KR101832999B1

KR101832999B1 - 전자기 밸브 장치

Info

Publication number: KR101832999B1
Application number: KR1020127015866A
Authority: KR
Inventors: 파올로 다 폰트; 파올로 라베다티; 조슈에 카피지; 마우리치오 렌데시; 파브리치오 파리스; 로베르토 보시오; 마시모 다비
Original assignee: 엘비 인터내셔널 에스.피.에이.
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2018-04-13
Also published as: BR112012011911A2; US8960638B2; JP2013511679A; AU2010320447A1; CN102667283A; CN102667283B; AU2010320447B2; EP2501970B1; PL2501970T3; SI2501970T1; MX2012005793A; JP5661790B2; CA2781017C; NZ600019A; EP2501970A1; US20120228535A1; CA2781017A1; WO2011061777A1; KR20120088852A; ES2439066T3

Abstract

장치(1)는: - 유체를 위한 유입구(3) 및 배출구(4)를 가지고, 그리고 상기 유입구(3)로부터 상기 배출구(4)로 유체가 관통하여 유동할 수 있는 메인 밸브 시트(6)를 가지는 바디(2, 7); - 상기 밸브 시트(6)에 대해서 이동가능한 메인 플러그(8, 9); - 상기 메인 플러그(8)에 의해서 부분적으로 경계가 결정되는 제어 챔버(11); - 상기 유입구(3)와 상기 제어 챔버(11) 사이의 소통을 위한 제 1 통로(8d, 9b, 9c); - 상기 제어 챔버(11)가 상기 배출구(4)와 소통하게 하기 위한 제 2 통로(12, 13); 및 - 이동가능한 플러그로서 상기 제 2 통로(12, 13)와 상호작용할 수 있는 제 1 강자성 코어(18)를 포함하는 유닛(17)을 제어하는 제어 솔레노이드(15)를 포함하는 제어 솔레노이드 밸브(14)를 포함한다. 상기 이동가능한 유닛(17)은 상기 제 1 코어(18)에 인접한 제 2의 이동가능한 강자성 코어(21)를 포함한다. 이격부재 요소(19)가 메인 플러그(8, 9)와 제 2 코어(21) 사이에서 연장한다. 하나 이상의 스프링(20, 22)이 제 2 코어(21)를 메인 플러그(8, 9)를 향해서 푸싱한다. 제 2 코어(21)는 메인 플러그(8, 9)에 영구적으로 고정되고 그리고 솔레노이드(15)가 비활성적일 때, 상기 제 1 코어(18)가 상기 제 2 통로(12, 13)의 폐쇄 위치에서 유지되고, 그리고 코어(18, 21)가 갭(24)에 의해서 분리되도록 제 2 코어(21)가 제 1 코어(18)에 대해서 미리 결정된 위치에 있게 된다. 솔레노이드(15)의 활성화에 의해서 제 1 코어(18)가 제 2 코어(21)를 향해서 끌어 당겨지고 그리고 제 2 통로(12, 13)가 개방된다.

Description

전자기 밸브 장치 {ELECTROMAGNETIC VALVE DEVICE}

본원 발명은 솔레노이드 밸브 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본원 발명은:

- 유체를 위한 유입구 및 유체를 위한 배출구를 가지는 바디, 및 유체가 관통하여 상기 유입구로부터 상기 배출구로 유동될 수 있는 메인 밸브 시트;

- 상기 밸브 시트의 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 상기 밸브 시트에 대해서 이동가능한 메인 플러그;

- 상기 바디 내에 형성되고 상기 메인 플러그에 의해서 부분적으로 경계가 정해지는 제어 챔버;

- 상기 유체 유입구와 상기 제어 챔버 사이의 적어도 제 1 소통 통로, 및 상기 제어 챔버를 상기 배출구와 소통되게 하는 적어도 제 2 통로; 및

- 솔레노이드 내에서 이동가능한 유닛을 제어하는 작동(operating) 솔레노이드 밸브를 포함하는 제어 솔레노이드 밸브로서, 상기 유닛이 (제 1) 강자성 코어를 포함하고, 상기 강자성 코어는 이동가능한 플러그 형태로 상기 제 2 통로와 상호작용할 수 있는, 제어 솔레노이드 밸브;

를 포함하는 유형의 솔레노이드 밸브 장치에 관한 것이다.

