KR101521284B1 - The Solenoid Valve With Permanent Magnet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 플런저 상부단에 영구자석을 구비시키고, 밸브 내 구비되는 코어의 자화되는 자극을 단순한 제어회로의 구성을 통해 원하는 자극으로 용이하게 전환하여 자화시킬 수 있도록 형성함으로써, 밸브 내 유로를 개폐시키거나, 밸브 내 유로를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 장시간 유지시키는 경우에 소모되는 소비전력을 현저히 줄일 수 있는 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to a solenoid valve having a permanent magnet, and more particularly, to a solenoid valve having a permanent magnet at an upper end of a plunger, A solenoid valve having permanent magnets capable of remarkably reducing the power consumed when the in-valve flow path is opened or closed, or when the in-valve flow path is kept open or closed for a long time, .
통상 솔레노이드 밸브는 물, 기름, 가스, 공기, 증기 등 유체의 관로나 용기에 설치되어 유체의 흐름을 단속 또는 변환하거나 그 유량을 조절하기 위한 용도로 사용된다.Normally, a solenoid valve is installed in a pipe or vessel of a fluid such as water, oil, gas, air, or steam, and is used for interrupting or changing the flow of the fluid or controlling the flow rate thereof.
종래 솔레노이드 밸브는, 원통 모양으로 만든 고정 철심에 코일을 나사모양으로 둥글게 감아서 만든 코일부와, 상기 코일부 안에 흡입되는 가동철심을 조합시킨 기구로서, 상기 코일부에 전류를 흘려 가동철심과 플런저를 상기 코일부 안으로 흡입시키거나, 복원스프링의 탄성력에 의해 원래 위치로 이동되게 하여 상기 가동철심과 결합되는 플런저의 상, 하 이동 제어를 통해 유로를 개폐시킬 수 있도록 구성된다.A conventional solenoid valve is a mechanism that combines a coil part formed by winding a coil into a cylindrical shape with a cylindrical iron core and a movable iron core sucked into the coil part. The current is supplied to the coil part, To the original position by the elastic force of the restoring spring, and to open and close the flow path by controlling the upward and downward movement of the plunger coupled with the movable core.
이와 같이 구성되는 종래 솔레노이브 밸브의 경우, 유로를 차단된 상태 또는 개방된 상태로 일정시간 동안 지속적으로 유지시키기 위해서는 코일부에 전류를 지속적으로 흘려야 하므로 소비전력이 높은 문제점이 있었다. 이에 등록특허 제10-1155658호(발명의 명칭:'절전형 솔레노이드 밸브')에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 유로가 형성되는 밸브본체(110) 내부에, 길이방향을 따라 상, 하로 이동하고 하부단에는 유로를 개폐시키는 밸브시트(120)가 결합되는 플런저(130)가 구비되며, 상기 플런저(130)의 측방 주변으로 제1코일(140), 제2코일(150) 및, 영구자석(160)이 적층되게 형성되고, 상기 플런저(130)의 상측에는 이격된 위치에 코어(170)가 구비되어, 제1코일(140)에 전원이 인가되면 상기 제1코일(140)이 코어(170)를 자화시켜 자화된 코어(170)의 자력으로 상기 플런저(130)를 상부로 끌어당겨 코어(170)에 밀착되게 함으로써, 유로를 개방하고, 유로가 개방된 이후에는 상기 제1코일(140)에 전류가 흐르지 않는 상태에서도 영구자석(160)에 의한 코어(170)의 자화를 통해 상기 유로의 개방상태를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 하고, 상기 제2코일(150)에 전원을 인가시켜 상기 영구자석(160)의 코어(170) 자화력을 감쇄시킴으로써, 플런저 하부측에 구비되는 복원 스프링(180)의 복원력에 의해 플런저(130)가 하부로 이동하게 되고, 개방된 유로를 차단시킬 수 있도록 구성되어 종래 유로의 개방상태를 지속적으로 유지하기 위한 전력소비를 절감시킬 수 있도록 구성되어 있으나,In the conventional solenoid valve having such a structure, in order to continuously maintain the flow path in the cut off state or the open state for a predetermined time, there is a problem that the current is continuously supplied to the coil portion, so that the power consumption is high. As shown in FIG. 1, in a
상기 제1코일(140), 제2코일(150) 및, 영구자석(160)이 적층되게 구성되어 그 구조가 복잡하며, 상기 적층되는 길이만큼 솔레노이드 밸브 몸체의 길이도 길어져 설치면적이 늘어나는 문제점이 있고, 상기 플런저(130)의 상, 하 이동을 제어하기 위해 상기 제1코일(140) 및 제2코일(150)에 흐르는 전류의 통전을 제어하는 제어회로의 구성이 복잡하여 제조가 어려운 문제점이 있다.
