KR20140066990A - 유압 유량 조정 장치 - Google Patents

Abstract

조정 장치(1)는 허브(3)를 포함한 몸체(2)를 포함하고, 상기 허브는 상류 영역과 하류 영역 사이에서, 유체를 위한 적어도 하나의 통로(6)를 정의하기 위해, 주변둘레 링(4)에 연결된 제 1 말단(3a)과, 상기 링(4)에 대해 돌출되는 타측 또는 제 2 말단(3b)을 가진다. 링(4)은 상기 링의 표면 상에서 고리 모양으로 분포된 돌기부들(7)을 가진다. 허브(3)의 제 2 말단(3b) 상에는 유연한 링형 조정 부재(8)가 장착되며, 이때 상기 조정 부재(8)는 상기 돌기부들(7)의 상부를 향해 있되, 상기 돌기부들의 상부와는 이격되어 있고, 사용 중에 상기 돌기부들(7)을 향하여 탄성적으로 굽어질 수 있어서, 그 결과 상기 상류 영역과 하류 영역 사이의 압력 차에 의존한다. 링(4)에는 적어도 하나의 통로(6)와 평행을 이루고 유체가 유동하는 복수의 구속 홀들(10)이 추가로 구비된다. 이러한 구속 홀들(10)은 상기 링(4)의 동일한 방사상 부분(C)에서 기본적으로 제공되고, 상기 링의 방사상 부분에는 상기 복수의 돌기부들(7)이 구비되고, 그 결과, 상기 홀들(10)은 원주 방향으로, 그리고 방사상으로 포함되되, 한 쌍의 돌기부들(7) 사이에 각각 포함된다.

Description

유압 유량 조정 장치{HYDRAULIC FLOW-RATE REGULATING DEVICE}

본 발명은 유압 유체원과 사용자 장치 사이의 관 내부에 일반적으로 장착되는 유압 유량 조정 장치(hydraulic flow-rate regulating device)에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은, 특히, 배타적이지는 않지만, 전기 가정용품의 유압 공급식 전자 밸브(hydraulic feed electrovalve)의 유입부에 사용될 수 있는 유압 유량 조정 장치에 관한 것으로, 이때 상기 유압 유량 조정 장치는: 중앙 축 허브(central axial hub)를 포함한 몸체를 포함하며,

상기 중앙 축 허브는 사용 중에 상류 영역과 하류 영역 사이에서, 유압 유체를 위한 적어도 하나의 통로를 정의하기 위해, 주변둘레 링(surrounding ring)에 연결된 제 1 말단과, 상기 유압 유체원을 향한 측면으로부터 돌출되되, 상기 링에 대해 돌출되는 타측 또는 제 2 말단을 가지고;

상기 링은, 사용 중에 상기 유압 유체원을 향해 안내된 표면 상에서 고리 모양으로 분포된 돌기부들을 가지고;

상기 허브의 타측 말단 상에는 유연한 링형 조정 부재가 장착되고, 이때 상기 조정 부재는 상기 돌기부들의 상부를 향해 있되, 상기 돌기부들의 상부와는 이격되어 있고, 사용 중에 상기 돌기부들을 향하여 탄성적으로 굽어질 수 있어서, 그 결과 상기 상류 영역과 하류 영역 사이의 압력 차에 의존하고;

상기 링에는 상기 적어도 하나의 통로와 평행하고 유체가 유동하는 복수의 구속 홀들(restricted holes)이 더 구비된다.

이러한 유형의 유압 유량 조정기는 예를 들면, 동일 출원인의 명으로 된 독일 실용신안 295 20 069 U1으로부터 공지되어 있다.

이러한 종래 기술의 문헌은 다양한 실시예들을 기술 및 제시한다. 일 실시예에서, 중앙 축 허브는 고형물이고, 복수의 스포크들에 의해 링에 연결된다. 링에는 링의 주변부에서 복수의 구속 홀들이 구비되며, 이때 상기 주변부는 상술된 돌기부들의 외부 상에 방사상으로(radially) 뻗어나가고, 나아가 유연한 결합 조정 부재에 대해 외부 상에 방사상으로 뻗어나간다. 그러나, 유량 조정 장치의 동작 소음을 줄이는 이점을 가진 이러한 구속 홀들은, 유압 유체(물)에 의해 운반되는 입자로 손쉽게 막힐 수 있다.

