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KR101124182B1 - 진공 장치용 서보 밸브 - Google Patents

진공 장치용 서보 밸브 Download PDF

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KR101124182B1
KR101124182B1 KR1020057022538A KR20057022538A KR101124182B1 KR 101124182 B1 KR101124182 B1 KR 101124182B1 KR 1020057022538 A KR1020057022538 A KR 1020057022538A KR 20057022538 A KR20057022538 A KR 20057022538A KR 101124182 B1 KR101124182 B1 KR 101124182B1
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KR
South Korea
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pilot
valve
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piston
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한스 쿠르트 페테르센
Original Assignee
댄포스 아/에스
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Abstract

본 발명은 진공 장치에서 조작할 수 있고 작은 힘으로 열림 상태와 닫힘 상태 사이에서 바뀔 수 있는 서보 밸브를 제공한다. 그러하기 위해서, 밸브는 제어실 (13) 의 제어 압력과 흡입부 (2) 및 방출부 (3) 각각의 압력 사이의 압력차의 영향에 의해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에 움직이는 닫힘 부재 (4) 를 갖는다. 상기 제어실은 흡입 압력과 조절가능한 유체 소통에 따른 방출 압력으로 주로 제어 압력에 영향을 미치기 위해 흡입부와 일정한 유체 소통 연결되어 있으며, 방출부와 조절가능한 유체 소통 연결되어 있다. 본 발명은 또한 상기 서보 밸브를 갖춘 진공 장치를 제공한다.

Description

진공 장치용 서보 밸브 {A SERVO VALVE FOR A VACUUM SYSTEM}
본 발명은 진공 장치의 유체 흡입구와 유체 방출구 사이의 통로를 개폐하기 위한 서보 밸브에 관한 것이며, 특히 높고 낮은 압력차를 갖는 장치에 삽입될 수 있으며 간단한 조작 수단으로 작동될 수 있는 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 압력 장치용 서보 밸브에서는, 흡입구 포트 또는 방출구 포트와 제어실 사이에 압력차에 의해 피스톤이 닫힘 위치와 열림 위치 사이에 움직일 수 있다. 압력차에 의해, 이러한 밸브는 낮은 전력 소비 및 저중량을 가지는 비교적 간단한 엑츄에이터, 예컨대 솔레노이드에 의하여 작동될 수 있다. 상기 엑츄에이터는 한 포트와 제어실 사이의 유체 통로를 열거나 닫기 위해서 배치되는 파일럿 밸브 (pilot valve) 를 작동시킬 수 있다. 여러가지 이유로, 이러한 종류의 기존 밸브는 예컨대 누출 감지를 위한 진공 장치에는 적합하지 않다. 그러한 장치에서는, 밸브의 각 작동 사이에서 밸브 내에 유체가 잔류하는 것을 막는 것이 중요하다. 따라서, 상기 장치의 밸브 및 유사한 요소는 완전한 비움을 보장해야 하고, 제어실과 포트를 연결하는 크고 작은 여러 통로를 갖춘 비교적 복잡한 구조의 배치 (layout) 때문에, 종래의 서보 밸브에서는 배출이 전형적인 문제가 된다. 또한, 기존의 서보 밸브는 미리 특정된 압력차로 작동하도록 제조된다. 1 bar ~ 100 bar 의 압력차에 대해 설계된 밸브가 1 bar 보다 작은 압력차로 삽입된다면, 그 압력차는 밸브를 여는데 보통 만족스럽지 못하고, 그 역 또한 마찬가지로 만족스럽지 못하다. 또한, 압력차는 밸브의 개방 직후에 없어지기 때문에, 종래의 서보 밸브의 서보 효과는 나타나지 않을 것이다. 이러한 이유로, 종래의 서보 밸브는 진공 장치에 유용하지 못하다.
본 발명의 일 실시형태의 목적은 1 bar 보다 작은 압력차 사이에 삽입될 수 있으며, 적당한 힘을 사용한 서보 제공력 (servo provided force) 에 의해 열릴 수 있는 진공 장치용 밸브를 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명은 진공 장치용 서보 밸브에 관한 것으로서, 제어실 및 밸브 통로를 갖는 하우징을 포함하며, 상기 밸브 통로는 제 1 압력의 유체 흡입부와 제 2 압력의 유체 방출부를 가지며, 상기 유체 흡입부와 방출부는 제어실의 내부 압력과 제 1, 2 내부 압력 사이의 압력차에 의해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 운동할 수 있도록 하우징 내에 설치된 폐쇄 부재에 의해 분리되고, 상기 제어실은 그 내부 압력이 주로 상기 제 1 내부 압력 또는 제 2 내부 압력에 의해 전환 가능하게 제어될 수 있도록 흡입부 및 방출부에 연결되며, 이에 따라 닫힘 위치와 열림 위치 사이에서의 폐쇄 부재의 운동이 전환가능하게 제어된다.