The structure of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 밸브 내 유로를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 장시간 유지시키는 경우에 소모되는 소비전력을 절감할 수 있도록 함과 아울러,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine capable of saving power consumption when the internal passage of the valve is kept open or closed for a long time,
솔레노이드 밸브 내 단순한 구성으로도 영구자석을 이용하여 밸브 내 유로를 용이하게 개폐시킬 수 있도록 하며, 컴팩트한 구성으로 설치공간을 최소화시키고, 종래 솔레노이드 밸브의 구성을 크게 변화시키지 않고도 영구자석이 구비된 절전형 솔레노이드 밸브를 손쉽게 제조할 수 있도록 하며, 코일부의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 구성 또한 단순화시켜 제조 및 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 한다.
It is possible to easily open and close the flow path in the valve by using the permanent magnet even with a simple configuration in the solenoid valve, to minimize the installation space with a compact configuration, and to provide a power saving type The solenoid valve can be easily manufactured, and the configuration of the control circuit for controlling the current passing through the coil portion can be simplified to facilitate manufacturing and maintenance.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 유체의 유입구 및 유출구가 형성되고 상기 유입구 및 유출구 사이에 유로가 형성되는 밸브본체; 상, 하로 이동하면서 상기 밸브본체의 유로를 개폐시키는 밸브시트; 하부단은 상기 밸브시트와 결합되고, 상부단에는 소정길이의 영구자석이 구비되는 가동플런저; 상기 가동플런저의 상측으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며, 강자성체로 형성되어 전자기력에 의해 자화(磁化)되는 코어; 외부로부터 작동전원을 공급받아 상기 코어를 자화시키며, 상기 코어의 자화되는 자극(磁極)을 N극 또는 S극 중 어느 하나의 선택된 자극으로 자화시키는 코일부; 및 상기 가동플런저의 하부 일측에 구비되어 상기 가동플런저가 상기 코어로부터 멀어지게 탄력적으로 지지하는 복원스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브를 제공한다.According to an aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, there is provided a valve comprising: a valve body in which an inlet and an outlet are formed, and a flow path is formed between the inlet and outlet; A valve seat which opens and closes the flow path of the valve body while moving up and down; A movable plunger having a lower end coupled to the valve seat and an upper end having a permanent magnet of a predetermined length; A core provided at a position spaced a predetermined distance above the movable plunger and formed of a ferromagnetic material and magnetized by an electromagnetic force; A coil part magnetizing the core by receiving operation power from the outside and magnetizing the magnetic pole magnetized by the core into a selected magnetic pole of N pole or S pole; And a restoring spring provided at a lower side of the movable plunger and elastically supporting the movable plunger away from the core. [7] The solenoid valve according to
본 발명의 일 형태에 따른 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브에 있어서, 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이; 상기 릴레이 및 상기 코일부와 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서; 상기 콘덴서와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 릴레이로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드; 및 상기 릴레이에 의해 서로 연동 작동되어 상기 코일부의 양단에 흐르는 전류의 극성을 선택된 극성으로 전환 시키는 릴레이 제1접점스위치 및 릴레이 제2접점스위치;를 더 포함하여 구성될 수 있으며,A solenoid valve including a permanent magnet according to an embodiment of the present invention includes: a power supply unit for supplying power; A relay electrically connected in parallel with the power supply unit; A capacitor electrically connected in parallel with the relay and the coil portion, respectively; A diode electrically connected in series with the capacitor to block current from flowing to the relay; And a relay first contact switch and a relay second contact switch which are interlocked with each other by the relay to switch the polarity of the current flowing at both ends of the coil portion to a selected polarity,
또한, 상기 코일부는, 상기 코어의 자극을, N극 또는 S극의 자극 중 어느 하나의 자극으로 자화시키는 투입코일; 및 상기 투입코일과 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 코어의 자극을, N극 또는 S극의 자극 중 다른 하나의 자극으로 자화시키는 개방코일;을 포함하여 형성되고, 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이; 상기 릴레이, 상기 투입코일 및, 상기 개방코일과 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서; 상기 콘덴서와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 릴레이로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드; 및 상기 릴레이에 의해 작동되어 상기 투입코일 또는 상기 개방코일중 어느 하나의 선택된 코일에 전류를 통전 시키는 릴레이 제1접점스위치;를 포함하여 구성될 수 있다.
The coil unit may include a charging coil for magnetizing the magnetic pole of the core into magnetic poles of N poles or S poles; And an open coil electrically connected in parallel to the charging coil and magnetizing the magnetic pole of the core to a magnetic pole of the other N pole or S pole, the power supply unit supplying power to the core; A relay electrically connected in parallel with the power supply unit; A capacitor electrically connected in parallel to the relay, the input coil, and the open coil, respectively; A diode electrically connected in series with the capacitor to block current from flowing to the relay; And a relay first contact switch activated by the relay to energize a current to any one of the input coil or the open coil.