본 발명의 일 목적은 종래 기술에 따른 유량 조정기들의 상술된 결점을 극복할 수 있는, 상술된 유형의 유압 유량 조정 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적 및 추가적인 목적은 처음에 정의된 유형을 가진 유량 조정 장치에 의해 달성되되, 본 발명에 따라 달성되고, 이때 상술된 구속 홀들은 링의 동일한 방사상 부분에서 형성되고, 상기 링의 방사상 부분에는 상술된 복수의 돌기부들이 형성되고, 그 결과, 상기 홀들은 원주 방향으로, 그리고 방사상으로 포함되되, 한 쌍의 돌기부들 사이에 각각 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 특징 수단에 따라서, 유연한 조정 부재는 상기 조정 부재의 주변부가 상기 구속 홀들의 유입구를 적어도 부분적으로 덮을 수 있도록 하는 양만큼 방사상으로 뻗어나가는 것이 바람직하다.

이러한 특징 수단의 결과, 사용 중에 상기 구속 홀들을 강타하는 유압 유체는 상기 구속 홀들의 유입구들에서 작동되되, 상기 홀들의 축에 대해 수직을 이뤄 안내되는 주요 구성요소를 가진 방향으로 작동된다. 이는 자가 청소 효과(self-cleaning effect)를 달성할 수 있어, 상술된 바와 같은 구속 홀들이 막히는 위험을 줄일 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 수단 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여 제한적이지 않은 예시에 의해 완전하게 제공된 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이며, 여기서 상기 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 유량 조정 장치를 위에서 본 상부 사시도이고;
도 2는 도 1에 따른 유량 조정 장치를 아래에서 본 하부 사시도이고;
도 3, 4 및 5는 도 1의 III-III, IV-IV 및 V-V의 각 선을 따라 절개한 단면도이고;
도 6은, 결합된 유량 측정 장치의 임펠러(impeller)를 회전 가능하게 지지하는, 상기 도면들에 따른 유량 조정 장치를 도시한 부분적인 단면 사시도이고;
도 7은 본 발명에 따른 제 2 유량 조정 장치를 위에서 본 상부 사시도이고;
도 8은 도 7에 따른 유량 조정 장치를 아래에서 본 하부 사시도이고;
도 9, 10 및 11은 도 7의 IX-IX, X-X 및 XI-XI의 각 선을 따라 절개한 단면도이며; 그리고
도 12는 도 7 내지 11에 따른 유량 조정 장치의 부분 단면 사시도이다.

도 1 내지 6을 참조하여 보면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유압 유량 조정 장치(1)는 몸체(2)를 포함하며, 이때 상기 몸체는 예를 들면 가소성 성형 단일 부품(single piece of moulded plastic)으로 편리하게 제조된다.

몸체(2)는, 거의 원통 형상을 하고 복수의 스포크들(spokes)(5)에 의해 주변둘레 링(4)에 연결된 제 1 말단(3a)을 가진 중앙 축 허브(3)를 포함한다.

이러한 배치로 인해, 유압 유체를 위한 복수의 통로들(6)은 허브(hub)(3)와, 링(4)과, 그리고 스포크들(5) 사이에서, 유량 조정 장치(1)의 동작 가능한 상류 영역과 동작 가능한 하류 영역 사이에서 정의된다.

허브(3)는, 사용 중에, 압력 하에 있는 유압 유체원을 향한 측면 방향으로부터 돌출되되, 링(4)에 대해 축선 상으로 돌출되는 제 2 말단(3b)을 가진다.

링(4)은, 사용 중에 유압 유체원을 향하여 안내된, 실질적으로 평평한 상부 표면을 가진다.

이러한 표면 상에서, 링(4)은 고리 모양으로 분포된 돌기부들(7)을 가지며, 이때 상기 돌기부들은 바람직하게 원통형이고, 일반적으로 서로 다른 기설정된 높이를 각각 가진다.

엘라스토머 물질(elastomer material) 등의 탄성적으로 변형 가능한 물질로 구성된 링형 조정 부재(8)(도 4-6 및 12)는 허브(3)의 돌출부(3b) 주위에 장착된다.

이러한 조정 부재(8)는 허브(3)의 말단(3b) 상에 힘으로 끼워져 맞춰지고(force-fitted), 상기 허브의 중간에 위치한 방사상 숄더(intermediate radial shoulder)(3c)에 지지 및 접촉하도록 배치된다.

