KR101912091B1 - 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기는 속이 빈 입체 형상으로서 밑면이 개방되고 윗면에 플런저(Plunger)가 통과되는 플런저 통과 구멍이 갖추어진 바이브레이터(Vibrator) 외측 바디와; 상기 바이브레이터 외측 바디의 개방된 밑면에 장착되어 상기 바이브레이터 외측 바디의 개방된 밑면을 폐쇄하는 바이브레이터 하부 베이스 덮개; 상기 바이브레이터 외측 바디의 윗면 중앙에 설치되고 중앙에 상기 플런저 통과 구멍과 연통되는 플런저 인입구가 갖추어지며 전류가 입력되었을 때 일정 방향의 자기장을 생성하는 솔레노이드(Solenoid); 상기 솔레노이드 위에 덮어 씌워지고 밑면이 상기 바이브레이터 외측 바디의 윗면에 고정 설치되는 솔레노이드 덮개; 상기 바이브레이터 외측 바디의 내부 중앙에 수직 방향으로 세워지고 자성체로 이루어져 상기 솔레노이드에 전류가 입력되었을 때 솔레노이드로부터 발생된 자력에 이끌려 플런저 통과 구멍을 통해 플런저 인입구 방향으로 상승하는 플런저(Plunger); 소정 중량을 가진 질량체로서 상기 플런저(Plunger) 하부에 장착되고 플런저와 함께 승·하강되는 진동체; 링(Ring) 형태로서 상기 바이브레이터 외측 바디 내부에 고정 설치되는 링형 외곽 프레임; 상기 진동체와 링형 외곽 프레임 사이에 3개 이상이 상기 진동체를 중심으로 원형 배치되고 일단이 진동체의 가장자리에 고정되며 타단이 링형 외곽 프레임에 고정되고 상기 플런저가 솔레노이드의 자력에 이끌려 상승되었을 때 탄력적으로 팽창되었다가 솔레노이드로 입력되는 전류가 차단되었을 때 탄성 복원되면서 상기 플런저와 진동체를 끌어 당기는 인장 스프링; 및 상기 솔레노이드에 전류를 공급하거나 차단하고 상기 솔레노이드에 공급되는 전류 주파수 또는 전류량을 조정하는 구동 제어 수단으로 이루어져, 상기 구동 제어 수단으로부터 솔레노이드로 전류가 입력되면 상기 플런저가 솔레노이드로부터 발생된 자력에 이끌려 진동체와 함께 상승됨과 동시에 인장 스프링이 팽창되고 상기 솔레노이드로 입력되는 전류가 차단되면 인장 스프링이 탄성 복원되면서 진동체를 끌어내려 상기 진동체가 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하며 상기 구동 제어 수단은 솔레노이드로 입력되는 전류 주파수 및 전류량을 조정함으로써 상기 진동체가 상기 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하는 분당 횟수 및 타격 세기를 조정한다.
Description
본 발명은 진동을 발생시키는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플런저와 일체로 결합된 진동체의 외곽 테두리를 진동체를 중심으로 3개 이상이 방사 형태로 배열된 인장 스프링에 연결하여 플런저와 일체로 결합된 진동체의 진동 자유도를 높이고, 솔레노이드로 입력되는 전류량 및 전류 주파수를 제어하여 플런저(Plunger)와 일체로 결합된 진동체의 진동 주파수 및 진동 세기를 조절하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기에 관한 것이다.
일반적으로, 생산 공정 중 이송 설비에 사용되는 슈트(Chute), 호퍼(Hopper), 이송 라인의 내부나 배출구 주변에는 분체가 흡착 응고됨에 따라 분체 통로가 좁아지거나 막히는 현상이 자주 발생한다.
이러한 현상을 방지하기 위해 이송 설비는 분체의 유동성을 안정적이며 지속적으로 유지시켜 분체의 배출과 공급을 원활히 하여야 한다.
즉, 이송 설비 배관 내부를 통과하는 분체가 흡착되거나 응고되지 않도록 분체를 파쇄 또는 분산시켜주는 장치가 반드시 필요하다.
이러한 현상을 방지하기 위해 국내·외 제철소나 석유 또는 화학 물질 등을 생산하는 현장에서는 다양한 전자식 진동 가진기들이 사용되어 왔으나, 전자식 진동 가진기의 성능에 대한 효과와 내구성의 부족으로 인해 이송 설비가 막히는 문제점이 있었다.
이러한 문제 때문에 정기적인 정비 외에도, 비정기적인 정비가 발생할 수밖에 없으며, 정비 불량시 제품 생산 중단에 따른 막대한 손실이 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 산업체에서 진동을 발생하는 장치로는 크게 진동 모터(Vibrator Motor)와, 마그네틱 모터(Magnetic Motor), 전동 모터(Electric Motor : CAM Type, Oscillating Type), 공기 쿠션 바이브레이터(Air Cushion Vibrator)(Air Piston Vibrator), 에어 노커(Air Knocker)(Magnetic Piston), 마그네틱 해머(Magnetic Hammer)가 있으며, 설치 위치에 따라 각각 차이가 있지만, 진동을 유발한다는 점에서 원리는 같고, 수요 설비나 사용 환경을 고려하여 가장 적합한 진동 장치를 선택해야 만이 가장 큰 효과를 거둘 수 있다.
