KR20150130316A

KR20150130316A - 공압 유체 재순환 지연 기능을 가진 공압식 방향 제어 밸브를 위한 안전 기구

Info

Publication number: KR20150130316A
Application number: KR1020157025770A
Authority: KR
Inventors: 엘렌 알. 멜; 데니스 티. 멜
Original assignee: 에어로밸브 엘엘씨
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-11-23
Also published as: CN105229351B; JP2016512314A; US20160040790A1; WO2014152379A2; EP2971891A4; EP2971891A2; CN105229351A; WO2014152379A3

Abstract

본 발명은 방향 제어 밸브를 위한 안전기구를 설명한다. 상기 안전 기구는 방향 제어 밸브 산업에서 흔히 발견되는 다양한 밸브 구조들에 구성될 수 있고 공압 유체 재순환 지연 기능을 포함하도록 적응된 상기 구조들로 한정되지 않는다.

Description

공압 유체 재순환 지연 기능을 가진 공압식 방향 제어 밸브를 위한 안전 기구{SAFETY MECHANISM FOR A DIRECTIONAL CONTROL VALVE EQUIPPED WITH PNEUMATIC FLUID-RECYCLING DELAY FUNCTION }

본 출원은, 본 출원에서 전체 내용을 참고로 하고 2013년 3월 14일 출원된 미국 가특허출원 제 61/783,164호를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 일반적으로 방향 제어 밸브의 분야, 좀 더 구체적으로 유체 재순환 지연(fluid recycling delay) 기능을 가진 공압식 방향 제어 밸브의 분야에 관한 것이다.

여기서 반드시 종래기술은 아니지만 본 발명과 관련되는 배경 정보가 제공된다.

방향 제어 밸브는 현대 산업에서 잘 정립되었고 시스템을 통과하는 유체의 유동을 제어하고 조절하기 위해 이용된다. 가스상태인 유체의 유동을 조절하기 위해, 흔히 "공압 밸브"라고 하는 공압 적용예들을 위해 설계된 방향 제어 밸브들이 이용된다. 흔히, 상기 공압 밸브들은, 기계적 에너지를 고압 가스 유체의 전달에 의해 기계적 장치 또는 액추에이터로 전달하기 위한 수단을 제공하기 위해 이용된다. 전형적인 공압 밸브를 통해 유체 유동 경로를 변경하면, 공압 밸브와 유체 교환하고 상기 밸브의 하류에 위치하는 액추에이터가 하나의 위치로부터 다른 하나의 위치로 이동할 수 있다.

구체적으로, 전형적인 공압 밸브 적용예에서, 공압 밸브는 흔히 두 개의 출력 포트(output ports)(A,B)를 가지게 된다. 출력 포트(A)를 액추에이터 예를 들어, 공기 실린더의 한쪽 측부에 연결하고 출력 포트(B)를 동일한 액추에이터의 반대쪽 측부에 연결하여, 상기 액추에이터는 상기 밸브를 통해 고압의 가스 유체 예를 들어, 압축공기의 경로를 간단히 변경하여 두 개의 위치들사이를 앞뒤로 이동할 수 있다. 고압 공기가 상기 포트(A)를 통해 유동하면, 상기 포트(A)에 부착된 액추에이터의 측부는 양(positive)의 기계적 하중을 수용하여 액추에이터는 작용하는 하중으로부터 멀어져 이동하게 된다. 고압 공기가 대신에 포트(B)를 통해 유동하면, 상기 포트(B)에 부착된 액추에이터의 측부는 양의 기계적 하중을 수용하여 상기 액추에이터는 작용하는 하중으로부터 멀어져 이동하게 된다.

전형적으로, 상기 공압 밸브가 위치를 변경하고 유체 유동 방향을 변경할 때마다 (공압 밸브와 액추에이터사이에서) 하류에 위치하는 고압가스 유체는 배출 포트를 통해 배기(vented)되고 사라진다. 예를 들어, 공압 밸브가 제1 위치에 배열되어 공압 가스 유체가 출력 포트(A)와 유체 교환하는 하류 채널내에 존재하면, 공압 밸브가 제2 위치로 이동하여 공압 가스 유체가 출력 포트(B)를 통해 자유롭게 유동할 때, 상기 밸브의 내부 포팅(porting) 기구는 동시에 상기 출력 포트(A)와 배기 포트사이에서 유체 교환 경로를 형성한다. 상기 출력 포트(A)와 배기 포트사이에서 상기 유체 교환 경로는 배기 기구(venting mechanism)를 효과적으로 제공하여 고압의 가스 유체가 배출되고 사라질 수 있다. 상기 배기 작용은 공압 밸브가 위치를 변경할 때마다. 반복된다.

