KR20180131267A

KR20180131267A - 공압 밸브 시스템을 구비한 대형 공압식 액추에이터

Info

Publication number: KR20180131267A
Application number: KR1020170068031A
Authority: KR
Inventors: 한수민; 권재범; 정대희
Original assignee: (주) 에치케이씨
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-10
Also published as: KR102006017B1

Abstract

본 발명은 외부 압축 공기의 유입에 의해 작동되는 대형 공압식 액추에이터에 있어서, 액추에이터의 작동에 따라 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 공기를 제어하는 공압 밸브 시스템이 더 구비된다.
이때, 상기 공압 밸브 시스템은 상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 공기를 재순환시켜 상기 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 혼합함으로써 공급되는 외부 압축 공기를 절감하여 에너지 효율을 향상시킨다.

Description

공압 밸브 시스템을 구비한 대형 공압식 액추에이터{Pneumatic actuator with pneumatic valve system}

본 발명은 대형 공압식 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공압 밸브 시스템 및 긴급 개폐 수단을 구비한 대형 더블 작동식 공압 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로 밸브 액추에이터는 가스, 석유, 수도 등 대형 플랜트에서 기체, 액체 등의 수송관의 유동량, 압력, 속도 등을 제어하기 위한 밸브 개폐를 제어하는 제어용 작동기이다.

밸브 액추에이터는 사용 동력에 따라 전기식, 공압식, 유압식으로 분류되며, 공압식 밸브 액추에이터는 압축공기의 압력 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 구동되는 작동기이다.

공압식 밸브 액추에이터는 자동밸브에 가장 많이 사용되는 액추에이터로서 구조가 간단하고 고장률이 낮고 작동속도가 빠르며 전기에 의한 폭발 위험성이 낮다. 또한 강력한 힘을 발생하면서도 저렴한 가격을 특징으로 한다.

또한 공압식 밸브 액추에이터는 작동 방식에 따라 스프링 리턴 방식 또는 더블 작동 방식으로 구분되어지며, 스프링 리턴 방식은 한 쪽에 공압 실린더와 다른 쪽에 스프링이 있어 공기의 힘과 스프링의 밸런스에 의해 액추에이터의 구동부 축이 움직이며, 더블 작동 방식은 양 쪽에 공압 실린더가 있어 공기와 공기 밸런스에 의해 액추에이터를 작동한다.

일반적으로 같은 구경 실린더에서는 더블 작동 방식이 높은 힘을 가지고 있으며, 스프링 리턴 방식은 스프링의 반작용 힘을 고려하여 더블 작동 방식의 구동부보다 높은 구경이 요구되고 스프링 사이즈에 따라 액추에이터의 사이즈 또한 증가하게 된다.

또한 스프링 리턴 방식은 전기가 끊기거나 공기 공급이 끊어지면 스프링의 반작용에 의해 본래 위치로 돌아옴에 따라 긴급 개폐 장치로 사용가능하나, 더블 작동 방식은 전기 및 공기 공급이 차단되면 작동하지 않거나 밸브 내 유체 힘에 의해 위치가 변화하게 됨에 따라 긴급 개폐 장치가 추가로 요구된다.

따라서 고하중 및 긴급 개폐를 요구하는 플랜트 및 발전소에서는 스프링 리턴 방식 및 더블 작동 방식의 대형 공압식 액추에이터를 혼합하여 사용하고 있으나, 대형 공압식 액추에이터 사용 시 고출력을 위하여 소비되는 대용량의 압축 공기에 대한 에너지 소비 문제와 대형 사이즈의 액추에이터로 인한 설치 공간 문제로 많은 어려움을 겪고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액추에이터의 작동에 따라 공압 실린더로 공급되는 외부 압축 공기와 공압 실린더 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 제어하는 공압 밸브 시스템과, 액추에이터의 공기 및 전원 차단 시 액추에이터의 긴급 개폐와 액추에이터의 작동에 따라 구동력을 부가하기 위한 긴급 개폐 수단이 구비된 대형 공압식 액추에이터를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 압축 공기의 유입에 의해 작동되는 대형 공압식 액추에이터에 있어서, 구동 밸브(미도시)와 연결되는 구동축(미도시)과 상기 구동축의 회전 운동을 위한 요크 및 슬라이드 작동부(320)가 구비되는 하우징부(300)와, 상기 하우징부(300)의 일측과 타측에 각각 구비되어 구동력을 부가하는 공압 실린더(100,200)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 액추에이터의 작동에 따라 상기 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 제어하는 공압 밸브 시스템이 더 구비된다.

이때, 상기 공압 밸브 시스템은 상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 재순환시켜 상기 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 혼합함으로써 공급되는 외부 압축 공기를 절감하여 에너지 효율을 향상시킨다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200)에는 상기 액추에이터의 공기 및 전원 차단 시 액추에이터의 긴급 개폐와 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동력을 부가하기 위해 긴급 개폐 수단이 더 구비된다,

그리고 상기 공압 실린더(100,200)의 내부에는 피스톤(110,210)과, 상기 피스톤(110,210)에 구비되며 상기 슬라이드 작동부(320)와 연결되어 작동되는 피스톤 로드(120,220)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 피스톤(110,210)을 기준으로 상기 공압 실린더(100,200)의 일측과 타측으로 공기가 유입되고 배기되는 에어홀(101,102,201,202)이 형성된다.

