KR20110059289A - 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 이를 이용한 오리피스 변별방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립된 솔레노이드밸브의 오리피스 크기를 쉽게 변별할 수 있도록 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 변별방법에 관한 것이다. 제시한 오리피스 변별장치는 솔레노이드밸브가 결합되는 밸브결합홈과, 이 밸브결합홈에 장착된 솔레노이드밸브의 오리피스와 연계된 유로를 형성하도록 그 내부에 마련된 입구유로 및 출구유로와, 밸브결합홈 내에 설치된 실링부재를 갖춘 밸브지지부재와; 솔레노이드밸브를 밸브결합홈 쪽으로 가압하여 지지할 수 있도록 밸브지지부재 상측에 설치된 가압로드와; 밸브지지부재의 입구유로로 설정압력으로 공기를 공급하기 위해 입구유로와 압축공기관에 의해 연결된 압축공기탱크와; 입구유로 쪽으로 압축공기 공급을 제어하도록 압축공기관에 설치된 개폐밸브와; 솔레노이드밸브의 오리피스를 통과하는 공기량을 측정하기 위해 개폐밸브 하류 측의 압축공기관에 설치된 유량계와; 설정시간동안 개폐밸브를 개방하고 설정시간이 경과하면 개폐밸브를 폐쇄하도록 제어하며, 설정시간동안 유량계를 통과한 공기의 유량정보를 토대로 솔레노이드밸브의 오리피스 직경을 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 이를 이용한 오리피스 변별방법{ORIFICE DISCRIMINATING DEVICE OF SOLENOID VALVE AND ORIFICE DISCRIMINATING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 변별방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립된 솔레노이드밸브의 오리피스 크기를 쉽게 변별할 수 있도록 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 이를 이용한 오리피스 변별방법에 관한 것이다.

솔레노이드밸브는 코일에 전류를 인가할 때 생기는 자기장에 의해 밸브의 개폐수단을 동작시켜 유로를 개폐하는 장치로 다양한 산업분야에서 널리 이용되고 있다. 특히 안티록 브레이크시스템(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)과 같은 차량용 제동장치에서는 브레이크 유압라인을 개폐하는 수단으로 다수의 솔레노이드밸브가 쓰인다.

통상의 솔레노이드밸브는 내부에 유로가 형성된 밸브코어와, 밸브코어의 유로 내부에 설치되며 오리피스를 갖춘 밸브시트와, 오리피스의 개폐를 위해 진퇴하는 플런저와, 플런저의 진퇴동작을 위한 여자코일과, 플런저의 동작복원을 위한 리턴스프링을 구비한다. 노말 오픈(Normal Open)형 솔레노이드밸브의 경우는 여자코 일에 전류를 인가하지 않을 때 플런저가 오리피스를 개방 상태를 유지하고, 노말 클로즈(Normal Close)형 솔레노이드밸브의 경우는 전류를 인가하지 않을 때 플런저가 유로를 폐쇄상태를 유지한다.

이러한 솔레노이드밸브는 적용되는 제품의 사양에 따라 오리피스의 크기가 다른 것이 채용되기 때문에 이를 제조하는 업체에서는 오리피스의 크기가 다른 여러 종류의 밸브를 제조한다. 그러나 이러한 밸브들은 그 내부의 오리피스의 크기가 다름에도 불구하고 그 외형이나 크기가 대체로 유사하기 때문에 밸브의 조립이 완료된 상태에서는 오리피스의 크기를 변별하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 조립된 솔레노이드밸브의 오리피스 크기를 쉽게 변별할 수 있도록 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치 및 이를 이용한 오리피스 변별방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치는 솔레노이드밸브가 결합되는 밸브결합홈과, 이 밸브결합홈에 장착된 솔레노이드밸브의 오리피스와 연계된 유로를 형성하도록 그 내부에 마련된 입구유로 및 출구유로와, 상기 밸브결합홈 내에 설치된 실링부재를 갖춘 밸브지지부재와; 솔레노이드밸브를 상기 밸브결합홈 쪽으로 가압하여 지지할 수 있도록 상기 밸브지지부재 상측에 설치된 가압로드와; 상기 밸브지지부재의 입구유로로 설정압력으로 공기 를 공급하기 위해 상기 입구유로와 압축공기관에 의해 연결된 압축공기탱크와; 상기 입구유로 쪽으로 압축공기 공급을 제어하도록 상기 압축공기관에 설치된 개폐밸브와; 상기 솔레노이드밸브의 오리피스를 통과하는 공기량을 측정하기 위해 상기 개폐밸브 하류 측의 상기 압축공기관에 설치된 유량계와; 설정시간동안 상기 개폐밸브를 개방하고 설정시간이 경과하면 상기 개폐밸브를 폐쇄하도록 제어하며, 설정시간동안 상기 유량계를 통과한 공기의 유량정보를 토대로 솔레노이드밸브의 오리피스 직경을 산출하는 제어부를 포함한다.

