KR101069544B1 - 역압 대응 게이트 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실링 플레이트 어세이 자체가 전후진할 수 있는 구조를 가져서 역압 대응이 용이하고, 고장이 발생하지 않는 역압 대응 게이트 밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 역압 대응 게이트 밸브는, 챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 일정한 내부 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며, 실링면이 상기 게이트 방향으로 전진하여 상기 게이트를 실링하는 실링 플레이트 어세이; 상기 하우징의 하부를 관통하여 상기 실링 플레이트 어세이와 결합하여 상기 실링 플레이트 어세이를 지지하며, 상기 실링 플레이트 어세이에 에어를 공급하는 에어 샤프트; 상기 에어 샤프트를 승강하여 상기 실링 플레이트 어세이를 승강시키는 승강부; 상기 에어 샤프트의 하단이 결합되며, 상기 에어 샤프트를 전후진시키는 전후진 수단;을 포함한다.
진공 챔버, 게이트, 게이트 밸브, 역압
Description
본 발명은 역압 대응 게이트 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실링 플레이트 어세이 자체가 전후진할 수 있는 구조를 가져서 역압 대응이 용이하고, 고장이 발생하지 않는 역압 대응 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 기판이나 반도체 소자를 제조하기 위한 공정의 대부분은 진공 상태에서 진행된다. 따라서 LCD 기판이나 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행하는 장비는 진공 장비가 대부분이며, 이러한 진공 장비에는 진공 장비 내부의 고진공을 유지하기 위하여 진공 펌프가 사용되며, 진공 장비를 진공 장비의 외부 또는 다른 진공 장비와 격리시키기 위해 게이트 밸브(Gate Valve)가 구비된다.
이러한 게이트 밸브는 일반적으로 외부보다 압력이 낮은 진공 장비의 게이트를 단속하는 것도 있지만, 챔버와 챔버 사이에 배치되어, 다른 챔버보다 높은 압력을 가지는 챔버의 게이트를 단속하는 역압 대응 게이트 밸브도 있다. 이 중에서 역압 대응 게이트 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(3), 실링판(4), 중앙판(5), 이동부재(6), 에어 샤프트(7), 승강수단(8) 및 스토퍼(9)를 포함하여 구성된다.
먼저 하우징(3)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 일정한 공간을 가지는 구조를 가지며, 상기 게이트(2)에 대응되는 측면에 실링홀이 형성된다. 이 하우징(3)의 내부에는 실링판(4), 이동부재(6) 및 중앙판(5)으로 이루어지는 실링 플레이트 어세이가 설치된다. 이 실링 플레이트 어세이는 상기 하우징(3) 내에서 승강하면서 상기 게이트(2)를 단속한다. 실제로 상기 게이트(2)를 단속하는 과정에서는 상기 실링 판(4)이 상기 이동부재(6)에 의하여 전진하면서 게이트(2)를 폐쇄하게 된다. 이때, 상기 중앙판(5)은 반작용에 의하여 후진하게 되는데, 상기 하우징(3)의 내면에 형성되어 있는 스토퍼(9)가 상기 중앙판(5)의 후진을 방지한다.
그런데 이러한 구조의 역압 대응 게이트 밸브는 상기 중앙판(5)이 승강하는 과정에서 상기 스토퍼(9)와 중앙판(5)이 접촉하면서 파티클이 발생하며, 상기 중앙판(5)과 스토퍼(9)의 접촉면에 오링 등이 구비되는 경우에는 이 오링 등이 손상되면서 파티클 발생 현상이 더욱 심해지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 실링 플레이트 어세이 자체가 전후진할 수 있는 구조를 가져서 역압 대응이 용이하고, 고장이 발생하지 않는 역압 대응 게이트 밸브를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 역압 대응 게이트 밸브는, 챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 일정한 내부 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며, 실링면이 상기 게이트 방향으로 전진하여 상기 게이트를 실링하는 실링 플레이트 어세이; 상기 하우징의 하부를 관통하여 상기 실링 플레이트 어세이와 결합하여 상기 실링 플레이트 어세이를 지지하며, 상기 실링 플레이트 어세이에 에어를 공급하는 에어 샤프트; 상기 에어 샤프트를 승강하여 상기 실링 플레이트 어세이를 승강시키는 승강부; 상기 에어 샤프트의 하단이 결합되며, 상기 에어 샤프트를 전후진시키는 전후진 수단;을 포함한다.
