KR20020034473A - Servo valve for enhancing the capacity of transferring signal - Google Patents

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KR20020034473A
KR20020034473A KR1020000064796A KR20000064796A KR20020034473A KR 20020034473 A KR20020034473 A KR 20020034473A KR 1020000064796 A KR1020000064796 A KR 1020000064796A KR 20000064796 A KR20000064796 A KR 20000064796A KR 20020034473 A KR20020034473 A KR 20020034473A
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Abstract

PURPOSE: A servo valve having much stabled dynamic characteristic is provided to respond to operation of a main valve exactly and promptly and to make stable control performed by making the space in the main spool keep constant pressure. CONSTITUTION: A servo valve having much stabled dynamic characteristic is equipped with a pressure balancing mechanism(10) constantly keeping set pressure of a hydraulic supply line(160) of the main valve(120) and prompt movement of the main valve spool(122) is secured. The balancing mechanism forms a hollow cylinder shaped-chamber(5) to the hydraulic supply line of the main valve and has a balancing spool(8) movable right and left in the hollow cylinder shaped-chamber. The balancing spool closes the hydraulic supply line of the main valve and maintains constant pressure. If the main supply pressure is maintained over the set pressure, the spool moved to open the flow channel of the hydraulic supply line of the main valve and the pressure of the hydraulic supply line moves the main valve spool, and oil and pressure is supplied to the main valve.

Description

동특성이 보다 안정된 서보밸브{SERVO VALVE FOR ENHANCING THE CAPACITY OF TRANSFERRING SIGNAL}SERVO VALVE FOR ENHANCING THE CAPACITY OF TRANSFERRING SIGNAL

본 발명은 압연기의 상,하 작업롤사이의 간격(gap)을 조정하기 위한 유압 자동화설비에서 사용되는 서보 밸브에 관한 것으로, 보다 상세히는 메인 밸브로 공급되는 유압펌프의 정지나 설정압력의 저하, 유압배관의 누유등이 발생하는 경우, 메인 밸브의 메인 스풀이 불안정하게 되는 것을 최소화하여 보다 안정정으로 신속하게 응답하고, 대상기기의 보다 정확한 제어가 이루어지도록 된 동특성이 보다 안정된 서보밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a servo valve used in a hydraulic automation system for adjusting the gap between the upper and lower working rolls of the rolling mill, and more specifically, to stop or reduce the set pressure of the hydraulic pump supplied to the main valve, When leakage of hydraulic piping occurs, the servo valve is more stable in dynamic characteristics, which minimizes instability of the main spool of the main valve, responds more quickly and more stably, and enables more accurate control of the target equipment.

일반적으로 산업분야에서 다양하게 사용되어지는 서보밸브는 제철산업에서는 압연기의 상,하 작업롤사이의 간격을 조절하기 위한 전기 자동화 유압설비등에 사용되며, 이는 매우 민감한 동작특성을 가져야 하고, 정밀하게 작동되어야 한다. 이러한 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 설비의 성능에 직접적인 영향을 미치고, 그에 따라서 전체 시스템에 불균형을 초래하여 생산제품의 품질불량 및 생산 불안정등의 문제점을 야기시키는 것이다.In general, servo valves, which are widely used in the industrial field, are used in electric automation hydraulic equipment for controlling the gap between the upper and lower work rolls of the rolling mill in the steel industry, which must have very sensitive operating characteristics and operate precisely. Should be. If this condition is not satisfied, it directly affects the performance of the facility, thereby causing an imbalance in the whole system, causing problems such as poor product quality and production instability.

통상적으로 서보 밸브(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(110)를 제어하기 위하여 사용되는 메인 밸브(120)와, 상기 메인 밸브(120)를 제어하기 위한 파일럿 밸브(130)들이 갖춰지고, 입력 전류의 대소에 따라서 유압 실린더(110)에 공급하는 유압과 유량을 비례적으로 제어하여 원하는 동작특성을 얻도록 구성된 것이다. 즉, 메인 밸브(120)의 상부측으로 파일럿 밸브(130)가 위치되고, 그 상부측으로는 솔레노이드(140)가 배치되며, 상기 메인 밸브(120)의 일측으로는 메인 밸브(120)내의 메인 스풀(122)의 위치를 검출하기 위한 위치검출기(150)가 배치된다.Typically, as shown in FIG. 1, the servo valve 100 includes a main valve 120 used to control the hydraulic cylinder 110 and pilot valves 130 for controlling the main valve 120. It is equipped to, and is configured to proportionally control the oil pressure and the flow rate supplied to the hydraulic cylinder 110 according to the magnitude of the input current to obtain the desired operating characteristics. That is, the pilot valve 130 is positioned on the upper side of the main valve 120, the solenoid 140 is disposed on the upper side thereof, and on one side of the main valve 120, the main spool in the main valve 120 ( A position detector 150 for detecting the position of 122 is disposed.

그 작동원리는 입력전류가 솔레노이드(140)의 코일(142)로 인가되어 아마추어(armature)(144)에 자기적 극성이 형성되면, 상,하부 자석(146a)(146b)사이에 위치하고 있던 아마추어(144)는 전류의 극성과 크기에 따라서 상부 혹은 하부측의 자석(146a)(146b)으로 이동하게 되고, 이에 따라서 상기 아마추어(144)에 일체로 형성된 플래퍼(148)가 도면의 좌측 또는 우측으로 기울면서 노즐(149)의 배압을 변화시키며, 상기 좌,우노즐(149)의 배압변화는 그 노즐(149)에 각각 연결된 파일럿 밸브(130)의 스풀(133)을 좌우로 이동시키게 된다.The operation principle is that when the input current is applied to the coil 142 of the solenoid 140 to form a magnetic polarity in the armature 144, the armature that is located between the upper and lower magnets 146a and 146b ( 144 moves to the upper or lower magnets 146a and 146b according to the polarity and magnitude of the current, so that the flapper 148 integrally formed on the armature 144 is inclined to the left or right side of the drawing. While the back pressure of the nozzle 149 is changed, the back pressure change of the left and right nozzles 149 moves the spool 133 of the pilot valve 130 connected to the nozzle 149 from side to side.

