KR20220146126A - Plunger valve apparatus capable of precision fluid control - Google Patents

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KR20220146126A
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Abstract

Disclosed is an invention for a plunger valve device capable of precise fluid control. According to the present invention, the plunger valve device capable of precise fluid control comprises: an outer housing part; an inner housing part installed inside the outer housing part to form a passage part together with the outer housing part; a seat part installed to surround the outlet side of the outer housing part; a plunger part movably coupled to the inside of the inner housing part to adjust the opening of the outlet side of the passage part; a gear part connected to the plunger part to move the plunger part; and a driving part connected to the gear part to drive the gear part.

Description

유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치{PLUNGER VALVE APPARATUS CAPABLE OF PRECISION FLUID CONTROL}A plunger valve device capable of precise fluid control {PLUNGER VALVE APPARATUS CAPABLE OF PRECISION FLUID CONTROL}

본 발명은 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체의 정량 제어가 가능하고, 토크를 감소시키며, 수명을 연장할 수 있는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plunger valve device capable of precise fluid control, and more particularly, to a plunger valve device capable of precise fluid control capable of quantitative control of fluid, reducing torque, and extending lifespan.

일반적으로 차량이나 산업용 기기에는 유로를 개폐시키도록 볼밸브가 설치된다. 볼밸브는 크랭크 샤프트에 의해 관통구가 형성된 볼이 회전되고, 크랭크 샤프트는 편심캠에 연결되는 구조를 갖는다. 편심캠이 회전됨에 따라 크랭크 샤프트가 이동되고, 크랭크 샤프트가 이동됨에 따라 관통구가 형성된 볼이 회전된다.In general, a ball valve is installed to open and close a flow path in a vehicle or industrial device. The ball valve has a structure in which a ball having a through-hole is rotated by a crankshaft, and the crankshaft is connected to an eccentric cam. As the eccentric cam rotates, the crankshaft moves, and as the crankshaft moves, the ball with the through hole is rotated.

그러나, 종래의 볼밸브는 편심캠의 회전 초기에는 유량이 천천히 증가하지만 편심캠이 회전될수록 유로가 급격히 증가되어 유량이 급격히 증가하게 된다. 따라서, 볼밸브는 유체의 정량 제어를 위해 적용되기 어려웠다.However, in the conventional ball valve, the flow rate increases slowly at the initial stage of rotation of the eccentric cam, but as the eccentric cam rotates, the flow path increases rapidly, resulting in a rapid increase in the flow rate. Therefore, it is difficult to apply the ball valve for quantitative control of the fluid.

또한, 볼밸브는 시트가 볼 전체를 감싸는 구조를 가지므로, 볼에 가해지는 토크가 현저히 증가되어 수명이 단축될 수 있다. 또한, 볼에 가해지는 토크가 증가됨에 따라 볼과 크랭크 샤프트가 피로 누적에 의해 파손될 수 있다. In addition, since the ball valve has a structure in which the seat surrounds the entire ball, the torque applied to the ball is significantly increased and the lifespan may be shortened. Also, as the torque applied to the ball increases, the ball and the crankshaft may be damaged by fatigue accumulation.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제2081640호(2016. 12. 30 공개, 발명의 명칭: 수충격 제어 및 에너지 절감형 유압식 볼밸브)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 2081640 (published on December 30, 2016, title of the invention: water shock control and energy saving hydraulic ball valve).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 유체의 정량 제어가 가능하고, 토크를 감소시키며, 수명을 연장할 수 있는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치를 제공하는 것이다.The present invention was created to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a plunger valve device capable of quantitative control of fluid, reducing torque, and capable of precise fluid control that can extend lifespan will be.

본 발명에 따른 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치는: 아우터 하우징부; 상기 아우터 하우징부와 함께 유로부를 형성하도록 상기 아우터 하우징부의 내부에 설치되는 이너 하우징부; 상기 아우터 하우징부의 출구부측을 둘러싸도록 설치되는 시트부; 상기 유로부의 출구부측 개도를 조절하도록 상기 이너 하우징부의 내측에 이동 가능하게 결합되는 플런저부; 상기 플런저부를 이동시키도록 상기 플런저부에 연결되는 기어부; 및 상기 기어부를 구동시키도록 상기 기어부에 연결되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A plunger valve device capable of precise fluid control according to the present invention includes: an outer housing; an inner housing part installed inside the outer housing part to form a flow path part together with the outer housing part; a seat portion installed to surround an outlet side of the outer housing portion; a plunger part movably coupled to the inner side of the inner housing part to adjust the opening degree of the outlet part of the flow path part; a gear unit connected to the plunger unit to move the plunger unit; and a driving unit connected to the gear unit to drive the gear unit.

상기 기어부는 상기 기어부에 연결되는 랙기어부; 및 상기 랙기어부에 맞물리고, 상기 구동부의 구동축에 축결합되는 피니언기어부를 포함할 수 있다.The gear unit includes a rack gear unit connected to the gear unit; and a pinion gear part engaged with the rack gear part and axially coupled to a drive shaft of the driving part.

