KR101383068B1

KR101383068B1 - 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치

Info

Publication number: KR101383068B1
Application number: KR1020130098272A
Authority: KR
Inventors: 진종근; 김종열
Original assignee: 진종근
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-04-18
Also published as: JP2015040627A; JP2015040628A; JP5731619B2

Abstract

본 발명은 원격위치검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원거리에 위치하는 밸브를 개폐시키는 다회전구동기의 개폐 위치를 검출하는 것이 가능한 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는, 유압펌프로부터 공급되는 작동유에 의해, 회전력을 발생시켜 밸브를 개폐하는 다회전구동기; 다회전구동기에 연결되는 제1 유압라인 상에 마련되며, 밸브가 개방측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제1 유압차단기; 다회전구동기에 연결되는 제2 유압라인 상에 마련되며, 밸브가 차폐측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제2 유압차단기; 제1 유압라인의 타단 및 제2 유압라인의 타단에 연결되며, 제1 유압차단기 또는 제2 유압차단기가 차단되는 경우, 작동유의 공급 및 회수를 중단시키는 솔레노이드밸브; 제1 유압차단기와 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 제1 유압라인에서 발생되는 제1 유압값이 미리 설정된 압력문턱값 이상이면, 밸브의 완전 개방상태를 검출하는 제1 압력계; 및 제2 유압차단기와 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 제2 유압라인에서 발생되는 제2 유압값이 압력문턱값 이상이면, 밸브의 완전 차폐상태를 검출하는 제2 압력계를 포함한다.

Description

다회전구동기를 위한 원격위치검출장치{APPARATUS FOR REMOTELY DETECTING POSITION OF MULTIROTATION ACTUATOR}

본 발명은 원격위치검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원거리에 위치하는 밸브를 개폐시키는 다회전구동기의 개폐 위치를 검출하는 것이 가능한 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박, 플랜트 등에 밸브가 설치되는 경우, 탱크나 바닷속과 같이 수심 깊은 곳에 설치되기 때문에, 사람의 접근이 곤란하므로 원격 조작기를 밸브 상단에 부착하여 원격에서 유압을 이용하여 밸브를 조작하고 있다.

일반적인 유압 구동기의 경우 실린더의 형태로서, 실린더 내부에 개방측과 차폐측은 실린더 헤드 또는 피스톤에 의해 분리되어 있음에 따라, 개방 또는 차폐로 보내어지는 유량으로서 밸브의 위치를 원격에서 확인 가능하다.

하지만, 다회전을 위해 사용되는 다회전구동기(Multi Turn Actuator)의 경우, 구동 방식으로 대부분 유압에 따라 지속적으로 회전하는 유압모터를 사용하고 있으나, 이러한 유압모터의 경우 내부에서 회전을 시킨 유체가 반대쪽으로 빠져 나가는 구조를 취함에 따라, 개방과 차폐가 서로 밀폐되어 있지 않음으로서 상기의 실린더와 같이 유량 감지식으로는 위치를 인지하기 불가능한 문제점이 있다.

한편, 대부분의 원격 조작형 다회전구동기의 경우, 밸브 위치를 원격에서 인지하기 위해서 전기식 리미트 스위치를 설치하여 확인하는 방식을 사용하고 있으나, 전기식 리미트 스위치의 경우 정확성은 뛰어나나, 수심 깊은 곳에서 사용하는데 따른 안전성 및 수밀성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 전기식 리미트 스위치의 경우에는 밸브측의 리미트 스위치를 유압 조작부까지 전기선을 연결하여야 하는 불편함이 있다. 나아가, 전기선이 중간에 절단되거나, 정전 시에는 전원 공급이 중단되어 밸브의 위치를 검출할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 유압차단기를 사용하여, 밸브가 작동 중일 때는 다회전구동기로 작동유가 흐르게 하고, 밸브가 완전 개방상태 또는 완전 차폐상태가 되었을 때 유압을 차단하여, 유압이 갇히는 형태로 원격에서 밸브의 위치를 검출할 수 있는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 전기식 리미트 스위치 없이, 밸브의 개폐위치를 원격에서 정확하고 안전하게 검출할 수 있는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는, 유압펌프로부터 공급되는 작동유에 의해, 회전력을 발생시켜 밸브를 개폐하는 다회전구동기; 다회전구동기에 연결되는 제1 유압라인 상에 마련되며, 밸브가 개방측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제1 유압차단기; 다회전구동기에 연결되는 제2 유압라인 상에 마련되며, 밸브가 차폐측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제2 유압차단기; 제1 유압라인의 타단 및 제2 유압라인의 타단에 연결되며, 제1 유압차단기 또는 제2 유압차단기가 차단되는 경우, 작동유의 공급 및 회수를 중단시키는 솔레노이드밸브; 제1 유압차단기와 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 제1 유압라인에서 발생되는 제1 유압값이 미리 설정된 압력문턱값 이상이면, 밸브의 완전 개방상태를 검출하는 제1 압력계; 및 제2 유압차단기와 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 제2 유압라인에서 발생되는 제2 유압값이 압력문턱값 이상이면, 밸브의 완전 차폐상태를 검출하는 제2 압력계를 포함한다.