상기 스풀(133)이 좌우로 이동됨에 따라서, 유압입력포트(136)의 공급압이 파일럿 포트(138)측으로 공급될 수 있도록 유로가 형성되며, 이와 같이 파일럿 스풀(133)이 좌측으로 이동하여 유로가 형성되면, 이는 메인 밸브(120)의 메인 밸브스풀(122)측면에 우측 유로를 통하여 오일이 공급되고, 이와 같이 메인 밸브(120)의 스풀(122) 우측측면에 공급된 오일은 메인 밸브(120)의 스풀(122)을 좌측으로 밀게 되며, 따라서, 메인 밸브(120)에 공급되는 유압 펌프(170)로부터 공급압 P이 유압공급라인(160)을 통해 우측포트(162)로 흐르게 되면, 실린더 로드(115)는 후진하는 방향으로 이동하게 된다.As the spool 133 is moved left and right, a flow path is formed so that the supply pressure of the hydraulic input port 136 can be supplied to the pilot port 138 side, and thus the pilot spool 133 is moved to the left to flow Is formed, it is supplied to the main valve spool 122 side of the main valve 120 through the right flow path, the oil supplied to the right side of the spool 122 of the main valve 120 is the main valve ( When the spool 122 of the 120 is pushed to the left, the supply pressure P flows from the hydraulic pump 170 supplied to the main valve 120 to the right port 162 through the hydraulic supply line 160. The cylinder rod 115 is moved in the reverse direction.

그리고, 반대로 파일럿 밸브(130)의 스풀(133)이 우측으로 이동하여 포트에 유로가 형성되면, 이는 메인 밸브(120)의 좌측유로를 통하여 메인 밸브스풀(122)의 좌측면에 오일이 공급되고, 이와 같이 메인 밸브스풀(122)측면에 공급된 오일은 메인 밸브(120)의 스풀을 우측으로 밀게 되며, 따라서, 메인 밸브(120)에 유압공급라인(160)을 통하여 공급되는 공급압이 좌측 포트(164)를 통해 흐르게 되면, 실린더 로드(115)가 전진하는 방향으로 움직이게 된다.On the contrary, when the spool 133 of the pilot valve 130 is moved to the right and the flow path is formed in the port, oil is supplied to the left side of the main valve spool 122 through the left channel of the main valve 120. In this way, the oil supplied to the side of the main valve spool 122 pushes the spool of the main valve 120 to the right, and thus, the supply pressure supplied to the main valve 120 through the hydraulic supply line 160 is left. When flowing through the port 164, the cylinder rod 115 moves in a forward direction.

상기와 같은 구성으로 된 종래의 서보밸브(100)는 유압펌프(170)에서 적당한 압력과 유량을 가진 오일이 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)에 연속적으로 공급되는 경우에는 아무런 지장이 없으나, 현장작업상황에서는 불연속적인 경우가 많게 되어, 오일 공급이 불안정하게 되는 것이다. 따라서, 서보 제어계의 불안정에 따라서 메인 밸브(120)의 제어 불량률이 종종 품질관리의 문제점으로 제기된다.In the conventional servo valve 100 having the above configuration, when the oil having the appropriate pressure and flow rate in the hydraulic pump 170 is continuously supplied to the hydraulic supply line 160 of the main valve 120, there is no problem. However, there are many cases of discontinuity in the field work situation, the oil supply becomes unstable. Therefore, the control failure rate of the main valve 120 is often raised as a problem of quality control due to the instability of the servo control system.

또한, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)의 불연속적인 오일 공급은 그 오일과 압력이 "0"에서 시작하여 설정치까지 증가한 다음 메인 스풀(122)의 이동을 이루는 것으로, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)에 오일과 압력이 순간적으로 설정값 이하로 하락되면, 메인 밸브(120)의 메인 밸브스풀(122)이 그 위치를 이탈하게 되고, 메인 밸브스풀(122)의 위치이탈에 따른 메인 밸브(120) 위치검출기(150)에서의 출력변화는 설비 제어루프(미도시)내에서 불필요한 보상 출력값이 지나치게 나가게 되어 시스템의 안정복귀시간이 길어지게 되고, 불필요한 이상 동작에 따른 서보 제어계의 불안정성을 반복적으로 야기시키게 된다.In addition, the discontinuous oil supply of the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 is to increase the oil and pressure starting from "0" to the set value and then to move the main spool 122, the main valve 120 When the oil and pressure in the hydraulic supply line 160 of the instantaneously falls below the set value, the main valve spool 122 of the main valve 120 is out of the position, the position of the main valve spool 122 The change in output from the position detector 150 of the main valve 120 due to the deviation causes excessive compensation output value in the facility control loop (not shown), resulting in a long stable return time of the system, and a servo according to unnecessary abnormal operation. It causes repeated instability of the control system.

즉, 현장 작업조건에 따라서, 유압펌프(170)의 정지후 재가동시나, 압연 작업조건을 준비하는 경우, 유압공급라인(160)에는 항상 일정압력, 예를 들면 70kg/cm2의 압력이 유지되어야 메인 밸브(120)의 메인 스풀(122)이 정위치되어 위치변동이 최소화 될 수 있지만, 종래에는 유압펌프(170)의 정지시나, 정지후 초기 기동시, 상기 유압공급라인(160)의 압력은 별도의 압력유지수단이 없기 때문에 0으로 저하되며, 이와 같은 경우는 메인 스풀(122)의 양측에 잔류하는 압력이 메인 스풀(122)의 위치를 이동시키게 되며, 이러한 메인 스풀(122)의 위치이동은 메인 스풀 위치검출기(150)에 의해서 서보밸브(100)의 초기 설정값을 변화시키는 문제점을 갖게 된다.That is, depending on the site working conditions, when the hydraulic pump 170 is restarted or when rolling operation conditions are prepared, a constant pressure, for example, 70 kg / cm 2 , must be maintained in the hydraulic supply line 160 at all times. While the main spool 122 of the main valve 120 may be in the correct position, the positional change may be minimized. However, when the hydraulic pump 170 is stopped or initially started after the stop, the pressure of the hydraulic supply line 160 is Since there is no separate pressure holding means, the pressure drops to zero. In this case, the pressure remaining on both sides of the main spool 122 moves the position of the main spool 122, and the position movement of the main spool 122 is performed. The main spool position detector 150 has a problem of changing the initial set value of the servo valve (100).

