KR200276160Y1 - 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐자동 위치제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 관한 것으로서, 베이스(2a)와 덮개(2b)로 된 하우징(2)과, 전류를 공급받아 플래퍼(3a)를 동작시키는 토오크모터(3)와, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브(5)와, 피드백 레버(6)를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트와, 상기 피드백 샤프트와 연동되어 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛(9)으로 이루어진 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 있어서, 상기 하우징(2)의 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키도록 된 피드백 샤프트 회전 검출기구가 장착됨을 특징으로 하여, 피드백 샤프트의 회전 상태가 정확하게 검출되고 설치가 간단한 효과를 갖는다.
Description
본 고안은 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 유체의 수송을 위한 배관 설비는 유체의 온도, 압력 및 유량 조절 등이 매우 중요한 요소이고, 이는 배관의 필요 개소에 설치되는 밸브 시스템에 의해 이루어지게 된다.
그리고, 이러한 밸브 시스템의 안정성을 도모하기 위하여 밸브위치 자동제어장치로 알려져 있는 포지셔너(positioner)가 설치된다.
상기 포지셔너는 밸브 시스템의 여러 인자가 변화되는 경우 그와 비례하여온도조절장치와 동작조절장치의 불규칙한 동작을 제어하고, 압력조절장치의 작동이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있도록 제어한다.
상기 포지셔너를 입력신호에 따라 구분하면, 전기신호를 입력받아 그 신호의 크기만큼 밸브 개폐를 제어하는 전기공압식 포지셔너와, 입력신호를 공기압으로 입력받아 제어하는 공압식 포지셔너로 대별된다.
그리고, 본 고안에 관련된 전기공압식 포지셔너는 전기신호를 입력받아 공압으로 출력함으로써 밸브 시스템을 제어한다.
도1 및 도2에 마운팅 브라켓 등을 매개로 밸브 시스템에 장착되는 종래의 전공식 포지셔너(Electro-pneumatic positioner)가 도시되는바, 유체 배관(101)에 밸브(102)가 설치되고, 상기 밸브(102)의 개도가 액추에이터(103)와 포지셔너(104)에 의해 조절된다.
즉, 상기 밸브(102)는 액추에이터(103)와 연결 설치되고, 상기 액추에이터(103)는 포지셔너(104)와 연결 설치됨으로써 포지셔너(104)의 피드백 샤프트(105)가 회전 구동되면 이 피드백 샤프트(105)에 연결된 액추에이터(103)가 구동되고 또한 상기 액추에이터(103)가 구동되면 밸브(102)가 회전됨에 의하여 유체 배관(101)을 흐르는 유체의 유량이 조절되는 것이다.
그리고, 상기 포지셔너(104)의 피드백 샤프트(105)에 대한 회전 정도는 트랜스미터(106)에 의해 검출되고, 이 트랜스미터(106)는 링크(107)(108)(109)를 매개로 포지셔너(104)의 피드백 샤프트(105)에 연결된다.
그러나, 도1 및 도2에 도시된 구조로 트랜스미터(106)가 장착되는 구조는 트랜스미터(106)가 링크(107)(108)(109)를 매개로 포지셔너(104)의 피드백 샤프트(105)에 간접적으로 연결된 구조이기 때문에 연결 부위의 조립 오차 등에 의해 피드백 샤프트(105)의 회전 상태가 트랜스미터(106)에 정확하게 전달되지 못하는 문제점을 갖는다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도3에 도시된 것처럼 포지셔너(110)의 피드백 샤프트(112) 일단에 홈(112a)을 형성시키고, 트랜스미터(120)의 회전축(122) 일단에 상기 홈(112a)에 끼워지는 돌기(122a)를 형성시키며, 상기 포지셔너(110)와 트랜스미터(120)는 피드백 샤프트(112)와 회전축(122)이 일직선상에 있도록 위치시키면서 상기 홈(112a)과 돌기(1222a)가 서로 결합되게 하는 브라켓(130)을 매개로 연결되는 구조가 개시되어 있다.
그러나, 상기한 도3의 구조는 포지셔너(110)와 트랜스미터(120)를 브라켓(130)을 매개로 서로 연결시키는 작업이 매우 번거롭고 이에 많은 시간이 소요되는 문제점을 갖는 것이었다.
