KR0162485B1 - 단일다이아프램을 가지는 절환 마이크로-전자밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단일 다이아프램을 가지는 절환 마이크로-전자밸브

제1도는 마이크로-전자밸브의 도식적 가로-단면도.

제2도는 밸브몸체의 가로단면도.

제3도는 밸브 몸체의 하부측 평면도.

제4도는 밸브몸체에 고착된 브라켓의 확대 가로-단면도.

제5도는 제4도에서 도시된 브라켓의 상부표면의 확대평면도.

제6도는 제7도의 그의 잠금레바를 가진 다이아프램의 평면도와 단면도 각각을 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브몸체 2 : 원통형 웰

3 : 슬리브 4 : 원통형 단부

5 : 걸림턱 6 : 챔버

7 : 가동코아 8 : 고리

10 : 스프링 12 :구멍

16 : 브라켓 18,18,20 : 덕트

23 : 다이아프램 24 : 잠금레바

25 : 하부표면 27 : 스템

32 : 연장구멍 33 : 중공 컵

36 : 가요성 외부부분 37 : 중앙연장부

38 : 관통공 41 : 연장 컵

42 : 측부리브

본 발명은 모든 유체에, 특히 마모성 혹은 오염된 액체에 사용되는 절환 마이크로-전자밸브에 관한 것이다. 더욱 정밀하게는 잠금레바 및 단일 다이아프램을 포함하는 마이크로-전자밸브에 관한 것이다.

플라스틱재료로 만들어지고 전자기적 수단에 의해 특정의 구멍을 막고 다른 구멍을 열도록 할 수 있는 두 개의 가요성 다이아프램을 포함하는 마이크로-전자밸브가 알려져 있다. 그러나, 이것은 구조적 부재의 다양성으로 인해 전술한 마이크로밸브를 장착하기 곤란한 결점이 있다.

프랑스 특허 제87 00209호는 적어도 두 통로를 가지는 전술한 절환 마이크로-전자밸브가 오목부를 가지는 밸브 몸체를 포함하고 여기에 입구와 출구유체 덕트가 연결되고 전자석의 코아의 수단에 의해 작동되고 전술한 덕트의 어느 하나에 대한 폐쇄부재로 작용하는 가동수단이 연결됨으로써 상기 결점을 제거하는 마이크로-전자밸브가 공개되어 있다.

전술한 마이크로-전자밸브에서, 가동수단을 방향성 변형(oriented deforma tion)을 가지는 다이아프램이고, 이는 잠금 레바에 의해 폐쇄될 덕트의 어느 하나에 적용되고 잠금 레바(rocking lever)는 전자석의 코아에 의해 밸브몸체를 따라 움직이는 제어수단에 의해 다이아프램을 위한 양측 폐쇄위치중 어느 하나의 각각이 해당하는 균형위치로부터 움직인다.

상기 제어수단은 밸브몸체속으로 미끄러지는 슬리브로 구성되고, 상기 제어용 슬리브는 그의 증축을 따라 밸브몸체를 통과하는 웰(well)내에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 슬리브의 단부중 하나는 상술한 웰내에서 개방단부출구를 비우고, 중앙부분은 록킹 레바와 일체인 로드를 정합하는 구멍을 포함한다. FR A 87 000209호에는 하나의 바람직한 실시예가 서술되어 있는데, 잠금 레바의 상부가 적어도 하나의 구멍에 폐쇄다이아프램을 공급하고 적어도 인접구멍을 자유롭게 셋팅할 목적으로 폐쇄다이아프램의 해당표면에 스프링수단으로 지지하는 하나의 경사진 표면을 가지도록 형성된다. 따라서 잠금 레바와 연동하도록 형성된 다이아프램을 단부에 결합된 다이아프램에 중심을 결정하기 위해 밸브몸체의 씨이트(seat)에 위치한 볼인 축을 중심으로 기울어질 수 있다.

구조적인 부재의 수를 제한하여 장착을 쉽게 할 목적으로 덕트 브라켓을 볼과 함께 직접 성형하고 다이아프램을 잠금 레바와 일체로 형성하도록 하는 것이 안출되었다.

이 분야에서 출원인에 의해 행해진 연구발전은 후에 프랑스 특허출원 제 87 00209호에서 발표된 전자밸브로 이어졌지만 이는 소형화와 그의 작동의 정확도와 간단화를 성취하는 방향으로 개발되었다.

