KR20180123510A - 밸브 시리즈 - Google Patents

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KR20180123510A
KR20180123510A KR1020187028564A KR20187028564A KR20180123510A KR 20180123510 A KR20180123510 A KR 20180123510A KR 1020187028564 A KR1020187028564 A KR 1020187028564A KR 20187028564 A KR20187028564 A KR 20187028564A KR 20180123510 A KR20180123510 A KR 20180123510A
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마르틴 랑
벤야민 뵈스
닐스 오버묄러
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카알 둥스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명에 따른 밸브 시리즈는 상이한 크기 및 형태의 밸브들을 구비한 복수의 밸브 형태(A, B, C)를 포함하며, 밸브 시리즈(11)의 복수의 밸브 형태, 바람직하게 모든 밸브 형태(A, B, C)는 균일한 밸브 액튜에이터(21)들을 가지며, 밸브(10, 12, 13)들의 밸브 폐쇄 부재(19)들은 동일한 개방 행정을 수행하며, 그러나, 이러한 것들은 다르게 형성될 수 있으며, 특히 상이한 지름을 가질 수 있다. 상이한 밸브 형태(A, B, C)들의 폐쇄 스프링(20)은 상이한 특성 곡선을 또한 가질 수 있고, 상이한 두께의 것일 수 있다.

Description

밸브 시리즈
본 발명은 밸브 시리즈, 특히 상이한 크기를 가지는 일련의 가스 밸브에 관한 것이다.
밸브 구성 요소 세트 및 밸브 시리즈는 원칙적으로 공지되어 있다. 예로서 단부 위치를 인식하기 위한 장치를 구비한 밸브 구성 요소 세트를 기술하는 DE 20 2010 003 659 U1이 참조된다. 거기에서, 상이한 크기의 밸브 시리즈의 모든 밸브에는 동일한 인쇄 회로 기판이 장비된다.
문헌 DE 10 2005 058 846 A1은 또한 전자기적으로 작동되는 밸브를 가지는 모듈형 밸브 시스템을 개시하고 있다. 여기에서 상이한 밸브들을 위한 균일한 코일 시스템을 사용하도록 제공된다.
아울러, 예를 들어 DE 10 2009 012 405 A12로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 자기 폐쇄형 전동 제어 밸브가 공지되어 있다. 전동 액튜에이터(motorised actuator)는 서보모터를 포함하며, 서보모터는 감속 기어 전동 장치 및 가요성 인장 수단을 통해 밸브 폐쇄 부재에 작용한다. 폐쇄 스프링은 밸브 폐쇄 부재를 폐쇄 방향으로 인장시키고, 폐쇄 스프링은, 액튜에이터의 무전류 상태(currentless state)에 있는 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 위치로 확실하게 이동하도록 감속 기어 전동 장치의 마찰 모멘트 및 서보모터의 구름 모멘트 또는 코깅 토크(cogging torque)를 모두 극복하도록 충분한 힘을 인가하여야만 한다. 이러한 요구 사항은 특히 확실하게 폐쇄되어야만 하는 가스 밸브의 경우에 존재한다. 그러나, 폐쇄 스프링의 강도는 밸브 크기 및 밸브 행정에 의존한다. 그러므로, 밸브 시리즈 내에서, 상이한 두께 또는 상이한 크기의 밸브 액튜에이터가 상이한 크기의 밸브에 통상적으로 제공되고, 이러한 것은 상당한 기술적인 지출을 구성한다.
본 발명의 목적은 밸브 시리즈의 밸브가 감소된 기술적인 지출로 제공될 수 있는 개념을 명시하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 밸브 시리즈로 달성된다:
본 발명에 따른 밸브 시리즈는 상이한 크기의 다양한 밸브 형태를 포함하며, 밸브 시리즈의 각각의 밸브 형태는 밸브 시트와 짝을 이루는 선형으로 이동 가능한 밸브 폐쇄 부재, 폐쇄 스프링 및 밸브 액튜에이터를 포함한다. 모든 밸브 형태의 밸브 액튜에이터는 균일한 방식으로 형성되고 균일한 최대 행정을 제공하다. 따라서, 관련 밸브 형태의 밸브 폐쇄 부재들은 마찬가지로 동일의 균일한 최대 행정을 가지며, 즉 폐쇄 위치와 개방 위치 사이의 동일한 거리를 가진다. 이러한 것은 수반되는 밸브 형태의 밸브 패쇄 부재들의 크기와 무관하다. 보다 작은 크기의 밸브 형태는 특히 보다 작은 지름을 가지는 밸브 폐쇄 부재를 포함할 수 있는 반면에, 보다 큰 크기의 밸브 형태는 보다 큰 지름의 밸브 폐쇄 부재를 포함할 수 있다. 동일한 시리즈 내에서 상이한 밸브 형태는 또한 상이한 형상(플레이트, 원추, 단일 시트, 이중 시트 등)의 밸브 폐쇄 부재를 포함할 수 있다.
