KR101272724B1 - 유체제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응답성이 빠른 유체제어밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 유체제어밸브는, 출력포트를 포함한 압력챔버와; 상기 압력챔버에 연통되도록 연결되고 공통의 직선상에 위치하는 공기공급노즐 및 공기배출노즐과; 상기 공기공급노즐 및 공기배출노즐 사이에서 이동가능하며, 상기 공기공급노즐의 개구단과 공기배출노즐의 개구단에 각각 접하는 한 쌍의 개폐제어면을 포함하는, 플래퍼어셈블리 및; 상기 공기배출노즐의 개구단과 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 어느 하나의 사이의 거리가 줄어들지만, 상기 공기공급노즐의 개구단과 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 다른 하나의 사이의 거리가 증가하도록, 플래퍼어셈블리를 이동시키는 플래퍼어셈블리이동기구;를 포함한다.

유체제어밸브, 플래퍼어셈블리, 공기압, 절대압력, 제어회로

Description

유체제어밸브{FLUID CONTROL VALVE}

본 발명은, 공기공급포트의 압력을 제어포트에 선택적으로 가하는 유체제어밸브에 관한 것이다.

가능한 일정하게 압력을 압력제어장치에 가하는데 사용되는 유체공급밸브가 당업계에서 이미 알려져 있다.

이러한 유형의 종래 유체공급밸브에서 조기 응답성이 요구되고 있지만, 반드시 충분히 빠른 응답성을 가지고 있지 않다. 또한, 유체공급밸브의 응답성을 향상시키기 위해서는 공기의 유속를 증가시키는 것이 절대적으로 필요하지만, 유속을 높이게 되면, 불확정 와동(vortexes), 충격파, 경계층 박리 포인트 변동, 괴임(stagnation) 등으로 인해 안정된 성능이 얻어질 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 조기응답성을 가진 유체제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 충격파의 발생과 같은 문제를 나타내지 않고, 안정된 성능을 발휘하는 유체제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유체제어밸브는, 출력포트를 포함하는 압력챔버와; 상기 압력챔버에 연통되게 연결되고 공통의 직선상에 위치된 공기공급노즐 및 공기배출노즐과; 상기 공기공급노즐의 개구단(開口端))과 상기 공기배출노즐의 개구단에 각각 대향하는 한 쌍의 개폐 제어면을 포함하고, 상기 공기공급노즐과 상기 공기배출노즐 사이에서 이동가능한 플래퍼어셈블리(flapper assembly); 및 상기 공기배출노즐의 개구단과 상기 한 쌍의 개폐 제어면 중 하나와의 사이 거리를 감소시키지만, 상기 공기공급노즐의 개구단과 상기 한 쌍의 개폐 제어면 중 다른 하나와의 사이 거리를 증가시키도록, 상기 플래퍼어셈블리를 이동시키는 플래퍼어셈블리이동기구; 를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 플래퍼어셈블리는, 스프링장치에 의해, 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 하나가 상기 공기공급노즐에 밀착해서 상기 공기공급노즐을 닫게 하는 방향으로 움직일 수 있도록 편향(biased)될 수 있다.

위 유체제어밸브는, 위 플래퍼어셈블리 측 상의 위 공기공급노즐의 개구단에 형성되고 지름이 점점 증가하는 경사면(tapered surface)을 가지도록 하는 것이 바람직하며, 위 공기공급노즐에 접하는 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 하나는 위 경사면의 형상에 대응하는 원뿔형 개폐제어면인 것이 바람직하다.

위 공기배출노즐의 지름은 일정하게 제작될 수 있으며, 위 공기배출노즐에 접하고 있는 한 쌍의 개폐제어면 중 다른 하나는, 위 플래퍼어셈블리로부터 멀어지는 방향으로 경사진 니들형상의 개폐제어면(34)인 것이 바람직하다.

예를 들면, 위 한 쌍의 개폐제어면 각각이, 외측 가장자리가 고정된 플래퍼와 일체로 형성될 수 있다.

위 한 쌍의 플래퍼는, 위 플래퍼어셈블리의 마주보는 양 끝단의 각각에 마련될 수 있으며, 한 쌍의 개폐제어면은 위 공기공급노즐의 개방 끝단과 공기배출노즐의 개방 끝단에 각각 접하도록, 위 한 쌍의 플래퍼와와 일체로 형성될 수 있다.

