KR102118944B1 - 유량 미세 조절 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작동 유체 채널에서 작동 유체를 정량으로 공급하는 유량제어 장치에 관한 것으로 공급유체를 제공하는 유체공급챔버(100);와 상기 유체공급챔버(100)에서 제공되는 유체를 정량으로 공급하는 펌프(120);와 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체를 공급받는 수급부(140);로 이루어지되 상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 펌프(120)로부터 공급되는 유체의 량을 조절하여 공급하도록 하는 유량제어부(210)가 구비됨으로써 하나의 펌프(120)를 적용하여 최종배출 유량을 세분화하여 제공하되, 상기 유체공급챔버(100)와 상기 펌프(120) 사이에는 제1튜브(110);가 구비되고 상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 제2튜브(130); 가 구비되며 상기 제2튜브(130)의 끝단에는 노즐(240);이 구비됨에 따라 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체는 제3튜브(150)와 제2튜브(130)로 나뉘어 공급되므로 제2튜브(130) 내에 누적되는 유압을, 튜브 내경이 크게 형성되어 유량이 크고 상대적으로 유압이 작게 걸리는 제3튜브(150) 쪽으로 빠르게 상쇄할 수 있으며 상기 노즐(240)에서 배출되어 상기 수급부(140)로 공급되는 일정 유속의 액체 배출이 가능한 유량 미세 조절 시스템에 관한 것이다.

Description

유량 미세 조절 시스템{liquid flow fine control system}
본 발명은 유량 미세 조절 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프에 유량 제어부를 적용하여 최종 배출 유량을 세분화함으로써 정교한 배출유량 제어가 용이한 유량 미세 조절 시스템에 관한 것이다.
종래 미소유량 발생 펌프는 펌프에 액체의 이동경로가 되는 작은 내경의 튜브를 연결하여 사용할 경우, 튜브 내부와 외부환경에 의해 펌프로부터 배출되는 액채 양의 제어가 어려운 문제점이 있다.
이를 더욱 상세하게 설명하면 상기 종래의 펌프와 연결된 튜브는, 외부의 온도 변화에 민감하며 또한 작은 배출구의 크기를 갖는다.
따라서 상기 펌프 입력유량에 비해 적은 액체흐름 수용 능력으로 인한 튜브 내경에 의한 압축성 흐름이 발생하고, 일정한 미소 유량의 제어가 어렵다는 단점을 가진다.
대한민국 특허 제 10-2011-0063939호에는 펌프의 용량에 의해 최종 배출유량의 용량을 결정한다.
상기 기술에 의하면 펌프의 용량에 따라 배출유량의 제어가 가능한 유량제어 시스템을 제공하고 있으나, 펌프 배출구 끝단에 단순 튜브를 사용 할 경우 시간이 지날수록 상기 펌프 입력유량에 비해 적은 액체흐름 수용 능력으로 인해 튜브 내에 유압이 누적됨에 따라 일정 유속의 미소유량의 제어가 어렵다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 펌프에 유량제어부를 구비하여 상기 펌프로부터 공급되는 유체의 량을 조절 할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 펌프에 연결된 튜브에서 발생하는 맥동현상을 완화하고, 일정 유속의 액체 배출이 가능한 유량 미세 조절 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 작동 유체 채널에서 작동 유체를 정량으로 공급하는 유량제어 장치에 관한 것으로 공급유체를 제공하는 유체공급챔버(100);와 상기 유체공급챔버(100)에서 제공되는 유체를 정량으로 공급하는 펌프(120);와 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체를 공급받는 수급부(140);로 이루어지되
상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 펌프(120)로부터 공급되는 유체의 량을 조절하여 공급하도록 하는 유량제어부(210)가 구비됨으로써 하나의 펌프(120)를 적용하여 최종배출 유량을 세분화하여 제공한다.
