KR20080051503A

KR20080051503A - 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR20080051503A
Application number: KR1020060122756A
Authority: KR
Inventors: 권혁채; 서승일; 조철현
Original assignee: (주)썬텍그린
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-11

Abstract

본 발명은, 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 유체가 유입 및 유출하는 유입구 및 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연통하는 밸브유로가 형성된 밸브본체와; 상기 밸브본체에 수용되어 상기 밸브유로를 개폐하는 다이아프램과; 상기 다이아프램을 가압 및 가압해제하는 압력실과, 상기 압력실과 연통하는 연통공을 형성하며 상기 다이아프램을 지지하는 다이아프램 홀더와; 상기 다이아프램이 밸브유로를 개폐하도록 상기 연통공을 개폐하는 플런저와; 상기 플런저가 상기 연통공을 개방하는 개방위치와, 상기 플런저가 상기 연통공을 폐쇄하는 폐쇄위치 사이를 왕복이동하도록 상기 플런저에 교호적으로 전자기력을 발생하며, 상호 이격 배치되는 제1전자석 및 제2전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 플런저를 구동하기 위한 전자석의 사이즈를 줄일 수 있어 코일의 소비량을 절감할 수 있고, 소비전력을 최소화할 수 있다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 사시도,

도 2는 도 1의 요부 분해사시도,

도 3은 도 1의 밸브유로가 폐쇄된 상태를 도시한 종단면도,

도 4는 도 1의 밸브유로가 개방된 상태를 도시한 종단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 밸브본체 11 : 유입구

13 : 유출구 15 : 밸브유로

21 : 다이아프램 25 : 다이아프램 홀더

27 : 연통공 31 : 플랜지

33 : 압력실 35 : 플런저통과공

40 : 솔레노이드 41 : 솔레노이드 하우징

43 : 고정부재 51 : 제1전자석

53 : 제2전자석 55 : 플런저

61 : 스프링

본 발명은, 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자기력을 발생하는 전자석의 구조를 개선한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 배관의 도중이나 용기에 설치하여, 유체의 유량, 압력 등을 제어한다.

이러한 밸브는 단순한 개폐식 밸브로부터 전자식 솔레노이드 밸브, 전동 구동 밸브 등 다양한 구조의 밸브가 널리 알려져 있다.

특히, 솔레노이드 밸브는 유체가 흐르는 유로의 도중에 설치하여 유체의 흐름이 차단된 상태에서 유로 내부의 유체를 필요에 따라 일시적으로 흐르도록 하거나, 일측으로 유입되는 유체를 양측에 선택적으로 공급하거나, 공급된 유체를 선택적으로 배출시킬 수 있는 구조로 이루어진 밸브이다.

이러한 솔레노이드 밸브는 내부의 코일에 전기가 도통되면서 전자석이 자력을 발생하게 되고, 이 자력은 스프링에 의해 지지되어 있는 플런저에 작용하여, 플런저를 강하게 상부로 당겨 올림에 따라 플런저 하부의 밀폐수단으로 하여금 차단하고 있던 밸브유로를 개방상태로 유지하여 전기가 도통되고 있는 일정 시간 동안은 유체의 흐름이 이루어지도록 하고, 정해진 시간이 지나면 코일에 인가되었던 전원이 차단됨에 따라 전자석이 전자기력을 상실하면서 당겨 올려졌던 플런저가 스프링의 탄성력에 의해 다시 하부로 밀려나게 됨에 따라 플런저 하부의 밀폐수단으로 하여금 개방하였던 유로를 차단 밀폐토록 하는 구조로 되어 있다.

그런데, 종래의 솔레노이드 밸브는 플런저를 상승시키는 전자기력의 크기에 비해 전자석의 사이즈가 지나치게 크므로, 이로 인해 코일의 소요량이 많고 소비전력 또한 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전자석의 구조를 개선함으로써, 플런저를 구동하기 위한 전자석의 사이즈를 줄일 수 있어 코일의 소비량을 절감할 수 있고, 소비전력을 최소화할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 솔레노이드 밸브에 있어서, 유체가 유입 및 유출하는 유입구 및 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연통하는 밸브유로가 형성된 밸브본체와; 상기 밸브본체에 수용되어 상기 밸브유로를 개폐하는 다이아프램과; 상기 다이아프램을 가압 및 가압해제하는 압력실과, 상기 압력실과 연통하는 연통공을 형성하며 상기 다이아프램을 지지하는 다이아프램 홀더와; 상기 다이아프램이 밸브유로를 개폐하도록 상기 연통공을 개폐하는 플런저와; 상기 플런저가 상기 연통공을 개방하는 개방위치와, 상기 플런저가 상기 연통공을 폐쇄하는 폐쇄위치 사이를 왕복이동하도록 상기 플런저에 교호적으로 전자기력을 발생하며, 상호 이격 배치되는 제1전자석 및 제2전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 제공한다.