플래퍼어셈블리이동기구는, 수동형, 유압구동형, 공압구동형 또는 압전소자구동형 등일 수 있다. 그러나, 제어성의 관점에서 보면, 플래퍼어셈블리이동기구는, 전자기적으로 제어되는 전자기구동형이 바람직하다.

예를 들어, 플래퍼어셈블리이동기구는 위 플래퍼어셈블리에 고정된 영구자석과, 위 영구자석과의 사이에서 전자기효과를 발생시켜 플래퍼어셈블리를 이동시키는 고정코일부(fixed coil portion)로 구성될 수 있다.

본 발명은 전자기구동형 플래퍼어셈블리이동기구에 대한 보다 바람직한 실시태양을 제시한다. 이 플래퍼어셈블리이동기구에 따르면, 위 영구자석은 원기둥형상으로 형성되는데, 플래퍼어셈블리는, 각각에 개폐제어면을 가지는 한 쌍의 플래퍼를 포함한다. 위 한 쌍의 플래퍼들의 중앙부들은, 위 영구자석의 양단부에 위치하는 두 개의 마그넷요크(magnet yoke)를 포함하는 연결부재를 통해, 각각 연결된다. 위 고정코일부는, 위 영구자석 및 두 개의 마그넷요크의 둘레 주위로, 위 플래퍼어셈블리의 중간위치에 대해 대칭되도록 위치된 한 쌍의 고정코일과; 위 한 쌍의 고정코일의 양측에 각각 위치된 한 쌍의 코일요크; 및 위 한 쌍의 고정코일 주위둘레로 각각 위치된 한 쌍의 코일요크; 를 포함한다. 한 쌍의 플래퍼 측 상의 한 쌍의 코일요크의 양단면은, 각각 상기 두 개의 마그넷요크의 외측단면보다 외측으로 위치한다. 유체제어밸브는 위 한 쌍의 고정코일을 통해 흐르는 전류의 방향이 서로 반대가 되도록 제어된다.

플래퍼어셈블리는, 공기공급노즐의 개구단 및 공기배출노즐이 놓인 단면에 직교하는 방향으로, 선형적으로 이동하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 유체제어밸브의 실시예의 종단면으로서, 유체제어밸브가 비통전(not energized)된 상태를 보여주는 도면,

도 2는 도 1의 유체제어밸브가 통전된 상태를 보여주는 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 유체제어밸브의 보다 일반적인 실시예의 종단면도,

도 4는, 본 발명에 따른 유체제어밸브가 제어장치와 조합하여 사용되고 있는 시스템의 예를 보여주는 모식적 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 유체제어밸브가 제어장치와 조합하여 사용되고 있는 시스템의 다른 예를 보여주는 모식적 블럭도이다.

도 1 및 도 2는, 본 발명의 유체제어밸브(CV)의 제1실시예를 보여준다. 유체제어밸브(CV)는 축(O)을 중심으로 하는 회전대칭인 일반적 원기둥형상이다. 유체제어밸브(CV)는 좌측유로블록(10L)과 우측유로블록(10R), 그리고 상기 좌측유로블록(10L)과 상기 우측유로블록(10R) 사이의 유체제어밸브(CV)의 중앙에 있는 제어블록(20)을 구비하고 있다. 유체제어밸브(CV)는, 상기 좌측유로블록(10L) 내에, 분리벽(11)에 의해 구획된 공기공급포드챔버(12)와 제어포트챔버(13)를 구비하고 있다. 유체제어밸브(CV)는, 좌측유로블록(10L) 내의 축(O)상에, 분리벽(11)을 관통해 상기 공기공급포트챔버(12) 및 제어포트챔버(13)가 서로 연통되도록 형성된 공기공급 노즐(14)을 구비하고 있다. 좌측유로블록(10L)은, 상기 공기공급노즐(14)의 일단부에 인접한 제어블록(20) 측에는 제어블록(20)을 향한 방향으로 지름이 점차로 증가하는, 경사면(14a)을 구비하고 있다.

