KR20100040193A

KR20100040193A - 유체 제어밸브 조작기

Info

Publication number: KR20100040193A
Application number: KR1020080099308A
Authority: KR
Inventors: 김일규
Original assignee: (주)써니콘트롤스
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-19

Abstract

본 발명은 유체 제어밸브 조작기에 관한 것이다.

본 발명은 기체나 액체와 같은 유체를 공급 및 차단하는 밸브; 상기 밸브와 결합하고 연동하는 밸브스템; 상기 밸브스템과 결합하고 전기적인 힘에 의해 상기 밸브를 전자 개폐 제어하는 전자제어기 및 상기 전자제어기는 밸브의 동작 모드를 설정하고, 표시하는모드설정 및 표시부에 의해 설치되는 밸브의 밸브 개도 범위를 설정하는 개도범위설정부를 구비하여, 기 설치된 또는 설치하고자 밸브의 크기에 따라 그에 맞는 밸브의 개도율을 사전에 설정함으로써, 유체를 정확하게 공급 및 차단할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

전자 제어 밸브, 개도율, 개도범위

Description

유체 제어밸브 조작기{OPERAT0R FOR CONTROLLING VALVE IN FLUID}

본 발명은 유체 제어밸브 조작기에 관한 것으로, 상세하게는 액체 및 기체인 유체를 공급 및 차단하는 밸브의 크기에 따라 그에 맞는 밸브의 개도율을 설정하여 유체의 량을 정확하게 조절할 수 있도록 한 유체 제어밸브 조작기에 관한 것이다.

일반적으로 유체 제어밸브 조작기는 유체를 공급 및 차단하기 위한 밸브에 전기적인 힘으로 밸브를 개폐 제어하여 유체를 공급 및 차단하는 장치이다.

상기 유체 제어밸브 조작기는 유체를 공급 및 차단하기 위한 밸브를 모터로부터 발생하는 정,역회전에 의해 밸브스템을 리니어하게 이동시켜 밸브를 개폐 동작하고, 상기 밸브의 개폐 동작은 표시기를 통해 어느 정도까지 개폐하고 있는지 표시하면서 동작하게 된다.

이와 같이 밸브의 개폐상태를 표시하면서 동작을 제어하는 유체 제어밸브 조작기는 설치되는 밸브의 크기에 관계없이 기 설정된 제어범위로 개폐 동작을 하도록 되어 있다.

따라서 상기 밸브의 크기가 큰 경우, 기 설정된 제어 범위에서 밸브를 20% 열려고 할 때, 밸브의 크기에 의해 밸브가 열리지 않거나 아주 조금 열리게 되어 유량을 공급하지 못하거나 적게 공급하게 되고, 반대로 밸브의 크기가 작은 경우, 70%를 열려고 할 때, 밸브를 100%로 열리게 되어 필요 이상으로 유량을 공급하게 되는 정확한 유량 공급이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 유체 제어밸브 조작기는 모터의 정,역회전에 의해 밸브스템이 수직 이동시, 밸브의 크기가 큰 경우에는 정,역회전하는 모터의 힘에 의해 밸브로부터 밸브스템이 분리되거나 이탈되는 현상이 발생하는가 하면, 반대로 상기 밸브의 크기가 작은 경우, 정,역회전하는 모터의 힘에 의하여 밸브스템이 더 이상 올라가지도 반대로 내려가지 못하게 되어 부러지거나, 휨 현상이 발생하여 오동작을 일으키거나 고장을 유발하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 설치되는 밸브의 크기에 따라 그에 해당하는 밸브의 개도율로 정확하게 제어할 수 있는 유체 제어밸브 조작기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 기체나 액체와 같은 유체를 공급 및 차단하는 밸브; 상기 밸브와 결합하고 연동하는 밸브스템; 상기 밸브스템과 결합하고 전기적인 힘에 의해 상기 밸브를 전자 개폐 제어하는 전자제어기; 및 상기 전자제어기는 상기 밸브의 동작 모드를 설정하고 표시하는 모드설정 및 표시부; 상기 모드설정 및 표시부에 의해 밸브의 크기에 따라 개도 범위를 설정하는 개도범위설정부를 포함한다.

