KR101023796B1 - Device and process for circulation of pressurized fluid in an actuator system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 가압된 유체가 방향 밸브(10)와 각각 제1연결 파이프(A)를 통해 제1가압 유체 챔버로 그리고 제2연결 파이프(B)를 통해 제2가압 챔버(8)로 공급되는 액추에이터(1)용 순환 밸브를 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이며, 여기서 상기 가압된 유체 챔버(4, 8)들 중 하나내로의 가압된 유체의 도입은 상기 액추에이터(1)의 작동 부재(6)가 대응되는 극단 위치를 향하여 변위되도록 하고, 상기 작동 부재(6)에 의해 제어되는 바이패스 밸브(12, 14)는 상기 연결 파이프들(A, B) 사이에서 연통 방식으로 연결되고, 상기 바이패스 밸브(12, 14)는 상기 작동 부재(6)가 특정 위치에 있을 때 상기 연결 파이프들(A, B)간의 연결부를 자동적으로 개방시키도록 구성된다. According to the present invention, the pressurized fluid is supplied to the first pressurized fluid chamber through the direction valve 10 and the first connecting pipe A, and to the second pressurizing chamber 8 through the second connecting pipe B, respectively. A device and method for a circulation valve for an actuator (1), wherein the introduction of pressurized fluid into one of the pressurized fluid chambers (4, 8) is such that the actuating member (6) of the actuator (1) Bypass valves 12, 14 controlled by the actuating member 6, which are displaced towards corresponding extreme positions, are connected in communication between the connecting pipes A, B, and the bypass valve 12 and 14 are configured to automatically open the connection between the connecting pipes A and B when the actuating member 6 is in a particular position.
Description
본 발명은 액추에이터 시스템내의 가압된 유체의 순환에 관한 것이다. 보다 특별하게는, 본 발명은, 수압 유체(hydraulic fluid)가 열화(degradation)를 회피하기 위하여 주기적인 순환을 필요로 하는 특성을 가지는 수압 시스템에서 사용하기에 특히 적합한 수압 순환 밸브와 관련이 있다. 또한, 본 발명은 액추에이터 시스템에서 가압된 유체를 순환시키는 방법과도 관련이 있다. The present invention relates to the circulation of pressurized fluid in an actuator system. More particularly, the present invention relates to hydraulic circulation valves that are particularly suitable for use in hydraulic systems in which hydraulic fluids have the property of requiring periodic circulation to avoid degradation. The invention also relates to a method of circulating pressurized fluid in an actuator system.
수압 시스템에서 소위 환경 오일(environmental oil)을 사용하는 경우, 상기 오일이 예를 들어 소정 주기 동안 파이프에서 정적으로 남는다면, 자체-열화(self-degradation)를 겪을 수도 있다. 이 프로세스의 생성물로는, 무엇보다도, 수압 시스템에 손상을 줄 수도 있는 글루코오스 및 산성 반응 물질들이 포함된다. If so-called environmental oils are used in hydraulic systems, they may suffer from self-degradation if they remain static in the pipe, for example for a certain period of time. The products of this process include, among other things, glucose and acidic reactants that may damage the hydraulic system.
느린 유속 및 아마도 불규칙한 사용을 갖는 밸브 액추에이터용 제어시스템과 같은 소형의 수압 시스템들은 이러한 타입의 손상에 특히 취약한 것으로 판명되었다. Small hydraulic systems, such as control systems for valve actuators with slow flow rates and possibly irregular use, have proved particularly vulnerable to this type of damage.
대개의 경우에, 액추에이터의 주기적 작동은 먼저 액추에이터를 그 각각의 밸브로부터 기계적으로 연결해제시키지 않고서는 불가능하다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 종래 기술은, 압력 릴리프 밸브의 세팅 압력으로 증가되는 수압에 의해, 액추에이터가 하나의 극단 위치를 취한 후에 개방되어 수압 유체가 액추에이터 주위에서 순환되도록 디자인된 1이상의 압력 릴리프 밸브(pressure relief valve)의 제공에 대해 기술하고 있다. 하지만, 이 해법은 압력 릴리프 밸브의 개방 전에 액추에이터가 그것의 극단 위치에 도달하는지의 여부에 대한 불확실성을 포함하며, 그리고 상기 해법은 밸브와 연결되는 장치의 존재를 미리 가정하는데, 상기 기구는 국부적 또는 원격 판독(reading) 중 하나에 의하여 밸브의 위치를 나타낸다. In most cases, periodic actuation of the actuator is not possible without first mechanically disconnecting the actuator from its respective valve. In order to overcome this problem, the prior art uses one or more pressure relief valves designed to open after the actuator has taken one extreme position by means of hydraulic pressure increased to the setting pressure of the pressure relief valve so that the hydraulic fluid is circulated around the actuator. The provision of pressure relief valves is provided. However, this solution includes the uncertainty as to whether the actuator has reached its extreme position before opening the pressure relief valve, and the solution presupposes the presence of the device in connection with the valve, the instrument being local or The position of the valve is indicated by one of the remote readings.
