KR20040011809A - 쌍방향 다공 제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로타리스풀커버를 통하여 로타리매니폴더의 로타리스풀장전실에 유체를 공급하고 로타리메니폴더의 로타리스풀장전실의 내부에는 로타리스풀을 장전시켜 감속모터에 의해 소정의 각도만큼씩 단속적으로 회전시킬 수 있도록 된 쌍방향 다공 제어밸브에 관한 것으로써, 로타리스풀이 회전되는 각도(위치)에 따라 로타리스풀로 공급되는 유체를 유통공에 순차적으로 공급시키고 동시에 유체가 공급되지 않는 유통공을 통해서는 공급되었던 유체를 역으로 배출시켜, 각 유통공과 연결되는 기계장치들을 정역으로 작동되며,공급유통공과 배출유통공 사이에 휴식유통공이 있어 언제나 공급유통공에서 공급되는 유테가 일정한 압력을 유지시킬수 있도록 된 것이다.

Description

쌍방향 다공 제어밸브{A Both Pass Control Valve}

본 발명은 작동시간이 컨트롤되는 모터에 의해 로타리매니폴더의 내부에 장전된 로타리스풀의 회전시켜 회전상태(위치)에 따라 유체의 공급라인을 가변시켜 줄 수 있도록 된 쌍방향 다공 제어밸브에 관한 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 로타리스풀커버를 통하여 로타리매니폴더의 로타리스풀장전실에 유체를 공급하고, 로타리메니폴더의 로타리스풀장전실의 내부에는 로타리스풀을 장전시켜 감속모터에 의해 소정의 각도만큼씩 단속적으로 회전시켜 줄 수 있도록 하여, 로타리스풀이 회전되는 각도(위치)에 따라 로타리스풀로 공급되는 유체를 유통공에 순차적으로 공급시킬 수 있도록 하고 동시에 유체가 공급되지 않는 유통공을 통해서는 공급되었던 유체를 역으로 배출시킬 수 있도록 된 것이다.

첨부도면 도 1은 통상적으로 사용되고 있는 종래의 유체공급시스템(1)을 보인 예시도이다. 종래의 유체공급시스템(1)은 메인유체탱크(2)에 저장되거나 또는 집수된 유체(기체 및 액체)를 콤프레샤(3)를 이용하여 강제로 배송시키면서 각기 다른 포트(7-1 ~ 7-n)에 분배 공급시킬 수 있도록 하기 위하여, 메인공급관(4)에 복수개의 가지관(5)을 연통되게 연결하였고 각 가지관(5)에 포트(7-1 ~ 7-n)를 장착하되 각 가지관(5)에는 솔레노이드와 같은 작동장치에 의해 유체의 공급을 단속할 수 있도록 된 컨트롤밸브(6)를 각각 장착하였었다.

이와 같이 각 가지관(5)에 컨트롤밸브(6)를 각각 장착하게 되면 구조가 복잡해지고, 설치비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 제안된 것으로는 공급되는 유체를 여러갈래로 분할하여 선택적으로 공급시킬 수 있도록 다공 회전식 플러그밸브와 같은 원판형의 축방향 다공 제어밸브들이 익히 알려져 있다.

그 대표적인 것으로는 국내 특허등록 제7706호 "원판형의 축방향 다공밸브"가 알려져 있다.