제어실이 흡입부와 방출부에 연결되어 제어실 내의 압력이 전환가능하게 제어될 수 있기 때문에, 밸브는 과도한 힘을 가하지 않는 압력차로 작동될 수 있다.
폐쇄 부재는 방출부와 제어실 사이에 파일럿 통로를 형성할 수 있으며, 이 파일럿 통로는 파일럿 통로가 열리는 열림 위치와 파일럿 통로가 닫히는 닫힘 위치 사이에서 폐쇄부재에 대해 움직일 수 있는 파일럿 폐쇄 부재에 의해 닫힐 수 있다. 밸브가 열려야 할 때, 파일럿 폐쇄 부재는 열림 위치, 즉 파일럿 통로가 열리는 위치로 이동된다. 파일럿 통로가 열리면, 제어실은 밸브 통로의 방출부와 유체 소통 연결되며, 제어실과 방출부 사이의 압력은 같아진다. 따라서, 닫힘 위치에서 열림 위치로 폐쇄 부재를 움직이게 할 수 있는 압력차가 발생된다.
폐쇄 부재가 이동되었을 때, 흡입부와 방출부에서의 압력은 같게 되고, 방출부가 제어실과 유체 소통 연결되어 있기 때문에, 제어실과 밸브 통로의 흡입부 사이의 압력차는 나타나지 않는다. 폐쇄 부재를 열림 위치 상태로 유지하기 위해 상기 압력차가 이용되었기 때문에, 밸브의 방향 및 그 밸브를 통하여 유동하는 유체의 유속에 따라서 상기 폐쇄 부재는 닫힘 위치로 돌아갈 수 있다. 이를 막기 위해서, 밸브는 탄성 변형 가능한 커플링, 예컨대 탄성 고무 밴드 (resilient rubber band), 나선형 스프링과 같은 스프링 또는 탄성적으로 신축될 수 있는 유사한 수단을 통하여 폐쇄 부재에 움직일 수 있게 고정되는 파일럿 폐쇄 부재를 가질 수 있다. 특히, 0.5 N/mm ~ 1.5 N/mm, 예컨대 1 N/mm 의 스프링 상수를 갖는 스프링이 진공 장치에 사용되는 밸브에 적합하다. 상기 스프링은 대략 3 N, 즉 대략 3 mm 로 미리 인장될 수 있다.
"정상 닫힘 (normally closed)" 특성을 가지는 밸브를 제공하기 위해서, 폐쇄 부재는 탄성 압축 부재, 예컨대 가요 고무 로드 (flexible rubber rod) 또는 나선형 스프링 등에 의해 닫힘 위치로 편향될 수 있다.
바람직하게, 파일럿 폐쇄 부재 및 밸브의 개폐는 푸쉬 버튼 또는 풀 버튼을 통해 전자기적 또는 공압식, 유압식 또는 간단히 수동식으로 작동된다. 어느 경우에는, 밸브를 여는데 필요한 힘을 줄이기 위해서는, 파일럿 통로의 단면적을 밸브 통로의 단면적보다 작게 만드는 것이 바람직한대, 예컨대 파일럿 통로의 단면적은 밸브 통로의 단면적보다 5 배 ~ 20 배 작다.
예컨대 누출 감지를 위한 진공 장치에 밸브를 사용하는 경우에는 개폐작용 사이에서 모든 잔류 유체가 밸브로부터 배출되는 것이 주요하다. 이를 위해, 제어실은 유리하게도 유체 방출부에서 폐쇄 부재까지의 통로에 연속하여 배치될 수 있으며, 이러한 경우 바람직하게는 상기 제어실과 적어도 밸브 통로의 방출부가 동축으로 배치하게 된다. 실제로, 밸브 통로의 방출부와 제어실은 하우징 내에서 길이방향으로 뻗어있는 하나의 보어 (bore) 로서 형성될 수 있다.
