KR102622536B1 - 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 관한 것으로서, 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구와 유입된 상기 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구가 마련된 몸체와, 상기 몸체 내부에 형성되며 상기 연결구를 통해 유입되는 상기 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤과, 하부면이 개구되어 있고 상기 파일럿 피스톤의 최상단이 삽입될 수 있도록 형성된 가압부가 형성되어 있으며, 상기 유체의 압력에 따라 개폐되어 상기 유체가 상기 파일럿 피스톤으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏을 포함하며, 상기 파일럿 피스톤의 최상단 중앙에는 상기 유체가 상기 포핏을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로를 더 포함하며, 상기 유체는 상기 댐핑유로를 통해 밀폐된 상기 가압부를 가압하면서 상기 포핏을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

Description

고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브{A direct-operated pressure control valve for controlling high-precision pressure and large-flow fluids}

본 발명은 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지할 때 배출되는 유체가 많아도 압력을 정밀하게 제어할 수 있는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 관한 것이다.

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.

이러한 압력제어밸브는 릴리프밸브, 시퀀스밸브, 카운터밸런스밸브, 감압밸브 등이 존재하며, 이 중 릴리프밸브의 구조를 이용하여 압력제어밸브의 구조를 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 직동형 압력제어밸브의 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.

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.

기존 직동형 압력제어밸브의 또 다른 문제점은 포핏(11)과 인입구(13) 사이에 형성되는 틈새로 많은 유량이 형성되기 위해서는 포핏(11)과 인입구(13)의 직경이 커야 하는데, 인입구(13) 직경이 크게 되면, 포핏(11)에 작용하는 유체력도 증가하게 되며, 큰 유체력과 균형을 이루는 스프링력도 증가하여야 하나, 스프링이 파단되지 않기 위하여 스프링 굵기도 지나치게 증가하게 되어 실제 적용에는 어려운 문제점이 있었다.

한국특허 공개번호 제10-2004-0009556호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작동체 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 다량의 유체를 배출하더라도 밸브 내부 압력의 변화가 작은 고정밀 압력 특성과 큰 유량을 얻을 수 있는 대유량 특성을 가지는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지하기 위해 유체를 배출할 때 밸브에 가해지는 압력변화에 의해 발생되는 채터링 현상(chattering)이 발생되지 않도록 방지할 수 있는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 밸브 내부를 통과하는 유체의 공동화 현상(cavitation)을 방지하여 포핏이 오동작되지 않도록 방지하여 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 밸브의 포핏에 가해지는 스프링의 탄성력을 정밀하게 조절할 수 있어 유체의 흐름에 따라 변동되는 압력 변화를 방지하고 작동체 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브는 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구와 유입된 상기 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구가 마련된 몸체와, 상기 몸체 내부에 형성되며 상기 연결구를 통해 유입되는 상기 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤과, 하부면이 개구되어 있고 상기 파일럿 피스톤의 최상단이 삽입될 수 있도록 형성된 가압부가 형성되어 있으며, 상기 유체의 압력에 따라 개폐되어 상기 유체가 상기 파일럿 피스톤으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏을 포함하며, 상기 파일럿 피스톤의 최상단 중앙에는 상기 유체가 상기 포핏을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로를 더 포함하며, 상기 유체는 상기 댐핑유로를 통해 밀폐된 상기 가압부를 가압하면서 상기 포핏을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 상기 파일럿 피스톤은 상기 몸체 내부에 형성되고 내부는 상기 연결구에서 상기 유체가 이동할 수 있는 투입홀이 형성되고, 상단에는 측면으로 상기 유체가 배출될 수 있도록 배출홀이 마련되며, 상단 가장자리에는 상기 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면이 마련된 고정단과, 상기 고정단의 상부에 형성되며 상기 포핏의 내측면과 접촉되어 유체가 상부 방향으로 흐르지 않도록 방지하는 지지단과, 상기 지지단의 상부에 형성되고 상기 가압부에 삽입되어 상기 댐핑유로를 통해 상기 유체가 상기 포핏을 가압하도록 하는 가압단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 상기 포핏은 상기 지지단과 상기 가압단 사이에 형성되며 상기 포핏이 개폐될 때 밀폐된 내부 공간의 체적이 증가되면서 진공압이 발생되는 것을 방지하는 진공방지홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 상기 몸체 내부에 형성되며 상기 포핏을 상기 파일럿 피스톤 방면으로 가압하여 설정된 압력 이하에서 상기 유체가 배출되지 않도록 방지하는 스프링과, 상기 몸체 상부에 형성되며 회전 방향에 따라 상기 스프링을 압축시켜 개폐 압력을 조절하는 압력조정나사를 더 포함하며, 상기 스프링은 서로 다른 길이를 가진 복수 개의 스프링 또는 피치 간격 및 지름이 점진적으로 가변되는 변탄성스프링을 이용하여 상기 압력조정나사에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 제1실시예의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브는 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구와 유입된 상기 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구가 마련된 몸체와, 상기 몸체 내부에 형성되며 상기 연결구를 통해 유입되는 상기 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤과, 중앙은 상기 파일럿 피스톤이 관통되어 삽입될 수 있도록 형성되어 있고, 상기 유체의 압력에 따라 개폐되어 상기 유체가 상기 파일럿 피스톤으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏을 포함하며, 상기 포핏은 상단 내측면에 형성되어 상기 파일럿 피스톤의 외측면과 밀착되어 유체가 배출되지 않도록 방지하고 압력이 전달되도록 형성되는 가압부와, 중단 및 하단 내측면에 형성되어 상기 파일럿 피스톤과 이격되어 상기 유체가 상기 포핏을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로를 더 포함하며, 상기 유체는 상기 댐핑유로를 통해 상기 포핏의 내측면을 따라 흐르면서 밀폐된 상기 가압부를 가압하여 상기 포핏을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