하지만, 상기 공기 쿠션 바이브레이터나 에어 노커는 단순하고, 무게가 가벼우며, 부피가 소형인 것이 장점인 반면에 반드시 에어 콤프레샤가 뒤따라와야 한다는 불편함이 있었다.
한편, 상기 전동 모터는 전동축에 장착된 편심추를 이용한 진동 방법으로 간단한 구조와 저렴한 가격이 장점이지만, 단 방향으로 진동 에너지를 압축하지 못하여 에너지가 분산될 뿐만 아니라, 전동 모터가 취부되는 면이 손상될 수 있다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 마그네틱 해머(Magnetic Hammer)는 타격 충격은 강하나 전자 해머에 비해 진동 에너지가 작고, 타격 시 소음이 강하며, 가성비가 좋지 않다는 문제점이 발생함에 따라 전자식 진동 가진기에 대한 선호도가 높아지고 있다.
하지만, 본 발명은 진동체의 유도 코일에 전력을 공급하기 위한 방안으로 솔레노이드 방식을 이용한 전력 제어 방식을 이용하였는데, 이때, 전자기장의 세기 및 주기를 적절히 제어하면 타격 강도를 월등히 높일 수 있고, 진동력 궤환 방식에 의한 가진 진동 주기 및 세기를 요구 시스템에 맞도록 일정하게 제어할 수 있게 된다.
또, 불규칙한 진동과 언발란스(Unbalance) 그리고, 중대형 시설에 부적합한 진동 주파수로 인해 최적의 진동 에너지를 이송 설비에 전달하지 못하는 문제점을 개선할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1845893"호의 "슬러지 대응물 제거를 위한 진동 충격 장치"가 출원되어 등록되었는데, 상기 슬러지 대응물 제거를 위한 진동 충격 장치는 슬러지 대응물이 고착되는 대상 관로의 외면에 설치되되, 내부에 안내 공간이 형성된 하우징과; 상기 안내 공간의 일단부 및 타단부에 고정되는 한 쌍의 자성 코어부; 상기 각 자성 코어부의 자기 인력에 의해 이동되도록 일단부 및 타단부에 한 쌍의 베이스 코어부가 구비되되, 이동시 타격을 통해 자중에 대응되는 상기 슬러지 대응물의 박리 충격을 발생시키는 슬라이드 몸체부; 및 상기 슬라이드 몸체부의 왕복 이동을 위한 자기 인력이 형성되도록 상기 각 자성 코어부에 직류 전력을 교대로 공급하는 전원 공급 제어부를 포함한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 플런저와 일체로 결합된 진동체의 외곽 테두리에 진동체를 중심으로 방사 형태로 배열된 복수개의 인장 스프링을 연결하여 플런지와 일체로 결합된 진동체의 진동 자유도를 높이고, 솔레노이드로 입력되는 전류량 및 전류 주파수를 조정하여 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하는 질량체의 타격 세기 및 분당 타격 회수를 조정하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 전자식 진동 가진기를 30Hz 이하의 낮은 진동 주파수로 진동시킬 수 있는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 공급 전력을 가진력으로 변환하였을 때 무효 전력량을 줄여 전력 효율을 높일 수 있는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 전자식 진동 가진기로 공급되는 순간적인 피크(Peak) 전류를 억제하여 전자식 진동 가진기 내에서 불필요한 전력을 유도하는 노이즈(Noise) 성분을 감쇄시킬 수 있는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 별도의 냉각 장치 없이도, 높은 온도 환경에서 동작될 수 있는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기는 속이 빈 입체 형상으로서 밑면이 개방되고 윗면에 플런저(Plunger)가 통과되는 플런저 통과 구멍이 갖추어진 바이브레이터(Vibrator) 외측 바디와; 상기 바이브레이터 외측 바디의 개방된 밑면에 장착되어 상기 바이브레이터 외측 바디의 개방된 밑면을 폐쇄하는 바이브레이터 하부 베이스 덮개; 상기 바이브레이터 외측 바디의 윗면 중앙에 설치되고 중앙에 상기 플런저 통과 구멍과 연통되는 플런저 인입구가 갖추어지며 전류가 입력되었을 때 일정 방향의 자기장을 생성하는 솔레노이드(Solenoid); 상기 