KR101991500B1 - Pneumatic actuator, pneumatic valve using the same and pneumatic valve system using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공압식 액추에이터, 이를 이용한 공압식 밸브 및 공압식 밸브 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 따라 위치가 가변되는 피스톤이 내부에 설치된 구동 실린더부; 일단부가 상기 피스톤에 일체로 결합된 구동축이 내부를 통과하며, 상기 피스톤의 위치 가변 상태에 따라 내부에 설치된 링크 부재를 통해 상기 구동축이 출력축으로 회동력을 전달하도록 구성된 구동 출력부; 및 상기 구동 출력부를 통과한 구동축의 타단부가 위치하며, 상기 구동축의 타단부의 위치 가변 상태에 상응하는 탄성 변화 상태를 갖도록 스프링이 내부에 설치되어 상기 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 대응하는 상기 스프링의 탄성복원력을 상기 구동축 및 피스톤에 제공하도록 구성된 스프링 실린더부;를 포함하며, 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인과, 상기 구동 출력부의 내부와, 상기 스프링 실린더부 내부를 상호 연통하여 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성된 공압식 액추에이터가 개시된다.The present invention relates to a pneumatic actuator, a pneumatic valve using the same, and a pneumatic valve system.
According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus comprising: a driving cylinder unit having a piston therein, the piston being variable in position according to a pressurized or released state of compressed air; A drive output unit having a drive shaft integrally coupled to the piston at one end thereof and passing through a link member provided inside the drive shaft according to the variable position of the piston to transmit the rotational force to the output shaft; And a spring having an elastic change state corresponding to a variable positional state of the other end of the drive shaft, wherein the spring is installed inside the drive output unit, And a spring cylinder portion configured to provide an elastic restoring force of the spring to the drive shaft and the piston, wherein the air for heating is installed in a form such that the air for heating surrounds the outside of the drive cylinder portion, A pneumatic actuator is disclosed that is configured to provide a heating function while communicating with the interior of the cylinder portion.

Description

공압식 액추에이터, 이를 이용한 공압식 밸브 및 공압식 밸브 시스템 {Pneumatic actuator, pneumatic valve using the same and pneumatic valve system using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a pneumatic actuator, a pneumatic valve using the same, and a pneumatic valve system using the same and a pneumatic valve system using the same.

본 발명은 공압식 액추에이터, 이를 이용한 공압식 밸브 및 공압식 밸브 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 압축공기를 외부에서 가열하여 공압식 액추에이터로 공급하되 히팅된 압축공기가 구동 실린더부의 외측을 감싸는 공기 라인을 통해 구동 출력부 및 스프링 실린더부의 내측으로 공급되도록 함으로써 공압식 액추에이터에 전열장치가 없어도 주변 온도가 매우 낮은 환경에서 동작할 수 있는 공압식 액추에이터, 이를 이용한 공압식 밸브 및 공압식 밸브 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic actuator and a pneumatic valve and a pneumatic valve system using the same. More particularly, the present invention relates to a pneumatic valve system and a pneumatic valve system using the pneumatic actuator, The present invention relates to a pneumatic actuator, a pneumatic valve, and a pneumatic valve system using the pneumatic actuator, and more particularly, to a pneumatic actuator and a pneumatic valve system using the pneumatic actuator.

액추에이터는 시스템을 움직이거나 제어하는데 쓰이는 기계 장치로, 전기에 의해 동작하는 전기식 액추에이터, 유압에 의해 동작하는 유압식 액추에이터, 공기압에 의해 동작하는 공압식 액추에이터로 구분된다. Actuators are mechanical devices used to move or control the system. They are divided into electric actuators operated by electricity, hydraulic actuators operated by hydraulic pressure, and pneumatic actuators operated by air pressure.

예를 들어, 공압식 액추에이터는 압축공기의 압력 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 직선운동이나 회전운동과 같은 기계적인 일을 하도록 구성되며, 공기를 이용하므로 전기적 스파크로 인해 폭발의 위험이 있는 기기에 많이 이용된다.For example, a pneumatic actuator is configured to convert the pressure energy of compressed air into mechanical energy to perform mechanical work such as linear motion or rotational motion. Since air is used, many of the devices .

이러한 공압식 액추에이터는 동작 형태에 따라서 단동 실린더(single acting cylinder, SAC), 복동 실린더(double acting cylinder, DAC) 등으로 구분되는데, 특히 단동 실린더는 일측 방향 운동에만 공압이 사용되고 반대 방향 운동은 스프링이나 자중에 의한 복원력에 의해 이뤄지도록 구성되어 1개의 공압 라인만 필요하므로 구조가 간단하다는 장점이 있다.Such a pneumatic actuator is classified into a single acting cylinder (SAC), a double acting cylinder (DAC) and the like according to the operation mode. In particular, the single acting cylinder uses pneumatic pressure only in one directional motion, So that only one pneumatic line is required, which is advantageous in that the structure is simple.

다만 이러한 공압식 액추에이터를 극저온 상태의 추운 지역에서 이용하기 위해서는 공압식 액추에이터가 원활하게 구동하기 위한 히팅수단을 필요로 한다. However, in order to use such a pneumatic actuator in a cold region at a cryogenic temperature, a pneumatic actuator requires a heating means for driving smoothly.

이러한 히팅수단을 구비한 공압식 액추에이터(및 공압식 밸브)에 관한 종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 제10-0479547호의 '히터가 부착된 진공밸브'가 있다.As an example of the prior art relating to a pneumatic actuator (and a pneumatic valve) having such a heating means, there is a vacuum valve with a heater attached thereto in Korean Patent No. 10-0479547.

상기 종래기술에 의한 진공밸브는, 저온 상태에서 작동 유체로부터 생성물이 밸브부재 등에 부착하는 것을 밸브 내측에 구비된 히터를 이용하여 온도를 상승시킴으로써 방지하도록 구성된다.The vacuum valve according to the related art is configured to prevent the product from adhering to the valve member or the like from the working fluid in a low temperature state by raising the temperature by using a heater provided inside the valve.

또다른 종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 제10-0826295호의 '발열부재가 구비된 진공밸브'가 있다.As another example of the prior art, there is a vacuum valve equipped with a heating member of Korean Patent No. 10-0826295.

상기 종래기술은 샤프트에 중공을 형성하고, 중공에 삽입되는 발열부재의 일측을 실린더의 외측에 고정설치함으로써, 피스톤이 운동하여도 발열부재가 이동되지 않아 발열부의 수명, 효율을 향상시키고 발열부재에 연결된 전원선이 파손되는 것을 방지하도록 구성된다.In the prior art, the hollow portion is formed in the shaft, and one side of the heating member inserted into the hollow is fixed to the outside of the cylinder, so that the heating member is not moved even when the piston is moved, thereby improving the life and efficiency of the heating portion, Thereby preventing the connected power line from being damaged.

그러나 상기 종래기술들은 히터가 밸브 내측에 구비되어 온도를 상승시키도록 하는 것으로, 밸브에서 흐름을 제어하는 유체가 인화성 기체인 경우에는 발열부재를 동작시 발생 가능한 스파크 등으로 인해 폭발, 화재의 위험이 있으므로 사용이 불가하다는 문제가 있다.However, in the conventional techniques, the heater is provided inside the valve to raise the temperature. In the case where the fluid controlling the flow in the valve is a flammable gas, there is a risk of explosion or fire due to sparks, Therefore, there is a problem that it can not be used.

