KR20140086267A

KR20140086267A - 밸브를 제어하기 위한 유압시스템

Info

Publication number: KR20140086267A
Application number: KR1020120156551A
Authority: KR
Inventors: 조영득
Original assignee: 주식회사 시퍼스 파이프 라인
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR101475719B1

Abstract

본 발명은 DOUBLE COIL 에 4/3 WAY TYPE의 솔레노이드 밸브를 사용하여 밸브의 개, 폐시 10% ~ 0%의 작동구간에서는 밸브의 개, 폐 속도가 현저히 줄어들어 완충 역할을 하게 되는 것이며, 100% ~ 10%의 작동구간에서는 신속하게 밸브가 개, 폐되어 적용 되는 COMBINED V/V 배관의 수충격 및 진동을 충분히 완화할 수 있는 것이고, 상기 밸브의 작동구간 중 (10 % open ~ 0 % open) 구간은 BACK FLOW의 저항이 많이 발생 되는 구간이므로, VALVE CLOSE시 많은 힘이 필요하여 충분히 견딜 수 있게 하기 위해 실린더 반대 PORT쪽으로 오일이 유입되는 방식을 사용하여 유압힘을 포함하여 WEIGHT 자체중량의 힘으로 밸브가 닫힐 수 있게 된 것으로 DOUBLE COIL 에 4/3 WAY TYPE의 솔레노이드 밸브 하나만을 사용하여 제조 원가가 상대적으로 저렴하고, BACK FLOW의 저항을 방지하여 배관과 펌프의 손상을 예방하는 것으로 유압 시스템을 유지, 보수하는 비용 또한 절감할 수 있는 것이다.

Description

밸브를 제어하기 위한 유압시스템{hydraulic system for control valve}

본 발명은 밸브를 제어하기 위한 유압시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 메인 밸브와 유압실린더, 긴급차단용 추(Weight) 유압발생장치 및 축압기로 구성되어 있으며, 열림시에는 유압 실린더에 의해 열리고, 닫힘시 또는 정전시에는 자동으로 추(WEIGHT)에 의해서 밸브가 닫히게 되며, 닫히는 속도를 임의대로 조정할 수 있으며, 2단 속도로 하여 최종 닫힐 때 충격을 방지할 수 있는 구조로 되어 있어 열림스위치를 넣게되거나 자동조작에서 메인펌프를 가동시키게 되면 유압펌프가 기동하며 이때 릴리프 밸브를 거쳐 실린더에 압력이 전달되어 밸브가 열리게 되면 OPEN 리미트 스위치 동작에 의해 자동으로 모타가 정지하게 되어 밸브가 열린상태가 유지된다. 장시간 열린 상태로 유지되다가 포펫밸브 및 체크밸브 내부 리크에 의해 압력이 저하되면 추가 떨어지면 OPEN 리미트 스위치가 복귀 모터가 재기동하여 압력을 보상하여 밸브를 열린 상태로 유지되는 것이다.

종래의 밸브를 제어하기 위한 유압시스템에서는 솔레노이드 밸브를 SINGLE COIL 에 4/2 WAY TYPE을 사용하여 100 % open ~0 % open 으로 2단계를 거치지 않고 1단계로 순수한 WEIGHT의 무게로만 개폐되는 VALVE OPEN / CLOSE 기능만 있었다.

