동공(164)과 상기 제2 유체이동공(165)을 연결하는 연결유로공(166)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 유체이동공(165)의 지름(D2)는 상기 제1 유체이동공(164)의 지름(D1)보다 크게 형성되고, 상기 연결유로공(166)은 상부에서 하부로 그 지름이 점차 넓어지는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 밸브 내 실린더부 및 벨로우즈가 구비된 방향으로 공정가스 또는 이물질이 침투하는 것을 차단함으로써, 실린더부의 구성요소, 벨로우즈, 밀폐링 등에 파티클에 의한 변형, 손상, 부식등의 이슈를 방지하여 내구성 및 구동성 등을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 밀폐블레이드의 동작시, 밸브 내의 진공 압력을 일정하게 하여 안정적인 구동상태를 유지시켜 준다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 전체 모습을 보인 사시도
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공밸브의 단면 모습을 보인 단면도
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 진공밸브의 단면 모습을 보인 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브(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, 도 2 또는 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브(100)는 크게, 본체하우징(110), 상부하우징(120), 실린더부(130), 연결블럭(140), 벨로우즈(150) 및 밀폐블레이트(160)로 구성된다.
먼저, 본체하우징(110)에 대하여 설명한다. 상기 본체하우징(110)은 도 1, 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 공정가스 등의 유체가 이동되는 이동로로서, 상부는 개구된 상태로 후술할 상부하우징(120)이 결합된다.
한편, 상기 본체하우징(110)의 상부 내측에는 개폐작동에 따라 후술할 밀폐블레이드(160)가 위치되는 제1 내측공간(111)이 형성된다.
이때, 상기 제1 내측공간(111)에서 작동되는 상기 밀폐블레이드(160)는 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113) 폐쇄시, 상기 제1 내측공간(111) 내에서 긴밀하게 밀폐된 상태를 유지하여 상기 제1 내측공간(111)이 진공 상태가 유지될 수 있도록 한다.
한편, 상기 본체하우징(110)의 하부측에는 챔버와 연결되는 제1 유체이동로(112) 및 펌프와 연결되는 제2 유체이동로(113)가 형성되어 공정가스 등의 유체가 이동되는 것을 가능하게 한다.
또한, 상기 본체하우징(110)의 하부 내측에는 상기 제1 내측공간(111) 및 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)와 연통되어 상기 밀폐블레이드(160)가 위치되는지의 여부에 따라 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 개폐되는 것을 가능하게 하는 제2 내측공간(114)이 형성된다.
다음으로, 상부하우징(120)에 대하여 설명한다. 상기 상부하우징(120)은 도 1, 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 본체하우징(110)의 상부에 결합된 상태에서 내측에 후술할 실린더부(130)가 구비되도록 실린더공간(121)이 형성되는 구성요소로서, 상기 상부하우징(120)의 일측에는 외부로부터 상기 실린더부(130)를 작동시키기 위한 에어가 공급되고 배출되는 에어인피팅부(122), 에어아웃피팅부(123)가 형성된다.
다음으로, 실린더부(130)에 대하여 설명한다. 상기 실린더부(130)는 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 실린더공간(121)에 구비되어 상기 밀폐블레이드(160)에 구동력을 전달하는 구성요소로서, 상기 실린더부(130)의 하부에는 후술할 밀폐블레이드(160)의 연결로드(161)와 결합되는 샤프트(131)가 형성된다.
또한, 상기 샤프트(131)의 상부에는 상기 실린더공간(121)의 내측면과 밀착되어 접촉되는 피스톤(132)이 형성되고, 상기 피스톤(132)의 외측면에는 밀폐기능의 O형상의 밀폐링이 더 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로, 연결블럭(140)에 대하여 설명한다. 상기 연결블럭(140)은 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 본체하우징(110)과 상기 상부하우징(120) 사이의 내측에 고정설치되는 구성요소로서, 상기 연결블럭(140)의 중앙에는 샤프트통과공(141)이 타공형성되어 상기 샤프트(131) 또는 상기 연결로드(161)가 통과되는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 벨로우즈(150)에 대하여 설명한다. 상기 벨로우즈(150)는 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 실린더공간(121) 내에 위치되어 상기 샤프트(131)의 외측을 둘러싸는 구성요소로서, 상기 벨로우즈(150)의 상부는 상기 실린더부(130)의 피스톤(132)의 하부면에 결합되고, 상기 벨로우즈(150)의 하부는 상기 연결블럭(140)의 상부면에 결합된다.