대한민국 등록특허 제10-0479547호 (2005년03월21일 등록)Korean Patent No. 10-0479547 (registered on March 21, 2005) 대한민국 등록특허 제10-0826295호 (2008년04월23일 등록)Korean Patent No. 10-0826295 (registered on April 23, 2008)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 압축공기를 외부에서 가열하여 공압식 액추에이터로 공급하되 히팅된 압축공기가 구동 실린더부의 외측을 감싸는 공기 라인을 통해 구동 출력부 및 스프링 실린더부의 내측으로 공급되도록 함으로써 공압식 액추에이터에 전열장치가 없어도 주변 온도가 매우 낮은 환경에서 동작할 수 있는 공압식 액추에이터, 이를 이용한 공압식 밸브 및 공압식 밸브 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pneumatic actuator which can supply compressed air to the pneumatic actuator by heating the compressed air from the outside, The present invention provides a pneumatic actuator, a pneumatic valve and a pneumatic valve system using the same, which can operate in an environment of very low ambient temperature even without an electric heater in the pneumatic actuator.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 따라 위치가 가변되는 피스톤이 내부에 설치된 구동 실린더부; 일단부가 상기 피스톤에 일체로 결합된 구동축이 내부를 통과하며, 상기 피스톤의 위치 가변 상태에 따라 내부에 설치된 링크 부재를 통해 상기 구동축이 출력축으로 회동력을 전달하도록 구성된 구동 출력부; 상기 구동 출력부를 통과한 구동축의 타단부가 위치하며, 상기 구동축의 타단부의 위치 가변 상태에 상응하는 탄성 변화 상태를 갖도록 스프링이 내부에 설치되어 상기 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 대응하는 상기 스프링의 탄성복원력을 상기 구동축 및 피스톤에 제공하도록 구성된 스프링 실린더부; 및 상기 스프링 실린더부에는 실린더 내부 온도에 따라 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방 또는 폐쇄 제어하는 서모스탯;을 포함하며, 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인과, 상기 구동 출력부의 내부와, 상기 스프링 실린더부 내부를 상호 연통하여 통과하면서 히팅 기능을 제공하며, 상기 서모스탯이 공기 흐름을 개방하지 않으면 상기 히팅용 공기 라인을 통해서 히팅용 공기가 제공되지 않으며, 상기 서모스탯이 공기 흐름을 개방하면 상기 히팅용 공기 라인을 통해 히팅용 공기가 제공되도록 구성된 공압식 액추에이터가 개시된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus including: a driving cylinder unit having a piston whose position is variable according to a pressurized or released state of compressed air; A drive output unit having a drive shaft integrally coupled to the piston at one end thereof and passing through a link member provided inside the drive shaft according to the variable position of the piston to transmit the rotational force to the output shaft; And the other end of the drive shaft passing through the drive output unit is positioned and a spring is provided inside the drive shaft so as to have an elastic change state corresponding to a variable positional state of the other end of the drive shaft, A spring cylinder portion configured to provide an elastic restoring force of the piston to the drive shaft and the piston; And a thermostat for opening or closing the air flow between the cylinder inner space and the outer space according to the cylinder internal temperature, wherein the heating cylinder is provided with a heating cylinder, And the heating cylinder is provided with a heating function while passing through the inside of the driving output unit and the inside of the spring cylinder unit while providing the heating function through the heating air line if the thermostat does not open the air flow, And the air for heating is provided through the air line for heating when the thermostat opens the air flow.

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바람직하게, 상기 서모스탯은 실린더 내부 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우, 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방하도록 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the thermostat is configured to open the air flow between the cylinder inner space and the outer space when the cylinder inner temperature is lower than a preset reference temperature.

바람직하게, 상기 공압식 액추에이터는 상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며, 히팅용 공기가 상기 히팅용 공기 라인으로부터 분기된 분기 라인을 통해 상기 포지셔너의 내측 공간으로 히팅용 공기를 공급하여 히팅 기능을 제공하도록 더욱 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the pneumatic actuator further comprises a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the driving cylinder portion, and the air for heating is supplied to the driving cylinder portion through the branch line branched from the heating air line And a heating function is provided by supplying air for heating to the inner space of the positioner.

바람직하게, 상기 공압식 액추에이터는 상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며, 히팅된 상태의 압축공기가 상기 포지셔너를 통해 상기 구동 실린더부로 공급되도록 더욱 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the pneumatic actuator further includes a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the drive cylinder portion, so that compressed air in a heated state is supplied to the drive cylinder portion through the positioner .

바람직하게, 상기 공압식 액추에이터는 상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며, 히팅된 상태의 압축공기가 적어도 하나 이상의 공기 라인 분기 수단을 통해 분기 공급되어, 상기 히팅용 공기 라인과 구동 출력부 내부와 스프링 실린더부 내부를 상기 히팅용 공기로서 통과하는 제1 분기 공급과, 상기 포지셔너 내측 공간으로의 제2 분기 공급과, 상기 포지셔너를 통한 상기 구동 실린더부로의 제3 분기 공급이 이뤄지도록 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the pneumatic actuator further comprises a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the drive cylinder portion, and the compressed air in the heated state is branched through at least one air line branching means A first branch supply passage for passing the heating air line, the driving output section and the spring cylinder section as the heating air, a second branch supply to the positioner inner space, and a second branch supply to the positioner, And a third branch supply to the cylinder is performed.

바람직하게, 상기 공압식 액추에이터는 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인과, 상기 구동 출력부의 내부와, 상기 스프링 실린더부 내부를 순차적으로 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the pneumatic actuator includes: a heating air line installed in a form that the air for heating surrounds the outside of the driving cylinder; an inside of the driving output unit; and an inside of the spring cylinder unit, .

본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 유입구 및 유출구가 형성된 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체; 및 상기 공압식 액추에이터의 출력축에 결합되며, 상기 출력축의 회동력을 전달받아 상기 밸브체를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축;을 포함하여 구성된 공압식 밸브가 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a valve assembly comprising: a valve housing having an inlet and an outlet; A valve body that opens or closes the valve housing; And a valve shaft coupled to an output shaft of the pneumatic actuator and receiving rotation force of the output shaft to rotate the valve body in an opening or closing direction.

본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 공기 라인으로 압축공기를 제공하는 콤프레서; 상기 공기 라인을 통과하는 압축공기를 가열하는 히터; 및 유입구 및 유출구가 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체와, 유입구 및 유출구가 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체와, 상기 공기 라인을 통해 상기 히터로부터 가열된 압축공기를 공급받는 상기 공압식 액추에이터의 출력축에 결합되며 상기 출력축의 회동력을 전달받아 상기 밸브체를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축을 포함하는 공압식 밸브;를 포함하여 구성된 공압식 밸브 시스템이 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a compressor comprising: a compressor for providing compressed air to an air line; A heater for heating compressed air passing through the air line; A valve body having an inlet and an outlet; a valve body that opens or closes the valve housing; a valve housing having an inlet and an outlet; a valve body that opens or closes the valve housing; And a valve shaft coupled to an output shaft of the pneumatic actuator and supplied with compressed air heated by the valve and including a valve shaft for receiving rotation force of the output shaft to rotate the valve body in an opening or closing direction, / RTI >

이와 같은 본 발명은, 압축공기를 외부에서 가열하여 공급되도록 함으로써 전열장치를 구비하지 않더라도 주변 온도가 매우 낮은 환경에서 구동 가능한 공압식 액추에이터를 제공하는 장점이 있다. It is an advantage of the present invention to provide a pneumatic actuator that can be driven in an environment with a very low ambient temperature even if it does not include a heat transfer device by supplying compressed air from outside.

특히, 본 발명은, 전열장치로 인한 인화 가능성을 차단하고, 극저온 환경에서도 인화성 기체의 유입 및 유출 흐름을 제어할 수 있는 공압식 밸브를 제공한다는 장점이 있다.In particular, the present invention has the advantage of providing a pneumatic valve capable of blocking the possibility of flammability due to the heat transfer device and controlling the inflow and outflow of the flammable gas even in a cryogenic environment.

