KR100508674B1 - 유량제어장치 - Google Patents

Abstract

밸브플러그의 밸브개방도를 제어할 때의 응답성이 늦어지는 일이 없고, 장치전체의 구성을 소형화하여 설치공간을 축소화할 수 있다.

압력조정부(54)로부터 도출되는 조정된 파일럿 압과 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 1차측압력을 평형시키고, 상기 압력유체의 맥동에 의한 압력변동을 감쇠시키는 맥동감쇠기구(24)와, 콘트롤러(118)로부터 도출되는 회전구동제어신호에 의거하여 제어되는 선형액츄에이터(112)에 의해 밸브플러그(102)의 밸프리프트량을 조정함으로써 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유통량을 제어하는 유량제어기구(26)를 일체적으로 조립하여 구성하였다.

Description

유량제어장치{Flow Rate Control Apparatus}

본 발명은 유체통로를 유통하는 압력유체의 맥동을 감쇠시키는 것에 의하여, 압력유체의 유량을 높은 정밀도로 제어할 수 있는 유량제어장치에 관한 것이다.

유체통로를 유통하는 유체의 유량을 제어하는 종래기술에 있어서의 유량제어시스템을 도 10에 도시한다.

이 유량제어시스템(1)은 탱크(2)에 저류된 압력유체를 흡인하여 송급하는 펌프(3)와, 상기 펌프(3)의 하류측에 튜브 등의 관로(4)에 의해 접속되어, 상기 펌프(3)로부터 송급되는 압력유체의 유체통로를 개폐하는 개폐밸브(5)와, 상기 개폐밸브(5)의 하류측에 튜브 등의 관로(6)에 의해 접속되어 유체통로를 유통하는 압력유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브(7)를 포함한다.

또한, 상기 유량제어밸브(7)의 하류측에는 유체통로를 유통하는 압력유체의 유량을 검출하는 유량센서(8)가 설치되며, 상기 유량센서(8)로부터의 검출신호에 의해서 유체통로를 유통하는 압력유체의 유량이 표시계(9)에 표시된다.

상기 유량제어밸브(7)에는 압축공기공급원(10)으로부터 공급되는 에어의 압력을 조정하여 소정의 파일럿 압을 유량제어밸브(7)의 파일럿챔버에 도출하는 전공레귤레이터(electropneumatic regulator; 11)가 튜브 등의 관로(12)에 의해 접속된다. 이 전공레귤레이터(11)는 콘트롤러(13)로부터 도출되는 제어신호에 의거하여 압축공기공급원(10)으로부터 공급되는 에어를 소정의 압력으로 제어하여 파일럿 압으로서 도출하는 것이다.

상기의 종래기술에 있어서의 유량제어시스템(1)의 개략적인 동작을 설명한다. 탱크(2)내에 저류되어 펌프(3)에 의해 송급되는 압력유체는 개폐밸브(5)가 개방상태에 있을때 유량제어밸브(7)로 도입된다. 상기 유량제어밸브(7)에서는 전공레귤레이터(11)에 의해 소정의 압력으로 조정된 파일럿 압이 파일럿챔버에 도입되고, 상기 파일럿챔버에 도입되는 파일럿 압과 개폐밸브(5)에 의해 공급되는 압력유체의 압력(1차측압력)을 평형하게 하는 것에 의하여 도시하지 않는 밸브플러그의 밸브개방도가 제어된다.

따라서, 유량제어밸브(7)에서는 콘트롤러(13)로부터 도출되는 제어신호에 의거하여 제어되는 파일럿 압과, 개폐밸브(5)로부터 공급되는 압력유체의 1차측 압력을 평형시키는 것에 의하여 밸브플러그의 밸브개방도가 조정되며, 상기 밸브플러그의 밸브개방도에 대응하는 유량으로 제어되어 도출된다.

또한, 상기 유량제어밸브(7)로부터 도출된 압력유체의 유량은 유량센서(8)에 의해 검출되며, 그 유량이 표시계(9)에 표시된다.

그러나, 상기 종래기술에 있어서의 유량제어시스템(1)에서는 유량제어밸브의 밸브개방도를 전공레귤레이터(11)로부터 도출되는 공기압(파일럿 압)에 의해 제어하고 있기 때문에, 밸브플러그의 밸브개방도를 제어할 때에 응답성의 지연에 의한 유량의 편차가 발생하고, 안정적인 유량제어가 곤란하다.

