[go: up one dir, main page]

KR101966956B1 - 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법 - Google Patents

자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101966956B1
KR101966956B1 KR1020170106714A KR20170106714A KR101966956B1 KR 101966956 B1 KR101966956 B1 KR 101966956B1 KR 1020170106714 A KR1020170106714 A KR 1020170106714A KR 20170106714 A KR20170106714 A KR 20170106714A KR 101966956 B1 KR101966956 B1 KR 101966956B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
way valve
drive
booster
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020170106714A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190022961A (ko
Inventor
강동훈
노희수
김태헌
김병진
Original Assignee
주식회사 비와이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 비와이 filed Critical 주식회사 비와이
Priority to KR1020170106714A priority Critical patent/KR101966956B1/ko
Publication of KR20190022961A publication Critical patent/KR20190022961A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101966956B1 publication Critical patent/KR101966956B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00—Multi-stage pumps
    • F04B25/005—Multi-stage pumps with two cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터는 구동 실린더, 제1 증압 실린더, 제2 증압 실린더, 구동 실린더 내부의 구동 피스톤 헤드, 제1 증압 실린더 내부의 제1 증압 피스톤 헤드, 제2 증압 실린더 내부의 제2 증압 피스톤 헤드, 구동 실린더에 압력 공기를 제공하여 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키는 구동 전환 밸브를 포함하는 공압 제공부, 제1 증압 실린더 및 제2 증압 실린더로 저압 가스를 제공하는 가스 제공부, 및 제1 증압 실린더 및 제2 증압 실린더로부터 고압 가스를 배출하는 가스 배출부를 구비한다.

