KR102272284B1 - pressure control valves using multi-step springs with precision pressure control - Google Patents

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KR102272284B1
KR102272284B1 KR1020200004292A KR20200004292A KR102272284B1 KR 102272284 B1 KR102272284 B1 KR 102272284B1 KR 1020200004292 A KR1020200004292 A KR 1020200004292A KR 20200004292 A KR20200004292 A KR 20200004292A KR 102272284 B1 KR102272284 B1 KR 102272284B1
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김성동
최영훈
이동연
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금오공과대학교 산학협력단
최영훈
이동연
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Abstract

The present invention relates to a multi-step spring pressure control valve capable of precision pressure control. The multi-step spring pressure control valve capable of precision pressure control comprises: a housing having an inlet and an outlet to supply and discharge a fluid, and formed to have a hollow space therein to accommodate various members and fluids; a guide pipe formed in the housing, and discharging the fluid entering through the inlet in a set direction; a poppet formed on the upper end of the guide pipe, and opened and closed while being separated from the guide pipe in accordance with the pressure of the entering fluid to discharge the fluid; and an elastic unit formed in the housing, wherein one end thereof presses the poppet toward the guide pipe to prevent the fluid from being discharged from the guide pipe. A fluid force acts in the direction in which the poppet is opened and the fluid force offsets a spring force. Multiple springs are used, and the effective modulus of elasticity of the springs matches the modulus of elasticity of a fluid force spring to improve the precision of pressure control of the valve.

Description

정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브{pressure control valves using multi-step springs with precision pressure control}Pressure control valves using multi-step springs with precision pressure control

본 발명은 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브 내부로 공급되는 유체의 유량이 증가됨에 따라 발생되는 압력변화를 감소시키고 일정하게 유지할 수 있는 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control, and more particularly, a precision pressure control capable of reducing and constantly maintaining a pressure change generated as the flow rate of a fluid supplied into the valve increases. It relates to a multi-stage spring pressure control valve.

일반적으로 압력제어밸브는 유압 회로 또는 기구 내의 압력을 일정하게 유지하거나 설정된 압력으로 유지시키고, 유압회로 또는 기구 내의 압력이 상승되어 과부하가 발생되는 것을 방지하기 위해 사용된다.In general, a pressure control valve is used to maintain a constant or set pressure in a hydraulic circuit or mechanism, and to prevent overload due to an increase in pressure in the hydraulic circuit or mechanism.

이러한 압력제어밸브는 릴리프밸브, 시퀀스밸브, 카운터밸런스밸브, 감압밸브 등이 존재하며, 이 중 릴리프밸브의 구조를 이용하여 압력제어밸브의 구조를 설명하기로 한다.The pressure control valve includes a relief valve, a sequence valve, a counterbalance valve, a pressure reducing valve, and the like, and the structure of the pressure control valve will be described using the structure of the relief valve.

도 1은 종래의 릴리프밸브의 내부 구조를 간략하게 도시한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 비어 있고 하부에는 유체가 인입되는 인입구(13)가 형성되고 측면에는 유체가 배출되는 배출구(14)가 형성된 하우징(10)과, 하우징(10)의 인입구(13)에 형성되며 인입구(13)에 밀착 또는 이격되면서 개폐되는 포핏(11)과, 포핏(11)의 상부에 형성되어 포핏(11)을 인입구(13) 방면으로 가압하는 스프링(12)으로 이루어져 있다.1 is a simplified view of the internal structure of a conventional relief valve, as shown in FIG. 1 , the inside is empty and the inlet 13 through which the fluid is introduced is formed at the bottom, and the outlet 14 through which the fluid is discharged on the side ) formed in the housing 10, the poppet 11 formed in the inlet 13 of the housing 10 and opened and closed while closely or spaced apart from the inlet 13, and the poppet 11 formed in the upper portion of the poppet 11 ) consists of a spring 12 that presses the inlet 13 toward the direction.

포핏(11)은 유체의 압력이 스프링(12)의 탄성력보다 높은 경우 포핏(11)이 인입구(13)로부터 이격되면서 유체가 하우징(10) 내부로 유입되게 되는데, 포핏(11) 인근의 유체 흐름이 포핏(11)이 닫히는 방향으로 유체력이 작용하기 때문에 포핏(11)이 닫히려는 힘이 증가되면서 압력 상승을 유발하여 유압회로 또는 기구 내의 압력을 정밀하게 제어하지 못한다는 문제점이 있었다.In the poppet 11, when the pressure of the fluid is higher than the elastic force of the spring 12, the poppet 11 is spaced apart from the inlet 13 and the fluid flows into the housing 10, the fluid flow near the poppet 11 Since the fluid force acts in the direction in which the poppet 11 is closed, the force to close the poppet 11 is increased, causing a pressure increase, and thus there is a problem in that the pressure in the hydraulic circuit or mechanism cannot be precisely controlled.

도 2는 유체의 흐름이 포핏(11)이 열리는 방향으로 유체력이 작용하도록 구조를 개선한 릴리프밸브를 도시한 것으로, 유체가 포핏(11) 내부로 유입되면서 포핏(11)을 밀어내도록 하여 유체력이 스프링(12)의 탄성력을 상쇄하도록 하여 정밀제어가 가능하도록 하는 점이 제시되어 있다.2 shows a relief valve whose structure is improved so that the flow of fluid acts in the direction in which the poppet 11 opens, and the fluid flows into the poppet 11 and pushes the poppet 11. It is suggested that the physical strength cancels the elastic force of the spring 12 to enable precise control.

그러나 도 2와 같은 구조에서도 스프링(12)의 탄성력이 유체가 흐르면서 발생되는 유체력과의 차이를 보이는 압력영역에서는 압력제어의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, even in the structure shown in FIG. 2 , there is a problem in that the precision of pressure control is lowered in the pressure region in which the elastic force of the spring 12 shows a difference from the fluid force generated while the fluid flows.

한국특허 공개번호 제10-2004-0009556호Korean Patent Publication No. 10-2004-0009556

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스프링의 탄성력과 유체가 흐르면서 발생되는 유체력의 차이를 감소시켜 유압회로 또는 기구의 압력제어를 정밀하게 제어할 수 있는 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to reduce the difference between the elastic force of the spring and the fluid force generated while the fluid flows, thereby enabling precise pressure control that can precisely control the pressure control of the hydraulic circuit or mechanism. To provide a pressure control valve.

또한 본 발명의 다른 목적은 유체가 흐르면서 발생되는 유체력에 따라 스프링의 탄성력을 결정함으로써 유체력에 의해 발생되는 오차 압력을 감소시키는 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control that reduces the error pressure generated by the fluid force by determining the elastic force of the spring according to the fluid force generated while the fluid flows.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브는 유체가 공급 및 배출될 수 있도록 인입구와 배출구가 형성되어 있으며 내부는 중공으로 이루어져 있어 각종 부재 및 유체를 수용할 수 있도록 형성되는 하우징과, 하우징의 내부에 형성되며 인입구를 통해 인입되는 유체를 설정된 방향으로 배출시키는 유도관과, 유도관의 상단에 형성되며 인입되는 유체의 압력에 따라 유도관으로부터 이격되면서 개폐되어 유체를 배출시키는 포핏과, 하우징의 내부에 형성되며 일단은 포핏을 유도관 방면으로 가압하여 유도관으로부터 유체가 배출되지 않도록 다단으로 스프링이 형성된 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention has an inlet and an outlet so that the fluid can be supplied and discharged, and the inside is hollow to accommodate various members and fluids. The housing is formed, the guide tube is formed inside the housing and discharges the fluid drawn in through the inlet in a set direction, and the guide tube is formed at the top of the guide tube and opens and closes while being spaced apart from the guide tube according to the pressure of the incoming fluid to release the fluid. It is characterized in that it comprises a poppet for discharging, and an elastic part formed inside the housing and having one end spring formed in multiple stages to prevent the fluid from being discharged from the guide tube by pressing the poppet in the direction of the guide tube.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브는 하우징의 내부에 형성되며 다단으로 된 스프링의 타단을 지지하도록 형성되는 가압단과; 일단은 가압단과 연결되고 타단은 하우징 외부에 형성되어 회전 방향에 따라 가압단을 포핏을 향해 이동시켜 탄성부의 탄성력을 조절하는 조절나사를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention includes a pressing end formed inside the housing and formed to support the other end of the multi-stage spring; One end is connected to the pressing end and the other end is formed on the outside of the housing to move the pressing end toward the poppet according to the rotational direction, characterized in that it further comprises an adjustment screw for adjusting the elastic force of the elastic part.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 가압단은 탄성부의 다단으로 된 스프링을 지지할 수 있도록 내측 방면으로 원형으로 파여지는 다수 개의 고정홈을 더 포함하며, 고정홈은 다단으로 된 스프링 중 포핏과 접촉되지 않은 무부하 상태인 스프링의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressing end of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention further includes a plurality of fixing grooves digging in a circular direction inward to support the multi-stage spring of the elastic part, and the fixing grooves are multi-stage. It is characterized in that the position of the spring in a no-load state that is not in contact with the poppet is fixed among the springs.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 탄성부는 서로 다른 길이를 가진 다수 개의 스프링으로 이루어져 있으며, 다수 개의 스프링은 유입되는 유체의 흐름에 따라 압력이 증가되면 순차적으로 포핏에 접촉되면서 유체의 흐름에 의해 발생되는 압력을 감소시켜 일정한 압력 하에서 유체가 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic part of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention consists of a plurality of springs having different lengths, and the plurality of springs sequentially contact the poppet when the pressure increases according to the flow of the flowing fluid. It is characterized in that the fluid is discharged under a constant pressure by reducing the pressure generated by the flow of the fluid.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏은 유도관으로부터 유입되는 유체의 압력에 의해 유도관으로부터 이격될 수 있도록 하단 중앙에 유체의 압력이 작용되는 가압홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention has a pressure groove formed at the center of the lower end to which the pressure of the fluid is applied so that it can be separated from the guide tube by the pressure of the fluid flowing from the guide tube. characterized.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏은 유체의 압력에 의해 유도관으로부터 이격되면 유체를 포핏과 유도관 사이에서 하부 방면으로 경사진 틈새로 흐르게 하여, 유체의 흐름에 의해 발생되는 유체력이 포핏을 열리는 방향으로 작용되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention is separated from the guide tube by the pressure of the fluid, the fluid flows through the gap inclined downward between the poppet and the guide tube, and by the flow of the fluid It is characterized in that the generated fluid force induces the poppet to act in the opening direction.

