KR20230063589A - 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터 - Google Patents

유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터 Download PDF

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양천규
김수철
이재민
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Abstract

본 발명은 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 발전소에 사용되는 액츄에이터에 유량 조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 설치하여 발전소에 긴급한 상황이 발생한 경우, 외부 동력없이 신속하게 개폐가 가능하도록 동작시키도록 유량조절밸브와 솔레노이드 밸브가 결합된 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명은 직사각형상의 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 일측면에 밀착되어 체결 고정되는 몸체 커버(11)로 이루어지는 바디부(102)와; 상기 몸체(10)의 내측부에 설치되어 전후로 이동하면서 유로(20)를 개폐하도록 설치되어 유량과 밸브의 개폐속도를 조절하기 위한 스풀(104)과; 상기 스풀(104)의 일단에 설치되고 상기 스풀(104)을 탄력적으로 전후 이동 시키기 위해 설치되는 스풀시트(24)와, 상기 스풀시트(24)의 하부에 탄력적으로 밀착 결합되는 스프링(30)과, 상기 스프링(30)의 하부에 탄력적으로 고정 결합되는 엔드시트(32)를 구비하는 엔드 유닛부(106)와; 상기 스풀(104)의 전단부에 설치되어 상기 스풀(104)이 유동되거나 이탈되지 않도록 고정함되 유로를 통해서 유입되는 유량과 속도를 조절하기 위해 설치되는 코일(58)을 구비하는 가변튜브 유닛부(108)과; 상기 스풀(104)의 동작에 따라 유로의 크기를 조절하여 유량을 제어함으로써 속도가 제어되는 액츄에이터(200)를 포함하되, 상기 액츄에이터(200)는, 내부몸체와 외부몸체로 이루어진 이중 복통구조로 형성되는 액츄에이터 바디부(120)와; 상기 액츄에이터 바디부(102)의 내측부에 설치되어 유압력에 의해 전후로 이동하는 스풀 유닛부(130)와; 상기 스풀 유닛부(130)의 외측을 감싸도록 설치되고 상부가 개구되어 개구부가 형성되며 상기 개구부에 커버가 고정 설치되는 미들 바디부(140)와; 상기 미들 바디부(140)의 전부에 돌출되도록 설치되고 상기 스풀 유닛부(130)의 외측부를 감싸도록 설치되는 로우 바디부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은, 본 발명의 유량조절과 속도조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 사용하여 버터플라이 밸브의 개폐를 효율적으로 관리할 수 있고, 발전소의 설비 고장 및 수리시 긴급한 상황에서도 외부 동력의 도움없이 대응하여 문제를 해결할 수 있으며, 발전소 설비의 유지관리 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터{Actuator having the function of adjustment ofoperation displacemen have solenoid valve}
본 발명은 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 발전소에 사용되는 액츄에이터에 유량 조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 함께 설치하여 발전소에 긴급한 상황이 발생한 경우, 외부 동력없이 신속하게 개폐가 가능하도록 설치하여 동작시키고 유량조절밸브와 솔레노이드 밸브가 결합된 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 발전소의 터빈출력제어는 터빈에 유입되는 증기양을 터빈 밸브를 이용하여 조절함으로써 이루어지는데 이때 터빈 밸브의 조정시 유압 액츄에이터를 사용한다.
상기 유압 액츄에이터의 경우 유압이 실린더 하부에 작용하여 이루어지는바, 상기 액츄에이터의 개폐 조정은 액츄에이터의 로어 앤드캡에 장착되는 솔레노이드밸브 또는 서보밸브의 입력신호에 따라 유량을 액츄에이터의 실린더 내에 공급함으로써 이루어진다.