또한, 종래기술에 있어서의 유량제어시스템(1)에서는 예를 들면, 개폐밸브, 유량제어밸브(7) 및 전공레귤레이터(11) 등의 유체기기간의 배관통로(4, 6)가 튜브 등의 관로에 의해서 접속되어 있기 때문에, 배관작업이 번잡하고, 설치면적이 커져서 작업공간이 증대한다.

또한, 종래의 유량제어시스템(1)에서는 맥동과 같은 압력변동은, 예를 들면, 펌프의 송급동작에 의해 개폐밸브(5)로부터 공급되는 압력유체에 발생하기 때문에, 유량제어밸브(7)에 의한 안정적인 유량제어가 곤란하게 된다.

본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 밸브플러그의 밸브개방도를 제어할 때의 응답성의 지연을 없애고, 장치전체의 구성을 소형화하여 설치공간의 축소화를 도모할 수가 있는 유량제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유체통로를 유통하는 압력유체의 맥동을 감쇠시키는 것에 의하여, 압력유체의 유량을 안정적으로 제어할 수 있는 유량제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압력조정부로부터 도출되는 조정된 파일럿 압과 유체통로를 유통하는 압력유체의 1차측압력를 평형시키고, 상기 압력유체의 맥동에 의한 압력변동을 감쇠시키는 맥동감쇠기구와,

상기 유체통로를 개폐하는 밸브플러그를 가지며, 제어수단으로부터 도출되는 제어신호에 의거하여 제어되는 선형액츄에이터에 의해 상기 밸브플러그의 밸브리프트량을 조정하는 것에 의하여, 유체통로를 유통하는 압력유체의 유통량을 제어하는 유량제어기구를 구비하며, 상기 맥동감쇠기구와 상기 유량제어기구가 일체적으로 조립되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 선형액츄에이터의 구동축의 회전량에 의거하여 축선방향을 따라서 변위량을 검출하는 회전검출부를 유량제어기구에 설치하고, 상기 회전검출부로부터 도출된 검출신호를 제어수단에 도입함으로써 피드백 제어가 되며, 밸브플러그의 밸브리프트량을 높은 정밀도로 제어할 수 있다.

또한, 상기 맥동감쇠기구 및 유량제어기구를 일방의 제1포트와 타방의 제2포트를 연통시키는 유체통로가 형성된 조인트부에 의해 일체적으로 조립되는 것에 의하여, 배관접속작업이 간편하게 됨과 동시에, 장치전체가 용이하게 소형화될 수 있다.

본 발명에 의하면, 맥동감쇠기구와 상기 유량제어기구가 일체적으로 조립어, 종래기술과 비교하여 장치전체의 소형화를 도모할 수 있으며, 제어수단으로부터 도출되는 제어신호(전기신호)에 의거하여 선형액츄에이터를 제어하는 것에 의하여, 밸브플러그의 밸브리프트량, 즉 유체통로를 개폐하는 밸브플러그의 밸브개방도를 조정할 수가 있다.

따라서, 밸브플러그의 밸브개방도를 조정할 때의 응답성의 편차가 없어지며, 유체통로를 유통하는 압력유체의 유통량을 안정적으로 제어할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 유체통로를 따라서 유통하는 압력유체의 맥동에 의한 압력변동이 발생하였을 경우, 상기 맥동하는 압력유체가 유체통로의 내부에 설치된 복수의 돌기부와 충돌, 상기 돌기부에 의해 압력유체에 포함되어 있는 맥동에너지를 분산시키고 소실시킨다. 따라서, 유체통로를 유통하는 압력유체의 맥동에 의한 압력변동을 감쇠시켜, 압력유체의 유량을 안정적으로 제어할 수가 있다.

(실시예)

이하, 본 발명에 있어서의 유량제어장치에 대한 적합한 실시예를 첨부도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에 있어서, 참조번호20은 본 발명의 실시예에 있어서의 유량제어장치를 나타낸다.

이 유량제어장치(20)는 도시하지 않는 튜브가 착탈이 자유롭게 소정간격 이간하여 접속되는 조인트부(22)와, 상기 조인트부(22)의 축방향을 따른 일방의 상부에 설치된 맥동감쇠기구(24)과, 상기 조인트부(22)의 축방향을 따른 타방의 상부에 설치된 유량조정기구(26)로 구성된다.