Description

자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법{GAS BOOSTER HAVING AUTO-STOP FUNCTION AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 가스 압력 부스터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 공압으로 피스톤을 왕복시키면서 지속적으로 가스의 압력을 증압 또는 고압으로 유지하되 특정 조건에서 자동 차단 기능을 갖는 가스 압력 부스터 및 그 작동방법에 관한 것이다.
압력 부스터는 실린더 및 실린더 내부에서 왕복운동을 하는 피스톤을 포함하며, 실린더의 작동실에 공급된 압력 유체의 작용에 따라 피스톤을 움직임으로써, 피스톤에 대응하는 증압실에 있는 다른 압력 유체의 압력을 향상시키는 장치를 말한다.
압력 부스터로는 단동식 압력 부스터와 복동식 압력 부스터가 있다.
단동식 압력 부스터는 2 사이클로 압력 유체의 유입 및 유출을 번갈아 반복하는 부스터로서, 일측에 구동실이 형성되고 타측에 증압실이 형성된 실린더와, 구동실에서 작동하는 구동 피스톤과, 증압실에서 작동하는 증압 피스톤을 포함한다.
복동식 압력 부스터는 1 사이클에서 압력 유체의 유입 및 유출을 번갈아 반복하는 부스터로서, 중간의 구동실과 그 양측의 증압실이 형성된 실린더와, 구동실에서 작동하는 구동 피스톤과, 증압실에서 작동하는 증압 피스톤을 포함한다.
이러한 단동식 및 복동식 압력 부스터와 관련해서는 한국등록특허 제10-1505016호(2015.03.17. 등록)에 개시되어 있다. 상기 한국등록특허에 따르면, 구동 피스톤, 피스톤 로드 및 증압 피스톤이 모두 일체로 형성되며, 일체로 형성된 부품이 정확하게 실린더에서 이동하여야 한다. 또한, 증압실로 유입되는 가스가 너무 저압이면 가스 부스터를 작동시키는 것이 비효율적일 수 있으며, 잦은 가스 부스터의 작동은 가스 부스터의 수명을 단축시키는 영향을 미칠 수 있다. 또한, 반대로 증압실 또는 저장 탱크의 가스가 너무 고압이면 증압실 또는 저장 탱크에 무리를 일으키기 때문에 증압 과정을 계속 반복할 필요는 없을 수도 있다.
하지만, 위 한국등록특허는 물론 다른 유사 가스 부스터에서도 이러한 문제를 해결하기 위한 기재를 찾아볼 수 없으며, 이에 대한 해결이 필요하다.
본 발명은 가스 부스터를 제어함에 있어서 증압 실린더를 출입하는 유체의 압력에 따라 자동 차단 기능을 구현할 수 있는 가스 부스터 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명은 전기적 제어가 아닌 기계적인 요소를 이용하여 자동으로 가스 부스터의 작동을 제어할 수 있는 가스 부스터 및 그 제어방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터는 구동 실린더, 구동 실린더의 일측에 제공되는 제1 증압 실린더, 구동 실린더의 타측에 제공되는 제2 증압 실린더, 구동 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 구동 실린더의 내부를 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할하는 구동 피스톤 헤드, 제1 증압 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 제1 구동공간에 대향하여 제1 증압 실린더 내에 제1 증압공간을 제공하는 제1 증압 피스톤 헤드, 제2 증압 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 제2 구동공간에 대향하여 제2 증압 실린더 내에 제2 증압공간을 제공하는 제2 증압 피스톤 헤드, 구동 실린더의 제1 구동공간 또는 제2 구동공간에 선택적으로 압력 공기를 제공하여 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키며 압력 공기를 공급하는 유로 상에 장착되어 제1 구동공간 또는 제2 구동공간을 연결하는 유로를 선택하는 구동 전환 밸브를 포함하는 공압 제공부, 제1 증압 체크밸브를 이용하여 제1 증압 실린더의 제1 증압공간 및 제2 증압 실린더의 제2 증압공간으로 저압 가스를 일방향으로 제공하는 가스 제공부, 및 제2 증압 체크밸브를 이용하여 제1 증압공간 및 제2 증압공간으로부터 고압 가스를 일방향으로 배출하는 가스 배출부를 구비한다.
제2 유체 제공부 및 제2 유체 배출부 중 적어도 하나의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면, 구동 전환 밸브의 작동단으로 연결되는 공압 우회 회로를 차단하여 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하도록 할 수 있다.
공압 우회 회로는 공압 제공부의 공급관으로부터 분기되어 구동 전환 밸브의 작동단까지 연결되는 제1 분기 유로 및 제1 분기 유로로부터 다시 분기되어 외부로 공기를 배출하는 제2 분기 유로를 포함할 수 있다.
복동식의 경우, 구동 피스톤 헤드가 좌우로 반복적으로 이동을 하는데, 양단 중 일단 위치에 도달한 것에 대응하여 제2 분기 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 구동 2웨이 밸브가 제2 분기 유로 상에 장착될 수 있으며, 구동 피스톤 헤드가 타단 위치에 도달한 것에 대응하여 제1 분기 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제2 구동 2웨이 밸브가 제2 분기 유로와 분리되기 이전에 제1 분기 유로 상에 장착될 수 있다.
또한, 가스 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 가스 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브가 제2 분기 유로와 분리된 이후의 제1 분기 유로 상에 장착될 수가 있다. 여기서, 제1 차단 2웨이 밸브는 가스 제공부로부터 공급되는 가스의 압력이 저압 설정값보다 낮으면 상기 제1 분기 유로를 차단할 수 있고, 제2 차단 2웨이 밸브는 가스 배출부로부터 배출되는 가스의 압력이 고압 설정값보다 높으면 제1 분기 유로를 차단할 수 있다.
이 외에도 제1 차단 2웨이 밸브만 가스 제공부와 연결되도록 제공되고, 가스 배출부는 외부에서 다른 밸브 또는 다른 차단장치를 이용하도록 구성할 수 있다. 또한, 유사하게 제2 차단 2웨이 밸브만 가스 배출부와 연결되도록 제공될 수 있으며, 이 역시 가스 제공부는 외부에서 다른 밸브 또는 다른 차단장치를 이용하여 구성될 수도 있다.
이를 위해서, 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 제1 분기 유로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브가 될 수 있고, 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 제1 분기 유로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브가 될 수 있다. 이 외에도 스프링 리턴 방식 외에도 다양한 종류의 밸브를 이용한 구성이 가능하며, 어느 하나만 사용하는 경우도 역시 당업자에게 자명할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터는, 구동 피스톤 헤드를 포함하는 구동 실린더, 구동 피스톤 헤드와 연동하는 제1 증압 피스톤 헤드를 포함하는 제1 증압 실린더, 구동 피스톤 헤드를 이동시키기 위해 제1 유체를 공급하는 제1 유체 제공부, 제1 증압 실린더로 제2 유체를 공급하는 제2 유체 제공부, 및 제2 증압 실린더로부터 증압된 제2 유체를 배출하는 제2 유체 배출부를 구비하며, 제2 유체 제공부 및 제2 유체 배출부 중 적어도 하나에서의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면 자동으로 작동을 차단할 수 있다.