하지만 이와 같이 설치되는 발전소 터빈 밸브를 제어하는 경우 발전 정지, 장비 교체 등에 따라 액츄에이터의 동작을 정지시키켜야 하는데 속도에 따라 큰 차이가 발생하여 발전 효율이 감소하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-2020601호(2019.09.04.) 대한민국 등록특허공보 제10-1685813호(2016.12.06)
본 발명은 유량조절밸브와 솔레노이드 밸브를 함께 설치하여 유량을 효율적으로 조절하기 위한 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 구비한 액츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 관로의 유량을 조절할 수 있는 오리피스의 직경을 조절할 수 있는 유량 조절이 세밀하게 조절하기 위한 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 구비한 액츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 디스크 스프링을 사용하여 외부 동력 없이 밸브의 플런저를 수동으로 조절하여 유로의 오픈/클로즈 동작을 할 수 있도록 하기 위한 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 구비한 액츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 페일 세이프 클로즈를 할 수 있는 액츄에이터를 계상할 수 있도록 하기 위한 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 구비한 액츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 열릴 때 속도는 유량조절밸브를 사용하고 닫힐 때 속도는 솔레노이드 밸브의 콘트롤 포지션을 조절함으로써 유량을 조절하고 액츄에이터의 개폐 속도를 조절하기 위한 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 구비한 액츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 직사각형상의 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 일측면에 밀착되어 체결 고정되는 몸체 커버(11)로 이루어지는 바디부(102)와; 상기 몸체(10)의 내측부에 설치되어 전후로 이동하면서 유로(20)를 개폐하도록 설치되어 유량과 밸브의 개폐속도를 조절하기 위한 스풀(104)과; 상기 스풀(104)의 일단에 설치되고 상기 스풀(104)을 탄력적으로 전후 이동 시키기 위해 설치되는 스풀시트(24)와, 상기 스풀시트(24)의 하부에 탄력적으로 밀착 결합되는 스프링(30)과, 상기 스프링(30)의 하부에 탄력적으로 고정 결합되는 엔드시트(32)를 구비하는 엔드 유닛부(106)와; 상기 스풀(104)의 전단부에 설치되어 상기 스풀(104)이 유동되거나 이탈되지 않도록 고정함되 유로를 통해서 유입되는 유량과 속도를 조절하기 위해 설치되는 코일(58)을 구비하는 가변튜브 유닛부(108)과; 상기 스풀(104)의 동작에 따라 유로의 크기를 조절하여 유량을 제어함으로써 속도가 제어되는 액츄에이터(200)를 포함하되, 상기 액츄에이터(200)는, 내부몸체와 외부몸체로 이루어진 이중 복통구조로 형성되는 액츄에이터 바디부(120)와; 상기 액츄에이터 바디부(102)의 내측부에 설치되어 유압력에 의해 전후로 이동하는 스풀 유닛부(130)와; 상기 스풀 유닛부(130)의 외측을 감싸도록 설치되고 상부가 개구되어 개구부가 형성되며 상기 개구부에 커버가 고정 설치되는 미들 바디부(140)와; 상기 미들 바디부(140)의 전부에 돌출되도록 설치되고 상기 스풀 유닛부(130)의 외측부를 감싸도록 설치되는 로우 바디부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 몸체(10)는 직사각형상으로 이루어지고, 그 내측부에 상기 스풀(104)이 결합되는 결합공(12)이 형성되고, 상기 결합공(12)의 중간 상부에 제1 스풀 결합공(14)이 형성되고, 상기 결합공(12)의 하부에는 유로(20)가 형성되며 상기 유로(20)의 우측부에는 제2 스풀 결합공(16)이 형성되고, 상기 유로(20)의 좌측부에는 제3 스풀 결합공(18)이 형성되도록 이루어져서 각각의 제1 내지 제3 스풀 결합공(14,16,18)에 플런저(110)가 결합되어 유로가 개폐됨에 따라 유량 조절이 가능하도록 체결 설치되는 것이 바람직하다.
상기 가변튜브 유닛부(108)는, 상기 스풀(104)의 일단에 결합 고정되는 상부 고정핀(74)와; 상기 상부 고정핀(74)과 상기 스풀(104)을 결합 고정시키는 스풀캡(50) 및 스풀캡 상부덮개(51)와; 상기 상부 고정핀(74)의 외측에 설치되어 인가되는 전압에 따라 자력을 발생시켜서 전후 동작시키기 위한 코일(58)과, 상기 코일(58)이 내측에 삽입되고 하단은 상기 스풀캡 상부덮개(51)외 결합되도록 설치되는 가이드(62)와; 상기 가이드(62)의 상단 내측부에 결합되고, 중앙 내측에는 상부 고정핀(74)의 상단부가 결합 설치되는 가변튜브(84)와 상기 가변튜브(84)의 외측부에 체결 설치되는 가변 리테이너(68)를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 유량조절과 속도조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 사용하여 버터플라이 밸브의 개폐를 효율적으로 관리할 수 있고, 발전소의 설비 고장 및 수리시 긴급한 상황에서도 외부 동력의 도움없이 대응하여 문제를 해결할 수 있으며, 발전소 설비의 유지관리 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터의 구조를 보여주는 조립 단면도
도 2는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브의 구조를 보여주는 분해 단면도
도 3은 도1의 측단면도
도 4는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드밸브의 동작을 보여주는 동작도
도 5는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터의 구조를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 표
도 7은 본 발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 그래프
도 8은 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸부가 구비되 액츄에이터의 동작을 보여주는 동작 흐름도
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다.
