KR20200071087A - 액체 전도 기기 및 시스템용 유압 제어 장치 - Google Patents

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다니엘 세루티
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엘텍 에스.피.에이.
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Abstract

액체를 사용하는 기기 또는 시스템과 액체 공급원 사이의 연결을 위해 설계되고, 액체 전도 기기 또는 시스템을 위한 유압 제어 장치로서, 상기 유압 제어 장치(1)는 입구 커넥터(2a)와 출구 커넥터(3a) 사이에서 연장되는 액체(30a, 30b)용 덕트를 갖는 장치 몸체(2', 3'), 장치 몸체(2', 3')에 연계된 유량계 및 밸브 몸체(31)를 제어하기 위한 제어 메커니즘(33-39) 및 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재(31)를 포함하는 장치 몸체(2', 3')에 연계된 밸브 장치(16, 31, 33-39)를 포함한다. 제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재(31)의 이동을 위해 유량계(40, 50; 40')에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하다. 유량계는 액체(30a, 30b)용 덕트 내에서 유동하는 액체에 의해 도달가능한 2개 이상의 전기 검출 요소(42, 421, 422, 423)을 포함하는 비기계식 유량계(40, 50; 40')이다.

Description

액체 전도 기기 및 시스템용 유압 제어 장치
본 발명은 액체 공급원과 액체를 사용하는 기기 또는 시스템 사이의 연결을 위해 사전배열된, 액체 전도 기기 또는 시스템용 유압 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 장치 자체를 통해 흐르는 액체의 흐름 또는 부피를 측정하고 측정된 부피가 사전 설정된 부피에 도달하거나 또는 초과하거나 또는 측정된 흐름이 사전 설정된 값 또는 값의 범위와 상이할 때 액체의 흐름을 차단하기 위해 사전배열된 유압 제어 장치를 참조하여 개발되었다.
본 발명에 따른 장치는 세탁기 및 식기 세척기와 같은 수전 가전 제품 분야에서 바람직한 응용을 찾고, 여기서 장치 자체는 기본적으로 넘침 방지 안전 기능을 충족시킨다.
보다 일반적으로, 본 발명은 예를 들어 열-위생 시스템, 가열 또는 공조 시스템, 관계 시스템 등에서 사전설정된 부피에 도달하거나 또는 이를 초과할 때 액체의 흐름을 차단하기 위해 유용하거나 또는 필요한 유압 장치 및 시스템과 조합하여 사용될 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명은 액체를 사용하는 기기 또는 시스템과 액체 공급원 사이의 연결을 위해 설계되고, 액체 전도 기기 또는 시스템을 위한 유압 제어 장치에 관한 것으로, 상기 유압 제어 장치는 입구 커넥터와 출구 커넥터 사이에서 연장되는 액체용 덕트를 갖는 장치 몸체, 장치 몸체에 연계된 유량계 및 밸브 몸체를 제어하기 위한 제어 메커니즘 및 액체용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재를 포함하는 장치 몸체에 연계된 밸브 장치를 포함한다. 제어 메커니즘은 액체의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재의 이동을 위해 유량계에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하다. 유량계는 액체용 덕트 내에서 유동하는 액체에 의해 도달가능한 2개 이상의 전기 검출 요소를 포함하는 비기계식 유량계이다.
전술된 유형의 액체 전도 기기 및 시스템을 위한 유압 제어 장치는 예를 들어 제1항의 전단부에 따라 제GB2055454A호로부터 공지되어 있다.
예를 들어, 물 전도 가전 기기의 분야와 관련하여, 언급된 유형의 장치는 예를 들어, 기기의 공급 파이프의 상류에 있는 당해 기기와 수도관으로부터의 물의 흡인 지점 사이에 전형적으로 적용된다.
이 장치는 수도관에서 기기로 지속적으로 흐르는 물의 유량을 측정할 수 있으며 입구에서의 물의 양이 사용자에 의해 설정될 수 있거나 또는 제조 단계에서 사전 정해질 수 있는 특정 안전 한계 이상인 경우 흐름을 중단시키도록 사전설정된다.
이를 위해, 장치는 전형적으로 유량계, 밸브 장치, 및 종종 상기 안전 한계의 설정을 가능하게 하는 조절 장치를 포함한다. 이 방식으로, 제어 장치에 대해 사전정해지거나 또는 설정된 안전 한계가 50 1인 경우, 유량계를 통해 검출된 대응하는 물의 양을 감지하면, 유압 제어 장치는 자체 밸브 장치를 통해 흐름을 차단시킨다.
장치는 일반적으로 이 환경에서 공급된 기기가 적절히 작동되지 못하기 때문에 흐름 자체의 차단 없이 연속적인 흐름의 존재에 대한 안전 한계에 대응하는 물의 상기 양을 검출하도록 고려된다. 대신, 기기가 적절히 작동하면, 물의 흡인이 연속 간격으로 발생하며, 매번 안전 량보다 낮은 단일 수량의 물에 도달한다. 이를 위해, 예를 들어 세탁기의 경우 이의 작동 사이클은 전형적으로 연속적인 단일 처리 단계를 예상하며, 각 처리 단계는 안전 한계보다 낮은 주어진 양의 물을 기계에 로딩하는 것을 전제로 한다. 분명히, 다양한 단계를 수행하는 데 필요한 개별 물의 양의 합계는 안전 한계를 초과할 수 있지만, 전술된 바와 같이 이들 양은 비 연속적인 방식으로 로딩된다(그리고 작동 사이클의 각 단계는 기기로부터 물의 배출에 따라 종료됨).
보다 구체적인 예를 제공하기 위해, 기기에서 실행되는 사이클은 처리 단계를 수행하기 위해 30 1의 물의 로딩을 필요로 한다. 따라서 이 양은 수도관으로부터 연속적으로 취해지며 일단 양(예를 들어, 자체의 압력 스위치를 통하여 기기 내에서 측정됨)에 도달하면 기기는 물의 흡입을 차단하여 예를 들어 로딩 밸브를 밀폐한다. 이러한 상황에서 유압 제어 장치는 대응 안전 제한이 50 1로 설정되어 있는 경우 자체 내부 밸브 장치의 밀폐를 야기하지 않는다. 그러나, 유압 제어 장치는 내부 유량계를 통해 301 량의 흡기 종료 시 유량 정지를 감지할 수 있으며, 결과적으로 그 순간까지 유량계에 의해 이루어진 카운트를 재설정 할 수 있다. 결과적으로, 후속적으로 물의 제2 로딩이 예상되더라도(예를 들어, 처리 사이클의 후속 단계를 수행하기 위해 다시 한번 30 1의 양), 유량계는 0에서 시작하여 새로운 리터의 카운트를 시작하고, 유압 제어 장치는 자체 밸브 장치를 통해 유량을 중단시키지 않는다(물론, 기기의 오작동을 나타내는 상태인 상기 물의 제2 충전이 50 1을 초과하지 않는 경우).
비용의 이유로, 상기 언급된 유형의 대부분의 유압 제어 장치에서, 유량계 및 밸브 장치는 기계적 유형이며, 전형적으로 기어 변속기를 통해 서로 상호 작용하도록 고안된다. 이는 유량계 및/또는 밸브 장치의 가능한 고착(sticking)의 관점에서 문제의 원인일 수 있다. 이 고착은 예를 들어 모래, 토양 또는 철 잔류물과 같은 수도관에서 나오는 물에 불순물이 존재하기 때문에 임펠러의 날과 이를 수용하는 몸체 사이에 시간이 지남에 따라 증착될 수 있고, 이에 따라 임펠러 자체 고착의 원인이 된다. 상기 불순물은 또한 유량 센서를 밸브 장치에 연결하는 기어 또는 다른 이동가능 부재 사이를 관통하여 필요할 때 밸브 장치의 활성화를 방지할 수 있다. 또한 공지된 유량계는 액체의 흐름이 있는 상태에서 기계 부품을 지속적으로 작동시킬 수 있고, 피할 수 없는 마모가 발생하여 검출의 부정확성을 유발할 수 있으며, 매우 작은 액체의 유량을 감지하기에는 거의 적합하지 않다(예를 들어, 분당 몇 밀리리터).
유량계 및/또는 밸브 장치의 고착 또는 일정하고 연장되었지만 저속인 유량의 흐름이 검출되지 않는 경우, 유압 제어 장치가 이의 자체 기능을 정확히 충족시키지 못하고, 전형적으로 안전 한계에 도달했을 때 액체의 흐름을 차단하지 않는다.
일반적인 용어로, 본 발명은 전술한 종래 기술의 하나 이상의 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 이와 관련하여, 본 발명의 목적은 제어된 액체의 낮은 유량의 검출의 부재로 인한 작동의 부정확성 또는 장치 자체에 유동하는 액체에 존재하는 가능한 불순물의 존재로 인한 고착의 위험이 덜한 것으로 제시된 유형의 유압 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 높은 측정 정밀도를 나타내는 유형의 유압 제어 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 사전설정된 양의 액체의 오버스테핑을 감지하는 것 외에 안전 기능을 수행할 수 있는 유형의 유압 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적 중 하나 이상 및 이후에 보다 명확하게 나타날 다른 목적은 본 발명에 따라 첨부된 청구 범위에 지시된 특성을 갖는 액체 전도 기기 또는 시스템을 위한 유압 제어 장치에 의해 달성된다. 청구항은 본 발명과 관련하여 본원에 제공된 기술적 교시의 일체 부분을 형성한다.
본 발명의 추가의 목적, 특징 및 장점이 본 발명을 비제한예로서 제공되는 첨부 도면들을 참고하여 후술된다:
도 1은 액체를 사용하는 기기 또는 시스템과 액체의 공급원 사이에 설치된 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 도식적인 사시도.
도 2는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 부분적으로 분해된 도면.
도 3은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 캐스팅 부분의 분해된 도식적인 사시도.
도 4는 대응 개스킷 및 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 캐스팅 부분의 도식적인 사시도.
도 5는 캐스팅 부분이 제거되고 도 2의 장치의 부분적으로 분해된 도식적인 사시도.
도 6은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 도식적인 수직 단면도.
도 7은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 유량계 유닛의 분해된 도식적인 사시도.
도 8은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 유량계에 속한 지지부의 도식적인 분해된 사시도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 제1 기능 유닛의 상이한 각도로부터 부분적으로 분해된 사시도.
도 11은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 제1 기능 유닛의 부분적으로 분해된 사시도.
도 12는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 제1 기능 유닛의 도식적인 단면도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치에서 사용될 수 있는 유량계의 작동 원리를 도식적으로 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 제2 기능 유닛의 도식적인 단면도.
도 15는 제1 상태에서 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 일부의 부분적인 단면 사시도.
도 16은 제1 상태에서 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 제2 기능 유닛의 단면 사시도.
도 17 및 도 18은 제2 상태에서 상기 제1 유닛과 장치의 도 15 - 도 16과 유사한 도면.
도 19는 본 발명의 추가 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치의 유량계 유닛에 속한 지지부의 측면도.
도 20은 도 19의 지지부의 개략적인 분해도이다.
본 명세서에서 "실시예", "일 실시예" 또는 "다양한 실시예" 등은 본 실시예와 관련하여 기술된 적어도 하나의 세부사항, 구성, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다. 따라서, 본 명세서의 다양한 지점에 존재할 수 있는 "실시예에서", "하나의 실시예에서", "다양한 실시예에서"와 같은 문구는 반드시 하나의 동일한 실시예를 지칭하지 않으며, 대신에 다른 실시예를 지칭할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 형성된 특정 형태, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있으며, 표현된 것과 다를 수 있다. 본 명세서에서 사용된 도면 부호 및 공간 참조(예컨대 "위", "아래", "상부", "하부", "전방", "후방", "수직" 등)는 도면에서, 편의상 제공되는 것일 뿐이며, 따라서 보호 범위 또는 실시예의 범위를 형성하지 않는다. 본 명세서 및 첨부된 청구항에서, "액체"라는 일반 용어는 또한, 혼합물 및 물 및/또는 다른 액체를 포함하는 용액을 포함하는 물 또는 다른 액체인 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, "액체 전도 기기 및 시스템"이라는 일반적인 형성는 액체가 공급되거나 또는 더 일반적으로 적어도 하나의 액체를 사용하는 장치, 기기 및 시스템을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서, 동일한 도면 부호는 서로 유사하거나 기술적으로 동등한 요소를 지정하기 위해 이용된다.
도 1을 참조하면, 전체적으로 1로 도시되는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 유압 제어 장치는 WN으로 지정되는 액체의 일반적인 공급원 또는 흡입 지점과 UA로 지정되는 일반적인 액체 전도 기기 또는 시스템 또는 플랜트 사이에 연결된다. 이어지는 예에서, 흡입 지점(WN)은 가정용 수도관에 속하는 탭이고, 기기(UA)는 물의 로딩을 위한 파이프에 제한적으로 나타나는 세척용 가정용 기기(세탁기 또는 식기세척기)이다. 본 설명의 서론 부분에서 설명된 바와 같이, 장치(1)는 가정용과는 다른 상황에서 사용될 수 있다.
일반적으로, 장치(1) 내에는 입구(IN) 및 출구(OUT)를 갖는 액체용 덕트가 형성된다.
이 덕트를 따라 유량계 및 밸브 장치가 작동하며, 이는 도입부에서 설명된 바와 같이, 유량계를 통하여 구현된 측정을 기초로 상기 덕트를 밀폐하도록 재배열되며, 연속 유동이 존재하는 경우 액체의 양이 주어진 한계 이상("안전 한계"로 지칭)에 도달될 때 이는 사용자에 의해 설정될 수 있거나 또는 제조 단계에서 사전 정해질 수 있다. 바람직하게도, 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에서, 장치(1)는 정상 또는 사전정해진 값 범위 밖의 액체 흐름(따라서 너무 낮거나 너무 높은 흐름)이 감지될 때 상기 덕트를 밀폐하도록 재배열된다.