본 발명에 따른 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브는, 밸브 내 유로를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 장시간 유지시키는 경우에 소모되는 소비전력을 줄일 수 있고, 솔레노이드 밸브 내 단순한 구성으로도 영구자석을 이용하여 밸브 내 유로를 용이하게 개폐시킬 수 있으며, 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브 내 구성을 단순화시킨 컴팩트한 구성으로 설치공간을 현저히 줄일 수 있다.The solenoid valve provided with the permanent magnet according to the present invention can reduce the power consumption consumed when the in-valve flow path is maintained in the open state or in the closed state for a long time. In the simple configuration of the solenoid valve, The flow path inside the solenoid valve can be easily opened and closed, and the installation space can be remarkably reduced with a compact structure in which the structure of the solenoid valve provided with the permanent magnet is simplified.
또한, 종래 솔레노이드 밸브의 구성을 크게 변화시키지 않고도 영구자석이 구비된 절전형 솔레노이드 밸브를 손쉽게 제조할 수 있으며, 코일부의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 구성 또한 단순화시켜 제조 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
In addition, a power-saving solenoid valve equipped with a permanent magnet can be easily manufactured without greatly changing the configuration of the conventional solenoid valve, and the configuration of the control circuit for controlling the current passing through the coil portion can be simplified to facilitate manufacturing and maintenance .
도 1은 종래 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브에 있어서, 코일부의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 일 형태를 나타내는 회로도;
도 4는 본 발명에 따른 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브에 있어서, 개방코일 및 투입코일을 포함하여 구성되는 코일부의 다른 형태를 나타내는 단면도; 및,
도 5a 및 도 5b는 도 5의 개방코일 및 투입코일을 포함하여 구성되는 코일부에 있어서, 상기 개방코일 및 투입코일의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 일 형태를 나타내는 회로도;이다.1 is a sectional view showing a solenoid valve including a conventional permanent magnet;
2 is a sectional view of a solenoid valve including a permanent magnet according to the present invention;
FIGS. 3A and 3B are circuit diagrams showing one embodiment of a control circuit for controlling the energization current of a coil portion in a solenoid valve provided with a permanent magnet according to the present invention; FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another form of a coil part including an open coil and an input coil in a solenoid valve provided with a permanent magnet according to the present invention; FIG. And
5A and 5B are circuit diagrams showing one form of a control circuit for controlling the energizing currents of the open coil and the input coil in a coil part constituted by the open coil and the input coil of Fig.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names are denoted by the same reference numerals, and further description thereof will be omitted below.
도 2는 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도로서, 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게, 내부에 유로가 형성되는 밸브본체(10)와, 상기 유로를 개폐시키는 밸브시트(20)와, 상부측에 영구자석(31)이 구비되어 상, 하 이동하는 가동플런저(30)와, 자화되어 상기 가동플런저(30)를 끌어당기거나 밀어내는 코어(40)와, 상기 코어(40)를 자화시키는 코일부(50) 및, 상기 가동플런저(30)를 탄력적으로 지지하는 복원스프링(60)을 포함하여 구성된다.
2 is a cross-sectional view showing a solenoid valve provided with a
상기 밸브본체(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측 및 타측에 각각 유체의 유입구(11) 및 유출구(12)가 형성되고, 내부에는 상기 유입구(11)로부터 유입된 유체가 상기 유출구(12)를 통해 밸브 외부로 유출될 수 있도록 유로가 형성되며, 상기 밸브본체(10)의 중앙부에는 상기 밸브시트(20)가 이격되거나 안착됨에 따라 유체 유동을 개방하거나 차단할 수 있도록 유로 개폐부(13)가 형성된다.
As shown in FIG. 2, the
상기 밸브시트(20)는, 상기 가동플런저(30)의 하부단에 결합되어 상기 가동플런저(30)와 함께 밸브 내부를 상, 하 이동하게 되며, 상기 가동플런저(30)와 함께 상, 하 이동함에 따라 상기 밸브본체(10)의 중앙부에 형성되는 상기 유로 개폐부(13)에 이격되거나 안착되어 상기 밸브본체(10) 내부의 유체 유동을 개방하거나 차단하게 된다.
