WO2019004651A1 - 진공밸브 엑츄에이터 - Google Patents

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WO2019004651A1
WO2019004651A1 PCT/KR2018/007006 KR2018007006W WO2019004651A1 WO 2019004651 A1 WO2019004651 A1 WO 2019004651A1 KR 2018007006 W KR2018007006 W KR 2018007006W WO 2019004651 A1 WO2019004651 A1 WO 2019004651A1
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WO
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air
piston
pneumatic chamber
driving
chamber
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PCT/KR2018/007006
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English (en)
French (fr)
Inventor
김배진
최기선
이수연
Original Assignee
프리시스 주식회사
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F16K3/314—Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations

Definitions

  • a vacuum valve actuator for moving a blade (200) of a vacuum valve (1) in a vertical direction includes first and second space portions (111, 112) formed therein
  • One or more driving parts 120 and 130 provided in the main body housing 110 and connected to the blades 200 and a plurality of driving parts 120 and 130 formed in the first space part 111,
  • a second piston 116 connected to the driving unit 120 and 130 and at least one main shaft 140 connecting the first piston 114 and the second piston 116;
  • a substrate such as a semiconductor is loaded or unloaded from a plurality of processing chambers through a substrate transfer path connected to an outer wall of a vacuum chamber, and the substrate transfer path is provided with a gate valve for opening and closing the transfer path.
  • the gate valve is installed in the valve case, and the driving part of the gate valve is driven so that the blade opens the opening part according to the operation of the driving part. Or closed.
  • a vacuum valve driving apparatus (Korean Patent Application No. 10-2007-0043597) of the following Patent Document 1 which is one of the driving units of such gate valves is a valve system in which a valve closure 2 is connected to a vacuum valve
  • a piston 7 for separating the pressure space 6a and the second pressure space 6b into a substantially airtight state means for linearly guiding the piston 7 along the adjustment shaft 3; (7), extending from the operating space (6) in parallel with the drive shaft
  • the means for linearly guiding the piston (7) comprises a second connection (10b) of the housing (5), the means extending linearly in the working space (6) At least one stationary guide rod (11) arranged in a substantially airtight state through the piston (7), and at least one precision linear bearing (12) between the piston (7) and the guide rod Even when a large force acts on the valve closure, It had the advantage that it is possible to displace the skew position of the valve closure according to undesirable contact, in particular the valve seat between a valve-closed and valve housing without causing.
  • the present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an air conditioner in which a first piston is provided in a space between upper and lower parts of an inner upper part of a main body housing divided into two parts, The first and second pistons are connected to the main shaft in a state where they are provided, so that the blade can be raised or lowered even with a small pressure, thereby improving the driving efficiency and reducing the energy required for driving the vacuum valve actuator .
  • the width of the second piston can be reduced according to the reduction in the interval between the first and second shafts of the driving unit, And to provide a vacuum valve actuator.
  • the present invention also provides a valve actuator in which stable operation is ensured even under a small pressure while restricting the space during installation by constructing the drive unit and the first and second piston units together as a drive unit in a compact structure.
  • a vacuum valve actuator for moving a blade 200 of a vacuum valve 1 in a vertical direction,
  • One or more driving parts 120 and 130 installed in the main body housing 110 and connected to the blades 200, and a plurality of driving parts 120 and 130,
  • a second piston 116 which is hermetically installed in the second space part 112 and connected to the driving parts 120 and 130 and a second piston 116 which connects the first piston 114 and the second piston 116 And at least one main shaft (140).
  • the driving chamber 113 is formed in a smaller volume than the second space 112.
  • the driving chamber 113 is partitioned into a first pneumatic chamber 113a and a second pneumatic chamber 113b so as to move the first piston 114 in the upward and downward directions depending on whether a pneumatic pressure is injected .
  • the second space 112 is formed with a third pneumatic chamber 112a in which the second piston 116 is lifted depending on whether a pneumatic pressure is injected.
  • the driving chamber 113 is formed of at least one.
  • the first and second pneumatic chambers 113a and 113b are formed in the main body housing 110 while air is introduced into the first and second pneumatic chambers 113a and 113b while separating the first and second space portions 111 and 112,
  • a second air fitting part 160 is formed at a lower portion of the main body housing 110 so that air is introduced into the third pneumatic chamber 112a or air is exhausted from the third air pneumatic chamber 112a, Is formed.
  • the first piston 114 and the second piston 116 rise as air is injected into the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a and the second pneumatic chamber 113b) of the airbag.