또한 제1실시예의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 상기 파일럿 피스톤은 상기 몸체 내부에 형성되고 중앙에는 상기 연결구에서 상기 유체가 이동할 수 있는 투입홀이 형성되고, 상단에는 양측으로 상기 유체가 배출될 수 있도록 배출홀이 마련되며, 상단 가장자리에는 상기 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면이 마련된 고정단과, 상기 포핏의 내측면을 향해 돌출되어 상기 유체가 흐를 수 있도록 상기 댐핑유로를 형성하는 가압단과, 상기 가압단의 상부에 형성되어 상기 포핏의 상단 내측면과 접촉되어 지지하여 상기 가압부에 유입된 상기 유체가 상기 포핏을 가압하도록 하는 지지단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 제1실시예의 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 상기 몸체 내부에 형성되며 상기 포핏을 상기 파일럿 피스톤 방면으로 가압하여 설정된 압력 이하에서 상기 유체가 배출되지 않도록 방지하는 스프링과, 상기 몸체 상부에 형성되며 회전 방향에 따라 상기 스프링을 압축시켜 개폐 압력을 조절하는 압력조정나사를 더 포함하며, 상기 스프링은 서로 다른 길이를 가진 복수 개의 스프링 또는 피치 간격 및 지름이 점진적으로 가변되는 변탄성스프링을 이용하여 상기 압력조정나사에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 의하면, 작동체 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 다량의 유체를 배출하더라도 밸브 내부 압력의 변화가 작은 고정밀 압력 특성과 큰 유량을 얻을 수 있는 대유량 특성을 가질 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 의하면, 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지하기 위해 유체를 배출할 때 밸브에 가해지는 압력변화에 의해 발생되는 채터링 현상(chattering)이 발생되지 않도록 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 의하면, 밸브 내부를 통과하는 유체의 공동화 현상(cavitation)을 방지하여 포핏이 오동작되지 않도록 방지하여 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 의하면, 밸브의 포핏에 가해지는 스프링의 탄성력을 정밀하게 조절할 수 있어 유체의 흐름에 따라 변동되는 압력 변화를 방지하고 작동체 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 직동형 압력제어밸브의 내부 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브가 유체 압력에 따라 개폐되는 모습을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 유체에 의해 포핏이 가압되는 부위를 나타낸 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 포핏과 파일럿 피스톤의 힘이 작용하는 방향을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 다단 스프링이 적용된 모습을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 다단 스프링과 유체력 스프링의 탄성계수 관계를 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 변탄성스프링이 적용된 모습을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 변탄성 스프링과 유체력 스프링의 탄성계수 관계를 나타낸 그래프.
도 10은 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 11은 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브가 유체 압력에 따라 개폐되는 모습을 나타낸 도면.
도 12는 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 유체에 의해 포핏이 가압되는 부위를 나타낸 확대도.

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.

본 발명은 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지할 때 배출되는 유체가 많아도 압력을 정밀하게 제어할 수 있는 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브가 유체 압력에 따라 개폐되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 유체에 의해 포핏(300)이 가압되는 부위를 나타낸 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 포핏(300)과 파일럿 피스톤(200)의 힘이 작용하는 방향을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브는 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구(110)와 유입된 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구(120)가 마련된 몸체(100)와, 몸체(100) 내부에 형성되며 연결구(110)를 통해 유입되는 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤(200)과, 하부면이 개구되어 있고 파일럿 피스톤(200)의 최상단이 삽입될 수 있도록 형성된 가압부(310)가 형성되어 있으며, 유체의 압력에 따라 개폐되어 유체가 파일럿 피스톤(200)으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏(300)을 포함하며, 파일럿 피스톤(200)의 최상단 중앙에는 유체가 포핏(300)을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로(211)를 더 포함하며, 유체는 댐핑유로(211)를 통해 밀폐된 가압부(310)를 가압하면서 포핏(300)을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

또한 몸체(100) 내부에 형성되며 포핏(300)을 파일럿 피스톤(200) 방면으로 가압하여 설정된 압력 이하에서 유체가 배출되지 않도록 방지하는 스프링(400)과, 몸체(100) 상부에 형성되며 회전 방향에 따라 스프링(400)을 압축시켜 개폐 압력을 조절하는 압력조정나사(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

몸체(100)는 유압을 이용하여 동작되는 유압장치 또는 유압탱크에 결합될 수 있도록 형성되며, 내부에는 파일럿 피스톤(200), 포핏(300), 스프링(400)이 수용될 수 있는 공간이 마련되어 있고 상부에는 압력조정나사(500)가 결합될 수 있도록 형성된다.