솔레노이드 위에 덮어 씌워지고 밑면이 상기 바이브레이터 외측 바디의 윗면에 고정 설치되는 솔레노이드 덮개; 상기 바이브레이터 외측 바디의 내부 중앙에 수직 방향으로 세워지고 자성체로 이루어져 상기 솔레노이드에 전류가 입력되었을 때 솔레노이드로부터 발생된 자력에 이끌려 플런저 통과 구멍을 통해 플런저 인입구 방향으로 상승하는 플런저(Plunger); 소정 중량을 가진 질량체로서 상기 플런저(Plunger) 하부에 장착되고 플런저와 함께 승·하강되는 진동체; 링(Ring) 형태로서 상기 바이브레이터 외측 바디 내부에 고정 설치되는 링형 외곽 프레임; 상기 진동체와 링형 외곽 프레임 사이에 3개 이상이 상기 진동체를 중심으로 원형 배치되고 일단이 진동체의 가장자리에 고정되며 타단이 링형 외곽 프레임에 고정되고 상기 플런저가 솔레노이드의 자력에 이끌려 상승되었을 때 탄력적으로 팽창되었다가 솔레노이드로 입력되는 전류가 차단되었을 때 탄성 복원되면서 상기 플런저와 진동체를 끌어 당기는 인장 스프링; 및 상기 솔레노이드에 전류를 공급하거나 차단하고 상기 솔레노이드에 공급되는 전류 주파수 또는 전류량을 조정하는 구동 제어 수단으로 이루어져, 상기 구동 제어 수단으로부터 솔레노이드로 전류가 입력되면 상기 플런저가 솔레노이드로부터 발생된 자력에 이끌려 진동체와 함께 상승됨과 동시에 인장 스프링이 팽창되고 상기 솔레노이드로 입력되는 전류가 차단되면 인장 스프링이 탄성 복원되면서 진동체를 끌어내려 상기 진동체가 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하며 상기 구동 제어 수단은 솔레노이드로 입력되는 전류 주파수 및 전류량을 조정함으로써 상기 진동체가 상기 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하는 분당 횟수 및 타격 세기를 조정한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기는 플런저와 일체로 결합된 진동체의 외곽 테두리에 진동체를 중심으로 방사 형태로 배열된 복수개의 인장 스프링을 연결하여 플런지와 일체로 결합된 진동체의 진동 자유도를 높이고, 솔레노이드로 입력되는 전류량 및 전류 주파수를 조정하여 바이브레이터 하부 베이스 덮개를 타격하는 질량체의 타격 세기 및 분당 타격 회수를 조정한다.
또한, 본 발명은 전자식 진동 가진기를 30Hz 이하의 낮은 진동 주파수로 진동시킬 수 있고, 무효 전력량을 줄여 전력 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 전자식 진동 가진기로 공급되는 순간적인 피크(Peak) 전류를 억제하여 전자식 진동 가진기 내에서 불필요한 전력을 유도하는 노이즈(Noise) 성분을 감쇄시킬 수 있고, 별도의 냉각 장치 없이도, 상기 전자식 진동 가진기를 높은 온도 환경에서 동작시킬 수 있다.
또, 본 발명은 가속도 센서를 이용하여 상기 전자식 진동 가진기가 설치되는 환경 조건에 따라 달라지는 상기 전자식 진동 가진기의 최적 공진점을 검출함으로써 진동을 가장 효과적으로 전달하기 위한 최적의 알고리즘을 개발하였다.
또, 본 발명은 가진력 측정시 사용자의 감각에 의존하던 상대적 방식에서 벗어나 가속도 센서를 이용하여 절대적 측정값을 모니터링할 수 있도록 구현하였고, 시리얼(Serial) 통신 인터페이스(Interface)를 통해 상기 전자식 진동 가진기를 제어하는 전력 구동 시스템을 외부 시스템과 스마트하게 연계시킬 수 있다.
또, 본 발명은 외부 시스템과 연계되는 마이크로 프로세서(Micro Processor)를 이용한 전력 구동 시스템을 이용하여 다양한 데이터를 획득할 수 있고, 획득된데이터를 외부 시스템에 전달할 수도 있으며, 스마트한 기능을 부여하기 쉽도록 설계하였다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 본 발명의 분해 사시도,
도면 3은 다른 각도에서 바라본 본 발명의 분해 사시도,
도면 4는 또 다른 각도에서 바라본 본 발명의 분해 사시도,
도면 5와 도면 6은 진동체와 링형 외곽 프레임 및 인장 스프링의 결합 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 7은 본 발명에 갖추어진 구동 제어 수단의 제어 블록도.