  • the second space portion 112 is formed with a fourth pneumatic chamber 112b such that the second piston 116 is lowered by pneumatic pressure.
  • a fourth pneumatic chamber 112b such that the second piston 116 is lowered by pneumatic pressure.
  • Inside the main body housing 110 Fitting the first and second pneumatic chambers 113 and 112 so that air is introduced into the first pneumatic chamber 113a, the second pneumatic chamber 113b and the fourth pneumatic chamber 112b while exhausting air, And a second air fitting part 160 is formed in the lower part of the main body housing 110 so that air is poured into the third pneumatic chamber 112a or air is exhausted.
  • the first piston 114 and the second piston 116 rise as air is injected into the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a and the second pneumatic chamber 113b) and the fourth pneumatic chamber (112b).
  • the first piston is provided in the space between the drive units on the upper part inside the main housing divided into two parts, and the second piston is provided separately in the lower space inside the main housing.
  • the width of the second piston can be reduced according to the reduction in the interval between the first and second shafts of the driving section, .
  • FIG. 1 is a perspective view showing an entire vacuum valve including a vacuum valve actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a side view showing a side view of a vacuum valve including a vacuum valve actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the blade is lowered through the vacuum valve actuator according to the preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a blade is raised through a vacuum valve actuator according to a preferred embodiment of the present invention to close an opening portion
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B in Fig. 2
  • Figs. 7 to 9 are cross-sectional views taken along the line D-D in Fig.
  • a vacuum valve actuator 100 includes a main body housing 110, driving units 120 and 130, a driving block unit 115, a second piston 116, And a shaft 140.
  • first and second bellows 122, 132 of FIG. 3 omit a portion thereof.
  • the main body housing 110 will be described. 1, 2, or 3, the main body housing 110 has a blade 200 disposed therein, and an opening 310, which is opened and closed by the blade 200, is formed on a front surface and a rear surface of the main body housing 110 And a driving unit (not shown) that is coupled to a lower portion of the upper housing 300 to provide a driving force to move the blade 200 upward or downward.
  • the driving block unit 115 and the driving unit The first and second shafts 121 and 131 and the main shaft 140 of the first and second pistons 116 and 116 and the driving units 120 and 130 to be described later are positioned And the second space portion 112 are formed separately.
  • the second space 112 may be formed in a space in which the air is injected to raise the second piston 116 when the blade 200 is lifted in a state where the second piston 116 is to be described later,
  • the third pneumatic chamber 112a and the fourth pneumatic chamber 112b that maintains the atmospheric pressure state when the blade 200 is lowered.
  • the fourth pneumatic chamber 112b is pushed into the fourth pneumatic chamber 112b through a seventh air moving path 110b, which will be described later, through the first air fitting portion 150 to be described later It is possible to cause the second piston 116 to descend, which will be described later.
  • the drive units 120 and 130 are drive guide mechanisms provided symmetrically with respect to the main body housing 110 on the inner side of the main body housing 110,
  • the first and second shafts 121 and 131 are connected to a second piston 116 which will be described later.
  • the first and second shafts 121 and 131 are located in the first space 111,
  • the first and second bellows 122 and 132 are formed.
  • the driving units 120 and 130 may be structurally coupled to the first space 111 and the driving block 115 to be described later in the first space 111,
  • the second piston 116 can be additionally provided in comparison with the first patent document 1 to increase the total area of the piston that can receive the pressure, thereby making it possible to reduce the overall chuck width of the valve.
  • the driving block section 115 will be described. As shown in FIG. 3, the driving block portion 115 is a component that is formed in the first space portion 111 and raises or lowers the blade 200 according to whether air is injected or not. Inside the driving block portion 115, And a first piston 114 positioned in a hermetic state and connected to a main shaft 140 to be described later is formed in the driving chamber 113.
  • the driving chamber 113 may have a smaller volume than the second space 112.
  • the inside of the driving chamber 113 is divided into a first pneumatic chamber 113a through which air is introduced to raise the piston 114, and a second pneumatic chamber 113b through which air is injected to lower the piston 114
  • the second pneumatic chamber 113a and the second pneumatic chamber 113b are formed in the first pneumatic chamber 113a and the second pneumatic chamber 113b.
  • the blade 200 when the blade 200 is lowered in the opening direction O to open the opening 310, the second pneumatic chamber 113b and the fourth pneumatic chamber 112b By injecting air, the descending speed and control of the first piston 114 and the second piston 116 are balanced to enable stable driving.
  • the second piston 116 is a component that is hermetically provided in the second space 112 and is connected to the first and second shafts 121 and 131, And is connected to the shaft 140.