하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 통상의 지식을 가진자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.
어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 두며, 이는 본 발명의 구성간의 상호작용하는 권리범위 내에 있다 할 것이다.
이하, 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터에 따른 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터의 구조를 보여주는 조립 단면도이고, 도 2는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브의 구조를 보여주는 분해 단면도이며, 도 3은 도1의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드밸브의 동작을 보여주는 동작도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터의 구조를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 표이고, 도 7은 본 발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 그래프이다.
또한, 도 8은 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸부가 구비되 액츄에이터의 동작을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터를 설명하여 보면, 우선, 도1에 도시된 바와 같이, 바디부(102)와, 스풀(104)과, 엔드 유닛부(106) 및 가변튜브 유닛부(108)를 포함한다.
상기 바디부(102)는 직사각형상의 몸체(10)와 상기 몸체(10)의 상부에 결합 설치되는 몸체커버(11)를 포함한다.
상기 몸체(10)의 상부에 몸체커버(11)가 고정 설치되는바, 상기 몸체커버(11)는 미도시된 고정볼트 등의 고정수단에 의해 고정된다.
상기 몸체(10)의 내측부에는 솔레노이드 밸브의 스풀(104)이 결합 설치되어 있고, 스풀(104)은 솔레노이드 밸브에 인가되는 전압에 의해 세기가 조절되는 자력에 의해 유로의 개폐를 조절하고, 이로 인하여 유량을 조절할 수 있도록 설치되어 있다.
상기 몸체(10)와 몸체커버(11)의 전부에는 코일(58)이 설치되어 있고, 상기 코일(58)의 내측부에는 상기 솔레노이드 밸브의 스풀(104)을 전후방향으로 유동시키기 위한 가변튜브 유닛부(108)가 설치된다.
그리고, 상기 몸체(10)의 내측 후부에는 엔드 유닛부(106)가 탄력적으로 동작되도록 스프링(30)을 구비한다.
상기와 같이 설치된 솔레노이브 밸브가 구비된 솔레노이드밸브(100)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 도2에 도시된 바와 같이, 바디부(102)는 직사각형상의 몸체(10)로 이루어지고, 상기 몸체(10)의 중앙부에는 상하로 관통되는 결합공(12)이 형성되어 있고, 상기 결합공(12)의 중앙부 우측에는 상기 결합공(12)과 연통되도록 수직하게 제1 스풀 결합공(14)가 형성되어 있고, 상기 좌측부 하방에는 제2 스풀 결합공(16)이 수직하게 형성되며, 좌측 상방에는 제3 스풀 결합공(18)이 형성되어 있고, 상기 제2 스풀 결합공(16)과 상기 제3 스풀 결합공(18)은 유로(20)에 의해 연결 설치되어 있다.
상기 유로(20)는 상방과 하방이 개방되고 상부 및 하부의 스풀 결합공과 연결되되, 좌측의 몸체(10) 내부에서 상부는 우상향하는 유로로 형성되고 하부는 우하향 하는 유로를 가지며 좌측부는 상하부 유로를 수직하게 연결 설치하고 있다.
상기 몸체(10)와 몸체덮개(11)가 설치되 내측부에는 스풀(104)이 설치되어 동작이 이루어지고, 다수의 고정공(22)이 형성된다.
그리고, 상기 몸체(10)와 하부에는 엔드 유닛부(106)가 설치되어 있다.
상기 엔드 유닛부(106)는 원통형상의 스풀시트(24)와, 탄력적으로 설치되는 스프링(30)과, 상기 스프링(30)의 하부에 결합되는 엔드시트(32)와, 상기 엔드시트(32)가 내장되는 엔드캡 몸체(34)를 포함한다.
상기 스풀시트(24)는 원통형상으로 형성되고 상면부에는 멈춤턱(26)이 형성되며, 상기 중앙부에는 상하로 관통되어서 엔드부 결합공(28)이 형성된다.
상기 스풀시트(24)의 하부에는 스프링(30)이 탄력적으로 결합 설치된다.
상기 스프링(30)의 상부가 상기 스풀시트(24)의 하단부에서 상방으로 결합되고 상기 멈춤턱(26)에 걸리도록 설치됨이 바람직하다.