도면 2는 본 발명의 분해 사시도,
도면 3은 다른 각도에서 바라본 본 발명의 분해 사시도,
도면 4는 또 다른 각도에서 바라본 본 발명의 분해 사시도,
도면 5와 도면 6은 진동체와 링형 외곽 프레임 및 인장 스프링의 결합 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 7은 본 발명에 갖추어진 구동 제어 수단의 제어 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기는 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 속이 빈 입체 형상으로서 밑면이 개방되고 윗면에 플런저(1)(Plunger)가 통과되는 플런저 통과 구멍(3)이 갖추어진 바이브레이터(Vibrator) 외측 바디(5)와; 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 개방된 밑면에 장착되어 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 개방된 밑면을 폐쇄하는 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7); 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 윗면 중앙에 설치되고 중앙에 상기 플런저 통과 구멍(3)과 연통되는 플런저 인입구(9)가 갖추어지며 전류가 입력되었을 때 일정 방향의 자기장을 생성하는 솔레노이드(11)(Solenoid); 상기 솔레노이드(11) 위에 덮어 씌워지고 밑면이 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 윗면에 고정 설치되는 솔레노이드 덮개(13); 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 내부 중앙에 수직 방향으로 세워지고 자성체로 이루어져 상기 솔레노이드(11)에 전류가 입력되었을 때 솔레노이드(11)로부터 발생된 자력에 이끌려 플런저 통과 구멍(3)을 통해 플런저 인입구(9) 방향으로 상승하는 플런저(1)(Plunger); 소정 중량을 가진 질량체(27)로서 상기 플런저(1)(Plunger) 하부에 장착되고 플런저(1)와 함께 승·하강되는 진동체(15); 링(Ring) 형태로서 상기 바이브레이터 외측 바디(5) 내부에 고정 설치되는 링형 외곽 프레임(17); 상기 진동체(15)와 링형 외곽 프레임(17) 사이에 3개 이상이 상기 진동체(15)를 중심으로 원형 배치되고 일단이 진동체(15)의 가장자리에 고정되며 타단이 링형 외곽 프레임(17)에 고정되고 상기 플런저(1)가 솔레노이드(11)의 자력에 이끌려 상승되었을 때 탄력적으로 팽창되었다가 솔레노이드(11)로 입력되는 전류가 차단되었을 때 탄성 복원되면서 상기 플런저(1)와 진동체(15)를 끌어 당기는 인장 스프링(19); 및 상기 솔레노이드(11)에 전류를 공급하거나 차단하고 상기 솔레노이드(11)에 공급되는 전류 주파수 또는 전류량을 조정하는 구동 제어 수단(21)으로 이루어져, 상기 구동 제어 수단(21)으로부터 솔레노이드(11)로 전류가 입력되면 상기 플런저(1)가 솔레노이드(11)로부터 발생된 자력에 이끌려 진동체(15)와 함께 상승됨과 동시에 인장 스프링(19)이 팽창되고 상기 솔레노이드(11)로 입력되는 전류가 차단되면 인장 스프링(19)이 탄성 복원되면서 진동체(15)를 끌어내려 상기 진동체(15)가 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)를 타격하며 상기 구동 제어 수단(21)은 솔레노이드(11)로 입력되는 전류 주파수 및 전류량을 조정함으로써 상기 진동체(15)가 상기 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)를 타격하는 분당 횟수 및 타격 세기를 조정한다.
상기 진동체(15)를 중심으로 방사 형태로 배열된 인장 스프링(19)은 플런지(1)와 일체로 결합된 진동체(15)의 진동 자유도를 높인다.
상기 바이브레이터 외측 바디(5)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 속이 빈 원통 형상으로서 밑면이 개방되고 하부 가장자리에 바디측 환턱(23)이 갖추어지며, 상기 바디측 환턱(23)은 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)의 가장자리 위에 얹혀진 상태에서 상기 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)와 볼트 고정된다.
상기 진동체(15)는 도면 5 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 납작한 원판 형태로서 외곽 테두리에 3개 이상의 인장 스프링(19)이 등간격으로 설치되고 윗면 중앙에 플런저(1)가 고정 설치되는 인장 스프링 고정용 내부 원판(25)과; 원통 형태로서 소정 중량을 갖고 상기 인장 스프링 고정용 내부 원판(25)의 하부 중앙에 고정 설치되며 인장 스프링(19)의 탄성 복원력에 이끌려 하강되었을 때 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)의 윗면을 타격하는 질량체(27)로 이루어진다.
상기 솔레노이드 덮개(13)는 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 속이 빈 원통 형상으로서 밑면이 개방되고 상기 바이브레이터(Vibrator) 외측 바디(5)와 동심을 이루며 하부 가장자리에 솔레노이드 덮개측 환턱(29)이 갖추어지고, 상기 솔레노이드 덮개측 환턱(29)은 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 윗면에 볼트 고정된다.
