KR20190051736A - Pneumatic servo valve using 2way proportional valve and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공압 서보밸브 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어량이 목표 값을 초과하여 상승하는 오버슈트(Overshoot)의 발생을 방지함으로써 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있는 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic servo valve and a control method thereof, and more particularly to a pneumatic servo valve and a control method thereof that prevent an overshoot in which a control amount rises above a target value, To a pneumatic servo valve using a direction proportional valve and a control method thereof.
일반적으로 서보 밸브(servo valve)란 입력 신호의 함수를 이용하여 유량 또는 압력을 제어하는 밸브를 말한다. 이러한 서보밸브는 각종 산업용 유압시스템, 자동차의 자동변속기, 건설기계 등 여러 산업분야에서 다양한 형태로 많이 사용되고 있다.In general, a servo valve is a valve that controls the flow rate or pressure using a function of an input signal. These servo valves are widely used in various industrial fields such as various hydraulic systems for automobiles, automatic transmissions for automobiles, and construction machines.
특히 공압 서보밸브에는 밸브 갓과 밸브 봉을 가진 버섯 모양의 포펫밸브(Poppet Valve)가 사용된다.In particular, a mushroom-shaped poppet valve with a valve cap and a valve stem is used for the pneumatic servo valve.
그러나 이러한 공압 서보밸브는 미세한 압력이나 유량을 제어하는데 한계가 있어서 유체의 유동량과 유동압력을 정밀하게 제어할 수 없는 문제가 있다.However, such a pneumatic servo valve has a limitation in controlling minute pressure or flow rate, so that there is a problem that fluid flow amount and flow pressure can not be precisely controlled.
또한 제어량이 목표 값을 초과하여 상승하는 오버슈트(Overshoot)가 발생하여, 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 없다는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that an overshoot occurs in which the control amount exceeds the target value and the output pressure of the external tank can not be precisely controlled.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하는 것을 방지함으로써 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있는 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a pneumatic servo valve using a bi-directional proportional valve that can precisely control an output pressure of an external tank by preventing an overshoot in which a control amount exceeds a target value, and a control method thereof .
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 유체의 유동량과 유동압력을 정밀하게 제어할 수 있는 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a pneumatic servo valve using a bi-directional proportional valve capable of precisely controlling a fluid flow amount and a flow pressure, and a control method thereof.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.Further objects to be solved by the present invention will become more apparent from the following detailed description and drawings.
본 발명의 일실시 예에 의하면, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브는, 유입배관이 삽입되는 입력측 삽입구와 공급배관이 삽입되는 출력측 삽입구가 양단에 각각 함몰형성되며, 상기 입력측 삽입구와 상기 출력측 삽입구를 연결하여 상기 유입배관의 유체가 상기 공급배관으로 이동하도록 경로를 제공하는 메인유로가 내부에 형성된 밸브본체; 상기 메인유로에 연결되어 상기 메인유로의 내부압력을 측정한 측정압력을 전송하는 압력감지유닛; 상기 메인유로에 연결되어 상기 메인유로를 개폐가능한 개폐유닛; 그리고 상기 압력감지유닛 및 상기 개폐유닛에 연결되며, 상기 압력감지유닛으로부터 전송된 상기 측정압력을 목표압력과 비교하여 생성한 개폐량 정보가 포함된 제어신호를 상기 개폐유닛에 전송하는 제어유닛;을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pneumatic servo valve using the bi-directional proportional valve is characterized in that the input side inlet port into which the inlet pipe is inserted and the output side inlet port into which the supply pipe is inserted are formed at both ends, respectively, A valve body having a main passage formed therein for connecting the inlet pipe to the supply pipe and providing a path for the fluid to flow into the supply pipe; A pressure sensing unit connected to the main flow path to transmit a measurement pressure measuring an internal pressure of the main flow path; An opening / closing unit connected to the main flow path and capable of opening and closing the main flow path; And a control unit connected to the pressure sensing unit and the opening and closing unit and transmitting a control signal including opening and closing amount information generated by comparing the measured pressure transmitted from the pressure sensing unit with a target pressure to the opening and closing unit .
