KR102059292B1 - 비례제어밸브의 코일 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전류의 세기에 비례하여 코일의 하중이 증가하는 것이 그래프로 표시되는 동안 제어부는 그래프에 허용오차 범위를 디스플레이를 통해 함께 제공토록 함으로서 코일로 전류의 세기를 점차적으로 증가시켜가며 입력하여 코일의 하중이 전류의 세기에 비례하여 변하는 지를 육안으로 확인할 수 있어 작업자들이 손 쉽게 코일 불량 유무를 판별할 수 있는 비례제어밸브의 코일 검사장치를 제공한다.

Description

비례제어밸브의 코일 검사장치{COIL CHECK DEVICE of proportional control valve}

본 발명은 비례제어밸브의 코일 검사장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 코일로 전류의 세기를 점차적으로 증가시켜가며 입력하여 코일의 하중이 전류의 세기에 비례하여 변하는 지를 검사하도록 한 비례제어밸브의 코일 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 솔레노이드를 이용한 비례제어밸브는 일정한 전류를 코일에 공급하는 것이 아니라 코일에 공급되는 전류의 크기를 제어함으로써 가동철심에 유도되는 전자력의 크기를 제어하게 되고, 이로써 스풀의 이동거리를 제어할 수 있는 밸브를 말한다.

한편, 이러한 비례제어밸브와 관련한 대표적인 선행기술로는 코일이 감긴 보빈 외경에 케이스와, 본체를 각각 구성하고 보빈 내부로 내경에 플런저를 내장한 원통형의 튜브 한쪽 끝단을 너트에 의해 고정된 고정덮개로 밀폐하고 다른 쪽에 안지름이 관통하는 요크를 구성하되 요크의 외부 측에 유입구와 유출구가 직각으로 형성되어 내경에 형성한 유로와 연통하도록 구성하는 홀더를 장착하며, 플런저 한쪽에 일부가 삽입되어 요크 내부에 유지되는 작동핀 끝단 부에 연결되어 홀더의 유로에 삽입되어 작동하는 스폴로 각각 구성하되 필요에 따라 스폴의 길이방향의 중심부에 잔압제거 배출구를 형성하여 구성하는 것으로, 이상과 같이 구성하는 밸브는 코일 내부로 전류를 유입하여 플런저에 자성을 발생하여 작동핀의 흡착력과 스프링의 탄성력에 따라 미세하고 정밀하게 작동하도록 하며, 이때 작동핀과 연결된 스폴이 작동핀의 이동범위와 동일하게 이동하게 되므로 스폴의 작동위치에 따라 유입구와 유출구 및 잔압제거 배출구의 개폐 여부를 결정할 수 있도록 하여 유량을 제어하도록 하는 구조이다.

한편, 상기한 구조의 비례제어밸브는 코일에 공급되는 전원 크기에 따라 스풀의 이동거리를 정확히 제어하기 위해서 가동 철심의 마찰저항, 압축스프링의 탄성력, 코일의 정렬권선 등 각 부품의 정밀도가 요구된다.