상기 구동 제어 수단(21)은 도면 7에 도시한 바와 같이, AC 전류를 DC 직류 전류로 변환하는 정류 회로부(31)와; 상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 맥동 전류를 접지(Ground)로 내보내 상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 직류 전류를 평활화시키는 평활부(33); 상기 평활부(33)로부터 직류 전원을 입력받아 소정 레벨의 플러스(+) 전압으로 변환하는 플러스(+) 전압 생성 모듈(57); 상기 평활부(33)로부터 직류 전원을 입력받아 소정 레벨의 마이너스(-) 전압으로 변환하는 마이너스(-) 전압 생성 모듈(59); 스위칭 제어부(39)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn-On) 되거나 턴 오프(Turn-Off) 되면서 상기 플러스 전압 생성 모듈(57)로부터 출력된 플러스 전압을 출력하거나 출력하지 않는 플러스 전압 스위칭부(61); 스위칭 제어부(39)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn-On) 되거나 턴 오프(Turn-On) 되면서 상기 마이너스 전압 생성 모듈(59)로부터 출력된 마이너스 전압을 출력하거나 출력하지 않는 마이너스 전압 스위칭부(63); 중앙 제어부(37)의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호에 따라 상기 플러스 전압 스위칭부(61) 또는 마이너스 전압 스위칭부(63)를 턴 온(Turn On)시키거나 턴 오프(Turn Off)시키는 스위칭 제어부(39); 중앙 제어부(37)의 제어 신호에 따라 스위칭(Switching) 되어 상기 플러스 전압 스위칭부(61)로부터 출력되는 플러스 전류를 솔레노이드(11)로 공급하거나 상기 마이너스 전압 스위칭부(63)로부터 출력되는 마이너스 전류를 솔레노이드(11)로 공급하는 전류 방향 선택 스위치(65); 상기 진동체(15)의 진동 가속도를 감지하는 진동 가속도 센싱 모듈(41); 설정부(43)를 통해 설정된 진동 주파수나 진동 세기에 따라 상기 스위칭 제어부(39)에 PWM 제어 신호를 전송하고, 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 상기 진동체(15)의 진동 가속도를 디스플레이부(45)에 표시하며 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 상기 진동체(15)의 진동 가속도를 참고하여 현재 PWM 제어 신호를 실시간으로 보정함으로써 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 설정부(43)를 통해 설정된 진동 주파수나 진동 세기와 일치시키는 중앙 제어부(37); 입력 장치를 이용하여 상기 중앙 제어부(37)에 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 입력하는 설정부(43); 상기 설정부(43)를 통해 중앙 제어부(37)에 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 표시하고, 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 진동체(15)의 진동 가속도를 실시간으로 표시하는 디스플레이(Display)부(45); 시리얼 통신 인터페이스를 통해 외부 시스템과 접속되어 외부 시스템을 통해 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 중앙 제어부(37)로 전송하거나 중앙 제어부(37)로부터 출력된 진동체(15)의 진동 가속도를 시리얼(Serial) 통신을 통해 상기 외부 시스템으로 전송하는 시리얼(Serial) 통신 모듈(47); 및 원격 제어 장치로부터 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 중앙 제어부(37)로 전송하거나 중앙 제어부(37)로부터 출력된 진동체(15)의 진동 가속도를 원격 제어 장치로 전송하는 원격 제어 모듈(49)을 포함한다.
상기 구동 제어 수단(21)은 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 전압을 측정하는 정류 회로부측 전압 측정부(51)와; 상기 평활부(33)로부터 출력되는 전압을 측정하는 평활부측 전압 측정부(53); 및 상기 솔레노이드(11)로 입력되는 전류를 측정하는 입력 전류 측정부(55)를 더 포함하고, 상기 중앙 제어부(37)는 상기 정류 회로부측 전압 측정부(51)와 평활부측 전압 측정부(53)에 의해 측정된 전압과, 상기 입력 전류 측정부(55)에 의해 측정된 전류를 디스플레이부(45)에 표시하거나 시리얼 통신 모듈(47)을 통해 외부 시스템으로 전송 또는 원격 제어 모듈(49)을 통해 원격 제어 장치로 전송한다.
상기 입력 전류 측정부(55)는 예를 들어, 상기 솔레노이드(11)로 입력되는 전류를 측정하기 위해 상기 솔레노이드(11)와 직렬 연결된 션트 저항과; 상기 션트 저항의 양단 전압을 소정 이득으로 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력단에 연결되어 증폭부로부터 출력되는 소정 주파수 이상의 노이즈(Noise) 성분을 감쇄하는 노이즈 제거부; 상기 노이즈 제거부에 의해 노이즈 성분이 감쇄된 아날로그 형태의 전압 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부를 포함하고, 상기 중앙 제어부(37)는 상기 A/D 변환부로부터 출력되는 디지털 데이터를 권선 코일로 입력되는 전류값으로 환산한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기는 플런저(1)와 일체로 결합된 진동체(15)의 외곽 테두리에 진동체(15)를 중심으로 방사 형태로 배열된 복수개의 인장 스프링(19)을 연결하여 플런지(1)와 일체로 결합된 진동체(15)의 진동 자유도를 높이고, 솔레노이드(11)로 입력되는 전류량 및 전류 주파수를 조정하여 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)를 타격하는 질량체(27)의 타격 세기 및 분당 타격 회수를 조정한다.