이때 몸체(100)의 일측 하부에는 연결구(110)가 마련되어 있어 유압장치, 유압탱크와 같은 작동체와 연결될 수 있게 되며, 작동체의 압력 변화에 따라 배출되는 유체가 인입될 수 있게 되고, 몸체(100)의 일측 상부에는 배출구(120)가 형성되어 있어 몸체(100) 내부로 유입된 유체를 외부로 배출시킬 수 있게 된다.

여기서 배출구(120)를 통해 배출되는 유체는 대기압 상태로 유체를 회수하는 탱크로 이동하게 되므로 몸체(100) 내부도 대기압 상태로 유지되고, 연결구(110)가 연결되는 작동체는 내부가 밀폐된 상태에서 대기압보다 높은 상태로 압력이 적용되는 상태이므로 연결구(110) 부위에는 작동체의 압력과 동일한 압력이 부가되게 된다.

파일럿 피스톤(200)은 몸체(100) 내부에서 연결구(110)와 연결되어 있으며, 연결구(110)를 통해 작동체의 압력변화에 따라 유입되는 유체의 배출방향을 제어하기 위해 사용되고, 상시 개방된 상태이나 상부에 결합되는 포핏(300)에 의해 유체가 배출되는 것이 방지되게 된다.

파일럿 피스톤(200)은 몸체(100) 내부에 형성되고 내부는 연결구(110)에서 유체가 이동할 수 있는 투입홀(232)이 형성되고, 상단에는 측면으로 유체가 배출될 수 있도록 배출홀(231)이 마련되며, 상단 가장자리에는 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면(233)이 마련된 고정단(230)과, 고정단(230)의 상부에 형성되며 포핏(300)의 내측면과 접촉되어 유체가 상부 방향으로 흐르지 않도록 방지하는 지지단(220)과, 지지단(220)의 상부에 형성되고 가압부(310)에 삽입되어 댐핑유로(211)를 통해 유체가 포핏(300)을 가압하도록 하는 가압단(210)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

파일럿 피스톤(200)의 고정단(230)은 몸체(100)에 나사산이나 억지끼워맞춤에 의해 고정되어 유입되는 유체 압력에도 몸체(100)와 분리되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 내부 중앙에는 연결구(110)를 통해 배출되는 유체가 상부 방향으로 이동할 수 있는 투입홀(232)이 형성되어 있고 투입홀(232)의 최상단에는 측면으로 유체가 배출될 수 있도록 다수 개의 배출홀(231)이 마련되어 있다.

즉, 연결구(110)를 통해 유입되는 유체는 고정단(230)의 투입홀(232)을 통해 수직으로 이동된 후 배출홀(231)을 통해 측면으로 배출되게 된다.

또한 배출홀(231)을 통해 배출되는 유체가 흐르면서 발생되는 유체력이 포핏(300)을 닫는 방향인 하부 방면으로 작용하지 않도록 하기 위해 배출홀(231)의 하부 가장자리에는 하부 방면으로 경사진 경사면(233)이 마련되어 있다.

여기서 파일럿 피스톤(200)은 하단 및 중단은 지름이 크게 형성되고 상단은 지름이 하단 및 중단에 비해 좁게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

작동체의 압력이 증가되어 포핏(300)을 상부 방향으로 이동시켜 포핏(300)이 개방되었을 때 유체는 포핏(300)의 내측면을 향해 배출되고, 경사면(233)을 통해 측면 하부 방향으로 배출되면서 유체력이 포핏(300)이 닫히는 방향으로 작용하지 않도록 방지할 수 있게 된다.

고정단(230)의 상부에는 지지단(220)이 형성되어 있으며, 지지단(220)은 고정단(230)의 상단 지름보다 크게 형성되어 있어 포핏(300)의 내측면과 접촉되어 고정단(230)으로부터 배출되는 유체가 하부 방향으로만 이동할 수 있도록 제어하기 위해 사용된다.

즉, 고정단(230)으로부터 배출되는 유체는 배출될 때 상부에 형성된 지지단(220)에 의해 하부 방향으로만 이동될 수 있게 된다.

가압단(210)은 지지단(220)의 상부에 형성되어 있으며 지지단(220)보다 지름이 작게 형성되어 있고 포핏(300)의 내부 중앙에 형성된 가압부(310)에 삽입될 수 있도록 형성된다.

이때 가압단(210)의 지름은 포핏(300)에 형성된 가압부(310)의 지름과 동일하게 형성되어 있어 가압부(310)에 삽입된 상태에서 가압단(210)의 외측면과 가압부(310)의 내측면이 밀착되어 유체가 틈새로 배출되지 않도록 한다.

