KR940000443B1

KR940000443B1 - 무접동 게이트 밸브용 밸브체

Info

Publication number: KR940000443B1
Application number: KR1019900701949A
Authority: KR
Inventors: 도시오 사와; 노리끼미 이리에; 유조 하야시
Original assignee: 이리에고오껜 가부시끼가이샤; 노리끼미 이리에
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1994-01-21
Also published as: EP0406447A1; DE69010791T2; WO1990008275A1; EP0406447A4; JPH0549865B2; DE69010791D1; KR910700423A; EP0406447B1; JPH02186172A; US5087017A

Abstract

내용 없음.

Description

무접동 게이트 밸브용 밸브제

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 1실시예를 나타낸 요부의 종단면도.

제2도는 본 출원인에 의해 상기 제안된 게이트 밸브를 나타낸 일부절단 정면도.

제3도는 그 종단면도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 게이트 벨브 특히, 고진공중에서 사용되는 무접동 게이트 밸브용 밸브체에 관한 것이다.

[배경기술]

종래, 이런 종류의 고진공중에서 사용되는 게이트 밸브는 일반적으로, 밸브 케이스와, 그것에 설치된 밸브 개구를 개폐하기 위하여 밸브 케이스내에서 접동이 자유롭게 내지는 선회가 자유롭게 부착된 밸브체로 구성되며, 또, 밸브체는 상호간 대향해서 평행되게 배치된 밸브 플레이트와 카운터 플레이트로서 구성되며, 밸브 플레이트를 밸브 개구를 둘러싸는 밸브자리에 밀어붙여서 밸브 개구를 폐쇄하는 형식의 게이트 밸브가 공지되어 있다. 그리고, 이 형식의 게이트 밸브에 있어서는, 밸브 플레이트를 밸브자리에 밀어붙여서 시일(seal)을 하기 위하여, 링크 기구나, 테이퍼 블록에 의한 접동기구나, 보올이나 굴림대를 이용한 기구등이 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 기구는, 어느것이나, 회전부, 접동부등과 같이, 상대 이동하는 부재를 가지고 있으므로, 고진공중에서 사용중에, 상대 이동하는 부재의 손상이 생기고, 그 때문에, 밸브의 개폐동작이 불가능하게 되거나, 혹은, 개폐작동을 고속으로 하는 것이 불가능하거나, 혹은, 상호 이동에 따른 마모에 의해 발생하는 먼지나 티끌등 때문에, 여러가지의 장해가 발생하는 등의 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 어느 정도라도 해결하기 위하여, 시일 기구부에 금속 벨로즈나, 다이아프램등을 사용한 게이트 밸브가 제안되었고, 이중에 밸브 플레이트에 대향하는 밸브자리 축에 등심으로 2중 밸로즈를 배치한 것과, 밸브 플레이트와 카운터 플레이트 사이에 금속 벨로즈를 배치한 것등이 공지되어 있다. 이들중, 전자의 것은 밸브자리 측에 금속 벨로즈를 배치함에 따라 구조가 복잡해지며, 후자의 것에 비하여 밸브의 두께나 중량이 과대하게 되는 결점이 있다. 또, 후자의 것은 금속 벨로즈를 배치한 밸브 플레이트부의 중량이 커지기 때문에 흔들림을 멈출수 있는 안내기구를 필요로 하고, 이로인해 고진공중에 접동부를 설치할 필요가 있는 결점이 있다.

이와 같이, 이미 제안된 고진공용 게이트 밸브에는, 그 구성상 여러가지 문제점이 있다.

본 출원인은 이와 같은 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 특원소 62-86937호(소화 62년 4월 10일 특허출원)의 [고진공용 무접동 게이트 벨브]를 발명하였다.

