KR100281447B1 - 윤활유 자동 주유장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 가스팽창실 압력을 감지하여 가스발생을 제어하는 윤활유 자동 주유장치에서 가스 팽창실의 압력을 감지하여 스위치를 전환시키는 압력 감지스위치에 이력특성을 갖도록 하여 적은 압력변화에도 큰 변위를 갖도록 하여 주변환경 변화에 무관하게 안정된 동작을 행할 수 있도록 하는 윤활유 자동 주유장치에 관한 것으로, 압력 감지스위치(SW22)의 스위치 작동기(152)가 작동기 본체(157)와, 본체(157)의 요홈내에 삽입된 스프링(153)에 의해 하향 편의되며 상부가 전환스위치(151)의 인접 하방에 배치된 피스톤(154)과, 피스톤(154) 상단에 하향이동시 정지점을 설정하기 위해 형성된 스톱퍼(156)와, 피스톤(154) 하단에 작동기 본체(157)의 요홈 내측과 피스톤(154)간에 마찰발생 및 기밀을 유지하기 위한 기밀유지수단(155)으로 이루어져 이력특성으로 인해 외부환경에 영향을 받지 않고 압력감지를 안정되게 할 수 있다는 이점이 있다.

Description

윤활유 자동 주유장치

본 발명은 윤활유 자동 주유장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서 가스팽창실 압력을 감지하여 가스발생을 제어하는 윤활유 자동 주유장치로 가스 팽창실의 압력을 감지하여 스위치를 전환시키는 압력 감지스위치에 이력특성을 갖도록 하여 적은 압력변화에도 큰 변위를 갖도록 하여 주변환경 변화에 무관하게 안정된 동작을 행할 수 있도록 하는 윤활유 자동 주유장치에 관한 것이다.

윤활유 자동 주유장치는 피스톤의 가압으로 인한 스프링식과 가스압력식 그리고 스프링식과 가스압력식의 단점을 보완한 기계식이 있다.

여기서 스프링식은 단순히 스프링의 탄성과 베어링의 회전에 따른 흡입력에 그 기본원리를 두고 있기 때문에 작동중 주유량에 변동이 있으며, 특히 고속회전시 기계의 진동에 따라 오차가 심할뿐만 아니라, 원격설치할 경우 주유가 되지 않는 상태가 빈번함에도 불구하고 이를 알지 못하는 단점이 있다.

상기한 스프링식에서 보이는 단점을 개선하기 위해서 가스 압력식 윤활유 자동 주유장치가 등장되었으나, 이는 주유가 되지 않는 경우에 대한 대비책이 전혀 되어있지 않아서 실용성에 큰 문제가 있었다. 즉, 종래의 가스 압력식 윤활유 자동 주유장치에서는 주유구를 포함하는 윤활유의 이송경로에 이물질이 끼어 윤활유가 주유되지 않거나, 전기분해 과정에서 시간이 지남에 따라 전해조 속의 전해질의 분극현상의 심화로 전해조의 저항치가 변하고 온도에 따라 전해액의 전기분해 속도가 달라지며 전극판의 재질에 따른 전해조 저항치의 변화에 의해 가스발생량이 변하게 됨으로서 윤활유의 주유량이 변하게 될뿐만 아니라, 전극에 높은 기전력이 공급되어 전해질의 과대반응으로 인해서 윤활유가 과대하게 주유되는 경우 그에 대한 안전장치나 경보장치가 전혀 없어 윤활유의 주유가 차단되어 기계가 파괴되고 이로 인하여 공장의 가동이 정지되거나 혹은 과대한 주유로 인해서 기계의 오동작이나 불필요한 윤활유의 손실을 가져오는 결점을 가지고 있다.

또한, 기계식은 정확한 토출량과 토출주기를 갖으며 소모되는 부품을 제외한 부분은 반영구적 사용이 가능하다는 특징이 있다.

그러나, 토출기간이 길도록 예를들어 1년으로 설정해 놓으면 1일 1∼2회 간헐적으로 윤활유를 주입하게 되므로, 윤활유를 연속적으로 주입하는 가스식에 비해 윤활상태가 고르지 못하게 되는 단점이 있다.

도 1은 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

여기에 도시된 바와 같이 윤활유 자동 주유장치의 개략적인 구조를 살펴보면 다음과 같다.

