KR20080107690A - Flow control unit and flow control device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a flow control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 유량제어장치를 이용하여 유량이 제어되는 과정을 설명하기 위하여 밸브부재가 이동한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 2 and 3 are cross-sectional views schematically illustrating a state in which a valve member is moved to explain a process in which a flow rate is controlled by using the flow control apparatus shown in FIG. 1.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10...밸브 11...밸브하우징10
12...밸브체 13...솔레노이드유니트12
20...유량제어유니트 21...하우징20.Flow control unit 21.Housing
22...밸브부재 23...삽입부재22
24...탄성부재 25...밀폐부재24.Elastic member 25.Sealed member
100...유량제어장치 111...유입포트100 ...
112...유출포트 113...밸브실112
131...실린더부재 132...고정철심131
133...보빈 134...솔레노이드코일133 Bobbin 134 Solenoid Coil
135...플런저 136...압축코일스프링135 Plunger 136 Compression coil spring
211...유입로 212...연통로211
213...경사부 214...유출로213
221...선단부 222...경사면221
223...오목부 231...머리부223 ...
232...기둥부 232 pillars
본 발명은 유량제어유니트 및 이 유량제어유니트가 구비된 유량제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체가 유동하는 유동관에 결합되어 유체의 유량을 제어하거나 밸브에 구비된 유체의 유동포트에 결합되어 밸브 이외에 유체의 유량을 추가적으로 제어하기 위한 유량제어유니트 및 이 유량제어유니트가 구비된 유량제어장치에 관한 것이다. The present invention relates to a flow rate control unit and a flow rate control device equipped with the flow rate control unit, and more particularly, is coupled to a flow tube through which the fluid flows to control the flow rate of the fluid or coupled to the flow port of the fluid provided in the valve. A flow control unit for additionally controlling a flow rate of a fluid in addition to a valve, and a flow control device having the flow control unit.
유량을 제어하기 위한 장치로는 밸브가 널리 사용되고 있다. 밸브는 중공의 파이프 형상의 유동관에 설치되어 유동관을 유동하는 유체의 유량을 조절한다. 그리고, 밸브로는 볼밸브, 스로틀밸브 및 솔레노이드밸브 등 다양한 종류의 밸브가 사용되고 있다. Valves are widely used as a device for controlling the flow rate. The valve is installed in the hollow pipe-shaped flow tube to regulate the flow rate of the fluid flowing through the flow tube. As the valve, various types of valves such as ball valves, throttle valves, and solenoid valves are used.
그런데, 종래에 유량을 조절할 목적으로 사용되는 밸브는 그 구조가 복잡하게 이루어져 있어서, 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 제작비가 증가한다는 문제점이 있었다. 더구나, 유량을 미세하게 조절해야하는 경우에는 밸브가 더욱 복잡하게 구성되어야 하므로, 상술한 문제점이 더욱 가중되게 된다. By the way, the conventional valve used for the purpose of adjusting the flow rate is made of a complicated structure, there is a problem that not only the durability is lowered but also the manufacturing cost increases. In addition, when the flow rate must be finely adjusted, the valve must be more complicated, and the above-mentioned problems are further exacerbated.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 단순한 구조를 이용하여 유량을 미세하게 조절할 수 있도록 구조가 개선되어 제작이 용이할 뿐만 아니라 내구성도 향상된 유량제어유니트 및 이 유량제어유니트가 구비된 유량제어장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to improve the structure to be able to finely control the flow rate using a simple structure is easy to manufacture as well as improved flow control unit and durability It is to provide a flow control device provided with a flow control unit.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유량제어유니트는 유체가 유동하는 유동관 또는 밸브에 구비된 유체의 유동포트에 결합되어 상기 유체의 유량을 제어하기 위한 유량제어유니트에 있어서, 상기 유동관 또는 유동포트로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 유동관 또는 유동포트와 연통되는 유입로와, 상기 유체가 유출되도록 상기 유입로와 연통되는 유출로와, 상기 유입로 및 유출로와 각각 연통되는 연통로가 내부에 형성된 하우징; 및 상기 하우징에 대해 슬라이딩 가능하도록 상기 연통로에 삽입되며, 상기 유입로를 폐쇄하는 선단부를 가지며, 상기 선단부의 상기 유입로를 폐쇄하는 폐쇄위치로부터의 거리에 연동되어 상기 유출로로 유출되는 유량을 제어하는 밸브부재;를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the flow control unit according to the present invention is coupled to the flow port of the fluid provided in the flow pipe or the valve flows in the flow control unit for controlling the flow rate of the fluid, the flow pipe or flow An inflow passage communicating with the flow pipe or the flow port so that the fluid flows from the port, an outflow passage communicating with the inflow passage so that the fluid flows out, and a communication passage communicating with the inflow passage and the outflow passage, respectively, are formed therein. housing; And a front end portion inserted into the communication passage so as to be slidable with respect to the housing, the front end portion closing the inflow passage, and interlocked with a distance from a closed position closing the inflow passage of the tip portion to flow out into the outflow passage. And a valve member for controlling.