또한 상기 유체공급챔버(100)와 상기 펌프(120) 사이에는 제1튜브(110);가 구비되고 상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 제2튜브(130); 가 구비되며 상기 제2튜브(130)의 끝단에는 노즐(240);이 구비됨에 따라 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체는 상기 제2튜브(130)를 거친 후 상기 노즐(240)에서 배출되어 상기 수급부(140)로 공급된다.
상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 제2튜브(130)에서 분기되는 분기부재(200);와 상기 분기부재와 결합된 제3튜브(150)가 더 포함되어 상기 노즐(240)로 공급되는 유체 중에서 일부를 상기 분기부재(200)를 통해 상기 제3튜브로 분기시킴에 따라 상기 제2튜브(130)로 공급되는 유량을 조절한다.
상기 제3튜브(150)의 일부구간에는 상기 유량제어부(210)가 배치되고 상기 유량제어부(210)는 유량밸브(220)와 조절기(230)를 포함하여 상기 제3튜브를 통해 흐르는 유량을 제어함으로서 상기 노즐(240)에 흐를 수 있는 유량을 제어한다.
상기 제3튜브(150)와 노즐(240)로 흐르는 유량의 비율은 상기 유량제어부(210)의 단면적과 상기 노즐과 연결된 제2튜브(130)의 단면적의 비율로 결정됨에 따라 상기 유량제어부(210)의 단면적을 변화시켜 상기 제2튜브(130)를 통해 노즐로 공급되는 유량을 제어한다.
또한 상기 유량제어 장치에는 상기 노즐(240)로 배출되는 유량을 수치적으로 확인하기 위한 중앙제어부(300)가 구비되고 상기 조절기(230)는 상기 유량밸브에서 유체가 흐르는 통로의 단면적을 조절하여 상기 유량밸브를 통해 흐르는 유량을 조절한다.
그리고 상기 제2튜브(130)에서 상기 제3튜브(150)로 분기하는 구조는‘Y’형 분기관을 통해 분기시킴에 따라 분기단에서 상기 제2튜브(130)와 상기 제3튜브(150)가 형성된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 펌프의 끝단에 연결된 튜브에 있어서, 분기부재와 유량제어부를 더 구비하고 상기 분기부재에 제2튜브와 제3튜브를 연결하여 튜브 회로상 내부에 압력이 생성될 경우 제3튜브를 통해 상기 펌프 끝단에 연결된 튜브에 누적되는 압력을 빠르게 상쇄함으로써 일정 유속의 액체 배출이 가능하며, 유체 배출량을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 유량 미세 조절 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 유량 미세 조절 시스템에 있어서 유량제어부의 단면을 상세히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 유량 미세 조절 시스템의 유량조절 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명의 유량 미세 조절 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면 작동 유체 채널에서 작동 유체를 정량으로 공급하는 유량제어 장치에 관한 것으로 공급유체를 제공하는 유체공급챔버(100);와 상기 유체공급챔버(100)에서 제공되는 유체를 정량으로 공급하는 펌프(120);와 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체를 공급받는 수급부(140);로 이루어지되
상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 펌프(120)로부터 공급되는 유체의 량을 조절하여 공급하도록 하는 유량제어부(210)가 구비됨으로써 하나의 펌프(120)를 적용하여 최종배출 유량을 세분화하여 제공한다.
또한 상기 유체공급챔버(100)와 상기 펌프(120) 사이에는 제1튜브(110);가 구비되고 상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 제2튜브(130); 가 구비되며 상기 제2튜브(130)의 끝단에는 노즐(240);이 구비됨에 따라 상기 펌프(120)에서 공급되는 유체는 상기 제2튜브(130)를 거친 후 상기 노즐(240)에서 배출되어 상기 수급부(140)로 공급된다.
상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 제2튜브(130)에서 분기되는 분기부재(200);와 상기 분기부재와 결합된 제3튜브(150)가 더 포함되어 상기 노즐(240)로 공급되는 유체 중에서 일부를 상기 분기부재(200)를 통해 상기 제3튜브로 분기시킴에 따라 상기 제2튜브(130) 내에 누적되는 유압을, 튜브 내경이 크게 형성되어 유량이 크고 상대적으로 유압이 작게 걸리는 제3튜브(150) 쪽으로 빠르게 상쇄한다.
