KR102237872B1

KR102237872B1 - 듀얼 포인트 시일을 갖는 다이아프램과, 플로팅 다이아프램 웹

Info

Publication number: KR102237872B1
Application number: KR1020157022528A
Authority: KR
Inventors: 재커리 스팬서 스미스; 대런 애드워드 코너
Original assignee: 파커-한니핀 코포레이션
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: JP6388884B2; TW201437526A; US20150369379A1; TWI638111B; EP2962024A1; JP2016508588A; KR20150120374A; WO2014133887A1; EP2962024B1; US9829112B2

Abstract

고순도 밸브(10)는, 밸브 시트(32)에 의해 분리되는 입구(40)와 출구(42)를 갖는 밸브 바디(12); 및 상기 밸브를 작동하기 위해 피스톤(20)에 결합된 제1 단부와, 상기 밸브를 폐쇄하도록 상기 밸브 시트와 결합하기 위해 포펫(28)을 포함하는 제2 단부를 갖는 중앙 스템(23)을 포함하는 다이아프램(22)을 구비한다. 상기 포펫은 듀얼 포인트 시일(dual point seal)을 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 포펫의 환형면(30)과 상기 밸브 시트 사이에 2개 이상의 접촉 포인트(50/52, 50'/52')를 갖는다. 상기 포펫의 환형면은 상기 듀얼 포인트 시일을 제공하는 오목면 또는 볼록면일 수 있다. 상기 밸브는 상기 다이아프램에 인접한 리테이너(14)를 갖고, 상기 다이아프램은 상기 중앙 스템으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 가요성 웹(26)을 갖는다. 상기 리테이너는 상기 웹에 인접한 표면(60)을 갖고, 상기 표면은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 웹이 상기 표면과 접촉하지 않도록 상기 웹으로부터 이격된다.

Description

듀얼 포인트 시일을 갖는 다이아프램과, 플로팅 다이아프램 웹{DIAPHRAGM VALVE WITH DUAL POINT SEAL AND FLOATING DIAPHRAGM WEB}

본 출원은 2013년 2월 26일자로 출원된 미국 가출원 61/769,467호 및 61/769,519호를 우선권으로 하며, 그 내용은 본원에 편입된다.

본 출원은 일반적으로 다이아프램 밸브에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 또는 다른 부식성 또는 고순도 적용과 같은 고순도 시스템에 이용되는 불소 중합체 밸브에 관한 것이다.

약품, 반도체 등을 제조하기 위한 시스템 등의 각종 고순도 시스템은 불소 중합체로 이루어진 밸브와 같은 고순도 다이아프램 밸브(high purity diaphragm valves)를 이용한다. 일반적인 고순도 밸브는 밸브 시트에 의해 분리되는 입구와 출구를 갖는 밸브 바디와, 다이아프램을 구비한다. 일반적으로, 다이아프램은 밸브를 개폐하도록 밸브 시트에 대해 밀봉하는 중앙 스템과, 밸브의 캐비티를 밀봉하는 외측방향 연장 웹을 갖는다. 이와 같은 시스템을 위한 기존의 밸브는 밸브 시트에 대해 작용하는 텅 앤드 그루브 시일(tongue and groove seal)을 구비한다. 이러한 텅 앤드 그루브 디자인은 동적 시일을 위해 너무 많은 입자를 생성할 수 있으므로, 정적인 밀봉 적용에 가장 적합하다.

고순도 시스템을 위해, 밸브 다이아프램은 밸브 시트에 대해 적절한 시일을 유지하는 것이 중요하다. 더욱이, 다수의 작동 사이클을 통해, 밸브 시트 마모가 발생하여, 시일의 능률을 감소시킨다. 효과적인 시일이 없으면, 종래의 구성에서 밸브 성능을 감소시킬 수 있다.