따라서 본 발명은, 유체를 위한 축과 입구 유체덕트에, 오목부에 의해 연결되는 밸브몸체와, 상기 덕트를 위한 폐쇄부재로써 작용하고 전자석 코아의 수단에 의해 밸브몸체 내를 따라 움직이는 슬라이딩 슬리브의 위치에 따라 전술한 덕트의 어느 하나에 전술한 다이아프램을 공급하는 잠금 레바와, 전자석 코아수단에 의해 작동되는 단일 다이아프램을 포함하는 적어도 두 개의 통로를 가지는 절환 마이크로-전자밸브에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 다이아프램은 잠금 제바에 오우버 모울드(overmolded)된 로드형상이며 다이아프램 평면에 직각인 중앙부분과 가요성외부위치를 포함하고, 슬라이딩 슬리브내에 구비된 오목부를 정합하도록 형성된다. 다이아프램-잠금레바 결합체는 밸브몸체와 일치인 날개(wing)상에서 베어링와 잠금 레바를 통하여 지나는 축에 연결되며, 가동슬리브의 오목부(recess)는 밸브몸체의 축에 관해 반경방향으로 향하고 슬리브 두께보다 약간 얕은 깊이를 가진다.

다이아프램은 밸브몸체의 측부 내에 구비된 구멍의 변부와 전술한 구멍을 폐쇄하는 윤곽 브라켓 사이에 억지 끼움되고 전술한 측부는 일반적으로 전술한 구멍을 싸는 두 개의 V-형 종방향 플랜지를 가지며 넓게 열린 V형상의 가로단면으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 장점과 특별한 현상들은 첨부된 도면들을 참조한 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 나타나게 될 것이다.

도면에서 도시된 마이크로-전자밸브는 플라스틱재료로 만들어진 사각형상으로 일반적으로 형성되며, 이는 밸브몸체(1)를 형성한다. 제어슬리브가 위치된 원통형 웰(well)(2)은 전술한 밸브몸체(1)의 종축AA'를 따라 구멍이 뚫려있다. 상기 웰(well)(2)속으로 미끄러지는 전술한 슬리브의 원통형 단부는 그의 외부로 흘러나와 버릴 수도 있다. 상기 웰바닥과 슬리브(3)의 다른 단부 사이에는 하나의 챔버(chamber)가 형성된다. 상기 챔버(6)는 전자석(도면에서는 도시하지 않았음)의 가동코아(7)를 정합하는 구멍을 통하여 밸브몸체(1)의 외부부분과 나누어진다.

전술한 코아(7)의 한 단부에는 슬리브(3)의 단부에 형성된 걸림턱(profilde jaw)(5)를 파지하기 위한 고리(prong)(8)가 형성된 코아헤드(core head)를 구비한다. 또한, 챔버(6)의 바닥과 슬리브 사이에는 스프링(10)의 위치되어 있다. 상기 슬리브에는 슬리브의 두께보다 깊이가 얕고 축 AA'에 관해 반경방향으로 오목부가 얕게 형성된다.

넓게 열린 V자형의 일반적 형상을 가진 밸브몸체(1)의 측부에는 슬리브 구멍(12)에 직각방향으로 연장 구멍(32)으로 더 천공되어 있다. 제2도와 제3도에서 더 정밀하게 도시한 바와 같이 상기 연장 구멍(32)은 일반적 전술한 밸브몸체의 전술한 측부(34)로 모울딩함에 따라 중공의 부분이 얻어진 타원형 컵(33)에 중심이 맞춰진다.

따라서, 상기 중공컵(33)의 종변부의 각 측부에는 그의 종변부를 따른 구멍(32)과 중공컵(33)의 변부는 밸브몸체와 이에 나사죔되는 폐쇄브라켓(16)사이에 끼워지는 밀봉 다이아프램(23)을 위한 씨이트(seat)를 형성하도록 형성되게 한다. 상기 다이아프램은 폐쇄브라켓(16)과 함께 작은 체적을 가지는 챔버(17)를 형성한다.

유체를 공급 혹은 방출 하기 위한 3개의 작은 덕트(18,19,20)가 브라켓(16)을 통하여 천공된다. 각 덕트들은 전술한 챔버(17)로 연결되고 두개의 덕트(18,19)는 브라켓(16)의 바닥사의 돌출중앙영역에서 챔버(17)에 연결된다. 제3의 덕트(20)는 전술한 브라켓의 바닥에 직접 연결된다.