이는 고정자원통형요소와 고정자원판형요소가 일체형으로 된 고정자조립체를 형성하여 고정자원통형요소의 외주에는 복수개의 노즐을 위치를 다르게 하여 장착되어 있고 원판형요소에는 복수개의 도관이 등간격으로 설치되어 있으며, 원통형요소의 내부에는 모터와 같은 회전수단과는 샤프트로 연결되는 회전자원통형요소가 삽입되어 있는데 회전자원통형요소에는 노즐과 같은 개수의 통로가 형성되어 있으며, 회전원통형요소의 저면에는 회전자원통형요소의 통로와 연통되게 통로가 형성된 회전자원판형요소가 고정자원판형요소와 밀폐된 상태를 유지하도록 장착되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 원판형의 축방향 다공밸브는 고정자원통형요소에 구비된 노즐을 통하여 유체를 회전자원통형요소의 내부로 공급시켜 주고, 회전자원통형요소와 함께 회전자원판형요소를 모터와 같은 회전수단에 의해 소정의 각도만큼 회전시켜 회전자원통형요소에 형성된 통로를 유체가 공급되는 노즐과 일치시켜줌과 동시에 회전자원판형요소에 형성된 통로를 고정자원판형요소에 장착된 도관중에서 소정의 도관과 연통되게 일치시켜 주면 노즐을 통하여 공급되는 유체가 고정자원판형요소에 장착된 도관 중에서 소정의 도관을 통하여 배출되도록 된 것이다.

그러나, 이와 같이 구성되고 작동되는 종래의 원판형의 축방향 다공밸브는 다음과 같은 문제가 단점으로 지적된다.

종래의 원판형의 축방향 다공밸브는 고정자원통형요소의 외주에 복수개의 노즐이 장착되어 있고, 고정자원통형요소에 삽입되는 회전자원통형요소에도 노즐과 같은 갯수의 통로가 형성되어 있는 등 구조가 매우 복잡하여 용이하게 제조할 수 없고, 제작비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

또 구조가 복잡하므로 작동원리도 매우 복잡할 뿐만아니라 특정 위치에 장착되어 있는 노즐에는 회전자원통형요소에 형성된 동일한 위치의 통로만 일치하도록 되어 있으므로 공급되는 유체를 고정자원판형요소에 장착된 도관중에서 어느 하나의 도관에 선택적으로 공급시킬 수 없는 문제가 있었으며, 따라서 복잡한 구성에 비하여 효율적으로 활용할 수 없는 문제가 있었다.

또한 회전자원판형요소가 고정자원판형요소와 밀폐된 상태를 유지하도록 장착되어 있으나 장기간 사용하게 되면 마모에 의해 밀폐력이 현저하게 떨어져 누출사고가 빈번하게 발생하게 되고, 따라서 보수유지에 많은 어려움이 있었다

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 더욱 개선된 쌍방향 다공 제어밸브를 제공하려는 것이다.

본 발명은 로타리스풀커버를 통하여 로타리매니폴더의 로타리스풀장전실에 유체를 공급하고, 로타리메니폴더의 로타리스풀장전실의 내부에는 로타리스풀을 장전시켜 감속모터에 의해 소정의 각도만큼씩 단속적으로 회전시켜 줄 수 있도록 하여,로타리스풀이 회전되는 각도(위치)에 따라 로타리스풀로 공급되는 유체를 유통공에 순차적으로 공급시킬 수 있도록 하고 유체가 공급되지 않는 유통공을 통해서는 공급되었던 유체를 역으로 배출시킬 수 있도록 된 쌍방향 다공 제어밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 로타리메니폴더의 내부에서 단속적으로 회전되는 매니폴더를 통해서 유체를 공급시킬 때에 복수개의 유통공을 한조로하여 반대방향을 향하는 복수조에 동시에 유체를 공급시킬 수 있도록 하고, 교차되는 복수조의 유통공들을 통하여 동시에 배출시킬 수 있도록 하되, 유체가 공급/배출되는 공급유통공과 배출유통공의 사이에는 항상 휴식상태의 휴식유통공을 유지시킬 수 있도록 하여 무리한 작동을 배제시킬 수 있도록 된 쌍방향 다공 제어밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복잡하지 않은 구성으로 되어 낮은 제작비용으로 용이하게 제조할 수 있고, 간단한 작동원리에 의해 유체를 각 유통공을 통하여 순차적으로 공급하거나 공급된 유체를 배출시키되, 유체가 서서히 공급되고 배출되어지도록하여 소정의 장치를 보다 부드럽고 조용하게 작동시킬 수 있도록 된 쌍방향 다공 제어밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은,

