KR200354358Y1 - 포펫식 직동형 전자밸브 - Google Patents

포펫식 직동형 전자밸브 Download PDF

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Abstract

본 고안은 포펫식 직동형 전자밸브에 관한 것으로서, 제1관통공(11)과 연통되는 P 포트와, 제1관통공(11)과 연통되는 제2관통공(12)에 연통되도록 형성되는 A 포트와, 제2관통공(12)과 연통되는 제3관통공(13)에 연통되도록 형성되는 R 포트를 가지는 밸브몸체(10); 밸브몸체(10)에 일체화되며, 제3관통공(13)에서 제2관통공(12) 방향으로 돌출되는 가동철심(21)을 가지는 솔레노이드밸브(20); 제1관통공(11) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, P 포트와 연통되고 제2관통공(12) 방향으로 개방된 오리피스(31)가 형성된 파이로트플러그(30); 제2관통공(12) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, 오리피스(31) 또는 제3관통공(13)을 선택적으로 폐쇄하는 밸브체(40); 제3관통공(13) 내에서 가동철심(21)에 결합되어, 밸브체(40)를 제2관통공(12) 방향으로 이송시키며, 밸브체(40)가 제2관통공(12) 방향으로 이송되었을 때 A 포트와 R 포트를 연통시키는 연동밸브(50); 연동밸브(50)를 제2관통공(12) 방향으로 탄성바이어스하는 제1스프링(60); 밸브체(40)와 파이로트플러그(30) 사이에 설치되며, 제1스프링(60)보다 작은 탄성계수를 갖는 제2스프링(70); 파이로트플러그(30)를 밸브체(40) 방향으로 탄성바이어스하며, 제1스프링(60)보다 큰 탄성계수를 가지는 제3스프링(80);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

포펫식 직동형 전자밸브{Electric valve}
본 고안은 파이로트 기능을 갖춘 포펫식 직동형 전자밸브에 관한 것으로서, 상세하게는 간단한 구조개선으로 통과되는 유량을 증가시킬 수 있는 포펫식 직동형 전자밸브에 관한 것이다.
포펫식 직동형 전자밸브란, 자동화 기기에 적용되어 특정 구성을 동작시키기 위한 것으로서, 특정 구성을 동작시키는 액체나 기체와 같은 유체의 유량을 정밀하게 제어함으로써 특정 구성의 동작을 제어하는 것이다. 이러한 전자밸브는 수십개 또는 수백개가 하나의 패키지화되어 자동화 기기에 적용된다. 더 나아가 전자밸브는, 동력원뿐만 아니라 화학반응을 일으키기 위한 용제의 유량이나, 정밀한 기계 내부를 청소하는 기체의 유량을 제어할 수 있는등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그리고, 특정의 분야에서 많은 유량을 제어할 경우에, 그 전체적인 크기를 크게 제작하여 사용한다.
그런데, 포펫식 직동형 전자밸브에 있어서, 제어할 유체의 유량이 많을 경우에 전체적인 크기가 커질 수 밖에 없어 제조원가의 상승으로 이어졌고, 더 나아가 소비전력이 상승하고 온도가 높아지는 문제점이 있었다. 또한, 자동화기기에 있어 전자밸브가 장착되는 공간이 작은 경우가 대부분이기 때문에, 전자밸브의 크기가커지면 아예 장착이 불가능해지는 경우도 발생하였다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전체적인 크기가 커지지 않으면서도 많은 유량을 제어할 수 있도록 그 구조가 개선되고, 제조원가의 상승을 최소화할 수 있는 포펫식 직동형 전자밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 또 다른 목적은, 통과유량이 늘어남에도 불구하고 소모전력이 상승되지 않으며, 발생 온도를 최소화할 수 있는 포펫식 직동형 전자밸브를 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브에 있어서, A 포트와 R 포트가 연통된 상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1에 있어서, 솔레노이드밸브를 작동시켜 P 포트와 A 포트를 연통시킨 상태를 도시한 도면,
도 3은 도 2에 있어서, 흐르는 유체의 압력에 의하여 P 포트와 A 포트 사이의 유로가 넓어진 상태를 도시한 도면,
도 4는 도 3에 있어서, 솔레노이드밸브의 작동을 정지할 때 밸브체가 오리피스를 차단함으로써 A 포트와 R 포트가 연통되는 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 4에 있어서, 제3스프링에 의하여 파이로트플러그가 초기 상태로 복귀하면서 A 포트와 R 포트 사이의 유로가 좁아진 상태를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10 ... 밸브몸체 11 ... 제1관통공
12 ... 제2관통공 13 ... 제3관통공
20 ... 솔레노이드밸브 21 ... 가동철심
30 ... 파이로트플러그 31 ... 오리피스
