KR20180035357A - 홀 센서를 이용하여 밸브 열림 상태를 확인하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압라인에 설치되어 유압량 측정을 통해 밸브의 궤도를 추정하는 것으로 유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체를 구비하고 홀 센서를 이용하여 상기 회전체의 회전량을 감지하여 밸브의 열림정도를 확인 또는 회전에 따라 캠의 형상이 변경되고, 캠에 접촉되어 그 변경되는 캠의 형상에 따라 가변되는 막대의 길이를 확인하여 밸브의 열림정도를 확인할 수 있는 장치에 관한 것이다.

Description

홀 센서를 이용하여 밸브 열림 상태를 확인하는 장치 {Apparatus for confirming state of opening of valve using hall sensor}

본 발명은 밸브 열림 상태를 확인하는 것으로서, 더욱 상세하게는 유압라인에 설치되어 유압량 측정을 통해 밸브의 궤도를 추정하는 것으로 유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체를 구비하고 홀 센서를 이용하여 상기 회전체의 회전량을 감지하여 밸브의 열림정도를 확인 또는 회전에 따라 캠의 형상이 변경되고, 캠에 접촉되어 그 변경되는 캠의 형상에 따라 가변되는 막대의 길이를 확인하여 밸브의 열림정도를 확인할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 밸브 또는 댐퍼는 연동되는 공압식 액츄에이터나 유압식 액츄에이터, 전동식 액츄에이터 등과 같은 각종 액츄에이터를 구비한다. 상기 각종 액츄에이터는 밸브나 댐퍼를 개폐시킬 수 있는 것으로서 밸브나 댐퍼의 개도상태를 감지할 수 있는 밸브 개도 감지장치를 구비한다. 상기 밸브 개도 감지장치는 유체 및 기체의 흐름을 조절하는 산업용 밸브나 댐퍼에 연결되어 밸브의 개도상태를 감지한다.

현장 작업자는 현장에서 나가지 않고도 밸브 개도 감지장치에서 발생되는 전기적인 검출신호를 제어실에서 분석하여 밸브나 댐퍼의 개도상태를 모니터링할 수 있을 뿐더러 밸브 구동장치를 원격으로 제어함으로써 원거리에서도 밸브나 댐퍼를 통한 유체나 기체의 흐름을 조절할 수 있다.

한국 실용신안 출원번호 20-2012-0001850의 도 1은 종래의 밸브의 개도상태 검출장치를 보인 개략도이다.

상기 종래문헌 도 1에 의하면, 종래의 밸브의 개도상태 검출장치는 밸브를 개폐시키는 액츄에이터(101)의 연결 샤프트(102)에 평기어(103)가 장착되고, 이에 치합된 평기어(104)에 밸브의 개도상태를 연속적으로 측정하기 위해 포텐션미터와 같은 가변 저항기(105)가 연동되도록 결합된 구조를 가진다.

그러나 상기 종래문헌 도 1에 개시된 종래기술에서는 연결 샤프트(102)의 평기어(103)와 가변 저항기(105)의 평기어(104)가 기어 맞물림의 톱니연결방식으로 연결되어 있으므로 기계적인 측정오차가 발생한다. 즉, 이는 평기어(103)(104)의 마모에 의한 유지보수와 측정오차가 발생하는 문제가 있다. 또한 이는 평기어(103)(104) 사이 등의 예기치 않은 동작오류가 발생하거나 이물질 끼임으로 인해 파손되는 등의 문제가 있다.

(문헌 1) : 국내실용신안 출원번호 20-2012-0001850

본 발명은 유압라인을 통해 흐르는 유압유의 양을 측정하여 궤도를 추정할 수 있는 유압밸브 개폐 장치용 궤도측정장치를 제안한다.

또한 본 발명은 회전에 따라 캠의 형상이 변경되고, 캠에 접촉되어 그 변경되는 캠의 형상에 따라 가변되는 막대의 길이를 확인하여 밸브의 열림정도를 확인하는 장치를 제안한다.

본 발명에 따른 홀 센서를 이용하여 밸브 열림 상태를 확인하는 장치는 밸브 개폐를 위한 로터리 액츄에이터, 유압전단을 위한 로컬 파워 유닛, 모터 구동 및 외부 인터페이스을 위한 전자기판이 내장된 터미널 박스를 포함하고, 유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체 및 상기 회전체의 회전유무를 감지하고 외부 장치와 인터페이스 하기 위한 제어장치;를 포함한다.

또한 본 발명에서 상기 회전유무 감지는 Hall 센서를 이용하여 회전체의 회전량을 측정한다.