  • the second piston 116 rises and the pressure in the first pneumatic chamber 113a also increases
  • the first piston 114 rises and the first and second pistons 114 and 116 are lifted and the drive units 120 and 130 are also raised so that the driving force several times or more So that a more stable and hermetic driving operation can be achieved.
  • the main shaft 140 is a component for connecting the first piston 114 and the second piston 116.
  • the first piston 114 and the second piston 116 To secure the safety of driving and to raise the pressure of the second pneumatic chamber 113b so as to lower the blade 200.
  • the lowering of the first piston (114) can induce the lowering of the second piston (116), thereby reducing energy required for driving.
  • FIG. 3 a process of closing the opening 310 by the vacuum valve actuator 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 3 a process of closing the opening 310 by the vacuum valve actuator 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the blade 200 initially keeps the opening 310 open.
  • the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a are provided with air (not shown), and the air is introduced into the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a, The pressure of the first pneumatic chamber 113a and the pressure of the third pneumatic chamber 112a are increased.
  • the first piston 114 and the second piston 116 are moved upward as the pressure in the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a rises and the driving portions 120 and 130
  • the blade 200 is lifted and the opening 310 is closed.
  • the first piston 114 is lowered and the second piston 116 is also lowered by the main shaft 140 connected to the first piston 114. At the same time, The blade 200 is lowered and the opening 320 is opened.
  • air is introduced into the first, second, and third pneumatic chambers 113a, 113b, and 112a according to an embodiment of the present invention
  • a first air movement path 151 is formed in the first and second pneumatic chambers 111a and 111b to divide the first and second space parts 111 and 112 and to inject air into the first and second pneumatic chambers 111a and 111b
  • a sixth air moving path 152 are formed in the first air fitting part 150.
  • a third air passage 110a and a seventh air passage 110b are formed in the main body housing 110.
  • the second air passage 115a and the fifth air passage 115b are formed in the driving block portion 115, A moving path 115b is formed.
  • a second air fitting part 160 including a fourth air moving path 161 is formed in a lower portion of the main body housing 110 so that air is injected into or exhausted from the third pneumatic chamber 112a .
  • air injected from the outside is introduced into the first air moving path 151, the second air moving path 115a,
  • the first pneumatic chamber 112a is moved to the first pneumatic chamber 113a via the first air passage 151 and the second pneumatic chamber 112a is opened.
  • the first piston 114 and the second piston 116 ascend as the air is injected into the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a, It becomes possible to descend as the air is injected into the first chamber 113b.
  • air injected from the outside may flow through the first air moving path 151 and the seventh air moving path 110b To the fourth pneumatic chamber 112b.
  • the first piston 114 and the second piston 116 ascend as the air is injected into the first pneumatic chamber 113a and the third pneumatic chamber 112a, It is possible to descend as the air is injected into the first pneumatic chamber 113b and the fourth pneumatic chamber 112b.

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Abstract

본 발명은 2분할로 구획된 본체하우징 내측 상부의 구동부 사이 공간에는 제1 피스톤이 구비되고 본체하우징 내측 하부 공간에는 제2 피스톤을 각각 별도로 구비한 상태에서 메인샤프트로 제1, 2 피스톤을 연결함으로써, 적은 압력으로도 블레이드를 상승 또는 하강시킬 수 있어 구동의 효율성이 향상되고 구동에 필요한 에너지가 절감될 수 있다는 장점이 있다.

Description

진공밸브 엑츄에이터
본 발명은 진공밸브 엑츄에이터에 관한 것으로서, 진공밸브(1)의 블레이드(200)를 수직방향으로 이동시키는 진공밸브 엑츄에이터(100)에 있어서, 내부에 제1, 2 공간부(111, 112)가 형성되는 본체하우징(110);과, 상기 본체하우징(110)의 내부에 구비되고, 상기 블레이드(200)와 연결되는 하나 이상의 구동부(120, 130);와, 상기 제1 공간부(111)에 형성되되, 내부에 구동실(113)과 상기 구동실(113)에 기밀상태로 구비되는 제1 피스톤(114)을 포함하는 구동블럭부(115);와, 상기 제2 공간부(112)에 기밀상태로 구비되되, 상기 구동부(120, 130)와 연결되는 제2 피스톤(116);과, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)을 연결하는 하나 이상의 메인샤프트(140);로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 등의 기판은 진공챔버 외벽에 연결되는 기판 이송통로를 통하여 여러 처리실로부터 투입 또는 반출되어 공정을 진행하게 되는데, 이러한 기판 이송통로에는 이송통로를 개폐하는 게이트 밸브가 구비된다.
