KR102212434B1 - 방향제어 유압밸브 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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윤강완
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Abstract

본 발명에 따른 방향제어 유압밸브 및 이를 포함하는 유압시스템은, 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브 및 상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브를 포함하고, 상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 이를 포함하는 방향제어 밸브를 2개 또는 이상 포함하는 유압시스템으로 구성하여 유압시스템의 다중화를 구현하는 특징으로 한다.

Description

방향제어 유압밸브 및 이를 포함하는 시스템{Directional control hydraulic valve and system including the same}
본 발명은 방향제어 유압밸브 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
유압을 동력원으로 사용하는 다양한 산업에서 유압 시스템의 안정적인 운용은 생산성 향상과 안전성을 확보할 수 있다. 특히 고하중, 대용량의 기계를 작동시킴에 있어서 유압시스템의 적용은 필수적이며 어느 한 부품의 고장으로 인한 시스템 오류는 큰 인적,물적 손실을 가져올 수 있다.
이와 관련하여 다양한 방식의 유압 트립 시스템이 소개되고 있으나,특히 트립 시스템 중 일반적으로 사용되는 2 out of 2 또는 2 out of 3 형태의 트립 시스템을 구현하기 위한 회로도는 복잡하고, 상기 회로도를 구현하기 위해 각기 다른 기능을 수행하는 다수의 구성품이 요구된다.
또한 트립 시스템은 항시 제어상태를 유지해야 하며 간헐적으로 발생하는 트립 신호에 작동하여야 한다. 하지만 장기간 시스템 유지상태에서 솔레노이드의 고장 또는 밸브의 고착에 의한 장애로 인해 정상적인 트립 신호가 아닌 상황에서 밸브가 오작동 되는 경우 불필요한 손실이 발생된다.
대한민국 등록특허공보 제 10-2135787호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 선접촉을 통한 개폐 방식의 방향제어 유압밸브를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 상기 방향제어 유압밸브를 포함하는 전체 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방향제어 유압밸브 시스템은, 어느 하나의 방향제어 유압밸브가 적어도 다른 2개의 방향제어 유압밸브와 연결되는 방향제어 유압밸브 시스템에 있어서, 상기 방향제어 유압밸브는, 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드 밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브 및 상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브를 포함하고, 상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 방향제어 유압밸브와 연동되어 유압시스템의 비상 정지 여부를 제어하는 트립밸브를 더 포함하고, 상기 트립밸브는, 방향제어 유압밸브가 적어도 3개 구비되는 경우, 상기 방향제어 유압밸브에 구비되는 각각의 상기 솔레노이드밸브가 적어도 2개가 작동 상태인 경우에만 트립하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방향제어 유압밸브는, 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브 및 상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브를 포함하고, 상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제1밸브는, 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체 또는 상기 솔레노이드밸브에 의해 변위하는 제1플런저, 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제1탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제1피스톤, 상기 제1플런저와 상기 제1피스톤에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정하는 제1바디 및 상기 제1바디가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제1바디의 변위량을 결정하는 제1시트를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1밸브는, 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하는 제1라인, 상기 제1라인으로부터 분기되어 상기 제1플런저의 방향으로 경로를 제공하는 제2라인 및 상기 제1라인으로부터 분기되어 상기 제1피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제3라인을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1바디는, 이동함에 따라 상기 제1시트의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제2밸브는, 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 변위하는 제2플런저, 상기 제2입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제2탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제2피스톤, 상기 제3입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제3탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제3피스톤, 상기 제2플런저, 상기 제2피스톤 또는 상기 제3피스톤 중 적어도 어느 하나에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정하는 제2바디 및 상기 제2바디가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제2바디의 변위량을 결정하는 제2시트를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1밸브는, 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하는 제1라인으로부터 분기되어 상기 제2플런저의 방향으로 경로를 제공하는 제4라인을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제2밸브는, 상기 제2입력포트로부터 유입되는 유체에 상기 제2피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제8라인을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제2밸브는, 상기 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 상기 제3피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제9라인을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제2바디는, 이동함에 따라 상기 제2시트의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제1밸브를 경유한 유체에 상기 제1출력포트의 방향으로 경로를 제공하는 제5라인을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제5라인으로부터 분기되어 상기 제2밸브의 방향으로 경로를 제공하는 제6라인을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제2밸브를 경유한 유체가 제2출력포트로 배출되는 경로를 제공하는 제7라인을 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방향제어 유압밸브 및 이를 포함하는 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수개의 솔레노이드 밸브 중 일부가 자체 결함으로 인해 전환되는 현상이 발생하더라도 트립 시스템이 작동하지 않고 터빈제어를 유지할 수 있다.