모든 관련 밸브 형태의 밸브 액튜에이터들은 바람직하게 전체적으로 균일하게 형성되며, 즉 서로 교환될 수 있다. 그러나, 다른 밸브 형태의 폐쇄 스프링들은 서로 다를 수 있다. 특히, 폐쇄 위치에서의 폐쇄 스프링들이 상이한 폐쇄력을 인가하는 것, 즉 폐쇄 스프링들이 다른 폐쇄력으로 밸브 시트에 대해 밸브 폐쇄 부재를 가압하는 것을 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 폐쇄 스프링은 바람직하게 개방 위치에서 동일한 폐쇄력을 가진다. 그러므로 예를 들어, 보다 작은 크기의 밸브들은 더욱 가파른 힘-경로 특성 곡선을 가지며, 보다 큰 크기의 밸브는 보다 평탄한 힘-경로 특성 곡선을 가진다. 그러므로, 보다 작은 밸브 폐쇄 부재의 경우에, 밸브 폐쇄 부재에서의 관련 밀봉부가 과적되지 않는 것이 달성될 수 있다. 그러나, 폐쇄력은 밸브 액튜에이터에 존재하는 마찰 및 코깅 토크가 시리즈의 각각의 밸브에 있는 폐쇄 스프링에 의해 확실하게 극복될 수 있을 만큼 충분히 크다. 대조적으로, 모든 밸브 형태에서 밸브 폐쇄 부재들의 개방 위치에서의 폐쇄력의 균일성은 어떠한 경우에도 액튜에이터에서의 어떠한 변경에 대한 필요성없이 밸브 폐쇄 부재를 개방 위치에 유지하도록 필요한 유지 모멘트를 적용할 수 있다. 모든 액튜에이터는 동일한 스테퍼 모터, 동일한 기동 회로(trigger circuitry), 동일한 기어 전동 장치 감속을 구비하는 동일한 기어 전동 장치, 및 동일한 연결을 가질 수 있으며, 그러므로 서로 확실히 교환될 수 있다. 아울러, 개방 위치에서의 균일한 폐쇄 스프링력은, 밸브 액튜에이터들이 스위치 오프될 때 밸브 액튜에이터들이 폐쇄 방향으로 동일한 방식으로 가속되고, 그러므로 거의 균일한 폐쇄 속도가 서로 다른 크기의 밸브에 걸쳐서 달성된다는 것을 의미한다.
밸브 액튜에이터는 모터로서 스테퍼 모터를 포함할 수 있으며, 스테퍼 모터는 감속 기어 전동 장치 및 체인과 같은 인장 수단을 통해 밸브 폐쇄 부재에 연결된다. 체인 또는 다른 가요성 인장 수단의 형태를 하는 인장 수단의 설계는, 폐쇄 공정 동안 밸브 폐쇄 부재가 밸브 시트에 거슬러 배치됨에 따라서 모터 및 기어 전동 장치로부터, 구동이라는 면에서 분리되어서, 모터와 기어 전동 장치에 존재하는 진동 모멘트가 밸브 폐쇄 부재 및/또는 밸브 시트에 작용하지 않고, 그러므로 또한 파괴적 효과를 가질 수 없다는 이점을 가진다. 그러나, 예를 들어 모터가 정지되는 것을 가능하게 하는 프리 런(free-running) 또는 중립 위치와 같은 다른 분리 수단이 또한 사용될 수 있다.
밸브 액튜에이터는 바람직하게 스테퍼 모터를 위한 기동 회로, 및 신속 폐쇄 이동을 위한 댐핑 회로를 포함하며, 기동 회로 및 댐핑 회로는 또한 바람직하게 시리즈의 모든 밸브 형태에서 동일하게 설계된다. 궁극적으로, 그러므로 상이한 밸브 형태에 대한 밸브 액튜에이터의 임의의 전자적 또는 프로그램 관련 적응에 대한 필요성이 없으며, 이러한 것은 예를 들어 상이한 크기의 밸브들의 경우에 밸브 액튜에이터들을 교환할 때 물류 이점을 제공할 뿐만 아니라 현장에서 밸브 액튜에이터를 섞는 것에 의해 유발되는 에러의 빈도를 상당히 감소시키며, 그러므로 유지 보수를 상당히 단순화한다.