또한, 본 발명에 따른 유량제어장치는 유체가 유동 가능하며 상기 유체의 유입 및 유출을 위한 복수의 유동포트와, 상기 복수의 유동포트와 연결된 밸브실을 가지는 밸브하우징; 상기 유동포트가 개폐되도록 상기 밸브실에 설치된 밸브체를 가지는 밸브; 상기 유동포트로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 유동포트와 연통되는 유입로와, 상기 유체가 유출되도록 상기 유입로와 연통되는 유출로와, 상기 유입로 및 유출로와 각각 연통되는 연통로가 내부에 형성된 하우징; 및 상기 하우징에 대해 슬라이딩 가능하도록 상기 연통로에 삽입되며, 상기 유입로를 폐쇄하는 선단부를 가지며, 상기 선단부의 상기 유입로를 폐쇄하는 폐쇄위치로부터의 거리에 연동되어 상기 유출로로 유출되는 유량을 제어하는 밸브부재;를 구비하는 것을 특징으로 한다. In addition, the flow control apparatus according to the present invention comprises a valve housing having a fluid flow and a plurality of flow ports for the inflow and outflow of the fluid, and a valve chamber connected to the plurality of flow ports; A valve having a valve body installed in the valve chamber to open and close the flow port; An inflow passage communicating with the flow port so that the fluid flows from the flow port, an outflow passage communicating with the inflow passage so that the fluid flows out, and a communication passage communicating with the inflow passage and the outflow passage, respectively; housing; And a front end portion inserted into the communication passage so as to be slidable with respect to the housing, the front end portion closing the inflow passage, and interlocked with a distance from a closed position closing the inflow passage of the tip portion to flow out into the outflow passage. And a valve member for controlling.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어장치의 개략적인 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 유량제어장치를 이용하여 유량이 제어되는 과정을 설명하기 위하여 밸브부재가 이동한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a flow control apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are moved the valve member to explain the process of controlling the flow rate using the flow control device shown in FIG. It is sectional drawing which shows a state schematically.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 유량제어장치(100)는 밸브(10)와, 유량제어유니트(20)를 구비한다. 1 to 3, the flow
밸브(10)는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 유량을 제어하기 위한 장치이다. 밸브(10)는 볼밸브, 드로틀밸브 및 솔레노이드밸브 등 다양하게 구성될 수 있으며, 특히 본 실시예에서는 솔레노이드밸브(10)로 구성된다. 솔레노이드밸브(10)는 솔레노이드코일에 전류를 인가시켜 전자적 추력을 발생시키고 이 전자적 추력을 이용하여 플런저를 직선 이동시킴으로써 유체의 유동경로를 변경하는 방향전환밸브로서 널리 사용되고 있다. 솔레노이드밸브(10)는 밸브하우징(11)과, 밸브체(12)와, 솔레노이드유니트(13)를 포함한다. The
