KR960005673B1

KR960005673B1 - 유체제어기

Info

Publication number: KR960005673B1
Application number: KR1019920012757A
Authority: KR
Inventors: 미치오 야마지; 켄지 야마모토
Original assignee: 키요하라 마사코
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1996-04-30
Also published as: JPH0580858A; DE69208001D1; KR930004837A; CA2072692A1; DE69208001T2; EP0530947B1; CA2072692C; JP2927582B2; EP0530947A1

Abstract

내용 없음.

Description

유체제어기

제1도는, 본 발명의 제1실시예에 의한 다이어프램형 유체제어기의 종단면도.

제2도는, 제1실시예에 의한 유체제어기의 주요부를 확대한 종단면도.

제3도는, 본 발명의 제2실시예에 의한 다이어프램형 유체제어기의 종단면도.

제4도는, 제2실시예에 의한 유체제어기의 주요부를 확대한 종단면도.

제5도는, 종래의 다이어프램형 유체제어기의 종단면도.

제6도는, 종래의 다른 실시예에 의한 다이어프램형 유체제어기의 종단면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 보디 2 : 다이어프램

3 : 스토퍼기구 6 : 디스크

8 : 스템 10 : 유체입구

11 : 유체출구 12 : 밸브실

13 : 밸브시이트

본 발명은 주로 반도체 제조장치나 원자력발전 플랜트 등의 유체(流體)관로에서 사용되는 다이어프램형 유체제어기의 개량에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조장치 등의 고순도 가스를 취급하는 관로에서는 밸브실로부터 가스의 누설이 전혀 없도록 한 구조의 다이어프램형 유체제어기가 많이 사용되고 있다.

종래로부터 사용되던 이러한 종류의 유체제어기로는 예컨대, 제5도나, 제6도에 표시한 구조의 것이 널리 알려져 있다.

즉, 전자(電者)의 유체제어기는 보디(20), 다이어프램(21), 보닛(22), 보닛너트(23), 디스크(24), 다이어프램 누름부재(25), 스템(26), 핸들(27) 등으로 구성되어 있으며, 스템(26)을 하강시키면 디스크(24)와 다이어프램 누름부재(25)에 의해 다이어프램(21)의 중앙부가 아래쪽으로 눌러지면서 밸브시이트(28)와 맞닿게 되고, 스템(26)을 상승시키면 다이어프램(21)은 자체의 탄성력과 유체의 압력에 의해 밸브시이트(28)로부터 떨어지게 되어 있다.

또, 후자(後者)의 유체제어기는 보디(20), 디스크(24), 스프링(29), 다이어프램(21), 보닛(22), 보닛너트(23), 다이어프램 누름부재(25), 스템(26), 핸들(27) 등으로 구성되어 있으며, 스템(26)을 하강시키면 다이어프램 누름부재(25)에 의해 다이어프램(21)의 중앙부가 아래쪽으로 눌러지면서 디스크(24)를 하강시키며, 디스크(24)의 하강에 의해 디스크패킹(30)이 밸브시이트(28)와 맞닿게 되고, 스템(26)을 상승시키면 스프링(29)의 탄성력에 의해 디스크(24)가 상승하여 밸브시이트(28)로부터 떨어지도록 되어 있다.

상기한 각각의 제어기는 밸브실로부터의 유체의 누설을 완전하게 없앨 수 있다고 하는 등의 우수한 실용적 효용성이 있는 것이다.

그러나, 종래의 다이어프램형 유체제어기에서도 개량해야 할 문제점이 있다.

즉, 상기한 각 유체제어기는 스템(26)이 나사작동 방식일 뿐만 아니라, 다이어프램(21)이나 디스크(24)를 밸브시이트(28)와 접촉시키므로써 스템(26)의 하강을 제한하는 구성으로 하고 있는 까닭에, 유체통로를 차단할 때에 스템(26)을 과도하게 죄면 스템(26)이 필요 이상으로 하강하여 다이어프램(21)이 밸브시이트(28)와 다이어프램 누름부재(25)와의 사이, 또는, 디스크(24)와 다이어프램 누름부재(25)와의 사이에서 과도하게 눌려지게 된다.