밸브 액튜에이터는 바람직하게 전자 댐핑 디바이스를 포함한다. 이러한 것은 바람직하게 용량성 댐핑 회로에 의해 형성된다. 밸브 액튜에이터의 모터는 바람직하게, 용량성 댐핑 회로와 함께 공진 장치를 형성하는 영구적으로 여기된 스테퍼 모터이다. 그러므로 공진 주파수가 접근됨에 따라서 형성된 공진 회로에 있는 스테퍼 모터의 발전기 동작에서 밸브의 폐쇄로 만들어진 전류의 급격한 기울기가 비선형 억제 또는 댐핑 거동으로 이어져서, 밸브들의 거의 균일한 폐쇄 속도는 자동 차단의 경우에 보장될 수 있으며, 폐쇄 속도는 오직 폐쇄 스프링의 힘에 의존한다. 그러므로, 밸브 실리즈의 밸브 형태는 거의 균일한 폐쇄 속도를 가진다.
밸브 시리즈를 제공하기 위한 본 발명에 따른 방법은 마찬가지로 상이한 크기의 밸브 형태에 대해 균일한 밸브 액튜에이터를 사용하는 개념에 기초한다. 시리즈의 모든 밸브 형태를 위한 밸브 액튜에이터들은 바람직하게 밸브 형태에 불특정 방식으로 제공되어서, 시리즈 내의 상이한 밸브 형태의 밸브들은 밸브 스프링들의 특성 곡선의 기울기에 의해서만 구동측에서 다르다. 밸브 행정은 바람직하게 시리즈 내에서 균일하다. 시리즈의 상이한 밸브 형태의 밸브 디스크 지름은 바람직하게 모두 다른데 반하여, 밸브 행정은 바람직하게 모두 동일하다.
본 발명의 다른 실시예의 세부 사항은 종속항, 도면 및 상세한 설명의 요지이다. 도면에서:
도 1 내지 도 3은 상이한 크기의 상이한 밸브 형태(A, B, C)를 개략적인 단면도로 도시한 도면;
도 4는 시리즈의 상이한 밸브 형태의 폐쇄 스프링들의 특성 곡선을 도시한 도면;
도 5는 밸브 액튜에이터를 개략적인 기능 블록도로 도시한 도면;, 및
도 6은 모든 표준을 포함하는 방식으로 사용될 수 있는 밸브의 플랜지를 도시한 도면.
도 1은 제1 밸브 형태(A)를 나타내고 도 1, 도 2 및 도 3에 걸쳐서 연장되는 밸브 시리즈(11)에 속하는 밸브(10)를 도시한다. 도 2 및 도 3은 밸브 시리즈(11)의 다른 밸브 형태(B, C)를 추가로 구현하는 밸브(12 및 13)를 도시한다.
시리즈(11)는 동일한 설계의 적어도 2개이지만, 바람직하게 동일한 설계의 복수의 밸브 형태(A, B)를 포함한다. 이러한 시리즈는 또한 추가의 밸브 형태(C) 또는 복수의 추가 밸브 형태를 포함할 수 있다. 밸브 형태(A, B, C)들은 여러면에서 다를 수 있다. 예를 들어, 이러한 것들은 밸브(10 및 12) 또는 밸브 형태(A 및 B)의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 상이한 공칭 유량을 가진다. 시리즈(11)가 동일한 공칭 유량을 구비하지만 다른 연결 플랜지들을 구비하는 복수의 밸브를 포함하는 것이 또한 가능하다.
시리즈(11)의 각각의 밸브(10, 12, 13)는 입력 연결부(15) 및 출력 연결부(16)를 구비한 밸브 하우징(14)을 포함한다. 밸브(10, 12, 13)들은 입력 및 출력 연결부(15, 16)의 폭 및 이러한 연결부의 설계에 관하여 다를 수 있다. 예를 들어, 밸브 시리즈(11)는 동일한 공칭 유량을 구비하지만 상이한 플랜지 형태(파이프 플랜지, 스크루 연결 등)를 가지는 밸브 형태를 또한 포함할 수 있다. 그러나, 특히, 밸브 하우징(14)은 상이한 크기로 제공될 수 있고, 상이한 차이, 특히 상이한 공칭 지름(1/4 인치, ½ 인치, 1 인치, 1½ 인치 및 특히 수 인치)을 가질 수 있다.