또한 본 발명은 히팅된 압축공기를 공압식 액추에이터의 히팅을 위한 히팅용 공기와 공압식 액추에이터를 구동하기 위한 구동용 공기로 분기하여 공압식 액추에이터에 공급되도록 함으로써 공압식 액추에이터의 히팅과 구동 제어가 동시에 이뤄질 수 있다는 장점이 있다.Further, according to the present invention, since the heating air for heating the pneumatic actuator and the driving air for driving the pneumatic actuator are branched and supplied to the pneumatic actuator, the heating and the driving control of the pneumatic actuator can be simultaneously performed .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 일부 단면 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 구동 상태를 나타내는 단면도이다.1 is a configuration diagram of a pneumatic valve system according to an embodiment of the present invention.
2 is a top view of a pneumatic valve in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional perspective view of a pneumatic valve in accordance with an embodiment of the present invention.
4 and 5 are sectional views showing a driving state of a pneumatic valve according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between.

본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. The singular expressions used in the present application include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises ", " comprising "," having ", and the like, are used to denote that there is an element described in the specification or a combination thereof, It is not excluded in advance.

본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 평면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 일부 단면 사시도이다.2 is a plan view of a pneumatic valve according to an embodiment of the present invention; Fig. 3 is a partial cross-sectional view of a pneumatic valve according to an embodiment of the present invention; Fig. It is a perspective view.

본 발명의 일실시예에 따른 공압식 액추에이터(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 따라 위치가 가변되는 피스톤(172)이 내부에 설치된 구동 실린더부(110)와, 상기 피스톤(172)의 위치 가변 상태에 따라 내부에 설치된 링크 부재(182)를 통해 상기 구동축(174)이 출력축(184)으로 회동력을 전달하도록 구성된 구동 출력부(120) 및 상기 구동축(174)의 타단부의 위치 가변 상태에 상응하는 탄성 변화 상태를 갖도록 스프링(176)이 내부에 설치되어 상기 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 대응하는 상기 스프링(176)의 탄성복원력을 상기 구동축(174) 및 피스톤(172)에 제공하도록 구성된 스프링 실린더부(130)를 포함한다.2 and 3, a pneumatic actuator 100 according to an embodiment of the present invention includes a piston 172 having a variable position according to a pressurized or released state of compressed air, A drive output unit 120 configured to transmit the rotational force to the output shaft 184 via the link member 182 provided in the internal combustion engine according to the variable position of the piston 172, A spring 176 is installed in the inside of the drive shaft 174 so as to have an elastic change state corresponding to the positional change of the other end of the drive shaft 174, and the elastic restoring force of the spring 176 corresponding to the pressurized or released state of the compressed air, And a spring cylinder portion 130 configured to provide a drive shaft 174 and a piston 172. [

상기 구동축(174)의 일단부는 피스톤(172)에 일체로 결합되며, 구동축(174)의 타단부는 상기 피스톤(172)의 위치 가변에 의해 상기 스프링(176)을 압축할 수 있도록 스프링(176)의 단부 측에 구비되는 가압판(178)에 일체로 결합된다.One end of the drive shaft 174 is integrally coupled to the piston 172 and the other end of the drive shaft 174 is connected to a spring 176 to compress the spring 176 by varying the position of the piston 172. [ And is integrally coupled to a pressure plate 178 provided on an end side of the housing.

상기 구동 출력부(120)는 일단부가 상기 피스톤(172)에 일체로 결합된 구동축(174)이 내부를 통과하도록 구성된다.The driving output part 120 is configured such that a driving shaft 174 integrally coupled to the piston 172 passes through the inside of the driving output part 120.

상기 링크 부재(182)는 상기 피스톤(172)의 위치 가변으로 인한 상기 구동축(174)의 위치 가변 상태를 출력축(184)으로 전달하는 것으로, 일예로, 피스톤(172)의 직선 왕복 운동을 출력축(184)의 회전 운동으로 변환하여 전달하도록 구성되며, 출력축(184)의 일 지점에 고정된 슬라이더(183)의 직선 왕복 운동시 이를 왕복 회동 운동으로 변환하는 공지의 요크(york)와 유사한 것으로 이해될 수 있다.The link member 182 transmits the variable positional state of the drive shaft 174 to the output shaft 184 due to the change of the position of the piston 172. For example, when the linear reciprocating motion of the piston 172 is transmitted to the output shaft 184 184 and is similar to a known yoke that converts it into a reciprocating motion during a linear reciprocating motion of the slider 183 fixed at one point of the output shaft 184 .

상기 스프링 실린더부(130)는 상기 구동 출력부(120)를 통과한 구동축(174)의 타단부가 위치하며, 상기 구동축(174)의 타단부와 일체로 결합되는 가압판(178)도 함께 구비된다.The other end of the drive shaft 174 passing through the drive output unit 120 is located in the spring cylinder unit 130 and a pressure plate 178 is integrally coupled with the other end of the drive shaft 174 .

예를 들어, 상기 압축공기의 가압 상태에 따른 상기 피스톤(172)의 일방향 위치 이동에 의해 상기 가압판(178)과 상기 스프링 실린더부(130) 내벽 사이에서 상기 스프링(176)이 압축될 수 있으며, 상기 압축공기의 해제 상태에서 상기 스프링(176)의 복원력에 의해 상기 피스톤(172)의 타방향 위치 이동, 즉 위치 복원이 이뤄질 수 있다. For example, the spring 176 can be compressed between the pressure plate 178 and the inner wall of the spring cylinder part 130 by the unidirectional movement of the piston 172 according to the pressurized state of the compressed air, In the released state of the compressed air, the movement of the piston 172 in the other direction, that is, the positional restoration can be performed by the restoring force of the spring 176.

본 실시예에 따른 공압식 액추에이터(100)는 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부(110)의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인(142)과, 상기 구동 출력부(120)의 내부와, 상기 스프링 실린더부(130) 내부를 상호 연통하여 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성된다.The pneumatic actuator 100 according to the present embodiment includes a heating air line 142 installed in a form that air for heating surrounds the outside of the driving cylinder unit 110 and the inside of the driving output unit 120, And is configured to pass through the inside of the spring cylinder portion 130 to provide a heating function.

바람직하게, 상기 공압식 액추에이터(100)는 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부(110)의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인(142)과, 상기 구동 출력부(120)의 내부와, 상기 스프링 실린더부(130) 내부를 순차적으로 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성된다.Preferably, the pneumatic actuator 100 includes a heating air line 142, which is installed in the form of air for heating surrounding the outside of the driving cylinder part 110, an inside of the driving output part 120, And is configured to provide a heating function while sequentially passing through the cylinder 130.