이때, 상기 긴급 개폐 수단은 상기 공압 실린더(100,200) 내부의 일측 내벽과 상기 피스톤(110,210)의 일측면에 결합된 탄성부재(130,230)가 다수개 구비된 다.

한편, 상기 공압 밸브 시스템은 상기 외부 압축 공기 유입과 내부 공기 배기를 위한 공압 솔레노이드 밸브(1)와, 상기 액추에이터의 작동에 따라 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)를 통해 유입된 외부 압축 공기를 공압 실린더(100,200) 내부로 유입시키고, 상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 재순환시키며 배기 제어를 위한 제1,2 밸브부가 각각 구비된다.

또한, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)와 상기 공압 실린더(100,200) 타측에 형성된 제1 에어홀(102,202)과 연결되는 제1 밸브부 및 상기 공압 실린더(100,200) 일측에 형성된 제2 에어홀(101,201)과 연결되는 제2 밸브부가 형성된다.

그리고 상기 제1,2 밸브부는 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)와 공압 실린더(100,200)로 외부 압축 공기 및 내부 배기 공기의 이동과 함께 내부 배기 공기의 재순환을 위한 작동 밸브(2-1,2-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 상기 공압 실린더(100,200)를 연결하고, 내부 배기 공기의 공기 분배를 위한 파이프(6-1,6-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 파이프(6-1,6-2)에 열결되어 내부 배기 공기의 재순환 제어를 위한 체크 밸브(5-1,5-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)의 제어를 위한 셔틀 밸브(3-1,3-2) 및 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 과압 제어를 위한 락업 밸브(4-1,4-2)를 각각 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 락업밸브(4-1,4-2)는 사용자에 의해 미리 설정된 설정 압력값과 외부 압축 공기가 유입되는 공압 실린더(100,200) 내부의 압력 차이에 따라 개폐 작동이 이루어진다.

또한, 상기 셔틀 밸브(3-1,3-2)는 상기 공압 실린더(100,200)에서 배기된 내부 배기 공기와 상기 락업 밸브(4-1,4-2)를 통해 유입된 외부 압축 공기와의 압력차에 의해 개폐되어 상기 작동 밸브(2-1,2-2)를 제어한다.

또한, 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)는 제1 작동밸브(2-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 체크밸브(5-2)로 분배되고, 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)는 제2 작동밸브(2-2)와 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)로 분배된다.

또한, 상기 제1 작동밸브(2-1)는 제1 체크밸브(5-1)는 연결되고, 상기 제2 작동밸브(2-2)와 제2 체크밸브(5-2)가 연결되되, 상기 작동밸브(2-1,2-2)는 상기 셔틀밸브(3-1,3-2)의 제어에 따라 상기 솔레노이드 밸브(1)와 연결되거나 체크밸브(5-1,5-2)와 연결된다.

또한, 상기 제1,2 체크 밸브(5-1,5-2)는 제1,2 작동 밸브(2-1,2-2)로의 공기 유입을 차단한다.

따라서 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동 밸브(미도시)의 열림 또는 닫힘을 위한 액추에이터 작동 중에, 상기 구동 밸브의 열림 동작을 위해 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 외부 압축 공기가 유입될 때, 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 작동밸브(2-2)로 분배되고, 상기 제2 작동밸브(2-2)로 분배된 내부 배기 공기는 제2 체크밸브(5-2) 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 재순환 된다.

그리고 상기 구동 밸브의 닫힘 동작을 위해 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 외부 압축 공기가 유입될 때, 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제2 밸브부의 제2 체크밸브(5-2)와 상기 제1 밸브부의 제1 작동밸브(2-1)로 분배되고, 상기 제1 작동밸브(2-1)로 분배된 내부 배기 공기는 제1 체크밸브(5-1) 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 재순환 된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 공압 밸브 시스템에 의해서 압축 공기량을 절감시킴으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 공압 실린더 내압 확인으로 압력제어가 가능하여 공압 실린더의 내압 초과로 인한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 긴급 개폐 수단에 의해서 기존 더블 작동형 공압식 액추에이터와 달리 긴급 개폐를 위한 추가 장치 없이 공기 및 전기 차단 시 긴급 개폐가 가능한 효과가 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태를 도시한 단면도,
도 1b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태 시 고압 밸브 시스템을 도시한 개략도,
도 2a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 2b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 3a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 상태를 도시한 단면도,
도 3b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 4a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 4b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 5a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 5b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 6a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 6b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 7a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 7b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 1a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태를 도시한 단면도, 도 1b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태 시 고압 밸브 시스템을 도시한 개략도, 도 2a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도, 도 2b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도, 도 3a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 상태를 도시한 단면도, 도 3b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도, 도 4a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도, 도 4b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도, 도 5a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도, 도 5b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도, 도 6a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 작동 상태를 도시한 단면도, 도 6b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도, 도 7a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도, 도 7b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도이다.

도 1a 이하에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액추에이터는 외부 압축 공기의 유입에 의해 작동되는 대형 더블 작동식 공압 액추에이터이다.

상기 액추에이터는 구동 밸브(미도시)와 연결되는 구동축(미도시)과 상기 구동축의 회전 운동을 위한 요크 및 슬라이드 작동부(320)가 구비되는 하우징부(300)와, 상기 하우징부(300)의 일측과 타측에 각각 구비되어 구동력을 부가하는 공압 실린더(100,200)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 하우징부(300)의 일측에는 제1 공압 실린더(100)가 구비되며, 타측에는 제2 고압 실린더(200)가 구비된다.