또한, 상기 유량제어장치(20)는 상기 조인트부(22), 맥동감쇠기구(24) 및 유량조정기구(26)가 각각 일체적으로 조립되어 구성된다.

조인트부(22)는 일단부에 제1포트(28)가 형성된 제1조인트본체(30)와, 타단부에 제2포트(32)가 형성된 제2조인트본체(34)를 가지며, 시일부재에 의해 대략 동일 축선형상으로 연결된 제1 및 제2 조인트본체(30, 34)에는 상기 제1 포트(28)와 제2포트(32)가 연이어 통하는 유체통로(36)가 설치된다.

또한, 상기 조인트부(22)는 상기 제1 포트(28) 및 제2 포트(32)에 각각 결합되어, 튜브(38)의 개구부에 삽입되는 인너부재(40)와, 상기 제1 및 제2조인트본체(30, 34)의 단부에 각설(刻設)된 나사홈에 각각 나사체결되는 것에 의하여 튜브(38)의 접속부위의 액밀성을 유지하는 록넛(lock nut;42)를 갖는다.

제1포트(28)에 근접하는 조인트부(22)의 상부에는 맥동감쇠가구(24)가 배설되며, 상기 맥동감쇠기구(24)는 상부의 본네트(44)를 포함하는 복수의 블록체가 일체적으로 연결되어 구성된 하우징(46)을 갖는다.

상기 본네트(44)의 내부에는 압축공기공급원(48)에 접속된 압력유체공급포트(50)에 의해서 에어가 공급되고, 상기 압력유체공급포트(50)로부터 공급된 에어를 소정의 압력으로 조정하고, 상기 조정된 에어를 통로(52)를 향하여 도출하는 압력조정부(54)가 설치된다.

이 압력조정부(54)에서는 압력유체공급포트(50)로부터 공급된 에어를 다이아프램챔버(도시하지 않음)에 도입하고, 도시하지 않는 압력조정핸들에 의해 조정된 스프링부재의 스프링력과 상기 다이아프램챔버에 도입된 압력유체의 압력에 의해 다이아프램(도시하지 않음)을 압박하는 압박력을 평형시키고, 도시하지 않는 다이아프램의 요곡작용으로 도시하지 않는 스템 및 밸브플러그를 변위시키는 것에 의하여, 상기 압력유체공급포트(50)로부터 공급된 에어를 소망하는 압력으로 조정할 수가 있다.

한편, 하우징(46)의 하부측에는 상기 압력조정부(54)로부터 도출된 에어에 의거하여 유체통로(36)을 개폐하는 밸브플러그(56)를 온/오프(on/off)동작시키는 맥동평형부(58)가 설치된다.

이 맥동평형부(58)에는 도 2에 도시하는 바와 같이, 통로(52)에 의해 압력조정부(54)로부터 도출된 에어(파일럿 압)가 도입되는 압력챔버(60)가 형성되며, 상기 압력챔버(60)에 도입되는 에어의 작용으로 유체통로(36)를 향하는 밸브부재(62)가 변위하도록 설치되어 있다.

상기 밸브부재(62)는 상부측의 제1다이아프램(64)과 하부측의 제2다이아프램(66)과의 사이에 배설되며, 상하방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치된 미끄럼플레이트(68)와, 상기 미끄럼플레이트(68)의 하부측의 중앙부에 나사부재(70)에 의해 연결되며, 하우징(46)에 형성된 장착부(72)에 대하여 근접 또는 이간이 자유롭게 설치된 밸브플러그(56)와, 상기 미끄럼플레이트(68)의 외주면에 환상의 홈에 의하여 장착된 시일부재(74)와, 상기 미끄럼플레이트(68)와 밸브플러그(56)와의 사이에 삽입되고, 하우징(46)에 형성된 경사면(76)에 접촉하는 것에 의하여 스토퍼로서의 기능을 하는 중간부재(78)를 갖는다.

