WO2010085096A1 - 나비밸브 개폐장치 - Google Patents

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WO2010085096A1
WO2010085096A1 PCT/KR2010/000389 KR2010000389W WO2010085096A1 WO 2010085096 A1 WO2010085096 A1 WO 2010085096A1 KR 2010000389 W KR2010000389 W KR 2010000389W WO 2010085096 A1 WO2010085096 A1 WO 2010085096A1
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WO
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guide
piston
blade
butterfly valve
rotation
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/000389
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김배진
최기선
Original Assignee
프리시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/221—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves specially adapted operating means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/16—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member
    • F16K31/163—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston
    • F16K31/1635—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston for rotating valves

Definitions

  • the present invention relates to a butterfly valve opening and closing device, more specifically, because the guide groove is formed in the guide unit for guiding the rotation of the main shaft and the operation in the up and down direction, the phenomena caused by the rotation of the blade and the fluid passage in contact with the rotation, that is, In addition, the contact stress is not generated at all, the wear of the O-ring is not generated at all to reduce the cost of maintenance, and also relates to a butterfly valve opening and closing device that can completely block the inside of the vacuum pump from the outside.
  • the semiconductor device is manufactured in a state of completely blocking contact of foreign matter contained in air, that is, in a vacuum state.
  • a flow regulating valve which is installed between the process chamber where the semiconductor element integration process is performed and the vacuum pump that sucks air in the process chamber, opens and closes the transfer of suction power of the vacuum pump to the chamber.
  • the butterfly valve opening and closing device refers to a disk-shaped blade formed on the valve shaft, and a valve installed to open and close the inner diameter of the housing by the operation of the blade, and recently using a pneumatic actuator that can be driven by pneumatic opening and closing of the blade have.
  • the conventional butterfly valve is provided with an O-ring for blocking a minute gap on the contact surface of the housing and the blade, when the O-ring is closed and hardened by the collision between the O-ring and the housing when the blade is closed after opening. Accordingly, after the butterfly valve is used for a certain time, the O-ring wears out and a minute gap is generated between the housing and the blade, so the inside of the vacuum pump cannot be completely vacuumed, and the O-ring needs to be replaced periodically, resulting in maintenance costs. Problems have been raised.
  • an object of the present invention is because the guide groove for guiding the rotation of the main shaft and the operation in the vertical direction is formed in the guide unit is swept by the rotation in contact with the blade and the fluid passage Phenomenon, that is, contact stress is not generated at all, so that the wear of the O-ring is not generated at all, and the cost of maintenance can be reduced, and a butterfly valve opening and closing device that can completely block the inside of the vacuum pump from the outside can be used.
  • the butterfly valve opening and closing device one side is sealed by the lower cover 110: the other side guides the penetrating portion 121 and the penetrating portion 121 in the vertical direction.
  • the guide unit 300 is operated in a state coupled to the piston 200, the guide groove 310 is formed to penetrate through the spiral in the longitudinal direction; and the one side is coupled to the guide groove 310
  • One guide protrusion 410 is provided, the blade 500 is coupled to the other side, the coupling between the first guide protrusion 410 and the blade 500 is operated up and down in the state coupled with the guide rail 122
  • Block 420 is provided to rotate and up according to the forward and backward of the piston (200)
  • a main shaft 400 which is operated in a downward direction; and a fluid passage that is coupled to the other side of the actuator 100 and
  • the guide unit 300 is formed in a pipe (Pipe) shape
  • the guide groove 310 is a rotation guide portion 311 for guiding the rotation of the main shaft 400
  • the rotation guide portion It is formed continuously with 311, the first vertical guide portion 312 for guiding the vertical operation of the main shaft 400; characterized in that consisting of.
  • the guide unit 300 is disposed to be spaced apart on the same line as the first vertical guide portion 312, the second vertical guide portion 313 formed in the same shape as the first vertical guide portion 312 And a second guide protrusion 430 formed on an outer circumferential surface of the main shaft 400 and coupled to the second upper and lower guide parts 313.
  • the upper opening 611 of the fluid passage 610 is formed smaller than the diameter of the blade 500, the sealing O-ring 613 is provided on the surface in contact with the blade 500; It is done.
  • the lower cover 110 further includes a guide shaft 111 extending to the inside of the driving chamber 130, wherein the piston 200 is coupled to the guide shaft 111. do.
  • the piston 200 is characterized in that the guide shaft 111 is provided with at least two so as to prevent the rotation in the interior of the drive chamber 130.
  • the magnet member 210 provided in the piston 200; and the sensor installed in the actuator 100 to detect the position of the piston 200 by detecting the movement of the magnet member 210 (S) It characterized in that it further comprises.
  • the upper opening 611 of the fluid passage 610 is connected to the process chamber (not shown), the lower opening 612 is characterized in that it is connected to the vacuum pump (not shown).