또한 가압단(210)은 상부 중앙에서 투입홀(232)을 향해 관통되는 댐핑유로(211)가 형성되어 있으며, 댐핑유로(211)는 압력의 진동 발생을 방지하는 감쇠 기능을 수행하기 위해 사용된다.

감쇠 기구가 존재하지 않는 직동형 압력제어밸브는 유량이 증가할수록, 그리고 압력이 높아질수록 진동을 일으키기 쉽고, 이러한 진동을 억제하기 위해서는 포핏(300)이 천천히 움직이게 하는 감쇠 기구가 필요한데, 좁은 유로로 형성된 댐핑유로(211)를 통하여 서서히 이루어짐으로써 감쇠 기능을 수행한다.

또한 투입홀(232)을 통해 유입되는 유체는 작동체의 압력과 연동되어 항상 높은 압력이 작용하고 있으므로, 포핏(300)이 유체에 의해 상부로 이동되면서 가압부(310) 내부 공간이 팽창할 때 공동화 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 유체가 포핏(300)을 가압하는 부위의 지름이 포핏(300)이 경사면(233)으로부터 이격되어 유체가 배출되는 부위의 지름보다 훨씬 작기 때문에 스프링(400)에 작용하는 유체력도 감소하며, 유체력과 균형된 크기의 힘을 지지하는 스프링(400)도 작은 굵기로 제작이 가능하며, 동시에 유체 배출부의 지름이 크기 때문에 파일럿 피스톤(200)으로부터 배출되는 유량을 증가시킬 수 있게 된다.

포핏(300)은 파일럿 피스톤(200)이 내부로 삽입될 수 있도록 하부 중앙이 개구되어 있으며, 하부면은 파일럿 피스톤(200)의 경사면(233)에 밀착되어 파일럿 피스톤(200)에서 배출되는 유체가 몸체(100) 내부로 유입되지 않도록 방지하고, 유체의 압력 변화에 따라 상부 방향으로 이동되면서 유체가 몸체(100) 내부로 배출되도록 하기 위해 사용된다.

포핏(300)은 원통형상으로 이루어져 있는데, 하단에는 상단에 비해 지름이 크게 형성되어 측면으로 돌출되는 거치단(320)이 마련되어 있고, 거치단(320)의 상부면에는 스프링(400)이 접촉되어 스프링(400)의 탄성력에 의해 하부 방향으로 가압되어 파일럿 피스톤(200)에 밀착된 상태로 유지될 수 있게 된다.

또한 포핏(300)의 하부 중앙은 파일럿 피스톤(200)의 지지단(220)이 삽입될 수 있도록 지지단(220)의 지름과 동일하게 1차 홀가공되어 있고, 1차 홀가공된 부분에는 가압단(210)이 삽입될 수 있도록 가압단(210)의 지름과 동일하게 2차 홀가공이 되어 있다.

즉, 포핏(300)은 내부가 다단으로 형성되어 있어 지지단(220)과 가압단(210)이 각각 삽입되어 고정될 수 있도록 형성되어 있으며, 가압단(210)이 삽입되는 2차 홀가공 부위는 유체의 압력이 가해지는 가압부(310)가 된다.

또한 1차 가공홀의 크기가 넓어질수록 유체가 배출되는 유량을 증대시킬 수 있게 되며, 가압부(310)는 밀폐된 상태이기 때문에 댐핑유로(211)를 통해 고압의 유체가 유입되면 가압부(310)에 힘이 가해지면서 포핏(300)을 상부 방향으로 밀어낼 수 있게 된다.

또한 포핏(300)은 지지단(220)과 가압단(210) 사이에 형성되며 포핏(300)이 개폐될 때 밀폐된 내부 공간의 체적이 증가되면서 진공압이 발생되는 것을 방지하는 진공방지홀(330)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 진공방지홀(330)은 진공방지홀(330)에 연결된 포핏 내부 공간의 압력이 대기압 수준으로 작용하여 포핏(300)에 작용력도 무시할 정도로 작게 되는 것을 특징으로 한다.

파일럿 피스톤(200)의 지지단(220)은 포핏(300)의 1차 홀가공된 부위의 내측면에 밀착되게 되는데, 포핏(300)이 상부 방향으로 이동할 때 지지단(220)의 상부면에 공간이 발생되면서 진공압이 발생될 수 있게 된다.

진공압이 발생되는 경우 포핏(300)이 고압의 유체가 유입되더라도 정지된 상태로 고정되게 되므로 작동체의 압력을 일정하게 유지할 수 없게 된다.

이를 위해 포핏(300)의 측면에는 다수 개의 진공방지홀(330)을 형성하여 포핏(300)이 이동되면서 지지단(220)의 상부면 공간이 팽창되더라도 대기압 상태로 유지되도록 할 수 있어 진공압을 방지할 수 있게 된다.

