KR20120014038A - 공압 작동식 파일럿 밸브 - Google Patents
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Abstract
공압 모터의 작동을 제어하도록 사용된 4-웨이 밸브는 파일럿 밸브에 의해서와 같이 공압식으로 작동될 수 있다. 파일럿 밸브(20)는 밸브(20)가 작동되면 적절한 유동을 허용하면서도 파일럿 밸브(20)의 상류의 압력 강하에 상관없이 고압 공기/신호 포트(22)에서 규제를 일으키도록 작동한다. 도 3에서 도시된 압력 강하를 일으키는 포핏 밸브(28) 위로 파일럿 밸브(20)의 입구(30)를 제한하는 파일럿 밸브(20)에 추가적인 활주 밸브(24)가 추가된다. 여분의 압력 강하는 액추에이터 핀(32)이 이력 현상을 일으키도록 포핏 밸브(20)와 접촉하게 되면 밸브(20)가 스냅 개방하도록 강제한다. 일단 밸브(20)가 스냅 개방하면, 활주 밸브(24)는 고압 포트(22)를 커버하지 않도록 이동하여, 주 4-웨이 밸브(10)가 완전하게 작동하는 것을 보장하도록 규제를 제거한다.
Description
본 출원은 2009년 5월 19일자로 출원된 미국 출원 제61/179,422호의 이점을 주장하고, 그 개시내용은 참조로 본 명세서에 의해 통합된다.
공압 모터의 작동을 제어하도록 사용된 4-웨이 밸브는 기계적으로 작동되거나 혹은 공압식으로 작동될 수 있다. 밸브가 공압식으로 작동될 때, 밸브는 파일럿 시스템, 즉 통상적으로 펌프가 하나의 극단부에 있거나 또는 펌프 이동의 나머지부에 있을 때를 감지하는 한 쌍의 파일럿 밸브에 의해 작동된다.
파일럿 밸브들을 공압적으로 멈추게 하여 원하는 이력 현상(hysteresis)을 일으키는 현재의 방법은, 도 2에 도시된, 저장 스프링들 및 포핏 밸브(poppet valve)의 통합을 포함한다. 밸브가 휴지기에 있을 때, 포핏 밸브 위의 공기 압력은, 통상 대기압인 포핏 밸브 아래의 공기 압력보다 더 높다. 이러한 압력차는 밸브를 폐쇄 상태로 유지시키는 순 힘(net force)을 일으킨다. 밸브를 작동시키기 위해서, 작동 핀이 가압되고, 이는 핀이 포핏 밸브와 접촉하게 될 때까지 저장 스프링을 가압한다. 이 시점에서, 밸브가 개방되기 시작하고, 포핏 밸브 위의 압력이 강하되기 시작해야 한다. 이러한 압력 강하시에, 밸브를 폐쇄 상태로 유지시키는 힘은 더 이상 제공되지 않고, 저장 스프링은 그 공칭 길이로 밖으로 다시 팽창할 수 있고 밸브를 스냅 개방할 수 있으며, 원하는 이력 현상을 일으킨다.
이러한 방법들에 있어서, 포핏 밸브 위의 압력이 시스템 용적, 누출 등과 같은 이러한 변수들로 인하여 강하되지 않는 경우에 문제들이 일어날 수 있다. 만약 압력이 강하되지 않는다면, 파일럿 밸브는 스냅 개방되지 않고 원하는 이력 현상을 일으키지 않는다.
본 발명은 밸브가 작동되면 밸브의 유동에 영향을 주지 않으면서도 밸브가 제어되는 공압 회로와 별개로 공압식 디텐트적 멈춤식 밸브의 적절한 스냅 작동과 증가된 이력 현상을 허용한다.
본 발명은 밸브가 작동되면 적절한 유동을 허용하면서도 파일럿 밸브의 상류에서의 압력 강하에 상관없이 고압 공기/신호 포트에서 규제(restriction)를 일으키도록 작동한다.
추가적인 활주 밸브는, 도 3에서 도시된, 압력 강하를 일으키는 포핏 밸브 위로 파일럿 밸브의 입구를 제한하는 파일럿 밸브에 추가된다. 여분의 압력 저하는 액추에이터 핀이 이력 현상을 일으키도록 포핏 밸브와 접촉하면 밸브가 스냅 개방하도록 강제한다. 일단 밸브가 스냅 개방되면, 활주 밸브는 고압 포트를 커버하지 않도록 이동하여, 주요한 4-웨이 밸브가 완전하게 작동하는 것을 보장하도록 규제를 제거한다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들 및 장점들은 수반하는 도면들과 연관하여 이루어진 이하의 기술로부터 더욱 완전하게 보일 것이며, 여기서 같은 참조 특징부들은 여러 개의 도면들에 걸쳐서 동일하거나 유사한 부분들을 지칭한다.