  • Valve 700 characterized in that it further comprises.
  • the compressed air flows into the drive chamber 130, the compressed air inlet through-holes 140, 141 formed in the actuator 100 so that the piston 200 is moved forward and backward; It is done.
  • the guide groove for guiding the rotation of the main shaft and the operation in the vertical direction is formed in the guide unit, the phenomena due to the rotation of the blade and the fluid passage due to contact, that is, the contact stress at all It is not generated so that no wear of the O-ring occurs. Therefore, there is an advantage that can not only reduce the cost of maintenance, but also completely block the inside of the vacuum pump from the outside.
  • FIG. 1 is a perspective view of a butterfly valve opening and closing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 to 3 is an exploded perspective view of the butterfly valve opening and closing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view of the initial state of the butterfly valve opening and closing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cutaway perspective view of the main shaft of the butterfly valve opening and closing device according to the preferred embodiment of the present invention being lifted by the guide groove to seal the upper opening of the fluid passage;
  • Figure 6 is a perspective view of a guide unit of the butterfly valve opening and closing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a side view of FIG. 6;
  • FIGS. 8 to 9 are cross-sectional views showing a state in which the butterfly valve opening device according to a preferred embodiment of the present invention is driven.
  • FIG. 1 is a perspective view of a butterfly valve opening and closing device according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figures 2 to 3 are exploded perspective view of the butterfly valve opening and closing device according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a preferred embodiment of the present invention
  • 5 is a cutaway perspective view of an initial state of a butterfly valve opening and closing device according to an exemplary embodiment of the present invention, in which a main shaft of a butterfly valve opening and closing device is lifted by a guide groove to seal an upper opening of a fluid passage
  • Figure 6 is a perspective view of a guide unit of the butterfly valve opening and closing device according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a side view of Figure 6
  • Figures 8 to 9 is a butterfly valve opening device according to a preferred embodiment of the present invention is driven
  • FIG. 1 is a perspective view of a butterfly valve opening and closing device according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figures 2 to 3 are exploded perspective view of the butterfly valve opening and closing
  • the rotation guide part 311, the first upper and lower guide part 312, the second upper and lower guide part 313, the first guide protrusion 410, the coupling block 420, the second guide protrusion 430, the blade 500, the housing body 601, the housing cover 602, the fluid passage 610, the upper opening 611, the lower opening 612, the sealing O-ring 613 and the tube diameter control valve 700 are further included.
  • the actuator 100 is a member in which a driving chamber 130 is formed to accommodate a piston 200 to be described later and a guide unit 300 coupled to the piston 200. It is formed by the cylinder cover 110 for sealing one side of the actuator 100 and the guide cover 120 for sealing the other side.
  • the actuator 100 as shown in Figure 3, is provided with compressed air inlet through-holes 140, 141, the compressed air is introduced into the compressed air inlet through-holes (140, 141) to the piston 200 ) Forward or backward.
  • the cylinder cover 110 is provided with a guide shaft 111, the guide shaft 111 is coupled to the piston 200 to be described later serves to guide the forward and backward of the piston 200.
  • the guide shaft 111 as described above is characterized in that it is provided with at least two or more to be coupled to two or more piston 200, as described above, if the guide shaft 111 and the piston 200 is coupled in two or more places, Since the rotation of the piston 200 can be prevented, the piston is allowed only linear movement inside the cylinder room.
  • the guide cover 120 is provided on the other side of the cylinder cover 110, that is, the other side of the actuator 100, the through portion 121 in the center of the guide cover 120 is the drive chamber ( 130 is provided in communication with the through part 121 is sealed by a housing 600 to be described later coupled with the guide cover 120.
  • the through part 121 is provided with a guide rail 122, the guide rail 122 is coupled to the coupling block 420 of the main shaft 400 to be described later in the vertical direction of the main shaft 400 It serves to guide driving.
  • the piston 200 is a member which is installed in the drive chamber 130 of the actuator 100 described above and moved forward and backward by the compressed air introduced into the compressed air inflow holes 140 and 141.
  • Guide unit 300 to be described later is fixedly installed, as shown in Figures 2 to 3, the upper portion of the piston 200 is preferably formed in a cylindrical shape to facilitate the accommodation of the guide unit 300, the If the guide unit 300 can be fixed to the piston 200, it will be omitted or modified to other shapes.
  • the piston 200 is preferably a pneumatic operation method that is operated by the compressed air flowing into the compressed air inlet through holes 140 and 141, but may be operated by using hydraulic pressure, or may be replaced by a motor and a link. There will be.
  • the guide unit 300 is a member that is driven in accordance with the forward and backward of the piston 200 in a state coupled to the upper portion of the piston 200, the overall shape is shown in Figures 6 to 7, It has a pipe shape.
  • the guide grooves 300 are formed in the guide grooves 300 in a spiral (wired) form along the longitudinal direction.