또한 본 발명의 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 탄성부는 다단으로 된 다수 개의 스프링을 이용하여 유체의 압력에 의해 변동되는 유체력 스프링의 탄성 계수에 따라 탄성부의 탄성계수가 변동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic part of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control of the present invention is characterized in that the elastic modulus of the elastic part is changed according to the elastic modulus of the fluid force spring which is changed by the pressure of the fluid using a plurality of springs in multi-stage. do it with

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 의하면, 스프링의 탄성력과 유체가 흐르면서 발생되는 유체력의 차이를 감소시켜 유압회로 또는 기구의 압력제어를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, the difference between the elastic force of the spring and the fluid force generated while the fluid flows is reduced to precisely control the pressure control of the hydraulic circuit or mechanism. can have an effect.

또한 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 의하면, 유체가 흐르면서 발생되는 유체력에 따라 스프링의 탄성력을 결정함으로써 유체력에 의해 발생되는 오차 압력을 감소시키는 효과가 있다.In addition, according to the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, there is an effect of reducing the error pressure generated by the fluid force by determining the elastic force of the spring according to the fluid force generated while the fluid flows.

도 1은 종래의 릴리프밸브의 내부 구조를 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 개선된 릴리프밸브의 내부 구조를 간략하게 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏이 닫힌 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏이 열리면서 제1스프링이 압축되고 제2스프링이 접촉된 모습을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏이 열리면서 제1스프링 및 제2스프링이 압축되고 제3스프링이 접촉된 모습을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 조절나사를 이용하여 제1스프링을 압축시키고 제2스프링이 포핏에 접촉되도록 하여 초기 설정압력을 높인 모습을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 조절나사를 이용하여 제1스프링 및 제2스프링을 압축시키고 제3스프링이 포핏에 접촉되도록 하여 초기 설정압력을 높인 모습을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 가압단의 형상을 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대도.
도 10은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 스프링의 탄성 계수와 유체력의 탄성 계수의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 유량에 따른 압력의 상관관계를 나타낸 그래프이며, 동시에 다단 스프링 압력제어밸브의 유량에 따른 압력의 상관관계를 도 1의 기존 압력제어밸브와 도 2의 개선된 압력제어밸브의 압력-유량상관관계와 비교한 그래프.
1 is a view schematically showing the internal structure of a conventional relief valve.
Figure 2 is a view schematically showing the internal structure of the improved relief valve.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a closed state of the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a state in which the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention is opened, the first spring is compressed and the second spring is in contact.
5 is a cross-sectional view showing a state in which the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention is opened, the first spring and the second spring are compressed, and the third spring is in contact.
6 is a cross-sectional view showing a state in which the initial set pressure is increased by compressing the first spring using the adjusting screw of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention and allowing the second spring to contact the poppet.
7 shows a state in which the initial set pressure is increased by compressing the first and second springs using the adjusting screw of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention and allowing the third spring to contact the poppet. Cross-section.
8 is a cross-sectional view showing the shape of the pressing end of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.
9 is an enlarged view showing an enlarged portion A of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.
10 is a graph showing the correlation between the elastic modulus of the spring and the elastic modulus of the fluid force of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.
11 is a graph showing the correlation of pressure according to the flow rate of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, and at the same time, the correlation between the pressure according to the flow rate of the multi-stage spring pressure control valve and the existing pressure of FIG. A graph comparing the pressure-flow correlation between the control valve and the improved pressure control valve of FIG. 2 .

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Specific features and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Prior to this, if it is determined that the detailed description of the function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브 내부로 공급되는 유체의 유량이 증가됨에 따라 발생되는 압력변화를 감소시키고 일정하게 유지할 수 있는 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control, and more particularly, a precision pressure control capable of reducing and constantly maintaining a pressure change generated as the flow rate of a fluid supplied into the valve increases. It relates to a multi-stage spring pressure control valve.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 5는 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 포핏이 서서히 열리는 모습을 순차적으로 나타낸 단면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 조절나사를 이용하여 초기 설정압력을 조절한 모습을 나타낸 단면도 이며, 도 8은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 가압단의 형상을 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 A부분을 확대하여 나타낸 확대도이다.3 to 5 are cross-sectional views sequentially showing a state in which the poppet of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention is gradually opened, and FIGS. 6 and 7 are multi-stage spring pressures capable of precise pressure control according to the present invention. It is a cross-sectional view showing the state in which the initial set pressure is adjusted using the adjusting screw of the control valve, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the shape of the pressing end of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, and FIG. It is an enlarged view showing an enlarged portion A of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.

도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브는 유체가 공급 및 배출될 수 있도록 인입구(110)와 배출구(120)가 형성되어 있으며 내부는 중공으로 이루어져 있어 각종 부재 및 유체를 수용할 수 있도록 형성되는 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부에 형성되며 인입구(110)를 통해 인입되는 유체를 설정된 방향으로 배출시키는 유도관(300)과, 유도관(300)의 상단에 형성되며 인입되는 유체의 압력에 따라 유도관(300)으로부터 이격되면서 개폐되어 유체를 배출시키는 포핏(200)과, 하우징(100)의 내부에 형성되며 일단은 포핏(200)을 유도관(300) 방면으로 가압하여 유도관(300)으로부터 유체가 배출되지 않도록 다단으로 스프링이 형성된 탄성부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.3 to 9, in the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, an inlet 110 and an outlet 120 are formed so that a fluid can be supplied and discharged, and the inside is hollow. and a housing 100 formed to accommodate various members and fluids, and an induction pipe 300 formed inside the housing 100 and discharging the fluid introduced through the inlet 110 in a set direction; , a poppet 200 formed at the upper end of the guide tube 300 and opened and closed to discharge the fluid while being spaced apart from the guide tube 300 according to the pressure of the incoming fluid, and the poppet 200 is formed inside the housing 100 and has one end of the poppet It is characterized in that it includes an elastic part 400 in which a spring is formed in multiple stages so that the fluid is not discharged from the guide tube 300 by pressing the 200 in the direction of the guide tube 300 .

또한 하우징(100)의 내부에 형성되며 다단으로 된 스프링의 타단을 지지하도록 형성되는 가압단(500)과, 일단은 가압단(500)과 연결되고 타단은 하우징(100) 외부에 형성되어 회전 방향에 따라 가압단(500)을 포핏(200)을 향해 이동시켜 탄성부(400)의 탄성력을 조절하는 조절나사(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressing end 500 is formed inside the housing 100 and formed to support the other end of the multi-stage spring, and one end is connected to the pressing end 500 and the other end is formed outside the housing 100 in the direction of rotation. It is characterized in that it further includes an adjustment screw 600 for adjusting the elastic force of the elastic part 400 by moving the pressing end 500 toward the poppet 200 according to the present invention.

또한 포핏(200)은 유도관(300)으로부터 유입되는 유체의 압력에 의해 유도관(300)으로부터 이격될 수 있도록 하단 중앙에 유체의 압력이 작용되는 가압홈(210)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the poppet 200 is characterized in that the pressure groove 210 to which the pressure of the fluid is applied is formed in the center of the lower end so as to be spaced apart from the guide tube 300 by the pressure of the fluid flowing from the guide tube 300 . do.

포핏(200)은 유체의 압력에 의해 유도관(300)으로부터 이격되면 유체를 포핏(200)과 유도관(300) 사이에서 하부 방면으로 경사진 틈새로 흐르게 하여, 유체의 흐름에 의해 발생되는 유체력이 포핏(200)을 열리는 방향으로 작용되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.When the poppet 200 is spaced apart from the guide pipe 300 by the pressure of the fluid, the fluid flows into a gap inclined downward between the poppet 200 and the guide pipe 300, and the flow generated by the flow of the fluid It is characterized in that the stamina induces the poppet 200 to act in the opening direction.

하우징(100)은 내부에 각종 부재를 지지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 내부가 비어있고 하부면에는 유체가 유입될 수 있도록 유입구가 형성되고, 측면에는 하우징(100) 내부로 유입된 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출홀이 형성되어 있다.The housing 100 is for supporting various members therein. The inside is empty, and an inlet is formed on the lower surface to allow fluid to flow in, and the fluid introduced into the housing 100 is discharged from the side on the side. A discharge hole is formed so that it can be discharged.

