KR100264220B1 - Control system of an actuator for electronic valve - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체나 기체와 같은 유체의 흐름에 대해 그 개도정도를 전자적으로 제어하기 위한 전자밸브용 액츄에이터에서 해당 전자밸브에 대한 초기 개방/폐쇄위치의 오프셋값을 설정하는 작업을 자동적으로 수행할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 전자밸브의 작동상태를 확인가능하게 표시할 수 있도록 하는 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control system of a solenoid valve actuator, and more particularly, to the initial opening of the solenoid valve in the solenoid valve actuator for electronically controlling the degree of opening of a fluid such as liquid or gas. The present invention relates to a control system of an actuator for a solenoid valve that not only enables to automatically set the offset value of the closed position, but also makes it possible to display the operation state of the solenoid valve.
주지된 바와 같이, 냉온수나 스팀기체, 오일, 냉매, 각종의 화학유체 또는 해수 등과 같은 유체의 흐름간에 개재되어 유량과 압력 및 온도 등을 계측하여 그 흐름을 제어하기 위해 개방/폐쇄동작하는 전자밸브에 있어서는 해당되는 유체의 흐름상태에 따라 2방변(Two-Way Valve)이나 3방변(Three-Way Valve)의 형태를 갖추고서 누수방지 및 압력손실치의 저하를 기하여 밸브작동상의 장수명화를 도모할 수 있도록 설계된다.As is well known, the solenoid valve is opened / closed to measure flow rate, pressure, and temperature by interposing between flows of cold and hot water, steam gas, oil, refrigerant, various chemical fluids, sea water, etc. to control the flow. In the case of two-way valve or three-way valve according to the flow state of the fluid, it is possible to prolong the life of the valve by preventing leakage and reducing the pressure loss. It is designed to be.
이러한 전자밸브에서는 목적하는 유체의 흐름을 제어하는 개방/폐쇄동작의 개도치를 제어하여 밸브를 구동하기 위해, 모터의 회전동작에 의한 밸브 스핀들축의 상승/하강회전상태에 따라 밸브를 개폐제어하는 액츄에이터시스템이 갖추어지는 바, 그 전자밸브용 액츄에이터시스템은 별도의 PCB(Printed Circuit Board)기판상에 실장된 액츄에이터제어처리장치와 신호적으로 결합되도록 되어 있고, 원칩의 마이컴이 내장된 디지털제어처리수단이나 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC)와 같은 중앙제어처리시스템측으로부터는 목적하는 유체의 저장탱크나 유체로상에 설치된 각종의 감지센서에서 각각의 센싱결과에 따라 인가되는 유량과 압력 및 온도 등의 계측치를 수집하고, 그 수집된 계측치에 의거하여 개도제어데이터를 전송하게 되면, 상기 액츄에이터제어처리장치측에서 그 개도제어데이터를 수신받아 모터의 구동정도를 결정하여 밸브를 개방 또는 폐쇄시키도록 하고 있다.In such a solenoid valve, an actuator system for opening and closing the valve according to the rising / falling rotation state of the valve spindle shaft by the rotational motion of the motor to control the opening value of the opening / closing operation for controlling the flow of the desired fluid. The solenoid valve actuator system is configured to be signal-coupled with an actuator control processing apparatus mounted on a separate printed circuit board (PCB) substrate, and has a one-chip microcomputer built-in digital control processing means or personal equipment. From a central control processing system such as a personal computer (PC), measurement values such as flow rate, pressure, and temperature are applied according to each sensing result from various sensing sensors installed on a storage tank or a fluid path of a desired fluid. If the opening control data is transmitted based on the collected measurement value, Receives the opening control data from the processing apparatus side can receive, and to determine the driving amount of the motor opens or closes the valve.
한편, 이러한 액츄에이터시스템의 경우에는 제어대상의 밸브가 작동되는 유체흐름통로의 내경을 고려하여 밸브스트로크(Valve Stroke)를 정확하게 설정하기 위해 완전개방위치(최고개도위치) 또는 완전폐쇄(최저개도위치)에 대한 초기 오프셋값(Offset Value)을 설정해야 하는데, 그 초기 개도치에 대한 오프셋값을 설정하는 작업의 경우에는 작업자가 밸브액츄에이터시스템을 덮은 더스크캡을 열고 해당 밸브를 직접 최상한위치로부터 최하한위치까지 수동조작하여 O∼100%에 이르는 개도치에 대한 오프셋값을 설정할 수 있도록 하고 있다.On the other hand, in the case of such an actuator system, in order to accurately set the valve stroke (Valve Stroke) in consideration of the inner diameter of the fluid flow path in which the valve to be controlled is operated, the complete opening position (highest opening position) or the complete closing (lowest opening position) An initial offset value must be set for the operator.In the case of setting an offset value for the initial opening value, the operator opens the dust cap covering the valve actuator system and moves the valve directly from the highest position to the lowest position. By manual operation, the offset value for the opening value of 0 to 100% can be set.
따라서, 액츄에이터시스템에서는 초기에 설정되는 밸브의 개도치에 근거한 오프셋값을 기초로 중앙제어처리시스템으로부터 전송되는 개도제어데이터에 따라 모터구동을 행함에 의해, 유체의 불필요한 누설이 방지되는 정확한 밸브조작이 가능하게 된다.Therefore, in the actuator system, the motor is driven in accordance with the opening control data transmitted from the central control processing system based on the offset value based on the opening value of the valve set initially, so that accurate valve operation that prevents unnecessary leakage of fluid is possible. Done.