더욱이, 일부 환경에서, 밸브 스트로크를 증대시키도록 다이아프램의 두께를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 얇은 다이아프램 웹은 밸브가 가압될 때 부풀려지기 쉽다. 일부 종래의 밸브는 다이아프램 웹이 압력 하에서 부풀려지기 때문에 다이아프램 웹을 보강하기 위한 지지 구조체를 내장한다. 지지 구조체는 부풀려진 다이아프램 웹의 윤곽과 대략 일치하도록 윤곽 형성되고, 다이아프램 웹이 증가된 압력 하에서 부풀려짐에 따라, 다이아프램이 지지면과 접촉하여 가압될 수 있다. 지지 구조체와의 접촉 포인트는 웹 내의 바람직하지 못한 응력 집중을 형성할 수 있음으로써, 다른 결점들 중에서, 밸브의 사이클 수명에 악영향을 미칠 수 있다.

종래의 고순도 다이아프램 밸브의 결함의 견지에서, 강화된 밸브 수명, 신뢰성 및 성능을 갖는 개선된 다이아프램 밸브에 대한 필요성이 당해 기술에 존재한다. 본 발명은 다이아프램에 의해 밸브 시트에 대한 밀봉을 상당히 개선하며, 리테이너 또는 바디로부터의 구속 또는 지지 없이 다이아프램이 최소한의 표면 응력을 나타내는 다이아프램 웹 구성을 갖는 구성으로 인해 강화된 밸브 수명 및 성능을 갖는 고순도 밸브이다. 상기 다이아프램은 강화된 밀봉을 위해 밸브 시트에 대해 듀얼 포인트 시일을 형성하고, 다이아프램 웹은 밸브 리테이너와의 접촉 없이 중립 위치로 외측방향으로 부풀려진다.

고순도 밸브는, 밸브 시트에 의해 분리되는 입구와 출구를 갖는 밸브 바디; 및 상기 밸브를 작동하기 위해 피스톤에 결합된 제1 단부와, 상기 밸브를 폐쇄하도록 상기 밸브 시트와 결합하기 위해 포펫(poppet)을 포함하는 제2 단부를 갖는 중앙 스템을 포함하는 다이아프램을 구비한다. 상기 포펫은 듀얼 포인트 시일(dual point seal)을 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 포펫의 환형면과 상기 밸브 시트 사이에 2개 이상의 접촉 포인트를 갖는다. 상기 듀얼 포인트 시일은 상기 포펫의 환형면이 상기 밸브 시트에 대해 가압될 때 동심 포인트 시일로서 구성될 수 있다. 상기 포펫의 환형면은 상기 듀얼 포인트 시일을 제공하는 오목면 또는 볼록면일 수 있다.

상기 밸브는 상기 다이아프램에 인접하게 배치된 리테이너를 더 구비할 수 있고, 상기 다이아프램은 상기 중앙 스템으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 웹을 갖는다. 상기 리테이너는 상기 웹에 인접한 표면을 갖고, 상기 표면은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 웹이 상기 표면과 접촉하지 않도록 상기 웹으로부터 이격된다. 상기 웹은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 리테이너의 방향으로 외측방향으로 중립 위치로 부풀려짐으로써, 상기 웹에 응력 집중을 최소화하는 가요성 웹이다.

상기 밸브는 상기 밸브의 내부를 봉입하는 하우징을 더 구비하며, 상기 하우징은 상기 밸브의 내부를 상기 다이아프램의 외부와 함께 밀봉하는 방식으로 상기 밸브 바디에 결합된다. 상기 하우징은 상기 리테이너와 상기 밸브 바디에 결합될 수 있고, 상기 하우징은 상기 밸브 바디와 상기 리테이너 사이의 상기 다이아프램의 외부를 압축한다.