상기 제어신호는 제1제어신호 및 제2제어신호를 포함하되, 상기 개폐유닛은 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호에 의해 각각 작동되는 제1비례밸브 및 제2비례밸브를 포함할 수 있다.The control signal may include a first control signal and a second control signal, wherein the opening and closing unit may include a first proportional valve and a second proportional valve, each of which is operated by the first control signal and the second control signal, respectively have.
상기 메인유로는, 상기 입력측 삽입구에 연결되고 상기 제1비례밸브에 의해 개폐되는 제1메인유로; 상기 제1메인유로 개방시 상기 제1메인유로에 연통되는 제2메인유로; 일단이 상기 제2메인유로에 연결되고 타단이 상기 출력측 삽입구에 연결되는 제3메인유로; 일단이 상기 제2비례밸브에 연결되어 개폐되고 타단이 상기 제3메인유로에 연결되는 제4메인유로; 그리고 일단이 상기 제2비례밸브에 연결되고 상기 제4메인유로가 개방될 때 상기 제4메인유로에 연통되는 제5메인유로;를 포함하여 이루어질 수 있다.Wherein the main flow path includes a first main flow path connected to the input side inlet and opened and closed by the first proportional valve; A second main passage communicating with the first main passage when the first main passage is opened; A third main flow path having one end connected to the second main flow path and the other end connected to the output side insertion port; A fourth main flow path whose one end is connected to the second proportional valve and opened and closed and the other end is connected to the third main flow path; And a fifth main passage communicated with the fourth main passage when one end is connected to the second proportional valve and the fourth main passage is opened.
상기 압력감지유닛은, 일단이 상기 제3메인유로에 연결되는 압력감지유로; 그리고 상기 압력감지유로의 타단에 연결되어 상기 압력감지유로의 내부압력을 측정하는 압력감지센서;를 포함할 수 있다.The pressure sensing unit may include: a pressure sensing channel having one end connected to the third main channel; And a pressure sensor connected to the other end of the pressure sensing flow path to measure the internal pressure of the pressure sensing flow path.
상기 밸브본체에는 일단이 상기 제3메인유로와 연통되며, 타단이 외부와 연통되는 완충유로가 형성될 수 있다.The valve body may be formed with a buffer passage having one end communicating with the third main passage and the other end communicating with the outside.
상기 완충유로의 지름은 상기 제3메인유로의 지름의 50% 미만일 수 있다. 바람직하게는 20%~30%일 수 있다.The diameter of the buffer passage may be less than 50% of the diameter of the third main passage. And preferably 20% to 30%.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브를 제어하는 방법은, 상기 압력감지유닛에 의해 상기 메인유로의 내부압력이 측정되 측정압력이 전송되는 단계; 상기 제어유닛이 상기 측정압력을 목표압력과 비교하여 개폐량 정보가 포함된 제어신호를 전송하는 단계; 그리고 상기 계폐유닛이 상기 제어신호를 수신하여 메인유로를 개폐하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of controlling a pneumatic servo valve using a bi-directional proportional valve, comprising the steps of: measuring pressure inside the main flow path by the pressure sensing unit; The control unit comparing the measured pressure with a target pressure to transmit a control signal including information on opening / closing amount; And a step of opening and closing the main flow path by receiving the control signal from the closure unit.
상기 제어신호는 제1제어신호 및 제2제어신호를 포함하되, 상기 개폐유닛은 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호에 의해 각각 작동되는 제1비례밸브 및 제2비례밸브를 포함할 수 있다.The control signal may include a first control signal and a second control signal, wherein the opening and closing unit may include a first proportional valve and a second proportional valve, each of which is operated by the first control signal and the second control signal, respectively have.
본 발명에 따른 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브 및 그 제어방법의 효과는 다음과 같다.Advantages of the pneumatic servo valve and the control method thereof using the two-way proportional valve according to the present invention are as follows.
첫째, 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하는 것을 방지함으로써 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.First, there is an advantage that the output pressure of the external tank can be precisely controlled by preventing an overshoot in which the control amount exceeds the target value.
