KR200192474Y1 - 전자석 밸브 및 이것을 이용한 다방향 유체제어 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유로가 형성되는 본체에 부싱을 착탈가능하게 조립식으로 체결고정하여 유로를 개폐하는 플런저가 오작동하여 유체제어에 문제가 발생할 때 본체를 분해하여 오작동을 해결할 수 있도록 하는 전자석 밸브와 상기 전자석 밸브를 이용하여 유체를 여러 방향으로 제어할 수 있는 다방향 유체제어 밸브장치에 관한 것으로, 이러한 전자석 밸브는 유로와 통로가 연통되게 구성되는 본체와, 상기 본체의 통로에 착탈가능하게 조립되는 부싱과, 상기 부싱의 외주연에 끼움 조립되어 전원이 인가될 때 자력을 발생하는 전자석과, 상기 전자석에 자력이 발생될 때 자성을 띠는 유도부재와, 상기 유도부재가 자성을 띨 때 상기 유도부재에 부착되어 상기 본체의 유로를 개방하고 상기 유도부재가 자성을 띠지 않을 때 상기 본체의 유로를 밀폐하는 플런저와, 상기 플런저가 상기 밀폐부재의 유로를 밀폐할 수 있도록 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징이며, 상기 전자석 밸브를 이용한 다방향 유체제어 밸브장치는 상기 전자석 밸브와, 상기 유입공으로 공급되는 유체를 각 분기관을 통해 상기 각 전자석 밸브의 유로에 유체를 공급하는 매니폴드와, 상기 각 본체의 유로 입구와 상기 매니폴드의 각 분기관에 연결되어 매니폴드로부터 상기 본체로 유체를 공급안내하는 연결관을 포함하는 것이 특징이다.

Description

전자석 밸브 및 이것을 이용한 다방향 유체제어 밸브장치{Electromagnetic valve and multi-directional fluid control valve using thereof}

본 고안은 전자석 밸브 및 이것을 이용한 다방향 유체제어 밸브장치에 관한 것으로, 특히 유로가 형성되는 전자석 밸브에 부싱을 착탈가능하게 조립식으로 체결고정하여 유로를 개폐하는 플런저가 오작동하여 유체제어에 문제가 발생할 때 본체를 분해하여 오작동을 해결할 수 있도록 구성하고, 이와 같이 구성되는 복수 개의 전자석 밸브를 매니폴드와 연결하여 여러 방향으로 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하는 것이다.

전자석 밸브는 유체의 흐름을 자동제어하는 기기나 장치, 즉 냉방시스템의 냉매나 또는 유,공압시스템의 작동유체 등의 흐름을 제어하는 것으로, 이는 전자석의 자력발생 유무에 따라 플런저가 왕복이동하여 내부의 유로를 선택적으로 개방하거나 차단하는 방식으로 유체의 흐름을 제어하게 된다.

그 일예로 전자석 밸브가 냉장고에 적용될 경우를 설명하면, 냉장고 내부가 설정온도 이하로 되면 콘트롤의 제어에 따라 전자석에 전원이 단락되면 플런저가 이동하여 본체에 형성된 냉매유로를 차단하여 냉매 흐름을 정지시키므로써 과냉현상을 방지하게 되고, 반대로 냉장고 내부가 설정온도 이상으로 되면 전자석에 전원이 인가되어 자력이 발생하면 이 자력에 의해 플런저가 반대로 이동하여 냉매유로를 개방함으로써 상기 개방된 유로를 냉매가 순환하여 설정온도 범위내에서 온도를 선택적으로 조절할 수 있게 한다.

도 1 은 상기와 같이 작동되는 종래 전자석 밸브(1)를 도시한 것이다. 이 도면에서와 같이 본체(2) 일측에 삽입된 부싱(3) 외주연에 전자석(4)이 삽입고정되고, 상기 부싱(3) 내부 외측에는 상기 전자석(4)에 전원이 공급되어 자력이 발생될 때 자성을 띠는 유도부재(5)가 고정되며, 상기 유도부재(5)와 상기 본체(2) 유로(6) 사이에는 상기 유도부재(5)가 자성을 가질 때 상기 유도부재(5)에 부착되어 유로(6)를 개방하고 전원 단락으로 상기 유도부재(5)가 자성을 갖지 않을 때 다시 원위치로 복원되어 유로(6)를 차단하는 플런저(7)가 이동가능하게 설치되고, 상기 유도부재(5)와 플런저(7) 사이에는 상기 유도부재(5)가 자성을 갖지 않을 때 상기 플런저(7)가 유로(6)를 차단할 수 있도록 복원력을 제공하는 탄성부재(8)가 개재된다.