밸브하우징(11)에는 유체가 각각 유입 및 유출되는 유입포트(111) 및 유출포 트(112)가 형성되어 있다. 그리고, 밸브하우징(11)에는 유입포트(111) 및 유출포트(112)와 각각 연통되는 밸브실(113)이 형성되어 있다. The
밸브체(12)는 밸브실(113) 내에 직선 이동 가능하게 설치된다. 밸브체(12)는 밸브체(12)의 직선 이동에 의해 유출포트(112)를 개폐하여 유입포트(111)로부터 유출포트(112)로의 유체의 유동을 단속한다. The
솔레노이드유니트(13)는 중공형상의 실린더부재(131)와, 실린더부재(131)의 단부에 고정된 고정철심(132)과, 실린더부재(131)가 삽입되는 보빈(133)과, 보빈(133)에 감겨지며 외부에서 인가되는 전류에 의해 여자되어 전자적 추력을 발생시키는 솔레노이드코일(134)과, 실린더부재(131)의 내부에 왕복 직선 이동 가능하도록 삽입되며 밸브체(12)에 핀결합되어 있는 플런저(135)를 구비한다. 플런저(135)는 압축코일스프링(136)에 의해 밸브체(12)가 유출포트(112)를 폐쇄하는 방향으로 탄성바이어스되어 있다.The
솔레노이드코일(134)에 전류가 인가되지 않은 상태에서는 도 1에 가상선으로 도시되어 있는 바와 같이 유출포트(112)가 폐쇄되어 유체의 유동이 차단된다. 그리고, 솔레노이드코일(134)에 전류가 인가되면, 전자적 추력에 의해 플런저(135)가 고정철심(132)쪽으로 당겨져서 밸브체(12)가 이동하게 되므로, 도 1 내지 도 3에 실선으로 도시되어 있는 바와 같이 유출포트(112)가 개방되어 유체가 유출포트(112)로 유동하게 된다. In the state in which no current is applied to the
유량제어유니트(20)는 유체가 유동하는 유동관 또는 밸브에 구비된 유체의 유동포트에 결합되어 유체의 유량을 제어한다. 특히, 본 실시예에서, 유량제어유 니트(20)는 솔레노이드밸브(10)의 유출포트(112)에 결합되어 유출되는 유량을 미세하게 조절한다.The
유량제어유니트(20)는 하우징(21)과, 밸브부재(22)와, 삽입부재(23)와, 탄성부재(24)를 구비한다.The
하우징(21)은 솔레노이드밸브의 밸브하우징(11)에 결합된다. 특히, 본 실시예에서는 미도시되어 있으나 하우징(21)과 밸브하우징(11) 사이에 O-링(미도시)이 개재되어 있어 유체가 하우징(21)과 밸브하우징(11) 사이로 유출되는 것이 방지되다. 하우징(21)의 내부에는 유입로(211)와, 연통로(212)와, 유출로(214)가 형성되어 있다. The
유입로(211)는 유출포트(112)와 연통된다. 따라서, 유체는 유출포트(112)로부터 유입로(211)를 통해서 하우징(21)의 내부로 유입된다. The
연통로(212)는 하우징(21)의 내부에 길게 형성되어 있다. 그리고, 연통로(212)의 내주면에는 암나사산이 형성되어 있다. 연통로(212)는 유입로(211)와 연통되어 있다. 연통로(212)는 유입로(211)와 동축적으로 배치되어 있다. 그리고, 연통로(212)의 일측에는 연통로(212)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 경사지게 형성된 경사부(214)가 마련되어 있다. The
유출로(214)는 연통로(212)와 연통되어 있어 있다. 따라서, 유입로(211)로 유입된 유체는 연통로(212)를 거쳐서 유출로(214)를 통해서 하우징(21) 외부로 유출 가능하다. 그리고, 유출로(214)는 유출로(214)의 중심축이 유입로(211)의 중심축과 직교하도록 형성되어 있다. The
밸브부재(22)는 연통로(212)에 삽입되어, 하우징(21)에 대해 슬라이딩 가능하다. 특히, 본 실시예에서 밸브부재(22)의 외주면에는 연통로(212)의 암나사산과 나사결합되는 수나사산이 형성되어 있어서, 밸브부재(22)를 회전시킴에 따라 밸브부재(22)가 슬라이딩된다. 그리고, 밸브부재(22)와 연통로(212) 사이에는 O-링 등과 같은 밀폐부재(25)가 개재되어 있어서, 유입로(211)를 통해 유입된 유체가 연통로(212)를 거쳐 유출로(214)를 통해서 하우징(21)의 외부로 배출되게 된다. 즉, 유체가 연통로(212)를 통해서 하우징(21)이 외부로 배출되지 않게 된다. 밸브부재(22)에는 선단부(221)가 형성되어 있다. The