상기 스프링(30)의 하부에는 엔드시트(32)가 결합 설치된다.
상기 엔드시트(32)는 원통형상으로 이루어지고 모자형상을 갖으며 상기 엔드시트(32)의 하단부에는 멈춤부(33)가 형성되어 있다.
상기 엔드시트(32)의 상부에는 전술된 스프링(30)이 탄력적으로 유동되도록 결합됨이 바람직하다.
그리고, 상기 엔드시트(32)는 엔드캡 몸체(34)의 내측부에 삽입 설치된다.
상기 엔드캡 몸체(34)는 원통형상으로 이루어지고 그 내측부에는 엔드시트 결합공(36)이 형성되어 있다.
상기 엔드시트 결합공(36)에는 상기 엔드시크(32)가 삽입 안착된다.
상기 엔드캡 몸체(34)의 상부 외주면에는 수나사산이 형성된 체결부가 형성되어 있고, 상기 체결부가 상기 결합공(12)에 체결 고정된다.
한편, 상기 바디부(102)의 몸체(10)의 내측 결합공(12)에는 스풀(104)이 결합되어 설치되는바, 상기 스풀(104)은 원통형상의 제1몸체(38)가 중단부에 형성되고 상기 제1 몸체(38)의 하부에 제2 몸체(40)가 형성되며, 상기 제2 몸체(40)의 하부에 엔드부(42)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 제1 몸체(38)의 상부에 제3 몸체(44)가 형성되고, 상기 제3 몸체(44)의 상부에 탑부(46)가 형성된다.
상기와 같이 형성된 스풀(104)은 상기 엔드부(42)가 스풀시트(24)의 엔드부 결합공(28)에 결합되고, 상기 멈춤턱(26)이 상기 스풀(104)의 제2 몸체(40) 하면부에 밀착되도록 결합되며, 상기 스풀(104)이 하방으로 이동시 상기 스풀시트(24)를 하방으로 밀면서 스프링(30)을 탄압하면서 이동된다.
상기와 같이 스풀(104)이 하방으로 스프링(30)을 탄압하면서 이동하면 상기 스풀(104)의 제2 몸체(40)가 하방으로 이동하면서 제2 스풀 결합공(16)이 닫히고 상기 제3 몸체(44)에 의해 닫혀있던 제3 스풀 결합공(18)이 개방된다.
이와 동시에 상기 유로(22)가 열려서 제3 스풀 결합공(18)을 통해서 흐름과 동시에 제1 스풀 결합공(14)으로 유체가 흐르게 된다.
상기 스풀(104)의 제3 몸체(44)의 상부에는 와셔(48)가 결합된다.
상기 스풀(104)의 상부에 결합된 와셔(48)의 상부에는 스풀캡(50)이 결합 설치된다.
상기 스풀캡(50)은 원통형상으로 형성되고, 내측부에는 상하로 관통하여 통공(52)이 형성되어 있고, 상기 통공(52)에는 후술되는 핀(74)의 하단부가 결합 설치된다.
상기와 같이 형성되 스풀캡(50)의 상부에는 원통형상의 스풀캡 상부 덮개(51)가 형성되고 상기 스풀캡 상부 덮개(51)의 하부에는 스풀캡 하부 몸체(53)가 형성되며, 그 내측부에는 상하로 관통되어 핀 결합공(55)이 형성되며, 상기 스풀캡 상부 덮개(51)의 상단부 외주면에는 가이드턱(57)이 형성된다.
상기 스풀캡 하부 몸체(53)의 내측부에는 상기 스풀캡(50)이 결합된다. 즉, 상기 스풀캡 하부 몸체(53)에 형성된 핀 결합공(55)의 하부에 상기 스풀캡(50)이 결합 고정되는 것이다.
이때, 상기 스풀캡 하부 몸체(53)의 외측부에는 수나사산이 형성된 나사부가 형성되는바, 상기 나사부가 상기 몸체(10) 상부의 결합공(12)에 체결 고정된다.
상기 스풀캡 상부 덮개(51)의 상단 외주면에는 가이드 결합턱(57)이 형성되어 있고, 상기 가이드 결합턱(57)에는 가이드(62)의 하단부가 결합 고정된다.
상기 가이드 (62)의 내측부에는 내측부에 상하로 관통되어 핀 결합공(56)이 형성된 가이드 부싱(54)이 결합되고 상기 가이드 부싱(54)은 상기 스풀캡 상부 덮개(51)의 상부에 소정의 거리만큼 위치됨이 바람직하다.