장치는 입구(IN) 및 출구(OUT)를 형성하는 커넥터 몸체를 가지며, 바람직하게는 이는 - 적어도 유량계가 제공된 부분에서 - 전기 절연 재료, 바람직하게는 플라스틱 재료로 제조된다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 다양한 실시예에서, 장치(1)는 2 개의 기능 유닛(2 및 3)을 포함하며, 각각의 기능 유닛은 바람직하게는 액체의 덕트의 각각의 부분을 형성하는 몸체(2'및 3')가 제공된다. 바람직하게는, 2 개의 기능 유닛(2 및 3)은 각각 유량계 및 밸브 장치를 통합한다. 이 때문에, 이하에서는 유닛(2 및 3)은 각각 "유량계 유닛" 및 "밸브 유닛"라고 칭한다. 2 개의 유닛(2 및 3)의 몸체(2'및 3')는 유체 기밀 방식으로 함께 기계적으로 연결된다. 하나의 동일한 기능 유닛 내에 유량계 및 밸브 장치를 통합하거나 장치의 커넥터 몸체를 단일 부품으로 제공하는 경우가 본 발명의 범위에서 제외되지 않는다. 도면에 예시된 것과 같은 다양한 실시예에서, 유량계 또는 대응하는 유닛(2)은 액체를 위한 덕트를 따라 밸브 장치의 상류 또는 대응하는 유닛(3)의 상류에 위치하지만, 이는 필수 특징을 구성하지 않고 상반된 배열도 가능하다.
또한 도 2 및 도 5를 참조하면, 몸체(2'및 3')는 액체용 덕트의 말단 부분에서 각각 입구 커넥터 또는 피팅(2a) 및 출구 커넥터 또는 피팅(3a)을 형성한다. 비 제한적인 예에서, 피팅(2a)은 특히 암나사(male thread)와 함께 외부에 형성되고, 예를 들어 육각형 프로파일(hexagonal profile)을 갖는 몸체 부(body portion)를 포함하여, 특히 탭(WN)의 대응하는 수나사(미도시)에의 나사체결을 용이하게 한다. 다른 한편으로, 피팅(3a)은 외부에 수나사(male thread)가 제공되는 몸체 부분을 포함하고, 여기에서 예를 들어 기기(UA)의 물 유입 파이프의 링 너트(F)에 형성된 대응 암나사가 나사체결될 수 있다. .
다양한 실시예에서, 피팅(2a)는 액체 공급원의 피팅에 상보적인 유형의 정규화 또는 표준 피팅이다. 이러한 관점에서, 예를 들어, 피팅(2a)의 상기 암나사는 전기 가전 제품(일반적으로 ¾ "가스 피팅)의 연결에 전형적인 피팅(3a)과 같은 수나사에 상보적일 수 있다. 따라서, 보다 일반적으로, 피팅(2a)은 장치(1)에 대해 고려되는 사용 분야에 대한 정규화된 또는 표준 타입의 피팅일 것이다. 장치(1)는 공지된 기술에 따라, 예를 들어 회전 링 너트 및/또는 베이오닛 커플링 피팅을 사용하여 예시된 것과 다른 커넥터 장치를 제공할 수 있다.
장치(1)에는 외부 케이싱이 제공될 수 있다. 다양한 실시예에서, 케이싱은 4 및 5로 지정된 것과 같은 적어도 2 개의 부분으로 구성되며, 이 부분은 바람직하게는 반대 방향으로 및/또는 하나의 동일한 축방향으로 돌출하는 각각의 피팅(2a 및 3a)을 제외하고 기본적으로 서로 결합된 2개의 기능 유닛(2, 3)을 둘러싸도록 서로 결합될 수 있는 2개의 쉘을 제공한다.
다양한 실시예에서, 쉘(4)은 몸체(2')를 갖는 단일 조각으로 제조되지만, 쉘(4)은 몸체(2')에 고정된 별개의 부분으로 구성될 수도 있다. 쉘(5)은 독립 구성 요소로서 구성되는 것이 바람직하며, 이는 쉘(4)에 결합될 수 있고, 예를 들어 후술하는 바와 같이 몸체(2' 및 3') 중 적어도 하나에 대해 위치에 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 제어 장치에서, 유량계 및 밸브 장치 중 적어도 하나는 바람직하게는 전기적으로 공급될 수 있는 유형이다. 이러한 목적을 위해, 다양한 실시예에서, 장치는 자율적 전기 공급원이 제공되며, 바람직하게는 도 3 및 6에서 6으로 지정된 배터리와 같은 적어도 하나의 배터리, 바람직하게는 교체가능한 유형을 포함하는 적어도 하나의 배터리를 포함한다. 한편, 도시되지 않은 다른 실시예에서, 장치(1)의 전기 및 전자 부품은 유선 연결에 의해 전원으로부터 공급될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 장치의 케이싱은 자율적 전원 공급원에 대한 용이 한 액세스를 가능하게 하도록 구성되며, 이 목적을 위해 제거가능한 그 일부가 고려된다. 바람직한 실시예에서, 예를 들어 도 3 및 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 쉘(5)의 몸체는 배터리(6)를 수용하기 위한 시트(7), 특히 쉘(5)의 전방 프로파일에 대해 설정된 위치에 시트를 형성한다. 시트(7)에는 배터리 자체의 양극 및 음극 단자에 연결하기 위한 전기 접점(8)이 연결되어 있다. 바람직하게는, 시트(7)는 밀폐 상태에서 쉘(5)의 외부 프로파일과 실질적으로 동일할 수 있는 해치(9)에 의해 전방에서 재밀봉 가능하다. 해치(9)는 바람직하게는 제거가능한 유형이고, 예를 들어 쉘(5)의 전방의 대응하는 시트(5a)에 결합하기 위해 그 자체로 공지된 유형의 결합 시스템 및/또는 예컨대 나사(9a)를 이용하여 밀폐 상태로 유지될 수 있다.
다양한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치의 제어 전자장치는 자율적 전원 공급원의 충전 상태를 측정 및/또는 시그널링하기 위해 사전배열된다. 이를 위해, 장치는 예를 들어 배터리(6)의 충전 레벨이 주어진 임계값 아래로 떨어질 때를 나타내는데 적합한 경고등 또는 버저가 제공될 수 있다. 제어 전자장치는 충전 상태에 관한 정보를 예를 들어 무선 연결 및/또는 인터넷(인터넷에 접속하기 위한 게이트웨이가 제공된 장치)를 통하여 외부 전자장치(예를 들어, 전용 리모콘, 스마트 폰, 태블릿, 개인용 컴퓨터 등과 같은)와 통신하기 위해 사전배열될 수 있다. 다양한 바람직한 실시예에서, 장치(1)의 제어 전자장치는 안전을 위해 배터리(6)의 충전 레벨이 상기 주어진 임계값 아래로 떨어질 때 밸브 장치의 밀폐를 야기하는 방식으로 사전배열된다.
쉘(5)은 바람직하게는 2 개의 유닛(2 및 3) 중 적어도 하나의 몸체에 대해 제 위치에 고정되어 있다. 이를 위해, 도 3 및 도 4에 예시된 경우에, 시트(7)의 바닥에 형성된, 대응하는 고정 나사(7b)를 위한 적어도 하나의 통로(7a)는 몸체(2') 내에 형성된 대응 시트(도 5에서 2b)에 결합되도록 설계된다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 다양한 실시예에서, 쉘(5)은 통로(5b)가 제공된 하부 벽을 가지며, 이에 따라 쉘은 몸체(3')에 의해 형성된 출구 피팅(3a) 및 관통 시트(5c), 바람직하게는 후술된 리셋 부재(36)를 위한 실질적으로 관형 도는 원통형 시트를 통하여 장착될 수 있다. 이하에서 명백히 드러날 바와 같이, 실제로 바람직한 실시예에서, 바람직하게는 액체의 흡입 지점으로부터 및 이에 따라 공급되는 기기 또는 시스템에서 유압식으로 장치를 분리할 필요 없이 본 발명에 따른 장치의 밸브 장치는 간단하고 신속한 방식으로 케이싱 외부로부터 직접 접근 가능한 부재에 작용함으로써 리셋되도록 사전 설정된다.
쉘(5)은 바람직하게는 몰딩된 플라스틱 재료로 제조되고, 바람직하게는 이와 관련하여 하나 이상의 밀봉 요소가 특히 탄성 재료로 제조된다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 다양한 실시예에서, 쉘(4)의 대응하는 에지와 결합되도록 설계된 쉘(5)의 에지에 10a로 지정된 적어도 하나의 제1 밀봉 요소가 제공된다. 바람직하게는, 밀봉 요소(10b)는 배터리(6)를 위한 시트(7)에서 해치(9)와 쉘(5) 사이에 제공된다. 쉘(5)과 몸체(3') 사이의 유체 기밀성을 보장하기 위해 쉘(5)의 하부 부분에는 10c로 지정된 것과 같은 밀봉 요소가 제공될 수 있다. 예시된 경우에, 밀봉 요소(10c)는 실질적으로 쉘(5)의 하부 벽에 위치되며, 여기서 통로(5b)는 출구 피팅(3a)이 연장될 수 있도록 형성된다.
다양한 실시예에서, 밀봉 요소(10a, 10, 10c) 중 둘 이상은 예를 들어 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 단일 피스(10)로 제조된다. 상기 단일 피스(10)는 예를 들어 열가소성 고무 또는 엘라스토머의 주입 공정을 통해 쉘(5) 상에 직접 오버몰딩될 수 있다. 이러한 방식으로, 쉘(4, 5)들 사이의 접합부와 해치(9)와 쉘(5) 사이의 접합부뿐만 아니라, 쉘(5)과 몸체(3') 사이의 접합부에서 물과 외부 습도의 침투로부터 보호하는 단일 개스킷(10)을 얻을 수 있다. 대안으로, 하나 이상의 밀봉 요소(10a, 10b 및 10c)는 별개의 부분으로 구성될 수 있다.
유량계 유닛(2)과 밸브 유닛(3)은 조립된 상태에서, 즉 각각의 몸체(2' 및 3')가 서로 연결된 상태에서 도 2에서 볼 수 있는 반면, 도 5에서는 분리 상태로 도시된다. 도 6의 단면도에는 피팅(2a, 3a) 사이에서 연장되는 액체용 덕트가 도시되어 있는데, 이 경우 예시적인 경우에 몸체(2') 및 몸체(3')에 형성된 덕트 부분(30a 및 30b)에 의해 형성된다.
특히 도 5를 참조하면, 몸체(2')는 일반적으로 피팅(2a)과 대향하는 유압 결합 부분(11)을 가지며, 이는 바람직하게는 내부에 몸체(3')의 각각의 유압 결합 부분(12)을 내부에 수용하도록 설계된 시트를 형성한다(도 11 참조). 결합 영역에는, 도 6에서도 볼 수 있는 바와 같이, 13으로 도시된 개스킷이 제공되는 것이 바람직하다. 몸체(2', 3)는 다양한 방식으로 기계적으로 함께 고정될 수 있다. 예시된 경우에, 몸체(2' 및 3')는 나사(15)를 통한 상호 고정을 위한 각각의 브래킷(14' 및 14")을 결합 부분(11 및 12)에 또는 근접하게 형성된다.
다양한 실시예에서, 본 발명에 따른 유압 제어 장치를 구비하는 밸브 장치는 적어도 액체를 위한 덕트의 개방 위치로부터 밀폐 위치로의 이동을 목적으로 전기적으로 공급되는 액추에이터를 통해 구동될 수 있다. 자체적으로 본 발명의 일 양태에 따르면, 다양한 바람직한 실시예에서, 전기 액추에이터는 열전 액추에이터 요소, 특히 형상 기억 액추에이터 요소를 포함한다.
공지된 바와 같이, 형상 기억 액추에이터 요소는 사전 설정된 전이 온도의 오버스텝 후에 변형을 겪을 수 있는 금속 합금을 사용하는데, 여기서 가열은 액추에이터 요소를 통해 전류를 공급하여 줄 효과에 의해 액추에이터 요소를 가열할 수 있다. 형상 기억 합금으로 제조된 이들 액추에이터 요소는 저온 조건, 즉 가열되지 않은 경우에, 요소가 쉽게 변형될 수 있는 낮은 항복점을 갖는 마르텐 사이트 유형의 구성을 유지하도록 제조된다. 가열 후, 합금은 제조 단계에서 사전 결정된 구성을 취하도록 오스테나이트계 유형의 다른 결정 구조로 재배열된다. 합금이 그것의 프리미티브 또는 사전설정된 형상을 "기억하는" 전이 온도는 제조 단계에서 적절한 열 처리 또는 조성을 변화시킴으로써 변형될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 형상 기억 재료의 적어도 일부로 제조된 도 2 및 도 5에서 16으로 도시된 것과 같은 가요성 와이어를 포함하는 액추에이터 요소가 사용된다. 당해 재료는 바람직하게는 Ni-Ti, Ni-Ti-Cu, Cu-Al-Zn 및 Cu-Al-Ni 형상 기억 합금 중에서 선택되며, 이는 상 전이 중에 상당한 변형을 회복시키거나 또는 상당한 힘을 발생시킬 수 있다. 형상 기억 와이어 액추에이터의 사용은 단순한 구조, 제한된 전체 치수, 저렴한 비용 및 낮은 전기 소비 측면에서 매우 유리하다.
와이어(16)는 외부 시스가 제공될 수 있거나, 또는 와이어 자체에 접착되고 탄성 중합체 재료 또는 실리콘 재료 또는 합성 재료로 선택된 탄성 코팅층이 그 위에 몰딩될 수 있다.
이 코팅은 전류 통과가 중단된 후 와이어(16)의 냉각을 바람직하게 하고, 코팅의 탄성 복원의 결과로 와이어(16)를 정지 구성으로 복귀시키는데 기여할 수 있다(한편, 알 수 있는 바와 같이, 다양한 실시예에서, 이러한 복원은 바람직하게는 장치의 밸브 장치에 포함된 탄성 수단에 의해 결정될 수 있음).
와이어(16)는 각각의 단부, 특히 장치(1)의 몸체(2'-3')와 대응하는 밸브 장치의 이동 요소(이하에서 설명됨) 사이에 고정되도록 사전배열된다. 다양한 실시예에서, 예를 들어, 와이어(16)는 와이어 자체의 고정에 사용되는 루프를 형성하기 위해 반대 단부 영역에서 그 자체로 다시 구부러 질 수 있다. 이들 루프(도면부호로 지정되지 않음)는 예를 들어 도 2와 5에서 명확히 도시된다. 루프형 단부의 형성을 위해, 와이어(16)에는 도 5에만 16a로 지정된 것과 같은 부싱 요소 등이 고정될 수 있고, 이는 각각의 전기 공급 도체(17)에 연결하기 위해 바람직하게 이용될 수 있다. 예시된 경우에, 와이어 액추에이터(16)의 하나의 루프형 단부는 장치의 몸체에 의해 형성되거나 이와 관련된 몸체 부분, 특히 몸체 부분(2')에 의해 형성된, 핀(18) 또는 유사한 결합 요소에 고정되며, 반면 다른 루프형 단부는 후술된 바와 같이 밸브 장치의 이동 요소(38)에 연계되거나 또는 이에 의해 형성된 핀 또는 유사 결합 요소(38c)에 고정된다.