상기 피니언기어부는 상기 이너 하우징부의 중심축에서 편심되게 설치되고, 상기 랙기어부는 상기 이너 하우징부와 상기 플런저부의 중심축 상에 설치될 수 있다.The pinion gear part may be installed eccentrically from a central axis of the inner housing part, and the rack gear part may be installed on central axes of the inner housing part and the plunger part.

상기 이너 하우징부의 내부에는 상기 랙기어부의 이동을 안내하도록 가이드부가 형성될 수 있다.A guide part may be formed inside the inner housing part to guide movement of the rack gear part.

상기 랙기어부는 상기 피니언기어부에 맞물리는 랙기어가 형성되는 랙바디부; 상기 랙바디부에 형성되는 제1디스크부; 상기 제1디스크부에 대향되고, 상기 플런저부의 구속링부에 걸려 구속되는 제2디스크부; 및 상기 제1디스크부와 상기 제2디스크부를 체결하도록 설치되는 복수의 체결부재를 포함할 수 있다.The rack gear unit may include a rack body unit having a rack gear engaged with the pinion gear unit; a first disk portion formed in the rack body portion; a second disk portion opposite to the first disk portion and caught by the restraining ring portion of the plunger portion; and a plurality of fastening members installed to fasten the first disk part and the second disk part.

상기 이너 하우징부는 상기 아우터 하우징부와 동심을 이루도록 배치되고, 상기 이너 하우징부의 입구부측은 돔형태로 폐쇄되고, 상기 이너 하우징부의 출구부측은 상기 플런저부가 상기 시트부에 밀착되도록 개방될 수 있다.The inner housing part may be disposed to be concentric with the outer housing part, an inlet side of the inner housing part may be closed in a dome shape, and an outlet side of the inner housing part may be opened so that the plunger part is in close contact with the seat part.

상기 시트부는 환형으로 형성되고, 상기 플런저부는 상기 시트부에 밀착되도록 원통형으로 형성될 수 있다.The seat portion may be formed in an annular shape, and the plunger portion may be formed in a cylindrical shape to be in close contact with the seat portion.

상기 시트부의 내측면에는 상기 시트부의 둘레를 따라 실링 테이퍼부가 형성되고, 상기 플런저부의 출구부측 단부에는 상기 실링 테이퍼부에 선접촉되도록 선접촉부가 형성될 수 있다. A sealing tapered portion may be formed on an inner surface of the seat portion along a circumference of the seat portion, and a line contact portion may be formed at an end of the plunger portion at an outlet side to be in line contact with the sealing tapered portion.

상기 선접촉부는 상기 플런저부의 둘레에 경사지거나 라운드지게 형성될 수 있다.The line contact portion may be inclined or rounded around the plunger portion.

본 발명에 따르면, 플런저부의 이동 거리가 기어부에 의해 정밀하게 제어되므로, 유로부의 개도를 정확하게 조절함에 따라 유체의 정량 제어를 정밀하게 수행할 수 있다.According to the present invention, since the movement distance of the plunger part is precisely controlled by the gear part, it is possible to precisely control the quantity of fluid by accurately adjusting the opening degree of the flow passage part.

또한, 본 발명에 따르면, 플런저부에는 거의 토크가 발생되지 않으므로, 플런저부나 기어부가 토크에 의해 파손되거나 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, since almost no torque is generated in the plunger portion, it is possible to prevent the plunger portion or the gear portion from being damaged or shortened by the torque.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 구동축과 나란한 방향으로 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 구동축과 수직한 방향으로 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 폐쇄한 상태를 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 랙기어부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 피니언기어부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 확대도이다.1 is a perspective view schematically showing a plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the plunger valve device according to an embodiment of the present invention is cut in a direction parallel to the drive shaft.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the plunger valve device according to an embodiment of the present invention is cut in a direction perpendicular to the driving shaft.
4 is an enlarged view schematically illustrating a state in which the plunger unit closes the flow path in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a plunger in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
6 is a front view schematically showing a plunger portion in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view schematically showing a rack gear unit in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view schematically showing a pinion gear unit in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the plunger part opens the flow path in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.
10 is an enlarged view schematically illustrating a state in which the plunger part opens the flow passage in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치의 일 실시예를 설명한다. 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치를 설명하는 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 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a plunger valve device capable of precise fluid control according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the process of describing the plunger valve device capable of precise fluid control, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 구동축과 나란한 방향으로 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치를 구동축과 수직한 방향으로 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 폐쇄한 상태를 개략적으로 도시한 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 랙기어부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 피니언기어부를 개략적으로 도시한 측면도이다.1 is a perspective view schematically illustrating a plunger valve device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a state in which the plunger valve device according to an embodiment of the present invention is cut in a direction parallel to the drive shaft. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the plunger valve device according to an embodiment of the present invention is cut in a direction perpendicular to the drive shaft, and FIG. 4 is a plunger valve device according to an embodiment of the present invention. It is an enlarged view schematically showing a state in which the plunger part closes the flow path, FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the plunger part in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an embodiment of the present invention It is a front view schematically showing the plunger part in the plunger valve device according to the present invention, Figure 7 is a side view schematically showing the rack gear part in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is according to an embodiment of the present invention It is a side view schematically showing the pinion gear part in the plunger valve device.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치(100)는 아우터 하우징부(110), 이너 하우징부(120), 시트부(130), 플런저부(140), 기어부(150) 및 구동부(160)를 포함한다.1 to 8 , the plunger valve device 100 capable of precise fluid control according to an embodiment of the present invention includes an outer housing part 110 , an inner housing part 120 , a seat part 130 , and a plunger. It includes a unit 140 , a gear unit 150 , and a driving unit 160 .