둘째, 유체의 유동량과 유동압력을 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.Second, there is an advantage that the flow amount and flow pressure of the fluid can be precisely controlled.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 제어블럭도다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 나타내는 도면이다.1 is a use state diagram of a pneumatic servo valve using a two-way proportional valve according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of a pneumatic servo valve using a bi-directional proportional valve according to an embodiment of the present invention.
3 is a control block diagram of a pneumatic servo valve using a two-way proportional valve according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are views showing the operation of the pneumatic servo valve using the bi-directional proportional valve of Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도 1 내지 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments are provided to explain the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 사용 상태도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브(1)는 외부탱크(7)로 유체를 공급하거나 외부탱크(7)로부터 유체를 배기함으로써 외부탱크(7)의 출력압력을 조절할 수 있다. 1 is a use state diagram of a pneumatic servo valve using a two-way proportional valve according to an embodiment of the present invention. 1, a
공압 서보밸브(1)는 유입배관(3) 및 공급배관(5) 사이에 설치되어 유입배관(3) 및 공급배관(5)을 연결한다. 공압 서보밸브(1)는 유입배관(3)으로부터 유입되는 유체를 공급배관(5)으로 공급함으로써 외부탱크(7)의 출력압력을 높일 수 있다. 공압 서보밸브(1)는 외부탱크(7)에 연결된 공급배관(5)으로부터 유체를 배기함으로써 외부탱크(7)의 출력압력을 낮출 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 제어블럭도다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브(1)는 유체가 통과할 때 유체의 이동에 따른 압력과 유량을 제어하는 것으로, 밸브본체(9), 개폐유닛(30), 압력감지유닛(40), 제어유닛(50)을 포함할 수 있다.FIG. 2 is a sectional view of a pneumatic servo valve using a 2-way proportional valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a control block diagram of a pneumatic servo valve using a 2-way proportional valve according to an embodiment of the present invention. 2 and 3, the
밸브본체(9)는 일단에 유입배관(3)의 단부가 삽입되는 입력측 삽입부(2)가 함몰 형성되고, 타단에는 공급배관(5)의 단부가 삽입되는 출력측 삽입구(4)가 함몰 형성된다. 밸브본체(9)의 내부에는 메인유로(10)가 형성된다. 유입배관(3)을 흐르는 유체는 밸브본체(9)의 메인유로(10)를 통해 공급배관(5)으로 이동한다.The
메인유로(10)는 입력측 삽입구(2)와 출력측 삽입구(4)를 연결하여 유입배관(3)을 흐르는 유체가 공급배관(5)으로 안내한다. 메인유로(10)는 제1메인유로(11), 제2메인유로(12), 제3메인유로(13), 제4메인유로(14) 및 제5메인유로(15)를 포함한다.The
제1메인유로(11)는 일단이 입력측 삽입구(2)에 연결되고, 타단이 제1비례밸브(31)에 연결된다. 제1메인유로(11)는 이러한 제1비례밸브(31)에 의해서 개폐된다. 구체적으로, 제1메인유로(11)의 타단은 제1오리피스(31a)의 하부에 연결되어 제1오리피스(31a)와 연통되며, 제1오리피스(31a)의 상단은 개방된다. 제1오리피스(31a)의 개방된 상단은 제1스파이더링(31c)의 하단에 연결된 제1마개(31b)의 승강운동에 의해서 개폐될 수 있다. 제1마개(31b)는 제1비례밸브(31)의 상부공간에 설치된 전자석(미도시)의 자력에 의해서 제1오리피스(31a)를 개방시키고, 상기 전자석의 자력이 차단된 상태에서 제1스파이더링(31c)의 탄성복원력에 의해서 제1오리피스(31a)를 폐쇄할 수 있다.One end of the first
제2메인유로(12)는 일단이 제2비례밸브(32)에 연결되고, 타단이 제3메인유로(13)에 연결된다. 제어유닛(50)의 제1제어신호에 의하여 제1비례밸브(31)가 동작하고, 이러한 제1비례밸브(31)에 의하여 제1메인유로(11)가 개방될 때 제2메인유로(12)는 제1메인유로(11)와 연통된다.One end of the second
제3메인유로(13)는 일단이 제2메인유로(12)의 타단에 연결되고, 타단이 출력측 삽입구(4)에 연결된다.One end of the third
제4유동관로(14)는 일단이 제2비례제어벨브(32)에 연결되고, 타단이 제3매인유로(13)에 연결된다.One end of the fourth flow path (14) is connected to the second proportional control valve (32) and the other end is connected to the third main flow path (13).
