KR100957739B1

KR100957739B1 - 유압 작동식 밸브의 신속한 비상 차단용 시스템 및 밸브장치

Info

Publication number: KR100957739B1
Application number: KR1020070125085A
Authority: KR
Inventors: 베우샤우 쿠르트; 단체르 울릭
Original assignee: 담코스 아크티에 셀스카브
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN101225844A; KR20080051097A; CN101225844B

Abstract

본 발명은 밸브의 작동을 제어하는 유압 제어 시스템을 제공한다. 이 유압 제어 시스템은, 통로에서의 양 방향의 흐름이 밸브의 움직임을 제어할 수 있도록 연결 포트와 제어 포트 사이의 2 개의 통로를 형성한다. 비상 입구와 제 1 제어 포트 사이에 비상 통로는 비상 유체의 사용에 의한 밸브의 비상 작동, 즉 고속 조작을 위해 사용될 수 있다. 비상 유체는 제 2 제어 포트와 제 2 연결 포트 사이의 유동 경로를 형성하는 복귀 통로를 통해 복귀된다. 비상 유체의 복귀를 촉진시키기 위해서, 본 발명은 제 2 제어 포트와 제 1 제어 포트 사이에 추가의 유동 경로를 형성하는 복귀 통로를 제공한다. 이는 비상시에 비상 유체를 복귀시키기 위해 공급 파이프 라인과 복귀 파이프 라인 모두를 사용할 수 있게 한다.

Description

유압 작동식 밸브의 신속한 비상 차단용 시스템 및 밸브 장치{SYSTEM AND VALVE ARRANGEMENT FOR FAST EMERGENCY SHUT-DOWN OF HYDRAULICALLY ACTUATED VALVES}

본 발명은 예컨대, 액츄에이터 또는 유압 작동식 밸브 등의 유압 구동 장치와 연결하여 사용하는 유압 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유압 시스템, 밸브, 및 밸브 작동 방법에 관한 것이다.

제어 시스템은 제 1 연결 포트와 제 1 제어 포트 사이의 제 1 통로를 형성하고, 제 2 연결 포트와 제 2 제어 포트 사이의 제 2 통로를 형성한다. 이에 의해 유체가 통로중 어느 한 방향, 즉 압력 하에 유체 공급원으로부터 유압 구동 장치를 향한 방향으로 안내되고, 또한 다른 통로의 반대 방향, 즉 유압 구동 장치로부터 탱크를 향하는 방향으로 안내될 수도 있다.

비상 입구와 제 1 제어 포트 사이에 형성된 비상 통로는 유압 구동 장치를 상이한 활성화 속도로 활성화시킬 수 있다. 비상 통로는 예컨대, 하기에서 비상 유체로서 언급되는 비교적 대량의 유체 흐름을 제공할 수 있다. 예컨대, 화학적 반응을 차단하기 위한 밸브의 폐쇄 조작을 안내하거나 또는, 압축되고 가능한 위험하며, 가연성이 있는 유독성 또는 불활성 가스 또는 액체의 흐름을 방지하기 위한 비상의 경우에, 비상 유체는 제 1 제어 포트로 안내될 수 있다.

비상 작동중에 유압 구동 장치로부터 탱크를 향한 유체 흐름을 안내하기 위해 제 2 제어 포트와 제 2 연결 포트 사이의 흐름 경로를 형성하는 복귀 통로가 제공되며, 유압 제어 시스템 내의 흐름을 제어하기 위해 2 개의 상이한 밸브 장치가 사용된다. 일정한 압력 조건이 제 2 연결 포트 또는 제 2 통로에 존재하지 않는다면, 밸브 장치는 제 1 제어 포트로부터 제 1 연결 포트로의 유체 흐름을 방지하기 위해 사용된다. 이는 비상 작동중 비상 유체가 제 1 연결 포트를 통해 흘러나가는 것을 방지한다.

일정한 압력 조건이 비상 입구 또는 비상 통로에 존재하지 않는다면, 비상 밸브 장치는 복귀 통로 내의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있다. 이는 제어 밸브 중 하나를 흐르며, 유압 구동 장치에 작용하도록 의도된 유체가 의도된 작업을 실행하지 않고 탱크로 복귀되는 것을 방지한다.

유압 제어 시스템은 통상 가스 또는 액체를 제어하는 밸브와 연결하여 사용된다. 이러한 조합에서는, 유압 구동 장치는, 밸브를 작동시키며, 개폐 위치 사이에서 밸브 부재를 움직이게 하는 액츄에이터로 구성된다. 일례로서, 해양용 탱크는 때때로 밸브 샤프트를 작동시키는 단일 작동식 또는 이중 작동식 밸런스된 액츄에이터에 기초하여 관리되며, 밸브 샤프트는 밸브 부재 또는 블레이드를 회전시켜 유체 흐름 경로를 제어한다.