본 발명에서 상기 전후진 수단은, 상기 승강부의 하단이 결합되는 고정 브라켓; 상기 고정 브라켓 내에서 전후 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 에어 샤프트 하단이 결합되는 이동 브라켓; 상기 고정 브라켓에 설치되며, 상기 이동 브라켓을 전후진시키는 전후진 모터;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 이동 브라켓과 고정 브라켓 사이에는 상기 이동 브라켓의 전후 이동 방향을 안내하는 안내 수단이 더 구비되는 것이, 상기 이동 브라켓을 정확한 방향으로 전후진시킬 수 있어서 바람직하다.
또한 상기 실링 플레이트 어세이의 배면에는 신축성이 있는 소재로 이루어지는 완충수단이 더 구비되는 것이, 상기 실링 플레이트 어세이의 중앙판과 하우징이 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있어서 바람직하다.
본 발명에서 상기 완충수단은 피크(PEEK) 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 역압 대응 게이트 밸브는 게이트의 밀폐과정에서 실링 플레이트 어세이와 에어 샤프트를 포함한 전체가 전진 및 후진을 할 수 있는 구조를 가지므로 스토퍼 구조 없이도 역압에 효과적으로 대응할 수 있다.
또한 실링 플레이트 어세이의 승강 과정에서 중앙판과 스토퍼의 접촉 현상이 발생하지 않으므로 파티클 발생 가능성이 원천적으로 제거되는 장점도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 게이트 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 실링 플레이트 어세이(20), 에어 샤프트(40), 하부 플레이트(30), 승강부(50) 및 전 후진 수단(60)을 포함하여 구성된다.
먼저 하우징(10)은 본 실시예에 따른 게이트 밸브가 설치될 챔버 측벽(1) 또는 챔버와 챔버 사이의 공간에 개재되어 설치되는 구성요소이며, 다양한 형상을 가질 수 있으며 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 일정한 공간이 형성되는 육면체 형상을 가질 수 있다. 이 하우징(10)은 챔버 측벽에 기판을 출입을 위하여 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀(12)과 하측 방향으로 개구된 승강홀(14)을 가진다.
상기 실링 홀(12)을 통해서는 후술할 실링 플레이트 어세이(20)의 실링판(24)이 관통하여 전후진 하며, 이 실링 홀(12)은 상기 하우징(10)의 전면 또는 후면 중 적어도 일면에 형성된다. 상기 게이트 밸브가 챔버와 챔버 사이에 설치되는 경우에는 상기 하우징(10)의 양면에 실링 홀(12)이 형성되고, 상기 실링 플레이트 어세이도 양 면에 실링판(24)을 가지게 된다.
상기 승강홀(14)은 실링 플레이트 어세이(20)의 조립시에 상기 실링 플레이트 어세이(20)가 통과하는 통로를 제공하며, 실링 플레이트 어세이(20)의 조립 이후에는 상기 에어 샤프트(40)가 통과하는 공간이기도 하다. 이 승강홀(14)은 후술하는 하부 플레이트(30)에 의하여 밀봉된다.
본 실시예에 따른 게이트 밸브에서는 상기 하우징(10)의 하면에 형성되어 있는 승강홀(14)과, 상기 승강홀(14)을 하측에서 결합하여 밀봉하는 하부 플레이트(30)를 포함하는 구조로 인하여 상기 하우징(10) 내부에 설치되는 실링 플레이트 어세이(20)에 고장이 발생하는 경우, 하우징(10) 자체를 챔버로부터 분리하지 않고 실링 플레이트 어세이(20) 만을 하우징(10) 하부로 분리할 수 있는 장점이 있다.
게이트 밸브의 유지 보수 작업을 수행하면서 하우징(10)을 포함하는 게이트 밸브 전체를 챔버로부터 분리하는 작업은 그 자체로도 매우 어려운 작업이며, 상기 챔버에 설치되어 있는 다른 부수 설비와의 간섭 문제 때문에 더욱 어려운 작업이 된다. 그런데 본 실시예에 따른 게이트 밸브는 어떠한 경우에도 상기 하우징(10) 자체를 챔버로부터 분리하지 않고도 유지 보수 작업을 진행할 수 있으므로 매우 유리한 것이다.
