KR101381780B1 - 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기구동기 조립 후, 공기구동밸브 작동시 스프링 힘을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 장시간 반복운전에 의한 스프링의 탄성이 약해지거나 공기구동기 작동시 스프링 힘이 최초 설치시 힘보다 약해지면 스프링의 프리로드를 수시로 조절할 수 있도록 한 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기는 공기구동기 하우징과; 상기 공기구동기 하우징의 내부 하단에 설치되는 피스톤과; 상기 피스톤의 상부 가운데에 설치되는 스프링 바닥지지대와; 상기 스프링 바닥지지대 상에 하단이 접촉 설치되는 스프링과; 상기 스프링의 상단에 접촉 설치되는 스프링 상부지지판으로 구성되는 공기구동기에 있어서, 상기 공기구동기 하우징 상부에 공기구동기 상부하우징이 공기구동기 하우징 연결볼트에 의해 설치되고, 상기 공기구동기 상부하우징 상에 스템이송기 지지대가 설치되며, 상기 스템이송기 지지대 상의 내부에 스템이송기 커넥터가 나사 결합되며, 상기 스템이송기 커넥터를 통과하여 스템이송기 지지대 상부 내측에 스템이송기가 설치되며, 상기 스템이송기 외주면에 핸드휠이 설치되며, 상기 핸드휠의 상부와 스템이송기 외측에 핸드휠 고정너트가 설치되며, 상기 스템이송기와, 스템이송기 지지대 및 공기구동기 상부하우징을 관통하여 스프링 상부지지판 상에 누름디스크와 공기구동기 스템이 결합 설치됨을 특징으로 한다.

Description

스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기{Air operated actuator with spring force controling equipment}
본 발명은 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기에 관한 것으로, 특히 공기구동밸브 작동시 스프링 힘을 조절할 수 있는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기에 관한 것이다.
일반적으로 공기구동기는 내부에 피스톤을 중심으로 한쪽에는 스프링이 설치되고, 반대쪽에는 압축공기가 주입 또는 배출되는 구조이다.
즉, 압축공기가 주입되어 공기압의 힘으로 피스톤을 밀어올리면 반대쪽의 스프링이 압축되고, 반대로 압축공기가 배출되어 공기압이 낮아지면, 스프링이 팽창되어 피스톤을 밀어냄으로써 밸브의 열림 또는 닫힘 작동이 이루어진다.
여기서, 종래의 공기구동기는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기구동기 하우징(111)과; 상기 공기구동기 하우징(111)의 내부 하단에 설치되는 피스톤(104)과; 상기 피스톤(104)의 상부 가운데에 설치되는 스프링 바닥지지대(110)와; 상기 스프링 바닥지지대(110) 상에 하단이 접촉 설치되는 스프링(103)과; 상기 스프링(103)의 상단에 접촉 설치되는 스프링 상부지지판(102)과; 상기 공기구동기 하우징(111) 상단에 공기구동기 하우징 연결볼트(112)로 연결 설치되는 공기구동기 하우징 덮개(101)로 구성된다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 공기구동기의 작동에 대해 설명한다.
먼저, 공기구동기 열림 작동신호가 발생되면, 피스톤 하부공간(108)으로 압축공기가 주입되고, 상기 피스톤 하부공간(108)에 압축공기가 주입되어도 스프링(103)에 프리로드가 가해져 있기 때문에 피스톤(104)은 움직이지 않으며, 이와 같은 스프링(103)의 프리로드를 극복하기 위해 압축공기가 계속 공급되고, 피스톤 하부공간(108)의 내부 공기압은 높아진다(도 8의 800 ⇒ 801).
상기 피스톤 하부공간(108)에 주입된 공기압이 스프링(103)의 프리로드보다 커지면 피스톤(104)이 상부로 움직이기 시작하고, 스프링(103)은 압축된다.
이후, 공기압은 일정하게 상승하고 스프링(103)은 지속 압축되면서 공기구동밸브의 완전 열림 위치까지 이르게 된다(도 8의 801 ⇒ 802).