둘째, 복수개의 솔레노이드 밸브 중 일부의 솔레노이드 밸브에 대해서만 별도의 정비 또는 테스트가 가능하다.
셋째, 종래와 비교하여 구성품을 일원화하여 제조 및 정비가 유리하다.
넷째, 방향제어 유압밸브의 바디와 시트 사이의 틈을 없애 이물질이 유입되어 고착화되는 것을 방지할 수 있다.
다섯째, 방향제어 유압밸브의 바디와 시트 사이의 틈으로 진행되는 누유 현상을 최소화할 수 있다.
여섯째, 이물질의 고착 및 누유 현상을 방지함으로써 방향제어 유압밸브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일곱째, 복수개의 솔레노이드 밸브 중 일부가 고착으로 인해 트립신호에서도 전환되지 않는 현상이 발생하여도 적어도 2개 이상의 밸브가 작동이 되면 정상적인 트립시스템이 작동할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 솔레노이드밸브가 여자(on) 상태인 경우 본 발명의 방향제어 유압밸브의 상태 및 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 솔레노이드밸브가 비여자(off) 상태인 경우 본 발명의 방향제어 유압밸브의 상태 및 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 각각의 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 어느 하나의 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 적어도 두개의 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우에서 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
그리고 도 8은 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우에서 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 방향제어 유압밸브는, 제1밸브 및 제2밸브를 포함할 수 있다.
상기 제1밸브는, 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
상기 제2밸브는, 상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트(280) 또는 제3입력포트(290)로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
그리고 상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트(190)로 배출되어, 상기 제1출력포트(190)와 연결되는 상기 제2입력포트(280) 또는 상기 제3입력포트(290)로 유입될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1밸브를 경유한 유체의 일부는 상기 제1밸브를 경유한 유체에 상기 제1출력포트(190)의 방향으로 경로를 제공하는 제5라인(50)을 따라 상기 제1출력포트(190)로 유동할 수 있다.
그리고 상기 제1출력포트(190)로 유동하는 유체를 제외한 나머지는 상기 제5라인(50)으로부터 분기되어 상기 제2밸브의 방향으로 경로를 제공하는 제6라인(60)에 의해 상기 제2밸브로 유입될 수 있다.
상기 제1밸브는, 제1플런저(110), 제1피스톤(120), 제1바디(130), 제1시트(140) 및 이들 구성이 내부에서 상호 연동하여 작동할 수 있도록 공간을 제공하는 제1프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1밸브에서의 유체의 유동을 위해 상기 유체가 유동하는 경로인 제1라인(10), 제2라인(20) 및 제3라인(30)을 포함할 수 있다.
상기 제1라인(10)은 상기 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하고, 상기 제2라인(20)은 상기 제1라인(10)으로부터 분기되어 상기 제1플런저(110)의 방향으로 경로를 제공할 수 있다. 그리고 상기 제3라인(30)은 상기 제1라인(10) 또는 상기 제2라인(20)으로부터 분기되어 상기 제1피스톤(120)의 방향으로 경로를 제공할 수 있다.
상기 제1플런저(110)는, 상기 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체 또는 상기 솔레노이드밸브에 의해 변위할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1플런저(110)는 상기 제1프레임의 내부의 일단부에 이동 가능하게 구비될 수 있다. 그리고 상기 제1입력포트(180)를 통해 유입된 유체는 상기 제1라인(10) 및 상기 제2라인(20)이 제공하는 경로를 따라 상기 제1플런저(110) 방향으로 유동하여 상기 제1플런저(110)와 상기 제1프레임 사이의 공간으로 유입될 수 있다. 이때, 상기 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우, 상기 솔레노이드밸브와 상기 제1플런저(110)와 상기 제1프레임 사이의 공간으로 유입되는 유체에 의해 상기 제1플런저(110)는 제1방향으로 이동할 수 있다.