The
상기 가동플런저(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 내부를 상, 하 이동할 수 있는 막대형상으로 형성되며, 하부단에는 상기 밸브시트(20)가 결합되고, 상부단에는 소정길이의 영구자석(31)이 구비된다. 상기 가동플런저(30)는 자력의 영향을 받는 금속재로 형성될 수도 있으나, 바람직하게는, 상기 코어(40)가 자회되는 경우에 발생되는 자력이 상기 영구자석(31)에만 영향을 미칠 수 있도록 하기 위해 비자성체의 성질을 가지는 합성수지와 같은 비금속재나, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 약자성체의 성질을 가지는 금속재로 형성하는 것이 좋다. 상기 밸브본체(10)의 유로는 상기 가동플런저(30)와 함께 상, 하 이동하는 밸브시트(20)가 상기 유로 개폐부(13)에 이격 또는 안착되면서 유로를 개폐시키게 된다.
As shown in FIG. 2, the
상기 코어(40)는, 상기 가동플런저(30) 영구자석(31)의 상측으로 소정거리 이격된 우치에 구비되며, 강자성체로 형성되어 주변 상기 코일부(50)의 통전시 발생되는 전자기력에 의해 자화(磁化) 된다. 자화되지 않은 코어(40)나 상기 영구자석(31)의 상측면 자극과 동일으로 자화된 코어(40)는, 밸브 내 유로의 폐쇄상태로, 상기 가동플런저(30)와 이격되게 배치되지만, 상기 영구자석(31)의 상측면 자극과 반대극으로 자화된 코어(40)는, 밸브 내 유로의 개방상태로, 상기 영구자석(31)의 상측면이 상기 코어(40)의 하측면에 밀착 위치하게되며, 더불어 상기 가동플런저(30)는 상측으로 이동 위치하게 된다.
The
상기 코일부(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코어(40)의 주변으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며, 외부로부터 작동전원을 공급받아 전류가 통전하게 되면 중앙에 위치한 코어(40)를 자화시키게 된다. 종래 솔레노이드 밸브에 구비되는 코일부(50)는 단일 자극으로 코어(40)를 자화시키는 데 반해, 본 발명에 따른 상기 코일부(50)는, 상기 코어(40)를 N극 또는 S극 중 어느 하나의 자극으로 선택적으로 자화시킬 수 있도록 구비되며, N극 또는 S극 중 상기 영구자석(31)의 상측면과 반대 자극으로 상기 코어(40)를 자화시키는 경우에는 상기 영구자석(31)을 끌어당기는 인력이 작용되어 상기 가동플런저(30)를 코어(40)가 위치한 상측으로 당기게 되며, 상기 가동플런저(30)와 함께 상기 밸브시트(20)가 상측으로 이동하면서 상기 유로 개폐부(13)와 이격되어 유로를 개방시키게 된다. 반면에, 상기 코어(40)를 N극 또는 S극 중 상기 영구자석(31)의 상측면과 동일 자극으로 자화시키는 경우에는 상기 영구자석(31)을 밀어내는 척력이 작용되어 상기 가동플런저(30)를 코어(40)로부터 멀어지는 하측으로 밀어 내게 되며, 상기 가동플런저(30)와 함께 상기 밸브시트(20)가 하측으로 이동하면서 상기 유로 개폐부(13)에 안착되어 유로를 폐쇄시키게 된다.
As shown in FIG. 2, the
상기 복원스프링(60)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가동플런저(30)의 하부 일측에 구비되어 상기 가동플런저(30)가 상기 코어(40)로부터 멀어지게, 즉, 하측으로 탄성력이 작용되게 상기 가동플런저(30)를 탄력적으로 지지하게 된다. 평상시에는 상기 복원스프링(60)의 탄성력에 의해 상기 가동플런저(30)는 상기 코어(40)와 이격된 하측에 위치하게 되며, 상기 가동플런저(30)와 함께 하측에 위치하는 상기 밸브시트(20)는 상기 유로 개폐부(13)에 안착되어 밸브 본체(10) 내부 유로를 폐쇄시키게 된다. 상기 코일부(50)에 외부로부터 작동전원이 공급되어 전류가 흐르게 되면, 최초 설치시 고정되는 상기 영구자석(31) 상측면의 자극과 반대 자극으로 상기 코어(40)를 자화시키게 되며, 상기 자화된 코어(40)는 상기 영구자석(31)을 상기 복원스프링(60)의 탄성력보다 큰 인력으로 끌어당기게 되고, 상기 영구자석(31)과 함께 상기 가동플런저(30)는 코어(40)측 상부로 이동하게 되며, 상기 밸브시트(20)는 가동플런저(30)의 상부 이동으로 상기 유로 개폐부(13)에서 이격되어 유로를 개방하게 된다. 상기 영구자석(31)이 강자성체인 코어(40)에 밀착된 이후에는, 상기 코일부(50)에 작동전원이 통전되지 않는 상태에서도 상기 영구자석(31)의 자력으로 코어(40)에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 되고, 상기 코일부(50)에 전류가 흐르지 않는 상태로 소비전력의 소모 없이 상기 밸브시트(20)의 개방된 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 반면에, 상기 코일부(50)에 흐르는 전류를 상기 개방시와는 반대로 흐르게 하는 등의 방법으로, 상기 코일부(50)가 상기 영구자석(31) 상측면의 자극과 동일 자극으로 상기 코어(40)를 자화시키게 되면, 상기 코어(40)와 상기 영구자석(31) 간에는 서로 밀어내는 척력이 작용하게 되며, 상기 척력과 상기 복원스프링(60)의 복원 탄성력의 합력에 의해 빠르게 상기 가동플런저(30)를 하측으로 밀어내게 되며, 상기 가동플런저(30)의 하부단에 결합되는 상기 밸브시트(20)는 상기 유로 개폐부(13)에 안착되어 유로를 폐쇄시키게 되고, 상기 코일부(50)에 전류가 흐르지 않는 상태에서도 상기 복원스프링(60)의 탄성력에 의해 상기 유로의 폐쇄상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.