그러나, 때때로 매우 신속한 반응 차단 (reacting shut-off) 이 필요하다. 일례로서, 안전상의 이유로 누출시 가스 파이프라인을 매우 신속하게 차단하기 위해서는 이러한 신속한 반응 차단이 필요할 수 있다. 비상 차단 (이하, ESD 로 언급함) 을 위해서, 비상 유체를 전달하는 별개의 유압 파이프가 통상 밸브를 밸브의 폐쇄 위치로 비교적 고속으로 움직이게 제공된다. 더 빠르게 하기 위해서, 비상 유체가 통상 고압 및 고 유속으로 제공된다. ESD 중 정상의 비교적 느린 밸브 제어가 스위치 오프되며, ESD 중 유압 구동 장치에 공급되는 유압 유체는 추가의 파이프 라인 또는 정상 작동시 밸브의 폐쇄중 제어 유체를 복귀시키기 위해 사용되는 파이프 라인을 통해 탱크로 다시 안내된다. 경제적인 이유로, 공간 소비를 최적화하기 위해서, 또는 진동을 회피하기 위해서, 정상 작동용 복귀 파이프 라인의 치수는 통상 느린 작동에 맞게 되어 있으며, 따라서 복귀 파이프 라인은 비상 유체의 전달중 바람직하지 않게 큰 압력 강하를 유발할 수 있다. 큰 압력 강하는 비상 작동중 밸브의 느린 폐쇄를 유발하여 안전성에 손상을 미친다. 다른 문제점으로는, 복귀 파이프 라인 내의 압력 강하가 제 2 연결 포트와 제 2 제어 포트 사이의 압력을 증가시켜, 시스템의 비상 작동중 의도하지 않게 밸브 장치가 제 1 제어 포트로부터 제 1 연결 포트로의 유체 흐름을 가능하게 만든다.

본 발명의 일 실시예의 목적은 밸브와 같은 유압 작동 장치의 제어를 개선하는 데에 있다. 제 1 양태에서, 본 발명은, 복귀 도관이 제 2 제어 포트와 제 1 연결 포트 사이에 추가의 흐름 경로를 형성하는, 유압 제어 시스템을 제공한다.

예컨대, 밸브 폐쇄를 위해서, 제 1 연결 포트는, 유압 구동 장치에 작용하는 압력 유체를 제공하는 파이프 라인에 연결되며, 제 2 연결 포트는, 유체를 탱크로 복귀시키는 파이프 라인에 연결될 수 있다. 예컨대, 밸브 개방을 위한 반대 방향으로의 운동중, 이들 포트는 반대로 연결될 수 있는데, 즉 제 2 연결 포트는 압력 유체에 연결되며, 제 1 연결 포트는 탱크에 연결된다.

추가의 흐름 경로에 기인하여, 제 1 제어 포트에 압력 유체가 제공될 때, 즉 밸브의 폐쇄 작동중, 정상 작동시 유체를 복귀시키는데 사용되는 파이프 라인과, 정상 작동시 제 1 제어 포트에 유체를 제공하기 위해 사용되는 파이프 라인 모두가 유체를 탱크로 복귀시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 느린 활성화에 맞는 치수로된 파이프 라인의 사용에 의한 전술한 압력 강하에 관한 문제가 감소되거나 완벽하게 방지될 수 있다. 작동시, 예컨대 선박의 해양 설비에서, 압력 유체용 공급장치와 복귀 유체용 탱크를 유압 작동 장치로부터 아주 먼 거리에 배치하는 것 이 일반적이다. 이렇게, 아주 긴 공급 파이프와 복귀 파이프가 제어 시스템과 공급원 및 탱크를 연결하며, 제어 시스템은 유압 작동 장치에 바로 인접하게 배치된다. 본 발명에 따르면, 아주 긴 공급 파이프와 복귀 파이프 모두는 비상 작동 더욱 빠른 폐쇄중 복귀 파이프로서 사용될 수 있으며, 비용이 많이 들고 공간도 많이 차지하는 배관을 선박에 추가로 설치할 필요없이 보다 신속한 폐쇄 또는 다른 부작용의 감소를 달성할 수 있다.

제어 시스템은 단일체에 결합되는데, 이 단일체에는 외부면에 포트를 형성하는 개구 사이에서 신장하는 채널로서 통로가 만들어진다. 채널은 포트 사이에서 구멍으로 몰딩되거나 드릴가공될 수 있다. 포트에는, 유압 작동 장치의 도관과 포트의 조립을 위하여, 또한 압력 유체를 제공하는 주위 도관 시스템 및 유체의 저장 탱크 부착를 위하여 내부 나사산, 납땜용 플랜지, O-링, 볼트 또는 유사한 수단이 제공될 수 있다.

도입부에서 언급한 바와 같이, 밸브 장치는 제 2 통로와 비상 통로의 각각에서 일정한 압력 전제 조건에 기초하여 흐름을 방지하도록 되어 있다. 특히, 이 전제 조건은 기준 압력과 제 2 통로 또는 비상 통로 각각 내의 압력 사이의 한계 차이에 관한 것일 수 있다. 밸브 장치에 대해서, 기준 압력은 제 1 통로 내의 압력을 따를 수 있으며, 비상 밸브 장치에 대해서, 기준 압력은 복귀 통로 내의 압력을 따를 수 있다.

대응하는 방식으로, 밸브 장치는, 일정 압력 조건이 제 1 통로 내에 존재하지 않는다면, 제 2 제어 포트로부터 제 2 연결 포트로의 유체 흐름을 더 방지할 수 있다. 또한, 전제 조건은, 제 1 통로 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이가 초과될 때 일수 있으며, 기준 압력은 제 2 통로 내의 압력을 따를 수 있다.