상기 개도범위설정부는 상기 모터구동부에 의하여 상하로 이동하는 스트로크바, 상기 스트로크바에 의해 설치되는 밸브의 하한점을 체크하는 하한스위치와, 상기 밸브의 상한점을 체크하는 상한스위치를 구비한다.

따라서 본 발명에 의하면, 설치되는 밸브의 밸브 개도 범위를 설정하는 개도범위설정부를 구비하여, 기 설치된 또는 설치하고자 밸브의 크기에 따라 그에 맞는 밸브의 개도율을 사전에 설정함으로써, 설치되는 밸브의 개도율을 정확하게 조절하게 되어 유체를 정확하게 공급 및 차단할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 전체 종단면도이고, 도 2는 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 제어 불록도이고, 도 3은 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 상세 회로도이다.

본 발명은 밸브(10), 밸브스템(20), 전자제어기(30)를 포함한다.

상기 밸브(10)는 기체나 액체와 같은 유체를 공급 및 차단하게 되며, 밸브(10)는 'S'자형의 유로가 형성되어 있는 보디(11), 상기 'S'자형 유로를 상하 운동을 하면서 개폐하는 디스크(12), 상기 디스크(12)가 이동되는 통로를 제공하는 실린더(13), 상기 디스크(12)의 이동을 제한하기 위한 커버(14), 상기 커버(14)로부터 유체가 새어 나오는 것을 방지하기 위한 패킹(15) 및 패킹너트(16)로 구비한다.

상기 밸브스템(20)은 상기 밸브(10)와 결합하여 연동하게 되며, 밸브 스템(20)의 하단은 상기 밸브(10)의 디스크(12)와 결합하여 상기 디스크(12)를 상하로 이동하게 되며, 상단은 전자제어기(30)와 결합한다

상기 전자제어기(30)는 상기 밸브 스템(20)과 결합하여 상기 밸브(10)의 개폐를 비례 제어한다.

상기 전자제어기(30)는 입력된 교류전압을 정전압으로 정류하여 회로 전체에 구동전압을 공급하는 전원공급부(31)와, 온도 또는 압력 등과 같은 신호를 입력하는 센서(sensor), 설치되는 밸브(10)의 크기에 따른 구동전압(4~20mA, 0~10V, 0~5V, 1~5V, 2~10V)을 설정하는 딥 스위치(DIP-SW), 상기 밸브(10)의 크기에 따른 스트로크 상한점(max)과 하한점(min)신호를 입력하는 신호입력부(32)와, 업/다운(up/down), 자동(auto), 스토로크(stroke), 발란스(balance)의 동작을 설정하는 다이오드(D1~D5), 스위치(S1~S5) 및 상기 자동(auto), 발란스(balance), 스토로크(stroke)의 동작상태를 표시하는 트랜지스터(Q1~Q3), 발광다이오드(LED1~LED3)로 구성되는 모드설정표시부(33)와, 상기 신호입력부(32)와 모드설정표시부(33)에서 입력되는 신호를 제어하여 밸브동작을 제어하는 내부에 아날로그/디지털 컨버터(analog to digital converter)와 메모리(memory)가 내장된 마이크로프로세서(34)와, 상기 마이크로프로세서(34)의 제어 동작 또는 상기 밸브(10)의 개도율을 표시하는 7 세그먼트인 개도율표시부(35)와, 상기 마이크로프로세서(34)의 제어동작에 의해 상기 밸브(10)를 개폐하기 위한 정,역회전 모터의 구동 및 정,역회전 모터의 동작을 표시하는 포토 발광다이오드(PH-LED1,2), 포토 집적소자(PH-IC1,2), 트라이액(TRIAC1,2)으로 구성되는 모터구동부(36)와, 상기 모드설정표시부(33)의 선택에 의해 마이크로프로세서(34)로부터 신호를 받아 설치되는 밸브(10)의 크기에 따라 개도율 범위를 설정하는 개도범위설정부(37)를 포함한다.