예를 들면, 도 4를 참조하여, 조정 부재(8)가 방사상으로 뻗음으로써, 상기 조정 부재의 주변부는 돌기부들(7)의 말단 표면들을 향한다.

더 참조해 보면, 조정 부재(8)는 상기 돌기부들(7)의 상부들로부터 이격된다.

게다가, 사용 중에, 이러한 부재(8)는 이러한 돌기부들(7)을 향하여 탄성적으로 굽어질 수 있고, 그 결과 상기 부재의 위치의 상류 영역과 하류 영역 사이의 압력 차에 의존한다.

특히, 도 1, 2 및 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 링(4)에는 상술된 통로들(6)과 평행하고 유체가 유동하는 복수의 구속 홀들(10)이 구비된다.

도 1 내지 6에 따른 실시예에서, 구속 홀들(10)은, 실질적으로 일정한 단면을 가지고 허브(3)의 축과 평행한 축을 가진 기본적인 원통 형상을 가진다. 그러므로, 이러한 홀들은 서로 다른 형태들을 가질 수 있고, 예를 들면 하류 영역을 향하여 수렴되는 원뿔형, 그리고 상기 하류 영역으로부터 펼쳐지는 원뿔형으로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 도 2 및 5에 도시된 바와 같이, 구속 홀들(10)은 각각의 유출구(outlet opening)(10b)를 가지며, 이때 상기 유출구는, 하류 영역을 향해 안내된 링(4)의 표면에 구비된, 기본적인 방사상의 해당 오목부(11) 내부에 형성된다.

예를 들면, 단지 2 개의 구속 홀들(10)이 위치하는 것으로 실시예에서 제시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 다수의 구속 홀들로 이루어질 수 있다.

도 1을 참조해 보면, 구속 홀들(10)은 링(4)의 방사상 부분에 형성되고, 이때 상기 링의 방사상 부분은 원주 C 내에서 방사상으로 뻗어나가고(상기 도면에서 파선으로 도시됨), 허브(3)의 축과 동축을 이루며, 그리고 상기 링의 방사상 부분 내에는 돌기부들(7)이 형성되어 있다.

상기와 같은 배치로 인해, 구속 홀들(10)이 원주 방향으로, 그리고 방사상으로 포함되되, 한 쌍의 돌기부들(7) 사이에 각각 포함된다.

게다가, 예를 들면 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 조정 부재(8)는, 상기 조정 부재의 주변부가 상술된 구속 홀들(10)의 유입구(10a)를 적어도 부분적으로 덮을 수 있도록 하는 양만큼 방사상으로 뻗어나가는 것이 바람직하다.

이러한 특징적인 수단에 의해, 동작 중에, 유량 조정 장치(1)에서 작동하는 유압 유체 유동은 조정 부재(8)의 주변 에지 주위에서 방향에 따른 편차(directional deviation)가 일어나도록 하고, 상기 조정 부재 아래에서, 주요 방사상의 구성요소를 가지며, 이때 상기 주요 방사상의 구성요소는 조정 장치(1)의 축을 향해 안내되고 이들의 축과 수직을 이룬 방향으로 홀들(10)의 유입구들(10a)에서 작동되어, 이러한 유입구들을 효과적으로 깨끗하게 하는 작동을 만들어 내며, 홀들(10)이 유압 유체에 의해 운반된 불순물들로 막히게 되는 위험을 감소시킨다.

본 발명에 따른 유량 조정 장치(1)에서, 허브(3)는 고형물이고, 유압 유체의 유동에 영향을 받지 않는다. 허브의 상부 말단(3b)에는, 예를 들면, 그 자체로 알려진 유량 측정 장치의 임펠러 또는 터빈 등의 결합 장치(13)를 위해, 도 6에 도시된 거드전(gudgeon) 또는 핀(12) 등의 회전식 지지 부재를 수용하는 축 선상의 오목부로 형성된 시트(seat)(3d)가 편리하게 구비될 수 있다.

바람직하게, 예를 들면 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 허브(3)의 하부 말단(3a)은 중앙 축 오목부(3e)를 가진다.