유체배출공(24)이 통공된 로타리스풀(20)을 로타리메니폴더(11)의 내부에서감속모터(30)에 의해 단속적으로 회전시켜 공급되는 유체를 로타리메니폴더(11)의 외주연에 통공된 유통공(14)을 통하여 외부로 배출시킬 수 있도록 된 것에 있어서,

유체를 공급 및 배출시킬 수 있도록 된 로타리스풀커버(15)와 유체를 유통시킬 수 있도록 된 로타리메니폴더(11)를 통상의 볼트(24)를 이용하여 결합 분리시킬 수 있도록 된 것과,

로타리스풀커버(15)는 내부에 하측으로 개방되는 제 1배출실(18)과 제 2배출실(18-1)을 요설하고 중앙선상에는 유체공급관(25)을 제 1배출실(18)과 연통되게 삽입 고정시키며, 그 외측에는 제 2배출실(18-1)과 연통되도록 배출공(17)을 통공시킨 것과,

로타리메니폴더(11)의 내부에는 상측으로 개방되는 로타리스풀장전실(12)을 요설하고, 로타리스풀장전실(12)의 외주에는 복수개의 유통공(14)을 등간격으로 통공시킨 것과,

로타리메니폴더(11)의 로타리스풀장전실(12)에는 로타리스풀(20)을 장전시키되, 로타리스풀(20)은 환상외주면(21)에 한쌍의 적삭수직면(22)을 대향되게 형성하고, 중앙에는 유체유입공(23)을 상측으로 개방되도록 요설하며, 유치유입공(23)의 외측에는 유체분배배출공(24)을 환상외주면(21)과 교차되게 통공하며, 각 유체분배배출공(24)의 외측에는 유체정체실(24-1)을 횡으로 길게 형성한 것과,

로타리메니폴더(11)의 하측에는 감속모터(30)를 장착하고 그의 회전축(31)을 로타리스풀(20)의 저면 중앙에 고정시킨 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 쌍방향다공제어밸브(10)에 의해 달성된다.

도 1은 통상적으로 사용되고 있는 유체공급시스텐을 보인 예시도.

도 2a내지 도 2c는 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브의 평면도. 저면도. 측단면도.

도 3은 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브의 작동관계를 설명하기 위한 A-A 선 단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브의 다른 실시예를 보인 단면도 및 B-B선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 유체공급시스템 2. 메인유체탱크 3. 콤프레샤

4. 메인공급관 5. 가지관 6. 컨트롤밸브

7-1 ~ 7-n. 포트1 ~ 포트n 10. 쌍방향다공제어밸브 11. 로타리매니폴더

12. 로타리스풀장전실 14. 유통공 15. 로타리스풀커버

16. 플랜지 18-1. 제1배출실 18-2 제2배출실

20. 로타리스풀 21. 환상외주면 22. 절삭수직면

23. 유체유입공 24. 유체배출공 24-1. 유체정체실

25. 유체공급관 26. 작동편 28. 스프링

30. 감속모터 31. 회전축 33. 접속판

본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해 할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 2a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브(10)의 구체적인 실현예를 보인 것으로써, 도 2a내지 도 2c는 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브의 평면도. 저면도.측단면도이고, 도 3은 A-A선 단면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브의 다른 실시예를 보인 단면도 및 B-B선 단면도이다.

본 발명에 따른 쌍방향다공제어밸브(10)는 로타리매니폴더(11)와 로타스풀커버(15)를 통상의 볼트(24)에 의해 결합 및 분리시킬 수 있도록 하였고, 이들의 내부에는 스프링(19)에 이해 하측으로 탄발되도록 로타리스풀(20)을 장전시켜 주었으며, 로타리매니폴더(11)의 하측에는 상기 로타리스풀(20)을 회전시킬 수 있도록 감속모터(30)를 장착하였다.