2, the restoring
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브에 있어서, 코일부(50)의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 일 형태를 나타내는 회로도이다.
Figs. 3A and 3B are circuit diagrams showing one embodiment of a control circuit for controlling energization current of the
바람직하게는, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 전원공급부(70)와, 상기 전원공급부(70)와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이(80)와, 상기 릴레이(80) 및 상기 코일부(50)와 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서(71)와, 상기 콘덴서(71)와 전기적으롤 직렬 연결되어 상기 릴레이(80)로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드(72) 및, 상기 릴레이(80)에 의해 서로 연동 작동되어 상기 코일부(50)의 양단에 흐르는 전류의 극성을 정극성(+) 또는 부극성(-) 중 어느 하나의 소정의 선택된 극성으로 전환 시키는 릴레이 제1접점스위치(81) 및 릴레이 제2접점스위치(82)를 포함하여 구성되는 상기 코일부(50) 통전 제어회로를 통해 상기 코일부(50)의 양단에 흐르는 전류의 극성을 제어할 수 있도록 하고, 상기 코일부(50) 통전 극성 제어를 통해 상기 코어(40)를 소정의 자극으로 자화시킬 수 있도록 한다.
3A and 3B, a
이와 같이 구성되는 상기 코일부(50) 통전 제어회로를 통한 상기 밸브본체(10) 내 유로의 개폐방법을 설명하면, 평상시에는 상기 복원스프링(60)의 탄성력에 의해 상기 가동플런저(30)는 하측에 위치하고, 상기 하측에 위치한 가동플런저(30)의 하부단에 결합된 상기 밸브시트(20)는 유로 개폐부(13)에 안착된 상태로 유로를 폐쇄시키게 된다. 유로 개방을 위해서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 전원공급부(70)로부터 전원이 공급되는 On 신호에 의해 상기 릴레이(80)가 작동됨과 동시에 상기 콘덴서(71)를 충전하게 되며, 상기 릴레이(80) 작동으로 상기 릴레이 제1접점스위치(81) 및 릴레이 제2접점스위치(82)는 연동으로 접점 동작하여 제1선로를 형성하게 되고, 제1선로를 따라 통전되는 전류를 통해 상기 코일부(50)는, 예컨대 정극성(+)의 여자전류가 순간적으로 통전되면서 상기 코어(40)를 상기 가동플런저(30)의 상부에 위치한 영구자석(31)의 상측면의 자극과 반대자극으로 자화시키게 되며, 영구자석(31)과 반대자극으로 자화된 상기 코어(40)는 영구자석(31)이 코어(40)면에 밀착되게 상기 복원스프링(60)의 탄성력보다 큰 인력으로 상부로 당기게 되며, 상기 영구자석(31)과 함께 가동플런저(30) 및 밸브시트(20)도 상부로 이동하면서, 상기 밸브시트(20)가 유로 개폐부(13)로부터 이격되어 유로가 개방되게 된다. 상기 유로가 개방된 이후에, 상기 코일부(50)에 초기 개방작동시보다 적은량의 전류가 통전되거나 통전되지 않는 경우에도, 상기 영구자석(31)의 자력에 의해 상기 코어(40)에 밀착된 상태가 유지됨으로써, 개방상태를 장시간 지속적으로 유지할 수 있으며, 종래 지속적 상태 유지를 위한 소비되는 전력을 현저히 줄일 수 있음과 함께, 자화된 코어의 자력에 영구자석(31)의 자력이 더해짐으로써, 종래 자화된 코어의 자력만으로 가동플런저(30)의 움직임을 제어하는 것보다 낮은 소비전력으로도 용이하게 가동플런저(30)의 움직임을 제어할 수 있게 된다.A description will be made of a method for opening and closing the flow path in the
