KR100444544B1 - 릴리이프 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 릴리이프 밸브에 관한 것이며, 특히 작동유의 압력이 릴리이프 설정 압력에 도달하여 릴리이프될 경우 급작스러운 충격 압력으로 인하여 발생하는 소음을 제거하고 포핏 시트부가 손상되는 경우 보수가 용이하게 되어 있는 네거티브 콘트롤 방식의 릴리이프 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브는, 본체 내에 형성된 유로 일측을 차단하여 상기 유로에 걸리는 유압이 자체의 설정 압력보다 높을 경우 상기 유압을 릴리이프시키기 위한 릴리이프 밸브에 있어서, 자체의 일단이 상기 유로 일측에 결합되어 있고 자체의 외주면에는 상기 본체 내에 형성된 귀환 유로와 연통되는 슬리이브 홀이 형성되어 있는 슬리이브, 상기 슬리이브 내에서 미끄럼 가능하게 위치되어 있고 자체의 일단 외측 연부에는 상기 슬리이브의 일단 내측에 형성된 슬리이브 시트부에 안착되는 포핏 시트부가 형성되어 있고 상기 자체의 일단 내측에 상기 슬리이브 홀과 연통되는 제1 오리피스가 형성된 요홈이 형성되어 있는 포핏, 상기 포핏의 타단을 가압하도록 상기 슬리이브 내에 내장되어 있는 스프링, 및 상기 스프링의 후방에서 상기 스프링의 압력을 조절하도록 상기 슬리이브의 타단에 체결되어 있는 플러그를 포함하는 것이 특징이다.

Description

릴리이프 밸브

본 발명은 릴리이프 밸브에 관한 것이며, 특히 작동유의 압력이 릴리이프 설정 압력에 도달하여 릴리이프될 경우 급작스러운 충격 압력으로 인하여 발생하는 소음을 제거하고 포핏 시트부가 손상되는 경우 보수가 용이하게 되어 있는 네거티브 콘트롤 방식의 릴리이프 밸브에 관한 것이다.

굴삭기와 같은 중장비에서 펌프를 포함한 각종 유압 요소를 보호하기 위하여 유압 회로 내에 걸리는 최대 압력을 제한하기 위하여 네거티브 콘트롤(negativecontrol) 방식의 릴리이프 밸브가 이용된다. 네거티브 콘트롤 방식이란 유압 라인의 일측을 차단하고 있는 릴리이프 밸브의 포핏에 오리피스를 형성하여 상기 오리피스를 통해 상기 유압 라인으로부터의 유체를 귀환 회로로 흘려보내면서 상기 유압 라인의 압력 변화를 감지하고 상기 유압 라인에 걸리는 압력이 상기 릴리이프 밸브의 설정 압력 보다 클 경우 상기 포핏이 열려 유압이 릴리이프되는 방식을 의미한다.

이와 같은 방식의 릴리이프 밸브의 구조가 도1에 개략적으로 도시되어 있다 여기서, 유로(10) 내의 유체의 일부는 포핏(30)의 일단이 상기 유로(10)를 차단한 상태에서 오리피스(31)를 통해 귀환 유로(12)로 귀환된다. 유로(10)에 걸리는 유압이 플러그(50)에 의해 설정된 스프링(40)의 압력보다 크게되면 포핏(30)이 급작스럽게 열리게 되고, 상기 유로(10) 내의 유체는 귀환 유로(12)를 통해 순간적으로 빠져나가게 된다. 상기 포핏(30)이 열릴 때, 도3에 도시된 바와 같이 유로(10)에 걸리는 압력의 변화는 순간적으로 급격하게 하강하여 회로 내에 충격 압력을 발생시킨 다음에 다시 증가하게 된다. 이에 따라, 유압 회로 내의 각종 관련 요소들에 충격이 가해지게 되며 소음의 발생이 심해지게 되는 것이다. 또한, 급격한 압력의 하강 후 다시 증가하는 압력의 변화, 즉 오버라이드(overide)의 크기가 비교적 크게 되어있으므로 유량 대비 압력의 콘트롤 범위가 커지는 문제점이 있으므로 유량 제어가 불안정하고 장비의 작동이 불안정하게 된다. 그리고, 포핏(30)의 포핏 시트(seat)부(36)가 본체(100)에 직접 안착되게 되므로 장기간 사용시에는 본체(100)측과 시트부(36)측의 마모에 따른 누출 현상이 발생하게 된다. 이에 따라, 유량 제어가 불완전하며, 특히 본체(100)측이 손상될 경우에는 본체(100)를 교체하여야 하는 손실이 따르게 된다. 더욱이, 작동유에 포함되어 있는 불순물에 의해 오리피스(31)가 막히게 되어 유량 조절이 어렵게 되는 것을 방지하기 위하여 도2에 도시된 바와 같이, 또 다른 선행 기술에서는 필터(35)를 사용하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 유압 회로 내의 압력이 릴리이프 밸브의 설정압에 도달하여 상기 릴리이프 밸브의 포핏이 열릴 때, 급작스러운 변화를 제거하여 소음을 방지하고 유압 시스템의 유압 콘트롤을 안정적으로 유지하기 위한 릴리이프 뱉브를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 릴리이프 밸브의 포핏 시트부가 본체측과 직접 착좌되지 않게 되어 본체측이 손상을 입게 되지 않고, 릴리이프 밸브 자체만을 간단히 교체할 수 있는 릴리이프 밸브를 제공하기 위한 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 릴리이프 밸브를 개략적으로 도시하는 단면도.

