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KR890005076B1 - 자동 설정 감압 밸브 - Google Patents

자동 설정 감압 밸브 Download PDF

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KR890005076B1
KR890005076B1 KR1019850005392A KR850005392A KR890005076B1 KR 890005076 B1 KR890005076 B1 KR 890005076B1 KR 1019850005392 A KR1019850005392 A KR 1019850005392A KR 850005392 A KR850005392 A KR 850005392A KR 890005076 B1 KR890005076 B1 KR 890005076B1
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Abstract

내용 없음.

Description

자동 설정 감압 밸브
제1도는 제어부의 블럭도와 함께 도시된 본 발명의 실시예의 전동 감압밸브의 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감압 밸브부 5 : 2차측통로
6 : 주 밸브체 8 : 피스톤
12 : 파이롯트 밸브체 13 : 다이어프램
15 : 스프링 하우징 16 : 압력 설정 스프링
17 : 조절 나사 20 : 출력축
21 : 볼 스프라인 27 : 감속기의 출력축
29 : 전동기 30 : 드라이버
31 : 비교조절기 32 : 목표치의 설정기
35 : 디스크 40 : 압력센서
본 발명은 유체의 압력을 조절하기 위한 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차측의 유체압력이 일정하게 유지되도록 1차측의 유체 압력을 감안시키기 위한 감압 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 감압 뱁브는 다이어프램의 변위에 의해 주밸브를 직접 조작하거나, 파이롯트 밸브를 조작하여 피스톤 밸브등의 주밸브를 간접으로 조작하는 구조로 되어 있다. 다이어 프램의 한쪽에는 2차측의 유체 압력이 작용하고, 다른쪽에는 압력 설정 스프링의 탄성력이 작용한다. 이들 두 힘의 불평형을 이루면 다이어프램이 변위하여 밸브체를 통하여 흐르는 유체의 양을 조절하며 압력 설정 스프링의 탄성력에 대응하는 2차측의 유체압력을 유지한다.
밸브 케이싱에 나사 결합된 조절나사는 소망의 2차측의 유체 압력을 설정하기 위해 사용된다. 이 조절나사를 손으로 조작하여 압력 게이지가 소망의 압력을 지시할때까지 압력 설정 스프링의 탄성력을 조절한다. 따라서 이런 구조는 설정 압력을 빈번하게 변경할 경우에는 매우 불편하고, 또한 원격 조작이나 자동제어를 할수가 없다.
그래서, 이와같은 경우에 자동제어 밸브가 사용되고 있으며, 자동제어 밸브의 작동원리는, 제어될 제어량을 검출하고, 목표치와 비교하고, 편차에 따른 판단이나 지령등을 신호적으로 처리하여, 밸브체를 조작하는 전동기나 유체 액츄에이터 등의 조작부를 제어한다.
감압 밸브로서 이용할 경우는, 압력센서로서 2차측의 압력을 검출하고, 이들을 설정기구를 통하여 입력된 목표치와 비교하고, 비교결과를 신호로 처리하여, 전동기 등의 액츄에이터를 비례 동작 또는 미분/적분 제어동작 시킨다. 이와같은 밸브는 목표치의 변경이 용이하고 원격 조작이나 자동제어 가능하다.