상기 본체(2)는 일체로 구성되고 그 몸체에는 유체가 흐를 수 있도록 입,출구를 가지는 유로(6)가 형성되며, 상기 유로(6)의 일측에는 상기 부싱(3)이 삽입고정되는 통로(9)가 상기 유로(6)와 연통되게 구비되어 있다.

그리고 상기 부싱(3)에 고정되는 전자석(4)은 통상의 전자석과 같이 하우징(10) 내부 중앙에 중공원통체 형상의 보빈(11)이 고정되고, 상기 보빈(11)에는 전원이 인가될 때 자력을 발생시키는 코일(12)이 감겨져 있는데, 상기 코일(12)에서 발생된 자력에 의해 상기 유도부재(5)가 자성을 띠어 플런저(7)를 끌어 당겨 유로(6)를 개방시키게 된다.

그런데 상기와 같이 구성되는 종래 전자석 밸브(1)는 본체(2)가 단일체로 구성되고, 상기 본체(2)의 통로(9)에 부싱(3) 일단부가 브레이징 고정되는데, 상기와 같이 본체(2)에 부싱(3)이 브레이징 고정된 후에는 본체(2) 및 부싱(3)을 분해할 수 없기 때문에 유로(6)를 개폐하는 플런저(7)가 오작동되어 유체제어에 문제가 발생할 때는 고장수리가 불가능하였다.

따라서 본체(2)의 유로(6)를 제어함에 있어 명령에 따라 플런저(7)가 정확하게 구동되지 않거나 또는 유로(6) 차단시 탄성부재(8)의 탄성력이 약화되어 플런저(7)가 강하게 유로(6)를 차단하지 못하여 유로(6)가 누출되는 등 여러 가지 원인 등으로 인해 플런저(7)가 오작동되면 고장수리가 불가능하여 새로운 전자석 밸브로 교체해야 하므로 교체 공정이 번거로울 뿐만 아니라 교체에 따른 고비용이 소요되는 문제점이 있었다.

더욱이 상기와 같이 새로운 전자석 밸브로 교체하는 교체공수가 증가되어 전자석 밸브가 적용되는 시스템을 장시간 다운시켜야 하므로 시스템 구동이 불안해지는 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상술한 바와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 과제는 유로가 형성되는 본체에 부싱을 착탈가능하게 조립식으로 체결고정하여 유로를 개폐하는 플런저가 오작동하여 유체제어에 문제가 발생할 때 본체를 분해하여 오작동을 해결할 수 있도록 하는 전자석 밸브를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 기술적 과제는 상기와 같이 본체에 부싱이 조립식으로 구성되는 복수 개의 전자석 밸브를 매니폴드 각 분기관에 연결하여 플런저 오작동을 해결함과 아울러 매니폴드로 공급되는 유체를 여러 방향으로 제어할 수 있도록 하는 다방향 유체제어 밸브장치를 제공함에 있다.

이러한 전자석 밸브는 내부에 유로가 교차되게 형성되게 관통되고 상기 유로는 그 일측에 개구된 통로와 서로 연통되게 구성되는 본체와; 몸체가 중공원통형상으로 구성되고 상기 몸체의 일측단부에 회전을 용이하게 할 수 있도록 외주연에 복수 개의 평면부가 형성되는 파지돌기가 구비되며, 상기 파지돌기 외측단 외주연에 나사산이 형성되는 체결돌기가 연장되어, 상기 체결돌기가 상기 본체 통로의 나사산에 체결조립되는 부싱과; 상기 부싱 외주연에 끼움고정되어 전윈이 인가될 때 상기 코일에 자력이 발생되는 전자석과; 상기 부싱 외측단부에 고정되어 상기 코일에 자력이 발생될 때 자성을 띠는 유도부재와; 상기 유도부재와 상기 본체 유로 사이에 이동가능하게 수용되어 상기 유도부재가 자성을 띨 때 상기 유도부재에 부착되어 상기 본체의 유로를 개방하고, 상기 유도부재가 자성을 띠지 않을 때 상기 본체의 유로를 밀폐하는 플런저와; 상기 유도부재와 상기 플런저 사이에 개재되어 상기 플런저가 상기 밀폐부재의 유로를 밀폐할 수 있도록 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 전자석 밸브를 이용한 다방향 유체제어 밸브장치는 몸체의 내부에 유입공이 소정깊이 요입되고, 상기 유입공을 통해 공급되는 유체를 다방향으로 공급하기 위해 내부에 상기 유입공과 연통되게 분기공이 통공되는 복수 개의 분기관이 상기 몸체의 측면에 일정길이 연장된 매니폴드와; 상기 매니폴드의 각 분기관에 본체의 유로가 연결되어 상기 매니폴드로부터 공급되는 유체를 제어하는 상기 전자석 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래 전자석 밸브의 정단면도,