본 발명의 가스 부스터는 단동식 또는 복동식에 대응할 수 있으며, 복동식의 경우 제1 증압 실린더에 대향하여 구동 실린더의 타측에 제2 증압 실린더가 제공되며, 피스톤 구조는 구동 피스톤 헤드와 물리적으로 결합되어 제2 증압 실린더 내부를 왕복하는 제2 증압 피스톤 헤드를 더 포함할 수 있다.
예외 상황이 발생하면, 전원을 차단하는 방법 외에 물리적으로 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하도록 하여 작동을 정지시킬 수 있다. 단순히 전원을 차단하는 경우에는 원인 해결 이후에 다시 가동하기 위해서 많은 준비가 필요하지만, 물리적으로 구동 피스톤 헤드가 일방향으로만 움직이게 하여 정지시킨다면, 원인 해결 이후에 바로 작동이 가능하다는 점에서 차이가 있다.
구동 실린더의 내부는 구동 피스톤 헤드에 의해서 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할되며, 제1 유체 제공부는 구동 실린더의 제1 구동공간 또는 상기 제2 구동공간에 선택적으로 상기 제1 유체를 공급하여 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키기 위한 구동 전환 밸브, 제1 유체 제공부의 공급관에서부터 구동 전환 밸브의 작동단까지 연결된 우회 회로, 및 우회 회로 상에 장착되어 우회 회로를 선택적으로 차단하는 차단 2웨이 밸브를 포함할 수 있다.
차단 2웨이 밸브의 작동단은 제2 유체 제공부 또는 제2 유체 배출부와 연결될 수 있으며, 예외 상황에서 우회 회로를 선택적으로 차단할 수 있다.
본 명세서에서 제1 유체로는 압력 공기 등이 사용될 수 있으며, 제2 유체로는 증압의 대상이 되는 가스가 될 수 있다. 또한, 증압되는 가스가 소정의 저압 설정값 이상 소정의 고압 설정값 이하에서 출입하도록 범위를 설정할 수 있는데, 차단 2웨이 밸브는 제2 유체 제공부(가스 제공부) 또는 제2 유체 배출부(가스 배출부)와 유체에 의해서 작동 가능하게 연결되어 소정의 범위를 유지하게 할 수 있다.
참고로, 본 명세서에서 '2웨이 밸브'는 2웨이 밸브에만 한정되는 것이 아니라 2웨이 밸브 기능을 할 수 있는 3웨이 밸브, 4웨이 밸브 또는 기타 밸브를 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, '3웨이 밸브' 역시 단순 3웨이 밸브에만 한정되는 것이 아니라 3웨이 밸브 기능을 할 수 있는 2웨이 밸브의 조합, 4웨이 밸브 또는 기타 밸브를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이러한 관점에서 차단 2웨이 밸브는 제2 유체 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 제2 유체 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브를 포함할 수 있으며, 여기서 연결된다 함은 밸브의 작동단에 제2 유체 제공부 또는 제2 유체 배출부가 연결되어 정해진 압력에 따라 밸브가 작동될 수 있도록 공압적으로(pneumatically) 또는 유압적으로(hydrodynamically) 연결된 것을 의미할 수 있다.
이를 위해서, 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 우회 회로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브일 수 있으며, 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 우회 회로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브일 수가 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 구동 피스톤 헤드를 포함하는 구동 실린더, 상기 구동 피스톤 헤드와 연동하는 제1 증압 피스톤 헤드를 포함하는 제1 증압 실린더, 상기 구동 피스톤 헤드를 이동시키기 위해 제1 유체를 공급하는 제1 유체 제공부, 상기 제1 증압 실린더로 제2 유체를 공급하는 제2 유체 제공부, 및 상기 제2 증압 실린더로부터 증압된 제2 유체를 배출하는 제2 유체 배출부를 구비하는 가스 부스터의 제어방법은, 제2 유체 제공부 및 제2 유체 배출부 중 적어도 하나의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면 자동으로 작동을 차단하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 차단을 함에 있어서 여러 방법이 있을 수 있지만, 본 실시예에서는 예외 상황이 발생하면 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하도록 하여 가스 부스터의 작동을 차단할 수 있으며, 후술하는 제2 구동 2웨이 밸브의 상태가 전환되어도 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하게 하여, 원인이 해결될 때까지 작동이 정지될 수 있다.
구동 실린더의 내부는 상기 구동 피스톤 헤드에 의해서 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할되며, 제1 유체 제공부에 구동 전환 밸브를 설치하여 구동 실린더의 제1 구동공간 또는 제2 구동공간에 선택적으로 제1 유체를 공급하여 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시킬 수 있다. 제1 유체 제공부의 공급관에서부터 구동 전환 밸브의 작동단까지 연결된 우회 회로 상에 상기 우회 회로를 선택적으로 차단하는 차단 2웨이 밸브를 장착하고, 차단 2웨이 밸브의 작동단을 제2 유체 제공부 또는 제2 유체 배출부에 연결하여, 상기 예외 상황에서 우회 회로를 선택적으로 차단하게 할 수 있다.
차단 2웨이 밸브로서 제2 유체 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 제2 유체 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브를 제공할 수 있으며, 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 우회 회로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브일 수 있고, 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 우회 회로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브일 수 있다.
본 발명의 가스 부스터는 가스 부스터를 제어함에 있어서 증압 실린더를 출입하는 유체의 압력에 따라 자동 차단 기능을 구현할 수 있다.
본 발명의 가스 부스터는 전기적 제어가 아닌 기계적(mechanical) 또는 유압적인(hydrodynamical) 요소를 이용하여 자동으로 가스 부스터의 작동을 제어할 수 있으며, 원인이 해결되면 다시 작동이 가능하여 장비의 유지 및 보수가 용이하다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터의 작동 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 다른 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9은 도 2의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 다른 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터의 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 도 10의 제1 증압 피스톤 헤드와 제1 피스톤 로드 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 10의 제1 증압 피스톤 헤드와 제1 피스톤 로드 간의 결합 관계를 분해된 