유체제어밸브(CV)는, 상기 좌측유로블록(10L)과 유사하게, 상기 우측유로블록(10R) 내에, 분리벽(15)에 의해 구획된 제어포트챔버(16)와 공기배출포드챔버(17)를 구비하고 있다. 유체제어밸브(CV)는, 우측유로블록(10R) 내의 축(O)상에, 분리벽(15)을 관통해 상기 제어포트챔버(16)과 공기배출포트챔버(17)가 서로 연통되도록 형성되고 일정한 지름을 가진, 공기배출노즐(18)을 구비하고 있다. 따라서, 좌측유로블록(10L) 및 우측유로블록(10R)이 동일직선(축(O)) 상에 위치되어 배열된다.

공기공급포트챔버(12)는 공기공급포트(12a)를 통해 압축공기공급원(P)에 연통되게 연결되어 있다. 제어포트챔버(13)와 제어포트챔버(16)는 각각 제어포트(13a) 및 제어포트(16a)를 통해 제어장치(C)에 연통되게 연결되어 있다. 공기배출포트챔버(17)는 배출포트(17a)를 통해 대기와 연통되게 연결되어 있다. 제어포트챔버(13)와 제어포트챔버(16)는 서로 연통되게 연결되어 있다.

좌측유로챔버(10L)와 우측유로챔버(10R) 사이에 위치하고 있는 제어블록(20)은, 플래퍼어셈블리(30)와, 상기 플래퍼어셈블리(30)를 축(O)을 따라 이동시키는 플래퍼어셈블리이동기구(전자기구동기구)(22)를 구비한다. 플래퍼어셈블리(30)는, 상기 좌측유로블록(10L)측 상에 위치하는 둥글고 탄성적 변형이 가능한 좌측플래퍼(31L)와, 상기 우측유로블록(10R)측 상에 위치하는 둥글고 탄성적 변형이 가능한 우측플래퍼(31R)를 구비한다. 위 좌측 및 우측플래퍼(31L,31R)는 동일한 유형의 것이고, 이들의 축(O)상의 중앙부는, 중앙의 원통형 영구자석(25)과, 좌측과 우측 마그넷요크(26), 및 좌측과 우측플래퍼 연결편(좌우대칭형 연결부재)(27)을 통해 서로 연결되어 있다. 좌측플래퍼(31L)의 가장자리부분은 좌측유로블록(10L)과 제어블록(20) 사이에 협착(sandwiched)되어 그들 사이에 고정되며, 우측플래퍼(31R)는 우측유로블록(10R)과 제어블록(20) 사이에 협착되어 그들 사이에 고정된다. 원통형 영구자석(25)은 제어블록(20)의 중심부에 부동(floating)상태로 위치한다. 좌측 및 우측플래퍼(31L,31R) 각각은, 중공형(perforated type)일 수 있다.

공기공급노즐(14)과 공기배출노즐(18)에 마주보고 있는, 좌측 및 우측 개폐제어체(32L,32R)가 상기 좌측 및 우측플래퍼(31L,31R)에 각각 고정되어 있다. 상기 좌측 개폐제어체(32L)는, 상기 경사면(14a)의 형상에 대응되도록 생긴 원뿔형 개폐제어면(원뿔형 돌출부)(33)을 구비한다. 우측 개폐제어체(32R)은, 첨단(tip)이 상기 공기배출노즐(18)에 삽입되는 니들형 개폐제어면(니들형 돌출부)(34)을 구비한다. 위 니들(needle)형 개폐제어면(34)은 상기 제어블록(20)에서 멀어지는 방향으로 좁아지는 경사가 형성되어 있어, 공기배출노즐(18) 속으로 완전히 삽입될 때, 제어블록(20)측의 공기배출노즐(18)의 일단부에 형성된 개구단(18a)에 접하게 된다. 유체제어밸브(CV)는, 우측 개폐제어체(32R)와 분리벽(15) 사이에, 원뿔형 개폐제어면(33)이 보통때에는, 공기공급포트챔버(12)와 제어포트챔버(13)이 연통되지 않도록 상기 경사면(14a)에 밀착되게 하기 위해서, 플래퍼어셈블리(30)를 공기공급노즐(14) 쪽으로 편향시키는 코일스프링(35)을 구비한다.

플래퍼어셈블리이동기구(22)는, 제어블록(20)의 원통형 영구자석(25)과, 위 원통형 영구자석(25) 주위둘레에 위치하는 고정코일-요크부(고정코일부)(24)로 구성되어 있다.