상기 제1피스톤(120)은, 상기 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체 또는 제1탄성체(125)의 복원력에 의해 변위할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1탄성체(125)는 상기 제1프레임의 내부의 타단부에 상기 제1플런저(110)와 마주보며 구비될 수 있다. 그리고 상기 제1피스톤(120)은 상기 제1탄성체(125)의 복원력을 전달받을 수 있도록 상기 제1프레임의 내부에 이동 가능하게 구비될 수 있다. 상기 유체는 상기 제3라인(30)을 따라 상기 제1피스톤(120)과 상기 제1프레임 사이의 상기 제1탄성체(125)가 구비된 공간으로 유입될 수 있다. 이때, 상기 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우, 상기 유체에 의해 상기 제1플런저(110)에 가해지는 유압의 크기보다 상기 유체에 의해 상기 제1피스톤(120)에 가해지는 유압의 크기와 상기 제1탄성체(125)의 복원력의 크기의 합이 크므로, 상기 제1피스톤(120)은 상기 제1방향의 반대방향인 제2방향으로 이동할 수 있다.
상기 제1바디(130)는, 상기 제1플런저(110)와 상기 제1피스톤(120)에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1바디(130)는 상기 제1플런저(110)와 상기 제1피스톤(120) 사이에 실린더 형상의 제1로드부재(131) 및 상기 제1로드부재(131)의 양단부에 제1컨택트부재(135)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1컨택트부재(135)는, 상기 제1바디(130)가 이동함에 따라 상기 제1시트(140)의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1시트(140)는, 상기 제1바디(130)가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제1바디(130)의 변위량을 결정할 수 있다.
즉, 상기 제1시트(140)는, 상기 제1프레임 내부의 특정 위치에 고정되어 상기 제1바디(130)는 이동하다 상기 제1시트(140)와 맞닿아 상기 제1바디(130)의 변위량이 제한될 수 있다.
그리고 상기 제2밸브는, 제2플런저(250), 제2피스톤(210), 제3피스톤(220), 제2바디(230), 제2시트(240) 및 이들 구성이 내부에서 상호 연동하여 작동할 수 있도록 공간을 제공하는 제2프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2밸브에서의 유체의 유동을 위해 상기 유체가 유동하는 경로인 제8라인(80) 및 제9라인(90)을 포함할 수 있다.
상기 제8라인(80)은, 상기 제2입력포트(280)로부터 유입되는 유체에 상기 제2피스톤(210)의 방향으로 경로를 제공할 수 있다. 그리고 상기 제9라인(90)은, 상기 제3입력포트(290)로부터 유입되는 유체에 상기 제3피스톤(220)의 방향으로 경로를 제공할 수 있다.
상기 제2플런저(250)는, 상기 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체에 의해 변위할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2플런저(250)는 상기 제2프레임의 내부의 일단부에 이동 가능하게 구비될 수 있다. 그리고 유체는 제1입력포트(180)로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하는 제1라인(10)으로부터 분기되어 상기 제2플런저(250)의 방향으로 경로를 제공하는 제4라인(40)을 따라 상기 제2플런저(250) 방향으로 유동하여 상기 제2플런저(250)와 상기 제2프레임 사이의 공간으로 유입되어 상기 제2플런저(250)를 가압할 수 있다.
상기 제2피스톤(210)은, 상기 제2입력포트(280)로부터 유입되는 유체 또는 제2탄성체(215)의 복원력에 의해 변위할 수 있다.