아우터 하우징부(110)는 전체적으로 원통형으로 형성된다. 아우터 하우징부(110)의 유체 입구부(122a)에는 입구부측 플랜지부(111)가 형성되고, 아우터 하우징부(110)의 유체 출구부(122b)에는 출구부측 플랜지부(113)가 형성되며, 아우터 하우징부(110)의 일측에는 편심 플랜지부(115)가 형성된다. 편심 플랜지부(115)는 아우터 하우징부(110)의 중심축에서 편심되게 배치된다. 입구부측 플랜지부(111)와 출구부측 플랜지부(113)에는 배관이 연결된다. 편심 플랜지부(115)에는 구동부(160)가 설치된다. The outer housing part 110 is formed in a cylindrical shape as a whole. The inlet side flange 111 is formed in the fluid inlet 122a of the outer housing 110, and the outlet side flange 113 is formed in the fluid outlet 122b of the outer housing 110, An eccentric flange part 115 is formed on one side of the outer housing part 110 . The eccentric flange part 115 is disposed eccentrically from the central axis of the outer housing part 110 . A pipe is connected to the inlet side flange portion 111 and the outlet side flange portion 113 . The driving unit 160 is installed on the eccentric flange portion 115 .

이너 하우징부(120)는 아우터 하우징부(110)와 함께 유로부(122)를 형성하도록 아우터 하우징부(110)의 내부에 설치된다. 유로부(122)는 이너 하우징부(120)의 외측면과 아우터 하우징부(110)의 내측면 사이에 형성된다. 유로부(122)는 이너 하우징부(120)의 둘레부에 동일한 폭을 갖도록 형서된다. 이너 하우징부(120)는 복수의 연결 리브(125)에 의해 아우터 하우징부(110)의 내측에 고정된다. 복수의 연결 리브(125)는 이너 하우징부(120)의 외측에 방사상으로 배치된다. 복수의 연결 리브(125)가 이너 하우징부(120)를 지지하므로, 유체의 유압이 이너 하우징부(120)에 가해지더라도 이너 하우징부(120)가 위치 변경되는 것을 방지할 수 있다.The inner housing part 120 is installed inside the outer housing part 110 to form the flow path part 122 together with the outer housing part 110 . The flow path part 122 is formed between the outer surface of the inner housing part 120 and the inner surface of the outer housing part 110 . The flow path part 122 is shaped to have the same width at the periphery of the inner housing part 120 . The inner housing part 120 is fixed to the inside of the outer housing part 110 by a plurality of connection ribs 125 . The plurality of connection ribs 125 are radially disposed outside the inner housing part 120 . Since the plurality of connection ribs 125 support the inner housing unit 120 , it is possible to prevent the inner housing unit 120 from being changed even when hydraulic pressure of the fluid is applied to the inner housing unit 120 .

시트부(130)는 아우터 하우징부(110)의 출구부(122b)측을 둘러싸도록 설치된다. 시트부(130)는 출구부측 플랜지부(113)의 내측면 둘레를 따라 설치된다. 시트부(130)는 일정한 강성을 가지며 내마모성을 갖는 테프론 재질 등으로 제작될 수 있다. The seat part 130 is installed to surround the outlet part 122b side of the outer housing part 110 . The seat portion 130 is installed along the periphery of the inner surface of the flange portion 113 on the outlet side. The seat portion 130 may be made of a Teflon material having a certain rigidity and wear resistance.

플런저부(140)는 유로부(122)의 출구부(122b)측 개도를 조절하도록 이너 하우징부(120)의 내측에 이동 가능하게 결합된다. 플런저부(140)는 이너 하우징부(120)의 내측면에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이너 하우징부(120)의 내측면에는 플런저부(140)와 이너 하우징부(120) 사이의 틈새를 실링하도록 실링부재(126)가 설치된다. 실링부재(126)로는 오링을 제시한다.The plunger part 140 is movably coupled to the inner side of the inner housing part 120 to adjust the opening degree of the outlet part 122b side of the flow path part 122 . The plunger unit 140 is slidably installed on the inner surface of the inner housing unit 120 . A sealing member 126 is installed on the inner surface of the inner housing part 120 to seal a gap between the plunger part 140 and the inner housing part 120 . An O-ring is provided as the sealing member 126 .