하우징(100)의 상부면에는 조절나사(600)의 일단이 하우징(100) 내부로 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되어 있는데, 관통홀에는 나사산이 형성되어 있어 조절나사(600)의 회전방향에 따라 조절나사(600)가 하우징(100) 내부로 삽입되거나 인입될 수 있게 된다.A through hole is formed in the upper surface of the housing 100 so that one end of the adjusting screw 600 can be inserted into the housing 100 , and a thread is formed in the through hole in the rotation direction of the adjusting screw 600 . Accordingly, the adjusting screw 600 can be inserted or retracted into the housing 100 .

포핏(200)은 탄성부(400)의 탄성력에 의해 유도관(300)에 밀착된 상태로 유지되며 유체가 설정된 압력에 도달되기 전에는 유도관(300)을 닫은 상태로 유지하여 유체가 하우징(100) 외부로 배출되는 것을 방지하게 된다.The poppet 200 is kept in close contact with the guide tube 300 by the elastic force of the elastic part 400, and the guide tube 300 is kept closed before the fluid reaches a set pressure so that the fluid flows into the housing 100. ) to prevent it from being discharged to the outside.

유도관(300)은 유체가 하우징(100) 내부로 인입되는 인입구(110)에 형성되어 있으며, 인입구(110)로부터 유입되는 유체를 상부에 형성된 포핏(200) 중앙에 형성된 가압홈(210) 내부로 유입되도록 유도하게 된다.The induction pipe 300 is formed in the inlet 110 through which the fluid is introduced into the housing 100, and the pressure groove 210 formed in the center of the poppet 200 formed thereon for the fluid flowing in from the inlet 110 is inside. lead to influx.

유체는 유도관(300)을 통해 포핏(200)의 하단 중앙에 내측으로 파여진 가압홈(210)으로 유입되면서 포핏(200)을 가압하게 되며, 유체 압력이 증가되면 제1스프링(410)이 서서히 압축되면서 포핏(200)이 유도관(300)으로부터 이격되어 틈새가 발생되고 가압홈(210)으로 유입된 유체는 틈새를 통해 하우징(100) 내부로 이동될 수 있게 된다.The fluid is introduced into the pressurizing groove 210 dug inward in the center of the lower end of the poppet 200 through the guide tube 300 to press the poppet 200, and when the fluid pressure is increased, the first spring 410 is As the poppet 200 is gradually compressed, a gap is generated as the poppet 200 is spaced apart from the guide tube 300 , and the fluid introduced into the pressure groove 210 can move into the housing 100 through the gap.

이때 포핏(200) 내부로 유입된 유체의 압력에 의해 포핏(200)이 유도관(300)으로부터 이격되면 유체가 포핏(200)과 유도관(300) 사이의 틈새로 빠져나올 때 유체력이 포핏(200)을 열리는 방향으로 작용시키기 위해 포핏(200)의 반대 방향으로 흐르게 하고, 적절한 열림 유체력을 형성하기 위해 포핏(200) 및 유도관(300) 사이의 틈새는 경사지게 형성된다.At this time, when the poppet 200 is spaced apart from the guide tube 300 by the pressure of the fluid introduced into the poppet 200 , when the fluid exits the gap between the poppet 200 and the guide tube 300 , the fluid force is generated by the poppet. The gap between the poppet 200 and the guide tube 300 is formed to flow in the opposite direction of the poppet 200 to act in the opening direction, and to form an appropriate opening fluid force.

즉, 유체가 포핏(200)을 열리는 방향으로 유체력을 발생시키기 위해서 가압홈(210)은 포핏(200)의 내부로 인입될수록 지름이 점진적으로 작아지는 제1경사면(220)이 형성되고, 유도관(300)의 상단 가장자리는 제1경사면(220)에 밀착될 수 있도록 제1경사면(220)에 대응되는 제2경사면(310)이 형성되도록 하여 배출되는 유체가 경사면을 따라 유체에 의해 가압되어 이동되는 포핏(200)의 반대 방향으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.That is, in order for the fluid to generate a fluid force in the direction in which the poppet 200 is opened, the pressure groove 210 is formed with a first inclined surface 220 whose diameter gradually decreases as the pressure groove 210 enters the inside of the poppet 200 is formed, and is guided The upper edge of the tube 300 has a second inclined surface 310 corresponding to the first inclined surface 220 to be in close contact with the first inclined surface 220, so that the discharged fluid is pressed by the fluid along the inclined surface. It is preferable to discharge in the opposite direction of the moving poppet 200 .

탄성부(400)는 유압회로 또는 기구에서 발생되는 압력이 설정된 압력에 도달하기 전에는 포핏(200)이 유도관(300)의 상단에 밀착되도록 가압하여 유체가 외부로 배출구(120)를 통해 외부로 배출되지 않도록 포핏(200)을 가압하기 위한 것이다.The elastic part 400 presses the poppet 200 so that it is in close contact with the upper end of the guide tube 300 before the pressure generated in the hydraulic circuit or mechanism reaches the set pressure, so that the fluid is discharged to the outside through the outlet 120 . This is to press the poppet 200 so as not to be discharged.

이때 탄성부(400)는 서로 다른 길이를 가진 다수 개의 스프링으로 이루어져 있으며, 다수 개의 스프링은 유입되는 유체의 흐름에 따라 압력이 증가되면 순차적으로 포핏에 접촉되면서 유체의 흐름에 의해 발생되는 압력을 감소시켜 일정한 압력 하에서 유체가 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.At this time, the elastic part 400 is composed of a plurality of springs having different lengths, and the plurality of springs sequentially contact the poppet when the pressure is increased according to the flow of the flowing fluid, thereby reducing the pressure generated by the flow of the fluid. It is characterized in that the fluid is discharged under a constant pressure.

탄성부(400)에는 다수 개의 스프링이 다단으로 형성되어 있으며, 자유 상태에서 서로 다른 길이를 가지고 있어 유체가 하우징(100) 내부로 유입되는 압력에 따라 순차적으로 포핏(200)을 가압하게 된다.A plurality of springs are formed in the elastic part 400 in multiple stages, and have different lengths in a free state, thereby sequentially pressing the poppet 200 according to the pressure flowing into the housing 100 .

본 발명에서는 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)으로 구성된 탄성부(400)를 이용하여 설명을 하며, 탄성부(400)를 구성하는 스프링은 유체가 투입되는 압력, 유체의 흐름에 따라 개수, 탄성계수, 길이가 달라질 수 있다.In the present invention, the first spring 410, the second spring 420, and the third spring 430 will be described using the elastic part 400, the spring constituting the elastic part 400 is a fluid input The number, elastic modulus, and length may vary depending on the applied pressure and fluid flow.

또한 탄성부(400)는 다단으로 된 다수 개의 스프링을 이용하여 유체의 압력에 의해 변동되는 유체력 스프링의 탄성 계수에 따라 탄성부(400)의 탄성계수가 변동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic part 400 is characterized in that the elastic modulus of the elastic part 400 is changed according to the elastic modulus of the fluid force spring that is changed by the pressure of the fluid by using a plurality of springs in multiple stages.

도 3과 같이, 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)은 서로 다른 길이를 가지고 있기 때문에 무부하 상태에서는 제1스프링(410)만 포핏(200)에 접촉된 상태가 되며, 제2스프링(420), 제3스프링(430)은 포핏(200)으로부터 이격된 상태가 된다.3, since the first spring 410, the second spring 420, and the third spring 430 have different lengths, only the first spring 410 is in contact with the poppet 200 in a no-load state. state, and the second spring 420 and the third spring 430 are spaced apart from the poppet 200 .

이때 제2스프링(420)은 포핏(200)의 상단으로부터 간극(G1)만큼 이격되어 있으며, 제3스프링(430)은 제2스프링(420)으로부터 간극(G2)만큼 이격되어 있다.At this time, the second spring 420 is spaced apart from the upper end of the poppet 200 by the gap G1 , and the third spring 430 is spaced apart from the second spring 420 by the gap G2 .

유체의 압력이 제1스프링(410)의 탄성력보다 증가되면 제1스프링(410)이 압축되면서 포핏(200)이 상부 방면으로 이동되고, 이로 인해 포핏(200)과 유도관(300) 사이의 틈새가 발생되면서 포핏(200)의 가압홈(210)에 유입된 유체가 틈새를 통해 하우징(100) 내부로 인입된 후 배출되게 된다.When the pressure of the fluid is increased than the elastic force of the first spring 410 , the poppet 200 is moved upward while the first spring 410 is compressed, thereby causing a gap between the poppet 200 and the guide tube 300 . is generated, the fluid introduced into the pressing groove 210 of the poppet 200 is introduced into the housing 100 through the gap and then discharged.

투입되는 유체의 압력 자체가 증가되거나 유체의 흐름에 따라 압력이 증가되는 경우, 포핏(200)이 상부 방향으로 이동되면서 제2스프링(420)이 포핏(200)의 상단에 접촉되어 포핏(200)에 제1스프링(410)과 제2스프링(420)의 탄성력이 가해지게 된다.When the pressure of the input fluid itself increases or the pressure increases according to the flow of the fluid, the second spring 420 is brought into contact with the upper end of the poppet 200 while the poppet 200 is moved upward. The elastic force of the first spring 410 and the second spring 420 is applied thereto.