상태로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터를 설명하기 위한 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13의 가스 부스터에서 유체 혼입 방지 구조의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터의 작동 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 다른 가스 부스터(100)는 구동 실린더(110), 구동 실린더(110)의 일측에 제공되는 제1 증압 실린더(120), 구동 실린더(110)의 타측에 제공되는 제2 증압 실린더(130), 구동 실린더(110) 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 구동 실린더(110)의 내부를 제1 구동공간(112)과 제2 구동공간(114)으로 분할하는 구동 피스톤 헤드(150), 제1 증압 실린더(120) 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 제1 구동공간(112)에 대향하여 제1 증압 실린더(120) 내에 제1 증압공간(122)을 제공하는 제1 증압 피스톤 헤드(160), 제2 증압 실린더(130) 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 제2 구동공간(114)에 대향하여 제2 증압 실린더(130) 내에 제2 증압공간(132)을 제공하는 제2 증압 피스톤 헤드(170), 제1 증압 피스톤 헤드(160)와 구동 피스톤 헤드(150)를 연결하는 제1 피스톤 로드(180) 및 제2 증압 피스톤 헤드(170)와 구동 피스톤 헤드(150)를 연결하는 제2 피스톤 로드(190)를 포함한다.
또한, 3웨이 방식의 구동 전환 밸브(212)를 이용하여 구동 실린더(110)의 제1 구동공간(112) 또는 제2 구동공간(114)에 선택적으로 압력 공기를 제공하여 구동 피스톤 헤드(150)를 왕복 운동시키는 공압 제공부(210), 제1 증압 체크밸브(222, 224)를 이용하여 제1 증압 실린더(120)의 제1 증압공간(122) 및 제2 증압 실린더(130)의 제2 증압공간(132)으로 저압 가스를 일방향으로 제공하는 가스 제공부(220), 및 제2 증압 체크밸브(232, 234)를 이용하여 제1 증압공간(122) 및 제2 증압공간(132)으로부터 고압 가스를 일방향으로 배출하는 가스 배출부(230)를 더 포함할 수 있다.
공압 제공부(210)의 공급관으로부터 공압 우회 회로(250)가 제공되며, 공압 우회 회로(250)는 공급관에서 구동 전환 밸브(212)의 작동단까지 이어지는 제1 분기 유로(252) 및 제1 분기 유로(252)로부터 다시 분기되어 외부로 공기를 배출하는 제2 분기 유로(254)를 포함할 수 있다.
구동 피스톤 헤드(150)가 좌우로 반복적으로 이동을 하는데, 양단 중 일단 위치에 도달한 것에 대응하여 제2 분기 유로(254)를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 구동 2웨이 밸브(214)가 제2 분기 유로(254) 상에 장착될 수 있으며, 구동 피스톤 헤드(150)가 타단 위치에 도달한 것에 대응하여 제1 분기 유로(252)를 선택적으로 개폐하기 위한 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 제2 분기 유로(254)와 분리되기 이전에 제1 분기 유로(252) 상에 장착될 수 있다.
또한, 차단 밸브부(240)는 제1 분기 유로(252) 상에 제공될 수 있다. 구체적으로, 가스 제공부(220)와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브(242) 및 가스 배출부(230)와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 제2 분기 유로(254)와 분리된 이후의 제1 분기 유로(252) 상에 장착될 수가 있다. 여기서, 제1 차단 2웨이 밸브(242)는 가스 제공부(220)로부터 공급되는 가스의 압력이 저압 설정값(ex. 0.3~3 bar)보다 낮으면 제1 분기 유로(252)를 차단할 수 있고, 제2 차단 2웨이 밸브(244)는 가스 배출부로부터 배출되는 가스의 압력이 고압 설정값보다 높으면 제1 분기 유로(252)를 차단할 수 있다.
이를 위해서, 제1 차단 2웨이 밸브(242)는 디폴트로 제1 분기 유로(252)를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브가 될 수 있고, 제2 차단 2웨이 밸브(244)는 디폴트로 상기 제1 분기 유로(252)를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브가 될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 구동 전환 밸브(212)는 디폴트로 압력 공기를 제1 구동공간(112)에 연결하는 스프링-리턴 방식의 3-웨이 밸브로서 작동단에서 일정 이상의 압력이 가해지면 압력 공기를 제2 구동공간(114)으로 연결하도록 밸브를 작동시키고, 작동단에서 일정 이하의 압력이 되면 다시 디폴트 위치로 복귀하여 압력 공기를 제2 구동공간(114)으로 연결할 수 있다.
도시된 바와 같이, 구동 전환 밸브(212)가 디폴트 위치에 있으며, 압력 공기는 제1 구동공간(112)으로 제공되면서 구동 피스톤 헤드(150)를 제2 증압 실린더(130) 쪽으로 이동시킬 수 있다.
여기서 제1 차단 2웨이 밸브(242)는 저압 설정값 이상의 가스압이 작동단으로 가해져서 개방 상태에 있으며, 제2 차단 2웨이 밸브(244)는 고압 설정값 이하의 가스압이 작동단으로 가해져서 디폴트인 개방 상태에 있다.
구동 피스톤 헤드(150)와 함께 제2 증압 피스톤 헤드(170)가 우측으로 이동하며, 제2 증압 피스톤 헤드(170)에 의해서 제2 증압공간(132)의 압력이 증가하게 되어, 제2 증압공간(132)과 연결된 제2 증압 체크밸브(234)를 통해 고압 가스가 가스 배출부(230)로 배출될 수 있다.
이와 동시에, 제1 증압 피스톤 헤드(160)도 우측으로 이동하면서 제1 증압공간(122)이 확장하게 되고, 외부의 저압 가스는 가스 제공부(220)의 제1 증압 체크밸브(222)를 통해 제1 증압공간(122)으로 공급될 수 있다.
도 2를 보면, 구동 피스톤 헤드(150) 또는 기타 구조가 우측으로 이동하면서 특정 위치에 도달하면, 제2 구동 2웨이 밸브(216)를 작동시킬 수가 있다. 제2 구동 2웨이 밸브(216)는 압력 공기를 공급하는 공압 제공부(210)로부터 우회하여 구동 전환 밸브(212)의 작동단에 압력 공기를 공급하는 공압 우회 회로(250) 상에 위치한다. 제2 구동 2웨이 밸브(216)는 스프링-리턴 방식의 2-웨이 밸브로서 디폴트로 공압 우회 회로(250)를 차단하여, 압력 공기가 구동 전환 밸브(212)의 작동단을 눌러 구동 전환 밸브(212)의 작동을 제어할 수 있다.
다만, 구동 피스톤 헤드(150)에 의해서 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 작동을 하면서, 개방 위치로 전환될 수 있다. 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 개방 위치로 전환되면, 공압 우회 회로(250)를 통해서 구동 전환 밸브(212)로 압력이 전달되며, 압력 공기는 제2 구동공간(114)으로 공급되면서 구동 피스톤 헤드(150), 제1 증압 피스톤 헤드(160) 및 제2 증압 피스톤 헤드(170)를 모두 좌측 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 증압 피스톤 헤드(160)가 좌측으로 이동하면서, 제1 증압공간(122)의 압력이 증가하게 되며, 제1 증압공간(122)과 연결된 제2 증압 체크밸브(232)를 통해 고압 가스가 가스 배출부(230)로 배출될 수 있다. 반대로, 제2 증압 피스톤 헤드(170)도 좌측으로 이동하면서 제2 증압공간(132)이 확장하게 되고, 외부의 저압 가스는 가스 제공부(220)의 제1 증압 체크밸브(224)를 통해 제2 증압공간(132)으로 공급될 수 있다.