와이어 액추에이터(16)에 대한 전력 공급의 제어는 바람직하게 도체(17)에 연결된 도 2 및 5에서 19로 지정된 회로 지지부 또는 PCB를 포함하는 회로 장치에 의해 관리된다. 바람직하게는, PCB(19)는 PCB 자체의 배치를 위해 하나 이상의 브래킷(2c)(도 5)을 형성할 수 있는 유량계 유닛(2)의 몸체(2')에 의해 지지된다.
다양한 바람직한 실시예에서, 상응하는 수축 또는 단축을 제어하기 위해 줄 효과에 의해 가열되도록 액추에이터 요소(16)를 통해 전류가 공급된다. 대안적으로, 액추에이터는 전기적으로 공급될 때 가열되고 가열 요소와 접촉하거나 또는 이의 근처에 위치된 액추에이터 요소(16)를 가열하는 PTC(positive-temperature-coefficient) 저항과 같은 전기 히터 요소(도시되지 않음)를 포함하거나 이와 접촉할 수 있다. 이를 위해, 전술한 리드(17)는 와이어 액추에이터(16)를 직접 공급하는 대신에 상기 히터의 전기 공급을 위해 사용될 수 있다.
자체적으로 독창적으로 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 유압 제어 장치의 유량계는 비기계식 유량계, 즉 종래 기술에 따라 전형적으로 제공되는 축방향 또는 접선 임펠러와 같은 이동 부분을 고려하지 않는 유량계이다.
비기계식 유량계는 예를 들어 전극 또는 트랙 또는 전기 전도 재료의 형태로 하나 이상의 전기 검출 요소(예를 들어, 금속 또는 페이스트 또는 하나 이상의 전기 전도 재료의 기저를 갖는 잉크로 제조됨, 예컨대 그래파이트 또는 탄소계 재료 또는 금속 분말)를 포함하고, 상기 전기 검출 요소는 유량계 유닛(2)의 몸체(2')에 의해 형성된 덕트 부분(30a)과 같은 장치(1)의 액체에 대한 덕트 내에서 및/또는 액체와 적어도 부분적으로 접촉한다.
다양한 실시예에서, 비기계식 유량계는 적어도 하나의 전기 검출 요소에 대해 적어도 하나의 지지부, 바람직하게는 실질적으로 평면형 및/또는 비교적 강성 및 직선인 것을 포함한다. 다양한 선호되는 실시예에서, 적어도 하나의 지지부 면은 장치의 액체를 위한 덕트에 적어도 부분적으로 삽입되어 적어도 하나의 전기 검출 요소는 대응 덕트 내에서 흐르는 액체에 의해 도달될 수 있다. 전술한 지지부는, 액체용 덕트의 벽의 적어도 일부에 실질적으로 상보적인 형상을 갖거나 또는 이에 적용되게 설계된 가요성 및/또는 성형된 지지부와 같은 상이한 유형일 수 있다. 상기 지지부는 지지부의 적어도 하나의 측면 또는 면 상에서 적어도 하나의 전기 검출 요소를 랩핑하는 액체와 함께 덕트의 벽을 적어도 부분적으로 또는 덕트의 엇갈린 또는 횡방향 위치에서 또는 덕트의 실질적으로 중심 위치에서 연장될 수 있다.
다양한 선호되는 실시예에서, 적어도 하나의 지지부는 액체에 대해 상기 덕트를 통해 적어도 부분적으로 삽입되거나, 임의의 경우 적어도 하나의 전기 검출 요소가 대응 덕트 내에서 바람직하게는 덕트의 벽에 근접한 영역에서 유동하는 물에 의해 랩핑될 수 있는 방식으로 액체와 접촉하도록 설정된다.
다양한 실시예에서, 비기계식 유량계는 전자기 유도 유량계 또는 유량계이다. 패러데이의 법칙에 근거한 전자기 유도 유량 센서의 작동 원리는 그 자체로 공지되어 있으므로 상세하게 논의되지 않는다. 여기서, 이러한 센서의 작동 목적을 위해, 주어진 직경의 전기 절연 덕트에 흐르는 유체의 흐름이 주어진 세기의 자속을 통과하며, 이 자속은 유체의 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 형성된다. 유체가 전형적으로 주요 물의 경우에 전기 전도인 경우, 이러한 방식으로 자기장 및 유체의 흐름의 방향에 실질적으로 수직으로 정렬되는 유체와 접촉하는 2개의 전극에 의해 검출될 수 있는 전위차가 유도된다. 전극을 통해 측정될 수 있는 전위차는 덕트 내 액체의 평균 속도에 비례한다.
다양한 실시예에서, 유량계는 전술한 덕트(예를 들어 덕트(30a-30b)와 같은) 내의 액체의 흐름에 가로방향으로 전자기장을 발생시키기 위해 사전배열된 전자기 장치, 및 전자기장을 통하여 액체의 흐름에 의해 유도된 전위차를 검출하기 위한 적어도 2개의 전극을 포함하는 검출 장치를 포함하고, 2개의 전극은 유량이 측정될 액체와 접촉한다.
바람직하게는, 전위차를 검출하기 위한 적어도 2개의 전극은 하나의 동일한 지지부, 예를 들어 평면형 지지부에 의해 지지된다. 바람직하게는, 지지부는 물의 이동을 위해 가로방향으로 덕트 내로 삽입된다. 실질적으로 평면형인 지지부를 사용하는 경우, 지지부의 2개의 주요 면은 액체의 유동 방향에 실질적으로 평행하다. 한편, 2개의 지지부의 사용의 경우 예를 들어 2개의 평면형 지지부가 본 발명의 범위에서 배제되지 않고, 이 지지부 각각은 일반적으로 평행한 위치에서 덕트의 마주보는 ?r에 대응하는 위치 및/또는 덕트 내로 가로방향으로 삽입되도록 설계된 하나 이상의 각각의 검출 전극을 지지한다.
알 수 있는 바와 같이, 가능한 대안적인 실시예에서, 비기계식 유량계는 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계이다.
또한 이러한 유형의 유량계는 실질적으로 액체에 대한 덕트의 중심에, 또는 덕트의 엇갈린 또는 횡방향 위치에 설정된 적어도 하나의 대응 지지부를 포함할 수 있거나, 또는 그 자체로 지지부의 적어도 하나의 측면 또는 면 상에 적어도 하나의 전기 검출 요소를 랩핑하는 액체와 덕트의 벽 내에 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 전자기 유도 유량계를 사용하는 경우, 바람직하게는 전위차의 측정을 위해 전극에 또는 이의 근접하게 실질적으로 대응하는 위치에서 전자기(또는 영구 자석) 장치에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하기 위한 장치 또는 센서가 제공될 수 있다. 이러한 측정 장치는 (예를 들어, 지지부 상에 에칭되거나 증착된 나선형 트랙 형태, 또는 가능하게는 와이어로 얻어지고 지지부 상에 장착된 코일 형태의) 지지부 상에 코일 또는 와인딩을 포함할 수 있으며 이에 따라 장치의 조립된 상태에서 코일 또는 와인딩이 전자기 장치에 의해 생성된 자기장에 잠겨진다(immerse). 대안으로, 상기 자기장을 측정하기 위한 상기 배열 또는 센서는 홀-효과 유형일 수 있으며, 예를 들어 유량계 전극의 지지부와 같은 지지부에 장착된 전자 칩을 포함할 수 있다. 이러한 홀 효과 센서는 바람직하게는 보호 층(이하, 412로 지정된 유형의 층과 같은) 및/또는 수지로 코팅되어 덕트(30) 내에 위치될 수 있거나 또는 몸체(16) 내에 제공된 시트 내에서 덕트(30)의 외부에 장착될 수 있다.
상기 측정 장치(또는 센서)는 예를 들어 온도에 의해 야기될 수 있는 자기장의 가능한 예측할 수 없는 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 위에서 언급된 지지부 상에 물의 잠재적 접지의 적어도 하나의 추가 기준 전극이 제공될 수 있다. 도 7에는 본 발명의 다양한 실시예, 즉 검출 장치(40) 및 전자기 장치(50)에서 사용될 수 있는 전자기 유도 유량 센서의 두 부분이 개략적으로 도시되어 있다.
예에서, 검출 장치(40)는 예를 들어 플라스틱 재료, 또는 세라믹 재료, 또는 복합 재료(예를 들어, FR4), 또는 이들 재료의 조합으로 제조될 수 있는 지지부(41), 바람직하게는 평면이고 비교적 단단하고 직선인 것을 포함한다. 지지부(41) 상에는 신호 전극(42)이 제공되며, 그 중 일부가 도 8에서 44로 도시된 전도 트랙과 연결 패드(45)가 상기 지지부 상에 제공된다. 또한 실질적으로 평면인 전극, 트랙 및 패드는, 예를 들어 바람직하게는 실크 스크린 또는 증착 기술을 사용하여 증착되거나 또는 에칭 기술에 의해 획득될 수 있다. 이하에서 명백한 바와 같이, 전극(42)은 덕트(30a-30b) 내의 물의 유량 값을 나타내는 전위차를 측정하기 위해 사용된다.
다양한 실시예에서, 지지부(41)는 전자기 장치(50)에 의해 유도된 자기장을 측정하기 위한 전술한 장치 또는 센서가 제공될 수 있다. 도 7에 예시된 경우를 참조하면, 지지부(41) 내에 형성되는 한 보이지 않는 전극(42)에 실질적으로 대응하는 위치에 다층 구조를 갖는 측정 코일이 이러한 목적으로 제공된다.
상기 측정 코일(또는 이를 대체하는 홀 효과 센서)은 전극(42)의 영역에서 장치(50)에 의해 생성된 자기장의 세기의 직접적인 피드백을 제공하기 위해 바람직하게 사용될 수 있고, 장치에 대한 손상 시에 오차 도는 온도 변화 및/또는 시효 및/또는 제조 공차로 인한 변화와 같이 전자기 시스템의 가능한 변화 또는 문제점의 존재를 평가하는 데 유용하다.
다양한 실시예에서, 전자기 장치(50)는 대체로 U 자형 구성, 또는 서로 실질적으로 평행하게 또는 나란히 배열된 2개의 극 또는 요크의 존재에 의해 구별되는 구성을 가지며, 그 사이에 이전에 언급된 자기장이 발생된다.
도 7에 예시된 경우에, 장치(50)는 강자성 재료로 제조된 2개의 요크 또는 폴(51)을 포함하는데, 이들은 일반적으로 평행하고 강자성 재료로 제조된 제3 요크(52)에 의해 서로 연결되고 대응 공급 도체(54)에 감겨진 전기 코일(53)이 배열된다. 요크(52)는 바람직하게 높은 잔류 자기를 갖는 재료(반 경질 재료)로 제조될 수 있다. 알 수 있듯이, 이는 배터리(6)의 소비를 줄이는 데 매우 유용한 전기 에너지 절약을 가능하게 한다.
도 8을 참조하면, 지지부(41)는 서로 적층된 복수의 층을 제공할 수 있다. 다양한 실시예에서, 기저 층(411)은 플라스틱 재료(예를 들어, 폴리카보네이트) 또는 세라믹 재료와 같은 전기 절연 재료 또는 복합 재료(예를 들어, FR4)로 제조된다.
다양한 실시예에서, 기저 층(411)에는 적어도 하나의 제1 전도 트랙(441)이 형성될 수 있으며, 이는 적어도 46으로 지정된 자기장의 측정을 위해 전술한 코일, 특히 나선형으로 감긴 제1 전도 트랙(441)을 형성한다. 기저 층(411)은 전기 절연 재료로 제조된 중간 층(412)으로 코팅되며, 이는 제1 트랙(441)을 보호 및 절연하고 트랙(441) 자체의 원위 단부에 실질적으로 코일(46)의 중심에 있는 관통 개구(47)가 제공된다.
층(412)에는 442로 지정된 다수의 전도 트랙을 갖는 제2 패턴이 형성된다. 트랙(442)은 각각의 원위 단부에서 층(412)의 실질적 중심 영역에 위치된 전극(42)을 형성한다. 코일(46)의 존재 하에, 추가의 트랙(443)이 제공될 수 있으며, 그 원위 단부는 하부 코일(46)의 중심과의 전기적 연결을 위해 중간 절연 층(412)의 개구(47)에서 접점(46a)을 형성한다(즉, 대응하는 트랙(44)의 원위 단부). 이 방식으로, 트랙(441 및 443)의 패드(45)에서 전자기 장치(50)에 의해 생성된 자기장의 세기에 비례하는 전위차가 검출될 수 있다.
중간 층(412)은 모든 하부의 전도 트랙을 보호하고 절연하는 추가의 전기 절연 재료 층(413)으로 코팅되며, 유량에 비례하는 전위를 측정하기 위해 액체에 침지될 전극(42)만 노출된 상태로 유지시킨다. 도시된 예에서, 층(413)은 전극(42)이 노출된 상태로 남을 수 있도록 개구부(48)가 제공된다.
다양한 전도 트랙은 각각의 근위 단부에서 각각 층(411 및 412)의 일 에지에 위치된 연결 패드(45)를 형성한다. 패드(45)를 노출된 상태로 두기 위해, 층(412 및 413)은 각각의 통로(49)를 형성한다. 이 예에서, 전극(42)을 형성하는 트랙(442)은 기저 층(441)의 하나의 주 측면에만 존재한다. 다른 한편, 액체의 유량의 값을 나타내는 전위차를 측정하기 위하여 전극의 민감한 표면을 두배로 하기 위해 기저 층(411)의 마주보는 주 측면 상에 - 유사 전극(42) 및 층(413) - 유사 트랙을 제공할 수 있다.
평면형 지지부(41) 상에 제공된 전도 트랙은 예를 들어 석탄 또는 흑연 또는 금속의 기저를 갖는 잉크를 사용하는 실크 스크린 인쇄 기술 또는 일부 다른 증착 기술을 통해 형성될 수 있다. 전술한 물의 잠재적 접지의 기준 전극이 존재하는 경우, 기저 층(412) 상에는 기준 전극 및 대응하는 연결 패드를 형성하는 트랙(442)과 유사한 대응하는 전도 트랙이 제공될 수 있다. 층(413)은 기준 전극 및 대응하는 패드를 노출된 상태로 유지하기 위해 대응하는 개구(48) 및 대응하는 통로(49)가 고려될 것이다.
