KR100276425B1 - 항타기 유압회로의 레규레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항타기 유압회로의 레규레이터에 관한 것으로, 해머 콘트롤밸브(11)의 작동위치 전환으로 스플밸브(14)의 수압부에 전달되어 유압실린더(2)에 전달되어 램(3)이 상승토록 그 작동시간을 제어하는 레규레이터(100)에 있어서;

상기 레규레이터(100)는 콘트롤러(110)에 의해 그 출력전류가 가변되어 감압변(7)을 통해 해머 콘트롤밸브(11)에 인가되는 파이롯트압력이 비례제어밸브(120)에서 제어되도록 구성하는 것에 의해, 상기 콘트롤러(110)의 정확한 설정값에 의해 레규레이터(100)가 응답되므로 램(3)의 작동시간 제어가 확실하게 이루어 진다.

그리고, 그 응답이 빠르고 최고 빠이롯드유압이 50kgf/cm²이하에서 작동되므로 외부 콘트롤 작동압력에 관계없이 유량을 가변시킬 수 있다.

또, 디젤엔진과 복합 사용하면 중립시 최대 유압토출특성을 가지므로 오일쿨러 등의 장치에 순환압력을 정상적으로 발생시킬 수 있어 전체 장치가 안정되고 성능이 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

항타기 유압회로의 레규레이터

본 발명은 항타기 유압회로의 레규레이터에 관한 것으로, 더 상세하게는 전자 제어에 의한 콘트롤이 가능하고, 저압에서도 작동이 가능할 뿐만 아니라 중립상태에서 최대유량이 토출되어 오일쿨러 순환유압을 발생시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 항타기는 크레인이나 클롤러 등에 부착된 상태로 지반에 파일을 항타시키는 기기로 디젤식과 유압식으로 구분된다.

디젤식은 폭발음이나 매연이 심하게 발생되어 작업소음에 의한 민원의 대상이 되어 최근에는 유압회로에 의한 방식이 주로 이용되고 있다.

유압식 항타기의 구성은 파워팩으로 부터 유압원이 호스 및 파이프에 의해 실린더에 연결하고, 피스톤의 단부에 결합된 램이 자유낙하방식으로 하강될 때 항이 지반을 향해 충격이 가해져 파일의 항타작업이 이루어 지는 것으로, 그 회로는 도 1에서와 같다.

즉, 유압공급장치(1)와 별도로 설치된 해머본체에 조립된 유압실린더(2)의 피스톤로드(2a)에 램(3)이 고정되어 피스톤로드(2a)의 상하 작동에 의해 램(3)이 승강운동을 하는 것이다.

유압펌프(4)에서 발생되는 고압유는 제1라인(5)을 통하여 고압어큐므레이터(6)-H.P Accumulator-에 저장되고, 감압변(7)을 통과한 파일럿압력은 파일럿어큐므레이터(12)에 저장된다.

이때 소정의 설정압력이 도달하면 릴리이프밸브(9)에서 필요 이상의 유량을 작동유탱크(10)로 리턴시켜 유압회로에 안정을 유지시키게 된다.

이러한 회로를 갖는 종래 유압회로에서 램(3)의 상승동작은 스타트스위치를 '온'시켜 해버콘트롤밸브(11)에 전원이 인가되는 것에 의해 파일럿어큐뮬레이터(12)에 저장된 파일럿압력은 해머 콘트롤밸브(11)의 작동위치 P → b포오트를 통과한후 제3라인(13)을 지나서 스플밸브(14)의 수압부(Pi)에 전달되어 스플밸브(14)를 작동위치로 절환시킨다. 동시에 상기 유압펌프(4)에서 토출되는 고압유와 상기 고압어큐뮬레이터(6)에 저장되어 있던 고압유가 순간적으로 방출되어 즉, 스플밸브(14)의 작동위치 P → b포트를 거쳐 유압실린더(2)에 전달되어 램(3)은 상승동작을 시작한다.

이때, 유압실린더(2)의 T측으로 흘러나오는 저압유는 체크밸브(15)의 크레이킹압력(Cracking Pressure)까지는 상기 저압어큐뮬레이터(8)에 저장되고 남은 유압유는 제2라인(16)과 체크밸브(15)를 거쳐서 작동유탱크(10)로 복귀한다.

한편, 해머콘크롤밸브(11)에 인가된 전원은 타이머(17)의 설정시간에 의하여 전원이 OFF되므로 상기 상기 램(3)의 상승동작은 정지한다.

다음, 램(3)의 하강동작을 설명하면, 상기 타이머(17)의 설정시간에 의해 전원이 OFF되면 해머 콘트롤밸브(11)는 중립위치로 절환되고, 스플밸브(14)의 Pi측에 작동하던 파일럿압력은 해머 콘트롤밸브(11)의 b → T포트를 통과하여 작동유탱크(10)로 드레인되며, 스플밸브(14)가 중립위치로 절환되면서 P → A측은 닫히고 B→T측이 개방되어 유압실린더(2)를 상승시키던 고압유는 작동유탱크(10)로 급속 방출된다.