본 발명의 이러한 특징은 하기의 설명 및 첨부한 도면을 참조하면 명백할 것이다. 설명 및 도면에서, 본 발명의 특정 실시예는 본 발명의 원리가 채용될 수 있는 몇 가지의 방식을 나타냄에 따라 상세하게 개시되어 있지만, 본 발명은 그 범위에 대응하게 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 첨부한 특허청구범위의 사상 및 견지 내에서의 모든 변경, 수정 및 동등물을 포함한다. 일 실시예에 관해 기술 및/또는 예시된 특징은 하나 이상의 다른 실시예에서 동일한 방식 또는 유사한 방식으로 그리고/또는 다른 실시예의 특징과 조합하여 또는 그 대신에 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 고순도 밸브의 등각투상도를 도시한 개략적인 다이아그램,
도 2는 도 1의 예시적인 고순도 밸브의 측단면도를 도시하며, 밸브가 개방 위치에 있는 개략적인 다이아그램,
도 3은 도 1의 예시적인 고순도 밸브의 측단면도를 도시하며, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 개략적인 다이아그램,
도 4는 밸브 시트에 대해 밸브 포펫의 환형면의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "4"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 제1 확대 단면도로서, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태를 도시한 개략적인 다이아그램,
도 5는 밸브 시트에 대해 밸브 포펫의 환형면의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "4"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 제2 확대 단면도로서, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태를 도시한 개략적인 다이아그램,
도 6은 밸브가 개방 위치에 있는 상태에서의 웹부의 근방에서, 도 2의 원 화살표 "6"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 확대 단면도를 도시하는 개략적인 다이아그램,
도 7은 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의 웹부의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "7"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 확대 단면도를 도시하는 개략적인 다이아그램,
도 8은 다이아프램 웹이 밸브 내의 내부압을 받을 때의 밸브 다이아프램 및 다이아프램 웹을 도시하는 개략적인 다이아그램.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 기술되며, 유사한 참조부호는 유사한 요소를 지칭하는데 이용된다. 도면에서는 반드시 축척되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 고순도 밸브(10)의 등각투상도를 도시한 개략적인 다이아그램이다. 도 2는 도 1의 예시적인 고순도 밸브의 측단면도를 도시하며, 밸브가 개방 위치에 있는 개략적인 다이아그램이다. 도 3은 도 1의 예시적인 고순도 밸브의 측단면도를 도시하며, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 개략적인 다이아그램이다.

도 1-3을 참조하면, 밸브(10)는 서로 결합되는 밸브 바디(12), 리테이너(14) 및 하우징(16)을 구비한다. 하우징(16)은 밸브 바디(12)를 봉입한다. 도 2-3의 단면도를 더욱 상세하게 참조하면, 하우징(16)은 일단부에서 다이아프램(22)에 결합되고, 다른 단부에서 지시기(24)에 결합되는 피스톤(20)을 봉입한다. 지시기(24)는 밸브가 개방(도 2에 도시한 바와 같이 하우징 표면으로부터 상승된 지시기) 또는 폐쇄(도 3에 도시한 바와 같이 하우징 표면과 동일 평면 상에 있는 지시기)되는지의 여부를 지시할 수 있다. 하우징(16)은 밸브의 내부를 봉입하고, 하우징은 밸브의 내부를 다이아프램의 외부와 함께 밀봉하는 방식으로 밸브 바디(12)에 결합된다. 특히, 하우징(16)은 리테이너(14)와 밸브 바디(12)에 결합될 수 있고, 하우징은 밸브 바디와 리테이너 사이의 다이아프램의 외부를 압축한다.

다이아프램(22)은 밸브로부터 유체의 배출을 억제하도록 밸브 바디(12)를 밀봉한다. 다이아프램(22)은 중앙 스템(23)과, 반경방향 외측으로 연장되는 웹(26)을 갖는다. 중앙 스템의 일단부는 포펫(28)을 갖는다. 중앙 스템의 다른 단부는, 예컨대 쓰레드형 연결부 또는 다른 적절한 연결부에 의해 피스톤(20)에 결합된다. 포펫(28)은 도 3에 도시한 바와 같이 밸브가 폐쇄될 때 밸브를 밀봉하도록 밸브 시트(32)와 결합한다. 밸브는 입구(40)와 출구(42)를 더 구비한다. 밸브가 도 3에 도시한 바와 같이 폐쇄되면, 밸브 시트(32)에 대한 포펫(28)의 시일은 입구(40)와 출구(42)가 서로 유체 연통하지 않도록 구성된다. 밸브가 도 2에 도시한 바와 같이 개방되면, 포펫(28)이 밸브 시트(32)로부터 리프팅되고, 입구(40)와 출구(42)는 서로 유체 연통한다.