로타리매니폴더(11)는 그의 내부에 로타리스풀(20)을 수납 장전시킬 수 있도록 로타리스풀장전실(12)을 상측으로 개방되도록 요설하였고, 로타리스풀장전실(12)의 중앙 하측에는 감속모타(30)의 회전측(31)을 삽입시킬 수 있도록 축공(11-1)을 뚫어주었으며, 로타리스풀장전실(12)의 외주에는 복수개(바람직하기로는 8 ~ 12개)의 유통공(14)을 등간격으로 뚫어 접속구(29-1)를 결합시켰고, 하단부에는 메니폴더플레이트(13)을 일체형으로 형성하여 감속모터(30)가 장착되는 접속판(33)을 고정시킬 수 있도록 하였다.

플랜지(16)가 일체로 형성된 로타리스풀커버(15)는 제1배출실(18)과 제2배출실(18-1)을 하측으로 개방되도록 내부에 요설하였고, 중앙선상에는 유체공급관(25)을 삽입고정시키되 상단에 접속구(29)를 결합시켜 유체를 공급시킬 수 있도록 하였으며, 제1배출실(18)의 외측에는 제2배출실(18-1)과 연통되도록 배출공(17)을 통공하고 접속구(29-2)를 결합시켜 유체를 배출시킬 수 있도록 하였다.

로타리매니폴더(11)의 로타리스풀장전실(12)에 수납 장전되는 로타리스풀(20)은 환상외주면(21)에 한쌍의 절삭수직면(22)을 대향되도록 반대방향에 형성하여 유체정체실(35)의 내주면과의 사이에는 유입실(12-1)이 형성되어지도록 하였고, 중앙선상에는 유체유입공(23)을 상측으로 개방되도록 형성하였으며, 유체유입공(23)의 외측에는 한쌍의 유체분배배출공(24)을 절삭수직면(22)과 교차되면서 반대방향을 향하도록 통공하였으며, 각 유체분배배출공(24)의 외측 주연부에는 유체정체실(24-1)을 횡으로 길게 형성하였다.

상기 각 절삭수직면(32)과 유체정체실(24-1)은 인접하는 한쌍의 유통공(14)을 연통시켜주도록 하였다.

로타리메니폴더(11)의 하측에 일체로 형성된 메니폴더플레이트(13)에 감속모터(30)가 장착된 접속판(33)을 통상의 볼트(34)를 이용하여 고정시키되, 회전축(31)을 로타리메니폴더(11)의 저면 중앙에 통공된 축공(11-1)에 삽입하여 로타리스풀장전실(12)에 장전되어 있는 로타리스풀(20)의 저면에 고정시켰으며, 특히 축공(11-1)의 내부에서 회전축(31)에 베어링(32)을 장착하여 회전축(31)이 보다 부드럽고 조용하게 회전되어지도록 하였다.

특히, 로타리스풀(20)에 유체분배배출공(24)과 유체정체실(24-1)을 형성함에 있어서, 도 4a 및 도 4b에 예시된바와 같이 로타리스풀(20)의 내부에는 작동공간부(25)를 절삭수직면(22)의 내측에 형성하고, 작동공간부(25)의 내부에는 유체분배배출공(24)과 유체정체실(24-1)이 형성된 한쌍의 작동편(26)을 유체정체실(24-1)이 외측을 향하도록 대향되게 삽입시키되 작동편(26)의 사이에는 한쌍의 스프링(28)을 이격 설치하여 각 작동편(26)을 외측으로 탄발시켜 주도록하였으며, 각 작동편(26)의 양측면에는 밀폐링(27)을 구비하여 작동공간부(25)의 내면과 밀폐상태를 유지하도록 하였다.

이하, 쌍방향다공제어밸브(10)의 작동관계를 설명한다.