기판 이송통로에는 전면과 후면에 기판을 통과할 수 있는 개구부가 형성된 밸브 케이스가 구비되는데, 이 경우 게이트 밸브가 밸브 케이스내에 설치되며 게이트 밸브의 구동부를 구동시켜 구동부의 작동에 따라 블레이드가 개구부를 개방 또는 폐쇄하게 된다.
이러한 게이트 밸브의 구동부 중 게시되어 있는 하기 특허문헌 1의 “진공밸브 구동장치(대한민국 특허출원번호 제10-2007-0043597호)”는 밸브 클로저(2)를 조정축(3)을 따라 진공밸브(4)의 개방위치(A)와 기밀 밀폐위치(B) 사이로 선형 변위시키기 위한 진공밸브 구동장치(1)에 있어서, 실질적인 기밀 작동공간(6)을 구비하는 구동장치 하우징(5);과, 상기 조정축(3)을 따라 상기 작동공간(6) 내에서 변위될 수 있고, 상기 작동공간(6)을 제1압력공간(6a)과 제2압력공간(6b)으로 구분하도록 배치되어 상기 제1 압력공간(6a)과 상기 제2압력공간(6b)을 실질적인 기밀상태로 분리하는 피스톤(7);과, 상기 피스톤(7)을 상기 조정축(3)을 따라 선형 안내하기 위한 수단;과, 상기 조정축에 대해 평행하게 연장되어 상기 피스톤(7)에 고정되고, 상기 작동공간(6)에서부터 상기 구동장치 하우징(5)의 외부영역에 대해 기밀상태로 상기 밸브 클로저(2)에 연결되는 적어도 하나의 커넥팅 로드(8,9);와, 상기 제1압력공간(6a) 내부와 통하고, 상기 제1압력공간(6a)에 가스압력이 인가될 수 있도록 하는 상기 구동장치 하우징(5)의 제1커넥션(10a); 및 상기 제2압력공간(6b) 내부와 통하고, 상기 제1압력공간(6a)과 상기 제2압력공간(6b) 사이에 가스압력차를 생성하는 것에 의해 상기 적어도 하나의 커넥팅 로드(8,9)상에 배치된 상기 밸브 클로저(2)가 상기 개방위치(A)와 상기 밀페위치(B) 사이로 이동할 수 있도록 상기 제2압력공간(6b)에 가스압력이 인가될 수 있도록 하는 상기 구동장치 하우징(5)의 제2커넥션(10b)를 포함하며, 상기 피스톤(7)을 선형 안내하기 위한 수단은, 상기 작동공간(6)내에서 상기 조정축(3)에 대해 평행하게 연장되고, 상기 피스톤(7)을 통해 실질적인 기밀상태로 배치되는 적어도 하나의 정지 안내 로드(11), 및 상기 피스톤(7)과 상기 안내 로드(11) 사이에 있는 적어도 하나의 정밀 선형 베어링(12)이 구성되는 것을 특징으로 하여, 밸브 클로저에 큰 힘이 작용하는 경우에도 밸브 클로저를 밸브 클로즈와 밸브 하우징 사이의 바람직하지 못한 접촉, 특히 밸브 시이트에 관한 밸브 클로저의 스큐 상태를 야기함이 없이 변위시키는 것이 가능하다는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “진공밸브 구동장치”는 커넥팅로드(8, 9)를 포함하는 2개의 실린더의 폭이 넓음에 따라 기밀을 유지하는 피스톤(7)의 폭도 넓게 형성됨으로써, 필요 이상의 많은 압력이 소모된다는 문제점이 있었다.
또한, 피스톤(7)을 개방위치(A)로 이동시킬 경우에는 안내로드(11)에 형성된 채널(19)을 통해 제2압력공간(6b)에 공압을 상승시키고 피스톤(7)을 밀폐위치(B)로 이동시킬 경우에는 제1커넥션(10a)를 통해 제1압력공간(6a)에 공압을 상승시키는 구조로 이루어져 각각의 제1, 2압력공간(6a,6b)의 체적만큼의 공압이 반드시 공급되어야 구동이 이루어지기 때문에 비교적 적은 공압이 형성되는 경우에는 구동이 되지 않는다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2분할로 구획된 본체하우징 내측 상부의 구동부 사이 공간에는 제1 피스톤이 구비되고 본체하우징 내측 하부 공간에는 제2 피스톤을 각각 별도로 구비한 상태에서 메인샤프트로 제1, 2 피스톤을 연결함으로써, 적은 압력으로도 블레이드를 상승 또는 하강시킬 수 있어 구동의 효율성이 향상되고 구동에 필요한 에너지가 절감될 수 있는 진공밸브 엑츄에이터를 제공하는 것이다.