밸브 장치는 연결 포트와 제어 포트 사이에 위치된다. 일반적으로, 밸브에서의 압력차가 밸브 크랙킹 압력보다 낮은 한, 밸브 장치는 폐쇄상태를 유지할 수 있다. 이 압력에서, 밸브 부재는 밸브 부재의 시이트로부터 들어올려져 통로를 개방하게 된다.

밸브 장치는 보통의 체크 밸브, 예컨대 통로중 하나의 압력에 기초하여 하우징 내에서 움직일 수 있는 스풀을 포함하는 종류의 체크 밸브를 포함할 수 있다. 체크 밸브는 제 1 및 제 2 통로 중 하나에 위치되어 통로에서 일방향으로의 흐름을 허용하고 반대 방향으로의 흐름은 방지할 수 있다. 체크 밸브는, 제 1 및 제 2 통로중 하나의 압력이 다른 통로에 있는 밸브 부재를 들어올리는 파일롯 작동식 체크 밸브 (이하, PCV 라 함) 를 포함할 수 있으며, 또는 체크 밸브는, 제 1 및 제 2 통로 모두의 압력이 다른 통로에 있는 밸브 부재를 들어올리는 더블 파일롯 작동식 체크 밸브 (이하, DPCV 라 함) 를 포함할 수 있다. 따라서, DPCV는 제 2 통로 내에 일정 압력의 전제 조건이 존재하지 않는다면, 제 1 제어 포트로부터 제 1 연결 포트로의 유체 흐름을 방지하고, 제 1 통로에 일정 압력의 전제 조건이 존재하지 않는다면, 제 2 제어 포트로부터 제 2 연결 포트로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있다. 밸브 장치는, 비상 통로 내의 압력이 제 1 및 제 2 통로 내의 압력을 초과할 때, 제 1 및 제 2 통로 모두에서의 유체 흐름을 방지한다.

복귀 통로는, 밸브 부재를 갖는 PCV 가 설치된 제 1 부분을 포함할 수 있으 며, 이 밸브 부재는 통상 제 2 제어 포트로부터 제 1 및 제 2 연결 포트로의 유체 흐름을 방지한다. 밸브 부재는 비상 통로 내의 압력에 의해 밸브 부재의 시이트로부터 들어올려질 수 있다. 이와 같이, 일정 압력 조건이 비상 통로 내에 존재하지 않는다면, 예컨대 비상 통로 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이가 초과되지 않는다면, 제 1 및 제 2 통로 내에서 유체 흐름이 방지되고, 한계 압력은, 예컨대 적어도 제 1 및 제 2 연결 포트중 하나의 압력에 따른다.

PCV 뒤의 하류 (제어 포트로부터 연결 포트를 향한 흐름 방향에서 볼 때) 에서, 복귀 통로는 제 2 연결 포트에 연결되는 제 1 경로와 제 1 연결 포트에 연결되는 제 2 경로로 나뉘어질 수 있다.

전술한 밸브 및 비상 밸브 장치 이외에, 유압 제어 시스템은 연결 포트로부터 제 2 제어 포트를 향한 방향으로 이 흐름 경로에서의 흐름을 방지하기 위해서 이들 각각의 흐름 경로에 체크 밸브를 포함할 수도 있다.

제 2 양태에서, 본 발명은 압력 유체 공급원, 복귀 유체를 모으는 탱크, 및

압력 유체의 흐름에 기초하여 대상물에 작업을 실행하게 사용되는 유압 작동 장치를 포함하는 유압 시스템을 제공한다. 유압 작동 장치는 밸브에 작용하는 액츄에이터일 수도 있고, 제 1 포트 및 제 2 포트를 포함할 수도 있으며, 유체는 제어 포트 중 하나에 수용되며, 제어 포트 중 다른 하나로부터 복귀된다.

유압 시스템은 본 발명의 제 1 양태에 대해 전술한 종류의 유압 제어 시스템을 더 포함한다.

유압 시스템은 고압 유체를 공급하고, 유체를 탱크에 복귀시키기 위한 도관 시스템을 더 구비한다. 도관 시스템은 제 1 연결 포트에 연결되는 제 1 도관, 제 2 연결 포트에 연결되는 제 2 도관을 포함할 수 있다. 이 시스템은,

제 1 도관이 제 1 연결 포트와 압력 유체 공급원을 연결하며, 제 2 도관이 제 2 연결 포트와 탱크를 연결하는 제 1 구조, 및

제 1 도관이 제 1 연결 포트와 탱크를 연결하며, 제 2 도관이 제 2 연결 포트와 압력 유체 공급원을 연결하는 제 2 구조 사이에서 움직일 수 있다.

유압 시스템은, 제 1 및 제 2 연결 포트가 탱크에 연결되는 제 3 구조를 더 사용한다.

비상 상황이 유체량 또는 유체 압력의 증가를 필요로 하기 때문에, 유압 시스템은, 압력 유체 공급원으로부터 분리되며 추가의 비상 도관에 의해 비상 입구에 직접 연결되는 비상 압력 유체 공급원을 더 포함한다. 비상 상황에서 압력 강하를 감소시키기 위해서, 비상 도관은 제 1 및 제 2 도관에 비해 더 클 수도 있다. 비상 도관은 제 1 및 제 2 도관중 하나의 단면적의 1.5 ~ 2.5 배 사이의 단면적을 가질 수 있다. 다른 한편으로, 제 1 및 제 2 도관은 단면적이 서로 동일하다.