즉, 상기 제안된 발명의 [고진공용 무접동 게이트 벨브]는, 그 명세서 및 첨부도면의 제2, 3도에서 도시된 것처럼, 대략 타원형상의 정면윤곽을 갖는 얇은 두께의 중공 케이싱 형상의 밸브 케이스(1)와, 그 내부에 배치된 대략 원반형상의 밸브체(2)로 구성되며, 밸브체(2)는 밸브 케이스(1)에 축방향으로 뚫어진 밸브 개구(1₁)를 개폐하도록 되어 있다. 또, 밸브 케이스(1)의 외부에는, 그 상변(3)에 길이 방향으로 간격을 두고 한쌍의 브래킷(4₁, 4₂)를 수직으로 고착하여 두고(제3도 참조), 이들의 브래킷(4₁, 4₂)사이에 역 U자 형상의 축받이 부재(5)를 배치하고, 그 각 다리부분(5₁, 5₂)을 각각 대향하는 각 브래킷(4₁, 4₂)에 각각 고착시킨 각 선회 축받이(6₁, 6₂)에 의해 선회 자유롭도록 부착하고, 축받이 부재(5)의 중앙 웨브부분(5₃)의 중심부에는 중공봉 형상의 로드(7)를 그 상단부에 고착하고, 그 하단부에는 밸브체(2)를 방사방향으로 고착하고 있다. 다음, 밸브 케이스(1)의 외부에서 그 상면의 공기 실린더(8)를 그 피스톤 막대기 가장자리부의 축선이 밸브케이스(1)의 긴 축과 직교하도록 선회 자유롭게 부착하고(제 2도 참조), 그 피스톤 막대기의 가장자리부를 역 U자 형상의 축받이 부재(5)의 위쪽의 로드(7)의 상단부 가까이에서 선회가 자유롭게 부착하고 있다.

이와 같이 해서, 공기 실린더(8)를 그 피스톤 막대기가 신축하도록 작동시키면, 로드(7)는 그것에 고착된 축받이 부재(5)와 함께 선회 축받이(6₁, 6₂)의 둘레에서 밸브 케이스(1)에 고착된 브래킷(4₁, 4₂)에 대해서 선회하고, 이에 따라, 로드(7)의 하단부에 고착된 밸브체(2)는, 제2도에서 오른쪽의 선회 위치를 파선으로 도시하고 있는 개방상태와 왼쪽의 선회 위치를 실전으로 도시하고 있는 폐쇄 상태를 선택적으로 취할 수 있다. 밸브체(2)는 대향되게 배치된 거의 동일한 치수를 갖는 원형의 금속판으로 된 밸브 플레이트(10)와 카운터 플레이트(11)와, 그 밸브 플레이트(10) 및 카운터 플레이트 (11)를 대향하는 외주면에서 시일 연결하고 있는 금속 벨로즈(13)로 구성되며, 또, 각 밸브 플레이트(10) 및 카운터 플레이트(11)는 각각, 중앙부를 내압금속박판(14, 15)으로 구성하고, 그 각 밸브 플레이트(10), 카운터 플레이트(11) 및 금속 벨로즈(13)는 그 사이의 밀봉공간(16)을 경계로 하고, 이 밀봉공간(16)은 밸브체(2)를 작동시키기 위하여, 그것에 부착된 로드(7)에 축방향으로 관통하여 형성된 유체통로(7₀)를 거쳐서 외부에서 압축유체를 밀봉공간(16)내로 도입하므로써, 금속 벨로즈(13)를 그 탄성에 반하여 신장시키고, 이에 의해, 카운터 플레이트(11)를 밸브 케이스(1)의 내부에 형성된 받는자리(18)에 압압시킴과 동시에 밸브 플레이트(10)를 밸브 케이스(1)의 내부에 형성된 밸브자리(17)에 압압시킴으로써 밸브 개구(1₁)를 폐쇄시키고, 또, 이 상태에서 밸브 개구(1₁)를 개방시키기 위하여는 밀봉공간(16)내에서 압축유체를 방출시키고 금속 벨로즈(13)를 그 탄성에 의해 수축시키고, 이에 따라서, 밸브 플레이트(10)는 밸브자리(17)에서 이탈하며, 밸브 개구(1₁)는 개방되고, 또, 카운터 플레이트(11)는 받는자리(18)에서 밸브 케이스(1)의 외부에 배치된 압축 코일스프링(9)의 작용으로 이탈시키는 것을 특징으로 한다.

[발명의 개시]

이와 같은 구성은 특징으로 하는 앞서 본 출원인에 의해 제안된 게이트 밸브는, 대체적으로 그 목적을 달성할 수 있으나, 폐쇄된 밸브체(2)를 개방할때에, 밸브 플레이트(10)가 금속 벨로즈(13)의 탄성에 의한 수축력만으로는 원활하게 개방되지 않는다는 것이 발견되었다. 먼저 이를 고려해서, 상기 제안된 게이트 밸브에는 밸브 플레이트( 10)와 카운터 플레이트(11)를 그 외부에서 상호 연결하는 인장스프링(20)를 설치하고 있으나, 이것은 밸브체(2)의 구성을 복잡하게 하고, 또 이 스프링(20)은 밸브 케이스(1)내의 유체에 노출되고 있으므로, 유체에 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.