이로 인하여, 상기 제1, 2 유체이동로(113, 114)가 개방시에도 상기 벨로우즈(150)가 노출위치에 존재하지 않아 파티클 또는 공정부산물 등에 의해 상기 벨로우즈(150)가 손상 또는 변형되는 것을 방지해 준다.
다음으로, 밀폐블레이드(160)에 대하여 설명한다. 상기 밀폐블레이드(160)는 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 내측공간(111) 내에 위치되어 실린더부(130)의 작동여부에 따라 상기 제1 유체이동로(112)와 상기 제2 유체이동로(113)를 개폐하는 구성요소로서, 상기 밀폐블레이드(160)의 상부에는 샤프트(131)와 연결되는 연결로드(161)가 형성된다.
한편, 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 밀폐블레이드(160)의 상부면에는 밀폐링부재(162)이 형성되는 것이 특징으로서, 상기 밀폐링부재(162)는 상기 밀폐블레이드(160)가 상승하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 개방된 상태에서 상기 연결블럭(140)의 하부면과 맞닿아 실링이 이루어지는 것을 가능하게 한다.
이로 인하여, 상기 밀폐링부재(162)는 상기 밀폐블레이드(160)가 상승하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 개방된 상태에서 공정가스가 상기 실린더부(130), 상기 벨로우즈(150)로 이동하는 것을 차단하여 해당 구성요소들에 파티클이 발생되는 것을 방지함으로써, 내구성 확보, 수명성 확보, 구동안전성 확보가 가능하다.
이하에서는, 도 4 또는 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공밸브(100)를 설명하기로 한다.
먼저, 도 4 또는 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 밀폐블레이드(160)의 연결로드(161)에는 상기 제1 내측공간(111) 및 상기 실린더공간(121)과 연통되는 압력조절공(163)이 형성되는 것이 특징으로서, 상기 압력조절공(163)은 상기 밀폐블레이드(160)가 수직이동을 하는 동작에서 상기 벨로우즈(150) 내의 진공압력과 상기 제1 내측공간(111)의 진공압력이 일정하게 유지되도록 유체(예컨대 공기, 기체 등을 말한다.)의 이동을 안내하는 역할을 한다.
이러한 상기 압력조절공(163)은 제1 유체이동공(164), 제2 유체이동공(165) 및 연결유로공(166)으로 구성된다.
상기 제1 유체이동공(164)은 상기 밀폐블레이드(160)가 상기 제2 내측공간(114)에 위치하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 폐쇄된 상태에서 상기 벨로우즈(150)의 내측공간과 연통되는 구성요소로서, 상기 벨로우즈(150) 내의 유체가 상기 제1 내측공간(111) 측으로 이동되거나 상기 제1 내측공간(111)로부터 이동된 유체가 상기 벨로우즈(150) 내로 이동되는 것을 가능하게 한다.
상기 제2 유체이동공(165)은 상기 밀폐블레이드(160)가 상기 제2 내측공간(114)에 위치하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 폐쇄된 상태에서 상기 제1 내측공간(111)과 연통되는 구성요소로서, 상기 제1 내측공간(111) 내의 유체가 상기 벨로우즈(150) 측으로 이동되거나 상기 벨로우즈(150)로부터 이동된 유체가 상기 제1 내측공간(111) 내로 이동되는 것을 가능하게 한다.
상기 연결유로공(166)은 상기 연결로드(161)의 내부에 상기 제1 유체이동공(164)과 상기 제2 유체이동공(165)을 연결하여 각 방향으로 유체의 원활환 이동을 가능하게 한다.