적어도 2개의 표준 시스템으로 끼워지는 플랜지(33)를 구비하는 밸브 형태(예를 들어, 밸브 형태(A)), 복수의 밸브 형태(A, B), 또는 모든 밸브 형태(A, B 및 다른 형태, 그리고 적절한 것으로서 C) 중 적어도 하나의 밸브 하우징을 제공하는 것이 또한 가능하다. 이러한 종류의 (범용) 플랜지(33)가 도 6에 개별적으로 도시되어 있다. 이러한 것은 밸브 하우징(14)의 디스크 형상 부분에 의해 형성되고 예를 들어 평평한 밀봉면(34)을 가진다. 구멍(35)들(예를 들어 4, 8 또는 다른 표준 개수)은 상기 밀봉면 주위에서 그 원과 동심으로 배열된다. 체결공들은 바람직하게 원형이 아니다. 오히려, 이러한 것들은 보다 큰 지름을 가지는 제1(예를 들어, 반경 방향 외측) 단부 및 보다 작은 지름을 가지는 제2(예를 들어, 반경 방향 내측) 단부를 가져서, 전체적으로 계란 형상이 생성된다. 구멍(35)의 각각에 대해 타원 형상이 만들어지도록 동일한 지름이 또한 가능하다. 2개의 단부의 2개의 중심은 중심점(M)과 동심인 상이한 구멍 원(36, 37) 위에, 바람직하게 중심점(M)을 통과하는 반경 방향 라인들 위에 놓인다. 제1 구멍 원(36) 및 제1 구멍 지름은 제1 표준에 대응할 수 있는데 반하여, 제2 구멍 원(37) 및 제2 구멍 지름은 제2 표준에 대응할 수 있다. 구멍들의 측면은 직선일 수 있거나, 또는 구멍 원 지름들 사이의 보다 큰 지름 차이의 경우에 8-자형상의 구멍이 제공되도록 곡선화(안쪽으로 돌출하는)될 수 있다.
각각의 밸브 하우징(14)은 바람직하게 칸막이 벽(18)에 있는 둥근 통로의 형태를 하는 적어도 하나의 밸브 시트(17)를 포함하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직하게 서로 동심원으로 배열되는 동일하거나 상이한 크기의 복수의 밸브 시트(17a, 17b)가 제공될 수 있다. 밸브 시트(17, 17a, 17b)들은 짝을 이룬 각각의 밸브 시트(17, 17a, 17b) 상의 폐쇄 위치에 놓이는 폐쇄 부재(19, 19a, 19b)와 쌍을 이룬다. 밸브 폐쇄 부재(19, 19a, 19b)들은 폐쇄 스프링(20)의 힘에 거슬러 각각의 밸브 시트(17, 17a, 17b)로부터 이격되게 이동할 수 있다. 이를 위해, 구조 및 치수에 관하여, 바람직하게 밸브 시리즈(11)의 밸브(10, 12, 13)들에 대해 동일한 밸브 액튜에이터(21)가 사용된다. 그러므로, 예를 들어 제1 밸브(10)의 밸브 액튜에이터(21)는 밸브(12 또는 13)에 대해 어떠한 적응도 하지 않고 조립될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
상이한 밸브 형태(A, B, C)들의 밸브 폐쇄 부재(19, 19a, 19b)들은 상이한 구조 및 지름을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 것들은 한편으로 밸브 형태(A 및 B)를 다른 한편으로 밸브 형태(C)를 비교하는 것에 의해 알 수 있는 바와 같이 상이한 밀봉 배열 또는 또한 상이한 기본 설계를 가질 수 있다. 그러므로, 밸브 형태들은 힘 밸런스(force balancing)와 관계없이 단일 밸브 또는 이중 시트 밸브들일 수 있다. 밸브 폐쇄 부재(19a)가 가스 관류 방향에 대해 밸브 시트(17a) 앞에 위치되고 밸브 폐쇄 부재(19b)가 밸브 시트(17b) 뒤에 위치되는 밸브 형태(C)의 경우에 힘 밸런스가 제공된다. 그러므로, 밸브 폐쇄 부재(19a, 19b)들을 적재하는 가스 압력은 밸브 폐쇄 부재(19a, 19b)들에서 반대 방향의 힘을 발생시키며, 이러한 것은 기본적으로 서로 상쇄한다. 이러한 것은 밸브 형태(A 및 B)들과는 대조적이다. 여기에서, 입력측에 인가된 가스 압력은 폐쇄 스프링(20)의 폐쇄력에 기여한다.
폐쇄 스프링(20)들은 밸브 형태(A, B, C)들의 밸브(10, 12, 13)의 상이한 크기 및/또는 상이한 기능에 따라서 다르게 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 것들은 모두 동일한 밸브 행정, 즉 밸브가 밸브 시트(17) 상에 위치되는 그 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 부재(19)에 의해 그 개방 위치로 이동되는 동일한 경로로 형성된다. 도 4는 하나의 예로서 밸브 형태(A)에 대한 제1 특성 곡선(I) 및 제2 밸브 형태(B)의 폐쇄 스프링(20)을 위한 제2 힘-경로 특성 곡선(Ⅱ)을 도시한다. 밸브 폐쇄 부재(19)의 폐쇄 위치는 위치("0")에서 도 4에 따른 그래프의 X-축 상에 위치될 수 있다. 밸브(10)의 폐쇄 스프링(20)에 의해 인가된 폐쇄력(FA)은 제2 밸브(12)의 폐쇄 스프링(20)의 폐쇄력(FB)보다 낮다. 폐쇄력 차이는 2개의 밸브(10 및 12)의 밸브 시트(17)의 면적 차이에 대응할 수 있다.