예를 들면, 도 4 및 10에 도시된 바와 같이, 허브(3)의 제 1 말단(3a)은, 하류 영역을 향하여 점차적으로 가늘어지는 볼록한 횡단면(convex transverse profile)을 편리하게 가진다. 게다가, 링(4)의 내부 측방향 표면은 바람직하게 볼록한 횡단면을 가지고, 허브(3)의 말단(3a)에 대해 유량 조정 장치(1)의 하류 영역을 향하여 점차적으로 증가하는 단면을 가진 통로들(6)을 정의한다.

상기 조정 장치는 하술된 방식으로 기본적으로 동작한다.

사용 중에, 유량 조정 장치(1)는 공급원으로부터 압력 하의 유체 유동에 의해 작동된다.

이러한 유체 스트림은 링(4)의 돌기부들(7)의 방향으로 굽어지는 조정 부재(8)를 강타한다.

조정 부재(8)의 굽힘 이동은 상기 조정 부재의 위치의 상류 영역과 하류 영역 사이에서 압력 차를 크게 할수록 더욱더 두드러질 수 있다.

조정 부재(8)의 굽힘은 링(2)에서 정의된 통로들(6 및 10)을 향한 유체의 유동 단면(flow cross section)을 줄일 수 있다. 이는 결과적으로 조정 장치(1)의 하류에서 공급된 유체의 유량 조정 작동을 초래한다.

링(5)의 돌기부들(7)의 높이의 보정으로 인해, 원하는 동작 성능 전체로서 조정 장치(1)가 제공될 수 있다.

구속 홀들(10)은 유량 조정 장치(1)를 통과하는 유체 스트림을 복수의 작은 스트림으로 분배시키는데 도움을 주고. 결과적으로, 레이놀즈수(Reynolds number) 및 매우 낮은 동작 소음 레벨을 줄일 수 있다.

도 2 내지 4를 참조하여 보면, 조립 중에 조정 장치(1)를 정확하게 위치시키는 기준 형성부(14)는 적어도 하나의 스포크(5)로부터 하류 영역을 향하여 알맞게 뻗어 간다.

도 7 내지 12는 실시예들의 변화를 도시한다. 이미 기술한 이러한 도면들, 부분들 및 소자들은 이전에 사용된 동일한 참조 번호 및 기호를 다시 사용한다.

도 7 내지 12에 따른 변형에서, 구속 홀들(10)은, 기본적으로 반경 방향으로 뻗어나가는, 긴 형상의 유입구(10a)를 가진다.

특히, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 각각의 구속 홀(10)은, 기본적으로 반경 방향(radial direction)으로 뻗어나가는 유입부 또는 브랜치(branch)(10c)와, 허브(3)의 축에 대해 기본적으로 평행을 이룬 방향으로 뻗어나가는 유출부 또는 브랜치(10d)를 가진 역 L 형태를 한 기본적인 축 단면을 가진다.

각각의 구속 홀(10)은, 유입식 브랜치(10c)와 유출식 브랜치(10d) 사이에서 허브(3)를 향해 안내된 아치형 볼록 변형 표면(10e)을 가진다.

도 7 내지 12에 따른 변형에서, 구속 홀들(10)은, 하류 영역을 향해 안내된 링(4)의 표면에 구비된, 동일한 원주 채널 또는 그루브(groove, 15) 내에 알맞게 형성된 유출구들(10b)을 가진다(도 8-12).

도 7-12에 따른 유량 조정 장치의 동작은 도 1 내지 6을 참조하여 이전에 기술된 조정 장치의 동작과 유사하다.

분명하게, 본 발명의 원리에 영향을 미치지 않고, 실시예 및 상세한 설명은 제한적이지 않은 예시에 의해 순수하게 기술 및 제시되는 것에 대해 현저하게 변화될 수 있되, 첨부된 청구항에 정의된 바와 같이, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어남 없게 변화될 수 있다.

Claims (14)

