KR100389588B1 - 도유기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 레일 중 곡각지점에 설치되는 레일 상에 원심력으로 인한 레일 및 열차의 차륜이 마모되고 소음이 다대하게 발생요인을 일소할 수 있도록 레일 상에 자동으로 그리스(grease)와 같은 윤활제를 자동으로 급유할 수 있도록 한 도유기(道油機)를 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 원심력에 의해 열차가 철로의 곡각지점을 지날 때 발생하는 레일과 열차 차륜의 마모현상 및 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 레일과 차륜 상간에 그리스를 자동으로 도포할 수 있는 것으로서, 본 발명은 특히 열차의 곡각지점 진입을 적외선빔센서(35) 및 진동감지센서(34)가 선택적으로 자동 감지하여 점도가 높은 그리스를 피스톤(16)으로 이송관(21)을 통하여 송출하고, 노즐부(5)에서 적정의 토출압력을 유지한 상태로 대기하다가 그리스를 열차의 객차수에 맞게 사전 설정된 양만큼 적량씩 토출하여 원심력에 의해 레일과 열차의 차륜이 마모되는 것을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 더불어 곡각지점을 열차가 통과시 소음도 저감시킬 수 있는 것이며, 그리스의 토출량 및 토출 시간이 사전 설정된 양만큼 소정 시간에 소정량씩 자동으로 도유되므로 그리스만 보관탱크(3)에 보충만 해주면 별도의 관리가 필요치 않아 유지보수 인력도 최소화할 수 있고, 철로 주변의 오손 등을 미연에 방지하여 환경오염에도 일조할 수 있는 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Description

도유기{Automated lubricant supplying machine for rail use}

본 발명은 도유기(道油機)에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 철도 레일 중 곡각지점에 설치되는 레일 상에 원심력으로 인한 레일 및 열차의 차륜이 마모되고 소음이 다대하게 발생요인을 일소할 수 있도록 레일 상에 자동으로 고점도의 그리스(grease)와 같은 윤활제를 자동으로 급유할 수 있도록 한 도유기에 관한 것이다.

통상 철도 레일 중 곡각지점을 열차가 진행할 때는 진행방향과 직각방향으로 원심력이 작용하게 되어 열차가 선회하는 방향과는 직각방향으로 열차가 쏠리게 된다.

이러한 원심력에 의한 열차의 쏠림은 당연히 레일상에 열차 차륜이 연접회전할 시에 레일과 차륜이 금속으로 이루어져 있어 장시간이 지나면 마모를 초래하고, 마찰 구름운동시에 소음도 다대하게 발생하게 되어 주위의 소음공해까지 유발하였던 것이다.

이러한 폐단을 해결하기 위하여 기존에도 철도 레일의 곡각지점에 그리스와 같은 윤활유를 급유할 수 있도록 한 도유기가 일부에서 안출되어 사용되고 있는바, 기존의 도유기는 흑연성분을 함유한 그리스를 열차가 곡각지점에 진행하며 센서를 터치하여 수동으로 그리스를 주입하는 방식으로서, 통상 1일 1회씩 정기적으로 윤활제를 급유하고 있다.

이러한 기존의 윤활제 급유를 위한 도유기는 흑연성분이 함유된 그리스를 사용하기 때문에 철로에 오손이 다대하고, 점도가 약 220 정도의 것을 사용하기 때문에 점성이 떨어져 철로주변에 흘러 내리거나 철로의 상면까지 도포되어 브레이크성능을 저하시키는 등의 문제점을 안고 있었던 것이다.

점도가 높은 그리스를 사용하여 레일을 도포코자 할 경우 상당한 압력으로 그리스를 토출시켜야 하므로 펌핑모터의 용량이 대용량을 필요로 하게 되므로 장치의 제조원가가 앙등되어 기존 도유기가 안고 있는 기술적 한계를 극복하기 위해서는 고점도 그리스를 보다 효율적으로 이송하고 정량씩 토출할 수 있는 도유기의 개발은 업계의 절실한 과제였던 것이다.