이후에도, 공기압은 미리 설정된 압력까지 지속적으로 상승하고, 피스톤(104)의 힘이 압축된 스프링(103) 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 한다(도 8의 802 ⇒ 803).
반대로, 공기구동기 닫힘 작동신호가 발생되면, 피스톤 하부공간(108)에 가압된 압축공기가 빠져나가기 시작하여 공기압이 낮아진다(도 8의 803 ⇒ 804).
공기압이 낮아져서 압축된 스프링(103)의 팽창력이 피스톤(104)에 작용하는 공기압보다 크게 되면 스프링(103)의 팽창력에 의해 피스톤(104)이 하부방향으로 움직이기 시작하며, 압축공기가 지속적으로 빠져나가고, 스프링(103)도 지속적으로 팽창되면서 공기구동밸브가 완전 닫힘 위치까지 이르게 된다(도 8의 804 ⇒ 805).
이후, 피스톤 하부공간(108)의 압축공기가 완전히 빠져나가고 스프링(103)도 완전히 팽창되면서 공기구동밸브의 닫힘 상태가 완료된다(도 8의 805 ⇒ 800).
상기한 바와 같은 구성 및 작동으로 이루어진 종래의 공기구동기는 공기구동기에 스프링 최초 설치시, 공기구동기 상부에서 스프링을 눌러주는 방식으로 스프링에 임의의 프리로드를 가해준다.
즉, 상기 스프링 프리로드는 공기구동기에 스프링 장착시 일정한 힘으로 스프링을 눌러주어 공기구동기 작동 전 스프링에 미리 임의의 압축력이 가해진 상태의 힘을 의미한다.
특히, 공기구동밸브 작동 전에 스프링에 미리 임의의 스프링 힘이 가해짐으로써, 공기구동기의 작동이 안정적으로 이루어지고, 반복적 작동으로 스프링의 탄성이 약해져도 어느 정도까지는 프리로드가 완충을 해줄 수 있다.
그런데 상기한 바와 같은 종래의 공기구동기는 공기구동기를 조립한 후에는 스프링 프리로드를 조절할 수가 없도록 된 구조이다.
그러므로 공기구동기의 공기구동밸브는 수년 또는 수십 년 동안의 반복운전을 통해 자연적으로 스프링의 탄성이 저하됨에 따라 스프링 힘이 약해지면 공기구동밸브 작동이 필요할 때 제대로 작동이 되지 않을 수가 있다.
따라서, 스프링의 힘이 약해져 공기구동밸브의 작동이 원활하지 않을 경우에는 종래의 공기구동기에서는 스프링을 교체하거나 또는 공기구동기 자체를 교체하는 방법 외에는 별다른 방법이 없었다.
만일, 스프링을 교체하는 경우에는 공기구동기를 완전히 분해하여 새로운 스프링 또는 강성 재질의 스프링으로 교체하는데, 이때 공기구동기로부터 스프링 분리시 스프링의 반발력이 커서 스프링 교체를 위한 특수장비가 필요하고, 사고의 위험성이 있어, 비교적 큰 공기구동기의 경우에는 제작사로 공기구동기를 이송하여 제작사에서 공기구동기의 스프링을 교체하는 것이 일반적이었다.
이에 따라 공기구동기의 스프링 또는 공기구동기 자체를 교체하는 것은 작업의 특수성과 위험성으로 인해 교체시 상당한 인력과 비용이 발생되었다.