상기 개도범위설정부(37)는 상기 모터구동부(36)의 정,역회전 모터에 의하여 상하로 이동하는 스트로크바(371), 상기 상하로 이동하는 스트로크바(371)에 의해 설치된 밸브(10)의 스트로크 하한점을 체크하는 하한스위치(372)와, 상기 밸브(10)의 스트로크 상한점을 체크하는 상한스위치(373)를 구성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 기체나 액체와 같은 유체를 공급 및 차단하기 위한 장소에 밸브(10) 및 밸브 스템(20)과 연결하여 전자제어기(30)를 설치하게 된다.

이때 설치되는 밸브(10)는 유체의 공급량에 따라 크기가 다르게 되므로, 초기상태에서는 상기 설치된 밸브(10)의 개도율을 설정하기 위하여, 먼저 전원공급부(31)를 통해서 전자 제어 밸브장치에 구동전압을 인가하고, 인가되는 구동전압에 대하여 상기 전자제어기(30)의 구동전압에 맞게 신호입력부(32)의 팁 스위치(DIP-SW)로 구동전압을 설정한 후, 마이크로프로세서(34)에 입력하게 된다.

상기 마이크로프로세서(34)에서는 메모리에 저장되어 있는 제어 프로그램에 의해 모든 메모리 변수를 초기화시킨다.

이어서 모드설정표시부(33)의 업/다운 스위치(S1)(S2)를 눌러 업/다운신호로 상기 설치된 밸브(10)의 크기에 따른 개도 범위를 설정하게 되는데, 상기 밸브(10)의 개도 범위 설정은 먼저 전자제어기(30)에 구비된 개도범위설정부(37)의 하한스 위치(372)를 풀어 놓고, 상기 모드설정 표시부(33)의 자동스위치(S3)를 누르고, 스토로크스위치(S4)를 누른 다음, 다운스위치(S2)를 눌러주게 되면, 상기 마이크로프로세서(34)에서는 상기 스위치 신호들에 해당하는 제어신호를 모터구동부(36)에 출력하게 된다.

상기 모터구동부(36)에서는 포토 발광다이오드(PH-LED2), 포토 집적소자(PH-IC2) 및 트라이액(TRIAC2)을 구동하여 반 시계방향으로 모터를 회전시켜 하방으로 이동을 표시하고, 하한스위치(372)와 상한스위치(373) 간에 구비된 스트로크바(371)를 하방으로 내려주게 된다.

이때 상기 스트로크바(371)가 하방으로 더 이상 내려가지 않을 때까지 다운스위치(S2)를 눌러주게 되고, 상기 스트로크바(371)가 더 이상 움직이지 않는 지점에 상기 풀어놓았던 하한스위치(372)를 고정 설치하게 된다.

이어서 상기 개도범위설정부(37)의 상한스위치(373)를 풀어놓은 상태에서 자동스위치(S3)를 누르고, 스토로크스위치(S4)를 누른 다음, 업스위치(S1)를 눌러주게 되면, 상기 마이크로프로세서(34)에서는 상기 스위치신호들에 해당하는 제어신호를 모터구동부(36)에 출력하고, 상기 모터구동부(36)에서는 포토 발광다이오드(PH-LED1), 포토 집적소자(PH-IC1), 트라이액(TRIAC1)을 구동하여 시계방향으로 모터를 회전시켜 상방으로 이동을 표시하고, 하한스위치(372)와 상한스위치(373) 간에 구비된 스트로크바(371)를 상방으로 올려주게 된다.

이때 상기 스트로크바(371)가 상방으로 더 이상 올라가지 않을 때까지 업스위치(S1)를 눌러 상기 스트로크바(371)가 더 이상 움직이지 않는 지점에 상기 풀어 놓았던 상한스위치(373)를 고정 설치하게 된다.