그리고, 상기와 같이 압력이 0인 상태에서 유압펌프(170)를 작동시키면, 유압공급라인(160)으로 부터의 급격한 압력발생으로 인하여 메인 스풀(122)의 또 다른 위치이동이 일어나게 되고, 이러한 위치변동은 상기 메인 스풀 위치검출기(150)를 통하여, 또 다시 서보밸브(100)의 초기 설정값을 변경시키게 되는 문제점도 갖는 것이다.In addition, when the hydraulic pump 170 is operated in the state where the pressure is 0 as described above, another position movement of the main spool 122 occurs due to a sudden pressure generation from the hydraulic supply line 160, and such a position Variation also has the problem of changing the initial setting value of the servovalve 100 through the main spool position detector 150 again.

이와 같이 메인 스풀 위치검출기(150)로 부터의 출력변화값에 기인한 서보밸브(100)의 초기 설정값 변화는 이를 정상으로 복귀시켜 전체적인 시스템 제어가 이루어지도록 하여야 함으로서 시스템의 정상적인 복귀시간이 길어지게 되고, 작동 후 정상작업까지 소요시간이 길어지게 한다.In this way, the initial set value change of the servovalve 100 due to the output change value from the main spool position detector 150 should be returned to normal to allow the overall system control to be performed, thereby increasing the normal return time of the system. After the operation, the time required for normal operation becomes longer.

따라서, 종래에는 유압공급라인(160)에서 불연속적인 오일 압력이 유지됨으로써, 메인 밸브(120)에서 최초 안정복귀시간이 길어지고, 불필요한 스풀(122)의 위치 변화발생과, 보상관계의 발생이 전체 서보밸브 시스템에서 발생되어 이 서보밸브 시스템이 장착되어지는 설비 전체 시스템을 동요시키게 되고, 조기 안정을 방해하여 정밀 제어 시스템의 제어 신뢰성을 의심케 하는 문제점을 발생시키는 것이다.Therefore, conventionally, by maintaining the discontinuous oil pressure in the hydraulic supply line 160, the initial stable return time is long in the main valve 120, unnecessary displacement of the spool 122 and generation of compensation relations It occurs in the servovalve system and causes the entire system to be equipped with the servovalve system to be shaken, and it causes the problem of doubting the control reliability of the precision control system by preventing premature stability.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 한 것으로서, 그 목적은 메인 밸브의 유압 공급라인의 포트에 가해지는 유압의 변화를 최소화하여 메인 스풀내의 공간이 항상 일정압력을 유지토록 함으로써 메인 밸브의 작동시 정확하고 신속하게 응답하면서 대상 기기의 보다 안정적인 제어가 이루어질 수 있도록 한 동특성이 보다 안정된 서보밸브를 제공함에 있는 것이다.The present invention is to solve the above conventional problems, the object is to minimize the change in the hydraulic pressure applied to the port of the hydraulic supply line of the main valve so that the space in the main spool always maintain a constant pressure of the main valve It is to provide a more stable servovalve, which enables a more stable control of the target device while responding accurately and quickly during operation.

도 1은 종래의 기술에 따른 서보밸브를 도시한 단면도;1 is a cross-sectional view showing a servo valve according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 서보밸브를 도시한 도면으로서 압력 밸런싱기구에 의 해서 유압공급라인이 폐쇄되어 메인 스풀이 위치된 챔버의 압력이 설정압력으로 일정하게 유지되는 상태를 도시한 단면도;2 is a cross-sectional view showing a servovalve according to the present invention in a state in which a hydraulic pressure supply line is closed by a pressure balancing mechanism so that the pressure in the chamber where the main spool is located is kept constant at a set pressure;

도 3은 본 발명에 따른 서보밸브를 도시한 도면으로서, 압력 밸런싱기구에 의해서 유압공급라인이 개방되어 메인 스풀이 위치된 챔버로 유압 펌프의 압력이 공급되는 상태를 도시한 단면도;Figure 3 is a view showing a servo valve according to the present invention, a cross-sectional view showing a state in which the pressure of the hydraulic pump is supplied to the chamber in which the hydraulic supply line is opened by the pressure balancing mechanism and the main spool is located;

도 4는 종래 기술과 본 발명의 응답시험결과를 각각 도시한 그래프도;Figure 4 is a graph showing the response test results of the prior art and the present invention, respectively;

도 5는 본 발명의 서보밸브를 시험하기 위한 동특성 실험장치의 회로 구성 도이다.5 is a circuit diagram of a dynamic characteristics test apparatus for testing the servovalve of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

5..... 챔버(chamber) 8...... 밸런싱 스풀5 ..... Chamber 8 ...... Balancing spool

10.... 밸런싱 기구 12,14,16... 관로10 .... balancing mechanism 12,14,16 ... pipeline

27a,27b... 제 1 및 제2단면 29a,29b.... 제 1 및 제 2내경부27a, 27b ... First and second cross section 29a, 29b .... First and second internal diameter