  • the guide grooves 310 have a first guide protrusion 410 of the main shaft 400 to be described later.
  • the second guide protrusion 430 is inserted and guided so that the main shaft 400 operates in a rotational and vertical direction.
  • the guide groove 310 as described above is composed of a rotation guide portion 311, the first upper and lower guide portion 312 and the second upper and lower guide portion 313, as shown in Figure 6 to 7, the rotation The guide part 311 and the first upper and lower guide part 312 are continuously formed, and the rotation guide part 311 and the first upper and lower guide part 312 are formed with different curvature radii so that the rotation guide part 311 ) Serves to guide the rotation of the main shaft 400 to be described later, the first upper and lower guide portion 312 serves to guide the up and down direction of the main shaft 400 to be described later.
  • the second upper and lower guide part 313 is disposed to be spaced on the same line as the first upper and lower guide part 312, the second upper and lower guide part 313 is formed of the first upper and lower guide part ( 312) and guide rails 122 guide the up and down driving of the main shaft 400.
  • the rotation guide part 311 that is involved in the rotation of the main shaft 400 is one, whereas three components that are involved in driving in the up and down direction (the first upper and lower guide parts 312 and the second upper and lower parts).
  • the guide part 313 and the guide rail 122 are intended to withstand the load of the blade 500 and more completely seal the fluid passage 610.
  • the main shaft 400 has a first guide protrusion 410 installed at one side thereof, and selectively selects an upper opening 611 of the fluid passage of the housing 600 to be described later.
  • the sealing member is a member 500 is installed, the main shaft 400 is operated in the rotation and vertical direction by the guide unit 300.
  • a coupling block 420 coupled to the guide rail 122 described above is provided between the first guide protrusion 410 and the blade 500 while covering the outer circumferential surface of the main shaft 400.
  • a second guide protrusion 430 is provided between the 410 and the coupling block 420.
  • the first guide protrusion 410 rotates and rotates the main shaft 400 by the rotation guide part 311 and the first vertical guide part 312 of the guide unit 300 described above.
  • Direction, and the second guide protrusion 430 drives the main shaft 400 only in the vertical direction by the second vertical guide part 313.
  • the housing 600 is a member coupled to the other side of the actuator 100 described above, and a fluid passage 610 connected to a process chamber (not shown) and a vacuum pump (not shown), respectively, is formed at a central portion thereof.
  • a fluid passage 610 connected to a process chamber (not shown) and a vacuum pump (not shown), respectively, is formed at a central portion thereof.
  • the upper opening 611 is connected to the process chamber and the lower opening 612 is connected to the vacuum pump, but vice versa.
  • the fluid passage 610 as described above is preferably provided with a space that is operated when the blade 500 operates in the rotation and vertical direction.
  • the housing 600 is preferably divided into a housing body 601 having a lower opening 612 and a housing cover 602 having an upper opening 611.
  • the assembly of the blade 500 and the main shaft 400 is not only easy to assemble, but also easy to install the sealing O-ring 613 on the surface where the blade 500 and the housing 600 are coupled. something to do.
  • the upper opening 611 may be formed to have a smaller diameter than the blade 500 so that the upper opening 611 may be completely blocked by the blade 500.
  • one side of the housing 600 is preferably provided with a tube diameter control valve 700, such a tube diameter control valve 700, when opening the fluid passage 610 of the blade 500, the upper opening ( 611 and the lower opening 612 serves to mitigate the impact generated by the blade 500 due to the difference in pressure. Accordingly, the lifespan of the main shaft 400, the guide unit 300, and the piston 200 connected to the blade 500 can be extended.
  • the tube diameter control valve 700 is installed to communicate with each other in the through-hole of the housing body 601 side and the through-hole of the housing cover 602 side, as described above, the housing body 601 is Since the vacuum pump and the housing cover 602 are respectively connected to the process chamber, when the pressure difference of the vacuum pump increases from the process chamber, the vacuum pump and the housing cover 602 serve to reduce the pressure difference, that is, to serve as slow-pumping.
  • Such a diameter control valve 700 as disclosed in the application No. 10-2007-0008957 (name of the invention: the tube diameter control valve) filed by the applicant, because it is already known in the detailed description Will be omitted.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4
  • FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 8 is a state in which the fluid passage is completely open as an initial state
  • FIG. 9 is a state in which the fluid passage is completely closed.
  • the compressed air is introduced into the compressed air inlet hole 140 of the lower portion where the piston 200 is advanced among the compressed air inlet holes 140 and 141.
  • the compressed air introduced into the 140 flows into the drive chamber 130 and the piston 200 starts to move forward.
  • the guide unit 300 connected to the piston 200 is also rotated at the same time, in which the main shaft 400 is the first guide fitted into the guide groove 310
  • the protrusion 410 and the second guide protrusion 430 are moved upward after the rotation in the shape of the guide groove 310, and at the same time, the blade 500 is also moved upward after the rotation.