32 ... 오링 40 ... 밸브체
50 ... 연동밸브 60 ... 제1스프링
70 ... 제2스프링 80 ... 제3스프링
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브는,
제1관통공(11)과 연통되는 P 포트와, 상기 제1관통공(11)과 연통되는 제2관통공(12)에 연통되도록 형성되는 A 포트와, 상기 제2관통공(12)과 연통되는 제3관통공(13)에 연통되도록 형성되는 R 포트를 가지는 밸브몸체(10); 상기 밸브몸체(10)에 일체화되며, 상기 제3관통공(13)에서 상기 제2관통공(12) 방향으로 돌출되는 가동철심(21)을 가지는 솔레노이드밸브(20); 상기 제1관통공(11) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 P 포트와 연통되고 상기 제2관통공(12) 방향으로 개방된 오리피스(31)가 형성된 파이로트플러그(30); 상기 제2관통공(12) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 오리피스(31) 또는 상기제3관통공(13)을 선택적으로 폐쇄하는 밸브체(40); 상기 제3관통공(13) 내에서 상기 가동철심(21)에 결합되어, 상기 밸브체(40)를 상기 제2관통공(12) 방향으로 이송시키며, 상기 밸브체(40)가 상기 제2관통공(12) 방향으로 이송되었을 때 상기 A 포트와 상기 R 포트를 연통시키는 연동밸브(50); 상기 연동밸브(50)를 상기 제2관통공(12) 방향으로 탄성바이어스하는 제1스프링(60); 상기 밸브체(40)와 상기 파이로트플러그(30) 사이에 설치되며, 상기 제1스프링(60)보다 작은 탄성계수를 갖는 제2스프링(70); 상기 파이로트플러그(30)를 상기 밸브체(40) 방향으로 탄성바이어스하며, 상기 제1스프링(60)보다 큰 탄성계수를 가지는 제3스프링(80);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브에 있어서, A 포트와 R 포트가 연통된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 있어서, 솔레노이드밸브를 작동시켜 P 포트와 A 포트를 연통시킨 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 있어서, 흐르는 유체의 압력에 의하여 P 포트와 A 포트 사이의 유로가 넓어진 상태를 도시한 도면이다. 또, 도 4는 도 3에 있어서, 솔레노이드밸브의 작동을 정지할 때 밸브체가 오리피스를 차단함으로써 A 포트와 R 포트가 연통되는 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 있어서, 제3스프링에 의하여 파이로트플러그가 초기 상태로 복귀하면서 A 포트와 R 포트 사이의 유로가 좁아진 상태를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브는,제1관통공(11)과 연통되는 P 포트, 제1관통공(11)과 연통되는 제2관통공(12)에 연통되도록 형성되는 A 포트 및 제2관통공(12)과 연통되는 제3관통공(13)에 연통되도록 형성된 R 포트를 가지는 밸브몸체(10)와, 밸브몸체(10)에 일체화되며 제3관통공(13)에서 제2관통공(12) 방향으로 돌출되는 가동철심(21)을 가지는 솔레노이드밸브(20)를 포함한다.
밸브몸체(10)의 제1관통공(11) 내에는, P 포트와 연통되고 제2관통공(12) 방향으로 개방된 오리피스(31)가 형성되는 파이로트플러그(30)가 이송 가능하게 설치된다. 이때, 파이로트플러그(30)의 외주에는 오링(32)이 설치됨으로서, 밀봉이 확실히 이루어지도록 한다.
제2관통공(12) 내에는, 오리피스(31) 또는 제3관통공(13)을 선택적으로 폐쇄하는 밸브체(40)가 이송 가능하게 설치된다.
제3관통공(13) 내에는, 가동철심(21)에 결합되는 연동밸브(50)가 이송 가능하게 설치된다. 이때, 연동밸브(50)는, 밸브체(40)를 제1관통공(11) 방향으로 이송시킬 수 있는데, 이 경우 P 포트와 A 포트의 연통 상태가, A 포트와 R 포트의 연통 상태로 전환된다.
한편, 밸브몸체(10)는, 연동밸브(50)를 제2관통공(12) 방향으로 탄성바이어스하는 제1스프링(60)과, 밸브체(40)와 파이로트플러그(30) 사이에 설치되며 제1스프링(60)보다 작은 탄성계수를 갖는 제2스프링(70)과, 파이로트플러그(30)를 밸브체(40) 방향으로 탄성바이어스하며 제1스프링(60)보다 큰 탄성계수를 가지는 제3스프링(80)을 포함한다. 즉, 탄성계수를 비교하여 보면, 제3스프링(80) >제1스프링(60) > 제2스프링(70)의 순으로 되어 있다.
다음, 상기와 같은 구조의 포펫식 직동형 전자밸브의 동작을 설명한다.
초기 상태에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브체(40)가 오리피스(31)에 밀착한 상태를 유지하며, 이 상태에서 A 포트와 R 포트가 상호 연통된 상태이다.