상기와 같이 결합된 가이드 부싱(54)의 내측 중앙부에는 상부 고정핀(74)이 결합 설치된다.
그리고, 상기 가이드 부싱(54)의 외측부에는 원통형상으로 형성된 가이드(62)가 결합 설치되며, 상기 가이드(62)이 외측부에는 코일(58)이 형성된다.
상기 코일(58)의 중앙부에는 결합공(60)이 형성되며 상기 결합공(60)에 상기 가이드(62)가 결합되는 것이다.
또한, 상기 코일(58)의 내측부에는 상하로 관통된 결합공(60)이 형성되어 있으며 상기 결합공(60)의 상단 내주면에는 오링홈이 형성되고 상기 오링홈에 오링(66)이 결합 고정되어 유체가 새지 않도록 방지한다.
상기와 같이 설치된 가이드(66)의 상단 외측부에는 가변 리테이너(68)가 설치된다.
상기 가변 리테이너(68)는 하단부에 결합턱(70)이 형성되고, 상기 내측부에는 상하로 관통된 체결부(72)가 형성되며 상기 체결부(72)는 상기 가이드(62)이 상단 외측부에 체결 설치된다.
이때, 상기 가변 리테이너(68)의 하단부는 상기 오링(66)을 탄력적으로 가압하도록 이루어진다.
상기와 같이 가변 리테이너(68)가 설치된 후, 상기 상부 고정핀(74)은 상기 가이드 부싱(54)의 핀결합공(56)에 끼워져서 설치되는바, 상기 상부 고정핀(74)은 원통형상으로 이루어지고 가운데 부분에 중앙핀부(76)가 형성되고, 상기 중앙핀부(76)의 하부에는 하단핀부(78)가 형성되고, 상기 중앙핀부(76)의 상부에는 상단핀부(80)가 형성되며, 상기 중앙핀부(76)와 상단핀부(80)의 사이에는 플랜지부(82)가 형성된다.
상기 상단핀부(80)의 하면은 라운드형상으로 이루어지고 상기 플랜지부(82)와 대응되도록 형성된다.
상기와 같이 형성된 상단핀부(80)에는 가변튜브(84)가 끼움 설치된다.
상기 가변튜브(84)는 원통형상으로 이루어지고 상부에 체결부(86)가 형성되고, 하부에는 체결부(87)가 형성되며 그 내측 중앙에는 상하로 관통되어서 상기 상단핀부(80)가 결합되도록 결합공(88)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 가변튜브(84)의 하단부에는 결합턱(85)이 형성되어 있다.
이때, 상기 체결부(86)에는 너트(90)가 체결 결합되고, 상기 체결부(87)에는 가변 리테이너(68)가 체결 고정된다.
상기 결합턱(85)에는 상기 가이드(62)의 상단부가 결합 설치되고, 상기 결합턱(85)에 결합된 가이드(62)의 외주면에는 가변 리테이너(68)가 결합고정되고 상기 가변 리테이너(68)의 하단부는 상기 오링(66)을 상부에서 가압하여 밀착시킴으로써 기밀과 수밀을 유지하도록 결합된다.
한편, 상기 너트(90)는 상기 가변튜브(84)의 외주면에 체결되되 체결 고정됨과 동시에 하방향으로 체결 가압되면서 상기 가변 리테이너(68)의 상면부를 가압하도록 설치됨으로써 상기 오링(66)을 코일의 오링홈(59)에 강하게 밀착시킨다.
도 3을 참조하여 설명하여 보면, 상기 바디부(102)의 몸체(10)가 형성되고, 상기 몸체(10)의 좌측부에는 몸체커버(11)가 고정볼트(2)에 의해 결합 고정되어 있으며, 상기 몸체(10)의 중앙부에는 결합공(12)이 형성되어 있고, 상기 결합공(12)에는 스풀(104)이 결합 설치되어 있다.
상기 결합공(12)의 상부에는 좌우로 이동 가능하도록 플런저(110가 설치되어 있고, 상기 플런저(110)의 좌우 이동에 따라 제1 스풀 결합공(14)이 개폐되며 유로가 개방되어 유량을 조절할 수 있도록 설치되어 있다.
상기 플런저(110)를 전후로 조절함으로써 상기 제1 스풀 결합공(14)이 열리는 유로의 크기가 달라지면서 유량이 조절되고 그로 인하여 밸브의 개폐속도가 조절되는 것이다.