그 결과, 다이어프램(21)이 손상되거나, 파손되는 일이 발생하여, 다이어프램(21)의 수명이 크게 단축된다고 하는 문제점이 있었다.

특히, 다이어프램(21)은 극히 얇은 막으로 형성되어 있으므로, 상기한 문제는 더욱더 현저하게 나타난다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로 그 목적하는 바는 스템의 하강량을 제한하므로써, 스템을 과도하게 죄어서 발생하는 다이어프램의 손상이나 파손을 방지할 수 있도록 하는 다이어프램형 유체제어기를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유체제어기는, 유체입구 및 유체출구와 연통(連通)하는 오목형 상의 밸브실의 바닥에 밸브시이트를 설치한 보디, 밸브시이트의 윗쪽에 설치되어서 밸브실의 기밀을 유지하는 동시에 그 중앙부가 상하로 이동하면서 밸브시이트와 직접 맞닿거나 또는 디스크를 거쳐서 간접적으로 밸브시이트와 맞닿는 다이어프램, 다이어프램의 윗쪽에서 자유자재로 승강작동할 수 있도록 설치되며, 다이어프램의 중앙부를 아래쪽으로 눌러주는 스템 등으로 구성된 다이어프램 유체제어기에 있어서, 상기한 다이어프램 테두리 근방의 보디와 스템의 하단부 사이에 유체제어기의 유체통로를 차단할 때에 스템의 하강을 제한할 수 있는 스토퍼기구를 삽입한 것이다.

스템을 하강시키면 다이어프램의 중앙부가 눌려지면서 아래쪽으로 이동되어, 밸브시이트와 직접 맞닿게 되거나 또는, 다이어프램이 디스크를 눌러줌에 따라 디스크가 밸브시이트와 맞닿게 된다.

이러한 작동에 의해 유체제어기는 유체의 통로가 차단되는 상태로 된다. 이때, 이 유체제어기는 다이어프램이나 디스크가 밸브시이트와 맞닿았을 때에 스토퍼기구에 의해 스템의 하강이 제한되므로, 스템이 과도하게 죄어지는 일이 없으며, 따라서, 스템을 과도하게 죄어주므로써 발생되는 다이어프램의 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

또한, 스템을 상승시키면 다이어프램은 자체의 탄성력과 유체의 압력에 의해 윗쪽으로 이동하면서 밸브시이트로부터 떨어지거나 또는, 스프링의 탄성력에 의해 디스크가 상승하여 밸브시이트로부터 떨어지게 되며 이러한 작동에 의해 유체제어기는 유체통로가 개방되는 상태로 된다.

다음에, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

제1도는, 본 발명의 제1실시예에 의한 다이어프램형 유체제어기의 종단면도이며, 그 유체제어기는 다이어프램(2)이 이 밸브시이트(13)와 직접 맞닿거나 또는 떨어지므로써 유체통로를 개폐하도록 한 것이며, (1)은 보디, (2)는 다이어프램, (3)는 스토퍼기구, (4)는 보닛, (5)는 보닛너트, (6)은 디스크, (7)은 다이어프램 누름부재, (8)은 스템, (9)는 핸들이다.

상기한 보디(1)는 스테인레스강 등의 금속재료로 만들어지며, 대략 +자 형상으로 형성되어 있고, 양쪽에는 유체입구(10)와 유체출구(11)가, 그리고 상부에는 유체입구(10) 및 유체출구(11)와 연통하며 상부가 개방된 오목형상의 밸브실(12)이 각각 형성되어 있다.

또, 밸브실(12)의 바닥에는 합성수지로 만든 밸브시이트(13)가 대략 매설된 형상으로 설치되어 있으며, 밸브실(12)의 내주면 아래쪽에는 단부(段部)(14)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 밸브시이트(13)를 합성수지로 만들었으며, 보디(1)와 별개로 형성하였으나 보디(1)와 일체로 형성하여도 좋다.

상기한 다이어프램(2)은 밸브시이트(13)의 윗쪽에 설치하여 밸브실(12)의 기밀을 유지하는 동시에, 그 중앙부가 상하로 이동하여 밸브시이트(13)와 맞닿거나 또는 떨어질 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에서 다이어프램(2)은 스테인레스강, 인코빌(상표면), 형상기억합금 등의 금속제 박판의 중앙부를 윗쪽으로 팽출시킨 접시형상으로 형성되어 있고, 그 테두리는 밸브실(12) 내주면의 단부(14)에 놓여지며, 밸브실(12)의 내부로 삽입된 보닛(4)의 하단부와 보디(1)에 나사로 체결되는 보닛너트(5)에 의해 단부(14) 쪽으로 밀착되어서 기밀을 유지하는 상태로 고정되어 있다.