구동 피스톤 헤드(150)가 좌측으로 이동하면서, 제2 구동 2웨이 밸브(216)도 다시 차단 위치로 복귀할 수 있다. 하지만, 이 때 제1 구동 2웨이 밸브(214) 및 제2 구동 2웨이 밸브(216) 모두 차단되어, 구동 전환 밸브(212)의 작동단에 미치는 압력에는 영향이 없을 수 있다.
도 3을 참조하면, 구동 피스톤 헤드(150) 또는 기타 구조가 좌측으로 이동하면서 특정 위치에 도달하면, 제1 구동 2웨이 밸브(214)를 작동시킬 수가 있다. 제1 구동 2웨이 밸브(214)는 상기 구동 전환 밸브(212) 및 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 장착된 공압 우회 회로(250)의 단부에 위치한다. 제1 구동 2웨이 밸브(214) 역시 스프링-리턴 방식의 2-웨이 밸브로서 디폴트로 공압 우회 회로(250)를 차단할 수 있다.
하지만, 구동 피스톤 헤드(150)가 좌측 끝으로 이동하여 제1 구동 2웨이 밸브(214)를 작동시키면, 구동 전환 밸브(212)와 연결된 공압 우회 회로(250)의 압력이 급격히 강하되며, 구동 전환 밸브(212)를 누르고 있던 압력이 소실되어 구동 전환 밸브(212)가 디폴트 위치로 복귀할 수 있다.
이 경우, 도 1에서 설명한 바와 같이, 압력 공기가 제1 구동공간(112)으로 공급되기 시작하며, 구동 피스톤 헤드(150), 제1 증압 피스톤 헤드(160) 및 제2 증압 피스톤 헤드(170)가 다시 우측으로 이동할 수 있다.
제2 증압 피스톤 헤드(170)가 우측으로 이동하면서, 제2 증압공간(132)의 압력이 증가하게 되며, 제2 증압공간(132)과 연결된 제2 증압 체크밸브(234)를 통해 고압 가스가 가스 배출부(230)로 배출될 수 있다. 반대로, 제1 증압 피스톤 헤드(160)도 우측으로 이동하면서 제1 증압공간(122)이 확장하게 되고, 외부의 저압 가스는 가스 제공부(220)의 제1 증압 체크밸브(222)를 통해 제1 증압공간(122)으로 공급될 수 있다.
도 4는 도 1의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 1 또는 도 3과 같이 정상적으로 작동하는 상황에서 가스 제공부(220)에서 가스 압력이 저압 설정값 이하로 떨어졌을 때의 경우를 가정한 것이다. 제1 차단 2웨이 밸브(242)는 가스 제공부(220)와 유압적으로 연결되어 있으며, 가스의 압력이 일시적으로 감소하면 제1 차단 2웨이 밸브(242)로 가해지는 압력이 강하되면서, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 디폴트인 차단 상태로 전환될 수 있다.
이 경우, 구동 피스톤 헤드(150)는 압력 공기의 공급에 의해서 우측으로 이동할 수 있다. 하지만, 도 2와는 다르게, 구동 피스톤 헤드(150)가 제2 구동 2웨이 밸브(216)를 작동시킬 수 있는 특정 위치에 도달한다고 해도, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 차단 상태에 있기 때문에 구동 전환 밸브(212)를 전환시킬 수가 없다.
결국, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 디폴트인 차단 상태에 있기 때문에, 구동 피스톤 헤드(150)를 포함한 가스 부스터는 일시적으로 작동을 정지하게 된다.
물론, 여기서 가스 제공부(220)의 압력이 원상태로 복귀한다면, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 개방 상태로 전환될 수 있으며, 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 개방 상태에 있다면, 구동 전환 밸브(212)가 전환되어 가스 부스터는 다시 작동을 시작할 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 2의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 2와 같이 정상적으로 작동하는 상황에서 가스 제공부(220)에서 가스 압력이 저압 설정값 이하로 떨어졌을 때의 경우를 가정한 것이다. 도 2와 같이 구동 피스톤 헤드(150)가 좌측으로 이동하는 도중에 가스 제공부(220)에서 가스의 압력이 일시적으로 감소하면, 제1 차단 2웨이 밸브(242)로 가해지는 압력이 강하되고, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 디폴트인 차단 상태로 전환될 수 있다.
도 6과 같이, 구동 전환 밸브(212)는 디폴트인 상태로 전환되어 압력 공기를 제1 증압공간(112)으로 공급하기 시작하면서, 구동 피스톤 헤드(150)는 압력 공기의 공급에 의해서 우측으로 이동할 수 있다. 이 경우에도, 도 2와는 다르게, 구동 피스톤 헤드(150)가 제2 구동 2웨이 밸브(216)를 작동시킬 수 있는 특정 위치에 도달한다고 해도, 제1 차단 2웨이 밸브(242)가 차단 상태에 있기 때문에 구동 전환 밸브(212)를 전환시킬 수가 없다.
도 7은 도 1의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 다른 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 1 또는 도 3과 같이 정상적으로 작동하는 상황에서 가스 배출부(230)에서 가스 압력이 고압 설정값 이상으로 증가한 때의 경우를 가정한 것이다. 제2 차단 2웨이 밸브(244)는 가스 배출부(230)와 유압적으로 연결되어 있으며, 배출되는 가스의 압력이 일시적으로 증가하면 제2 차단 2웨이 밸브(244)로 가해지는 압력이 상승되면서, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 차단 상태로 전환될 수 있다.
이 경우, 구동 피스톤 헤드(150)는 압력 공기의 공급에 의해서 우측으로 이동할 수 있다. 하지만, 도 2와는 다르게, 구동 피스톤 헤드(150)가 제2 구동 2웨이 밸브(216)를 작동시킬 수 있는 특정 위치에 도달한다고 해도, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 차단 상태에 있기 때문에 구동 전환 밸브(212)를 전환시킬 수가 없다.
결국, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 차단 상태에 있기 때문에, 구동 피스톤 헤드(150)를 포함한 가스 부스터는 일시적으로 작동을 정지하게 된다.
역시 가스 배출부(230)의 압력이 강하하여 원상태로 복귀한다면, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 디폴트인 개방 상태로 전환될 수 있으며, 제2 구동 2웨이 밸브(216)가 개방 상태에 있다면, 구동 전환 밸브(212)가 전환되어 가스 부스터는 다시 작동을 시작할 수 있다.
도 8 및 도 9은 도 2의 가스 부스터 및 제어방법에 따라 다른 예외 상황에서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 도 2와 같이 정상적으로 작동하는 상황에서 가스 배출부(230)에서 가스 압력이 고압 설정값 이상으로 상승하였을 때의 경우를 가정한 것이다. 도 2와 같이 구동 피스톤 헤드(150)가 좌측으로 이동하는 도중에 가스 배출부(230)에서 가스의 압력이 일시적으로 상승하면, 제2 차단 2웨이 밸브(244)로 가해지는 압력이 상승되고, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 개방 상태에서 차단 상태로 전환될 수 있다.