도 2a 는 본 고안에 따른 전자석 밸브 분해 정단면도,

도 2b 는 본 고안에 따른 전자석 밸브 조립 정단면도,

도 3 은 본 고안에 따른 전자석 밸브의 부싱 사시도,

도 4 는 본 고안의 다방향 유체제어 밸브장치로써, 도 5 의 A-A선 단면도,

도 5 는 본 고안 다방향 유체제어 밸브장치의 평면도,

도 6 은 도 4 B-B선 단면도,

도 7 은 도 4 의 요부 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

15 : 전자석 밸브 16 : 본체

17 : 부싱 18 : 전자석

19 : 유도부재 20 : 플런저

22 : 탄성부재 35 : 다방향 유체제어 밸브장치

36 : 매니폴드 37 : 연결관

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안 각 실시예 구성을 상세히 설명한다. 도 2a 는 본 고안에 따른 전자석 밸브 분해 정단면도 및 조립 정단면도이고, 도 3 은 본 고안에 따른 전자석 밸브의 부싱 사시도이며, 도 4 는 본 고안의 다방향 유체제어 밸브장치로써, 도 5 의 A-A선 단면도이고, 도 5 는 본 고안 다방향 유체제어 밸브장치의 평면도이다.

본 고안의 전자석 밸브(15)는 상기 도면에서와 같이 본체(16)에 부싱(17)이 착탈가능하게 체결조립되고, 상기 부싱(17) 외주연에 전원이 인가될 때 자력을 발생하는 전자석(18)이 끼움조립된다. 그리고 상기 부싱(17) 내부 외측단부에는 상기 전자석(18)이 자력을 발생할 때 자성을 띠는 유도부재(19)가 고정되고, 상기 유도부재(19)와 상기 본체(16)의 유로 사이에는 상기 본체(16)의 유로를 개폐하는 플런저(20)가 왕복이동가능하게 설치되며, 상기 유도부재(19)와 상기 플런저(20) 사이에는 상기 플런저(20)가 본체(16)의 유로(21)를 차단할 수 있도록 복원력을 제공하는 탄성부재(22)가 개재된다.

상기 본체(16)는 유로(21)가 교차되게 형성되고, 상기 유로(21)의 일측에는 상기 부싱(17)이 체결고정되는 통로(23)가 구비되는 데, 상기 유로(21)와 통로(23)는 서로 연통된다. 상기 유로(21)는 교차되게, 즉 도 2a 에서보는 바와 같이 본체(16) 상부에 유입부(21a)가 우측에 배출부(21b)가 각각 삽입되어 상기 유입부(21a)와 배출부(21b)는 상기 배출부(21b)와 대향되는 통로(23)와 서로 연통되게 구성된다. 상기 통로(23)는 내측벽에 상기 부싱(17)이 체결고정될 수 있게 소정피치를 갖는 나사산(24)이 형성된다.

상기 부싱(17)은 몸체(25)가 중공원통형상으로 구성되고, 상기 몸체(25)의 일측단부에 상기 본체(16)의 나사산(24)에 체결조립될 수 있도록 나사산이 형성되는 체결돌기(26)가 구비되고, 상기 체결돌기(26)의 일측에는 본체(16)에 체결조립할 때 공구 등으로 회전을 용이하게 할 수 있도록 외주연에 복수 개의 평면부가 형성되는 파지돌기(27)가 돌출되며, 상기 체결돌기(26)와 상기 파지돌기(27) 사이 주연부에는 기밀유지용 오링(29)이 끼워진다.

따라서 상기 부싱(17)의 체결돌기(26)에 오링(29)을 끼우고 상기 체결돌기(26)를 본체(16)의 통로(23)의 나사산(24)에 체결조립하게 되면, 상기 부싱(17)은 기밀이 유지된 채로 본체(16)에 조립된다.

상기 부싱(17) 외주연에 끼움조립되는 전자석(18)은 통상과 같이 하우징(30) 내부에 보빈(31)이 고정되고, 상기 보빈(31)에는 코일(32)이 감겨져, 전원이 인가될 때 상기 코일(32)이 자력을 발생하여 상기 유도부재(19)를 자화시키게 된다.