여기서 진공방지홀(330)은 지지단(220)의 상부면을 향해 몸체(100) 내부의 유체가 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

스프링(400)은 몸체(100) 내부에 형성되어 있으며, 몸체(100) 외부에 형성된 압력조정나사(500)를 회전시켜 스프링(400)을 압축시켜 탄성력을 조정할 수 있게 된다.

스프링(400)이 압축됨에 따라 포핏(300)의 거치단(320) 상부면을 하부 방면으로 가압하는 힘이 변동되기 때문에 작동체에서 유지하고자 하는 설정 압력을 조절할 수 있게 된다.

또한 압력조정나사(500)는 몸체(100) 내부에서 유체가 배출되는 것을 방지하기 위해 몸체(100) 내부에 형성된 가압시트(600)와 연결되어 가압시트(600)를 승하강 시키는 것이 바람직하며, 가압시트(600)에 스프링(400)이 결합되어 압축되도록 하는 것이 바람직하다.

압력제어밸브의 보다 세부적인 동작상태를 나타내면 다음과 같다.

댐핑유로(211)를 통해 유입되는 유체의 압력

은 지지단(220)에는 전달되지 않고, 가압부(310) 및 가압단(210)에만 전달되어 포핏(300)을 구동한다.

압력

이 포핏(300)에 작용하는 힘의 크기는 댐핑유로(211) 입구 압력

에 가압단(210) 면적

를 곱한 값으로 주어지고, 가압단(210) 면적

을 작게 선정함으로써 스프링(400)에 작용하는 힘의 크기도 줄일 수 있다.

포핏(300)에 가해지는 압력은 유체가 투입홀(232)을 통해 투입되는 압력

의 효과를 축소시킬 뿐만 아니라, 유체 흐름의 방향의 변화로 야기되는 유체력의 효과도 함께 축소시킬 수 있다.

즉, 투입홀(232) 입구부의 압력의 효과와 유체력의 효과를 '가압단(210) 면적/(가압단(210) 면적 + 지지단(220) 면적) 혹은

'의 비율로 축소시킬 수 있다.

포핏(300)에 작용하는 힘의 크기를 축소함으로써, 유압력과 평형을 이루는 스프링력의 크기도 줄일 수 있으며, 스프링(400)의 굵기를 줄이더라도 스프링(400)이 파단되지 않는 안전한 설계가 가능하다.

밸브를 통과하는 유량이 증대하더라도 유체력의 크기를 '가압단(210) 면적/(가압단(210) 면적 + 지지단(220) 면적)'의 비율로 축소시킬 수 있으며, 유체력과 평형을 이루는 스프링(400)의 탄성 계수도 감소시킬 수 있다.

이러한 특성을 이용하면 대용량의 직동형 압력제어밸브를 구현할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 다단 스프링(400)이 적용된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 다단 스프링(400)과 유체력 스프링의 탄성계수 관계를 나타낸 그래프이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 스프링(400)은 서로 다른 길이를 가진 복수 개의 스프링(400)을 이용하여 압력조정나사(500)에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 한다.

종래의 압력제어밸브에는 탄성계수가 일정한 스프링(400)이 사용되는데, 이러한 밸브는 통과하는 유량이 증가함에 따라, 압력이 증가하는 압력 상승(pressure override)이 초래되는 단점이 존재한다.

유량 변화에 대한 압력 변화를 줄이는 목적으로 도 6과 같이 2개 이상의 스프링(400)을 병렬로 사용하는 다단 스프링(400)을 적용할 수도 있으며, 도 8과 같이 압력의 크기에 따라 탄성이 변화하는 변탄성 스프링(420)을 적용할 수 있다.

본 발명의 압력제어밸브에서 포핏(300)이 개구되기 시작하는 순간의 압력을 크래킹 압력

(cracking pressure)으로 호칭하며 다음 식으로부터 주어진다.

(스프링(400) 탄성 :

, 크래킹 압력 :

, 가압단(210) 면적 :

)

포핏(300)의 변위

가 형성되고 유량이 흐르게 되면, 포핏(300) 변위만큼 스프링(400)이 추가로 압축되어 수학식 1의 좌변의 힘이 증가하며, 유체 흐름의 변화가 생기면서 발생하는 유체력이 포핏(300)을 열어주는 방향으로 작용하여 수학식 1의 우변의 힘도 증가한다.

보통 포핏(300) 변위

는 조정 나사 변위

보다 매우 작으므로 다음 식의 형태로 간단히 할 수 있다.

(스프링(400) 탄성 :

, 포핏(300) 변위 :

, 크래킹 압력 :

, 가압단(210) 면적 :

, 유체력 스프링의 탄성계수 :

)

여기서

는 유체력의 효과를 일종의 유체력 스프링으로 간주할 수 있는데, 유체력 스프링의 탄성 계수를 의미한다.

(유체력 스프링의 탄성계수 :

, 유량 계수 :

, 포핏(300) 개구부 지름 :

, 포핏(300) 변위량 :

, 크래킹 압력 :

, 가압단(210) 면적 :

, 지지단(220) 면적 :

)

유체력 스프링의 탄성 계수는 압력의 크기에 따라 변화하는 변탄성 특성을 가진다. 수학식 2에서 스프링(400) 탄성

를 유체력 스프링의 탄성

에 가깝게 조절해 준다면, 밸브에 걸리는 압력의 변화를 줄일 수 있다.