또한, 본체하우징 내부에 대칭으로 외부하우징을 적용하지 않는 구동부를 구비함으로써, 구동부의 각각의 제1, 2샤프트 사이의 간격을 줄어듬에 따라 제2 피스톤의 폭을 작게 형성하여 적은 압력에도 구동이 가능한 진공밸브 엑츄에이터를 제공하는 것이다.
또한, 제1, 2 피스톤의 상, 하 이중구조를 통하여 축이동에 대한 튀틀림이 방지되어 구동의 안전성이 확보되는 밸브 엑츄에이터를 제공하는 것이다.
또한, 컴팩트한 구조에 구동역할을 하는 구동부 및 제1, 2 피스톤부를 함께 구성함으로써, 설치시 공간의 제약을 덜 받으면서, 적은 압력에도 안정적인 구동이 확보되는 밸브 엑츄에이터를 제공하는 것이다.
또한, 제1, 2 피스톤의 상, 하 이동시, 각각의 제1, 2 공간부에 동일한 압력으로 에어를 주입하거나 배기함으로써, 제어 및 속도의 균형을 이루어 안정적인 구동이 가능한 밸브 엑츄에이터를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 진공밸브 엑츄에이터는, 진공밸브(1)의 블레이드(200)를 수직방향으로 이동시키는 진공밸브 엑츄에이터(100)에 있어서, 내부에 제1, 2 공간부(111, 112)가 형성되는 본체하우징(110);과, 상기 본체하우징(110)의 내부에 구비되고, 상기 블레이드(200)와 연결되는 하나 이상의 구동부(120, 130);와, 상기 제1 공간부(111)에 형성되되, 내부에 구동실(113)과 상기 구동실(113)에 기밀상태로 구비되는 제1 피스톤(114)을 포함하는 구동블럭부(115);와, 상기 제2 공간부(112)에 기밀상태로 구비되되, 상기 구동부(120, 130)와 연결되는 제2 피스톤(116);과, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)을 연결하는 하나 이상의 메인샤프트(140);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동실(113)은 상기 제2 공간부(112)보다 작은 체적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동실(113)은 공압의 주입 여부에 따라 상기 제1 피스톤(114)이 상, 하방향으로 이동되도록 제1 공압실(113a)과 제2 공압실(113b)으로 각각 구획되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 공간부(112)는 공압의 주입 여부에 따라 상기 제2 피스톤(116)이 상승되도록 제3 공압실(112a)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동실(113)은 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체하우징(110)의 내부에는 각각의 상기 제1, 2 공간부(111, 112)를 구획하면서 상기 제1 공압실(113a) 및 제2 공압실(113b)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제1 에어피팅부(150)가 형성되고, 상기 본체하우징(110)의 하부에는 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제2 에어피팅부(160)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 공간부(112)는 공압에 의해 상기 제2 피스톤(116)이 하강되도록 제4 공압실(112b)이 형성되고, 상기 본체하우징(110)의 내부에는 각각의 상기 제1, 2 공간부(111, 112)를 구획하면서 상기 제1 공압실(113a), 상기 제2 공압실(113b) 및 제4 공압실(112b)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제1 에어피팅부(150)가 형성되며, 상기 본체하우징(110)의 하부에는 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제2 에어피팅부(160)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b) 및 상기 제4 공압실(112b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 2분할로 구획된 본체하우징 내측 상부의 구동부 사이 공간에는 제1 피스톤이 구비되고 본체하우징 내측 하부 공간에는 제2 피스톤을 각각 별도로 구비한 상태에서 메인샤프트로 제1, 2 피스톤을 연결함으로써, 적은 압력으로도 블레이드를 상승 또는 하강시킬 수 있어 구동의 효율성이 향상되고 구동에 필요한 에너지가 절감될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본체하우징 내부에 대칭으로 외부하우징을 적용하지 않는 구동부를 구비함으로써, 구동부의 각각의 제1, 2샤프트 사이의 간격을 줄어듬에 따라 제2 피스톤의 폭을 작게 형성하여 적은 압력에도 구동이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 제1, 2 피스톤의 상, 하 이중구조를 통하여 축이동에 대한 튀틀림이 방지되어 구동의 안전성이 확보된다는 장점이 있다.