실링 부재는 볼 밸브 (ball valve) 또는 하우징의 원통형 중공부 내에서 앞뒤로 움직일 수 있는 피스톤으로서 형성될 수 있다. 상기 피스톤 및 원통형 중공부는 서로 일치하는 단면 형상을 가질 수 있다. 그러나, 밸브의 제조를 쉽게 하기 위해서는, 상기 중공부가 보어 구멍으로 형성될 수 있도록 원형의 단면 형상으로 하는 것이 바람직하다.
밸브의 감도를 개선시키기 위해서는, 피스톤의 중량을 작게 하는 것이 중요하다. 따라서, 피스톤은 세개의 주요 부분, 즉 기다란 섕크에 의해 윗쪽으로 컵형상부에 연결된 하부 실링 플랜지가 있으며, 상기 컵형상부는 바닥벽 및, 실링 플랜지의 반대 방향으로 개구를 향해 바닥벽으로부터 위로 뻗어 있는 측벽을 갖는다. 파일럿 통로는 피스톤의 섕크 및 실링 플랜지 내부에 형성될 수 있으며, 상기 컵형상부 및 기다란 섕크는 동축으로 형성될 수 있다.
피스톤이 하우징의 원통형 중공부 내에서 앞뒤로 이동하는 동안 기울어짐 없이 원활하게 움직이는 더욱 신뢰할 만한 밸브를 보장하기 위해서, 상기 피스톤은 그의 무게 중심이 컵형상부의 바닥벽과 개구 사이의 위치에서 피스톤의 중심축 선상에 있도록 형성될 수 있다. 컵-섕크 형의 상기 피스톤이 컵형상부의 영역에서 무게 중심을 가지면 매우 낮은 진공, 예컨대 1×10-3 mBar~ 1×10-6 mBar 의 압력으로 밸브를 사용할 수 있다.
밸브가 열리는 동안, 파일럿 폐쇄 부재는 피스톤에서 멀어지는 방향으로 이동하여 닫힘 위치에서 떨어지고 이에 의해 파일럿 통로가 열리게 된다. 제어실과 밸브 통로의 흡입부 사이에 발생하는 결과적인 압력차는 피스톤을 위쪽으로 움직이게 하여 밸브 통로를 연다. 이렇게 운동하는 동안에, 피스톤은 다시 파일럿 폐쇄 부재에 더 가까이 가게 된다. 피스톤이 파일럿 폐쇄 부재 쪽으로 움직일 때 파일럿 통로가 닫히는 것을 막기 위해서, 파일럿 폐쇄 부재의 최대 이동 가능 거리를 그에 대응하는 피스톤의 최대 이동 가능 거리보다 크게 하는 것이 바람직하다. 폐쇄 부재의 위치 및/또는 파일럿 폐쇄 부재의 위치를 읽기 위해서, 밸브는 하우징과 폐쇄 부재 중의 일방에 결합된 1 이상의 자석과, 하우징과 폐쇄 부재 중의 타방에 결합된 대응하는 자기 센서, 예컨대 리드 (reed) 스위치를 가질 수 있다. 상기 자석이 소결로 이루어진 종류라면, 그 다소 다공성인 조직은 예컨대 아연 또는 겹층, 예컨대 아연-구리-아연 또는 확실한 실링 작용을 하는 유사한 조성물을 포함하는 코팅에 의해 메워질 수 있다. 다공성 조직의 실링은 오일, 습기 또는 가스로 인한 자석의 오염을 막기 위해 행해진다.
피스톤의 실링 플랜지는 탄성재, 예컨대 가루형 고무재 (Dupont 사의 FPM, c.f. www.dupont.com) 로 제조되며 플랜지에 있는 홈의 두 측벽 사이에 배치되는 실링 링을 포함할 수 있다. 밸브의 비움을 개선시키기 위해서, 상기 벽은 홈을 가로질러 두 측벽에, 그리고 선택적으로 상기 홈의 바닥벽에도 형성되는 1 이상의 노치를 포함할 수 있다. 비움 동안에, 유체는 노치를 통하여 밸브 밖으로 배출될 수 있다.