이러한 유형의 솔레노이드 밸브 장치의 예가 본원 출원인 명의의 영국 특허 GB 2 296 075 B에 기재되어 있다.

종래 기술에 따른 이러한 솔레노이드 밸브는 단일의 이동가능한 코어를 포함하고, 상기 코어는 연관된 솔레노이드의 에너지화된(energized) 상태에서 상기 메인 플러그 내에 제공된 통로를 개방하고, 그에 따라 상기 제어 챔버가 상기 배출구와 소통되게 한다. 이러한 이동가능한 코어를 이동시키기 위해서, 솔레노이드는 보다 더 높은 전력(전압)에 의해서 에너지화되어야 한다.

이는, 메인 플러그가 연관된 시트로부터 상승된 경우에도 상기 이동가능한 코어가 상기 통로를 개방된 상태로 유지하도록 보장하기 위해서, 솔레노이드의 에너지화가 반드시 이동가능한 코어의 운동을 유발하여야 하기 때문이고, 상기 이동가능한 코어의 운동은 메인 플러그의 예상된 최대 운동 보다 더 크다.

본원 발명의 하나의 목적은, 연관된 솔레노이드를 에너지화하기 위한 상당히 적은 전력을 필요로 하는 방식으로 제조된, 전술한 유형의 솔레노이드 밸브 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적들 및 기타 목적들은 상기에 규정한 유형의 솔레노이드 밸브를 가지는 본원 발명에 따라서 달성되며, 본원 발명은 전술한 이동가능한 유닛이 전술한 제 1 코어의 일 단부에 근접하여 상기 솔레노이드에 장착된 부가적인 또는 제 2의 강자성 코어를 포함하는 것을 특징으로 하고, 그리고 솔레노이드가 비활성적일 때, 제 1 코어를 상기 제 2 통로의 폐쇄 위치에서 유지하고 그리고 제 2 코어를 상기 솔레노이드 및 제 1 코어에 대한 미리 결정된 위치에서 유지하는 것을 특징으로 하며, 상기 코어들은 갭에 의해서 분리되며;

솔레노이드의 에너지화가 제 2 코어를 향한 제 1 코어의 인력(attraction) 및 이러한 통로의 개방을 유도하도록 구성된다.

공지된 방식에서, 전술한 제 2 통로의 개방은 메인 플러그가 연관된 밸브 시트로부터 멀리 이동될 수 있게 하고, 그리고 유입구로부터 배출구까지 상기 밸브 시트를 통한 유체의 직접적인 통로를 가능하게 한다.

위에서 규정된 특징들로 인해서, 본원 발명에 따른 솔레노이드 밸브 장치에서, 제 2 이동가능한 코어가 메인 플러그와 함께 그리고 동일한 거리에 걸쳐 병진운동되나(translated), 솔레노이드의 에너지화는 제 1 이동가능한 코어가 제 2 이동가능한 코어에 의해서 끌어 당겨지도록 할 수 있을 정도로 그리고 상기 코어들 사이의 거리에 대응하는 짧은 거리에 걸쳐 이동하게 할 수 있을 정도로 충분하기만 하면 된다. 다시 말해서, 메인 플러그의 구체적인 이동에 관계 없이, 솔레노이드는 제 1 이동가능한 코어가 전술한 갭의 크기에 대응하는 짧은 거리를 커버하게 만들기만 하면 된다.

본원 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은, 단지 비-제한적인 예로서 제공된 것으로서 첨부 도면을 참조한 이하의 구체적인 설명에 의해서 명확해질 것이다.
도 1은 본원 발명에 따른 솔레노이드 밸브 장치의 축방향 단면을 도시한 부분적인 도면이고,
도 2는 변경 실시예를 도시한 유사한 도면이고,
도 3은 본원 발명에 따른 다른 솔레노이드 밸브 장치의 축방향 단면을 도시한 부분적인 도면이고,
도 4는 본질적으로 도 3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면의 부분적인 도면이고,
도 5는 다른 변경 실시예의 단면도이고, 그리고
도 6 및 도 7은 추가적인 변경 실시예의 단면도이다.

도 1에서, 도면 부호 1은 본원 발명에 따른 솔레노이드 밸브 전체를 나타내고, 그러한 솔레노이드 밸브는 예를 들어 물 본관(mains)으로부터 세척 기계 또는 식기세척기와 같은 세척 기계로의 물 공급을 제어하기 위해서 이용될 수 있다.