상기한 보닛(4)은 원통형상을 하고 있고, 보디(1)의 밸브실(12) 내부로 삽입되어 있으며, 보닛너트(5)를 체결하여 보디(1)쪽으로 누르면서 고정시키고 있다. 보닛(4)의 하단부 내주면은 대구경(大口徑)으로 형성되어 있다.

상기한 디스크(6)는 보닛(4)의 하단부내에서 자유로운 상태로 승강운동을 할 수 있도록 끼워져 있고, 그 하단부에는 다이어프램(2) 중앙부의 윗면과 맞닿으면, 합성수지로 만들어진 다이어프램 누름부재(7)가 끼워져 있다. 상기한 스템(8)은 하단면이 디스크(6)와 맞닿을 수 있도록, 보닛(4)내에서 나사로 체결되어 자유로운 승강작동을 하며, 디스크(6)를 아래쪽으로 눌러서 다이어프램 누름부재(7)에 의해 다이어프램(2)의 중앙부가 밸브시이트(13)와 맞닿도록 하고 있다.

또, 스템(8)의 상단부에는 스템조작용 핸들(9)이 고정되어 있다.

상기한 스토퍼기구(3)는 다이어프램(2) 테두리 근방에 보디(1)와 스템(8)의 하단부 사이에 삽입되어 있으며, 유체제어부를 완전히 차단할 때(다이어프램(2)의 중앙부가 밸브시이트(13)와 맞닿았을 때)에 스템(8)의 하강을 제한하는 것이다.

본 실시예에서의 스토퍼기구(3)는, 다이어프램(2) 테두리의 윗면과 보닛(4)의 하단면 사이에 삽입된 환(環)형상의 스토퍼부재(15)와, 디스크(6)의 하단부 외주면과 일체로 형성되어 보닛(4)의 하단부 내부에 수용되며, 스토퍼부재(15)의 윗면과 맞닿는 플랜지 형상의 걸림턱(16)으로 구성된다.

스토퍼부재(15)의 내경은 보닛(4)의 하단부 내주면의 내경보다도 약간 작게 설정되며, 스토퍼부재(15)와 걸림턱(16)과의 간격은 디스크(6)가 하강하여 다이어프램(2)이 밸브시이트(13)와 맞닿았을 때 걸림턱(16)이 스토퍼부재(15)에서 걸릴 수 있도록 설정되어 있다.

또는, 상기 환형상의 스토퍼부재(15)의 아래면측은 제2도 및 제4도에서도 알 수 있듯이 다이어프램(2)의 외주가장자리를 압압하기 때문에 외주부가 평면형상으로, 또는 그 내주부가 다이어프램(2)의 윗면을 따라 위가 볼록한 곡면으로 형성되어 있다. 그렇기 때문에 다이어프램(2)이 다이어프램 누름부재(7)에 의해 압압되는 것에 의해 상하로 움직여도 다이어프램(2)의 외주부의 윗쪽으로 움직임이 구면형상의 부분에 의해서 제한되어 과도하게 위쪽으로 구부러지지 않는다. 이것에 의해 다이어프램(2)의 손상이 적게 발생되어 장기간 사용할 수 있는 장점이 있다.

다음에, 상기한 유체제어기의 작동에 대해서 설명한다.

유체제어기에서 유체통로를 차단할 때에는, 핸들(9)을 회전시켜서 스템(8)을 하강시킨다. 그렇게 하면, 디스크(6)와 다이어프램 누름부재(7)가 하강하여 다이어프램(2)의 중앙부를 아래쪽으로 누르게 되며, 따라서 다이어프램(2)은, 제2도에 표시한 상태로 탄성변형하여 밸브시이트(13)와 맞닿으면서 유체통로를 차단하는 상태로 된다.