하지만, 이러한 전자밸브의 액츄에이터시스템에서 밸브제어되는 유체흐름통로에 대한 초기 개도치의 오프셋값을 설정하기 위해서는 작업자가 직접 해당 시스템을 덮고 있는 더스트캡을 열고나서 수동조작에 의해 밸브를 최상한 개도위치로 완전히 개방시켜서 초기값을 설정한 다음에, 재차의 수동조작에 의해 밸브를 최하한 개도위치까지 완전히 폐쇄시켜서 초기값을 설정해야 하기 때문에, 각각의 작업시간이 장기화될 뿐만 아니라 전반적인 작업성이 열화된다는 문제점이 있다.However, in order to set the offset value of the initial opening value for the valve-controlled fluid flow passage in the solenoid valve system of the solenoid valve, the operator directly opens the dust cap covering the system and then manually moves the valve to the best opening position. Since the initial value must be fully opened and the valve must be completely closed to the lowest open position by manual operation again, the initial value must be set. There is a problem.
또한, 이러한 전자밸브의 초기 오프셋값에 대한 여러번의 수동설정 이후에, 실질적으로 유체에 대한 흐름제어를 위해 해당 전자밸브를 개폐시키는 조작을 하는 상태에서는 그 개폐여부를 사용자가 육안으로 용이하게 파악할 수 없도록 되어 있기 때문에, 밸브의 정상적인 동작여부를 신속하게 판단할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, after a plurality of manual setting of the initial offset value of the solenoid valve, the user can easily determine whether the opening and closing of the solenoid valve is opened and closed in a state of operating the opening and closing of the solenoid valve substantially for flow control of the fluid. Since there is no, there is a problem that can not quickly determine whether the normal operation of the valve.
따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 전자밸브의 개도치에 대한 초기 오프셋값의 설정시 최하한 개도위치가 지정되면 최상한 개도위치까지 자동적인 개도점의 설정이 가능하도록 함과 더불어, 그 오프셋값의 자동적인 설정상태를 별도의 표시부상에 표시할 수 있도록 하는 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when the minimum opening position is specified at the time of setting the initial offset value with respect to the opening value of the solenoid valve, it is possible to automatically set the opening point to the best opening position. It is an object of the present invention to provide a control system of an actuator for a solenoid valve, which can display an automatic setting state of an offset value on a separate display unit.
본 발명의 다른 목적은 전자밸브에 대한 초기 개도치의 오프셋값을 설정하는 작업이 더스트캡의 개방없이도 해당 시스템의 외부에 설치된 스위치작동만으로 가능하도록 하는 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a control system of an actuator for an electromagnetic valve so that the operation of setting the offset value of the initial opening value for the solenoid valve can be performed only by a switch operation installed outside the system without opening the dust cap.
본 발명의 또 다른 목적은 전자밸브에 대한 초기 개도치의 오프셋값을 자동설정한 상태에서 밸브동작하는 경우에 액츄에이터의 작동상에서 외력에 의해 발생되는 과부하상태를 검출하여 모터의 구동을 일시 정지시킬 수 있도록 하는 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to detect an overload condition caused by an external force in the operation of the actuator and to temporarily stop the driving of the motor when the valve is operated with the offset value of the initial opening value of the solenoid valve automatically set. It is to provide a control system of the actuator for the solenoid valve.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 의하면, 더스트캡에 의해 개폐가능하면서 그 내측에 디스크가 안착됨과 더불어 그 디스크의 안착부위 하측에 소정 길이를 갖는 복수의 고정봉에 의해 디스크와 소정 거리를 유지하는 고정부재가 안착되고, 전자밸브장치의 밸브체를 그 내측으로 결합시키기 위한 링키지가 그 하측에 형성된 하우징과, 상기 하우징내의 디스크상에 설치되어 상기 밸브체내의 밸브를 소정의 개도제어치에 따라 개폐시키기 위한 회전동작을 행하는 모터와, 상기 디스크 하측의 고정부재상에 회전자재하게 결합되고서, 상기 모터로부터 발생되는 회전력을 상기 밸브체측으로 전달하기 위한 기어동작을 행하는 기어수단과, 상기 하우징내의 중심부를 관통하여 그 상측이 상기 디스크의 정중앙에 천공된 축구멍을 통해 돌설되고, 그 하측이 커플링너트를 통해 상기 밸브체로부터 인출된 샤프트와 결합되고서, 상기 기어수단과 치합되어 연동됨에 의해 밸브의 개도상태에 대응하여 상/하측으로 유동되는 스크류축과, 해당 전자밸브장치의 밸브체에 대한 초기 개도치의 오프셋값을 설정하기 위해, 상기 기어수단의 치합상태를 복귀/해제시키기 위한 클러치조작을 행하여 상기 모터로부터 기어수단으로의 회전력 인가상태를 제어하는 기어클러치수단과, 해당 전자밸브장치의 밸브체에 대한 초기 개도치의 오프셋값을 설정하기 위해 상기 기어클러치수단에 의해 상기 모터로부터 기어수단의 치합상태가 해제된 상태에서, 그 기어클러치수단에 의해 상기 기어수단과 치합되어 상기 밸브체내의 밸브를 