32.... 오목홈 42..... 스프링32 .... concave groove 42 ..... spring

45.... 볼트 60..... 실험장치45 ... bolt 60 ... experimental device

110... 유압 실린더 115.... 실린더 로드110 .. Hydraulic cylinder 115 .... Cylinder rod

120... 메인 밸브 130.... 파일롯 밸브(Pilot Valve)120 ... main valve 130 .... pilot valve

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압연기의 상,하 작업롤사이의 간격(gap)을 조정하기 위한 유압 자동화설비에서 사용되는 서보 밸브에 있어서, 메인 밸브의 유압공급라인을 설정압력으로 항상 유지시키는 압력 밸런싱 기구를 구비하여 동작개시시점부터 정상제어 목표도달시점까지 또는 제어중 일시 변화에서 정상안정제어 도달시점까지 메인 밸브스풀로 부터의 사전 필요한 움직임을 방지하여 원하는 방향으로 메인 밸브스풀의 신속한 이동을 보장함을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브를 마련함에 의한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the servo valve used in the hydraulic automation equipment for adjusting the gap (gap) between the upper, lower work roll of the rolling mill, the hydraulic supply line of the main valve to the set pressure It is equipped with a pressure balancing mechanism that always maintains the main valve spool in the desired direction by preventing pre-needed movement from the main valve spool from the start of operation to the arrival of the normal control target or from the temporary change during the control to the arrival of the normal stability control. By providing a more stable servo valve characterized by ensuring a rapid movement.

그리고, 본 발명은 제 1항에 있어서, 상기 밸런싱 기구는 메인 밸브의 유압공급라인에 중공실린더형 챔버를 형성하고, 상기 중공실린더형 챔버내에서 좌우로 이동가능한 밸런싱 스풀을 가지며, 상기 밸런싱 스풀이 상기 메인 밸브의 유압공급라인을폐쇄하여 일정압력으로 유지하고, 메인 공급압력이 설정압력이상으로 유지되면, 메인 밸브의 유압공급라인의 유로를 개방하도록 이동되어 유압공급라인의 압력이 메인 밸브스풀을 이동시키고, 메인 실린더로 오일과 압력이 공급되어짐을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브를 마련함에 의한다.In addition, according to the present invention, the balancing mechanism has a hollow cylinder-type chamber in the hydraulic supply line of the main valve, and has a balancing spool that is movable left and right in the hollow cylinder-type chamber, wherein the balancing spool is When closing the hydraulic supply line of the main valve to maintain a constant pressure, if the main supply pressure is maintained above the set pressure, it is moved to open the flow path of the hydraulic supply line of the main valve so that the pressure of the hydraulic supply line to the main valve spool By moving, and providing a more stable servo valve characterized in that the oil and pressure is supplied to the main cylinder.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명은, 압연기의 상,하 작업롤사이의 간격(gap)을 조정하기 위한 유압 자동화설비에서 사용되는 서보 밸브(1)이고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 설정압력으로 항상 유지시키는 압력 밸런싱 기구(10)를 구비하여 동작개시시점부터 정상제어 목표도달시점까지 또는 제어중 일시 변화에서 정상안정제어 도달시점까지 메인 밸브(120)의 스풀(122)이 사전 불필요한 움직임을 방지하여 원하는 방향으로 메인 밸브스풀(122)의 신속한 이동을 보장하게 된다.The present invention is a servo valve (1) used in the hydraulic automation equipment for adjusting the gap (gap) between the upper, lower work roll of the rolling mill, as shown in Figures 2 and 3, the main valve 120 The main valve 120 is provided with a pressure balancing mechanism 10 that maintains the hydraulic supply line 160 at a set pressure at all times from the start of operation to the time of reaching a normal control target or from a temporary change during control to a time of reaching a normal stability control. The spool 122 is to prevent the unnecessary movement in advance to ensure the rapid movement of the main valve spool 122 in the desired direction.

이를 위하여, 본 발명은 메인 밸브(120)에 연결되도록 밸런싱 기구(10)를 유압펌프(170)와의 사이에 갖는 바, 상기 밸런싱 기구(10)는 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)에 중공실린더형 챔버(5)를 형성하고, 상기 중공실린더형 챔버(5)내에서 좌우로 이동가능한 밸런싱 스풀(8)을 갖는다. 상기 밸런싱 스풀(8)은 상기 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 폐쇄하여 메인 밸브(120)의 메인 스풀(122)이 장착된 실린더 공간(122a)의 압력을 일정압력으로 유지하고, 메인 공급압력이 설정압력이상으로 유지되면, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)의 유로를 개방하도록 이동되어 유압펌프(170)의 압력이 메인 스풀(122)을 이동시키고, 메인밸브(120)의 실린더 공간(10)으로 오일의 압력이 공급되어지도록 구성되는 것이다.To this end, the present invention has a balancing mechanism 10 between the hydraulic pump 170 to be connected to the main valve 120, the balancing mechanism 10 is the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 The hollow cylinder-type chamber 5 is formed in the center, and has a balancing spool 8 that is movable from side to side in the hollow cylinder-type chamber 5. The balancing spool 8 closes the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 to maintain the pressure in the cylinder space 122a on which the main spool 122 of the main valve 120 is mounted at a constant pressure. When the main supply pressure is maintained above the set pressure, the main supply pressure is moved to open the flow path of the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 so that the pressure of the hydraulic pump 170 moves the main spool 122 and the main valve. The oil pressure is supplied to the cylinder space 10 of 120.

상기 밸런싱 기구(10)는 상기 챔버(5)의 좌측 끝단부분과 유압펌프(170)측의 유압공급라인(160)의 유입포트를 연결시키는 제 1관로(12)와, 상기 챔버(5)의 우측 끝단부분과 배출관로(18)를 연결시키는 제 2관로(14) 및, 상기 제 2관로(14) 보다는 좌측 중앙으로 형성되어 상기 배출관로(18)에 연결되어지는 제 3관로(16)를 갖는다. 그리고, 상기 배출관로(18)는 그 중간에 오리피스(orifice)(20)를 형성하고, 오일 회수라인(23)에 연결되는 구조를 갖는다.The balancing mechanism 10 includes a first pipe line 12 connecting the left end of the chamber 5 to the inlet port of the hydraulic supply line 160 on the side of the hydraulic pump 170, and the chamber 5 of the chamber 5. The second conduit 14 for connecting the right end portion and the discharge conduit 18, and the third conduit 16 is formed to the left center than the second conduit 14 is connected to the discharge conduit 18 Have In addition, the discharge line 18 has an orifice 20 formed in the middle thereof, and has a structure connected to the oil return line 23.