즉, 제1스프링(410)의 탄성력보다 높은 압력이 발생되면 포핏(200)이 상부 방향으로 가압되어 이동되는데 제2스프링(410)의 일단에 포핏(200)이 접촉되면 제1스프링(410)과 제2스프링(420)의 탄성력 합보다 유체의 압력이 증가되어야 포핏(200)이 이동되게 된다.That is, when a pressure higher than the elastic force of the first spring 410 is generated, the poppet 200 is pressed and moved upward. When the poppet 200 is in contact with one end of the second spring 410 , the first spring 410 . The poppet 200 is moved only when the pressure of the fluid is higher than the sum of the elastic forces of the and the second spring 420 .

또한 유체의 압력이 지속적으로 증가되면 포핏(200)은 제3스프링(430)의 일단에 접촉되게 되며, 이 경우 유체는 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)의 탄성력보다 높은 압력이 가해져야 포핏(200)이 이동되게 된다.In addition, when the pressure of the fluid is continuously increased, the poppet 200 comes into contact with one end of the third spring 430 , and in this case, the fluid is the first spring 410 , the second spring 420 , and the third spring 430 . ), the poppet 200 is moved when a higher pressure than the elastic force is applied.

따라서 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)을 이용하여 유체가 배출되는 압력을 단계별로 제어할 수 있게 되며, 유체의 흐름에 의해 압력이 증가되는 현상이 발생하더라도 이를 보완할 수 있어 정밀하게 압력을 제어할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to control the pressure at which the fluid is discharged step by step using the first spring 410 , the second spring 420 , and the third spring 430 , and a phenomenon in which the pressure is increased by the flow of the fluid occurs. However, it is possible to compensate for this and precisely control the pressure.

즉, 탄성부(400)의 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)이 유체의 압력에 따라 순차적으로 작동되면서 탄성부(400)의 탄성계수가 유체력 스프링의 탄성계수에 맞춰서 변동될 수 있게 되는 것이다.That is, as the first spring 410 , the second spring 420 , and the third spring 430 of the elastic part 400 are sequentially operated according to the pressure of the fluid, the modulus of elasticity of the elastic part 400 is a fluid force spring. It can be changed according to the modulus of elasticity of

도 6 내지 도 7과 같이, 탄성부(400)의 탄성력을 조절하기 위해 가압단(500)은 하우징(100) 외부에 형성된 조절나사(600)와 연결되어 있으며, 조절나사(600)는 회전에 의해 가압단(500)을 포핏(200) 방면으로 이동시켜 스프링이 압축되도록 함으로써 스프링의 탄성력을 조절할 수 있고, 이를 통해 포핏(200)이 개폐되는 유체의 압력 범위를 조절할 수 있게 된다.6 to 7, in order to adjust the elastic force of the elastic part 400, the pressing end 500 is connected to the adjusting screw 600 formed outside the housing 100, and the adjusting screw 600 is rotated. By moving the pressing end 500 toward the poppet 200 so that the spring is compressed, the elastic force of the spring can be adjusted, and through this, the pressure range of the fluid in which the poppet 200 is opened and closed can be adjusted.

조절나사(600)는 하우징 내부에 형성된 가압단(500)과 연결되어 있는데, 가압단(500)은 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)의 타단을 가압할 수 있도록 형성되어 있다.The adjusting screw 600 is connected to the pressing end 500 formed inside the housing, and the pressing end 500 presses the other end of the first spring 410 , the second spring 420 , and the third spring 430 . formed to be able to do it.

가압단(500)이 하강되면 포핏(200)과 접촉되어 있는 제1스프링(410)은 압축되고, 제2스프링(420) 및 제3스프링(430)이 포핏(200) 방면으로 이동하게 된다.When the pressing end 500 is lowered, the first spring 410 in contact with the poppet 200 is compressed, and the second spring 420 and the third spring 430 move toward the poppet 200 .

이때 제2스프링(420)과 포핏(200)의 상단 간격(G1)만큼 가압단(500)이 하강하면 포핏(200)의 상단에는 도 5와 같이 제2스프링(420)이 접촉된 상태로 유지되게 된다.At this time, when the pressing end 500 descends by the gap G1 between the second spring 420 and the upper end of the poppet 200, the second spring 420 is kept in contact with the upper end of the poppet 200 as shown in FIG. will become

이 경우, 포핏(200)이 열리는 설정압력을 제1스프링(410) 및 제2스프링(420)의 탄성력보다 높은 압력이 투입되어야 포핏(200)이 열리게 되므로 유체가 배출되는 설정압력을 증가시킬 수 있게 된다.In this case, the poppet 200 is opened only when a pressure higher than the elastic force of the first spring 410 and the second spring 420 is applied to the set pressure for opening the poppet 200, so that the set pressure at which the fluid is discharged can be increased. there will be

또한 이 상태에서 가압단(500)이 제2스프링(420)과 제3스프링(430) 사이의 간격(G2)만큼 더 하강하면 제1스프링(410) 및 제2스프링(420)은 압축되고 제3스프링(430)은 포핏(200)의 상단에 접촉된 상태가 되어 배출되는 유체의 압력이 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)의 탄성력 합보다 높아야만 배출되도록 설정할 수 있게 된다.In addition, in this state, when the pressing end 500 descends further by the gap G2 between the second spring 420 and the third spring 430, the first spring 410 and the second spring 420 are compressed and the second spring 420 is compressed. 3 spring 430 is in contact with the upper end of the poppet 200, and the pressure of the discharged fluid is higher than the sum of the elastic forces of the first spring 410, the second spring 420, and the third spring 430. You can set it to be released.

도 8에 도시된 바와 같이, 가압단(500)은 탄성부(400)의 다단으로 된 스프링을 지지할 수 있도록 내측 방면으로 원형으로 파여지는 다수 개의 고정홈(510)을 더 포함하며, 고정홈(510)은 다단으로 된 스프링 중 포핏(200)과 접촉되지 않은 무부하 상태인 스프링의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 8 , the pressing end 500 further includes a plurality of fixing grooves 510 digging in a circle in an inner direction to support the multi-stage spring of the elastic part 400 , the fixing grooves Reference numeral 510 is characterized in that the position of the spring in a no-load state that is not in contact with the poppet 200 among the multi-stage springs is fixed.

고정홈(510)은 가압단(500)의 하부면에서 제1스프링(410) 및 제2스프링(420)은 압축되고 제3스프링(430)이 삽입될 수 있도록 원형으로 파여진 것으로, 고정홈(510)에는 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)의 타단이 빠지지 않도록 고정되도록 하는 것이 바람직하다.The fixing groove 510 is a first spring 410 and a second spring 420 are compressed on the lower surface of the pressing end 500 and is cut in a circle so that the third spring 430 can be inserted, the fixing groove It is preferable that the other ends of the first spring 410 , the second spring 420 , and the third spring 430 are fixed to the 510 .

고정홈(510)을 통해 포핏(200)이 유체에 의해 가압되어 이동될 때 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)은 위치가 고정된 상태에서 압축될 수 있게 되므로 보다 안정적인 상태로 탄성력을 포핏(200)에 가할 수 있게 된다.When the poppet 200 is moved by being pressurized by the fluid through the fixing groove 510, the first spring 410, the second spring 420, and the third spring 430 can be compressed while the position is fixed. Therefore, it is possible to apply the elastic force to the poppet 200 in a more stable state.

도 3 내지 도 9를 참조하여 세부적인 작동원리에 관하여 설명하고자 한다.3 to 9 will be described with respect to the detailed operating principle.

조절나사(600)를 회전시켜 가압단(500)이 포핏(200) 방면으로 이동되면 탄성부(400)가 압축되어 다단 스프링의 압축력이 높아지게 되고, 이를 통해 유체가 포핏(200)을 열기 위한 압력설정 값도 증가하게 된다.When the pressing end 500 is moved toward the poppet 200 by rotating the adjusting screw 600 , the elastic part 400 is compressed to increase the compressive force of the multi-stage spring, and through this, the fluid pressure for opening the poppet 200 . The set value will also increase.

하우징(100)의 인입구(110) 측의 압력이 증가되면 포핏(200)을 유도관(300)으로부터 열어주려는 방향으로 작용하는 힘도 증가하게 되고, 이러한 열림 힘이 탄성부(400)의 탄성력에 도달하게 되면 포핏(200)이 열리기 직전 상태가 된다.When the pressure on the inlet 110 side of the housing 100 is increased, the force acting in the direction to open the poppet 200 from the guide tube 300 also increases, and this opening force is applied to the elastic force of the elastic part 400 . When it is reached, the poppet 200 is in a state just before opening.

이 순간의 압력을 크래킹 압력(cracking pressure)이라 호칭하며 사용자가 제어하고자 하는 설정 압력으로 생각할 수 있다.This instantaneous pressure is called cracking pressure and can be thought of as a set pressure that the user wants to control.

포핏(200)이 열리기 직전인 크래킹 상태에서 정적 유압력(

Figure 112020003623819-pat00001
)과 스프링력(
Figure 112020003623819-pat00002
)은 서로 평형을 이루며, 다음 수학식 1과 같이 표현된다.In the cracking state just before the poppet 200 opens, the static hydraulic force (
Figure 112020003623819-pat00001
) and spring force (
Figure 112020003623819-pat00002
) are in equilibrium with each other, and are expressed as in Equation 1 below.