밸브는 또한, 예컨대 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 으로 제조되는 1 이상의 피스톤 링을 포함할 수 있다. 상기 피스톤 링은 원통형 중공부 내에서 피스톤을 안내하는 역할을 한다. 파일럿 폐쇄 부재가 닫힘 위치에 있을 때 밸브 통로의 흡입부와 제어실 사이의 압력차가 같아지도록 하여 밸브가 닫히도록 하기 위해서, 피스톤 링은 밸브 통로의 흡입부와 제어실 사이에 1 이상의 환기 통로를 형성하도록 될 수 있다. 상기 환기 통로는 피스톤 링에 또는 원통형 중공부 벽과 피스톤 링의 사이 또는 피스톤의 측벽과 피스톤 링의 사이에 형성될 수 있다. 피스톤 링과 하우징 또는 피스톤 사이에 각각 형성되는 통로의 대안으로 또는 추가로, 1 이상의 통로가, 예컨대 하우징 벽 내의 보어 구멍 형태로 제어실과 밸브 통로의 흡입부 사이에 제공될 수 있다.
피스톤 링이 피스톤 상에서 슬라이딩하는 것을 막기 위해서, 피스톤의 컵형상부의 외주면에 형성된 홈의 두 측벽 사이에 상기 링을 배치할 수 있다. 밸브가 더 잘 비워질 수 있도록, 1 이상의 노치가 홈을 가로질러 이 홈의 양 벽에 만들어질 수 있다. 유체가 피스톤 링 뒤로 갈 수 있도록, 즉 피스톤과 링 사이를 지나도록 하기 위해서, 홈의 바닥벽에 노치를 제공할 수 있으며, 이러면 유체가 홈의 한 측벽에 있는 노치에 들어가서, 홈의 바닥벽에 있는 노치를 지난 다음 홈의 다른 측벽에 형성된 노치를 통하여 밖으로 배출된다. 비움을 더욱 개선시키기 위해서, 홈은 다수의 노치를 가질 수 있다.
제 2 태양에서, 본 발명은 상기에 기재된 종류의 서보 밸브를 포함하는 진공 장치에 관한 것이다.
다음에서는, 본 발명의 바람직한 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 밸브의 단면도,
도 2 는 파일럿 폐쇄 부재와 폐쇄 부재 사이에 커플링의 상세도,
도 3 은 본 발명에 따른 밸브용 폐쇄 부재의 입체도,
도 4 는 밸브 통로의 고압부와 제어실 사이의 환기 통로를 형성하는 피스톤 링의 상세도,
도 5 는 립-프로파일 (lib-profile) 을 가지는 실링 링 (sealing ring) 의 단면도,
도 6 은 앵커 (anchor) 및 앵커 튜브 (anchor tube) 의 확대도를 나타낸다.
도 1 에서 보여지는 밸브는 폐쇄 부재 (4) 에 의해 분리되는 흡입부 (2) 및 방출부 (3) 을 가지는 밸브 통로를 갖는 하우징 (1) 을 갖는다. 폐쇄 부재는 폐쇄 플랜지 (7) 의 바닥면에 있는 원형 실링 표면 (5) 을 갖는 피스톤의 형태로 되어 있다. 그 실링 표면은 탄성재, 예컨대 고무재로 만들어진 립-프로파일 형 (lib-profiled) (도 5 참조) 또는 O-프로파일형 링 (O 링) (8) 을 보유하고 있다. 폐쇄 플랜지는 밸브의 흡입부를 향하는 반대편 상부면 (9) 을 갖는다. 상기 밸브에서는 피스톤이 닫힘 위치에 있으며, 실링 표면은 0 링이 하우징의 시트 (seat, 10) 에 대하여 밀봉하는 위치로 내려가 있다. 그 반대편 단부에서 피스톤은, 밸브 통로의 저압부에 연장되어 하우징 내에 형성된 제어실 (13) 을 한정하는 바닥 벽 (11) 과 위로 뻗어있는 측벽 (12) 을 갖는 컵의 형태로 되어 있다. 