특히 상기 코일은 전류의 세기에 비례하여 하중이 변화하는 코일은 밸브의 작동에서 매우 중요한 요소 중 하나이나, 코일이 비례제어밸브에 한번 설치되고 나면 코일이 정상적으로 작동하는지 이를 검사하기 위한 수단이 마땅히 없어 밸브를 사용처에 설치하기 전까지는 밸브의 불량 유무를 판단하기가 어렵다는 단점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공고 공개번호 제 10-2015-0134527 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 코일로 전류의 세기를 점차적으로 증가시켜가며 입력하여 코일의 하중이 전류의 세기에 비례하여 변하는 지를 검사하도록 한 비례제어밸브의 코일 검사장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비례제어밸브의 코일 검사장치에 있어서, 기대, 상기 기대의 상단 네모서리면에 수직으로 세워진 상태로 설치되는 가이드포스트, 상기 가이드포스트의 상단에 결합되며 비례제어밸브를 받쳐주는 다이, 상기 다이의 상면에 브라켓으로 지지되며 상기 다이에 올려진 상기 비례제어밸브를 가압 고정하는 고정실린더, 상기 기대의 상면 중앙에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터의 동력으로 정, 역 회전하는 리드스크류, 상기 리드스크류의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 리드스크류의 회전 동작에 따라 상기 리드스크류의 외경에 형성되어 있는 나사산을 타고 상, 하 수직 이동하는 승강넛, 상기 승강넛의 상단에 설치되며 상기 승강넛의 승강 동작에 따라 상기 기대에 설치되어 있는 가이드포스트를 타고 상, 하 이동하는 승강대, 상기 승강대의 상면 중앙에 설치되며 상기 승강대의 승강 동작에 따라 상기 다이의 구멍을 관통하여 상기 다이의 상면에 고정되어 있는 상기 비례제어밸브의 내부에 설치된 코일을 가압하는 스풀, 상기 브라켓에 설치되며 상기 스풀의 가압으로 승강하는 상기 코일의 승강거리를 측정하는 변위측정센서, 상기 변위측정센서에서 전송되는 상기 코일의 승강거리값과 기입력된 코일의 승강거리값을 비교 판단하여 모터의 구동을 제어하는 제어부, 상기 스풀과 상기 승강대 사이에 설치되며 상기 코일에서 발생하는 하중을 측정하여 상기 제어부로 신호를 전송하는 로드셀 및 상기 로드셀에서 전해지는 코일의 하중과 상기 코일로 공급되는 전류의 세기를 상기 제어부를 통해 그래프로 표현하는 디스플레이를 포함하며, 상기 제어부는 상기 코일로 공급되는 전류의 세기를 점차적으로 증가시켜 상기 코일의 하중이 상기 전류의 세기에 비례하여 증가하는지를 검사하게 됨을 특징으로 한다.

본 발명은 비례제어밸브의 내부로 샤프트를 삽입하여, 상기 샤프트가 밸브의 스풀을 밀어 올려 설정된 거리만큼 이동시킨 다음, 코일로 전류의 세기를 점차적으로 증가시킨 상태로 공급하고, 이에 맞추어 코일의 하중이 전류의 세기에 비례하여 증가하면 로드셀이 이를 측정하여 제어부로 신호를 출력하도록 하여 코일의 하중이 허용오차 범위 내로 증가하고 있는지의 유무를 그래프를 통해 확인할 수 있도록 함으로서 작업자들이 코일의 불량 유무를 정확하고 신속하게 판별할 수 있는 작용 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비례제어밸브의 코일 검사장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 정면을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 측면을 도시한 도면.
도 4는 비례제어밸브의 코일 검사장치의 블럭도.
도 5는 비례제어밸브의 코일 검사장치의 동작 흐름을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 비례제어밸브의 코일 검사장치에서 디스플레이에 표시되는 그래프를 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 다양한 실시 예를 들어 기술하기로 한다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비례제어밸브의 코일 검사장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 정면을 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 측면을 도시한 도면이고, 도 4는 비례제어밸브의 코일 검사장치의 블럭도이고, 도 5는 비례제어밸브의 코일 검사장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 비례제어밸브의 코일 검사장치(100)는 비례제어밸브(200)의 내부로 샤프트(24)를 삽입하여, 상기 샤프트(24)가 밸브(200)의 스풀(220)을 밀어 올려 설정된 거리만큼 이동시킨 다음, 코일(210)로 전류의 세기를 점차적으로 증가시킨 상태로 공급하고, 이에 맞추어 코일(210)의 하중이 전류의 세기에 비례하여 증가하면 로드셀(26)이 이를 측정하여 제어부(60)로 신호를 출력하도록 하여 코일(210)의 하중이 허용오차 범위 내로 증가하고 있는지의 유무를 그래프를 통해 확인토록 하여 코일의 불량 유무를 정확하고 신속하게 판별할 수 있도록 하는 장치이다.