Figure 112020003623819-pat00003
Figure 112020003623819-pat00003

(

Figure 112020003623819-pat00004
: 크래킹 상태의 스프링력,
Figure 112020003623819-pat00005
: 스프링 탄성계수,
Figure 112020003623819-pat00006
: 스프링 초기 압축 변위,
Figure 112020003623819-pat00007
: 크래킹 압력 ,
Figure 112020003623819-pat00008
: 가압홈(210) 면적,
Figure 112020003623819-pat00009
: 가압홈(210) 내부 지름,
Figure 112020003623819-pat00010
: 정적 유압력)(
Figure 112020003623819-pat00004
: Spring force in cracking state,
Figure 112020003623819-pat00005
: spring modulus of elasticity,
Figure 112020003623819-pat00006
: spring initial compression displacement,
Figure 112020003623819-pat00007
: cracking pressure ,
Figure 112020003623819-pat00008
: Pressing groove 210 area,
Figure 112020003623819-pat00009
: the inner diameter of the pressing groove 210,
Figure 112020003623819-pat00010
: static hydraulic force)

이러한 크래킹 상태에서는 압력제어밸브를 통과하는 유량(

Figure 112020003623819-pat00011
)이 영(0)이며, 유량이 증가하기 위해서는 포핏(200) 열림 변위(x)가 증가하여야 하는데, 그러한 관계식은 수학식 2와 같이 주어진다.In this cracking state, the flow rate (
Figure 112020003623819-pat00011
) is zero (0), and in order to increase the flow rate, the opening displacement (x) of the poppet 200 must increase. Such a relational expression is given by Equation (2).

Figure 112020003623819-pat00012
Figure 112020003623819-pat00012

(

Figure 112020003623819-pat00013
: 유량,
Figure 112020003623819-pat00014
: 유량 계수,
Figure 112020003623819-pat00015
: 포핏(200) 변위,
Figure 112020003623819-pat00016
: 포핏(200) 부위의 유체 분출각,
Figure 112020003623819-pat00017
: 유체 밀도,
Figure 112020003623819-pat00018
: 포핏(200) 상류측 압력,
Figure 112020003623819-pat00019
: 포핏(200) 하류측 대기압(
Figure 112020003623819-pat00020
))(
Figure 112020003623819-pat00013
: flow rate,
Figure 112020003623819-pat00014
: flow coefficient,
Figure 112020003623819-pat00015
: Poppet (200) displacement,
Figure 112020003623819-pat00016
: Fluid ejection angle of the poppet 200,
Figure 112020003623819-pat00017
: fluid density,
Figure 112020003623819-pat00018
: Poppet 200 upstream pressure,
Figure 112020003623819-pat00019
: Poppet (200) downstream atmospheric pressure (
Figure 112020003623819-pat00020
)))

여기서 포핏(200)의 상류측은 가압홈(210) 안쪽 부근을 의미하고, 포핏(200)의 하류측은 가압홈(210)의 바깥쪽 부근을 의미한다.Here, the upstream side of the poppet 200 means the vicinity of the inside of the pressing groove 210 , and the downstream side of the poppet 200 means the vicinity of the outside of the pressing groove 210 .

유량의 증가와 포핏(200) 열림 변위(

Figure 112020003623819-pat00021
)의 증가는 각각 유체력(flow force,
Figure 112020003623819-pat00022
)과 스프링의 압축력(
Figure 112020003623819-pat00023
)을 증가시키게 되는데, 각각 수학식 3과 수학식 4로 표현된다.Increase in flow and displacement of poppet 200 opening (
Figure 112020003623819-pat00021
) increases with the flow force (flow force,
Figure 112020003623819-pat00022
) and the compression force of the spring (
Figure 112020003623819-pat00023
) is increased, which is expressed by Equations 3 and 4, respectively.

Figure 112020003623819-pat00024
Figure 112020003623819-pat00024

(

Figure 112020003623819-pat00025
: 유체력,
Figure 112020003623819-pat00026
: 유량,
Figure 112020003623819-pat00027
: 유량 계수,
Figure 112020003623819-pat00028
: 포핏(200) 변위,
Figure 112020003623819-pat00029
: 포핏(200) 부위의 유체 분출각,
Figure 112020003623819-pat00030
: 유체 밀도,
Figure 112020003623819-pat00031
: 포핏(200) 상류측 흐름 단면적)(
Figure 112020003623819-pat00025
: fluid force,
Figure 112020003623819-pat00026
: flow rate,
Figure 112020003623819-pat00027
: flow coefficient,
Figure 112020003623819-pat00028
: Poppet (200) displacement,
Figure 112020003623819-pat00029
: Fluid ejection angle of the poppet 200,
Figure 112020003623819-pat00030
: fluid density,
Figure 112020003623819-pat00031
: Poppet (200) upstream flow cross-sectional area)

수학식 3의 둘째줄 두 번째 항에 기재된 (

Figure 112020003623819-pat00032
) 항목은 포핏(200) 상류측 흐름 단면적
Figure 112020003623819-pat00033
값이 포핏(200) 열림 면적(
Figure 112020003623819-pat00034
)보다 매우 크기 때문에 무시될 수 있다.described in the second term of the second line of Equation 3 (
Figure 112020003623819-pat00032
) is the poppet 200 upstream flow cross-sectional area
Figure 112020003623819-pat00033
The value is the poppet (200) opening area (
Figure 112020003623819-pat00034
), so it can be ignored.

Figure 112020003623819-pat00035
Figure 112020003623819-pat00035

(

Figure 112020003623819-pat00036
: 스프링의 압축력,
Figure 112020003623819-pat00037
: 스프링 탄성계수,
Figure 112020003623819-pat00038
: 포핏(200) 변위)(
Figure 112020003623819-pat00036
: the compression force of the spring,
Figure 112020003623819-pat00037
: spring modulus of elasticity,
Figure 112020003623819-pat00038
: Poppet (200) displacement)

포핏(200) 변위(

Figure 112020003623819-pat00039
)와 밸브 통과 유량에 대하여 포핏(200)을 닫아주는 방향으로 작용하는 스프링력과 열어주는 방향으로 작용하는 유체력은 서로 평형을 이루게 되며, 다음의 수학식 5 및 수학식 6으로 표현된다.Poppet (200) displacement (
Figure 112020003623819-pat00039
) and the spring force acting in the direction to close the poppet 200 and the fluid force acting in the direction to open the poppet 200 with respect to the flow rate through the valve are in equilibrium with each other, and are expressed by Equations 5 and 6 below.

Figure 112020003623819-pat00040
Figure 112020003623819-pat00040

(

Figure 112020003623819-pat00041
: 크래킹 상태의 스프링력,
Figure 112020003623819-pat00042
: 스프링의 압축력,
Figure 112020003623819-pat00043
: 크래킹 상태에서 정적 유압력,
Figure 112020003623819-pat00044
: 유체력)(
Figure 112020003623819-pat00041
: Spring force in cracking state,
Figure 112020003623819-pat00042
: the compression force of the spring,
Figure 112020003623819-pat00043
: static hydraulic force in cracking condition,
Figure 112020003623819-pat00044
: fluid force)

Figure 112020003623819-pat00045
Figure 112020003623819-pat00045

(

Figure 112020003623819-pat00046
: 스프링 탄성계수,
Figure 112020003623819-pat00047
: 스프링 초기 압축 변위,
Figure 112020003623819-pat00048
: 포핏(200) 변위,
Figure 112020003623819-pat00049
: 유체 밀도,
Figure 112020003623819-pat00050
: 가압홈(210) 면적,
Figure 112020003623819-pat00051
: 유량 계수,
Figure 112020003623819-pat00052
: 가압홈(210) 내부 지름,
Figure 112020003623819-pat00053
: 포핏(200) 부위의 유체 분출각,
Figure 112020003623819-pat00054
: 유체 스프링의 탄성계수)(
Figure 112020003623819-pat00046
: spring modulus of elasticity,
Figure 112020003623819-pat00047
: spring initial compression displacement,
Figure 112020003623819-pat00048
: Poppet (200) displacement,
Figure 112020003623819-pat00049
: fluid density,
Figure 112020003623819-pat00050
: Pressing groove 210 area,
Figure 112020003623819-pat00051
: flow coefficient,
Figure 112020003623819-pat00052
: the inner diameter of the pressing groove 210,
Figure 112020003623819-pat00053
: Fluid ejection angle of the poppet 200,
Figure 112020003623819-pat00054
: modulus of elasticity of fluid spring)

수학식 6에서 유체력은 포핏(200) 변위

Figure 112020003623819-pat00055
에 비례하여, 포핏(200)을 열어주는 방향으로 작용하는 유체 스프링으로 간주할 수 있으며, 유체 스프링의 탄성 계수(
Figure 112020003623819-pat00056
)가 압력에 비례하여 변화한다.In Equation 6, the fluid force is the poppet 200 displacement.
Figure 112020003623819-pat00055
In proportion to , it can be regarded as a fluid spring acting in a direction to open the poppet 200, and the elastic modulus of the fluid spring (
Figure 112020003623819-pat00056
) changes in proportion to the pressure.