힘-경로 특성 곡선(I 및 Ⅱ)들은 바람직하게 상이한 기울기를 가지며, 보다 작은 밸브(10)의 폐쇄 스프링(20)의 힘-경로 특성 곡선(I)의 기울기는 바람직하게 보다 큰 밸브(12)의 폐쇄 스프링(20)의 힘-경로 특성의 기울기보다 가파르다. 기울기들은 바람직하게 개방 위치에 있는 2개의 상이한 밸브(10 및 12)의 2개의 폐쇄 스프링(20)의 힘(FH)이 동일하도록 만들어진다. 개방 위치는 상기 부재가 최대 행정을 통과하고 개방 위치에 있는 밸브 폐쇄 부재(19)의 X-위치(h)이다. 그러나, 모든 형태(A, B, C)의 밸브는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 동일한 행정(h)을 통과하는 다르게 형성된 밸브 폐쇄 부재(19, 19a, 19b)를 가질 수 있다.
균일하게 형성된 밸브 액튜에이터(21)는 도 5에 개별적으로 도시된다. 밸브 액튜에이터는 특히 바람직하게 영구적으로 여기된 스테퍼 모터로서 형성되는 전기 모터(22)를 포함한다. 스테퍼 모터(22)는 그 구동 샤프트에 의해 감속 기어 전동 장치(23)를 구동하며, 이러한 기어 전동 장치는 바람직하게 스퍼어 기어 전동 장치로서 형성되고, 자기 록킹(self-locking)을 가지지 않는다. 감속 기어 전동 장치(23)는, 체인 휠(24)의 경우에 체인(25)의 회전에 의해 가요성 인장 수단을 감거나 풀을 수 있는 감기 휠, 특히 체인 휠(24)에 연결된다. 여기에서, 감기 휠(24)의 회전은 바람직하게 360°미만으로 제한된다. 인장 수단, 특히 체인(25)은 한쪽 단부에서 감기 휠(24)에 연결된다. 다른 단부에서, 체인(25) 또는 다른 인장 수단은 밸브 액튜에이터(21)가 작동될 때 폐쇄 스프링(20)의 힘을 거슬러 밸브 시트(17)로부터 멀어지게 밸브 폐쇄 부재(19)를 당기도록 밸브 폐쇄 부재(19) 또는 이에 연결된 밸브 스핀들에 연결된다.
스테퍼 모터(27)는 바람직하게 적어도 2-상이다. 도 5는 하나의 위상에 대한 기동 회로를 보여준다. 이에 따라 스테퍼 모터의 제2 위상을 위한 기동 회로는 형성되지만, 도 5에는 더욱 상세히 도시되지 않았다.
기동 회로(26)는 밸브 액튜에이터(21)의 입력 연결부(28)들로부터 오는 직류 또는 교류 전압(예를 들어, 24V 제어 전압 또는 230V 제어 전압)을 스테퍼 모터(22)를 위한 기동 펄스로 변환하는 제어 디바이스(27)를 포함한다. 대응하는 인버터 회로(29)는 도 5에 단순히 소스로서 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 것은 전형적으로 전류를 준사인 곡선으로(quasi sinusoidally) 조정하여서, 경질 계단부(hard step)들에 의한 진동을 간섭함이 없이 모터의 매끄러운 구동이 가능하게 만들어진다. 그런 다음, 1/4 파장당 전형적으로 16개 및 최대 256개의 샘플 지점을 구비하는 마이크로스텝핑 동작(microstepping operation)으로 공지된 것을 참조한다.
기동 회로(26)는 또한 적어도 하나의 캐패시터(31)를 포함하는 댐핑 회로(30)를 포함한다. 전환 수단(32)은 스테퍼 모터(22)의 권선을 인버터 회로(29) 또는 제동 회로(30)에 대안적으로 연결하기 위하여 이러한 목적을 위해 제공된다. 전환 수단(32)은 제어 회로(27)에 의해 제어된다. 전환 수단은 전환 릴레이 또는 전자 스위치로서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 밸브 시리즈(11)는 균일한 밸브 액튜에이터(21)와 함께 상이하게 형성된 밸브(10,12,13)를 포함한다. 그러므로, 밸브 시리즈(11)의 밸브(10,12,13)들의 제공은 하우징에 제공된 밸브 폐쇄 부재(19, 19a, 19b)들 및 이와 쌍을 이루는 폐쇄 스프링(20)들을 구비하는 하우징(14)의 제공을 포함한다. 이전에 제공된 밸브 하우징 및 밸브 폐쇄 부재들 및 밸브 스프링들은 전형적으로 밸브 형태(A), 밸브 형태(B) 또는 밸브 형태(C)에 대해 특정한다. 그러나, 밸브 액튜에이터(21)의 형태를 하는 단지 하나의 단일 액튜에이터 형태가 모든 밸브 형태(A, B 및 C)에 대해 제공되며, 어떠한 개별화 처리도 되지 않는다.