일예로, 상기 히팅용 공기는 콤프레서(30)에 의해 압축된 공기를 히터(20)에 의해 가열하여 공급될 수 있다. 상기 히팅용 공기는 히팅용 공기 라인(142)을 통해 공급되며, 상기 공압식 액추에이터(100)의 내/외부를 히팅함으로써 공압식 액추에이터(100)의 주변 온도가 매우 낮은 상태에서도 내부의 실(seal)이나 그리스(grease) 등이 굳는 것을 방지하고, 상기 스프링(176)의 취성을 방지하여 상기 공압식 액추에이터(100)가 원활하게 동작하도록 한다.For example, the air for heating may be supplied by heating the air compressed by the compressor 30 by the heater 20. [ The heating air is supplied through a heating air line 142. By heating the inside / outside of the pneumatic actuator 100, even when the ambient temperature of the pneumatic actuator 100 is extremely low, Thereby preventing hardening of the grease or the like and preventing the brittleness of the spring 176, thereby allowing the pneumatic actuator 100 to smoothly operate.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히팅용 공기 라인(142)은 상기 구동 실린더부(110)의 외부를 수회 감싸도록 구성되고, 상기 히팅용 공기 라인(142)의 단부가 상기 구동 출력부(120)의 내부와 연통된다. 상기 히팅용 공기 라인(142)을 따라 공급되는(a) 상기 히팅용 공기가 구동 실린더부(110)의 외부를 히팅한 후(a1) 상기 구동 출력부(120)의 내부로 유입되어(a2') 구동 출력부(120)의 내부를 히팅한다(a2, 도 4 참고).For example, as shown in FIG. 2, the heating air line 142 is configured to wrap the outside of the driving cylinder 110 several times, and the end of the heating air line 142 is driven And communicates with the inside of the output section 120. The heating air supplied along the heating air line 142 heats the outside of the driving cylinder unit 110 and flows into the driving output unit 120 and a2 ' (A2, see Fig. 4).

상기 구동 출력부(120)의 내부로 유입된 히팅용 공기는 상기 구동 출력부(120)와 내부 공간이 일부 연통된 스프링 실린더부(130)의 내부로 이동하여 히팅하게 되며(a3, 도 4 참고), 상기 가압판(178)의 주변부 틈새를 따라 유동하고 후술하는 서모스탯(190)에 의해 스프링 실린더부(130) 외부로의 이동 여부(a4, 도 4 참고)가 제어된다.The heating air flowing into the driving output unit 120 moves to the inside of the spring cylinder unit 130 in which the driving output unit 120 and the inner space communicate with each other to be heated, ) Flows along the clearance of the peripheral portion of the pressure plate 178 and is controlled by the thermostat 190 to be moved to the outside of the spring cylinder portion 130 (a4, see FIG. 4).

일예로, 상기 스프링 실린더부(130)에는 실린더 내부 온도에 따라 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방 또는 폐쇄 제어하는 서모스탯(190)이 더욱 구비된다.For example, the spring cylinder part 130 is further provided with a thermostat 190 for controlling the opening / closing of the air flow between the cylinder inner space and the outer space according to the cylinder internal temperature.

상기 서모스탯(190)은 유체의 순환경로에 설치되는 공지의 온도 조정기(thermostat)로 이해될 수 있으며, 상기 스프링 실린더부(130) 내부의 히팅용 공기가 스프링 실린더부(130) 외부로 이동(유출)되는지 여부를 제어한다.The thermostat 190 can be understood as a known thermostat installed in the circulation path of the fluid and the air for heating inside the spring cylinder part 130 moves to the outside of the spring cylinder part 130 Out).

상기 서모스탯(190)의 제어는 전자식으로 이뤄질 수도 있으나, 바람직하게 본 실시예에 따른 서모스탯(190)은 전기 공급을 필요로 하지 않는 방식, 즉 일정 온도 범위에서 기계적으로 자동 제어가 이뤄지는 방식으로 구성된다.Although the thermostat 190 may be controlled electronically, it is preferable that the thermostat 190 according to the present embodiment be operated in a manner that does not require electricity supply, that is, .

일예로, 상기 서모스탯(190)은 실린더 내부 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우, 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방하도록 구성된다.For example, the thermostat 190 is configured to open the air flow between the cylinder inner space and the outer space when the cylinder inner temperature is lower than a preset reference temperature.

예를 들어, 상기 스프링 실린더부(130) 내부의 온도가 0℃보다 낮아지는 경우 개방이 이뤄지도록 설정되어 있으면, 상기 히팅용 공기가 공급된 스프링 실린더부(130) 내부의 온도가 0℃ 이상인 경우 서모스탯(190)이 공기 흐름을 개방하지 않으며, 상기 히팅용 공기 라인(142)을 통해서 히팅용 공기가 제공되지 않는 상태가 유지된다.For example, if the temperature inside the spring cylinder part 130 is set to be lower than 0 ° C, if the temperature inside the spring cylinder part 130 supplied with the air for heating is 0 ° C or higher The thermostat 190 does not open the air flow, and the state in which the air for heating is not provided through the air line for heating 142 is maintained.

만일 상기 스프링 실린더부(130) 외부의 온도가 매우 낮아지거나 낮은 온도를 유지하는 시간이 지속됨에따라 상기 스프링 실린더부(130)가 냉각되어 스프링 실린더부(130) 내부의 온도가 0℃보다 낮아지게 되면, 상기 서모스탯(190)이 공기 흐름을 개방하여 상기 스프링 실린더부(130) 내부의 히팅용 공기가 압력이 낮은 외부(대기압)로 이동하게 되며, 상기 히팅용 공기 라인(142)을 통해 히팅용 공기가 제공되어 스프링 실린더부(130)까지 순차적으로 이동한다.If the temperature outside the spring cylinder part 130 becomes very low or the time for maintaining the low temperature is maintained, the spring cylinder part 130 is cooled and the temperature inside the spring cylinder part 130 becomes lower than 0 ° C The thermostat 190 opens the air flow so that the air for heating inside the spring cylinder 130 moves to a low pressure outside (atmospheric pressure), and the air for heating through the air line 142 for heating And air is sequentially supplied to the spring cylinder portion 130.

이 경우, 상기 제공된 히팅용 공기에 의해 상기 스프링 실린더부(130) 내부의 온도가 0℃보다 상승하게 되면 상기 서모스탯(190)이 공기 흐름을 폐쇄하게 된다.In this case, when the temperature inside the spring cylinder 130 rises above 0 ° C by the provided air for heating, the thermostat 190 closes the air flow.

이러한 제어 방식을 통해, 스프링 실린더부(130) 내부 온도에 따른 자동 히팅 제어가 가능하며, 히팅이 불필요한 상태에서 히팅용 공기의 불필요한 외부 배출을 차단할 수 있다.With this control method, automatic heating control according to the internal temperature of the spring cylinder part 130 can be performed, and unnecessary external discharge of the heating air can be blocked in a state in which heating is not required.

일예로, 상기 공압식 액추에이터(100)는 상기 구동 실린더부(110)로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너(160)를 더욱 구비한다.For example, the pneumatic actuator 100 further includes a positioner 160 for controlling the ON / OFF state and the pressure state of the compressed air supplied to the driving cylinder unit 110.

상기 포지셔너(positioner, 160)는 위치를 결정하는 기기로서, 포지셔너(160)에 전달되는 제어신호에 의해 상기 구동 실린더부(110)로 공급되는 압축공기의 양을 조절하여 본 실시예에 따른 공압식 액추에이터(100)의 동작(예, 출력축(184)의 회전)을 정확하게 제어하기 위해 이용되며, 공지의 밸브 포지셔너(valve positioner)와 유사한 공기식 조작 기기로 이해될 수 있다.The positioner 160 is a device for determining the position of the driving cylinder unit 110. The positioner 160 adjusts the amount of compressed air supplied to the driving cylinder unit 110 by a control signal transmitted to the positioner 160, Can be understood as a pneumatic operating device that is used to accurately control the operation of the engine 100 (e.g., the rotation of the output shaft 184) and similar to a known valve positioner.

예를 들어, 상기 포지셔너(160)는 상용 제품으로서 Power Genex 사의 스마트 포지셔너(SS 시리즈), 디지털 밸브 포지셔너(SEL, SER) 등의 제품이나, Young Tech 사의 스마트 포지셔너(YT-1000, 2000, 3000 시리즈) 등의 제품에 의해 구성될 수 있다.For example, the positioner 160 may be a commercially available product such as Smart Generator's Smart Positioner (SS Series), Digital Valve Positioner (SEL, SER), or Young Tech's Smart Positioner (YT-1000, ) And the like.