솔레노이드밸브(20)에 전원을 인가하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 가동철심(21)이 후퇴하게 되고, 이에 따라 가동철심(21)에 결합된 연동밸브(50)가 함께 후퇴한다. 그러면, 밸브체(40)는 제2스프링(70)에 의하여 탄성바이어스되어 제3관통공(13) 방향으로 이송되면서 그 제3관통공(13)을 폐쇄한다. 그러나, 밸브체(40)는 파이로트플러그(30)의 오리피스(31)와 분리되면서 유로를 형성함으로써, A 포트와 P 포트가 상호 연통되게 한다. 그러면, 화살표 방향을 따라 P 포트를 흐르는 유체는 A 포트를 경유하여 빠져나간다.
한편, P 포트에서 A 포트로 유체가 흐르는 동안에 제2관통공(12)에서는 압력이 발생하는데, 이 압력은 도 3에 도시된 바와 같이, 파이로트플러그(30)를 제2관통공(12)과 멀어지는 방향으로 밀게 된다. 그러면, P 포트와 A 포트 사이의 유로가 넓어지게 되고, 이에 따라 P 포트로 유입된 유체는 더욱 많은 양이 A 포트로 흐르게 된다. 즉, P 포트와 A 포트 사이의 유로는, 그 A 포트를 흐르는 유체의 압력에 의하여 파이로트플러그(30)가 화살표 방향으로 움직임으로써 더욱 넓어지게 되는 것이다. 이 상태에서, 더욱 많은 유체가 P 포트에서 A 포트로 흐르게 된다.(2선 화살표로 표시).
다음, P 포트와 A 포트 사이에 형성된 유로를 폐쇄하기 위하여, 솔레노이드밸브(20)의 구동을 해제한다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 연동밸브(50)는 제1스프링(60)에 의하여 탄성바이어스되어 제2관통공(12) 방향으로 이동되면서 밸브체(40)를 제1관통공(11) 방향으로 밀게 된다. 이때, 제1스프링(60)의 탄성계수는 밸브체(40)와 파이로트플러그(30) 사이에 설치된 제2스프링(70)보다 크므로, 밸브체(40)는 결국 오리피스(31)에 밀착된다. 그러면, P 포트와 A 포트 사이의 유로는 폐쇄되고, A 포트와 R 포트 사이의 유로가 개방되어 초기 상태보다 많은 양의 유체가 흐르게 된다(2선 화살표로 표시)
이 상태에서, A 포트의 압력이 감소하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3스프링(80)은 파이로트플러그(30)를 초기 위치로 귀환시킨다. 이때, 제3스프링(80)의 탄성계수는 제1스프링(60)의 탄성계수보다 크므로, 제3스프링(80)은 오리피스(31)에 밀착된 밸브체(40)를 제3관통공(13) 방향으로 밀게 되어 결국은 도 1에 도시된 초기 상태가 된다.
본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 포펫식 직동형 전자밸브에 따르면, A 포트와 R 포트 사이의 유로가 형성된 초기 상태에서 솔레노이드밸브를 작동시킴으로써 P 포트와 A 포트 사이의 유로를 형성하고, 이후 P 포트와 A 포트 사이에서 발생되는 압력에 의하여 P 포트와 A 포트 사이의 유로가 더욱 넓어짐으로써 더욱 많은 유체가 흐를 수 있게 된다는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 제1관통공(11)과 연통되는 P 포트와, 상기 제1관통공(11)과 연통되는 제2관통공(12)에 연통되도록 형성되는 A 포트와, 상기 제2관통공(12)과 연통되는 제3관통공(13)에 연통되도록 형성되는 R 포트를 가지는 밸브몸체(10);
    상기 밸브몸체(10)에 일체화되며, 상기 제3관통공(13)에서 상기 제2관통공(12) 방향으로 돌출되는 가동철심(21)을 가지는 솔레노이드밸브(20);
    상기 제1관통공(11) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 P 포트와 연통되고 상기 제2관통공(12) 방향으로 개방된 오리피스(31)가 형성된 파이로트플러그(30);
    상기 제2관통공(12) 내에서 이송 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 오리피스(31) 또는 상기 제3관통공(13)을 선택적으로 폐쇄하는 밸브체(40);
    상기 제3관통공(13) 내에서 상기 가동철심(21)에 결합되어, 상기 밸브체(40)를 상기 제2관통공(12) 방향으로 이송시키며, 상기 밸브체(40)가 상기 제2관통공(12) 방향으로 이송되었을 때 상기 A 포트와 상기 R 포트를 연통시키는 연동밸브(50);
    상기 연동밸브(50)를 상기 제2관통공(12) 방향으로 탄성바이어스하는 제1스프링(60);
    상기 밸브체(40)와 상기 파이로트플러그(30) 사이에 설치되며, 상기 제1스프링(60)보다 작은 탄성계수를 갖는 제2스프링(70);
    상기 파이로트플러그(30)를 상기 밸브체(40) 방향으로 탄성바이어스하며, 상기 제1스프링(60)보다 큰 탄성계수를 가지는 제3스프링(80);을 포함하는 것을 특징으로 하는 포펫식 직동형 전자밸브.
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