상기 비례제어밸브의 코일 검사장치(100)는 바닥에 설치되는 기대(10), 상기 기대(10)의 상면 중앙에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터(14)의 동력으로 정, 역 회전하는 리드스크류(16)가 마련된다.

상기 리드스크류(16)는 모터(14)의 동력으로 회전하는 데, 이때 상기 모터(14)는 변위측정센서(46)의 신호를 입력받은 제어부(60)의 제어동작에 따라 정해진 시간 동안 구동하며 리드스크류(16)를 회전시키도록 하여 후술하는 스풀(24)에 의해 밀려 올라간 코일(210)의 이동거리를 제어부(60)에 설정된 거리만큼 도달하도록 제어토록 하기 위함이다.

상기 리드스크류(16)의 외경에는 승강넛(20)이 나사식으로 체결된다. 상기 승강넛(20)은 상기 리드스크류(16)의 회전 동작에 따라 상기 리드스크류(16)의 외경에 형성되어 있는 나사산(16a)을 타고 상, 하 수직 이동을 수행한다.

상기 승강넛(20)의 상단에는 승강대(22)가 설치된다. 상기 승강대(22)는 상기 승강넛(20)의 상, 하 이동에 따라 상기 기대(10)의 상면 네모서리면에 수직으로 세워져 있는 가이드포스트(12)를 타고 상, 하 이동 동작을 수행한다.

상기 승강대(22)의 상면 중앙에는 로드셀(26)을 사이에 두고 샤프트(24)가 설치되며, 상기 샤프트(24)는 상기 승강대(22)의 상, 하 이동에 따라 다이(30)에 올려진 상태에서 고정실린더(40)에 의해 고정 설치되어 있는 비례제어밸브(200)의 내부로 진입한 다음, 상기 비례제어밸브(200)의 스풀(220)을 일정거리 밀려 올라가도록 가압하게 된다.

상기 로드셀(26)은 전류의 세기에 비례하여 증가하는 코일(210)의 하중이 샤프트(24)로 전해지면 이를 측정하여 제어부(60)로 실시간 전송하게 되고, 제어부(60)는 로드셀(26)에서 전송된 신호를 디스플레이(70)에서 도 6에서와 같이 그래프로 표현하도록 한다.

상기 승강대(22)의 위에는 상기 가이드포스트(12)의 상단에 지지되어 지는 다이(30)가 마련된다. 상기 다이(30)에는 검사를 위한 비례제어밸브(200)가 올려지는 데, 이때 상기 다이(30)의 상면 중앙에는 전술한 샤프트(24)가 수직으로 통과할 수 있도록 구멍(32)이 관통 형성되도록 한다.

상기 다이(30)의 상부면에는 고정실린더(40)가 브라켓(46)으로 연결 설치된다. 상기 고정실린더(42)는 상기 다이(30)의 상부면에 올려져 있는 비례제어밸브(200)의 상면을 가압하여 검사를 위해 다이(30)에 올려진 비례제어밸브(200)를 고정시키게 된다. 즉, 고정실린더(40)가 구동하면 로드(44)에 설치되어 있는 홀더(46)가 이동하며 비례제어밸브(200)의 상면을 가압 고정하는 방식이다.

상기 고정실린더(40)의 홀더(46)는 전류공급부(미 도시 함)와 전기적으로 연결되어, 제어부(60)의 신호에 따라 전류를 공급받게 되며, 상기 홀더(46)로 공급된 전류는 비례제어밸브(200)의 코일(210)로 인가된다. 이때 상기 코일(210)로 입력되는 전류의 세기는 제어부(60)에 의해 비례적으로 증가하게 되는 데, 이에 따라 코일(10)의 하중 역시 증가하는 전류의 세기에 비례하여 증가하게 된다. 상기 코일(210)로 전류를 비례하여 입력한 후, 코일(210)의 하중이 허용오차 범위 내로 변화하는지를 그래프를 통해 확인토록 하여 코일(210)의 불량 유무를 정확하고 신속하게 판별할 수 있다.