휴지 위치에서, 밸브 폐쇄 부재는 폐쇄 스프링(20)에 의해 인가된 힘의 결과로서 밸브 시트(17) 상에 안치된다. 밸브 액튜에이터(21)에 지금 그 연결부(28)에서 전압이 공급되면, 인버터 회로(29)는 작동된다. 동시에, 전환 수단(32)은 스테퍼 모터(22)를 인버터 회로(29)에 연결하는 도 5에 도시된 위치에 있다. 스테퍼 모터(22)는 지금 개방 위치에서 작동하고, 거기에서 정지한다. 이러한 것은 인버터(29), 또는 밸브 액튜에이터(21) 상에 및/또는 밸브(10, 12 또는 13)의 다른 지점에 장착된 위치 센서들에 의해 출력된 스텝 펄스를 계수하는 것에 의해 제어될 수 있다.
밸브(10, 12 또는 13)가 폐쇄되어야 하면, 연결부(28)는 무전류 상태로 전환된다. 이러한 경우에, 전환 수단(32)은 또한 인버터 회로(29)와 스테퍼 모터(22) 사이의 연결을 분리할 것이고, 이러한 목적을 위해 스테퍼 모터를 댐핑 회로(30)에 연결할 것이다. 전환 수단(32)이 릴레이로서 형성되면, 릴레이는 무전류이며, 전환 수단(32)은 도 5에 도시된 작업 위치로부터, 댐핑 회로를 스테퍼 모터(22)에 연결하는 그 휴지 위치로 보내진다.
이러한 상태에서, 폐쇄 스프링(20)은 밸브 폐쇄 부재(19)를 폐쇄 방향으로 구동하고, 이렇게 함으로써, 발전기 동작에서 작동하는 스테퍼 모터(22)를 회전시킨다. 그 권선에서 생성된 교류 전압은 캐패시터(31)를 통해 전류를 유발한다. 이러한 것은 스테퍼 모터(22)의 코일 인덕턴스와 함께 공진 회로를 형성한다. 댐핑 회로를 통해 흐르는 전류의 주파수가 이러한 공진 회로의 공진 주파수에 근접하자마자, 스테핑 모터(22)의 증가하는 카운터 토크가 생성되어서, 이러한 것은 증가하는 속도에 과비례적으로 감속된다. 그러므로, 모터 속도가 제한되어서, 밸브(10, 12, 13)는 신속하게 폐쇄되지만, 제동되지 않은 방식으로 확실히 갑자기 폐쇄되지 않는다. 공진 회로의 속도 안정화 효과로 인하여, 더욱 작은 밸브 형태에서의 힘-경로 특성 곡선(I)에 따른 스프링력에서의 강하는 종속된 역할을 한다. 이러한 것들은 또한 신속하게 폐쇄된다. 다른 한편으로, 예를 들어 힘-경로 특성 곡선(Ⅱ)에 따라서 더욱 강한 스프링을 가지는 밸브는 지나치게 신속하게 폐쇄되지 않는다. 공진 회로의 비선형 제동 효과는 다양한 스프링력을 보상하여서, 상이한 폐쇄 스프링을 가지는 동일한 밸브 액튜에이터의 스테퍼 모터(22)의 속도는 좁은 허용 오차 대역 내에 남아 있는다.
본 발명에 따른 밸브 시리즈는 상이한 크기의 밸브들을 구비하는 복수의 밸브 형태(A, B, C)를 포함하며, 복수의 밸브 형태, 바람직하게 밸브 시리즈(11)의 모든 밸브 형태(A, B, C)는 균일한 밸브 액튜에이터(21)들을 가지며, 밸브(10, 12, 13)들의 밸브 폐쇄 부재(19)는 동일한 개방 행정을 수행하며, 그러나, 이러한 것들은 상이한 방식으로 형성될 수 있고, 특히 상이한 지름을 가질 수 있다. 다양한 밸브 형태(A, B, C)의 폐쇄 스프링(20)들은 또한 상이한 특성 곡선을 가질 수 있고, 상이한 두께일 수 있다.