다양한 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치의 몸체, 즉 몸체(2' 및 3')에 형성된 액체용 덕트는 유량계가 설치된 검출 영역을 갖는다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 다양한 실시예에서, 유량계가 설치된 몸체(여기서 몸체(2'))는 액체를 위한 덕트의 적어도 일부를 형성하는 중간 부분(여기서는 부분(30a))에 예를 들어 지지부(41)의 섹션에 실질적으로 상보적인 프로파일을 갖는 슬릿 또는 장방향 슬릿 또는 실질적으로 직사각형의 형태인 도 10 내지 도 11에서의 적어도 하나의 관통 개구(SL)를 갖는다. 그러나, 개구(SL)는 그 목적을 위해 설계된 일부 다른 형상, 바람직하게는 액체의 흐름에 의해 랩핑되는 위치에 특히 지지부(41) 및/또는 대응하는 전극(42)의 적어도 일부가 액체와 접촉하도록 배열될 수 있는 형상을 가질 수 있다.
개구(SL)는 도 11에서 DR로 도시된 덕트의 전술한 검출 영역에서 형성되며, 바람직하게는 도 10-12에서 2d로 지정된 것과 같은 몸체(2')의 대형 형상으로 형성된다. 다양한 실시예에서, 지지부(41)는 개구(SL)를 통해 횡방향으로 삽입되며, 주요 면은 물의 흐름 방향에 실질적으로 평행하다. 지지부(41)는 전극(42)이 위치하는 중심 영역이 덕트 부분(30a) 내에 있거나, 또는 액체에 의해 랩핑될 수 있는 위치에 있도록 삽입 또는 위치될 수 있다. 지지부(41)의 원위 단부는 개구(SL)와 반대 위치에서 검출 영역(DR)에 형성된 도 11에서 SD로 도시되는 블라인드 시트에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 관통 개구(SL)에는 지지부(41)와 몸체(2') 사이의 유체 기밀성을 보장하도록 설계된 수단이 제공되며, 이러한 수단은 엘라스토머 재료 및/또는 국부적으로 적용된 실란트 재료, 예를 들어 수지(에폭시 또는 아클리 또는 단일 성분 또는 2-성분 유형) 또는 중합체 또는 탄성중합체 오버몰딩으로 제조된 개스킷을 포함할 수 있다.
지지부(41)와 몸체(2') 사이의 유체 기밀성을 보장하기 위해, 지지부(41)의 재료는 액체에 대해 실질적으로 불투과성이며, 특히 상기 밀봉 재료 및/또는 상기 대형 형성부(2d)의 벽과 같이 개구(SL)에서 몸체(2')의 적어도 하나의 벽과 지지부(41)의 적어도 하나의 표면 사이에 작용하는 밀봉 요소 및/또는 상기 밀봉 재료의 도움으로 개구(SL)를 밀폐하기 위한 요소로서 작동할 수 있다.
다양한 실시예에서, 물을 위한 덕트는 검출 영역(DR)의 상류 및 하류에서 이의 스트레치가 가변적인 통과 섹션을 갖도록 성형될 수 있다. 도 11에 도시된 예에서, 덕트(여기서는 그 부분(30a))는 덕트 부분(30a)의 통과 섹션 또는 덕트의 폭의 치수가 감소하거나 또는 전극(42)이 위치되는 검출 영역(DR)까지 좁아지는 스트레치(DRIN)를 갖도록 성형되고, 이어서 덕트 부분(30a)의 통로 섹션 또는 덕트의 폭의 치수가 이의 원래의 섹션까지 실질적으로 재차 넓어지는 인접한 스트레치(DROUT)가 뒤이은다.
검출 영역(DR)의 통과 섹션은 바람직하게는 스트레치(DRIN)의 초기 통과 섹션과 스트레치(DROUT)의 최종 통과 섹션보다 작다. 통과 섹션의 상기 변화는 전극(42)이 배열되는 검출 영역(DR)에서 액체의 흐름 속도가 증가하는 이점을 제공하며, 이에 따라 자기장에 의해 야기된 전하의 더욱 현저한 분리 효과가 이 영역에서 획득되며, 이에 따라 전위차의 검출을 돕는다.
다양한 실시예에서, 덕트(여기서 덕트 부분(30a)의)의 검출 영역(DR)은 실질적으로 장방형, 또는 실질적으로 직사각형이거나 또는 타원형 단면을 가지며, 지지부(41)는 장방형 섹션의 주 치수에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 영역(DR)에 삽입되거나, 또는 임의의 경우에 설정된다.
도 12에 도시된 예를 참조하면, 장방형 섹션은 적어도 대략 직사각형 또는 타원형이다. 이러한 방식으로, 전극(42)은 검출 영역(DR)에서 액체를 위한 덕트의 제한된 통로 섹션 내에 있더라도 서로 가능한 멀리 위치될 수 있다. 전극(42)들 사이의 거리는 전위차의 측정 감도의 증가를 가능하게 한다. 전위차가 자기장에 노출된 물의 통과 섹션의 가로방향 치수에 실질적으로 비례하기 때문에, 가로방향 치수의 증가는 측정 감도의 증가를 가능하게 한다.
도 7로 돌아가려면, 지지부(41)의 근위 단부 영역에서, 연결 패드(45)가 제공되며, 이는 실질적으로 에지 커넥터 타입의 수형 다극 커넥터로서 배치된다. 예시된 경우에, 이 커넥터 또는 지지부(41)는 도 7에만 IR로 지정된 중간 리세스를 형성하도록 형성되며, 이는 전자기 장치(50)의 코일(53)의 대응하는 중간 부분을 수용할 수 있게 하여 전체 치수를 줄일 수 있다는 이점이 있다.
다양한 실시예들에서, 패드(45)를 포함하는 커넥터는 도 5-6 및 9-11에서 25로 지정된 것과 같은 대응하는 회로 지지부 또는 PCB에 기계적으로 그리고 전기적으로 결합되며, 상기 회로 지지부 또는 PCB 상에서 전자기 장치(50)의 코일(53)의 공급을 위해 및 가능한 측정 코일(46-46a)과 전극(42)을 통하여 생성된 신호의 처리 및/또는 컨디셔닝 및/또는 처리를 위한 다양한 전기 및 전극 구성요소가 장착될 수 있다. 한편, 전술한 구성요소는 PCB(25) 대신 PCB(19) 상에 전체적으로 또는 부분적으로 제공될 수 있다. 패드(45)는 직접 납땜 연결을 통해 또는 전도 접착제에 의해 또는 PCB(25) 상에 제공된 전용 커넥터에 의해 PCB(25) 상의 신호 컨디셔닝 전자장치에 전기적으로 연결될 수 있다.
PCB(25)는 다중 도체 케이블(26)(도 7의 도체(54)를 포함)을 통해, 예를 들어 수-암 커넥터 시스템(27)을 통해 PCB(19)에 연결되는 것이 바람직하다. PCB(19)는 배터리(6)를 통해 필요한 전기 공급을 수용하기 위해 도체(19a)(도 9 및 10)를 통해 접점(8)(도 3)에 연결된다.
다양한 실시예에서, 장치(1)의 몸체는 유량계(40-50)의 구성 요소의 적어도 일부, 특히 적어도 전자기 장치(50), 바람직하게는 PCB(25)를 위한 하우징을 형성하도록 성형된다. 이를 위해, 감지 유닛(2)의 몸체(2')는 예를 들어 도 2, 5 및 9-11에서 2e로 지정된 박스형 체적 또는 하우징을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 지지부(41)를 위한 관통 개구(SL)가 형성되는 형성부(2d)가 하우징(2e) 내로 돌출된다. PCB(25)는 하우징(2d)의 개방 단부에 실질적으로 장착되어 실질적으로 이를 밀폐한다. 다양한 실시예에서, 지지부(41) 및 대응 전극(42)은 지지부(25)에 통합될 수 있거나 그 반대일 수 있다.
또한, 전자기 장치(50)는 덕트 부분(30a)의 외부, 특히 검출 영역(DR)에 장착된다. 이를 위해, 몸체(2')는 2 개의 요크(51)를 위한 장착 시트를 편리하게 형성할 수 있다. 이러한 시트의 예는 도 12 및 13a, 13b에서 볼 수 있으며, 여기서 2f로 지정된다. 전자기 장치(50), 따라서 요크(52) 및 코일(53)은 또한 예를 들어 코일(53) 및/또는 요크(52), 또한 PCB(25)의 기계적 연결도 배제되지 않더라도 몸체(2')를 통해 완전히 지지될 수 있다. 도 12 및 도 13a 내지 도 13b에 도시된 바와 같이, 요크(51)의 선호되는 배열이 도시되며, 이는 흐름의 검출, 즉 유량의 측정의 목적으로 사용된 자기장을 후자를 지향시키기 위해 검출 영역(DR)이 사이에 서로 평행하게 설정된다.
본 발명에 따른 유압 제어 장치에 사용되는 유량계의 가능한 작동이 다음에 설명된다. 장치(1)의 밸브 장치가 개방 상태에 있을 때, 도 1의 탭(WN)을 개방한 후, 입구(IN)로부터, 즉 피팅(2a)을 통해 물의 흐름이 장치 자체로 침투한다. 물 주요부로부터 나오는 물의 흐름은 장치의 내부 덕트(30a-30b)를 통과하여 검출 영역(DR)을 통해 흐른 다음 출구(OUT), 즉 피팅(3a)을 통해 배출되어 기기(UA)에 도달한다.
검출 영역(DR)을 가로지르는 화살표로 도 13a에 개략적으로 도시된 물의 흐름을 가로지르는 자기장의 존재는 물(이온)에 존재하는 전하가 전자기력을 겪게하여 전하가 양 또는 음인지에 따라 상반된 방향으로 이를 밀어낸다. 예를 들어, 도 13b를 참조하면 모든 양전하가 화살표 "+"에 따라 이동하고 모든 음전하가 화살표 "-"에 따라 이동한다. 자기장이 역전되면, 물의 전하가 반대 방향으로 이동할 것이다.
전하의 변위는 물의 유량이 0이 아닌 경우에만 존재하며, 전하의 변위 정도는 유량에 비례하고, 즉, 물의 유량이 높을수록 이동하는 전하량이 더 많아진다. 검출 영역(DR)의 부 측면을 향한 전하의 변위는 지지부(41) 상에 존재하는 전극(42)들 사이의 전위차를 생성할 것이며, 이는 자기장을 통과하는 유량에 비례한다.
전극(42)을 가로지르는 신호는 PCB(25)에 도달하고(대응하는 전도 트랙(442) 및 패드(45)(도 7-8)을 통해), 여기서 PCB(25) 자체에 존재하는 구성요소들을 통해 조절된다. 유량 값을 나타내는 전기 신호는 필요한 처리를 위해 와이어링(26)을 통해 PCB(25)로부터 PCB(19)로 전송된다(전술된 바와 같이, 구성요소의 컨디셔닝 및/또는 처리가 PCB(19)에 제공됨). PCB(25) 상의 회로는 대응하는 출력 신호, 즉 PCB(19) 상에 구현된 회로에 유량의 값에 비례하는 수치 값을 갖는 디지털 타입(예를 들어, UART 프로토콜)을 갖도록 구성될 수 있다.
데이터의 처리 및 전송의 양식은 임의의 공지된 양식에 따라 얻어질 수 있음에 유의해야 한다.
예를 들어, 바람직하게는, 전극(42)에서 검출된 전위차 및 사전 알려진 파라미터(장치(50)에 의해 생성된 자기장의 세기 및 검출 영역(DR)에서 통로 섹션의 크기)를 기초로 유량의 값의 계산은 회로 지지부(19)에 존재하는 의도적으로 제공된 구성요소에 의해 구현될 수 있다(예를 들어, 도 10에서 MC에 의해 지정된 것과 같은 전자 제어기를 통하여). 임의의 경우, 유량의 값에 기초하여, 바람직하게는 전술한 제어기(MC) 및 비휘발성 메모리 수단을 포함하는 PCB(19) 상에 구현된 회로 장치는 장치 자체를 통과한 물의 양 또는 부피를 측정할 수 있다. 측정된 물의 양이 주어진 임계값보다 높은 경우(또는 그렇지 않으면 물의 유량이 정상으로 간주되는 사전정해진 값 범위를 벗어난 경우, 즉 너무 낮거나 너무 높은 경우) 회로 장치가 예를 들어, 후술되는 방식에 따라 장치(1)의 밸브 장치의 밀폐를 제어한다. 다양한 실시예에서, PCB(19)에 속하는 회로는 PCB(25)로부터 액체의 유량 또는 흐름을 나타내는 신호를 수신하고, 예를 들어 유닛(3)에 속한 밸브 장치의 밀폐를 제어하는 것이 추가로 제어기(MC)에 구현된 적합한 전용 프로그램을 통하여 가능한 알람 신호를 관리하도록 구성된다.
상기 회로는 선택적으로, 예를 들어 블루투스 또는 Wi-Fi 통신을 통해 무선 모드에서 사용자에게 경보 신호의 전송을 예상할 수 있으며, 이 경우 회로에는 대응하는 전송기 또는 트랜스시버가 제공될 것이다. 밸브 장치의 밀폐는 또한 무선 모드에서 특정 원격 명령, 예를 들어 대응 무선 트랜스시버가 장착된 적합한 원격 장치(예를 들어, 전용 원격 제어 장치, 스마트 폰, 태블릿, 개인용 컴퓨터 등)를 통하여 구현될 수 있다. 전술된 바와 같이, 전극(42)을 통해 획득된 신호를 조절하기 위한 전자장치 및 장치(1)의 밸브 장치의 밀폐를 제어하고 가능한 경보 경고를 관리하기 위해 필요한 전자장치는 단일 PCB, 예를 들어 PCB(19) 상에 제공될 수 있다.