다음으로 실링 플레이트 어세이(Sealing Plate Assay, 20)는 상기 하우징(10) 내부에 설치되며, 실링판(24)이 상기 게이트 방향으로 전진하여 상기 게이트를 실링하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 실링 플레이트 어세이(20)는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 중앙판(22), 실링판(24) 및 이동수단(26)을 포함하여 구성된다. 먼저 중앙판(22)은 장방형의 플레이트로 구성되며, 실링 플레이트 어세이(20)의 중심을 이룬다. 이 중앙판(22) 하부에 에어 샤프트(40)가 결합된다. 그리고 이 중앙판(22)의 내부에는 에어 샤프트(40)로부터 공급된 에어를 상기 이동수단(26)에 공급하기 위한 유로(도면에 미도시)가 형성된다. 이 중앙판(22)은 상기 실링판(24)이 상기 게이트를 단속하기 위하여 전진하는 경우에도 움직이지 않고 자기 위치에 정지한 상태로 머문다.
다음으로 실링판(24)은 상기 중앙판(22)에 결합된 상태로 구비되며, 상기 게이트 방향으로 전후진하면서 상기 게이트를 단속하는 구성요소이다. 이 실링판(24) 의 전면에는 상기 게이트를 밀봉할 경우에 기밀을 유지하기 위하여 오링(도면에 미도시)이 더 구비된다.
그리고 이 실링판(24)은 도 4에 도시된 바와 같이, 이동수단(26)에 의하여 상기 중앙판(22)에 결합된다. 이 이동수단(26)은 상기 실링판(24)을 상기 중앙판(22)으로부터 상기 게이트 방향으로 전후진 시키는 구성요소이다. 본 실시예에서는 이 이동수단(26)이 상기 에어 샤프트(40)를 통하여 공급되는 고압의 에어에 의하여 상기 실링판(24)을 전후진시키는 구조를 가진다. 구체적으로 본 실시예에서는 다수개의 이동수단(26)이 나란하게 배치되어 상기 실링판(24)의 다수 지점을 안정적으로 지지하게 된다.
그리고 상기 게이트를 밀봉하는 과정에서는 상기 챔버 벽면과 평행한 상태에서 상기 실링판(24)의 모든 면에 대해 균일하게 힘이 가해지도록 한다. 특히, 본 실시예에서는 상기 에어 샤프트(40)가 상기 중앙판(22) 중앙 부분에 결합되므로, 에어 샤프트(40)에 공급되는 고압의 에어가 상기 실링판(22)의 중앙 부분부터 가압하게 된다. 따라서 상기 게이트의 밀봉 과정에서 가장 많은 힘을 받아서 변형되기 쉬운 부분인 중앙 부분을 가장 강하게 가압하게 되어 상기 실링판(24)의 변형을 방지하고, 확실하게 게이트를 밀봉하는 효과가 있다.
다음으로 에어 샤프트(40)는 상기 하우징(10)의 하부에서 상기 실링 플레이트 어세이(20)와 결합하여 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 지지하며, 상기 실링 플레이트 어세이(20)에 에어를 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서 이 에어 샤프트(40)는 2개가 나란하게 설치되는 것이, 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 안정 적으로 지지할 수 있어서 바람직하다. 이렇게 상기 에어 샤프트(40)가 2개로 구비되는 경우에는, 하나의 에어 샤프트(40)는 상기 실링 플레이트 어세이(20)에 에어를 공급하고, 나머지 하나는 공급된 에어를 배출하는 역할을 나누어 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 에어 샤프트(40)의 상단은 상기 실링 플레이트 어세이(20)의 중앙판(22) 하면에 결합되고, 상기 에어 샤프트(40)의 하단은 후술하는 전후진 수단(52)에 결합되며, 그 이 후에 별도로 구비되는 에어 공급 배출 라인(도면에 미도시)에 결합된다.
그리고 상기 에어 샤프트(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실링 플레이트 어세이(20)의 중앙 부분에 결합되는 것이, 상기 실링판(22)을 안정적으로 가압할 수 있고, 상기 실린더(54)의 설치 위치를 용이하게 확보할 수 있어서 바람직하다. 또한 상기 에어 샤프트(40)는 상기 하부 플레이트(30)에 형성되어 잇는 샤프트 관통홀(34)을 관통하여 설치되는데, 이때 상기 하우징(10) 내부의 기밀을 유지하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 플레이트(30)와의 결합부분이 벨로우즈(44)에 의하여 밀봉된 상태로 결합되는 것이 바람직하다.