최하한 개도위치로 수동조정하기 위한 수동개도치조정수단과, 상기 디스크의 축구멍을 통해 돌설된 상기 스크류축의 상측과 결합되고서, 상기 스크류축의 상/하측 유동상태에 대응하여 상기 밸브체내의 밸브에 대한 개도위치를 검출하는 개도위치검출수단과, 상기 밸브체내의 밸브에 대한 초기 개도치의 오프셋값 설정개시를 위한 기능입력을 행하는 기능입력수단과, 상기 기능입력수단의 기능입력에 의한 밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정개시상태를 알리는 제어데이터를 발생함과 더불어, 초기 개도치의 오프셋값이 설정되는 상태를 표시하고, 전자밸브장치에 의해 흐름이 제어되는 유체의 상태정보에 적응적으로 제어를 수행하는 중앙제어처리시스템으로부터의 개도제어데이터에 대한 인터페이스기능을 수행하는 서브제어처리수단 및, 상기 서브제어처리수단으로부터의 오프셋값에 대한 설정개시를 알리는 제어데이터를 인가받아 상기 개도위치검출수단으로부터의 밸브체에 대한 개도위치의 검출상태에 의거하여 초기 개도위치의 오프셋값에 대한 설정데이터를 생성하고, 그 서브제어처리수단의 인터페이스기능에 의해 공급되는 상기 중앙제어처리시스템으로부터의 개도제어데이터에 대응하여 메인제어처리수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템이 제공된다.According to the control system of the solenoid valve actuator according to the present invention in order to achieve the above object, a plurality of fixing having a predetermined length below the seating portion of the disk while being seated on the inside while being able to open and close by a dust cap A rod is mounted on the fixing member to maintain a predetermined distance from the disk, and a linkage for coupling the valve body of the solenoid valve device to the inside thereof is provided on the lower side thereof, and is installed on the disk in the housing, A motor for performing a rotational operation for opening and closing the valve according to a predetermined opening control value, and a gear operation for rotationally coupled on the fixed member under the disk, and for transmitting the rotational force generated from the motor to the valve body side. Gear means for driving through the central portion of the housing and the upper side of the disk; It protrudes through the center hole drilled in the center, and the lower side thereof is engaged with the shaft drawn out from the valve body through the coupling nut, and is engaged with the gear means so as to interlock with the opening state of the valve. The torque from the motor to the gear means by carrying out a clutch operation for returning / releasing the engagement state of the gear means to set the screw shaft flowing to the valve shaft and the initial opening value of the valve body of the solenoid valve device. The gear clutch means for controlling the applied state, and the state in which the gear means is engaged from the motor by the gear clutch means to set the offset value of the initial opening value with respect to the valve element of the solenoid valve device; A number for manually adjusting the valve in the valve body to the lowest opening position by engaging the gear means by a clutch means. Opening position detection coupled to the opening degree adjusting means and the upper side of the screw shaft protruding through the shaft hole of the disk, and detecting the opening position of the valve in the valve body in response to the up / down flow state of the screw shaft. Means, a function input means for performing a function input for starting the offset value setting of the initial opening value for the valve in the valve body, and a setting start state of the offset value for the initial opening value of the valve by the function input of the function input means. Opening from the central control processing system which notifies generating the control data, indicates the state in which the offset value of the initial opening value is set, and adaptively controls the state information of the fluid whose flow is controlled by the solenoid valve device. Sub-control processing means for performing an interface function on the control data, and errors from the sub-control processing means. The control data informing the start of setting of the set value is received to generate setting data for the offset value of the initial opening position based on the detection state of the opening position with respect to the valve body from the opening position detecting means, and the sub-control processing means A control system for an actuator for a solenoid valve is provided, characterized by comprising main control processing means corresponding to the opening degree control data supplied from the central control processing system supplied by the interface function.