일반적인 중공의 원통 형상인 고정코일-요크부(24)는, 중앙코일요크(28a)와, 위 중앙코일요크(28a)의 양단에 각각 위치한 한 쌍의 코일(고정코일)(29) 및 한 쌍의 코일(29) 양단에 각각 위치한 한 쌍의 단부코일요크(28b)를 가지는, 좌우대칭형이다. 고정코일요크부(24)는 또한, 중앙코일요크(28a), 한 쌍의 코일(29) 및 한 쌍의 단부코일요크(28b) 주위에는 한 쌍의 주위코일요크(28c)가 더 구비되어 있다. 각 코일(29)은 와이어루프(loops of wire)로 만들어지고, 한 쌍의 코일(29)을 통해 흐르는 전류의 방향이 서로 역방향이 되도록 동일한 방향으로 감겨져 제어회로(44)에 접속되어 있다(도 4 및 도 5 참조). 플래퍼어셈블리(30)가 중립위치에 있을 때,위 고정코일요크부(24)의 좌우의 단부코일요크(28b)의 양단면(외측끝단)은, 좌측 및 우측마그넷요크(26)의 양단(외측끝단면)보다 각각 일정거리(d)(도 2참조)만큼 약간 바깥쪽으로 위치한다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 유체제어밸브의 제1실시예의 동작을 설명한다. 플래퍼어셈블리이동기구(22)의 한 쌍의 코일(29)이 비통전 상태인 경우, 도 1에서 나타낸 바와 같이, 플래퍼어셈블리(30)는 코일스프링(35)의 힘에 의해 공기공급노즐(14)로 이동하여, 원뿔형 개폐제어면(33)이 경사면(14a)에 밀착하게 됨으로써 공기공급포트챔버(12)와 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16))가 서로 연통하지 않도록 한다. 즉, 압축공기원(P)으로부터의 압력이 제어장치(C)에 미치지 않는 다.

플래퍼어셈블리이동기구(22)의 한 쌍의 코일(29) 각각에 기설정된 방향(순방향 또는 역방향)으로 전류가 흐르게 되면, 한 쌍의 코일(29)에는 역방향의 전류가 흐르게 된다. 그러면, 한 쌍의 단부코일요크(28b) 각각에는 동일한 극성의 자극(N극 또는 S극)이 생기며, 단부코일요크(28b)에서 발생하는 자극과는 다른 자극(S극 또는 N극)이 중앙코일요크(28a)에 발생한다. 그러므로, 원통형 영구자석(25)은, 자화된 중앙코일요크(28a) 및 자화된 한 쌍의 단부코일요크(28b) 사이에서 발생되는, 반발력 또는 흡인력을 받게 된다.

원통형 영구자석(25)이 중립의 위치에 있는 상태에서는, 한 쌍의 단부코일요크(28b)의 외측단면이 좌측 및 우측마그넷요크(26)의 양단으로부터 각각 일정거리(d)만큼 바깥쪽에 위치하고 있기 때문에, 한 쌍의 단부코일요크(28b) 중 하나의 외측단면과 원통형 영구자석(25) 사이에 반발력(또는 흡인력)이 발생하면, 한 쌍의 단부코일요크(28b) 중 다른 하나의 외측단면과 원통형 영구자석(25) 사이에는 흡인력(또는 반발력)이 발생한다. 그러므로, 플래퍼어셈블리(30)는 강한 힘을 받게 되어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 플래퍼어셈블리(30)가 오른쪽으로 이동하면, 플래퍼들(31L, 31R)은 탄성적으로 변형이 일어난다. 그 결과, 경사면(14a)과 원뿔형 개폐제어면(33) 사이에 환형(annular)의 간격이 생기며, 반대로, 공기배출노즐(18)의 개구단(18a)과 니들형 개폐제어면(34) 사이의 거리는 줄어든다. 즉, 니들형 개폐제어면(34)과 공기배출노즐(18)의 개구단(18a) 사이의 간격은 줄어들지만, 플래퍼어셈블리의 원뿔형 개폐제어면(33)과 공기공급노즐(14)의 개구단(경사면(14a)) 사이의 간격은 증가한다. 결과적으로, 공기공급포트챔버(12)와 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16))는 서로 연통하게 됨으로써, 압축공기원(P)으로부터의 압력이 제어장치(C)에 작용하게 된다. 위 플래퍼어셈블리(30)의 이동(도 2에서 나타낸 바와 같은 우측으로의 이동) 초기에는, 제어포트챔버(16)와 공기배출포트챔버(17)은 공기배출노즐(18)을 통해 서로 연통되어 있기 때문에, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 공기는 배출포트(17a)를 통해 대기에 개방되어 있으므로, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 압력은 공기공급포트챔버(12) 내의 압력보다 낮게 유지된다.