언급된 바와 같이, 다양한 실시예에서, 검출 장치(40)의 지지부(41) 상에는 임의의 경우 장치(50)에 의해 생성된 자기장 내에 및 전극에 실질적으로 대응하는 위치에 설정되는 코일(46-46a)(도 7 내지 8)로 도시되는 자기장 센서가 제공된다. 이 코일, 즉 대응하는 패드(45)를 가로질러 요크(51)에 의해 생성된 자기장의 세기를 나타내는 전위차를 검출하는 것이 가능하다. 이 전기적 값은, 예를 들어 전극(42)의 영역에서 자기장의 유효 세기에 관한 정보를 제공하고 전자기 시스템의 가능한 문제점의 평가를 가능하게 하도록 하는 PCB(19) 및/또는 PCB(25) 상에 존재하는 전기/전자 구성요소에 의해 처리될 수 있다. 코일(46-46a)에 의해 측정된 자기장의 유효 세기에 관한 정보는 적응형 유형의 로직에 따라 유량 값을 계산하기 위한 목적으로 제어 로직(PCB(19) 또는 PCB(25) 상에 구현되는지 여부)에 의해 바람직하게 사용될 수 있고, 이에 따라 자기장의 세기를 나타내는 값은 코일(46-46a)을 통해 구현된 측정에 기초하여 매번 업데이트될 수 있는 파라미터이다.
언급된 바와 같이, 다양한 바람직한 실시예에서, 적어도 요크(52)는 반강성 재료, 즉 높은 잔류 자화를 갖는 재료로 제조될 수 있다. 이러한 유형의 재료는 코일(53)의 공급이 중단될 때에도 특정 시간 동안 자기장을 유지하는 것을 가능하게하며, 이는 특히 장치가 자율적인 전기 에너지 공급원(이하, 후술되는 배터리(6)와 같은)으로 고려될 때 전기 에너지 소비 감소의 관점에서 선호된다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 코일(53)의 공급을 위한 펄스는 짧은 시간 간격, 바람직하게는 1 초 미만의 시간 간격(예를 들어, 750ms)에서 발생할 것이다.
반 강성 재료를 사용하면 수 마이크로초 동안 이러한 펄스를 적용할 수 있으며 필요한 나머지 시간 동안 자기장의 존재를 보장할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이는 에너지 절약을 가능하게 하며, 이는 배터리 등을 가진 전기 공급의 경우에 유용하다.
가능하게, 요크(52)에 반-경질 재료가 사용되는 경우, 전자기 장치(50)의 제어 전자장치는 코일(53)을 공급하여 제1 자기장을 생성한 공급의 중단 이후에 특정 기간 동안 특정 자기장의 존재를 보장하는 임의의 경우 공급을 중단하도록 사전배열될 수 있다. 바람직하게, 필수적이지는 않지만, 제어 전자장치는 예를 들어 코일(53)에 대한 공급을 재활성화할 때 형성되고 및/또는 자기장의 측정치를 보상하기 위해 공급되지 않은 코일(53)과의 붕괴(decay)를 형성하도록 상기 기간에 유지되는 자기장을 측정하도록 사전배열될 수 있다(예를 들어, 전술된 홀 효과 센서 또는 상기 측정 코일을 통하여).
전술된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에서, 장치(1)에 의해 제공되는 밸브 장치는 전기적으로 공급되며, 이를 위해 형상 기억 합금으로 제조된 액추에이터 요소(16), 즉 전자 열 유형의 액추에이터를 사용할 수 있다. 이러한 유형의 액추에이터에 대한 대안으로서, 왁스와 같은 팽창 재료의 사용에 기초한 공지된 열 액추에이터 또는 공지된 바이메탈 액추에이터와 같은 다른 전자 열 액추에이터를 사용할 수 있다(본 출원인의 성명으로 출원된 EP0940577A호에 기재된 유형). 장치의 밸브 장치를 제어하기 위한 열전 액추에이터의 사용은 전자기 유도 유량계와 조합하여 특히 유리하며, 이는 이 방식으로 유량계의 전자기 장치(50)에 의해 생성된 자기장의 교란 위험이 감소되기 때문이다. 이러한 교란은 대신에 장치(1)의 밸브 장치가 전자기 유형, 즉 전기 모터 또는 솔레노이드의 사용에 기초한 경우에 존재할 수 있다.
특히 도 6, 16 및 18을 참조하면, 다양한 실시예에서, 밸브 유닛(3)의 몸체(3') 내부에는 밸브 부재(31)가 장착되며 이 밸브 부재는 바람직하게는 덕트(30a-30b)에서의 액체의 흐름에 평행하게 및 몸체 자체에 대해 축방향으로 이동 가능하다. 바람직하게, 밸브 부재(31)는 덕트(30a-3Ob)에 형성된 하부 밸브 시트(3b)(도 6)에서 밀폐되도록 설계된 개스킷 또는 유사한 밀봉 요소(31b)와 관련된 헤드(31a)를 포함한다.
밸브 시트(3b)는 덕트(30a-30b)의 제한부에 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들어 개스킷(31b)과 마주보는 릴리프에 림의 형상을 갖는다. 다양한 실시예에서, 덕트에 실질적으로 동축을 이루는 밸브 시트(3b)의 하류에는 도 16 및 도 18에서 3c로 지정된 관형 요소가 제공되며 이 관형 요소는 밸브 부재(31)의 스템 또는 샤프트(31c)가 내부에 미끄럼가능하게 삽입되는 시트(3d)가 형성된다. 관형 요소(31c)는 일련의 반경방향 스포크 또는 벽을 통해 덕트 내에서 제 위치에 지지되며, 이들 중 일부는 예를 들어 실질적으로 십자형을 형성하도록 배열된 31c'로 도시된다.
다양한 실시예에서, 밸브 부재(31)의 상부에 있는 액체용 덕트 내에는 예를 들어 반경방향 블레이드를 갖는 편향기 요소(32)이다. 디플렉터 요소(32)의 기능은 밸브 부재(31), 특히 헤드(31a) 상의 액체의 과도한 추력을 방지하는 것이다.
밸브 장치는 덕트(30a-30b)의 개방 위치로부터 밀폐 위치로 밸브 부재(31)를 이동시키기 위하여 전기 액추에이터, 여기서 와이어 액추에이터(16)에 의해 구동될 수 있는 밸브 부재(31)의 제어를 위한 메커니즘을 포함한다. 이하에서보다 명확하게 설명된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 장치의 리셋(즉, 밸브 부재의 상기 밀폐 위치로부터 상기 개방 위치로의 변위)은 수동으로 구현된다. 도시되지 않은 다른 실시예들에 따르면, 장치(1)의 리셋은 다른 방식으로, 예를 들어, 추가의 전기 액추에이터를 통해, 또는 단일 액추에이터를 통한 덕트의 밀폐 또는 이의 재개방을 제어하는 상이한 메커니즘을 통하여 일부 다른 방식으로 구현된다. 수동 유형의 리셋은 임의의 경우에도 리셋을 수행해야하는 기술자 또는 작업자가 장치(1)의 안전 메커니즘의 트리거링의 원인을 확인하기 위해 선호되는 것으로 간주되어야 한다.
다양한 실시예에서, 상기 제어 기기는 덕트(30a, 30b)의 축에 가로방향으로 연장되는 대응 이동가능 요소, 특히 회전식 샤프트 또는 핀과 연계되는 개방 위치에 밸브 부재(31)를 보유하기 위한 보유 요소를 포함한다. 상기 핀은 차례로, 덕트의 외부에 위치되고 액추에이터(16)를 통해 구동될 수 있는 결합/분리 레버와 상호 작용하는, 대응하는 제어 요소, 바람직하게는 실질적으로 캠 유형의 회전과 관련된다. 상기 핀 및 제어 요소, 따라서 보유 요소는 바람직하게 스프링의 탄성 작용에 영향을 미치며, 이는 스프링을 밸브 부재의 해제 상태로 가압한다. 바람직하게 핀의 회전축에 실질적으로 수직인 축에 따라 회전하도록 힌지연결된 로커 레버인 결합/해제 레버는 액추에이터(16)에 연결되고 스프링의 탄성 작용에 영향을 받아서 레버 자체가 액추에이터의 작용에 의해 결정된 것과 반대 방향으로 회전하도록 가압한다. 밸브 부재(31)의 전술된 제어 메커니즘의 가능한 실시예는 도 14에서 분해도로, 그리고 2개의 다른 조건에서, 각각도 15-16 및 17-18에서 볼 수 있다.
예시된 경우에, 밸브 부재(31)의 하부 단부, 즉 스템(31c)의 하부 단부는 액체 용 덕트(여기서는 그 부분(30b)) 내에 위치된 33a로 지정된 보유 요소 상에 배열된다. 이 보유 요소는 예를 들어 밸브 부재(31)의 스템(31c)인 외부 프로파일 상에 놓인 편심 또는 캠 지지부일 수 있다. 보유 요소(33a)는 핀(33)과 회전하도록 핀(33)에 연결된다. 핀(33)은 그 자체의 축을 중심으로 회전할 수 있는 방식으로 몸체(3') 상에 장착되어 액체의 덕트 내에서 적어도 부분적으로 가로방향으로(즉, 실질적으로 밸브 부재(31)의 스템(31c)에 수직 방향으로) 연장된다.
핀(33)은 도 14에서 3e로 도시된 몸체(3')의 측면 개구에 의해 덕트 부분(30b) 내에서 몸체(3')에 삽입된다. 이 가로방향 개구(33)에는 몸체(3')의 외부로의 액체 누출을 방지하기 위해 하나 이상의 밀봉 요소(33b), 예를 들어 O-링 유형의 하나 이상의 개스킷이 제공될 수 있다. 밀봉 요소(들)(33b)는 나사(34')(특히 도 14 참조) 또는 다른 고정 방법, 예를 들어 슬로팅(slotting)으로 고정된 작은 리드(34) 등을 통해 개구(33) 내에서 제 위치에 보유될 수 있다.
이하에서 알 수 있는 바와 같이, 회전식 핀(33)은 장치(1)의 밸브 장치가 구동될 때 자체 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이 방식으로, 보유 요소(33a)는 일반적으로 상승된 작업 위치(예를 들어, 도 6 및 16에서 볼 수 있음)에서 일반적으로 하강된 배출 위치(예를 들어,도 18에서 볼 수 있음)로 변위될 수 있다. 유지 부재(33a)가 전술된 작업 위치에 있을 때, 밸브 부재(31)의 헤드(31a)의 개스킷(31b)은 밸브 시트(3b)로부터 이격되어 덕트 부분(30b)의 섹션(3d)을 통한 액체의 흐름을 가능하게 한다.
대신에, 보유 요소(33a)가 상기 해제 위치에 있을 때, 유입 액체에 의해 및/또는 가능한 리턴 스프링(도시되지 않음)에 의해 눌려진 밸브 부재(31)는 헤드(31a)의 개스킷(31b)이 밸브 시트(3c) 상에 배열될 때가지 하향 변위될 수 있으며, 이에 따라 출구 피팅(3a)을 향하여 액체의 흐름을 방지한다. 알 수 있는 바와 같이, 보유 요소(33a)는 바람직하게는 장치의 케이싱 외부로부터 접근 가능한 리셋 부재(36)에 대한 수동 개입에 의해 상승된 작업 위치로 복귀될 수 있다.
핀(33)은 덕트 부분(30b)에 삽입된 것과 대향하는 단부에서 실질적으로 캠-형상의 제어 요소(35)를 가지며, 이 제어 요소는 핀(33)과 함께 단일 부품으로 제조되거나 또는 핀(33)의 대응 단부에 고정된 개별 부분으로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 제어 요소(35)는 전술된 리셋 부재와 함께 및 액추에이터(16)를 통해 구동될 수 있는 구동 레버와 함께 작동하도록 설계된다. 예시된 경우에, 제어 요소(35)는 그 주변 프로파일의 적어도 일부에서 돌출부(35a)를 포함하는 각각의 캠 또는 슬라이딩 표면을 형성한다. 또한, 요소(35)는 전방에 시트(35b)를 가지며, 시트(35b)는 가로방향 슬릿(도면에 도시된 바와 같이) 또는 실질적으로 중심 블라인드 캐비티에 의해 비 원형 프로파일을 가질 수 있다. 이 시트(33b)에는, 전체적으로 36으로 지정된 상기 리셋 부재의 대응하는 돌출부(36a)가 결합된다.
시트(33b)와 리셋 부재(36)의 돌출부(36a) 사이의 결합(또는 일반적으로, 단일 부재로 구성될 수 있는 요소(35, 36)들 사이의 기계적 결합)은 대응 보유 요소(33a)와 핀(33)과 함께 회전을 야기하는 제어 요소(35)에 부재(36) 상에 수동으로 부여되는 회전이 전달되도록 구성된다. 게다가, 요소(35)의 회전은 부재(36)에 전달된다.
바람직하게는, 제어 요소(35)는 핀(33)을 갖는 탄성 요소에 의해 보유 요소(33a)의 해제 위치에 대응하는 위치를 향하여 의해 회전하도록 강제된다. 도시된 예에서, 탄성 요소는 요소(35)와 몸체(3'), 즉 몸체(3')에 고정된 리드(34) 사이에서 상호 작용하는 비틀림 스프링(37)을 포함한다.
리셋 부재(36)는 바람직하게는 일반적으로 원통형인 주변 프로파일의 적어도 일부를 갖거나, 또는 임의의 경우에 도 3 및 4의 관형 시트(5c)와 같은 케이싱 부분(5) 상에 제공된 대응하는 시트에 수용될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 요소(35)에 대향하는 리셋 부재(36)의 단부는 예를 들어 도 1-2에서 명확히 도시된 바와 같이 장치(1)의 케이싱(4-5) 외부로부터 접근가능할 수 있다.
이 접근가능 단부는 부재(36)에 부재(36)에 회전을 용이하게 부여할 수 있도록 편리하게 성형된다. 도면에 예시된 경우에, 이러한 목적을 위해 가로방향 노치가 전술된 회전이 스크류 드라이버 또는 유사 공구를 통하여 부재(36)에 부여될 수 있는 방식으로 제공된다.
이러한 노치 대신에, 리셋 부재(35)(또는 단일 부재로 제조된 경우 제어 요소(35)에 직접) 내에는 도시된 것과 상이한 형상, 예를 들어 십자형, 육각형, 다각형 또는 실질적으로 별 형상 또는 예를 들어, 노브를 사용하여 사용자에 의해 직접 파지될 수 있거나, 또는 예를 들어 다각형 또는 별 형상 또는 2개의 평행한 측면을 갖는 공구 또는 렌치를 통해 작동될 수 있는 돌출 부분이 도시된다. 바람직하게는, 대응하는 시트(5c)에 삽입된 부재(36)의 부분과 시트의 원통형 벽 사이에는 환형 개스킷과 같은 밀봉 요소(36b)가 설치된다.