본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 회전 검출기구를 내장시킴에 의하여 피드백 샤프트의 회전 상태가 정확하게 검출되고 설치가 간단하도록 된 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도1 및 도2는 종래 기술에 따른 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치의 정면 및 평면 구성도;
도3은 종래 기술에 따른 외장형 트랜스미터 연결 구조의 일례가 도시된 분해 사시도;
도4는 본 고안에 관련된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치의 내부 구성을 나타내는 사시도;
도5는 본 고안의 일실시예가 도시된 분해사시도;
도6은 본 고안의 다른 실시예가 도시된 분해사시도;
도7은 본 고안의 또다른 실시예가 도시된 분해사시도;
도8은 도7에 나타낸 구성요소들중 덮개만 개방시킨 상태가 도시된 사시도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
12 : 캠 14 : 리미트스위치
2 : 하우징 22 : 기어
23 : 종동기어 24 : 저항모터
2a : 베이스 2b : 덮개
3 : 토오크모터 32 : 캠
34 : 리미트스위치 35 : 기어
36 : 저항모터 37 : 종동기어
3a : 플래퍼 5 : 파일럿 밸브
6 : 피드백 레버 7a : 캠판
8 : 커넥터 9 : 스팬유닛
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 고안은, 베이스와 덮개로 된 하우징과, 전류를 공급받아 플래퍼를 동작시키는 토오크모터와, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브와, 피드백 레버를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트와, 상기 피드백 샤프트와 연동되어 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛으로 이루어진 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 있어서, 상기 하우징의 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키도록 된 피드백 샤프트 회전 검출기구가 장착됨을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도4는 본 고안에 관련된 전기공압식 포지셔너가 개략적으로 도시된 분해 사시도로서, 전공식 포지셔너(1)는 베이스(2a)와 덮개(2b)로 이루어진 하우징(2)을 가지며, 상기 하우징(2)에는 미도시된 전원공급장치로부터 전원, 즉 전류를 공급받아 스프링에 의해 지지된 플래퍼(3a)를 동작시키는 토오크모터(3)와, 상기 플래퍼의 위치를 조절시키도록 설치된 영점 조절기(4)와, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브(5)와, 피드백 레버(6)를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트(7)와, 원호형 캠판(7a)과 커넥터(8)에 의해 상기 피드백 샤프트(7)와 연동되어 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛(9)이 장착된다.
즉, 액추에이터에 의하여 피드백 샤프트(7)가 회전되면 스팬 유닛(9)이 회전되어 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시킴에 의하여 파일럿 밸브(5)를 동작시켜 액추에이터를 구동시킴에 의해 밸브 시스템을 제어하도록 구성된다.
도5는 본 고안의 일실시예에 따른 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(10)가 도시되며, 리미트스위치와 이 리미트스위치를 작동시키는 캠이 피드백 샤프트 회전 검출기구를 구성한다. 편의상, 도4에 도시된 구성요소와 유사한 구조를 갖는 구성요소들에 대하여는 도4와 동일한 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다(이하, 도6 내지 도8의 경우도 같다).
본 실시예에서, 피드백 샤프트(11)는 상단이 상부로 소정 길이 더 연장 형성되고, 이렇게 연장된 피드백 샤프트(11)에 리미트스위치 작동용 캠(12)이 고정 설치된다. 필요한 경우, 덮개(2b)의 높이도 상기 피드백 샤프트(11)의 연장 길이에 대응되는 높이로 형성시킨다. 상기 캠(12)은 통상적으로 사용되는 것과 같이 피드백 샤프트(11)를 중심으로 하여 어느 일부분의 외경이 다른 부분의 외경에 비하여 크게 형성된다. 그리고, 동일한 형상 및 동일한 크기로 된 복수개의 캠(12)을 피드백 샤프트(11)의 상하에 위치되도록 서로 나란하게 고정시키는 것도 좋으며, 이러한 경우, 다른 부분의 외경에 비하여 크게 형성된 외경 부분이 피드백 샤프트(11)의 원주방향에 대하여 동일한 위치에 있도록 하여도 좋고, 또는 서로 다른 위치에 있도록 하여도 좋다.
파일럿 밸브(5)의 상부에 판재 형상의 브라켓(13)이 고정 설치되며, 상기 브라켓(13)에 상기 캠(12)에 의해 동작되는 리미트 스위치(14)가 장착된다.
상기 캠(12)이 1개 설치된 경우 상기 리미트 스위치(14)도 1개 설치되며, 상기 캠(12)이 복수개 설치된 경우 상기 리미트 스위치(14)도 각각의 캠(12)에 대응되도록 복수개 설치된다.