이때, 램(3)은 자중에 의해 급속 하강하게 되고 유압실린더(2)를 상승시키던 고압유는 순간적으로 압력이 떨어져 스플밸브(14)의 중립위치B → T를 지나서 유압실린더(2)의 T측으로 복귀되고, 피스톤의 급격한 하강으로 T측의 압력은 부압으로 변한다. 한편, 상기에서 부압을 방지하기 위하여 저압어큐뮬레이터(8)에 저장되어 있던 저압유가 방출되어 부압방지 및 맥동압력을 흡수하여 유압회로의 진동을 줄여준다.

이와같이 순간적으로 자유낙하된 램(8)은 파일을 강타하여 작업을 하며, 센서(18)의 감지로 타이머(17)를 작동시켜 해머콘트롤밸브(11)에 다시 전원을 접속시켜 상승작동을 다시 시작한다. 따라서, 상기에서와 같은 작동을 계속 반복하여 파일 박는 작업을 자동으로 하게 된다.

여기서, 항타기의 상승속도 조정은 유압펌프(4)의 토출액 제어를 수행하는 레규레이터에 의해 이루어 진다.

이 레규레이터는 유압펌프(4)의 사판(4a)과, 해머 콘트롤밸브(11) 및 스플밸브(14)로 구성되며 주로 파워팩에 구비되는 메인펌프내에 설치되어 있다.

이 레규레이터는 전자비례제어방식과 출력일정제어방식 등의 여러 종류가 알려져 있으나, 주로 출력일정제어방식이 이용되며 그 회로 구성은 도 2에서와 같다.

이 출력일정제어방식의 레규레이터는 항상 축입력이 일정하게 되도록 부하압력에 따라 유량을 제어하는 데, 유압스트로크 리미터나 유량컷트 등을 사용하면 불필요한 파워의 로스를 감소할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 최저 개시압력은 적어도 50kgf/cm²이상이다.

상기와 같이 구성된 바와 같은 종래 레규레이터의 구성에 의하면 유압펌프(4)의 사판(4a) 조절용 기구의 구성이 복잡하게 되고, 고장발생이 빈번하므로 고장발생시 점검 및 보수가 어렵다.

또, 유압펌프(4)의 사판(4a) 조절이 기구적으로 수차에 걸쳐 전달되는 경로에 의해 펌프 유량의 토출조정 응답이 늦게 되는 단점이 있었다.

그리고, 외부의 최소 작동압력이 높아야 되므로 용량에 제한이 많았을 뿐만 아니라, 중립시 그 유량토출이 충분치 않아 오일쿨러와 같은 타 유압장치를 뉴트럴상태에서는 정상적으로 운전할 수 없는 등의 폐단이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 외부 작동압력에 관계없이 유량을 가변시킬 수 있도록 된 항타기 유압회로의 레규레이터을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보다 정확한 출력제어가 가능하고 응답속도가 빠르게 하여 그 효율을 높이도록 한 항타기 유압회로의 레규레이터을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 디젤엔진과 복합구성하여 중립시에도 오일쿨러 등의 장치에 순환유압을 정상적으로 발생시킬 수 있도록 한 항타기 유압회로의 레규레이터을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 항타기의 전체 유압회로도

도 2는 종래 항타기 유압회로의 레규레이터구조를 보인 회로도

도 3은 종래 레규레이터구조에 의한 압력과 유량과의 관계를 보인 그래프

도 4는 본 발명에 의한 항타기 유압회로의 레규레이터구조를 보인 회로도

도 5는 도 3에 대응되는 본 발명의 레규레이터구조에 의한 압력과 유량과의 관계를 보인 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 유압실린더 3 : 램

4 : 유압펌프 11 : 해머 콘트롤밸브

14 : 스플밸브 100 : 레규레이터

110 : 콘트롤러 120 : 비례제어밸브

이러한 본 발명의 목적은, 해머 콘트롤밸브(11)의 작동위치 전환으로 스플밸브(14)의 수압부에 전달되어 유압실린더(2)에 전달되어 램(3)이 상승토록 그 작동시간을 제어하는 레규레이터(100)에 있어서;

상기 레규레이터(100)는 콘트롤러(110)에 의해 그 출력전류가 가변되어 감압변(7)을 통해 해머 콘트롤밸브(11)에 인가되는 파이롯트압력이 비례제어밸브(120)에서 제어되도록 구성하는 것에 의해 달성된다.

따라서, 상기 콘트롤러(110)의 정확한 설정값에 의해 레규레이터(100)가 응답되므로 램(3)의 작동시간 제어가 확실하게 이루어 진다.