이와는 반대로, 유로를 폐쇄시키는 경우에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(70)로부터 공급되던 전원이 차단되는 Off 신호에 의해 상기 릴레이(80)의 접점동작이 멈추면서 상기 릴레이 제1접점스위치(81) 및 릴레이 제2접점스위치(82)가 연동으로 접점환원되어 제2선로를 형성하게 되며, 전원이 공급되는 On 신호시 충전되었던 상기 콘덴서(71)로부터 공급되는 전류가 상기 제2선로를 따라 흐르게 되며, 상기 코일부(50)는, 예컨대 부극성(-)의 여자전류가 순간적으로 통전되면서 상기 코어(40)를 영구자석(31)의 상측면의 자극과 동일자극으로 자화시키게 되고, 영구자석(31)과 동일자극으로 자화된 상기 코어(40)와 상기 영구자석(31)은 서로 척력이 작용되어 상기 복원스프링(60)의 탄성력과 함께 영구자석(31)을 하부로 밀어내게 되고, 상기 영구자석(31)과 함께 가동플런저(30) 및 밸브시트(20)도 하부로 이동하면서 상기 밸브시트(20)가 유로 개폐부(13)에 안착되어 유로가 폐쇄된다. 상기 유로가 폐쇄된 이후에는 상기 복원스프링(60)의 탄성력에 의해 지속적으로 폐쇄상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브(1)는, 종래 복원스프링(60)의 탄성력만으로 밸브시트(20)가 폐쇄위치로 이동되던 것에 비해, 탄성력과 함께 코어(40)와 영구자석(31) 사이의 척력이 더해지면서 보다 빠르게 밸브시트(20)를 유로 개폐부(13)에 안착되게 이동시킬 수 있어 밸브 응답성을 향상시킬 수 있게 된다.
On the other hand, when the flow path is closed, as shown in FIG. 3B, the contact operation of the
도 4는 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브에 있어서, 개방코일(51) 및 투입코일(52)을 포함하여 구성되는 코일부(50)의 다른 형태를 나타내는 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 5의 개방코일(51) 및 투입코일(52)을 포함하여 구성되는 코일부(50)에 있어서, 상기 개방코일(51) 및 투입코일(52)의 통전 전류를 제어하는 제어회로의 일 형태를 나타내는 회로도이다.
4 is a sectional view showing another form of the
또한, 바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코일부(50)를, 상기 코어(40)의 자극을 N극 또는 S극의 자극 중 선택된 소정 어느 하나의 자극으로 자화시키는 투입코일(52), 예컨대, 영구자석(31)의 상측면 자극이 N극인 경우라면, 코일에 전류가 흐를 때 동일 자극인 N극으로 코어(40)를 자화시킬 수 있도록 코일이 형성되는 투입코일(52)과, 상기 코어(40)의 N극 또는 S극의 자극 중 상기 투입코일(52)이 코어(40)를 자화시키는 자극과 반대되는 자극으로 코어(40)를 자화시키는 개방코일(51), 예컨대, 영구자석(31)의 상측면 자극이 N극인 경우라면, 코일에 전류가 흐를 때 반대 자극인 S극으로 코어(40)를 자화시킬 수 있도록 코일이 형성되는 개방코일(51)을 포함하여 형성하고,4, the
도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 전원공급부(70)와, 상기 전원공급부(70)와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이(80)와, 상기 릴레이(80), 상기 투입코일(52) 및, 상기 개방코일(51)과 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서(71)와, 상기 콘덴서(71)와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 릴레이(80)로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드(72) 및, 상기 릴레이(80)에 의해 작동되어 상기 투입코일(52) 또는 상기 개방코일(51) 중 소정 어느 하나의 선택된 코일에 전류를 통전시키는 릴레이제1접점스위치(81)를 포함하여 구성되는 상기 코일부(50) 통전 제어회로의 다른 실시예를 통해 상기 코어(40)를 소정의 자극으로 자화시킬 수 있도록 한다.