또한, 상술한 바와 같이 공기구동기의 교체 비용 및 작업의 어려움으로 인해 발전소에서는 스프링의 탄성이 저하되었음에도 불구하고 스프링 또는 공기구동기를 교체하지 않고 공기구동밸브 운전을 계속하는 경우가 있어 잠재적으로 발전소의 운전성과 안전성이 저해되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 공기구동기 조립 후, 공기구동밸브 작동시 스프링 힘을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 장시간 반복운전에 의한 스프링의 탄성이 약해지거나 공기구동기 작동시 스프링 힘이 최초 설치시 힘보다 약해지면 스프링의 프리로드를 수시로 조절할 수 있도록 한 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기는 공기구동기 하우징과; 상기 공기구동기 하우징의 내부 하단에 설치되는 피스톤과; 상기 피스톤의 상부 가운데에 설치되는 스프링 바닥지지대와; 상기 스프링 바닥지지대 상에 하단이 접촉 설치되는 스프링과; 상기 스프링의 상단에 접촉 설치되는 스프링 상부지지판으로 구성되는 공기구동기에 있어서,
상기 공기구동기 하우징 상부에 공기구동기 상부하우징이 공기구동기 하우징 연결볼트에 의해 설치되고, 상기 공기구동기 상부하우징 상에 스템이송기 지지대가 설치되며, 상기 스템이송기 지지대 상의 내부에 스템이송기 커넥터가 나사 결합되며, 상기 스템이송기 커넥터를 통과하여 스템이송기 지지대 상부 내측에 스템이송기가 설치되며, 상기 스템이송기 외주면에 핸드휠이 설치되며, 상기 핸드휠의 상부와 스템이송기 외측에 핸드휠 고정너트가 설치되며, 상기 스템이송기와, 스템이송기 지지대 및 공기구동기 상부하우징을 관통하여 스프링 상부지지판 상에 누름디스크와 공기구동기 스템이 결합 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 스템의 일부분은 상부하우징과 스템이송기 지지대 사이 대기 공간에 항상 노출되어 있어서 스템측정센서를 설치할 수 있는 구조이어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 스프링 힘을 수시로 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 장시간 반복적인 사용에 따라 공기구동기의 스프링 힘이 약해지는 경우에 스프링 또는 공기구동기의 교체 없이 스프링에서 발생되는 힘을 추가로 확보할 수 있다.
이에 따라 스프링 힘이 약해진 공기구동기에서 스프링 또는 공기구동기의 교체를 방지하여 공기구동기 교체에 투입되는 막대한 인력과 비용을 절감시키는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 종래의 공기구동기에 조절장치와 공기구동기 상부하우징이 추가됨으로써, 스프링을 최대한 인장시킬 수 있어, 스프링의 반발력이 없는 상태에서 공기구동기를 용이하게 분해할 수 있다.
셋째, 본 발명은 스프링 힘 조절로 공기구동기의 힘을 추가로 확보함에 따라 공기구동밸브 운전시 충분한 구동 여유를 가질 수 있어 공기구동밸브의 원활한 작동은 물론이고 무리한 작동에 의한 부품의 손상 및 고장을 사전에 예방하여 공기구동밸브 및 공기구동기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 스템에 스템힘 측정센서를 설치할 수 있도록 고안되어, 진단장비와 연결할 경우 스프링 프리로드와 스프링 동작시 발생되는 힘을 실시간 측정 및 모니터링 할 수 있어 공기구동기 상태 감시가 용이하다.
다섯째, 본 발명은 발전소 한 호기당 수백 대의 공기구동밸브가 설치되어 있어, 본 발명을 적용할 경우에는 상당한 경제적 효과뿐만 아니라 발전소 안전운영에도 크게 기여할 것으로 판단된다.