본 발명은 밸브 시트(32)에 대한 포펫(28)의 환형면(30)의 강화된 시일을 제공한다. 강화된 시일은 포펫(28)의 환형면(30)이 적어도 2개의 포인트에서 밸브 시트(32)와 접촉하는 듀얼 포인트 시일 구성에 의해 제공된다.

도 4는 밸브 시트(32)에 대해 포펫(28)의 환형면(30)의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "4"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 제1 확대 단면도로서, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태를 도시한 개략적인 다이아그램이다. 본 예시적인 실시예에서, 포펫(28)의 환형면(30)은 밸브 시트(32)에 대한 듀얼 포인트 시일을 제공하기 위해 오목면이다. 환형면(30)의 오목 형상으로 인해, 포펫(28)은 밸브 시트(32)에 대해 가압될 때 한 쌍의 환형 시일을 형성하는 한 쌍의 듀얼 시일 포인트(50, 52)를 갖는다. 특히, 환형 시일 포인트(50)는 내부 시일면을 형성하고, 외부 시일 포인트(52)는 외부 시일면을 형성한다. 이에 따라, 상기 시일면들은 서로 동심일 수 있다. 구체적으로, 오목면(30)은 밸브 시트(32) 상에 위치된 제1 단부(도 4에서 오른쪽 오목면(30)의 우측 단부) 및 밸브 시트(32)로부터 떨어져 위치된 제2 단부(도 4에서 오른쪽 오목면(30)의 좌측 단부)를 가짐으로써 밸브가 폐쇄될 때 오목면(30)은 밸브 시트(32)와 결합가능한 제1 부분(즉, 오목면(30) 중 내부 시일면과 외부 시일면 사이의 부분) 및 밸브 시트(32)와 결합하지 않는, 상기 제1 부분에 인접한 제2 부분(즉, 오목면(30) 중 내부 시일면과 제2 단부 사이의 부분)을 갖는다. 한 쌍의 시일 포인트(접촉 포인트)(50, 52)는 오목면(30)의 제1 부분을 따라 배치되어 한 쌍의 접촉 포인트(50, 52)가 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된다.

내부 시일 포인트(50)와 외부 시일 포인트(52) 사이의 거리는 밸브가 사용되는 적용에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 듀얼 포인트는 사일 포인트들 사이의 가변 거리와, 2개의 시일 포인트들 사이의 가변 표면적을 허용하여, 상측 다이아프램 리테이너에 의해 제어될 수 있다. 이는 시일이 연장된 사이클링의 결과로서 조절뿐만 아니라, 냉간 흐름 및 가변 압력을 조절하게 한다. 또한, 이는 주문형 적용을 위한 2개의 시일들 사이의 가변 거리를 허용하여, 오목 형상으로 인해 요구된다면, 2개 이상의 시일 포인트를 내장할 수 있다. 듀얼 포인트 시일 구성은 재료 수율 아래의 응력 레벨을 추가적으로 최적화하여, 밸브 시트와 다이아프램의 사이클 수명을 증대시킨다. 이에 따라, 밸브는, 당해 기술에 공지된 바와 같이, 예컨대 클리어한 화학 및 연마 슬러리 적용 양자에서 효과적으로 수행할 수 있다.

도 5는 밸브 시트(32)에 대해 포펫(28)의 환형면(30')의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "4"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 제2 확대 단면도로서, 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태를 도시한 개략적인 다이아그램이다. 도 5의 실시예는, 도 5의 환형면(30')의 구성이 도 4의 환형면(30)의 구성과 상이한 점을 제외하고는, 도 4의 실시예와 유사한 구성을 갖는다.