이와 같이 상,하한 스위치(373)(372)의 고정이 완료되면, 다시 자동스위치(S3)를 수 초(2~3초)간 길게 눌러, 스트로크바(371)를 상하로 자동이동시켜 상기 스트로크바(371)가 고정된 상한스위치(373)와 하한스위치(372)를 작동하는 것으로 상기 설치된 밸브(10)의 개도 범위를 자동 설정하게 된다.

이때 상기 밸브(10)의 개도 범위의 상,하한 설정이 완료되면, 설정된 개도범위의 상,하한값에 대한 표시가 마이크로프로세서(34)에 입력되고, 상기 마이크로프로세서(34)에서는 개도율표시기(35)를 통해서 상,하한값이 표시되며, 상기 상,하한값에 대한 오차 발생시 발란스 스위치(S5)를 눌러 오차를 조정하게 된다.

상기와 같이 설치된 밸브(10)의 개도 상,하한의 설정이 완료되면, 설치된 밸브(10)를 조작하여 유체를 공급하거나 차단하게 되는데, 이때 상기 밸브(10)의 유체 공급 및 차단하는 과정은 마이크로프로세서(34)에서 입력된 신호(온도신호, 압력신호)등에 대하여 메모리를 통해서 설정된 프로그램으로 제어하고, 제어된 신호는 개도율표시부(35) 및 모터구동부(36)에 출력하여 개도율표시부(35)를 통해서 개도율을 표시한다.

그리고 상기 모터구동부(36)에서는 마이크로프로세서(34)에서 출력된 제어신호에 따라 모터(도시되지않음)를 정,역회전시키고, 상기 정,역회전하는 모터는 개도범위설정부(37)의 스트로크바(371)를 상하로 이동하게 되는데, 이때 상기 모터구동부(36)에서는 포토 발광다이오드(PH-LED1,2), 포토 집적소자(PH-IC1,2)에 의해 스트로크바(371)의 상,하 이동을 표시하게 된다.

상기 스트로크바(371)의 상하 이동은 상기 밸브(10)의 디스크(13)와 결합하여 연동하는 밸브스템(20)을 상하로 이동하고, 상기 밸브스템(20)의 상하 이동은 밸브(10)의 디스크(12)를 상하로 이동하여 상기 디스크(12)를 실린더(13)의 내주면을 따라 상하 운동하면서 보디(11)의 'S'자형 유로를 개폐함으로써, 상기 디스크(12)의 유로 개폐에 따라 유체를 정확하게 공급 및 차단하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 전체 종단면도

도 2는 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 제어 불록도

도 3은 본 발명 유체 제어밸브 조작기의 상세 회로도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 밸브 11; 보디

12; 디스크 13; 실린더

14; 커버 15; 패킹

16; 패킹너트 20;밸브스템

30; 전자제어기 31; 전원공급부

32; 신호입력부 33; 모드설정 및 표시부

34; 마이크로프로세서 35; 개도율표시기

36; 모터구동부 37; 개도범위설정부

Claims

기체나 액체와 같은 유체를 공급 및 차단하는 밸브;

상기 밸브와 결합하고 연동하는 밸브스템;

상기 밸브스템과 결합하고 전기적인 힘에 의해 상기 밸브를 전자 개폐 제어하는 전자제어기; 및

상기 전자제어기는 상기 밸브의 동작 모드를 설정하고 표시하는 모드설정 및 표시부; 상기 모드설정 및 표시부에 의해 밸브의 크기에 따라 개도범위를 설정하는 개도범위설정부를 포함하는 유체 제어밸브 조작기.
제 1 항에 있어서,

상기 모드설정표시부는 업/다운, 자동, 스토로크, 발란스의 동작을 설정하는 스위치; 상기 자동, 발란스, 스토로크의 동작상태를 표시하는 트랜지스터, 발광다이오드로 하는 전자 제어 밸브장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개도범위설정부는 모터구동부에 의하여 상하로 이동하는 스트로크바, 상기 스트로크바에 의해 설치되는 밸브의 하한점을 체크하는 하한스위치, 상기 밸브의 상한점을 체크하는 상한스위치로 하는 전자 제어 밸브장치.