상기 변별장치는 공기의 압력을 조절하기 위해 상기 압축공기탱크에 설치된 정압조절장치와, 상기 공기공급관 내부의 용적을 조정하기 위해 상기 개폐밸브 상류의 상기 공기공급관에 설치된 체적조절장치를 더 포함한다.

상기 변별장치는 상기 솔레노이드밸브가 노말 클로즈형인 경우 솔레노이드밸브의 플런저를 동작시켜 솔레노이드밸브의 오리피스를 개방하기 위해 상기 솔레노이드밸브의 외측에 설치되는 여자코일과, 이 여자코일을 승강시키는 승강장치를 더 포함한다.

또 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별방법은 솔레노이드밸브의 오리피스를 개방한 상태에서 설정시간 동안 오리피스의 유로로 0.5~5bar의 범위 내에서 설정된 압력으로 압축공기를 공급하여 상기 설정시간 동안 상기 오리피스를 통과한 공기의 유량을 유량계를 통하여 검출하며, 상기 유량계를 통하여 검출된 공기의 유량을 토대로 상기 오리피스의 직경을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치는 솔레노이드밸브의 오리피스를 개방시킨 상태에서 오리피스의 유로로 설정시간 동안 설정된 압력으로 압축공기를 공급하여 오리피스를 통과한 공기의 유량을 검출하고, 이를 통해 오리피스의 직경을 산출할 수 있기 때문에 조립된 솔레노이드밸브의 오리피스 크기를 쉽게 변별할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명은 오리피스의 변별을 위해 저압의 압축공기를 이용하기 때문에 오리피스 크기 변화에 따른 오리피스 통과 유량의 변화를 정확하게 측정할 수 있어 오리피스의 변별력을 높일 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치를 나타낸 것으로, 특히 노말 클로즈형 솔레노이드밸브의 오리피스를 변별하기 위한 장치이다. 도시한 바와 같이, 노말 클로즈형 솔레노이드밸브(10)는 평소 슬리브(11) 내에 설치된 플런저(12)가 리턴스프링(13)의 탄성에 의해 밸브시트(14) 쪽으로 이동하여 밸브시트(14)의 오리피스(15)를 폐쇄한 상태를 유지한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 솔레노이드밸브(10)의 오리피스(15) 크기를 변별하는 변별장치는 그 상부에 조립된 솔레노이드밸브(10)가 결합되는 밸브결합홈(21)을 갖춘 밸브지지부재(20)를 구비한다.

밸브지지부재(20) 내에는 솔레노이드밸브(10)를 장착할 때 솔레노이드밸 브(10)의 오리피스(15)와 연계되는 유로를 형성하도록 입구유로(22)와 출구유로(23)가 각각 마련된다. 즉 입구유로(22)는 그 출구가 밸브결합홈(21) 하부와 연통하도록 마련되고, 출구유로(23)는 그 입구가 밸브결합홈(21)의 측면과 연통하도록 마련된다. 또 밸브결합홈(21) 내에는 탄성재질로 마련된 실링부재(24)가 설치된다. 실링부재(24)는 솔레노이드밸브(10)가 장착될 때 입구유로(22)와 솔레노이드밸브(10) 내측의 유로가 밀접하게 연결되어 공기가 누설되지 않도록 한다.

밸브지지부재(20) 상측에는 밸브결합홈(21)에 장착된 솔레노이드밸브(10)를 상부로부터 하방으로 가압하여 지지할 수 있는 가압로드(30)가 마련된다. 가압로드(30)는 통상의 유압실린더형 구동장치에 의해 상하방향으로 소정구간 승강하도록 구성될 수 있다.

