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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김기준
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구는 기존 다수의 포핏 밸브(Poppet valve)와 수동 니들 밸브(Needle valve)로 조합된 초고압 감압방식의 단점을 극복하고자 단일 밸브로 초고압부터 상압까지 모든 압력 구간을 제어할 수 있는 스풀 타입(Spool type)의 압력비례제어 밸브(Pressure proportional control valve) 시작품까지 제작하는 것에 목적이 있다.
시작품은 입력전압 0~5V를 인가하면 앱솔루트(Absolute) 방식의 고토크 서보모터가 스풀을 변위시키고 그에 따른 오피리스(Orifice)가 변화, 감압 조정을 할 수 있도록 했다. 본 시작품을 상용 초고압 장비에 설치하여 감압성능을 확인했으며 초고압 환경에서의 안정적인 사용이 가능한지를 실험하였다. 테스트는 경기도 소재의 초고압 장비 전문 제조업체 에너진(주)의 냉간 등방압 성형기(Cold Isostatic Press:CIP) ‘ADW-800’ 모델을 사용하였다. 56 Liter의 압력용기(Vessel)에 2000 bar의 압력을 가한 후 입력전압을 0.5V씩 증가시켜 0.5~5V 범위의 총 10개 구간에서 감압 그래프를 얻었다.
감압 실험결과 본 연구 시작품만으로 2000 bar의 압력을 상압까지 안정적으로 감압할 수 있음을 확인했다. 다수의 밸브를 사용한 감압방식 대비 1개의 스풀형 밸브만을 사용하여 감압할 수 있기에 설치공간과 비용이 절감되고 포핏형 밸브의 스템(Stem)과 시트(Seat)의 불규칙적 파손으로 인해 발생하는 손실을 없앨 수 있다. 본 시작품을 이용하면 온-오프(ON-OFF) 방식의 계단 제어만 가능했던 기존 감압방식에서 선형 제어를 통한 정밀 제어가 가능할 것으로 예상하며 초고압을 사용하는 여러 분야에 본 시작품을 적용할 수 있을 것이다.
주제어: 비례제어 밸브(Proportional control valve), 초고압(Ultra High Pressure), 스풀(Spool), 감압밸브 (Reducing Valve)
시작품은 입력전압 0~5V를 인가하면 앱솔루트(Absolute) 방식의 고토크 서보모터가 스풀을 변위시키고 그에 따른 오피리스(Orifice)가 변화, 감압 조정을 할 수 있도록 했다. 본 시작품을 상용 초고압 장비에 설치하여 감압성능을 확인했으며 초고압 환경에서의 안정적인 사용이 가능한지를 실험하였다. 테스트는 경기도 소재의 초고압 장비 전문 제조업체 에너진(주)의 냉간 등방압 성형기(Cold Isostatic Press:CIP) ‘ADW-800’ 모델을 사용하였다. 56 Liter의 압력용기(Vessel)에 2000 bar의 압력을 가한 후 입력전압을 0.5V씩 증가시켜 0.5~5V 범위의 총 10개 구간에서 감압 그래프를 얻었다.
감압 실험결과 본 연구 시작품만으로 2000 bar의 압력을 상압까지 안정적으로 감압할 수 있음을 확인했다. 다수의 밸브를 사용한 감압방식 대비 1개의 스풀형 밸브만을 사용하여 감압할 수 있기에 설치공간과 비용이 절감되고 포핏형 밸브의 스템(Stem)과 시트(Seat)의 불규칙적 파손으로 인해 발생하는 손실을 없앨 수 있다. 본 시작품을 이용하면 온-오프(ON-OFF) 방식의 계단 제어만 가능했던 기존 감압방식에서 선형 제어를 통한 정밀 제어가 가능할 것으로 예상하며 초고압을 사용하는 여러 분야에 본 시작품을 적용할 수 있을 것이다.
주제어: 비례제어 밸브(Proportional control valve), 초고압(Ultra High Pressure), 스풀(Spool), 감압밸브 (Reducing Valve)
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 관련 이론2.1 초고압 기술 개요 32.1.1 등방압 프레스 (Isostatic Press)의 종류 32.1.2 초고압 처리 공법 (High Pressure Processing) 42.1.3 열간 등방압 가압법 (Hot Isostatic Processing) 62.2 기존 초고압용 감압밸브의 문제점 82.3 초고압 시장 동향2.3.1 등방압 프레스 (Isostatic Press) 시장 예측 102.3.2 초고압 처리 (HPP) 식품, 장비 시장 예측 11제 3 장 밸브의 설계3.1 밸브의 개념도 123.2 밸브 스풀 설계 및 동작 개념도 133.3 밸브 스풀 구동 장치 163.4 입력전압에 따른 유로 단면적 변화와 오리피스 173.5 밸브 바디 내압력 해석 183.6 연구 시작품 제작 22제 4 장 밸브 감압성능 실험방법 및 결과 고찰4.1 감압성능 테스트 방법 244.2 감압성능 테스트 결과 28제 5 장 결 론 59
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