또한, 본 발명은 전자식 진동 가진기를 30Hz 이하의 낮은 진동 주파수로 진동시킬 수 있고, 무효 전력량을 줄여 전력 효율을 높일 수 있다.
또, 본 발명은 전자식 진동 가진기로 공급되는 순간적인 피크(Peak) 전류를 억제하여 전자식 진동 가진기 내에서 불필요한 전력을 유도하는 노이즈(Noise) 성분을 감쇄시킬 수 있고, 별도의 냉각 장치 없이도, 상기 전자식 진동 가진기를 높은 온도 환경에서 동작시킬 수 있다.
또, 본 발명은 가속도 센서를 이용하여 상기 전자식 진동 가진기가 설치되는 환경 조건에 따라 달라지는 상기 전자식 진동 가진기의 최적 공진점을 검출함으로써 진동을 가장 효과적으로 전달하기 위한 최적의 알고리즘을 개발하였다.
또, 본 발명은 가진력 측정시 사용자의 감각에 의존하던 상대적 방식에서 벗어나 가속도 센서를 이용하여 절대적 측정값을 모니터링할 수 있도록 구현하였고, 시리얼(Serial) 통신 인터페이스(Interface)를 통해 상기 전자식 진동 가진기를 제어하는 전력 구동 시스템을 외부 시스템과 스마트하게 연계시킬 수 있다.
또, 본 발명은 외부 시스템과 연계되는 마이크로 프로세서(Micro Processor)를 이용한 전력 구동 시스템을 이용하여 다양한 데이터를 획득할 수 있고, 획득된데이터를 외부 시스템에 전달할 수도 있으며, 스마트한 기능을 부여하기 쉽도록 설계하였다.
1. 플런저 3. 플런저 통과 구멍
5. 바이브레이터 외측 바디 7. 바이브레이터 하부 베이스 덮개
9. 플런저 인입구 11. 솔레노이드
13. 솔레노이드 덮개 15. 진동체
17. 링형 외곽 프레임 19. 인장 스프링
21. 구동 제어 수단 23. 바디측 환턱
25. 인장 스프링 고정용 내부 원판 27. 질량체
29. 솔레노이드 덮개측 환턱 31. 정류 회로부
37. 중앙 제어부 39. 스위칭 제어부
41. 진동 가속도 센싱 모듈 43. 설정부
45. 디스플레이부 47. 시리얼 통신 모듈
49. 원격 제어 모듈 51. 정류 회로부측 전압 측정부
53. 평활부측 전압 측정부 55. 입력 전류 측정부
57. 플러스 전압 생성 모듈 59. 마이너스 전압 생성 모듈
61. 플러스 전압 스위칭부 63. 마이너스 전압 스위칭부
65. 전류 방향 선택 스위치
5. 바이브레이터 외측 바디 7. 바이브레이터 하부 베이스 덮개
9. 플런저 인입구 11. 솔레노이드
13. 솔레노이드 덮개 15. 진동체
17. 링형 외곽 프레임 19. 인장 스프링
21. 구동 제어 수단 23. 바디측 환턱
25. 인장 스프링 고정용 내부 원판 27. 질량체
29. 솔레노이드 덮개측 환턱 31. 정류 회로부
37. 중앙 제어부 39. 스위칭 제어부
41. 진동 가속도 센싱 모듈 43. 설정부
45. 디스플레이부 47. 시리얼 통신 모듈
49. 원격 제어 모듈 51. 정류 회로부측 전압 측정부
53. 평활부측 전압 측정부 55. 입력 전류 측정부
57. 플러스 전압 생성 모듈 59. 마이너스 전압 생성 모듈
61. 플러스 전압 스위칭부 63. 마이너스 전압 스위칭부
65. 전류 방향 선택 스위치
Claims (4)
- 속이 빈 입체 형상으로서 밑면이 개방되고 윗면에 플런저(1)(Plunger)가 통과되는 플런저 통과 구멍(3)이 갖추어진 바이브레이터(Vibrator) 외측 바디(5)와;
상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 개방된 밑면에 장착되어 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 개방된 밑면을 폐쇄하는 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7);
상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 윗면 중앙에 설치되고 중앙에 상기 플런저 통과 구멍(3)과 연통되는 플런저 인입구(9)가 갖추어지며 전류가 입력되었을 때 일정 방향의 자기장을 생성하는 솔레노이드(11)(Solenoid);
상기 솔레노이드(11) 위에 덮어 씌워지고 밑면이 상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 윗면에 고정 설치되는 솔레노이드 덮개(13);
상기 바이브레이터 외측 바디(5)의 내부 중앙에 수직 방향으로 세워지고 자성체로 이루어져 상기 솔레노이드(11)에 전류가 입력되었을 때 솔레노이드(11)로부터 발생된 자력에 이끌려 플런저 통과 구멍(3)을 통해 플런저 인입구(9) 방향으로 상승하는 플런저(1)(Plunger);
소정 중량을 가진 질량체(27)로서 상기 플런저(1)(Plunger) 하부에 장착되고 플런저(1)와 함께 승·하강되는 진동체(15);
링(Ring) 형태로서 상기 바이브레이터 외측 바디(5) 내부에 고정 설치되는 링형 외곽 프레임(17);
상기 진동체(15)와 링형 외곽 프레임(17) 사이에 3개 이상이 상기 진동체(15)를 중심으로 원형 배치되고 일단이 진동체(15)의 가장자리에 고정되며 타단이 링형 외곽 프레임(17)에 고정되고 상기 플런저(1)가 솔레노이드(11)의 자력에 이끌려 상승되었을 때 탄력적으로 팽창되었다가 솔레노이드(11)로 입력되는 전류가 차단되었을 때 탄성 복원되면서 상기 플런저(1)와 진동체(15)를 끌어 당기는 인장 스프링(19);
및 상기 솔레노이드(11)에 전류를 공급하거나 차단하고 상기 솔레노이드(11)에 공급되는 전류 주파수 또는 전류량을 조정하는 구동 제어 수단(21)으로 이루어져,