또한, 본 발명의 제1 유압차단기는, 제1 차단기 몸체와, 제1 차단기 몸체의 일측면에 마련되며 제1 유압라인과 연결되는 제1 차단기 유로와, 제1 차단기 몸체의 타측면에서 제1 차단기 유로보다 높은 위치에 마련되며 다회전구동기와 연결되는 제2 차단기 유로와, 제1 차단기 몸체 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 제1 차단기 유로와 연결되고 상부가 제2 차단기 유로와 연결되되, 제2 차단기 유로와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제3 차단기 유로와, 제3 차단기 유로 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 제3 차단기 유로의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제1 유로차단 볼과, 제1 차단기 몸체의 상측에 마련되며, 다회전구동기에 연동하여 회전하는 제1 차단기 기어와, 제1 차단기 기어로부터 제3 차단기 유로 내부까지 연장되며 제1 유로차단 볼의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 제1 유로차단 볼을 상하 방향으로 이동시키는 제1 차단기 기어축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 유압차단기는, 제2 차단기 몸체와, 제2 차단기 몸체의 일측면에 마련되며 제2 유압라인과 연결되는 제4 차단기 유로와, 제2 차단기 몸체의 타측면에서 제4 차단기 유로보다 높은 위치에 마련되며 다회전구동기와 연결되는 제5 차단기 유로와, 제2 차단기 몸체 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 제4 차단기 유로와 연결되고 상부가 제5 차단기 유로와 연결되되, 제5 차단기 유로와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제6 차단기 유로와, 제6 차단기 유로 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 제6 차단기 유로의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제2 유로차단 볼과, 제2 차단기 몸체의 상측에 마련되며, 다회전구동기에 연동하여 회전하는 제2 차단기 기어와, 제2 차단기 기어로부터 제6 차단기 유로 내부까지 연장되며 제2 유로차단 볼의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 제2 유로차단 볼을 상하 방향으로 이동시키는 제2 차단기 기어축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다회전구동기는, 상하 방향으로 마련되어, 밸브를 개폐하기 위한 회전력을 전달하는 구동기 회전축과, 구동기 회전축 상에 마련되어, 구동기 회전축과 연동하여 회전하는 구동기 기어를 포함하며, 제1 유압차단기와 제2 유압차단기가 구동기 회전축의 양측에 배치되어, 제1 차단기 기어와 제2 차단기 기어가 구동기 기어의 양측에 각각 체결되어 회전하며, 제1 차단기 기어축과 제2 차단기 기어축은 서로 반대 방향으로 나사산이 형성되어, 구동기 기어의 일방향 회전에 연동하여 제1 차단기 기어축이 상승하여 제3 차단기 유로를 차단하고 제2 차단기 기어축이 하강하여 제6 차단기 유로를 개방하며, 구동기 기어의 타방향 회전에 연동하여 제1 차단기 기어축이 하강하여 제3 차단기 유로를 개방하고 제2 차단기 기어축이 상승하여 제6 차단기 유로를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 제1 차단기 기어축 및 제2 차단기 기어축의 상하 이동시, 제1 차단기 기어 및 제2 차단기 기어가 구동기 기어로부터 이탈하지 않도록, 구동기 기어의 두께를 제1 차단기 기어축 및 제2 차단기 기어축의 상하 이동량보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 밸브가 개방 중이거나 차폐 중인 상태에는, 제1 유압값과 제2 유압값이 서로 같으며, 밸브의 완전 개방상태에서는, 제1 유압값이 제2 유압값보다 높고, 밸브의 완전 차폐상태에서는, 제2 유압값이 제1 유압값보다 높은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 솔레노이드밸브는, 밸브를 개방하기 위해, 제1 유압라인을 유압펌프의 공급단에 연결시키며 제2 유압라인을 유압탱크의 회수단에 연결시키는 제1 밸브 유로를 형성하며, 밸브를 차폐하기 위해, 제2 유압라인을 유압펌프의 공급단에 연결시키며 제1 유압라인을 유압탱크의 회수단에 연결시키는 제2 밸브 유로를 형성하고, 밸브가 완전 개방상태 및 완전 차폐상태에서는, 제1 유압라인 및 제2 유압라인의 타단을, 유압펌프의 공급단 및 유압탱크의 회수단과 차단하여 유압을 유지시키는 중간 밸브차단로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는 유압차단기를 사용하여, 밸브가 작동 중일 때는 다회전구동기로 작동유가 흐르게 하고, 밸브가 완전 개방상태 또는 완전 차폐상태가 되었을 때 유압을 차단하여, 유압이 갇히는 형태로 원격에서 밸브의 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는 별도의 전기식 리미트 스위치 없이, 밸브의 개폐위치를 원격에서 정확하고 안전하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 유압차단기의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 유압차단기의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기와, 제1 유압차단기 및 제2 유압차단기의 체결 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치의 동작 특성을 설명하기 위한 도면.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 유압차단기의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 유압차단기의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기와, 제1 유압차단기 및 제2 유압차단기의 체결 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는, 다회전구동기(110), 제1 유압차단기(120), 제2 유압차단기(130), 솔레노이드밸브(140), 제1 압력계(150) 및 제2 압력계(160)를 포함한다.