밸브의 압력 변화를 줄이는 방법으로 도 6에서 보여주는 것과 같이

의 탄성 계수의 스프링(400)을 다수 사용하여 각 구간별로 유효 스프링(400)의 탄성이 변화하되, 유체력 스프링의 탄성에 가깝게 변화시킬 수 있게 된다.

도 6에서는 제1스프링(410), 제2스프링(420), 제3스프링(430)의 길이가 포핏(300)에 접촉되지 않도록 형성한 뒤, 압력조정나사(500)에 의해 압력을 설정할 때 포핏(300)에 접촉되는 스프링(400)의 개수에 따라 포핏(300)에 적용되는 탄성계수가 달라지도록 하여 도 7과 같이 설정압력에 따라 유체력 스프링의 탄성에 맞게 제어할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 변탄성 스프링(420)이 적용된 모습을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 변탄성 스프링(420)과 유체력 스프링의 탄성계수 관계를 나타낸 그래프이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 피치 간격 및 지름이 점진적으로 가변되는 변탄성 스프링(420)을 이용하여 상기 압력조정나사(500)에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 한다.

압력제어밸브를 통과하는 유량의 변화에 대한 압력의 변화를 줄이기 위해 스프링(400)의 탄성이 유체력 스프링의 탄성에 일치하도록 변화시킬 수 있게 된다.

변탄성 스프링(420)의 작동 원리는 도 8과 같이 변탄성 스프링(420)을 압축함에 따라 스프링(400)의 한 쪽 부분의 스프링(400) 선(spring wire)이 서로 밀착될 뿐만 아니라 가압시트(600)에 고정되는 부분(α)은 스프링(400) 기능을 상실하게 되고, 결과적으로 유효 스프링(400)의 길이(β)가 짧아지면서 스프링(400)의 탄성 계수가 증가하게 된다.

이러한 탄성계수는 압력 조정 나사의 변위의 크기에 따라 압력이 결정되며, 도 9와 같이 설정압력에 대한 유체력 스프링의 탄성을 가지도록 제어될 수 있게 된다.

도 10은 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 11은 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브가 유체 압력에 따라 개폐되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 12는 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브의 유체에 의해 포핏(300)이 가압되는 부위를 나타낸 확대도이다.

도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브는 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구(110)와 유입된 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구(120)가 마련된 몸체(100)와, 몸체(100) 내부에 형성되며 연결구(110)를 통해 유입되는 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤(200)과, 중앙은 파일럿 피스톤(200)이 관통되어 삽입될 수 있도록 형성되어 있고, 유체의 압력에 따라 개폐되어 유체가 파일럿 피스톤(200)으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏(300)을 포함하며, 포핏(300)은 상단 내측면에 형성되어 파일럿 피스톤(200)의 외측면과 밀착되어 유체가 배출되지 않도록 방지하고 압력이 전달되도록 형성되는 가압부(310)와, 중단 및 하단 내측면에 형성되어 파일럿 피스톤(200)과 이격되어 유체가 포핏(300)을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로(211)를 더 포함하며, 유체는 댐핑유로(211)를 통해 포핏(300)의 내측면을 따라 흐르면서 밀폐된 가압부(310)를 가압하여 포핏(300)을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

또한 파일럿 피스톤(200)은 몸체(100) 내부에 형성되고 중앙에는 연결구(110)에서 유체가 이동할 수 있는 투입홀(232)이 형성되고, 상단에는 양측으로 유체가 배출될 수 있도록 배출홀(231)이 마련되며, 상단 가장자리에는 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면(233)이 마련된 고정단(230)과, 포핏(300)의 내측면을 향해 돌출되어 유체가 흐를 수 있도록 댐핑유로(211)를 형성하는 가압단(210)과, 가압단(210)의 상부에 형성되어 포핏(300)의 상단 내측면과 접촉되어 지지하여 가압부(310)에 유입된 유체가 포핏(300)을 가압하도록 하는 지지단(220)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 몸체(100) 내부에 형성되며 포핏(300)을 파일럿 피스톤(200) 방면으로 가압하여 설정된 압력 이하에서 유체가 배출되지 않도록 방지하는 스프링(400)과, 몸체(100) 상부에 형성되며 회전 방향에 따라 스프링(400)을 압축시켜 개폐 압력을 조절하는 압력조정나사(500)를 더 포함하며, 스프링(400)은 서로 다른 길이를 가진 복수 개의 스프링(400) 또는 피치 간격 및 지름이 점진적으로 가변되는 변탄성 스프링(420)을 이용하여 압력조정나사(500)에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 한다.

제1실시예에서 사용되는 구조는 포핏(300)과 파일럿 피스톤(200)의 구조만 일부 상이할 뿐 그 외의 다른 기능이나 특징은 도 1 내지 도 9와 동일하므로 중복되는 내용은 생략하기로 한다.