기어부(150)는 플런저부(140)를 이동시키도록 플런저부(140)에 연결된다. 기어부(150)는 이너 하우징부(120)의 내부에 설치된다. 기어부(150)가 구동됨에 따라 플런저부(140)가 직선 왕복된다.The gear unit 150 is connected to the plunger unit 140 to move the plunger unit 140 . The gear unit 150 is installed inside the inner housing unit 120 . As the gear unit 150 is driven, the plunger unit 140 is linearly reciprocated.

구동부(160)는 기어부(150)를 구동시키도록 기어부(150)에 연결된다. 구동부(160)에는 구동축(162)이 연결된다. 구동부(160)로는 구동모터가 적용된다. 구동축(162)에는 기어부(150)가 연결된다. The driving unit 160 is connected to the gear unit 150 to drive the gear unit 150 . A driving shaft 162 is connected to the driving unit 160 . A driving motor is applied as the driving unit 160 . The gear unit 150 is connected to the drive shaft 162 .

기어부(150)가 구동부(160)에 의해 구동됨에 따라 플런저부(140)의 이동 거리가 정확하게 제어되므로, 플런저부(140)의 이동 거리가 정밀하게 제어될 수 있다. 플런저부(140)의 이동 거리가 정밀하게 제어되므로, 유로부(122)의 개도를 정확하게 조절함에 따라 유체의 정량 제어를 정밀하게 수행할 수 있다. 또한, 플런저부(140)가 시트부(130)에 밀착되어 유로를 폐쇄시킬 때에 플런저부(140)의 출구부(122b)측에 유체의 유압이 가해질 수 있다. 그러나, 플런저부(140)의 출구부(122b)측에는 플런저부(140)의 원주방향을 따라 유압이 고르게 가해지므로, 플런저부(140)에는 거의 토크가 발생되지 않게 된다. 따라서, 플런저부(140)나 기어부(150)가 토크에 의해 파손되거나 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.As the gear unit 150 is driven by the driving unit 160 , the moving distance of the plunger unit 140 is precisely controlled, so that the moving distance of the plunger unit 140 may be precisely controlled. Since the moving distance of the plunger unit 140 is precisely controlled, the fluid quantity control can be precisely performed by accurately adjusting the opening degree of the flow path unit 122 . Also, when the plunger unit 140 is in close contact with the seat unit 130 to close the flow path, hydraulic pressure of the fluid may be applied to the outlet unit 122b side of the plunger unit 140 . However, since hydraulic pressure is uniformly applied to the outlet portion 122b side of the plunger portion 140 along the circumferential direction of the plunger portion 140 , almost no torque is generated in the plunger portion 140 . Accordingly, it is possible to prevent the plunger unit 140 or the gear unit 150 from being damaged or shortened by the torque.

이너 하우징부(120)는 아우터 하우징부(110)와 동심을 이루도록 배치되고, 이너 하우징부(120)의 입구부(122a)측은 돔형태로 폐쇄되고, 이너 하우징부(120)의 출구부측은 플런저부(140)가 시트부(130)에 밀착되도록 개방된다. 따라서, 유로부(122)가 아우터 하우징부(110)와 이너 하우징부(120) 사이에 원주방향을 따라 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 아우터 하우징부(110)의 입구부(122a)측으로유입되는 유체가 돔형태로 퍼지면서 유동되므로, 이너 하우징부(120)의 입구부(122a)측에서 유로 저항을 현저히 감소시킬 수 있다. The inner housing part 120 is disposed to be concentric with the outer housing part 110 , the inlet part 122a side of the inner housing part 120 is closed in a dome shape, and the outlet part side of the inner housing part 120 is a plunger. The part 140 is opened to be in close contact with the seat part 130 . Accordingly, the flow path portion 122 may be formed with the same width in the circumferential direction between the outer housing portion 110 and the inner housing portion 120 . Also, since the fluid flowing into the inlet 122a of the outer housing 110 flows while spreading in a dome shape, the flow resistance at the inlet 122a of the inner housing 120 can be significantly reduced.

시트부(130)는 환형으로 형성되고, 플런저부(140)는 시트부(130)에 밀착되도록 원통형으로 형성된다. 따라서, 플런저부(140)가 시트부(130)를 압착시킴에 따라 유로부(122)의 출구부(122b)측이 전체적으로 폐쇄될 수 있다.The seat portion 130 is formed in an annular shape, and the plunger portion 140 is formed in a cylindrical shape to be in close contact with the seat portion 130 . Accordingly, as the plunger unit 140 compresses the seat unit 130 , the outlet unit 122b side of the flow path unit 122 may be entirely closed.