미국 특허 제8,635,940호에 공개된 것을 포함한 최근의 기술 개발에 의해 표준 삼 위치 공압 밸브내에서 공압 유체 재순환(pneumatic fluid-recycling) 기능을 포함하기 위한 수단이 형성되어 밸브의 스위칭 과정 동안 고압가스 유체의 일부분은 "재순환"된다. 상기 재순환기구는 밸브의 스위칭 과정 동안 지연(delay) 기능을 포함하여 형성되어 밸브는 전통적인 제1 위치와 전통적인 제2 위치사이에 위치한 제3 위치에서 정지(pause)된다. 지연 기간 또는 "드웰(dwell)" 동안, 상기 밸브의 내부 포팅 구조에 의해 상기 밸브의 두 출력 포트(A,B)들은 포트들사이에서 유일한 유체 교환을 형성하는 반면에 밸브 다른 포트로부터 격리된다. 상기 드웰 기간동안, 가스 유체는 두 개의 포트들사이에서 따라서 상기 밸브로부터 하류에 위치하고 두 측부를 가진 전형적인 액추에이터의 두 측부들사이에서 평형을 형성하며, 각각의 측부는 상기 두 개의 출력 포트(A,B)들 중 한 개와 유체 교환(fluid communication)한다. 상기 드웰 기구를 이용하여, 상당한 양의 고압 가스 유체 예를 들어, 고압 공기가 배기되지 않고 재순환될 수 있다.

상기 재순환 방법은 상당한 에너지 절감의 기회를 제공하지만, 본 공개내용에 앞서 개발된 재순환 방법은 밸브의 바람직한 안전 기능을 못 쓰게 만든다. 구체적으로, 삼 위치 방향 제어 공압 밸브를 위한 현재의 산업 표준은 동력 손실(power loss)이 발생하는 동안 밸브를 위한 세 개의 산업 표준 안전 거동을 정의한다. 이러한 표준 안전 거동은 일반적으로 "배출" 센터, "압력" 센터 및 "밀폐" 센터라고 언급된다. 세 개의 모든 안전 거동은 현대적인 상업적 시장에서 용이하게 이용된다.

여기서 공개된 내용은, 유체 재순환 기능을 가진 3 위치(three position) 공압 밸브내에 안전 기구를 포함하기 위한 신규한 접근법을 설명하여 밸브는 바람직한 모든 산업 표준 안전 거동들을 유지하며 재순환 방법의 장점을 달성할 수 있다.

본 발명의 일반적인 요약이 제공되며 본 발명의 전체 범위 또는 모든 구성들을 종합적으로 공개하는 것은 아니다.

본 출원은, 공기 재순환 기능을 가진 3 위치 공압 방향 제어 밸브를 이용하기 위한 안전 기구를 포함한 밸브 시스템을 설명한다. 상기 공개된 방향 제어 밸브는, 적어도 두 개의 출력 포트들 즉, 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B), 적어도 한 개의 공급 또는 압력 포트 및 적어도 한 개의 배출 포트를 가진 방향 제어 밸브 몸체 섹션을 포함한다. 상기 방향 제어 밸브는, 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션내에 배열된 스풀 기구를 추가로 포함하여 상기 스풀 기구는 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션내에 제1 및 제2 위치를 유지할 수 있다. 상기 방향 제어 밸브는, 상기 제1 위치와 제2 위치사이에서 스풀 기구의 운동을 제어하기 위한 제어 시스템, 선호적으로 전자 제어 시스템을 추가로 포함한다. 상기 방향 제어 밸브는 상기 제1 위치와 제2 위치사이에 위치한 제3 위치에서 상기 스풀 기구의 통과시 지연을 형성하기 위한 시스템을 추가로 포함하여, 상기 스풀 기구가 제3 위치에 배열되고 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급될 때 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 밸브 몸체 섹션내에서 "A-B 채널"로 지정된 유체 채널을 통해 전용 유체 교환을 형성한다. 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)가 전용 유체 교환을 형성하도록 상기 스풀 기구가 제3 위치에 있는 기간동안, 공압 유체는 상기 방향 제어 밸브의 두 출력 포트들사이에서 재순환되고 에너지 절감을 제공한다.