제어 요소(35) 및 리셋 부재(36)는 우선적인 버전에서 회전 타입인 것으로 설명되었지만, 이들은 또한 일부 다른 타입, 예를 들어 슬라이딩 타입일 수도 있다. 예를 들어, 가능한 실시예에서, 요소(35) 및 대응하는 핀(33)은 슬라이딩 가능한 유형, 특히 핀(33)의 축을 따라 선형적으로 슬라이딩 가능한 형태이고, 밸브 부재(31)의 스템(31c)은 핀(33) 상에 안착되도록 구성되어 밸브 부재(31)를 밸브 시트(3b)로부터 거리를 유지하여 액체의 흐름을 가능하게 한다(이 경우, 유지 부재(33a)를 제공하는 것이 필수불가결하며, 그 기능은 핀(33)에 의해 수행된다).
이 경우에, 구동 명령에 따라, 제어 요소(35)는 밸브 부재(31)의 스템(31c)이 더 이상 핀(33) 상에 놓이지 않도록 선형으로 미끄러지며, 이에 따라 밸브 요소(31)가 밸브 시트(3b)와 접촉하도록 변위되어 덕트를 밀폐한다.
몸체(3')를 따라 정지 요소(38)가 장착되고, 정지 요소는 제어 요소(35)의 돌출부(35a)와 상호작용하도록 설계된 일 단부(38a)를 갖는다. 여기서 실질적으로 로커 레버로서 구성된 정지 요소는 바람직하게는 핀(33)에 실질적으로 수직으로 연장되거나 또는 몸체(3')에 의해 형성된 대응 핀(3f)에 힌지연결된다.
단부(38a)와 대향하는 레버(38)의 단부는 스프링(39), 특히 나선형 스프링과 같은 리셋 요소의 제1 단부의 고정을 위한 핀 또는 유사한 요소(38b)를 가지며, 다른 단부는 장치의 몸체에 형성되거나 또는 이에 대해 고정된 대응하는 핀 또는 유사한 결합 요소(2g)(여기서는 몸체 부분(2'), 예를 들어 도 2 및 5 참조)에 고정된다. 단부(38a)를 포함하는 암에서 레버(38)는 형상 기억 액추에이터 요소(16)의 제2 단부의 고정을 위한 추가 핀 또는 유사한 요소(38c)를 포함한다(예를 들어,도 2 참조).
도 15 및 도 16에서, 장치(1) 및 밸브 유닛(3)은 액체를 위한 덕트의 개구 위치에 도시되어 있다. 이 상태에서, 와이어 액추에이터(16)는 전기적으로 공급되지 않고, 비틀림 스프링(37)은 보유 요소(33a), 제어 요소(35) 및 리셋 부재(36)를 갖는 핀(33)으로 구성된 앙상블의 회전(여기서는 반 시계 방향으로)을 야기하는 경향이 있다. 그러나, 이 앙상블은 레버(38)의 단부(38a)와 제어 요소(35)의 돌출부(35a), 특히 제어 요소(35) 상에 형성된 캠 표면 사이의 간섭을 고려하여 회전하는 것이 방지된다. 레버(38)는 스프링(39)의 작용으로 인해 이 안정된 위치에 유지되는데, 스프링(39)은 레버 자체를 시계 방향으로 그리고 와이어 액추에이터(16)의 일부로 회전시키는 경향이 있다.
특히 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 이 안정한 상태에서, 핀(33)은 관련된 보유 요소(33a)가 스템(31c)의 요소(33a)의 주변 프로파일의 편심 부분에 배열되는 밸브 부재(31)의 스템(31c)의 하부 단부와 함게 실질적으로 수직 또는 직립인 작업 위치에 배열되도록 하는 위치에 배열된다. 따라서 밸브 부재(31)의 개스킷(31b)은 밸브 시트(3b)에 대해 상승되어 흐름의 통과를 가능하게 한다. 장치(1)의 밸브 장치의 가능한 작동이 이하에 설명된다.
액체의 연속적인 흐름이 존재하는 경우, 장치의 제어 전자장치는 유량계(40, 50)를 통해 액체 자체의 유량 및 이로부터 장치(1)을 통과한 액체의 양을 계산한다.
일정한 유량의 조건에서 액체의 양이 주어진 안전 한계보다 높게 감지되거나 또는 감지된 유량이 사전 형성된 값 범위를 벗어난 경우(유량이 너무 낮거나 또는 너무 높은 경우) 제어 전자장치가 밸브 장치의 밀폐를 구동한다. 이를 위해, PCB(19) 상에 구현된 회로를 통해, 와이어 액추에이터 요소(16)가 공급되고, 이는 줄 효과에 의한 가열이 변형, 특히 수축 또는 단축을 겪는다(달리 언급된 바와 같이 형상 기억 합금으로 제조된 액추에이터 요소에 연계된 전기 히터가 제공되며, 여기서 히터에 의해 야기된 가열은 형상 기억 합금으로 제조된 요소의 가열을 초래하고, 따라서 수축됨).
와이어의 변형은 스프링(39)의 작용과 달리 레버(38)의 각 운동을 야기한다. 도 17 및 도 18을 참조하면, 여기서 레버(38)의 회전은 반시계 방향으로 이루어진다. 이 회전에 따라, 레버(38)의 단부(38a)는 요소(35)의 돌출부(35a)로부터 해제되고, 후자는 스프링(37)의 작용 하에서 반시계 방향으로 회전된다. 요소(35)의 회전은 적절한 콘트라스트 또는 정지 요소, 예를 들어, 여기에서 리드(34)에 의해 형성된 34a로 지정된 요소에 의해 차단될 수 있다.
요소(35)의 회전은 리셋 부재(36)의 일 측면 및 핀(33)의 다른 측면에서의 대응하는 회전을 야기한다. 따라서, 핀과 연계된 보유 요소(33a)는 도 18에 도시된 바와 같이, 유입 액체의 스러스트(및 도시되지 않은 가능한 스프링의 스러스트) 하에서 밸브 부재(31)가 낙하할 수 있는 해제 위치를 취한다. 개스킷(31b)은 밸브 시트(3b) 상에 배열되어 액체의 추가 유동을 방지한다.
밸브 장치가 밀폐된 후, PCB(19)에 속하는 제어 전자장치는 와이어 액추에이터(16)로의 전기 공급을 차단한다. 레버(38)의 회전을 야기하는 것과 같이 연장된 상태로부터 수축된 상태로 형상 기억 합금으로 제조된 와이어의 수축을 얻기 위해 단 몇 초만 필요하면, 액추에이터(16)로의 전기 공급은 시간적으로 제어될 수 있거나 또는 예를 들어, 레버(38) 또는 요소(35)에 의해 도 17 내지 도 18에 도시된 위치에 대응하는 위치에 도달하는 것을 검출하도록 설계된 적절한 센서(예를 들어, 마이크로 스위치)가 제공될 수 있다. 가능하게, 흐름의 부재를 검증함으로써 밸브 부재의 효과적인 밀폐가 검출될 수 있고; 즉, 액추에이터(16)의 전기적 명령은 유량계의 신호에 기초하여 결정될 수 있다.
공급 중단 후, 와이어 액추에이터(16)는 냉각되고 다시 스프링(39)의 작용 하에서 도 15-16에 도시된 바와 같이 레버(38)가 초기 위치로 복귀하는 원래의 확장된 상태를 취한다. 그러나, 유지 부재(33a)와 연계된 캠 요소(35) 및 핀(33)은 스프링(37)의 작용 하에서 도 17 내지 도 18의 위치에 유지되며, 따라서 밸브 부재(31)는 전기 공급이 없는 경우에도(특히 배터리(6)에 의한 에너지 소비가없는 경우에도) 액체에 대한 덕트를 밀폐하는 위치에 유지된다.
밸브 장치의 리셋은 리셋 부재(36)에 수동으로 작용함으로써 이루어질 수 있는데, 즉 캠 요소(35) 및 보유 요소(33a)를 지지하는 연계된 핀(33)의 회전을 유발하는 것을 목표로 하여 밀폐 동안 발생한 것과 상반된 회전을 부여한다(커플링(35b-36a)을 통하여 부재(36)에 대해 회전 고정됨).
따라서, 예에서 시계 방향으로 발생하는 보유 요소(33a)에 부여된 회전은 밸브 부재(31)의 스템(31c)의 하부 단부와 그 주변 프로파일의 대응하는 상호 작용을 야기하여, 도 15-16에 도시된 바와 같이 부재(31)가 액체용 덕트의 각각의 개방 상태로 복귀된다.
이 단계에서, 캠 요소(35)의 회전은 대응하는 돌출부(35a)가 레버(38)의 단부(38a)를 간섭하도록 구현되어 스프링(38)에 의해 이 방향으로 가압된 단부(38a)가 도 15-16의 초기 조건에서와 같이 돌출부(35a)와 결합될 때까지 상향으로 일시적인 회전을 결정한다. 따라서 밸브 부재(31)는 리셋되어, 즉 액체용 덕트의 개방 상태에서 다시 한번 유지된다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치의 다양한 실시예에서, 밸브 장치 또는 밸브 부재의 제어 메커니즘은 피팅(2a 및 3a)을 액체 공급원(도 1에서 탭(WN)) 또는 이에 따라 적용된 기기 또는 기기(도 1에 도시된 파이프를 포함하는 기기(UA))로부터 분리할 필요없이 재설정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 한편, 언급된 바와 같이, 장치(1)의 밸브 장치의 밸브 부재의 제어 메커니즘은 예로서 본 명세서에 도시된 것과 상이한 유형일 수 있고, 액체 공급원 또는 이에 따라 적용된 기기 또는 기기로부터 분리되기 전에 수동 리셋을 위해 고안될 수 있다(이 경우, 기기의 일부는 입구 피팅(2a)과 출구 피팅(3a) 사이의 적어도 하나를 통해 재설정을 가능하게하기 위해 도달될 수 있음).
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 제어 장치는 일반적인 기기 또는 시스템으로 향하는 액체의 흐름 또는 유량을 검출할 수 있고, 검출된 이 흐름 또는 유량의 값을 기초로 주어진 작동 원리에 따라 작용한다. 다양한 실시예에서, 이 작동 로직은 제조 단계에서 사전 설정되거나 또는 저장된다.
이를 위해, 장치의 제어 전자장치는 장치의 사용을 위해 예상되는 사전 설정된 유량 범위(예를 들어, 최소 유량 및 최대 유량) 및/또는 적용 유형 및/또는 액체의 사전정해진 또는 최대 부피, 즉 상기 안전 한계를 사전 설정함으로써 프로그래밍될 수 있다. 이 경우, 장치(1)의 다음의 활성화 조건 중 하나 이상이 예상될 수 있다.
i) 유량계에 의해 검출된 유량이 사전정해진 유량 범위의 최소값보다 작고; 이는 특히 장치가 포함된, 특히 장치(1)의 하루에 있는 유압 시스템의 제1 유형의 결함이 있음을 의미한다(예를 들어, 도 1의 기기(UA) 내에 물의 바람직하지 않은 누출); 이 경우에, 제어 로직은 밸브 장치의 밀폐를 야기하고 및/또는 경보 신호를 발생시키기 위해 액추에이터(16)의 공급을 위한 명령을 발생시킬 수 있고;
ii) 유량계에 의해 검출된 유량이 사전정해진 유량 범위의 최대 값보다 크고: 이는 특히 장치(1)의 하류에 있는 장치가 포함되는 유압 시스템의 제2 유형의 결함이 있는 것을 의미하고(예를 들어, 도 1의 기기(UA)의 공급을 위해 파이프의 고장); 또한 이 경우에, 제어 로직은 밸브 장치의 밀폐 및/또는 경보 신호를 발생시키기 위해 액추에이터(16)의 공급을 위한 명령을 발생시킬 수 있고;
iii) 연속 흐름이 있을 때 유량계에 의해 검출된 유량이 사전정해진 유량 범위 내에 있지만 유입되는 물의 총 양이 장치의 하류에 있는 결합 또는 조건의 제3 유형을 나타내는 사전정해진 또는 안전 한계에 도달하거나 떠는 이를 초과하며(예를 들어, 흐름이 차단되는 액체의 사전정해진 양에 도달하거나 또는 도 1의 기기(UA)의 과도한 소비); 이 경우에, 제어 로직은 바람직하게는 경보 알?c을 생성하는 밸브 장치의 밀폐를 야기하기 위해 액추에이터(16)의 공급을 위한 명령을 발생시키고(예상되는 경우);
iv) 장치의 제어 전자장치는 자체 공지된 방식으로 장치(1)의 자율 공급원, 예컨대 배터리(6)가 고갈되어, 즉 사전정해진 안전 임계값 미만임을 검출하며; 또한 이 경우에, 제어 로직은 기본적으로 안전상의 이유로 밸브 장치를 밀폐시키도록 및/또는 경보 신호를 발생시키기 위해 액추에이터(16)의 공급을 위한 명령을 발생시킨다.
이러한 활성화 상태에 따라, 장치(1), 즉 이의 밸브 장치는 특히 결함의 원인이 확인된 후에 전술된 바와 같이 사용자에 의해 수동으로 리셋될 수 있다. 다양한 실시예에서, 장치의 제어 전자장치는 무선 모드에서 정보 및 경보 신호의 통신 가능성과 함께 최종 사용자에 의해 적어도 부분적으로 프로그래밍되도록 사전배열될 수 있다. 이 경우에, 제어 전자장치는 바람직하게는 무선 트랜스시버(예를 들어, 블루투스 또는 Wi-Fi 및/또는 인터넷에 연결하기 위한 게이트웨이)를 포함한다.
또한 이러한 유형의 실시예에서, 제어 전자장치는 유량 한계 또는 범위(예를 들어, 최소 및 최대 유량) 및 최대 액체 부피(안전 한계) 중 적어도 하나를 사전설정함으로써 프로그래밍되지만 이들 파라미터는 특히 공장 설정(즉, 유량 범위 및/또는 안전)을 변경하기 위해 및/또는 액체의 소모와 관련된 다른 정보 또는 알람 상태에 대한 장치를 쿼리하고 및/또는 원격으로 알람 경고를 수신하기 위해(예를 들어 배터리(6)의 저 충전 상태에 대한 경고 및/또는 밸브 장치의 밀폐로의 트리거링) 전술된 외부 전자 장치 및 장치(1)의 통신 회로를 통하여 최종 사용자에 의해 변경될 수 있다.