  • the guide groove 310 is preferably manufactured so that the blade 500 rotates 85 ⁇ 95 degrees.
  • Compressed air is introduced into the compressed air inlet through-hole 141 of the upper portion of the compressed air inlet through-hole (140, 141) in which the piston 200 is reversed, the compressed air introduced into the compressed air inlet through the hole (141) drive chamber Piston 200 begins to reverse as it flows into (130).
  • the present invention is preferably provided with a sensor (S) for detecting the position of the piston 200 to operate as described above, accordingly, the piston 200 is provided with a magnet member 210, the actuator It is preferable that the sensor (S) for detecting the position of the magnet member 210 is installed at 100.

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Abstract

본 발명은 나비밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 나비밸브 개폐장치에 의하면, 가이드유닛에 메인샤프트의 회전 및 상하방향의 작동을 가이드하는 가이드 홈이 형성됨으로 인하여 블레이드와 유체통로의 접촉시 회전에 의한 쓸림현상, 즉, 접촉 응력이 전혀 발생되지 않아 오링의 마모가 전혀 발생되지 않게 된다. 따라서, 유지 보수에 소모되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 진공펌프의 내부를 외부와 완벽하게 차단할 수 있는 장점이 있다.

Description

나비밸브 개폐장치
본 발명은 나비밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가이드유닛에 메인샤프트의 회전 및 상하방향의 작동을 가이드하는 가이드 홈이 형성됨으로 인하여 블레이드와 유체통로의 접촉시 회전에 의한 쓸림현상, 즉, 접촉 응력이 전혀 발생되지 않아 오링의 마모가 전혀 발생되지 않게되어 유지 보수에 소모되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 진공펌프의 내부를 외부와 완벽하게 차단할 수 있는 나비밸브 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정은 고정밀도를 요구하므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 완벽하게 차단한 상태, 즉, 진공상태에서 제조된다.
따라서, 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐기술이 제품의 품질에 많은 영향을 준다.
그러므로, 반도체 제조공정에는 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 공정챔버와 이 공정챔버 내의 공기를 흡입하는 진공펌프의 사이에 설치되어 진공펌프의 흡입력이 챔버로 전달되는 것을 개폐하는 유량조절밸브가 매우 중요한 역할을 한다.
일반적으로 나비밸브 개폐장치는 밸브축에 형성된 원판형상의 블레이드와, 이 블레이드의 작동으로 하우징의 내경을 개폐하도록 설치된 밸브를 말하며, 최근에는 블레이드의 개폐를 공압으로써 구동할 수 있는 공압식 액추에이터를 이용하고 있다.
그러나, 종래의 나비밸브는 하우징과 블레이드의 접촉면에 미세한 틈을 차단하기 위한 오링이 설치되는데, 블레이드의 개방 후 폐쇄될 때에 오링과 하우징과의 충돌에 의한 오링의 마모와 경화가 발생되었다. 이에 따라, 나비밸브를 일정 시간 사용 후 오링이 마모되어 하우징과 블레이드와의 미세한 틈이 발생되므로 진공펌프 내부가 완벽하게 진공될 수 없으며, 주기적으로 오링을 교체해야 하기 때문에, 유지 보수 비용이 발생되는 문제점이 제기되어 왔다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가이드유닛에 메인샤프트의 회전 및 상하방향의 작동을 가이드하는 가이드 홈이 형성됨으로 인하여 블레이드와 유체통로의 접촉시 회전에 의한 쓸림현상, 즉, 접촉 응력이 전혀 발생되지 않아 오링의 마모가 전혀 발생되지 않게되어 유지 보수에 소모되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 진공펌프의 내부를 외부와 완벽하게 차단할 수 있는 나비밸브 개폐장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 나비밸브 개폐장치는, 일측은 하부커버(110):에 의해 밀폐되고, 타측에는 관통부(121)와 이 관통부(121)에 상하방향으로 가이드레일(122)이 형성된 가이드커버(120):에 의해 밀폐되어 내부에 구동실(130)이 형성되는 액추에이터(100);와, 상기 액추에이터(100)에 의해 전·후진되는 피스톤(200);과, 상기 피스톤(200)에 결합된 상태로 작동되되, 길이방향을 따라 나선형으로 관통형성되는 가이드 홈(310)이 형성된 가이드유닛(300);과, 일측에는 상기 가이드 홈(310)과 결합되는 제1가이드돌기(410)가 마련되고, 타측에는 블레이드(500)가 결합되되, 상기 제1가이드돌기(410)와 블레이드(500) 사이에는 상기 가이드레일(122)과 결합된 상태로 상하 작동되는 결합블럭(420)이 구비되어 상기 피스톤(200)의 전·후진에 따라 회전 및 상하방향으로 작동되는 메인샤프트(400);와, 상기 액추에이터(100)의 타측에 결합되며, 중심부에는 상하방향으로 상기 블레이드(500)의 회전 및 상하방향의 작동되는 공간이 마련되도록 관통형성된 유체통로(610)가 구비되되, 이 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 상기 블레이드(500)에 의해 선택적으로 개폐되는 