선단부(221)는 밸브부재(22)의 슬라이딩에 연동되어 유입로(211)를 폐쇄 또는 개방한다. 즉, 선단부(221)는 도 1에 도시되어 있는 폐쇄위치에서 유입로(211)를 폐쇄하게 되어, 유체(211)가 유입로(211)로 유입되어 유출로(214)를 통해 외부로 유출되는 것을 방지한다. 선단부(221)에는 밸브부재(22)의 슬라이딩방향에 대해 교차하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면(222)이 형성되어 있다. 경사면(222)은 경사부(213)와 상보적으로 형성되어 있어서, 폐쇄위치에서는 경사면(222)이 경사부(213)와 밀착된다. 따라서, 밸브부재(22)가 폐쇄위치로부터 오른쪽으로 이동하게 되면, 경사부(213)와 경사면(222) 사이에 공간이 생기게 되어, 유체가 경사부(213)와 경사면(222) 사이 공간로 유입되게 된다. 그리고, 경사부(213)와 경사면(222) 사이 공간으로 유입된 유체는 밸브부재(22)의 수나사산과 연통로(212)의 암나사산 사이의 미세한 틈으로 유입된 후 유출로(214)를 통해서 하우징(21) 외부로 유출된다. 그리고, 도 1 내지 도 3에 도시된 화살표는 유체의 유 동방향을 지시한다. The
한편, 본 실시예에서는 밸브부재(22)의 슬라이딩 정도, 즉 선단부(221)가 폐쇄위치로부터 우측으로 이동한 거리에 연동되어 유출로(214)를 통해 유출되는 유량이 제어되며, 이는 다음과 같은 두 가지 구조에 기인한다. On the other hand, in the present embodiment, the flow rate of the
먼저, 암나사와 수나사 사이의 나사결합 길이에 연동하여 유출 유량이 제어된다. 즉, 밸브부재(22)가 폐쇄위치로부터 우측으로 이동하게 되어 이동거리가 증가하게 되면 암나사와 수나사 사이의 나사결합 길이가 감소하게 되므로, 암나사와 수나사 사이의 미세 틈을 통해 유출로(214)로 유입되는 유량이 증가하게 된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3을 비교하면, 도 3에 도시된 상태에서는 도 2에 도시된 상태에 비해서 나사결합 길이가 작으므로, 유출되는 유량이 더 많게 된다.First, the outflow flow rate is controlled in conjunction with the threaded length between the female and male threads. That is, when the
다음으로, 밸브부재(22)가 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 폐쇄위치로부터 도 2에 도시된 위치로 이동하게 되면, 경사면(222)과 경사부(213) 사이의 공간이 점진적으로 증가하게 되므로, 연통로(212)를 통해 유출로(214)로 유입되는 유체의 부피가 증가하게 된다. Next, when the
그리고, 밸브부재(22)에는 오목부(223)가 형성되어 있다. 오목부(223)는 선단부(221)의 선단면으로부터 선단부(221)가 유입로를 개방하는 방향으로 오목하게 형성되어 있다. 그리고, 오목부(223)는 밸브부재(22)의 슬라이딩방향으로 길게 형성되어 있다. And the recessed
삽입부재(23)는 밸브부재의 오목부(223)에 삽입된다. 삽입부재(23)는 오목부(223)의 내주면 직경과 비슷한 직경을 가지도록 형성된 머리부(231)와, 머리 부(231)의 직경보다 더 작은 직경을 가지도록 형성되며 머리부(231)로부터 돌출된 기둥부(232)를 가진다. The
탄성부재(24)는 밸브부재의 선단부(221)를 밸브부재(22)의 슬라이딩방향으로 탄성바이어스시킨다. 특히, 본 실시예에서는 탄성부재(24)가 삽입부재(23)를 오목부(223)에 삽입되는 방향으로 탄성바이어스시키게 되므로, 밸브부재의 선단부(221)는 유입로(211)를 개방하는 방향으로 탄성바이어스되게 된다. 여기서, 탄성부재(24)는 일단부가 삽입부재의 머리부(231)에 접촉지지되며 타단부가 연통로(212)의 내측면에 접촉지지되는 압축코일스프링(24)이며, 압축코일스프링(24)에는 삽입부재의 기둥부(232)가 끼워진다. 그리고, 압축코일스프링(24)은 오목부(223)의 내부면과 접촉하지 않도록 오목부(223)에 삽입되어 있다. The
상술한 바와 같이 구성된 유량제어장치(100)에 있어서는, 밸브(10)의 작동 유무에 따라서 유체가 유량제어유니트(20)로 유입 또는 차단된다. 그리고, 유량제어유니트로(20)의 유체 유입 상태에서는 밸브부재(22)의 위치에 연동되어 유출로(214)를 통해 유출되는 유량을 미세하게 제어할 수 있게 된다. 즉, 밸브부재(22)가 도 1에 도시된 폐쇄위치에 위치하면, 유체의 유출이 차단된다. 그리고, 밸브부재(22)가 폐쇄위치로부터 우측으로 이동하게 되면, 밸브부재(22)의 이동거리에 비례하여 유출 유량이 증가하게 된다. 이는, 밸브부재(22)의 이동거리에 비례하여 밸브부재(22)의 수나사와 연통로(212)의 암나사 간의 결합길이가 줄어들기 때문이다. In the