도 1은 종래의 공기구동기를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기를 최초 설치시, 스프링 프리로드를 조절하기 전 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기에서 스프링 프리로드를 최대로 조절한 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 스템이송기를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 스템이송기 커넥터를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 핸드휠을 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 핸드휠 고정너트를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기 작동시 밸브 행정별 공기압 변화 선도를 나타낸 것으로, 초기 프리로드 설정 상태와 프리로드를 추가로 상승시킨 상태를 도시한 비교도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기를 최초 설치시, 스프링 프리로드를 조절하기 전 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A)는 공기구동기 하우징(111)과; 상기 공기구동기 하우징(111)의 내부 하단에 설치되는 피스톤(104)과; 상기 피스톤(104)의 상부 가운데에 설치되는 스프링 바닥지지대(110)와; 상기 스프링 바닥지지대(110) 상에 하단이 접촉 설치되는 스프링(103)과; 상기 스프링(103)의 상단에 접촉 설치되는 스프링 상부지지판(102)으로 구성되는 공기구동기(B)에 있어서,
상기 공기구동기 하우징(111) 상부에 공기구동기 상부하우징(213)이 공기구동기 하우징 연결볼트(201)에 의해 설치되고, 상기 공기구동기 상부하우징(213) 상에 스템이송기 지지대(211)가 설치되며, 상기 스템이송기 지지대(211) 상의 내부에 스템이송기 커넥터(209)가 나사결합되며, 상기 스템이송기 커넥터(209)를 통과하여 스템이송기 지지대(211) 상부 내측에 스템이송기(204)가 설치되며, 상기 스템이송기(204) 외주면에 핸드휠(205)이 설치되며, 상기 핸드휠(205)의 상부와 스템이송기(204) 외측에 핸드휠 고정너트(206)가 설치되며, 상기 스템이송기(204)와, 스템이송기 지지대(211) 및 공기구동기 상부하우징(213)을 관통하여 스프링 상부지지판(102) 상에 누름디스크(202)와 공기구동기 스템(203)이 결합 설치된 장치이다.
또한, 상기 스템이송기 지지대(211)는 그 상단 내주면에 나사산(214)이 형성되고, 속이 빈 원통형상으로 구성되며, 상부하우징(213) 상부에 대기 노출 공간을 마련하여 스템(203)에 스템힘 측정센서(224)를 탈부착할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A)는 종래의 공기구동기(B)에 공기구동기 상부하우징(213), 스템이송기 지지대(211), 스템이송기 커넥터(209), 스템이송기(204), 핸드휠(205), 핸드휠 고정너트(206), 누름디스크(202), 공기구동기 스템(203)이 유기적으로 결합되어 이루어진 장치이다.
여기서, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A)는 종래의 공기구동기 하우징(111)에 공기구동기 상부하우징(213)을 설치하고, 스프링 상부지지판(102) 상에 누름디스크(202)와 공기구동기 스템(203)을 결합하여 설치하고, 공기구동기 상부하우징(213) 상부에는 공기구동기 상부하우징 덮개(212)를 설치하고, 상기 공기구동기 상부하우징 덮개(212) 상부에는 스템이송기 지지대(211)를 설치한다.
이때, 상기 스템이송기 지지대(211) 중앙의 원통 공간에 공기구동기 스템(203)이 통과되도록 한다.
다음으로, 상기 원통형의 스템이송기(204)를 스템이송기 지지대(211) 상에 안착시키고, 원통형의 스템이송기 커넥터(209)를 스템이송기(204)와 스템이송기 지지대(211) 사이에 설치한다.
상기 스템이송기 커넥터(209)에는 스템이송기 지지대(211)와 나사결합되어 스템이송기(204)와 핸드휠(205)을 지지함과 동시에 스템이송기(204)가 스템이송기 지지대(211) 내부에서 안정적으로 회전운동을 할 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 핸드휠(205)과 스템이송기(204)를 결합하는데, 이때 상기 핸드휠(205)의 내부의 키홈(208)이 스템이송기(204) 표면에 사각형상으로 돌출된 스템이송기 키(207)에 잘 맞춰 결합시킨다.
다음으로, 상기 핸드휠(205)을 안정적으로 고정하기 위해 내주면에 나사산(223)이 형성된 원형의 핸드휠 고정너트(206)를 스템이송기(204) 상부에 형성된 외주면 나사산(215)에 결합시킨다.
또한, 상기 스템(203)의 일부분은 나사산이 없는 매끈한 표면으로 가공하고, 이 부분은 스템힘 측정센서(224, strain gauge형)를 탈부착할 수 있도록 상부하우징(213)과 스템이송기 지지대(211) 사이의 대기 노출공간에서 움직이도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기를 이용한 스프링 힘 조절에 대해 설명한다.