1. 유압 유체원과 사용자 장치 사이의 관에 장착되는 유압 유량 조정 장치(1)로서, 중앙 축 허브(3)를 포함한 몸체(2)를 포함하며,
   상기 중앙 축 허브(3)는 사용 중에 상류 영역과 하류 영역 사이에서, 유압 유체를 위한 적어도 하나의 통로(6)를 정의하기 위해, 주변둘레 링(4)에 연결된 제 1 말단(3a)과, 상기 유압 유체원을 향한 측면으로부터 돌출되되, 상기 링(4)에 대해 돌출되는 타측 또는 제 2 말단(3b)을 가지고;
   상기 링(4)은, 사용 중에 상기 유압 유체원을 향해 안내된 표면 상에서 고리 모양으로 분포된 돌기부들(7)을 가지고;
   상기 허브(3)의 타측 말단(3b) 상에는 유연한 링형 조정 부재(8)가 장착되고, 이때 상기 조정 부재는 상기 돌기부들(7)의 상부를 향해 있되, 상기 돌기부들의 상부와는 이격되어 있고, 사용 중에 상기 돌기부들(7)을 향하여 탄성적으로 굽어질 수 있어서, 그 결과 상기 상류 영역과 하류 영역 사이의 압력 차에 의존하고;
   상기 링(4)에는 상기 적어도 하나의 통로(6)와 평행하고 유체가 유동하는 복수의 구속 홀들(10)이 더 구비되는, 유압 유량 조정 장치(1)에 있어서,
   상기 구속 홀들(10)은 상기 링(4)의 동일한 방사상 부분(C)에서 기본적으로 제공되고, 상기 링의 방사상 부분에는 상기 복수의 돌기부들(7)이 구비되고, 그 결과, 상기 홀들(10)은 원주 방향으로, 그리고 방사상으로 포함되되, 한 쌍의 돌기부들(7) 사이에 각각 포함되는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 조정 부재(8)는, 상기 조정 부재의 주변부가 상기 구속 홀들(10)의 유입구(10a)를 적어도 부분적으로 덮을 수 있도록 하는 양만큼 방사상으로 뻗어나가는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 구속 홀들(10)은 실질적으로 일정한 단면을 가진, 기본적인 원통 형상을 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 구속 홀들(10)은 각각의 유출구(10b)를 가지며,
   상기 유출구는, 상기 하류 영역을 향해 안내된 링(4)의 표면에 구비된, 기본적인 방사상의 해당 오목부(11) 내부에 형성되는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 구속 홀들(10)은, 기본적으로 반경 방향으로 뻗어나가는, 긴 형상의 유입구(10a)를 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
6. 청구항 5에 있어서,
   각각의 구속 홀(10)은, 기본적으로 반경 방향으로 뻗어나가는 유입부 또는 브랜치(10c)와, 상기 허브(3)의 축에 대해 기본적으로 평행을 이룬 방향으로 뻗어나가는 유출부 또는 브랜치(10d)를 가진, 기본적인 L-형상의 축 단면을 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
7. 청구항 6에 있어서,
   각각의 구속 홀(10)은 상기 유입식 브랜치(10c)와 유출식 브랜치(10d) 사이에서 상기 허브(3)를 향해 안내된 아치형 볼록 변형 표면(10e)을 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 구속 홀들(10)은 하류 영역을 향한 링(4)의 표면에 구비된, 동일한 원주 채널 또는 그루브(15)에서 마무리된 유출구들(10b)을 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 허브(3)는 고형물이고,
   상기 허브의 타측 또는 제 2 말단(3b)에는, 유량 측정 장치의 임펠러 또는 터빈과 같은 결합 장치(13)를 위해, 회전식 지지 부재(12)를 수용하도록 구성된 시트(3d)가 구비되는, 유압 유량 조정 장치(1).
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시트(3d)는, 거드전 또는 핀의 형태를 한 지지 부재(12)를 수용하도록 구성된 축 선상의 오목부로 형성되는, 유압 유량 조정 장치(1).
    
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 허브(3)의 제 1 말단(3a)은 중앙 축 오목부(3e)를 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
    
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 허브(3)의 제 1 말단(3a)은 상기 하류 영역을 향하여 점차적으로 가늘어지는(taper) 볼록한 횡단면을 가지는, 유압 유량 조정 장치(1).
    
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링(4)의 내부 측방향 표면은 볼록한 횡단면을 가지고, 상기 허브(3)의 제 1 말단(3a)에 대해 상기 하류 영역을 향하여 점차적으로 증가하는 단면을 가진 복수의 통로들(6)을 정의하는, 유압 유량 조정 장치(1).
    
14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링(4)과 상기 허브(3) 사이에는, 적어도 하나의 스포크(15)가 뻗어나가며,
    조립 중에 상기 유량 조정 장치(1)를 위치시키는 기준 형성부(14)는 상기 스포크(15)로부터 상기 하류 영역을 향해 돌출되는, 유압 유량 조정 장치(1).

Images