또한, 본 실시예에서는 밸브부재(22)가 탄성부재(24)에 의해 유입로(211)의 개방방향으로 탄성바이어스되어 있어서, 유체가 유출로(214)를 통해 유출되어 유체의 압력이 밸브부재(22)에 가해지는 경우 밸브부재(22)가 미세하게 움직이는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 밸브부재(22)의 위치가 고정되어 시간이 경과하더라도 유체를 일정량으로 유출시킬 수 있게 된다. In addition, in the present embodiment, the
그리고, 본 실시예에서는 압축코일스프링(24)이 삽입부재의 머리부(231)에 접촉지지되도록 구성되어 있어서, 밸브부재(22)의 회전시 밸브부재(22)와 삽입부재(23)가 상대 회전하게 된다. 이와 같이 밸브부재(22)와 삽입부재(23)가 상대 회전하게 되면, 삽입부재(23)를 가압하는 압축코일스프링(24)도 밸브부재(22)에 대해 상대 회전하게 되므로, 압축코일스프링(24)의 내구성이 증가하게 된다. 왜냐하면, 본 실시예와 달리 밸브부재(22)의 회전시 압축코일스프링(24)이 함께 회전하도록 구성된 경우에는 밸브부재(22)의 회전시 압축코일스프링(24)의 일단부가 밸브부재의 오목부(223) 내측면에 걸려서 오목부(223) 내측면이 손상되며 나아가 압축코일스프링(24)의 일단부와 타단부가 서로 상대 회전하게 되어 압축코일스프링(24)이 뒤틀리게 되므로 압축코일스프링(24)의 사용 수명이 줄어들기 때문이다.In this embodiment, the
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 밸브(10)에 유량제어유니트(20)를 결합한 후, 밸브부재(22)를 회전시키기만 하면, 유량을 미세하게 그리고 정밀하게 조절할 수 있게 된다. 특히, 밸브(10)는 유체를 공급 또는 차단하는 역할을 하며, 유량은 밸브부재(22)의 회전에 의해 미세하게 조절되도록 구성되어 있어서, 종래에 비해 유량제어구조가 매우 간단하다는 장점을 가지게 된다. 그리고, 간단한 구조로 말미암아 제작비를 절감하며 나아가 내구성도 획기적으로 향상시킬 수 있게 된 다. As described above, in the present embodiment, after the
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다. As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.
예를 들어, 본 실시예에 있어서는 솔레노이드밸브가 구비되도록 구성되어 있으나, 솔레노이드밸브로 한정되는 것은 아니며 유체를 차단 또는 공급하는 밸브나 유량을 조절하는 밸브 등 다양한 밸브가 구비되도록 구성할 수도 있다. For example, in this embodiment, the solenoid valve is configured to be provided, but is not limited to the solenoid valve and may be configured to include various valves such as a valve for blocking or supplying a fluid or a valve for adjusting the flow rate.
또한, 본 실시예에서는 밸브가 구비되도록 구성되어 있으나, 밸브 없이 유체가 유동하는 파이프 형상의 유동관에 유량제어유니트가 설치되어 유량을 제어하도록 구성할 수도 있다. In addition, in the present embodiment is configured to be provided with a valve, the flow rate control unit is installed in the pipe-shaped flow pipe in which the fluid flows without the valve may be configured to control the flow rate.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 단순한 구조를 이용하여 유량을 미세하게 조절할 수 있게 되므로, 제작이 용이할 뿐만 아니라 내구성도 향상된다. According to the present invention of the above configuration, it is possible to finely control the flow rate using a simple structure, not only easy to manufacture but also improved durability.
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