다음으로 하부 플레이트(30)는 상기 에어 샤프트(40)가 관통하는 샤프트 관통홀(34)을 가지며, 상기 하우징(10)의 하부에 결합하여 상기 승강홀(14)을 밀봉하는 구성요소이다. 즉, 이 하부 플레이트(30)는 상기 하우징(10)의 일부를 구성하는 세부 구성요소로도 볼 수 있으며, 상기 하우징(10) 중 하측으로 개방된 부분인 승강홀(14)을 밀봉하며, 이 하부 플레이트(30)는 상기 하우징(10)에 탈착가능한 구조로 결합된다.
또한 상기 하부 플레이트(30)와 하우징(10)의 결합면에는 상기 하우징(10) 내부의 기밀을 유지하기 위하여 오링(32)이 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 게이트 밸브에서는 이렇게 상기 하우징(10)의 하부가 개방되는 구조를 가지므로 상기 게이트 밸브가 챔버 측벽에 설치된 후 사용과정에서 유지 보수를 위하여 하우징(10)을 분리하지 않고, 상기 하부 플레이트(30)를 분리하여 상기 하우징(10) 내부의 실링 플레이트 어세이(20)를 유지 보수할 수 있는 장점이 있다.
다음으로 승강부(50)는 상기 에어 샤프트(40)를 승강하여 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 승강시키는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 승강부(50)가 직접적으로 상기 실링 플레이트 어세이(20)와 결합하여 이를 승강하는 것이 아니라, 상기 에어 샤프트(40)를 통하여 간접적으로 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 승강시키는 것이다. 이를 위하여 상기 승강부(50)는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 고정 브라켓(52)과 실린더(56)를 포함하여 구성된다.
여기에서 상기 고정 브라켓(52)은 그 내부에 전후진 수단(60)이 구비되며, 이 전후진 수단(60)에 상기 에어 샤프트(40)의 하단이 고정되며, 상기 에어 샤프트(40)와 함께 승강하는 구성요소이다. 이 고정 브라켓(52)에는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 중앙 부분에 상기 에어 샤프트(40)의 하단이 상기 전후진 수단(60)에 결합되고, 말단 부분에는 상기 실린더(54)의 하단이 결합된다.
구체적으로 상기 실린더(54)는 상기 고정 브라켓(52)와 상기 하부 플레이트(30) 사이에 설치되어, 상기 고정 브라켓(52)을 승강시키는 구성요소이다. 이 실린더(54)는 종래의 실린더와 달리 거꾸로 설치되어 상기 고정 브라켓(52)을 상하 방향으로 승강시킨다. 여기에서 상기 실린더(52)의 상단은 상기 하부 플레이트(30)의 하면에 단순 결합된다. 여기에서 단순 결합된다 함은, 별도의 실링을 위한 구조를 가지지 않고, 단순히 볼트와 같은 체결 수단에 의하여 고정되는 것을 말한다.
본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 상기 에어 샤프트(40)를 이용하여 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 지지하므로, 상기 실린더(54)는 복잡한 구조를 가지지 않고 단순한 구조로 상기 하부 플레이트(30)와 결합할 수 있다. 이렇게 단순 구조로 하부 플레이트(30)와 결합되면, 상기 게이트 밸브가 역압 대응 밸브로 구성되는 경우, 상기 실링 플레이트 어세이(20) 자체가 동작 과정에서 전 후 방향으로 약간 밀리더라도 고장이 발생할 가능성이 없으므로 바람직하다.
다음으로 전후진 수단(60)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에어 샤프트(의 하단이 결합되며, 상기 에어 샤프트를 전후진시키는 구성요소이다. 구체적으로 이 전후진 수단은 상기 실링 플레이트 어세이(20)가 실링을 위하여 상승하는 동안에는 하우징(10) 내벽과의 간섭을 피하기 위하여 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 챔버(1) 방향으로 일정 간격(예를 들어 2mm) 정도 전진시킨다. 상기 실링 플레이트 어세이(20)를 전진시킨 후, 상기 실링 플레이트 어세이(20)가 게이트(2)의 실링을 위하여 게이트(2) 방향으로 전진하면서 중앙판(22)이 후진하는 동안에는 상기 에어 샤프트(40)가 자유 이동할 수 있도록 한다. 그러면 상기 실링판(24)이 전전하면서 상기 중앙판(22)이 자연스럽게 후진할 수 있게 된다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 전후진 수단을 도 4에 도시된 바와 같이, 고정 브라켓(52), 이동 브라켓(64), 전후진 모터(66)를 포함하여 구성된다. 먼저 고정 브라켓(52)는 상기 승강부의 하단이 결합되며, 상기 이동 브라켓(64)가 수용되는 공간을 제공한다. 다음으로 이동 브라켓(64)은 상기 고정 브라켓(52) 내에서 전후 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 에어 샤프트(40) 하단이 결합되는 구성요소이다.