또한, 상기 탄성부재(130,230)는 압축 스프링으로 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 공압 밸브 시스템은 상기 외부 압축 공기 유입과 내부 공기 배기를 위한 공압 솔레노이드 밸브(1)와, 상기 액추에이터의 작동에 따라 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)를 통해 유입된 외부 압축 공기를 공압 실린더(100,200) 내부로 유입시키고, 상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 공기를 재순환시키며 배기 제어를 위한 제1,2 밸브부가 각각 구비된다.

그리고 상기 제1,2 밸브부는 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)와 공압 실린더(100,200)로 외부 압축 공기 및 내부 공기의 이동과 함께 상기 내부 공기의 재순환을 위한 작동 밸브(2-1,2-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 상기 공압 실린더(100,200)를 연결하고, 상기 내부 공기의 공기 분배를 위한 파이프(6-1,6-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 파이프(6-1,6-2)에 열결되어 내부 공기의 재순환 제어를 위한 체크 밸브(5-1,5-2)와, 상기 작동 밸브(2-1,2-2)의 제어를 위한 셔틀 밸브(3-1,3-2) 및 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 과압 제어를 위한 락업 밸브(4-1,4-2)를 각각 포함하여 이루어진다.

다시 말해서, 상기 공압 밸브 시스템은 외부 압축 공기의 유입 및 내부 공기 배기를 위한 공압 솔레노이드 밸브(1)와, 상기 외부 압축 공기의 공압 실린더(100,200)로 공기 이동과 함께 외부 압축 공기 유입에 따른 피스톤(110,210) 이동에 의한 공압 실린더(100,200) 내부 공기의 재순환을 위한 작동 밸브(2-1,2-2)와, 공압 실린더(100,200)의 내압 확인 및 압력 초과 방지를 위한 락업 밸브(4-1,4-2)와, 내부 공기와 외부 공기 유입에 따른 공압에 의한 상기 작동 밸브(2-1,2-2)를 제어하기 위한 셔틀 밸브(3-1,3-2)와, 유입 공기 및 내부 공기 순환을 위한 체크 밸브(5-1,5-2)와, 공기 유동 및 분배를 위한 에어 파이프(6-1,6-2)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 락업밸브(4-1,4-2)는 사용자에 의해 미리 설정된 설정 압력값과 외부 압축 공기가 유입되는 공압 실린더(100,200) 내부의 압력 차이에 따라 개폐 작동이 이루어진다.

그리고 상기 제1 밸브부의 제1 락업 밸브(4-1)는 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 타측 압력을 측정하고, 상기 제2 밸브부의 제2 락업 밸브(4-2)는 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 일측 압력을 측정한다.

또한, 상기 제1 밸브부의 제1 셔틀 밸브(3-1)는 제2 작동 밸브(2-2)를 통해 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 일측 압력과, 상기 제1 락업 밸브(4-1)를 통해 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 타측 압력의 압력차에 의해 개폐된다.

그리고 상기 제2 밸브부의 제2 셔틀 밸브(3-2)는 제1 작동밸브(2-1)를 통해 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 타측 압력과, 상기 제2 락업 밸브(4-2)를 통해 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 일측 압력의 압력차에 의해 개폐된다.

한편, 첨부된 도 1a, 1b를 참조하면, 도 1a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태를 도시한 단면도로써 상기 액추에이터는 닫힘 상태를 기준으로 설정되어 있다.

또한, 도 1b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 상태 시 고압 밸브 시스템을 도시한 개략도로써, 외부 공기의 유입 및 차단, 액추에이터의 내부 공기에 대한 배기를 위한 공압 솔레노이드 밸브(1)와, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)를 통해 유입된 외부 공기의 액추에이터 내부 유입과 함께 액추에이터 내부 공기의 재유입 및 배기 제어를 위한 작동 밸브(2-1,2-2)가 구성된다.

또한, 상기 액추에이터 내부 공기와 외부 공기 유입에 따른 공압에 의한 작동 밸브 제어용 셔틀 밸브(3-1,3-2)와, 압력 설정을 통한 액추에이터 내부 과압 제어를 위한 락업 밸브(4-1,4-2)가 구성된다.

그리고 상기 액추에이터 내부 공기 재순환 제어를 위한 체크 밸브(5-1,5-2)와, 액추에이터의 내부로의 공기 유입 및 배기용 파이프(6-1,6-2)와, 액추에이터 공압 실린더(100,200) 내부 피스톤(110,210)을 기준으로 프런트 방향(타측)의 에어 홀(102,202), 엔드 방향(일측)의 에어 홀(101,201)로 구성된다.

즉, 도 1b의 공압 밸브 시스템의 개략도는 외부 압축 공기의 유입이 이루어지지 않은 초기 상태를 나타내며, 상기 공압 밸브 시스템은 각 밸브에 공기 유입에 의한 압력 발생 시에만 작동되며, 압력 변동이 없을 시 현 작동 상태를 유지한다.