상기 유도부재(19)는 자성을 갖는 금속성 재질로 구성되고, 상기 부싱(17) 내부 외측단부에 고정되어 전자석(18)에 전원이 인가되어 전자석(18)이 자력을 발생할 때 이와 동시에 자성을 띠어 본체(16)의 유로(21)를 차단하고 있는 플런저(20)를 끌어당겨 그 유로(21)를 개방하는 기능을 한다.

상기 플런저(20)는 상기 유도부재(19)가 자성을 띨 때 상기 유도부재(19)에 밀착될 수 있게 자성체의 성질을 가지며, 몸체의 일측단부에 상기 본체(16)의 유로(21)를 차단할 때 상기 유로(21)의 배출부(21b) 단부의 돌기(21c)에 밀착될 때 발생되는 충격을 완화시키고 기밀을 유지하는 실(33)이 삽입고정되고, 상기 실(33)과 대향되는 단부에는 상기 탄성부재(22)를 수용하는 수납실(34)이 요입된다.

이와 같이 구성되는 플런저(20)는 상기 유도부재(19)와 상기 본체(16) 유로(21) 사이에 설치되어 유도부재(19)가 자성을 띨 때 상기 유도부재(19)에 밀착되어 본체(16)의 유로(21)를 개방하고, 반대로 상기 유도부재(19)가 자성을 띠지 않을 때 상기 탄성부재(22)의 탄성력에 의해 이동하여 그 단부의 실(33)이 상기 유로(21)의 배출부(21b)의 돌기(21c) 선단부에 밀착되어 유체의 흐름을 차단하게 된다.

상기 탄성부재(22)는 여러 가지 형태가 사용될 수 있으나 통상의 코일 스프링이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 탄성부재(22)는 상기 유도부재(19)와 상기 플런저(20) 사이에 개재되어 상기 유도부재(19)가 자성을 띠지 않을 때 상기 플런저(20)가 유로(21)를 차단할 수 있게 플런저(20)를 이동시키는 힘을 제공하게 된다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 고안의 조립과 그 사용상태를 설명한다.

본 고안 전자석 밸브(15)는 본체(16)의 통로(23)에 전자석(18)이 고정된 부싱(17)이 체결되어 조립이 완료되는 데, 도 2b 는 도 2a 는 상태에서 본체(16)의 통로(23)에 부싱(17)이 체결되어 조립된 상태이다. 이와 같이 조립된 전자석 밸브(15)는 소정 시스템에 적용되어 콘트롤의 명령에 따라 전자석(18)에 전원이 인가되어 유도부재(19)가 자성을 띨 때마다 플런저(20)가 상기 유도부재(19)에 밀착되어 본체(16)의 유로(21)를 개방하게 되고, 반대로 상기 유도부재(19)가 자성을 띠지 않을 때는 탄성부재(22)의 탄성력에 의해 이동하여 본체(16) 유로(21)를 차단하므로써 그 시스템의 작동유체의 흐름을 제어하게 된다.

이와 같이 작동유체의 흐름을 제어할 때 플런저(20)가 어떠한 원인으로 인하여 콘트롤의 명령에 따라 작동되지 않을 경우, 즉 유로(21) 차단시 잦은 플런저(20)와 왕복운동으로 탄성부재(22)의 복원탄성력이 약화되어 플런저(20)가 유로(21)를 강하게 밀착하지 못하거나 또는 상기 플런저(20)에 고정된 실(33)이 마모될 경우에는 밀폐부재(24)의 유로(21)에서 유체가 누출될 경우 등등 유로(21)제어에 문제가 발생할 경우에 상기 본체(16)에서 부싱(17)을 분해 하여 플런저(20) 오작동의 문제점을 간단히 해결할 수 있게 된다.

여기서, 상기 부싱(17)을 회전시켜 분해 및 체결할 때는 공구를 이용하여 상기 파지돌기(27)를 회전시켜 해체와 조립을 간단하게 수행할 수 있게 된다.

도 3 내지 도 7 은 상기 전자석 밸브(15)를 이용한 다방향 유체제어 밸브장치(35)를 보이고 있다. 이 도면에서와 같이 상기 다방향 유체제어 밸브장치(35)는 매니폴드(36)의 각 분기관(37)에 상기 전자석 밸브(15)들이 조립된 형태로 구성되어, 유체가 상기 매니폴드(36)의 유입공(38)에 유입되면, 상기 매니폴드(36)는 상기 유체를 각각의 분기관(37)의 분기공(39)을 통해 각 전자석 밸브(15)에 분산공급하게 되고 상기 각 전자석 밸브(15)는 콘트롤의 제어에 따라 상기 분기관(37)을 통해 공급되는 유체를 제어하게 된다.