또한, 액추에이터에 수작동되는 바이패스 밸브를 구비시키는 것이 공지되어 있다. 액추에이터에 대한 접근은 어려우며, 따라서 이 방법은 제한된 용도로만 적용되어 왔다.It is also known to include a manually operated bypass valve in the actuator. Access to actuators is difficult, so this method has only been applied for limited purposes.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 교정하는 것이다. It is an object of the present invention to correct the disadvantages of the prior art.
상기 목적은, 이하의 설명 및 후속 청구항들에서 주어진 특징들에 의해 본 발명에 따라 달성된다. This object is achieved according to the invention by the features given in the following description and subsequent claims.
액추에이터의 작동 부재가 특정 위치, 통상적으로 극단 위치에 있을 때 액추에이터에 의해, 직접적으로 또는 간접적으로 작동되도록 설계된 제어 바이패스 밸브를 액추에이터에 구비시킴으로써, 수압 유체의 순환이 시작되기 전에 액추에이터의 작동 부재가 그것의 특정 위치에 도달하는 것을 보장할 수 있다. 상기 순환은 일반적으로 특별한 단계들의 개시 없이 발생될 것이며 위치를 변화시키는 액추에이터의 작동 부재 없이 간격을 두고 수행될 수도 있다. By providing the actuator with a control bypass valve designed to be actuated directly or indirectly by the actuator when the actuating member of the actuator is in a particular position, typically an extreme position, the actuating member of the actuator is It can be guaranteed to reach its specific location. The circulation will generally occur without initiation of special steps and may be performed at intervals without the actuating member of the actuator changing position.
바람직한 실시예에서, 액추에이터에는 작동 부재의 각각의 극단 위치들 중 어느 하나에서 작동되도록 구성된 상호협동 바이패스 밸브들이 구비된다. 상기 밸브들은 상대적으로 큰 유동 영역을 갖는 기계적으로 제어되는 일-방향 밸브들인 것이 바람직하다. 유체 압력에 의해 개방되어야만 하는 일-방향 밸브의 스프링 력은 작동 부재가 배치되는 극단 위치의 방향으로 액추에이터의 작동 부재상에 작용하는 힘에 기여하는데, 이것이 반대 방향으로 작용하는 힘보다 커지도록 한다. 이러한 특징은 적용례의 특정 부분에서 보다 상세히 설명된다. In a preferred embodiment, the actuator is provided with cooperating bypass valves configured to be operated at any one of the respective extreme positions of the actuating member. The valves are preferably mechanically controlled one-way valves having a relatively large flow area. The spring force of the one-way valve, which must be opened by the fluid pressure, contributes to the force acting on the actuating member of the actuator in the direction of the extreme position in which the actuating member is placed, which causes it to be greater than the force acting in the opposite direction. These features are described in more detail in certain parts of the application.
본 발명에 따른 디바이스 및 방법의 추가적인 유리한 특징은 바이패스 밸브의 재조정(readjustment)이 유체 회로에서의 압력차의 현저한 변화를 야기할 것이라는 것이다. 이러한 압력차의 변화는 액추에이터의 작동 부재가 특정 위치에 있다는 것을 나타내는데 사용될 수 있다. A further advantageous feature of the device and method according to the invention is that readjustment of the bypass valve will cause a significant change in the pressure difference in the fluid circuit. This change in pressure difference can be used to indicate that the actuating member of the actuator is in a particular position.
본 발명은 작동의 완료후에 유체의 순환에 대한 요건이 존재하는 어떠한 유체시스템에 대해서도 적합하다. The present invention is suitable for any fluid system where there is a requirement for circulation of the fluid after completion of operation.
이하, 첨부도면들에 예시된 바람직한 실시예의 비제한적 예시들에 대해 기술하기로 한다. Hereinafter, non-limiting examples of the preferred embodiment illustrated in the accompanying drawings will be described.
도 1은 제어 밸브 및 순환 밸브를 갖는 밸브 액추에이터에 대한 수압 다이어그램을 나타내는 도;1 shows a hydraulic diagram for a valve actuator having a control valve and a circulation valve;
도 2는 도 1과 동일하지만, 액추에이터의 작동 부재가 일 극단 위치에 있고, 순환 밸브가 개방되어 있으며 순환이 이루어지고 있는 것을 나타낸 도;FIG. 2 is the same as FIG. 1 but shows that the actuating member of the actuator is in one extreme position, the circulation valve is open and circulation is being done;
도 3은 액추에이터의 수압 유체 챔버가 또한 순환되어 나가는 대안실시예를 나타낸 도이다. 3 shows an alternative embodiment in which the hydraulic fluid chamber of the actuator is also circulated.