이로 인하여, 상기 제1, 2 유체이동로(113, 114)가 개방되는 과정에서는 상기 벨로우즈(150) 내의 진공압력과 상기 제1 내측공간(111)의 진공압력이 일정하도록 압력을 동기화시켜주고, 상기 제1, 2 유체이동로(113, 114)가 폐쇄되는 과정에서는 상기 벨로우즈(150) 내부가 퍼지(purge)되는 것을 가능하게 한다.
한편, 상기 제2 유체이동공(165)의 지름(D2)는 상기 제1 유체이동공(164)의 지름(D1)보다 크게 형성되고, 상기 연결유로공(166)은 상부에서 하부로 그 지름이 점차 넓어지면서 형성된다.
이는 상기 제1, 2 유체이동로(113, 114) 폐쇄를 위해 상기 밀폐블레이드(160)가 하방향으로 이동하는 과정에서 상기 벨로우즈(150) 내의 유체가 상기 제2 유체이동공(165)이 상기 연결블럭(140)을 완전히 통과하기 전까지는 상기 제1 내측공간(111)으로 이동할 수 없기 때문에(상기 벨로우즈(150)내의 유체 일부는 상기 샤프트통과공(141)과 상기 연결로드(161) 사이의 틈 사이로 통과 될 수 있음.) 상기 연결유로공(166)의 공간을 확보해 주어 상기 제2 유체이동공(165)이 상기 연결블럭(140)을 완전히 통과될 때까지 일정 압력을 유지시켜 줄 수 있도록 해 주고, 상기 제2 유체이동공(165)이 상기 연결블럭(140)을 완전히 통과된 후에는 상기 연결유로공(166)에 머물러 있는 유체가 상기 제2 유체이동공(165)을 통해 빠르게 이동되는 것을 가능하게 한다.
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: 진공밸브
110: 본체하우징
111: 제1 내측공간 112: 제1 유체이동로
113: 제2 유체이동로 114: 제2 내측공간
120: 상부하우징
121: 실린더공간 122: 에어인피팅부
123: 에어아웃피팅부
130: 실린더부
131: 샤프트 132: 피스톤
140: 연결블럭
141: 샤프트통과공
150: 벨로우즈
160: 밀폐블레이드
161: 연결로드 162: 밀폐링부재
163: 압력조절공 164: 제1 유체이동공
165: 제2 유체이동공 166: 연결유로공

Claims (2)

  1. 상부는 개구되고, 상부 내측에 제1 내측공간(111)이 형성되고, 하부측에 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 형성되며, 하부 내측에 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113) 및 상기 제1 내측공간(111)과 연통되는 제2 내측공간(114)이 형성되는 본체하우징(110);
    상기 본체하우징(110)의 상부에 결합되되, 내측에 실린더공간(121)이 형성되는 상부하우징(120);
    상기 실린더공간(121)에 형성되는 샤프트(131)를 포함하는 실린더부(130);
    상기 본체하우징(110)과 상기 상부하우징(120) 사이의 내측에 고정설치되되, 중앙에 상기 샤프트(131)가 통과되는 샤프트통과공(141)이 타공형성되는 연결블럭(140);
    상기 실린더공간(121) 내에 위치되어 상기 샤프트(131)의 외측을 둘러싸는 벨로우즈(150); 및
    상기 제1 내측공간(111) 내에 위치되어 상기 실린더부(130)의 작동여부에 따라 상기 제1 유체이동로(112)와 상기 제2 유체이동로(113)를 개폐하되, 상부에 상기 샤프트(131)와 연결되는 연결로드(161)가 형성되는 밀폐블레이드(160);로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐블레이드(160)의 상부면에는 상기 밀폐블레이드(160)가 상승하여 상기 제1, 2 유체이동로(112, 113)가 개방된 상태에서 상기 연결블럭(140)의 하부면과 맞닿아 실링이 이루어지도록 밀폐링부재(162)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(100).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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