시트부(130)의 내측면에는 시트부(130)의 둘레를 따라 실링 테이퍼부(132)가 형성되고, 플런저부(140)의 출구부측 단부에는 실링 테이퍼부(132)에 선접촉되도록 선접촉부(142)가 형성된다. 실링 테이퍼부(132)와 선접촉부(142)는 각각 환형으로 형성된다. 플런저부(140)의 선접촉부(142)가 시트부(130)의 실링 테이퍼부(132)와 선접촉되므로, 플런저부(140)가 구동부(160)의 구동력에 의해 동일한 압력으로 가압되더라도 실링 능력(압착력)이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 플런저부(140)가 조립 공차나 유압에 의해 약간 틀어진 상태로 시트부(130)에 밀착되더라도 실링 테이퍼부(132)의 원주방향 전체가 선접촉부(142)와 밀착되어 유체의 누출을 방지할 수 있다.A sealing tapered portion 132 is formed on the inner surface of the seat portion 130 along the circumference of the seat portion 130 , and a line contact portion is formed at the outlet side end of the plunger portion 140 so as to be in line contact with the sealing tapered portion 132 . (142) is formed. The sealing tapered portion 132 and the line contact portion 142 are each formed in an annular shape. Since the line contact portion 142 of the plunger portion 140 is in line contact with the sealing tapered portion 132 of the seat portion 130 , the sealing ability even when the plunger portion 140 is pressed with the same pressure by the driving force of the drive portion 160 . (compression force) can be significantly improved. In addition, even if the plunger portion 140 is in close contact with the seat portion 130 in a slightly distorted state due to assembly tolerance or hydraulic pressure, the entire circumferential direction of the sealing tapered portion 132 is in close contact with the line contact portion 142 to prevent leakage of fluid can do.

기어부(150)는 기어부(150)에 연결되는 랙기어부(151)와, 랙기어부(151)에 맞물리고, 구동부(160)의 구동축(162)에 축결합되는 피니언기어부(150)를 포함한다. 피니언기어부(150)의 일측에는 아우터 하우징부(110)에 지지되도록 서포터부(158)가 형성된다. 서포터부(158)는 링형태로 형성된다. 구동부(160)가 구동축(162)을 회전시키면, 피니언기어부(150)가 회전됨에 따라 랙기어부(151)가 직선방향으로 이동된다. 랙기어부(151)가 직선방향으로 왕복 운동함에 따라 플런저부(140)가 직선방향을 따라 이동된다. 피니언기어부(150)의 외경이 증가될수록 피니언부(157)의 회전 각도가 일정하더라도 랙기어부(151)의 이동 거리가 증가될 수 있다. 이러한 피니언기어부(150)와 랙기어부(151)의 기어비는 구동부(160)의 회전 각도와 플런저부(140)의 이동 거리를 고려하여 적절하게 설계된다.The gear unit 150 includes a rack gear unit 151 connected to the gear unit 150 , and a pinion gear unit 150 engaged with the rack gear unit 151 and axially coupled to the drive shaft 162 of the driving unit 160 . ) is included. A supporter part 158 is formed on one side of the pinion gear part 150 to be supported by the outer housing part 110 . The supporter part 158 is formed in a ring shape. When the driving unit 160 rotates the driving shaft 162 , the rack gear unit 151 is moved in a linear direction as the pinion gear unit 150 is rotated. As the rack gear unit 151 reciprocates in a linear direction, the plunger unit 140 moves along the linear direction. As the outer diameter of the pinion gear unit 150 increases, the movement distance of the rack gear unit 151 may increase even if the rotation angle of the pinion unit 157 is constant. The gear ratio between the pinion gear unit 150 and the rack gear unit 151 is appropriately designed in consideration of the rotation angle of the driving unit 160 and the movement distance of the plunger unit 140 .

이때, 이너 하우징부(120)와 플런저부(140)가 아우터 하우징부(110)와 동심을 이루도록 설치되므로, 플런저부(140)의 출구부측 단부와 시트부(130) 사이에는 토출구가 환형으로 형성된다. 따라서, 플런저부(140)의 단부와 시트부(130) 사이의 간격과, 아우터 하우징부(110)의 출구부(122b)의 직경을 연산하면, 플런저부(140)의 이동 거리에 따른 유체의 토출 유량을 정확하게 산출할 수 있다. 피니언기어부(150)의 회전 각도에 따라 랙기어부(151)의 이동 거리가 정확하게 조절되므로, 플런저부(140)의 이동 거리를 정확하게 제어할 수 있다. 플런저부(140)의 이동 거리가 정확히 제어됨에 따라 유로부(122)의 개도가 정밀하게 제어되므로, 플런저 밸브장치(100)가 정밀하게 정량 제어될 수 있다.At this time, since the inner housing part 120 and the plunger part 140 are installed to be concentric with the outer housing part 110 , the discharge port is formed in an annular shape between the outlet side end of the plunger part 140 and the seat part 130 . do. Therefore, when the distance between the end of the plunger part 140 and the seat part 130 and the diameter of the outlet part 122b of the outer housing part 110 are calculated, the amount of fluid according to the movement distance of the plunger part 140 is calculated. The discharge flow rate can be accurately calculated. Since the moving distance of the rack gear unit 151 is accurately adjusted according to the rotation angle of the pinion gear unit 150 , the moving distance of the plunger unit 140 can be accurately controlled. Since the opening degree of the flow path part 122 is precisely controlled as the moving distance of the plunger part 140 is precisely controlled, the plunger valve device 100 can be precisely quantitatively controlled.

