KR20110003849U - 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 기구가 내장된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치 - Google Patents

피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 기구가 내장된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치 Download PDF

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Abstract

본 고안에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어 장치는 베이스와 덮개로 된 하우징, 전류를 공급받아 플래퍼를 동작시키는 토오크모터, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브, 피드백 레버를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트, 상기 피드백 샤프트와 연동하여 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛, 및 상기 하우징 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 구비한 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치로서, 상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제1결합부; 및 상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제2결합부를 포함하고, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부는 상기 피드백 샤프트를 중심으로 서로 축대칭으로 위치하여 교대로 상기 스팬 유닛이 설치될 수 있고, 상기 스팬 유닛이 상기 제1결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향과, 상기 스팬 유닛이 상기 제2결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향이 서로 반대이다.
리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치, 피드백 샤프트 회전검출기구, 제1결합부, 제2결합부, DA 동작 모드, RA 동작 모드.

Description

피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 기구가 내장된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치{THE LINEAR TYPE E-P POSITIONER CONTAINING THE FEEDBACK SHAFT ROTATION DETECTOR}
본 고안은 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동작 모드의 전환이 용이하고 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 기구가 내장된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 유체의 수송을 위한 배관 설비는 유체의 온도, 압력 및 유량 조절 등이 매우 중요한 요소이고, 이는 배관의 필요 개소에 설치되는 밸브 시스템에 의해 이루어지게 된다. 그리고, 이러한 밸브 시스템의 안정성을 도모하기 위하여 밸브위치 자동제어장치로 알려져 있는 포지셔너(positioner)가 설치된다.
상기 포지셔너는 밸브 시스템의 여러 인자가 변화되는 경우 그와 비례하여 온도조절장치와 동작조절장치의 불규칙한 동작을 제어하고, 압력조절장치의 작동이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있도록 제어한다.
상기 포지셔너를 입력신호에 따라 구분하면, 전기신호를 입력받아 그 신호의 크기만큼 밸브 개폐를 제어하는 전기공압식 포지셔너와, 입력신호를 공기압으로 입력받아 제어하는 공압식 포지셔너로 대별된다.
그리고, 본 고안에 관련된 전기공압식 포지셔너는 전기신호를 입력받아 공압으로 출력함으로써 밸브 시스템을 제어한다.
본 출원인이 2002년 2월 21일 출원한 실용신안등록 제20-0276162호에는 피드백 샤프트 회전 검출기구가 내장된 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하기 위한 회전 검출기구를 내장시킴으로써, 피드백 샤프트의 회전 상태가 정확하게 검출되고 설치가 간단한 효과를 갖는다. 그러나, 상술된 장점에도 불구하고, 리니어형 전공식 밸브개폐자동 위치제어장치에 피드백 샤프트 회전 검출기구를 내장하는 것은 그 결합을 위한 엘리먼트(예컨대, 기어)의 크기 증가, 및 그 배치로 인해, 전체 위치제어장치의 크기가 증가하는 단점이 있다.
본 출원인이 2008년 6월 4일 출원한 실용신안출원 제20-0007442호에는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 갖춘 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치로서, 피드백 샤프트 회전 검출기구의 크기 상승을 억제하는 구조를 가진 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치가 개시되어 있다. 그러나, 이 자동 위치 제어장치는 DA 작동 모드와 RA 작동 모드 사이에 상호 전환이 불가능하다는 단점이 있다. 즉, 사용자가 하나의 동작 모드에서 다른 동작 모드로(예컨대, DA 동작 모드에서 RA 동작 모드로) 전환하고자 할 때에는 자동 위치 제어장치 자체를 전부 교체해야만 한다.
따라서, 본 고안의 목적은 피드백 샤프트 회전 검출기구를 내장한 리니어형 전공식 밸브개폐자동 위치제어장치로서, DA(direct action) 동작 모드와 RA(reverse action) 동작 모드 간의 전환이 용이한 리니어형 전공식 밸브개폐자동 위치제어장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 고안에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어 장치는 베이스와 덮개로 된 하우징, 전류를 공급받아 플래퍼를 동작시키는 토오크모터, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브, 피드백 레버를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트, 상기 피드백 샤프트와 연동하여 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛, 및 상기 하우징 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 구비한 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치로서, 상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제1결합부; 및 상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제2결합부를 포함하고, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부는 상기 피드백 샤프트를 중심으로 서로 축대칭으로 위치하여 교대로 상기 스팬 유닛이 설치될 수 있고, 상기 스팬 유닛이 상기 제1결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향과, 상기 스팬 유닛이 상기 제2결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향이 서로 반대이다.
바람직하게는, 상기 피드백 샤프트 회전 검출기구는 상기 피드백 샤프트에 고정된 기어, 및 상기 기어와 맞물려 회전되는 종동 기어를 갖고 내부에 상기 종동 기어의 회전에 대응하여 변화되는 저항값을 전기 신호로 발생시키는 저항모터를 포함한다.
바람직하게는, 상기 피드백 샤프트에 고정된 기어는 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치의 전체 크기의 증가, 특히, 가로축으로 증가를 피하기 위해, 상기 피드백 샤프트의 동작 각도 범위로 절단된 부채꼴형 기어를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치를 사용함으로써, 자동 위치 제어장치의 동작 모드는 용이하게 전환 가능하다.