또한, 상기 챔버(5)의 내측에서 좌우로 활주이동가능한 밸런싱 스풀(8)은 유압공급라인(160)의 유로를 막는 제 1단면(27a)을 갖추고, 상기 제 1단면(27a)보다는 확대된 제 2단면(27b)을 갖추며, 상기 제 2단면(27b)은 제 2 및 제 3관로(14)(16)를 선택적으로 막도록 된 크기를 갖는다. 그리고, 상기 밸런싱 스풀(8)이 장착되는 챔버(5)도 상기 밸런싱 스풀(8)의 제 1단면(27a)에 일치되는 제 1내경부(29a)를 가지고, 상기 밸런싱 스풀(8)의 제 2단면(27b)에 일치하는 제 2내경부(29b)를 가지며, 상기 제 1관로(12)는 제 1내경부(29a)측에, 그리고 제 2 및 제 3관로(14)(16)는 제 2내경부(29b)측에 형성되는 구조를 갖는다. 또한, 상기 제 2내경부(29b)는 직경이 확대된 구조로 인하여 유압공급라인(160)으로부터 밸런싱 스풀(8)를 통하여 누출되는 오일을 저유하고 외부로 배출시키는 저유공간을 형성한다.In addition, the balancing spool 8 which is slidable from side to side inside the chamber 5 has a first end face 27a that blocks the flow path of the hydraulic supply line 160 and is enlarged rather than the first end face 27a. The second end face 27b is provided, and the second end face 27b is sized to selectively block the second and third conduits 14 and 16. In addition, the chamber 5 on which the balancing spool 8 is mounted also has a first inner diameter portion 29a corresponding to the first end surface 27a of the balancing spool 8, and the chamber 5 of the balancing spool 8 It has a second inner diameter portion 29b corresponding to the second end face 27b, the first conduit 12 is on the side of the first inner diameter 29a, and the second and third conduits 14, 16 are It has a structure formed in the 2nd inner diameter part 29b side. In addition, the second inner diameter portion 29b has a structure in which the diameter thereof is enlarged to form a storage space for storing and draining oil leaked from the hydraulic supply line 160 through the balancing spool 8 to the outside.

그리고, 상기 제 1관로(12)는 밸런싱 기구(10)의 유압공급라인(160)의 입측 포트에서 상기 제 1내경부(29a)측으로 유압펌프(170)의 압력을 공급하는 가압라인으로 동작하게 되며, 상기 제 1관로(12)를 통하여 유압펌프(170)의 유압이 밸런싱 스풀(8)의 일측에 신속히 이동되어 밸런싱 스풀(8)의 이동을 촉진시키게 된다.The first pipe line 12 operates as a pressure line for supplying a pressure of the hydraulic pump 170 from the inlet port of the hydraulic supply line 160 of the balancing mechanism 10 to the first inner diameter portion 29a. In this case, the hydraulic pressure of the hydraulic pump 170 is quickly moved to one side of the balancing spool 8 through the first conduit 12 to promote the movement of the balancing spool 8.

그리고, 상기 저유공간은 챔버(5)의 제 2단면(27b)을 통하여 제 1 및 제 2공간으로 분할되고, 각각의 제 1 및 제 2공간들은 제 2 및 제 3관로(14)(16)에 연통되는 구조를 갖추어 오일 회수탱크(30)에 연결되는 것이다.In addition, the reservoir space is divided into first and second spaces through the second end surface 27b of the chamber 5, and each of the first and second spaces is the second and third conduits 14 and 16. It is connected to the oil recovery tank 30 by having a structure in communication with.

한편, 상기 밸런싱 스풀(8)은 제 1단면(27a)측에 직경이 축소된 고리형 오목홈(32)을 갖는 바, 이는 상기 고리형 오목홈(32)이 유압공급라인(160)에 일치되면, 상기 오목홈(32)으로 인하여 유압공급라인(160)이 유체 연통되는 구조를 갖는다.On the other hand, the balancing spool 8 has a ring-shaped concave groove 32 is reduced in diameter on the side of the first end face 27a, which is the ring-shaped concave groove 32 coincides with the hydraulic supply line 160 In this case, the hydraulic supply line 160 is in fluid communication with the recess 32.

또한, 상기 밸런싱 기구(10)의 일측으로는 가변탄성지지수단(40)을 갖추어 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 일정압력으로 폐쇄시키게 되는 바, 상기 가변탄성지지수단(40)은 스프링(42)과 상기 스프링(42)의 장력조절용 볼트(45)가 위치되며, 상기 스프링(42)의 선단은 상기 밸런싱 스풀(8)의 일측을 탄력적으로 지지하고, 스프링(42)의 타단은 장력보절용 볼트(45)의 선단에 결합된 구조를 갖는다. 그리고, 상기 볼트(45)는 밸런싱 기구(10)의 몸체(10a)에 나사결합된 것이어서 상기 몸체(10a)내로의 볼트(45)의 삽입길이에 따라서 상기 스프링(42)의 장력이 조절되도록 구성된 것이다.In addition, one side of the balancing mechanism 10 is provided with a variable elastic support means 40 to close the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 to a predetermined pressure, the variable elastic support means 40 Silver spring 42 and the tension adjusting bolt 45 of the spring 42 is located, the front end of the spring 42 elastically supports one side of the balancing spool 8, the other end of the spring 42 Has a structure coupled to the tip of the tension compensation bolt 45. The bolt 45 is screwed to the body 10a of the balancing mechanism 10 so that the tension of the spring 42 is adjusted according to the insertion length of the bolt 45 into the body 10a. will be.