도 1은 본 발명에 따른 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 대한 외관구성을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing the appearance of the control system of the actuator for the solenoid valve according to the present invention;
도 2는 본 발명의 시스템이 전자밸브장치에 결합된 상태를 나타낸 결합상태도,Figure 2 is a coupled state showing a state in which the system of the present invention is coupled to the solenoid valve device,
도 3은 도 1에 도시된 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 대한 전반적인 내부구성상태를 나타낸 분해사시도,3 is an exploded perspective view showing the overall internal configuration of the control system of the solenoid valve actuator shown in FIG. 1;
도 4는 도 3에 도시된 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 대한 내부구성상태를 나타낸 단면도,4 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the control system of the solenoid valve actuator shown in FIG. 3;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제어시스템의 주요 제어처리를 담당하는 메인제어처리장치의 구성을 나타낸 블럭구성도,Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of a main control processing apparatus in charge of main control processing of a control system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 4에 도시된 메인제어처리장치와 인터페이스동작 가능하면서 전자밸브용 액츄에이터의 초기 오프셋조정과 작동상태를 확인표시하기 위한 서브제어처리장치의 구성을 나타낸 블럭구성도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a sub-control processing apparatus for interfacing with the main control processing apparatus shown in FIG. 4 and confirming an initial offset adjustment and an operation state of an actuator for a solenoid valve according to a preferred embodiment of the present invention. It is a block diagram.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2:액츄에이터시스템 하우징, 4:더스트캡,2: actuator system housing, 4: dust cap,
6,8:체결나사, 10:컨넥터커버,6, 8: tightening screw, 10: connector cover,
12:표시패널, 14a:리세트스위치,12: display panel, 14a: reset switch,
14b:로크스위치, 16:핸드휠,14b: lock switch, 16: handwheel,
18:링키지, 20:커플링너트,18: linkage, 20: coupling nut,
22:환형프레임, 24:위치지시기,22: annular frame, 24: position indicator,
26:커플링, 30:밸브체,26: coupling, 30: valve body,
32a,32b:유체흐름관, 34,38:결합링,32a, 32b: fluid flow pipe, 34, 38: coupling ring,
36:샤프트, 40:디스크,36: shaft, 40: disc,
42:메인프레임, 44:메인PCB보드,42: main frame, 44: main PCB board,
48,50:리미트스위치, 52:모터,48, 50: limit switch, 52: motor,
54:제 1구동기어, 56:제 2구동기어,54: first driving gear, 56: second driving gear,
58:제 3구동기어, 60:주회전기어,58: third drive gear, 60: main rotation gear,
62:스크류축, 68:토오크샤프트,62: screw shaft, 68: torque shaft,
72:포텐쇼미터, 80:메인제어처리장치,72: potentiometer, 80: main control processing unit,
82:전원부, 84:PID제어부,82: power supply unit, 84: PID control unit,
86:메모리, 88:모터구동부,86: memory, 88: motor drive unit,
90:과부하검출부, 92:서브제어처리장치,90: overload detection unit, 92: sub-control processing unit,
94:서브제어부, 96:표시구동부.94: sub-control part, 96: display drive part.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
즉, 도 1은 본 발명에 따른 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템에 대한 외관구성을 나타낸 사시도로서, 동 도면에 따르면 전자밸브에 대한 액츄에이터시스템의 하우징(2)상에는 2조의 체결나사(6,8)에 의해 그 하우징(2)와 체결되고서 내부의 PCB기판이나 기구물을 보호하기 위해 결합되는 더스트캡(4)이 설치된다.That is, Figure 1 is a perspective view showing the appearance of the control system of the solenoid valve actuator according to the present invention, according to the figure two sets of fastening screws (6, 8) on the housing (2) of the actuator system for the solenoid valve The