그러나 상기의 자동제어 밸브는 고가이다. 이것은 밸브체를 직접적으로 정밀하고신속하게 조작하지 않으면 않되므로 고출력의 액츄에이터, 복잡한 신호처리를 하기 위한 제어기가 필요하기 때문이다.
또한 액츄에이터와 신호처리가 직접 연결되지 않았으므로 다이어프램 구조의 감압밸브보다 응답이 늦다.
본 발명의 목적은 설정압력의 변경이 용이하고 원격조작 및 자동제어 가능한 소출력의 액츄에이터를 포함하는 감압밸브를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 상기 목적을 달성하기 위한 감압밸브는 (a)다이어프램, 압력 설정 스프링, 상기 스프링의 탄성력을 조절하는 수단 및 상기 조절 수단을 조작하는 액츄에이터를 포함하며 ; (b) 상기 액츄에이터는 2차측의 유체압력과 설정압력 목표치와의 편차 검출치가 편차표준치보다 클때 작동되도록 배치하고, 한편 상기 편차 검출치가 거의 0이 되면 정지하도록 구성되어 있다.
상기 밸브의 작동은 하기와 같다.
설정기를 통하여 소망의 설정압력 목표치를 설정한다.
압력센서에 의하여 2차측의 유체압력을 계속적으로 또는 일정간격으로 측정한다. 비교조절기에 의해서 2차측의 유체압력과 설정압력 목표치와의 편차를 검출하고 편차기준치와 비교하여, 편차 검출치가 편차 기준치보다 클대에는 편차 검출치가 거의 0이 되도록 액츄에이터를 조작하기 위한 신호를 드라이버에 보낸다.
드라이버에 의하여 액츄에이터가 운전되고 종래의 조절나사 등의 탄성력 조절수단이 양쪽 방향으로 회전하여 압력 설정 스프링의 탄성력이 조절된다. 그 결과 다이어프램의 변위하여 밸브체가 작동되어 유체의 통과량이 증감하고 2차측의 유체압력이 증감한다.
이차측의 유체압력은 압력센서에 의해 측정되어 비교조절기로 전달된다. 그래서 편차 검출치가 거의 0으로 되면, 드라이버에 정지 신호가 전달되어 액츄에이터가 정지한다.
다이어프램 구조의 감압 밸브는 종래 기술과 동일하게 작동한다. 즉 2차측의 유체압력이 편차 기준치의 범위내에 있으면, 액츄에이터는 작동하지 않고 다이어프램의 기계적 작동으로 감압 작용을 행한다. 편차 표준치를 벗어나면, 상기와 같은 액츄에이터가 작동하여 압력 설정 스프링의 탄성력을 조절한다.
따라서 본 발명에 의하면, 설정압력 목표치를 입력함에 의해 설정압력을 용이하게 변경할수 있고, 원격 조작은 물론이고 제어대상의 제어량을 검출하여 목표치로하여 입력시키면 자동제어도 행할 수 있다.
또한, 스프링의 탄성력 조절수단을 조작하므로서 밸브체를 직접 신속히 조잘할 필요가 없기 때문에 소출력의 액츄에이터로 충분하다. 더우기 밸브체는 종래와 마찬가지의 다이어프램 구조로서 기계적 작용에 매우 신속히 응답한다.
본 발명은 하기와 같이 다수의 특유한 효과를 발생시킨다.
액츄에이터는 편차 검출치가 편차 기준치를 넘을 때에만 작동하고, 편차 검출치가 거의 0이 되면 정지하기 때문에, 액츄에이터의 운전기회가 적고 연속 운전시간이 단축되므로 자동제어 밸브 보다도 수명이 길다.
감압 밸브가 파이롯트 식이라면, 적은 힘으로 파이롯트 밸브를 조작하여, 작동시 큰 힘이 필요한 주 밸브를 개폐 작동할 수 있다. 이 경우, 압력 설정 스프링의 탄성력이 적기 때문에 액츄에이터가 소출력이라도 충분하다.
스프링의 조절나사를 축 방향으로 진퇴이동 할수 있기 때문에 액츄에이터를 어떠한 감압밸브에도 용이하게 부착할 수가 있다.
이차측의 압력과 설정압력과의 편차가 편차기준치를 초과하면 액츄에터가 작동하여 보다 많은 량의 유체가 통과하도록 설정압력을 변경한다. 그래서 본 발명의 밸브는, 2차측의 압력을 변경할 경우, 기계적 조작만 하는 감압밸브보다도 짧은 시간으로 압력 조절을 할 수 있다.