그리고, 상기 리미트 스위치(14)는 상기 캠(12)의 외주면에 밀착된 상태로 유지되도록 바깥쪽으로 탄력 지지된 작동체(14a)를 가지며, 이 작동체(14a)가 이동될 때 미도시된 내부 접점이 온/오프될 수 있는 통상의 구조를 갖는다. 물론, 상기 리미트 스위치(14)는 미도시된 전선을 매개로 밸브 시스템의 제어부에 신호를 제공하도록 연결 설치된다.
즉, 피드백 샤프트(11)가 회전되면 그에 고정 설치된 캠(12)이 회전되며, 이러한 캠(12)의 회전에 의하여 그 캠(12)의 외주면에 밀착되게 설치된 리미트 스위치(14)의 작동체(14a)가 캠(12)의 외주면이 갖는 외경에 대응하여 이동되고, 따라서 상기 리미트 스위치(14)가 온/오프 신호를 밸브 시스템의 제어부에 제공할 수 있는 것이다.
도6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(20)가 도시되며, 피드백 샤프트(21)에 고정 설치된 기어와 이 기어에 맞물려 회전되는 저항모터가 피드백 샤프트 회전 검출기구를 구성한다.
본 실시예에서, 피드백 샤프트(21)에는 소정 직경을 갖는 원판 형상으로 형성된 기어(22)가 고정 설치되고, 이 기어(22)에 맞물려 장착되는 종동기어(23)가 저항모터(24)에 구비되며, 상기 저항모터(24)는 베이스(2a)의 내부 소정위치에 고정 설치된다.
상기 저항모터(24)의 내부에는 종동기어(23)의 회전에 의하여 값이 가변되는 저항이 구비되어 회전 정도를 전기적인 신호로 제공하는 통상의 구조를 가지며, 미도시된 전선을 매개로 밸브 시스템의 제어부에 신호를 제공하도록 연결 설치된다.
즉, 피드백 샤프트(21)가 회전되면 그에 고정 설치된 기어(22)가 회전되며, 이러한 기어(22)에 맞물린 종동기어(23)가 회전됨으로써 저항모터(24)가 회전 정도에 대한 신호를 제어부에 제공하는 것이다.
도7은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(30)가 도시된 일부 분해사시도이고, 도8은 조립 사시도로서, 리미트스위치와 이 리미트스위치를 작동시키는 캠 및 피드백 샤프트에 고정 설치된 기어와 이 기어에 맞물려 회전되는 저항모터에 의하여 피드백 샤프트 회전 검출기구가 구성된다.
본 실시예에서, 피드백 샤프트(31)는 상단이 상부로 소정 길이 더 연장 형성되고, 이렇게 연장된 피드백 샤프트(31)에 리미트스위치 작동용 캠(32)이 고정 설치된다. 필요한 경우, 덮개(2b)의 높이도 상기 피드백 샤프트(31)의 연장 길이에 대응되는 높이로 형성시킨다. 그리고, 동일한 형상 및 동일한 크기로 된 복수개의 캠(32)을 피드백 샤프트(31)의 상하에 위치되도록 서로 나란하게 고정시키는 것도 좋으며, 이러한 경우, 다른 부분의 외경에 비하여 크게 형성된 외경 부분이 피드백 샤프트(31)의 원주방향에 대하여 동일한 위치에 있도록 하여도 좋고, 또는 서로 다른 위치에 있도록 하여도 좋다.
파일럿 밸브(5)의 상부에 판재 형상의 브라켓(33)이 고정 설치되며, 상기 브라켓(33)에 상기 캠(32)에 의해 동작되는 리미트 스위치(34)가 장착된다.
상기 캠(32)이 1개 설치된 경우 상기 리미트 스위치(34)도 1개 설치되며, 상기 캠(32)이 복수개 설치된 경우 상기 리미트 스위치(34)도 각각의 캠(32)에 대응되도록 복수개 설치될 수 있는 것은 도5의 경우와 같다.
그리고, 상기 리미트 스위치(34)는 상기 캠(32)의 외주면에 밀착된 상태로 유지되도록 바깥쪽으로 탄력 지지된 작동체(34a)를 가지며, 이 작동체(34a)가 이동될 때 미도시된 내부 접점이 온/오프될 수 있는 통상의 구조를 갖는다. 물론, 상기 리미트 스위치(34)는 미도시된 전선을 매개로 밸브 시스템의 제어부에 신호를 제공하도록 연결 설치된다.