상부에 덮개(101)가 나합되고 하부에 주유구(102)가 관통되며 내부에는 윤활유(103)가 충진되어 있는 중공형 하우징(104)과, 이 중공형 하우징(104)에 내입된 피스톤(105)과, 하우징(104)과 덮개(101) 간에 내입된 격벽(106)에 설치되어 피스톤(105)의 상부공간을 가스 팽창실(107)과 전해질(109)이 충진된 전해조(108)로 구획하는 전극(110)(111)과, 이 전극(110)(111)의 동작전원을 제어하며 가스 팽창실(107)의 압력이 소정치 이상으로 상승할 때 경고 신호를 출력하도록 되어 있는 제어장치로 구성되어 있다.

또한, 도 2는 도 1과 같이 이루어진 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치를 나타낸 회로도이다.

여기에서 보는 바와 같이 배터리(Vcc)의 전원을 제어장치로 공급하기 위한 작동스위치(SW21)와, 배터리(Vcc)의 전원을 공급받아 윤활유 자동 주유장치 전해조(108)의 전극(110)(111)에 전원을 조절하여 공급하기 위한 전원공급부(10)와, 윤활유 자동 주유장치의 작동상태를 표시하기 위한 표시부(20)와, 윤활유 자동 주유장치의 가스 팽창실(107) 압력값에 따라 전원공급부(10)로 공급되는 전류량을 변경시키고 표시부(20)의 표시상태를 경고상태와 정상동작상태로 절환하는 압력 감지스위치(SW22)로 이루어진다.

위의 전원공급부(10)는 배터리(Vcc)에서 공급되는 전류의 세기를 조절하기 위한 조절스위치(12)로 제 5저항(R25)인 가변저항을 포함하여 이루어진다. 따라서, 제 5저항(R25)의 저항값과 제 1저항(R21)의 저항값에 의해 전해조(108)로 공급되는 전류량을 변화시켜 가스발생량을 조절하게 된다.

그리고, 표시부(20)는 가스팽창실(107)의 압력값의 변화에 따라 작동되는 압력 감지스위치(SW22)에 의해 경고상태를 나타내는 경고표시등(24)과, 정상동작상태를 나타내는 작동표시등(22)과, 압력 감지스위치(SW22)의 절환에 따라 경고표시등(24)과 작동표시등(22)의 점멸주기가 달라지도록 하기 위한 발진부(25)로 이루어진다.

또한, 발진부는(25) 압력 감지스위치(SW22)의 절환에 따라 정상상태에서는 제 2저항(R22)의 저항값과 제 1커패시터(C21)와의 시정수에 의해 발진되나 가스팽창실(107)의 압력이 상승하여 경고상태일 경우에는 제 3저항(R23)의 저항값과 제 1커패시터(C21)와의 시정수에 의해 발진된다.

따라서, 가스 팽창실(107)의 압력이 일정값 이하로 정상적으로 작동될 경우에는 압력 감지스위치(SW22)는 전원공급부(10)의 제 1저항(R21)과 제 5저항(R25)을 통해 전해조(108)로 전원을 공급하여 가스를 발생시키도록 함과 아울러 표시부(20)의 작동표시등(22)이 점멸되도록 한다. 그러면, 발진부(25)의 제 2저항(R22)과 제 1커패시터(C21)의 시정수값에 의해 발진된 주파수에 의해 작동표시등(22)이 점멸된다.

그러나, 윤활유가 정상적으로 주유되지 않아 가스 팽창실(107)의 압력이 일정값 이상으로 올라갈 경우에는 배터리(Vcc) 전원이 압력 감지스위치(SW22)에 의해 제 3저항(R23)을 경유하여 제 2저항(R22)과 제 1저항(R21)과 제 5저항(R25)을 통해 전해조(108)로 공급되지만 제 2저항(R22)값이 매우 큰값이기 때문에 전해조(108)로 공급되는 전류는 차단된다. 그리고, 표시부(20)의 경고표시등(24)이 점멸되도록 절환한다.

경고표시등(24)의 점멸주기는 발진부(25)의 제 3저항(R23)과 제 1커패시터(C21)의 시정수 값에 의해 발진되어 경고표시등(24)을 작동표시등(22)이 점멸되는 속도보다 빠르게 점멸시키게 된다.

도 3 내지 도 6은 종래의 압력 감지스위치를 나타낸 구성도이다.