따라서 상기 작동 밸브(2-1,2-2)는 셔틀 밸브(3-1,3-2)의 개폐 상태 및 공압 솔레노이드 밸브(1)에서의 유입 경로에 따라 작동 상태가 결정되고, 상기 셔틀 밸브(3-1,3-2)는 액추에이터 내부 배기 공기와 락업 밸브(4-1,4-2)를 통한 유입 공기와의 압력에 의해 개폐 상태가 결정된다.

또한, 상기 락업 밸브(4-1,4-2)는 사용자 설정에 의한 설정 압력과 공압 실린더(100,200) 내부 압력과의 차이에 따라 개폐 작동이 이루어지도록 구성된다.

한편, 첨부된 도 2a, 2b를 참조하면, 도 2a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도로써, 상기 액추에이터 내부에 공기가 유입되지 않은 초기 상태 시, 상기 공압 실린더(100,200) 타측에 형성된 에어홀(102, 202)로 외부 압축 공기의 유입에 의한 액추에이터의 작동 상태를 나타낸다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 타측의 공압 증가 시, 하우징(300) 내 요크(310)는 반시계방향으로 회전하며, 상기 공압 실린더(100, 200) 각각의 피스톤(110, 210)은 일측(좌측)로 직선운동을 하고, 이에 따라 상기 피스톤(110, 210)을 기준으로 좌측에 구비된 탄성부재(130, 230)는 압축되어진다.

도 2b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S1→C1을 통하여 유입되는 외부 압축 공기는 제1 작동 밸브(2-1) 및 제2 셔틀 밸브(3-2)로 이동한다.

또한, 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 초기 설정 시, E1→O2의 열림 상태임에 따라 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)를 통해 유입된 외부 압축 공기는 제1 파이프(6-1)를 거쳐 각각 상기 제1 에어홀(102, 202)을 통하여 공압 실린더(100,200) 내부로 이동한다.

따라서 상기 공압 실린더(100,200) 타측(우측)의 내부 공압이 상승되고 공압 실린더(100,200) 각각의 피스톤(110, 210)은 일측(좌측)으로 이동된다.

이때, 상기 제1 공압 실린더(100) 내의 타측(우측)으로 유입되는 외부 압축 공기에 따른 공압이 상기 제1 락업 밸브(4-1)의 설정 압력 이하임에 따라 제1 락업 밸브(4-1)는 초기의 닫힘 상태를 유지한다.

또한, 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 상기 제2 공압 실린더(200)의 일측의 내부 배기 공기가 제2 작동 밸브(2-2)를 통해 유입되어 이 소량의 공기에 의한 압력에 의해 초기 하부 닫힘 상태를 유지한다.

따라서 제1 작동 밸브(2-1)는 초기 상태와 같은 열림 상태에서 공기 유입 작동을 유지한다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200)의 외부 압축 공기 유입에 따른 피스톤(110,210)의 이동으로 공압 실린더(100,200) 내의 피스톤(110,210) 일측(좌측)부에서 배기되는 내부 공기는 제2 파이프(6-2)를 거쳐 제2 작동밸브(2-2) 및 제1 체크 밸브(5-1)로 이동한다.

이때, 상기 제1 체크 밸브(5-1)는 제1 작동 밸브(2-1)로의 공기 유입을 방지하고, 제2 락업 밸브(4-2)로 이동되는 제2 공압 실린더(200)의 피스톤(201) 일측(좌측)부의 배기 공기는 제2 락업 밸브(4-2)의 설정 압력값 미만의 공압을 가짐에 따라 초기 닫힘 상태를 유지한다.

또한, 상기 제2 셔틀밸브(3-2)로의 배기 공기 유입은 없음에 따라 유입되는 외부 압축 공기에 의한 압력의 영향으로 제2 셔틀 밸브(3-2)는 하부 닫힘 상태를 유지함으로써 제2 작동 밸브(2-2)는 초기 O4->E2의 열림 상태를 유지하고, 내부 배기 공기는 제2 작동밸브(2-2)를 통해 제1 셔틀 밸브(3-1) 및 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동되어 상기 공압 솔레노이드 밸브(1) C2->S2를 통해 외부로 배기된다.

한편, 첨부된 도 3a, 3b를 참조하면, 도 3a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 상태를 도시한 단면도로써, 상기 공압 실린더(100, 200) 타측(우측)의 내압이 최대치에 도달한 상태이다.

이때, 밸브(미도시) 열림을 위한 액추에이터의 열림 동작 상태는 완료됨에 따라 상기 피스톤(110, 210)의 일측(좌측)으로의 이동은 제한되고, 상기 탄성부재(130, 230)는 최대 압축된 상태에서 액추에이터의 열림 동작은 완료된다.

도 3b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 초기 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 초기 소량의 액추에이터 내부 배기 공기에 의한 상기 제2 락업 밸브(4-2)에서의 압력은 밸브 열림 과정에서와 동일하게 설정 압력 미만임에 따라 닫힘 상태를 유지한다.

또한, 외부 압축 공기에 의해 하부 닫힘 상태를 유지하는 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)의 상태에 따라, 열림 상태의 상기 제2 작동 밸브(2-2)는 O4→E2를 통해 공압 실린더(100,200)의 일측 내부 공기는 상기 제1 셔틀 밸브(3-1) 및 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동되고 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)의 C2→S2를 통해 외부 배기된다.