제1실시예에서 파일럿 피스톤(200)은 포핏(300)의 중앙이 아닌 상단 내측면에 유체가 유입되면서 가압력을 전달하도록 구성되어 있으며, 이를 위해 포핏(300)의 구조는 중앙에 파일럿 피스톤(200)이 삽입될 수 있도록 개구되어 있다.

포핏(300)은 원통형으로 구성되어 있으며 중앙에는 상부와 하부가 개구되어 있어 내부에 파일럿 피스톤(200)이 삽입될 수 있도록 형성되어 있고, 하단 외측면에는 스프링(400)이 거치될 수 있는 거치단(320)이 마련되어 있다.

또한 포핏(300)의 중앙을 개구시킬 때 개구되는 상단 지름은 중단과 하단 지름보다 작게 형성하여 상단은 파일럿 피스톤(200)의 최상단에 밀착되도록 형성되고, 중단과 하단은 파일럿 피스톤(200)과 접촉되지 않도록 구성되어 있어 내측면에 단차가 발생되며, 단차가 형성된 부위는 유체에 의해 가압되어 포핏(300)을 개폐시키는 가압부(310)가 된다.

유체가 파일럿 피스톤(200)의 외측면과 포핏(300)의 내측면 사이의 틈새로 이동할 수 있게 되며, 상단에 형성된 단차에 막혀 유체가 이동되지 않게 된다.

즉, 고압의 유체가 유입되면 단차가 형성된 가압부(310)에 압력이 전달되고, 이러한 압력은 포핏(300)을 상부 방향으로 힘을 발생시켜 포핏(300)을 개폐시킬 수 있게 된다.

또한 파일럿 피스톤(200)은 고정단(230), 가압단(210), 지지단(220)으로 구성되어 있으며, 고정단(230)은 몸체(100) 내부에 나사산 또는 억지끼워맞춤에 의해 고정된 상태로 유지되고 내부에는 투입홀(232)이 형성되어 있어 연결구(110)를 통해 작동체에서 유입되는 유체가 이동할 수 있도록 형성되어 있다.

또한 고정단(230)의 상단에는 측면으로 유체가 배출될 수 있도록 다수 개의 배출홀(231)이 마련되어 있으며, 배출홀(231)을 통해 배출되는 유체는 포핏(300)의 내측면을 따라 이동할 수 있게 된다.

즉, 유체의 압력이 스프링(400)의 탄성력보다 낮은 경우 유체는 배출홀(231)을 통해 배출된 뒤 포핏(300) 내측면에 채워진 상태로 유지되게 되고, 유체의 압력이 증가되면 밀폐된 상부 방향으로 힘이 작용되면서 포핏(300)이 개방될 수 있게 된다.

고정단(230)의 상부에는 포핏(300)의 내측면을 향해 돌출되는 가압단(210)이 형성되어 있으며, 가압단(210)은 포핏(300)의 내측면과 이격된 상태로 틈새를 형성하여 좁은 통로를 통해 고압의 유체가 투입될 때 압력 진동이 발생되는 것을 방지하는 댐핑유로(211)를 형성하게 된다.

즉, 댐핑유로(211)는 포핏(300)의 내측면과 가압단(210) 사이의 틈새를 매우 좁게 형성하여 고압의 유체가 압력 변화에 따라 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있게 하는 감쇠기능을 가질 수 있게 된다.

가압단(210)의 상부에는 지지단(220)이 형성되어 있는데, 지지단(220)은 가압단(210)의 지름보다는 작게 형성되어 있고 포핏(300)의 상단 내측면에 밀착되어 유체가 상부 방향으로 이동되지 않도록 방지하기 위해 사용된다.

지지단(220)을 통해 유체는 가압부(310)에 머물게 되면서 압력에 따라 포핏(300)만 상부 방향으로 밀어낼 수 있게 되고 이를 통해 설정된 압력 이상으로 작동체의 압력이 증가되면 포핏(300)이 개방되면서 유체를 몸체(100)로 배출시킬 수 있게 된다.

제1실시예에서 생략된 설명은 본 발명과 중복된 내용을 생략하는 것으로 본 발명에 기재된 내용은 제1실시예에서도 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브에 의하면, 작동체 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 다량의 유체를 배출하더라도 밸브 내부 압력의 변화가 작아 고정밀 특성과 큰 유량을 얻을 수 있는 대유량 특성을 가지고, 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지하기 위해 유체를 배출할 때 밸브에 가해지는 압력변화에 의해 발생되는 채터링 현상(chattering)이 발생되지 않도록 방지할 수 있으며, 밸브 내부를 통과하는 유체의 공동화 현상(cavitation)을 방지하여 포핏이 오동작되지 않도록 방지하여 작동체 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있고, 밸브의 포핏에 가해지는 스프링의 탄성력을 정밀하게 조절할 수 있어 유체의 흐름에 따라 변동되는 압력 변화를 방지하고 작동체 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

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.