상기 제3피스톤(220)은, 상기 제3입력포트(290)로부터 유입되는 유체 또는 제3탄성체(225)의 복원력에 의해 변위할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2프레임 내에 상기 제3탄성체(225), 상기 제3피스톤(220), 상기 제2탄성체(215) 및 상기 제2피스톤(210)이 순서대로 위치되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2피스톤(210) 및 상기 제3피스톤(220)은 이동 가능하게 구비될 수 있다. 유체가 상기 제2입력포트(280)로 유입되는 경우, 상기 유체는 상기 제8라인(80)을 따라 상기 제3피스톤(220)과 상기 제2피스톤(210) 사이로 유동하여 상기 제2피스톤(210)을 가압할 수 있다. 또한, 유체가 상기 제3입력포트(290)로 유입되는 경우, 상기 유체는 상기 제9라인(90)을 따라 상기 제2프레임의 단부와 상기 제3피스톤(220) 사이로 유동하여 상기 제3피스톤(220)을 가압할 수 있다. 이때, 상기 유체가 상기 제2입력포트(280) 또는 상기 제3입력포트(290)로 유입되는 경우, 유체가 상기 제4라인(40)을 경유하여 상기 제2플런저(250)에 가하는 유압의 크기보다 상기 유체에 의해 상기 제2피스톤(210)에 가해지는 유압의 크기와 상기 제2탄성체(215)의 복원력의 크기의 합 또는 상기 유체에 의해 상기 제3피스톤(220)에 가해지는 유압의 크기와 상기 제3탄성체(225)의 복원력의 크기의 합이 크므로, 상기 제2피스톤(210) 또는 상기 제3피스톤(220)은 상기 제2플런저(250)의 방향으로 이동할 수 있다.
상기 제2바디(230)는, 상기 제2플런저(250), 상기 제2피스톤(210) 또는 상기 제3피스톤(220) 중 적어도 어느 하나에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2바디(230)는 상기 제2플런저(250)와 상기 제2피스톤(210) 사이에 실린더 형상의 제2로드부재(231) 및 상기 제2로드부재(231)의 일단부에 제2컨택트부재(235)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2컨택트부재(235)는, 상기 제2바디(230)가 이동함에 따라 상기 제2시트(240)의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제2시트(240)는, 상기 제2바디(230)가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제2바디(230)의 변위량을 결정할 수 있다.
즉, 상기 제2시트(240)는, 상기 제2프레임 내부의 특정 위치에 고정되어 상기 제2바디(230)는 이동하다 상기 제2시트(240)와 맞닿아 상기 제2바디(230)의 변위량이 제한될 수 있다.
그리고 상기 제2밸브를 경유한 유체는, 상기 제2밸브를 경유한 유체가 제2출력포트(270)로 배출되는 경로를 제공하는 제7라인(70)을 따라 상기 제2출력포트(270)로 배출될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 방향제어 유압밸브의 각 구성간의 관계 및 연동에 대하여 설명한다. 도 1은 솔레노이드밸브가 여자(on) 상태인 경우 본 발명의 방향제어 유압밸브의 상태 및 유체의 흐름을 나타낸 도면이다. 그리고 도 2 및 도 3은 솔레노이드밸브가 비여자(off) 상태인 경우 본 발명의 방향제어 유압밸브의 상태 및 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 1에서와 같이, 상기 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우, 상기 솔레노이드밸브에 의해 상기 제1플런저(110)에 가해지는 압력과 상기 제2라인(20)을 통해 상기 제1플런저(110)와 상기 제1프레임 사이로 유입되는 유압의 합이 상기 제3라인(30)을 경유하여 상기 제1피스톤(120)에 가해지는 유체의 압력과 상기 제1탄성체(125)의 복원력의 합보다 크다. 따라서, 상기 제1바디(130)의 제1컨택트부재(135)는 일부가 상기 제1시트(140)와 맞닿을 때까지 상기 제1플런저(110) 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 상기 제1라인(10)을 통해 상기 제1프레임 내부로 유입되는 유체는 상기 제1바디(130)의 제1컨택트부재(135)와 상기 제1시트(140) 사이로 유동할 수 없게 된다.