다회전구동기(110)는 유압펌프로부터 공급되는 작동유에 의해, 회전력을 발생시켜 밸브(10)를 개폐한다. 구체적으로, 밸브(10)는 선박, 플랜트 등에서 탱크나 심해에 설치되기 때문에, 일측에서 내부로 가이드공이 형성되고 가이드공 내주면에 나사산이 형성되는 밸브몸체와, 나사산에 맞물려 회전하며 가이드공을 따라 이동하여 밸브를 개방시키거나 차폐시키는 스크류를 포함한다. 다회전구동기(110)는 스크류에 연결되어 회전력을 제공하게 된다.

즉, 다회전구동기(110)는 작동유의 유압에 의해 회전력을 생성하는 유압모터의 일종으로서, 다회전구동기(110)는, 제1 유압라인(121)과 제2 유압라인(131)이 양측에 연결되어 일측에서 작동유가 공급되고 타측에서 작동유가 회수되는 동작에 의해 발생되는 유압에 의해 회전력을 발생시키게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기(110)의 구조적 특징 및 동작 특성에 관해서는, 이후 도 2 및 도3에 도시된 제1 유압차단기(120) 및 제2 유압차단기(130)의 구조에 대해 살펴본 후, 다회전구동기(110)와, 제1 유압차단기(120) 및 제2 유압차단기(130)와의 체결관계를 나타낸 도 4를 통해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

제1 유압차단기(120)는 다회전구동기(110)에 연결되는 제1 유압라인(121) 상에 마련되며, 밸브(10)가 개방측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기(110)에 작동유 공급을 차단한다.

구체적으로, 도 2를 참조하면, 제1 유압차단기(120)는, 제1 차단기 몸체(122)와, 제1 차단기 몸체(122)의 일측면에 마련되며 제1 유압라인(121)과 연결되는 제1 차단기 유로(123)와, 제1 차단기 몸체(122)의 타측면에서 제1 차단기 유로(123)보다 높은 위치에 마련되며 다회전구동기(110)와 연결되는 제2 차단기 유로(124)와, 제1 차단기 몸체(122) 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 제1 차단기 유로(123)와 연결되고 상부가 제2 차단기 유로(124)와 연결되되, 제2 차단기 유로(124)와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제3 차단기 유로(125)와, 제3 차단기 유로(125) 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 제3 차단기 유로(125)의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제1 유로차단 볼(126)과, 제1 차단기 몸체(122)의 상측에 마련되며, 다회전구동기(110)에 연동하여 회전하는 제1 차단기 기어(127)와, 제1 차단기 기어(127)로부터 제3 차단기 유로(125) 내부까지 연장되며 제1 유로차단 볼(126)의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 제1 유로차단 볼(126)을 상하 방향으로 이동시키는 제1 차단기 기어축(128)을 포함하는 것이 가능하다.

이와 같은 구조에 의해, 제1 차단기 기어(127)가 회전함에 따라 제1 차단기 기어축(128)이 상하로 움직이고, 제1 차단기 몸체(122) 내부에서 제1 차단기 기어축(128) 하부의 제1 유로차단 볼(126)이 유압으로 밀려 올라와 유압을 차단하는 동작 특성을 나타낸다.

즉, 밸브(10)의 개방을 위해 작동유가 제1 유압차단기(120)를 통해 다회전구동기(110)로 공급되는 경우, 제1 차단기 유로(122)로부터 제2 차단기 유로(123) 방향으로 작동유의 유압이 발생되며 제3 차단기 유로(124) 내에서는 제1 유로차단 볼(126)의 상승력을 발생시킨다. 이때, 도 2의 (a)와 같이 제1 차단기 기어(127)가 회전에 의해 하방으로 이동된 경우, 제1 차단기 기어축(128)이 하방으로 이동하여 제1 유로차단 볼(126)의 상승을 억제하여, 제1 유압차단기(120)의 개방상태를 유지시킨다. 또한, 도 2의 (b)와 같이 제1 차단기 기어(127)가 회전에 의해 상방으로 이동된 경우, 제1 차단기 기어축(128)이 상방으로 이동하여 제1 유로차단 볼(126)이 상승된다. 이에 따라, 밸브(10)의 완전 개방상태에서는 제3 차단기 유로(125)의 축경 부분을 제1 유로차단 볼(126)이 막게 되어 제1 유압차단기(120)의 차단상태를 유지시킨다. 한편, 유압에 더하여 제1 유로차단 볼(126)의 상방 상승력을 더 제공하기 위해 제2 유로차단 볼(136)의 하측에 탄성스프링을 게재시키는 것도 가능하다.

여기서, 도 2는 제1 유압차단기(120)를 통해 다기회전구동기(110)로 작동유가 공급되는 방향인 경우를 나타낸 것으로, 반대로 제1 유압차단기(120)를 통해 다기회전구동기(110)로부터 작동유가 회수되는 방향인 경우에는, 제2 차단기 유로(124)를 통해 제1 차단기 유로(123)로 작동유가 이동하므로, 제1 차단기 기어축(128)의 상하 위치와 상관없이, 작동유의 유압에 의해 제1 유로차단 볼(126)이 항상 하방으로 이동된 상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 회수되는 방향의 경우, 제1 유압차단기(120)의 차단 없이 항상 작동유의 회수 동작을 수행할 수 있다.