먼저, 사용자는 스프링(103)의 프리로드를 변경시키기 위해서 핸드휠(205)을 회전시키면, 상기 핸드휠(205)과 결합된 스템이송기(204)가 회전되며, 상기 스템이송기(204)가 회전되면, 상기 스템이송기(204)와 나사 결합된 공기구동기 스템(203)이 아래 방향으로 움직이고, 상기 공기구동기 스템(203)이 아래 방향으로 내려감에 따라 공기구동기 스템(203) 말단부에 있는 누름디스크(222)가 스프링 상부지지판(102)을 눌러줌으로써, 스프링(103)의 추가 압축이 이루어지고, 상기 스프링(103)이 압축된 만큼의 추가적인 프리로드가 발생되며, 핸드휠(205)을 적절히 조절하여 목표로 하는 임의의 추가 프리로드가 가해지도록 한다.
상기 스프링(103)에 프리로드를 가한 후, 공기구동밸브를 2∼3차례 작동시켜서 공기구동밸브의 완전 열림 및 완전 닫힘이 정상적으로 이루어지고, 부품의 이상 현상이 나타나지 않으면 스프링 힘 조절을 완료한다.
이때, 스템힘 측정센서(224)에 산업계에서 사용되는 공기구동밸브 전용 진단장비를 연결하여 가해진 프리로드의 크기를 정량적으로 측정할 수 있으면, 더욱 정확도 높은 스프링(103)의 프리로드를 조절할 수 있다.
만일, 상기한 스프링(103)에 가해진 프리로드가 적절하지 않다면, 상기한 바와 같은 방법을 반복하면서 스프링(103)에 프리로드를 적절히 조절한다.
또한, 추가의 프리로드를 가해준 후, 장시간 운전상태에서 스프링(103)의 탄성이 다시 저하되면 상기한 바와 같은 방법으로 스프링 힘을 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기에서 스프링 프리로드를 최대로 조절한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A)의 공기구동기 스템(203)과 누름디스크(202)가 도 2에 비해서 아래 방향으로 상당히 내려온 것을 알 수 있으며, 스프링(103) 또한 프리로드 추가 조절 전에 비해 더 많이 압축된 상태임을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 스템이송기를 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스템이송기(204)는 전체적으로 원통형상으로 이루어지고, 상부의 내주면과 외주면에는 나사산(214, 215)이 형성되고, 중간부에는 외주면에 사각형상으로 스템이송기 키(207)가 돌출 형성되며, 하부에는 하단 외측으로 스템이송기 하부받침(216)이 형성된다.
즉, 상기 스템이송기(204)는 상부, 중간부, 하부의 3개 부분으로 구성되는데, 상부는 원통형 내주면과 외주면에 모두 나사산(214, 215)이 형성되며, 상기 스템이송기 내주면 나사산(214)은 공기구동기 스템(105)과 연결되어 공기구동기 스템(203)을 이동시키는 역할을 수행하며, 외주면 나사산(215)은 핸드휠 고정너트(206)와 연결되어 핸드휠(205)을 고정하는 역할을 수행한다.
또한, 중간부는 핸드휠(205)과 연결되는 부분으로 스템이송기 키(207)가 원통형 표면에 돌출 형성되어 핸드휠(205)에 형성된 키홈(208)과 결합된다.
그리고 하부는 스템이송기(204)에 안착되는 부분으로 하부받침(216)이 형성되어, 스템이송기 지지대(211) 내부 바닥에 안착된다.
도 5는 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 스템이송기 커넥터를 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스템이송기 커넥터(209)는 전체적으로 원통형상으로 이루어지고, 상단에는 외측으로 일정한 형상으로 연장되는 커넥터 상판(217)이 설치되며, 하부에는 외주면에 나사산(219)이 형성된다.
즉, 상기 스템이송기 커넥터(209)는 스템이송기(204)에 스템이송기 커넥터(209)의 원통 공간을 통과시킨 후, 상기 스템이송기 커넥터 외주면 나사산(219)을 돌려서 스템이송기 지지대(211) 내주면에 결합시키며, 상기 스템이송기 커넥터 상판(217)은 핸드휠(205)의 하부 받침대 역할을 한다.