다음으로 도 2에서와 같이, 상기 솔레노이드밸브가 비여자 상태로 전환되는 경우, 상기 솔레노이드밸브에 의해 상기 제1플런저(110)에 가해지는 압력이 제거된다. 이때, 상기 유체에 의해 상기 제1플런저(110)에 가해지는 유압의 크기보다 상기 유체에 의해 상기 제1피스톤(120)에 가해지는 유압의 크기와 상기 제1탄성체(125)의 복원력의 크기의 합이 크다. 따라서, 상기 제1바디(130)의 제1컨택트부재(135)는 상기 제1시트(140)와 멀어지게 된다. 그리고 상기 제1라인(10)을 통해 상기 제1프레임 내부로 유입되는 유체는 상기 제1바디(130)의 제1컨택트부재(135)와 상기 제1시트(140) 사이의 틈을 경유하여 상기 제5라인(50)을 따라 이동할 수 있다.
상기 5라인을 따라 유동하는 유체는 일부가 상기 제6라인(60)을 따라 상기 제2밸브 방향으로 이동하고, 상기 유체의 나머지는 상기 제1출력포트(190)로 배출된다.
최종적으로 도 3에서와 같이, 상기 제1출력포트(190)로 배출되는 유체는 제1출력포트(190)와 연결되는 상기 제2입력포트(280) 또는 상기 제3입력포트(290)로 유입될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 유체가 제2입력포트(280)로 유입되는 경우, 상기 제2피스톤(210)과 상기 제3피스톤(220) 사이에 유입되어 상기 제2피스톤(210)을 가압하는 유체의 압력과 상기 제2탄성체(215)의 복원력의 합이 상기 제4라인(40)을 따라 상기 제2플런저(250)를 가압하는 압력의 크기보다 크다. 따라서, 상기 제2바디(230)의 제2컨택트부재(235)는 상기 제2시트(240)와 멀어지게 된다. 그리고 상기 제6라인(60)을 통해 상기 제2프레임 내부로 유입되는 유체는 상기 제2바디(230)의 제2컨택트부재(235)와 상기 제2시트(240) 사이의 틈을 경유하여 상기 제7라인(70)을 따라 상기 제2출력포트(270)로 이동할 수 있다. 같은 방식으로, 상기 유체가 제3입력포트(290)로 유입되는 경우, 상기 제2프레임의 단부와 상기 제3피스톤(220) 사이로 유입되어 상기 제3피스톤(220)을 가압하는 유체의 압력과 상기 제3탄성체(225)의 복원력의 합이 상기 제4라인(40)을 따라 상기 제2플런저(250)를 가압하는 압력의 크기보다 크다. 따라서, 상기 제2바디(230)의 제2컨택트부재(235)는 상기 제2시트(240)와 멀어지게 된다. 그리고 상기 제6라인(60)을 통해 상기 제2프레임 내부로 유입되는 유체는 상기 제2바디(230)의 제2컨택트부재(235)와 상기 제2시트(240) 사이의 틈을 경유하여 상기 제7라인(70)을 따라 상기 제2출력포트(270)로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제1출력포트(190)로 배출되는 유체가 상기 제2입력포트(280) 또는 상기 제3입력포트(290)로 유입되는지 여부는 설치 환경 등에 따라 다양하게 형성될 수 있음은 통상의 기술자에 자명하다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 방향제어 유압밸브를 복수개로 연결하여 이른바 2 out of 3 형태로 꾸몄을 때의 작동에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 각각의 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 어느 하나의 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우를 나타낸 도면이다. 그리고 도 6은 본 발명의 방향제어 유압밸브 2 out of 3 형태로 연결되고, 적어도 두개의 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
설명의 편의를 위해 각각의 방향제어 유압밸브는 1001, 1002, 1003으로 표시하였으며, 이는 앞서 서술한 본 발명의 방향제어 유압밸브와 동일하거나 유사한 기능을 가지도록 구성될 수 있다.
도 4에서와 같이, 각각의 솔레노이드밸브가 모두 여자 상태인 경우, 각각의 제1입력포트로 유입되는 유체는 제1바디의 제1컨택트부재와 제1시트 사이에 막혀 이동할 수 없게 된다.
