KR100226280B1 - 홀딩체크콘트롤밸브 - Google Patents

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Abstract

중장비 등의 유압장치에 사용되는 홀딩체크 콘트롤밸브에 관한 것이다.
본 발명은, 메인밸브와, 메인밸브의 리턴유량을 제어하는 보조밸브를 구비한 홀딩체크 콘트롤밸브에 있어서, 상기 메인밸브의 액츄에이터 유로(101)중에 설치되며, 액츄에이터 유료(101)내의 압력과 체크밸브(102)의 스프링실(A)내의 압력차이에 의해 이동됨에 따라 액츄에이터 유로(101)내의 리턴오일을 리턴유로(105)를 통해 리턴시키는 체크밸브(102)와, 상기 보조밸브내에 소정간격을 두고 설치되는 제1 및 제2시팅부(2a,2b)와, 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)사이에 형성되며 메인밸브의 스프링실(A)과 연통되는 유압실(4)과, 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)에 의해 관통 지지되며 복동가능하도록 설치되며, 상기 스프링실(A)로 부터 유압력이 상기 유압실(4)내에 유입시 상기 유압실(4)에 수용되는 부분의 자체에 작용하는 유압력이 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄될 수 있도록 소정형상으로 형성되는 플런저(5), 상기 플런저(5)의 일측을 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 압력설정 스프링(7)과, 소정의 파일럿압력을 공급함에 따라 이동되어 상기 플런저(5) 타측을 밀어 플런저(5)를 이동시키는 피스톤(8)을 구비한다.
이로 인해, 낮은 압력의 파일럿압력에 의해 플런저를 이동시켜 오일을 리턴시킴에 따라 별도의 고압의 파이럿압력원이 불필요하며, 플런저의 형상변형으로 인해 이의 제작이 용이하여 제작비용을 줄일수 있는 이점을 갖는다.

Description

홀딩체크 콘트롤밸브
본 발명은 홀딩체크(holding check) 콘트롤밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중장비 등의 유압장치에 사용되는 홀딩체크 콘트롤밸브에 관한 것이다.
홀딩체크 콘트롤밸브는, 액츄에이터의 리턴유량을 소정시간도안 탱크로 배출시키지 않고 버티도록 하거나 서서히 배출시키기 위해 사용되는 장치이다. 이러한 홀딩체크 콘트롤밸브가 굴삭기나 크레인 등을 비롯한 중장비에 적용되는 경우, 붐이나 아암이 상당히 무거운 중량물을 지지한채 버티도록 하거나 충격없이 서서히 하강되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
도 1(a,b)는 종래의 홀딩체크 콘트롤밸브에서 메인밸브와 보조밸브가 각각 도시되어 있다.
도 1(a)에 도시된 메인밸브, 액츄에이터 유로(101)중에 체크밸브(102)가 설치되며, 체크밸브(102)에는 스프링실(A)과 연통되는 홀(103)이 형성된다. 스플(104)이 이동하면(도 1(a)상태), 액츄에이터 유로(101)중의 리턴오일은 체크밸브(102)를 통과하여 리턴유로(105)를 통해 탱크로 리턴된다. 이때, 액츄에이터 유로(101)중의 리턴오일 체크밸브(102)를 통과하기 위해서는 체크밸브(102)가 도면상, 상방향으로 이동되어 개방되어야 하는데, 체그밸브(102)의 스프링실(A)내의 유압이 액츄에이터 유로(101)내의 유압보다 감소되면, 액츄에이터 유로(101)내의 유압 체크밸브(102)의 경사면(102a,102b)에 작용하여 스프링(106)의 탄성력을 이기고 체크밸브(102)를 상방향으로 이동시켜 이를 개방하게 된다.
한편, 스프링실(A)의 유압이 감소되기 위해서는 스프링실(A)내의 오일이 배출되어야 하는데, 전술한 스프링실(A)내의 오일을 배출시키지 않고 버티도록 하거나(이때, 체크밸브(102)는 폐쇄상태임) 이를 서서히 배출시키기 위해(이때, 체크밸브(102)는 조금씩 개방됨), 보조밸브(도 1(b)에 도시됨)가 구성되었다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이, 보조밸브, 밸브의 본체(201)내부에 시팅부(202)가 설치되며, 시팅부(202)의 중공부(203)에 플런저(204)가 좌우로 이동가능하도록 설치되었다. 플런저(204)의 일단은 압력설정 스프링(205)에 의해 밸브의 본체(201)에 대해 탄력적으로 지지된다. 플런저(204)는 소정의 파일럿압력(Pi)을 공급함에 따라 도면상, 우측방향으로 이동되는 피스톤(206)에 의해 우측방향으로 이동되며, 이에 따라 스프링실(B)과 시팅부(202)의 중공부(203) 및 리턴유로(207)가 서로 연통되어 스프링실(B)내의 오일의 중공부(203)와 리턴유로 (207)를 통해 탱크로 리턴되었다.