지금부터, 본 고안에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 서술될 것이다.
도 1 및 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 DA 동작 모드의 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)의 개략적으로 도시한다. 본 예에서, 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)는 베이스와 (도시되지 않은) 덮개로 이루어진 하우징을 가지며, 하우징에는 미도시된 전원공급장치로부터 전원, 즉 전류를 공급받아 스프링에 의해 지지된 플래퍼(103a)를 동작시키는 토오크모 터(103), 상기 플래퍼(103a)의 위치를 조절시키도록 설치된 영점 조절기(104), 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되어 있고 상기 플래퍼(103a)에 의해 개폐되는 밸브 노즐을 갖춘 파일럿 밸브(105), 피드백 레버를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트(106)와, 피드백 샤프트(106)와 연동하여 플래퍼(103a)와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛(107), 하우징 내부에 피드백 샤프트(106)의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 포함한다. 또한, 본 고안에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)는 스팬 유닛(107)의 설치를 위한 제1결합부(A), 및 제2결합부(B)를 포함한다. 제1결합부(A)와 제2결합부(B)는 피드백 샤프트(106)를 중심으로 서로 축대칭으로 위치하고, 스팬 유닛(107)이 교대로 설치가능하다. 본 실시예에서, 스팬 유닛(107)은 제1결합부(A)에 설치되어 있다.
그 동작에 있어서, 피드백 레버의 움직임에 의해 피드백 샤프트(106)가 반시계방향으로 회전하면, 그 피드백 샤프트(106)에 고정된 연결부재(110)와, 연결부재(110)에 고정된 절단된 부채꼴형 기어(109)가 피드백 샤프트(106)를 중심축으로 하여 반시계방향으로 회전하고, 스팬 유닛(107)은 연결부재(110)의 돌출부에 의해 플래퍼(103a)에 연결된 스프링을 잡아당기는 방향으로 이동한다. 이와 동시에, 절단된 부채꼴형 기어(109)와 맞물린 종동 기어(108)가 회전하고, 종동 기어(108)와 연결된 저항모터가 피드백 샤프트(106)의 회전 정도에 대한 신호를 시스템의 제어부에 제공할 수 있다.
한편, 피드백 레버의 움직임에 의해 피드백 샤프트(106)가 시계방향으로 회 전하면, 그 피드백 샤프트(106)에 고정된 연결부재(110)와, 연결부재(110)에 고정된 절단된 부채꼴형 기어(109)가 피드백 샤프트(106)를 중심축으로 하여 시계방향으로 회전하고, 스팬 유닛(107)은 연결부재(110)의 돌출부에 의해 플래퍼(103a)에 연결된 스프링을 이완시키는 방향으로 이동한다. 이와 동시에, 절단된 부채꼴형 기어(109)와 맞물린 종동 기어(108)가 회전하고, 종동 기어(108)와 연결된 저항모터가 피드백 샤프트(106)의 회전 정도에 대한 신호를 시스템의 제어부에 제공할 수 있다.
도 3, 및 4는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 RA 동작 모드의 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)를 개략적으로 도시한다. 도 3, 및 도 4에 도시된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)는 스팬 유닛(107)이 제2결합부(B)에 설치되어 있는 점을 제외하면 도 1, 및 도 2에 도시된 것과 동일하다.
그 동작에 있어서, 피드백 레버의 움직임에 의해 피드백 샤프트(106)가 반시계방향으로 회전하면, 그 피드백 샤프트(106)에 고정된 연결부재(110)와, 연결부재(110)에 고정된 절단된 부채꼴형 기어(109)가 피드백 샤프트(106)를 중심축으로 하여 반시계방향으로 회전하고, 스팬 유닛(107)은 연결부재(110)의 돌출부에 의해 플래퍼(103a)에 연결된 스프링을 이완시키는 방향으로 이동한다. 이와 동시에, 절단된 부채꼴형 기어(109)와 맞물린 종동 기어(108)가 회전하고, 종동 기어(108)와 연결된 저항모터가 피드백 샤프트(106)의 회전 정도에 대한 신호를 시스템의 제어부에 제공할 수 있다.
한편, 피드백 레버의 움직임에 의해 피드백 샤프트(106)가 시계방향으로 회전하면, 그 피드백 샤프트(106)에 고정된 연결부재(110)와, 연결부재(110)에 고정된 절단된 부채꼴형 기어(109)가 피드백 샤프트(106)를 중심축으로 하여 시계방향으로 회전하고, 스팬 유닛(107)은 연결부재(110)의 돌출부에 의해 플래퍼(103a)에 연결된 스프링을 잡아당기는 방향으로 이동한다. 이와 동시에, 절단된 부채꼴형 기어(109)와 맞물린 종동 기어(108)가 회전하고, 종동 기어(108)와 연결된 저항모터가 피드백 샤프트(106)의 회전 정도에 대한 신호를 시스템의 제어부에 제공할 수 있다.
도 5 및 6은 각각 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)에 내장된 피드백 샤프트 회전 검출기구에 사용되는 절단된 부채꼴형 기어(109), 및 절단된 부채꼴형 기어(109)와 피드백 샤프트(106)를 연결하는 연결부재(110)를 도시한다. 피드백 샤프트(106)는 연결부재(110)를 통해 절단된 부채꼴형 기어(109)와 결합된다. 절단된 부채꼴형 기어(109)를 사용함으로써, 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치의 전체크기 증가를 방지할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이 본 고안에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치를 사용하여, 사용자는 본 자동 위치제어 장치가 사용되는 환경에 따라 자동 위치 제어장치의 동작 모드를 용이하게, 예컨대, 피드백 샤프트의 배열 방향만 변경함으로써, 전환될 수 있다.
본 고안은 특정 실시예에 대하여 설명되어 있으나, 본 명세서의 실시예는 당 업자라면 여러가지 개정 및 수정이 가능하며, 이들은 모두 첨부된 본원의 청구범위에 포함된다는 것은 자명하다.
도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 DA 동작 모드로 배치된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)를 개략적인 도면이다.
도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 DA 동작 모드로 배치된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)를 개략적으로 도시하는 분해도이다.
도 3은 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 RA 동작 모드로 배치된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)를 개략적인 도면이다.
도 4는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 RA 동작 모드로 배치된 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)를 개략적으로 도시하는 분해도이다.
도 5은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)에 내장된 피드백 샤프트 회전검출기구에 사용된 절단된 부채꼴형 기어(109)를 개략적인 도면이다.
도 6는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치(100)에 내장된 피드백 샤프트 회전검출기구에 사용된 절단된 부채꼴형 기어(109)와 피드백 샤프트(106)를 연결하는 연결부재(110)의 측면도 및 정상도이다.