상기 매니폴드(36)는 중앙에 몸체(40)가 구비되고 이 몸체(40)의 일측단부에서 내측으로 유체가 공급될 수 있게 유입공(38)이 소정깊이 요입되며, 상기 몸체(40)의 측면에는 상기 유입공(38)으로 공급되는 유체를 다방향으로 분배할 수 있도록 상기 유입공(38)과 연통되게 분기공(39)이 통공된 복수 개의 분기관(37) 일정길이 연장된다.

상기 매니폴드(36)는 상기 연장된 분기관(37)들을 견고하게 지지할 수 있도록 상기 인접된 각 분기관(37)들 측면에 리브(41)가 소정두께를 가지고 더 돌출된다.

또, 상기 매니폴드(36)는 상기 유입공(38)의 직하방, 즉 분기관(37)이 분기된 지점에 상기 유입공(38)을 통해 유입되는 유체가 각 분기공(39)으로 균일한 양으로 원활하게 분배될 수 있게 분배돌기(42)가 돌출되는데, 상기 분배돌기(42)는 도 7 에서와 같이 원추형상으로 돌출된다.

상기 매니폴드(36)는 유체의 안정된 공급을 위해 상기 분기관(37)의 분기공(39) 지름보다 상기 유입공(38)의 지름이 더 크게 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 매니폴드(36)의 분기관(37)의 수량은 유체의 제어방향에 따라 임의대로 선택할 수 있으나 바람직하게는 사용상의 편리성과 전자석 밸브(15)의 조립성을 감안하여 3-4개가 사용됨이 적당하다.

상기 전자석 밸브(15)는 상기에서 설명한 바와 같이 전자석(18)의 자력 발생으로 유도부재(19)가 자성을 띨 때 플런저(20)가 상기 유도부재(19)에 밀착되어 본체(16)의 유로(21)를 개방하고, 유도부재(19)가 자성을 띠지 않을 때 플런저(20)가 탄성부재(22)의 탄성력에 의해 다시 원위치로 복귀되어 상기 본체(16) 유로(21)를 차단하게 되어 그 구체적인 설명은 생략한다.

이상과 같이 구성되는 다방향 유체제어 밸브장치(35)는 매니폴드(36)의 각 분기관(37)에 전자석 밸브(15)들이 복수 개 연결되므로 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있음과 아울러 상기 각 전자석 밸브(15)는 플런저(20)가 오작동 될 때 본체(16)에서 부싱(17)을 분해하여 오작동 원인을 간단히 해결할 수 있게 된다.

따라서 본 고안은 플런저의 구동이 콘트롤의 명령에 따라 조작되지 않아 오작동 될 때나 또는 유로 밀폐시 누수현상이 발생될 때 상기 밀폐부재를 분해하여 그 고장을 간단히 처리할 수 있어 반영구적으로 사용할 수 있게 되고, 고장수리에 따른 공수가 절감되어 시스템의 구동시간을 증대시키는 장점을 가지게 된다.

또한, 매니폴드에 복수 개의 전자석 밸브들이 설치되어 유체를 여러 방향으로 제어할 수 있기 때문에 유체를 효율적으로 제어하므로써 시스템장치를 간단히 구성할 수 있을 뿐만 아니라 전자석 밸브의 설치공수를 절감할 수 있는 장점을 가지게 된다.

Claims (1)

1. 보빈에 자계코일이 권선되어 형성되는 전자석;

   일단이 일정길이 연장되어 중공의 관형상으로 이루어진 몸체를 가지며, 이 몸체의 타단에는 파지돌기와 외주면에 나선이 형성된 체결돌기를 일체로 갖추어서 상기 전자석의 보빈내에 상기 몸체가 내장되도록 한 부싱;

   상기 부싱의 몸체내 일측에 유도부재가 설치되고 타단에는 상기 몸체내에서 자유로이 이동가능하게 설치되고 상기 유도부재와 탄성부재에 의해 탄력적으로 설치되는 플런저; 및

   몸체 중심의 길이방향으로 형성되는 유도를 가지며, 그 유로 일측에 교차방향으로 연결되는 통로와 상기 부싱의 체결돌기에 착탈가능하게 나사결합되는 나사결합부를 갖는 본체를 포함하여서된 전자석 밸브.