상기와 같이 구성된 본 발명의 서보밸브(1)는 현장 작업조건에 따라서, 유압펌프(170)의 정지후 재가동시나, 압연 작업조건을 준비하는 경우, 유압공급라인(160)에는 항상 일정압력, 예를들면 70kg/cm2의 압력이 유지되어야 메인 밸브(120)의 메인 스풀(122)이 정위치되어 위치변동이 최소화 될 수 있다.The servovalve 1 of the present invention configured as described above always operates at a constant pressure in the hydraulic supply line 160 when the hydraulic pump 170 is restarted after the hydraulic pump 170 is stopped or when the rolling working condition is prepared. For example, the pressure of 70kg / cm 2 should be maintained so that the main spool 122 of the main valve 120 can be positioned to minimize positional variation.

이를 위하여 본 발명은 밸런싱 기구(10)의 스프링(42) 장력이 유압공급라인(160)의설정압력, 즉 메인 스풀(122)이 장착된 공간내의 오일 압력 70kg/cm2에 일치하도록 설정된다. 이는 장력조절볼트(45)를 이용하여 조절하게 되고, 유압펌프(170)의 작동시에는 유압공급라인(160)의 압력이 70kg/cm2의 압력보다 크게 되므로 밸런싱 스풀(8)은 도 3에 도시된 바와 같이 오목홈(32)이 유압공급라인(160)의 유로에 일치되어 유압펌프(170)의 작동을 방해하지 않는다.To this end, the present invention is set such that the tension of the spring 42 of the balancing mechanism 10 corresponds to the set pressure of the hydraulic supply line 160, that is, the oil pressure 70 kg / cm 2 in the space in which the main spool 122 is mounted. This is adjusted by using the tension adjusting bolt 45, the pressure of the hydraulic supply line 160 during operation of the hydraulic pump 170 is greater than the pressure of 70kg / cm 2 balancing spool (8) is shown in FIG. As shown the concave groove 32 is matched to the flow path of the hydraulic supply line 160 does not interfere with the operation of the hydraulic pump 170.

그러나, 유압펌프(170)가 정지되면, 유압공급라인(160)의 압력은 점차 강하되고, 그 압력이 70kg/cm2의 압력까지 강하되고 더 이상 저하되면, 상기 스프링(42)의 장력으로 인하여 밸런싱 스풀(8)이 상기 챔버(5)의 좌측으로 밀고 들어오면서, 제 1단면(27a)으로 상기 유업공급라인(160)을 도 2와 같이 차단하게 된다. 이는 상기 밸런싱 스풀(8)이 위치된 챔버(5)내의 압력 균형에 의한 이동이며, 유압공급라인(160)의 압력저하는 제 1관로(12)측의 챔버(5)공간의 유압저하를 의미하므로 밸런싱 스풀(8)의 이동이 이루어지고, 이러한 경우에 밸런싱 스풀(8)의 제 2단면(27b) 좌측에 있던 오일은 제 3관로(16)를 통하여 외부로 배출된다.However, when the hydraulic pump 170 is stopped, the pressure of the hydraulic supply line 160 is gradually lowered, and when the pressure is lowered to a pressure of 70 kg / cm 2 and further lowered, due to the tension of the spring 42 As the balancing spool 8 is pushed into the left side of the chamber 5, the milk supply line 160 is blocked by the first end face 27a as shown in FIG. 2. This is a movement by the pressure balance in the chamber 5 in which the balancing spool 8 is located, and the pressure drop in the hydraulic supply line 160 means the hydraulic drop in the space of the chamber 5 on the side of the first pipe line 12. Therefore, the balancing spool 8 is moved, and in this case, the oil left on the second end face 27b of the balancing spool 8 is discharged to the outside through the third pipe line 16.

따라서, 유압공급라인(160)은 외측으로의 압력누출이 없어지고, 70kg/cm2의 압력으로 유지되어 더 이상 압력강하는 이루어지지 않는다.Therefore, the hydraulic pressure supply line 160 is no pressure leakage to the outside, it is maintained at a pressure of 70kg / cm 2 is not made any more pressure drop.

한편, 이와 같은 상태가 유지되다가, 유압펌프(170)가 재기동되면, 상기 유압공급라인(160)의 입측 포트(160a)로 부터는 70kg/cm2의 압력보다 높은 펌프(170) 작동압력이 유입되고, 이는 제 1관로(12)를 통하여 상기 밸런싱 스풀(8) 챔버(5)의 좌측으로 높은 압력이 미치게 된다. 이는 70kg/cm2의 압력보다 크므로 스프링(42)을 가압하면서 밸런싱 스풀(8)을 우측으로 이동시킨다. 따라서, 밸런싱 스풀(8)의 제 2단면(27b) 우측에 위치하는 공간내의 오일도 제 2관로(14)를 통하여 외부로 배출되고, 밸런싱 스풀(8)의 오목홈(32)은 유압공급라인(160)에 일치되어 유압펌프(170)의 작동압력이 메인 밸브(120)의 메인 스풀(122)로 유도되는 것이다On the other hand, while such a state is maintained, when the hydraulic pump 170 is restarted, the operating pressure of the pump 170 higher than the pressure of 70kg / cm 2 is introduced from the inlet port 160a of the hydraulic supply line 160 This causes high pressure to reach the left side of the balancing spool 8 chamber 5 through the first conduit 12. This is greater than the pressure of 70 kg / cm 2 , thus moving the balancing spool 8 to the right while pressing the spring 42. Therefore, the oil in the space located on the right side of the second end face 27b of the balancing spool 8 is also discharged to the outside through the second conduit 14, and the concave groove 32 of the balancing spool 8 is the hydraulic supply line. In accordance with 160, the operating pressure of the hydraulic pump 170 is induced to the main spool 122 of the main valve 120

이와 같이 하여 정상적인 서보밸브(1)의 작동후, 유압펌프(170)를 작동 정지시키면, 상기에서 설명한 바와 같이 유압공급라인(160)의 압력이 저하되면서, 70kg/cm2의 압력이하로 되면, 스프링(42)에 의해서 밸런싱 스풀(8)이 이동되어 상기 유압공급라인(160)을 차단하는 것이다.When the hydraulic pump 170 is stopped after the normal operation of the servovalve 1 in this way, the pressure of the hydraulic supply line 160 is lowered as described above, and the pressure is lower than 70 kg / cm 2 . The balancing spool 8 is moved by the spring 42 to block the hydraulic supply line 160.