일예로, 상기 포지셔너(160)는 인렛 라인(inlet line)을 통해 압축공기를 받아들이고, 아웃렛 라인(outlet line)을 통해 압축공기를 공압식 액추에이터(100)에 공급하되 공급하는 압축공기의 압력을 제어부(미도시)에서 전달된 동작 신호(예, 전류량(mA))에 의해 제어한다.For example, the positioner 160 receives compressed air through an inlet line, supplies compressed air to the pneumatic actuator 100 through an outlet line, and supplies a pressure of compressed air to the controller (For example, current amount mA) transmitted from the microcomputer (not shown).

예를 들어, 상기 포지셔너(160)에 의해 밸브의 개폐 동작이 이뤄지고, 동작 신호가 4mA에서 전부 폐쇄(full close) 상태가 되고 20mA에서 전부 개방(full open) 상태가 되도록 제어되는 경우, 12mA의 동작 신호가 포지셔너(160)에 전달되면 절반 개방 상태(예, 밸브 45°회전)가 이뤄지게 된다.For example, when the valve is opened and closed by the positioner 160 and the operation signal is controlled to be fully closed at 4 mA and fully open at 20 mA, When the signal is transmitted to the positioner 160, a half open state (e.g., valve 45 ° rotation) is achieved.

본 실시예에 따른 공압식 액추에이터(100)는, 히팅용 공기가 상기 히팅용 공기 라인(142)으로부터 분기된 분기 라인(144)을 통해 상기 포지셔너(160)의 내측 공간으로 히팅용 공기를 공급(b)하여 히팅 기능을 제공하도록 더욱 구성된다.The pneumatic actuator 100 according to the present embodiment supplies air for heating to the inner space of the positioner 160 through the branch line 144 branched from the heating air line 142 ) To provide a heating function.

상기 공압식 액추에이터(100)가 주변 온도가 매우 낮은 상태에서 원활하게 동작하도록 하기 위해서는 상기 포지셔너(160) 또한 히팅될 필요가 있으며, 이를 위해 상기 히팅용 공기를 일부 분기하여 포지셔너(160) 내부로 공급하도록 한다. In order to smoothly operate the pneumatic actuator 100 in a state where the ambient temperature is very low, the positioner 160 also needs to be heated. To this end, the air for heating is partially branched and supplied to the positioner 160 do.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히팅용 공기 라인(142)에 히팅용 공기의 분기되는 압력을 조절하는 레귤레이터(regulator, 150)를 구비하고, 상기 레귤레이터(150)를 통해 히팅용 공기 라인(142)을 분기하도록 구성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the air line for heating 142 is provided with a regulator 150 for regulating the pressure of the air for heating. The regulator 150 is connected to the air line 142 for heating The air line 142 may be branched.

상기 레귤레이터(150)는 상기 히팅용 공기 라인(142)을 통해 공압식 액추에이터(100)로 공급되는 압축공기가 낮은 압력(예, 1.5bar)으로 전달되도록 제어할 수 있으며, 이러한 제어에 의해 공압식 액추에이터(100)로 히팅을 위해 공급되는 압축공기에 의해 공압식 액추에이터(100) 내부에 자연스러운 히팅된 압축공기의 흐름 상태가 유지된다.The regulator 150 can control the compressed air supplied to the pneumatic actuator 100 through the heating air line 142 to be transmitted at a low pressure (for example, 1.5 bar). By this control, the pneumatic actuator The flow of compressed air naturally heated inside the pneumatic actuator 100 is maintained by the compressed air supplied for heating by the compressor 100.

상기 레귤레이터(150)를 통해 일부를 분기 라인(144)으로 분기한 히팅용 공기 라인(142)은 상기 구동 실린더부(110)의 외측을 감싸는 형태로 설치되고, 상기 구동 출력부(120) 내부와 연통되며, 상기 레귤레이터(150)를 통해 분기된 상기 분기 라인(144)은 상기 포지셔너(160)의 내부와 연통되어 상기 포지셔너(160)의 내측 공간(예, 케이싱 내부 공간)으로 히팅용 공기가 공급되도록 한다.A heating air line 142 is provided to surround the outer side of the driving cylinder part 110. The heating air line 142 is branched into a branch line 144 through the regulator 150, And the branch line 144 branched through the regulator 150 communicates with the interior of the positioner 160 to supply air for heating to the inner space of the positioner 160 .

한편, 상기 공압식 액추에이터(100)는 히팅된 상태의 압축공기의 일부가 상기 구동 실린더부(110)로 공급되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the pneumatic actuator 100 may be configured such that a part of the compressed air in a heated state is supplied to the driving cylinder unit 110.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브의 구동 상태를 나타내는 단면도이다.4 and 5 are sectional views showing a driving state of a pneumatic valve according to an embodiment of the present invention.

도 4는 상기 구동 실린더부(110)로 공급된 히팅된 상태의 압축공기로 인해 피스톤(172)이 일방향(도면상 좌측방향)으로 이동하면서 스프링(176)이 압축되고, 상기 출력축(184)을 회전시켜 밸브가 개방되고 유체의 흐름(A)이 이뤄지는 상태를 나타낸다. 도 5는 상기 구동 실린더부(110)로 공급된 히팅된 상태의 압축공기가 다시 빠져나가면서 스프링(176)의 복원력에 의해 피스톤(172)이 타방향(도면상 우측방향)으로 이동하고, 상기 출력축(184)을 반대방향으로 회전시켜 밸브가 폐쇄된 상태를 나타낸다. 이때, 상기 피스톤(172)의 이동방향에 따른 밸브의 개방/폐쇄 상태는 설치 상황에 따라 도 4 및 도 5와 반대로 구성될 수도 있다.4 shows a state in which the spring 176 is compressed while the piston 172 moves in one direction (left direction in the drawing) due to the compressed air supplied to the drive cylinder portion 110 and the output shaft 184 And a state in which the valve is opened and the flow (A) of the fluid is achieved. 5 shows a state in which the piston 172 is moved in the other direction (right direction in the figure) by the restoring force of the spring 176 while the compressed air supplied to the driving cylinder portion 110 is again released, And the output shaft 184 is rotated in the opposite direction to indicate that the valve is closed. At this time, the opening / closing state of the valve in accordance with the moving direction of the piston 172 may be reversed from that of FIGS. 4 and 5 depending on the installation situation.

일예로, 상기 공압식 액추에이터(100)가 상기 포지셔너(160)를 구비한 상태에서, 상기 공압식 액추에이터(100)는 히팅된 상태의 압축공기가 상기 포지셔너(160)를 통해 상기 구동 실린더부(110)로 공급(c)되도록 더욱 구성된다.For example, in the state where the pneumatic actuator 100 includes the positioner 160, the pneumatic actuator 100 moves the compressed air in the heated state to the driving cylinder portion 110 through the positioner 160 (C).

상기 포지셔너(160)로 공급되는 히팅된 상태의 압축공기는 상기 히팅용 공기 라인(142)을 통해 공급되는 히팅용 압축 공기와 동일하게 상기 콤프레서(30)에서 압축된 공기를 히터(20)에 의해 히팅함으로써 제공될 수 있으며, 하나의 히팅용 공기 라인(142)을 분기하여 일부의 히팅된 상태의 압축공기를 구동용 공기로 이용할 수도 있다.The compressed air supplied to the positioner 160 is compressed by the heater 20 in the same manner as the compressed air for heating supplied through the heating air line 142 And one heating air line 142 may be branched to use a part of the compressed air in the heated state as driving air.