상기 제1다이아프램(64)은, 예를 들면, 고무제 재료에 의해 형성되어 미끄럼플레이트(68)를 보호하는 기능을 가지며, 상기 제2다이아프램(66)은 압력유체의 액밀성을 유지함과 동시에 액체의 체류를 제거하기 위하여, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE) 등의 수지제 재료에 의해 형성하면 좋다.

이 경우, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있어도, 상기 압력챔버(60)에 공급되는 에어의 압력에 의해 상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 맥동에너지를 감쇠시키고, 대략 일정한 압력으로 유지된 압력유체를 유통시킬 수가 있다.

유량조정기구(26)는 제2조인트본체(34)와 일체적으로 연결된 하우징(80)과, 상기 하우징(80)의 내부에 형성된 챔버를 따라서 화실표 X1 또는 X2방향을 따라서 변위하는 제1피스톤(82) 및 제2피스톤(84)을 갖는다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1피스톤(82)에는 하부측의 지름이 큰 제1돌출부(86a)과 상부측의 지름이 작은 제2돌출부(86b)가 형성되며, 하방에 형성되는 제1돌출부(86a)는 하우징(80)의 내부에 섭동이 자유롭게 삽입되어 있다. 또, 제1피스톤(82)의 외주면에는 환상의 홈에 의해 피스톤패킹(88a)이 장착되어 있다.

제2피스톤(84)의 하방에 형성되는 요부에는 제1피스톤(82)의 제2돌출부(86b)가 결합되며, 하우징(80)의 내부에 섭동이 자유롭게 삽입되는 외주면에는 환상의 홈에 의해 한 쌍의 피스톤패킹(88b, 88c)이 장착되어 있다.

또, 제2피스톤(84)의 내부와 제2돌출부(86b)와의 사이에는 스프링부재(90)가 삽입되며, 상기 스프링부재(90)의 스프링력에 의해 제1피스톤(82)과 제2피스톤(84)이 이간하는 방향으로 힘이 가해지고 있다.

또한, 제2피스톤(84)의 대략 중앙부에는 후술하는 구동축(92)의 축부와 나사결합되는 관통나사홀(96)이 형성되어 있다.

제2피스톤(84)의 측면에는 홈부에 의해 핀부재(98)가 소정길이 돌출하여 장착되고, 상기 핀부재(98)는 하우징(80)의 측면에 형성되는 결합홈(100)에 결합되도록 설치되어 있다. 즉, 핀부재(98)는 제2피스톤(84)이 축방향을 따라서 변위할 때, 상기 제2피스톤(84)의 둘레방향에 대한 회전을 방지하는 회전방지 기능을 갖는다.

상기 제1피스톤(82)의 하단부에는 예를 들면, 수지제 재료 또는 고무재료 등의 가요성 재료에 의해 형성된 밸브플러그(102)가 연결되고, 상기 밸브플러그(102)는 제1피스톤(82)과 일체적으로 변위하도록 설치된다. 상기 밸브플러그(102)는 대략 중앙부에 형성된 두꺼운 부(104a)와, 상기 두꺼운 부(104a)와 일체적으로 형성된 얇은 부(104b)로 이루어지며, 요곡(撓曲)이 자유롭게 형성되어 있다.

이 경우, 상기 밸브플러그(102)는 제2조인트본체(34)에 형성된 장착부(106)로부터 이간하고, 또는 상기 장착부(106)에 장착하는 것에 의하여 유체통로(36)를 개폐함과 동시에, 상기 밸브플러그(102)의 밸브리프트량(밸브플러그(102)의 축선 방향을 따른 변위량)에 의거하여 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유량을 고정밀도로 제어하는 기능을 갖는다.

또, 밸브플러그(102)의 상면부에는 상기 밸브플러그(102)의 얇은 부(104b)를 보호하는 링형상의 완충부재(108)가 설치되고, 상기 완충부재(108)는 예를 들면, 고무 등의 탄성부재에 의해 형성되며, 하우징(80)의 하면부에 의해 유지된다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 유량조정기구(26)의 상부측에는 하우징(80)의 상부에 일체적으로 조립된 본네트(110)를 가지며, 상기 본네트(110)내에는 도시하지 않는 전원을 가세하는 것에 의하여 밸브플러그(102)를 구동시키는 선형액츄에이터(112)와, 상기 선형액츄에이터(112)의 변위량에 의거하여 밸브플러그(102)의 변위량을 검출하는 회전검출부(114)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 회전검출부(114)에는 리드선(116)에 의하여 검출신호를 콘트롤러(118)에 도출하기 위한 커넥터(120)가 근접배치되어 있다.