도 5에 도시된 바와 같은 실험장치(60)를 통하여 본 발명에 따른 서보 밸브(1)에 대한 실험을 하였는 바, 이는 통상적으로 사용되는 서보 밸브(1)에 대한 주파수 응답특성을 측정하여 이루어졌고, 서보밸브(1)에는 스텝 지령신호용 제너레이터(62)를 연결하여 이로부터 입력되는 전류와 주파수를 조정하게 되고, 그에 따라서 서보 밸브(1)는 상기 제너레이터(62)의 지령에 따라서 작동하게 되며, 이때, 서보밸브(1)의 메인 밸브(120)에 내장된 스풀(122)의 움직임을 위치검출기(150)가 검출하여 레코더(65)에 출력시킴으로써 도 4에 도시된 바와 같은 그래프 특성을 얻는 것이다.An experiment was performed on the servo valve 1 according to the present invention through the experimental apparatus 60 as shown in FIG. 5, which was performed by measuring the frequency response characteristic of a servo valve 1 which is commonly used. The servo valve 1 is connected to the step command signal generator 62 to adjust the current and frequency input therefrom. Accordingly, the servo valve 1 operates according to the command of the generator 62. At this time, the position detector 150 detects the movement of the spool 122 embedded in the main valve 120 of the servovalve 1 and outputs it to the recorder 65 to obtain a graph characteristic as shown in FIG. 4. .

도 5에 도시된 실험장치(60)에서 (67)는 오일 탱크이고, (70)는 펌프, (72)는 압력설정밸브,(1)는 실험용 서보 밸브, (74)는 스풀 위치 검출기, (76)는 압력 게이지,(79)는 회수 배관, (81)는 케이블, (83)는 개폐밸브이며, 이러한 실험장치(60)는 종래에 알려진 장치이므로 이에 대한 보다 상세한 설명을 생략하기로 한다.In the experimental apparatus 60 shown in FIG. 5, 67 is an oil tank, 70 is a pump, 72 is a pressure setting valve, 1 is an experimental servo valve, 74 is a spool position detector, and 76 is a pressure gauge, 79 is a recovery pipe, 81 is a cable, 83 is an on-off valve, and the experimental device 60 is a conventionally known device, so a detailed description thereof will be omitted.

상기와 같은 실험장치(60)에서, 시스템의 압력을 3,000 psi 로 하고, 입력신호를 추력에 대해 40%로 하며, ±4V( 최대 ±8V)로 하여 그 실험결과를 그림 4에 내타내었는 바, 이에 의하면 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서보 밸브(1)가 종래의 서보 밸브(100)보다 현저히 빠른 응답특성을 가진 것으로 판명되었으며, 예컨대 서보 밸브의 메인 스풀이 동작시점부터 목표치 정상궤도의 안착시까지 소요되는 시간을 비교하여 보면, 종래기술의 서보 밸브(100)는 18밀리 초(m/sec) 가 소요되었지만, 본 발명에 의한 서보 밸브(1)는 14 밀리초(m/sec)가 소요되어 종래에 비하여 23%의 응답특성이 향상된 것으로 판명되었다.In the experimental apparatus 60 as described above, the pressure of the system is 3,000 psi, the input signal is 40% of the thrust, and ± 4V (maximum ± 8V), the experimental results are shown in Figure 4, According to this, as shown in Figure 4, the servo valve 1 of the present invention was found to have a significantly faster response characteristics than the conventional servo valve 100, for example, from the point of time when the main spool of the servo valve operating the target normal track Comparing the time taken to settle, the conventional servo valve 100 takes 18 milliseconds (m / sec), but the servo valve 1 according to the present invention is 14 milliseconds (m / sec). ), It has been found that the response characteristic is improved by 23% compared to the conventional method.

그리고, 스풀의 고유 진동폭도 종래기술의 서보밸브는 132%이나 본 발명에 의한 서보밸브는 112%로서 15.2% 안정되게 시작됨을 알 수 있었다.In addition, the natural vibration width of the spool was 132% in the conventional servo valve, but it was found that the servo valve according to the present invention started stably as 15.2% as 112%.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 메인 밸브(120)의 유압 공급라인(160) 포트에 가해지는 유압의 변화를 최소화하여 메인 스풀(122)의 공간(122a)이 항상 일정압력을 유지토록 함으로써 메인 밸브(120)의 작동시 정확하고 신속하게 응답할 수 있다. 그리고, 대상 기기의 보다 안정적인 제어가 이루어질 수 있음으로써, 서보밸브의 동특성이 보다 안정되는 효과를 얻는 것이다.As described above, according to the present invention, the change in the hydraulic pressure applied to the port of the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 is minimized so that the space 122a of the main spool 122 always maintains a constant pressure. The operation of the valve 120 can respond accurately and quickly. Further, more stable control of the target device can be achieved, thereby obtaining an effect of more stable dynamic characteristics of the servovalve.