솔레노이드 밸브(1)는 예를 들어 몰딩된 플라스틱 물질로 제조된 바디(2)를 포함하고, 상기 바디 내에는 유체(통상적으로 수압(hydraulic) 유체)를 위한 유입구 통로(3) 및 이러한 유체를 위한 배출구 통로(4)가 형성된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 이들 통로(3 및 4)는 동축적이나, 이러한 상대적인 구성은 필수적인 것이 아니다.

배출구 통로(4)는 튜브형 형성부(formation; 5)로 만들어지고, 이러한 형성부의 상부 부분은 메인 밸브 시트(6)를 형성한다. 유체의 유동은 이러한 밸브 시트(6)를 통해서 유입구(3)로부터 배출구(4)로 통과할 수 있다.

마찬가지로 예를 들어 플라스틱 물질로 제조되는 제 2 바디(7)가 유밀(liquid-tight) 방식으로 바디(2)의 상단부에 결합된다.

전체가 도면 부호 8로서 표시된 환형 격막(diaphragm)의 둘레 부분(8a)이 바디(2)와 바디(7) 사이에 클램핑된다. 이러한 멤브레인(8)은 가요성 중간 부분(8b)을 포함하고, 상기 중간 부분은 상기 밸브 시트(6)와 상호작용하는 메인 플러그로서 작용하도록 의도된 두꺼워진 중앙 환형 부분(8c)에 둘레 부분(8a)을 연결한다.

상기 환형 부분(8c)은 본질적으로 컵-형상인 가이드 요소(9)의 생크(shank; 9a) 주위로 장착되고 그리고 환형 요소(10)에 의해서 이러한 생크에 고정된다.

성형된 바디(7)는 상단부가 폐쇄된 상부 튜브형 형성부(7a)를 가진다.

도면 부호 11로 표시된 제어 챔버는 바디(7)와 격막(8) 및 연관된 가이드 요소(9)에 의해서 형성된 조립체 사이에 형성된다.

제어 챔버(11)는 하나 이상의 통로를 통해서 유입구(3)와 영구적으로 유체 소통하고, 상기 하나 이상의 통로는, 도시된 예시적인 실시예에서, 격막(8) 및 연관된 가이드 요소(9)를 포함하는 유닛 내에 형성된다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 관통 홀(8d)이, 밸브 시트(6)의 외부에서, 멤브레인(8)의 부분(8c) 내에 형성된다. 이들 홀은 격막 가이드 요소(9) 내에 형성된 환형 격실(9b)과 소통하고, 이러한 격실은 다시 대응하는 외측 홈(9c)과 소통하고, 상기 외측 홈은 또한 상기 격막 가이드(9) 내에 형성된다.

도시된 구성에 대한 대안으로서, 유입구(3)와 챔버(11) 사이의 소통이 격막(8) 내에 그리고 연관된 격막 가이드(9) 내에 제공된, 또는 솔레노이드 밸브 장치의 바디 내에 제공된 통로에 의해서 형성될 수 있다.

도면 부호 12는 제어 챔버(11)를 배출구 통로(4)와 소통시킬 수 있는 격막 가이드(9) 내에 형성된 통로를 나타낸다.

도시된 실시예에서, 예를 들어 스틸로 제조된 튜브(13)가 통로(12)의 상부 부분 내에 피팅되고(fitted), 이러한 튜브는, 이하에서 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 밸브 시트로서 작용할 수 있는 돌출 상부 림(13a)을 가진다.

솔레노이드 밸브 장치는 전체적으로 도면 부호 14로 표시된 제어 솔레노이드 밸브를 부가적으로 포함한다. 이러한 제어 솔레노이드 밸브는, 공지된 방식으로, 자기 회로와 연관되는 작동 솔레노이드(15)를 포함하고, 상기 자기 회로는 양 단부로부터 상기 솔레노이드 내로 축방향을 따라 연장하는 2개의 튜브형 요소 즉, 상부 요소(16a) 및 하부 요소(16b)를 포함한다.

상부 요소(16a) 및 하부 요소(16b)의 대응하는 단부들은, 솔레노이드(15)의 축방향 중간 부분에서, 미리 결정된 거리에서, 서로 마주한다.

솔레노이드(15) 및 연관된 자기 요소(16a 및 16b)에 의해서 형성된 조립체가 바디(7)의 튜브형 부분(7a) 주위에 장착된다.