여기서, 상기 제1전자석 및 제2전자석 중 상기 연통공에 가까이 위치한 전자석에 전원이 공급되면 상기 플런저는 상기 연통공을 폐쇄하고, 상기 연통공으로부터 멀리 위치한 전자석에 전원이 공급되면 상기 플런저는 상기 연통공을 개방하는 것이 바람직하다.

상기 플런저가 상기 연통공을 폐쇄하도록 상기 플런저에 탄성력을 제공하는 스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 밸브본체(10)의 상측에 솔레노이드(40)가 결합된 구조로 되어 있다.

밸브본체(10)에는 유입구(11)와 유출구(13)가 형성되어 있고, 유입구(11)와 유출구(13) 사이에는 유입구(11)와 유출구(13)를 연통하는 밸브유로(15)가 형성되어 있다.

밸브유로(15)에는 밸브유로(15)를 개폐하는 다이아프램(21)이 설치되어 있다. 다이아프램(21)은 고무 등과 같은 유연성이 있는 재질로 이루어진다.

다이아프램(21)의 상측에는 다이아프램(21)를 지지하는 다이아프램 홀더(25)가 배치되어 있다. 다이아프램 홀더(25)의 중앙영역에는 밸브유로(15) 및 후술할 압력실(33)과 연통하는 연통공(27)이 형성되어 있다. 여기서, 연통공(27)은 밸브유로(15)의 유체가 솔레노이드(40)로 역류하지 않도록 미세한 직경의 크기를 갖는다.

다이아프램 홀더(25)의 상측에는 플랜지(31)가 배치되어 있으며, 플랜지(31)는 밸브본체(10)에 수용되어 다이아프램(21)의 둘레를 따라 지지한다. 플랜지(31)와 다이아프램(21) 사이에는 다이아프램(21)을 가압 및 가압해제하는 압력실(33)이 형성되어 있다. 또한, 플랜지(31)의 중앙영역에는 후술할 플런저(55)가 왕복이동가능하게 결합되는 플런저통과공(35)이 형성되어 있으며, 플런저통과공(35)은 플런저(55)의 승강을 안내하는 역할을 한다.

솔레노이드(40)는 후술할 각 전자석(51,53)을 수용하는 솔레노이드 하우징(41)을 가지며, 솔레노이드 하우징(41)은 고정부재(43)에 의해 밸브본체(10)의 상측에 결합되어 있다.

솔레노이드 하우징(41)의 내주면에는 코일이 감겨서 된 한 쌍의 전자석, 즉 제1전자석(51) 및 제2전자석(53)이 상호 간격을 두고 이격 배치되어 있다. 여기서, 제1전자석(51) 및 제2전자석(53)은 상호 전자기력이 작용하지 않는 범위의 간격을 유지하는 것이 바람직하다. 한편, 이하에서는 설명의 편리상, 다이아프램 홀더(25)의 연통공(27)에 가까이 위치한 전자석을 제1전자석(51)이라 하고, 제1전자석(51)과 이격하며 연통공(27)으로부터 멀리 위치한 전자석을 제2전자석(53)이라고 한다.

제1전자석(51) 및 제2전자석(53)에는 전원공급수단에 전기적으로 연결되어 각 전자석(51,53)에 전원을 공급하는 단자(미도시)가 각각 마련되어 있다.

제1전자석(51) 및 제2전자석(53)의 내부에는 전자석(51,53)의 각 전자기력에 의해 상하로 이동되는 플런저(55)가 배치되어 있다. 제1전자석(51) 및 제2전자석(53)은 플런저(55)가 다이아프램 홀더(25)의 연통공(27)을 개방하는 개방위치와, 플런저(55)가 연통공(27)을 폐쇄하는 폐쇄위치 사이를 왕복이동하도록 플런저(55)에 각각 교호적으로 전자기력을 발생한다. 한편, 제2전자석(53)에 전원이 공급되 지 않은 상태에서 제1전자석(51)에 전원이 공급되면, 제1전자석(51)으로부터 제공되는 전자기력에 의해 플런저(55)가 하강하여 플런저(55)는 연통공(27)을 폐쇄한다. 또한, 제1전자석(51)에 전원이 공급되지 않은 상태에서 제2전자석(53)에 전원이 공급되면, 제2전자석(53)으로부터 제공되는 전자기력에 의해 플런저(55)가 상승하여 플런저(55)는 연통공(27)을 개방한다.

플런저(55)는 봉형상의 도체의 재질로 이루어지며, 연통공(27)의 상방에 기립하며 플랜지(31)의 플런저통과공(35)에 승강가능하게 배치되어 있다, 플런저(55)는 각 전자석(51,53)의 전자기력에 의해 각 전자석(51,53)의 내부를 따라 상하로 이동하며, 다이아프램 홀더(25)의 연통공(27)을 개방 및 폐쇄하고, 이에 다이아프램(21)은 밸브유로(15)를 개방 및 폐쇄한다.