여기서, 본 발명은 본 출원인에 의해 상기 제안된 게이트 밸브의 상기 문제점도 해결하는 개량된 게이트 밸브, 특히, 고도의 진공용 무접동 게이트 밸브용 밸브체를 얻는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 있어서는, 이 목적을 달성하기 위하여, 밸브 개구를 둘러싸는 밸브자리를 갖는 밸브 케이스와, 밸브자리를 개폐하는 밸브체로 구성되는 무접동 게이트 밸브에 있어서, 밸브체는 밸브 케이스에 형성된 밸브자리를 폐쇄하는 외경치수를 가지고 중심을 밸브 개구의 중심축 위에 배치하여 또한 밸브자리 및 상호간에 평행되게 간격을 두고 배치된 원형의 얇은 금속판으로 된 1쌍의 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트와, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트 사이의 간격내에 그것과 동축으로 또한 상호간에 평행되게 간격을 두고 배치되며, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트의 외경보다도 작은 외경을 갖는 금속원반으로 된 1쌍의 내부지지체와, 내부지지체의 반경방향의 외부에 배치되며, 밸브 플레이트의 외경보다도 큰 내경을 가짐과 동시에 내부지지체의 합한 두께와 거의 같은 폭을 갖는 금속 환상체로된 외부지지체와, 각 내부지지체의 외주면과, 외부지지체의 내주면 사이에 배치되며 또한 상호간에 간격을 두고 반경방향으로 배치된 환상의 얇은 금속판으로 형성된 1쌍의 환상 탄성 연결판으로 구성되며, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트는 그것에 대향되는 각 내부지지체에 각각 시일되어 고착되며, 또, 각 내부지지체 및 외부지지체는, 각각 외주면 및 내주면에서 각 환상 탄성 연결판에 그 내경부 및 외경부가 각각 시일되어서 강하고 단단하게 연결되며, 다시 각 환상 탄성 연결판의 반경방향의 면에는 그 면에 대해서 수직방향으로 미끄러운 환상 융기를 1개 이상 동심으로 형성하고, 또, 내부지지체, 환상 탄성 연결판 및 외부지지판의 사이에는 시일된 밀봉공간을 형성하는 밸브체를 배치하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 그 실시예를 나타낸 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명에 의한 게이트 밸브는 제1도에 도시된 것처럼 대략 타원형상의 정면윤곽을 갖는 얇은 두께의 중공케이싱 형상의 밸브 케이스(1)와 그 내부에 배치된 대략 원반형상의 밸브체(2)로 구성되며, 밸브체(2)는 밸브 케이스(1)에 축방향으로 뚫어진 밸브 개구(1₁)를 개폐하도록 되어 있다. 그리고, 상세하게 도시되어 있지는 않지만, 밸브 케이스(1)는 제2도에 도시한 것처럼 정면 윤곽이 대략 타원형상을 이루며 밸브체(2)는 이 타원형상의 밸브 케이스(1)의 내부를 제2도에 실선으로 도시한 것처럼 개구(1₁)에 대향하는 폐쇄준비 위치와, 이 밸브 개구(1₁)에 대향하는 위치에서 밸브체(2)의 두께을 둘로 나누는 중심평면내에서 선회하고, 밸브 개구(1₁)에 대향하는 위치에서 제2도에 파선으로 도시한 개방위치를 취할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 이 양쪽 위치 사이를 선회할때 밸브체(2)는 제1도에 도시한 것처럼 수축상태에 있으며, 밸브체(2)의 선회운동이 밸브 케이스(1)의 내부에 간격을 두고 평행되게 형성된 밸브자리(17) 및 받는자리(18)의 표면사이에서 아무런 상대적인 접동운동이 없도록 하고 있다.

그런데, 본 발명에 의하면, 이 밸브체(2)는 제1도에 도시한 것처럼, 밸브 케이스 (1)의 밸브자리(17) 및 받는자리(18)에 각각 대향되도록 그들과 동축으로 거의 환상의 얇은 금속판으로된 1쌍의 상호간에 간격이 벌어진 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)를 가지고 있으며, 또, 이들의 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)의 각각 밸브 케이스(1)의 밸브 개구(1₁)를 포위하는 밸브자리(17) 및 받는자리(18)에 면하는 쪽은 밸브 케이스(1)의 내면의 밸브 개구(1₁)의 주위에 형성된 밸브자리(17) 및 받는자리(18)에 각각 평행되게 배치되어 있음과 동시에, 그쪽에는 밸브자리(17) 및 받는자리(18)와 시일 접합하도록 환상의 시일재(31)가 부착되어 있다.