제5메인유로(15)는 일단이 제2비례밸브(32)에 연결되고, 타단이 밸브본체(9)의 외부와 연결된다. 제어유닛(50)의 제2제어신호에 의하여 제2비례밸브(32)가 동작하고, 이러한 제1비례밸브(32)에 의하여 제4메인유로(14)가 개방될 때 제5메인류로(15)는 제4메인유로(14)와 연통된다. 구체적으로, 제5메인유로(11)의 일단은 제2오리피스(32a)의 하부에 연결되어 제2오리피스(32a)와 연통되며, 제2오리피스(32a)의 상단은 개방된다. 제2마개(32b)는 제2비례밸브(32)의 상부공간에 설치된 전자석(미도시)의 자력에 의해서 제2오리피스(32a)를 개방시키고, 상기 전자석의 자력이 차단된 상태에서 제2스파이더링(32c)의 탄성복원력에 의해서 제2오리피스(32a)를 폐쇄할 수 있다.The fifth
제1마개(31b) 및 제2마개(32b)는 철과 같은 자석에 붙는 재질이 사용될 수 있다.The
제1스파이더링(31c) 및 제2스파이더링(32c)은 금속 재질의 판스프링 형태로 원상회복 속도가 빠르며, 탄성률에 변동이 거의 없고, 수명이 길어 반영구적으로 사용할 수 있다. The
제어유닛(50)의 제어신호에 의해서 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)가 개방된 경우, 유입배관(3)을 통해 흐르는 유체는 제1메인유로(11), 제2메인유로(12), 제3메인유로(13), 제4메인유로(14) 및 제5메인유로(15)를 순차적으로 경유하게 된다.When the first
제어유닛(50)의 제어신호에 의해서 제1비례밸브(31)가 개방되고 제2비례밸브(32)가 개방되지 않는 경우, 유입배관(3)을 흐르는 유체는 제1메인유로(11)와 제2메인유로(12)를 거쳐 제3메인유로(13)의 내부로 유입되어 공급배관(5)의 내부로 이동하고, 제3메인유로(13)의 내부로 유입된 유체 중 일부는 제4메인유로(14)의 내부를 채우게 된다. 이때, 제4메인유로(14)와 제5메인유로(15)는 연통되지 않으므로 제5메인유로(15)에는 유체가 유입되지 않는다. 이때, 제3메인유로(13)와 연통되는 완충유로(20)를 통해서 유체가 외부로 배기됨으로써 외부탱크(7)에 공급되는 유체의 압력을 완충시키는 작용은 한다.When the first
제어유닛(50)의 제어신호에 의해서 제2비례밸브(32)가 개방되고 제1비례밸브(31)가 개방되지 않은 경우, 공급배관(5)을 흐르는 유체는 제3메인유로(13)와 제4메인유로(14)를 거쳐 제5메인유로(15)를 통해서 외부로 배기된다. 따라서, 외부탱크(7)의 출력압력은 낮아지게 된다. 이때, 제2메인유로(12)와 제1메인유로(11)는 연통되지 않으므로 제1메인유로(11)에는 유체가 유입되지 않는다.When the second
개폐유닛(30)은 밸브본체(9)의 외측면에 설치되며, 제어유닛(50)의 제어신호에 의하여 메인유로(10)를 개폐한다. 개폐유닛(30)은 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)를 포함한다.The opening /
제1비례밸브(31)는 유입배관(3)에 가까운 쪽에 설치되고, 제2비례밸브(32)는 공급배관(5)에 가까운 쪽에 설치된다. 여기서 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)라는 명칭에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 개폐유닛(30)는 비례밸브(Proportional Control Valve)로 이루어질 수 있다.The first
여기서 비례제어 밸브는 1차측과 2차측의 압력이나 온도, 유량 등에 따라 상대적으로 조절되는 밸브로, 입력 연산값(pid 값 이라고 함)에 따라 동작의 속도나 열리는 정도를 스스로 제어 합니다, 주로 에어로 제어 하는데 내부에 다이아프램이라고 하는 격막이 에어의 량을 조절하고, 이를 다시 positioner 라고 하는 제어기로 보내 밸브를 어느 정도 열 것 인지를 결정한다. The proportional control valve is a valve that is controlled by the pressure, temperature, flow rate, etc. of the primary and secondary, and controls the speed or opening degree of operation according to the input operation value (called pid value) The diaphragm inside the diaphragm adjusts the amount of air and sends it back to the controller called positioner to determine the degree of opening of the valve.
