KR101058181B1

KR101058181B1 - 브레이커용 밸브 시스템

Info

Publication number: KR101058181B1
Application number: KR1020090038969A
Authority: KR
Inventors: 이원해
Original assignee: 대모 엔지니어링 주식회사
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2011-08-22
Also published as: KR20100119999A

Abstract

본 발명은, 브레이커용 밸브 시스템에 관한 것이다.

이는 특히, 실린더의 내측에 항시 저압유가 공급되는 상부챔버와 항시 고압유가 공급되는 하부챔버가 공존하도록 제1,2대경부를 갖는 피스톤이 장착되어 로드를 타격하도록 설치되는 브레이커용 밸브 시스템에 있어서,

상기 실린더에 재생밸브가 연결되어 실린더에서 공급되는 항시 고압유를 공급 받아 동작하는 재생밸브피스톤의 동작시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유측으로 이동하도록 하고,

상기 항시 저압유측으로 공급되는 항시 고압유에 의해 재생밸브에 연결되는 제어밸브의 제어밸브피스톤을 이동시키고, 상기 제어밸브피스톤의 이동시 그 일측에 공급되는 항시 고압유가 실린더의 상부챔버에 연결되어 공급되는 항시 저압유측으로 흐르도록 설치되는 구성으로 이루어 진다.

이에 따라서, 로드 전달되는 충격력의 지연시간을 조절하며, 피스톤에 전달되는 충격력을 필요에 따라 선택적으로 사용하는 것이다.

2행정밸브, 재생밸브, 실린더, 로드

Description

브레이커용 밸브 시스템{a valve system for a breaker}

본 발명은 실린더에서 공급되는 항시 고압유를 공급 받아 동작하는 재생밸브피스톤의 동작시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유 측으로 이동하도록 하고, 상기 재생밸브에 연결되는 제어밸브의 제어밸브피스톤이 항시 고압유에 의해 이동시 항시 고압유를 실린더의 상부챔버에 공급하도록 하는 구성으로 로드 전달되는 충격력의 지연시간을 조절하도록 하는 브레이커용 밸브 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 브레이커는 크게 구분하여 브레이커 몸체를 이루는 실린더와, 실린더에 운동 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤에 의해 타격되도록 실린더 하부에 설치되는 치즐과, 실린더하실과 실린더상실에 압유를 선택적으로 공급하여 피스톤을 왕복운동시키기 위한 밸브장치로 이루어진 유압시스템으로 구성된다.

그리고, 상기 피스톤은 유압에 의해 구동되어 상승위치와 타격위치 사이를 왕복운동하는 것으로, 타격위치에서 치즐을 타격하도록 구성된다.

또한, 상기 치즐은 피스톤의 운동에너지를 충격에너지로 바꾸어 피파쇄물에 전달하는 것으로, 피스톤이 상승위치로부터 타격위치로 하강시 피스톤에 의해 타격 된다.

더하여, 상기 브레이커의 유압시스템은 브레이커로 유입되어 실린더로 공급되는 작동유의 방향을 제어하는 제어밸브를 갖추고 있으며, 상기 제어밸브는 왕복운동하는 피스톤의 위치에 따라 피스톤에 종속적으로 제 1위치와 제 2위치 사이를 왕복운동하는 것으로서 제1위치에서는 실린더 상부실의 저압유로에 연결시켜 실린더하부실에 항시 작용하는 고압에 의하여 피스톤을 타격위치에서 상승위치로 운동시킨다.

그리고, 상기 제2위치에서는 실린더 상부실을 고압유로에 연결하여 피스톤을 상승위치에서 타격위치로 운동시킨다.

이때, 상기 피스톤의 상단에는 압축가스가 주입된 실린더가스실이 구비되어 피스톤이 상승하면서 더욱더 압축되도록 구성되는데 이 가스압력은 피스톤 하강시 피스톤의 운동속도를 높이는 기능을 한다.

계속하여, 상기 치즐은 실린더 하부에 제한된 거리만큼 운동 가능하게 설치되며, 브레이커에서 이탈되지 않도록 치즐핀에 의해 지지되는 것이다.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 유압브레이커는 도1에서와 같이, 유압을 공급 및 회수하기 위한 유압통로(L1)가 형성된 헤드캡(10)과, 피스톤(21)이 왕복운동 가능하게 장착되어 있으면서 피스톤을 작동시키기 위한 밸브(23) 등의 구성요소가 장착되어 있는 실린더(20) 및 상기한 피스톤(210)에 연결되어 왕복운동하면서 타격작동을 수행하는 타격용 로드(27)가 구비된 프런트헤드(40) 등이 분할 형성되는 구성으로 실린더에 공급되는 유압에 의해 피스톤이 승,하강하면서 로드을 타격 하게 되고, 상기 로드이 암반등을 파쇄하게 되는 것이다.