10 : 제1 밸브 A : 제1 밸브 형태
11 : 밸브 시리즈 12 : 제2 밸브
13 : 제3 밸브 B, C : 제2 및 제3 밸브 형태
14 : 밸브 하우징 15 : 입력 연결부
16 : 출력 연결부 17, 17a, 17b : 밸브 시트
18 : 칸막이 벽 19, 19a, 19b : 밸브 폐쇄 부재
20 : 폐쇄 스프링 21 : 밸브 액튜에이터
I, Ⅱ : 힘-경로 특성 곡선
FA : 제1 밸브(10)의 폐쇄 스프링(20)의 폐쇄력
FB : 제2 밸브(12)의 폐쇄 스프링(20)의 폐쇄력
FH : 개방 위치에서의 폐쇄 스프링(20)의 힘
22 : 스테퍼 모터 23 : 감속 기어 전동 장치
24 : 감기 휠 25 : 체인/가요성 인장 수단
26 : 기동 회로 27 : 제어 회로
28 : 연결부 29 : 인버터 회로
30 : 댐핑 회로 31 : 캐패시터
32 : 전환 수단 33 : 플랜지
34 : 밀봉면 35 : 구멍
36 : 제1 구멍 원 37 : 제2 구멍 원

Claims (15)

  1. 상이한 크기의 복수의 밸브 형태(A, B, C)를 포함하는 밸브 시리즈(11)로서,
    상기 밸브 시리즈(11)의 각각의 밸브 형태(A, B, C)는 밸브 시트(17)와 짝을 이루는 선형으로 이동 가능한 밸브 폐쇄 부재(19), 폐쇄 스프링(20) 및 밸브 액튜에이터(21)를 포함하며,
    모든 밸브 형태(A, B, C)의 상기 밸브 액튜에이터(21)는 균일하며, 균일한 최대 행정(h)을 제공하는 밸브 시리즈.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 밸브 형태(A, B, …)가 제공되며, 상기 밸브 형태의 폐쇄 스프링(20)들은 다른 특성 곡선(I, Ⅱ)을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상이한 폐쇄 스프링(20)들은 상기 밸브 폐쇄 부재(19)들이 상기 밸브 시트(17)들에 안치될 때 상이한 폐쇄력을 인가하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 상이한 폐쇄 스프링(20)들은 상기 밸브 폐쇄 부재(19)들이 개방 위치에 있을 때 바람직하게 동일한 폐쇄력을 인가하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 보다 작은 밸브 시트 지름의 상기 밸브 형태(A)의 폐쇄 스프링(20)들은 보다 큰 밸브 시트 지름의 상기 밸브 형태(B)의 폐쇄 스프링(20)들보다 가파른 힘-경로 특성 곡선(I)을 가지며, 및/또는 단일 밸브 시트(17)를 구비한 밸브 형태(A)의 폐쇄 스프링(20)들은 이중 밸브 시트(17a, 17b)를 구비한 밸브 형태(C)의 폐쇄 스프링(20)들보다 가파른 힘-경로 특성 곡선(I)을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 균일한 밸브 액튜에이터(21)는 상기 밸브 시리즈(11)의 각각의 밸브 형태(A, B, C)의 폐쇄 스프링(20)들의 폐쇄력보다 낮은 자기 록킹을 인가하는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 자기 록킹은 상기 밸브가 폐쇄될 때 상기 폐쇄 스프링(20)의 폐쇄력보다 낮은 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 액튜에이터(21)는 감속 기어 전동 장치(23) 및 인장 수단(25)을 통해 상기 밸브 폐쇄 부재(19)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 스테퍼 모터(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 액튜에이터(21)의 스테퍼 모터(22)는 전기 댐핑 회로(30)를 포함하는 제어 디바이스(27)와 짝을 이루는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  10. 제9항에 있어서, 모든 밸브 형태(A, B, C)의 밸브 액튜에이터(21)들의 상기 전기 댐핑 회로(30)는 동일하게 치수화되는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전기 댐핑 회로(30)는 적어도 하나의 용량성 제동 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 시리즈.