상기 플런저(110)는 원통형상의 몸체(92)가 형성되고, 상기 몸체(92)의 전부에는 원뿔모양의 탑부(94)가 형성되며, 상기 몸체(92)의 후부에는 어드져스트부(96)가 형성된다.
상기 어드져스트부(96)는 수나사산이 형성되어 후단부를 렌지로 돌려서 전후진 이동시킴으로써 상기 제1 스풀 결합공(14)의 유로가 개폐되어 유량조절이 이루어진다.
그리고 상기 어드져스트부(96)의 후부에는 플런저를 미세하게 조절하고 유로를 조절하기 위한 수동조절 볼트(미도시됨)가 외부에서 결합 체결되도록 수동조절볼트부(97)가 형성되어 있다.
상기 수동조절 볼트(미도시됨)에 의해 상기 수동조절 볼트부(97)가 조여지고 풀어짐으로써 변위조절이 가능하고 이에 따라 공급되는 유량의 조절이 이루어진다.
즉, 상기 플런저의 팁부가 테이퍼로 형성되고 원뿔형상으로 소정의 각도로 이루어져 있으므로 상기 원뿔 형상의 각도에 따라 열리고 닫히는 유로의 개폐가 미세하게 조절이 가능하고 이에 따라 유량의 미세한 조절이 가능하게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 동작 상태도를 보여주는 도면으로서, 어드져스트부(96)가 제1 스풀공 (14)에 결합된다.
이때, 입력되는 전압을 변화시켜서 상기 어드져스트부(96)의 전진 및 후진을 조절하고 이에 따라 열리고 닫히는 입구의 크기를 조절함으로써 제공되는 유량을 자유롭게 제어하게 되는 것이다.
상기와 같이 제어되는 솔레노이드 밸브(100)는 인가되는 전압에 의해 밸브의 유로공이 변화되고 그 변화되는 유로공을 통해 공급되는 유량이 제어됨으로서 액츄에이터(200)의 동작을 제어하게 되는 것이다.
이와 같은 솔레노이드 밸브의 제어는 전압을 이용하는 통상의 제어방법을 사용하므로 구체적으로 설명하지 않기로 한다.
도 5는 본 발명의 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터의 구조를 보여주는 도면으로서, 원통형상의 액츄에이터(200)는 액츄에이터 바디부(120)와, 스풀유닛부(130)와, 미들 바디부(140)와, 로우 바디부(150)를 포함한다.
상기 액츄에이터 바디부(120)의 내측부에는 스풀 유닛부(130)가 탄력적으로 전후로 이동 가능하도록 설치되어 있고, 상기 액츄에이터 바디부(120)의 좌측면부에는 미들 바디부(140)와, 로우 바디부(150)가 연속하여 좌측방향으로 돌출되도록 설치되어 있다.
상기 스풀 유닛부(130)의 중단 외측부에는 미들 바디부(140)가 감싸도록 설치되어 있으며 상기 스풀 유닛부(130)의 좌측단 외측부에는 상기 로우 바디부(150)가 결합 설치된다.
상기와 같이 설치된 액츄에이터 바디부(120)는 상기 HPU(Hydraulic Power Unit)을 통해 유압력이 제공되고 상기 솔레노이드 밸브(100)가 전ㄴ기적인 신호에 따라 전자적으로 제어됨에 따라 유량을 공급받아서 스프링(126)을 탄압하면서 액츄에이터의 동작이 이루어지도록 설치되어 있다.
상기 액츄에이터 바디부(120)는 원통형상의 외부몸체(122)와, 상기 상기 외부몸체(122)의 내측부에 삽입 설치되는 내부몸체(124)가 이중 복통 구조로 형성되며, 상기 내부몸체(124)의 내측부에는 탄력적으로 탄압되면 전후 또는 좌우방향으로 이동 동작되는 스프링(126)을 구비한다.
상기 스프링(126)은 상기 스풀 유닛부(130)에 의해 탄압되도록 설치되어 있다.
이어서, 상기 스풀 유닛부(130)는 상기 스프링(126)의 좌측면부와 접촉되어 탄압하도록 원판형상의 액츄에이터 웨어링(132)이 설치되고 상기 액츄에이터 웨어링(132)의 좌측방향으로 돌출되도록 미들축부(134)가 형성되며 상기 미들축부(134)와 일체가 되도록 로우축부(135)가 연속해서 형성되어 있으며, 상기 로우축부(135)의 좌측단부에는 로우엔드 웨어링(136)이 설치되어 있다.