상기와 같은 브레이커는, 실린더(20) 내부로 유압 또는 공압의 압력원이 공급되면 피스톤(21)은 하강 동작하며 프런트헤드(40)에 내장되어 있는 로드(27)의 상단에 압력을 발생시키게 되며, 상기 압력에 의해 로드(7)는 파쇄물을 타격하여 파쇄시키는 동작을 수행하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 브레이커는, 로드에 전달되는 충격력의 지연시간을 조절할 수 없으며, 피스톤에 전달되는 충격력을 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 없음은 물론 충격력의 자유로운 조절과 정확한 사용이 힘들게 되는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 로드 전달되는 충격력의 지연시간을 조절할 수 있도록 하며, 피스톤에 전달되는 충격력을 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하고, 작업조건에 따라 사용자가 선택적으로 피스톤에 전달되는 압력을 정확하게 조절할 수 있도록 하며, 충격력을 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 브레이커용 밸브 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내측에 항시 저압유가 공급되는 상부챔버와 항시 고압유가 공급되는 하부챔버가 공존하도록 제1,2대경부를 갖는 피스톤이 장착되어 로드를 타격하도록 설치되는 브레이커용 밸브 시스템에 있어서,

상기 항시 저압유측으로 공급되는 항시 고압유에 의해 재생밸브에 연결되는 제어밸브의 제어밸브피스톤을 이동시키고, 상기 제어밸브피스톤의 이동시 그 일측에 공급되는 항시 고압유가 실린더의 상부챔버에 연결되어 공급되는 항시 저압유측으로 흐르도록 설치되는 브레이커용 밸브 시스템을 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 로드 전달되는 충격력의 지연시간을 조절하며, 피스톤에 전달되는 충격력을 필요에 따라 선택적으로 사용하고, 작업조건에 따라 사용자가 선택적으로 피스톤에 전달되는 압력을 정확하게 조절하고, 충격력을 자유롭게 조절하는 효과가 있는 것이다.

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

도2는 본 발명에 따른 브레이커의 유압회로를 도시한 단면도이고, 도3은 본 발명의 유압회로에 사용되는 재생밸브를 도시한 단면도이며, 도4는 본 발명의 유압회로에 사용되는 2행정밸브를 도시한 단면도이고, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이커의 유압회로를 도시한 단면도이다.

본 발명의 브레이커는, 실린더(100)의 상부에 상대적으로 넓은 면적을 갖는 상부챔버(A)가 구비되어 항시 저압유(CL)가 유동하도록 설치되고, 상기 실린더의 하부에는 상부챔버에 비하여 상대적으로 좁은 면적을 갖는 하부챔버(B)가 구비되어 항시 고압유(CH)가 유동하도록 설치된다.

이때, 상기 실린더(100)의 내측에는 상부챔버(A)와 하부챔버(B)가 공존하도록 제1,2대경부(240)(220)을 갖는 피스톤(200)이 장착되고, 상기 피스톤(200)의 하부에 로드(300)가 위치된다.

더하여, 상기 실린더(200)의 내측에 설치되는 피스톤(200)의 제1,2대경부(240)(220) 사이에는 2행정밸브(430)와 연결되면서 피스톤(200)의 하향시 항시 고압유(CH)가 2행정밸브(430)측으로 유동토록 높이방향에 제1,2포트(430H)(430L)를 갖는 변환영역(C)이 위치한다.

이때, 상기 제2대경부(220)는, 상향시 항시 고압유(CH)가 항시 저압유(CL)측으로 흐르지 못하도록 관로를 폐쇄토록 설치된다.

더하여, 상기 실린더(200)의 상부에 가스실(160)이 구비된다.

그리고, 상기 제1,2포트(430H)(430L)는 2행정밸브(430)에 연결되며, 상기 2행정밸브(430)는, 내측에 설치되는 행정밸브피스톤(435)의 둘레에 항시 저압유(CL)가 작용토록 하면서 항시 고압유(CH)에 의해 행정밸브피스톤(435)을 이동시켜 고압유를 재생밸브(450A)에 공급토록 설치된다.

또한, 상기 재생밸브(450A)는, 내측에 설치되는 재생밸브피스톤(455)에 2행정밸브(430)에서 공급되는 항시 고압유(CH)에 의해 동작토록 2행정밸브(430)에 연결된다.

이때, 상기 재생밸브(450A)는, 2행정밸브(430)를 거치지 않고 실린더에서 항시 고압유(CH)를 공급받아 동작하여도 된다.

계속하여, 상기 재생밸브(450A)는, 재생밸브피스톤(455)에 접촉되면서 분할되는 상대적으로 적은 면적을 갖는 제1고압실(451)과 제1고압실보다 큰 면적을 갖는 제1저압실(453)이 구비설치되어 이에 항시 고압유(CH)와 항시 저압유(CL)가 공급토록 설치된다.

이때, 상기 재생밸브피스톤(455)은, 2행정밸브(430)에서 공급되는 항시 고압유(CH)에 의한 이동시 재생밸브의 제1고압실에 공급되는 항시 고압유(CH)가 제1저압실(453)과 개방토록 하면서 유동되어 항시 고압유(CH)를 제어밸브(450B)에 공급토록 설치된다.