다음으로 도 5에서와 같이, 어느 하나의 솔레노이드밸브(1001)가 비여자 상태인 경우, 1001의 제1입력포트로 유입되는 유체는 1001의 제1밸브를 경유하여 1001의 제1출력포트로 배출된다. 1001의 제1출력포트는 1002의 제2입력포트 1003의 제3입력포트로 유동하게 된다.
마지막으로 도 6에서와 같이, 두개의 솔레노이드밸브(1001, 1002)가 비여자 상태인 경우, 상술한 방향제어 유압밸브의 구동에 의해 1001의 제1입력포트에 유입된 유체는 1001의 제1출력포트로 배출된다. 마찬가지로 1002의 제1입력포트에 유입된 유체는 1002의 제1출력포트로 배출된다.
아래에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 상술한 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템에 대하여 설명한다. 하술하는 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템과 관련하여 상기 방향제어 유압밸브에 대한 설명은 상술한 본 발명의 방향제어 유압밸브에 대한 설명으로 대체할 수 있다. 즉 하술하는 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템에 서술되는 용어 중 상술한 본 발명의 방향제어 유압밸브에서 서술한 용어와 동일한 경우 이는 동일하거나 유사한 목적을 가지고 동일하거나 유사한 효과를 구현하는 동일하거나 유사한 구성으로 이해할 수 있다. 도 7은 솔레노이드밸브가 여자 상태인 경우에서 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 솔레노이드밸브가 비여자 상태인 경우에서 본 발명의 방향제어 유압밸브를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 방향제어 유압밸브 시스템은, 어느 하나의 방향제어 유압밸브가 적어도 다른 2개의 방향제어 유압밸브와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 방향제어 유압밸브는, 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브 및 상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브를 포함하고, 상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 방향제어 유압밸브 시스템은, 상기 방향제어 유압밸브와 연동되어 터빈의 비상 정지 여부를 제어하는 트립밸브를 더 포함하고, 상기 트립밸브는, 방향제어 유압밸브가 적어도 3개 구비되는 경우, 상기 방향제어 유압밸브에 구비되는 각각의 상기 솔레노이드밸브가 적어도 2개가 비여자 상태인 경우에만 작동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 본 발명의 방향제어 유압밸브 시스템은 상술한 본 발명의 방향제어 유압밸브를 2 out of 3 형태로 연결할 수 있다. 상기 2 out of 3 형태의 연결은 종래와 같이 3개의 방향제어 유압밸브 중 2개의 방향제어 유압밸브에 구비되는 솔레노이드밸브가 비여자(off) 되는 경우 상기 트립밸브가 작동되는 것으로 이해할 수 있다. 다만, 이는 하나의 바람직한 구성일 뿐이지 솔레노이드밸브가 여자(on) 되는 경우 상기 트립밸브가 작동되는 경우도 고려할 수 있으며, 이는 해당 기술 분야의 통상의 기술자에 자명하다.
예를 들어, 도 4 및 도 7에서와 같이 3개의 방향제어 유압밸브에 구비되는 솔레노이드밸브가 각각 여자 상태이거나 도 5 및 도 7에서와 같이 3개의 방향제어 유압밸브에 구비되는 솔레노이드밸브 중 어느 2개가 여자상태인 경우 상기 트립밸브는 작동하지 않는다. 그러나 도 6 및 도 8에서와 같이 3개의 방향제어 유압밸브에 구비되는 솔레노이드밸브 중 적어도 2개가 비여자상태인 경우, 상기 트립밸브는 작동하여 터빈의 비상정지를 유도할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
110: 제1플런저
120: 제1피스톤
125: 제1탄성체
130: 제1바디
131: 제1로드부재
135: 제1컨택트부재
140: 제1시트
180: 제1입력포트
190: 제1출력포트
210: 제2피스톤
215: 제2탄성체
220: 제3피스톤
225: 제3탄성체
230: 제2바디
231: 제2로드부재
235: 제2컨택트부재
240: 제2시트
250: 제2플런저
270: 제2출력포트
280: 제2입력포트
290: 제3입력포트
1000: 본 발명의 방향제어 유압밸브

Claims (14)

  1. 어느 하나의 방향제어 유압밸브가 적어도 다른 2개의 방향제어 유압밸브와 연결되는 방향제어 유압밸브 시스템에 있어서,
    상기 방향제어 유압밸브는,
    여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브;
    상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브; 및
    상기 방향제어 유압밸브와 연동되어 유압시스템의 비상 정지 여부를 제어하는 트립밸브;
    를 포함하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 하고,
    상기 트립밸브는,
    방향제어 유압밸브가 적어도 3개 구비되는 경우, 상기 방향제어 유압밸브에 구비되는 각각의 상기 솔레노이드밸브가 적어도 2개가 비여자 상태인 경우에만 작동하는 것을 특징으로 하는 방향제어 유압밸브 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브; 및
    상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브;
    를 포함하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1밸브는,