이때, 메인밸브(도 1(a))의 스프링실(A)와 보조밸브(도 1(b))의 스프링실(B)은 연결유로(208)에 의해 상호 연통되었고, 메인밸브의 리턴유로(105)와 보조밸브의 리턴유로(207)는 미도시된 연결유로에 의해 상호 연통되었다.
그러나, 위와 같은 종래의 홀딩체크 콘트롤밸브는, 메인밸브의 스프링실(A)에서의 고압이 보조밸브의 스프링실(B)에 직접 작용하고 있으므로, 이러한 고압에 대항하면서 플런저(204)를 이동시켜 유로를 개방하기 위해서는 피스톤(206)을 이동시키기 위한 상당히 고압의 파일럿입력(Pi)이 요구되었다. 즉, 별도의 고압 파일럿 압력원이 필요하게되는 문제점이 있었다.
또한, 보조밸브의 시팅부(202)와 플런저(204)가 상대적으로 길이가 긴 단품으로 구성되어 이들을 기계가공시 정확한 동심과 전직이 요구되는등 가공상의 정도가 요구되며, 제작비용이 많이 소요되는 문제점을 갖게된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 별도의 고압의 파일럿압력원이 불필요하게 되는 홀딩체크 콘트롤밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 안정된 작동석이 보장되며, 플런저의 형상변형으로 인해 가공이 용이하여 제작비용을 절감할 수 있도록 한 홀딩체크 콘트롤밸브를 공하는 것이다.
제1도는 종래의 홀딩체크 콘트롤밸브를 나타내는 부분단면도로서, (a)도는 메인밸브의 단면도, (b)도는 보조밸브의 단면도.
제2도는 본 발명에 의한 홀딩체크 콘트롤밸브를 나타내는 부분단면으로서, (a)도는 메인밸브의 단면도, (b)도는 보조밸브의 단면도.
제3도는 제2도중 플런저의 형상과 유압실내의 유압력의 작용관계를 나타내는 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 보조밸브 본체 2a,2b : 제1 및 제2시팅부
3 : 연결유로 4 : 유압실
5 : 플런저 6a,6b : 제1 및 제2시팅부의 중공부
7 : 압력설정 스피링 8 : 피스톤
9 : 수압부 10 : 리턴유로
11 : 시일링부재
전술한 본 발명의 목적은, 메인밸브와, 메인밸브의 리턴유량을 제어하는 보조밸브를 구비한 홀딩체크 콘트롤밸브에 있어서, 상기 메인밸브의 액츄에이터 유로(101)중에 설치되며, 액츄에이터 유료(101)내의 압력과 체크밸브(102)의 스프링실(A)내의 압력차이에 의해 이동됨에 따라 액츄에이터 유로(101)내의 리턴오일을 리턴유로(105)를 통해 리턴시키는 체크밸브(102)와, 상기 보조밸브내에 소정간격을 두고 설치되는 제1 및 제2시팅부(2a,2b)와, 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)사이에 형성되며 메인밸브의 스프링실(A)과 연통되는 유압실(4)과, 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)에 의해 관통 지지되며 복동가능하도록 설치되며, 상기 스프링실(A)로 부터 유압력이 상기 유압실(4)내에 유입시 상기 유압실(4)에 수용되는 부분의 자체에 작용하는 유압력의 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄될 수 있도록 소정형상으로 형성되는 플런저(5), 상기 플런저(5)의 일측을 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 압력설정 스프링(7)과, 소정의 파일럿압력을 공급함에 따라 이동되어 상기 플런저(5) 타측을 밀어 플런저(5)를 이동시키는 피스톤(8)을 구비하여, 상기액츄에이터 유로(101)내의 리턴오일을 리턴유로(105)를 통해 리턴시 상기 플런저(5)의 수압부(9)에 작용하는 유압력 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄되어 플런저(5)의 이동에 영향을 주지않게되므로 고압의 파일럿압력이 불팔요하게되는 것을 특징으로 하는 홀딩체크 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 제2시팅부(2b)와 플런저(5)의 접촉부위에 설치되는 시일링부재(11)를 더 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명하며, 이는 발명 기술내용의 이해를 돕기 위한 것이지 이로 인해 본 발명의 기술적인 범주가 한정되는 것은 아니다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 메인밸트는 종래의 메인밸트(도 1(a)에 도시됨)와 실질적으로 동일하게 적용되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기하였다.