수학식 6에서 스프링의 탄성 계수

Figure 112020003623819-pat00057
를 유체 스프링의 탄성 계수
Figure 112020003623819-pat00058
에 가깝게 설정할 수 있다면 포핏(200) 변위(
Figure 112020003623819-pat00059
)와 밸브 유량(
Figure 112020003623819-pat00060
)가 변화하더라도 압력(
Figure 112020003623819-pat00061
)의 변화를 적게 할 수 있게 된다.In Equation 6, the elastic modulus of the spring
Figure 112020003623819-pat00057
is the modulus of elasticity of the fluid spring
Figure 112020003623819-pat00058
If it can be set close to the poppet (200) displacement (
Figure 112020003623819-pat00059
) and valve flow (
Figure 112020003623819-pat00060
) even if the pressure (
Figure 112020003623819-pat00061
) is less likely to change.

이러한 방법의 하나로써 기존의 압력제어밸브에서와 같이 하나의 스프링을 사용하는 것을 개선하여 여러 개의 스프링을 사용하여 압력 범위에 따라 유체 스프링의 탄성 계수에 가까운 다단계 스프링 탄성 계수를 얻는 방법을 고려할 수 있다.As one of these methods, it is possible to consider a method to obtain a multi-step spring modulus close to that of a fluid spring according to the pressure range using several springs by improving the use of a single spring as in the existing pressure control valve. .

즉, 탄성부(400)는 여러 개의 스프링을 사용하여 압력 범위에 따라 포핏을 열어주는 방향으로 작용하는 유체 스프링의 탄성 계수에 대응되도록 탄성 계수가 결정된다.That is, the elastic modulus of the elastic part 400 is determined to correspond to the elastic modulus of the fluid spring acting in the direction of opening the poppet according to the pressure range using several springs.

본 발명의 탄성부(400)에 형성되는 스프링을 다단으로 설계하는 방법에 대해 설명하고자 한다.A method of designing the spring formed in the elastic part 400 of the present invention in multiple stages will be described.

먼저 밸브의 적용 압력 범위를 분할할 단(step) 수(

Figure 112020003623819-pat00062
)를 결정하고, 각 단의 스프링 탄성을 결정하기 위한 압력(
Figure 112020003623819-pat00063
)을 선정한다.First, the number of steps to divide the applied pressure range of the valve (
Figure 112020003623819-pat00062
) and the pressure (
Figure 112020003623819-pat00063
) is selected.

각 단의 설계 기준 압력(

Figure 112020003623819-pat00064
)에 대하여 대응하는 스프링의 탄성을 다음의 수학식 7로 계산한다.Design reference pressure of each stage (
Figure 112020003623819-pat00064
), the elasticity of the corresponding spring is calculated by Equation 7 below.

Figure 112020003623819-pat00065
Figure 112020003623819-pat00065

(

Figure 112020003623819-pat00066
: 각 단의 스프링 탄성 계수,
Figure 112020003623819-pat00067
: 안전율,
Figure 112020003623819-pat00068
: 유량 계수,
Figure 112020003623819-pat00069
: 가압홈(210) 내부 지름,
Figure 112020003623819-pat00070
: 각 단의 설계 기준 압력)(
Figure 112020003623819-pat00066
: spring elastic modulus of each stage,
Figure 112020003623819-pat00067
: safety factor,
Figure 112020003623819-pat00068
: flow coefficient,
Figure 112020003623819-pat00069
: the inner diameter of the pressing groove 210,
Figure 112020003623819-pat00070
: Design standard pressure of each stage)

여기서

Figure 112020003623819-pat00071
는 설계의 부정확성 등으로 유체력이 스프링력보다 더 큰 경우가 발생한다면 포핏(200)이 활짝 열리게 되는 불안정 현상을 방지하기 위한 안전율으로서 1.1~1.3 정도의 값으로 고려한다.here
Figure 112020003623819-pat00071
is considered as a safety factor of about 1.1 to 1.3 as a safety factor to prevent an unstable phenomenon in which the poppet 200 is wide open if a case occurs where the fluid force is greater than the spring force due to design inaccuracy or the like.

분할 단(step) 수(

Figure 112020003623819-pat00072
)만큼의 스프링이 하우징(100) 내부에 설치되며, 한 단계 낮은 압력단의 등가 스프링에 현재 단의 스프링이 병렬로 작동한다.Number of split steps (
Figure 112020003623819-pat00072
) as many springs are installed inside the housing 100 , and the spring of the current stage operates in parallel to the equivalent spring of the lower pressure stage.

즉, 현재 단의 등가 탄성 계수는 한 단계 낮은 압력단의 등가 스프링 탄성 계수에 현재 단의 스프링 탄성 계수를 더하여 다음 수학식과 같이 얻어진다. That is, the equivalent elastic modulus of the current stage is obtained by adding the spring elastic modulus of the current stage to the equivalent spring elastic modulus of the lower pressure stage by the following equation.

Figure 112020003623819-pat00073
Figure 112020003623819-pat00073

(

Figure 112020003623819-pat00074
:
Figure 112020003623819-pat00075
번째 압력단의 단 번호,
Figure 112020003623819-pat00076
:
Figure 112020003623819-pat00077
번째 단의 등가 스프링 탄성 계수,
Figure 112020003623819-pat00078
:
Figure 112020003623819-pat00079
번째 단의 등가 스프링 탄성 계수,
Figure 112020003623819-pat00080
번째 압력 단에서 작동하기 시작하는 스프링 탄성 계수)(
Figure 112020003623819-pat00074
:
Figure 112020003623819-pat00075
stage number of the second pressure stage,
Figure 112020003623819-pat00076
:
Figure 112020003623819-pat00077
equivalent spring modulus of the second stage,
Figure 112020003623819-pat00078
:
Figure 112020003623819-pat00079
equivalent spring modulus of the second stage,
Figure 112020003623819-pat00080
spring modulus of elasticity starting to act in the second pressure stage)

각 단의 스프링 탄성

Figure 112020003623819-pat00081
에 대한 선경
Figure 112020003623819-pat00082
, 스프링의 직경
Figure 112020003623819-pat00083
, 유효 권선수
Figure 112020003623819-pat00084
등의 형상 수치와 스프링 재료의 물성치인 횡탄성계수
Figure 112020003623819-pat00085
를 결정하거나 선택한다. 적용되는 관계식은 수학식 9로 주어진다.spring elasticity of each stage
Figure 112020003623819-pat00081
tribute to
Figure 112020003623819-pat00082
, the diameter of the spring
Figure 112020003623819-pat00083
, effective number of turns
Figure 112020003623819-pat00084
The shape of the back and the modulus of lateral elasticity, which is the physical property of the spring material.
Figure 112020003623819-pat00085
decide or choose The applied relation is given by Equation (9).

Figure 112020003623819-pat00086
Figure 112020003623819-pat00086

(

Figure 112020003623819-pat00087
: 각 단의 스프링 탄성,
Figure 112020003623819-pat00088
: 각 단의 스프링 탄성에 대한 선경,
Figure 112020003623819-pat00089
: 스프링의 직경,
Figure 112020003623819-pat00090
: 유효 권선수,
Figure 112020003623819-pat00091
: 횡탄성계수)(
Figure 112020003623819-pat00087
: spring elasticity of each stage,
Figure 112020003623819-pat00088
: Wire diameter for spring elasticity of each stage,
Figure 112020003623819-pat00089
: diameter of spring,
Figure 112020003623819-pat00090
: effective number of turns,
Figure 112020003623819-pat00091
: Transverse modulus)

각 단에서 결정된 스프링의 선경

Figure 112020003623819-pat00092
, 스프링의 직경
Figure 112020003623819-pat00093
, 권선수
Figure 112020003623819-pat00094
등의 형상 수치와 스프링 재료의 물성치인 허용응력
Figure 112020003623819-pat00095
에 대하여 수학식 10의 조건을 만족 여부를 검토하는 안전성 검토를 수행하고, 불만족한 경우에는 수학식 9를 다시 적용한다.Wire diameter of spring determined at each stage
Figure 112020003623819-pat00092
, the diameter of the spring
Figure 112020003623819-pat00093
, number of windings
Figure 112020003623819-pat00094
Allowable stress, which is the shape value of the back and the physical property of the spring material
Figure 112020003623819-pat00095
, a safety review is performed to examine whether the condition of Equation 10 is satisfied, and if not satisfied, Equation 9 is applied again.

Figure 112020003623819-pat00096
Figure 112020003623819-pat00096

(

Figure 112020003623819-pat00097
: 와알 수정 계수,
Figure 112020003623819-pat00098
: 스프링 나선 직경,
Figure 112020003623819-pat00099
: 스프링의 선경,
Figure 112020003623819-pat00100
: 각 단의 설계 기준 압력,
Figure 112020003623819-pat00101
: 가압홈(210) 면적,
Figure 112020003623819-pat00102
: 허용응력)(
Figure 112020003623819-pat00097
: waal correction coefficient,
Figure 112020003623819-pat00098
: spring spiral diameter,
Figure 112020003623819-pat00099
: wire diameter of spring,
Figure 112020003623819-pat00100
: Design standard pressure of each stage,
Figure 112020003623819-pat00101
: Pressing groove 210 area,
Figure 112020003623819-pat00102
: allowable stress)

Figure 112020003623819-pat00103
Figure 112020003623819-pat00103

(

Figure 112020003623819-pat00104
: 와알 수정 계수,
Figure 112020003623819-pat00105
: 스프링 지수)(
Figure 112020003623819-pat00104
: waal correction coefficient,
Figure 112020003623819-pat00105
: spring index)

Figure 112020003623819-pat00106
Figure 112020003623819-pat00106

(

Figure 112020003623819-pat00107
: 스프링 지수,
Figure 112020003623819-pat00108
: 스프링 나선 직경,
Figure 112020003623819-pat00109
: 스프링의 선경)(
Figure 112020003623819-pat00107
: spring index,
Figure 112020003623819-pat00108
: spring spiral diameter,
Figure 112020003623819-pat00109
: Wire diameter of spring)

각 단의 압력 범위에 대응하는 변위(

Figure 112020003623819-pat00110
)를 수학식 13으로부터 결정한다.Displacement (
Figure 112020003623819-pat00110
) is determined from Equation (13).