제어 솔레노이드 밸브(14)는 또한 전체적으로 도면 부호 17로 표시된 유닛을 포함하고, 그러한 유닛은 상기 솔레노이드(15) 내에 이동가능하게 장착되고, 그리고 특히, 바디(7)의 튜브형 부분(7a) 내에서 방사상 간극을 두고 이동가능하게 장착된다. 이러한 유닛(17)은 휴지 상태(솔레노이드 밸브 장치(1)가 폐쇄될 때)에서 밸브 시트(13a) 상에서 지지되는(bear) 강자성 물질의 이동가능한 코어(18)를 포함한다.

이동가능한 강자성 코어(18)가 비-자기 물질로 제조된 이격부재 요소(19) 내부에 장착된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 이격부재 요소는 (비록 다른 형상으로 제조될 수 있지만) 튜브형이고 그리고 바디(7)의 튜브형 부분(7a) 내부에서 방사상 간극을 두고 연장한다.

요소(19)의 하단부는 보다 큰 지름을 가지고, 그리고 밸브 시트(13a) 주위에서 격막 가이드(9) 상에서 지지된다.

이동가능한 코어(18)는 방사상 쇼울더(18a)를 가지고, 그리고 코일 스프링(20)이 상기 쇼울더와 전술한 튜브형 요소(19)의 마주하는 내측 쇼울더(19a) 사이에 위치된다. 코어가 플러그로서 작용하도록, 스프링(20)은 이동가능한 코어(18)를 시트(13a)에 대해서 푸싱(push)하는 경향을 가진다.

도면 부호 21로 표시된 제 2 강자성 코어가 바디(7)의 부분(7a) 내에서 튜브형 요소(19) 위에 배치된다.

코일 스프링(22)이 제 2 코어(21)의 상단부와 바디(7)의 부분(7a)의 상단부 벽체 사이에 배치된다. 이러한 스프링(22)은, 특히 튜브형 요소(19)의 하단부가 격막 가이드(9)와의 접촉을 유지하는 방식으로, 코어(21) 및 튜브형 요소(19)를 하향 푸싱하는 경향을 가진다.

전술한 스프링(20)인 제 2 탄성 수단 대신에, 스프링(25)이 코어(18)와 코어(21) 사이의 갭(24) 내에 배치될 수 있으며, 이러한 경우에 요소(19)와 코어(18)는 대응 쇼울더들(도 2에 도시된 변형에서 볼 수 있는 바와 같다)을 구비할 필요가 없다. 일 실시예에서, 갭(24) 내에 위치된 상기 스프링(25)은, 코일 스프링(20)인 제 2 탄성 수단에 포함될 수 있다.

튜브형 요소(19)의 상부 부분에서, 코어(21)에 인접하여, 도 1에서 도면 부호 23으로 표시된 하나 이상의 개구가 형성되며, 그러한 개구를 통해서 요소(19)와 바디(7)의 부분(7a) 사이에 형성된 갭이 코어(18)의 측벽과 요소(19) 사이에 형성된 갭과 소통된다.

이격부재 요소(19)가 코어(21)로부터 그리고 격막 가이드(9)로부터 분리되고 그들로부터 구분될 수 있거나, 또는 후자의 부재들 중 하나 및/또는 다른 하나와 일체화(또는 그와 달리 영구적으로 고정)될 수 있다(도 2는 도 1의 실시예와 유사한 실시예를 도시하나, 이는 요소(19)가 격막 가이드(9)와 단일 피스로 제조된다는 점에서 본질적으로 상이하다).

도 1에 도시된, 솔레노이드 밸브(1)의 휴지 상태에서, 코어(18)와 코어(21)는 도면 부호 24로 표시된 좁은 갭에 의해서 분리된다.

작동 중에, 솔레노이드(15)가 비활성적일 때, 유입구(3)로 공급된 유체가 통로 또는 통로들(8d, 9b 및 9c)을 통해서 제어 챔버(11)로 유입된다. 이동가능한 코어 및 플러그(18)가 밸브 시트(13a)를 폐쇄하고, 그리고 제어 챔버(11)가 유입구 통로(3)와 동일한 유체 압력이 된다.

메인 플러그로서 작용하는 격막(8)의 부분(8c)이 밸브 시트(6) 상에서 지지되는데, 이는 챔버(11) 내의 압력에 노출된 이러한 격막 및 연관된 격막 가이드(9)의 표면적이 통로(3) 내의 압력에 노출된 멤브레인(8)의 표면적 보다 크다. 그에 따라, 메인 밸브(8c-6)가 폐쇄된다.