이에 본 발명에서는 기존의 철로 곡각지점에 열차가 진행시 원심력에 의해 열차가 쏠리면서 발생하던 철로 및 차륜의 마모 및 소음공해를 일소할 수 있는 도유기를 제공하되, 본 발명은 특히 점도가 우수한 그리스를 정량씩 자동으로 공급할 수 있는 도유기를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 도유기의 전체 레이아웃

도 2는 본 발명의 그리스 보관탱크와 펌핑부를 발췌한 정면도

도 3은 본 발명의 펌핑부를 발췌한 단면도

도 4는 본 발명의 노즐부를 발췌한 사시도

도 5a,5b는 본 발명의 노즐부를 발췌한 단면도

도 6은 본 발명의 노즐부의 설치상태를 보인 사시도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:도유기 2:케이싱

3:보관탱크 4:제어반

5:노즐부 6:펌핑부

7:레일 7a:수직면부

8:밀폐캡 9:오링

10:손잡이 11:조임볼트

12:나비너트 13:배출관

14:송출실린더 15:모터

16:피스톤 17:원동축

18:원형캠 19:커넥팅로드

20:축핀 21:이송관

22:압력감지센서 23:서브탱크

24:토출공 25:실린더

26:전자석 27:피스톤밸브

28:연결환홈 29:토출공

30:노즐체 31:체결볼트

32:노즐공 33:고정브라켓

34:진동감지센서 35:적외선빔센서

도 1은 본 발명에서 제공하는 도유기(1)의 바람직한 일실시예를 보인 전체 구성도로서, 본 발명의 도유기(1)는 철로의 일측에 설치되는 케이싱(2) 내부에 그리스를 보관하는 보관탱크(3)와, 도유기(1)의 전체를 제어하는 제어반(4), 그리고 보관탱크(3)에 보관된 그리스를 적정의 압력으로 피스톤식으로 노즐부(5)로 송출하는 펌핑부(6)와, 상기 펌핑부(6)에서 송출되는 그리스를 피스톤식 개폐타입의 밸브에 의해 레일(7)상으로 토출하는 노즐부(5)로 이루어진다.

우선 케이싱(2) 상에 설치되는 보관탱크(3)는 내부 투시가 가능한 투명재의 보관탱크(3)로 구성되며, 보관되는 그리스 상에 공기가 유입되지 못하도록 밀폐캡(8)이 설치된다.

상기 밀폐캡(8)은 적당한 무게를 갖도록 하여 보관중인 그리스가 펌핑부(6)의 압력으로 노즐부(5)로 송출되면 무게에 의해 자동으로 하부로 하강할 수 있도록 되어 있고, 상기 밀폐캡(8)의 외연부, 즉 보관탱크(3)의 내연부와 접하는 부분은 밀봉을 위하여 오링(9)이 개재된다.

밀폐캡(8)의 상부에는 손잡이(10) 및 이를 개방 시에 사용하는 조임볼트(11) 및 나비너트(12)가 나사설치된다.

그리고 보관탱크(3)의 하부에는 보관된 그리스가 배출되는 배출관(13)이 배관되어 송출실린더(14)와 연결된다.

즉, 상기 송출실린더(14)는 펌핑부(6)상에 설치되는 것으로서, 송출실린더(14) 일측으로는 모터(15)와 연결된 피스톤(16)이 슬라이드 가능하게 설치된다.

상기 피스톤(16)은 모터(15)의 원동축(17)상에 축고정된 원형캠(18)상에 편심설치된 커넥팅로드(19)의 타단과 축핀(20)으로 각각 연결되어 모터(15)의 구동에 의해 피스톤(16)이 송출실린더(14)상에서 왕복운동하며 배출관(13)을 통하여 송출실린더(14)로 유입되는 그리스를 노즐부(5)로 이송관(21)을 통하여 송출하게 된다.

그리고 상기 송출실린더(14)에서 송출되는 그리스의 송출압력을 일정압력으로 유지하기 위한 이송관(21)의 선측에는 압력감지센서(22)를 설치하여 송출압력을 일정하게 유지하게 된다.