유압 작동 장치 및 유압 제어 시스템은 서로에 대해 바로 인접하게 위치될 수 있으며, 서로 부착되거나 또는 하나의 단일 요소로서 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 공급원 및 탱크는 유압 작동 장치 및 유압 제어 시스템으로부터 멀리 위치될 수도 있고, 이에 의해 제 1 및 제 2 도관, 및 선택적으로는 비상 도관이 제어 시스템 내의 통로에 비해 또한 유압 작동 장치와 유압 제어 시스템 사이의 통로에 비해 비교적 길게 유지될 수 있다. 이렇게 해서, 제 2 제어 포트와 제 1 연결 포트 사이의 추가 경로는 비상 작동중 유체를 탱크에 복귀시키는 매우 긴 제 1 및 제 2 도관 모두의 사용을 가능하게 하며, 이리하여 복귀 유체를 위한 낮은 흐름 저항이 촉진되어, 시스템의 더 빠른 비상 작동을 가능하게 한다.

제 3 양태에서, 본 발명은 제 1 및 제 2 포트에 출입하는 유체 흐름의 영향하에 2 개의 말단 위치 사이에서 움직일 수 있는 요소를 포함하는 액츄에이터를 제공한다.

액츄에이터는 본 발명의 제 1 양태에 대해 전술한 바와 같은 종류의 제어 시스템을 포함하며, 이 제어 시스템에서 각각의 제어 포트는 제 1 및 제 2 포트 각각에 연결된다.

액츄에이터는 피스톤에 의해 분리되는 2 개의 챔버를 갖는 종류이다. 유체가 포트중 하나에 진입하면, 이 유체는 피스톤을 변위시키며, 이 피스톤은 제 2 포트 외부로 유체를 밀어낸다. 액츄에이터는, 유체가 어느 한 포트로부터 다른 포트까지 장치를 통해 흐르는 종류의 것이다.

제 4 양태에서, 본 발명은 밸브 통로의 2 개의 말단 위치 사이에서 움직일 수 있어, 이 밸브 통로에서 상이한 흐름 저항을 제공하는 밸브 부재를 포함하는 밸브를 제공한다. 전술한 액츄에이터 따라서, 본 발명의 제 1 양태에 대해 전술한 종류의 제어 시스템이 말단 위치 사이에서 밸브 부재를 움직이게 사용된다.

특히, 밸브는 1/4 회전 밸브일 수 있는데, 이 경우 밸브 부재는 90 °회전하여 말단 위치 중 하나로부터 다른 말단 위치까지 움직인다.

제 5 양태에서, 본 발명은 유체의 흐름에 기초하여 개폐될 수 있는 밸브, 정 상의 작동 상태 하에서 밸브를 향한 유체의 전진 흐름을 제공하는 전진 도관, 정상의 작동 상태 하에서 밸브로부터 멀어지는 유체의 역방향 흐름을 제공하는 복귀 도관, 및 이상 작동 상태 하에서 밸브를 향한 유체의 비상 흐름을 제공하는 비상 도관을 포함하는 밸브 시스템의 작동 방법을 제공한다.

본 방법은 이상 상태에서 유체의 전진 흐름을 차단하는 단계, 및 전진 도관과 복귀 도관에서 밸브로부터 멀어지는 유체의 비상 역방향 흐름을 제공하는 단계를 포함한다. 전진 도관은 고압 유체 공급장치 예컨대, 유압 유체를 공급하는 유압 펌프와 밸브를 연결할 수도 있고, 복귀 도관은 유압 유체의 처리를 위한 장소 예컨대, 유압 유체를 모으는 탱크와 밸브를 연결할 수도 있다.

정상 작동 상태는 밸브의 정상적인 개폐 특성이 요구되는 조건이며, 이상 작동 상태는 더 빠른 밸브의 개폐가 요구되는 조건이다.

본 방법은 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 양태에 대해 기술된 시스템의 관점에서 함축적인 단계를 포함할 수 있다. 특히, 본 방법은 전진 흐름이 존재하지 않으면 역방향 흐름을 방지하고, 비상 흐름이 존재하지 않으면 비상 역방향 흐름을 방지하는 단계를 내포할 수 있다. 또한, 본 방법은 전진 도관 및 복귀 도관 모두를 반대로 할 수 있는데, 이 경우 정상 작동 상태하에서의 전진 도관은 밸브로부터 멀어지는 유체의 역방향 흐름을 제공하고, 정상 작동 상태하에서의 복귀 도관은 밸브를 향하는 유체의 전진 흐름을 제공하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 더 상세히 기술한다.

도 1 은 유압 제어 장치 (2) 를 제어하기 위해 사용되는 유압 제어 시스템 (1) 을 나타낸다. 유압 제어 시스템은 제 1 연결 포트 (4) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이의 제 1 통로 (3) 를 포함한다. 제 1 제어 포트 (5) 는 유압 제어 장치 (2) 의 제 1 제어 포트 (6) 에 연결된다. 제어 시스템은 제 2 연결 포트 (8) 와 제 2 제어 포트 (9) 사이의 제 2 통로 (7) 를 더 포함한다. 제 2 제어 포트 (9) 는 유압 제어 장치 (2) 의 제 2 제어 포트 (10) 에 연결된다.