그리고, 그 응답이 빠르고 최고 빠이롯드유압이 50kgf/cm²이하에서 작동되므로 외부 콘트롤 작동압력에 관계없이 유량을 가변시킬 수 있다.

또, 디젤엔진과 복합 사용하면 중립시 오일쿨러 등의 장치에 순환압력을 정상적으로 발생시킬 수 있어 전체 장치가 안정되는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 항타기 유압회로를 보이고 있다.

도 2는 종래 레규레이터의 요부 회로도로써, 유압펌프(4)의 유압이 해머 콘트롤밸브(11)로 전달되어 그 압력에 따라 스플밸브(14)의 수압부에 전달되어 유압실린더(2)에 전달되어 램(3)이 상승되는 작동시간을 제어하는 것을 도시하고 있다.

도 4는 도 2에 대응되는 본 발명의 레규레이터의 요부 회로도로써, 해머 콘트롤밸브(11)에 콘트롤러(110)의 설정값에 의해 비례제어밸브(120)에서 압유가 비례제어되며, 그 압력에 따라 스플밸브(14)의 수압부에 전달되고, 유압실린더(2)의 램(3)이 상승되는 작동시간을 제어하는 것을 도시하고 있다.

본 발명의 항타기는 종래에서와 같이 작동유탱크에 유압펌프(4)가 설치되어 인입라인을 따라 압유가 고압어큐므레이터(100)에 저장된 고압유가 함께 2중구조의 인너실린더(2) 내부에 승강 가능하게 설치된 실린더로드(2a)의 단부에는 램(3)이 취부되어 레규레이터(100)의 제어에 의해 실린더로드(2a)가 승강될 때 램(3)이 승하강되며 자유낙하될 때의 충격으로 파일을 지반에 설치되도록 하는 것이다.

그리고, 저압어큐므레이터(100)의 역할에 의해 저장되어 있던 유압유가 방출되므로 부압 및 맥동압력을 흡수하여 유압회로의 진동을 감소시키게 되며, 자중에 의해 자유낙하된 램(3)은 파일의 상부를 강타하여 파일박는 작업이 이루어 지는 과정을 반복하는 것은 종래와 동일하다.

본 발명의 가장 중요한 구성상의 특징은 상기 레규레이터(100)를 개선하여 보다 정확한 제어와 빠른 응답으로 안정성과 신뢰성 및 성능을 향상시키는 데 있다.

즉, 도 4에서와 같이 상기 레규레이터(100)는 콘트롤러(110)에 의해 그 출력전류가 가변되어 감압변(7)을 통해 해머 콘트롤밸브(11)에 인가되는 파이롯트압력이 비례제어되는 것이다.

상기 콘트롤러(110)는 예로서 0-800mmA의 전류가 설정된 값에 의해 비례 송출되어 비례제어밸브(120)에서는 감압밸브(7)를 통해 해버 콘트롤밸브(11)의 입력단으로 향하는 압유의 압력값을 가변시키게 된다.

이때 비례제어밸브(120)의 출력값은 50kgf/cm²이하로 설정되며, 이 비례제어밸브(120)에 의해 비례 제어된 압유의 입력값에 의해 해머 콘트롤밸브(11)의 작동위치가 전환되고, 그 변환값이 스플밸브(14)의 수압부에 전달되어 유압실린더(2)에 전달된다.

따라서, 램(3)의 상승 작동시간을 제어하게 되는 것이다.

도 5는 본 발명에 의해 레규레이터 특성을 보인 그래프로써, 비례제어밸브(120)의 출력값이 '0'일 때(중립상태) 그 유량토출은 최대값을 나타내고, 설정된 50kgf/cm²의 최고 출력에서는 중간정도의 토출량을 나타내는 것을 볼 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 상기 콘트롤러(110)의 정확한 설정값에 의해 레규레이터(100)가 응답되므로 램(3)의 작동시간 제어가 확실하게 이루어 진다.

그리고, 그 응답이 빠르고 최고 빠이롯드유압이 50kgf/cm²이하에서 작동되므로 외부 콘트롤 작동압력에 관계없이 유량을 가변시킬 수 있다.

또, 디젤엔진과 복합 사용하면 중립시 최대 유압토출특성을 가지므로 오일쿨러 등의 장치에 순환압력을 정상적으로 발생시킬 수 있어 전체 장치가 안정되고 성능이 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 해머 콘트롤밸브(11)의 작동위치 전환으로 스플밸브(14)의 수압부에 전달되어 유압실린더(2)에 전달되어 램(3)이 상승토록 그 작동시간을 제어하는 레규레이터(100)에 있어서, 상기 레규레이터(100)는 콘트롤러(110)에 의해 그 출력전류가 가변되어 감압변(7)을 통해 해머 콘트롤밸브(11)에 인가되는 파이롯트압력이 비례제어밸브(120)에서 제어되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 항타기 유압회로의 레규레이터.