상기 스풀 기구가 제3 위치에 배열될 때 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)사이에서 발생하는 전용 유체 교환에 의해, 상기 밸브가 정상적으로 작동할 때 즉, 밸브가 양의 전기적 신호를 수신할 때 공압 유체는 상기 두 개의 출력 포트들사이에서 재순환될 수 있다. 본 공개내용에서, 상기 방향 제어 밸브는 안전기구를 포함하여, 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 스풀 기구는 제3 위치에 유지되지만 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 더이상 전용 유체 교환을 형성하지 못한다.

현대적인 방향 제어 밸브 산업은, 동력 손실이 발생할 때 3 위치 방향 제어 밸브의 제3 위치(중심 위치)에 관한 세 가지 표준 거동을 정립해왔다. 동력 손실과정동안 제1 표준 거동은 흔히 "배출" 중심 위치 거동이라고 하며, 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 서로 유체교환을 형성하며, 또한 배출포트와 유체 교환을 형성한다. 따라서 상기 "배출" 거동의 선호되는 결과에 의하면, 상기 밸브의 동력이 손실될 때 상기 밸브의 출력 포트들내에 저장된 포텐샬 에너지는 배출 포트를 통해 상기 밸브로부터 빠져나간다.

동력 손실이 발생될 때 상기 방향 제어 밸브의 제2 표준 거동은 "압력" 중심 위치 거동이라고 하며, 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 서로 유체교환을 형성하며 또한 압력 포트와 유체 교환을 형성한다. 따라서 상기 "압력" 거동의 선호되는 결과에 의하면, 상기 밸브의 동력이 손실될 때 상기 밸브의 양쪽 출력 포트들이 상기 밸브의 유입 압력(incoming pressure)내에 존재하는 유체 압력과 동등한 압력으로 평형을 이룬다.

동력 손실이 발생될 때 상기 방향 제어 밸브의 제3 표준 거동은 "밀폐" 중심 위치 거동이라고 하며, 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 각각 개별적으로 공압으로부터 격리되고 각각 개별적으로 방향 제어 밸브의 다른 포트와 유체교환을 형성하지 못한다. 따라서 상기 "밀폐" 거동의 선호되는 결과에 의하면, 상기 밸브의 동력이 손실될 때 각각의 출력 포트들은 동력손실 이전에 상기 각각의 출력 포트들에 존재하는 압력을 유지한다.

상기 세 가지 표준 동력 손실 거동들에서, 본 발명의 선호되는 실시예는 직접적인 간섭(intervention) 없이도 선택된 표준 동력 손실 안전 거동을 허용하는 자동 안전 기구를 포함한다. 선호되는 실시예에서 상기 자동 안전 기구는 밸브 시스템의 "안전장치"로서 지정된 단순한 2 방향 밸브를 포함하고, 상기 안전장치는 제1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때(정상적인 밸브작동시 발생할 수 있는 것처럼) 안전장치는 제1 설정위치에 배열되고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때(동력손실과정에 발생할 수 있는 것처럼) 안전장치는 "활성화(activate)"되고 이동하여 제2 설정위치에 배열된다. 선호되는 실시예들은, 전자 제어 기구에 의해 제공되는 전기적 신호에 의해 상기 안전장치가 제어될 수 있다.

상기 세 가지 표준 동력 손실 거동에 적용될 수 있는 또 다른 선호되는 실시예에서, 상기 안전장치를 제어하는 전자 제어 기구는 전력 저장(storage)을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구는 상기 전자 제어 기구에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간동안 상기 안전장치로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있다. 상기 수단을 통해 구해지는 선호되는 결과에 의하면, 안전장치의 활성화가 상기 전자 제어 기구에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간동안 지연될 수 있다.

"배출" 중심 위치 거동 선택(option)에 관한 선호되는 실시예에서, 상기 안전장치는 밸브 시스템의 "안전 채널(safety channel)"이라고 지정된 유체 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 허용한다. 상기 안전 채널은 한쪽 단부에서 메인 밸브의 상기 A-B 채널과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 메인 밸브의 배출 포트와 연결되고 유체교환한다. 실시예에서, 상기 안전장치는 상시 개방형 직접 작동식 (normally- open direct- acting) 2방향 솔레노이드 밸브이고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 차단하고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 허용한다.