이때, 상기 이동 브라켓(64)과 고정 브라켓(52) 사이에는 도 4에 도시된 바와 같이, 안내 수단(68)이 더 구비될 수 있다. 구체적으로 상기 안내 수단(68)은 상기 이동 브라켓(64)과 고정 브라켓(52) 사이에 배치되어, 상기 이동 브라켓(64)의 전후 이동 방향을 안내한다. 이를 위하여 상기 안내 수단(68)은 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 리니어 가이드와 이에 결합하여 이동하는 리니어 블럭으로 구성될 수 있다.
다음으로 전후진 모터(66)는 상기 고정 브라켓(52)에 설치되며, 상기 이동 브라켓(64)을 전후진시키는 구성요소이다. 구체적으로 상기 전후진 모터(66)는 상기 고정 브라켓(52)의 일 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 이동 브라켓(64)의 일측에 결합되어 상기 이동 브라켓(64)을 전후진 시킨다.
또한 상기 실링 플레이트 어세이(20)의 배면, 구체적으로 상기 중앙판(24)의 배면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 신축성이 있는 소재로 이루어지는 완충수단(28)이 더 구비될 수 있다. 이 완충수단(28)은 게이트(2)의 실링 과정에서 상기 중앙판(24)이 후진 하면서 상기 하우징(10) 내벽과 접촉할 때, 상기 중앙판(24)을 보호하는 역할을 한다. 즉, 이 완충수단(28)이 중앙판(24)과 하우징(10) 내벽과 접촉시에 충격을 흡수하여 중앙판(24)이 손상되거나 파티클이 발생하는 등의 현상을 방지하는 것이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 이 완충수단(28)을 파티클이 발생하지 않는 다양한 재질로 구성할 수 있으며, 예를 들어 피크(PEEK) 재질로 구성할 수 있다.
도 1은 종래의 역압 대응 게이트 밸브의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 대응 게이트 밸브의 구조를 도시하는 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 구조를 도시하는 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 대응 게이트 밸브의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 샤프트 및 승강부의 결합 구조를 도시하는 도면이다.
Claims (5)
- 챔버 측벽에 형성되어 있는 게이트와 대응되도록 챔버 측벽에 고정되어 설치되며, 상기 게이트 방향으로 개구된 실링 홀과 일정한 내부 공간을 가지는 하우징;상기 하우징 내부에 설치되며, 실링면이 상기 게이트 방향으로 전진하여 상기 게이트를 실링하는 실링 플레이트 어세이;상기 하우징의 하부를 관통하여 상기 실링 플레이트 어세이와 결합하여 상기 실링 플레이트 어세이를 지지하며, 상기 실링 플레이트 어세이에 에어를 공급하는 에어 샤프트;상기 에어 샤프트를 승강하여 상기 실링 플레이트 어세이를 승강시키는 승강부;상기 에어 샤프트의 하단이 결합되며, 상기 에어 샤프트를 전후진시키는 전후진 수단;을 포함하며,상기 전후진 수단은,상기 승강부의 하단이 결합되는 고정 브라켓;상기 고정 브라켓 내에서 전후 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 에어 샤프트 하단이 결합되는 이동 브라켓;상기 고정 브라켓에 설치되며, 상기 이동 브라켓을 전후진시키는 전후진 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 역압 대응 게이트 밸브.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 이동 브라켓과 고정 브라켓 사이에는 상기 이동 브라켓의 전후 이동 방향을 안내하는 안내 수단이 더 구비되는 것을 특징으로하는 역압 대응 게이트 밸브.
- 제1항에 있어서,상기 실링 플레이트 어세이의 배면에는 신축성이 있는 소재로 이루어지는 완충수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 역압 대응 게이트 밸브.
- 제4항에 있어서,상기 완충수단은 피크(PEEK) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 역압 대응 게이트 밸브.
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KR1020090061667A KR101069544B1 (ko) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 역압 대응 게이트 밸브 |
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KR1020090061667A KR101069544B1 (ko) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 역압 대응 게이트 밸브 |
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2009
- 2009-07-07 KR KR1020090061667A patent/KR101069544B1/ko active IP Right Grant
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