상기와 같은 종래의 밸브를 제어하기 위한 유압시스템에서는 솔레노이드 밸브를 SINGLE COIL 에 4/2 WAY TYPE을 사용하여 100 % open ~0 % open 으로 2단계를 거치지 않고 1단계로 순수한 WEIGHT의 무게로만 close되어 밸브를 open시 오일이 유입되고, 밸브를 close시 오일이 배출되는 형태나 밸브의 개폐에 관계없이 오일이 계속 유입되는 형태였는데, 밸브를 1단계로 close시 오일이 배출되는 형태의 유압시스템은 밸브가 닫힐 때 배관 라인 내에 역류가 발생해 진동이 발생하여 배관과 펌프에 충격이 가해져 손상이 발생하였으며, 밸브의 개폐에 관계없이 오일이 계속 유입되는 형태의 유압시스템은 오일을 계속 공급하여야 하므로 인해 경제적이지 못한 문제점이 있었을 뿐만 아니라 상기 두가지의 유압시스템은 밸브의 개, 폐에 따른 각각의 솔레노이드 밸브를 구비함으로 인해 프로그램이 복잡해지고 이에 따라 제조원가가 상승되는 요인이 되어 이에 따른 유지, 보수 비용이 높아지는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 DOUBLE COIL 에 4/3 WAY TYPE의 솔레노이드 밸브를 사용하여 밸브 close시 10% ~ 0%의 작동구간에서는 밸브의 close 속도가 현저히 줄어들어 완충 역할을 하게 되는 것이며, 100% ~ 10%의 작동구간에서는 신속하게 밸브가 close되어 적용되는 COMBINED V/V 배관의 수충격 및 진동을 충분히 완화할 수 있는 것이고, 상기 밸브의 작동구간 중 (10 % open ~ 0 % open) 구간은 BACK FLOW의 저항이 많이 발생 되는 구간이므로, VALVE CLOSE시 많은 힘이 필요하여 충분히 견딜 수 있게 하기 위해 실린더 반대 PORT쪽으로 오일이 유입되는 방식을 사용하여 유압힘을 포함하여 WEIGHT 자체중량의 힘으로 밸브가 닫힐 수 있게 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 DOUBLE COIL 에 4/3 WAY TYPE의 솔레노이드 밸브 하나만을 사용하여 제조 원가가 상대적으로 저렴하고, BACK FLOW의 저항을 방지하여 배관과 펌프의 손상을 예방하는 것으로 유압 시스템을 유지, 보수하는 비용 또한 절감할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 유압시스템에 의해 밸브가 100% 열린 상태도
도 2는 본 발명의 유압시스템에 의해 밸브가 100% OPEN 상태에서 10% OPEN까지 닫히는 상태도
도 3은 본 발명의 유압시스템에 의해 밸브가 10% OPEN 상태에서 완전히 닫히는 상태도

열림스위치를 누르거나, 자동조작에서 메인펌프를 가동하면 유압펌프가 기동하며, 이때 릴리프 밸브를 거쳐 실린더에 압력이 전달되어 밸브가 열리게 되면 OPEN 리미트 스위치 동작에 의해 자동으로 모타가 정지하게 되어 밸브가 열린상태가 유지되고, 장시간 열린 상태로 유지되다가 포펫 밸브 및 체크밸브의 내부 리크에 의해 압력이 저하되어 추가 떨어지면 OPEN 리미트 스위치에 의해 복귀 모터가 재 기동하여 압력을 보상하여 밸브를 열린 상태로 유지하는 것이며, 릴리프 밸브는 리미트 고장으로 실린더가 끝까지 밀려 갔을 때 펌프 및 실린더 보호용으로 통상 압력 상한치로 240 Kg/cm2으로 설정하여 사용하는 것이다.

이와 같이 된 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 유압시스템은 총 3단계로 구분지어 설명할 수 있는데 도 1에서 보는 바와 같이 첫번째 단계로 Valve open 상태 PANEL의 OPEN 스위치를 넣게 되면 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24) 왼쪽 단자 전원 ON 상태인 동시에 모터(2)와 펌프(3)가 기동하여, OIL TANK(1) 안의 OIL이 유로를 통하여 RELIEF V/V(14)를 거쳐 THROTTLE V/V(33)를 거쳐 솔레노이드 밸브(24)를 통해 HYDRAULIC CYLINDER(40) 에 압력이 전달되므로 실린더 안의 PISTON의 미는 힘에 의하여 밸브가 열리며, 완전히 열리면 FULL OPEN LIMIT SWITCH 에 의해 정지하며 OPEN 상태로 유지된다.

이때 밸브를 OPEN 하는데 소요되는 시간은 설정에 따라 20 ~ 60초가 소요되며, HYDRAULIC UNITS의 THROTTLE V/V(33)는 COMBINED CHECK VALVE OPENING 속도 조절을 할 수 있는 장치이다.

상기의 과정에서 솔레노이드 밸브(24)는 DOUBLE COIL 에 4/3 WAY TYPE을 사용하며, 솔레노이드 밸브(24)의 상태는 전원 “ON”(P/B, T/A)이 되는 것이다.