또, 밸브 플레이트(30₁)와 카운터 플레이트(30₂)사이에는, 그 내부면의 내경보다도 큰 외경을 가지는 두꺼운 원반형상의 금속제로된 1쌍의 내부지지체(32)가 동축으로 배치되어 있는데, 각 내부지지체(32)는 그 대향하는 원판상의 면(32₁)이 밸브 개구(11)의 축선 X-X에 대해서 직각방향으로 신장하며 상호간에 간격을 두고 평행하게 배치되고, 그 반대측에는 동심원상으로 2개의 환상의 돌기(32₂),(32₃)가 형성되어 있으며, 각각 안쪽의 환상돌기(32₂)에 있어서, 각 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레애트(30₂)의 내주면부가 각각 용접등으로 시일 고착되어 있다. 다음, 내부지지체(32)의 바깥쪽의 환상돌기(32₃)의 외부에는, 반경방향으로 간격을 두고 내부지지체(32)와 동축으로, 또한 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)의 외경보다도 큰 내경을 가지고 있는 금속제의 환상의 외부지지체(33)가 배치되어 있지만, 이 외부지지체(33)는 어떤 두께 및 내부지지체(32)의 합계 두께의 상당하는 폭을 가지고 있다.

이와 같이 하여, 내부지지체(32)의 바깥쪽의 환상돌기(32₃)의 외주면과 외부지지체(33)의 내부면 사이에는 반경방향으로 환상의 공간이 있지만, 이 공간은, 외부지지체(33)의 내주면과 각 내부지지체(32)의 바깥쪽의 환상돌기(32₃)의 외주면에 각각 외주플랜지부(34₁) 및 내주플랜지부(34₂)에 시일 고착되며, 또한 상호간에 간격을 두고 배치된 1쌍의 얇은 금속판재의 환상 탄성 연결판(34)에 의해 시일 연결되어 있다. 이 환상 탄성 연결판(34)에는 그 반경방향의 평면에서 그것에 대하여 수직방향으로 서로 교대로 돌출하여, 동심원상으로 적어도 1개(본 실시예에 있어서는 3개)의 환상 융기( 34₀)가 물결모양으로 형성되어 있다. 이와 같이 환상 융기(34₀)를 갖는 환상의 얇은 금속으로 된 환상 탄성 연결판(34)은 그 재질 및 성형처리에 의해 매우 높은 탄성을 나타내며, 특히, 뛰어난 복원력을 갖는다.

이와 같이 해서, 1쌍의 내부지지체(32)이 대향하는 면(32₁)의 사이 및 1쌍의 환상 탄성 연결판(34)의 대향면의 사이에는 상호간에 연통하는 밀봉공간(35)이 형성되지만, 그 밀봉 공간(35)내에는 외부지지체(32)의 반경방향으로 관통하여 뚫어진 유체통로(36)에서 압축공기등의 압력유체가 공급 및 배출가능하고 압력유체를 밀봉공간 (35)의 내부에 공급할때에는 내부지지체(32)의 대향하는 원판상의 평면(32₁)이 이 유체압력에 의해 압압되며, 이에 따라서 환상 탄성 연결판(34)을 탄성적으로 변형시켜, 각 내부지지판(32)의 외부에 고착된 각 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)를 각각 밸브 케이스(1)의 내부에 형성된 밸브자리(17) 및 받는자리(18)를 향해서 압압한다. 이 경우, 환상 탄성 연결판(34)도 그들 자체 유체 압력에 의해 압압되며, 그 탄성에 대항하여 바깥쪽으로 자유롭게 탄성적으로 변형하고, 내부지지체(32)가 같은 방향으로 운동하는 것을 조정한다. 따라서, 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)는 각각 환상의 시일재료(31)를 개재하여 밸브자리(17) 내지는 받는자리(18)에 접합하고 밸브 개구)(1₁)를 완전히 폐쇄한다.

또, 반대로 밀봉공간(35)의 내부에서 압력유체를 유체통로(36)를 거쳐서 배출할때에는 환상 탄성 연결판(34)이 그 고유의 탄성에 의해 원래의 상태로 복구하므로, 내부지지체(32)에 따라서 이에 고착된 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트(30₂)도 원래의 위치로 복귀하여 밸브 케이스(1)의 밸브 개구(1₁)를 개방하게 된다.