이 선형액츄에이터(112)는 콘트롤러(118)로부터 도출되는 회전구동제어신호(펄스신호)에 따라서 활성·비활성으로 되는 선형스테핑모터로 이루어지고, 케이싱내에 설치된 도시하지 않는 스테이터 및 로터와, 도시하지 않는 전원으로부터 공급되는 여자전류의 작용하에 도시하지 않는 로터가 소정방향으로 회전하도록 설치되어 있다.

또한, 상기 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)은 그 회전작용하에 축선방향(화살표 X1 또는 X2방향)을 따라서 변위가 자유롭게 설치되어 있다.

한편, 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)에는 소정의 피치로 이루어지는 나사부가 각각 각설된 제1축부(122) 및 제2축부(124)가 설치되고, 상부측의 제1축부(122)의 직경은 하부측의 제2축부(124)의 직경보다 크게 되도록 설정되어 있다.

상기 회전검출부(114)에는 도시하지 않는 발광부와 수광부가 소정의 간격으로 이간하여 상호 대향하는 위치에 배설되며, 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)에 연결되어 일체적으로 회전운동하는 도시하지 않는 로터가 설치되어 있다. 이 경우, 상기 로터내부를 통과한 발광소자의 발광광을 수광소자로 수광하는 것에 의하여, 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)의 회전각도, 회전수 등이 검출되어, 검출신호로서 콘트롤러(118)에 도출된다.

콘트롤러(118)에서는 상기 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)의 피치데이터(pitch data)와 상기 회전수 등의 검출신호에 의거하여 상기 구동축(92)의 축선방향을 따라서 변위량이 연산되고, 상기 연산결과에 의해서 밸브플러그(102)와 장착부(106)와의 이간거리, 즉, 밸브플러그(102)의 밸브리프트량이 산출된다.

따라서, 콘트롤러(118)에서는 사전에 설정된 밸브플러그(102)의 리프트량과의 편차를 구하고, 상기 편차가 제로가 되도록 밸브플러그(102)의 리프트량을 조정하는 것에 의하여, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유량을 고정밀도로 제어할 수가 있다.

본 발명에 실시예에 있어서의 유량제어장치(20)는 기본적으로 이상과 같이 구성된 것이며, 이어서 그 동작 및 작용효과에 대하여 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 펌프(130)의 흡인작용하에 탱크(132)내에 저류된 압력유체가 유량제어장치(20)의 조인트부(22)로 송급되며, 상기 조인트부(22)의 제1포트(28)에 의해서 압력유체가 맥동평형부(58)에 도입된다. 이 경우, 압력조정부(54)에서는 압력유체공급포트(50)로부터 공급된 에어를 도시하지 않는 다이아프램챔버에 도입하고, 도시하지 않는 다이아프램의 요곡작용하에 스프링부재의 스프링력과 다이아프램챔버에 도입된 에어의 압력을 평형시키는 것에 의하여, 상기 에어가 소망하는 압력으로 조정된다.

따라서, 압려조정부(54)에 의해 소망하는 압력으로 조정된 에어가 통로(52)를 통해서 맥동평형부(58)의 압력챔버(60)에 도입되고, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 1차측압력과 상기 압력챔버(60)에 도입된 에어의 압력을 균형시킨다.

따라서, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있을 경우라도, 압력챔버(60)에 공급되는 에어에 의해서 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 압력변동을 감쇠시키고, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 압력을 대략 일정하게 유지할 수가 있다.

바꿔 말하면, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있을 경우, 상기 압력유체의 압력변동은 제2다이아프램(66)에 의해 섭동 플레이트(68)에 전달되고, 상기 섭동 플레이트(68)가 근소하게 상하로 동작한다. 그 때, 상기 섭동플레이트(68)를 사이로 두고 유체통로(36)와 반대측에 설치된 압력챔버(60)의 에어에 의해 완충되는 것에 의하여, 압력유체의 압력변동이 감쇠되어 알맞게 흡수된다.