Figure 112020003623819-pat00111
Figure 112020003623819-pat00111

(

Figure 112020003623819-pat00112
: 각 단의 압력 범위에 대응하는 변위,
Figure 112020003623819-pat00113
: 각 단의 설계 기준 압력,
Figure 112020003623819-pat00114
: 가압홈(210) 면적,
Figure 112020003623819-pat00115
:
Figure 112020003623819-pat00116
번째 단의 등가 스프링 탄성 계수)(
Figure 112020003623819-pat00112
: Displacement corresponding to the pressure range of each stage,
Figure 112020003623819-pat00113
: Design standard pressure of each stage,
Figure 112020003623819-pat00114
: Pressing groove 210 area,
Figure 112020003623819-pat00115
:
Figure 112020003623819-pat00116
equivalent spring modulus of the second stage)

각 단의 탄성

Figure 112020003623819-pat00117
의 스프링의 자유 길이(
Figure 112020003623819-pat00118
)를 수학식 14를 이용하여 결정한다. Elasticity of each stage
Figure 112020003623819-pat00117
free length of the spring (
Figure 112020003623819-pat00118
) is determined using Equation 14.

Figure 112020003623819-pat00119
Figure 112020003623819-pat00119

(

Figure 112020003623819-pat00120
: 각 단의 스프링의 자유 길이,
Figure 112020003623819-pat00121
적절한 피치로 스프링 자유 길이 선택,
Figure 112020003623819-pat00122
: 각 단의 압력 범위에 대응하는 변위)(
Figure 112020003623819-pat00120
: the free length of the spring at each stage,
Figure 112020003623819-pat00121
Selection of spring free length with appropriate pitch;
Figure 112020003623819-pat00122
: Displacement corresponding to the pressure range of each stage)

각 단의 탄성

Figure 112020003623819-pat00123
의 스프링의 피치(
Figure 112020003623819-pat00124
)를 수학식 15를 이용하여 결정한다.Elasticity of each stage
Figure 112020003623819-pat00123
the pitch of the spring (
Figure 112020003623819-pat00124
) is determined using Equation 15.

Figure 112020003623819-pat00125
Figure 112020003623819-pat00125

(

Figure 112020003623819-pat00126
: 각 단의 스프링 피치,
Figure 112020003623819-pat00127
: 각 단의 스프링의 자유 길이,
Figure 112020003623819-pat00128
: 권선수)(
Figure 112020003623819-pat00126
: Spring pitch of each stage,
Figure 112020003623819-pat00127
: the free length of the spring at each stage,
Figure 112020003623819-pat00128
: number of windings)

3개의 설계 기준압력으로 70 bar(1bar = 100,000 N/m2), 140 bar, 210 bar을 선정한 후 상기의 설계 방법에 따라 설계한 각 단계별 스프링의 설계값이 아래와 같이 표 1과 2에 주어진다.After selecting 70 bar (1bar = 100,000 N/m2), 140 bar, and 210 bar as three design reference pressures, the design values of the springs designed according to the design method above are given in Tables 1 and 2 below.

또한 표 1 및 표 2에 주어진 3단 스프링을 적용한 압력제어밸브의 제어 정밀도를 컴퓨터를 이용하여 가상적으로 실험(컴퓨터 시뮬레이션)을 수행하였으며, 시뮬레이션은 매트랩 언어로 프로그램 하였다.In addition, an experiment (computer simulation) was performed on the control precision of the pressure control valve to which the three-stage spring applied as given in Tables 1 and 2 was performed using a computer, and the simulation was programmed in MATLAB language.

Figure 112020003623819-pat00129
Figure 112020003623819-pat00129

Figure 112020003623819-pat00130
Figure 112020003623819-pat00130

도 10은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 스프링의 탄성 계수와 유체력의 탄성 계수의 상관관계를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the correlation between the elastic modulus of the spring and the elastic modulus of the fluid force of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이 3단 스프링의 유효 탄성 계수(

Figure 112020003623819-pat00131
)와 기존의 단일 스프링의 탄성 계수(
Figure 112020003623819-pat00132
)뿐만 아니라 유체 스프링의 탄성(
Figure 112020003623819-pat00133
)을 함께 표현하였다.As shown in Fig. 10, the effective elastic modulus of the three-stage spring (
Figure 112020003623819-pat00131
) and the elastic modulus of the conventional single spring (
Figure 112020003623819-pat00132
) as well as the elasticity of the fluid spring (
Figure 112020003623819-pat00133
) are expressed together.

3단 스프링의 탄성은 각 단계별로 소위 유체 스프링의 탄성과의 차이가 작은데 비교하여, 기존의 단일 스프링의 탄성(

Figure 112020003623819-pat00134
)은 스프링 변위가 작은 영역(낮은 압력 영역)에서는 유체 스프링의 탄성(
Figure 112020003623819-pat00135
)과 차이가 매우 크다.The elasticity of the three-stage spring has a small difference from the elasticity of the so-called fluid spring at each stage, but compared to the elasticity of the existing single spring (
Figure 112020003623819-pat00134
) is the elasticity ( ) of the fluid spring in the region where the spring displacement is small (low pressure region).
Figure 112020003623819-pat00135
) is very different from

즉, 3단 스프링으로 구성된 압력제어밸브의 크래킹 압력 혹은 설정 압력이 낮은 1단계와 2단계 영역에서는 포핏(200)을 닫아주려는 스프링력과 포핏(200)을 열어주려는 유체 스프링력이 유사하여 압력의 변화가 적은데 반하여, 기존의 단일 스프링 압력제어밸브에서는 스프링력과 유체 스프링력의 차이로 인하여 압력의 변화가 크게 발생할 것이다. That is, in the first and second stage regions where the cracking pressure or set pressure of the pressure control valve composed of a three-stage spring is low, the spring force to close the poppet 200 and the fluid spring force to open the poppet 200 are similar, so that the pressure In contrast to the small change, in the conventional single spring pressure control valve, a large change in pressure will occur due to the difference between the spring force and the fluid spring force.

이러한 압력의 변화는 도 1과 같은 구조의 밸브에서는 유체력이 포핏(200)을 닫히는 방향으로 가하기 때문에 스프링과 더불어 압력의 상승을 더욱 크게 유발시키게 된다. This change in pressure causes a greater increase in pressure together with the spring because fluid force is applied in the direction to close the poppet 200 in the valve having the structure shown in FIG. 1 .

도 11은 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브의 유량에 따른 압력의 상관관계를 나타낸 그래프이며, 동시에 다단 스프링 압력제어밸브의 유량에 따른 압력의 상관관계를 도 1의 기존 압력제어밸브와 도 2의 개선된 압력제어밸브의 압력-유량상관관계와 비교한 그래프이다.11 is a graph showing the correlation of pressure according to the flow rate of the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, and at the same time, the correlation between the pressure according to the flow rate of the multi-stage spring pressure control valve and the existing pressure of FIG. It is a graph comparing the pressure-flow correlation between the control valve and the improved pressure control valve of FIG. 2 .

도 11에 도시된 바와 같이, 3단 스프링으로 구성된 압력제어밸브, 단일 스프링 압력제어밸브, 도 1과 같은 포핏(200)이 유체력에 의해 닫히는 구조의 압력제어밸브의 제어정밀도가 각각 나타나 있다.11, the control precision of the pressure control valve composed of a three-stage spring, a single spring pressure control valve, and a poppet 200 as shown in FIG. 1 is closed by fluid force, respectively.

압력제어밸브의 제어정밀도는 유량의 변화에 대하여 압력의 변화가 적은 것이 정밀한 것이다. The control precision of the pressure control valve is that the pressure change with respect to the change of the flow rate is small.

도 11에서는 0~0.68 mm의 포핏(200) 열림량에 대한 밸브 유량과 압력의 특성을 보여준다. 11 shows the characteristics of the valve flow rate and pressure with respect to the opening amount of the poppet 200 of 0 to 0.68 mm.

밸브의 설정압력(혹은 크래킹 압력)이 50 bar로 1단계 낮은 압력 영역에서는 3단 스프링 밸브의 압력이 압력의 상승이 5 bar 정도로 매우 낮은데 반하여, 기존의 단일 스프링 밸브의 압력은 20 bar 정도로 크게 상승하였으며, 도 1과 같은 포핏(200)이 유체력에 의해 닫히는 구조의 밸브에서는 무려 40 bar 가까이 엄청나게 압력이 상승하였다. In the pressure region where the set pressure (or cracking pressure) of the valve is 50 bar, the pressure rise of the three-stage spring valve is very low about 5 bar, whereas the pressure of the existing single spring valve rises significantly about 20 bar. In the valve of the structure in which the poppet 200 is closed by the fluid force as shown in FIG. 1, the pressure increased tremendously to close to 40 bar.