솔레노이드(15)가 에너지화될 때, 자기 플럭스가 자기 요소(16a)로부터 코어(21)로, 갭(24)을 가로질러 코어(18)로, 그리고 그로부터 하부 자기 요소(16b)로 통과한다. 따라서, 코어(18)가 코어(21)를 향해서 끌어 당겨진다. 이러한 인력은 밸브 시트(13a)가 스프링(20)의 작용에 대항하여 개방되게 한다.

이어서, 제어 챔버(11) 내의 유체 압력이 배출구 통로(4)를 향해서, 튜브(13) 및 격막 가이드(9)의 통로(12)를 통해서 배출될 수 있다.

제어 챔버(11) 내의 압력이 감소됨에 따라, 격막(8)으로 인가된 유입구 통로(3) 내의 압력에 의해서 격막 및 연관된 격막 가이드(9)에 의해서 형성된 조립체가 상승되며, 그에 따라 메인 밸브(8c-6)가 개방된다.

이어서, 솔레노이드 밸브(1)의 유입구 통로(3)로 공급되는 유체는 밸브 시트(6)를 통해서 배출구 통로에 도달할 수 있다.

플러그(8, 9)의 상승에 의해서 코어(21)가 대응하는 양만큼 상승되고 그리고 상기 코어(21)에 대해서 자기적으로 끌어 당겨지는 코어(18)를 잡아 당기며; 그에 따라 시트(13a)를 개방된 상태로 계속적으로 유지한다.

코어(21)를 향한 코어(18)의 인력을 생성하고 유지하기 위해서 솔레노이드(15)를 에너지화하는데 필요한 전력은 극히 낮고, 그리고 특히 메인 플러그(8, 9)의 개방 이동(travel)과 무관하다.

일반적인 룰(rule)로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 코어(18)와 코어(21) 사이의 거리(갭(24)의 높이)는 바람직하게 자기 요소(16a)와 자기 요소(16b) 사이의 거리 보다 짧으며, 그리고 각각의 코어(18) 및 코어(21)와 연관 자기 요소(16a) 및 자기 요소(16b) 사이의 거리는 자기 요소(16a)와 자기 요소(16b) 사이의 거리 보다 짧다.

도 1에 도시된 바와 같이, 갭(24)을 가로질러 코어(18)와 코어(21)가 마주하며, 그러한 갭(24)은 자기 요소(16a) 및 자기 요소(16b)의 마주하는 단부들 사이에서 축에 대해서 위치된 영역 내에 위치된다.

다른 유사한 변형 실시예에서(예를 들어, 도 3 참조), 필요한 경우에 요소(16a 및 16b)가 생략될 수 있고, 그리고 이러한 경우에 제 2의 이동가능한 코어(21)가 바람직하게 솔레노이드(15)의 상단부에 근접한 지점으로 상향 연장한다.

도 1을 참조할 때, 솔레노이드(15)가 에너지화되고, 유체(3)가 유입구로부터, 통로(8d, 9b 및 9c)를 통해서, 제어 챔버(11) 내로 유동하고, 이어서 바디(7)의 튜브형 부분(7a)의 내측 영역의 상부 부분을 향해서, 이러한 튜브형 부분(7a)과 튜브형 요소(19) 사이에 형성된 갭을 통해서 유동한다. 이어서, 이러한 유체는 개구(23) 및 튜브형 요소(19)와 코어(18) 사이에 형성된 갭을 통해서, 통로(12-13) 및 배출구 통로(4)를 향해서 역으로 하향 유동할 수 있다. 이러한 방식으로 솔레노이드(15) 내에 형성된 유체의 유동은 바람직하게 솔레노이드의 온도를 낮춘다.

솔레노이드(15)가 비-에너지화(de-energized)될 때, 스프링(22 및 20)이 코어(18)와 코어(21)를 도 1에 도시된 휴지 위치로 복귀시키는 경향이 있다. 코어(18)는 다시 밸브 시트(13a)를 차단하고, 그에 따라 제어 챔버(11)를 배출구 통로(4)로부터 분리한다.

이어서, 격막(8)에 의해서 형성된 유닛 및 연관된 격막 가이드(9)가 메인 밸브 시트(6)의 폐쇄 위치로 복귀될 수 있다.