상기 스풀 유닛부(130)의 외측부 또는 상기 액츄에이터 바디부(120)의 전부에는 미들 바디부(140)가 설치되는바, 상기 미들 바디부(140)는 수평상태의 원통형상으로 이루어지고 상부 개구가 구비되는 몸체(142)가 형성되고 상기 상부 개구부에는 캡(144)이 덮여져서 볼트,너트 등의 다수의 고정수단에 의해 고정 설치된다.
그리고 상기 미들 바디부(140)의 전부에는 로우 바디부(150)이 고정 설치되는바, 상기 로우 바디부(150)는 원통형상으로 이루어지는 몸체(152)가 형성되어 있고, 상기 몸체(152)의 외측부에는 로우 엔드캡(154)가 덮여져서 씌워지며 상기 로우 엔드캡(154)은 볼트,너트 등의 다수의 고정수단에 의해 관통되어 상기 미들 바디부(140)의 몸체(12)의 좌측면부에 고정 설치된다.
상기와 같이 형성된 솔레노이드 밸브(100)의 하단부에느 유량관로 바디부(112)가 설치되어 있고 상기 유량관로 바디부(112)에는 유압력을 공급하는 유로(113)가 형성되어 있고 상기 유로를 통해 액츄에이터(200)로 유압력이 작용하여 동작이 이루어진다.
이와 같이 유량조절이 가능한 솔레노이드밸브가 구비된 액츄에이터는 하기와 같은 특성을 보여준다.
도 6은 본 발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 표이고, 도 7은 본 채발명의 밸브 조절량과 유량의 특성을 보여주는 그래프로서, 솔레노이드 밸브(100)의 조절량을 0도에서 900도까지 조절이 가능하고 0-112.0lpm까지의 변위를 제어함으로써 유량을 조절하고 변화시킬 수 있다.
즉, 일실시예로서 90도인 경우에는 20.8lpm, 180도의 경우에는 37.5lpm, 270도의 경우에는 52.7lpm 및 360도인 경우에는 63.6lpm으로의 액츄에이터의 제어가 가능한 것이다.
도 8은 본 발명의 솔레노이브밸의 조절에 의해 동작하는 액츄에이터의 동작 흐름도를 보여주고 있다.
먼저, 도8(a)는 유압력을 공급하는 HPU를 통해 유압이 공급되면 유량조절밸브의 "P"포트를 통해 "A"포트로 유압이 공급되고 상기 액츄에이터(200)로 유입되어 동작된다.
이때, 유량조절밸브를 통해 상기 액츄에이터(200)의 오픈(OPEN) 속도를 솔레노이드 밸브가 열어주는 유로의 크기를 조절함으로써 제어할 수 있는 것이다.
그리고 도8 (b)는 상기 유압력을 공급하는 HPU를 통해 유압이 공급이 끊어지고 상기 유로의 형성이 상기 액츄에이터(200)의 내부를 통해서 배출되면서 드레인 탱크로 배출되면서 상기 액츄에이터(200)의 클로즈(CLOSE) 속도를 제어할 수 있다.
이와 같이 솔레노이드 밸브에 유량조절밸브가 연계되도록 삽입 설치함으로써 액츄에이터(200)의 오픈/클로즈 속도를 정밀하게 제어할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경 가능한 실시예가 있을 수 있다.