도 5의 실시예에서, 포펫(28)의 환형면(30')은 밸브 시트(32)에 대한 포펫(28)의 듀얼 포인트 시일을 제공하기 위한 볼록면이다. 환형면(30')의 볼록 형상으로 인해, 포펫(28)은 밸브 시트(32)에 대해 가압될 때 한 쌍의 환형 시일을 형성하는 듀얼 시일 포인트(50', 52')를 갖는다. 특히, 환형 시일 포인트(50')는 내부 시일면을 형성하고, 외부 시일 포인트(52')는 외부 시일면을 형성한다. 이에 따라, 상기 시일면들은 서로 동심일 수 있다. 오목 듀얼 시일 포인트(50/52)(도 4)를 볼록 듀얼 시일 포인트(50'/52')와 비교하면, 그 형상 차이는 듀얼 시일 포인트의 상이한 상대 위치를 초래한다. 도 5의 실시예는 도 4의 실시예에 비해 비교할 만한 이점을 가지는데, 이는 양자의 실시예가 효과적인 듀얼 포인트 시일을 제공한다는 점이다.

본 발명의 다른 특징은 리테이너 또는 바디로부터 구속 또는 지지 없이 다이아프램이 최소한의 표면 응력을 나타내는 강화된 웹 구성이다. 도 6은 밸브가 개방 위치에 있는 상태에서의 웹부의 근방에서, 도 2의 원 화살표 "6"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 확대 단면도를 도시하는 개략적인 다이아그램이다. 도 7은 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의 웹부의 근방에서, 도 3의 원 화살표 "7"에 의해 지칭된 밸브의 일부에 대한 확대 단면도를 도시하는 개략적인 다이아그램이다.

상술한 바와 같이, 다이아프램(22)은 중앙 스템(23)과, 반경방향 외측으로 연장되는 웹(26)을 갖는다. 웹(26)은 연장된 얇은 웹일 수 있다. 웹(26)은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 포펫(28)이 이동가능하게 하도록 가요성일 수 있다. 밸브(10)의 내부압은 웹(26)이 리테이너(14)와 하우징(16)의 방향으로 외측방향으로 휘거나 또는 부풀려지게 한다. 도 6 및 7에 특히 도시된 바와 같이, 리테이너(14)는 웹(26)에 인접하지만, 웹(26)과 이격된 관계에 있는 단부면(60)을 구비할 수 있다. 단부면(60)은 밸브가 가압되어 웹이 외측방향으로 부풀려질 때 단부면(60)과 접촉하지 않도록 웹(26)으로부터 충분하게 이격된다. 이는 웹이 리테이너(14)로부터의 구속 없이 중립 위치로 굴곡하여 부풀려지게 함으로써, 다이아프램 및 웹 내의 표면 응력을 최소화한다. 이와 같은 구성은 웹이 내부압 하에서 부풀려짐에 따라 리테이너와 접촉하여 다이아프램에 대한 응력을 증대시킬 수 있는 종래의 구성에 비해 개선된다.

도 7의 밸브 폐쇄 위치에서 가장 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 웹은 리테이너(14)의 단부면(60)과 포펫(28) 사이의 공간(62) 내에 수용된다. 도 6의 밸브 개방 위치에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브를 통해 최대의 매체 압력으로 밸브가 완전히 작동되면, 다이아프램 웹(26)은 공간(62) 내로 부풀려지게 허용되지만, 리테이너(14)와 접촉하지 않는다. 그 결과, 밸브가 완전히 스트로크되면, 리테이너(14)는 다아아프램의 후방측(64)과 접촉하지 않으므로, 집중된 응력 레벨을 감소시키고 전체의 웨빙(webbing)에 대한 응력 레벨을 재분배시킨다. 이와 같은 구성의 결여로 인해, 다이아프램 웹은 리테이너(14)에 의해 구속되지 않도록 웹이 공간(62) 내로 플로팅한다는 점에서, "플로팅(floating)" 웹인 것을 특징으로 한다.

이와 관련하여, 도 8은 다이아프램 웹이 밸브 내의 내부압을 받을 때의 밸브 다이아프램 및 다이아프램 웹을 도시하는 개략적인 다이아그램이다. 도 8은 리테이너(14)의 단부면(60)과 웹(26) 사이의 공간(62)을 도시한다. 따라서, 밸브가 완전히 스트로크되면, 리테이너(14)는 다이아프램의 후방측(64)과 접촉하지 않아서, 상술한 바와 같이, 집중된 응력 레벨을 감소시키고, 전체의 웨빙에 대해 응력 레벨을 재분배시킨다.