도 3에 도시된 압력 감지스위치(SW22)는 기본적으로 전환스위치(61)와 가스 팽창실(107)의 압력이 설정 최고 압력 수준을 상회하는 경우 이 전환스위치(61)를 작동시키는 스위치 작동기(62)로 이루어진다. 스위치 작동기(62)는 전해조(108) 상부 전극(111)의 상부에 마련되어 전해조(108) 내에서 발생되는 가스가 설정 최고 압력을 초과할 때만 상향 팽창될 수 있는 가요성 팽창부재(63)와, 이 팽창부재(63)의 상방에 배치되고 지지부재(64)의 내부에 형성된 요홈내에 삽입된 스프링(66)에 의해 하향 편의되며 말단부가 전환스위치(61)의 인접 하방에 배치되는 스탬(67)으로 구성되어 있다. 이 팽창부재(63)가 설정 최고치 이상의 가스 압력으로 상향 팽창되면 스탬(67)이 스프링(66)의 편의력을 극복하면서 상향 이동되어 그 인접 상방에 배치된 전환스위치(61)를 작동시키게 된다.

그리고 도 4는 도 3에 도시된 압력 감지스위치(SW22)의 구성 중 스위치 작동기(62)를 스탬(67) 및 편의 스프링(66)을 사용하지 않고 단순히 캔틸레버 형태의 스위치(71)를 이용하는 구조로 구성된다. 여기서 팽창부재(75)가 팽창되면 캔틸레버 형태의 스위치(71)가 상향 만곡되어 그 외단부에 형성된 제 1접점(72)이 평상시의 제 2접점(73)으로부터 전해조 과대 압력시 제 3접점(74)으로 이동하도록 작동된다.

도 5는 도 3의 압력 감지스위치(SW22)를 변형한 예로서 전해조(108)에 전류를 공급하고 있는 평상시 제 2접점(82) 및 과대 압력시 점멸등 급속 점멸용 제 3접점(83)을 팽창부재(86)의 상부에 설치한 스탬(84)의 내부에 형성하고 제 1접점(81)은 스탬(84)을 에워싸는 지지부재(87)의 한쪽 측면으로부터 돌출하여 형성됨으로써 팽창부재(86)가 팽창하게 되면 스탬(84)이 상향이동되어 제 3접점(83)이 제 1접점(81)과 접속된다는 점이 다르다.

또한, 도 6은 도 3의 압력 감지스위치를 다르게 변형한 예로서 도 3에 도시된 스탬(67)과 같은 형태의 스탬(94)을 사용하되 이 스탬(94)의 상단 위에 부착된 제 1접점(91)이 스탬(94)의 상하 이동에 따라 함께 이동하여 제 2접점(92)와 제 3접점(93) 사이에서 절환되도록 되어 있는 점이 다르다. 정상압일 때는 가스 발생회로와 접속되어 있는 제 2접점(92)에 접속되고 일정 압력 이상이 되면 스탬(94)이 밀어 올려져 가스 발생회로의 전류는 차단하고 경고 회로에 접속되어 있는 제 3접점(93)에 접속되도록 작동된다.

도 7은 종래 압력 감지스위치의 압력 변화에 대한 스탬의 변위변화를 나타낸 그래프이다.

여기에 도시된 바와 같이 압력 감지스위치(SW22)는 압력이 증가함에 따라 P0점에서부터 팽창부재의 변위가 선형적으로 완만하게 증가하여 스위치를 절환할 수 있는 동작 압력인 P1점에서 스위치를 절환시키고 최고치인 L3점에 이르게 된다.

가스 팽창실의 압력이 일정값 이상으로 올라갔을 경우 이상상태를 알리도록 팽창실의 압력을 감지하는 압력 감지스위치의 작동 압력변화는 주유장치의 온도, 압력, 진동등 주변환경에 의하여 영향을 받기 때문에 팽창부재의 변위도 주변환경에 영향을 받게 된다.

그래서, 종래의 압력 감지스위치는 도 7에서 보는 바와 같이 압력의 변화에 따른 팽창부재의 변위폭이 매우 작기 때문에 압력 감지스위치의 동작 압력의 범위가 크게 된다. 이와 같은 이유로 인해 압력 감지스위치의 정확한 동작 압력을 정하기 힘들며, 주변환경에 따른 압력의 변화에 민감한 영향을 받게 되어 전환스위치를 작동시킬 수 있는 동작 압력 부근에서는 불안정한 동작을 하게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치에서 가스 팽창실의 가스 압력의 변화를 감지하여 윤활유 자동 주유장치의 작동을 제어하도록 하는 압력 감지스위치가 주변 환경의 변화에도 안정된 동작을 행할 수 있도록 한 윤활유 자동 주유장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치를 나타낸 회로도이다.

도 3 내지 도 6은 종래의 압력 감지스위치를 나타낸 구성도이다.

도 7은 종래 압력 감지스위치의 압력 변화에 대한 스탬의 변위변화를 나타낸 그래프이다.

도 8은 본 발명에 의한 윤활유 자동 주유장치에서 채용한 압력 감지스위치를 나타낸 구성도이다.