Claims (9)

압연기의 상,하 작업롤사이의 간격(gap)을 조정하기 위한 유압 자동화설비에서 사용되는 서보 밸브에 있어서, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 설정압력으로 항상 유지시키는 압력 밸런싱 기구(10)를 구비하여 동작개시시점부터 정상제어 목표도달시점까지 또는 제어중 일시 변화에서 정상안정제어 도달시점까지 메인 밸브스풀(122)로 부터의 사전 필요한 움직임을 방지하여 원하는 방향으로 메인 밸브스풀(122)의 신속한 이동을 보장함을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.In the servovalve used in the hydraulic automation equipment for adjusting the gap between the upper and lower working rolls of the rolling mill, a pressure balancing mechanism for always maintaining the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 at the set pressure (10) to prevent the necessary movement from the main valve spool 122 from the start of operation to the time of reaching the normal control target or from the temporary change during the control to the time of reaching the normal stability control, thereby preventing the main valve spool ( Servo valve with more stable dynamics, characterized in that the rapid movement of (122). 제 1항에 있어서, 상기 밸런싱 기구(10)는 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)에 중공실린더형 챔버(5)를 형성하고, 상기 중공실린더형 챔버(5)내에서 좌우로 이동가능한 밸런싱 스풀(8)을 가지며, 상기 밸런싱 스풀(8)이 상기 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 폐쇄하여 일정압력으로 유지하고, 메인 공급압력이 설정압력이상으로 유지되면, 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)의 유로를 개방하도록 이동되어 유압공급라인(160)의 압력이 메인 밸브 스풀(122)을 이동시키고, 메인 밸브(120)로 오일과 압력이 공급되어짐을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.2. The balancing mechanism (10) according to claim 1, wherein the balancing mechanism (10) forms a hollow cylinder type chamber (5) in the hydraulic supply line (160) of the main valve (120), and moves left and right in the hollow cylinder type chamber (5). It has a possible balancing spool (8), the balancing spool (8) closes the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 to maintain a constant pressure, if the main supply pressure is maintained above the set pressure, the main The pressure of the hydraulic supply line 160 is moved to open the flow path of the hydraulic supply line 160 of the valve 120 to move the main valve spool 122, and oil and pressure are supplied to the main valve 120. Servo valve with more stable dynamic characteristics. 제 2항에 있어서, 상기 밸런싱 스풀(8)은 일측에서 지지되는 가변탄성 지지수단(40)에 의해서 메인 밸브(120)의 유압공급라인(160)을 일정압력으로 폐쇄시킴을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.The method of claim 2, wherein the balancing spool (8) is characterized by closing the hydraulic supply line 160 of the main valve 120 at a constant pressure by the variable elastic support means 40 is supported on one side More stable servovalve. 제 3항에 있어서, 상기 가변탄성지지수단(40)은 스프링(42)과 상기 스프링(42)의 장력조절용 볼트(45)를 갖추며, 상기 스프링(42)의 선단은 상기 밸런싱 스풀(8)의 일측을 탄력적으로 지지하고, 스프링(42)의 타단은 장력보절용 볼트(45)의 선단에 결합되며, 상기 볼트(45)는 밸런싱 기구(10)의 몸체(10a)에 나사 결합된 것이어서 상기 몸체(10a)내로의 볼트(45)의 삽입길이에 따라서 상기 스프링(42)의 장력이 조절되도록 구성됨을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.According to claim 3, The variable elastic support means 40 is provided with a spring 42 and the tension adjusting bolt 45 of the spring 42, the front end of the spring 42 of the balancing spool (8) One side elastically supports, the other end of the spring 42 is coupled to the front end of the tension compensation bolt 45, the bolt 45 is screwed to the body (10a) of the balancing mechanism (10) the body Servo valve having a more stable dynamic characteristics, characterized in that the tension of the spring 42 is adjusted in accordance with the insertion length of the bolt 45 into the (10a). 제 1항에 있어서, 상기 배출관로(18)는 그 중간에 오리피스(orifice)(20)를 형성하고, 오일 회수라인(23)에 연결되는 구조를 갖춤을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.The servo valve according to claim 1, wherein the discharge pipe (18) has an orifice (20) formed in the middle thereof and is connected to an oil return line (23). 제 2항에 있어서, 상기 실린더형 챔버(5)의 일측에는 유압공급라인(160)으로부터 밸런싱 스풀(8)을 통하여 누출되는 오일을 저유하고 외부로 배출시키는 저유공간이 형성됨을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.3. The dynamic characteristic of claim 2, wherein an oil storage space is formed at one side of the cylindrical chamber 5 to store oil leaked from the hydraulic supply line 160 through the balancing spool 8 and to discharge the oil to the outside. More stable servovalve. 제 2항에 있어서, 상기 저유공간은 밸런싱 스풀(8)의 제 2단면(27b)을 통하여 제 1 및 제 2공간으로 분할되고, 각각의 제 1 및 제 2공간들은 제 2 및 제 3관로(14)(16)에 연통됨을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.3. The storage space according to claim 2, wherein the reservoir space is divided into first and second spaces through the second end face 27b of the balancing spool 8, and the first and second spaces are respectively divided into the second and third conduits (3). 14) The servo valve having a more stable dynamic characteristic, characterized in that communication with (16). 제 2항에 있어서, 상기 밸런싱 스풀(8)은 제 1단면(27a)측에 직경이 축소된 고리형 오목홈(32)을 갖고, 상기 고리형 오목홈(32)이 유압공급라인(160)에 일치되면, 상기 오목홈(32)으로 인하여 유압공급라인(160)이 유체 연통되는 구조를 갖춤을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.3. The balancing spool (8) according to claim 2, wherein the balancing spool (8) has an annular concave groove (32) having a reduced diameter on the side of the first end face (27a), and the annular concave groove (32) is a hydraulic supply line (160). When matched with, the concave groove 32, the hydraulic supply line 160 has a structure in which the fluid communication is characterized by a more stable servo valve, characterized in that the structure. 제 2항에 있어서, 상기 밸런싱 기구(10)의 유압공급라인(160)의 입측 포트(160a)에는 챔버(5)의 제 1내경부(29a)측으로 유압펌프(170)의 압력을 공급하는 가압라인이 형성되어 유압펌프(170)의 유압이 밸런싱 스풀(8)의 일측에 신속히 미치도록 하여 밸런싱 스풀(8)의 이동을 촉진시킴을 특징으로 하는 동특성이 보다 안정된 서보밸브.According to claim 2, Pressurized to supply the pressure of the hydraulic pump 170 to the inlet port (160a) of the hydraulic supply line 160 of the balancing mechanism 10 to the first inner diameter portion 29a of the chamber (5) A line valve is formed so that the hydraulic pressure of the hydraulic pump 170 quickly reaches one side of the balancing spool (8), thereby promoting the movement of the balancing spool (8).
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