또한 상기 제3튜브(150)의 일부구간에는 상기 유량제어부(210)가 배치되고 상기 유량제어부(210)는 유량밸브(220)와 조절기(230)를 포함하여 상기 제3튜브를 통해 흐르는 유량을 제어함으로서 상기 노즐(240)에 흐를 수 있는 유량을 제어한다.
상기 제3튜브(150)와 노즐(240)로 흐르는 유량의 비율은 상기 유량제어부(210)의 단면적과 상기 노즐과 연결된 제2튜브(130)의 단면적의 비율로 결정됨에 따라 상기 유량제어부(210)의 단면적을 변화시켜 상기 제2튜브(130)를 통해 노즐로 공급되는 유량을 제어한다.
또한 상기 유량제어 장치에는 상기 노즐(240)로 배출되는 유량을 수치적으로 확인하기 위한 중앙제어부(300)가 구비된다.
이를 더욱 상세하게 설명하면 상기 중앙제어부는 노즐(240)과 분기부재(200) 사이에 구비된 제2튜브(130)에 유량계 또는 압력계(미도시)가 위치하여 상기 노즐(240)의 유량 또는 압력을 확인한다.
또는 상기 조절기(230)와 제3튜브(150)사이에 장착하여 유량 또는 압력을 측정한 후, 분기부재(200) 이후의 제2튜브와 제3튜브사이에 유량의 차이가 튜브 내경에 의해 비례적으로 발생하기 때문에 제3튜브에 장착된 측정장치(미도시)의 측정 결과로부터 노즐의 유량을 유추한다.
또는 수급부(140)에서 수급되는 유체의 무게를 측정하여 유량을 확인할 수 있다.
본 발명에서 제시하는 유량제어장치는 소유량을 정밀 제어하는데 유리하며 특히 밸브와 노즐을 통해 배출되는 총량이 0.01 내지 10cc에서 사용할 때 유리한 것으로 파악된다.
또한 상기에서 중앙제어부가 측정하는 유량의 수치적 확인은 유량 또는 압력 수치인 것을 특징으로 한다.
상기에서 제2튜브(130)에서 상기 제3튜브(150)로 분기하는 구조는 분기가 대칭 형태로 분기되도록‘Y’형 분기관을 통해 분기시킴에 따라 분기단에서 상기 제2튜브(130)와 상기 제3튜브(150)가 형성된다.
첨부된 도 2는 본 발명의 유량 미세 조절 시스템에 있어서 유량제어부의 단면을 상세히 도시한 것이다.
도 2을 참조하면 제3튜브의 경로상의 일부위치에 배치되는 유량제어부(210)는 유량밸브(220)와 조절기(230)를 포함하되 상기 조절기(230)는 상기 유량밸브에서 유체가 흐르는 통로의 단면적을 조절하여 상기 유량밸브를 통해 흐르는 유량을 조절한다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제3튜브에 형성된 조절기를 이용하여 유체가 흐르는 통로의 단면적을 조절할 때, 상기 제3튜브에 단면적이 변화하면서 상기 제2튜브에 흐르는 유체의 양이 간접적으로 조절되는 효과가 있다.
즉 유량밸브(220)를 통해 흐르는 통로의 최소단면적과, 제1튜브의 단면적 혹은 노즐(240)의 최소 단면적의 비율이 1 : 1인 경우 노즐(240)로 배출되는 유량과 유량밸브를 통해 흐르는 유량의 비율은 1 : 1이 되고 유량밸브의 최소단면적이 켜질수록 노즐로 배출되는 유량은 줄어들며, 반대로 유량밸브의 최소단면적이 작을수록노즐로 배출되는 유량은 늘어난다.