압력감지유닛(40)은 제3메인유로(13)에 연결되어 제3메인유로(13)의 내부압력을 측정하기 위한 것으로, 압력감지센서(41) 및 압력감지유로(42)를 포함한다.The
압력감지유로(42)는 일단이 제3메인유로(13)와 연통되며 타단은 압력감지센서(41)에 연결된다.One end of the pressure
압력감지센서(41)는 제어유닛(50)에 전기적으로 연결되며, 압력감지유로(42)의 내부압력을 측정한 측정압력을 제어유닛(50)에 전송한다.The
제어유닛(50)은 압력감지유닛(40) 및 개폐유닛(30)에 전기적으로 연결되며, 압력감지유닛(40)으로부터 전송 받은 측정압력을 기설정된 목표압력과 비교하여 연산된 개폐량 정보를 개폐유닛(30)에 전송한다. 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)는 상기 개폐량 정보에 따라서 각각 제1메인유로(11) 및 제4메인유로(14)를 개폐하게 된다.The
또한 제어유닛(50)은 사용자단말(60)에 연결될 수 있으며, 사용자단말(60)로부터 목표압력까지 도달하는데 소요되는 시간정보를 다운로드(Download)하여 이를 각각 제1개폐량 정보 및 제2개폐량 정보로 변환하여 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)로 전송할 수 있다.The
한편 완충유로(20)는 외부탱크(7)에 유체를 공급할 때 유체의 속도로 인해서 외부탱크(7)의 실제 출력압력이 목표압력보다 높아지는 것을 완충하기 위한 것으로, 출력측 삽입구(4)의 일측에 배치되며 완충유로(20)의 일단은 제3메인유로(13)에 연통되고, 타단은 외부와 연통된다. 따라서 완충유로(20)를 통해서 제3메인유로(13)의 유체는 외부로 배기되어 제3메인유로(13)의 내부압력은 어느 정도 낮아지게 된다. 이러한 완충유로(20)의 지름은 제1비례밸브(31)의 제1오리피스(31a)의 지름의 50%이하일 수 있다. 보다 바람직하게는 20~30%이다. 예를 들면, 제1오리피스(31a)의 지름이 1[mm]라면 완충유로(20)의 지름은 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4[mm]일 수 있다. On the other hand, the
도 4 내지 도 6은 도 2의 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 나타내는 도면이다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 실시 예에 따른 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 단계별로 설명한다.4 to 6 are views showing the operation of the pneumatic servo valve using the bi-directional proportional valve of Fig. Hereinafter, the operation of the pneumatic servo valve using the two-way proportional valve according to the present embodiment will be described step by step with reference to Figs.