도 6은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 핸드휠을 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 핸드휠(205)은 전체적으로 원형틀 형상으로 핸드휠 손잡이(220)가 형성되고, 상기 핸드휠 손잡이(220) 내측 가운데 속이 빈 핸드휠 지지판(221)이 핸드휠 지지봉(222)에 의해 고정 설치되고, 상기 핸드휠 지지판(221)의 내주면 소정의 위치에 핸드휠 키이홈(208)이 형성된다.
즉, 상기 핸드휠(205)은 핸드휠 손잡이(220)와 핸드휠 지지판(221) 및 핸드휠 지지봉(222)으로 구성된다.
여기서, 상기 핸드휠 손잡이(220)는 전체적으로 원형틀 형상으로 형성된다.
또한, 상기 핸드휠 지지판(221)은 그 내부에 스템이송기(204)와의 결합을 위해 키홈(208)이 형성된다.
도 7은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기의 핸드휠 고정너트를 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 핸드휠 고정너트(206)는 내주면 나사산(223)은 스템이송기 외주면 나사산(215)과 결합되어 핸드휠(205)을 고정한다.
도 8은 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기 작동시 밸브 행정별 공기압 변화 선도를 나타낸 것으로, 초기 프리로드 설정 상태와 프리로드를 추가로 상승시킨 상태를 도시한 비교도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 스프링(103)에 프리로드를 추가로 가해주기 전의 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A) 작동시 공기압 변화선도는 공기구동밸브 열림시 800 ⇒ 801 ⇒ 802 ⇒ 803 순서로 변화하고, 공기구동밸브 닫힘시 803 ⇒ 804 ⇒ 805 ⇒ 800의 순서로 변화한다.
만약, 추가로 스프링(103)에 프리로드를 조절하면 프리로드가 종래의 크기(800 ⇒ 801)에서 추가로 증가하여 806지점까지 상승한다.
프리로드가 806 지점까지 상승함에 따라 이후 공기구동밸브 행정 진행과정 동안 공기구동기(A)의 힘은 종래의 공기구동기(B) 대비하여 상승한 상태에서 진행되는데, 공기구동밸브 열림시 800 ⇒ 806 ⇒ 807 ⇒ 808 순서로 변화하고, 공기구동밸브 닫힘시는 808 ⇒ 809 ⇒ 810 ⇒ 800의 순서로 변화한다.
즉, 도 8의 스프링 프리로드 추가 전후의 선도를 비교해 보면, 스프링(103)에 프리로드를 추가로 증가시키면 모든 공기구동밸브 행정에서 공기구동기(A) 내부 공기압이 추가로 상승한 상태에서 행정이 진행됨을 알 수 있다.
이것은 스프링(103)의 힘이 그만큼 커졌다는 것을 의미하며, 따라서 스프링(103)에 프리로드를 상승시키면 공기구동밸브 작동시 본 발명에 따른 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기(A)의 스프링 힘이 상승하는 효과가 있음을 알 수 있다.
이상에서 서술된 것은 모든 점에서 단순한 예시에 불과한 것이고, 이를 가지고 한정적으로 해석해서는 안 되며, 단지 본 발명의 진정한 정신 및 범위 내에 존재하는 실시예는 모두 본 발명의 청구범위에 포함되는 것이다.