따라서 상기 조절기를 통해 제3튜브로 분기되는 유량을 정밀 조절함으로써, 상기 수급부에 수급되는 목적 분기 량을 간접적으로 정밀 조절하는 것을 특징으로 한다.
첨부된 도 3은 본 발명의 유량 미세 조절 시스템의 유량조절 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 유량 미세 조절 시스템의 유량을 조절하는 방법은 상기 유체공급 챔버에서 펌프에 유체를 정량 공급하는 단계(S110)와 유량제어부를 제어하여 제2튜브로 공급되는 유량을 조절하는 단계(S120)와 중앙제어부에서 현재 상기 튜브로 공급되는 유량을 수치적으로 측정하는 단계(S130)와 조절기에서 유량밸브 및 노즐로 배출되는 유량을 조절하는 단계(S140)를 포함함으로써 배출되는 유량을 정밀하게 조절 할 수 있는 효과를 지닌다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 유체공급챔버 110 제1튜브
120 펌프 130 제2튜브
140 수급부 150 제3튜브
200 분기부재 210 유량제어부
220 유량밸브 230 조절기
240 노즐 300 중앙제어부

Claims (5)

  1. 작동 유체 채널에서 작동 유체를 정량으로 공급하기 위한 공급유체를 제공하는 유체공급챔버(100);와
    상기 유체공급챔버(100)에서 제공되는 유체를 정량으로 공급하는 펌프(120);와
    상기 펌프(120)에서 공급되는 유체를 공급받는 수급부(140);로 이루어지되
    상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 펌프(120)로부터 공급되는 유체의 량을 조절하여 공급하도록 하는 유량제어부(210)가 구비되며,
    상기 유체공급챔버(100)와 상기 펌프(120) 사이에는 제1튜브(110);가 구비되고
    상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 제2튜브(130); 가 구비되며
    상기 제2튜브(130)의 끝단에는 노즐(240);이 구비됨에 따라
    상기 펌프(120)에서 공급되는 유체는 상기 제2튜브(130)를 거친 후 상기 노즐(240)에서 배출되어 상기 수급부(140)로 공급되며,
    상기 펌프(120)와 상기 수급부(140) 사이에는 상기 제2튜브(130)에서 분기되는 분기부재(200);와
    상기 분기부재와 결합된 제3튜브(150)가 더 포함되어
    상기 노즐(240)로 공급되는 유체 중에서 일부를 상기 분기부재(200)를 통해 상기 제3튜브로 분기시킴에 따라 상기 제2튜브(130)로 공급되는 유량을 조절하며, 펌프에 연결된 튜브에서 발생하는 맥동현상을 완화하고, 일정 유속의 액체 배출이 가능한 유량제어 장치에 있어서,
    상기 분기부재(200)는 분기가 대칭 형태로 분기되도 “Y”형 분기관을 통해 분기시킴에 따라 분기단에서 상기 제2튜브(130)와 상기 제3튜브(150)가 형성되되,
    상기 제2튜브(130) 내에 누적되는 유압을 감압할 수 있도록, 튜브 내경이 크게 형성되어 유량이 크고 상대적으로 유압이 작게 걸리는 제3튜브(150) 쪽으로 배출하며,
    상기 노즐(240)로 배출되는 유량을 수치적으로 확인하기 위한 중앙제어부(300)와
    상기 제3튜브를 통해 흐르는 유량을 제어하는 조절기(230)가 더 구비되되
    상기 조절기(230)는 유량밸브에서 유체가 흐르는 통로의 단면적을 조절하여 상기 유량밸브를 통해 흐르는 유량을 조절하며,
    상기 제3튜브(150)와 노즐(240)로 흐르는 유량의 비율은 상기 유량제어부(210)의 단면적과 상기 노즐과 연결된 제2튜브(130)의 단면적의 비율로 결정됨에 따라 상기 유량제어부(210)의 단면적을 변화시켜 상기 제2튜브(130)를 통해 노즐로 공급되는 유량을 제어하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량 미세 조절 시스템.
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