10,11 : 몸체 12 : 결합공
14 : 제1 스풀 결합공 16 : 제2 스풀 결합공
18 : 제3 스풀 결합공 22 : 고정공
24 : 스풀시트 26 : 멈춤턱
28 : 엔드부 결합공 30 : 스프링
32 : 엔드 시트 34 : 엔드캡 몸체
36 : 엔드시트 결합공 38 : 제1 몸체
40 : 제2 몸체 42 : 엔드부
44 : 제3 몸체 46 : 탑부
48 : 와셔 50 : 스풀캡
52 : 통공 54 : 가이드 부싱
56 : 핀결합공 58 : 코일
60 : 결합공 62 : 가이드
68 : 가변 리테이너 70 : 결합턱
72 : 체결부 74 : 상부 고정핀
76 : 중앙핀부 78 : 하단핀부
80 : 상단핀부 82 : 플랜지부
84 : 가변튜브 86,87 : 체결부
88 : 결합공 90 : 와셔
92 : 플런저 몸체 94 : 팁부
96 : 어드져스트부
100 : 솔레노이드밸브 102 : 바디부
104 : 스풀 106 : 엔드 유닛부
108 : 가변튜브 유닛부 110 : 플런저
112 : 유량관로 바디부 113 : 유로
114 : 액츄에이터
120 : 액츄에이터 바디부 122 : 외부몸체
124 : 내부몸체 126 : 스프링
130 : 스풀 유닛부 132 : 액츄에이터 웨어링
134 : 미들축부 136 : 로우축부
140 : 미들 바디부 150 : 로우 바디부
200 : 솔레노이드밸브가 구비된 액츄에이터

Claims (3)

  1. 직사각형상의 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 일측면에 밀착되어 체결 고정되는 몸체 커버(11)로 이루어지는 바디부(102)와;
    상기 몸체(10)의 내측부에 설치되어 전후로 이동하면서 유로(20)를 개폐하도록 설치되어 유량과 밸브의 개폐속도를 조절하기 위한 스풀(104)과;
    상기 스풀(104)의 일단에 설치되고 상기 스풀(104)을 탄력적으로 전후 이동 시키기 위해 설치되는 스풀시트(24)와, 상기 스풀시트(24)의 하부에 탄력적으로 밀착 결합되는 스프링(30)과, 상기 스프링(30)의 하부에 탄력적으로 고정 결합되는 엔드시트(32)를 구비하는 엔드 유닛부(106)와;
    상기 스풀(104)의 전단부에 설치되어 상기 스풀(104)이 유동되거나 이탈되지 않도록 고정함되 유로를 통해서 유입되는 유량과 속도를 조절하기 위해 설치되는 코일(58)을 구비하는 가변튜브 유닛부(108)과;
    상기 스풀(104)의 동작에 따라 유로의 크기를 조절하여 유량을 제어함으로써 속도가 제어되는 액츄에이터(200)를 포함하되,
    상기 액츄에이터(200)는,
    내부몸체와 외부몸체로 이루어진 이중 복통구조로 형성되는 액츄에이터 바디부(120)와;
    상기 액츄에이터 바디부(102)의 내측부에 설치되어 유압력에 의해 전후로 이동하는 스풀 유닛부(130)와;
    상기 스풀 유닛부(130)의 외측을 감싸도록 설치되고 상부가 개구되어 개구부가 형성되며 상기 개구부에 커버가 고정 설치되는 미들 바디부(140)와;
    상기 미들 바디부(140)의 전부에 돌출되도록 설치되고 상기 스풀 유닛부(130)의 외측부를 감싸도록 설치되는 로우 바디부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체(10)는 직사각형상으로 이루어지고, 그 내측부에 상기 스풀(104)이 결합되는 결합공(12)이 형성되고, 상기 결합공(12)의 중간 상부에 제1 스풀 결합공(14)이 형성되고, 상기 결합공(12)의 하부에는 유로(20)가 형성되며 상기 유로(20)의 우측부에는 제2 스풀 결합공(16)이 형성되고, 상기 유로(20)의 좌측부에는 제3 스풀 결합공(18)이 형성되도록 이루어져서 각각의 제1 내지 제3 스풀 결합공(14,16,18)에 플런저(110)가 결합되어 유로가 개폐됨에 따라 유량 조절이 가능하도록 체결 설치되는 것을 특징으로 하는 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가변튜브 유닛부(108)는,
    상기 스풀(104)의 일단에 결합 고정되는 상부 고정핀(74)와;
    상기 상부 고정핀(74)과 상기 스풀(104)을 결합 고정시키는 스풀캡(50) 및 스풀캡 상부덮개(51)와;
    상기 상부 고정핀(74)의 외측에 설치되어 인가되는 전압에 따라 자력을 발생시켜서 전후 동작시키기 위한 코일(58)과, 상기 코일(58)이 내측에 삽입되고 하단은 상기 스풀캡 상부덮개(51)외 결합되도록 설치되는 가이드(62)와;
    상기 가이드(62)의 상단 내측부에 결합되고, 중앙 내측에는 상부 고정핀(74)의 상단부가 결합 설치되는 가변튜브(84)와 상기 가변튜브(84)의 외측부에 체결 설치되는 가변 리테이너(68)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량조절이 가능한 솔레노이드 밸브가 구비된 액츄에이터.









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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101685813B1 (ko) 2015-05-20 2016-12-13 김현철 밸브 내장형 액츄에이터
KR102020601B1 (ko) 2019-03-12 2019-09-10 송택번 유량조절이 가능한 가스용 솔레노이드밸브

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