도 9와 같이, 구동 전환 밸브(212)는 스프링 복원력에 의해 디폴트 상태로 전환되어 압력 공기를 제1 증압공간(112)으로 공급하기 시작하면서, 구동 피스톤 헤드(150)는 압력 공기의 공급에 의해서 우측으로 이동할 수 있다. 이 경우에도, 도 2와는 다르게, 구동 피스톤 헤드(150)가 제2 구동 2웨이 밸브(216)를 작동시킬 수 있는 특정 위치에 도달한다고 해도, 제2 차단 2웨이 밸브(244)가 차단 상태에 있기 때문에 구동 전환 밸브(212)를 전환시킬 수가 없다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터의 단면 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 제1 증압 피스톤 헤드와 제1 피스톤 로드 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 도 10의 제1 증압 피스톤 헤드와 제1 피스톤 로드 간의 결합 관계를 분해된 상태로 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 구동 피스톤 헤드(150)와 제1 증압 피스톤 헤드(160)는 일체를 형성하지 않고, 제1 피스톤 로드(180)를 매개로 조립체를 형성하며 연결되어 있다.
참고로, 본 설명은 제1 증압 피스톤 헤드(160)와 제1 피스톤 로드(180) 간의 연결을 설명하지만, 제1 피스톤 로드(180)의 반대 단부 역시 구동 피스톤 헤드(150)와 동일 또는 유사한 방식 또는 구조로 연결될 수 있으며, 제2 피스톤 로드(190)를 중심으로 하는 구동 피스톤 헤드(150) 및 제2 증압 피스톤 헤드(170)도 동일 또는 유사한 방식 또는 구조로 연결될 수 있다. 이렇게 동일한 구조로 반복되는 내용에 대해서는 별도의 설명을 생략할 수 있다.
제1 피스톤 로드(180)의 단부에는 피봇 헤드(182)가 제공되며, 제1 증압 피스톤 헤드(160)에는 피봇 헤드(182)에 대응하여 피봇 컵(162)이 형성될 수 있다. 피봇 컵(162)에 피봇 헤드(182)가 수용되면서 피봇 헤드(182)를 중심으로 제1 피스톤 로드(180)가 피봇 운동을 할 수 있으며, 축의 중심과 실린더의 중심이 완벽하게 일치하지 않아도 제1 증압 피스톤 헤드(160)가 원활하게 이동할 수가 있다.
선박 등에 사용되는 대형 설비의 경우, 피스톤 로드의 길이만 수 미터에서 십여 미터까지 증가할 수 있다. 이 경우 설비를 수 마이크로미터까지 오차 범위를 조절하는 것이 쉽지 않다. 하지만, 본 실시예에서와 같이, 피스톤 헤드에 대해 피스톤 로드가 상대적으로 움직이는 것을 허여함으로써 대형 설비에서의 오차 문제를 어느 정도 해결할 수가 있다.
다시 도면을 보면, 피봇 헤드(182)에는 원주 홈(184)이 형성될 수 있으며, 와셔 캡(164)은 피봇 헤드(182)의 원주 홈(184)에 결합되어 제1 피스톤 로드(180)가 피봇 컵(162)에서 벗어나지 않고 자유롭게 움직이도록 할 수가 있다.
와셔 캡(164)은 2조각 또는 3조각 이상으로 분할될 수 있으며, 분리된 상태에서 원주 홈(184)에 삽입된 후 피봇 컵(162) 주변에 각각 고정되어 제1 피스톤 로드(180)를 제1 증압 피스톤 헤드(160)의 피봇 컵(162)에 고정시킬 수 있다.
제1 피스톤 로드(180)를 제1 증압 피스톤 헤드(160)에 피봇 가능하게 연결하는 방법은 더 많이 있지만, 일 예로, 제1 피스톤 로드(180)의 양측에 피봇 헤드(182)를 형성하고, 제1 증압 피스톤 헤드(160)와 구동 피스톤 헤드(150) 각각에는 피봇 컵(162)을 형성하여 연결할 수가 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 부스터를 설명하기 위한 단면 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 도 13의 가스 부스터에서 유체 혼입 방지 구조의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스 부스터는 2개의 가스 챔버를 갖는 쿼드러플 액팅 방식의 가스 부스터(BQD)로서, 제1 증압 실린더(120) 및 제2 증압 실린더(130)에 각각 2개의 증압공간이 적용된 경우이다. 이 경우 가스 챔버와 에어 챔버가 서로 맞닿아 있기 때문에 유체의 혼입을 방지하기 위한 구조가 필요할 수 있다. 본 실시예에서는 이전 실시예와 다르게 다른 종류의 가스 제공부(220') 및 가스 배출부(230')가 제공될 수 있으며, 각각 4개의 체크 밸브가 제공될 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 구동 실린더(110)와 제2 증압 실린더(130) 사이의 격벽에 형성된 혼입 방지 구조를 설명하지만, 동일한 내용은 구동 실린더(110)와 제1 증압 실린더 사이를 차단하기 위한 구조를 설명함에 있어서도 같이 참고될 수 있다.
도 14를 참조하면, 구동 실린더(110)와 제2 증압 실린더(130) 사이에 격벽이 제공되고, 격벽에는 제2 피스톤 로드(190)를 축결합으로 통과시키는 보스가 제공될 수 있다. 보스에는 비활성 가스를 제2 피스톤 로드(190)의 외면으로 제공하는 버퍼 유입부(140)가 제공될 수 있으며, 버퍼 유입부(140)의 양측으로는 버퍼 배출부(145)가 형성되어 버퍼 유입부(140)로부터 유입된 비활성 유체 또는 비활성 가스와 다른 기체의 혼합물을 외부로 배출시킬 수 있다.
따라서, 구동 실린더(110)의 공기와 제2 증압 실린더(130)의 가스가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있으며, 종국에는 증압의 대상이 되는 가스가 다른 기체와 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 버퍼 유입부(140)는 외부로부터 비활성 가스, 예를 들어 질소(N2)가 유입되도록 격벽 내에 형성된 버퍼 유입구(142) 및 버퍼 유입구(142)와 연결되며 보스의 내면에 원주 방향으로 형성된 중앙 요홈(144)을 포함할 수 있다. 또한, 버퍼 배출부(145)는 버퍼 유입부(140)의 전후로 형성되며, 중앙 요홈(144)의 양측으로 일정 간격 이격되며 보스의 내면에 원주 방향으로 형성된 주변 요홈(148) 및 주변 요홈(148)으로 유입된 가스를 외부로 배출하는 버퍼 배출구(146)를 포함할 수 있다.
외부에서 유입된 질소(N2)는 버퍼 유입구(142)를 통해서 중앙 요홈(144)으로 유입되며, 질소에 의해서 공기와 가스의 혼입이 1차적으로 차단될 수 있다. 또한, 유입된 질소는 주변 요홈(148) 및 버퍼 배출구(146)를 통해 수거되며, 버퍼 배출부(145)를 통해서 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 질소에 의해서 공기 챔버와 가스 챔버가 차단될 수 있다.
본 실시예에서는 중앙의 구동 피스톤 헤드로 양측으로 증압 피스톤 헤드가 제공되는 복동식 가스 부스터를 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구동 피스톤 헤드와 증압 피스톤 헤드가 하나씩 제공되는 단동식 가스 부스터에서도 본 발명의 피봇 운동이 가능한 피스톤 로드가 적용될 수 있다.
이를 위해서, 단동식 유니버설 가스 부스터는 구동 실린더, 구동 실린더의 일측에 제공되는 증압 실린더, 및 실린더들 각각의 내부에서 왕복 운동을 하는 피스톤 구조를 포함할 수 있다. 특징적으로, 피스톤 구조는 구동 피스톤 헤드, 증압 피스톤 헤드, 및 피스톤 로드를 포함할 수 있으며, 피스톤 로드는 구동 피스톤 헤드 및 증압 피스톤 헤드 중 양쪽 또는 적어도 한 연결부위에서 피봇 방식으로 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 가스 부스터 110 : 구동 실린더
120 : 제1 증압 실린더 130 : 제2 증압 실린더
140 : 버퍼 유입부 145 : 버퍼 배출부
150 : 구동 피스톤 헤드 160 : 제1 증압 피스톤 헤드
170 : 제2 증압 피스톤 헤드 180 : 제1 피스톤 로드
190 : 제2 피스톤 로드 210 : 공압 제공부
220 : 가스 제공부 230 : 가스 배출부
240 : 차단 2웨이 밸브 250 : 공압 우회 회로

