KR20190108400A - 무전원 속도제어 밸브 부착 유체커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프의 토출 측에 연결된 세관을 통하여 토출 유체의 일부를 제어밸브의 1차 제어유체로 작용할 수 있도록 함으로서 제어밸브의 피스톤의 개구 면적을 조절하고 이에 의하여, 이는 결과적으로 입력신호로 작동하여 유체 커플링의 작동 유체 양을 제어하고, 이는 2차적으로 펌프 회전수를 제어할 수 있도록 함으로서 펌프 토출 측에 연결된 상수도 공급 배관망의 압력을 지정된 일정 압력으로 유지가 가능하도록 하면서 동시에 구동 모터에 공급되는 전력 소모량을 최적으로 함으로서 전체 전력 소모량을 절감할 수 있도록 하는 장치이다.

Description

무전원 속도제어 밸브 부착 유체커플링{Fluid coupling with non-powered speed control valve}

본 발명은 펌프, 송풍기 또는 압축기(Compressor) 등의 토출 측의 압력을 감지, 피드백 시켜 펌프, 송풍기 또는 압축기와 이들을 구동 시키는 전기모터사이에 설치되어 피구동 장치의 회전수를 조절하는 유체 커플링의 셋팅된 속도제어 밸브를 통하여 유량 변동에 따른 토출압력 변화를 줄이도록 제어하는 유체커플링에 관한 것이다.

회전동력 발생 장치인 터빈, 엔진, 풍차, 모터 등의 구동원으로 부터 각종 펌프, 팬, 감속기 및 바퀴 등의 회전기기에 동력을 직접 전달하기 위해서는 축과 축 사이에 연결 장치인 플랜지가 사용된다. 이 플랜지에 동력전달의 기능 외에 진동과 충격 등의 흡수 기능 뿐 아니라 최근에는 동력의 전달량을 조절 및 차단할 수 있는 기능을 추가적으로 가진 유체커플링이라는 추가적 요소가 사용되며, 이러한 유체 커플링은 작동유체의 양(수준)에 의하여 전달 동력의 조절 또는 차단이 되도록 하고, 이 작동유체의 양(수준)은 스쿠프 튜브라는 장치를 통하여 수동 또는 전기적 액튜에이터에 의하여 조절하고 있디.

본 발명은 전달 동력이 수시로 잦은 변경이 요구되지만 사람이 지속적으로 제어를 할 수 없는 환경이거나, 액튜에이터 작동 전력을 공급할 필요 등이 없이, 단지 토출구의 압력 변화를 감지하고 이를 피드백 시켜 유체 커플링의 전달동력을 컨트롤함으로서 펌프 부하의 변화에도 불구하고 초기 셋팅된 일정한 토출압이 유지되도록 함으로서 상기 사람이 없이 그리고 제어전력이 없이 수시로 변동되는 펌프의 토출 측 부하의 변동에도 불구하고 펌프의 일정 토출압력을 유지할 수 있도록 하는 유체커플링 제어의 목적을 달성할 수 있는 기술이다.

1. 기존의 유체커플링은 내부의 전달 유체 양을 스쿠프 튜브라는 장치를 통하여 조절함으로서 전달동력을 제어하는데, 이때에 펌프의 펌핑 유체의 수요가 변동 됨에도 불구하고 일정한 토출압력이 요구되지만 스쿠프 튜브의 조절은 외부 전원을 사용한 컨트롤러의 셋팅 또는 수동으로 스쿠프 튜브 각도를 셋팅 하게 되어 이들은 펌프 부하가 수시로 변화하는 값을 따라 그때 그때 셋팅할 수 없으므로 펌프의 실제 공급되는 구동 동력과 펌프의 부하에 따라 필요한 필요 동력 사이에는 갭이 발생할 수밖에 없다. 본 발명은 이러한 갭을 최소화함으로서 펌프 시스템에 소비되는 공급전력을 최적의 양으로 줄일 수 있도록 하는 것이다.

2. 상기 1.항에서 언급한 갭은 펌프의 토출 측 필요 토출 량에 따른 압력으로 나타나는데, 이러한 압력의 변화는 펌프가 송출하는 유체의 사용처에서의 적정 사용압력에서 벗어나는 문제를 야기하고 있는데, 본 발명은 이러한 갭을 최소화함으로서 사용처에서 변동하는 사용 유량에도 불구하고 필요한 적정 압력으로 공급이 가능하도록 하는 것이다.