하우징(600);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드유닛(300)은 관(Pipe)형상으로 형성되며, 상기 가이드 홈(310)은 상기 메인샤프트(400)의 회전을 가이드하는 회전가이드부(311);와, 상기 회전가이드부(311)와 연속적으로 형성되며, 상기 메인샤프트(400)의 상하방향 작동을 가이드하는 제1상하가이드부(312);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드유닛(300)에는 상기 제1상하가이드부(312)와 동일선상에 이격되어 배치형성되며, 상기 제1상하가이드부(312)와 동일한 형상으로 형성되는 제2상하가이드부(313);와, 상기 메인샤프트(400)의 외주면에 형성되되, 상기 제2상하가이드부(313)와 결합되는 제2가이드돌기(430);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 상기 블레이드(500)의 직경보다 작게 형성되며, 상기 블레이드(500)와 맞닿는 면에 구비되는 밀폐오링(613);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부커버(110)에는 상기 구동실(130)의 내부까지 연장형성되는 가이드샤프트(111);가 더 포함되며, 상기 피스톤(200)은 상기 가이드샤프트(111)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤(200)은 상기 구동실(130)의 내부에서 회전이 방지되도록 상기 가이드샤프트(111)는 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤(200)에 구비되는 자석부재(210);와, 상기 액추에이터(100)에 설치되어 상기 자석부재(210)의 움직임을 감지하여 상기 피스톤(200)의 위치를 검출하는 센서(S);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 공정챔버(미도시)와 연결되고, 하부 개구(612)는 진공펌프(미도시)와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블레이드(500)가 상기 상부 개구(611)의 개방시 상기 상·하부 개구(611, 612)의 상대적인 압력차에 의한 충격량이 감소되도록 상기 하우징(600)의 일측에 설치되는 관구경 조절밸브(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동실(130)의 내부로 압축공기가 유입되어 상기 피스톤(200)이 전·후진되도록 상기 액추에이터(100)에 형성되는 압축공기 유입통공(140, 141);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 가이드유닛에 메인샤프트의 회전 및 상하방향의 작동을 가이드하는 가이드 홈이 형성됨으로 인하여 블레이드와 유체통로의 접촉시 회전에 의한 쓸림현상, 즉, 접촉 응력이 전혀 발생되지 않아 오링의 마모가 전혀 발생되지 않게 된다. 따라서, 유지 보수에 소모되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 진공펌프의 내부를 외부와 완벽하게 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 사시도,
도 2 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 분해사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 초기상태의 절개사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 메인샤프트가 가이드 홈에 의해 상승되어 유체통로의 상부 개구를 밀폐한 상태의 절개사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 가이드유닛의 사시도,
도 7은 도 6의 측면도,
도 8 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개페장치가 구동되는 모습을 보인 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100-액추에이터 110-실린더커버
111-가이드샤프트 120-가이드커버
121-관통부 122-가이드레일
130-구동실 140, 141-압축공기 유입통공
200-피스톤 210-자석부재
300-가이드유닛 310-가이드 홈
311-회전가이드부 312-제1상하가이드부
313-제2상하가이드부
400-메인샤프트 410-제1가이드돌기
420-결합블럭 430-제2가이드돌기
500-블레이드
600-하우징 601-하우징몸체
602-하우징커버 610-유체통로
611-상부 개구 612-하부 개구
613-밀폐오링
700-관구경 조절밸브
S-센서
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 사시도, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 분해사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 초기상태의 절개사시도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 메인샤프트가 가이드 홈에 의해 상승되어 유체통로의 상부 개구를 밀폐한 상태의 절개사시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 가이드유닛의 사시도, 도 7은 도 6의 측면도, 도 8 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개페장치가 구동되는 모습을 보인 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치는, 액추에이터(100), 피스톤(200), 가이드유닛(300), 메인샤프트(400) 및 하우징(600)이 포함되며, 실린더커버(110), 가이드샤프트(111), 가이드커버(120), 관통부(121), 가이드레일(122), 구동실(130), 압축공기 유입통공(140, 141), 자석부재(210), 가이드 홈(310), 회전가이드부(311), 제1상하가이드부(312), 제2상하가이드부(313), 제1가이드돌기(410), 결합블럭(420), 제2가이드돌기(430), 블레이드(500), 하우징몸체(601), 하우징커버(602), 유체통로(610), 상부 개구(611), 하부 개구(612), 밀폐오링(613) 및 관구경 조절밸브(700)가 더 포함될 수 있다.