도 9는 도 8의 압력 감지스위치의 압력변화에 대한 피스톤의 변위량을 나타낸 그래프이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 전원공급부 12 : 조절스위치

20 : 표시부 22 : 작동표시등

24 : 경고표시등 25 : 발진부

151 : 전환스위치 152 : 스위치 작동기

153 : 스프링 154 : 피스톤

155 : 오링 156 : 스톱퍼

SW22 : 압력 감지스위치

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 배터리의 전원을 윤활유 자동 주유장치 전해조의 전극에 공급하여 가스를 발생시키도록 하고 작동상태를 표시하는 제어장치와, 가스팽창실의 압력변화에 따라 제어장치의 작동을 조절할 수 있도록 전기통로를 전환하는 전환스위치와 가스팽창실의 압력이 설정 최고 압력 수준을 상회할 경우 전환스위치를 작동시키는 스위치 작동기로 구성된 압력 감지스위치를 포함하여 이루어진 윤활유 자동 주유장치에 있어서, 특히, 스위치 작동기가 작동기 본체와, 본체의 요홈내에 삽입된 스프링에 의해 하향 편의되며 상부가 전환스위치의 인접 하방에 배치된 피스톤과, 피스톤 상단에 하향이동시 정지점을 설정하기 위해 형성된 스톱퍼와, 피스톤 하단에 작동기 본체의 요홈 내측과 피스톤간에 마찰발생 및 기밀을 유지하기 위한 기밀유지수단으로 이루어진다.

위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

이와 같이 압력 감지스위치의 스위치 작동기는 전해조 하부전극의 상부에 형성되어 전해조 내에서 발생된 압력이 기밀유지수단에 의한 정지마찰력과 스프링의 편의력의 합력보다 커지게 되면 상향 이동하여 피스톤의 인접 상방에 배치된 전환스위치를 작동시키게 된다. 또한, 압력이 해제될 경우에는 상향된 피스톤은 기밀유지수단에 의한 정지마찰력보다 스프링의 편의력이 클 경우 하향되어 원래의 위치로 복구되는 이력특성을 갖게 된다.

이렇게 이력특성을 갖는 압력 감지스위치는 윤활유 자동 주유장치의 전해조 상부에 설치되어 정상압력일 경우와 이상압력일 경우를 감지하여 전원공급부로 공급되는 전류를 차단시키고 표시부의 작동표시등과 경고표시등의 점등을 절환시킴과 아울러 점멸주기가 변경되도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 8은 본 발명에 의한 윤활유 자동 주유장치에서 채용한 압력 감지스위치를 나타낸 구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 압력 감지스위치(SW22)는 전기통로를 전환하기 위한 전환스위치(151)와, 가스 팽창실의 압력이 설정 최고 압력 수준을 상회하는 경우 전환스위치(151)를 작동시키는 스위치 작동기(152)로 이루어진다.

스위치 작동기(152)는 작동기 본체(157)와, 본체(157)의 요홈내에 삽입된 스프링(153)에 의해 하향 편의되며 상부가 전환스위치(151)의 인접 하방에 배치된 피스톤(154)과, 피스톤(154) 상단에 하향이동시 정지점을 설정하기 위해 형성된 스톱퍼(156)와, 피스톤(154) 하단에 작동기 본체(157)의 요홈 내측과 피스톤(154)간에 마찰력을 발생시킴과 아울러 기밀을 유지하기 위한 오링(155)으로 이루어진다.

이 스위치 작동기(152)는 전해조 하부전극의 상부에 형성되어 전해조 내에서 발생된 압력이 오링(155)에 의한 정지마찰력과 스프링(153)의 편의력의 합력보다 커지게 되면 상향 이동하여 피스톤(154)의 인접 상방에 배치된 전환스위치(151)를 작동시키게 된다. 또한, 압력이 해제될 경우에는 상향된 피스톤(153)은 오링(155)에 의한 정지마찰력보다 스프링(153)의 편의력이 클 경우 하향되어 원래의 위치로 복구되는 이력특성을 갖게 된다.

도 9는 도 8의 압력 감지스위치의 압력변화에 대한 피스톤의 변위량을 나타낸 그래프이다.