"압력" 중심 위치 거동 선택(option)에 관한 선호되는 실시예에서, 상기 안전장치는 밸브 시스템의 "안전 채널"이라고 지정된 유체 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 허용하며, 상기 안전 채널은 한쪽 단부에서 메인 밸브의 A-B 채널과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 메인 밸브의 압력 포트와 연결되고 유체교환한다. 실시예에서, 상기 안전장치는 상시 개방형 직접 작동식 (normally- open direct- acting) 2방향 솔레노이드 밸브이고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 차단하고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 허용한다.

"밀폐" 중심 위치 거동 선택(option)에 관한 선호되는 실시예에서, 상기 안전장치는 메인 밸브의 A-B 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 A-B 채널을 통과하는 유체 유동을 허용할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 메인 밸브의 A-B 채널을 통과하는 유체 유동을 차단한다. 실시예에서, 상기 안전장치는 상시 밀폐형 직접 작동식 2방향 솔레노이드 밸브이고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 허용하고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되어 상기 안전장치를 통과하는 유체 유동을 차단한다.

추가의 적용 분야들이 하기 상세한 설명으로부터 이해된다. 상기 요약에 제시된 설명과 실시예들은 단지 이해를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

여기서 설명되는 도면들은 가능한 모든 실시예들이 아니라 선택된 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은, 유체 재순환 기구가 제1 위치에 있을 때 3 위치 방향 제어 밸브의 메인 밸브 및 스풀 조립체에 관한 실시예를 도시한 단면도.
도 2는, 유체 재순환 기구가 제2 위치에 있을 때 3 위치 방향 제어 밸브의 메인 밸브 및 스풀 조립체에 관한 실시예를 도시한 단면도.
도 3은, 유체 재순환 기구가 제3 및 중심 위치에 있을 때 3 위치 방향 제어 밸브의 메인 밸브 및 스풀 조립체에 관한 실시예를 도시한 단면도.
도 4는, "배출" 중심 위치 안전 거동을 가지는 본 발명의 실시예를 도시한 공압도면.
도 5는 "압력" 중심 위치 안전 거동을 가지는 본 발명의 실시예를 도시한 공압도면.
도 6은, "밀폐" 중심 위치 안전 거동을 가지는 본 발명의 실시예를 도시한 공압도면.

실시예들이 첨부된 도면들을 참고하여 더욱 상세하게 설명된다.

첨부된 도면들은, 공압식 유체 재순환 지연 기능(pneumatic fluid- recycling delay function)을 가진 방향 제어 밸브를 위한 안전 기구를 도시한다.

도 1 내지 도 3을 참고할 때, 본 발명의 실시예는, 적어도 두 개의 출력 포트들, 즉 적어도 한 개의 제1 출력 포트(104) 및 제2 출력 포트(105), 적어도 한 개의 압력 포트(103), 배출 포트(106) 및 추가의 배출 포트(107)를 가진 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102) 및, 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)내에 배열된 스풀(spool) 기구(101)를 포함한 방향 제어 밸브(100)를 가지며, 상기 스풀 기구(101)는 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)내에서 세 개의 위치(position)들을 유지할 수 있다.

구체적으로 도 1을 참고할 때, 도면은 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)내에서 제1 위치에 배열된 스풀 기구(101)를 도시한다.

구체적으로 도 2를 참고할 때, 도면은 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)내에서 제2 위치에 배열된 스풀 기구(101)를 도시한다.