상기 액추에이터(100)는 내부에 후술할 피스톤(200)과 이 피스톤(200)에 결합되는 가이드유닛(300)이 수용되도록 구동실(130)이 형성되는 부재로서, 이러한 구동실(130)은 상기 액추에이터(100)의 일측을 밀폐하는 실린더커버(110)와 타측을 밀폐하는 가이드커버(120)에 의해 형성된다.
또한, 상기 액추에이터(100)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축공기 유입통공(140, 141)이 구비되는데, 이러한 압축공기 유입통공(140, 141)으로는 압축공기가 유입되어 상기 피스톤(200)을 전진 또는 후진하게 한다.
한편, 상기 실린더커버(110)에는 가이드샤프트(111)가 구비되어 있는데, 이러한 가이드샤프트(111)는 후술할 피스톤(200)과 결합되어 피스톤(200)의 전·후진을 가이드하는 역할을 한다.
상기와 같은 가이드샤프트(111)는 피스톤(200)과 2곳 이상 결합되도록 적어도 2개 이상 구비되는 것이 특징인데, 상기와 같이 가이드샤프트(111)와 피스톤(200)이 2곳 이상에서 결합된다면, 상기 피스톤(200)의 회전을 방지할 수 있으므로 피스톤은 실린더 룸의 내부에서 직선운동만 허용되는 것이다.
한편, 상기 실린더커버(110)와 대향되는 곳, 즉, 상기 액추에이터(100)의 타측에는 가이드커버(120)가 구비되며, 이러한 가이드커버(120)의 중심부에는 관통부(121)가 구동실(130)과 연통된 상태로 마련되는데, 상기 관통부(121)는 상기 가이드커버(120)와 결합되는 후술할 하우징(600)에 의해 밀폐된다.
또한, 상기 관통부(121)에는 가이드레일(122)이 설치되는데, 이러한 가이드레일(122)은 후술할 메인샤프트(400)의 결합블럭(420)과 결합되어 메인샤프트(400)의 상하방향의 구동을 가이드하는 역할을 한다.
상기 피스톤(200)은 상술한 액추에이터(100)의 구동실(130)에 설치되어 압축공기 유입통공(140, 141)으로 유입되는 압축공기에 의해 전·후진되는 부재로서, 이러한 피스톤(200)에는 후술할 가이드유닛(300)이 고정설치되는데, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)의 상부는 가이드유닛(300)의 수용이 용이하도록 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 피스톤(200)에 가이드유닛(300)이 고정될 수 있다면 생략하거나 다른 형상으로의 변형도 무방할 것이다.
또한, 상기 피스톤(200)은 압축공기 유입통공(140, 141)에 유입되는 압축공기에 의해 작동되는 공압식 작동방법을 채택하는 것이 바람직하지만, 유압을 이용하여 작동되거나, 모터와 링크로 대체될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 공압식 작동방법에 제한되지 아니할 것이다.
상기 가이드유닛(300)은 상술한 피스톤(200)의 상부에 결합된 상태로 상기 피스톤(200)의 전·후진에 따라 구동되는 부재로서, 전체적인 형상은 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 관(Pipe) 형상을 하고 있다.
또한, 상기 가이드유닛(300)에는 가이드 홈(310)이 길이방향을 따라 나선형(유선형)으로 관통형성되는데, 이러한 가이드 홈(310)에는 후술할 메인샤프트(400)의 제1가이드돌기(410)와 제2가이드돌기(430)가 끼워져 가이드되면서 메인샤프트(400)가 회전 및 상하방향으로 작동되도록 한다.
상기와 같은 가이드 홈(310)은 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 회전가이드부(311)와 제1상하가이드부(312) 및 제2상하가이드부(313)로 구성되는데, 상기 회전가이드부(311)와 제1상하가이드부(312)는 연속적으로 형성되되, 회전가이드부(311)와 제1상하가이드부(312)는 곡률반경이 서로 상이하게 형성되어 상기 회전가이드부(311)는 후술할 메인샤프트(400)의 회전을 가이드하는 역할을, 제1상하가이드부(312)는 후술할 메인샤프트(400)의 상하방향의 구동을 가이드하는 역할을 한다.
또한, 상기 제2상하가이드부(313)는 상기 제1상하가이드부(312)와 동일선상에 이격된 상태로 배치형성되는데, 이러한 제2상하가이드부(313)는 상기 제1상하가이드부(312) 및 가이드레일(122)과 더불어 메인샤프트(400)의 상하방향의 구동을 가이드한다.
상기와 같이 메인샤프트(400)의 회전에 관여하는 회전가이드부(311)는 1개인 반면에, 상하방향의 구동에 관여하는 구성요소가 3개(제1상하가이드부(312), 제2상하가이드부(313) 및 가이드레일(122))인 것은 블레이드(500)의 하중을 견디고, 유체통로(610)를 더욱 완벽하게 밀폐하기 위함이다.