이처럼, 본 발명은 게이트 밸브, 특히, 고전공용 무접동 게이트 밸브의 밸브체로서, 본 출원인에 의해 전술된 것과는 상위하며 밸브 플레이트(30₁) 및 카운터 플레이트 (30₂)의 개폐, 특히, 개방을 압축코일스프링(20)등의 작용을 필요로 하지 않고, 환상 탄성 연결판(34)이 발회하는 강력한 탄성복원 효과만에 의해 행할 수 있다. 또, 앞서 제안된 것은 단일의 벨로즈로 개폐하기 위하여 추가 기구를 갖추고 있었으나, 이를 생략하고, 동일구조를 갖는 밸브 플레이트(30₁) 내지는 카운터 플레이트(30₂)로 이 작용을 행하고, 밸브 개구(1₁)의 개폐를 한층 신속하게 행할 수 있으며, 또 게이트 밸브 자체의 전체적인 구성을 간단화할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명이 이와 같은 뛰어난 효과를 발휘할 수 있도록 하기 위하여 환상 탄성 연결판(34)이 크게 기여하고 있지만, 이는 앞서 제안된 것에서 사용되고 있는 금속 벨로즈(13)와는 그 구성, 작용 및 효과의 모든면에서 근본적으로 상위한 것이다. 왜냐하면, 금속 밸로즈(13)는 얇은 금속판으로 된 원형관의 관체의 벽에 다수의 요철을 형성한 것, 혹은 다수의 환상의 얇은 금속판을 겹쳐서 합치고, 인접한 것끼리 그 내외 주변부에서 서로 용접하므로서 관체로 형성한 것이며, 이 관체 자체의 신축으로 그 작용을 하는 것인데 대하여, 본 발명의 환상 탄성 연결판(34)은 환상의 것이며 수직으로 적어도 1개 이상의 환상의 융기(34₀)를 동심으로 형성하고, 이와 같이 형성된 환상 탄성 연결판(34) 2매를 상호간에 간격을 두고 평행으로 배열한 것이며, 이 경우 얇은 금속판의 재질이나 그 성형시에 주어지는 처리에 의해 각 환산 탄성 연결판(34)은 특유의 탄성, 특히 탄성 변형후에 강력한 복원력을 발휘하는 것이기 때문이다. 이에 대하여, 일반적으로 금속 벨로즈는 이와 같은 특유의 작용 내지는 효과를 발휘할 수 없다.

그리고, 본 발명의 중요한 구성요소로서 사용되고 있는 환상 탄성 연결판은 특유의 탄성적 특성을 가지고 있는 것으로, 게이트 밸브의 밸브체에 대해서 뿐만 아니라, 비슷한 작용 내지는 효과의 발휘를 필요로 하는 다른 장치등에도 널리 적용될 수 있는 것이다.

Claims

밸브 개구를 포위하는 밸브자리를 갖는 밸브 케이스와, 밸브자리를 개폐하는 밸브체를 포함하는 무접동 게이트 밸브에 있어서, 밸브체는 밸브 케이스에 형성된 밸브자리를 폐쇄하는 외경치수를 가짐과 동시에 중심이 밸브 개구의 중심축 위에 놓여지며 또한 밸브자리에 대해서 및 상호간에 대해서 평행되게 간격을 두고 배치된 원형의 금속판으로 된 1쌍의 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트와, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트 사이의 간격내에 그것과 동축으로, 또한 상호간에 평행되게 간격을 두고 배치되며, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트의 외경보다도 작은 외경을 갖는 금속원반으로 된 1쌍의 내부지지체와, 내부지지체의 반경방향의 외부에 배치되며, 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트의 외경보다도 큰 내경을 가짐과 동시에 내부지지체의 합계 두께와 거의 같은 폭을 갖는 금속 환상체로된 외부지지체와, 각 내부지지체의 외주면과 외부지지체의 내주면 사이에 배치되며 또한 상호간에 간격을 두고 반경방향으로 배치된 환상의 얇은 금속판으로 형성된 1쌍의 환상 탄성 연결판으로 구비하며, 각 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트는 그것에 대향하는 각 내부지지체에 시일 고착되며, 또한, 각 내부지지체 및 외부지지체는 각각 외주면 및 내주면에서 각 환상 탄성 연결판에 그 내경부 및 외경부가 각각 시일되어 강하고 단단하게 연결되며, 또한 각 환상 탄성 연결판의 반경방향의 면에는 그 면에 대해서 수직방향으로 미끄러운 환상융기를 1개 이상 동심으로 형성하고, 또, 내부지지체, 환상 탄성 연결판 및 외부지지판의 사이에는 시일된 밀봉공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브체.
제1항에 있어서, 상기 밸브 플레이트 및 카운터 플레이트는 각각 환상으로 형성되며, 그 내경부가 내부지지체에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브체.