또한, 상기 액추에이터의 제1 공압 실린더(100) 타측(우측) 내부로의 외부 압축 공기 유입에 따른 내부 공압 상승으로 상기 제1 락업 밸브(4-1)에서의 압력이 설정 압력 이상에 도달하게 된다.

따라서 상기 제1 락업 밸브(4-1)는 열림 상태로 작동되며, 상기 제1 공압 실린더(100) 내부의 타측(우측)에 유입된 외부 압축 공기는 상기 제1 락업 밸브(4-1)의 L1→L2를 통하여 제1 셔틀 밸브(3-1)로 이동된다.

또한, 상기 제1 락업 밸브(4-1)를 통하여 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)로 유입된 상기 제1 공압 실린더(100)의 내부 타측(우측)의 외부 압축 공기의 압력이 상기 제2 작동 밸브(2-2)를 통해 유입된 제2 공압 실린더(200) 일측(좌측) 내부 공기 압력보다 높음에 따라 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 상부 닫힘 상태로 작동된다.

따라서 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 닫힘 상태가 되어 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S1→C1을 통하여 유입되는 압축공기는 차단됨에 따라 액추에이터의 열림 동작은 완료된다.

한편, 첨부된 도 4a, 4b를 참조하면, 도 4a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 작동 상태를 도시한 단면도로써, 상기 공압 실린더(100,200) 타측(우측) 내부에 공기가 유입되어 있는 열림 상태에서 상기 공압 실린더(100, 200) 일측(좌측)으로의 외부 압축 공기 유입을 통한 밸브의 닫힘 동작을 위한 작동 상태를 나타낸다.

이때, 상기 공압 실린더(100,200) 일측(좌측) 내부 공압이 증가함에 따라 상기 하우징부(300)의 요크(310)는 시계방향으로 회전하며, 양측의 공압 실린더(100,200) 내 각각의 피스톤(110, 210)은 타측(우측)으로 직선운동을 한다.

따라서 상기 피스톤(110, 210)을 기준으로 일측(좌측)에 구비된 탄성부재(130, 230)는 압축 상태에서 복원되면서 피스톤 운동에 있어서 힘과 속도를 더하게 한다.

또한, 도 4b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 과정 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S4→C4를 통하여 유입되는 외부 압축 공기는 상기 제2 작동 밸브(2-2) 및 제1 셔틀밸브(3-1)로 이동한다.

그리고 상기 액추에이터의 열림 동작 시, 상기 제2 작동 밸브(2-2)는 E2→O4의 열림 상태임에 따라 유입되는 외부 압축 공기는 상기 제2 작동 밸브(2-2)를 통하여 제2 파이프(6-2)를 거쳐 상기 제1 에어홀(101, 201)을 통하여 공압 실린더(100,200) 일측(좌측) 내부로 이동한다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200) 일측(좌측) 내부 공압이 상승됨에 따라 상기 피스톤(110, 210)은 타측(우측)으로 이동된다.

이때, 상기 제2 락업 밸브(4-2)는 상기 유입되는 압축 공기에 따른 공압이 설정 압력 이하임에 따라 닫힘 상태를 유지한다.

또한, 상기 액추에이터 열림 동작 시, 하부 닫힘 상태의 제2 셔틀 밸브(3-2)는 상기 제2 락업 밸브(4-2)가 닫힘 상태이고, 외부 유입 공기가 없으므로 압력 변화가 없기 때문에 하부 닫힘 상태를 유지한다.

따라서 상기 제2 작동 밸브(2-2)는 열림 상태에서 공기 유입 작동을 유지한다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200) 일측(좌측) 내부로 외부 압축 공기의 유입에 따른 상기 피스톤(110, 210)의 타측(우측) 이동으로 공압 실린더(100,200)의 제2 에어홀(102,202) 배기되는 내부 공기는 제1 파이프(6-1)를 거쳐 제1 작동밸브(2-1) 및 제2 체크 밸브(5-2)로 이동한다.

이때, 상기 제2 체크 밸브(5-2)는 제2 작동 밸브(2-2)로의 공기 유입을 방지하며, 상기 액추에이터 열림 동작 완료 시, 설정 압력 최대치로 유입되어진 상태에서 제1 락업 밸브(4-1)는 L1→L2의 열림 상태에서 지속적인 내부 배기 공기로 인한 압력이 제1 셔틀 밸브(3-1)에 유지된다.

따라서 외부 압축 공기 유입으로 인한 하부에서의 압력 발생으로 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 열림 상태를 나타내고, 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)의 열림 상태에 따라 제1 작동 밸브(2-1)는 O1→I1의 열림 상태가 되어 제1 파이프(6-1)의 공압 실린더(100,200)의 타측(우측) 내부의 배기 공기는 제1 체크 밸브(5-1)를 통해 재2파이프(6-2)로 이동되어 제1 에어홀(101,201)를 통해 공압 실린더(100, 200)의 일측(좌측)부 내부로 재순환되어 상기 피스톤(110, 210)의 동작에 사용된다.

한편, 첨부된 도 5a, 5b를 참조하면, 도 5a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도로써, 상기 공압 실린더(100, 200) 일측(좌측)의 내압이 최대치에 도달한 상태이다.

이때, 밸브 닫힘을 위한 액추에이터의 닫힘 동작 상태는 완료됨에 따라 상기 피스톤(110, 210)은 타측(우측) 이동이 제한되고, 상기 탄성부재(130, 230)는 압축 상태에서 복원 완료된 상태에서 액추에이터의 닫힘 동작은 완료된다.