코일스프링에 저항한 플래퍼어셈블리(30)의 이동량은, 한 쌍의 코일(29)을 통해 흐르는 전류량을 제어함으로써 제어할 수 있다. 플래퍼어셈블리(30)가 최대로 이동하여 공기배출노즐(18)의 개구단(18a)이 니들형 개폐제어면(34)에 의해 닫히게 되면, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 공기가 공기배출노즐(18)을 통해 대기로 방출되는 것을 막게 됨으로써, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 압력이 점차 증가하여 결국 공기공급포트챔버(12) 내의 압력과 같게 된다. 따라서, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16))의 추출압력(output pressure)이 한 쌍의 코일(29)을 통해 흐르는 전류량에 대한 제어로 인해 제어될 수 있다.

유체제어밸브의 제1실시예에서는, 공기공급포트챔버(12) 내의 공기가 제어포트챔버(13) 속으로 흐를 때, 경사면(14a)과 원뿔형 개폐제어면(33) 사이에서 생성되며 점차로 확장(직경이 증가)되는 환형의 간격을 통해 공기가 흐른다. 또한, 유체제어밸브의 제1실시예에서는, 제어포트챔버(16) 내의 공기가 공기배출포트챔버(17) 속으로 흐를 때, 니들형 개폐제어면(34)과 공기배출노즐(18)의 개구단(18a) 사이에서 생성되며 점차로 확장(직경이 증가)되는 환형의 간격을 통해 공기가 흐른다. 따라서, 불확실한 와동, 충격파, 경계층박리 포인트 변동, 괴임(stagnation) 등이 없는 안정한 공기의 흐름을 만들어 낼 수 있으며, 이는, 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 압력을 부드럽게 상승시킬 수 있게 된다.

유체제어밸브의 본 실시예에서는 코일스프링(35)을 사용하기 때문에 한 쌍의 코일(29)에 전류가 흐르지 않을 때에는 공기공급포트챔버(12)와 제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16))가 서로 연통하지 않도록 형성되지만, 제어장치(C)의 특성에 따라서는 코일스프링(35)을 생략하고, 한 쌍의 코일(29)이 비통전 상태일 때에는 항상 공기공급노즐(14)의 경사면(14a)과 좌측개폐제어체(32L)의 원뿔형 개폐제어면(33) 사이에 일정한 간격을 형성하는 것도 가능하다(플래퍼어셈블리를 중립의위치로 유지하기 위해서). 이 경우, 한 쌍의 코일(29)을 흐르는 전류의 방향을 변화시킴으로써, 경사면(13a)과 원뿔형 개폐제어면(33) 사이의 간격크기를 변화시켜제어포트챔버(13)(제어포트챔버(16)) 내의 압력을 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유체제어밸브의 보다 일반적인 실시예(제2실시예)를 보여주고 있다. 본 실시예에서, 유체제어밸브(CV)는 제1실시예의 유체제어밸브가 가지고 있는 원뿔형 개폐제어면(33)과 니들형 개폐제어면(34)이 구비되지 않으며, 좌측 및 우측개폐제어체(32L, 32R)는 각각 플렛개폐제어면(34L,34R)을 구비한다. 또한, 유체제어밸브(CV)는 제1실시예의 유체제어밸브가 가지고 있던 코일스프링(35)을 가지고 있지 않다. 본 실시예의 유체제어밸브에 따르면, 경사면(14a)과 원뿔형 개폐제어면(33)의 조합으로 인한 효과 및 개구단(18a)과 니들형 개폐제어면(34)의 조합으로 인한 효과를 제외하고는, 제1실시예의 유체제어밸브로 얻어지는 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있다.