여기에 도시된 바와 같이 피스톤의 압력에 따른 변위곡선으로 압력을 올리면서 측정한 피스톤의 변위 ① 과 ②, 압력을 내리면서 측정한 변위 ③ 과 ④등 네 부분으로 구분된다. 여기서 ① 과 ③ 영역은 정지하고 있던 피스톤이 움직이기 전까지의 영역으로 압력변화에 의한 피스톤의 변위 차이가 없는 것을 알 수 있다. 그러나 ② 와 ④ 는 피스톤이 움직이기 시작하여 상한점(L3) 혹은 하한점(L1)에 도달하는 영역으로 작은 압력의 변화에 의해서도 피스톤의 변위가 크게 변하기 때문에 압력 감지스위치의 동작압력 오차를 줄일 수 있다. 또한, 압력을 올릴 때 피스톤이 움직이기 시작하는 압력점(P4)과 압력을 내릴 때 피스톤이 움직이기 시작하는 압력점(P3)이 다른 이력특성(Hysteresis)을 가지고 있어 외부환경에 영향을 받지 않고 압력 감지스위치가 안정하게 동작할 수 있다.

즉, ① 영역은 초기 압력인 대기압에서 피스톤이 움직이기 시작하는 압력(P4)까지로 주유장치 내부의 기체 발생에 의한 압력이 오링에 의한 정지마찰력과 스프링의 편의력의 합보다 작은 영역이다. 이 영역에서는 압력의 증가에 따른 피스톤의 변위는 없다.

② 영역은 피스톤이 움직이기 시작하는 압력에서 피스톤이 최고치에 도달한 압력(P6)까지로 기체 발생에 의한 가스팽창실의 압력이 오링에 의한 정지마찰력과 스프링의 편의력의 합보다 큰 영역이다. 이 영역에서는 압력이 증가함에 따라 피스톤의 변위가 증가하며 오링의 정지마찰력이 운동마찰력보다 크기 때문에 움직이기 시작한 피스톤은 쉽게 압력 감지스위치의 동작 압력인 P5점을 지나 최고점에 도달하게 된다.

③ 과 ④ 영역은 압력이 P6점에서 P0점으로 감소함에 따라 최고점의 위치에 있는 피스톤의 변위를 나타낸 것으로, 압력이 P4점 이하로 감소하더라도 오링의 정지마찰력이 작용하여 피스톤이 이동하지 않다가 압력이 P3점 이하로 될 때 스프링의 편의력이 오링의 정지마찰력과 가스팽창실 내부압력의 합보다 크기 때문에 피스톤이 이동하기 시작하여 처음 위치로 돌아오게 된다. 이때 P4점에서 피스톤이 움직이지 않고 P3점에서 피스톤이 움직이기 시작하는 이력특성을 나타낸다.

위와 같은 이력특성을 갖는 압력 감지스위치(SW22)는 윤활유 자동 주유장치의 전해조 상부에 설치되어 정상적으로 가스가 발생되어 윤활유가 정상적으로 주유될 경우에는 작동되지 않게 되며 가스가 발생된 만큼 윤활유가 주유되지 않게 되면 작동되어 전해조로 공급되는 전류량을 줄이고 표시부(20)의 작동표시등(22)을 경고표시등(24)으로 절환시킴과 아울러 점멸주기를 빨리하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 압력 감지스위치가 이력특성을 갖기 때문에 작동 압력 이전까지는 주변환경의 변화에 반응하지 않다가 작동압력 이상일 경우에는 적은 압력 변화에도 큰 변위를 갖게되어 주유장치 외부의 온도, 압력, 진동등 주변환경과 무관하게 안정된 동작을 행할 수 있을 뿐만아니라 압력 감지스위치의 작동압력을 설정하기 용이하다는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 배터리(VCC)의 전원을 윤활유 자동 주유장치 전해조의 전극(110)(111)에 공급하여 가스를 발생시키도록 하고 작동상태를 표시하는 제어장치와, 가스팽창실의 압력변화에 따라 제어장치의 작동을 조절할 수 있도록 전기통로를 전환하는 전환스위치와 가스팽창실의 압력이 설정 최고 압력 수준을 상회할 경우 전환스위치를 작동시키는 스위치 작동기로 구성된 압력 감지스위치를 포함하여 이루어진 윤활유 자동 주유장치에 있어서,

   상기 스위치 작동기(152)는 작동기 본체(157)와,

   상기 본체(157)의 요홈내에 삽입된 스프링(153)에 의해 하향 편의되며 상부가 상기 전환스위치(151)의 인접 하방에 배치된 피스톤(154)과,

   상기 피스톤(154) 상단에 하향이동시 정지점을 설정하기 위해 형성된 스톱퍼(156)와,

   상기 피스톤(154) 하단에 작동기 본체(157)의 요홈 내측과 피스톤(154)간에 마찰발생 및 기밀을 유지하기 위한 기밀유지수단

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 윤활유 자동 주유장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기밀유지수단은 오링(155)인 것을 특징으로 하는 윤활유 자동 주유장치.