본 발명의 기술적 수단의 구체적인 실시예를 제1도를 참조하여 보다 상세히 설명하고저 한다.
본 발명을 구체화하는 자동 설정감압 밸브는 기계적인 감압밸브부(1)와 전동기부 및 제어부와로 구성되어 있다.
감압 밸브부(1)는 종래의 감압 밸브와 동일한 구조이고, 유체의 입구(2)와 출구(3)는 각각 1차측 통로(4)와 2차측 통로(5)에 부착되어 있고, 주 밸브체(6)에 의해 개폐될수 있는 주 밸브구(7)를 갖고 있다. 주 밸브체(6)는 스프링에 의하여 폐쇄방향으로 힘을 받게 배치되고 밸브로드를 통하여 피스톤(8)에 연결된다.
주 밸브구(7)를 통해 출구(3)측의 유체 압력은 피스톤(8)의 하부 표면에 작용하고, 통로(9)와 (11)를 통해 피스톤(8)의 상부 표면에 작용하는 입구(2)측의 유체압력은 파이롯트 밸브체(12)에 의해 조절된다.
파이롯트 밸브체(12)는 스프링에 의해 폐쇄위치로 힘을 받고, 밸브로드를 통해 다이어프램(13)의 하부 표면에 접하고, 그 하향 변위에 의해 밸브체(12)가 개방위치의 조작력을 받는다.
따라서 다이어프램(13)이 하향으로 변위하면, 파리롯트 밸브체(12)가 하향으로 힘을 받아 입구(2)의 유체가 통로(9,11)를 통해 피스톤(8)의 상방에 유입되고, 주 밸브체(6)가 피스톤(8)에 의해 하향으로 힘을 받아 주 밸브구(7)가 개방되어 입구(2)의 유체가 출구(3)로 흐른다.
또한, 다이어프램(13)이 상향으로 변위하면, 파이롯트 밸브체(12)가 스프링에 의해 상향으로 힘을 받아 통로(9,11)사이의 유체의 연통을 차단하고, 피스톤(8)상부의 유체는 통로(11), 파이롯트 밸브체(12)의 밸브로드를 둘러싸는 공간 및 통로(10)를 통해 출구(3)로 흐르게 되어, 피스톤(8)과 주 밸브체(6)가 상향으로 힘을 받아 주 밸브구(7)을 닫히게 한다.
다이어프램(13)상부는 작은 직경의 통로(14)에 의해 외기에 연결되고, 거의 일정한 외기압을 유지한다.
다이어프램(13)의 상면에는 압력 설정 스프링(16)의 하단에 접하고 탄성력이 작용한다.
압력 설정 스프링(16)의 상단에는 스프링 지지부재를 통하여 조절 나사(17)의 하단과 접하고, 조절나사(17)의 회전에 의해 어느 방향으로든지 압력 설정 스프링(16)의 압축량을 조절하여 다이어프램(13)에 작용하는 탄성력을 조절할 수 있다. 조절나사(17)는, 밸브 하우징의 일부를 이루는 스프링 하우징(15)에 부착된 내측 나사부재에 나사 결합되어 있다.
전동기부는 스프링 하우징(15)에 고정된 요크(yoke)(18)에 의해 밸브부(1)에 연결되어 있다. 이때 조절나사(17)와 출력축(20)이 동축상에 결합되어 있고, 육각 두부(42)와 출력축(20)의 하단부를 연결부재(19)로 연결한다.
출력축(20)은 볼 스프라인(21)의 축을 이룬다.
볼 스프라인(21)의 외주 부재에는 기어(22)를 고정하고, 그 상하면을 베어링 부재(23, 24)로 지지하고 수직 및 반경방향으로 변위하지 않도록 고정한다. 베어링 부재(23, 24)는 저판(26)가 장착판(25)의 사이에 고정되어 있다. 전동기(29)와 감속기(28)를 장착판(25)에 고정하고, 그의 출력측(27)을 기어(22)에 나사 결합 시킨다.
따라서, 전동기(29)를 회전시킬 때 감속기(28)의 출력측(27)이 회전하고, 기어(22)를 거쳐 스프라인(21)의 외주부재가 회전하고, 그의 회전방향에 따라, 출력축(20)이 상하 이동하도록 회전하고, 연결부재(19)를 통해 조절나사(17)가 좌 또는 우 방향으로 회전한다.