상기 맥동평형부(58)로부터 도출된 압력유체는 유체통로(36)를 따라서 유통하고, 유량조정기구(26)에 도입된다. 상기 유량조정기구(26)에서는 콘트롤러(118)로부터 도출되는 회전구동제어신호에 의해서 선형액츄에이터(112)를 활성·비활성하는 것에 의하여, 밸브플러그(102)와 장착부(106)와의 이간거리를 조정하는 밸브플러그(102)의 리프트량이 설정된다. 밸브플러그(102)의 밸브개방도가 조정되어, 유체통로(26)를 유통하는 압력유체는 상기 밸브플러그(102)의 밸브개방도에 대응하는 유량으로 제어된다.

이 경우, 콘트롤러(118)는 선형액츄에이터(112)에 활성신호를 도출하고, 상기 선형액츄에이터(112)의 구동축(92)인 제1 및 제2 축부(122, 124)를 화살표 X1방향을 향해서 변위시킨다. 따라서, 구동축(92)의 회전작용하에 관통나사홀(96)을 통해 상기 제2축부(124)에 나사결합된 제2피스톤(84) 및 제1 피스톤(82)이 상방을 향해서 변위하는 것에 의하여 밸브플러그(102)가 일체적으로 상승하여, 장착부(106)로부터 이간한다.

상기 밸브플러그(102)의 축선방향을 따른 변위량은 선형액츄에이터(112)의 회전량을 통해서 회전검출부(114)에 의해 검출되고, 상기 회전검출부(114)로부터 도출되는 검출신호(펄스신호)에 의해서, 콘트롤러(118)는 사전에 설정된 위치에서 밸브플러그(102)가 정지하도록 선형액츄에이터(112)를 제어한다.

즉, 콘트롤러(118)는 회전검출부(114)로부터 도출되는 펄스신호를 카운트하여 사전에 설정된 소정의 펄스수에 도달하였을 때, 선형액츄에이터(112)에 비활성신호를 도출하고, 선형액츄에이터(112)의 구동상태를 정시시킨다. 상기 콘트롤러(118)에서는 구동축(92)의 회전수 및 회전각도 등의 회전량과, 제2피스톤(84)에 나사결합되어 있는 제2축부(124)의 나사피치로부터 구동축(92)의 변위량을 연산하여 산출할 수가 있다. 그 결과, 밸브플러그(102)의 리프트량을 고정밀도로 제어할 수가 있으며, 상기 밸브플러그(102)의 리프트량에 대응하는 압력유체의 유량을 고정밀도로 제어할 수가 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 콘트롤러(118)로부터 도출되는 회전구동제어신호에 의거하여 밸브플러그(102)의 리프트량이 제어되기 때문에, 종래기술과 같은 응답성의 편차가 없고 밸브플러그(102)의 밸브개방도를 조절할 수가 있으며, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유량을 안정적으로 제어할 수가 있다.

또, 본 실시예에서는 종래기술에 있어서의 개폐밸브(5), 유량제어밸브(7) 및 전공레귤레이터(11) 등을 일체적으로 조립하여 구성하고 있기 때문에, 각 유체기기간을 접속하는 튜브 등의 배관작업이 불필요하게 되어, 상기 배관재료로부터의 액체누설 등의 우려가 없으며, 장치전체를 소형화하여 배치공간의 축소화를 도모할 수가 있다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 유량제어장치(20)의 하류측의 유체통로중에 유량센서(140)를 배설하고, 상기 유량센서(140)로부터의 센서검출신호를 컨트롤러(118)에 도입하여 피드백제어를 실시하는 것에 의하여, 리얼타임으로 유체통로(36)를 유통하는 유량을 모니터할 수가 있다.

이 경우, 콘트롤러(118)에는 사전에 설정된 유량데이터와 상기 유량센서(140)로부터 도출된 센서검출신호를 비교하여, 그 편차가 제로가 되도로 밸브플러그(102)의 밸브리프트량을 조정하는 것에 의하여 유체통로(36)를 실제로 유통하는 유량을 고정밀도로 제어할 수가 있다.

이어서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 유량제어장치(150)를 도 6∼도 9에 도시한다. 또한, 도 1에 도시한 유량제어장치(20)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고,그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 유량제어장치(150)에는, 제1포트(28)에 근접하는 유체통로(36)의 내벽에, 상기 내벽으로부터 유체통로(36)의 내부중심을 향하여 소정길이만큼 돌출한 복수의 파동소거용돌기부(돌기부: wave-dissipating projections; 177a∼177f)가 설치된다.