도 2를 참고하여 두번째 단계를 설명하면 Valve close (100 % open ~10 % open)의 단계로써, PANEL의 CLOSE 스위치를 누르거나 정전이 될 경우 DC 전원에 의해서 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24)의 전원이 OFF가 되면서 OIL은 THROTTLE V/V(32A,B)를 거쳐 솔레노이드 밸브(24) 유로를 통과하여 RETURN FILTER(16)를 거쳐 OIL TANK(1)로 OIL이 배출되면서 유압 펌프(3)와는 상관없이 추(WEIGHT)에 의해서 닫히게 된다. 90%정도 닫히게 되면 HYDRAULIC CYLINDER(40)의 상측에 장착되어 있는 THROTTLE V/V(32A)에 의해 닫힘 속도가 현저히 줄어들어 완충 역할을 하게 되어 있는데, 이때 PANEL의 상태는 CLOSE LAMP 에 불이 켜지며, 밸브 디스크의 상태는 유체흐름 방향과 수직을 유지하는 것이다.

이때 밸브를 CLOSE 하는데 소요되는 시간은 설정에 따라 5~20초 소요되며, HYDRAULIC UNITS의 THROTTLE V/V(32A)는 COMBINED CHECK VALVE CLOSING 속도 조절을 할 수 있는 장치이다.

도 3을 참고하여 세번째 단계를 설명하면 Valve Last close (10 % open ~ 0 % open)의 단계로써, COMBINED CHECK V/V CLOSE가 10% 정도 남았을 때 그 구간을 LIMT S/W신호가 가면 자동으로 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24) 오른쪽 단자 전원이 ON 상태가 되면서 솔레노이드 밸브(24)의 A PORT 쪽으로 OIL이 통과 하여 HYDRAULIC CYLINDER(40)에 압력이 전달되므로, 실린더 안의 PISTON의 미는 힘과 추 (WEIGHT)의 자중에 의해 COMBINED CHECK V/V 가 쉽게 CLOSING이 된다.

이 때 HYDRAULIC UNITS의 THROTTLE V/V(32B)는 COMBINED CHECK VALVE CLOSING 속도 조절을 할 수 있는 장치이다.

상기의 첫번째~세번째 단계에서 솔레노이드 밸브(24)는 (100 % open ~10 % open)일 경우 전원 “OFF” (4/3 솔레노이드 밸브 중립상태, P-block, A/B/T common)이며, 빠른 속도로 밸브가 닫히게 되며, 솔레노이드 밸브(24)가 (10 % open ~ 0 % open ) 또는 (full close) 상태일 때 오른쪽 단자 전원 “ON” (P/A, T/B)이 되어 밸브가 저속으로 닫혀 배관의 수충격 및 진동을 충분히 완화할 수 있도록 한 것이다.

또한 두번째 단계인 Valve close (10 % open ~ 0 % open) 구간은 BACK FLOW 의 저항이 많이 발생 되는 구간이므로, VALVE CLOSE시 많은 힘이 필요하다. 이에 충분히 견딜 수 있게 하기 위해 실린더 반대 PORT쪽으로 오일이 유입되는 방식 이므로 유압힘을 포함하여 WEIGHT 자중의 힘으로 닫힐 수 있도록 한 것이다.

상기의 시스템에 축압기(17)를 구비하여 VALVE OPEN 추가 기능을 할 수 있도록하여 전원이 공급되지 않는 상황에서도 VALVE 가 OPEN 할 수 있는 기능으로, 평소 축압기(17)에 충전되어 있는 압력을 사용할 수 있는 것이다.

상기의 시스템을 자동상태에서 운전 중 메인 밸브가 완전 열림 상태에서 유압 기기의 내부 누유에 의해 압력이 떨어져 저절로 VALVE가 CLOSE 될 경우 자동으로 모터가 재 기동 되어 VALVE OPEN을 유지할 수 있도록 한 것이다.

CYLINDER(40) 2STEP 기능을 구비하여 VALVE CLOSE시 (100 % open ~ 10 % open )-1단계 Valve close (10 % open ~ 0 % open )-2단계에 있어서 CYLINDER(40) 자체에 SPEED CONTROL THROTTLE V/V(32A, 32B)가 부착되어 있는 것이다.