물론, 상기한 압력감지센서(22)에서 감지된 신호는 송출압력을 결정하는 모터(15)의 구동을 제어하게 되는 것이다.

이송관(21)을 통하여 송출된 그리스는 이송관(21)의 후단과 연결된 노즐부(5)로 송출되어 노즐부(5)상에 형성되어 있는 서브탱크(23)상으로 이송된다.

서브탱크(23)에는 다수개의 토출공(24)이 상부에 길이방향으로 형성된 실린더(25) 내부와 연통형성되고, 상기 실린더(25)상에는 전자석(26)에 의해 좌우로 왕복운동이 제어될 수 있는 피스톤밸브(27)가 설치된다.

상기 피스톤밸브(27)에는 상기 수개의 토출공(24)과 상호 연통할 수 있는 환형상의 연결환홈(28)이 형성되어 상기 실린더(25)의 상부에 형성된 토출공(29)과 상호 연통 또는 폐쇄를 단속할 수 있도록 한다.

토출공(29)의 상부에는 MC나이론으로 이루어지는 교환가능한 노즐체(30)를 체결볼트(31)로 결합하되, 상기 노즐체(30)에는 토출공(29)과 연통되는 노즐공(32)이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 노즐부(5)는 철도의 레일(7)상에 고정브라켓(33)으로 고정설치되는데, 노즐부(5)의 노즐체(30) 상단이 레일(7)이 설치되는 곡각지점 중 원심력을 집중적으로 받게 되는 부분의 수직면부(7a)측에 위치하도록 고정한다.

그리고 레일(7)의 곡각지점이 시작되는 부분에는 열차의 진입을 감지할 수 있는 진동감지센서(34)를 별도로 설치하여 제어반(4)이 설치된 케이싱(2) 상에 설치된 적외선빔센서(35)와 함께 열차의 진입여부를 선택적으로 감지할 수 있도록 한다.

즉, 통상적인 열차의 곡각지점 진입여부는 적외선빔센서(35)가 행하도록 하되, 상기 적외선빔센서(35)가 고장이나 오작동 등으로 인하여 열차 진입을 감지하지 못할 경우를 대비하여 진동감지센서(34)가 차선의 감지수단으로 부가 설치되는 것이다.

도면중의 부호 36은 체크밸브, 37은 열차의 차륜을 도시한 것이며,

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 도유기(1)는 철도 레일(7) 중 곡각지점에 설치되어 열차가 곡각지점을 경유할 때 원심력에 의하여 레일(7)의 일측과 마찰하면서 마모 및 소음이 다대하게 발생되는 현상을 미연에 방지하게 되는 것으로서, 이하 본 발명의 도유기(1)의 작용에 대하여 보다 상세히 설명키로 한다.

도유기(1)의 전원을 ON 시키면, 펌핑부(6)상의 모터(15)가 가동하여 상기 모터(15)의 원동축(17)상에 편심고정된 커넥팅로드(19)가 왕복운동을 하여 이와 연결된 송출실린더(14)상에 슬라이드 가능하게 설치된 피스톤(16)이 왕복운동을 행하게 되고, 상기 피스톤(16)의 왕복운동에 의하여 송출실린더(14)의 상부에서 배출관(13)으로 연결설치된 보관탱크(3)상의 고점도(약 320)의 그리스가 배출관(13)을 통하여 송출실린더(14) 상으로 인입되어 피스톤(16)의 송출압력에 의하여 이송관(21)을 통하여 그리스를 적정의 압력(약 30kg/cm³)으로 노즐부(5)로 송출하게 된다.

이때 그리스가 보관된 보관탱크(3)의 상부에는 적정한 중량을 가진 밀폐캡(8)이 오링(9)에 의해 밀봉을 유지한 상태로 복개되어 있어서 송출되는 량만큼 밀폐캡(8)은 밀봉상태를 유지하면서 하강을 하게 된다.