피니언기어부(150)는 이너 하우징부(120)의 중심측에서 편심되게 설치되고, 랙기어부(151)는 이너 하우징부(120)와 플런저부(140)의 중심축 상에 설치된다. 따라서, 랙기어부(151)가 이너 하우징부(120)와 플런저부(140)의 중심축 상에서 직선 운동하므로, 랙기어부(151)의 이동시 플런저부(140)가 일측으로 틀어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플런저부(140)의 선접촉부(142)가 시트부(130)의 실링 테이퍼부(132)에 전체적으로 균일한 압력으로 압착될 수 있다. The pinion gear part 150 is installed eccentrically from the center side of the inner housing part 120 , and the rack gear part 151 is installed on the central axis of the inner housing part 120 and the plunger part 140 . Therefore, since the rack gear unit 151 linearly moves on the central axis of the inner housing unit 120 and the plunger unit 140, it is possible to prevent the plunger unit 140 from being twisted to one side when the rack gear unit 151 is moved. have. In addition, the line contact portion 142 of the plunger portion 140 may be pressed against the sealing tapered portion 132 of the seat portion 130 with a uniform pressure as a whole.

이너 하우징부(120)의 내부에는 랙기어부(151)의 이동을 안내하도록 가이드부(124)가 형성된다. 이때, 가이드부(124)는 이너 하우징부(120)의 중심축 상에 배치된다. 랙기어부(151)의 일측은 가이드부(124)에 의해 지지되고, 랙기어부(151)의 타측은 플런저부(140)에 의해 지지된다. 따라서, 랙기어부(151)가 피니언기어부(150)에서 이격되는 것을 방지할 수 있다.A guide part 124 is formed inside the inner housing part 120 to guide the movement of the rack gear part 151 . In this case, the guide part 124 is disposed on the central axis of the inner housing part 120 . One side of the rack gear unit 151 is supported by the guide unit 124 , and the other side of the rack gear unit 151 is supported by the plunger unit 140 . Accordingly, it is possible to prevent the rack gear unit 151 from being spaced apart from the pinion gear unit 150 .

랙기어부(151)는 피니언기어부(150)에 맞물리는 랙기어(151a)가 형성되는 랙바디부(152)와, 랙바디부(152)에 형성되는 제1디스크부(153)와, 제1디스크부(153)에 대향되고, 플런저부(140)의 구속링부(144)에 걸려 구속되는 제2디스크부(154)와, 제1디스크부(153)와 제2디스크부(154)를 체결하도록 설치되는 복수의 체결부재(155)를 포함한다. 랙기어(151a)는 랙바디부(152)의 길이방향을 따라 나란한 평기어 형태로 형성된다. 제1디스크부(153)는 랙바디부(152)에 일체로 형성되거나 용접될 수 있다. 제1디스크부(153)는 구속링부(144)의 일측에 밀착되고, 제2디스크부(154)는 구속링부(144)의 타측에 밀착된다. 따라서, 체결부재(155)가 제1디스크부(153)와 제2디스크부(154)에 체결됨에 따라 제1디스크부(153)와 제2디스크부(154)가 구속링부(144)에 걸려 구속된다.The rack gear unit 151 includes a rack body unit 152 in which a rack gear 151a engaged with the pinion gear unit 150 is formed, and a first disk unit 153 formed in the rack body unit 152; A second disk portion 154 opposite to the first disk portion 153 and caught by the restraining ring portion 144 of the plunger portion 140, the first disk portion 153 and the second disk portion 154 It includes a plurality of fastening members 155 installed to fasten. The rack gear 151a is formed in the form of a spur gear parallel to the longitudinal direction of the rack body part 152 . The first disk unit 153 may be integrally formed or welded to the rack body unit 152 . The first disk part 153 is in close contact with one side of the restraining ring part 144 , and the second disk part 154 is in close contact with the other side of the restraining ring part 144 . Accordingly, as the fastening member 155 is fastened to the first disk unit 153 and the second disk unit 154 , the first disk unit 153 and the second disk unit 154 are caught by the restraining ring unit 144 . arrested

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치의 작동에 관해 설명하기로 한다.An operation of the plunger valve device capable of precise fluid control according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 확대도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the plunger part opens the flow path in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is the plunger part open the flow path part in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention It is an enlarged view schematically showing a state.