이중 파일럿 작동식 체크 밸브 (DPCV: Double Pilot operated Check Valve, 11) 는 각각의 통로에 밸브 부재 (12, 13) 를 포함한다. 각각의 밸브 부재는 밸브 부재의 폐쇄 상태에서 제어 포트 (5, 9) 로부터 연결 포트 (4, 8) 로의 유체 흐름을 방지한다. 그러나, 제 1 통로 (3) 에 작용하는 밸브 부재 (12) 는 제 2 통로 (7) 내의 압력에 의해 그 밸브 부재의 시이트로부터 상승될 수 있고, 제 2 통로 (7) 에 작용하는 밸브 부재 (13) 는 제 1 통로 (3) 내의 압력에 의해 그 밸브 부재의 시이트로부터 상승될 수 있다. 이는 2 개의 밸브 부재 사이의 제어 통로 (14) 에 의해 이루어진다. 이와 같이, 유압 제어 장치 (2) 를 향한 제 1 통로 (3) 내의 전진 흐름이 유압 제어 장치 (2) 로부터 제 2 연결 포트 (8) 를 향한 제 2 통로 (7) 내의 복귀 흐름을 개방하는 것이 용이하게 된다. DPCV 는 하우징에서 미끄러져, 이에 의해 전술한 통로를 개폐할 수 있는 스풀일 수 있다. 일 방향으로의 미끄러짐은 제 1 통로 (3) 내의 압력에 의해 이루어지며, 타 방향으로의 미끄러짐은 제 2 통로 (7) 내의 압력에 의해 이루어진다. 따라서, 통로 (3, 7) 사이의 압력차는 밸브 세그먼트 (12, 13) 중 하나를 개방한다.

정상 상태에서, 제어 장치 (26) 는 도 2 에 도시된 바와 같이 위치되며, 2 개의 연결 포트 (4, 8) 는 탱크에 연결된다. 따라서, 유압 제어 장치 (2) 는 정지된다. 유압 제어 장치 (2) 의 정상 작동시, 2 개의 연결 포트 (4, 8) 중 하나는 압력 파이프 라인에 연결되며, 2 개의 연결 포트 중 다른 하나는 탱크 파이프 라인에 연결된다. 이러한 구조는 스위치 버튼 (32) 을 누름으로써 이루어진다 (도 2 및 해당 설명 참조).

비상 상태에서, 유압 제어 장치 (2) 에는, 비상 입구 (16) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이에서 신장하는 비상 통로 (15) 를 통해 유압 유체가 제공될 수 있다. 유압 제어 장치 (2) 가 밸브 액츄에이터라면, 제 1 제어 포트 (5) 는, 압력을 받으면 밸브를 폐쇄하는 폐쇄되는 포트일 수 있다. 이 경우, 비상 통로 (15) 는, 밸브가 삽입되는 통로 (도시 생략) 의 신속한 차단 (fast shut down) 을 제공한다. 유체가 비상 통로 (15) 에 의해 유압 제어 장치 (2) 에 제공될 때, 유체는 유압 제어 장치 (2) 로부터 복귀 통로 (17, 18, 19) 를 통해 복귀될 수도 있다. 추가의 경로 (17) 에 의해, 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 1 연결 포트 (4) 를 연결하며, 제 2 통로 (18) 에서, 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 2 연결 포트 (8) 를 연결한다. 초기 통로 (19) 에서, 복귀 통로 (17, 18, 19) 는, 비상 입구 (16) 에 압력이 없다면 제 2 제어 포트 (9) 로부터 제 1 및 제 2 연결 포트 (4, 8) 를 향한 방향으로 복귀 통로 (17, 18, 19) 를 통과하는 유체 흐름을 방지하는 PCV (20) 를 포함한다.

제 1 및 제 2 통로 (17, 18) 각각은, 제 2 제어 포트 (9) 를 향한 역류를 방지하며 이에 의해 연결 포트 (4, 8) 중 하나에서 연결 포트 (4, 8) 중 다른 하나로의 유압 압축 흐름의 단락을 방지하는 체크 밸브 (21, 22) 를 포함한다.

너무 큰 압력으로부터 제어 시스템을 보호하기 위해서 과압 밸브 (23) 가 삽입된다. 커넥터 조립체 (24) 는 압력 또는 온도 변환기 등의 주변 장비의 연결을 용이하게 한다.