유체공급관(25)의 접속구(29)를 통하여 공급되는 유체는 로타리메니폴더(110의 로타리스풀장전실(12)에 장전되어 있는 로타리스풀(20)의 유체유입공(23)로 유입되어지고, 유체유입공(23)로 유입된 유체는 유체분배배출공(24)으로 분배되어 유체정체실(24-1)로 공급되어지며, 유체정체실(24-1)로 공급된 유체는 도 3 및 도 4b에 도시된바와 같이 상기 유체정체실(24-1)과 연통되어 있는 한쌍의 유통공(14)을 통하여 소정의 개소(포트)로 공급되어진다.

반면에 유체가 공급되지 않는 유통공(14)들 중에서 절삭수직면(22)에 의해 의해 형성되는 유입실(12-1)과 연통되어지는 유통공(14)은 도 3 및 도 4b에 도시된바와 같이 소정의 개소(포트)로 공급되었던 유체가 역류하여 배출되면서 로타리스풀커버(15)의 제1배출실(18)과 제2배출실(18-1)로 유입되어지고, 제2배출실(18-1)과 연통되어진 배출공(17)과 그의 접속구(29-2)를 통하여 소정의 장소로 배출되어진다.

이와 같은 상태에서 감속모터(30)를 프로그램에 의해 기히 설정되어 있는 소정의 시간동안 작동시켜 주게 되면 회전축(31)과 함께 로타리스풀(20)이 기히 설정된 소정의 각도만큼 서서히 회전하게 되고, 로타리스풀(20)이 소정의 각도만큼 서서히 회전하게 되면 로타리스풀(20)에 형성된 유체배출공(24)의 유체정체실(24-1)은 다음의 유통공(14)과 서서히 연통되어지면서 유체가 서서히 공급되어지고, 반면에 후측방에 위치하던 유통공(14)은 서서히 폐쇄되면서 공급되던 유체는 공급이 중단되어진다.

또한 로타리스풀(20)이 회전할 때에 회전방향의 선행측에 있던 유통공(14)은 절삭수직면(22)에 의해 서서히 연통되어지면서 기히 공급되었던 유체가 역류하여 배출공(17)을 통하여 배출되어지고, 연통되어 있던 유통공(14)중에서 후측방에 있던 유통공(14)은 절삭수직면(22)이 통과하고 환상외주면(21)에 의해 폐쇄되어지면서 유체의 배출은 서서히 중지되어진다.

특히, 도 4a 및 도 4b에 도시된바와 같이 작동공간부(25)의 내부에 유체분배배출공(24)과 유체정체실(24-1)이 형성된 한쌍의 작동편(26)에 장전되어 있는 로타리스풀(20)을 회전시키게 되면 공급 및또는 배출되는 유체의 압력상태(정도)에 따라 스프링(28)으로 탄발되는 작동편(26)이 작동공간부(25)에서 상호 유기적으로 내외측으로 작동되어지므로 쌍방향 다공 제어밸브는 보다 부드럽고 조용하게 작동되어진다.

특히 본 발명은 로터리매니폴더(11)의 각 유통공(14)에 장착되는 주변장치(포트)의 특성에 따라 유체의 공급량을 단속하고자 할때에 유체의 공급량에 비례하여 모터(30)의 회전속도를 가변시켜 개폐의 속도를 조정하여 유체의 유량과 속도를 제어할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 쌍방향 다공 제어밸브는 로타리스풀이 회전되는 각도(위치)에 따라 로타리스풀로 공급되는 유체를 유통공에 순차적으로 공급시키고 동시에 유체가 공급되지 않는 유통공을 통해서는 공급되었던 유체를 역으로 배출시켜, 각 유통공과 연결되는 기계장치들을 단속적으로 정역 작동시킬 수 있고, 유체를 공급시킬 때에 복수개의 유통공을 한조로하여 반대방향을 향하는 복수조에 동시에 유체를 공급시킬 수 있고 동시에 교차되는 복수조의 유통공들을 통해서는 유체를 배출시킬 수 있으며 유체가 공급/배출되는 공급유통공과 배출유통공의 사이에는 항상 휴식상태의 휴식유통공이 유지되도록 하여 공급되어지는 유체의 압력이 일정하게 유지되게함으로써, 무리한 작동을 배제시킬 수 있으며, 간단한 작동원리에 의해 유체를 각 유통공을 순차적이면서도 서서히 개방하고 폐쇄시켜 유체를 공급하거나 공급된 유체를 배출시키므로 보다 부드럽고 조용하게 작동시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 유체배출공(24)이 통공된 로타리스풀(20)을 로타리메니폴더(11)의 내부에서 감속모터(30)에 의해 단속적으로 회전시켜 공급되는 유체를 로타리메니폴더(11)의 외주연에 통공된 유통공(14)을 통하여 외부로 배출시킬 수 있도록 된 것에 있어서,