우선 도 4에서와 같이, 제1비례밸브(31) 및 제2비례밸브(32)가 차단된 경우, 유입배관(3)을 통해 흐르는 유체는 제1메인유로(11)로 이동한다. 이때, 제1메인유로(11)와 제2메인유로(12)는 연통되지 않으므로 제2메인유로(12)에는 유체가 유입되지 않는다.4, when the first
다음으로, 도 5에서와 같이, 제어유닛(50)의 제어신호에 의해서 제1비례밸브(31)가 개방되고 제2비례밸브(32)가 개방되지 않는 경우, 유입배관(3)을 흐르는 유체는 제1메인유로(11)와 제2메인유로(12)를 거쳐 제3메인유로(13)의 내부로 유입되어 공급배관(5)의 내부로 이동하고, 제3메인유로(13)의 내부로 유입된 유체 중 일부는 제4메인유로(14)의 내부를 채우게 된다. 따라서, 외부탱크(7)의 출력압력은 높아지게 된다. 이때, 제4메인유로(14)와 제5메인유로(15)는 연통되지 않으므로 제5메인유로(15)에는 유체가 유입되지 않는다. Next, as shown in Fig. 5, when the first
다음으로, 도 6에서와 같이, 제어유닛(50)의 제어신호에 의해서 제2비례밸브(32)가 개방되고 제1비례밸브(31)가 개방되지 않은 경우, 공급배관(5)을 흐르는 유체는 제3메인유로(13)와 제4메인유로(14)를 거쳐 제5메인유로(15)를 통해서 외부로 배기된다. 따라서, 외부탱크(7)의 출력압력은 낮아지게 된다. 이때, 제2메인유로(12)와 제1메인유로(11)는 연통되지 않으므로 제1메인유로(11)에는 유체가 유입되지 않는다.Next, when the second
결과적으로, 본 발명에 따른 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브는 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하는 것을 방지함으로써 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 유체의 유동량과 유동압력을 정밀하게 제어할 수 있다.As a result, the pneumatic servo valve using the bi-directional proportional valve according to the present invention can prevent the overshoot where the control amount exceeds the target value, thereby precisely controlling the output pressure of the external tank, The flow pressure can be precisely controlled.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail by way of preferred embodiments thereof, other forms of embodiment are possible. Therefore, the technical idea and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.
1: 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브
2: 입력측 삽입구
3: 유입배관
4: 출력측 삽입구
5: 공급배관
7: 외부탱크
9: 밸브본체
10: 메인유로
11: 제1메인유로
12: 제2메인유로
13: 제3메인유로
14: 제4메인유로
15: 제5메인유로
20: 완충유로
30: 개폐유닛
31: 제1비례밸브
32: 제2비례밸브
40: 압력감지유닛
41: 압력감지유로
42: 압력감지센서
50: 제어유닛
60: 사용자 단말1: Pneumatic servo valve with 2-way proportional valve 2: Input port
3: inflow pipe 4: output side inlet
5: Supply piping 7: External tank
9: valve body 10: main flow path
11: first main flow path 12: second main flow path
13: third main flow channel 14: fourth main flow channel
15: fifth main flow path 20: buffer flow path
30: opening and closing unit 31: first proportional valve
32: second proportional valve 40: pressure sensing unit
41: pressure sensing channel 42: pressure sensing sensor
50: control unit 60:
Claims (8)
상기 메인유로에 연결되어 상기 메인유로의 내부압력을 측정한 측정압력을 전송하는 압력감지유닛;
상기 메인유로에 연결되어 상기 메인유로를 개폐가능한 개폐유닛; 및
상기 압력감지유닛 및 상기 개폐유닛에 연결되며, 상기 압력감지유닛으로부터 전송된 상기 측정압력을 목표압력과 비교하여 생성한 개폐량 정보가 포함된 제어신호를 상기 개폐유닛에 전송하는 제어유닛;을 포함하는, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.A main inlet port through which the inlet pipe is inserted and an outlet port through which the supply pipe is inserted are formed at both ends of the inlet port and a port for connecting the inlet port and the outlet port to provide a path for moving the fluid of the inlet pipe to the supply pipe, A valve body having a flow path formed therein;
A pressure sensing unit connected to the main flow path to transmit a measurement pressure measuring an internal pressure of the main flow path;
An opening / closing unit connected to the main flow path and capable of opening and closing the main flow path; And
And a control unit connected to the pressure sensing unit and the opening and closing unit and transmitting a control signal including opening and closing amount information generated by comparing the measured pressure transmitted from the pressure sensing unit with a target pressure to the opening and closing unit Pneumatic servo valve with two-way proportional valve.