도 2 는 유압 시스템 (25) 을 도시한다. 이 유압 시스템 (25) 은 도 1 에 도시된 종류의 유압 제어 시스템 (1), 탱크 (T), 압력 펌프 (P), 비상 압력 펌프 (eP), 제어 장치 (26), 제 1 도관 (27) 및 제 2 도관 (28) 을 포함한다. 펌프 (P) 는 유압 제어 시스템 (1) 을 통해 압력 작동식 장치 (2) 에 작용하는 가압 유체 공급원을 형성한다. 탱크 (T) 는 압력 작동식 장치 (2) 로부터 복귀되는 유체를 모으며, 흡입관 (29) 을 통해 펌프 (P) 또는 비상 펌프 (eP) 에 다시 유체를 공급한다. 제 1 도관 (27) 은 제 1 연결 포트 (4) 에 연결되며, 제 2 도관 (28) 은 제 2 연결 포트 (8) 에 연결되며, 비상 입구 (16) 는, 비상 도관 (30) 을 통해 비상 유체 공급원을 형성하는 비상 펌프 (eP) 에 연결된다. 제 1 및 제 2 도관 (27, 28) 은 제어 시스템 (1) 의 내부 또한 제어 시스템 (1) 과 장치 (2) 사이에 있는 다른 통로에 비해 더 길 수 있다.

시스템은 3 개의 상이한 구조 사이에서 전환될 수 있는 제어 장치 (26) 를 포함한다. 도 2 에서 활성화되고 있는 제 1 구조에서, 양 도관 (27, 28) 은 탱크 (T) 에 연결되며, 따라서 양 도관은 시스템 (1) 의 비상 작동중 비상 유체를 위한 복귀 통로를 형성한다. 제 1 스위치 버튼 (31) 이 눌려짐에 따라, 시스템은 제 2 구조로 전환되는데, 이 구조에서는 제 1 도관 (27) 이 탱크 (T) 에 연결되며, 제 2 도관 (28) 이 펌프 (P) 에 연결된다. 제 2 스위치 버튼 (32) 이 눌려짐에 따라, 제 1 도관 (27) 은 펌프 (P) 에 연결되며, 제 2 도관 (28) 은 탱크 (T) 에 연결된다. 비상 도관 (30) 및 탱크 도관 (33) 의 치수는 제 1 및 제 2 도관 (27, 28) 각각의 흐름의 2 배가 얻어지도록 되어 있다.

비상 입구 (16) 내의 압력은, 유리하게는 제 1 및 제 2 도관 (27, 28) 모두를 자동으로 탱크를 향하게 할 수도 있다. 이를 위해, 제어 장치 (26) 는 비상 입구 (16), 비상 도관 (30), 또는 일반적으로 비상 유체에 의한 압력에 의해 도 2 에 도시된 바와 같이 위치결정될 수 있으며, 또는 추가 밸브 (도시 생략) 가 삽입될 수 있다. 추가 밸브는 비상 유체의 압력에 의해 움직일 수 있으며, 이 압력에 기초하여 탱크 (T) 에 제 1 및 제 2 도관 (27, 28) 을 연결할 수도 있다.

도 3 은 밸브 부재 (35) 가 밸브 통로 (36) 를 차단하는 위치와 밸브 통로 (36) 를 개방하는 위치 사이에서 밸브 부재 (35) 를 움직이도록 배치된 액츄에이터 (34) 를 도시한다. 이 액츄에이터 (34) 는 유리하게는 전술한 종류의 유압 제어 시스템을 사용함으로써 제어될 수 있다.

도 4 는 대안적인 유압 제어 시스템을 도시한다. 이 시스템은 도 1 에 도시된 시스템에서 제 2 통로 (7) 에 추가 PCV (37) 를 삽입하는 것에 해당한다. 추가의 PCV (37) 에는 정상 개방 위치를 향해 PCV (37) 를 편향시키는 스프링 (38) 이 설치된다. 그러나, 비상 통로 (15) 내의 압력은 PCV (37) 를 폐쇄시 켜, 복귀 통로 (18, 19) 로 복귀되는 비상 유체가 제 2 연결 포트 (8) 와 DPCV (11) 사이의 제 2 통로 (7) 에 압력을 제공하는 것을 방지한다. 이러한 압력은 제 2 연결 포트 (8) 와 탱크 (T) 사이의 제 2 도관 (28) 에서의 압력 강하로 인해 유발될 수 있다. 이 압력은 제 1 통로 (3) 의 의도하지 않은 개방을 유발시켜, 비상 유체가 유압 제어 장치 (2) 에서의 의도하는 작업, 예컨대 밸브의 의도하는 폐쇄 작업을 하지 않고 비상 펌프 (eP) 로부터 탱크 (T) 로 직접 배출된다. PCV (37) 는 제어 라인 (39) 을 통해 비상 통로 (15) 내의 압력에 의해 제어된다.

도 1 은 본 발명에 따른 제어 시스템의 개략도이다.

도 2 는 도 1 에 도시된 유압 제어 시스템을 구비하는 유압 시스템의 개략도이다.

도 3 은 액츄에이터와 액츄에이터에 의해 작동되는 밸브를 도시하는 도면이다.