또한, 상기 액츄에이터시스템 하우징(2)의 일측면에는 예컨대 액정소자와 같은 표시소자로 이루어져서 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 자동설정상태를 표시하기 위한 표시패널(12)과, 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정을 위한 작업리세트상태를 설정하기 위해 키조작되는 리세트스위치(14a) 및, 기설정된 개도치의 오프셋값을 재설정하기 위한 키조작을 행하는 로크스위치(14b)를 갖춘 컨넥터커버(10)가 설치된다.In addition, one side of the
또, 동 도면에 따르면 상기 서브패널(10)의 설치위치와 대치하는 하우징(2)의 타측면에는 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정이 최하한 개도위치를 조정하기 위해 수동회전조작되는 핸드휠(16; Hand Wheel)이 설치되는 한편, 상기 하우징(2)의 하단에는 전자밸브의 밸브체와 결합가능하도록 연결하는 링키지(18; Linkage)가 결합되어 하우징(2)로부터 인출되는 커플링너트(20; Coupling Nut)를 그 중앙에 개재하여 해당 커플링너트(20)로부터 수직하방에 전자밸브의 샤프트와 결합가능하도록 환형프레임(22)이 형성된다.According to the same figure, the other side of the
한편, 상기 링키지(18)내측의 길이방향을 따라 0 ∼ 100포인트까지의 전자밸브의 개도치에 대한 육안확인이 가능하도록 형성된 위치지시기(24)가 설치되도록 하여 상기 하우징(2)로부터 인출되는 커플링너트(20)의 상단과 결합되어 연동되는 커플링(26)에 의해 지시된다.On the other hand, the coupling is drawn out from the
도 2는 본 발명의 시스템이 전자밸브장치에 결합된 상태를 나타낸 결합상태도로서, 동 도면에 따르면 전자밸브의 밸브체(30)가 2조의 유체흐름관(32a,32b)을 갖추고서 유체의 흐름을 제어하는 경우에, 해당 밸브체(30)의 상단에 형성된 통기부(30a)가 상기 링키지(18)의 하단에 형성된 환형프레임(22)에 결합링(34)에 의해 고정적으로 결합되고, 상기 환형프레임(22)을 통해 끼워진 밸브체(30)의 샤프트(36)는 유체흐름의 개폐제어를 위해 발생되는 모터로부터의 회전력을 전달받기 위해 상기 커플링너트(20)에 결합링(38)을 통해 고정적으로 결합된다.FIG. 2 is a state diagram showing a state in which the system of the present invention is coupled to the solenoid valve device. According to the figure, the
도 3은 도 1에 도시된 전자밸브용 액츄에이터의 제어시스템의 전반적인 내부구성상태를 나타낸 분해사시도로서, 동 도면에 따르면 상기 더스트캡(4)이 원형의 캡허브(4a)를 매개로 하우징(2)과 결합된 상태에서 상기 2조의 체결나사(6,8)와 각각 결합된 2조의 캡가이드(4b,4c)에 의해 그 하우징(2)내의 디스크(40)와 고정된다.FIG. 3 is an exploded perspective view showing the overall internal configuration of the control system of the solenoid valve actuator shown in FIG. 1. According to the same figure, the
또한, 상기 더스트캡(4)에 의해 보호되는 디스크(40)의 상단부위 일측에는 사각형상의 메인프레임(42)이 직립상태로 고정설치되고, 상기 메인프레임(42)측에는 전자밸브의 개폐제어를 위해 모터(52)를 회전제어하는 메인제어처리장치(80)가 포함된 메인PCB기판(44)이 설치되는 바, 상기 메인PCB기판(44)은 그 사각모서리부분에 각각 천공된 체결구멍(42d)을 통해 상기 메인프레임(42)의 사각모서리 부분에 각각 천공된 체결구멍(42c)과 제 1나사(42a)와 제 2나사(42b)가 각각 끼워져서 결합되도록 한다.In addition, a rectangular
또, 동 도면에 따르면 상기 메인프레임(42)의 다른 측면에는 그 메인프레임(42)과 체결나사(46b)와 너트(46c)에 의해 결합되는 패널(46a)상에 고정되고서 전자밸브의 최상한 개도위치를 검출하는 제 1리미트스위치(48)와, 상기 전자밸브의 최하한 개도위치를 검출하는 제 2리미트스위치(50)를 갖춘 스위치부재(46)가 설치된다.In addition, according to the same figure, the other side of the
그리고, 상기 디스크(40)상에 안착되는 모터(52)는 그 하단 양측에 각각 형성된 슬릿구멍(52a)에 끼워지는 나사(52b)에 의해 고정적으로 결합되고, 상기 모터(52)의 회전축(52c)은 상기 디스크(40)상에 천공된 구멍을 통하여 제 1구동기어(54)의 기어축과 결합되는 한편, 상기 제 1구동기어(54)의 하단에는 소정 길이의 회전봉(54a)이 갖추어진다.Then, the
한편, 상기 제 1구동기어(54)는 상기 디스크(40)의 소정 위치에 천공된 구멍과 링(56a)에 의해 회전자재하게 결합된 제 2구동기어(56)와 치합되도록 설치되는 바, 상기 제 2구동기어(56)는 그 하측에 더 작은 기어열을 갖는 제 1하부기어(56b)가 연동가능하게 결합됨과 더불어 그 제 1하부기어(56b)의 하측으로 연장된 축에 탄성스프링(56d)이 결합되는 한편, 상기 제 1하부기어(56b)는 상기 탄성스프링(56d)의 탄성범위만큼의 길이로 형성되며, 그 제 1하부기어(56b)와 축의 사이에 형성된 환형슬릿(56c)에 요형상의 클러치편(57a)이 고정적으로 결합되고, 그 클러치편(57a)은 클러치봉(57b)을 매개로 상기 하우징(2)의 외측으로 돌출되어 설치된 클러치레버(57c)와 결합된다.On the other hand, the
또, 상기 제 2구동기어(56)의 하측에 결합된 제 1하부기어(56b)에는 링(58a)에 의해 상기 디스크(40)에 천공된 구멍을 통해 회전자재하게 결합된 제 3구동기어(58)와 치합되도록 설치되는 바, 상기 제 3구동기어(58)는 그 하측에 더 작은 기어열을 갖는 제 2하부기어(58b)가 연동가능하게 결합된다.In addition, the third
여기서, 본 발명의 바람직한 실시양태에서 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정을 위해 상기 클러치레버(57c)가 당겨지면서 클러치봉(57b)과 클러치편(57a)을 통해 제 2구동기어(56)가 탄성스프링(56d)의 압축동작하에 강제적으로 하측으로 당겨지면, 상기 제 1구동기어(54)와의 치합상태가 해제되면서 상기 모터(52)로부터 인가되는 회전력이 해제되도록 하는 반면에, 상기 제 3구동기어(58)와는 치합상태가 그대로 유지되도록 함에 의해 상기 핸드휠(16)의 회전에 의해 연동되어 제 3구동기어(58)를 회전시키도록 한다.Here, in the preferred embodiment of the present invention, the