도 3 및 도 4는 다른 변형 실시예를 도시한다. 이러한 도면들에서, 앞서 설명된 부분들 및 요소들과 동일한 또는 기능적으로 동등한 부분들 및 요소들에는 앞서 사용된 것과 동일한 참조 부호가 부여되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 통로(12)의 상단부는, 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이, 밸브 시트로서 작용할 수 있는 돌출 엣지(13)를 형성한다.

여기에 도시된 솔레노이드 밸브 장치(1)는 또한 제어 솔레노이드 밸브(14)를 포함하고, 그러한 제어 솔레노이드 밸브는 본질적으로 C-형상의 쉘(16)(도 3)을 포함하는 자기 회로와 연관된 작동 솔레노이드(15)를 포함한다.

솔레노이드(15) 및 연관된 자기 쉘(16)에 의해서 형성된 조립체는 바디(7)의 튜브형 부분(7a) 주위에 장착된다.

제어 솔레노이드 밸브(14)는 또한 전체적으로 도면 부호 17로 표시된 유닛을 포함하고, 그러한 유닛은 솔레노이드(15) 내에 이동가능하게 장착되고, 그리고, 특히 바디(7)의 하부 튜브형 부분(7a) 내에서 방사상 간극을 두고 이동가능하게 장착된다. 이러한 유닛(17)은 강자성 물질로 이루어진 이동가능한 코어(18)를 포함하고, 하단부에서 플러그(118a)를 이송하고(carrying), 상기 플러그는 휴지 상태(솔레노이드 밸브 장치(1)가 폐쇄된 경우)에서 밸브 시트(13) 상에 지지된다.

이동가능한 강자성 코어(18)는 길이방향 통로(18b)를 가지며, 그러한 길이방향 통로 내에서는 비-자기 물질로 이루어진 이격부재 요소(19)가 연장한다. 도 3 및 도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 이격부재 요소는 막대 형태(다른 형상으로 제조될 수도 있다)이고, 그리고 코어(18)의 통로(18b)를 통해서(그리고 이를 지나서) 방사상 간극을 둔 상태로, 메인 플러그(8)의 요소(9)의 상부를 향해서 연장한다.

도면 부호 21로 표시된 제 2 강자성 코어가, 바디(7)의 부분(7a) 내에서, 이격부재 요소(19) 위에 배치된다.

코일 스프링(20)이 코어(18)와 마주하는 코어(21)의 쇼울더 사이에 위치된다. 스프링(20)은 이동가능한 코어(18) 및 연관된 플러그(118a)를 시트(13)에 대해서 푸싱하는 경향을 가진다.

코일 스프링(22)이 제 2 코어(21)의 상단부와 바디(7)의 부분(7a)의 단부 벽체 사이에 위치된다. 이러한 스프링(22)은 코어(21)를 하향으로 특히 상기 코어를 이격부재 요소(19)의 상단부에 대해서 유지하는 방식으로 푸싱하는 경향을 가진다.

이격부재 요소(19)는 격막 가이드(9)(도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다) 및/또는 제 2 코어(21)와 일체형일 수 있다(또는 이와 달리 영구적으로 연결될 수 있다).

도면들에 도시된, 솔레노이드 밸브(1)의 휴지 상태에서, 코어(18)와 코어(21)가 도면 부호 24로 표시된 좁은 갭에 의해서 분리되도록, 이격부재 요소(19)의 길이가 정해진다.

작동 중에, 솔레노이드(15)가 비활성적일 때, 유입구(3)로 공급된 유체가 통로 또는 통로들(8d, 9b 및 9c)을 통해서 제어 챔버(11)로 유입된다. 이동가능한 코어 및 플러그(18)가 밸브 시트(13)를 폐쇄하고, 그리고 제어 챔버(11)가 유입구 통로(3)와 동일한 유체 압력이 된다.

솔레노이드(15)가 에너지화될 때, 자기 플럭스가 코어(21)로 그리고 갭(24)을 통해 코어(18)로, 이어서 그로부터 자기 요소(16)로 통과한다. 따라서, 코어(18)가 코어(21)를 향해서 끌어 당겨진다. 이러한 인력은 밸브 시트(13)가 스프링(20)의 작용에 대항하여 개방되게 한다.

이어서, 제어 챔버(11) 내의 유체 압력이 배출구 통로(4)를 향해서, 격막 가이드(9)의 통로(12)를 통해서 배출될 수 있다.