도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 복수의 돌기부(177a∼177f)는 유체통로(36)의 내벽으로부터 상기 유체통로(36)의 중심을 향하여 점차로 폭이 넓어지는 대략 사다리꼴형상으로 이루어지고, 선단부가 모가 깎인 곡선부(179)와 근소하게 파여진 요부(181)를 갖는다. 또, 상기 복수의 돌기부(177a∼177f)는 유체통로(36)의 내주벽면의 시계회전방향을 따라서 나선형상으로 소정길이의 간격으로 이간하여 배치된다.

이 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1포트(28)에 가장 근접하는 제1돌기부(177a)는 화살표 A방향으로 소정의 각도 경사지며, 제2돌기부(177b)는 화살표 B방향으로 소정의 각도 경사지며, 제3돌기부(177c)는 화살표 C방향으로 소정의 각도 경사지며, 제4돌기부(177d)는 화살표 D방향으로 소정의 각도 경사지며, 제5돌기부(177e)는 화살표 E방향으로 소정의 각도 경사지며, 제6돌기부(177f)는 화살표 F방향으로 소정의 각도 경사하여 형성된다. 또한, 복수의 돌기부(177a∼177f)는 6매로 한정되는 것은 아니며, 유체통로(36)의 구경 및 유로 길이 등에 대응하여 소망하는 수로 설정된다.

유체통로(36)를 따라서 유통하는 압력유체에 맥동이 발생한 경우, 맥동하는압력유체가 복수의 돌기부(177a∼177f)에 충돌하고, 상기 복수의 돌기부(177a∼177f)에 의해 압력유체중에 포함되는 맥동에너지를 분산·소실시킬 수가 있다.

따라서, 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있어도, 상기 유체통로(36)의 내벽에 돌출하여 형성된 복수의 돌기부(177a∼177f)에 압력유체가 충돌하여 맥동에너지가 감쇠됨과 동시에, 상기 압력챔버(60)에 공급되는 에어의 압력에 의해 상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 맥동에너지가 감쇠하고, 대략 일정한 압력으로 유지된 압력유체를 유통시킬 수가 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있을 경우, 맥동하는 압력유체가 복수의 돌기부(177a∼177f)의 경사면으로 각각 충돌하고, 상기 돌기부(177a∼177f)에 의해 압력유체중에 포함되는 맥동에너지를 분산시키는 것에 의하여, 상기 맥동에너지를 원활하게 소실시킬 수가 있다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 유체통로(36)를 유통하는 압력유체에 맥동 등의 압력변동이 있어도, 상기 유체통로(36)의 내벽에 돌출하여 형성된 복수의 돌기부(177a∼177f)에 압력유체가 충돌하여 맥동에너지를 감쇠시키는 것과 동시에, 상기 압력챔버(60)에 공급되는 에어의 압력에 의해 상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 맥동에너지가 감쇠하고, 대략 일정한 압력으로 유지된 압력유체를 유통시킬 수가 있다.

그 결과, 본 발명의 실시예에 있어서는 맥동감쇠기구(24)로서 유체통로(36)의 내벽으로부터 돌출하는 복수의 돌기부(177a∼177f)를 설치하고, 간소한 구조에 의해 압력유체의 맥동 등의 압력변동을 원활하게 감쇠시킬 수가 있다. 따라서, 장치전체를 대형화시키는 일이 없고, 제조비용이 증대하는 것을 방지할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 제어수단으로부터 도출되는 제어신호(전기신호)에 의거하여 선형액츄에이터를 제어하는 것에 의하여, 밸브플러그의 밸브개방도를 제어할 때의 응답성의 지연을 없앨 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 유체통로의 내벽으로부터 돌출하는 복수의 돌기부에 압력유체가 충돌하는 것에 의하여, 맥동 등의 압력변동을 감쇠시켜서 압력유체의 유량을 안정적으로 제어할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 유량제어장치의 일부생략 종단면도.

도 2는 도 1의 유체제어장치를 구성하는 맥동평형부의 일부확대 종단면도.

도 3은 도 1의 유체제어장치를 구성하는 유량조정기구의 일부확대 종단면도.