연통공(27)에 접근 및 이격하는 플런저(55)의 하단부는 고무 재질로 이루어져 있으며, 플런저(55)의 상단부에는 플런저(55)에 탄성력을 가하는 스프링(61)이 배치되어 있다.

스프링(61)은 제2전자석(53) 내부에 수용되어, 플런저(55)가 연통공(27)을 폐쇄하도록 플런저(55)에 탄성력을 제공한다. 여기서, 스프링(61)의 탄성력은 제2전자석(53)의 전자기력보다 작은 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 밸브유로(15)가 폐쇄된 상태에서 밸브유 로(15)를 개방하는 과정에 대해 설명한다.

제2전자석(53)의 단자를 통해 제2전자석(53)에 전원을 공급하면, 암페어의 오른나사의 법칙에 의해 제2전자석(53)에 전자기력이 형성된다. 이 때, 제1전자석(51)에는 전원을 공급하지 않는다.

제2전자석(53)에 전자기력이 형성되고 제1전자석(51)에 전자기력이 형성되지 않음에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 플런저(55)는 제2전자석(53)의 전자기력에 의해 상측으로 이동하게 되고, 이 때 스프링(61)의 탄성력은 제2전자석(53)의 전자기력보다 작으므로, 플런저(55)는 스프링(61)의 저항을 받지 않고 상측으로 이동하게 된다.

플런저(55)가 상측으로 이동함에 따라 연통공(27)이 개방된다.

연통공(27)이 개방됨에 따라 압력실(33) 내의 압력이 작아지면서 다이아프램(21)이 들어 올려지며 밸브유로(15)를 개방하여, 유입구(11)로부터 유입된 유체는 밸브유로(15)를 통해 유출구(13)로 유동한다.

다음, 밸브유로(15)가 개방된 상태에서 밸브유로(15)를 폐쇄하는 과정에 대해 설명한다.

제1전자석(51)의 단자를 통해 제1전자석(51)에 전원을 공급하면, 암페어의 오른나사의 법칙에 의해 제1전자석(51)에 전자기력이 형성된다. 이 때, 제2전자석(53)에는 전원을 공급하지 않는다.

제2전자석(53)에 전자기력이 형성되지 않고 제1전자석(51)에 전자기력이 형성됨에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 플런저(55)는 제1전자석(51)의 전자기력과 스프링(61)의 탄성력에 의해 하측으로 이동하게 된다.

플런저(55)가 하측으로 이동함에 따라 연통공(27)이 폐쇄된다.

연통공(27)이 폐쇄됨에 따라 압력실(33) 내의 압력이 다시 증대함과 동시에, 플런저(55)의 가압력에 의해 다이아프램(21)이 아래로 하강하며 밸브유로(15)를 폐쇄하여, 유입구(11)로부터 유입된 유체는 유출구(13)로 유동하지 않게 된다.

이와 같이, 상호 이격하는 제1전자석 및 제2전자석의 내부에 다이아프램을 구동하는 플런저를 배치하고, 제1전자석 및 제2전자석에 교호적으로 전원을 공급하며 각각 전자기력을 발생하여 플런저를 왕복 이동시킴으로써, 플런저를 구동하기 위한 전자석의 사이즈를 줄일 수 있게 된다. 또한, 전자석의 사이즈가 작아짐에 따라 코일의 소비량을 절감할 수 있으며, 소비전력도 최소화할 수 있게 된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자석의 구조를 개선함으로써, 플런저를 구동하기 위한 전자석의 사이즈를 줄일 수 있어 코일의 소비량을 절감할 수 있고, 소비전력을 최소화할 수 있는 솔레노이드 밸브가 제공된다.

Claims

솔레노이드 밸브에 있어서,

유체가 유입 및 유출하는 유입구 및 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연통하는 밸브유로가 형성된 밸브본체와;

상기 밸브본체에 수용되어 상기 밸브유로를 개폐하는 다이아프램과;

상기 다이아프램을 가압 및 가압해제하는 압력실과, 상기 압력실과 연통하는 연통공을 형성하며 상기 다이아프램을 지지하는 다이아프램 홀더와;

상기 다이아프램이 밸브유로를 개폐하도록 상기 연통공을 개폐하는 플런저와;

상기 플런저가 상기 연통공을 개방하는 개방위치와, 상기 플런저가 상기 연통공을 폐쇄하는 폐쇄위치 사이를 왕복이동하도록 상기 플런저에 교호적으로 전자기력을 발생하며, 상호 이격 배치되는 제1전자석 및 제2전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제1항에 있어서,

상기 제1전자석 및 제2전자석 중 상기 연통공에 가까이 위치한 전자석에 전원이 공급되면 상기 플런저는 상기 연통공을 폐쇄하고, 상기 연통공으로부터 멀리 위치한 전자석에 전원이 공급되면 상기 플런저는 상기 연통공을 개방하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 플런저가 상기 연통공을 폐쇄하도록 상기 플런저에 탄성력을 제공하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.