또한, 도 5b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 닫힘 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 상기 제1 공압 실린더(100) 일측(좌측) 내부로의 외부 압축 공기 유입에 따른 내부 공압 상승으로 상기 제2 락업 밸브(4-2)에서의 압력이 설정 압력 이상 도달함에 따라 상기 제2 락업 밸브(4-2)는 열림 상태로 작동한다.

따라서 상기 제1 공압 실린더(100) 일측(좌측) 내부의 외부 압축 공기가 상기 제2 락업 밸브(4-2)의 L3→L4를 통하여 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)로 이동한다.

그리고 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)로 유입된 외부 압축 공기 압력이 상기 제2 작동밸브(2-2)를 통해 유입된 공압 실린더(100, 200)의 타측(우측) 내부 배기 공기 압력보다 높음에 따라 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)는 상부 닫힘 상태로 작동된다.

따라서 강기 제1 작동 밸브(2-1)는 닫힘 상태가 되고, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S4→C4를 통하여 유입되는 압축공기는 차단됨에 따라 액추에이터의 닫힘 동작은 완료된다.

또한, 상기 제1 공압실린더(100) 타측(우측) 내부 배기 공기에 의한 제1 락업 밸브(4-1)에서의 압력은 닫힘 동작 과정에서의 지속적인 배기 공기 소모로 인하여 설정 압력 미만임에 따라 닫힘 상태로 변환된다.

그리고 외부 압축 공기에 의한 압력은 지속됨에 따라 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 하부 닫힘 상태가 되어 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 O2→E1의 열림 상태가 되어 내부 공기는 공압 솔레노이드 밸브(1)의 C3→S3로 외부 배기된다.

한편, 첨부된 도 6a, 6b를 참조하면, 도 6a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 작동 상태를 도시한 단면도로써, 상기 제2 에어홀(102, 202)로의 외부 압축 공기 유입 및 상기 공압 실린더(100,200) 일측(좌측) 내부 공기 배기를 통한 밸브의 열림 동작을 위한 작동 상태를 나타낸다.

그리고 상기 공압 실린더(100,200) 타측(우측) 내부 공압 증가 시 상기 요크(310)는 반시계방향으로 회전하며, 상기 피스톤(110, 210)은 일측(좌측)으로 직선운동을 하고, 이에 따라 상기 탄성부재(130, 230)는 압축되어진다.

도 6b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S1→C1을 통하여 유입되는 외부 압축 공기는 상기 제1 작동 밸브(2-1) 및 제2 셔틀밸브(3-2)로 이동한다.

그리고 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 액추에이터의 닫힘 완료 시, E1→O2의 열림 상태임에 따라 유입 공기는 제1 파이프(6-1)를 거쳐 성가 재2 에어홀(102, 202)을 통하여 공압 실린더(100,200) 타측(우측) 내부로 이동하여 내부 공압이 상승된다.

또한, 상기 피스톤(110, 210)은 일측(좌측)으로 이동되며, 이때 상기 제1 락업 밸브(4-1)는 유입되는 외부 압축 공기에 따른 공압이 설정 압력 이하임에 따라 닫힘 상태를 유지한다.

그리고 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 액추에이터 닫힘 완료 상태에서 유입되는 공기가 없음에 따라 하부 닫힘 상태를 유지함으로써, 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 초기 상태와 같은 열림 상태에서 공기 유입 작동을 유지한다.

또한, 상기 공압 실린더(100,200)에 압축 공기 유입에 따른 피스톤(110,210)의 직선운동으로 상기 피스톤(110, 210)의 일측(좌측) 편에서 배기되는 내부 공기는 제2 파이프(6-2)를 거쳐 제2 작동밸브(2-2) 및 제1 체크 밸브(5-1)로 이동한다.

이때, 상기 제1 체크 밸브(5-1)는 제1 작동 밸브(2-1)로의 공기 유입을 방지하고, 상기 제2 작동밸브(2-2)는 제2 셔틀 밸브(3-2) 상태에 따라 결정된다.

따라서 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)는 유입된 외부 압축 공기에 의한 압력 및 제2 락업 밸브(4-2)에서 유입되는 공기에 의해 결정되며, 상기 제2 락업 밸브(4-2)는 액추에이터 닫힘 완료 제2 공압 실린더(200)의 피스톤(210) 일측(좌측) 부의 압축공기에 의한 압력이 유지됨에 따라 L3→L4 열림 상태에서 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)로 공기가 이동된다.

이때, 상기 제2 셔틀 밸브(3-2)는 외부 유입 공기에 의한 압력에 따라 상하부에서의 압력으로 인해 열림 상태를 유지함으로써 제2 작동 밸브(2-2)는 O4→I4의 열림 상태를 유지하고, 내부 배기 공기는 제2 체크 밸브(5-2)를 통해 제1 파이프(6-1)로 이동하여 상기 제2 에어홀(102, 202)로 이동된다.

한편, 첨부된 도 7a, 7b를 참조하면, 도 7a는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 작동 상태를 도시한 단면도로써, 상기 공압 실린더(100, 200) 타측(우측)의 내압이 최대치에 도달한 상태이다.