이 때, 상기 핸드휠(16)은 그 한쪽으로 돌출된 손잡이(16a)를 갖추고서 그 휠구멍을 통해 휠너트(16b)와 휠볼트(16c)가 고정적으로 결합된 상태에서, 휠링(16d)을 매개로 상기 하우징(2)의 개구부(2a)를 통해서 휠기어(16e)와 연동가능하게 결합되는 한편, 상기 휠기어(16e)는 그 전면으로 기어열이 형성된 상태에서 상기 클러치레버(57c)에 의해 강제적으로 하측에 당겨진 상태로 있는 제 2구동기어(56)의 제 1하부기어(56b)와 치합되도록 한다.At this time, the
한편, 상기 제 3구동기어(58)의 제 2하부기어(58b)는 상기 하우징(2)에 대해 중앙에 위치한 주회전기어(60)와 치합되도록 설치되고, 상기 주회전기어(60)의 중심을 관통하여 해당 주회전기어(60)의 중심부에 형성된 기어열과 치합되는 기어산이 그 길이방향을 따라 형성된 스크류축(62)이 설치되도록 하되, 상기 스크류축(62)은 4개의 볼베어링(63b)을 각각 갖추고서 그 사이에 탄지스프링(63c)이 개재된 지지부재(63a)에 의해 그 상/하측으로의 이동상태가 지지되도록 하고, 그 하단축이 상기 커플링(26)과 결합됨과 동시에 그 축의 상단이 너트(64)를 매개로 상기 디스크(40)의 정중앙에 천공된 축구멍(66)을 통해 돌설되도록 한다.On the other hand, the second
여기서, 상기 스크류축(62)은 상기 제 3구동기어(58)와 치합되어 회전되는 주회전기어(60)에 의해 회전되면서 상측 또는 하측으로 이동됨에 의해, 함께 상/하측으로 연동되는 커플링(26)에 의해 전자밸브의 개도위치가 지시될 수 있도록 하고, 상기 모터(52)의 지속적인 정회전 또는 역회전에 의해 제 1과 제 2 및 제 3구동기어(54,56,58)를 매개로 주회전기어(60)가 지속적으로 회전되면서 해당 주회전기어(60)의 중심측에 형성된 기어열이 그 스크류축(62)의 길이방향을 따라 형성된 나사산의 상측종단(즉, 전자밸브의 최상한 개도위치) 또는 하측종단(즉, 전자밸브의 최하한 개도위치)과 대면하게 되면, 스크류축(62)에 의해 상기 주회전기어(60)의 위치를 상측 또는 하측으로 소정 거리만큼 이동시키게 된다.Here, the
또한, 상기 디스크(40)의 상측에는 상한위치추(68a)와 하한위치추(68b)가 각각 상기 제 1 및 제 2리미트스위치(48,50)의 설치위치와 대응하는 간격을 두고서 끼워짐과 동시에, 그 상단에 탄성스프링(68c)이 끼워지고 그 하단이 디스크(40)를 관통하여 상기 주회전기어(60)의 상면과 접하는 토오크샤프트(68)가 설치되는데, 상기 토오크샤프트(68)는 상기 스크류축(62)이 지속적으로 회전되어 그 길이방향을 따라 형성된 나사산의 상측종단 또는 하측종단이 주회전기어(60)와 대면하게 됨에 의해서 그 주회전기어(60)가 상측 또는 하측으로 소정 거리만큼 이동하게 되면, 탄성스프링(68c)의 압축에 의해 그 상측 또는 하측으로의 이동에 대응하는 거리만큼 이동을 행하여 그 상한위치추(68a) 또는 하한위치추(68b)와 접하고서 상시 스위칭"온"되어 있던 제 1리미트스위치(48) 또는 제 2리미트스위치(50)를 스위칭오프시키게 된다.In addition, the upper
그리고, 동 도면에 따르면 상기 하우징(2)내에서 디스크(40)의 수직하방에는 그 디스크(40)의 반경보다 작은 환형의 고정부재(70)가 설치되는 바, 상기 고정부재(70)상에는 상기 제 1과 제 2 및 제 3구동기어(54,56,58)가 자유롭게 기어동작가능하도록 소정의 작동공간을 형성하기 위해 소정 길이를 갖고서 3조로 이루어진 고정봉(70a)이 그 디스크(40)에 천공된 구멍을 통해 각각 고정적으로 결합되고, 그 부재 일측면에는 상기 제 1구동기어(54)의 축이 끼워지는 제 1회전공(70b)과, 상기 제 2구동기어(56)의 축이 탄성스프링(56d)을 매개로 끼워지는 제 2회전공(70c) 및, 상기 제 2구동기어(58)의 축이 끼워지는 제 3회전공(70d)이 형성된다.In addition, according to the drawing, an
한편, 동 도면에서 상기 디스크(40)의 정중앙에 통기된 축구멍(66)을 통해 돌출된 상기 스크류축(62)의 상단에는 그 스크류축(62)의 상측 또는 하측으로의 이동에 따라 가변되는 저항치에 의해 변화되는 전압치를 읽어들여서 전자밸브의 개도위치에 따른 전압신호를 발생하는 포텐쇼미터(72; Potentio Meter)가 설치된다.Meanwhile, in the same figure, the upper end of the
동 도면에서 상기 컨넥터패널(10)은 상기 하우징(2)과의 사이에 패드(12a)가 끼워진 상태에서 그 양측으로 통기된 체결구멍(12b)을 통해 체결나사(12c)가 결합되고, 그 컨넥터패널(10)내에는 리세트스위치(14a)와 로크스위치(14b)의 스위칭조작에 따른 스위칭신호를 인가받아 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정상태가 표시패널(12)상에 표시되도록 함과 더불어, 상기 메인PCB보드(44)와의 데이터통신이 가능하게 유선연결되면서 개인용 컴퓨터 등으로 이루어진 중앙제어처리시스템으로부터 전송되는 제어데이터에 대한 인터페이스기능을 행하는 컨넥터PCB기판(74)이 내장되도록 하는 한편, 그 컨넥터패널(10)의 하측에는 상기 중앙제어처리시스템과 상기 컨넥터PCB기판(74)과의 유선연결이 가능하도록 하는 컨넥터(76a)가 컨넥터링(76b)에 의해 결합되고서 컨넥터결합링(76c)과 충진부재(76d)를 통해 중앙제어처리시스템으로부터 인출된 데이터선과 접속되도록 한다.In the drawing, the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제어시스템의 주요 제어처리를 담당하는 메인제어처리장치의 구성을 나타낸 블럭구성도로서, 동 도면에 도시된 메인제어처리장치(80)에서 참조부호 82로 명기된 전원부는 해당 메인제어처리장치(80)의 전체적인 기동회로측으로 전원을 공급하게 된다.FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the main control processing apparatus which is in charge of the main control processing of the control system according to the preferred embodiment of the present invention, which is indicated by the
또한, 참조부호 84로 명기된 PID제어부는 해당 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정에 대한 제어와 더불어, 해당 개도치의 오프셋값이 설정된 상태에서 서브제어처리장치(92)를 통해 중앙제어처리장치측으로부터 인가받은 개도제어데이터에 의거하여 전자밸브의 개폐제어를 위해 모터(52)를 구동시키게 된다.In addition, the PID control unit designated by 84 is used to control the setting of the offset value with respect to the initial opening value of the solenoid valve, and the central control processing through the