따라서, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 홀딩체크 콘트롤밸브중 보조밸브는, 밸브본체(1)내부에 소정간격을 두고 분리되는 제1시팅부(2a)와 제2시팅부(2b)가 설치되며, 제1시팅부(2a)와 제2시팅부(2b)사이에 메인밸브의 스프링실(A)과 연결유로(3)를 통하여 연통되는 유압실(4)이 형성된다.
플런저(5)는 제1시팅부(2a)와 제2시팅부(2b)의 중공부(6a,6b)에 의해 도면상, 좌우측 방향으로 이동가능하도록 지지된다. 플런저(5)의 일단은 제2시팅부(2b)의 외측으로 돌출되며 스프링실(B)내에 설치된 압력설정 스프링(7)에 의해 탄력적으로 지지되며, 타단은 소정의 파일럿압력(Pi)에 의해 이동되는 피스톤(8)과의 접촉에 의해 이동될 수 있도록 제1시팅부(2a)외측으로 돌출된다.
플런저(5)의 길이방향으로 전술한 유압실(4)내에 수용된 소정부분에는 다른 부분에 비해 반경방향으로 돌출된 수압부(9)가 형성되며, 플런저(5)의 좌우방향으로 이동해 의해 수압부(9)의 일측시 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)의 입구를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다.
즉, 파일럿압력(Pi)을 가하여 피스톤(8)의 이동으로 플런저(5)가 도면상, 우측방향으로 이동되면 플런저(5)의 수압부(9)일측이 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)를 개방시키며, 이로 인해, 유압실(4)내의 오일이 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)와 본체(1)에 형성된 리턴유로(10)을 통해 탱크로 리턴된다. 이 리턴유로(10) 또한 종래의 것과 동일하게 메인밸브의 리턴유로(105)와 미도시된 연결유로를 통하여 상호 연통된다.
바람직하기로는, 전술한 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)내부에 수용되어 유압실(4)내의 유압력을 받는 플런저(5)의 수압부(9)의 형상은, 유압력의 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄되어 0이 되도록 형성된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 유압실(4)내의 유압력중 X방향 분력인 P1과 P1'cosθ가 서로 상쇄되며, Y방향 분력인 P2와 P2'가 상쇄되도록, 수압부(9)의 형상이 설계된다. 따라서 수압부(9)의 형상은 Y축 방향으로 서로 대칭조건을 만족함과 동시에, 수압부(9)일측의 전술한 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)입구와 접하는 경사면중 유압실(4)내부로 노출된 부분의 표면적(S1)과 수압부(9)타측의 돌출턱 부분의 표면적(S2)은, S2 = S1cosθ의 관계식을 만족하도록 형성된다.
바람직하기로는, 전술한 제2시팅부(2b)와 중공부(6b)내주면에는 플런저(5)의 외주면과의 사이에 시일링작용이 이루어지도록 하나 또는 복수개의 시일링부재(11)가 설치된다. 이로 인해, 유압실(4)의 고압유가 제2시팅부(2b)의 중공부(6b)내주면과 플런저(5)외주면과의 틈새를 통해 유출되지 않도록 한다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 홀딩체크 콘트롤밸브는, 파일럿압력(Pi)을 공급하여 피스톱(8)을 도면상, 우측방햐으로 이동시키면 플런저(5)가 우측방향으로 이동되며, 플런저(5)의 수압부(9)에 의해 폐쇄되어 있던 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)가 개방된다.
다음, 메인밸브의 스프링실(A)내의 오일은 연결유로(3)를 통해 보조밸브의 유압실(4)내로 유입된후, 개방된 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)와 리텅유로(10)를 통해 탱크로 리턴된다. 이때, 파일럿압력(Pi)의 공급을 조절함으로써 리턴속도 및 리턴유량을 조절할 수 있다.