제2 유압차단기(130)는 다회전구동기(110)에 연결되는 제2 유압라인(131) 상에 마련되며, 밸브(10)가 차폐측으로 완전히 이동함에 따라 다회전구동기(110)에 작동유 공급을 차단한다.

구체적으로, 도 3을 참조하면, 제2 유압차단기(130)는, 제2 차단기 몸체(132)와, 제2 차단기 몸체(132)의 일측면에 마련되며 제2 유압라인(131)과 연결되는 제4 차단기 유로(133)와, 제2 차단기 몸체(132)의 타측면에서 제4 차단기(133) 유로보다 높은 위치에 마련되며 다회전구동기(110)와 연결되는 제5 차단기 유로(134)와, 제2 차단기 몸체(132) 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 제4 차단기 유로(133)와 연결되고 상부가 제5 차단기 유로(134)와 연결되되, 제5 차단기 유로(134)와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제6 차단기 유로(135)와, 제6 차단기 유로(135) 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 제6 차단기 유로(135)의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제2 유로차단 볼(136)과, 제2 차단기 몸체(132)의 상측에 마련되며, 다회전구동기(110)에 연동하여 회전하는 제2 차단기 기어(137)와, 제2 차단기 기어(137)로부터 제6 차단기 유로(135) 내부까지 연장되며 제2 유로차단 볼(136)의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 제2 유로차단 볼(136)을 상하 방향으로 이동시키는 제2 차단기 기어축(138)을 포함하는 것이 가능하다.

이와 같은 구조에 의해, 제2 차단기 기어(137)가 회전함에 따라 제2 차단기 기어축(138)이 상하로 움직이고, 제2 차단기 몸체(132) 내부에서 제2 차단기 기어축(138) 하부의 제2 유로차단 볼(136)이 유압으로 밀려 올라와 유압을 차단하는 동작 특성을 나타낸다.

즉, 밸브(10)의 차폐를 위해 작동유가 제2 유압차단기(130)를 통해 다회전구동기(110)로 공급되는 경우, 제4 차단기 유로(132)로부터 제5 차단기 유로(133) 방향으로 작동유의 유압이 발생되며 제6 차단기 유로(134) 내에서는 제2 유로차단 볼(136)의 상승력을 발생시킨다. 이때, 도 3의 (a)와 같이 제2 차단기 기어(137)가 회전에 의해 하방으로 이동된 경우, 제2 차단기 기어축(138)이 하방으로 이동하여 제2 유로차단 볼(136)의 상승을 억제하여, 제2 유압차단기(130)의 개방상태를 유지시킨다. 또한, 도 2의 (b)와 같이 제2 차단기 기어(137)가 회전에 의해 상방으로 이동된 경우, 제2 차단기 기어축(138)이 상방으로 이동하여 제2 유로차단 볼(136)이 상승된다. 이에 따라, 밸브(10)의 완전 차폐상태에서는 제6 차단기 유로(135)의 축경 부분을 제2 유로차단 볼(136)이 막게 되어 제2 유압차단기(130)의 차단상태를 유지시킨다. 한편, 유압에 더하여 제2 유로차단 볼(136)의 상방 상승력을 더 제공하기 위해 제2 유로차단 볼(136)의 하측에 탄성스프링을 게재시키는 것도 가능하다.

여기서, 도 3은 제2 유압차단기(130)를 통해 다기회전구동기(110)로 작동유가 공급되는 방향인 경우를 나타낸 것으로, 반대로 제2 유압차단기(130)를 통해 다기회전구동기(110)로부터 작동유가 회수되는 방향인 경우에는, 제5 차단기 유로(134)를 통해 제4 차단기 유로(133)로 작동유가 이동하므로, 제2 차단기 기어축(138)의 상하 위치와 상관없이, 작동유의 유압에 의해 제2 유로차단 볼(136)이 항상 하방으로 이동된 상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 회수되는 방향의 경우, 제2 유압차단기(130)의 차단 없이 항상 작동유의 회수 동작을 수행할 수 있다.

한편, 다회전구동기(110)와, 제1 유압차단기(120) 및 제2 유압차단기(130)와의 체결관계를 나타낸 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기(110)는, 작동유의 유압에 의해 회전하는 유압구동부(111)와, 유압구동부(111)의 하측에서 상하 방향으로 마련되어, 밸브(10)를 개폐하기 위한 회전력을 전달하는 구동기 회전축(112)과, 구동기 회전축(112) 상에 마련되어, 구동기 회전축(112)과 연동하여 회전하는 구동기 기어(113)를 포함한다.

여기서, 제1 유압차단기(120)와 제2 유압차단기(130)가 구동기 회전축(112)의 양측에 배치되어, 제1 차단기 기어(127)와 제2 차단기 기어(137)가 구동기 기어(113)의 양측에 각각 체결되어 회전한다.