    상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체 또는 상기 솔레노이드밸브에 의해 변위하는 제1플런저;
    상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제1탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제1피스톤;
    상기 제1플런저와 상기 제1피스톤에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정하는 제1바디; 및
    상기 제1바디가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제1바디의 변위량을 결정하는 제1시트;
    를 포함하는 방향제어 유압밸브.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1밸브는,
    상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하는 제1라인;
    상기 제1라인으로부터 분기되어 상기 제1플런저의 방향으로 경로를 제공하는 제2라인; 및
    상기 제1라인 또는 상기 제2라인으로부터 분기되어 상기 제1피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제3라인;
    을 포함하는 방향제어 유압밸브.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1바디는,
    이동함에 따라 상기 제1시트의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방향제어 유압밸브.
  7. 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브; 및
    상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브;
    를 포함하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제2밸브는,
    상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 변위하는 제2플런저;
    상기 제2입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제2탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제2피스톤;
    상기 제3입력포트로부터 유입되는 유체 또는 제3탄성체의 복원력에 의해 변위하는 제3피스톤;
    상기 제2플런저, 상기 제2피스톤 또는 상기 제3피스톤 중 적어도 어느 하나에 의해 변위하고, 변위량에 따라 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 결정하는 제2바디; 및
    상기 제2바디가 변위함에 따라 맞닿아 상기 제2바디의 변위량을 결정하는 제2시트;
    를 포함하는 방향제어 유압밸브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1밸브는,
    상기 제1입력포트로부터 유입되는 유체에 이동 경로를 제공하는 제1라인으로부터 분기되어 상기 제2플런저의 방향으로 경로를 제공하는 제4라인;
    을 포함하는 방향제어 유압밸브.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2밸브는,
    상기 제2입력포트로부터 유입되는 유체에 상기 제2피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제8라인;
    을 포함하는 방향제어 유압밸브.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2밸브는,
    상기 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 상기 제3피스톤의 방향으로 경로를 제공하는 제9라인;
    을 포함하는 방향제어 유압밸브.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제2바디는,
    이동함에 따라 상기 제2시트의 일부와 선 접촉되도록 단면이 원 또는 쐐기 형상으로 구비되거나, 포핏(poppet) 타입으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방향제어 유압밸브.
  12. 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브; 및
    상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브;
    를 포함하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체에 상기 제1출력포트의 방향으로 경로를 제공하는 제5라인;
    을 더 포함하는 방향제어 유압밸브.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제5라인으로부터 분기되어 상기 제2밸브의 방향으로 경로를 제공하는 제6라인;
    을 더 포함하는 방향제어 유압밸브.
  14. 여자(on) 또는 비여자(off)로 전환되는 솔레노이드밸브와 연동하여 제1입력포트로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브;
    상기 제1밸브와 연결되고, 제2입력포트 또는 제3입력포트로부터 유입되는 유체에 의해 상기 제1밸브로부터 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 제2밸브; 및
    상기 제2밸브를 경유한 유체가 제2출력포트로 배출되는 경로를 제공하는 제7라인;
    을 포함하고,
    상기 제1밸브를 경유한 유체의 적어도 일부는 제1출력포트로 배출되어, 상기 제2입력포트 또는 상기 제3입력포트로 유입되는 것을 특징으로 하는 방향제어 유압밸브.
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