또 밸브지지부재(20)의 상측에는 솔레노이드밸브(10)의 플런저(12)를 동작시켜 오리피스(15)를 개방시키기 위한 여자코일(40)이 설치된다. 여자코일(40)은 소정구간 승강하는 승강장치(50)에 지지됨으로써 상하방향으로 승강한다. 승강장치(50)도 역시 유압실린더형 구동장치에 의해 소정구간 상하방향으로 승강하도록 구성될 수 있다. 이는 솔레노이드밸브(10)를 밸브지지부재(20)에 장착할 때 승강장치(50)가 여자코일(40)을 상승시킨 상태로 유지하다가, 솔레노이드밸브(10)를 장착한 후 승강장치(50)가 하강함으로써 여자코일(40)이 솔레노이드밸브(10)의 외측에 위치할 수 있도록 한 것이다.

또 오리피스 변별장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 밸브지지부재(20)의 입구유로(22)로 공기를 공급할 수 있도록 입구유로(22)와 압축공기관(61)에 의해 연결 된 압축공기탱크(60)와, 입구유로(22) 쪽으로의 압축공기 공급을 제어할 수 있도록 압축공기관(61)에 설치된 전동식 개폐밸브(62)와, 솔레노이드밸브(10)의 오리피스(15)를 통과하는 공기량을 측정할 수 있도록 개폐밸브(62) 하류 측의 압축공기관(61)에 설치된 유량계(63)를 구비한다.

또 이 오리피스 변별장치는 개폐밸브(62)의 개폐동작을 제어하며 설정시간동안 유량계(63)를 통과한 공기의 유량정보를 토대로 솔레노이드밸브(10)의 오리피스(15) 직경을 산출하는 제어부(64)를 포함한다. 그 밖에 이 오리피스 변별장치는 제어부(64)로 공기의 공급시간, 설정압력 등과 같은 조건을 입력하기 위한 입력부(65)와, 입력된 정보 및 산출된 오리피스의 직경정보 등을 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이부(66)를 포함할 수 있다.

또 압축공기탱크(60)에는 공기의 압력을 조절하기 위한 정압조절장치(67)가 설치되고, 개폐밸브(62) 상류의 공기공급관(61)에는 공기공급관(61) 내부의 용적을 조절하기 위한 체적조절장치(70)가 설치될 수 있다. 체적조절장치(70)는 그 내부가 공기공급관(61)과 연통된 챔버(71)와, 챔버(71) 내부의 용적을 가변시키는 피스톤(72), 피스톤(72)의 위치를 조절하는 조절손잡이(73)를 포함한다. 이는 체적조절장치(70)의 용적을 가변시켜 개폐밸브(62) 상류측 공기공급관(61)의 내부 용적을 가변시킴으로써 유량의 측정오차를 줄일 수 있도록 한 것이다. 즉 기기의 설치환경이 변하여 공기공급관(61)의 길이가 변경될 경우 관 내부의 유동저항이 변할 수 있고, 이로 인해 유량의 측정오차가 생길 수 있는데, 체적조절장치(70)를 통해 관의 내용적을 변화시켜 이러한 오차를 보정할 수 있도록 한 것이다.

다음은 이러한 오리피스 변별장치를 이용하여 오리피스의 크기를 변별하는 방법에 관하여 설명한다.

조립된 솔레노이드밸브(10)의 오리피스(15) 크기를 측정할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 밸브지지부재(20)에 솔레노이드밸브(10)를 장착하고, 여자코일(40)이 솔레노이드밸브(10) 외측에 위치하도록 승강장치(50)를 하강시키며, 가압로드(30)가 밸브의 상단을 가압하여 밸브의 유동이 생기지 않도록 한다.

솔레노이드밸브(10)를 설치한 후에는 여자코일(40)에 전원을 인가하여 솔레노이드밸브의 플런저(12)를 상승시킴으로써 솔레노이드밸브(10)의 오리피스(15)가 개방되도록 한다. 또 압축공기탱크(60)에는 0.5~5bar의 범위 내의 압력으로 압축공기가 채워지도록 한다. 압축공기탱크(60)에는 압축공기공급원(90)으로부터 늘 일정한 압력으로 압축공기가 공급되도록 한다. 물론 이때는 개폐밸브(62)가 폐쇄된 상태를 유지함으로써 개폐밸브(62) 상류 측 공기공급관(61)의 압력이 설정된 압력으로 유지되도록 한다. 여기서 설정압력, 즉 공급되는 공기의 압력은 1bar, 2bar, 3bar 등으로 설정될 수 있다.

