KR0166116B1 - 건설중장비의 대용량 압력감지형 언로딩시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 펌프를 사용하는 대형 건설중장비의 작동압유를 가해지는 압력에 따라 제어하는 언로딩시스템에 관한 것으로, 제1펌프(1)가 주 유압라인(4)을 통해서 상기 메인콘트롤 밸브와 연결되고, 상기 제2펌프(2)는 첵크밸브(5)를 갖춘 보조유압라인(6)을 통해서 상기 주유압라인(4)과 연결되는 한편, 상기 보조유압라인(6)에는 유압포펫밸브(7)와 파일롯언로딩밸브(8)가 병렬연결되어, 상기 제2펌프(2)에서 토출되는 압유가 자체 파일롯압으로 작동하도록 되어있고, 상기 파일롯 언로딩밸브(8)의 파일롯체임버(9)에는 상기 주유압라인(4)이 직접연결되어 메인시스템의 압력이 직접 상기 파일롯체임버(9)에 인가되도록하여, 제2펌프(2)의 압유가 상기 언로딩밸브(8)와 포펫밸브(7)에 의해 무부하 상태로 자동절환되어지도록 되어 있다.

Description

건설중장비의 대용량 압력감지형 언로딩시스템

제1도는 본 발명에 따른 대용량압력감지형 언로딩시스템의 구체적인 실시예를 도시한 유압회로도.

제2도는 종래의 대용량입력 감지형 언로딩시스템을 나타낸 유압회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1펌프 2 : 제2펌프

3 : 밸브블럭 4 : 주유압라인

5 : 첵크밸브 6 : 보조유압라인

7 : 유압포펫밸브 8 : 언로딩밸브

9 : 파일롯체임버 10 : 라인

11 : 오리피스 12 : 귀환라인

13 : 오일탱크 14 : 드레인라인

본 발명은 건설중장비의 대용량 압력감지형 언로딩시스템에 관한 것으로, 특히 2개의 메인유압펌프를 이용한 시스템에서 작업기에 가해지는 부하에 따라 간단한 밸브기구를 이용해 하나의 펌프에서 토출되는 압유를 오일탱크로 효율적으로 언로딩시켜 유압회로와 유압작업기를 보호할 수 있도록 한 대용량 압력감지형 언로딩시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유압을 사용하는 대형건설중장비에서는 작업기가 대형이므로, 이에 따라 유압펌프의 토출용량이 작업기의 대형에 따라 비례적으로 커지게 되어 작업상태에 따라 펌프토출유량을 적절하게 제어해 줄 필요가 있는데, 이러한 경우에 1개의 펌프를 사용하여 필요한 모든 압유를 공급하게 하면 오일통로가 복잡해지게 되고, 그 제어가 곤란하여 오일의 온도도 상승하여 좋지 아니한 영향을 미치게 될뿐만 아니라 유압발생 및 전달장치의 구조가 대형화되게 된다.

그러므로, 대용량의 압유를 필요로 하는 대형중장비에 있어서는 통상 1개의 펌프를 사용하지 않고 2개의 펌프를 사용하고 있는 바, 이와 같이 메인펌프가 2개로 나누어져 있는 경우에는 작업상태에 따라 1개의 펌프에서 토출되는 압유를 사용하거나 2개의 펌프에서 토출되는 압유 모두를 사용할 수 있으면서 그 제어가 간단한 잇점이 있다.

따라서, 대부분의 대용량 중장비에서 2개의 펌프를 사용하고 있는데, 이 경우 작업기에 가해지는 부하의 크기에 따라 1개 또는 2개의 펌프에서 토출되는 압유 모두가 작동기로 공급되거나, 1개의 펌프에서 토출되는 압유는 메인콘트롤 밸브로 공급되게 하고, 나머지 1개의 펌프에서 토출되는 압유는 오일탱크로 귀환하게 하는 장치를 언로딩시스템(unloading system)이라 한다.

그런데 종래의 언로딩 시스템은 제2도에 도시한 바와 같이, 제1펌프(101)에 토출되는 압유가 밸브 블럭(102)를 통해서 메인콘트롤밸브로 공급되고, 제2펌프(103)에서 토출되는 압유는 상기 밸브블럭(102)의 내부에서 제1펌프(101)와 합류하거나 언로딩밸브(104)를 통해서 오일탱크(105)로 귀환하도록 되어 있다.

이러한 구성으로 된 종래의 언로딩시스템에 있어서는, 작업기의 부하가 일정치 이하 일때에는, 상기 제1펌프(101)에서 토출된 압유와 제2펌프(102)에서 토출된 압유가 합류되어 메인콘트롤밸브로 유입되지만, 작업기에 가해지는 부하가 소정량이상으로 커서 메일라인에 과대한 압력이 걸리게 되면, 유압회로와 유압작업기에 이상이 생기게 되기 때문에, 이러한 경우에 유압회로와 유압작업기를 보호하기 위하여 제1펌프(101)에서 토출된 압유는 그대로 메인콘트롤밸브(102)로 유입되게 하고, 제2펌프에서 토출된 압유는 상기 밸브블럭(102) 내부에 설치된 언로딩밸브(104)를 통해서 오일탱크(105)로 귀환하게 한다.