이때, 밸브 열림을 위한 열림 동작 상태는 완료됨에 따라 상기 피스톤(110, 210)은 일측(좌측) 직선운동이 제한되고, 상기 탄성부재(130, 230)는 최대 압축된 상태에서 열림 동작은 완료된다.

또한, 도 7b는 본 발명에 따른 대형 공압식 액추에이터의 열림 동작 완료 시 공압 밸브 시스템의 작동 상태를 나타낸 개략도로써, 상기 제2 공압 실린더(200) 내부 배기 공기에 의한 상기 제2 락업 밸브(4-2)에서의 압력은 열림 과정에서와 동일하게 설정 압력값 미만임에 따라 닫힘 상태를 유지한다.

그리고 외부 압축 공기에 의해 닫힘 상태를 유지하는 상기 제2 셔틀 밸브(3-2) 상태에 따라 열림 상태의 제2 작동 밸브(2-2)는 O4→E2를 통해 제1 셔틀 밸브(3-1) 및 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동한다.

또한, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동된 내부 공기는 C2→S2로 외부 배기된다.

또한, 상기 제1 공압 실린더(100) 타측(우측) 내부로의 외부 압축 공기 유입에 따른 내부 공압 상승으로 상기 제1 락업 밸브(4-1)에서의 압력이 설정 압력 이상 도달한다.

따라서 상기 제1 락업 밸브(4-1)는 열림 상태로 작동하며, 제1 공압 실린더(100) 타측(우측) 내부의 압축 공기는 상기 제1 락업 밸브(4-1)의 L1→L2를 통하여 제1 셔틀 밸브(3-1)로 이동한다.

그리고 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)로 유입된 내부 압축 공기 압력이 제2 작동밸브(2-2)를 통해 유입된 공압 실린더(100, 200) 일측(좌측) 내부 공기 압력보다 높음에 따라 상기 제1 셔틀 밸브(3-1)는 상부 닫힘 상태로 작동된다.

이에 따라 상기 제1 작동 밸브(2-1)는 닫힘 상태가 되어 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)에서 S1→C1을 통하여 유입되는 압축공기는 차단됨에 따라 액추에이터의 열림 동작은 완료된다.

즉, 본 발명에 따른 공압 밸브 시스템이 구비된 대형 공압식 액추에이터는 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동 밸브(미도시)의 열림 또는 닫힘을 위한 액추에이터 작동 중에, 상기 구동 밸브의 열림 동작을 위해 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 외부 압축 공기가 유입될 때, 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 작동밸브(2-2)로 분배되고, 상기 제2 작동밸브(2-2)로 분배된 내부 배기 공기는 제2 체크밸브(5-2) 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 재순환 된다.

또한, 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동 밸브(미도시)의 열림을 위한 액추에이터 작동 완료 시, 상기 공압 실린더(100,200) 내부 타측의 압력이 최대치일 때, 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 작동밸브(2-2)로 분배된다.

그리고 상기 제2 작동밸브(2-2)로 분배된 내부 배기 공기는 제1 셔틀 밸브(3-1)와 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동되며, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동된 내부 배기 공기는 외부로 배기되고, 상기 제1 밸브부의 제1 작동 밸브(2-1)는 차단되어 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)로 유입되는 외부 압축 공기의 공급은 중단된다.

또한, 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동 밸브(미도시)의 닫힘을 위한 액추에이터 작동 완료 시, 상기 공압 실린더(100,200) 내부 일측의 압력이 최대치일 때, 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제2 밸브부의 제2 체크밸브(5-2)와 상기 제1 밸브부의 제1 작동밸브(2-1)로 분배된다.

그리고 상기 제1 작동밸브(2-1)로 분배된 내부 배기 공기는 제2 셔틀 밸브(3-2)와 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동되며, 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)로 이동된 내부 배기 공기는 외부로 배기되고, 상기 제2 밸브부의 제2 작동 밸브(2-2)는 차단되어 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)로 유입되는 외부 압축 공기의 공급은 중단된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 공압 솔레노이드 밸브 2-1,2-2 : 에어 작동 밸브
3-1,3-2 : 저압용 우선형 셔틀밸브 4-1,4-2 : 락업 밸브
5-1,5-2 : 체크밸브 6-1,6-2 : 배관용 파이프
100,200 : 공압실린더 101,102,201,202 : 에어홀
110,210 : 피스톤 120,220 : 피스톤 로드
130,230 : 탄성부재 300 : 하우징부
310 : 요크 320 : 슬라이드 작동부