도 2 는 또 다른 종래 기술에 따른 릴리이프 밸브를 개략적으로 도시하는 단면도.

도 3 은 종래 기술에 따른 릴리이프 밸브가 릴리이프될 때 유량과 압력과의 관계를 도시하는 그래프.

도 4 는 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브를 개략적으로 도시하는 단면도.

도 5 는 도 4 의 주요 부분의 확대 단면도.

도 6 은 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브가 릴리이프될 때 유량과 압력과의 관계를 도시하는 그래프.

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

10: 유로

12: 귀환 유로

20: 슬리이브

22: 외주면

24: 슬리이브 홀

26: 슬리이브 시트부

30: 포핏

32: 제1 오리피스

34: 요홈

34a: 저면

36: 포핏 시트부

40: 스프링

50: 플러그

60: 볼트

60a: 헤드부

62: 제2 오리피스

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브는, 본체 내에 형성된 유로 일측을 차단하여 상기 유로에 걸리는 유압이 자체의 설정 압력보다 높을 경우 상기 유압을 릴리이프시키기 위한 릴리이프 밸브에 있어서, 자체의 일단이 상기 유로 일측에 결합되어 있고 자체의 외주면에는 상기 본체내에 형성된 귀환 유로와 연통되는 슬리이브 홀이 형성되어 있는 슬리이브, 상기 슬리이브 내에서 미끄럼 가능하게 위치되어 있고 자체의 일단 외측 연부에는 상기 슬리이브의 일단 내측에 형성된 슬리이브 시트부에 안착되는 포핏 시트부가 형성되어 있고 상기 자체의 일단 내측에 상기 슬리이브 홀과 연통되는 제1 오리피스가 형성된 요홈이 형성되어 있는 포핏, 상기 포핏의 타단을 가압하도록 상기 슬리이브내에 내장되어 있는 스프링, 및 상기 스프링의 후방에서 상기 스프링의 압력을 조절하도록 상기 슬리이브의 타단에 체결되어 있는 플러그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브의 다른 특징은 상기 요홈내에 자체의 헤드부와 상기 요홈과의 틈새로 인하여 형성되는 제2 오리피스를 형성하도록 상기 요홈의 저면에 체결되어 있는 볼트를 또한 포함하는 것이다.

본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브의 또 다른 특징은 유압이 릴리이프 될 때 작동유의 유량이 서서히 증가되면서 상기 제2 오리피스를 빠져나가도록 상기 포핏의 포핏 시트부가 경사면으로 형성되어 있는 것이다.

이하 도4 내지 도6을 참조로 하여 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브를 상세히 설명한다.

도4에는 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브가 개략적으로 도시되어 있다. 슬리이브(20)의 일단은 본체(100) 내에 형성된 유압 회로의 유로(10)일측에 결합되어 있고, 밀봉 부재(29)에 의해 밀봉되어 있다. 슬리이브(20)의 외주면(22)에는 본체(100) 내에 형성된 귀환 유로(12)와 연통되는 슬리이브 홀(24)이 형성되어 있다. 상기 슬리이브(20)의 타단은 상기 본체(100)와 체결되어 있고, 밀봉 부재(29)에 의해 밀봉되어 있다. 슬리이브(20) 내에는 포핏(30)이 미끄럼 가능하게 위치되어 있고, 상기 포핏(30)의 후방에는 스프링(40)이 위치되어 있으며, 상기 스프링(40)의 후방에는 상기 스프링(40)의 장력을 조절하기 위한 플러그(50)가 상기 슬리이브(20)에 체결되어 있다.

도5를 참조하면, 도4의 주요 부분이 확대되어 도시되어 있다. 포핏(30)의 일단에는 요홈(34)이 축방향으로 형성되어 있고, 상기 요홈(34) 내에는 상기 슬리이브(20)에 형성된 슬리이브 홀(24)과 연통되는 제1 오리피스(32)가 형성되어 있다. 상기 요홈(34)의 저면(34a)에는 볼트(60)가 체결되어 있는데, 상기 볼트(60)의 헤드부(60a)는 상기 요홈(34)과의 틈새에 의해 형성되는 제2 오리피스(62)를 형성한다. 또한, 상기 포핏(30)의 일단은 상기 슬리이브(20)의 일단 내측에 형성된 슬리이브 시트부(26)와 안착되는 포핏 시트부(36)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 포핏 시트부(36)는 귀환 유로(12)로 확대되는 형상으로 경사면으로 형성되어 있다.