   유체를 공급 및 배출시킬 수 있도록 된 로타리스풀커버(15)와 유체를 유통시킬 수 있도록 된 로타리메니폴더(11)를 통상의 볼트(24)를 이용하여 결합 분리시킬 수 있도록 된 것과,

   로타리스풀커버(15)는 내부에 하측으로 개방되는 제 1배출실(18)과 제 2배출실(18-1)을 요설하고 중앙선상에는 유체공급관(25)을 제 1배출실(18)과 연통되게 삽입 고정시키며, 그 외측에는 제 2배출실(18-1)과 연통되도록 배출공(17)을 통공시킨 것과,

   로타리메니폴더(11)의 내부에는 상측으로 개방되는 로타리스풀장전실(12)을 요설하고, 로타리스풀장전실(12)의 외주에는 복수개의 유통공(14)을 등간격으로 통공시킨 것과,

   로타리메니폴더(11)의 로타리스풀장전실(12)에는 로타리스풀(20)을 스프링(19)에 의해 하측으로 탄발되도록 장전시킨 것과,

   상기 로타리스풀(20)은 환상외주면(21)에 한쌍의 적삭수직면(22)을 대향되게 형성하고, 중앙에는 유체유입공(23)을 상측으로 개방되도록 요설하며, 유치유입공(23)의 외측에는 유체분배배출공(24)을 환상외주면(21)과 교차되게 통공하며, 각 유체분배배출공(24)의 외측에는 유체정체실(24-1)을 횡으로 길게 형성한 것과,

   로타리메니폴더(11)의 하측에는 감속모터(30)를 장착하고 그의 회전축(31)을 로타리스풀(20)의 저면 중앙에 고정시킨 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 쌍방향 다공 제어밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 절삭수직면(22)과 유체정체실(24-1)은 인접하는 복수개의 유통공(14)을 서로 연통시켜주는 것을 특징으로는 쌍방향 다공 제어밸브와 공급유통공과 배출유통공 사이에 휴식유통공을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브
3. 청구항 1에 있어서, 로타리스풀(20)에 유체분배배출공(24)과 유체정체실(24-1)을 형성함에 있어, 로타리스풀(20)의 내부에는 작동공간부(25)를 절삭수직면(22)의 내측에 형성하고, 작동공간부(25)의 내부에는 유체분배배출공(24)과 유체정체실(24-1)이 형성된 한쌍의 작동편(26)을 유체정체실(24-1)이 외측을 향하도록 대향되게 삽입시키되 작동편(26)의 사이에는 한쌍의 스프링(28)을 이격 설치하여 각 작동편(26)을 외측으로 탄발시켜 주도록 한 것을 특징으로 하는 쌍방향 다공 제어밸브.
4. 청구항 3에 있어서, 각 작동편(26)의 양측면에는 밀폐링(27)을 구비하여 작동공간부(25)의 내면과 밀폐상태를 유지하도록 하도록 된 것을 특징으로는 쌍방향 다공 제어밸브.