구체적으로 도 3을 참고할 때, 도면은 상기 제1 및 제2 설정위치들사이에서 있는 제3 설정위치에 배열된 스풀 기구(101)를 도시하며, 상기 스풀 기구가 상기 제3 설정위치에 배열될 때 상기 제1 출력 포트(104)와 제2 출력 포트(105)는 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)내에서 "A-B 채널"이라고 언급되는 유체 채널(113)을 통해 전용 유체 교환(exclusive fluid communication)을 형성한다. 특정 실시예들에서, A-B 채널(113)은, 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 구조를 포함한 한 개이상의 채널 부분을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고할 때, 도면은 상기 스풀 기구(101)의 운동을 제어하여 상기 스풀 기구(101)가 도 1에 도시된 제1 설정위치 및 도 2에 도시된 제2 설정위치사이에서 운동할 수 있게 하기 위한 제어 시스템(200) 및, 상기 스풀 기구(101)의 통과시 지연(delay)을 형성하기 위한 전자 제어 기구(300)를 도시한다. 선호되는 실시예들에서 상기 스풀 기구(101)는 일련의 외측 로브(lobes)(111), 상기 일련의 로브(111)들사이에 배열된 일련의 그루브(groove)(112)들 및, 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션(102)과 스풀기구(101)사이에 단단히 고정된 일련의 밀봉 기구(110)를 포함한다.

도 3 내지 도 6을 참고할 때, 본 발명의 실시예는, 양의 전기적 신호(positive electrical signal)가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 스풀 기구(101)가 도 3에 도시된 제3 설정위치에 배열되지만 상기 제1 출력 포트(104)와 제2 출력 포트(105)가 전용 유체 교환을 형성하지 못하도록 형성된 안전 기구(400)를 포함한다.

도 3 및 도 4를 참고할 때, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(104)와 제2 출력 포트(105)가 서로 유체 교환을 형성하고 상기 배출 포트(407)와 유체교환하도록 형성된 안전 기구(400)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 배출 포트(407)는 배출 포트(406)와 유체 교환한다. 다른 실시예에서, 배출 포트(407)는 배출 포트(107)와 유체 교환한다. 또 다른 실시예에서 배출 포트(407)는 배출 포트(106)와 배출 포트(107)로부터 분리되고 구별된다.

도 4를 참고할 때, 실시예들은, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 배출 포트(407), 상기 제2 출력 포트(105) 및 제1 출력 포트(104)사이에서 자동으로 유체교환을 형성하기 위한 자동 안전기구(400)를 포함한다.

도 3 및 도 4를 참고할 때, 상기 자동 안전 기구(400)의 실시예들이 상기 밸브 시스템의 "안전장치"라고 지정된 2 방향(two- way) 밸브(401)를 포함하고, 상기 안전장치(401)는 제1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치(401)가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 설정위치에 배열되고 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 설정위치에 배열된다. 일부 실시예들은, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치(401)의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구(300)의 이용을 포함한다.

도 3 및 도 4를 참고할 때, 일부 실시예들에서 상기 안전장치(401)는 2 위치 상시 개방형(two- position normally- open) 공압 솔레노이드 밸브이고 밸브 시스템의 "안전 채널(safety channel)"이라고 지정된 유체 채널내에 배열되어, 상기 안전장치(401)가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치(401)는 안전 채널(406)을 통과하는 유체유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치(401)가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널(406)을 통과하는 유체 유동을 허용한다. 실시예들에서, 상기 안전 채널(406)은 한쪽 단부에서 상기 A-B 채널(113)과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 배출 포트(407)와 연결되고 유체교환하며, 상기 배출 포트는 실시예들에서 배출 포트(106) 또는 배출 포트(107)와 유체 교환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 제어 기구(300)는 전력 저장(storage)을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구(300)는 상기 전자 제어 기구(300)에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치(401)로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있다.

도 3 및 도 5를 참고할 때 본 발명의 또 다른 실시예는, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더 이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(104)와 제2 출력 포트(105)가 서로 유체 교환을 형성하고 또한 압력 포트(408)와 유체교환하도록 형성된 안전 기구(400)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 압력 포트(408)는 압력 포트(103)와 유체 교환한다. 다른 실시예에서, 상기 압력 포트(408)는 압력 포트(103)와 분리되고 구분된다.

구체적으로 도 5를 참고할 때, 일부 실시예들은 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 압력 포트(408), 상기 제2 출력 포트(105) 및 제1 출력 포트(104)사이에서 자동으로 유체교환을 형성하기 위한 자동 안전기구(400)를 포함한다.

도 3 및 도 5를 참고할 때, 자동 안전 기구(400)의 일부 실시예들은 상기 밸브 시스템의 "안전장치"라고 지정된 2 방향(two- way) 밸브(401)를 포함하고, 상기 안전장치(401)는 제1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치(401)가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 설정위치에 배열되고 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 설정위치에 배열된다. 일부 실시예들은, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치(401)의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구(300)의 이용을 포함한다.