상기 브라켓(48)에는 변위측정센서LVDT(Linear Variable Differential Transformer)(50)가 설치된다. 상기 변위측정센서(50)는 기계적 변위를 전기적인 신호로 변환하는 코어의 이동으로 1차 코일(primary coil)에서 2차 코일(secondary coil)에 유도되는 자속의 변화로서 전기적 출력이 발생되며, 이러한 전기적 출력을 아날로그 또는 디지털로 표시하여 변위값을 측정하는 센서로서, 본 발명에서는 스풀(24)의 압력으로 밀려 올라간 비례제어밸브(200)의 스풀(220)의 이동거리를 측정하여 제어부(60)로 전송하게 된다. 제어부(60)는 변위측정센서(50)의 감지값과 기입력된 설정값을 비교 판단한 후, 스풀(220)의 이동거리가 설정된 값에 도달하면 모터의 구동을 자동 정지시키도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 비례제어밸브의 코일 검사장치(100)를 이용하여 전류의 세기에 비례하여 코일(210)의 하중이 증가하는 지를 검사하고자 할 때에는 먼저, 제어부(60)에 전류의 세기에 맞추어 하중이 변하는 코일(210)의 허용오차 범위를 세팅한 후(S10), 검사하고자 하는 코일(210)이 설치된 비례제어밸브(200)를 다이(30)에 올려놓은 다음, 브라켓(46)에 설치되어 있는 고정실린더(40)가 구동하며 홀더(44)를 하강시켜 비례제어밸브(200)를 다이(30)의 상면에 가압 고정한다(S20).

다음, 제어부(60)는 모터(14)로 전원을 인가하게 되고, 상기 모터(14)와 동력전달수단으로 연결되어 있는 리드스크류(16)는 회전 동작을 수행한다. 이때 리드스크류(16)는 제어부(60)에 설정된 거리만큼 회전 동작을 수행한다(S30).

상기 리드스크류(16)의 회전 동작이 시작되면 상기 리드스크류(16)의 외경에 나사식으로 결합되어 있는 승강넛(20)은 상기 리드스크류(16)의 나사산(16a)을 타고 승강하게 되고, 이와 함께 상기 승강넛(20)에 설치되어 있는 승강대(22)는 가이드포스트(12)를 타고 승강 동작을 수행하게 된다(S40).

다음, 상기 승강대(22)의 승강 동작이 진행됨과 동시에 상기 승강대(22)의 상면 중앙에 로드셀(26)을 사이에 두고 설치되어 있는 샤프트(24)는 상기 승강대(22)의 승강 동작에 따라 다이(30)의 구멍(32)을 통과한 다음, 고정실린더(40)의 홀더에 고정 설치되어 있는 비례제어밸브(200)의 내부로 진입하여 상기 비례제어밸브(200)의 스풀(220)을 가압한다(S50).

이때 샤프트(24)의 압력에 의해 위로 들려지는 스풀(220)의 승강 이동거리는 변위측정센서(50)가 감지한 후, 제어부(60)로 신호를 보내게 되고, 제어부(60)는 상기 변위측정센서(50)의 신호로 스풀(220)의 승강 거리가 설정된 거리에 도달하였는지를 판단한 후(S60), 설정된 거리에 도달하였다고 판단하면 모터(30)의 구동을 정지시킨다(S70).

다음, 제어부(60)는 비례제어밸브(200)의 코일(210)로 전류를 공급토록 하는 데, 이때 코일(210)로 공급되는 전류의 세기는 제어부(60)에 의해 점차적으로 증가하도록 비례적으로 공급한다. 예를 들어 제어부(60)는 코일(210)로 전류를 공급하기 시작하면 0㎃에서 600㎃에 도달할 때까지 전류를 비례적으로 공급한다(S80).