장치(1)의 활성화 조건은 i), ii), iii) 및 iv)에서 전술된 것과 동일할 수 있다. 전술된 외부 전자장치에 의해 적절한 명령을 전송함으로써 밸브 장치를 밀폐하기 위한 원격 명령을 발생시키는 것이 명백히 가능하다. 또한, 장치에 통신 전자장치가 제공되는 경우, 안전상의 이유로, 밸브 장치의 재설정은 예를 들어 전술된 방식으로 수동으로 수행되는 것이 바람직하다.
다양한 실시예에서, 장치(1)의 회로 장치, 예를 들어 PCB(19) 상에 구현된 이의 일부는 장치 자체, 특히 이의 비기계 유량계의 동작을 최적화하기 위해 유용하거나 필요한 파라미터의 기록 및/또는 통신 및/또는 수정을 목적으로 사전배열될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 상기 회로 장치는 안전 장치의 프로그래밍 및/또는 완전한 기능 테스트를 위해, 즉 특정 프로그래밍 및/또는 시험 기기에 대한 연결을 위해 사용될 수 있는 커넥터 또는 접점을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 전술된 기기는 장치(1)의 비휘발성 메모리(예를 들어, EEPROM)에 예를 들어, 회로 장치(40, 50), 특히 유량의 측정을 위해 설계된 이의 일부의 동작을 조절하도록 설계된 하나 이상의 파라미터를 기록 또는 업데이트하도록 사전배열될 수 있다. 전술된 파라미터 또는 파라미터들은 통상적인 기록 방법에 따라 전술된 비 휘발성 메모리의 의도적으로 제공된 셀에서 전술된 커넥터 또는 접점을 통해 프로그래밍 및/또는 테스트 기기에 의해 기록될 수 있다. 다른 실시예에서, 이 프로그래밍은 물리적 접점의 추가 없이 무선 모드에서 이루어질 수 있다.
다양한 실시예에서, 전술된 파라미터 또는 파라미터들은 장치(1)를 획득하기 위해 사용된 구성요소 및/또는 이의 제조를 위해 사용된 공정의 허용 오차로 인해, 가능한 제조 스프레드를 상쇄하기 위한 적어도 하나의 교정 파라미터를 포함한다. 교정 파라미터에 관한 가능한 로직은 다음에 설명되어 있다. 장치(1)의 시험 동안, 비기계식 유량계(40, 42, 50)를 통해 측정된 액체의 유량 값은 액체 세트의 유량 값에 대해 체크되고 실제 기준값으로 간주된다. 유량계에 의해 측정된 값이(구성 요소 및/또는 제조 공정 스프레드의 변동성으로 인해) 실제 기준 값과 일치하지 않은 경우, 장치(1)의 제어기의 제어 프로그램에서 "교정 계수"로 지칭되는 곱셈 계수를 입력하여 측정값이 기준과 정확히 일치된다.
실제로, 예를 들어, 곱셈 계수는 실제 기준값과 측정 값 사이의 비율에 의해 주어질 수 있다(곱셈 계수 = 실제 기준값/측정 값). 그 뒤, 장치(1)을 정상적으로 사용하는 경우, 온보드 전자장치에서 출력되는 신호는 곱셈 계수에 의해 비기계식 유량계에 의해 측정된 값을 곱함으로써 제어기에 의해 수정된다(출력 신호 = 곱셈 계수·측정 값).
추가로 또는 대안으로, 전술된 비 휘발성 메모리에 기록될 수 있는 파라미터 또는 파라미터들은 아래에 나열된 파라미터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
1) "파워 다운 시간(Power-down time)" - 비기계식 유량계(40, 42, 50)의 최소 전기 소비를 줄이기 위해 제어기는 하나의 측정과 다음 측정 사이에 유량계 자체에 대한 공급을 중단시키기 위해 사전 배열될 수 있다. 따라서, 두 측정 사이의 시간 경과는 조절될 수 있으며, 이를 위해 "파워 다운 시간" 파라미터가 예상된다. 파라미터 "파워-다운 시간"의 값을 증가시킴으로써, 유량계의 비작동 기간이 연장되어 소비를 감소시킨다(이는 장치의 전자장치가 전술된 자율 소스를 통해 공급될 때 특히 유리함). 이 방식으로, 전형적으로 "샘플링 레이트(sampling rate)"로 지칭되는 유량 센서의 출력 신호 중 하나의 판독과 다음 판독 사이의 시간 경과가 연장된다. "파워-다운 시간" 파라미터는 최종 사용자의 요구 사항과 일관되게 샘플링 속도(단위 시간당 판독 횟수)의 조절을 가능하게 한다.
2) "필터 활성화" - 유량계의 제어 전자장치는 이의 안정성을 향상시키기 위해 대응 출력 신호를 필터링하기 위해 사전배열될 수 있다. 이는 수학적인 유형의 통상적인 동작, 즉 장치(1)로부터 출력되는 데이터의 공급 이전에 수행되는 값의 수학적 처리를 통하여 획득된다. 파라미터 "필터 활성화"는 이 작업의 활성화 여부를 가능하게 한다. 이 기능이 비활성화되면, 유량계의 제어 전자장치는 임의의 처리 없이 수치 값을 판독된 상태로 출력한다.
3) "필터 파라미터" - 필터링 로직은 적응형인 것이 바람직하고 즉, 필터링될 신호의 진동이 작거나 큰지 여부에 따라 적어도 두 가지 작동 모드를 제공하다. 큰 신호 진동은 광범위한 유량 변화에 해당한다. 이 상황은 일반적으로 장치(1)를 통한 물의 흐름을 열고 닫을 때 발생한다. 이러한 경우, 신호는 이의 변동을 늦출 수 있는 필터링(즉, 수학적 처리 없이)없이 유량 변동을 신속히 따르는 것이 바람직할 수 있다. 필터는 이전의 값과 판독 값을 비교한다. 이 값들 사이의 차이가 "높은 델타-유량" 파라미터보다 큰 경우, 필터는 임의의 수학적 계산을 수행하지 않지만 값을 읽은 상태로 제공한다. 역으로, 작은 신호 진동은 일반적으로 전기 또는 유체역학적 교란에 해당하며, 이는 실제로 유량이 실제로 변하지 않았더라도 신호 값의 변화를 유발하다. 이 경우, 작은 변화를 필터링하고 보다 안정적인 신호 값을 제공하는 수학적 계산을 구상하는 것이 유리하다. 또한 이 경우 필터는 판독 값을 이전 값과 비교한다. 이들 값들 사이의 차이가 "낮은 델타-유량" 파라미터보다 작은 경우, 필터는 판독된 값을 평균화하여 보다 안정적인 값을 제공할 목적으로 수학적 계산을 수행한다.
4) "시간 상수" - 2)와 3)에서 언급된 수학적 계산은 파라미터 "시간 상수"를 고려하여 수행되고, 이는 필터링된 값(다른 유형일 수 있는 평균 계산 공식에 따라)을 계산하기 위해 많은 연속적인 유량의 판독값이 계산되는 방식을 정한다. 실제로, 파라미터 "시간 상수"의 높은 값은 보다 안정적이지만 유량의 가능한 변동을 더 느리게 따르는 값을 제공한다.
5) "유량 컷 값" - 이 파라미터는 0에 매우 가까운 물의 유량 값을 도시하기 위한 것이다. 파라미터 "유량 컷 값"보다 작은 비기계식 유량계에 의해 판독된 임의의 유량 값은 인공적으로 0의 숫자 값으로 강제된다. 이 방식으로, 신호의 매우 작은 진동을 무시할 수 있으며, 실제로 실제 유량을 발생시키지 않지만 일반적으로 전기 교란/소음의 결과이다.
6) "영점 전송(Zero transmission)" - 이 파라미터(참/거짓 유형)를 사용하면 장치(1)의 전자장치가 유량이 0 인 값을 전송할지 여부를 정한하다. 전기 소비의 관점에서 바람직한 구성은 유량이 0인 값을 전달하지 않는 것이다. 이 경우, 유량이 0이 아닌 경우에만 전자장치가 출력 신호를 전송하지만 유량을 감지하지 않으면 신호가 전송되지 않는다.
7) "최대 체적" - 이 파라미터로 형성되는 것은 액체의 체적 또는 양으로, 장치에 도달하거나 초과할 경우 장치(1)의 전자장치가 해당 밸브 장치의 밀폐, 즉 해당 전자열 액추에이터의 공급을 야기한다.
8) "유량 임계값 또는 임계값들" - 이는 유량의 최소 값 또는 유량의 최대 값 또는 유량 범위의 한계 값(최소 및 최대)을 나타내며, 장치(1)의 전자장치가 대응하는 밸브 장치의 밀폐, 즉 대응하는 전자열 액추에이터의 공급을 구동하는 것에 관한 것이다. 전술된 바와 같이, 다양한 실시예에서, 검출된 유량이 사전형성된 최소값보다 낮거나 또는 사전형성된 최대 값보다 높은 경우에 장치(1)가 트리거링되도록 프로그래밍될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 제어 장치를 구비한 유량계는 전자기 유도 센서일 필요는 없으며, 일부 다른 비기계식 유형, 특히 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계일 수 있다. 예를 들어, 도 19 및 도 20은 40'으로 지정된 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계를 사용하는 것을 기초로 본 발명에 따른 유압 제어 장치에 사용될 수 있는 지지부의 가능한 변형 실시예를 도시한다. 계량기(40')는 도 19에서 41'으로 도시된 지지부, 바람직하게는 평면형이며, 지지부(41)와 관련하여 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 장치(1)의 몸체에 장착될 수 있다.
지지부(41') 상에 제공된 예시된 것과 같은 다양한 실시예에서, 421, 422 및 423으로 지정된 3 개의 저항기가 있다. 3 개의 저항기는 바람직하게는 유량 검출 영역에서 물의 흐름의 방향(상기 도면에서 DR)으로 지지부(41')의 장착된 상태에 대해 지지부(41')의 높이 방향에 따라 서로 실질적으로 정렬되도록 배열된다. 도 22에서, 물의 흐름은 화살표(H20)로 개략적으로 도시되어 있다. 도 20에서 또한 주목할 수 있는 바와 같이, 저항기(421, 422 및 423)는 액체로부터 분리된 각각의 전도 트랙(443)에 의해 형성되며, 이의 근위 단부는 각각의 연결 패드(45)를 제공한다. 트랙(443)은 예를 들어, 412로 지정된 것과 같은 전기 절연 재료로 제조된 추가의 상부 층을 통해 절연될 수 있다.
중심 저항기(422)는 전류에 의해 공급될 때 열을 발생시키도록 사전배열되는 한 고온 와이어 또는 고온 필름을 제공한다. 횡방향 또는 단부 저항기(421 및 423)는 대신 검출된 온도에 기초하여 옴 저항의 값을 수정한다. 지지부(41')가 지지부(41) 대신에 상기 도면에 도시된 바와 같이 검출 영역(DR)의 검출 영역(DR)에 장착되고, 지지부(4)는 가로방향으로 삽입되고, 지지부(4)의 중간 부분은 액체용 덕트 내에 있는 저항기(421, 422 및 423)를 지지한다. 지지부(4)의 근위 단부 부분, 즉 대응하는 연결 패드(45)는 25로 이미 지정된 것과 같은 유형의 PCB에 전기적으로 결합된다.
덕트(30) 내에 물(H20)의 흐름이 존재하면, 저항기(421, 423)은 저항기(422)에 의해 생성된 열에 의해 비대칭 방식으로 가열되고, 즉, 도 22에서 H1로 지정된 영역의 온도는 H3으로 지정된 영역의 온도보다 낮을 것이며, 영역 H1 및 H3은 각각 저항기(422)에 의한 가열이 유도되는 영역 H2의 상류 및 하류에 있을 것이다. 저항기(421 및 423)의 옴 저항의 차이로서 측정된 이러한 온도 차이는 물의 유량에 비례할 것이다. 반대로, 유량이 0인 경우, 온도차, 즉 저항기(421 및 423)의 옴 저항의 차이는 0인 것으로 가정된다.
물론, 고온 와이어 또는 고온 필름 흐름 센서의 경우, 이전 도면의 전자기 장치(50)는 필요하지 않으며, 시스템의 제어 로직은 검출된 옴 차이를 기초로 유량의 값을 유도하기 위해 구현될 것이다.
도 20에서 알 수 있는 바와 같이, 지지부(4)는 또한 저항기(421, 422, 및 423)을 형성하는 트랙(443)이 형성된 기저 층(411)을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 또한 이 실시예에서, 기저 층(411)은 플라스틱 재료(예를 들어, 폴리카보네이트), 또는 세라믹 재료, 또는 복합 재료(예를 들어, FR4)로 제조될 수 있다. 트랙은 예를 들어 트랙(443)에 대해 석탄 또는 흑연의 기저를 갖는 실크 스크린 페이스트와 같은 저항성 재료의 기저를 가진 잉크를 사용하는 실크 스크린 인쇄 기술 또는 다른 증착 기술을 통해 형성될 수 있다. 이들 트랙 및 대응하는 저항기는 전기 절연 재료 층으로 코팅될 수 있다. 지지부(41)와 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로, 지지부(4)가 덕트(30)에 대해 가로방향으로 장착될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명에 따른 장치에 사용되는 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계는 그 자체 공지된 기술에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 상기 설명으로부터, 본 발명의 특징은 그 장점과 마찬가지로 명확하게 나타난다. 비기계식 유량계를 예상하는 본 발명에 따른 유압 제어 장치는 임펠러 및 기어를 갖는 기계식 유량계의 사용에 기초하여 관련 종래 기술과 비교하여 유리하다. 제안된 유량계는 실제로 움직이는 부품이 없는 액체의 유량 및 그에 따른 양의 측정을 가능하게 하며, 따라서 공지된 기계 기술에 비해 더 큰 신뢰성을 제공하다.