도 3 및 도 5를 참고할 때, 일부 실시예들에서 상기 안전장치(401)는 2 위치 상시 개방형 공압 솔레노이드 밸브이고 밸브 시스템의 "안전 채널(safety channel)"이라고 지정된 유체 채널(406)내에 배열되어, 상기 안전장치(401)가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치(401)는 안전 채널(406)을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치(401)가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널(406)을 통과하는 유체 유동을 허용한다. 실시예들에서, 상기 안전 채널(406)은 한쪽 단부에서 상기 A-B 채널(113)과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 압력 포트(408)와 연결되고 유체교환하며, 상기 압력 포트는 실시예들에서 압력 포트(103)와 유체 교환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 제어 기구(300)는 전력 저장(storage)을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구(300)는 상기 전자 제어 기구(300)에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치(401)로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있다.

구체적으로 도 3 및 도 6을 참고할 때, 본 발명의 또 다른 실시예는 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 제1 출력 포트(104) 및 제2 출력 포트(105)는 각각 개별적으로 공압으로부터 격리되고 각각 개별적으로 방향 제어 밸브(100)의 다른 포트와 유체교환을 형성하지 못한다.

구체적으로 도 6을 참고할 때, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브(100)에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제1 출력 포트(104) 및 제2 출력 포트(105)를 개별적으로 공압으로부터 격리시키기 위해 자동 안전 기구(400)를 포함한다.

도 3 및 도 6을 참고할 때, 자동 안전 기구(400)의 일부 실시예들은 상기 밸브 시스템의 "안전장치"라고 지정된 2 방향(two- way) 밸브(401)를 포함하고, 상기 안전장치(401)는 제1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치(401)가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 설정위치에 배열되고 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 설정위치에 배열된다. 일부 실시예들은, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치(401)의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구(300)의 이용을 포함한다.

도 3 및 도 6을 참고할 때, 일부 실시예들에서 상기 안전장치(401)는 2 위치 상시 폐쇄형 공압 솔레노이드 밸브이고 메인 밸브의 A-B 채널(113)내에 배열되어, 상기 안전장치(401)가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치(401)는 A-B 채널(113)을 통과하는 유체 유동을 허용할 수 있고 상기 안전장치(401)가 제2 위치에 배열될 때 상기 A-B 채널(113)을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 제어 기구(300)는 전력 저장(storage)을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구(300)는 상기 전자 제어 기구(300)에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치(401)로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있다.

실시예들에 관한 상기 설명은 이해와 설명을 위해 제공된다. 상기 설명은 본 발명을 제한하거나 모든 것을 포함하는 것이 아니다. 특정 실시예들에 관한 개별 특징부들 또는 구성요소들은 일반적으로 상기 특정 실시예들로 한정되지 않지만, 적용될 수 있는 한 서로 교환될 수 있고 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도 선택된 실시예에서 이용될 수 있다. 상기 특징부 또는 구성요소는 다양하게 변화될 수 있다. 상기 변화는 본 발명으로부터 벗어나 것이 아니며 상기 모든 변화는 본 발명의 범위에 속한다.

하기 참고문헌은 여기서 공개된 실시예를 보충하여 예시적인 과정 또는 다른 세부사항을 제공하는 정도로 본 발명에서 참고로 한다.

미국특허 제8,635,940호

100.....방향 제어 밸브,
104.....제1 출력 포트,
105.....제2 출력 포트,
103.....압력 포트,
106.....배출 포트.