한편, 파일럿압력(Pi)을 차단하면, 압력설정 스프링(7)의 탄성복원에 의해 플런저(5)가 좌측방향으로 이동하여 제1시팅부(2a)의 중공부(6a)를 차단하게 되므로, 유압실(4)내의 오일, 즉 스프링실(A)내의 오일은 배출되지 못한다. 이때, 메인밸브에서 스프링실(A)내의 압력과 액츄에이터 유로(101)내의 압력이 동일하므로 체크밸브(102)는 하향으로 이동하여 유로를 차단하기 때문에, 액추에이터 유로(101)내의 리턴오일은 리턴되지 못하게되므로 액츄에이터는 현재의 상태를 유지하여 버티게 된다.
위와 같이 구성된 본 실시예에 있어서, 연결유로(3)를 통해 보조밸브의 유압실(4)로 흘러들어가는 메인밸브의 스프링실(A)의 유압력이 전술한 플런저(5)에 작용될때에는 X축과 Y축 방향으로 완전한 밸런스를 이루게 되므로, 결국 메인밸브의 스프링실(A)의 유압력은 아무리 고압되더라도, 보조밸브의 플러저(5)의 좌우방향 이동에 아무런 영향을 미치지 못하게 된다.
따라서, 이 플런저(5)를 이동시키키 위해 공급되어야 하는 파일럿압력(Pi)의 크기는 스프링실(A)의 유압력에 대항할 필요가 없게되므로 상대적으로 매우 작아도 상관없게 된다. 정확하게는, 이 플런저(5)를 탄성바이어스하는 압력설정 스프링(7)의 탄성력을 이길 수 있는 정도이면 충분하다. 본 실시예의 홀딩체크 콘트롤밸브는 플런저(5)를 이동시키기 위한 별도의 고압 파이럿압원이 불필요하다.
또한, 시팅부가 제1시팅부와 제2시팅부의 두 부품으로 분리제작 되므로 플런저의 시팅을 내부에서 할 수 있어서 시팅부와 플런저의 동심 및 진직이 필요하지 않다. 이로 인해, 이들 부품의 가공성이 크게 향상되며, 제조비용도 절감될 수 있다. 전술한 시일링부재(11)에 의해 유압실(4)내부의 고압유 유출이 방지되므로, 보다 정확하고 안정된 작동성이 확보될 수 있다.
이상에서와 같이, 바람직한 실시예에 의하면, 낮은 압력의 파일럿압력에 의해 플런저를 이동시켜 오일을 리턴시킴에 따라 별도의 고압의 파이럿압력원이 불필요하며, 플런저의 형상변형으로 인해 이의 제작이 용이하여 제작비용을 줄일수 있는 이점을 갖는다.

Claims (2)

  1. 메인벨브와, 메인밸브의 리턴유량을 제어하는 보조밸브를 구비한 홀딩체크 콘트롤밸브에 있어서; 상기 메인밸브의 액츄에이터 유로(101)중에 설치되며, 액츄에이터 유로(101)내의 압려과 체크밸브(102)의 스프링실(A)내의 압력차이에 의해 이동됨에 따라 액츄에이터 유로(101)내의 리턴오일을 리턴유로(105)를 통해 리턴시키는 체크벨브(102); 상기 보조밸브내에 소정간격을 두고 설치되는 제1 및 제2시팅부(2a,2b); 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)사이에 형성되며 메인밸브의 스프링실(A)과 연통되는 유압실(4); 상기 제1 및 제2시팅부(2a,2b)에 의해 관통지지되며 복동가능하도록 설치되며, 상기 스프링실(A)로 부터의 유압력이 상기 유압실(4)내에 유입시 상기 유압실(4)에 수용되는 부분의 자체에 작용하는 유압력의 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄될 수 있도록 소정형상으로 형성되는 플런저(5); 상기 플런저(5)의 일측을 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 압력설정 스프링(7); 및 소정의 파일럿압력을 공급함에 따라 이동되어 상기 플언저(5) 타측을 밀어 플런저(5)를 이동시키는 피스톤(8)을 구비하여, 상기 액츄에이터 유로(101)내의 리턴오일을 리턴유로(105)를 통해 리턴시 상기 플런저(5)의 수압부(9)에 작용하는 유압력의 X방향 분력과 Y방향 분력이 서로 상쇄되어 플런저(5)의 이동에 영향을 주지않게되므로 고압의 파일럿압력이 불필요하게되는 것을 특징으로 하는 홀딩체크 콘트롤밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2시팅부(2b)와 플런저(5)의 접촉부위에 설치되는 시일링부재(11)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 홀딩체크 콘트롤밸브.
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