여기서, 상기 PID제어부(84)는 상기 서브제어처리장치(92)에 설치된 리세트스위치(14a)가 스위칭조작되면서 초기 개도치의 설정동작이 개시되는 제어신호가 인가되면 상기 포텐쇼미터(72)에 의해 검출되는 상기 스크류축(62)의 상/하측 이동에 따라 가변되는 전압신호를 인가받아 비례미분동작하고서 전자밸브의 최하한 개도위치로부터 최상한 개도위치에 이르는 오프셋값의 설정데이터(즉, 상기 모터(52)의 회전제어를 위한 설정데이터)를 메모리(86)에 저장하고, 상기 서브제어처리장치(92)를 매개로 중앙제어처리장치로부터 인가되는 개도제어데이터에 대응하는 전자밸브의 개도치에 대한 모터(52)회전의 설정데이터를 그 메모리(86)로부터 독취함에 의해 전자밸브의 개폐를 위한 상기 모터(52)의 회전제어를 위해 모터구동부(88)를 구동시키게 된다.Here, the
또, 상기 PID제어부(84)는 상기 제 1리미트스위치(48)나 제 2리미트스위치(50)가 스위칭"오프"되는데 따른 스위칭신호를 인가받아 해당 전자밸브가 최상한 개도위치 또는 최하한 개도위치까지 도달한 상태를 감지한 상태에서, 과부하검출부(90)를 통해 상기 모터(52)로부터 과전류가 발생되는데 다른 과부하상태가 검출되면, 상기 모터구동부(88)의 구동을 중지하여 모터(52)의 회전을 정지시키도록 제어동작한다.In addition, the
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 5에 도시된 메인제어처리장치와 인터페이스동작 가능하면서 전자밸브용 액츄에이터의 초기 오프셋조정과 작동상태를 확인표시하기 위한 서브제어처리장치의 구성을 나타낸 블럭구성도로서, 상기 서브제어처리장치(92)에서 참조부호 94로 명기된 서브제어부는 해당 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정개시 또는 재설정상태를 알리는 제어데이터를 상기 메인제어처리장치(80)측으로 인가함과 더불어 그 오프셋값의 설정동작에 의한 개도위치의 점진적인 가변상태를 표시하기 위한 제어처리를 수행하고, 중앙제어처리장치로부터 전송받은 개도제어데이터에 대한 인터페이스처리를 담당하게 된다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a sub-control processing apparatus for interfacing with the main control processing apparatus shown in FIG. 5 and confirming an initial offset adjustment and an operation state of the solenoid valve actuator according to a preferred embodiment of the present invention. As a configuration diagram, the sub-control unit designated by the
여기서, 상기 서브제어처리장치(92)는 상기 리세트스위치(14a)의 스위칭조작에 따른 스위칭신호를 인가받아 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정개시를 알리는 제어데이터를 상기 메인제어처리장치(80)측으로 전송함과 더불어, 상기 로크스위치(14b)의 스위칭조작에 따른 스위칭신호를 인가받아 기설정된 초기 개도치의 오프셋값에 대한 재설정기능의 개시를 알리는 제어데이터를 상기 메인제어처리장치(80)측으로 전송하는 처리를 수행한다.Here, the
또한, 상기 서브제어처리장치(92)는 상기 메인제어처리장치(80)로부터 상기 포텐쇼미터(72)의 점차적인 전압변화에 대응하여 초기 개도치의 오프셋값에 대한 최하한 개도위치로부터 최하한 개도위치까지의 설정데이터를 인가받아서 그 설정데이터에 대응하여 표시구동부(96)를 구동제어함에 의해 예컨대 액정표시소자로 이루어진 상기 표시패널(12)상에 예컨대 0∼100%로 환산되는 초기 개도치의 비율을 산술적으로 표시시키도록 한다.In addition, the
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 4 ∼ 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.Next, the operation of the present invention made as described above will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
먼저, 전자밸브의 액츄에이터시스템을 구성하는 하우징(2)내의 스크류축(62)과 결합된 커플링너트(20)가 전자밸브의 밸브체(30)로부터 인출된 샤프트(36)와 연동가능하게 결합된 상태에서(도 2 참조), 클러치레버(57c)가 당겨지면서 클러치봉(57b)과 클러치편(57a)을 매개로 하여 탄성스프링(56d)이 압축되면서 제 2구동기어(56)가 강제적으로 하측으로 당겨지는 경우에, 상기 제 2구동기어(56)는 모터(52)와 결합된 제 1구동기어(54)와 치합상태가 해제되는 반면에, 상기 스크류축(62)에 끼워진 주회전기어(60)와 치합되는 제 3구동기어(58)와는 치합상태가 유지되고, 핸드휠(16)에 결합된 휠볼트(16c)와 휠링(16d)을 통해 연동가능하게 결합된 상태의 휠기어(16e)와도 치합상태가 형성된다.First, the
그 상태에서, 작업자의 수동조작에 의해서 전자밸브의 밸브체(30)에 대한 개도치를 최하한 개도위치까지 조정하기 위해 핸드휠(16)을 회전시키게 되면, 상기 핸드휠(16)과 결합된 휠기어(16e)가 연동되면서 제 2구동기어(56)를 회전시킴에 따라 그 제 2구동기어(56)와 치합된 상태의 제 3구동기어(58)도 연동된다. 따라서, 상기 제 3구동기어(58)의 회전구동에 의해 해당 제 3구동기어(58)와 치합된 주회전기어(60)가 회전되면서 스크류축(62)을 회전시킴에 따라, 그 스크류축(62)의 하방으로 연결된 커플링너트(20)를 통해 샤프트(36)를 하한위치로 이동시키면서 밸브체(30)내의 밸브를 최하한 개도위치까지 조정시키게 된다.In this state, when the
그 다음에, 상기 밸브체(30)내의 밸브에 대한 개도위치가 최하한위치까지 조정되면, 컨넥터패널(10)상에 설치된 리세트스위치(14a)를 스위칭조작함에 의해 해당 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정을 개시하게 되고, 상기 컨넥터패널(10)내에 설치된 서브PCB보드(92)의 서브제어처리장치(92)에서는 그 서브제어부(94)에서 상기 리세트스위치(14a)의 스위칭조작에 따른 스위칭신호를 인가받은 결과로, 해당 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정개시를 알리는 제어데이터를 출력하게 됨과 더불어 표시구동부(96)를 구동제어하여 표시패널(12)상에 전자밸브의 최하한 개도위치를 나타내는 예컨대 "0"의 백분율 숫자기호가 표시되도록 하는 한편, 디스크(40)상에 고정설치된 메인PCB보드(44)의 메인제어처리장치(80)에서는 그 PID제어부(84)가 상기 서브제어처리장치(92)의 서브제어부(94)로부터 발생되는 제어데이터를 인가받아서 오프셋값의 설정개시상태를 인식하게 된다.Then, when the opening position of the valve in the
그 상태에서, 상기 메인제어처리장치(80)의 PID제어부(84)는 전원부(82)에 의해 전원을 인가받는 상태에서 모터구동부(88)를 구동제어하여 모터(52)를 회전시킴에 의해, 상기 밸브체(30)내의 밸브가 최하한 개도위치로부터 점진적으로 상한 개도위치측으로 이동되도록 함과 더불어, 상기 모터(52)의 회전에 의해 하측으로부터 상측으로 점진적으로 이동되는 스크류축(62)의 상부에 결합된 포텐쇼미터(72)로부터 그 저항변화에 따라 전압치가 가변되는 전압신호를 인가받게 되고, 상기 포텐쇼미터(72)로부터의 전압신호와 상기 서브제어처리장치(92)의 인터페이스동작을 통해 중앙제어처리장치로부터 인가되는 유체의 압력상태에 따른 압력데이터를 기초로 비례미분을 행함에 의해 각각 가변되는 개도치에 대한 오프셋값의 설정데이터를 생성하여 메모리(86)에 저장시키게 된다.In that state, the