그리고, 이 유체제어기는 다이어프램(2)이 밸브시이트(13)에 맞닿았을 때 디스크(6)에 형성되어 있는 걸림턱(16)은 스토퍼부재(15)의 윗면에서 맞닿음되어, 스템(8)의 하강을 제한히기 때문에 스템(8)이 과도하게 죄어지는 일이 없을 뿐만 아니라, 스템(8)을 과도하게 죄므로써 발생되는 다이어프램(2)의 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

상기한 유체제어기에서 유체통로를 개방할 때에는 핸들(9)을 회전시켜서 스템(8)을 상승시킨다.

그렇게 하면, 다이어프램(2)은 자체의 탄성력과 유체의 압력에 의해 디스크(6)와 다이어프램 누름부재(7)를 밀어 올리면서 본래의 형상으로 복원되며, 밸브시이트(13)로부터 떨어져서 유체통로를 개방하는 상태로 된다.

제3도는, 본 발명의 제2실시예에 의한 다이어프램형 유체제어기의 종단면도이며, 이 제어기는 다이어프램(2)의 윗쪽에는 다이어프램 누름부재(7)를, 다이어프램(2)의 아래쪽에는 디스크(6)를 각각 자유롭게 승강 이동할 수 있는 상태로 설치하고, 디스크(6)와 보디(1)의 사이에는 스프링(17)을 삽입한 것으로, 다이어프램 누름부재(7)가 다이어프램(2)의 중앙부를 아래쪽으로 눌러주게 되며, 디스크(6)가 하강하여 디스크(6)의 하단부에 부착한 디스크패킹(18)이 밸브시이트(13)와 맞닿게 되며, 다이어프램(2)이 눌러져 있는 상태를 해제하면 스프링(17)의 탄성력에 의해 디스크(6)가 상승하면서 디스크패킹(18)이 밸브시이트(13)로부터 떨어지도록 한 것이다.

그리고, 다이어프램(2) 테두리 근방의 보디(1)와 스템(8)의 하단부 사이에는 유체제어기의 유체통로를 완전히 차단(다이어프램(2)의 중앙부가 밸브시이트(13)와 맞닿았을 때)했을 때에, 스템(8)의 하강을 제한하는 스토퍼기구(3)가 삽입되어 있으며, 그밖의 구성은 상기한 제1실시예의 것과 거의 동일하다. 제3도에 있어서, (1)은 보디, (4)은 보닛, (5)는 보닛너트, (8)은 스템, (9)는 핸들, (10)은 유체입구, (11)은 유체출구, (12)는 밸브시이트, (14)는 단부이다.

상기한 스토퍼기구(3)는 다이어프램(2) 테두리의 윗면과 보닛(4)의 하단면 사이에 삽입된 환형상의 스토퍼부재(15)와 다이어프램 누름부재(7)와 스템(8)의 사이에 삽입되며, 스토퍼부재(15)의 윗면과 맞닿는 원판(圓板)형상의 다이어프램 누름판(19)으로 구성된다.

스토퍼부재(15)의 내경은 보닛(4)의 하단부 내주면의 내경보다도 약간 작게 설정되며, 스토퍼부재(15)와 다이어프램 누름판(19)과의 간극은, 다이어프램 누름부재(7)와 디스크(6)가 하강하여 디스크패킹(18)이 밸브시이트(3)와 맞닿았을 때 다이어프램 누름판(19)이 스토퍼부재(15)에서 걸릴 수 있도록 설정되어 있다.

상기한 유체제어기에서 유체통로를 차단하고자 할 때에는, 핸들(9)을 회전시켜서 스템(8)을 하강시킨다. 그렇게 하면, 다이어프램 누름부재(7)와 다이어프램 누름판(19)은 스프링(17)의 탄성력을 극복하면서 다이어프램(2)의 중앙부와 디스크(6)를 밀어서 하강시키며, 이로 인해서 디스크(6)의 하단부에 부착된 디스크패킹(18)이 밸브시이트(13)와 맞닿으면서 유체통로를 차단하는 상태로 된다.

그리고, 이 유체제어기에서도, 유체통로가 차단된 상태(제4도 참조)로 되었을 다이어프램 누름판(19)이 스토퍼부재(15)의 윗면에 걸리게 되며, 따라서, 스템(8)의 하강을 제한하기 때문에 스템(8)이 과도하게 죄어지는 일이 없을 뿐만 아니라, 스템(8)은 과도하게 죄므로써 발생되는 다이어프램(2)의 손상이나, 파손을 방지할 수 있다.