  12. 상이한 크기의 복수의 밸브 형태(A, B, C)를 포함하는 밸브 시리즈를 제공하는 방법으로서,
    상이한 형태(A, B, C)의 밸브(10, 12, 13)들을 제공하는 단계로서, 상기 밸브 시리즈의 각각의 밸브는 선형으로 이동 가능한 밸브 폐쇄 부재(19) 및 밸브 시트(17)를 포함하는, 상기 단계,
    폐쇄 스프링(20)들을 제공하는 단계,
    균일한 밸브 액튜에이터(21)들을 제공하는 단계, 및
    상기 밸브(10, 12, 13)들, 폐쇄 스프링(20)들 및 밸브 액튜에이터(21)들을 함께 결합하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폐쇄 스프링(20)들은 상기 시리즈의 적어도 2개의 밸브 형태(A, B)의 상기 폐쇄 스프링(20)들이 다르도록 밸브 형태에 특정한 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 밸브 액튜에이터(21)들은 상기 밸브 형태에 특정되지 않는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 액튜에이터들은 밸브 형태에 특정되지 않는 방식으로 제공되는 폐쇄 운동을 댐핑하기 위한 댐핑 회로(31, 32)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10144527B2 (en) * 2015-03-25 2018-12-04 Skyfront Corp. Flight controller with generator control
US10995862B2 (en) 2016-03-11 2021-05-04 Karl Dungs Gmbh & Co. Kg Valve series having different flow capacities and uniform valve actuators
CN115384486A (zh) 2018-03-20 2022-11-25 御眼视觉技术有限公司 用于导航主车辆的导航系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60106393A (ja) * 1983-11-11 1985-06-11 Toshiba Corp ステツプモ−タ
JPH05187569A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Konan Denki Kk スローオープンバルブ
EP2228573A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-15 Karl Dungs GmbH & Co.KG Ventilantrieb für Gasventile

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU54440A1 (ru) 1937-12-25 1938-11-30 С.Г. Шолин Прибор дл отделени охлаждающей воды от пара
CH642434A5 (de) * 1978-08-30 1984-04-13 Dungs Karl Gmbh & Co Ventil.
DE2837756A1 (de) 1978-08-30 1980-03-06 Dungs Karl Gmbh & Co Ventil
JPS599373A (ja) * 1982-07-09 1984-01-18 Hitachi Ltd 流量制御装置
CN2154934Y (zh) 1993-01-20 1994-02-02 许素琴 自动-手动两用流体控制阀
JP2002131098A (ja) * 2000-10-20 2002-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体供給装置
JP2002250468A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Denso Corp リフトセンサを備えている電磁式制御弁
JP2006070946A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 調節弁
DE102005058846B4 (de) * 2005-12-09 2009-04-16 Thomas Magnete Gmbh Ventilbaukastensystem mit elektromagnetisch betätigtem Ventil
US7862000B2 (en) * 2006-02-03 2011-01-04 California Institute Of Technology Microfluidic method and structure with an elastomeric gas-permeable gasket
CN201013906Y (zh) 2007-03-20 2008-01-30 汇科企业有限公司 流量调整阀的结构
DE102007022712A1 (de) * 2007-05-15 2008-11-20 Karl Dungs Gmbh & Co. Kg Magnetantrieb ohne Remanenzscheibe
DE202010003659U1 (de) 2010-03-16 2010-07-15 Bürkert Werke GmbH Vorrichtung zur Endlagenerkennung in Hubventilen, Ventilbausatz sowie Sensormodul hierfür
AU2011315712B2 (en) 2010-10-15 2014-10-23 Bsh Hausgerate Gmbh Gas valve unit
CN202629093U (zh) 2012-05-17 2012-12-26 庄嘉信 电动燃气阀
US9732876B2 (en) * 2013-11-05 2017-08-15 Edco Usa Retarder control valve assembly and system for rail cars
US20160061337A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Plant Oil Powered Diesel Fuel Systems, Inc. Dual Piston Valve for Flow Control of Two Distinct Liquid Fuels
JP6476534B2 (ja) * 2015-04-17 2019-03-06 株式会社不二越 電磁弁
RU2721827C2 (ru) * 2016-03-11 2020-05-22 Карл Дунгс Гмбх Унд Ко. Кг Исполнительный привод клапана
US10995862B2 (en) 2016-03-11 2021-05-04 Karl Dungs Gmbh & Co. Kg Valve series having different flow capacities and uniform valve actuators

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60106393A (ja) * 1983-11-11 1985-06-11 Toshiba Corp ステツプモ−タ
JPH05187569A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Konan Denki Kk スローオープンバルブ
EP2228573A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-15 Karl Dungs GmbH & Co.KG Ventilantrieb für Gasventile

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201807582QA (en) 2018-10-30
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PH12018550119A1 (en) 2019-03-18
US10995862B2 (en) 2021-05-04
US20190072188A1 (en) 2019-03-07
IL261110A (en) 2018-10-31
CO2018010917A2 (es) 2018-10-22
KR102481558B1 (ko) 2022-12-27
CA3012539C (en) 2023-09-12
BR112018067891A2 (pt) 2019-01-08
RU2718369C1 (ru) 2020-04-02
CA3012539A1 (en) 2017-09-14
CN108700200A (zh) 2018-10-23
JP2019508650A (ja) 2019-03-28
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EP3426953B1 (de) 2021-06-16
WO2017153003A1 (de) 2017-09-14
BR112018067891B1 (pt) 2022-08-02
MX2018010825A (es) 2018-11-19
PL3426953T3 (pl) 2021-11-08
EP3426953A1 (de) 2019-01-16

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