도 1은 종래 기술 형태의 공압 모터 밸브 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 것과 같은 종래 기술의 시스템에서 이용된 파일럿 밸브를 도시한다.
도 3은 본 발명의 파일럿 밸브를 도시한다.
도 2는 도 1의 것과 같은 종래 기술의 시스템에서 이용된 파일럿 밸브를 도시한다.
도 3은 본 발명의 파일럿 밸브를 도시한다.
4-웨이 밸브(10)는 공압 모터(12)의 작동을 제어하도록 공통적으로 사용되고 공압식으로 작동될 수 있다. 이러한 4-웨이 밸브(10)들은 일반적으로 잘 알려져 있다. 밸브(10)는 파일럿 시스템, 즉 통상적으로 펌프[피스톤(16) 또는 다른 부분]가 하나의 극단부에 있거나 또는 펌프 이동의 나머지 부분에 있을 때를 감지하는 한 쌍의 파일럿 밸브(14)에 의해 작동된다. 종래 기술의 파일럿 밸브는 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 도면부호 14로 지칭되는 반면에, 본 발명의 파일럿 밸브는 도면부호 20으로 지칭되고 도 3에 도시되어 있다. 종래 기술의 밸브(14)와 본 발명의 밸브(20)의 유사 부분들은 동일한 개수가 주어진다.
종래 기술의 밸브(14)는 고압 공기 입구 포트(30)와 함께 포핏 밸브(28)를 갖는 하우징(26)을 포함한다. 작동 핀(32)은 작동 핀이 이동을 강제하는 포핏(28)의 저부와 접촉할 때까지 포핏(28)의 저부에서 활주한다. 상부 스프링(34)은 하우징(26)에서 시트(38)에 대하여 밀봉 o-링(36)을 하방으로 가압하도록 포핏(28)을 편의시킨다. (에너지) 저장 스프링(40)은 작동 핀(32)을 포핏(28)으로부터 멀리 편의시킨다. 저압 벤트 포트(42)는 파일럿 밸브로부터의 배기를 허용한다. 고압 공기/신호 포트(22)는 4-웨이 밸브(10)에 연결된다.
이상적으로, 파일럿 밸브(14)들은 몇몇의 이력 현상을 갖는다. 밸브 내의 이력 현상은, 파일럿 밸브(14)가 주요한 4-웨이 밸브(10)를 적절하게 작동시키기에 충분히 길게 개방되는 것을 보장하도록 공기 모터(12)가 방향을 변경할 때 파일럿 밸브가 즉시 폐쇄되는 것을 방지함으로써 성능을 개선하는데 도움을 준다.
본 발명의 밸브(20)는 밸브(20)가 작동되면 적절한 유동을 허용하면서도 파일럿 밸브(20)의 상류에서 압력 저하에 상관없이 고압 공기/신호 포트(22)에서 규제를 일으키도록 작동한다.
추가적인 활주 밸브(24)는, 도 3에서 도시된, 압력 강하를 발생시키는 포핏 밸브(28) 위로 파일럿 밸브(20)의 입구(30)를 제한하는 파일럿 밸브(20)에 추가된다. 여분의 압력 저하는 작동 핀(32)이 이력 현상을 일으키도록 포핏 밸브(20)와 접촉하게 되면 밸브(20)가 스냅 개방하도록 강제한다. 일단 밸브(20)가 스냅 개방하면, 활주 밸브(24)는 고압 포트(22)들을 커버하지 않도록 이동하여, 주요한 4-웨이 밸브(10)가 완전하게 작동하는 것을 보장하도록 규제를 제거한다.
다양한 변화들 및 수정들이 이하의 청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 파일럿 밸브에 이루어질 수 있다는 것이 고려된다.
Claims (2)
- 공압 모터에서 4-웨이 밸브를 제어하는데 사용하기 위한 파일럿 밸브이며,
상기 파일럿 밸브는 작동 핀, 포핏 밸브, 입구 포트, 신호 포트, 저장 스프링 및 상부 스프링을 갖는 파일럿 밸브에 있어서,
상기 파일럿 밸브의 상기 입구 포트를 상기 포핏 밸브 위로 제한하고 압력 강하를 일으키기 위해서 상기 파일럿 밸브에 부착된 활주 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는
파일럿 밸브. - 제1항에 있어서,
상기 활주 밸브는 상기 파일럿 밸브가 작동되면 적절한 유동을 허용하면서도 상기 파일럿 밸브의 상류에서 압력 강하에 상관없이 상기 신호 포트에서 규제를 일으키는
파일럿 밸브.
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