5A and 5B, a
이와 같이 구성되는 상기 코일부(50) 통전 제어회로의 다른 실시예를 통한 상기 밸브본체(10) 내 유로의 개폐방법을 설명하면, 평상시에는 상기 복원스프링(60)의 탄성력에 의해 상기 가동플런저(30)는 하측에 위치하고, 상기 하측에 위치한 가동플런저(30)의 하부단에 결합된 상기 밸브시트(20)는 유로 개폐부(13)에 안착된 상태로 유로를 폐쇄시키게 된다. 유로 개방을 위해서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 전원공급부(70)로부터 전원이 공급되는 On 신호에 의해 상기 릴레이(80)가 작동됨과 동시에 상기 콘덴서(71)를 충전하게 되며, 상기 릴레이(80) 작동으로 상기 릴레이 제1접점스위치(81)가 접점 동작하여 제3선로를 형성하고, 전류가 상기 제3선로상에 구비되는 상기 개방코일(51)로 흐르게 되며, 반면에 상기 투입코일(52)로는 전류가 흐르지 않게 된다. 통전되는 전류를 통해 상기 코일부(50)의 개방코일(51)은 상기 코어(40)를 상기 가동플런저(30)의 상부에 위치한 영구자석(31)의 상측면의 자극과 반대자극으로 자화시키게 되며, 이후의 유로 개방작동은 상기 전술한 바와 동일하다.A method of opening and closing the flow passage in the
이와는 반대로, 유로를 폐쇄시키는 경우에는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(70)로부터 공급되던 전원이 차단되는 Off 신호에 의해 상기 릴레이(80)의 접점동작이 멈추면서 상기 릴레이 제1접점스위치(81)가 접점환원되어 제4선로를 형성하게 되며, 전류가 상기 개방코일(51)로 흐르지 않고 상기 투입코일(52)로 흐르게 된다. 전원이 공급되는 On 신호시 충전되었던 상기 콘덴서(71)로부터 공급되는 전류가 제4선로를 따라 상기 투입코일(52)로 흐르게 되고, 통전되는 전류를 통해 상기 코일부(50)의 투입코일(52)은 상기 코어(40)를 영구자석(31)의 상측면의 자극과 동일 자극으로 자화시키게 되며, 이후의 유로 폐쇄동작은 상기 전술한 바와 동일하다.
On the contrary, when the flow path is closed, as shown in FIG. 5B, the contact operation of the
이와 같이, 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브(1)는, 영구자석(31)의 자력에 의해 솔레노이드 밸브의 개방 상태를 장시간 유지할 수 있어 전력 소모량을 현저히 줄일 수 있음과 더불어, 종래 자화시킨 코어의 자력만으로 상기 가동플런저(30)의 움직임을 제어하는 것에 비해, 본 발명에 따른 영구자석(31)이 구비된 솔레노이드 밸브(1)는 자화된 코어의 자력에 영구자석의 자력이 더해짐으로써, 낮은 소비전력으로도 용이하게 상기 가동플런저(30)의 움직임을 제어할 수 있으며,As described above, the
또한, 폐쇄상태에서 개방상태로 전환시, 자화된 코어(40)의 자력과 함께 영구자석(31)의 자력이 더해져 빠르게 개방상태로 전환가능하며, 개방상태에서 폐쇄상태로 전환시, 복원스프링(60)의 복원 탄성력과 함께 영구자석(31)의 자력이 더해셔 빠르게 폐쇄상태로 전환가능하여 밸브의 응답성을 월등히 향상시킬 수 있게 된다.
When switching from the closed state to the open state, the magnetic force of the
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 어려 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that, although several embodiments above have been illustrated by way of example, the present invention may be embodied in other forms without departing from its spirit and scope.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내애 포함된다.
Accordingly, the above-described embodiments are to be considered illustrative and not restrictive, and all embodiments falling within the scope of the appended claims and their equivalents are intended to be included within the scope of the present invention.
1 : 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브
10 : 밸브본체 11 : 유입구
12 : 유출구 13 : 유로 개폐부
20 : 밸브시트 30 : 가동플런저
31 : 영구자석 40 : 코어
50 : 코일부 51 : 개방코일
52 : 투입코일 60 : 복원스프링
70 : 전원공급부 71 : 콘덴서
72 : 다이오드
80 : 릴레이 81 : 릴레이 제1접점스위치
82 : 릴레이 제2접점스위치1: Solenoid valve with permanent magnet
10: valve body 11: inlet
12: outlet 13:
20: valve seat 30: movable plunger
31: permanent magnet 40: core
50: coil part 51: open coil
52: closing coil 60: restoring spring
70: Power supply unit 71: Capacitor
72: Diode
80: Relay 81: Relay 1st contact switch
82: Relay 2nd contact switch
Claims (3)
상, 하로 이동하면서 상기 밸브본체의 유로를 개폐시키는 밸브시트;
하부단은 상기 밸브시트와 결합되고, 상부단에는 소정길이의 영구자석이 구비되는 가동플런저;
상기 가동플런저의 상측으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며, 강자성체로 형성되어 전자기력에 의해 자화(磁化)되는 코어;
외부로부터 작동전원을 공급받아 상기 코어를 자화시키며, 상기 코어의 자화되는 자극(磁極)을 N극 또는 S극 중 어느 하나의 선택된 자극으로 자화시키는 코일부;
상기 가동플런저의 하부 일측에 구비되어 상기 가동플런저가 상기 코어로부터 멀어지게 탄력적으로 지지하는 복원스프링;
전원을 공급하는 전원공급부;
상기 전원공급부와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이;
상기 릴레이 및 상기 코일부와 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서;
상기 콘덴서와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 릴레이로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드; 및
상기 릴레이에 의해 서로 연동 작동되어 상기 코일부의 양단에 흐르는 전류의 극성을 선택된 극성으로 전환 시키는 릴레이 제1접점스위치 및 릴레이 제2접점스위치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브.