또한, 제1 차단기 기어축(128)과 제2 차단기 기어축(138)은 서로 반대 방향으로 나사산이 형성되어, 구동기 기어(113)의 일방향 회전에 연동하여 제1 차단기 기어축(128)이 상승하여 제3 차단기 유로(125)를 차단하고 제2 차단기 기어축(128)이 하강하여 제6 차단기 유로(135)를 개방한다.

반대로, 구동기 기어(113)의 타방향 회전에 연동하여 제1 차단기 기어축(128)이 하강하여 제3 차단기 유로(125)를 개방하고 제2 차단기 기어축(138)이 상승하여 제6 차단기 유로(135)를 차단한다.

이와 같이, 제1 차단기 기어(127)와 제2 차단기 기어(137)가 구동기 기어(113)의 양측에 각각 체결되며, 제1 차단기 기어축(128)과 제2 차단기 기어축(138)이 서로 반대 방향으로 나사산이 형성되는 구조에 의해 구동기 기어(113)의 회전 방향에 제1 차단기 기어(127)와 제2 차단기 기어(137)가 함께 연동하여 구동되는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 제1 차단기 기어축(128) 및 제2 차단기 기어축(138)의 상하 이동시, 제1 차단기 기어(127) 및 제2 차단기 기어(137)가 구동기 기어(113)로부터 이탈하지 않도록, 구동기 기어(113)의 두께를 제1 차단기 기어축(128) 및 제2 차단기 기어축(138)의 상하 이동량보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.

솔레노이드밸브(140)는 제1 유압라인(121)의 타단 및 제2 유압라인(131)의 타단에 연결되며, 제1 유압차단기(120) 또는 제2 유압차단기(130)가 차단되는 경우, 작동유의 공급 및 회수를 중단시킨다. 구체적으로, 솔레노이드밸브(140)는, 밸브(10)를 개방하기 위해, 제1 유압라인(121)을 유압펌프(20)의 공급단에 연결시키며 제2 유압라인(131)을 유압탱크(30)의 회수단에 연결시키는 제1 밸브 유로(141)를 형성한다. 또한, 솔레노이드밸브(140)는, 밸브(10)를 차폐하기 위해, 제2 유압라인(131)을 유압펌프(20)의 공급단에 연결시키며 제1 유압라인(121)을 유압탱크(30)의 회수단에 연결시키는 제2 밸브 유로(142)를 형성한다. 또한, 솔레노이드밸브(140)는, 밸브(10)가 완전 개방상태 및 완전 차폐상태에서는, 제1 유압라인(121) 및 제2 유압라인(131)의 타단을, 유압펌프(20)의 공급단 및 유압탱크(30)의 회수단과 차단하여 유압을 유지시키는 중간 밸브차단로(143)를 형성하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는 솔레노이드밸브(140)의 각각의 유로(141, 142, 143)로 동작시키기 위해 별도의 컨트롤러(도시하지 않음)를 더 마련하는 것이 가능하며, 밸브(10)가 완전 개방상태 및 완전 차폐상태인 경우, 중간 밸브차단로(143) 상태로 전환하기 위해서는 제1 유압차단기(120) 및 제2 유압차단기(130)의 차단 동작을 차단기 기어축의 위치를 감지하는 위치센서나, 차단 동작시 압력의 급격한 증가를 감지하는 압력센서 등을 이용하여 컨트롤러가 이를 감지함으로써, 중간 밸브차단로(143) 상태로 전환 가능하다. 또한, 다회전구동기(110)의 구동기 기어(113)의 회전량 등을 감지하여 전환거나, 밸브(10)의 완전 개방 또는 완전 차폐 명령 후 일정시간이 경과한 시점에 중간 밸브차단로(143) 상태로 전환하는 방법도 가능하다.

제1 압력계(150)는 제1 유압차단기(120)와 솔레노이드밸브(140) 사이에 마련되며, 제1 유압라인(121)에서 발생되는 제1 유압값이 미리 설정된 압력문턱값 이상이면, 밸브(10)의 완전 개방상태를 검출한다.

제2 압력계(160)는 제2 유압차단기(130)와 솔레노이드밸브(140) 사이에 마련되며, 제2 유압라인(131)에서 발생되는 제2 유압값이 압력문턱값 이상이면, 밸브(10)의 완전 차폐상태를 검출한다.

예컨대, 제1 유압차단기(120) 및 제2 유압차단기(130)의 차단동작 없이, 순수하게 유압펌프(20)의 유압으로 다회전구동기(110)를 작동시키는 경우, 유압은 일정압력인 40bar 이상 상승하지 않고, 유압펌프(20)의 작동을 멈추면 다시 자연압인 0bar로 돌아간다. 반면, 제1 유압차단기(120) 또는 제2 유압차단기(130)의 차단동작이 이루어지면, 고압인 80bar 이상까지 형성되며, 이때는 유압펌프(20)의 작동을 멈추어도 제1 유압차단기(120) 또는 제2 유압차단기(130)에 의해 유압이 차단되고 제1 유압라인(121)과 제2 유압라인(131)의 타단이 솔레노이드밸브(140)에 의해 차단되므로, 자연압으로 돌아가지 않고 기존 압력을 유지하게 된다.