상기 메인샤프트(400)는 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이, 일측에는 제1가이드돌기(410)가 설치되고, 타측에는 후술할 하우징(600)의 유체통로의 상부 개구(611)를 선택적으로 밀폐하는 블레이드(500)가 설치되는 부재인데, 이러한 메인샤프트(400)는 상기 가이드유닛(300)에 의해 회전 및 상하방향으로 작동된다.
또한, 상기 제1가이드돌기(410)와 블레이드(500) 사이에는 상술한 가이드레일(122)과 결합되는 결합블럭(420)이 메인샤프트(400)의 외주면을 감싼채로 구비되며, 제1가이드돌기(410)와 결합블럭(420)의 사이에는 제2가이드돌기(430)가 구비된다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 제1가이드돌기(410)는 상술한 가이드유닛(300)의 회전가이드부(311)와 제1상하가이드부(312)에 의해 메인샤프트(400)를 회전 및 상하방향으로 구동되도록 하며, 제2가이드돌기(430)는 상기 제2상하가이드부(313)에 의해 메인샤프트(400)를 상하방향으로만 구동되도록 한다.
상기 하우징(600)은 상술한 액추에이터(100)의 타측에 결합되는 부재로서, 중심부에는 공정챔버(미도시) 및 진공펌프(미도시)와 각각 연결되는 유체통로(610)가 형성되어 있는데, 예컨대, 상부 개구(611)는 공정챔버에, 하부 개구(612)는 진공펌프에 연결되는 것이 바람직하지만, 그 반대로 연결될 수도 있을 것이다.
또한, 상기와 같은 유체통로(610)는 상기 블레이드(500)의 회전 및 상하방향으로 작동시 작동되는 공간이 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 하우징(600)은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 개구(612)가 형성된 하우징몸체(601)와 상부 개구(611)가 형성된 하우징커버(602)로 분할형성되는 것이 바람직한데, 이렇게 분할형성될 경우 블레이드(500)와 메인샤프트(400)의 결합시 조립이 용이할 뿐만 아니라, 블레이드(500)와 하우징(600)이 결합되는 면에 밀폐오링(613)을 설치하기 용이할 것이다.
또한, 상기 상부 개구(611)는 블레이드(500)에 의해 완벽하게 차단될 수 있도록 블레이드(500) 보다 직경이 작게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 하우징(600)의 일측에는 관구경 조절밸브(700)가 구비되는 것이 바람직한데, 이러한 관구경 조절밸브(700)는 상기 블레이드(500)의 유체통로(610) 개방시, 상부 개구(611)와 하부 개구(612)의 상대적인 압력차에 의한 블레이드(500)에 발생되는 충격을 완화시키는 역할을 한다. 이에 따라, 블레이드(500)에 연결되는 메인샤프트(400), 가이드유닛(300) 및 피스톤(200)의 수명을 연장시킬 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 관구경 조절밸브(700)는 하우징몸체(601) 측의 통공과 하우징커버(602) 측의 통공에 서로 연통되도록 설치되는데, 상술한 바와 같이, 하우징몸체(601)는 진공펌프와, 하우징덮개(602)는 공정챔버와 각각 연결되므로 공정챔버로부터 진공펌프의 압력차가 크게 될 경우, 이러한 압력차를 줄여주는 역할, 즉, 슬로우펌핑(slow-pumping)의 역할을 한다.
상기와 같은 관구경 조절밸브(700)는 본 출원인에 의해 출원된 출원번호 제10-2007-0008957호(발명의 명칭:관구경 조절밸브)에 개시된 바와 같이, 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나니밸브 개폐장치가 구동되는 것을 설명하기로 한다. 여기서, 도 8은 도 4와 대응되는 단면도이고 도 9는 도 5와 대응되는 단면도이다.
또한, 도 8의 상태는 초기상태로서 유체통로가 완전히 개방된 상태이며, 도 9는 유체통로가 완전히 폐쇄된 상태이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같은 초기상태에서 압축공기 유입통공(140, 141) 중 피스톤(200)이 전진되는 하부의 압축공기 유입통공(140)으로 압축공기를 유입하는데, 이렇게 압축공기 유입통공(140)으로 유입된 압축공기는 구동실(130)로 유입되어 피스톤(200)은 전진하기 시작한다.
상기와 같이 피스톤(200)이 전진하기 시작하면, 이 피스톤(200)에 연결되어 있는 가이드유닛(300)도 동시에 회전되는데, 이때, 메인샤프트(400)는 가이드 홈(310)에 끼워진 제1가이드돌기(410)와 제2가이드돌기(430)는 가이드 홈(310)의 형상대로 회전 후 상방향으로 이동되며, 이와 동시에 블레이드(500) 또한 회전 후 상방향으로 이동된다.
여기서, 상기 가이드 홈(310)은 블레이드(500)가 85~95도 회전되도록 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 블레이드(500)가 회전 후 상방향으로 이동되면, 블레이드(500)와 밀폐오링(613)이 서로 접촉됨과 동시에 유체통로(610)의 상부 개구는 밀폐되어 공정챔버와 진공펌프는 서로 독립적인 공간으로 분할되는 것이다.