플래퍼어셈블리이동기구(22)는 플래퍼어셈블리를 축(O)상에서 선형적으로 이동시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 플래퍼어셈블리이동기구는 수동형,공압구동형,유압구동형 또는 압전소자구동형일 수 있다. 제어성, 비용절감 및 공간절약의 측면에서 보면, 플래퍼어셈블리이동기구(22)는 전자기적구동형이 바람직하며, 영구자석과 코일 사이의 상대적 위치관계는, 상기 실시예에서의 유체제어밸브와 유사한 방법으로, 플래퍼어셈블리의 측면과 고정측에 각각 배치하는 것이 바람직하다. 한 쌍의 코일(29)은, 위 두 코일을 통해 흐르는 전류의 방향이 서로 반대방향이 되도록, 서로 반대방향으로 감겨져 배치되는 일련의 코일선으로 만들어지는 복합(composite)코일 또는 두 개의 독립(independent)코일일 수 있다.

본 발명에 따른 유체제어밸브는 다양한 방법으로 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 유체제어밸브와 제어장치(C)의 조합의 예를 보여준다. 위 예에서, 정류제한기(40)를 유체제어밸브(CV)와 제어장치(C) 사이에 설치함으로써 보다 정확한 추출압력을 얻을 수 있다. 정류제한기(40)는 제어포트(13a,16a)에 연결된다. 정류제한기(40)는 입력측에서의 압력변동를 감소시켜 출력측으로부터 변동이 적은 압력을 추출하기 위해 작동한다. 정류제한기(40)의 구성은 문제되지 않는다. 정류제한기(40)는, 입력측의 압력과 출력측의 압력 사이의 차이압력을 검출하는 차압센서(differential pressure sensor,41)와, 입력측과 출력 측의 절대압력을 검출하는 절대압력센서(42)를 구비하고 있다. 절대압력센서(42)는 정류제한기(40)을 통해 흐르는 공기의 양(흐름율) 또는 공기압력을 고려하여, 정류제한기(40)의 입력측 또는 출력측 중 어느 하나에 또는 정류제한기(40)의 양측 모두(입력측 및 출력측)에 배치할 수 있다. 연산회로(43)는 차압센서(41)에 의해 검출된 차이압력과 절대압력센서(42)에 의해 검출된 절대압력을 통합(integrate)하여, 정류제한기(40)의 출력측에서의 유량을 계산한다. 위 유량을 나타내는 신호는 유체제어밸브(CV)의 제어회로(44)에 피드백됨으로써, 제어포트(13a,16a)로부터 보다 정확한 제어압력을 추출해 낼 수 있다. 절대압력센서(42) 대신에, 게이지압센서(도시하지 않음)와 공압센서(도시하지 않음)를 조합하여 사용할 수도 있다. 이러한 센서들의 조합이 정류제한기(40)에 접속된다면, 유체의 온도가 유체연산의 보정인자로서 채용될 수 있기 때문에, 보다 정확한 검출이 가능해 진다.

정류제한기(40)의 출력측에 접속되는 제어장치(C)로서, 폴리에스테르와 같은 합성고무원료로 충전되는 공압실린더를 포함한 등온공압실린더장치를 사용할 수 있다. 공압실린더는, 그 실린더의 내부용적에 대한 다소의 비율로 위 합성수지로 충전되는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 등온공압실린더장치는, 공압실린더 내로 큰 공기량이 들어오고 공압실린더에서 큰 공기량이 유출될 때 발생하는 순간적인 온도변화를 감소시키는 것으로 알려져 있기 때문에, 고정밀도의 유량제어가 가능하다.

도 5는 본 발명에 따른 유체제어밸브(CV)와 제어장치(C)를 조합한 다른 예를 보여준다. 이 예에서, 보다 정확한 추출압력을 추출하도록, 유체제어밸브(CV)와 제 어장치(C) 사이에, 에어탱크(45)에 접속된 정류제한기(40)의 분기회로(branching circuit)가 설치되어 있다. 도 5의 정류제한기(40) 주변의 구성은 도 4의 구성과 동일하고, 도 4의 구성과 유사한 도 5의 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다. 위 적용예에서, 정류제한기(40)가 유체제어밸브(CV)와 등온공압실린더장치(제어장치(C)) 사이에 개재되지 않았기 때문에, 유로저항이 실질적으로 감소됨으로써 등온공압실린더장치의 고속제어가 가능하다.