Claims

적어도 두 개의 출력 포트들 즉, 적어도 한 개의 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B), 적어도 한 개의 압력 포트 및 적어도 한 개의 배출 포트를 가진 방향 제어 밸브 몸체 섹션을 포함하고, 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션내에 배열되고 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션내에 제1 및 제2 위치를 유지할 수 있는 스풀 기구를 포함하며, 상기 제1 위치와 제2 위치사이에서 밸브의 운동을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하고, 상기 제1 위치와 제2 위치사이에 위치한 제3 위치에서 상기 스풀 기구의 통과시 지연을 형성하기 위한 전자 제어 기구를 포함하여, 상기 스풀 기구가 제3 위치에 배열되고 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급될 때 상기 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 상기 방향 제어 밸브 몸체 섹션내에서 "A-B 채널"로 지정된 유체 채널을 통해 전용 유체 교환을 형성하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 1 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 스풀 기구는 제3 위치에 유지되지만 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 전용 유체 교환을 형성하지 못하도록 안전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 2 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 서로 유체 교환을 형성하고 또한 배출 포트와 유체 교환을 형성하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 2 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 서로 유체 교환을 형성하고 또한 압력 포트와 유체 교환을 형성하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 2 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 더이상 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 제1 출력 포트(A) 및 제2 출력 포트(B)는 각각 개별적으로 공압으로부터 격리되고 각각 개별적으로 방향 제어 밸브의 다른 포트와 유체교환을 형성하지 못하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 3 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 배출 포트, 상기 제2 출력 포트(B) 및 제1 출력 포트(A)사이에서 자동으로 유체교환을 형성하기 위한 자동 안전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 4 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 압력 포트, 상기 제2 출력 포트(B) 및 제1 출력 포트(A)사이에서 자동으로 유체교환을 형성하기 위한 자동 안전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
제 5 항에 있어서, 양의 전기적 신호가 상기 방향 제어 밸브에 공급되지 못할 때 또는 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후 약간의 정해진 시간이 지나서 상기 제2 출력 포트(B) 및 제1 출력 포트(A)를 개별적으로 공압으로부터 자동 격리하기 위한 자동 안전 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 제어 밸브.
밸브 시스템으로서,
제 6 항의 방향 제어 밸브를 포함하고 상기 방향 제어 밸브는 밸브 시스템의 "메인 밸브"로서 지정되고, 자동 안전 기구가
상기 밸브 시스템의 "안전장치"로서 지정된 2 방향 밸브를 포함하고, 상기 안전장치는 제 1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되며, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 안전장치는 밸브 시스템의 "안전 채널"이라고 지정된 유체 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 허용하며, 상기 안전 채널은 한쪽 단부에서 메인 밸브의 A-B 채널과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 메인 밸브의 배출 포트와 연결되고 유체교환하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 10 항에 있어서, 전자 제어 기구는 전력 저장을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구는 상기 전자 제어 기구에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 안전 기구.
제 7 항의 방향 제어 밸브를 포함하고, 상기 방향 제어 밸브는 밸브 시스템의 "메인 밸브"로서 지정되고, 자동 안전 기구가
상기 밸브 시스템의 "안전장치"로서 지정된 2 방향 밸브를 포함하고, 상기 안전장치는 제 1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되며, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 안전장치는 밸브 시스템의 "안전 채널"이라고 지정된 유체 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 차단할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 안전 채널을 통과하는 유체 유동을 허용하며, 상기 안전 채널은 한쪽 단부에서 메인 밸브의 A-B 채널과 연결되고 유체교환하며 다른 한쪽 단부에서 메인 밸브의 압력 포트와 연결되고 유체교환하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 13 항에 있어서, 전자 제어 기구는 전력 저장을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구는 상기 전자 제어 기구에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 안전 기구.
제 8 항의 방향 제어 밸브를 포함하고, 상기 방향 제어 밸브는 밸브 시스템의 "메인 밸브"로서 지정되며, 자동 안전 기구가
상기 밸브 시스템의 "안전장치"로서 지정된 2 방향 밸브를 포함하고, 상기 안전장치는 제1 위치와 제2 위치를 유지할 수 있어서, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신할 때 안전장치는 제1 위치에 배열되고, 상기 안전장치가 양의 전기적 신호를 수신하지 못할 때 안전장치는 제2 위치에 배열되며, 전기적 신호에 의해 상기 안전장치의 운동을 제어할 수 있는 전자 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 안전장치는 메인 밸브의 A-B 채널내에 배열되어, 상기 안전장치가 제1 위치에 배열될 때 상기 안전장치는 상기 A-B 채널을 통과하는 유체 유동을 허용할 수 있고 상기 안전장치가 제2 위치에 배열될 때 상기 메인 밸브의 A-B 채널을 통과하는 유체 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
제 16 항에 있어서, 전자 제어 기구는 전력 저장을 위한 수단을 포함하여, 상기 전자 제어 기구는 상기 전자 제어 기구에 양의 전기적 신호가 공급되지 못한 후에 정해진 시간이 지나서 상기 안전장치로 양의 전기신호를 계속해서 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 안전 기구.