또한 이 센서는 매우 작은 유량(분당 밀리리터)까지도 측정할 수 있어, 약간의 누출이나 드리핑을 감지할 수 있다. 전기 액추에이터, 특히 형상 기억 재료로 제조된 요소를 갖는 액추에이터의 사용은 장치의 밸브 장치를 구동하기에 충분한 힘의 공급을 가능하게 하여, 고착의 위험을 추가로 감소시킨다. 기어가 없는 밸브 장치 구조의 경우 액체와 접촉하는 부품의 수가 감소되는 경우 이러한 위험이 더욱 감소된다. 도시된 유형의 액추에이터의 사용은 또한 제한된 비용, 전체 치수의 감소 및 제어의 단순성 측면에서 유리하다는 것을 입증한다. 비기계식 유량계 및 전자열 액추에이터의 바람직한 사용은 또한 장치에 의한 전기 에너지 소비를 포함할 수 있게 하며, 이러한 방식으로 표준 유형의 배터리를 통해 공급될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실질적인 이점은 장치 자체를 공급된 유압 시스템으로부터 분리할 필요 없이 장치의 케이싱 외부로부터, 특히 전방으로부터 밸브 장치를 재설정할 수 있다는 것이다.
당업자에 의해 예로서 설명된 유압 제어 장치에 대한 많은 변형이 이루어질 수 있으며, 이에 의해 다음의 청구 범위에 형성된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이 명백하다.
전술된 바와 같이, 도시되지 않은 실시예에서, 본 발명에 따른 장치의 밸브 장치의 제어 메커니즘은 이전에 예시된 것과 다른 유형일 수 있고 및/또는 메커니즘 자체에 속하는 액추에이터를 통해 재설정될 수 있다. 또한, 액체의 공급원 또는 이에 의해 공급된 기기 또는 시스템으로부터의 사전 분리 후에 메커니즘이 그것의 리셋을 위해 사전배열될 수 있다.
형상 기억 합금으로 제조된 액추에이터 요소는 전류를 직접 공급하는 대신에 대응하는 전기 히터 장치를 통해 가열될 수 있다. 또한, 액추에이터 요소는 와이어와 다른 형상을 가질 수 있고 및/또는 예시된 것과 다른 방식으로 변형을 겪도록 사전배열 될 수 있다.
장치는 전원을 통한 공급을 위해 고려될 수 있다. 또한, 이러한 유형의 변형 실시예에서, 반면에, 백업 배터리와 같은 보조 전기 에너지 원, 바람직하게는 장치 자체의 동작을 보장하기 위해 주전원이 없는 경우에도 재충전 가능한 보조 에너지 원을 장치에 구비하는 것이 유리할 수 있다. 전술된 실시예를 참조하여 언급된 개별 특성은 다른 실시예에서 함께 결합될 수 있다. 또한, 유량계 유닛에 대해 도시된 특성 및 기능이 밸브 유닛에 적용될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

Claims (17)

  1. 액체를 사용하는 기기 또는 시스템과 액체 공급원 사이의 연결을 위해 설계되고, 액체 전도 기기 또는 시스템을 위한 유압 제어 장치로서, 상기 유압 제어 장치(1)는
    입구 커넥터(2a)와 출구 커넥터(3a) 사이에서 연장되는 액체(30a, 30b)용 덕트를 갖는 장치 몸체(2', 3'),
    장치 몸체(2', 3')에 연계된 유량계 및
    밸브 몸체(31)를 제어하기 위한 제어 메커니즘(33-39) 및 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재(31)를 포함하는 장치 몸체(2', 3')에 연계된 밸브 장치(16, 31, 33-39)를 포함하고,
    제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재(31)의 이동을 위해 유량계(40, 50; 40')에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하고,
    유량계는 액체(30a, 30b)용 덕트 내에서 유동하는 액체에 의해 도달가능한 2개 이상의 전기 검출 요소(42, 421, 422, 423)을 포함하는 비기계식 유량계(40, 50; 40')이고, 2개의 전기 검출 요소가 상기 액체(30a, 30b)용 덕트의 내부에 있거나 또는 이를 향하는 유압 제어 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 밸브 장치(16, 31, 33-39)는 제어 메커니즘(33-39)을 구동시키기 위해 전기 액추에이터(16), 특히 열전기 액추에이터를 포함하는 유압 제어 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자율 전기 공급원(6), 특히 하나 이상의 배터리 및 전기 액추에이터(16)와 비기계식 유량계(30, 40, 40')의 전기 공급의 제어를 위한 회로 장치(19, 25)를 추가로 포함하는 유압 제어 장치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 전기 액추에이터(16)는 형상 기억 합금의 적어도 일부로 제조된 액추에이터 요소를 포함하는 열전기 액추에이터이고, 액추에이터 요소는 특히 와이어 형상인 유압 제어 장치(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비기계식 유량계는 전기 검출 요소(42; 421, 422, 423)의 하나 이상의 지지부(41, 41')를 포함하고, 하나 이상의 지지부(41, 41')는 바람직하게는 하나 이상의 전기 검출 요소(42; 421, 422, 423)가 액체에 의해 도달가능하도록 액체(30a, 30b)용 덕트 내에 부분적으로 삽입되거나 또는 이의 내측을 향하는 유압 제어 장치(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비기계식 유량계는 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계(40') 또는 전자기 유도 유량계(40, 50)인 유압 제어 장치(1).
  7. 제6항에 있어서, 유량계는 전자기 유도 유량계(40, 50)이고, 상기 전자기 유도 유량계는
    액체(30a, 30b)용 덕트 내에 액체의 흐름의 방향에 대해 가로방향으로 전자기장을 생성하도록 사전배열된 전자기 장치(50), 및
    전자기장을 통하여 액체의 흐름에 의해 유도되는 전위차를 검출하기 위해 2개 이상의 전극(42)을 포함하는 검출 장치(40)를 포함하고, 2개 이상의 전극(42)은 상기 2개의 전기 검출 요소를 제공하며, 2개의 전극(42)은 액체(30a, 30b)용 덕트 내에 삽입되거나 또는 이를 향하는 지지부(41) 상에 배열되는 유압 제어 장치(1).
  8. 제6항에 있어서, 유량계는 액체(30a, 30b)용 덕트 내의 액체의 흐름 방향에 따라 배열된 하나 이상의 지지부(41') 상에 2개 이상의 전기 검출 요소 또는 저항기(421, 422, 423)를 포함하는 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계(40')이고, 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계(40')는 전류가 공급될 때 열을 생성하도록 사전배열된 하나 이상의 제1 저항기(422) 및 검출된 온도를 기초로 옴 저항 값을 변화시키도록 설계된 액체의 흐름 방향에 대해 제1 저항기(421)의 상류 및 하류에 배열된 하나 이상의 제2 저항기(421, 423)를 포함하는 유압 제어 장치(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(30a, 30b)용 덕트는 검출 영역(DR)을 가지며, 상기 검출 영역에서 비기계식 유량계가 설치되고, 액체(30a, 30b)용 덕트의 이동 섹션은 검출 영역(DR)의 상류 및/또는 하류에서 변화하고, 바람직하게는 검출 영역(DR)은 실질적으로 장방향 섹션을 갖는 유압 제어 장치(1).
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    -제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)용 덕트의 개방 위치로부터 밀폐 위치로 밸브 부재(31)의 이동을 위하여 밸브 부재(31)의 해제 상태로 보유 상태로부터 전기 액추에이터(16)에 의해 변환가능하고,
    -제어 메커니즘(33-39)은 밸브 부재(31)의 해제 상태로부터 보유 상태로 사용자가 제어 메커니즘(33-39)을 구현하도록 작동가능한 기계식 리셋 부재(36)를 포함하고,
    기계식 리셋 부재(36)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템으로부터 및 액체(WN)의 공급원으로부터 입구 커넥터(2a) 및 출구 커넥터(3a)를 분리할 필요 없이 장치의 외부 케이싱(4, 5) 및/또는 장치 몸체(2', 3')의 외측으로부터 작동가능하도록 구성되는 유압 제어 장치(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 부재(31)는 밸브 시트(3b)에 대해 이격된 위치와 안착 위치 사이에서 덕트 자체의 적어도 일부에 대해 축방향으로 이동가능하고 액체(30a, 30b)용 덕트 내에 삽입되고, 밸브 시트(3b)는 장치 몸체(2', 3')의 출구 커넥터(3a)와 입구 커넥터(2a) 사이의 중간에 있는 액체(30a, 30b)용 덕트의 위치에 배열되는 유압 제어 장치(1).
  12. 제11항에 있어서, 제어 메커니즘(33-39)은 각각의 개방 위치에서 밸브 부재(31)를 보유하기 위한 보유 요소(33a), 특히 액체(30a, 30b)용 덕트 내에서 가로방향으로 연장되는 제1 제어 요소(33)에 의해 형성되거나 또는 이에 연계되는 편심 요소를 포함하고, 제1 제어 요소(33)는 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 밸브 부재(31)의 변위 방향에 실질적으로 수직인 축을 따라 이동가능한 유압 제어 장치(1).
  13. 제12항에 있어서, 제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)용 덕트의 외부에서 제1 제어 요소(33)에 대해 이동가능한 방식으로 연계되는 제2 제어 요소(35)를 포함하고, 제2 제어 요소(35)는 각각의 제3 제어 요소(38)와 상호작용할 수 있고, 제3 제어 요소(38)는 제2 제어 요소(35)의 각각의 해제 상태를 취하고 밸브 부재(31)의 각각의 해제 위치를 향하여 보유 요소(33a) 및/또는 제1 제어 요소(33)의 이동을 허용하기 위해 전기 액추에이터(16)를 통하여 구동가능하고, 하나 이상의 제1 제어 요소(33) 및 제2 제어 요소(35)는 제1 탄성 요소(37)의 탄성 작용에 노출되고, 제3 제어 요소는 제2 탄성 요소(39)의 탄성 작용에 노출되는 유압 제어 장치(1).
  14. 제10항 또는 제13항에 있어서, 기계식 리셋 부재(36)는 제2 제어 요소(35)와 함께 이동하도록 장착되는 유압 제어 장치(1).
  15. 액체 전도 기기 또는 시스템용 유압 제어 장치로서, 장치(1)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템과 액체 공급원(WN) 사이에 연결을 하도록 설계되고 상기 유압 제어 장치(1)는
    입구 커넥터(2a)와 출구 커넥터(3a) 사이에서 연장되는 액체(30a, 30b)용 덕트를 갖는 장치 몸체(2', 3'),
    장치 몸체(2', 3')에 연계된 유량계 및
    밸브 몸체(31)를 제어하기 위한 제어 메커니즘(33-39) 및 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재(31)를 포함하는 장치 몸체(2', 3')에 연계된 밸브 장치(16, 31, 33-39)를 포함하고,
    제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재(31)의 이동을 위해 유량계(40, 50; 40')에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하고,
    밸브 장치(16, 31, 33-39)는 형상 기억 재료의 적어도 일부로 제조된 액추에이터 요소(16)를 포함하는 열전기 액추에이터이고, 액추에이터 요소는 특히 와이어 형상인 유압 제어 장치.
  16. 액체 전도 기기 또는 시스템용 유압 제어 장치로서, 장치(1)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템과 액체 공급원(WN) 사이에 연결을 하도록 설계되고 상기 유압 제어 장치(1)는
    입구 커넥터(2a)와 출구 커넥터(3a) 사이에서 연장되는 액체(30a, 30b)용 덕트를 갖는 장치 몸체(2', 3'),
    장치 몸체(2', 3')에 연계된 유량계 및
    밸브 몸체(31)를 제어하기 위한 제어 메커니즘(33-39) 및 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재(31)를 포함하는 장치 몸체(2', 3')에 연계된 밸브 장치(16, 31, 33-39)를 포함하고,
    밸브 부재(31)를 제어하기 위해 제어 메커니즘(33-39)에 연계된 장치 몸체(21, 31)의 일부를 둘러싸는 외부 케이싱(4, 5)을 선택적으로 포함하고,
    제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재(31)의 이동을 위해 밸브 부재(31)의 보유 상태로부터 해제 상태로 유량계(40, 50; 40')에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하고,
    제어 메커니즘(33-39)은 밸브 부재(31)의 해제 상태로부터 보유 상태로 사용자가 제어 메커니즘(33-39)을 구현하도록 작동가능한 기계식 리셋 부재(36)를 포함하고,
    기계식 리셋 부재(36)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템으로부터 및 액체(WN)의 공급원으로부터 입구 커넥터(2a) 및 출구 커넥터(3a)를 분리할 필요 없이 장치의 외부 케이싱(4, 5) 및/또는 장치 몸체(2', 3')의 외측으로부터 작동가능하도록 구성되는 유압 제어 장치.
  17. 액체 전도 기기 또는 시스템용 유압 제어 장치로서, 장치(1)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템과 액체 공급원(WN) 사이에 연결을 하도록 설계되고 상기 유압 제어 장치(1)는
    입구 커넥터(2a)와 출구 커넥터(3a) 사이에서 연장되는 액체(30a, 30b)용 덕트를 갖는 장치 몸체(2', 3'),
    장치 몸체(2', 3')에 연계된 유량계 및
    밸브 몸체(31)를 제어하기 위한 제어 메커니즘(33-39) 및 액체(30a, 30b)용 덕트의 밀폐 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 밸브 부재(31)를 포함하는 장치 몸체(2', 3')에 연계된 밸브 장치(16, 31, 33-39)를 포함하고,
    제어 메커니즘(33-39)은 액체(30a, 30b)의 덕트의 밀폐 위치로 개방 위치로부터 밸브 부재(31)의 이동을 위해 밸브 부재(31)의 보유 상태로부터 해제 상태로 유량계(40, 50; 40')에 의해 수행되는 검출의 기능으로 변환가능하고,
    유압 제어 장치는
    비기계식 유량계(40, 50; 40'), 특히 전자 유도 유량계(40, 50) 또는 고온 와이어 또는 고온 필름 유량계(40'),
    형상 기억 재료로 적어도 부분적으로 형성된 하나 이상의 액추에이터 요소(16)를 포함하는 열전기 액추에이터(16) 및
    밸브 부재(31)의 해제 상태로부터 보유 상태로 사용자가 제어 메커니즘(33-39)을 구현하도록 작동가능한 기계식 리셋 부재(36)를 포함하고,
    기계식 리셋 부재(36)는 액체(UA)를 사용하여 기기 또는 시스템으로부터 및 액체(WN)의 공급원으로부터 입구 커넥터(2a) 및 출구 커넥터(3a)를 분리할 필요 없이 장치의 외부 케이싱(4, 5) 및/또는 장치 몸체(2', 3')의 외측으로부터 작동가능하도록 구성되는 유압 제어 장치.
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