일예로, 상기 공압식 액추에이터(100)는, 히팅된 상태의 압축공기가 적어도 하나 이상의 공기 라인 분기 수단(148, 150)을 통해 분기 공급되어, 상기 히팅용 공기 라인(142)과 구동 출력부(120) 내부와 스프링 실린더부(130) 내부를 상기 히팅용 공기로서 통과하는 제1 분기 공급(a)과, 상기 포지셔너(160) 내측 공간으로의 제2 분기 공급(b)과, 상기 포지셔너(160)를 통한 상기 구동 실린더부(110)로의 제3 분기 공급(c)이 이뤄지도록 구성된다.For example, in the pneumatic actuator 100, compressed air in a heated state is branched and supplied through at least one air line branching means 148 and 150, and the air line 142 for heating and the driving output portion 120 A second branch supply b to the inner space of the positioner 160 and a second branch supply b to the positioner 160. The first branch supply a passes through the inside of the spring cylinder 130, And the third branch supply (c) to the drive cylinder unit 110 through the first branch supply (c).

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅된 상태의 압축공기를 공기 라인(44)으로 제공받아서 분기변(148)을 통해 히팅용 공기 라인(142)과 구동용 공기 라인(146)으로 분리할 수 있다. 상기 분기변(148)에서 분리된 히팅용 공기는 히팅용 공기 라인(142)을 통해 상기 구동 출력부(120) 등으로 공급되며, 상기 분기변(148)에서 분리된 구동용 공기는 상기 구동용 공기 라인(146)을 통해 상기 포지셔너(160) 및 구동 실린더부(110)로 공급된다.For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the compressed air in the heated state is supplied to the air line 44, and the heating air line 142 and the driving air line (not shown) 146 < / RTI > The heating air separated from the dividing line 148 is supplied to the driving output unit 120 through the heating air line 142 and the driving air separated from the dividing line 148 is supplied to the driving Air is supplied to the positioner 160 and the driving cylinder portion 110 through the air line 146.

예를 들어, 상기 히팅용 공기 라인(142)은 상기 레귤레이터(150)를 통해 더욱 분리될 수 있으며, 일부의 히팅용 공기가 상기 히팅용 공기 라인(142)과 구동 출력부(120) 내부와 스프링 실린더부(130) 내부를 통과하는 제1 분기 공급(a)이 이뤄지도록 구성되며, 나머지 일부의 히팅용 공기가 분기 라인(144)을 통해 상기 포지셔너(160) 내측 공간으로 공급되는 제2 분기 공급(b)이 이뤄지도록 구성된다.For example, the heating air line 142 may be further separated through the regulator 150, and a part of the heating air may flow into the heating air line 142, the driving output unit 120, A first branch supply (a) passing through the inside of the cylinder part 130 is performed and a second branch supply air supplied from the remaining part of the air for heating to the inner space of the positioner 160 through the branch line 144 (b).

상기 제2 분기 공급(b)에 의해 포지셔너(160) 내측 공간으로 공급되는 히팅용 공기는 포지셔너(160) 케이싱 내측을 히팅한 후 포지셔너(160) 외측으로 배출되며, 상기 분기 라인(144)을 통해서 상기 포지셔너(160) 내측 공간으로의 지속적인 히팅용 공기의 공급이 이뤄진다.The air for heating supplied to the inner space of the positioner 160 by the second branch supply b is discharged to the outside of the positioner 160 after heating the inside of the casing of the positioner 160. Through the branch line 144, The supply of air for continuous heating to the space inside the positioner 160 is achieved.

상기 구동용 공기 라인(146)은 상기 포지셔너(160)로 구동용 공기를 제공하며, 상기 포지셔너(160)로 전달되는 전기적 제어신호에 의해 상기 구동 실린더부(110)로 제3 분기 공급(c)이 이뤄지도록 구성된다.The driving air line 146 provides driving air to the positioner 160 and supplies the third branch supply c to the driving cylinder unit 110 by an electrical control signal transmitted to the positioner 160. [ .

이때, 상기 포지셔너(160)에 구동용 공기로 공급되는 히팅된 상태의 압축공기는 상기 구동 실린더부(110)로 공급되어 피스톤(172)을 가압하도록 제공되므로, 상기 히팅용 공기에 비해 높은 압력(예, 5bar)으로 제공되도록 구성되는 것이 바람직하다. 일예로, 콤프레서(30)에서 높은 압력(예, 5bar)의 압축공기를 히터(20)를 거쳐 상기 공기 라인(44)으로 제공하되, 히팅용 공기로 분기된 압축공기는 상기 레귤레이터(150)를 통해 낮은 압력(예, 1.5bar)으로 변환하여 상기 구동 출력부(120) 등으로 공급되고, 구동용 공기로 분기된 압축공기는 압력의 변환 없이 상기 포지셔너(160)로 공급되도록 제어될 수 있다.At this time, the heated compressed air supplied as driving air to the positioner 160 is supplied to the driving cylinder part 110 to press the piston 172, so that a high pressure (for example, For example, 5 bar). For example, compressed air at a high pressure (for example, 5 bar) is supplied from the compressor 30 to the air line 44 via the heater 20, and the compressed air, which is branched into air for heating, (For example, 1.5 bar) to be supplied to the drive output unit 120 and the like, and the compressed air, which is branched into the driving air, can be controlled to be supplied to the positioner 160 without changing the pressure.

미설명된 부호 149는 상기 포지셔너(160)에서 상기 구동 실린더부(110)로 구동용 공기를 제공하는 구동용 공기 라인이다.Reference numeral 149 denotes a driving air line for supplying driving air from the positioner 160 to the driving cylinder unit 110.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 압축공기의 온 상태에서 상기 포지셔너(160)를 통해 구동 실린더부(110)로 공급(c1)된 구동용 공기는, 상기 구동 실린더부(110)의 피스톤(172)을 가압하게 된다(c2). 상기 구동 실린더부(110)로 공급된 구동용 공기는 압축공기의 오프 상태에서는 상기 포지셔너(160)로 다시 배출되며(c3), 배출된 압축공기는 포지셔너(160) 외측으로 배출되도록 구성된다. 다시 압축공기의 온 상태가 되면, 상기 구동용 공기 라인(146)에서 상기 포지셔너(160)로 제공된 구동용 공기가 상기 구동 실린더부(110)로 공급된다.4 and 5, the driving air supplied (c1) to the driving cylinder portion 110 through the positioner 160 in the on-state of the compressed air is supplied to the piston of the driving cylinder portion 110, (C2). The driving air supplied to the driving cylinder unit 110 is discharged to the positioner 160 again when the compressed air is off (c3), and the discharged compressed air is discharged to the outside of the positioner 160. [ The driving air supplied to the positioner 160 from the driving air line 146 is supplied to the driving cylinder unit 110 again.

다른 예로, 상기 공압식 액추에이터(100)는 상기 포지셔너(160) 대신 상기 구동 실린더부(110)로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태만을 제어하는 전자 밸브(예, 솔레노이드 밸브)를 더욱 구비할 수도 있다. 예를 들어, 상기 히팅된 상태의 압축공기를 분기하여 일부를 상기 히팅용 공기 라인(142)으로 공급되도록 하고, 나머지 일부를 솔레노이드 밸브의 온/오프 제어를 통해 상기 구동 실린더부(110)로 공급되도록 구성될 수도 있다.The pneumatic actuator 100 may further include a solenoid valve (for example, solenoid valve) for controlling only the ON / OFF state of the compressed air supplied to the driving cylinder unit 110 instead of the positioner 160 . For example, the compressed air in the heated state is branched to supply a part of the compressed air to the heating air line 142, and the remaining part of the compressed air is supplied to the driving cylinder unit 110 through on / off control of the solenoid valve .