이송관(21)을 통하여 적정 압력으로 송출된 그리스는 노즐부(5)에 형성되어있는 서브탱크(23)에 이송이 된 상태에서 대기상태에 있게 된다. 그리고 상기 서브탱크(23)에 그리스가 충만된 상태에서 그리스의 토출압력은 항상 적정 압력을 유지하기 위하여 이송관(21) 선측의 압력감지센서(22)가 그리스의 토출압력을 상시 체킹하여 모터(15)를 간헐적으로 구동제어하게 된다.

이러한 압력감지센서(22)와 모터(15)의 연동제어는 일반적인 제어기술로 달성되는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기한 대기상태에서 열차가 철로의 곡각지점에 진입하게 되면 케이싱(2)에 설치된 적외선빔센서(35)가 이를 감지하게 되고, 적외선빔센서(35)의 감지신호가 제어반(4)에 전달되면 노즐부(5)의 좌우 전자석(26)중 일측 전자석(26)에 전원이 인가되어 전자석(26)이 자화되면서 전자석(26)의 슬라이더가 자력에 의하여 피스톤밸브(27)를 타측 전자석(26)이 위치하는 방향으로 슬라이드 시키게 되어 피스톤밸브(27)에 형성된 연결환홈(28)이 상하의 노즐공(32)과 토출공(29)을 상호 연통시키게 되어 서브탱크(23)내에 적정 압력으로 충진되어 있던 그리스가 토출공(29), 연결환홈(28), 노즐공(32)을 통하여 상부의 레일(7)의 수직면부(7a)에 그리스를 토출시키게 되며, 열차의 차륜(37)이 곡각지점을 통과하면서 토출된 그리스가 차륜(37)의 내면부에 도포되어 곡각지점 전체의 레일(7) 마모부위에 차륜(37) 구름운동시에 동시에 도포하게 되어 레일(7)의 곡각지점 마모현상 방지 및 소음을 획기적으로 저감시키게 되는 것이다.

그리고 상기 노즐부(5)에서 토출되는 그리스의 량은 곡각지점의 R값 및 통상 해당 철로를 통과하는 열차의 객차수 등을 감안하여 적정한 토출량을 사전에 설정하여 두면 열차가 곡각지점을 경유할 때에 레일 및 차륜의 마모, 그리고 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 것이다.

한편, 열차의 곡각지점 진입을 적외선빔센서(35)가 감지하지 못하거나 작동이 되지 않을 시에는 철로에 설치된 진동감지센서(34)가 이를 감지하여 제어반(4)에 열차 진입을 감지통보하여 전기와 같이 적량의 그리스를 노즐부(5)를 통하여 레일(7) 수직면부(7a)에 토출하게 되는 것이다.

레일(7)에 그리스의 적량 토출이 종료되면 전자석(26) 중 전기한 피스톤밸브(27)를 일측으로 밀었던 전자석(26) 반대측의 전자석(26)으로 전원이 인가되어 전자석(26)의 슬라이더가 피스톤밸브(27)를 개방방향과는 반대방향으로 밀어주게 되어 연결환홈(28)이 상하의 노즐공(32), 토출공(29)을 동시에 피스톤밸브(27) 외연부가 밀폐시키게 되어 그리스의 토출은 종료되는 것이다.