또한, 컴팩트한 구조에 구동역할을 하는 구동부 및 제1, 2 피스톤부를 함께 구성함으로써, 설치시 공간의 제약을 덜 받으면서, 적은 압력에도 안정적인 구동이 확보된다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터를 포함하는 진공밸브의 전체 모습을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터를 포함하는 진공밸브의 측면 모습을 보인 측면도
도 3은 도 2의 A-A의 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터를 통해 블레이드가 하강되어 개구부를 개방하는 모습을 보인 단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터를 통해 블레이드가 상승되어 개구부를 폐쇄하는 모습을 보인 단면도
도 6은 도 2의 B-B의 단면도
도 7 내지 도 9는 도 2의 D-D의 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터(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 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터(100)는 크게, 본체하우징(110), 구동부(120, 130), 구동블럭부(115), 제2 피스톤(116) 및 메인샤프트(140)로 구성된다.
한편, 본 발명의 명확하고 상세한 설명을 위하여, 도 3의 제1, 2 벨로우즈(122, 132)는 그 일부분을 생략하였음에 유의하여야 한다.
먼저, 본체하우징(110)에 대하여 설명한다. 상기 본체하우징(110)은 도 1, 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 그 내부에 블레이드(200)가 위치되고, 그 전면 및 후면에 상기 블레이드(200)에 의해 개폐되는 개구부(310)가 형성되는 상부하우징(300)의 하부에 결합되고, 상기 블레이드(200)를 상승 또는 하강시킬수 있도록 구동력을 제공하는 구성요소들이 구비되는 구성요소로서, 내부에는 후술할 구동블럭부(115) 및 구동부(120, 130)가 위치되는 제1 공간부(111)와 후술할 제2 피스톤(116) 및 구동부(120, 130)의 제1, 2 샤프트(121, 131), 메인샤프트(140)가 위치되는 제2 공간부(112)가 각각 분할되어 형성된다.
한편, 상기 제2 공간부(112)는 후술할 제2 피스톤(116)이 위치된 상태에서 상기 블레이드(200)를 상승시킬 경우, 상기 제2 피스톤(116)을 상승시키기 위하여 공기가 주입되는 제3 공압실(112a)와 상기 블레이드(200)가 하강될 경우, 대기압상태를 유지하는 제4 공압실(112b)로 구획되어 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제4 공압실(112b)은 후술할 제1 에어피팅부(150)를 통해 인입되는 공기가 후술할 제7 에어이동로(110b)를 통해 상기 제4 공압실(112b)로 주입되어 후술할 제2 피스톤(116)의 하강을 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
다음으로, 구동부(120, 130)에 대하여 설명한다. 상기 구동부(120, 130)은 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 본체하우징(110)의 내측에 상기 본체하우징(110)을 중심으로 대칭으로 각각 구비되는 구동 가이드 기구로서, 상기 블레이드(200)와 연결되고, 후술할 제2 피스톤(116)과 연결되는 제1, 2 샤프트(121, 131)가 형성되고, 상기 제1 공간부(111)에 위치되며 각각의 상기 제1, 2 샤프트(121, 131)를 감싸는 제1, 2 벨로우즈(122, 132)가 각각 형성된다.
한편, 상기 구동부(120, 130)는 상기 제1 공간부(111) 및 상기 제1 공간부(111)에 형성되는 후술할 구동블럭부(115)의 구조적 결합에 따라 별도의 하우징이 없이 그 기능을 수행할 수 있으며, 이로 인하여, 특허문헌 1에 비해 제2 피스톤(116)을 추가 구성하여 압력을 받을 수 있는 피스톤의 전체 면적을 늘릴 수 있어 밸브의 전체척인 폭을 줄이는 것이 가능해 진다.
다음으로, 구동블럭부(115)에 대하여 설명한다. 상기 구동블럭부(115)는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 공간부(111)에 형성되어 공기의 주입여부에 따라 상기 블레이드(200)를 상승 또는 하강시키는 구성요소로서, 그 내측에는 공간으로 이루어진 구동실(113)이 형성되고, 상기 구동실(113)에는 기밀상태로 위치되고 후술할 메인샤프트(140)와 연결되는 제1 피스톤(114)이 형성된다.