또한, 본 실시예에서는, 피드백 샤프트(31)에 소정 직경을 갖는 원판 형상으로 형성된 기어(35)가 고정 설치되고, 이 기어(35)에 맞물려 장착되는 종동기어(37)가 저항모터(36)에 구비되며, 상기 저항모터(36)는 베이스(2a)의 내부 소정위치에 고정 설치된다.
상기 저항모터(36)의 내부에는 종동기어(37)의 회전에 의하여 값이 가변되는 저항이 구비되어 회전 정도를 전기적인 신호로 제공하는 통상의 구조를 가지며, 미도시된 전선을 매개로 밸브 시스템의 제어부에 신호를 제공하도록 연결 설치된다.
즉, 피드백 샤프트(31)가 회전되면 그에 고정 설치된 캠(32)과 기어(35)가 회전되며, 상기 캠(32)의 회전에 의하여 그 캠(32)의 외주면에 밀착되게 설치된 리미트 스위치(34)의 작동체(34a)가 캠(32)의 외주면이 갖는 외경에 대응하여 이동됨으로써 상기 리미트 스위치(14)에 의한 온/오프 신호가 밸브 시스템의 제어부에 제공된다. 이와 동시에, 상기 기어(35)에 맞물린 종동기어(37)가 회전됨으로써 저항모터(36)가 피드백 샤프트(31)의 회전 정도에 대한 신호를 밸브 시스템의 제어부에 제공하는 것이다.
상기에서 도5의 경우 리미트 스위치와 이 리미트스위치를 작동시키는 캠에 의하여 밸브의 개폐 여부에 대한 정보를 알고자 하는데 효과적이며, 도6의 경우 피드백 샤프트에 고정 설치된 기어와 이 기어에 맞물려 회전되는 저항모터에 의한 밸브의 개폐율에 대한 정보를 파악하여 유량 등을 제어하는데 효과적이고, 도7의 경우 도5의 구성과 도6의 구성이 결합되어 밸브의 개폐율 및 개폐 여부에 대한 정보를 모두 필요로 하는 경우에 매우 효과적이다. 특히, 도7의 경우, 밸브의 동작에 대한 안전이 우선적으로 고려될 때 매우 효과적이다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 의하면, 리미트 스위치와 이 리미트스위치를 작동시키는 캠으로 구성된 피드백 샤프트 회전 검출기구, 또는 피드백 샤프트에 고정 설치된 기어와 이 기어에 맞물려 회전되는 저항모터로 구성된 피드백 샤프트 회전 검출기구, 또는 이들이 모두 포함된 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장됨으로써 피드백 샤프트의 회전 상태가 정확하게 검출되고 설치가 간단한 효과를 갖는다.
Claims (4)
- 베이스(2a)와 덮개(2b)로 된 하우징(2)과, 전류를 공급받아 플래퍼(3a)를 동작시키는 토오크모터(3)와, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브(5)와, 피드백 레버(6)를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트와, 상기 피드백 샤프트와 연동되어 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛(9)으로 이루어진 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 있어서,상기 하우징(2)의 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키도록 된 피드백 샤프트 회전 검출기구가 장착됨을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 피드백 샤프트 회전 검출기구는, 상기 피드백 샤프트에 고정 설치된 캠(12)과, 상기 하우징(2)의 내부에 고정 설치되고 상기 캠(12)에 의해 내부 접점이 온/오프되어 전기적인 신호를 발생시키는 리미트 스위치(14)로 이루어짐을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 피드백 샤프트 회전 검출기구는, 상기 피드백 샤프트에 고정된 원판형 기어(22)와, 상기 기어(22)에 맞물려 회전되는 종동기어(23)를갖고 내부에 상기 종동기어(23)의 회전에 대응하여 변화되는 저항값을 전기적인 신호로서 발생시키는 저항모터(24)로 이루어짐을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 피드백 샤프트 회전 검출기구는, 상기 피드백 샤프트에 고정 설치된 캠(32)과, 상기 하우징(2)의 내부에 고정 설치되고 상기 캠(32)에 의해 내부 접점이 온/오프되어 전기적인 신호를 발생시키는 리미트 스위치(34)와, 상기 피드백 샤프트에 고정된 원판형 기어(35)와, 상기 기어(35)에 맞물려 회전되는 종동기어(37)를 갖고 내부에 상기 종동기어(37)의 회전에 대응하여 변화되는 저항값을 전기적인 신호로서 발생시키는 저항모터(36)로 이루어짐을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
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| KR2020020005152U KR200276160Y1 (ko) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐자동 위치제어장치 |
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