100 : 몸체
110 : 연결구
120 : 배출구
200 : 파일럿 피스톤
210 : 가압단
211 : 댐핑유로
220 : 지지단
230 : 고정단
231 : 배출홀
232 : 투입홀
233 : 경사면
300 : 포핏
310 : 가압부
320 : 거치단
330 : 진공방지홀
400 : 스프링
410 : 제1스프링
420 : 제2스프링
430 : 제3스프링
420 : 변탄성스프링
500 : 압력조정나사
600 : 가압시트

Claims (6)

1. 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구와 유입된 상기 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구가 마련된 몸체와;
   상기 몸체 내부에 형성되며 상기 연결구를 통해 유입되는 상기 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤과;
   하부면이 개구되어 있고 상기 파일럿 피스톤의 최상단이 삽입될 수 있도록 형성된 가압부가 형성되어 있으며, 상기 유체의 압력에 따라 개폐되어 상기 유체가 상기 파일럿 피스톤으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏;을 포함하며,
   상기 파일럿 피스톤의 최상단 중앙에는 상기 유체가 상기 포핏을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로;를 더 포함하며,
   상기 유체는 상기 댐핑유로를 통해 밀폐된 상기 가압부를 가압하면서 상기 포핏을 개폐하고,
   상기 파일럿 피스톤은
   상기 몸체 내부에 형성되고 내부는 상기 연결구에서 상기 유체가 이동할 수 있는 투입홀이 형성되고, 상단에는 측면으로 상기 유체가 배출될 수 있도록 배출홀이 마련되며, 상단 가장자리에는 상기 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면이 마련된 고정단과;
   상기 고정단의 상부에 형성되며 상기 포핏의 내측면과 접촉되어 유체가 상부 방향으로 흐르지 않도록 방지하는 지지단과;
   상기 지지단의 상부에 형성되고 상기 가압부에 삽입되어 상기 댐핑유로를 통해 상기 유체가 상기 포핏을 가압하도록 하는 가압단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 포핏은
   상기 지지단과 상기 가압단 사이에 형성되며 상기 포핏이 개폐될 때 밀폐된 내부 공간의 체적이 증가되면서 진공압이 발생되는 것을 방지하는 진공방지홀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브.
   
4. 내부에 유체가 유입될 수 있도록 형성되는 연결구와 유입된 상기 유체가 외부로 배출될 수 있도록 배출구가 마련된 몸체와;
   상기 몸체 내부에 형성되며 상기 연결구를 통해 유입되는 상기 유체의 배출방향을 제어하는 파일럿 피스톤과;
   중앙은 상기 파일럿 피스톤이 관통되어 삽입될 수 있도록 형성되어 있고, 상기 유체의 압력에 따라 개폐되어 상기 유체가 상기 파일럿 피스톤으로부터 배출될 수 있도록 하는 포핏;을 포함하며,
   상기 포핏은
   상단 내측면에 형성되어 상기 파일럿 피스톤의 외측면과 밀착되어 유체가 배출되지 않도록 방지하고 압력이 전달되도록 형성되는 가압부와;
   중단 및 하단 내측면에 형성되어 상기 파일럿 피스톤과 이격되어 상기 유체가 상기 포핏을 가압할 때 압력변화에 따른 진동을 방지하기 위한 댐핑유로;를 더 포함하며,
   상기 유체는 상기 댐핑유로를 통해 상기 포핏의 내측면을 따라 흐르면서 밀폐된 상기 가압부를 가압하여 상기 포핏을 개폐하고,
   상기 파일럿 피스톤은
   상기 몸체 내부에 형성되고 중앙에는 상기 연결구에서 상기 유체가 이동할 수 있는 투입홀이 형성되고, 상단에는 양측으로 상기 유체가 배출될 수 있도록 배출홀이 마련되며, 상단 가장자리에는 상기 유체가 하부 방면으로 흐를 수 있도록 경사면이 마련된 고정단과;
   상기 고정단의 상부에 형성되며 상기 포핏의 내측면을 향해 돌출되어 상기 유체가 흐를 수 있도록 상기 댐핑유로를 형성하는 가압단과;
   상기 가압단의 상부에 형성되어 상기 포핏의 상단 내측면과 접촉되어 지지하여 상기 가압부에 유입된 상기 유체가 상기 포핏을 가압하도록 하는 지지단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브.
   
5. 삭제
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 몸체 내부에 형성되며 상기 포핏을 상기 파일럿 피스톤 방면으로 가압하여 설정된 압력 이하에서 상기 유체가 배출되지 않도록 방지하는 스프링과;
   상기 몸체 상부에 형성되며 회전 방향에 따라 상기 스프링을 압축시켜 개폐 압력을 조절하는 압력조정나사;를 더 포함하며,
   상기 스프링은 서로 다른 길이를 가진 복수 개의 스프링 또는 피치 간격 및 지름이 점진적으로 가변되는 변탄성스프링을 이용하여 상기 압력조정나사에 의해 탄성력이 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는
   고정밀 압력 및 대유량 유체를 제어하기 위한 직동형 압력제어밸브.