플러그(8, 9)의 상승에 의해서 코어(21)가 대응하는 양만큼 상승되고 그리고 상기 코어(21)에 대해서 자기적으로 끌어 당겨지는 코어(18)를 잡아 당기며; 그에 따라 시트(13)를 개방된 상태로 계속적으로 유지한다.

코어(21)를 향한 코어(18)의 인력을 생성하고 유지하기 위해서 솔레노이드(15)를 에너지화하는데 필요한 전력은 극히 낮고, 그리고 특히 메인 플러그(8, 9)의 개방 이동과 무관하다.

도 5는 다른 변형 실시예를 도시한다. 이러한 도면에서, 설명된 부분들 및 요소들은 앞서 사용된 것과 동일한 참조 부호가 부여되어 있다.

도 5에 도시된 변형에서, 이격부재 로드(19)가 상부 강자성 코어(21)와 일체형이 되고, 예를 들어 상기 코어의 함몰부(21a) 내에 상호간섭 피팅(interference fit)으로 장착된다.

도 6은 하부의 이동가능한 코어(18)의 변형 실시예를 도시하며, 그러한 실시예는 비-자기 물질로 제조된 부분(18c) 및 강자성 부분(18d)을 포함한다.

명백하게, 도 5 및 도 6에 도시된 2개의 변형이 서로 조합될 수 있다.

도 7은 다른 변형 실시예를 도시한다. 또한, 이러한 도면에서, 설명된 부분들 및 요소들은 앞서 사용된 것과 동일한 참조 부호가 부여되어 있다.

도 7의 변형에서, 격막 가이드(9)의 통로(13) 내에 각도를 이루어 이격된 다수의 로드(19b) 및 튜브형 요소(19)를 포함하는 이격 구조물이 격막 가이드(9) 및 제 2 이동가능한 코어(21) 사이에 위치된다. 튜브형 요소(19)가 코어(21)의 쇼울더(21a)와 로드(19b) 사이에서, 스프링(20) 및 이동가능한 코어(18) 주위로 연장한다.

로드(19b)들 사이에는 커다란 구멍(19c)이 형성되며, 그 구멍은 작동시, 챔버(11)로부터 출구(4)를 향해 흐르는 물이 통로 및 통로 주변 영역을 철저히 세척하게 함으로써, 시간이 지남에 따라 이러한 통로의 막힘을 초래할 수 있는 임의의 침전물을 제거한다.

로드(19b)는 격막 가이드(9)와 일체형이 되거나 및/또는 격막 가이드(9)에 고정될 수 있고, 그리고 튜브형 요소(19)가 코어(21)에 고정되거나 피팅될 수 있고 그리고 로드(19b) 상에 지지될 수 있다. 그 대신에, 로드(19b)가 튜브형 요소(19)와 일체가 될 수 있고 그리고 격막 가이드(9) 상에서 지지될 수 있다.

명백하게, 본 발명의 원리가 유지된다면, 첨부된 특허청구범위에 의해서 규정된 본 발명의 보호 범위로부터 이탈됨이 없이, 적용 형태 및 구성의 상세한 내용이 순수하게 비-제한적인 예로서 설명되고 도시된 것으로부터 다양하게 변화될 수 있을 것이다.