본 발명에서 상기 노즐체(30)는 MC나이론을 사용하여 레일(7)의 수직면부(7a)에 연접설치하여 레일(7)의 수직면부(7a)에 그리스를 토출하는 것으로서, 열차가 곡각지점을 경유할 시에 열차의 차륜(37)이 상기 노즐체(30)의 상면부와 면접하면서 그리스를 도포하게 되므로, 사용 중 마모 등이 발생 시 체결볼트(31)를 나사분리하여 교체사용할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 도유기는 원심력에 의해 열차가 철로의 곡각지점을 지날 때 발생하는 레일과 열차 차륜의 마모현상 및 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 레일과 차륜 상간에 그리스를 자동으로 도포할 수 있는 것으로서, 본 발명은 특히 열차의 곡각지점 진입을 적외선빔센서(35) 및 진동감지센서(34)가 선택적으로 자동 감지하여 점도가 높은 그리스를 피스톤(16)으로 이송관(21)을 통하여 송출하고, 노즐부(5)에서 적정의 토출압력을 유지한 상태로 대기하다가 그리스를 열차의 객차수에 맞게 사전 설정된 양만큼 적량씩 토출하여 원심력에 의해 레일과 열차의 차륜이 마모되는 것을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 더불어 곡각지점을 열차가 통과시 소음도 저감시킬 수 있는 것이며, 그리스의 토출량 및 토출 시간이 사전 설정된 양만큼 소정 시간에 소정량씩 자동으로 도유되므로 그리스만 보관탱크(3)에 보충만 해주면 별도의 관리가 필요치 않아 유지보수 인력도 최소화할 수 있고, 점도가 높은 그리스를 사용할 수 있도록 하여 철로 주변의 오손 등을 미연에 방지하여 환경오염에도 일조할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

Claims (1)

1. 철로의 곡각지점 레일(7) 중 열차가 원심력에 의하여 열차 차륜(37)이 레일(7)의 수직면부(7a)와 면접하는 부분에 그리스를 정량씩 토출할 수 있도록 한 도유기(1)를 구성함에 있어서;

   상기 도유기(1)는 그리스를 보관하는 보관탱크(3)와 제어반(4)이 설치된 케이싱(2)과,

   상기 보관탱크(3)에 보관된 그리스를 적정의 압력으로 피스톤식으로 노즐부(5)로 송출하는 펌핑부(6)와,

   상기 펌핑부(6)에서 송출되는 그리스를 피스톤식 개폐타입의 밸브에 의해 레일(7)상으로 토출하는 노즐부(5)로 이루어지며,

   상기 보관탱크(3)는 내부 투시가 가능한 투명재의 보관탱크(3)상에 공기차단용의 오링(9)과 적정 무게를 가지며 상부에는 손잡이(10)와 조임볼트(11) 및 나비너트(12)를 갖는 밀폐캡(8)을 설치하며,

   상기 보관탱크(3)의 하부는 배출관(13)이 배관되어 송출실린더(14)와 연결되며,

   상기 송출실린더(14) 일측으로는 모터(15)와 연결되어 왕복운동할 수 있는 피스톤(16)이 설치되고,

   상기 피스톤(16)은 모터(15)의 원동축(17)상에 축고정된 원형캠(18)상에 편심설치된 커넥팅로드(19)의 타단과 축핀(20)으로 각각 연결되어 모터(15)의 구동에의해 피스톤(16)이 송출실린더(14)상에서 왕복운동토록하며,

   상기 송출실린더(14)의 타단은 그리스를 노즐부(5)로 이송하는 이송관(21)을 연결하되 상기 이송관에는 압력감지센서(22)를 설치하여 모터(15)를 제어할 수 있도록 하고,

   상기 노즐부(5)에는 이송관(21) 단부와 연결되는 서브탱크(23)를 형성하고,

   상기 서브탱크(23)에는 다수개의 토출공(24)이 상부에 길이방향으로 형성된 실린더(25) 내부와 연통형성되고, 상기 실린더(25)상에는 전자석(26)에 의해 좌우로 왕복운동이 제어될 수 있는 피스톤밸브(27)가 설치되며,

   상기 피스톤밸브(27)에는 상기 토출공(24)과 상호 연통할 수 있는 연결환홈(28)이 형성되어 상기 실린더(25)의 상부에 형성된 토출공(29)과 상호 개폐단속토록 하며,

   상기 토출공(29)의 상부에는 상호 연통되는 노즐공(32)을 가진 교환가능한 노즐체(30)를 체결볼트(31)로 결합하며,

   상기 케이싱(2)과 레일(7)의 곡각지점 진입부에는 각각 적외선빔센서(35)와 진동감지센서(34)를 설치한 것을 특징으로 하는 도유기.