Claims (17)

  1. 구동 실린더;
    상기 구동 실린더의 일측에 제공되는 제1 증압 실린더;
    상기 구동 실린더의 타측에 제공되는 제2 증압 실린더;
    상기 구동 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며 상기 구동 실린더의 내부를 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할하는 구동 피스톤 헤드;
    상기 제1 증압 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며, 상기 제1 구동공간에 대향하여 상기 제1 증압 실린더 내에 제1 증압공간을 제공하는 제1 증압 피스톤 헤드;
    상기 제2 증압 실린더 내부에서 왕복 가능하게 제공되며, 상기 제2 구동공간에 대향하여 상기 제2 증압 실린더 내에 제2 증압공간을 제공하는 제2 증압 피스톤 헤드;
    상기 구동 실린더의 상기 제1 구동공간 또는 상기 제2 구동공간에 선택적으로 압력 공기를 제공하여 상기 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키며, 상기 압력 공기를 공급하는 유로 상에 장착되어 상기 제1 구동공간 또는 상기 제2 구동공간을 연결하는 유로를 선택하는 구동 전환 밸브를 포함하는 공압 제공부;
    제1 증압 체크밸브를 이용하여 상기 제1 증압 실린더의 상기 제1 증압공간 및 상기 제2 증압 실린더의 상기 제2 증압공간으로 저압 가스를 일방향으로 제공하는 가스 제공부; 및
    제2 증압 체크밸브를 이용하여 상기 제1 증압공간 및 상기 제2 증압공간으로부터 고압 가스를 일방향으로 배출하는 가스 배출부;를 포함하며,
    상기 가스 제공부 및 상기 가스 배출부 중 적어도 하나의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면, 상기 구동 전환 밸브의 작동단으로 연결되는 공압 우회 회로를 차단하여 상기 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하고,
    상기 공압 우회 회로는 상기 공압 제공부의 공급관으로부터 분기되어 상기 구동 전환 밸브의 상기 작동단까지 연결되는 제1 분기 유로 및 상기 제1 분기 유로로부터 다시 분기되어 외부로 공기를 배출하는 제2 분기 유로를 포함하며,
    상기 구동 피스톤 헤드가 일단 위치에 도달한 것에 대응하여 상기 제2 분기 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 구동 2웨이 밸브가 상기 제2 분기 유로 상에 장착되며,
    상기 구동 피스톤 헤드가 타단 위치에 도달한 것에 대응하여 상기 제1 분기 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제2 구동 2웨이 밸브가 상기 제2 분기 유로와 분리되기 이전에 상기 제1 분기 유로 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브가 상기 제2 분기 유로와 분리된 이후에 상기 제1 분기 유로 상에 장착되며,
    상기 제1 차단 2웨이 밸브는 상기 가스 제공부로부터 공급되는 가스의 압력이 저압 설정값보다 낮으면 상기 제1 분기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브가 상기 제2 분기 유로와 분리된 이후에 상기 제1 분기 유로 상에 장착되며,
    상기 제2 차단 2웨이 밸브는 상기 가스 배출부로부터 배출되는 가스의 압력이 고압 설정값보다 높으면 상기 제1 분기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 상기 가스 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브가 상기 제2 분기 유로와 분리된 이후에 상기 제1 분기 유로 상에 장착되며,
    상기 제1 차단 2웨이 밸브는 상기 가스 제공부로부터 공급되는 가스의 압력이 저압 설정값보다 낮으면 상기 제1 분기 유로를 차단하고,
    상기 제2 차단 2웨이 밸브는 상기 가스 배출부로부터 배출되는 가스의 압력이 고압 설정값보다 높으면 상기 제1 분기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 제1 분기 유로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 제1 분기 유로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  8. 구동 피스톤 헤드를 포함하는 구동 실린더;
    상기 구동 피스톤 헤드와 연동하는 제1 증압 피스톤 헤드를 포함하는 제1 증압 실린더;
    상기 구동 피스톤 헤드를 이동시키기 위해 제1 유체를 공급하는 제1 유체 제공부;
    상기 제1 증압 실린더로 제2 유체를 공급하는 제2 유체 제공부; 및
    상기 제1 증압 실린더로부터 증압된 상기 제2 유체를 배출하는 제2 유체 배출부;를 구비하며,
    상기 제2 유체 제공부 및 상기 제2 유체 배출부 중 적어도 하나의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면 상기 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하도록 하여 작동을 차단하고,
    상기 구동 실린더의 내부는 상기 구동 피스톤 헤드에 의해서 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할되며,
    상기 제1 유체 제공부는 상기 구동 실린더의 상기 제1 구동공간 또는 상기 제2 구동공간에 선택적으로 상기 제1 유체를 공급하여 상기 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키기 위한 구동 전환 밸브, 상기 제1 유체 제공부의 공급관에서부터 상기 구동 전환 밸브의 작동단까지 연결된 우회 회로, 및 상기 우회 회로 상에 장착되어 상기 우회 회로를 선택적으로 차단하는 차단 2웨이 밸브를 포함하고,
    상기 차단 2웨이 밸브의 작동단은 상기 제2 유체 제공부 또는 상기 제2 유체 배출부와 연결되어, 상기 예외 상황에서 상기 우회 회로를 선택적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 차단 2웨이 밸브는 상기 제2 유체 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 상기 제2 유체 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 우회 회로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브이고,
    상기 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 우회 회로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 증압 실린더에 대향하여 상기 구동 실린더의 타측에 제2 증압 실린더 및 상기 제2 증압 실린더 내부에 위치하는 제2 증압 피스톤 헤드가 제공되며,
    상기 제2 증압 피스톤 헤드는 상기 구동 피스톤 헤드와 물리적으로 결합되어 상기 제2 증압 실린더 내부를 왕복하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터.
  13. 구동 피스톤 헤드를 포함하는 구동 실린더, 상기 구동 피스톤 헤드와 연동하는 제1 증압 피스톤 헤드를 포함하는 제1 증압 실린더, 상기 구동 피스톤 헤드를 이동시키기 위해 제1 유체를 공급하는 제1 유체 제공부, 상기 제1 증압 실린더로 제2 유체를 공급하는 제2 유체 제공부, 및 상기 제1 증압 실린더로부터 증압된 제2 유체를 배출하는 제2 유체 배출부를 구비하는 가스 부스터의 제어방법에 있어서,
    상기 제2 유체 제공부 및 상기 제2 유체 배출부 중 적어도 하나의 가스 압력이 소정의 범위를 벗어나는 예외 상황이 발생하면 상기 구동 피스톤 헤드가 정해진 일방향으로만 이동하도록 하여 상기 가스 부스터의 작동을 차단하고,
    상기 구동 실린더의 내부는 상기 구동 피스톤 헤드에 의해서 제1 구동공간과 제2 구동공간으로 분할되며,
    상기 제1 유체 제공부에 구동 전환 밸브를 설치하여 상기 구동 실린더의 상기 제1 구동공간 또는 상기 제2 구동공간에 선택적으로 상기 제1 유체를 공급하여 상기 구동 피스톤 헤드를 왕복 운동시키고,
    상기 제1 유체 제공부의 공급관에서부터 상기 구동 전환 밸브의 작동단까지 연결된 우회 회로 상에 상기 우회 회로를 선택적으로 차단하는 차단 2웨이 밸브를 장착하고, 상기 차단 2웨이 밸브의 작동단을 상기 제2 유체 제공부 또는 상기 제2 유체 배출부에 연결하여, 상기 예외 상황에서 상기 우회 회로를 선택적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 차단 2웨이 밸브로서 상기 제2 유체 제공부와 연결되는 제1 차단 2웨이 밸브 및 상기 제2 유체 배출부와 연결되는 제2 차단 2웨이 밸브 중 적어도 하나를 제공하며,
    상기 제1 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 우회 회로를 차단하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브이고,
    상기 제2 차단 2웨이 밸브는 디폴트로 상기 우회 회로를 개방하는 스프링 리턴 방식의 2웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 증압 실린더에 대향하여 상기 구동 실린더의 타측에 제2 증압 실린더 및 상기 제2 증압 실린더 내부에 위치하는 제2 증압 피스톤 헤드를 제공하고, 상기 제1 증압 피스톤 헤드 및 상기 제2 증압 피스톤 헤드는 상기 구동 피스톤 헤드와 물리적으로 결합되고 각각 상기 제1 증압 실린더 및 상기 제2 증압 실린더의 내부를 왕복하면서 복동식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터의 제어방법.
KR1020170106714A 2017-08-23 2017-08-23 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법 Active KR101966956B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170106714A KR101966956B1 (ko) 2017-08-23 2017-08-23 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170106714A KR101966956B1 (ko) 2017-08-23 2017-08-23 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190022961A KR20190022961A (ko) 2019-03-07
KR101966956B1 true KR101966956B1 (ko) 2019-04-09