일예로, 상기 포지셔너(160)의 전단에는 포지셔너(160)로 공급되는 히팅된 상태의 압축공기에 기름, 물 또는 수분 등이 함유되지 않도록 필터링하는 에어 필터 레귤레이터(미도시)가 더 구비될 수 있다.For example, an air filter regulator (not shown) may be further provided at the front end of the positioner 160 to filter the compressed air supplied to the positioner 160 so as not to contain oil, water or moisture .

상기 구동 실린더부(110)로 공급되는 구동용 공기는 공압식 액추에이터(100)의 구동을 위해 공급됨과 동시에 상기 구동 실린더부(110) 내부를 일부 히팅하는 효과를 더욱 얻을 수 있으며, 공압식 액추에이터(100) 외부 환경(저온)에 의해 압축공기가 응결하여 공압식 액추에이터(100)에 고장이 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있다.The driving air supplied to the driving cylinder unit 110 is supplied for driving the pneumatic actuator 100 and at the same time the inside of the driving cylinder unit 110 is partially heated. It is possible to further prevent the occurrence of a failure in the pneumatic actuator 100 due to the condensation of the compressed air due to the external environment (low temperature).

본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브(10)는, 상기 공압식 액추에이터(100) 및 상기 공압식 액추에이터(100)와 결합된 밸브요소(200)를 포함하여 이뤄진다.A pneumatic valve 10 according to one embodiment of the present invention comprises the pneumatic actuator 100 and a valve element 200 associated with the pneumatic actuator 100.

상기 공압식 밸브(10)는, 상기 밸브요소(200)로서, 유입구(222) 및 유출구(224)가 형성된 밸브 하우징(220)과, 상기 밸브 하우징(220)을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체(260) 및 상기 공압식 액추에이터(100)의 출력축(184)에 결합되며 상기 출력축(184)의 회동력을 전달받아 상기 밸브체(260)를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축(240)을 포함하여 구성된다.The pneumatic valve 10 includes a valve housing 220 having an inlet 222 and an outlet 224 formed therein and a valve body 260 for opening or closing the valve housing 220, And a valve shaft 240 which is coupled to an output shaft 184 of the pneumatic actuator 100 and receives rotation force of the output shaft 184 to rotate the valve body 260 in the opening or closing direction, do.

상기 공압식 밸브(10)는 상기 공압식 액추에이터(100)의 동작에 의해 밸브 하우징(220)을 개방 또는 폐쇄하여 유체(예, 인화성 기체)의 흐름을 제어하도록 구성된다.The pneumatic valve 10 is configured to open or close the valve housing 220 by operation of the pneumatic actuator 100 to control the flow of fluid (e.g., a flammable gas).

이를 위해, 전술한 바와 같이, 상기 출력축(184)을 구동시키는 공압식 액추에이터(100)는 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부(110)의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인(142)과, 상기 구동 출력부(120)의 내부와, 상기 스프링 실린더부(130) 내부를 순차적으로 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성되며, 매우 낮은 기온의 환경에서도 인화성 기체의 흐름을 제어하는 공압식 액추에이터(100)의 동작이 원활하게 이뤄질 수 있다. For this, as described above, the pneumatic actuator 100 for driving the output shaft 184 includes an air line 142 for heating, which is installed in the form of air for heating surrounding the outside of the driving cylinder 110, The pneumatic actuator 100 is configured to provide a heating function by sequentially passing through the inside of the driving output unit 120 and the inside of the spring cylinder unit 130 and controlling the flow of the flammable gas even in a very low temperature environment. The operation can be smoothly performed.

본 발명의 일실시예에 따른 공압식 밸브 시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 라인(42)으로 압축공기를 제공하는 콤프레서(30)와, 상기 공기 라인(42)을 통과하는 압축공기를 가열하는 히터(20)와, 상기 히터(20)로부터 가열된 압축공기를 제공받아 동작이 이뤄지는 공압식 밸브(10)를 포함하여 구성된다.A pneumatic valve system 1 according to one embodiment of the present invention includes a compressor 30 for providing compressed air to an air line 42 as shown in Figure 1, A heater 20 for heating the compressed air, and a pneumatic valve 10 operated by receiving the compressed air heated by the heater 20.

상기 히터(20)는 케이싱 내부를 통과하는 압축공기를 전열선으로 히팅하는 일반적인 전기 히터가 사용될 수 있다.The heater 20 may be a general electric heater that heats the compressed air passing through the inside of the casing with a heating wire.

상기 공압식 밸브(10)는 유입구(222) 및 유출구(224)가 형성된 밸브 하우징(220)과, 상기 밸브 하우징(220)을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체(260)와, 상기 공압식 액추에이터(100)의 출력축(184)에 결합되며 상기 출력축(184)의 회동력을 전달받아 상기 밸브체(260)를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축(240)을 포함한다.The pneumatic valve 10 includes a valve housing 220 having an inlet 222 and an outlet 224 formed therein, a valve body 260 for opening or closing the valve housing 220, And a valve shaft 240 which is coupled to the output shaft 184 and receives the rotational force of the output shaft 184 to rotate the valve body 260 in the opening or closing direction.

상기 공압식 밸브(10)는 상기 공압식 액추에이터(100)의 동작에 의해 밸브 하우징(220)을 개방 또는 폐쇄하여 유체(예, 인화성 기체)의 흐름을 제어하도록 구성된다.The pneumatic valve 10 is configured to open or close the valve housing 220 by operation of the pneumatic actuator 100 to control the flow of fluid (e.g., a flammable gas).

이를 위해, 전술한 바와 같이, 상기 출력축(184)을 구동시키는 공압식 액추에이터(100)는 히팅용 공기가 상기 구동 실린더부(110)의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인(142)과, 상기 구동 출력부(120)의 내부와, 상기 스프링 실린더부(130) 내부를 순차적으로 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성되며, 매우 낮은 기온의 환경에서도 인화성 기체의 흐름을 제어하는 공압식 액추에이터(100)의 동작이 원활하게 이뤄질 수 있다. For this, as described above, the pneumatic actuator 100 for driving the output shaft 184 includes an air line 142 for heating, which is installed in the form of air for heating surrounding the outside of the driving cylinder 110, The pneumatic actuator 100 is configured to provide a heating function by sequentially passing through the inside of the driving output unit 120 and the inside of the spring cylinder unit 130 and controlling the flow of the flammable gas even in a very low temperature environment. The operation can be smoothly performed.

상기 공압식 액추에이터(100)는 상기 공기 라인(44)을 통해 상기 히터(20)로부터 가열된 압축공기를 공급받도록 구성되며, 히터(20)로부터 공급받은 가열된 압축공기가 히팅용 공기로써 상기 히팅용 공기 라인(142)으로 제공된다.The pneumatic actuator 100 is configured to receive the heated compressed air from the heater 20 through the air line 44. The heated compressed air supplied from the heater 20 is heated for the heating Air line 142 as shown in FIG.

상기 공압식 액추에이터(100)는 본 발명의 실시예에 따른 공압식 액추에이터(100)를 통해 이해될 수 있으므로, 이에 관한 자세한 설명은 생략한다.Since the pneumatic actuator 100 can be understood through the pneumatic actuator 100 according to the embodiment of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.