A valve body in which an inlet and an outlet of the fluid are formed and a flow path is formed between the inlet and the outlet;
A valve seat which opens and closes the flow path of the valve body while moving up and down;
A movable plunger having a lower end coupled to the valve seat and an upper end having a permanent magnet of a predetermined length;
A core provided at a position spaced a predetermined distance above the movable plunger and formed of a ferromagnetic material and magnetized by an electromagnetic force;
A coil part magnetizing the core by receiving operation power from the outside and magnetizing the magnetic pole magnetized by the core into a selected magnetic pole of N pole or S pole;
A restoring spring provided at a lower side of the movable plunger to elastically support the movable plunger away from the core;
A power supply unit for supplying power;
A relay electrically connected in parallel with the power supply unit;
A capacitor electrically connected in parallel with the relay and the coil portion, respectively;
A diode electrically connected in series with the capacitor to block current from flowing to the relay; And
And a relay first contact switch and a relay second contact switch for interlocking with each other by the relay to switch the polarity of a current flowing at both ends of the coil portion to a selected polarity. Solenoid valve.
상, 하로 이동하면서 상기 밸브본체의 유로를 개폐시키는 밸브시트;
하부단은 상기 밸브시트와 결합되고, 상부단에는 소정길이의 영구자석이 구비되는 가동플런저;
상기 가동플런저의 상측으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며, 강자성체로 형성되어 전자기력에 의해 자화(磁化)되는 코어;
외부로부터 작동전원을 공급받아 상기 코어를 자화시키며, 상기 코어의 자극을 N극 또는 S극의 자극 중 어느 하나의 자극으로 자화시키는 투입코일이 구비되고, 상기 투입코일과 전기적으로 병렬 연결되어 상기 코어의 자극을 N극 또는 S극의 자극 중 다른 하나의 자극으로 자화시키는 개방코일이 마련되는 코일부;
상기 가동플런저의 하부 일측에 구비되어 상기 가동플런저가 상기 코어로부터 멀어지게 탄력적으로 지지하는 복원스프링;
전원을 공급하는 전원공급부;
상기 전원공급부와 전기적으로 병렬 연결되는 릴레이;
상기 릴레이, 상기 투입코일 및, 상기 개방코일과 각각 전기적으로 병렬 연결되는 콘덴서;
상기 콘덴서와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 릴레이로 전류가 흐르는 것을 차단하는 다이오드; 및
상기 릴레이에 의해 작동되어 상기 개방코일 또는 상기 투입코일중 어느 하나의 선택된 코일에 전류를 통전 시키는 릴레이 제1접점스위치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영구자석이 구비된 솔레노이드 밸브.A valve body in which an inlet and an outlet of the fluid are formed and a flow path is formed between the inlet and the outlet;
A valve seat which opens and closes the flow path of the valve body while moving up and down;
A movable plunger having a lower end coupled to the valve seat and an upper end having a permanent magnet of a predetermined length;
A core provided at a position spaced a predetermined distance above the movable plunger and formed of a ferromagnetic material and magnetized by an electromagnetic force;
And an input coil which magnetizes the core by receiving an operating power from the outside and magnetizes the magnetic pole of the core into magnetic poles of N pole or S pole and is electrically connected in parallel with the input coil, A coil part provided with an open coil for magnetizing the magnetic pole of the N pole or the S pole to the other magnetic pole;
A restoring spring provided at a lower side of the movable plunger to elastically support the movable plunger away from the core;
A power supply unit for supplying power;
A relay electrically connected in parallel with the power supply unit;
A capacitor electrically connected in parallel to the relay, the input coil, and the open coil, respectively;
A diode electrically connected in series with the capacitor to block current from flowing to the relay; And
And a relay first contact switch which is operated by the relay to energize current to any one of the open coil and the input coil.
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---|---|---|---|
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Citations (4)
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KR20080051503A (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | (주)썬텍그린 | Solenoid valve |
KR101155658B1 (en) * | 2012-04-17 | 2012-06-13 | 주식회사 효신 | Power saving solenoid valve |
KR20120100142A (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-12 | 김상민 | Valve for wireless telecommunication |
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2013
- 2013-12-13 KR KR1020130155821A patent/KR101521284B1/en active IP Right Grant
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