100: 고정볼트 101: 공기구동기 하우징 덮개
102: 스프링 상부지지판 103: 스프링
104: 피스톤 105: 공기구동기 스템
106: 공기구동기 하부판 107: 공기구동밸브 스템
108: 피스톤 하부공간 109: 밀봉링
110: 스프링 바닥지지대 111: 공기구동기 하우징
112: 공기구동기 하우징 연결볼트 201: 공기구동기 상부하우징 연결볼트
202: 누름디스크 203: 공기구동기 스템
204: 스템이송기 205: 핸드휠
206: 핸드휠 고정너트 207: 스템이송기 키
208: 핸드휠 키홈 209: 스템이송기 커넥터
210: 패킹 211: 스템이송기 지지대
212: 공기구동기 상부하우징 덮개 213: 공기구동기 상부하우징
214: 스템이송기 내주면 나사산 215: 스템이송기 외주면 나사산
216: 스템이송기 하부받침 217: 스템이송기 커넥터 상판
218: 스템이송기 커넥터 내주면
219: 스템이송기 커넥터 외주면 나사산
220: 핸드휠 손잡이 221: 핸드휠 지지판
222: 핸드휠 지지봉 223: 핸드휠 고정너트 내주면 나사산
224: 스템힘 측정센서
800: 열림시작 또는 닫힘완료 801: 피스톤 작동시작(열림)
802: 피스톤 작동완료(열림) 803: 완전열림 또는 닫힘시작
804: 피스톤 작동시작(닫힘) 805: 피스톤 작동완료(닫힘)
806: 피스톤 작동시작(열림) 807: 피스톤 작동완료(열림)
808: 완전열림 또는 닫힘시작 809: 피스톤 작동시작(닫힘)
810: 피스톤 작동완료(닫힘)
A: 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기
B: 종래의 공기구동기

Claims (5)

  1. 공기구동기 하우징(111)과; 상기 공기구동기 하우징(111)의 내부 하단에 설치되는 피스톤(104)과; 상기 피스톤(104)의 상부 가운데에 설치되는 스프링 바닥지지대(110)와; 상기 스프링 바닥지지대(110) 상에 하단이 접촉 설치되는 스프링(103)과; 상기 스프링(103)의 상단에 접촉 설치되는 스프링 상부지지판(102)으로 구성되는 공기구동기에 있어서,
    상기 공기구동기 하우징(111) 상부에 공기구동기 상부하우징(213)이 공기구동기 하우징 연결볼트(201)에 의해 설치되고, 상기 공기구동기 상부하우징(213) 상에 스템이송기 지지대(211)가 설치되며, 상기 스템이송기 지지대(211) 상의 내부에 스템이송기 커넥터(209)가 나사 결합되며, 상기 스템이송기 커넥터(209)를 통과하여 스템이송기 지지대(211) 상부 내측에 스템이송기(204)가 설치되며, 상기 스템이송기(204) 외주면에 핸드휠(205)이 설치되며, 상기 핸드휠(205)의 상부와 스템이송기(204) 외측에 핸드휠 고정너트(206)가 설치되며, 상기 스템이송기(204)와, 스템이송기 지지대(211) 및 공기구동기 상부하우징(213)을 관통하여 스프링 상부지지판(102) 상에 누름디스크(202)와 공기구동기 스템(203)이 결합 설치됨을 특징으로 하는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스템이송기(204)는 전체적으로 원통형상으로 이루어지고, 상부의 내, 외주면에는 나사산이 형성되고, 중간부에는 외주면에 사각형상으로 스템이송기 키(207)가 돌출 형성되며, 하부에는 하단 외측으로 스템이송기 하부받침(216)이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핸드휠(205)은 전체적으로 원형틀 형상으로 핸드휠 손잡이(220)가 형성되고, 상기 핸드휠 손잡이(220) 내측 가운데 속이 빈 핸드휠 지지판(221)이 핸드휠 지지봉(222)에 의해 고정 설치되고, 상기 핸드휠 지지판(221)의 내주면 소정의 위치에 핸드휠 키이홈(208)이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스템이송기 지지대(211)는 그 상단 내주면에 나사산이 형성되고, 속이 빈 원통형상으로 구성되며, 상부하우징(213) 상부에 대기 노출 공간을 마련하고, 스템(203)에 스템힘 측정센서(224)를 탈부착할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스템이송기 커넥터(209)는 전체적으로 원통형상으로 이루어지고, 상단에는 외측으로 일정한 형상으로 연장되는 커넥터 상판(217)이 설치되며, 하부에는 외주면에 나사산(219)이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 힘 조절장치가 구비된 공기구동기.
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