본 발명에 의하면, 응답성이 빠른 유체제어밸브를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 안정한 성능을 나타내고, 충격파 등의 문제가 없는 유체제어밸브를 얻을 수 있으므로, 다양한 압력제어장치에 적용할 수 있다.

Claims (10)

1. 제어포트를 가지는 제어포트챔버와;

   상기 제어포트챔버에 연통되게 연결되는 공기공급노즐과;

   상기 공기공급노즐과 동일 직선상에 위치하는 공기배출노즐과;

   상기 공기공급노즐과 상기 공기배출노즐 사이에서 이동가능하고, 상기 제어포트챔버에 대해 개구하는 상기 공기공급노즐의 개구단과, 상기 공기공급노즐과 동일직선상에 위치하는 상기 공기배출노즐의 개구단에 각각 대향하는 한 쌍의 개폐제어면을 가지는 플래퍼어셈블리; 및

   상기 공기공급노즐의 상기 개구단과, 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 어느 하나 사이의 거리는 증가하지만, 상기 공기배출노즐의 상기 개구단과, 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 다른 하나 사이의 거리는 감소하도록 상기 플래퍼어셈블리를 이동시키는 전자기구동기구(electromagnetic drive mechanism); 를 포함하되,

   상기 플래퍼어셈블리는 상기 한 쌍의 개폐제어면을 각각 구비한 한 쌍의 플래퍼를 포함하고,

   상기 전자기구동기구는,

   상기 한 쌍의 플래퍼 사이에 고정되는 원기둥형상의 영구자석과;

   상기 영구자석과 전자기효과를 발생시켜 상기 플래퍼어셈블리를 이동시키는 고정코일부;를 구비하고,

   상기 한 쌍의 플래퍼의 중심부는, 상기 영구자석의 양단에 위치한 두 개의 마그넷요크를 포함하는 연결부재를 통해 각각 연결되며,

   상기 고정코일부는,

   상기 영구자석 및 상기 두 개의 마그넷요크의 주위둘레로 상기 플래퍼어셈블리의 중심부에 대하여 대칭이 되도록 위치하는, 한 쌍의 고정코일과;

   상기 한 쌍의 고정코일의 양단에 각각 위치하는 한 쌍의 단부코일요크; 및

   상기 한 쌍의 고정코일 주위에 각각 위치한 한 쌍의 주위코일요크;를 포함하고,

   상기 한 쌍의 단부코일요크의 플래퍼측 양단면은 상기 두 개의 마그넷요크의 외부끝단면의 외측에 각각 위치하며,

   상기 한 쌍의 고정코일을 통하는 전류의 방향이 서로 역방향이 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 유체제어밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 개폐제어면 중 상기 하나의 개폐제어면이 상기 공기공급노즐과 밀착하여 상기 공기공급노즐을 닫게 하는 방향으로 상기 플래퍼어셈블리를 이동시키도록 상기 플래퍼어셈블리를 편향시키는, 스프링장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체제어밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 공기공급노즐의 상기 개구단에는 직경이 점차로 증가하는 경사면이 형성되고,

   상기 공기공급노즐에 인접하는 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 상기 하나의 개폐제어면은, 상기 경사면에 부합(correspond)하는 원뿔형 개폐제어면인 것을 특징으로 하는 유체제어밸브.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 공기배출노즐의 직경은 일정하고,

   상기 공기배출노즐에 인접하는 상기 한 쌍의 개폐제어면 중 다른 하나는, 상기 플래퍼어셈블리로부터 멀어지는 방향으로 경사진 니들형 개폐제어면인 것을 특징으로 하는 유체제어밸브.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 한 쌍의 개폐제어면은 상기 한 쌍의 플래퍼 각각에 일체로 형성되는 유체제어밸브.
6. 제1항에 있어서,

   상기 플래퍼어셈블리는, 상기 공기공급노즐의 개구단이 놓이는 평면 및 상기 공기배출노즐의 개구단이 놓이는 평면 모두에 직교하는 방향으로 직선으로 이동하는 것을 특징으로 하는 유체제어밸브.
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