상기 피스톤에는 밸브 통로의 저압부에서부터 피스톤의 섕크부 (6) 를 지나 제어실까지 파일럿 통로 (14) 가 형성되어 있으며, 끝에 파일럿 밸브 시트가 있는 상기 파일럿 통로는 파일럿 폐쇄 부재 (16) 에 의하여 닫힐 수 있다. 도시된 실시형태에서, 파일럿 폐쇄 부재는 탄성 고무 가스켓 (17) 을 갖는 로드 형의 기다란 앵커의 형태로 되어 있으며, 파일럿 폐쇄 부재는 상기 고무 가스켓을 통해 파일럿 시트에 밀봉 접촉하게 된다. 상기 파일럿 폐쇄 부재는 앵커 튜브 (18) 내에서 슬라이딩할 수 있으며, 예컨대 솔레노이드 (나타나지 않음) 의 영향을 받아서 파일럿 시트 (15) 에서 떨어질 수 있다. 파일럿 폐쇄 부재는 피스톤 쪽으로 편향되며, 이에 따라 피스톤은 나선형 스프링 (19) 의 힘을 받아 닫힘 위치로 편향된다. 나선 형 스프링 (20) 은 폐쇄 부재를 파일럿 폐쇄 부재에 연결시키며, 피스톤 링 (21, 22) 은 하우징의 내측벽 (23) 을 따라 피스톤을 안내하고 또한 제어실과 밸브 통로의 고압부 사이에 외측 통로를 형성해 주는 역할을 한다. 상기 외측 통로는 하우징의 내측벽 (23) 과 피스톤의 측벽 (12) 사이에 형성된다. 제어실의 상부벽을 형성하는 커버 (cover, 24) 가 하우징에 부착되어 있다. 탄성 O 링 (25) 이 커버와 하우징 사이에서 홈 (26) 내에 배치된다. 앵커 튜브 (18) 는 플러그 (27) 를 통해 커버에 단단히 고정되고, 탄성 O 링 (28) 에 의해 유밀한 실링이 이루어지게 된다. 또는, 앵커 튜브와 커버 또는 하우징은 모두 예컨대 성형법으로 단일체로 제조될 수 있다. 무게를 줄이기 위해서, 도 3 에서 더욱 상세하게 나타낸 컵형 피스톤은 비교적 작은 벽 두께 및 저중량 재료로 성형된다. 피스톤의 형상은 무게 중심이 흡입부에서 제어실로 들어가는 입구 위에 있도록 선택된다. 피스톤의 중량을 줄이기 위해 섕크부를 비교적 가늘게 만든다.
밸브의 개방 작동 동안, 예컨대 파일럿 폐쇄 부재가 파일럿 시트에서 떨어질 때까지 솔레노이드는 예컨대 220 V 시동 전압으로 활성화된다. 이 때 상기 솔레노이드에 인가되는 전압은, 예컨대 인가 전류를 소정의 쵸핑 (chopping) 주파수로 더 작은 비트 (bits) 로 쵸핑하거나 단순히 상기 인가 전압을 예컨대 110 V 의 평균 전압 크기로 줄임으로써 통상적으로 낮아질 수 있다. 파일럿 폐쇄 부재가 파일럿 시트로부터 떨어지면, 밸브 통로의 방출부에서의 진공에 의해 제어실이 비워지고, 밸브 통로의 흡입부와 각각의 제어실 및 방출부 사이에서의 압력차에 의해 상방향 힘이 발생하기 시작한다. 흡입부에서의 비교적 높은 압력은 피스톤의 컵형상부의 바닥벽 (11) 의 하부면과 폐쇄 플랜지 (7) 의 상부면에 작용한다. 마찬가지로, 방출부 및 제어실에서의 비교적 낮은 압력은 폐쇄 플랜지 (7) 의 하부면 및 바닥벽 (11) 의 상부면에 각각 반대 방향으로 작용한다. 그러나, 아랫쪽으로 향한 표면과 윗쪽으로 향한 표면의 크기가 서로 다르기 때문에 결과적인 힘은 피스톤을 닫힘 위치에서 열림 위치로 상방으로 이동시킨다. 상기 피스톤이 열림 위치로 이동할 때, 밸브 통로의 저압부 및 고압부에서의 압력은 같아지게 되고, 외측 통로 및 파일럿 통로를 통하여 제어실 내의 압력 또한 밸브 통로의 압력과 같아진다. 결국, 상기 압력차에 의해 야기되는 상방향 힘은 더이상 생기지 않는다. 이 때, 피스톤은 파일럿 폐쇄 부재와 피스톤 사이의 커플링, 즉 나선형 스프링 (20) 에 의해 열림 위치에서 유지된다.