즉, 본 발명의 일실시예에서는 압력문턱값을 80bar로 미리 설정하고, 밸브(10)의 개방 동작 중 제1 압력계(150)를 통해 제1 유압라인(121)에서 발생되는 제1 유압값이 80bar 이상이면, 밸브(10)가 완전 개방상태임을 감지할 수 있다. 또한, 밸브(10)의 차폐 동작 중 제2 압력계(160)를 통해 제2 유압라인(131)에서 발생되는 제2 유압값이 80bar 이상이면, 밸브(10)가 완전 차폐상태임을 감지할 수 있다. 한편, 80bar는 압력문턱값의 일례로서, 감도의 조절을 위해 일정범위 내에서 80bar보다 낮게 또는 80bar보다 높게 설정하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, 제1 유압값과 제2 유압값의 대소를 비교하여, 밸브(10)의 동작상태를 감지하는 것도 가능하다. 구체적으로, 밸브(10)가 개방 중이거나 차폐 중인 상태에는, 제1 유압값과 제2 유압값이 서로 같게 나타며, 밸브(10)의 완전 개방상태에서는, 제1 유압차단기(120)의 차단에 의해 제1 유압값이 제2 유압값보다 높게 나타나고, 밸브(10)의 완전 차폐상태에서는, 제2 유압차단기(130)의 차단에 의해 제2 유압값이 제1 유압값보다 높게 나타나는 점을 이용하여, 밸브(10)의 개방 또는 차폐 동작중, 완전 개방상태, 완전 차폐상태를 검출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치의 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 (a)는 밸브(10)가 개방 중인 상태를 나타낸 것으로, 솔레노이드밸브(140)가 제1 밸브 유로(141)를 형성하여, 유압펌프(20)의 공급단으로부터 제1 유압라인(121)을 통해 제1 유압차단기(120) 및 다회전구동기(110)순서로 작동유가 공급되어 다회전구동기(110)를 일방향으로 회전시킨다. 이후, 공급된 작동유는 제2 유압차단기(130)를 통해 제2 유압라인(131)을 거쳐 유압탱크(30)로 회수된다. 이때, 도 4를 참조하면 구동기 기어(113)가 일방향으로 회전하며, 제1 차단기 기어(127)가 구동기 기어(113)에 연동하여 회전하며 제1 차단기 기어축(128)이 상승하게 되고, 제2 차단기 기어(137)가 구동기 기어(113)에 연동하여 회전하며 제2 차단기 기어축(138)이 하강하게 된다. 이때, 다회전구동기(110)를 구동하기 위한 정상적인 유압이 40bar라고 가정하면, 제1 압력계(150) 및 제2 압력계(160) 모두 40bar의 유압값을 나타낸다.

도 5의 (b)는 밸브(10)의 완전 개방상태를 나타낸 것으로, 제1 차단기 기어축(128)이 상단까지 상승하게 되면(도 2 및 도 4 참조), 제1 유로차단 볼(126)이 제1 유압차단기(120)의 내부 유로를 차단하게 되어, 제1 유압라인(121)의 일단이 갑자기 차단되며 유압펌프(20)에 의해 제1 유압라인(121)에서의 유압이 순간적으로 증가하게 된다. 곧이어, 솔레노이드밸브(140)가 중간 밸브차단로(143)를 형성하여, 제1 유압라인(121)의 타단이 차단된다. 이에 따라, 제1 유압라인(121)에는 유압이 증가된 상태로 유지되므로, 제1 압력계(150)는 미리 설정된 압력문턱값인 80bar 이상을 나타내게 되어, 밸브(10)가 완전 개방상태임을 원격으로 검출할 수 있다. 이때의 제2 압력계(160)는 40bar와 같거나 작은 유압값을 나타낸다.

도 5의 (c)는 밸브(10)가 차폐 중인 상태를 나타낸 것으로, 솔레노이드밸브(140)가 제2 밸브 유로(142)를 형성하여, 유압펌프(20)의 공급단으로부터 제2 유압라인(131)을 통해 제2 유압차단기(130) 및 다회전구동기(110)순서로 작동유가 공급되어 다회전구동기(110)를 타방향으로 회전시킨다. 이후, 공급된 작동유는 제1 유압차단기(120)를 통해 제1 유압라인(121)을 거쳐 유압탱크(30)로 회수된다. 이때, 도 4를 참조하면 구동기 기어(113)가 타방향으로 회전하며, 제2 차단기 기어(137)가 구동기 기어(113)에 연동하여 회전하며 제2 차단기 기어축(138)이 상승하게 되고, 제1 차단기 기어(127)가 구동기 기어(113)에 연동하여 회전하며 제1 차단기 기어축(128)이 하강하게 된다. 이때, 다회전구동기(110)를 구동하기 위한 정상적인 유압이 40bar라고 가정하면, 제2 압력계(160) 및 제1 압력계(150) 모두 40bar의 유압값을 나타낸다.