상기 구동 제어 수단(21)으로부터 솔레노이드(11)로 전류가 입력되면 상기 플런저(1)가 솔레노이드(11)로부터 발생된 자력에 이끌려 진동체(15)와 함께 상승됨과 동시에 인장 스프링(19)이 팽창되고 상기 솔레노이드(11)로 입력되는 전류가 차단되면 인장 스프링(19)이 탄성 복원되면서 진동체(15)를 끌어내려 상기 진동체(15)가 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)를 타격하며 상기 구동 제어 수단(21)은 솔레노이드(11)로 입력되는 전류 주파수 및 전류량을 조정함으로써 상기 진동체(15)가 상기 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)를 타격하는 분당 횟수 및 타격 세기를 조정하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기.
- 제1 항에 있어서,
상기 진동체(15)는 납작한 원판 형태로서 외곽 테두리에 3개 이상의 인장 스프링(19)이 등간격으로 설치되고 윗면 중앙에 플런저(1)가 고정 설치되는 인장 스프링 고정용 내부 원판(25)과;
원통 형태로서 소정 중량을 갖고 상기 인장 스프링 고정용 내부 원판(25)의 하부 중앙에 고정 설치되며 인장 스프링(19)의 탄성 복원력에 이끌려 하강되었을 때 바이브레이터 하부 베이스 덮개(7)의 윗면을 타격하는 질량체(27)로 이루어진 것을 특징으로 하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기.
- 제1 항에 있어서,
상기 구동 제어 수단(21)은 AC 전류를 DC 직류 전류로 변환하는 정류 회로부(31)와;
상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 맥동 전류를 접지(Ground)로 내보내 상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 직류 전류를 평활화시키는 평활부(33);
상기 평활부(33)로부터 직류 전원을 입력받아 소정 레벨의 플러스(+) 전압으로 변환하는 플러스(+) 전압 생성 모듈(57);
상기 평활부(33)로부터 직류 전원을 입력받아 소정 레벨의 마이너스(-) 전압으로 변환하는 마이너스(-) 전압 생성 모듈(59);
스위칭 제어부(39)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn-On) 되거나 턴 오프(Turn-Off) 되면서 상기 플러스 전압 생성 모듈(57)로부터 출력된 플러스 전압을 출력하거나 출력하지 않는 플러스 전압 스위칭부(61);
스위칭 제어부(39)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn-On) 되거나 턴 오프(Turn-On) 되면서 상기 마이너스 전압 생성 모듈(59)로부터 출력된 마이너스 전압을 출력하거나 출력하지 않는 마이너스 전압 스위칭부(63);
중앙 제어부(37)의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호에 따라 상기 플러스 전압 스위칭부(61) 또는 마이너스 전압 스위칭부(63)를 턴 온(Turn On)시키거나 턴 오프(Turn Off)시키는 스위칭 제어부(39);
중앙 제어부(37)의 제어 신호에 따라 스위칭(Switching) 되어 상기 플러스 전압 스위칭부(61)로부터 출력되는 플러스 전류를 솔레노이드(11)로 공급하거나 상기 마이너스 전압 스위칭부(63)로부터 출력되는 마이너스 전류를 솔레노이드(11)로 공급하는 전류 방향 선택 스위치(65);
상기 진동체(15)의 진동 가속도를 감지하는 진동 가속도 센싱 모듈(41);
설정부(43)를 통해 설정된 진동 주파수나 진동 세기에 따라 상기 스위칭 제어부(39)에 PWM 제어 신호를 전송하고, 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 상기 진동체(15)의 진동 가속도를 디스플레이부(45)에 표시하며 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 상기 진동체(15)의 진동 가속도를 참고하여 현재 PWM 제어 신호를 실시간으로 보정함으로써 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 설정부(43)를 통해 설정된 진동 주파수나 진동 세기와 일치시키는 중앙 제어부(37);
입력 장치를 이용하여 상기 중앙 제어부(37)에 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 입력하는 설정부(43);
상기 설정부(43)를 통해 중앙 제어부(37)에 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 표시하고, 상기 진동 가속도 센싱 모듈(41)에 의해 감지된 진동체(15)의 진동 가속도를 실시간으로 표시하는 디스플레이(Display)부(45);
시리얼 통신 인터페이스를 통해 외부 시스템과 접속되어 외부 시스템을 통해 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 중앙 제어부(37)로 전송하거나 중앙 제어부(37)로부터 출력된 진동체(15)의 진동 가속도를 시리얼(Serial) 통신을 통해 상기 외부 시스템으로 전송하는 시리얼(Serial) 통신 모듈(47);
및 원격 제어 장치로부터 입력된 진동체(15)의 진동 주파수나 진동 세기를 중앙 제어부(37)로 전송하거나 중앙 제어부(37)로부터 출력된 진동체(15)의 진동 가속도를 원격 제어 장치로 전송하는 원격 제어 모듈(49)을 포함하는 것을 특징으로 하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기.