3. 본 발명은 상기 1.항에서 언급한 스쿠프 튜브 제어를 위한 외부 전원을 모터 구동 전력에서 일부 공급받기 위해 전력을 변환 시키는 장치를 생략 가능하도록 하여, 장치 자체의 노후화에 따른 고장 및 높은 습도 또는 침수와 같은 외부 환경변화에 제어 불능의 상황을 막을 수 있다.

4. 본 발명은 상기 1.항에서 언급한 스쿠프 튜브 제어각도를 수동으로 셋팅하는 경우에 운전 조정하는 사람이 수시 또는 항시 근무가 필요하지만, 본 발명은 이러한 운전 조정이 불필요하게 된다.

본 발명은 유체 커플링에서 사용되는 방법인 작동 유체 조절을 위한 스쿠프 튜브의 각도 조절 대신에 유체 커플링의 작동 유체 공급을 조절함으로서

가능하며, 작동 유체의 공급 조절은 펌프 토출측 압력의 변화에 따라, 토출 압력이 떨어질 때에는 유체 커플링 작동 유체의 량을 늘려주고 반대로 토출압이 높아질 때에는 유체 커플링의 작동 유체의 량을 줄여줄 수 있는 컨트롤 밸브를 사용한다. 이는 동시에 펌프와 같은 피구동체의 부하 변동을 유체커플링과 이의 작동유체 제어밸브의 조합을 통하여 개선시킴으로서 전체적 동력 전달 효율을 향상 시킨다.

본 발명에 따른 자동 제어밸브는 유체커플링의 작동 유체의 제어를 별도의 스쿠프 튜브 및 이 스큐프 튜브를 제어하기 위한 제어장치(전기적 또는 수동적)가 없이 단지 유체커플링에 의해 구동되는 펌프의 토출압력의 변화를 감지하여 펌프의 토출측 필요 압력이 유지 되도록 최적의 컨트롤이 가능하게 하는 성능을 가진다.

도면 1은 본 발명의 조립된 상태의 전체 구조를 설명하는 단면도의 개념도 이다.
도면 2은 본 발명을 구성하는 작동 실린더를 설명하는 단면도의 개념도이다.
도면 3는 본 발명을 구성하는 제어밸브 기능을 이해하는 기능 설명을 위한 개념이다.
도면 4는 본 발명의 제어밸브의 구조를 설명하는 밸브바디의 개념도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규 특징들은 다음의 첨부 도면에서 설명한다.

작동 실린더(11)은 피스톤과 코일 스프링이 내장되어 있어서 실린더 내로 펌프 토출측의 유체의 압력이 그대로 전달되도록 토출측과 가는 관으로 직결되어 있다. 여기서 코일 스프링은 토출압이 내려갈 때에 피스톤의 하강 전 위치로 되돌아오는 복원력을 제공하는 기능을 가지고 있다.

피스톤 로드(14)는 제어밸브 어셈블리(12)의 밸브스템(22)과 직결되어, 결국 밸브의 변위가 곧 제어밸브(12)의 밸브 게이트(23)를 움직이게 되며, 이때 밸브 게이트(23)의 열린 면적이 밸브 바디(25)의 열린 면적과 중첩되는 만큼의 작동 유체 통로가 확보되고, 이에 비례하는 만큼의 유량이 흐르게 되어, 이는 곧 유체 커플링의 작동 유체량을 제어할 수 있도록 한다.

11. 작동 실린더
12. 작동 피스톤
13. 리턴 스프링
14.피스톤 로드
15. 토출 유체압력 입구(펌프 토출측 연결부)
20. 제어밸브 어셈블리
21. 제어밸브 바디
23. 제어밸브 게이트
24. 밸브 스템
33. 마운팅 브라켓

Claims (3)

1. 펌프의 토출 압력을 이용하여 펌프를 구동 시키는 유체 커플링의 속도를 제어하는 유체커플링과 제어밸브가 통합된 시스템.
2. 작동 유체의 압력으로 제어되는 밸브의 피스톤 변위량에 비례하여 유체커플링의 컨트롤 유량을 제어하는 밸브.
3. 밸브의 스템에 코일 스프링을 끼워 넣어 작동 유체의 압력 감속시 피스톤의 원위치 복원력을 제공하는 장치

Images