Family

ID=65760700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170106714A Active KR101966956B1 (ko) 2017-08-23 2017-08-23 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101966956B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102178841B1 (ko) * 2019-10-24 2020-11-13 에스와이플랜트 주식회사 에어 구동식 부스터 펌프 시스템
CN111594272A (zh) * 2020-05-22 2020-08-28 北能新能源汽车技术集团有限公司 一种气动循环动力发动机
CN118462669B (zh) * 2024-05-06 2024-10-22 东北石油大学 一种液控双级活塞式增压装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3368052B2 (ja) * 1994-07-11 2003-01-20 甲南電機株式会社 空々増圧器
JP2003269412A (ja) * 2002-03-12 2003-09-25 Honda Seisakusho:Kk 複動式増圧シリンダ及びシリンダ内増圧方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3368052B2 (ja) * 1994-07-11 2003-01-20 甲南電機株式会社 空々増圧器
JP2003269412A (ja) * 2002-03-12 2003-09-25 Honda Seisakusho:Kk 複動式増圧シリンダ及びシリンダ内増圧方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190022961A (ko) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101966956B1 (ko) 자동 차단 기능을 포함하는 가스 부스터 및 그 제어방법
US6325102B1 (en) Servo driving pilot-type solenoid valve
CN108679005B (zh) 一种增压比可变的多级多用途液压增压器
CN102725541B (zh) 用于液压缸的液压装置
KR102190802B1 (ko) 스위칭 밸브 및 간헐 송풍 건
US3977603A (en) Fluid delivery system
US20240209874A1 (en) Oil drain valve, energy accumulation device, hydraulic system and working machine
US6834666B2 (en) Apparatus for outputting compressed air in compressor
KR101911372B1 (ko) 엑츄에이터 제어 시스템
CN110573750B (zh) 增压装置以及具备该增压装置的气缸装置
KR102588257B1 (ko) 유로유닛 및 전환밸브
US20120103449A1 (en) Flow path switching valve
CN215927970U (zh) 放油阀、蓄能装置、液压系统和作业机械
CN113446273B (zh) 增压输出稳定化装置
JPH07127601A (ja) 油圧の増圧回路
CN110131225B (zh) 一种折弯机下模锁紧缸的液压控制回路及方法
US9003949B2 (en) Automatic pneumatic valve reset system
CN110725826A (zh) 往复活塞马达、马达-泵组件和驱动泵的方法
CN116104725B (en) Fluid flow direction switching valve and automatic control switching straight stroke reciprocating power device
CN114413156B (zh) 一种油路系统
WO2016053356A1 (en) Energy recovery valves for integrated pumping energy recovery systems
WO2017199271A1 (ja) 油水分離装置
CN218377107U (zh) 一种液压控制系统
CN114320847B (zh) 一种实现自动憋压的气动计量泵
RU2008137658A (ru) Пневматическая система привода

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20170823

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180913

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20190114

PG1501 Laying open of application
GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20190402

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20190403

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220401

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230403

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240401

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250212

Start annual number: 7

End annual number: 7