도 2 는 도 1 의 번호를 포함하여 파일럿 폐쇄 부재와 폐쇄 부재 사이의 커플링의 확대도를 나타낸다. 이 확대도에서 볼 수 있듯이, 최선단 권선 (winding) 및 최후단 권선이 피스톤의 홈 (29) 과 파일럿 폐쇄 부재의 홈 (30) 에 각각 결합되어, 나선형 스프링 (20) 이 파일럿 폐쇄 부재 (16) 와 피스톤 (6) 에 단단히 고정되어 있다. 파일럿 폐쇄 부재를 피스톤 쪽으로 편향시켜 이 피스톤을 닫힘 위치로 편향시키게 되는 나선형 스프링 (19) 은 파일럿 폐쇄 부재의 방사상 외향 플랜지 (31) 를 가압한다. 파일럿 통로 (14) 는 윗쪽에서 좁게 되어 있는데, 그 통로의 넓은 부분 (33) 과 좁은 부분 (34) 사이의 천이부 (32) 에 있는 경사 표면 (35) 은 피스톤과 통로의 중심축선 (36) 에 대해 대략 45 도의 각도를 이룬다.
도 3 에서는, 도 1 의 피스톤 (6) 이 입체도로 나타나 있다. 피스톤의 컵형상부의 측벽 (12) 에 형성된 하부 홈 (lower recess, 41) 과 상부 홈 (upper recess, 42) 은 피스톤 링 (도 1 에서 21, 22) 를 제자리에 고정시키는 역할을 한다. 상기 홈을 가로질러 홈의 두 측벽과 바닥벽에 형성된 노치 (39, 40) 는 밸브의 개폐 사이에 밸브의 완전한 비움을 향상시키는 역할을 한다. 원형 폐쇄 플랜지 (7) 에 형성된 홈 (43) 은 시트 (10) 에 실링 (sealing) 접촉하는 탄성재의 O 링 또는 립-프로파일형 (lib-profiled) 링을 고정시키는 역할을 한다. 또한, 홈의 측벽 및 선택적으로 바닥벽에 형성되고 홈을 가로질러 서로를 향하는 노치 (37, 38) 는 밸브의 개폐 사이에서 밸브의 완전한 비움을 향상시키는 역할을 한다. 도 3 에서 알 수 있듯이, 파일럿 통로 (14) 의 개구는 개폐 작용 사이에 유동과 밸브의 비움성을 좋게 하는 매끄럽게 라운딩된 코너 (corner) 를 갖는다.
피스톤 링은 도 4 에 나타나 있다. 이 링은 피스톤을 향하는 내부면 (44) 과 하우징의 원통형 중공부 (cavity) 벽 쪽으로 향하는 외부면 (45, 46) 을 갖는다. 이 부면이 계단형으로 되어 있기 때문에, 링에서 반경 방향 크기가 가장은 일부 외주면, 즉 도 4 에서 표면 (45) 과 벽 사이에 환기 통로가 형성된다.
도 5 에서는, 홈 (43) 에 끼워지는 탄성재의 실링 링 (51) 의 단면도를 나타낸다. 이 링은 립-프로파일형 모양을 갖는다.
도 6 은 도 1 에서 도시된 밸브의 앵커 및 앵커 튜브의 확대도를 나타낸다. 앵커에 있는 길이방향 홈 (61) 은 앵커의 상부면 (63) 과 앵커 튜브 (64) 에 의해 한정된 공간 (62) 을 비우는 역할을 한다. 상기 홈은 제어실 내의 한 지점 (65) 에서 끝난다. 밸브는 앵커의 최대 이동 가능한 거리 (L2) 가 폐쇄 부재 (4) 의 최대 이동 가능한 거리 (L1) 보다 크도록 되어 있다. 따라서, 폐쇄 부재가 최대 열림 위치에 있어도, 밸브가 열려있는 동안 파일럿 통로는 개방 상태를 유지할 것이다. 이러한 특징은 밸브 밖으로의 유동을 개선시켜, 빠르고 완전한 밸브의 비움을 촉진시킨다.