도 4 는 본 발명에 따른 유압 제어 시스템의 대안의 실시예의 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 유압 제어 시스템 2 : 유압 제어 장치

3 : 제 1 통로 4 : 제 1 연결 포트

5 : 제 1 제어 포트 6 : 제어 포트

7 : 제 2 통로 8 : 제 2 연결 포트

9 : 제 2 제어 포트 10 : 제 2 제어 포트

11 : DPCV 12, 13 : 밸브 부재

14 : 제어 통로 15 : 비상 통로

16 : 비상 입구 17, 18, 19 : 복귀 통로

20 : PCV 21, 22 : 체크 밸브

23 : 과압 밸브 24 : 커넥터 조립체

25 : 유압 시스템 26 : 제어 장치

27 : 제 1 도관 28 : 제 2 도관

30 : 비상 도관 34 : 엑츄에이터

35 : 밸브 부재 37, 38, 39 : 밸브 장치

P : 압력 펌프 eP : 비상 압력 펌프

T : 탱크

Claims

제 1 연결 포트 (4) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이의 제 1 통로 (3), 제 2 연결 포트 (8) 와 제 2 제어 포트 (9) 사이의 제 2 통로 (7), 비상 입구 (16) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이에 비상 통로 (15), 제 2 제어 포트 (9) 와 제 2 연결 포트 (8) 사이의 흐름 경로 (18) 를 형성하는 복귀 통로 (17, 18, 19), 밸브 장치 (11) 및 비상 밸브 장치 (20) 를 포함하며, 밸브 장치 (11) 는 일정 압력 조건이 제 2 통로 (7) 내에 존재하지 않는다면 제 1 제어 포트 (5) 로부터 제 1 연결 포트 (4) 로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있고, 비상 밸브 장치 (20) 는 일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재하지 않는다면 복귀 통로 (17, 18, 19) 내의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있는, 유압 제어 시스템 (1) 에 있어서,

상기 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 1 연결 포트 (4) 를 연결하는 추가의 흐름 경로 (17) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 유압 제어 시스템 (1).
제 1 항에 있어서,

제 2 통로 (7) 내의 일정 압력 조건은, 제 2 통로 (7) 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이를 초과하는 조건이고, 이 기준 압력은 제 1 통로 (3) 내의 압력에 따르는 유압 제어 시스템 (1).
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

비상 통로 (15) 내의 일정 압력 조건은, 비상 통로 (15) 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이를 초과하는 조건이고, 이 기준 압력은 복귀 통로 (17, 18, 19) 내의 압력에 따르는 유압 제어 시스템 (1).
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

밸브 장치 (11) 는, 일정 압력 조건이 제 1 통로 (3) 내에 존재하지 않는다면 제 2 제어 포트 (9) 로부터 제 2 연결 포트 (8) 로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있는 유압 제어 시스템 (1).
제 6 항에 있어서,

제 1 통로 (3) 내의 일정 압력 조건은, 제 1 통로 (3) 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이를 초과하는 조건이고, 이 기준 압력은 제 2 통로 (7) 내의 압력에 따르는 유압 제어 시스템 (1).
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재하지 않는다면, 유체 흐름은 제 1 및 제 2 통로 (3, 7) 내에서 방지되는 유압 제어 시스템 (1).
제 9 항에 있어서,

비상 통로 (15) 내의 일정 압력 조건은, 비상 통로 (15) 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이를 초과하는 조건이고, 이 기준 압력은 적어도 제 1 및 제 2 연결 포트 (4, 8) 중 하나의 압력에 따르는 유압 제어 시스템 (1).
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

흐름 경로 (18) 와 추가의 흐름 경로 (17) 내의 흐름은 제 2 제어 포트 (9) 를 향한 방향으로 방지되는 유압 제어 시스템 (1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재한다면 제 2 통로 (7) 내의 유체 흐름을 방지하는 밸브 장치 (37, 38, 39) 를 구비하는 유압 제어 시스템 (1).
제 13 항에 있어서,

비상 통로 (15) 내의 일정 압력 조건은, 비상 통로 (15) 내의 압력과 기준 압력 사이의 한계 차이를 초과하는 조건이고, 이 기준 압력은 제 2 통로 (7) 내의 압력을 따르는 유압 제어 시스템 (1).
삭제
압력 유체 공급원 (P),

복귀 유체를 모으는 탱크 (T),

압력 유체의 흐름에 기초하여 대상물에 작업을 실행하게 되는 유압 제어 장치 (2), 및

유압 제어 시스템 (1) 을 포함하며,

상기 유압 제어 장치 (2) 는 제 1 포트 (6) 및 제 2 포트 (10) 를 포함하며, 유체는 포트 (6, 10) 중 하나에 수용되며, 또한 유체는 포트 (6, 10) 중 다른 하나로부터 복귀되며,

상기 유압 제어 시스템 (1) 은, 제 1 연결 포트 (4) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이의 제 1 통로 (3), 제 2 연결 포트 (8) 와 제 2 제어 포트 (9) 사이의 제 2 통로 (7), 비상 입구 (16) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이에 비상 통로 (15), 제 2 제어 포트 (9) 와 제 2 연결 포트 (8) 사이의 흐름 경로 (18) 를 형성하는 복귀 통로 (17, 18, 19), 밸브 장치 (11) 및 비상 밸브 장치 (20) 를 포함하며, 밸브 장치 (11) 는 일정 압력 조건이 제 2 통로 (7) 내에 존재하지 않는다면 제 1 제어 포트 (5) 로부터 제 1 연결 포트 (4) 로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있고, 비상 밸브 장치 (20) 는 일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재하지 않는다면 복귀 통로 (17, 18, 19) 내의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있는, 유압 시스템에 있어서, 상기 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 1 연결 포트 (4) 를 연결하는 추가의 흐름 경로 (17) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.
제 16 항에 있어서,