도면에서, 참조부호 1은 밸브(2)를 위한 액추에이터를 나타낸다. 액추에이터(1)는, 본질적으로 알려진 여타 필수 구성요소들(도시 안됨)과 함께, 제1수압 유체 챔버(4), 피스톤(6) 형태의 작동 부재 및 제2수압 유체 챔버(8)를 포함한다. In the figure, reference numeral 1 denotes an actuator for the
가압된 수압 유체는 수압 유닛으로부터 방향 밸브(directional valve;10)로, 피드 파이프(P)를 통해 공급된다. 수압 유체는 방향 밸브(10)로부터 리턴 파이프(T)를 통해 수압 유닛(도시 안됨)으로 돌아간다. The pressurized hydraulic fluid is supplied from the hydraulic unit to the
제1연결파이프(A)는 방향 밸브(10)의 일 작동포트를 제1수압 챔버(4)와 연결시킨다. 제2연결파이프(B)는 방향 밸브(10)의 제2작동포트를 제2유압챔버(8)와 연결시킨다. The first connecting pipe A connects one operation port of the
액추에이터(1)에는, 예시 목적으로, 피스톤(6)이 그것의 제1극단 위치 부근에 있을 경우, 도면에 액추에이터(1)에 의해 작동되는 것으로서 피스톤(6)이 도시된 제1제어 일-방향 밸브(12)가 구비되어 있다. 통상적으로, 상기 일-방향 밸브(12)는, 예를 들어 밸브(2)의 샤프트(도시 안됨)상의 캠(도시 안됨)에 의해 작동된다. The actuator 1 has, for illustrative purposes, a first controlled one-way in which the
제2제어 일-방향 밸브(14)는 피스톤(6)이 그것의 제2극단 위치 부근에 있을 경우에 작동되도록 구성되어 있다. The second control one-
제1제어 일-방향 밸브(12)는 그것의 입구 포트에서 제2연결 파이프(B)에 연결되며, 따라서 제2수압 유체 챔버(8)와 연통된다(도 1 참조). The first control one-
제2제어 일-방향 밸브(14)는 그것의 입구 포트에서 연결 파이프(A)와 연결되어, 제1수압 챔버(4)와 연통된다. The second control one-
제어 일-방향 밸브들(12, 14)의 출구 포트들은 순환 파이프(16)에 의해 연통된다. The outlet ports of the control one-
수압 유체가 피드 파이프(P)로부터 제1연결 파이프(A)를 통해 제1수압 유체 챔버(4)로 유동하도록 하기 위해 방향 밸브(10)가 변위되는 경우, 피스톤(6)은 그것의 제1극단 위치를 향하여 변위된다. 수압 유체는 제2일-방향 밸브(14) 및 순환 파이프(16)를 통해 유동할 수 있지만, 제1일-방향 밸브(12)를 통해 전방으로는 유동할 수 없다. When the
피스톤(6)이 그것의 제1극단 위치에 오도록 변위되는 경우(도 2 참조), 제1일-방향 밸브(12)가 작동되어, 수압 유체는 순환 파이프(16)로부터 제2연결 파이프(B), 방향 밸브(10) 및 리턴 파이프(T)를 통해 수압 유닛(도시 안됨)으로 유동할 수 있다. When the
따라서, 시스템의 파이핑 및 밸브는 액추에이터(1)의 피스톤(6)을 이동시키지 않고 순환되어 나갈 수 있다. Thus, piping and valves of the system can be circulated out without moving the
제1연결 파이프(A)내의 수압 유체는 다른 것들보다 제2일-방향 밸브(14)의 스프링 력을 극복해야 하기 때문에, 순환시 제2수압 유체 챔버(8)에서 보다 제1수압 유체 챔버(4)에서 약간 더 높은 압력이 유지된다. 이러한 특징은 피스톤이 그것 의 제1극단 위치에서 유지되도록 한다. 피스톤(6)이 그것의 제1극단 위치로부터 변위된다면, 제1일-방향 밸브가 폐쇄되어, 수압 유체 압력이 피스톤을 그것의 제1극단 위치로 다시 이동시킬 것이다. Since the hydraulic fluid in the first connecting pipe A must overcome the spring force of the second one-
대안실시예(도 3 참조)에서, 일-방향 밸브들(12, 14)은 액추에이터(1)의 수압 유체 챔버(4, 8) 또한 순환되어 나가는 방식으로 구성된다. In an alternative embodiment (see FIG. 3), the one-
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