Claims

솔레노이드 밸브 장치(1)로서,
- 유체를 위한 유입구(3) 및 배출구(4)를 가지고, 그리고 상기 유입구(3)로부터 상기 배출구(4)로 유체가 관통하여 유동할 수 있는 메인 밸브 시트(6)를 가지는 바디(2, 7);
- 상기 밸브 시트(6)의 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 상기 밸브 시트(6)에 대해서 이동가능한 메인 플러그(8, 9);
- 상기 바디(2, 7) 내에 형성되고 상기 메인 플러그(8)에 의해서 부분적으로 경계가 결정되는 제어 챔버(11);
- 상기 유입구(3)와 상기 제어 챔버(11) 사이의 소통을 위한 적어도 제 1 통로(8d, 9b, 9c);
- 상기 제어 챔버(11)가 상기 배출구(4)와 소통하게 하기 위한 적어도 제 2 통로(12, 13); 및
- 제어 솔레노이드(15) 내에서 이동가능하고 그리고 이동가능한 플러그로서 상기 제 2 통로(12, 13)와 상호작용할 수 있는 강자성의 제 1 코어(18)를 포함하는 유닛(17)을 제어하는 제어 솔레노이드(15)를 포함하는 제어 솔레노이드 밸브(14);를 포함하고,
상기 이동가능한 유닛(17)이 상기 제 1 코어(18)의 일 단부에 인접하여 상기 솔레노이드(15) 내에 위치된 이동가능한 강자성의 제 2 코어(21)를 포함하고, 상기 제 2 코어(21)를 상기 메인 플러그(8, 9)에 영구적인 연결상태로 유지하기 위해서, 그리고 상기 솔레노이드(15)가 비활성적일 때, 상기 제 1 코어(18)를 상기 제 2 통로(12, 13)의 폐쇄 위치에서 유지하고 상기 제 2 코어(21)를 상기 제 1 코어(18) 및 상기 솔레노이드(15)에 대해서 미리 결정된 위치에서 유지하기 위해서 포지셔닝 수단(19, 20, 22)이 제공되고, 상기 제 1 및 제 2 코어(18, 21)가 갭(24)에 의해서 분리되며;
상기 포지셔닝 수단이 상기 메인 플러그(8, 9)와 상기 제 2 코어(21) 사이에서 연장하는 비자성인 이격부재 요소(19)를 포함하며;
상기 솔레노이드(15)의 에너지화에 의해서 상기 제 1 코어(18)가 상기 제 2 코어(21)를 향해서 끌어 당겨지도록 그리고 상기 제 2 통로(12, 13)가 개방되도록 구성되며, 상기 유입구(3)로부터의 유체의 유동이 제 1 통로(8d, 9b, 9c)를 통해 상기 제어 챔버(11)로 통과하도록 하며;
상기 이격부재 요소(19)는 상기 제 1 코어(18) 주위로 상기 솔레노이드(15) 내에서 방사상 간극을 두고 연장하고 그리고 상기 제 2 코어(21)에 인접하여 하나 이상의 개구(23)를 구비하며;
상기 솔레노이드(15)가 활성화될 때, 유체 유동이 상기 솔레노이드(15)와 상기 이격부재 요소(19) 사이에서 상기 제 2의 코어(21)를 향해서 유동하고, 이후 상기 이격부재 요소(19)와 상기 제 1 코어(18) 사이의 이격부재 요소(19)의 하나 이상의 개구(23)를 통해서 상기 제 2 통로(12, 13)를 향해 유동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이격부재 요소(19)는 상기 메인 플러그(8, 9)에, 상기 제 2 코어(21)에, 또는 상기 메인 플러그(8, 9)와 상기 제 2 코어(21)에 영구적으로 연결되고,
상기 포지셔닝 수단은 상기 제 2 코어(21)를 상기 제 1 코어(18)를 향해 푸싱하는 제 1 탄성 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 포지셔닝 수단은, 상기 제 2 코어(21)와 상기 제 1 코어(18)를 각각 상기 메인 플러그(8, 9)를 향해 복귀시키는 제 1 탄성 수단(22)과 제 2 탄성 수단(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 탄성 수단(20)은 상기 갭(24) 내에 위치된 스프링(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 탄성 수단(20)은 상기 제 1 코어(18)의 쇼울더(18a)와 상기 이격부재 요소(19)의 쇼울더(19a) 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 솔레노이드(15)는, 상기 솔레노이드(15) 내에서 대향 단부들로부터 축방향으로 연장하는 제 1 및 제 2 자기 요소(16a, 16b)를 포함하는 자기 회로와 연관되고,
상기 제 1 및 제 2 자기 요소(16a, 16b)는 상기 솔레노이드(15)의 축방향 중간 부분에서 미리 결정된 거리를 두고 서로 마주하는 대응 단부들을 구비하며,
상기 솔레노이드(15)의 비활성화 상태에서, 상기 제 1 및 제 2 코어(18, 21)는 축에 대해 상기 제 1 및 제 2 자기 요소(16a, 16b)의 마주하는 대응 단부들 사이에 위치되는 영역 내에서 서로 마주하고,
상기 제 1 및 제 2 코어(18, 21) 사이의 거리 그리고 상기 제 1 및 제 2 코어(18, 21)와 상기 제 1 및 제 2 자기 요소(16a, 16b) 사이의 거리는, 상기 제 1 및 제 2 자기 요소(16a, 16b)의 마주하는 대응 단부들 사이의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 장치.
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