상기 제어신호는 제1제어신호 및 제2제어신호를 포함하되,
상기 개폐유닛은 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호에 의해 각각 작동되는 제1비례밸브 및 제2비례밸브를 포함하되,
상기 메인유로는,
상기 입력측 삽입구에 연결되고 상기 제1비례밸브에 의해 개폐되는 제1메인유로;
상기 제1메인유로 개방시 상기 제1메인유로에 연통되는 제2메인유로;
일단이 상기 제2메인유로에 연결되고 타단이 상기 출력측 삽입구에 연결되는 제3메인유로;
일단이 상기 제2비례밸브에 연결되어 개폐되고 타단이 상기 제3메인유로에 연결되는 제4메인유로;및
일단이 상기 제2비례밸브에 연결되고 상기 제4메인유로가 개방될 때 상기 제4메인유로에 연통되는 제5메인유로;를 포함하여 이루어진, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.The method according to claim 1,
Wherein the control signal comprises a first control signal and a second control signal,
Wherein the opening and closing unit includes a first proportional valve and a second proportional valve that are respectively operated by the first control signal and the second control signal,
The main flow path,
A first main flow path connected to the input side inlet and opened / closed by the first proportional valve;
A second main passage communicating with the first main passage when the first main passage is opened;
A third main flow path having one end connected to the second main flow path and the other end connected to the output side insertion port;
A fourth main flow passage whose one end is connected to the second proportional valve to open and close and the other end to the third main flow passage;
And a fifth main flow passage, one end of which is connected to the second proportional valve and is in communication with the fourth main flow passage when the fourth main flow passage is opened.
상기 압력감지유닛은,
일단이 상기 제3메인유로에 연결되는 압력감지유로; 및
상기 압력감지유로의 타단에 연결되어 상기 압력감지유로의 내부압력을 측정하는 압력감지센서;를 포함하는, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.The method of claim 2,
The pressure sensing unit includes:
A pressure sensing flow path whose one end is connected to the third main flow path; And
And a pressure sensor connected to the other end of the pressure sensing flow path to measure an internal pressure of the pressure sensing flow path.
상기 밸브본체에는 일단이 상기 제3메인유로와 연통되며, 타단이 외부와 연통되는 완충유로가 형성된, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.The method of claim 2,
Wherein the valve body has a buffer flow path having one end communicating with the third main flow path and the other end communicating with the outside.
상기 완충유로의 지름은 상기 제3메인유로의 지름의 50% 미만인, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.The method of claim 4,
Wherein the diameter of the buffer passage is less than 50% of the diameter of the third main passage.
상기 완충유로의 지름은 상기 제3메인유로의 지름의 20%~30%인, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브.The method of claim 5,
Wherein the diameter of the buffer passage is 20% to 30% of the diameter of the third main passage.
상기 압력감지유닛에 의해 상기 메인유로의 내부압력이 측정되 측정압력이 전송되는 단계;
상기 제어유닛이 상기 측정압력을 목표압력과 비교하여 개폐량 정보가 포함된 제어신호를 전송하는 단계; 및
상기 계폐유닛이 상기 제어신호를 수신하여 메인유로를 개폐하는 단계;를 포함하는 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 제어방법.A method for controlling a pneumatic servo valve using a two-way proportional valve according to claim 1,
The internal pressure of the main flow path is measured by the pressure sensing unit, and the measurement pressure is transmitted;
The control unit comparing the measured pressure with a target pressure to transmit a control signal including information on opening / closing amount; And
And a step of opening and closing the main flow path by receiving the control signal from the closure unit.
상기 제어신호는 제1제어신호 및 제2제어신호를 포함하되,
상기 개폐유닛은 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호에 의해 각각 작동되는 제1비례밸브 및 제2비례밸브를 포함하는, 2방향 비례밸브를 이용한 공압 서보밸브의 제어방법. The method of claim 7,
Wherein the control signal comprises a first control signal and a second control signal,
Wherein the opening / closing unit includes a first proportional valve and a second proportional valve that are respectively operated by the first control signal and the second control signal.
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KR20220077381A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 한국기계연구원 | Hydraulic transmission device |
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KR100285928B1 (en) | 1999-01-30 | 2001-03-15 | 윤용호 | A valve control circuit and a servo valve using the same |
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JP2015170722A (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 東フロコーポレーション株式会社 | electromagnetic actuator |
-
2017
- 2017-11-07 KR KR1020170147678A patent/KR102070492B1/en active IP Right Grant
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