유로(10) 내로 작용하는 작동유는 제2 오리피스(62)를 통해 유입한 다음, 제1 오리피스(32)를 통해 슬리이브 홀(24)로 유출된다. 상기 슬리이브 홀(24)로부터 유출되는 작동유는 귀화 유로(12)를 통해 탱크(도시되지 않음)로 귀환된다. 이제, 유로(10)에 걸리는 압력이 플러그(50)에 의해 설정된 스프링(40) 압력보다 크게 되면, 포핏(30)이 스프링(40)을 누르면서 후방으로 이동하여 열리게 된다. 이에 따라, 슬리이브 시트부(26)에 안착되어 있는 포핏 시트부(36)가 상기 슬리이브 시트부(26)로부터 떨어지게 되어 상기 유로(10) 내의 유압이 릴리이프되게 된다. 이때, 상기 포핏(30)의 포핏 시트부(36)가 경사면으로 형성되어 있으므로 유로(10)으로부터 유출되는 유량이 서서히 증가되게 되므로 도6에 도시된 바와 같이 유로(10)내의 압력 변화는 점진적으로 증가된다. 따라서, 릴리이프 시에 충격적인 압력 변화가 방지되게 되어 유압 요소가 보호되고 소음이 방지되게 된다. 또한 릴리이프후에 오버라이드의 크기도 작게되어 안정적으로 유량이 제어되어 유압 시스템이 안정적으로 작동하게 된다. 또한, 필요한 경우에는 포핏(30)의 요홈(34) 내에 체결되어 있는 볼트(60)의 헤드부(60a) 직경을 변경시킴으로써 제2 오리피스(62)의 단면적을 변경시킬 수 있으므로, 요구되는 유압 회로의 압력 조건에 따라 유량 콘트롤을 용이하게 변경할 수가 있다. 그리고, 포핏(30)의 포핏 시트부(36)는 본체(100)에 대해 안착되지 않고, 슬리이브 시트부(26)에 안착되게 되므로 장기간의 사용 후에는 본체(100)측이 아닌 슬리이브 시트부(26)가 마모되게 되므로 슬리이브(20)만을 간단하게 교체하면 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 적합한 실시예에 따른 릴리이프 밸브는 릴리이프시에 작동유가 서서히 귀환 유로로 유출되게 되므로 급작스러운 압력 변화로 인한 충격이 방지되며, 릴리이프 후의 오버라이드 크기가 감소되어 각종 유압 요소의 손상이 방지되고 소음이 방지되며 안정적인 유량의 제어가 가능하게 되는 효과가 있다. 또한, 포핏의 릴리이프 작동으로 인한 안찰면의 마모는 슬리이브에만 발생하게 되므로 장기간의 사용시 슬리이브만을 간단하게 교체하면 되므로 비용 절감의 효과가 있다. 그리고, 직경이 다른 헤드부를 갖는 볼트를 교체함으로써 필요에 따라 오리피스의 단면적을 간단하게 변경시켜 요구되는 유량 조건에 간단하게 대응할 수 있다. 또한, 볼트의 헤드부와 요홈 사이에 형성된 공간인 오리피스가 필터의 역할을 동시에 수행하므로 별도의 필터가 필요하지 않게 되는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 본체(100) 내에 형성된 유로(10) 일측을 차단하여 상기 유로(10)에 걸리는 유압이 자체의 설정 압력보다 높을 경우 상기 유압을 릴리이프시키기 위한 릴리이프 밸브에 있어서,

   자체의 일단이 상기 유로(10) 일측에 결합되어 있고 자체의 외주면(22)에는 상기 본체(100) 내에 형성된 귀환 유로(12)와 연통되는 슬리이브 홀(24)이 형성되어 있는 슬리이브(20),

   상기 슬리이브(20) 내에서 미끄럼 가능하게 위치되어 있고 자체의 일단 외측 연부에는 상기 슬리이브(20)의 일단 내측에 형성된 슬리이브 시트부(26)에 안착되는 포핏 시트부(36)가 형성되어 있고 상기 자체의 일단 내측에 상기 슬리이브 홀(24)과 연통되는 제1 오리피스(32)가 형성된 요홈(34)이 형성되어 있는 포핏(30),

   상기 포핏(30)의 타단을 가압하도록 상기 슬리이브(20) 내에 내장되어 있는 스프링(40), 및

   상기 스프링(40)의 후방에서 상기 스프링(40)의 압력을 조절하도록 상기 슬리이브(20)의 타단에 체결되어 있는 플러그(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 요홈(34) 내에 자체의 헤드부(60a)와 상기요홈(34)과의 틈새로 인하여 형성되는 제2 오리피스(62)를 형성하도록 상기 요홈(34)의 저면(34a)에 체결되어 있는 볼트(60)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
3. 청구항 1에 있어서, 유압이 릴리이프 될 때 작동유의 유량이 서서히 증가되면서 상기 제2 오리피스(62)를 빠져나가도록 상기 포핏(30)의 포핏 시트부(36)가 경사면으로 형성되어 있는 릴리이프 밸브.

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