그런데 상기한 바와 같은 종래의 시스템에 있어서는 대용량의 오일을 오일탱크로 귀환시켜야 하는 언로딩밸브(104)가 대개 200I/min의 용량을 갖는 것을 2개이상 사용해야 하고, 또 이들을 그 기능상 병렬로 나열 설치해야 하므로 밸브블럭(102)의 부피가 커지며, 이를 설치하기 위한 설치공간이 많이 필요하며 또한 유로에 의한 유압손실이 많아지는 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 제 문제점을 해소시키기 위한 것으로, 언로딩밸브의 설치공간을 줄일 수 있고, 유로가 감소되어 압력 손실을 줄일 수 있도록 한 건설 중장비의 대용량 압력감지형 언로딩시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작동기의 부하에 따라 작동기로 압유를 공급 또는 드레인시키는 제2펌프의 압유가 제1펌프와 합류하기 전의 출구쪽 라인에 이 제2펌프에서 토출되는 압유기 파일롯압으로 작용하여 작동하는 유압포펫밸브가 설치되고, 이 유압포펫밸브와 연동작동하면서 작동기에서 가해지는 압력의 크기에 따라 작동하는 파일롯언로딩밸브가 연결된 구조로 이루어져, 작동기와 연결된 메인시스템의 압력이 상기 파일롯언로딩밸브의 절환압력에 이르기 전까지는 제1 및 제2펌프의 토출압유가 동시에 합류되어 상기 작동기로 유입되고, 작동기가 상기 절환 설정압력에 이르면 언로딩밸브가 개방되어져 메인시스템의 압유가 오일탱크로 드레인되게 하며, 이 순간 메인 시스템의 압력이 빠지면 상기 유압포펫밸브와 파일롯 언로딩밸브를 연결시키는 라인에 설치되어 있는 오리피스 때문에 유압포펫밸브와 상기 언로디밸브사이에 압력 차이가 발생하여 제2펌프에서 토출되는 압유가 상기 유압포펫밸브를 개방시켜 주게 되어, 제2펌프에서 토출되는 압유는 전량 상기 유압포펫밸브를 통해 오일탱크로 드레인되도록 되어 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 시스템은, 밸브의 구조가 간단하면서도 언로딩 기능을 완벽하게 수행할 수가 있고, 작동오일에 불필요한 열을 발생시키지 않으므로 오일의 온도상승에 의한 문제가 발생하지 않게 된다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 시스템을 구체화하여 도시한 유압회로도로서, 제1펌프(1)와 제2펌프(2)는 유압밸브블럭(3)을 통해서 메인콘트롤밸브(도시안됨)와 연결되어 있는 바, 상기 제1펌프(1)는 주 유압라인(4)을 통해서 상기 메인콘트롤 밸브블럭(3)과 연결되고, 상기 제2펌프(2)는 첵크밸브(5)를 갖춘 보조유압라인(6)을 통해서 상기 주 유압라인(4)과 연결되어 있는 한편, 상기 보조유압라인(6)에는 유압포펫밸브(7)와 파일롯인로딩밸브(8)가 병렬연결되어 상기 제2펌프(2)에서 토출되는 압유가 자체 파일롯압으로 작동하여 이들 포펫밸브(7)와 언로딩밸브(8)의 수푸울을 작동시키도록 되어 있고, 상기 파일롯언로딩밸브(8)의 파일롯체임버(9)에는 상기 주유압라인(4)이 직접연결되어 메인시스템의 압력이 직접 상기 파일롯체임버(9)에 인가되어 그 압력을 전달해 주도록 되어 있다.

그리고, 상기 보조유압라인(6)과 상기 파일롯언로딩밸브(8)를 연결시키는 파일롯라인(10)의 중간에는 통과유량을 제어해 주기 위한 오리피스(11)가 설치되어, 상기 보조유압라인(6)에서부터 전달되어오는 압유가 파일롯언로딩밸브(8)보다 포펫밸브(7)에 먼저 전달되어지도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 되어 있는 본 발명의 시스템은, 메인콘트롤 밸브를 통해서 전해지는 압력이 소정치에 이를 때까지는, 즉 작업기에 부가되는 작업부하가 소정치에 이를 때가지는 상기 제1펌프(1)와 제2펌프(2)에서 토출되는 압유가 상기 보조유압라인(6)과 주유압라인(4)을 통해서 합류되어 작동기로 공급되어지게 된다.