Claims (3)

  1. 베이스와 덮개로 된 하우징, 전류를 공급받아 플래퍼를 동작시키는 토오크모터, 액추에이터를 제어할 수 있도록 연결되고 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐을 갖는 파일럿 밸브, 피드백 레버를 매개로 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 상태를 피드백 받는 피드백 샤프트, 상기 피드백 샤프트와 연동하여 플래퍼와 밸브노즐 사이의 거리를 변화시키는 스팬 유닛, 및 상기 하우징 내부에 상기 피드백 샤프트의 회전 상태를 검출하여 전기적인 신호를 발생시키는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 구비한 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치로서,
    상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제1결합부; 및
    상기 스팬 유닛을 설치하기 위한 제2결합부를 포함하고,
    상기 제1결합부와 상기 제2결합부는 상기 피드백 샤프트를 중심으로 서로 축대칭으로 위치하여 교대로 상기 스팬 유닛이 설치될 수 있고,
    상기 스팬 유닛이 상기 제1결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향과, 상기 스팬 유닛이 상기 제2결합부에 설치되었을 때의 상기 피드백 샤프트의 회전에 의한 상기 스팬 유닛의 동작 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 피드백 샤프트 회전 검출기구를 포함하는 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피드백 샤프트 회전 검출기구는, 상기 피드백 샤프 트에 고정된 기어와, 상기 기어와 맞물려 회전되는 종동 기어를 갖고 내부에 상기 종동 기어의 회전에 대응하여 변화되는 저항값을 전기 신호로 발생시키는 저항모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 피드백 샤프트에 고정된 기어는 상기 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치의 가로축으로의 증가를 피하기 위해, 상기 피드백 샤프트의 동작 각도 범위로 절단된 부채꼴형 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어형 전공식 밸브개폐 자동 위치제어장치.
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