이처럼 세팅을 완료한 후 측정을 실행하면, 제어부(64)는 설정된 시간동안 (대략 4~5초) 공기를 공급하고 설정시간이 경과하면 공기의 공급을 차단할 수 있도록 개폐밸브(62)의 개폐를 제어한다. 즉 개폐밸브(62)가 설정시간동안만 공기공급관(61)을 개방하도록 한다. 이때 공급되는 압축공기는 솔레노이드밸브의 오리피스(15)를 통과하여 외부로 배출되고, 오리피스(15)를 통과하여 흐른 공기의 양이 유량계(63)에 의해 측정되며, 측정된 유량을 통해 오리피스(15)의 크기를 알 수 있 다. 즉 제어부(64)가 검출된 유량정보를 토대로 오리피스(15)의 직경을 산출하고, 산출된 정보(오리피스의 크기 또는 유량 등)가 디스플레이부(66)에 표시됨으로써 솔레노이드밸브의 오리피스(15) 크기를 쉽게 알 수 있다.

오리피스(15)의 크기를 측정하면서 공급공기의 압력을 저압으로 설정하는 것은 오리피스를 통과하는 유체의 유량변화를 정확하게 측정하여 오리피스의 변별력을 높일 수 있도록 하기 위함이다. 공급되는 공기의 압력이 높으면 안정된 측정결과를 얻기 어려워 그 만큼 변별력이 떨어지기 때문이다.

도 2는 본 발명에 따른 오리피스 변별장치의 다른 예로, 노말 오픈형 솔레노이드밸브의 오리피스를 변별할 수 있도록 한 것이다. 노말 오픈형 밸브(100)는 평소 오리피스(115)가 개방된 상태이므로 오리피스(115)의 개방을 위한 여자코일이 필요치 않다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같이, 솔레노이드밸브(100) 상측에는 가압로드(130)만이 존재한다. 나머지 구성은 도 1의 예와 동일하다.

도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치의 일 예로, 노말 클로즈형 솔레노이드밸브용 변별장치를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치의 다른 예로, 노말 오픈형 솔레노이드밸브용 변별장치를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 밸브지지부재, 21: 밸브결합홈,

30: 가압로드, 40: 여자코일,

50: 승강장치, 60: 압축공기탱크,

61: 공기공급관, 62: 개폐밸브,

63: 유량계, 64: 제어부,

67: 정압조절장치, 70: 체적조절장치,

Claims (4)

1. 솔레노이드밸브가 결합되는 밸브결합홈과, 이 밸브결합홈에 장착된 솔레노이드밸브의 오리피스와 연계된 유로를 형성하도록 그 내부에 마련된 입구유로 및 출구유로와, 상기 밸브결합홈 내에 설치된 실링부재를 갖춘 밸브지지부재와;

   솔레노이드밸브를 상기 밸브결합홈 쪽으로 가압하여 지지할 수 있도록 상기 밸브지지부재 상측에 설치된 가압로드와;

   상기 밸브지지부재의 입구유로로 설정압력으로 공기를 공급하기 위해 상기 입구유로와 압축공기관에 의해 연결된 압축공기탱크와;

   상기 입구유로 쪽으로 압축공기 공급을 제어하도록 상기 압축공기관에 설치된 개폐밸브와;

   상기 솔레노이드밸브의 오리피스를 통과하는 공기량을 측정하기 위해 상기 개폐밸브 하류 측의 상기 압축공기관에 설치된 유량계와;

   설정시간동안 상기 개폐밸브를 개방하고 설정시간이 경과하면 상기 개폐밸브를 폐쇄하도록 제어하며, 설정시간동안 상기 유량계를 통과한 공기의 유량정보를 토대로 솔레노이드밸브의 오리피스 직경을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변별장치는 공기의 압력을 조절하기 위해 상기 압축공기탱크에 설치된 정압조절장치와, 상기 공기공급관 내부의 용적을 조정하기 위해 상기 개폐밸브 상류의 상기 공기공급관에 설치된 체적조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 변별장치는 상기 솔레노이드밸브가 노말 클로즈형인 경우 솔레노이드밸브의 플런저를 동작시켜 솔레노이드밸브의 오리피스를 개방하기 위해 상기 솔레노이드밸브의 외측에 설치되는 여자코일과, 이 여자코일을 승강시키는 승강장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별장치.
4. 솔레노이드밸브의 오리피스를 개방한 상태에서 설정시간 동안 오리피스의 유로로 0.5~5bar의 범위 내에서 설정된 압력으로 압축공기를 공급하여 상기 설정시간 동안 상기 오리피스를 통과한 공기의 유량을 유량계를 통하여 검출하며,

   상기 유량계를 통하여 검출된 공기의 유량을 토대로 상기 오리피스의 직경을 산출하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브의 오리피스 변별방법.

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