제 1 도관 (27) 과 제 2 도관 (28) 을 갖는 도관 시스템을 더 포함하며,

상기 유압 시스템은,

제 1 도관 (27) 이 제 1 연결 포트 (4) 와 압력 유체 공급원 (P) 을 연결하며, 제 2 도관 (28) 이 제 2 연결 포트 (8) 와 탱크 (T) 를 연결하는 제 1 구조, 및

제 1 도관 (27) 이 제 1 연결 포트 (4) 와 탱크 (T) 를 연결하며, 제 2 도관 (28) 이 제 2 연결 포트 (8) 와 압력 유체 공급원 (P) 을 연결하는 제 2 구조 사이에서 움직일 수 있는 유압 시스템.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

상기 유압 시스템은, 제 1 및 제 2 연결 포트 (4, 8) 모두가 탱크 (T) 에 연결되는 제 3 구조를 사용하는 유압 시스템.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

압력 유체 공급원 (P) 과는 별개의 비상 압력 유체 공급원 (eP) 을 더 포함하는 유압 시스템.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

압력 유체 공급원과 비상 입구 (16) 를 연결하는 비상 도관 (30) 을 더 포함하는 유압 시스템.
제 20 항에 있어서,

비상 도관 (30) 은 제 1 및 제 2 연결 도관 (27, 28) 중 하나의 단면적의 1.5 ~ 2.5 배 사이의 단면적을 갖는 유압 시스템.
제 21 항에 있어서,

제 1 및 제 2 도관 (27, 28) 은 단면적이 서로 동일한 유압 시스템.
제 1 및 제 2 포트 (6, 10) 에 출입하는 유체 흐름의 영향 하에 제 1 및 제 2 말단 위치 사이에서 움직일 수 있는 요소와 제어 시스템 (1) 을 포함하며, 이 제 어 시스템 (1) 은 제 1 연결 포트 (4) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이의 제 1 통로 (3), 제 2 연결 포트 (8) 와 제 2 제어 포트 (9) 사이의 제 2 통로 (7), 비상 입구 (16) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이에 비상 통로 (15), 제 2 제어 포트 (9) 와 제 2 연결 포트 (8) 사이의 흐름 경로 (18) 를 형성하는 복귀 통로 (17, 18, 19), 밸브 장치 (11) 및 비상 밸브 장치 (20) 를 포함하며, 밸브 장치 (11) 는 일정 압력 조건이 제 2 통로 (7) 내에 존재하지 않는다면 제 1 제어 포트 (5) 로부터 제 1 연결 포트 (4) 로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있고, 비상 밸브 장치 (20) 는 일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재하지 않는다면 복귀 통로 (17, 18, 19) 내의 유체 흐름을 방지하도록 사용되며, 제 1 포트 (6) 는 제 1 제어 포트 (5) 에 연결되며, 제 2 포트 (10) 는 제 2 제어 포트 (9) 에 연결되는, 액츄에이터에 있어서, 상기 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 1 연결 포트 (4) 를 연결하는 추가의 흐름 경로 (17) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 (2, 34).
흐름 통로 (36) 에 위치되며, 흐름 통로 내에서의 상이한 흐름 저항을 제공하는 2 개의 말단 위치 사이에서 움직일 수 있고, 액츄에이터 (2, 34) 에 의해 움직일 수 있는 밸브 부재 (35) 를 포함하며, 상기 액츄에이터 (2, 34) 는 제 1 및 제 2 포트 (6, 10) 에 출입하는 유체 흐름의 영향 하에 제 1 및 제 2 말단 위치 사이에서 움직일 수 있는 요소와 제어 시스템 (1) 을 포함하며, 이 제어 시스템 (1) 은 제 1 연결 포트 (4) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이의 제 1 통로 (3), 제 2 연결 포트 (8) 와 제 2 제어 포트 (9) 사이의 제 2 통로 (7), 비상 입구 (16) 와 제 1 제어 포트 (5) 사이에 비상 통로 (15), 제 2 제어 포트 (9) 와 제 2 연결 포트 (8) 사이의 흐름 경로 (18) 를 형성하는 복귀 통로 (17, 18, 19), 밸브 장치 (11) 및 비상 밸브 장치 (20) 를 포함하며, 밸브 장치 (11) 는 일정 압력 조건이 제 2 통로 (7) 내에 존재하지 않는다면 제 1 제어 포트 (5) 로부터 제 1 연결 포트 (4) 로의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있고, 비상 밸브 장치 (20) 는 일정 압력 조건이 비상 통로 (15) 내에 존재하지 않는다면 복귀 통로 내의 유체 흐름을 방지하도록 되어 있으며, 제 1 포트 (6) 는 제 1 제어 포트 (5) 에 연결되며, 제 2 포트 (10) 는 제 2 제어 포트 (9) 에 연결되는, 유체 흐름 제어용 밸브에 있어서, 상기 복귀 통로 (17, 18, 19) 는 제 2 제어 포트 (9) 와 제 1 연결 포트 (4) 를 연결하는 추가의 흐름 경로 (17) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 흐름 제어용 밸브.
제 24 항에 있어서,

밸브 부재 (35) 는 밸브 부재 (35) 의 1/4 회전에 의해 2 개의 말단 위치 사이에서 움직이는 유체 흐름 제어용 밸브.
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