도 5의 (d)는 밸브(10)의 완전 차폐상태를 나타낸 것으로, 제2 차단기 기어축(138)이 상단까지 상승하게 되면(도 3 및 도 4 참조), 제2 유로차단 볼(136)이 제2 유압차단기(130)의 내부 유로를 차단하게 되어, 제2 유압라인(131)의 일단이 갑자기 차단되며 유압펌프(20)에 의해 제2 유압라인(131)에서의 유압이 순간적으로 증가하게 된다. 곧이어, 솔레노이드밸브(140)가 중간 밸브차단로(143)를 형성하여, 제2 유압라인(131)의 타단이 차단된다. 이에 따라, 제2 유압라인(131)에는 유압이 증가된 상태로 유지되므로, 제2 압력계(160)는 미리 설정된 압력문턱값인 80bar 이상을 나타내게 되어, 밸브(10)가 완전 차폐상태임을 원격으로 검출할 수 있다. 이때의 제1 압력계(150)는 40bar와 같거나 작은 유압값을 나타낸다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에서는, 원격에서 유압펌프에서 발생한 유압이 솔레노이드밸브를 통하여 공급됨에 따라 다회전구동기가 작동하게 된다. 그리고 밸브가 완전히 개폐될 경우 유압차단기가 작동하여 유압라인을 차단하게 된다. 이때, 원격에서 솔레노이드밸브를 중간복귀시켰을 때, 완전 개방상태와 완전 차폐상태 각 유압라인 상의 유압이 줄지 않고 작동시의 압력을 유지하게 됨에 따라 이를 인지하여 밸브의 개폐를 확인할 수 있다.

또한, 유압차단기의 경우, 차단기 기어가 회전함에 따라 차단기 기어축이 상하로 움직이고, 차단기 몸체 내부에서 유로차단 볼이 유압으로 밀려 올라와 유압을 차단하는 형태를 가진다.

또한, 유압차단기는 다회전구동기의 개방측과 차폐측에 각각 1개씩 설치되며 구동기 회전축 및 구동기 기어가 회전함에 따라 유압차단기의 차단기 기어를 회전시키는 형태를 가진다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치는 유압차단기를 사용하여, 밸브가 작동 중일 때는 다회전구동기로 작동유가 흐르게 하고, 밸브가 완전 개방상태 또는 완전 차폐상태가 되었을 때 유압을 차단하여, 유압이 갇히는 형태로 원격에서 밸브의 위치를 검출할 수 있는 장점이 있으며, 별도의 전기식 리미트 스위치 없이, 밸브의 개폐위치를 원격에서 정확하고 안전하게 검출할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 밸브
20 : 유압펌프
30 : 유압탱크
110 : 다회전구동기
111 : 유압구동부
112 : 구동기 회전축
113 : 구동기 기어
120 : 제1 유압차단기
121 : 제1 유압라인
122 : 제1 차단기 몸체
123 : 제1 차단기 유로
124 : 제2 차단기 유로
125 : 제3 차단기 유로
126 : 제1 유로차단 볼
127 : 제1 차단기 기어
128 : 제1 차단기 기어축
130 : 제2 유압차단기
131 : 제2 유압라인
132 : 제2 차단기 몸체
133 : 제4 차단기 유로
134 : 제5 차단기 유로
135 : 제6 차단기 유로
136 : 제2 유로차단 볼
137 : 제2 차단기 기어
138 : 제2 차단기 기어축
140 : 솔레노이드밸브
141 : 제1 밸브 유로
142 : 제2 밸브 유로
143 : 중간 밸브차단로
150 : 제1 압력계
160 : 제2 압력계