다음, 코일(210)로 공급되는 전류가 비례적으로 증가하는 동안, 상기 코일(210)의 하중은 전류의 세기에 비례하여 증가하게 되는 데, 이때 코일(210)의 증가된 하중은 스풀(220)을 가압하고 있는 샤프트(24)로 전해지고, 이와 동시에 상기 샤프트(24)와 승강대(22) 사이에 설치되어 있는 로드셀(26)이 실시간으로 측정하여 제어부(60)로 전송하게 되며, 제어부(60)는 로드셀(26)의 측정값을 도 6에서와 같이 디스플레이(70)에서 그래프로 표시하게 된다(S90).

즉, 상기와 같이 전류의 세기에 비례하여 코일의 하중이 증가하는 것이 그래프로 표시되는 동안 제어부는 그래프에 허용오차 범위를 디스플레이(70)를 통해 함께 제공하여 작업자들이 손 쉽게 코일 불량 유무를 판별할 수 있도록 한다.

10: 기대 12: 가이드포스트
14: 모터 16: 리드스크류
20: 승강넛 22: 승강대
24: 샤프트 26: 로드셀
30: 다이 32: 구멍
40: 고정실린더 42: 로드
44: 홀더 46: 브라켓
50: 변위측정센서 60: 제어부
70: 디스플레이 100: 비례제어밸브 코일 검사장치
200: 비례제어밸브 210: 코일
220: 스풀

Claims (1)

1. 비례제어밸브의 코일 검사장치에 있어서,
   기대(10);
   상기 기대(10)의 상단 네모서리면에 수직으로 세워진 상태로 설치되는 가이드포스트(12);
   상기 가이드포스트(12)의 상단에 결합되며 비례제어밸브(100)를 받쳐주는 다이(30);
   상기 다이(30)의 상면에 브라켓(46)으로 지지되며 상기 다이(30)에 올려진 상기 비례제어밸브(100)를 가압 고정하는 고정실린더(40);
   상기 기대(10)의 상면 중앙에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터(14)의 동력으로 정, 역 회전하는 리드스크류(16);
   상기 리드스크류(16)의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 리드스크류(16)의 회전 동작에 따라 상기 리드스크류(16)의 외경에 형성되어 있는 나사산(16a)을 타고 상, 하 수직 이동하는 승강넛(20);
   상기 승강넛(20)의 상단에 설치되며 상기 승강넛(20)의 승강 동작에 따라 상기 기대(10)에 설치되어 있는 가이드포스트(12)를 타고 상, 하 이동하는 승강대(22);
   상기 승강대(22)의 상면 중앙에 설치되며 상기 승강대(22)의 승강 동작에 따라 상기 다이(30)의 구멍(32)을 관통하여 상기 다이(30)의 상면에 고정되어 있는 상기 비례제어밸브(100)의 내부에 설치된 스풀(220)을 가압하는 샤프트(24);
   상기 브라켓(46)에 설치되며 상기 샤프트(24)의 가압으로 승강하는 상기 스풀(220)의 승강 거리를 측정하는 변위측정센서(50);
   상기 변위측정센서(50)에서 전송되는 상기 스풀(220)의 승강 거리값과 기입력된 승강 거리값을 비교 판단하여 모터(14)의 구동을 제어하는 제어부(60);
   상기 샤프트(24)와 상기 승강대(22) 사이에 설치되며 상기 코일(210)에서 발생하는 하중을 측정하여 상기 제어부(60)로 신호를 전송하는 로드셀(26) 및 ;
   상기 로드셀(26)에서 전해지는 코일(210)의 하중과 상기 코일(210)로 공급되는 전류의 세기를 상기 제어부(60)를 통해 그래프로 표현하는 디스플레이(70)를 포함하며;
   상기 제어부(60)는 상기 코일(210)로 공급되는 전류의 세기를 점차적으로 증가시켜 상기 코일(210)의 하중이 상기 전류의 세기에 비례하여 증가하는지를 검사하게 됨을 특징으로 하는 비례제어밸브의 코일 검사장치.
   
   
   
   
   
   
   

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