상기 브라켓(16)의 형상과 윤곽은 제4도와 제5도에 더욱 명백하게 도시되어 있는데, 밸브몸체에 측부(34)에 일치하는 상부 V-형 표면영역이 도시되어 있다. 3개의 덕트(18,19 및 20)는 다이아프램(23)을 정합할 수 있는 중공의 연장 컵(41)의 바닥에 연결된다.

측부리브(42)는 또 브라켓(16)의 각 측부에서 연장컵(41)에 관해 반대로 위치되어 구비된다. 측부리브들은 밸브몸체의 측부부분(34)에 구비된 해당 오목부와 협동하여 브라켓이 전술한 밸브몸체에 완전히 위치되고 적절한 위치에 축(21)을 축방향으로 유지하도록 한다.

다이아프램(23)의 특유한 구조는 제6도와 제7도에서 잘 도시되어 있는데, 이는 매우 부드럽고, 밸브의 단면과 유사한 V자형의 단면을 가지며 크기가 컵(33)의 크기와 같은 타원의 가요성 외부부분(36)과 속으로 잠금 레바(24)가 함몰된다.

상기 잠금 레바의 하부표면(25)이 다이아프램 단면과 맞추어지며 여기서 로드형상이고 다이아프램평면에 직각으로 구멍(32)을 통하여 맞물리며 슬리브(3)의 오목부에 들어가는 중앙연장부(37)로 구성된다.

상기 잠금 레바(24)는 관통공(38)을 구비하고 있는데, 상기 관통공은 다이아프램(23)의 위치를 유지하는 역할을 한다. 다이아프램(23)이 밸브몸체(1)와 브라켓(16)사이에 억지 끼워짐에 따라, 관통공(38)은 밸브몸체의 종방향 플랜지의 V-형상의 단면 상부에 구비된 구멍(39)과 정렬되며, 이는 중공컵(33)위에 걸리는 측부날개를 형성한다.

잠금 레바내의 구멍(39)과 관통공(38)양쪽을 통하여 지나는 축(21)은 다이아프램의 위치를 보장하고 그의 회동축을 구성한다. 전술한 축은 유체를 접촉하지 않는 다이아프램쪽을 따라 위치되어야 한다.

제1도에서 도시한 바와 같이, 잠금 레바의 스템(27)은 오목부(12)내측으로 약간 경사져 오목부 변부에 밀착유지 되도록 위치되었다. 이 경사는 다이아프램(23)을 경사지게 하고 이 다이아프램의 중앙연장부(37)의 위치는 이때 덕트구멍(19)을 폐쇄하는 위치로 가며, 반면 덕트(18)는 챔버에 자유로이 연결된다.

상기 위치는 전자밸브의 휴지위치이고 전자석은 이때 작용하지 않는다. 스프링(10)에 의해 탄지되었을 때, 슬리브(3)는 도면에서 도시한 바와 같이 직각으로 이격된 위치에서 유지되고, 그의 단부는 웰(2)의 개구부와 같은 평면에 있다. 따라서, 덕트(20)를 통하여 챔버(17)에 공급된 유체는 덕트(18)를 향하여 자유로이 흐른다.

전자석이 작용됨에 따라, 코아(7)는 슬리브(3)의 걸림턱(5)에서 고리(8)에 의해 견인효과를 나타내어 스프링(10)에 의해 공급된 압력에 대항하여 밀도록 한다. 다음 슬리브(3)는 제1도에서 도시한 그의 위치로부터 우측으로 움직이게 되고 전술한 움직임중에, 오목부(12)의 변부는 로드(27)의 변부를 접촉하며 잠금 레바(24)가 회동하도록 구동한다.

이때 다이아프램(23)은 경사지고 한편으로는 그의 축(21)을 중심으로 앞의 위치에 관해 반대인 위치로 회동한다. 여기서, 이는 덕트(18)로 공급되어지기 위한 덕트로부터 풀린다. 유체통로는 이때 덕트(19)와 덕트(20)사이에 만들어진다.

컵바닥으로 덕트(19,20)의 단부가 향해있기 때문에, 다이아프램(23)의 중앙연장부(37)가 오염되어 밀폐상태가 헐거워지지 않도록 중앙연장부가 씨이트에 압박될 수 있다.