1; OIL TANK
2; 모터
3; 펌프
4; 벨하우징
5; 커플링
7; 레벨스위치
8a, 8b; 압력스위치
10; 압력게이지
11; 게이지 스톱 밸브
13; block for main"P"
14; relife v/v
16; return filter
17; 축압기
18; 클램프 밴드
19; 쿠션링
20; 안전블럭
22; main stop valve
24; 솔레노이드 밸브
25a; 솔레노이드 normal close
25b; LOGIC valve namal open
27; 리턴 체크밸브
28; 펌프 체크밸브
31; 바이패스 밸브
32a, 32b, 33; THROTTLE V/V
34; HAND PUMP
35; 레벨 게이지
36; 에어 브리더
38; 드레인 밸브
39; 체크포인트
40; HYDRAULIC CYLINDER
41; 컨트롤 판넬
42A; FAN FILTER
42B; ELEMENTS OF FAN
43; MAGNET
44; TEMPERATURE

Claims

PANEL의 OPEN 스위치를 넣게 되면 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24) 왼쪽 단자 전원 ON 상태인 동시에 모터(2)와 펌프(3)가 기동하여, OIL TANK(1) 안의 OIL이 유로를 통하여 RELIEF V/V(14)를 거쳐 THROTTLE V/V(33)를 거쳐 솔레노이드 밸브(24)를 통해 HYDRAULIC CYLINDER(40) 에 압력이 전달되므로 실린더 안의 PISTON의 미는 힘에 의하여 밸브가 열리며, 완전히 열리면 FULL OPEN LIMIT SWITCH 에 의해 정지하며 OPEN 상태로 유지되는 단계;
PANEL의 CLOSE 스위치를 누르면 DC 전원에 의해서 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24)의 전원이 OFF가 되면서 OIL은 THROTTLE V/V(32A,B)를 거쳐 솔레노이드 밸브(24) 유로를 통과하여 RETURN FILTER(16)를 거쳐 OIL TANK(1)로 OIL이 배출되면서 유압 펌프(3)와는 상관없이 추(WEIGHT)에 의해서 닫히게 되는데 90%정도 닫히게 되면 실린더 헤드부(40)에 장착되어 있는 스로틀 체크 밸브(32A)에 의해 닫힘 속도가 현저히 줄어들어 완충 역할을 하게 되어 있는데, 이때 PANEL의 상태는 CLOSE LAMP 에 불이 켜지며, 밸브 디스크의 상태는 유체흐름 방향과 수직을 유지하는 단계;
COMBINED CHECK V/V CLOSE가 10% 정도 남았을 때 그 구간을 LIMT S/W신호가 가면 자동으로 HYDRAULIC UNITS의 솔레노이드 밸브(24) 오른쪽 단자 전원이 ON 상태가 되면서 솔레노이드 밸브(24)의 A PORT 쪽으로 OIL이 통과 하여 HYDRAULIC CYLINDER(40)에 압력이 전달되므로, 실린더 안의 PISTON의 미는 힘과 추 (WEIGHT)의 자중에 의해 COMBINED CHECK V/V 가 쉽게 CLOSING이 되는 단계를 포함하는 밸브를 제어하기 위한 유압시스템.
제 1항에 있어서,
솔레노이드 밸브(24)는 (100 % open ~10 % open)일 경우 전원 “OFF” (4/3 솔레노이드 밸브 중립상태, P-block, A/B/T common)이며, 빠른 속도로 밸브가 닫히게 되며, 솔레노이드 밸브(24)가 (10 % open ~ 0 % open ) 또는 (full close) 상태일 때 오른쪽 단자 전원 “ON” (P/A, T/B)이 되어 밸브가 저속으로 닫혀 배관의 수충격 및 진동을 충분히 완화할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 유압시스템.
제 1항에 있어서,
CYLINDER(40) 자체에 SPEED CONTROL THROTTLE V/V(32A, 32B)가 부착되어 있어 밸브의 개, 폐 속도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 유압시스템.
제 1항 내지 제 3항에 있어서,
축압기(17)를 구비하여 VALVE OPEN 추가 기능을 할 수 있도록하여 전원이 공급되지 않는 상황에서도 VALVE 가 OPEN 할 수 있는 기능으로, 평소 축압기에 충전되어 있는 압력을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제어하기 위한 유압시스템.