그와 더불어, 상기 PID제어부(84)는 상기 모터(52)에 의한 전자밸브의 개도치 설정상태를 인지한 오프셋값의 설정데이터를 상기 서브제어처리장치(92)의 서브제어부(94)에 인가시킴에 의해, 상기 서브제어부(94)는 상기 표시구동부(96)를 구동제어하여 표시패널(12)상에 해당 전자밸브의 상한 개도위치로의 이동상태를 백분율의 숫자기호가 증가되는 형태로 표시되도록 한다.In addition, the
한편, 상기 모터(52)의 지속적인 회전에 의해 상기 밸브체(30)내의 밸브가 최상한 개도위치까지 도달되면서 과부하검출부(90)에 의해 해당 모터(52)에서 발생되는 과전류상태가 검출되는 경우에, 상기 PID제어부(84)는 상기 과부하검출부(90)로부터의 과전류검출상태를 인식하고서 상기 모터구동부(88)의 구동을 정지시켜서 모터(52)를 정지시킴과 더불어, 상기 포텐쇼미터(72)로부터 입력되는 최상한 개도위치에서의 저항변화에 따른 전압신호를 입력받아 최상한 개도위치의 오프셋값에 따른 설정데이터로서 상기 메모리(86)에 저장시키게 된다.On the other hand, when the overcurrent detector generated by the
이 때, 해당 전자밸브의 액츄에이터시스템에 다른 전자밸브장치가 교체되어 결합되는 경우에, 상기한 실시양태의 과정과 유사하게 클러치레버(57c)를 조작하여 제 2구동기어(56)에 대한 모터(52)로부터의 동력전달상태가 해제되도록 한 다음에, 핸드휠(16)의 회전조작에 의해 해당 전자밸브의 최하한 개도위치를 맞추고서 로크스위치(14b)가 조작되면, 상기 서브제어부(94)는 그 로크스위치(14b)의 스위칭조작에 따라 기설정된 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 재설정개시를 알리는 제어데이터를 상기 메인제어처리장치(80)의 PID제어부(84)에 인가시킴에 의해, 교체된 전자밸브의 초기 개도치가 재설정될 수 있도록 한다.At this time, when another solenoid valve device is coupled to the actuator system of the solenoid valve, the motor for the
상기한 바와 같이 상기 밸브체(30)내의 밸브에 대한 초기 개도치가 설정되어 클러치레버(57c)에 의한 수동조작기능이 해제되어 제 2구동기어(56)가 제 1구동기어(54)와 치합된 상태에서 중앙제어처리장치로부터 해당 밸브의 개도제어를 위한 개도제어데이터가 전송되는 경우에, 서브제어처리장치(92)의 서브제어부(94)에서는 상기 중앙제어처리장치로부터의 개도제어데이터를 인가받아 인터페이스동작에 의해 상기 메인제어처리장치(80)측으로 출력하게 되고, 상기 메인제어처리장치(80)의 PID제어부(84)는 그 개도제어데이터에 대응하는 설정데이터를 상기 메모리(86)로부터 독취하여 모터구동부(88)를 구동시킴에 의해 모터(52)를 회전동작시켜서 제 1과 제 2 및 제 3구동기어(54,56,58)를 매개로 주회전기어(60)를 회동시켜서 스크류축(62)을 회전시킴에 의해 밸브체(30)내의 밸브가 소망하는 개도치만큼 개방 또는 폐쇄되도록 한다.As described above, the initial opening value for the valve in the
그 상태에서, 상기 밸브체(30)의 양측으로 연장된 유체흐름관을 흐르는 유체에 대한 압력이나 온도가 급변하면서 밸브의 개폐동작이 급격하게 변화되어 해당 밸브체(30)와 연결된 상기 스크류축(62)이 예컨대 최상한 개도위치를 초과하여 과도하게 상측으로 이동하는 경우에, 그 스크류축(62)에 끼워진 주회전기어(60)가 스크류축(62)의 길이방향을 따라 형성된 나사산의 예컨대 상측종단과 대면하게 됨에 따라, 상기 주회전기어(60)의 위치가 상측으로 소정 거리만큼 이동된다.In this state, the pressure or temperature of the fluid flowing through the fluid flow pipes extending to both sides of the
그에 따라, 상기 주회전기어(60)의 기어몸체상에 얹혀진 상태의 토오크샤프트(68)가 상측으로 이동되면서 상한위치추(68a)가 유동하게 되는 결과로 그 상한위치추(68a)에 의해 상시 스위칭"온"상태를 유지하던 제 1리미트스위치(48)가 스위칭"오프"되고, 상기 메인제어처리장치(80)의 PID제어부(840는 상기 제 1리미트스위치(48)의 스위칭"오프"상태에 따라 상기 모터구동부(88)의 구동을 정지시켜서 모터(52)의 회전을 정지시키게 된다.Accordingly, the
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 유체의 흐름로를 전기적인 신호의 공급상태에 따라 개폐제어하는 전자밸브의 액츄에이터시스템에서 해당 밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값의 설정이 최하한 개도위치로부터 자동적으로 이루어질 수 있도록 하고, 그 오프셋값의 설정상태와 밸브의 상/하한이동상태를 시각적으로 확인가능하게 표시시킬 수 있도록 함에 따라, 반복적인 수동조작이 수반되지 않더라도 전자밸브의 초기 개도치에 대한 오프셋값을 용이하게 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 그 초기 개도치의 설정상태와 밸브의 개도제어상태를 용이하게 확인할 수 있다는 잇점을 갖게 된다.According to the present invention made as described above, in the actuator system of the solenoid valve for opening and closing the fluid flow path according to the supply state of the electrical signal, the setting of the offset value for the initial opening value of the corresponding valve is automatically performed from the lowest opening position. By making it possible to visually identify the setting state of the offset value and the upper and lower limit movement state of the valve, the offset value for the initial opening value of the solenoid valve, even if repeated manual operation is not involved. Not only can be easily set, but also the advantage of being able to easily check the setting state of the initial opening value and the opening control state of the valve.
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