한편, 상기 구동실(113)은 상기 제2 공간부(112)보다 작은 체적으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 구동실(113)의 내측은 상기 피스톤(114)을 상승시키기 위하여 공기가 주입되는 제1 공압실(113a)과 상기 피스톤(114)을 하강시키기 위하여 공기가 주입되는 제2 공압실(113b)이 각각 형성되는 것이 특징으로서, 상기 개구부(310)을 폐쇄하기 위해 상기 블레이드(200)를 폐쇄방향(C)으로 상승시킬 경우에는 상기 제1 공압실(113a)과 후술할 제3 공압실(112a)에 공기를 주입시키고, 상기 개구부(310)을 개방하기 위해 상기 블레이드(200)를 개방방향(O)으로 하강 시킬 경우에는 상기 제2 공압실(113b)에 공기를 주입시킴으로써, 상기 블레이드(200)의 개폐여부에 따라 사용되는 공기의 주입을 다르게 설정하여 구동의 효율성이 향상시키고 구동에 필요한 에너지를 절감할 수 있는 것이 가능해 진다.
한편, 다른 일실시예로 상기 개구부(310)을 개방하기 위해 상기 블레이드(200)를 개방방향(O)으로 하강 시킬 경우에는 상기 제2 공압실(113b)과 상기 제4 공압실(112b)에 공기를 주입시킴으로써, 상기 제1 피스톤(114) 및 상기 제2 피스톤(116)의 하강속도 및 제어를 균형있게 하여 안정적인 구동을 가능하게 한다.
다음으로, 제2 피스톤(116)에 대하여 설명한다. 상기 제2 피스톤(116)은 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 제2 공간부(112)에 기밀상태로 구비되는 구성요소로서, 상기 제1, 2 샤프트(121, 131)과 연결되고, 상기 메인샤프트(140)와 연결된다.
이로 인하여, 상기 블레이드(200)가 상승하는 과정에서 상기 제3 공압실(112a) 내의 압력이 상승함에 따라 상기 제2 피스톤(116)이 상승함과 동시에 상기 제1 공압실(113a) 내의 압력 또한 상승함에 따라 상기 제1 피스톤(114)이 상승하고, 상기 제1, 2 피스톤(114, 116)의 상승함에 따라 상기 구동부(120, 130) 또한 상승하게 되어 같은 압력을 사용하더라도 몇 배 이상의 구동력이 발생되어 보다 안정적이고 밀폐력 높은 구동이 가능해 진다.
다음으로, 메인샤프트(140)에 대하여 설명한다. 상기 메인샤프트(140)은 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)을 연결하는 구성요소로서, 상기 제1 피스톤(114) 및 상기 제2 피스톤(116)의 구동의 일체화를 구현하여 축이동에 대한 튀틀림을 방지하는 것을 가이드하여 구동의 안전성을 확보하고, 상기 블레이드(200)를 하강시키기 위해 상기 제2 공압실(113b)의 압력을 상승시킬 경우, 제1 피스톤(114)의 하강만으로도 상기 제2 피스톤(116)의 하강을 유도하여 구동에 필요한 에너지를 절감할 수 있게 해 준다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 진공밸브 엑츄에이터(100)에 의하여 상기 개구부(310)가 폐쇄되는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4에 나타낸 것과 같이, 최초 상기 블레이드(200)가 상기 개구부(310)을 개방한 상태를 유지한다.
이후, 상기 개구부(310)를 폐쇄하기 위하여 상기 블레이드(200)를 상승시키는 과정을 살펴보면, 도 3에 나타낸 것과 같이, 먼저 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되고, 이로 인하여, 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)의 압력은 상승하게 된다.
상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)의 압력은 상승에 따라 상기 제1 피스톤(114) 및 상기 제2 피스톤(116)은 상승하게 되고 상기 구동부(120, 130) 또한 상승하게 됨으로써, 상기 블레이드(200)가 상승하여 상기 개구부(310)를 폐쇄하게 된다.
한편, 상기 블레이드(200)를 하강시켜 상기 개구부(310)를 개방하는 과정은 먼저, 상기 제2 공압실(113b)에만 공기를 주입하여 상기 제2 공압실(113b)의 압력를 상승시킨다.
이후, 상기 제1 피스톤(114)는 하강하게 되고 상기 제1 피스톤(114)과 연결된상기 메인샤프트(140)에 의하여 상기 제2 피스톤(116) 또한 하강하게 되고, 동시에 상기 구동부(120, 130)도 하강하게 됨으로써, 상기 블레이드(200)가 하강하여 상기 개구부(320)를 개방하게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1, 2, 3 공압실(113a, 113b, 112a)에 공기가 주입되는 경로는 도 6 또는 도 7에 나타낸 것과 같이, 먼저, 상기 본체하우징(110)의 내부에는 각각의 상기 제1, 2 공간부(111, 112)를 구획하면서 상기 제1, 2 공압실(111a, 111b)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제1 에어이동로(151) 및 제6 에어이동로(152)를 포함하는 제1 에어피팅부(150)가 형성된다.