1: 공압식 밸브 시스템 10: 공압식 밸브
20: 히터 30: 콤프레서
42, 44: 공기 라인
100: 공압식 액추에이터 110: 구동 실린더부
120: 구동 출력부 130: 스프링 실린더부
142: 히팅용 공기 라인 144: 분기 라인
146, 149: 구동용 공기 라인 148, 150: 공기 라인 분기 수단
160: 포지셔너 172: 피스톤
174: 구동축 176: 스프링
178: 가압부재 182: 링크 부재
184: 출력축 190: 서모스탯
200: 밸브요소 222: 유입구
224: 유출구 220: 밸브 하우징
240: 밸브축 260: 밸브체 1: Pneumatic valve system 10: Pneumatic valve
20: heater 30: compressor
42, 44: air line
100: Pneumatic actuator 110: Drive cylinder part
120: drive output part 130: spring cylinder part
142: Air line for heating 144: Branch line
146, 149: driving air line 148, 150: air line branching means
160: Positioner 172: Piston
174: drive shaft 176: spring
178: pressing member 182: link member
184: Output shaft 190: Thermostat
200: valve element 222: inlet
224: outlet 220: valve housing
240: valve shaft 260: valve body

Claims (9)

압축공기의 가압 또는 해제 상태에 따라 위치가 가변되는 피스톤이 내부에 설치된 구동 실린더부;
일단부가 상기 피스톤에 일체로 결합된 구동축이 내부를 통과하며, 상기 피스톤의 위치 가변 상태에 따라 내부에 설치된 링크 부재를 통해 상기 구동축이 출력축으로 회동력을 전달하도록 구성된 구동 출력부;
상기 구동 출력부를 통과한 구동축의 타단부가 위치하며, 상기 구동축의 타단부의 위치 가변 상태에 상응하는 탄성 변화 상태를 갖도록 스프링이 내부에 설치되어 상기 압축공기의 가압 또는 해제 상태에 대응하는 상기 스프링의 탄성복원력을 상기 구동축 및 피스톤에 제공하도록 구성된 스프링 실린더부; 및
상기 스프링 실린더부에는 실린더 내부 온도에 따라 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방 또는 폐쇄 제어하는 서모스탯;을 포함하며,
히팅용 공기가 상기 구동 실린더부의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인과, 상기 구동 출력부의 내부와, 상기 스프링 실린더부 내부를 상호 연통하여 통과하면서 히팅 기능을 제공하며,
상기 서모스탯이 공기 흐름을 개방하지 않으면 상기 히팅용 공기 라인을 통해서 히팅용 공기가 제공되지 않으며, 상기 서모스탯이 공기 흐름을 개방하면 상기 히팅용 공기 라인을 통해 히팅용 공기가 제공되도록 구성된 공압식 액추에이터.
A drive cylinder part having a piston whose position is variable according to the pressurized or released state of the compressed air;
A drive output unit having a drive shaft integrally coupled to the piston at one end thereof and passing through a link member provided inside the drive shaft according to the variable position of the piston to transmit the rotational force to the output shaft;
And the other end of the drive shaft passing through the drive output unit is positioned and a spring is provided inside the drive shaft so as to have an elastic change state corresponding to a variable positional state of the other end of the drive shaft, A spring cylinder portion configured to provide an elastic restoring force of the piston to the drive shaft and the piston; And
Wherein the spring cylinder portion includes a thermostat for opening or closing an air flow between the cylinder inner space and the outer space according to the cylinder internal temperature,
A heating air line installed in a manner that air for heating surrounds the outside of the driving cylinder portion, a heating air line passing through the inside of the driving output portion and the inside of the spring cylinder portion,
Wherein the heating air is not provided through the heating air line if the thermostat does not open the air flow and the heating air is provided through the heating air line when the thermostat opens the air flow, .
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 서모스탯은 실린더 내부 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우, 실린더 내부 공간과 외부 공간 상호 간의 공기 흐름을 개방하도록 구성된 것을 특징으로 하는 공압식 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the thermostat is configured to open air flow between the cylinder inner space and the outer space when the cylinder inner temperature is lower than a preset reference temperature.
제1항에 있어서,
상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며,
히팅용 공기가 상기 히팅용 공기 라인으로부터 분기된 분기 라인을 통해 상기 포지셔너의 내측 공간으로 히팅용 공기를 공급하여 히팅 기능을 제공하도록 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 공압식 액추에이터.
The method according to claim 1,
And a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the drive cylinder portion,
Wherein the air for heating supplies air for heating to an inner space of the positioner through a branch line branched from the air line for heating to provide a heating function.
제1항에 있어서,
상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며,
히팅된 상태의 압축공기가 상기 포지셔너를 통해 상기 구동 실린더부로 공급되도록 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 공압식 액추에이터.
The method according to claim 1,
And a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the drive cylinder portion,
And the compressed air in a heated state is supplied to the drive cylinder portion through the positioner.
제1항에 있어서,
상기 구동 실린더부로 공급되는 압축공기의 온/오프 상태와 압력 상태를 제어하는 포지셔너;를 더욱 구비하며,
히팅된 상태의 압축공기가 적어도 하나 이상의 공기 라인 분기 수단을 통해 분기 공급되어, 상기 히팅용 공기 라인과 구동 출력부 내부와 스프링 실린더부 내부를 상기 히팅용 공기로서 통과하는 제1 분기 공급과, 상기 포지셔너 내측 공간으로의 제2 분기 공급과, 상기 포지셔너를 통한 상기 구동 실린더부로의 제3 분기 공급이 이뤄지도록 구성된 것을 특징으로 하는 공압식 액추에이터.
The method according to claim 1,
And a positioner for controlling the on / off state and the pressure state of the compressed air supplied to the drive cylinder portion,
A first branch supply passage through which compressed air in a heated state is branched and supplied through at least one air line branching means and passes through the heating air line, the driving output portion and the spring cylinder portion as the heating air, A second branch supply to the inner space of the positioner and a third branch supply to the drive cylinder via the positioner.
제1항에 있어서,
히팅용 공기가 상기 구동 실린더부의 외부를 감싸는 형태로 설치된 히팅용 공기 라인과, 상기 구동 출력부의 내부와, 상기 스프링 실린더부 내부를 순차적으로 통과하면서 히팅 기능을 제공하도록 구성된 공압식 액추에이터.
The method according to claim 1,
A heating air line provided in a form that air for heating surrounds the outside of the driving cylinder portion, and a heating function while passing sequentially through the inside of the driving output portion and the inside of the spring cylinder portion.
유입구 및 유출구가 형성된 밸브 하우징;
상기 밸브 하우징을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체;
제1항의 공압식 액추에이터의 출력축에 결합되며, 상기 출력축의 회동력을 전달받아 상기 밸브체를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축;을 포함하여 구성된 공압식 밸브.
A valve housing having an inlet and an outlet;
A valve body that opens or closes the valve housing;
And a valve shaft coupled to the output shaft of the pneumatic actuator of claim 1 for receiving the rotational force of the output shaft and rotating the valve body in the opening or closing direction.
공기 라인으로 압축공기를 제공하는 콤프레서;
상기 공기 라인을 통과하는 압축공기를 가열하는 히터; 및
유입구 및 유출구가 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징을 개방 또는 폐쇄하는 밸브체와, 상기 공기 라인을 통해 상기 히터로부터 가열된 압축공기를 공급받는 제1항의 공압식 액추에이터의 출력축에 결합되며 상기 출력축의 회동력을 전달받아 상기 밸브체를 개방 또는 폐쇄 방향으로 회동 제어하는 밸브축을 포함하는 공압식 밸브;를 포함하여 구성된 공압식 밸브 시스템.A compressor for providing compressed air to an air line;
A heater for heating compressed air passing through the air line; And
A valve apparatus comprising: a valve housing having an inlet and an outlet; a valve body that opens or closes the valve housing; and a valve body coupled to an output shaft of the pneumatic actuator of claim 1 supplied with heated air from the heater through the air line, And a valve shaft that receives the power and controls the valve body to rotate in the opening or closing direction.
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