도 2 및 도 3을 참조하면, 구동부(160)가 일측으로 회전되면, 피니언기어부(150)가 일방향(시계방향)으로 회전됨에 따라 랙기어부(151)가 시트부(130) 측으로 이동된다. 랙기어부(151)가 시트부(130) 측으로 이동됨에 따라 플런저부(140)가 시트부(130)를 압착한다. 이때, 플런저부(140)의 선접촉부(142)가 시트부(130)의 실링 테이퍼부(132)에 압착되므로, 플런저부(140)에 가해지는 동력이 일정하더라도 선접촉부(142)와 실링 테이퍼부(132)의 압착력에 보다 증대되어 실링 성능이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 플런저부(140)가 조립 공차나 유압에 의해 약간 틀어진 상태로 시트부(130)에 밀착되더라도 실링 테이퍼부(132)의 원주방향 전체가 선접촉부(142)와 밀착되어 유체의 누출을 방지할 수 있다.2 and 3 , when the driving unit 160 is rotated to one side, the rack gear unit 151 is moved toward the seat unit 130 as the pinion gear unit 150 is rotated in one direction (clockwise). . As the rack gear unit 151 moves toward the seat unit 130 , the plunger unit 140 presses the seat unit 130 . At this time, since the line contact portion 142 of the plunger portion 140 is pressed against the sealing taper portion 132 of the seat portion 130 , even if the power applied to the plunger portion 140 is constant, the line contact portion 142 and the sealing taper The sealing performance may be remarkably improved by further increasing the compression force of the part 132 . In addition, even if the plunger portion 140 is in close contact with the seat portion 130 in a slightly distorted state due to assembly tolerance or hydraulic pressure, the entire circumferential direction of the sealing tapered portion 132 is in close contact with the line contact portion 142 to prevent leakage of fluid can do.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플런저 밸브장치에서 플런저부가 유로부를 개방한 상태를 개략적으로 도시한 확대도이다.9 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the plunger part opens the flow path in the plunger valve device according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is an enlarged view schematically showing a state.

도 9 및 도 10을 참조하면, 구동부(160)가 타측으로 구동되면, 피니언기어부(150)가 타방향(반시계방향)으로 회전됨에 따라 랙기어부(151)가 시트부(130)의 반대측으로 이동된다. 랙기어부(151)가 시트부(130)의 반대측으로 이동됨에 따라 플런저부(140)가 시트부(130)에서 떨어지게 된다. 따라서, 유로부(122)의 출구부(122b)측이 개방됨에 따라 유체가 아우터 하우징부(110)의 출구부(122b)측을 통해 외부로 배출된다.9 and 10 , when the driving unit 160 is driven to the other side, as the pinion gear unit 150 is rotated in the other direction (counterclockwise), the rack gear unit 151 moves to the seat unit 130 . moved to the opposite side As the rack gear unit 151 is moved to the opposite side of the seat unit 130 , the plunger unit 140 is separated from the seat unit 130 . Accordingly, as the outlet part 122b side of the flow path part 122 is opened, the fluid is discharged to the outside through the outlet part 122b side of the outer housing part 110 .

또한, 피니언기어부(150)의 회전 각도를 정확하게 제어할 수 있으므로, 랙기어부(151)의 이동 거리가 정확하게 조절될 수 있다. 랙기어부(151)의 이동 거리가 정확하게 조절됨에 따라 유로부(122)의 개도가 정확하게 제어되므로, 유체의 유량을 정확하게 정량 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 플런저 밸브장치(100)는 유체의 정량 제어와 유속 제어가 가능한 다양한 유체 시스템에 적용이 가능하다.In addition, since the rotation angle of the pinion gear unit 150 can be accurately controlled, the movement distance of the rack gear unit 151 can be accurately adjusted. As the moving distance of the rack gear unit 151 is precisely controlled, the opening degree of the flow path unit 122 is precisely controlled, so that the flow rate of the fluid can be accurately and quantitatively controlled. Accordingly, the plunger valve device 100 according to the present invention can be applied to various fluid systems capable of quantitative control and flow rate control of a fluid.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which various modifications and equivalent other embodiments are possible. will understand

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims.

100: 플런저 밸브장치 110: 아우터 하우징부
111: 입구부측 플랜지부 113: 출구부측 플랜지부
115: 편심 플랜지부 120: 이너 하우징부
122: 유로부 122a: 입구부
122b: 출구부 124: 가이드부
125: 연결 리브 126: 실링부재
130: 시트부 132: 실링 테이퍼부
140: 플런저부 142: 선접촉부
144: 구속링부 150: 기어부
151: 랙기어부 151a: 랙기어
152: 랙바디부 153: 제1디스크부
154: 제2디스크부 155: 체결부재
157: 피니언부 158: 서포터부
160: 구동부 162: 구동축100: plunger valve device 110: outer housing unit
111: inlet side flange portion 113: outlet side flange portion
115: eccentric flange portion 120: inner housing portion
122: flow passage 122a: inlet portion
122b: outlet portion 124: guide portion
125: connecting rib 126: sealing member
130: seat portion 132: sealing tapered portion
140: plunger portion 142: line contact portion
144: restraint ring 150: gear unit
151: rack gear unit 151a: rack gear
152: rack body unit 153: first disk unit
154: second disk unit 155: fastening member
157: pinion part 158: supporter part
160: drive unit 162: drive shaft