Claims

유압펌프로부터 공급되는 작동유에 의해, 회전력을 발생시켜 밸브를 개폐하는 다회전구동기;
상기 다회전구동기에 연결되는 제1 유압라인 상에 마련되며, 상기 밸브가 개방측으로 완전히 이동함에 따라 상기 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제1 유압차단기;
상기 다회전구동기에 연결되는 제2 유압라인 상에 마련되며, 상기 밸브가 차폐측으로 완전히 이동함에 따라 상기 다회전구동기에 작동유 공급을 차단하는 제2 유압차단기;
상기 제1 유압라인의 타단 및 상기 제2 유압라인의 타단에 연결되며, 상기 제1 유압차단기 또는 상기 제2 유압차단기가 차단되는 경우, 작동유의 공급 및 회수를 중단시키는 솔레노이드밸브;
상기 제1 유압차단기와 상기 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 상기 제1 유압라인에서 발생되는 제1 유압값이 미리 설정된 압력문턱값 이상이면, 상기 밸브의 완전 개방상태를 검출하는 제1 압력계; 및
상기 제2 유압차단기와 상기 솔레노이드밸브 사이에 마련되며, 상기 제2 유압라인에서 발생되는 제2 유압값이 상기 압력문턱값 이상이면, 상기 밸브의 완전 차폐상태를 검출하는 제2 압력계;
를 포함하며,
상기 제1 유압차단기는,
제1 차단기 몸체와,
상기 제1 차단기 몸체의 일측면에 마련되며 상기 제1 유압라인과 연결되는 제1 차단기 유로와,
상기 제1 차단기 몸체의 타측면에서 상기 제1 차단기 유로보다 높은 위치에 마련되며 상기 다회전구동기와 연결되는 제2 차단기 유로와,
상기 제1 차단기 몸체 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 상기 제1 차단기 유로와 연결되고 상부가 상기 제2 차단기 유로와 연결되되, 상기 제2 차단기 유로와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제3 차단기 유로와,
상기 제3 차단기 유로 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 상기 제3 차단기 유로의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제1 유로차단 볼과,
상기 제1 차단기 몸체의 상측에 마련되며, 상기 다회전구동기에 연동하여 회전하는 제1 차단기 기어와,
상기 제1 차단기 기어로부터 상기 제3 차단기 유로 내부까지 연장되며 상기 제1 유로차단 볼의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 상기 제1 유로차단 볼을 상하 방향으로 이동시키는 제1 차단기 기어축을 포함하며,
상기 제2 유압차단기는,
제2 차단기 몸체와,
상기 제2 차단기 몸체의 일측면에 마련되며 상기 제2 유압라인과 연결되는 제4 차단기 유로와,
상기 제2 차단기 몸체의 타측면에서 상기 제4 차단기 유로보다 높은 위치에 마련되며 상기 다회전구동기와 연결되는 제5 차단기 유로와,
상기 제2 차단기 몸체 내에서 상하 방향으로 연장되며, 하부가 상기 제4 차단기 유로와 연결되고 상부가 상기 제5 차단기 유로와 연결되되, 상기 제5 차단기 유로와의 연결 지점에는 내경이 축경되는 제6 차단기 유로와,
상기 제6 차단기 유로 내에서 상하 이동 가능하게 수용되며, 상기 제6 차단기 유로의 축경 부분보다 큰 지름으로 형성되는 제2 유로차단 볼과,
상기 제2 차단기 몸체의 상측에 마련되며, 상기 다회전구동기에 연동하여 회전하는 제2 차단기 기어와,
상기 제2 차단기 기어로부터 상기 제6 차단기 유로 내부까지 연장되며 상기 제2 유로차단 볼의 상단에 접촉되어, 회전에 의해 상기 제2 유로차단 볼을 상하 방향으로 이동시키는 제2 차단기 기어축을 포함하며,
상기 다회전구동기는,
상하 방향으로 마련되어, 상기 밸브를 개폐하기 위한 회전력을 전달하는 구동기 회전축과,
상기 구동기 회전축 상에 마련되어, 상기 구동기 회전축과 연동하여 회전하는 구동기 기어를 포함하며,
상기 제1 유압차단기와 상기 제2 유압차단기가 상기 구동기 회전축의 양측에 배치되어, 상기 제1 차단기 기어와 상기 제2 차단기 기어가 상기 구동기 기어의 양측에 각각 체결되어 회전하며,
상기 제1 차단기 기어축과 상기 제2 차단기 기어축은 서로 반대 방향으로 나사산이 형성되어, 상기 구동기 기어의 일방향 회전에 연동하여 상기 제1 차단기 기어축이 상승하여 상기 제3 차단기 유로를 차단하고 상기 제2 차단기 기어축이 하강하여 상기 제6 차단기 유로를 개방하며, 상기 구동기 기어의 타방향 회전에 연동하여 상기 제1 차단기 기어축이 하강하여 상기 제3 차단기 유로를 개방하고 상기 제2 차단기 기어축이 상승하여 상기 제6 차단기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1 차단기 기어축 및 상기 제2 차단기 기어축의 상하 이동시, 상기 제1 차단기 기어 및 상기 제2 차단기 기어가 상기 구동기 기어로부터 이탈하지 않도록, 상기 구동기 기어의 두께를 상기 제1 차단기 기어축 및 상기 제2 차단기 기어축의 상하 이동량보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브가 개방 중이거나 차폐 중인 상태에는, 상기 제1 유압값과 상기 제2 유압값이 서로 같으며,
상기 밸브의 완전 개방상태에서는, 상기 제1 유압값이 상기 제2 유압값보다 높고,
상기 밸브의 완전 차폐상태에서는, 상기 제2 유압값이 상기 제1 유압값보다 높은 것을 특징으로 하는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치.
제1항에 있어서,
상기 솔레노이드밸브는,
상기 밸브를 개방하기 위해, 상기 제1 유압라인을 상기 유압펌프의 공급단에 연결시키며 상기 제2 유압라인을 유압탱크의 회수단에 연결시키는 제1 밸브 유로를 형성하며,
상기 밸브를 차폐하기 위해, 상기 제2 유압라인을 상기 유압펌프의 공급단에 연결시키며 상기 제1 유압라인을 상기 유압탱크의 회수단에 연결시키는 제2 밸브 유로를 형성하고,
상기 밸브가 완전 개방상태 및 완전 차폐상태에서는, 상기 제1 유압라인 및 상기 제2 유압라인의 타단을, 상기 유압펌프의 공급단 및 상기 유압탱크의 회수단과 차단하여 유압을 유지시키는 중간 밸브차단로를 형성하는 것을 특징으로 하는 다회전구동기를 위한 원격위치검출장치.