본 발명에 따르면 유압의 흐름을 감지하여 밸브의 개폐정도를 정확히 감지할 수 있다.

도 1은 유압밸브 개폐장치의 특징을 보여주는 도면
도 2는 유압밸브 개폐장치의 구성을 보여주는 도면
도 3은 밸브의 궤도 측정을 위한 방법을 보여주는 도면
도 4a/4b는 유압밸브 개폐장치의 설치 방식을 보여주는 도면
도 5는 본 발명이 동작을 위한 구성들의 블럭도

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속/접촉"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하 본 발명의 도면을 참고하여 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.

도 1은 유압밸브 개폐장치의 특징을 보여주는 도면이다.

도 2는 유압밸브 개폐장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 밸브의 궤도 측정을 위한 방법을 보여주는 도면이다.

도 2 및 3에 나타난 바와 같이, 유압밸브 개폐장치는 다음과 같이 밸브 개폐를 위한 로터리 액츄에이터, 유압전달을 위한 로컬 파워 유닛, 모터 구동 및 외부 인터페이스를 위한 전자기판이 내장된 터미널 박스, 수동 개폐를 위한 핸드펌프로 구성된다.

상기 유압밸브 개폐장치의 동작은 터미널박스에 단상 220V 전원을 인가하고, 로컬 패드 조작 또는 리모트 조작(접접입력, 아날로그입력, 통신등)을 통해 이루어진다. 또한 아날로그 출력(4~20mA)을 통해 밸브의 궤도를 외부로 출력하게 된다.

장치 내에서 밸브의 궤도는 리니어 포텐시오미터를 이용하여 측정하게 되는데 엑츄에이터 회전체에 CAM 구조를 적용하여 리니어 포텐시오미터를 앞/뒤로 움직이게 하여 감지하게 된다.

도 4a/4b는 유압밸브 개폐장치의 설치 방식을 보여주는 도면이다.

도면과 엑츄에이터와 파워유닛을 분리하여 설치하게 되면 액츄에이터에는 전기공급이 필요 없기 때문에 땅속이나, 폭발위험이 있는 가스탱크, 선박의 물탱크 등에 설치 운영이 가능하다는 장점을 가지나 밸브궤도 측정이 도 3의 기존 방식으로는 어렵다는 문제가 있다.

따라서 이런 문제를 해결하기 유압라인을 통해 흐르는 유압유의 양을 측정하여 궤도를 추정할 수 있는 “유압밸브 개폐 장치용 궤도측정장치”를 제안한 것이다.

제안된 유압밸브 개폐 장치용 궤도 측정장치는 다음의 구성요소로 이루어진다.

- 유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체

- 회전체의 회전유무를 감지하고 외부 장치와 인터페이스 하기 위한 제어장치

* 회전체 부분기술

* 제어장치는 다음과 같은 기능을 수행한다.

- Hall 센서을 이용하여 회전체의 회전량 측정

- 외부 MAIN 제어장치로부터 OPEN 및 CLOSE 신호 입력

- 4~20mA 출력 또는 OPEN 및 CLOSE 상태 신호 출력

- 위치설정 및 출력설정 기능

도 5는 본 발명이 동작을 위한 구성들의 블럭도이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 밸브 열림 상태를 확인하는 것으로서, 더욱 상세하게는 유압라인에 설치되어 유압량 측정을 통해 밸브의 궤도를 추정하는 것으로 유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체를 구비하고 홀 센서를 이용하여 상기 회전체의 회전량을 감지하여 밸브의 열림정도를 확인 또는 회전에 따라 캠의 형상이 변경되고, 캠에 접촉되어 그 변경되는 캠의 형상에 따라 가변되는 막대의 길이를 확인하여 밸브의 열림정도를 확인할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10; 제어부, 20 : 홀센서 (hall sensor)

Claims (2)

1. 밸브 개폐를 위한 로터리 액츄에이터, 유압전단을 위한 로컬 파워 유닛, 모터 구동 및 외부 인터페이스을 위한 전자기판이 내장된 터미널 박스를 포함하고,
   유량의 흐름을 감지하기 위한 회전체 및
   상기 회전체의 회전유무를 감지하고 외부 장치와 인터페이스 하기 위한 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀 센서를 이용하여 밸브 열림 상태를 확인하는 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전유무 감지는 Hall 센서을 이용하여 회전체의 회전량을 측정하는 것을 특징으로 하는 홀 센서를 이용하여 밸브 열림 상태를 확인하는 장치.

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