Claims (9)

아우터 하우징부;
상기 아우터 하우징부와 함께 유로부를 형성하도록 상기 아우터 하우징부의 내부에 설치되는 이너 하우징부;
상기 아우터 하우징부의 출구부측을 둘러싸도록 설치되는 시트부;
상기 유로부의 출구부측 개도를 조절하도록 상기 이너 하우징부의 내측에 이동 가능하게 결합되는 플런저부;
상기 플런저부를 이동시키도록 상기 플런저부에 연결되는 기어부; 및
상기 기어부를 구동시키도록 상기 기어부에 연결되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
outer housing unit;
an inner housing part installed inside the outer housing part to form a flow path part together with the outer housing part;
a seat portion installed to surround an outlet side of the outer housing portion;
a plunger part movably coupled to the inner side of the inner housing part to adjust the opening degree of the outlet part of the flow path part;
a gear unit connected to the plunger unit to move the plunger unit; and
A plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that it includes a driving unit connected to the gear unit to drive the gear unit.
 제1항에 있어서,
상기 기어부는,
상기 기어부에 연결되는 랙기어부; 및
상기 랙기어부에 맞물리고, 상기 구동부의 구동축에 축결합되는 피니언기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
According to claim 1,
The gear unit,
a rack gear unit connected to the gear unit; and
and a pinion gear part engaged with the rack gear part and axially coupled to a drive shaft of the driving part.
 제2항에 있어서,
상기 피니언기어부는 상기 이너 하우징부의 중심축에서 편심되게 설치되고,
상기 랙기어부는 상기 이너 하우징부와 상기 플런저부의 중심축 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
3. The method of claim 2,
The pinion gear part is installed eccentrically from the central axis of the inner housing part,
The plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that the rack gear part is installed on a central axis of the inner housing part and the plunger part.
 제3항에 있어서,
상기 이너 하우징부의 내부에는 상기 랙기어부의 이동을 안내하도록 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
4. The method of claim 3,
A plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that a guide part is formed inside the inner housing part to guide the movement of the rack gear part.
 제3항에 있어서,
상기 랙기어부는,
상기 피니언기어부에 맞물리는 랙기어가 형성되는 랙바디부;
상기 랙바디부에 형성되는 제1디스크부;
상기 제1디스크부에 대향되고, 상기 플런저부의 구속링부에 걸려 구속되는 제2디스크부; 및
상기 제1디스크부와 상기 제2디스크부를 체결하도록 설치되는 복수의 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.

4. The method of claim 3,
The rack gear unit,
a rack body portion having a rack gear engaged with the pinion gear portion;
a first disk portion formed in the rack body portion;
a second disk portion opposite to the first disk portion and caught by the restraining ring portion of the plunger portion; and
A plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that it comprises a plurality of fastening members installed to fasten the first disk portion and the second disk portion.

 제1항에 있어서,
상기 이너 하우징부는 상기 아우터 하우징부와 동심을 이루도록 배치되고,
상기 이너 하우징부의 입구부측은 돔형태로 폐쇄되고,
상기 이너 하우징부의 출구부측은 상기 플런저부가 상기 시트부에 밀착되도록 개방되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
According to claim 1,
The inner housing part is arranged to be concentric with the outer housing part,
The inlet side of the inner housing part is closed in a dome shape,
The plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that the outlet side of the inner housing part is opened so that the plunger part is in close contact with the seat part.
 제6항에 있어서,
상기 시트부는 환형으로 형성되고,
상기 플런저부는 상기 시트부에 밀착되도록 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
7. The method of claim 6,
The seat portion is formed in an annular shape,
The plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that the plunger is formed in a cylindrical shape so as to be in close contact with the seat portion.
 제7항에 있어서,
상기 시트부의 내측면에는 상기 시트부의 둘레를 따라 실링 테이퍼부가 형성되고,
상기 플런저부의 출구부측 단부에는 상기 실링 테이퍼부에 선접촉되도록 선접촉부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
8. The method of claim 7,
A sealing tapered portion is formed on the inner surface of the seat portion along the periphery of the seat portion,
A plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that a line contact portion is formed at an outlet side end of the plunger portion so as to be in line contact with the sealing tapered portion.
 제8항에 있어서,
상기 선접촉부는 상기 플런저부의 둘레에 경사지거나 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 정밀제어가 가능한 플런저 밸브장치.
9. The method of claim 8,
The line contact portion is a plunger valve device capable of precise fluid control, characterized in that formed to be inclined or rounded around the plunger portion.
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US20030196698A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-23 Metal Industries Research & Development Centre Axial flow control valve

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