전자석이 작동하지 않게 됨에 따라 슬리브(3)는 스프링(10)의 수단에 의해 다시 제1도에서 도시된 초기 위치로 기울어진다. 그리고 잠금 레바를 통한 스프링 압력은 이 위치에서의 잠금을 보장한다. 사용자가 유체가 흘러내릴 때 전자석의 측부를 눌러 슬리브를 스스로 조작할 수 있다는 것이 주목할 만하다. 즉, 밸브가 전자석이 고장난 경우에 수동으로 작동될 수 있다.

다이아프램(23)과 브라켓(16)사이에 챔버(17)가 작은 크기이기 때문에, 유체의 무용체적(dead volumn)이 작고 따라서 청소하기가 용이하다. 또한, 단일의 다이아프램이 그의 씨이트 상의 폐쇄수단으로 작용할 뿐만 아니라, 속에서 슬리브(3)가 미끌어지는 외부중간과 내부 웰(2)에 관해 완벽한 밀봉을 보장한다.

상기 밀봉작용은 고압의 액체 뿐만 아니라, 고압 혹은 저압, 진공압까지의 가스에서도 보장된다. 밸브몸체(1)의 크기는 덕트(18,19,20)를 통과하는 유체통로의 단면적에 관계없이 감소된다.

상기 절환 마이크로밸브는 제한된 장소에서도 튼튼하게 연속적으로 장착될 수 있고 상기 덕트는 동일측 상에 쉽게 옮겨 질 수 있다. 상기 마이크로밸브는 마모성 유체에 견딜 수 있는 재료로 만들어지고, 의료적 분석장치와 식품공업공장 등에 사용되는 것이 바람직하다.

Claims (6)

1. 오목부에 의해 입구와 출구 유체덕트에 연결된 밸브몸체(1)와, 전술한 덕트를 위한 폐쇄부재로써 작용하고 전자석 코아수단에 의해 밸브몸체 내를 따라 움직이는 슬라이딩 슬리브(3)의 위치에 관해 전술한 덕트의 어느 하나 위로 다이아프램(23)을 부착하는 잠금 레바(24)를 통하여, 전자석의 코아(7)에 의해 작용되는 단일한 다이아프램을 포함하되, 적어도 2방향을 가지는 절환 마이크로 전자밸브(switching micro-electrovalve)에 있어서, 상기 다이아프램(23)의 외부의 가요성 부분과, 내부에 잠금 레바(24)가 들어가는 연장부분을 포함하고, 일측은 슬리브(3)의 오목부에 위치하도록 형성된 다이아프램 평면에 직각인 로드(rod)로 형성되며, 다이아프램-잠금레바 결합체가 상기 잠금 레바(24)를 통과하고 밸브몸체와 일체인 날개위에 지지되는 축에 연결됨을 특징으로 하는 마이크로 전자밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬리브 오목부의 깊이가 슬리브(3)의 두께보다 작으며, 밸브몸체(1)의 축 AA'에 관해 축방향으로 배향됨을 특징으로 하는 마이크로-전자밸브.
3. 제1항에 있어서, 밸브몸체(1)의 측부에 구비된 구멍의 변부들과 전술한 구멍을 폐쇄하는 단면 브라켓(profilde bracket)(16)사이에 다이아프램(23)이 억지끼움되고, 전술한 측부가 V자형상 이고 구멍을 둘러싸고 있는 두 개의 종방향 플랜지를 가지는 넓게 열린 역시 V형상의 일반적 단면형상을 가짐으로 특징으로 하는 마이크로-전자밸브.
4. 제1항 및 제3항에 있어서, 구멍이 일반적으로 타원형상을 가지고, 밸브몸체(1)의 측부에서 모울딩에 의해 만들어진 중공부를 가지는 컵(33)내에 중심을 두며, 전술한 컵은 밀봉다이아프램을 위한 씨이트로 작용함을 특징으로 하는 마이크로-전자밸브.
5. 제2항에 있어서, 측부 리브(42)가 밸브의 측부에해당 오목부들과 협동하게 할 목적으로 브라켓(16)의 양측에 구비됨을 특징으로하는 마이크로-전자밸브.
6. 제1항에 있어서, 축이 잠금 레바(24)를 관통하고 연장된 가로단면을 가지는 물체를 통과함을 특징으로 하는 마이크로-전자밸브.

Images