Claims (15)

  1. 진공 장치용 서보 밸브로서, 제어실 (13) 및 밸브 통로 (2, 3) 를 갖는 하우징 (1) 을 포함하며, 상기 밸브 통로는 제 1 압력의 유체 흡입부 (2) 와 제 2 압력의 유체 방출부 (3) 를 가지며, 상기 유체 흡입부와 방출부는 제어실의 제어 압력과 제 1, 2 압력 사이의 압력차에 의해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 운동할 수 있도록 하우징 내에 설치된 폐쇄 부재 (4) 에 의해 분리되고, 상기 열림 위치는 흡입부와 방출부 사이에서 밸브 통로가 열리는 위치이며, 닫힘 위치는 흡입부와 방출부 사이에서 밸브 통로가 닫히는 위치이고, 상기 제어실은 항상 열려 있는 통로를 통하여 흡입부와 유체 소통 연결되어 있고 또한 파일럿 폐쇄 부재 (16) 에 의하여 닫힐 수 있는 파일럿 통로 (14) 를 통하여 방출부와 제어 가능하게 유체 소통 연결될 수 있으며, 상기 파일럿 폐쇄 부재는 파일럿 통로 (14) 가 열리는 열림 위치와 파일럿 통로가 닫히는 닫힘 위치 사이에서 폐쇄 부재 (4) 에 대하여 움직일 수 있고, 상기 파일럿 통로 (14) 는 파일럿 폐쇄 부재의 위치에 따라 제 1 압력 또는 제 2 압력에 의해 제어 압력에 영향을 주도록 닫히게 되며, 이에 따라 폐쇄 위치와 열림 위치 사이에서의 폐쇄 부재 (4) 의 운동을 제어하기 위해, 상기 파일럿 폐쇄 부재 (16) 는 탄성 변형 가능한 커플링 (20) 을 통하여 폐쇄 부재에 고정되며, 상기 파일럿 폐쇄 부재 (16) 는 하우징 (1, 24) 과 파일럿 폐쇄 부재 (16) 사이에서 작용하는 탄성 압축성 부재 (19) 에 의해 닫힘 위치로 편향되는 진공 장치용 서보 밸브에 있어서,
    상기 탄성 변형 가능한 커플링 (20) 은 파일럿 폐쇄 부재 (16) 와 폐쇄 부재 (4) 둘 다에 단단히 고정되고, 상기 폐쇄 부재 (4) 는 피스톤으로 되어 있고 또한 하우징 (1) 의 원통형 중공부 안에서 앞뒤로 움직일 수 있으며, 상기 파일럿 폐쇄 부재 (16) 는 피스톤 쪽으로 편향되고, 그럼으로써 피스톤은 탄성 압축성 부재 (19) 로부터의 힘을 받아 닫힘 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 진공 장치용 서보 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 파일럿 통로 (14) 는 폐쇄 부재 (4) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폐쇄 부재는 탄성 압축 부재 (19) 에 의해 닫힘 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  4. 제 2 항에 있어서, 파일럿 폐쇄 부재 (16) 는 전자기 작용을 통하여 닫힘 위치에서 열림 위치로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 파일럿 통로 (14) 는 밸브 통로 (2, 3) 보다 더 작은 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  6. 제 2 항에 있어서, 제어실 (13) 은 파일럿 통로 (14) 에 연속하여 위치되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폐쇄 부재 (4) 는 그의 무게 중심이 밸브 통로 (2, 3) 와 제어실 (13) 사이에 있도록 하우징 (1) 에 대하여 배치되고 형성되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 폐쇄 부재 (4) 와 원통형 중공부는 서로 일치하는 원형 단면 형상을 가지며, 폐쇄 부재 (4) 의 측벽 (12) 과 원통형 중공부의 내측벽 (23) 사이에는 항상 열려 있는 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  10. 제 1 항에 있어서, 파일럿 통로 (14) 는 폐쇄 부재 (4) 와 동축으로 형성되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  11. 제 1 항에 있어서, 파일럿 폐쇄 부재 (16) 는 폐쇄 부재 (4) 의 이동 거리보다 더 큰 이동거리로 원통형 중공부 안에서 앞뒤로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  12. 제 1 항에 있어서, 폐쇄 부재 (4) 는 밸브 통로 (2, 3) 를 닫기 위한 실링 플랜지 (7) 를 가지며, 이 실링 플랜지 (7) 는 기다란 섕크 (6) 에 의해 컵형상부 (11, 12) 에 연결되고, 이 컵형상부는 바닥벽 (11) 및 실링 플랜지의 반대 방향으로 개구를 향해 상기 바닥벽으로부터 뻗어 있는 측벽 (12) 을 가지며, 상기 컵형상부 및 기다란 섕크는 동축으로 형성되는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  13. 제 1 항에 있어서, 폐쇄 부재 (4) 는 1 이상의 홈 (43) 을 포함하며, 이 홈은 그를 가로질러 형성된 1 이상의 노치 (37, 38) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 서보 밸브를 포함하는 진공 장치.
  15. 삭제
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