유체제어기에서, 유체통로를 개방할 때에는, 핸들(9)을 회전시켜서 스템(8)을 상승시킨다. 그렇게 하면, 스프링(17)의 탄성력이나 유체의 압력에 의해 디스크(6) 등이 상승하면서 디스크패킹(18)이 밸브시이트(13)로부터 떨어지면서 유체관로가 개방의 상태로 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 다이어프램형 유체제어기는, 다이어프램 테두리 근방의 보디 및 스템하부와의 사이에 유체제어기의 유체통로를 완전히 차단할 때에 스템의 하강을 제한할 수 있는 스토퍼기구를 삽입하는 구성으로 하였으므로, 스템이 나사작동 방식이라 하더라도 유체통로를 차단할 때에는 스템이 과도하게 죄어지는 일이 없을 뿐만 아니라, 스템을 과도하게 죄므로써 발생되는 다이어프램의 손상이나 파손을 방지할 수가 있다.

그 결과, 다이어프램의 수명을 크게 연장시킬 수 있게 된다.

Claims

제1항 유체입구(10) 및 유체출구에 연통하는 오목형상의 밸브실(12)의 저면에 밸브시이트(13)를 형성함과 아울러 밸브실(12)의 내주면에 수평형상의 단부(14)를 설치한 보디(1)와, 외주가장자리부를 상기 밸브실(12)의 단부(14) 위에 얹어놓은 형태로 밸브시이트(13)의 윗쪽으로 설치되고, 밸브실(12)의 위쪽부를 기밀하게 폐쇄함과 동시에 윗쪽으로 팽출된 중앙부가 아랫쪽으로 압압되는 것에 의해 직접 또는 디스크체를 개재해서 간접으로 밸브시이트(13)에 맞닿음되고, 또는 상기 아랫쪽으로의 압압력이 제거되는 것에 의해 그 탄성력으로 중앙부가 위쪽으로 팽출된 윗부분이 볼록한 접시형상인 초기의 형상으로 복귀하는 금속박판제의 다이어프램(2)와, 다이어프램(2)의 윗쪽에 배치되고 아랫면측의 외주부를 다이어프램(2)의 윗면을 압압하는 평면형상으로, 또는 아랫면측의 내주부를 다이어프램(2)의 윗면을 따라 만곡면 형상으로 된 환형상의 스토퍼부재(15)와, 밸브실(12)내로 삽입되고, 그 하단면에 의해 상기 환형상의 스토퍼부재(15)의 윗면을 압압하는 통형상의 보닛(4)과, 보디(1)에 나사식으로 체결되고, 그 체결에 의해 상기 보닛(4)을 아랫쪽으로 압압하는 보닛너트(5)와, 상기 보닛(4)내에 위치해서 다이어프램(2)의 윗측 팽출부의 윗측으로 설치되고, 아랫쪽부의 외주면에 외경이 스토퍼부재(15)의 내경보다도 큰 플랜지형상의 걸림턱(16)을 설치한 디스크(6)와, 다이어프램(2)의 상부 팽출부와의 사이에 설치되고, 아랫측부의 외경을 상기 환형상의 스토퍼부재(15)의 내경보다도 작게 한 합성수지제의 다이어프램 누름부(7)와, 상기 디스크(6)를 아랫쪽으로 압압하는 스템(8) 등으로 구성되어 유체제어기의 유체통로를 닫을 때에 상기 환형상의 스토퍼부재(15)의 윗면에 플랜지형상의 걸림턱(16)이 맞닿음되는 것에 의해 스템(8)의 하강을 제한하는 것을 특징으로 하는 유체제어기.
제1항에 있어서, 상기한 디스크(6)를 외경이 스토퍼부재(15)의 내경보다도 큰 원반형상의 다이어프램 누름판(19)로 구성됨을 특징으로 하는 유체제어기.
제1항에 있어서, 상기한 밸브시이트(13)를 합성수지제로 함과 아울러 다이어프램 누름부(7)를 디스크(6)에 고착함을 특징으로 하는 유체제어기.