조절나사(17)의 상·하한 위치를 검출하기 위하여 출력축(20)에 디스크(35)를 부착하고, 디스크(35)의 측방의 상·하한 위치에 한쌍의 위치 검출센서(33, 34)를 각각 배치한다. 위치 검출센서(33, 34)는 전동기(29)와 감속기(28)의 측벽에 고정되어 있다.
위치 검출센서(33, 34)로는 반사형 광센서(Photosensor)가 적절하고, 물론 포텐쇼미터(potentiometer), 각 종의 리미트 스위치(limit swith), 자기 센서(magnetic sensor)와 같은 어떠한 형식을 이용하는 것도 가능하다.
전동기(30)의 측방에는 그의 드라이버를 배치하고 덮개(36)로 둘러싸서, 방진 및 방습 되도록 한다. 또한 필요한 동력선 및 그 단자의 도시는 생략한다.
제어부는 상기의 위치 검출센서(33, 34), 비교 조절기(31), 설정압력 목표치의 설정기(32)와, 2차측 통로에 배치된 압력센서(40)와로 이루어진다. 위치검출센서(33, 34)는, 신호선(37, 38)으로, 압력 센서(40)는 신호선(39)으로, 설정기(32)로 신호선으로, 비교조절기(31)에 각각 연결된다. 비교기 조절기(31)는 신호선으로 드라이버(30)에 연결한다. 또한 비교조절기(31)는 드라이버(30)의 위치에 배치할 수도 있다.
설정 압력 목표치는 설정기(32)를 통하여 설정되어 비교조절기(31)에 입력된다. 이차측 통로(5)의 유체압력은 압력센서(40)로 검출하여, 비교조절기(31)에 계속해서 또는 비교적 짧은 간격으로 보내진다.
비교조절기(31)는 편차검출치, 즉, 압력 센서(40)로 검출한 2차측통로(5)의 압력과 설정압력 목표치와의 편차를 계산하고, 이를 소정의 편차 기준치와 비교한다.
그래서 편차 검출치가 편차 기준치를 넘을때는, 편차 검출치가 거의 0이 되도록, 즉, 2차측 통로(5)의 압력이 거의 설정 압력 목표치가 되도록, 조작신호를 드라이버(30)에 보낸다. 그 후 전동기(29)가 드라이버(30)에 의해 운전되어, 상기 밸브를 통해 유체의 통과량을 조절한다. 비교 조절기(31)는, 편차 검출치가 거의 0이 될때, 즉, 편차 검출치가 상기의 편차 표준치보다도 충분히 작은 다른 소저의 미소 편차 기준치의 범위로 떨어질때, 전동기(29)를 정지시키기 위한 조작신호를 드라이버(30)에 보낸다.
위치 검출 센서(33, 34)는 디스크(35)와 연합하여, 각각, 조절 나사(17)의 상·하한 위치의 검출하고, 그 검출신호를 비교 조절기에(31)에 보낸다. 비교조절기(31)는 상 ·하한 위치의 검출 신호를 받고, 다른 조작 신호보다 우선하여 신속하게 전동기(29)을 정지시키기 위한 신호를 드라이버(30)에 보낸다. 이로 인해 조절나사(17)의 조작 계통에 무리한 힘이 가해지는 것을 방지한다.

Claims (1)

  1. 다이어프램, 압력 설정 스프링, 상기 스프링의 탄성력을 조절하는 수단 및 상기 조절수단을 조작하는 액츄에이터를 포함하며, 상기 액츄에이터는 이차측의 유체압력과 설정 압력 목표치와의 편차 검출치가 편차표준치보다 클때 작동되도록 배치하고, 한편 상기 편차 검출치가 거의 0이 되면 정지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 설정 감압밸브.
KR1019850005392A 1984-10-02 1985-07-27 자동 설정 감압 밸브 Expired KR890005076B1 (ko)

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