밸브의 설정압력(혹은 크래킹 압력)이 100 bar로 2단계 중간 압력 영역에서는 3단 스프링 밸브의 압력 상승과 단일 스프링 밸브의 압력 상승의 차이가 감소하였으나 여전히 10 bar 정도의 차이를 보인다. When the valve set pressure (or cracking pressure) is 100 bar, the difference between the pressure rise of the three-stage spring valve and the pressure rise of the single spring valve is reduced in the second-stage intermediate pressure region, but the difference is still about 10 bar.

하지만 도 1과 같은 포핏(200)이 유체력에 의해 닫히는 구조의 밸브에서는 50 bar 가까이 압력이 상승하는 모습을 보인다. However, in the valve having a structure in which the poppet 200 is closed by fluid force as shown in FIG. 1 , the pressure rises close to 50 bar.

밸브의 설정압력(혹은 크래킹 압력)이 150 bar로 3단계 높은 압력 영역에서는 3단 스프링 밸브의 압력 상승과 단일 스프링 밸브의 압력 상승이 정확히 일치하며, 정량적 압력상승도 적음을 알 수 있다.It can be seen that the pressure rise of the three-stage spring valve and the pressure rise of the single spring valve are exactly the same, and the quantitative pressure rise is also small in the pressure region where the set pressure (or cracking pressure) of the valve is 150 bar, which is three steps higher.

이것은 3단 스프링의 등가탄성과 기존 단일 스프링의 탄성이 동일하게 설정되어 있기 때문이다.This is because the equivalent elasticity of the three-stage spring and the elasticity of the existing single spring are set to be the same.

도 1과 같은 포핏(200)이 유체력에 의해 닫히는 구조의 밸브에서는 스프링의 탄성이 동일하게 설정되어 있음에도 불구하고 여전히 매우 큰 폭의 압력 상승을 보인다.In a valve having a structure in which the poppet 200 is closed by a fluid force as shown in FIG. 1 , although the spring elasticity is set to be the same, there is still a very large pressure rise.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브에 의하면, 스프링의 탄성력과 유체가 흐르면서 발생되는 유체력의 차이를 감소시켜 유압회로 또는 기구의 압력제어를 정밀하게 제어할 수 있고, 유체가 흐르면서 발생되는 유체력에 따라 스프링의 탄성력을 결정함으로써 유체력에 의해 발생되는 오차 압력을 감소시키는 효과가 있다.As described above, according to the multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control according to the present invention, the difference between the elastic force of the spring and the fluid force generated while the fluid flows is reduced to precisely control the pressure control of the hydraulic circuit or mechanism. And, by determining the elastic force of the spring according to the fluid force generated while the fluid flows, there is an effect of reducing the error pressure generated by the fluid force.

이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.As described above, the present invention has been mainly described with reference to preferred embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may vary the present invention within the scope not departing from the technical spirit and scope described in the claims of the present invention. It can be modified or modified in any way. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims including examples of many such modifications.

10 : 하우징 11 : 포핏
12 : 스프링 13 : 인입구
14 : 배출구

100: 하우징 110 : 인입구
120 : 배출구 200 : 포핏
210 : 가압홈 220 : 제1경사면
300 : 유도관 310 : 제2경사면
400 : 탄성부 410 : 제1스프링
420 : 제2스프링 430 : 제3스프링
500 : 가압단 510 : 고정홈
600 : 조절나사
10: housing 11: poppet
12: spring 13: inlet
14: outlet

100: housing 110: inlet
120: outlet 200: poppet
210: pressing groove 220: first inclined surface
300: guide pipe 310: second inclined surface
400: elastic part 410: first spring
420: second spring 430: third spring
500: pressing end 510: fixing groove
600: adjusting screw

Claims (7)

유체가 공급 및 배출될 수 있도록 인입구와 배출구가 형성되어 있으며 내부는 중공으로 이루어져 있어 각종 부재 및 유체를 수용할 수 있도록 형성되는 하우징과;
상기 하우징의 내부에 형성되며 상기 인입구를 통해 인입되는 유체를 설정된 방향으로 배출시키는 유도관과;
상기 유도관의 상단에 형성되며 인입되는 유체의 압력에 따라 상기 유도관으로부터 이격되면서 개폐되어 유체를 배출시키는 포핏과;
상기 하우징의 내부에 형성되며 일단은 상기 포핏을 상기 유도관 방면으로 가압하여 상기 유도관으로부터 유체가 배출되지 않도록 다단으로 스프링이 형성된 탄성부;를 포함하며,
상기 포핏은 상기 유도관으로부터 유입되는 유체의 압력에 의해 상기 유도관으로부터 이격될 수 있도록 하단 중앙에 유체의 압력이 작용되는 가압홈;을 더 포함하며,
상기 가압홈은 상기 포핏 내부로 인입될수록 지름이 점진적으로 작아지는 제1경사면이 형성되어 있고,
상기 유도관의 상단 가장자리는 상기 제1경사면에 밀착될 수 있도록 경사진 제2경사면이 형성되어 있고,
상기 포핏은 유체의 압력에 의해 상기 유도관으로부터 이격되면 유체를 상기 포핏과 상기 유도관 사이에서 하부 방면으로 상기 제1경사면 및 제2경사면 사이로 흐르게 하여, 유체의 흐름에 의해 발생되는 유체력이 상기 포핏을 열리는 방향으로 작용되도록 유도하며,
상기 하우징의 내부에 형성되며 다단으로 된 상기 스프링의 타단을 지지하도록 형성되는 가압단과;
일단은 상기 가압단과 연결되고 타단은 상기 하우징 외부에 형성되어 회전 방향에 따라 상기 가압단을 상기 포핏을 향해 이동시켜 상기 탄성부의 탄성력을 조절하는 조절나사;를 더 포함하고,
상기 탄성부는 서로 다른 길이를 가진 제1스프링, 제2스프링, 제3스프링으로 이루어져 있으며,
상기 제1스프링, 상기 제2스프링, 상기 제3스프링은 유입되는 유체의 흐름에 따라 압력이 증가되면 순차적으로 상기 포핏에 접촉되면서 유체의 흐름에 의해 발생되는 압력을 감소시켜 일정한 압력 하에서 유체가 배출되도록 하고,
상기 탄성부는 상기 조절나사에 의해 다단으로 된 상기 제1스프링, 상기 제2스프링, 상기 제3스프링이 순차적으로 압축되도록 하여 유체의 압력에 의해 변동되는 유체력 스프링의 탄성 계수에 맞춰 상기 탄성부의 탄성계수를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는
정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브.
a housing having an inlet and an outlet for supplying and discharging the fluid, and having a hollow interior to accommodate various members and fluids;
an induction pipe formed inside the housing and discharging the fluid introduced through the inlet in a set direction;
a poppet formed on the upper end of the guide tube and opened and closed while being spaced apart from the guide tube according to the pressure of the incoming fluid to discharge the fluid;
and an elastic part formed inside the housing and having springs formed in multiple stages so that one end presses the poppet toward the guide tube to prevent the fluid from being discharged from the guide tube;
The poppet further includes a pressure groove in which the pressure of the fluid is applied to the center of the lower end so as to be spaced apart from the guide tube by the pressure of the fluid flowing from the guide tube,
The pressing groove is formed with a first inclined surface whose diameter gradually decreases as it enters the poppet,
The upper edge of the guide tube is formed with a second inclined surface inclined to be in close contact with the first inclined surface,
When the poppet is spaced apart from the guide tube by the pressure of the fluid, the fluid flows between the first inclined surface and the second inclined surface in a downward direction between the poppet and the guide tube, so that the fluid force generated by the flow of the fluid is the Inducing the poppet to act in the opening direction,
a pressing end formed inside the housing and formed to support the other end of the multi-stage spring;
An adjustment screw having one end connected to the pressing end and the other end formed outside the housing to move the pressing end toward the poppet according to the rotational direction to adjust the elastic force of the elastic part;
The elastic part consists of a first spring, a second spring, and a third spring having different lengths,
When the pressure of the first spring, the second spring, and the third spring is increased according to the flow of the flowing fluid, the pressure generated by the flow of the fluid is reduced while sequentially contacting the poppet, and the fluid is discharged under a constant pressure. make it possible,
The elastic portion of the elastic portion according to the elastic modulus of the fluid force spring fluctuates by the pressure of the fluid by sequentially compressing the first spring, the second spring, and the third spring formed in multiple stages by the adjusting screw. characterized in that the coefficient can be adjusted
Multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가압단은 상기 탄성부의 다단으로 된 스프링을 지지할 수 있도록 내측 방면으로 원형으로 파여지는 다수 개의 고정홈;을 더 포함하며,
상기 고정홈은 상기 다단으로 된 스프링 중 상기 포핏과 접촉되지 않은 무부하 상태인 스프링의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는
정밀 압력제어가 가능한 다단 스프링 압력제어밸브.
The method of claim 1,
The pressing end further includes a plurality of fixing grooves that are cut in a circle in an inner direction to support the multi-stage spring of the elastic part,
The fixing groove is characterized in that it fixes the position of the spring in a no-load state that is not in contact with the poppet among the multi-stage springs.
Multi-stage spring pressure control valve capable of precise pressure control.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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