상술한 설명에 의하면, 본 발명의 관점은 밸브이다. 예시적인 실시예에서, 밸브는 밸브 시트에 의해 분리되는 입구와 출구를 갖는 밸브 바디; 및 상기 밸브를 작동하기 위해 피스톤에 결합된 제1 단부와, 상기 밸브를 폐쇄하도록 상기 밸브 시트와 결합하기 위해 포펫을 포함하는 제2 단부를 갖는 중앙 스템을 포함하는 다이아프램을 구비한다. 상기 포펫은 듀얼 포인트 시일을 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 포펫의 환형면과 상기 밸브 시트 사이에 2개 이상의 접촉 포인트를 갖는다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 듀얼 포인트 시일은 상기 포펫의 환형면이 상기 밸브 시트에 대해 가압될 때 환형 시일을 형성하는 한 쌍의 포인트 시일을 구비한다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 한 쌍의 포인트 시일은 상기 포펫의 환형면과 상기 밸브 시트 사이에 한 쌍의 동심 포인트 시일을 구비한다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 포펫의 환형면은 상기 듀얼 포인트 시일을 제공하는 오목면이다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 포펫의 환형면은 상기 듀얼 포인트 시일을 제공하는 볼록면이다.

삭제

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 밸브는 상기 밸브의 내부를 봉입하는 하우징을 더 구비하며, 상기 하우징은 상기 밸브의 내부를 상기 다이아프램의 외부와 함께 밀봉하는 방식으로 상기 밸브 바디에 결합된다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 하우징은 상기 리테이너와 상기 밸브 바디에 결합되고, 상기 하우징은 상기 밸브 바디와 상기 리테이너 사이의 상기 다이아프램의 외부를 압축한다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 밸브는 리테이너를 더 구비한다. 상기 다이아프램은 상기 중앙 스템으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 웹을 더 구비하고, 상기 리테이너는 상기 웹에 인접한 표면을 갖고, 상기 표면은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 웹이 상기 표면과 접촉하지 않도록 상기 웹으로부터 이격된다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 웹은 상기 밸브가 개방 위치에 있을때 상기 리테이너의 방향으로 외측방향으로 중립 위치로 부풀려짐으로써, 상기 웹에 응력 집중을 최소화하는 가요성 웹이다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 하우징은 상기 리테이너와 상기 밸브 바디에 결합되고, 상기 하우징은 상기 밸브 바디와 상기 리테이너 사이의 상기 다이아프램의 외부를 압축한다.

상기 밸브의 예시적인 실시예에서, 상기 밸브는 밸브 시트에 의해 분리되는 입구와 출구를 갖는 밸브 바디; 상기 밸브를 작동하기 위해 피스톤에 결합된 제1 단부와, 상기 밸브를 폐쇄하도록 상기 밸브 시트와 결합하기 위해 포펫을 포함하는 제2 단부를 갖는 중앙 스템, 및 상기 중앙 스템으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 웹을 포함하는 다이아프램; 및 리테이너를 구비한다. 상기 리테이너는 상기 웹에 인접한 표면을 갖고, 상기 표면은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 웹이 상기 표면과 접촉하지 않도록 상기 웹으로부터 이격된다.

본 발명이 특정한 실시예(들)에 대해 도시 및 기술되었지만, 본 명세서 및 첨부한 도면으로부터 당업자에게 동등한 변경 및 수정이 일어날 수 있음이 명백하다. 특히, 상술한 요소(구성요소, 조립체, 장치, 조성물 등)에 의해 수행되는 각종 기능에 대해, 이러한 요소를 기술하는데 이용되는 ("수단"을 포함하는) 용어는, 달리 지시되지 않는다면, 본 발명의 기술된 예시적인 실시예(들)에서의 기능을 수행하는 개시된 구조에 구조적으로 동등하지 않더라도, 기술한 요소의 특정한 기능(즉, 기능적으로 동등함)을 수행하는 임의의 요소에 대응하도록 의도된다. 더욱이, 본 발명의 특정한 특징이 하나 이상의 몇 가지 기술된 실시예에 대해 상술될 수 있지만, 이러한 특징은 임의의 소정의 또는 특정한 적용을 위해 소망되고 유리할 수 있는 바와 같이, 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims

밸브(10)에 있어서,
밸브 시트(32)에 의해 분리되는 입구(40)와 출구(42)를 갖는 밸브 바디(12); 및
상기 밸브를 작동하기 위해 피스톤(20)에 결합된 제1 단부와, 상기 밸브를 폐쇄하도록 상기 밸브 시트와 결합하기 위해 포펫(28)을 포함하는 제2 단부를 갖는 중앙 스템(23)을 포함하는 다이아프램(22)
을 포함하며,
상기 포펫은 듀얼 포인트 시일(dual point seal)을 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 포펫의 환형면(30)과 상기 밸브 시트 사이에 적어도 2개의 접촉 포인트(50, 52)를 갖고,
상기 포펫(28)의 환형면(30)은 상기 듀얼 포인트 시일을 제공하는 오목면이고, 상기 오목면(30)은 상기 밸브 시트 상에 위치된 제1 단부 및 상기 밸브 시트(32)로부터 떨어져 위치된 제2 단부를 가짐으로써 상기 밸브가 폐쇄될 때 상기 오목면(30)은 상기 밸브 시트와 결합가능한 제1 부분 및 상기 밸브 시트와 결합하지 않는, 상기 제1 부분에 인접한 제2 부분을 가지고,
상기 2개의 접촉 포인트(50, 52)는 내부 시일면 및 외부 시일면을 포함하며 상기 오목면(30)의 제1 부분을 따라 배치되어 상기 2개의 접촉 포인트(50, 52)가 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치되고, 상기 제1 부분은 상기 내부 시일면과 상기 외부 시일면 사이에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 내부 시일면과 상기 제2 단부 사이에 배치되는,
밸브.
제1항에 있어서,
상기 듀얼 포인트 시일은 상기 포펫(28)의 환형면(30)이 상기 밸브 시트(32)에 대해 가압될 때 환형 시일을 형성하는 한 쌍의 포인트 시일을 포함하는,
밸브.
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 포인트 시일은 상기 포펫(28)의 환형면(30)과 상기 밸브 시트(32) 사이에 한 쌍의 동심 포인트 시일을 포함하는,
밸브.
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브의 내부를 봉입하는 하우징(16)을 더 포함하며,
상기 하우징은 상기 밸브의 내부를 상기 다이아프램(22)의 외부와 함께 밀봉하는 방식으로 상기 밸브 바디(12)에 결합되는,
밸브.
제7항에 있어서,
상기 하우징(16)은 상기 밸브 바디(12)와 리테이너(14)에 결합되고, 상기 하우징은 상기 밸브 바디와 상기 리테이너 사이의 상기 다이아프램(22)의 외부를 압축하는,
밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
리테이너(14)를 더 포함하고,
상기 다이아프램(22)은 상기 중앙 스템(23)으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 웹(26)을 더 포함하며,
상기 리테이너는 상기 웹에 인접한 표면(60)을 갖고, 상기 표면은 상기 밸브가 개방 위치에 있을 때 상기 웹이 상기 표면과 접촉하지 않도록 상기 웹으로부터 이격되는,
밸브.
제9항에 있어서,
상기 웹(26)은 상기 밸브가 상기 개방 위치에 있을 때 상기 리테이너(14)의 방향으로 외측방향으로 중립 위치로 부풀려짐으로써, 상기 웹에 응력 집중을 최소화하는 가요성 웹인,
밸브.
제9항에 있어서,
상기 밸브의 내부를 봉입하는 하우징(16)을 더 포함하며,
상기 하우징은 상기 밸브의 내부를 상기 다이아프램(22)의 외부와 함께 밀봉하는 방식으로 상기 밸브 바디(12)에 결합되는,
밸브.
제11항에 있어서,
상기 하우징(16)은 상기 리테이너(14)와 상기 밸브 바디(12)에 결합되고, 상기 하우징은 상기 밸브 바디와 상기 리테이너 사이의 상기 다이아프램(22)의 외부를 압축하는,
밸브.
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