그런데, 상기 메인콘트롤밸브를 통해서 전달되는 메인콘트롤밸브의 압력이 소정치이상이 되면, 즉 작업기에 부가되는 작업부하가 소정치 이상이 되어 유압라인(4, 6)에 발생되는 압력이 소정치 이상이 되면 상기 라인(4)의 압력이 언로딩밸브(8)의 파일롯체임버(9)로 유입되어져 오프상태로 유지되어 있던 상기 언로딩밸브(8)를 개방상태로 절환시키므로써 보조유압라인(6)이 귀환라인(12)과 연통되게 되고, 그 결과 상기 파일롯라인(10)의 압유가 귀환라인(12)을 따라 오일탱크(13)로 귀환하게 된다.

이와같이 제2펌프(2)에서 공급되어 파일롯라인(10)에 유입되어 있던 오일이 상기 언로딩밸브(8)를 통해서 오일탱크(13)로 빠져 나가면서 오리피스(11)를 통과할 때 병목현상이 발생하게 되므로, 이 오리피스(11)를 통과하기 전의 라인압력보다 오리피스(11)를 통과한 후의 라인 압력이 낮아지게 될 뿐만 아니라, 상기 오리피스(11)를 통과한 압유가 언로딩밸브(8)를 통해 오일탱크(13)와 연통되어 있기 때문에, 결국 상기 오리피스(11)를 통과한 라인(10)의 압력이 오리피스(11)를 통과하기 전의 라인(15) 압력보다 더 낮아지게 된다.

따라서 상기 라인(10)의 압력이 작용하는 포펫밸브(7)의 왼쪽 수압실(16)에 가해지는 힘이 라인(15)의 압력이 직접 작용하는 상기 포펫밸브(7)의 스푸울 왼쪽에 작용하는 힘이 훨씬 커지게 되므로, 상기 포펫밸브(7)의 스푸울을 도면에서 오른쪽으로 밀어주게 되고, 그 결과 상기 보조유압라인(6)을 드레인라인(14)과 직접 연결시켜주게 된다. 이러한 상태가 되면 상기 보조유압라인(6)의 압유가 상기 포펫밸브(7)를 통과한 후 드레인라인(14)을 거쳐 곧바로 오일탱크(13)에 드레인되므로써 제2펌프(2)를 무부하 상태로 만들어주게 된다.

물론, 이러한 과정중에도 상기 제1펌프(1)는 계속하여 메인콘트롤밸브로 유입되어서 작동기의 압력을 유지시켜주게 되고, 메인라인의 압력이 설정치보다 떨어지게 되면, 상기 설명한 바의 반대 작동으로 다시 제2펌프(2)가 제1펌프(1)와 합류되어져 작동기에 필요한 압력을 제공해 주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템은 여러개의 언로딩밸브를 병렬로 나열시키지 않아도 되므로 밸브블럭이 컴팩트해지게 되어 장비에 장착하기가 쉬워지고 밸브블럭의 설계가 용이해지며, 밸브블럭의 내부에 오일이 통과하여야 하는 통로가 작아지므로 오일의 에너지 효율이 증가되게 되는 한편, 유압밸브를 단순화시킴으로써 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 제1펌프(1)와 제2펌프(2)에 의해 건설중장비에 필요한 압유를 선택적으로 합류 또는 분리 공급해 주도록 된 건설중장비의 대용량 압력감지형 언로딩시스템에 있어서, 상기 제1펌프(1)가 주 유압라인(4)을 통해서 상기 메인콘트롤 밸브와 연결되고, 상기 제2펌프(2)는 첵크밸브(5)를 갖춘 보조유압라인(6)을 통해서 상기 주 유압라인(4)과 연결되어 있으며, 상기 보조유압라인(6)에은 유압포펫밸브(7)와 파일언로딩밸브(8)가 병렬연결되어 있는 한편, 상기 보조유압라인(6)과 파일롯언로딩밸브(8)를 연결시키는 라인(10)의 중간에 오리피스(11)가 설치되어 있고, 상기 보조유압라인(6)과 연결된 라인(15)과 오리피스(11)를 통과한 라인(10)이 상기 유압포펫밸브(7)의 양쪽 수압실에 각각 연결되어 있으며, 상기 파일롯언로딩밸브(8)의 파일롯체임버(9)에는 상기 주유압라인(4)이 직접 연결되어 메인시스템의 압력이 직접 상기 파일롯체임버(9)에 인가되도록 되어 있고, 상기 보조유압라인(6)과 파일롯언로딩밸브(8)를 연결시키는 라인(10)의 중간에 오리피스(11)가 설치되어 있으며, 상기 언로딩밸브(8)가 귀환라인(12)를 통해 드레인라인(14)과 연결된 것을 특징으로 하는 건설중장비의 대용량 압력감지형 언로딩 시스템.