다음으로, 상기와 같이 블레이드(500)에 의해 밀폐된 유체통로(610)를 개방시에 대해 설명한다.
상기 압축공기 유입통공(140, 141) 중 피스톤(200)이 후진되는 상부의 압축공기 유입통공(141)으로 압축공기를 유입하는데, 이렇게 압축공기 유입통공(141)으로 유입된 압축공기는 구동실(130)에 유입되면서 피스톤(200)은 후진하기 시작한다.
이때, 메인샤프트(400)는 가이드 홈(310)에 의해 하방향으로 작동되면서 이 메인샤프트(400)에 연결되어 있는 블레이드(500)도 동시에 하방향으로 작동된다.
이후, 피스톤(200)이 계속해서 후진하면 메인샤프트(400)는 가이드 홈(310)에 의해 회전되기 시작하면서 도 8의 상태, 즉 초기상태로 복원된다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 작동되는 피스톤(200)의 위치를 검출하기 위한 센서(S)가 구비되는 것이 바람직한데, 이에 따라, 상기 피스톤(200)에는 자석부재(210)를 설치하고, 액추에이터(100)에는 상기 자석부재(210)의 위치를 검출하는 센서(S)가 설치되는 것이 좋을 것이다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 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 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 일측은 하부커버(110):에 의해 밀폐되고, 타측에는 관통부(121)와 이 관통부(121)에 상하방향으로 가이드레일(122)이 형성된 가이드커버(120):에 의해 밀폐되어 내부에 구동실(130)이 형성되는 액추에이터(100);와
    상기 액추에이터(100)에 의해 전·후진되는 피스톤(200);과
    상기 피스톤(200)에 결합된 상태로 작동되되, 길이방향을 따라 나선형으로 관통형성되는 가이드 홈(310)이 형성된 가이드유닛(300);과
    일측에는 상기 가이드 홈(310)과 결합되는 제1가이드돌기(410)가 마련되고, 타측에는 블레이드(500)가 결합되되, 상기 제1가이드돌기(410)와 블레이드(500) 사이에는 상기 가이드레일(122)과 결합된 상태로 상하 작동되는 결합블럭(420)이 구비되어 상기 피스톤(200)의 전·후진에 따라 회전 및 상하방향으로 작동되는 메인샤프트(400);와
    상기 액추에이터(100)의 타측에 결합되며, 중심부에는 상하방향으로 상기 블레이드(500)의 회전 및 상하방향의 작동되는 공간이 마련되도록 관통형성된 유체통로(610)가 구비되되, 이 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 상기 블레이드(500)에 의해 선택적으로 개폐되는 하우징(600);을 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드유닛(300)은 관(Pipe)형상으로 형성되며,
    상기 가이드 홈(310)은 상기 메인샤프트(400)의 회전을 가이드하는 회전가이드부(311);와
    상기 회전가이드부(311)와 연속적으로 형성되며, 상기 메인샤프트(400)의 상하방향 작동을 가이드하는 제1상하가이드부(312);로 구성되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드유닛(300)에는 상기 제1상하가이드부(312)와 동일선상에 이격되어 배치형성되며, 상기 제1상하가이드부(312)와 동일한 형상으로 형성되는 제2상하가이드부(313);와
    상기 메인샤프트(400)의 외주면에 형성되되, 상기 제2상하가이드부(313)와 결합되는 제2가이드돌기(430);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 상기 블레이드(500)의 직경보다 작게 형성되며, 상기 블레이드(500)와 맞닿는 면에 구비되는 밀폐오링(613);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부커버(110)에는 상기 구동실(130)의 내부까지 연장형성되는 가이드샤프트(111);가 더 포함되며,
    상기 피스톤(200)은 상기 가이드샤프트(111)와 결합되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 피스톤(200)은 상기 구동실(130)의 내부에서 회전이 방지되도록 상기 가이드샤프트(111)는 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤(200)에 구비되는 자석부재(210);와
    상기 액추에이터(100)에 설치되어 상기 자석부재(210)의 움직임을 감지하여 상기 피스톤(200)의 위치를 검출하는 센서(S);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체통로(610)의 상부 개구(611)는 공정챔버(미도시)와 연결되고, 하부 개구(612)는 진공펌프(미도시)와 연결되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 블레이드(500)가 상기 상부 개구(611)의 개방시 상기 상·하부 개구(611, 612)의 상대적인 압력차에 의한 충격량이 감소되도록 상기 하우징(600)의 일측에 설치되는 관구경 조절밸브(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동실(130)의 내부로 압축공기가 유입되어 상기 피스톤(200)이 전·후진되도록 상기 액추에이터(100)에 형성되는 압축공기 유입통공(140, 141);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
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