또한, 상기 본체하우징(110)에는 제3 에어이동로(110a), 제7 에어이동로(110b)가 형성되고, 상기 구동블럭부(115)에는 제2 에어이동로(115a) 및 제5 에어이동로(115b)가 형성된다.
또한, 상기 본체하우징(110)의 하부에는 상기 제3 공압실(112a)에 에어가 주입되거나 에어가 배기되도록 제4 에어이동로(161)를 포함하는 제2 에어피팅부(160)가 형성된다.
이와 같은 구성을 통하여, 상기 제1 공압실(113a)에 공기가 주입되는 경로의 일실시예로는 외부로부터 주입되는 공기가 상기 제1 에어이동로(151), 제2 에어이동로(115a)를 통해 상기 제1 공압실(113a)로 이동하게 되고, 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되는 경로의 일실시예로는 외부로부터 주입되는 공기가 상기 제1 에어이동로(151), 제3 에어이동로(110a) 및 제4 에어이동로(161)를 통해 상기 제3 공압실(112a)로 이동하게 된다.
한편, 상기 제2 공압실(113b)에 공기가 주입되는 경로의 일실시예로는 외부로부터 주입되는 공기가 상기 제6 에어이동로(152), 제5 에어이동로(115b)를 통해 상기 제2 공압실(113b)로 이동하게 된다.
이로 인하여, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것이 가능하게 된다.
한편, 필요시 상기 제4 공압실(112b)에 공기가 주입되는 경로의 일실시예로는 외부로부터 주입되는 공기가 상기 제1 에어이동로(151) 및 상기 제7 에어이동로(110b)를 통해 제4 공압실(112b)로 이동하게 된다.
이로 인하여, 상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b) 및 상기 제4 공압실(112b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것이 가능하게 된다.
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.

Claims (9)

  1. 진공밸브(1)의 블레이드(200)를 수직방향으로 이동시키는 진공밸브 엑츄에이터(100)에 있어서,
    내부에 제1, 2 공간부(111, 112)가 형성되는 본체하우징(110);
    상기 본체하우징(110)의 내부에 구비되고, 상기 블레이드(200)와 연결되는 하나 이상의 구동부(120, 130);
    상기 제1 공간부(111)에 형성되되, 내부에 구동실(113)과 상기 구동실(113)에 기밀상태로 구비되는 제1 피스톤(114)을 포함하는 구동블럭부(115);
    상기 제2 공간부(112)에 기밀상태로 구비되되, 상기 구동부(120, 130)와 연결되는 제2 피스톤(116);
    상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)을 연결하는 하나 이상의 메인샤프트(140);로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 구동실(113)은 상기 제2 공간부(112)보다 작은 체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  3. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 구동실(113)은 공압에 의해 상기 제1 피스톤(114)이 상, 하방향으로 이동되도록 제1 공압실(113a)과 제2 공압실(113b)으로 각각 구획되어 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  4. 청구항 제3항에 있어서,
    상기 제2 공간부(112)는 공압에 의해 상기 제2 피스톤(116)이 상승되도록 제3 공압실(112a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  5. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 구동실(113)은 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  6. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 본체하우징(110)의 내부에는 각각의 상기 제1, 2 공간부(111, 112)를 구획하면서 상기 제1 공압실(113a) 및 제2 공압실(113b)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제1 에어피팅부(150)가 형성되고,
    상기 본체하우징(110)의 하부에는 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제2 에어피팅부(160)가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  8. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 제2 공간부(112)는 공압에 의해 상기 제2 피스톤(116)이 하강되도록 제4 공압실(112b)이 형성되고,
    상기 본체하우징(110)의 내부에는 각각의 상기 제1, 2 공간부(111, 112)를 구획하면서 상기 제1 공압실(113a), 상기 제2 공압실(113b) 및 제4 공압실(112b)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제1 에어피팅부(150)가 형성되며,
    상기 본체하우징(110)의 하부에는 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입되거나 공기가 배기되도록 제2 에어피팅부(160)가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
  9. 청구항 제8항에 있어서,
    상기 제1 피스톤(114)과 상기 제2 피스톤(116)은 상기 제1 공압실(113a) 및 상기 제3 공압실(112a)에 공기가 주입됨에 따라 상승하고, 상기 제2 공압실(113b) 및 상기 제4 공압실(112b)에 공기가 주입됨에 따라 하강하는 것을 특징으로 하는 진공밸브 엑츄에이터(100).
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