도 4는 도 1에 도시하는 유량제어장치가 배열된 유량제어시스템의 블록구성도.

도 5는 도 4의 유량제어시스템의 변형예를 도시하는 블록구성도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 유량제어장치의 일부생략 종단면도.

도 7은 도 6의 유량제어장치를 구성하는 맥동평형부의 일부확대 종단면도.

도 8은 유체통로중의 내벽에 설치된 복수의 돌기부의 투명사시도.

도 9는 도 6의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 종단면도

도 10은 종래기술에 있어서의 유량제어시스템의 블록구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

20; 유량제어장치 22; 조인트부 24; 맥동감쇠기구

26; 유량조정기구 28, 32; 포트 36; 유체통로

54; 압력조정부 56; 밸브플러그 58; 맥동평형부

60; 압력챔버 64, 66; 다이아프램 68; 섭동플레이트

72, 106; 장착부 82, 84; 피스톤 92; 구동축

96; 관통나사홀 102; 밸브플러그 112; 선형액츄에이터

114; 회전검출부 118; 콘트롤러 122, 124; 축부

140; 유량센서 177a∼177f; 돌기부 179; 곡선부

181; 요부

Claims (10)

1. 압력조정부(54)로부터 도출되는 압력이 조정된 파일럿압과 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 1차측 압력을 평형시켜 상기 압력유체의 맥동에 의한 압력변동을 감쇠시키는 맥동감쇠기구(24)와,

   상기 유체통로(36)를 개폐하는 밸브플러그(102)를 가지며, 제어수단으로부터 도출되는 제어신호에 기초하여 제어되는 선형 액츄에이터(112)에 의해 상기 밸브플러그(102)의 밸브리프트량을 조정함으로써 상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유통량을 제어하는 유량제어기구(26)를 구비하고,

   상기 맥동감쇠기구(24)와 상기 유량제어기구(26)가 일체적으로 조립되어 설치되며,

   상기 맥동감쇠기구(24)는 압력유체공급포트(50)로부터 도입된 압력유체를 소정의 압력으로 조정하는 압력조정부(54)와, 상기 압력조정부(54)로부터 도출된 압력유체에 기초하여 유체통로(36)를 개폐하는 밸브부재(62)가 설치된 맥동평형부(58)를 가지고,

   상기 밸브부재(62)는 제1 다이어프램(64)과 제2 다이어프램(66)과의 사이에 배설되어 변위가 자유롭게 설치된 미끄럼플레이트(68)와, 상기 미끄럼플레이트(68)에 연결된 밸브플러그(56)와, 상기 미끄럼플레이트(68)의 외주면에 장착된 시일부재(74)와, 상기 미끄럼플레이트(68)와 상기 밸브플러그(56)와의 사이에 설치되는 중간부재(78)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유량제어기구(26)에는 선형 액츄에이터(112)의 구동축(92)의 회전량에 기초하여 축방향으로 변위량을 검출하는 회전검출부(114)가 설치되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 맥동감쇠기구(24) 및 유량제어기구(26)는 일방의 제1포트(28)와 타방의 제2포트(32)를 연통시키는 유체통로(36)가 형성된 조인트부(22)에 의해 일체적으로 조립되어 설치되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 밸브부재(62)는 압력챔버(60)에 도입되고 압력조정부(54)로부터 유통되는 상기 압력유체의 압력에 의해 변위되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
6. 삭제
7. 유체통로(36)를 개폐하는 밸브플러그(102)에 의해 상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 유량을 제어하는 유량제어장치에 있어서,

   상기 유체통로(36)를 유통하는 압력유체의 맥동에 의한 압력변동을 감쇠시키는 맥동감쇠기구(24)를 구비하고, 상기 맥동감쇠기구(24)는 상기 유체통로(36)의 내벽으로부터 돌출된 복수의 돌기부(177a∼177f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 돌기부(177a∼177f)는 유체통로(36)의 축방향을 따라 나선형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 돌기부(177a∼177f)는 상기 유체통로(36)의 내벽으로부터 상기 유체통로(36)의 중심쪽으로 점차 폭이 넓어지는 대략 사다리형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 돌기부(177a∼177f)의 가장 폭이 넓은 선단부에는 모서리가 깎인 곡선부(179)와 요부(181)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어장치.