Claims

외부 압축 공기의 유입에 의해 작동되는 대형 공압식 액추에이터에 있어서,
구동 밸브(미도시)와 연결되는 구동축(미도시)과 상기 구동축의 회전 운동을 위한 요크(310) 및 슬라이드 작동부(320)가 구비되는 하우징부(300)와,
상기 하우징부(300)의 일측과 타측에 각각 구비되어 구동력을 부가하는 공압 실린더(100,200)를 포함하여 이루어지되,
상기 액추에이터의 작동에 따라 상기 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 제어하는 공압 밸브 시스템이 더 구비된 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 공압 밸브 시스템은,
상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 배기 공기를 재순환시켜 상기 공압 실린더(100,200)에 공급되는 외부 압축 공기와 혼합함으로써 공급되는 외부 압축 공기를 절감하여 에너지 효율을 향상시키되,
상기 공압 실린더(100,200)에는,
상기 액추에이터의 공기 및 전원 차단 시 액추에이터의 긴급 개폐와 상기 액추에이터의 작동에 따라 구동력을 부가하기 위해 긴급 개폐 수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제2항에 있어서,
상기 공압 실린더(100,200)의 내부에는 피스톤(110,210)과, 상기 피스톤(110,210)에 구비되며 상기 슬라이드 작동부(320)와 연결되어 작동되는 피스톤 로드(120,220)를 포함하여 이루어지고,
상기 피스톤(110,210)을 기준으로 상기 공압 실린더(100,200)의 일측과 타측으로 공기가 유입되고 배기되는 에어홀(101,102,201,202)이 형성되되,
상기 긴급 개폐 수단은,
상기 공압 실린더(100,200) 내부의 일측 내벽과 상기 피스톤(110,210)의 일측면에 결합된 탄성부재(130,230)가 다수개 구비된 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제3항에 있어서, 상기 공압 밸브 시스템은,
상기 외부 압축 공기 유입과 내부 공기 배기를 위한 공압 솔레노이드 밸브(1)와,
상기 액추에이터의 작동에 따라 상기 공압 솔레노이드 밸브(1)를 통해 유입된 외부 압축 공기를 공압 실린더(100,200) 내부로 유입시키고,
상기 공압 실린더(100,200) 내부에서 배출되는 내부 공기를 재순환시키며, 외부로의 배기 제어를 위한 제1,2 밸브부가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제4항에 있어서,
상기 공압 솔레노이드 밸브(1)와 상기 공압 실린더(100,200) 타측에 형성된 제1 에어홀(102,202)과 연결되는 제1 밸브부 및 상기 공압 실린더(100,200) 일측에 형성된 제2 에어홀(101,201)과 연결되는 제2 밸브부가 형성되되,
상기 제1,2 밸브부는,
상기 공압 솔레노이드 밸브(1)와 공압 실린더(100,200)로 외부 압축 공기 및 내부 공기의 이동과 함께 내부 배기 공기의 재순환을 위한 작동 밸브(2-1,2-2)와,
상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 상기 공압 실린더(100,200)를 연결하고, 내부 배기 공기의 공기 분배를 위한 파이프(6-1,6-2)와,
상기 작동 밸브(2-1,2-2)와 파이프(6-1,6-2)에 열결되어 내부 배기 공기의 재순환 제어를 위한 체크 밸브(5-1,5-2)와,
상기 작동 밸브(2-1,2-2)의 제어를 위한 셔틀 밸브(3-1,3-2) 및 상기 공압 실린더(100,200)의 내부 과압 제어를 위한 락업 밸브(4-1,4-2)를 각각 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제5항에 있어서,
상기 락업밸브(4-1,4-2)는, 사용자에 의해 미리 설정된 설정 압력값과 외부 압축 공기가 유입되는 공압 실린더(100,200) 내부의 압력 차이에 따라 개폐 작동이 이루어지며,
상기 셔틀 밸브(3-1,3-2)는, 상기 공압 실린더(100,200)에서 배기된 내부 배기 공기와 상기 락업 밸브(4-1,4-2)를 통해 유입된 외부 압축 공기와의 압력차에 의해 개폐되어 상기 작동 밸브(2-1,2-2)를 제어하는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제6항에 있어서,
상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)는 제1 작동밸브(2-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 체크밸브(5-2)로 분배되고,
상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)는 제2 작동밸브(2-2)와 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)로 분배되는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제7항에 있어서,
상기 제1 작동밸브(2-1)는 제1 체크밸브(5-1)는 연결되고, 상기 제2 작동밸브(2-2)와 제2 체크밸브(5-2)가 연결되되,
상기 작동밸브(2-1,2-2)는 상기 셔틀밸브(3-1,3-2)의 제어에 따라 상기 솔레노이드 밸브(1)와 연결되거나 체크밸브(5-1,5-2)와 연결되는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제8항에 있어서,
상기 제1,2 체크 밸브(5-1,5-2)는 제1,2 작동 밸브(2-1,2-2)로의 공기 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.
제9항에 있어서,
상기 액추에이터의 작동에 따라 구동 밸브(미도시)의 열림 또는 닫힘을 위한 액추에이터 작동 중에,
상기 구동 밸브의 열림 동작을 위해 상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 외부 압축 공기가 유입될 때,
상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제1 밸브부의 제1 체크밸브(5-1)와 상기 제2 밸브부의 제2 작동밸브(2-2)로 분배되고, 상기 제2 작동밸브(2-2)로 분배된 내부 배기 공기는 제2 체크밸브(5-2) 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 재순환 되며,
상기 구동 밸브의 닫힘 동작을 위해 상기 공압 실린더(100,200)의 제1에어홀(101,201)을 통해 외부 압축 공기가 유입될 때,
상기 공압 실린더(100,200)의 제2에어홀(102,202)을 통해 상기 제1 밸브부의 제1 파이프(6-1)로 배기된 내부 배기 공기는 상기 제2 밸브부의 제2 체크밸브(5-2)와 상기 제1 밸브부의 제1 작동밸브(2-1)로 분배되고, 상기 제1 작동밸브(2-1)로 분배된 내부 배기 공기는 제1 체크밸브(5-1) 통해 상기 제2 밸브부의 제2 파이프(6-2)로 재순환 되는 것을 특징으로 하는 대형 공압식 액추에이터.