- 제3 항에 있어서,
상기 구동 제어 수단(21)은 상기 정류 회로부(31)로부터 출력되는 전압을 측정하는 정류 회로부측 전압 측정부(51)와;
상기 평활부(33)로부터 출력되는 전압을 측정하는 평활부측 전압 측정부(53);
및 상기 솔레노이드(11)로 입력되는 전류를 측정하는 입력 전류 측정부(55)를 더 포함하고,
상기 중앙 제어부(37)는 상기 정류 회로부측 전압 측정부(51)와 평활부측 전압 측정부(53)에 의해 측정된 전압과, 상기 입력 전류 측정부(55)에 의해 측정된 전류를 디스플레이부(45)에 표시하거나 시리얼 통신 모듈(47)을 통해 외부 시스템으로 전송 또는 원격 제어 모듈(49)을 통해 원격 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180113353A KR101912091B1 (ko) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180113353A KR101912091B1 (ko) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101912091B1 true KR101912091B1 (ko) | 2018-10-26 |
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ID=64099102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180113353A KR101912091B1 (ko) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 타격 기능과 진동력 궤환 방식의 전자력 진동 가진기 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101912091B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101178330B1 (ko) | 2011-06-30 | 2012-08-30 | 부산대학교 산학협력단 | 선형 가진기 |
| KR101591230B1 (ko) | 2015-09-11 | 2016-02-03 | 이종진 | 저장조용 고착물 제거장치 |
| KR101845893B1 (ko) | 2016-07-13 | 2018-04-05 | 한국해양대학교 산학협력단 | 슬러지대응물 제거를 위한 진동충격장치 |
| KR101866463B1 (ko) | 2018-02-13 | 2018-07-23 | 주식회사 엠플러스 | 리니어 진동모터. |
-
2018
- 2018-09-21 KR KR1020180113353A patent/KR101912091B1/ko active IP Right Grant
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| HU177635B (hu) | Eljárás és berendezés lázi pl. konzisztens betonanyag, 1 A találmány tárgya eljárás — és az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés — lazán illeszkedő anyaghalmaz sablonban való tömörítésére. A találmány különösen alkalmas konzisztens betonanyag tömörítésénél való alkalmazásra, poligon- és panelüzemekben, a betonelemgyártás minden területén. De találmányunk ezen túlmenően minden olyan esetben előnyösen alkalmazható, amikor lazán illeszkedő anyaghalmazt kívánunk rázás útján tömöríteni, aminek természetes velejárója, hogy a tömöritendő anyaggal töltött sablon olyan — lengést végző — testnek tekinthető, melynek belső szerkezete a lengés során folyamatosan változik, s így változnak a tehetetlenségi és lengési jellemzők is, mint pl. a keresztmetszeti tényező, a tehetetlenségi nyomaték, az önrezgésszám. A beton tömörítése az elsőrendű közszükségletet kielégítő építőipar lényeges technológiai művelete. Szakkörökben ismert tény, hogy ez a technológia igen problematikus, elsősorban az e folyamatot kölcsönhatásban befolyásoló paraméterek nagyobb száma folytán (a be- ; tonelőállitás egyéb műveleteit befolyásoló paraméterekhez viszonyítva). A problematikát részletesen tárgyalja dr. Csutor János A beton tömörítése 2 c. könyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1967). Ezért a technika állásának ismertetésénél adottnak tekintjük a könyv 2 tartalmát és abból csak a szükséges mértékig ismételjük a találmány szempontjából lényeges megállapításokat. Az újabb fejleményekről számol be Szikszay Gerő az Építéstechníka c. folyóirat 1978 januárjában megjelent számában. Ebben rámutat, hogy a tömörítő vib- 3 bi illeszkedő anyaghalmaz, sablonban való tömörítésére | |
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