그리고, 상기 제어밸브(450B)는, 상기 재생밸브(450)의 제1저압실(453)에서 공급되는 항시 고압유(CH)에 의해 동작하는 제어밸브피스톤(415)이 내측에 구비되고, 상기 제어밸브피스톤(415)에는 접촉되면서 분할되도록 항시 고압유(CH)와 항시 저압유(CL)가 동시 공급토록 설치된다.

이때, 상기 제어밸브피스톤(415)은, 그 외측에 분할되는 제2고압실(411)과 제2저압실(413)이 각각 구비되어 재생밸브(450A)의 항시 고압유(CH)에 의해 제어밸브피스톤(415)이 상향할 때 제2고압실(411)과 제2저압실(413)이 상호 통하도록 되어 제2고압실(411)에 공급되는 항시 고압유(CH)가 제2저압실(413)을 통과한 후 실린더(100)의 상부챔버(A)에 항상 고압유(CH)를 공급토록 설치된다.

한편, 도5에서와 같이, 상기 재생밸브(450A)는 하나 이상이 순차로 연결되는 N재생밸브(450_N) ... N+1재생밸브(450_N+1)가 복수개 순차 또는 개별 연결된다.

즉, 상기 N재생밸브(450_N) ... N+1재생밸브(450_N+1)는, 제1고압실과 제1저압실이 재생밸브 피스톤의 둘레에 분할 설치되는 구성을 갖는 재생밸브(450A)와 동일한 구성으로 하나 이상이 순차로 연결되면서 점차로 면적이 증가되는 형상으로 이를 통하여 출력되는 항시 고압유(CH)의 작용압력이 증가토록 설치되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서 도시한 바와같이, 브레이커는 실린더(100)와 그 내측에 설치되는 피스톤(200)을 구비하는 구성이면서 실린더(100)의 상부에 가스실(160)을 구비하는 구성으로 상기 피스톤(200)의 하부에 연결되는 로드(300)를 일정한 지연시간으로 타격하도록 하고, 피스톤의 상승시 가스실(160)을 압축토록 한다.

특히, 상기 실린더(100)의 내측에 설치되는 피스톤(200)에는 제1,2대경부(240)(220)가 구비되어 이를 통하여 상부챔버(A)와 변환영역(C) 및 하부챔버(B)가 공존하도록 된다.

그리고 브레이커는, 실린더(100)에 운동가능하게 배치되는 피스톤(200)이 상부챔버(A)와 변환영역(C) 및 하부챔버(B) 사이에서 왕복운동하는 것으로, 간격을 두고 형성되는 제1,2대경부(240)(220)에 의해 밀폐공간인 상부챔버(A)와 변환영역(C) 및 하부챔버(B)을 형성하게 된다.

이때, 상기 상부챔버(A)은 하부챔버(B)보다 넓은 면적을 구비하면서 항시 저압유(CL)가 공급토록 설치되고, 상기 상부챔버(A)에 대응되는 하부챔버(B)는 상부챔버(A)보다 축소되는 면적으로 항시 고압유(CH)가 공급토록 된다.

즉, 상기 실린더(100)는, 그 일측에 연결되는 2행정밸브(430)와 재생밸브(450A) 및 제어밸브(450B)를 통하여 상부챔버(A)에 항시 고압유(CH)가 공급될 때 상부챔버(A)와 하부챔버(B)는 모두 고압이지만 상부챔버(A)의 면적이 하부챔버(B)의 면적보다 더 크므로 면적차로 인한 유압력의 차이로 피스톤(200)에는 하향의 힘이 작용하고, 더욱이 가스실(16)의 가스압력이 피스톤에 하향의 힘을 가하므로 피스톤(200)은 빠른 속도로 하강하게 된다.

이때, 상기 실린더(100)에 연결되는 하나 이상의 재생밸브들인 재생밸브(450A), N재생밸브(450_N) ... N+1재생밸브(450_N+1)를 통하여 실린더(100) 상부챔버(A)로 향하는 유압유의 공급시간을 지연시켜 로드에 전달되는 타격시간을 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상기 변환영역(C)에서는 상기 항시 저압유(CL)가 공급토록 되나 피스톤(200)의 하강시 항시 고압유(CH)가 상기 저압유(CL)측으로 유동하도록 설치된다.

계속하여, 상기 피스톤(200)이 상승하기 위해서는, 하부챔버(B)의 압력으로 인해 피스톤(200)에 상향으로 가해지는 힘이 가스실(160)의 압축가스와 상부챔버(A)에 전해지는 압의 합력에 의해 피스톤(200)에 하향으로 가해지는 힘에 피스톤 자중, 마찰력 등을 더한 합력보다 더 커야 하는데, 이와 같이 피스톤(200)을 상승시키기 위해서는 하부챔버(B)에 전해지는 압력이 증가하면 가능하게 된다.

즉, 상부챔버(A)에 저압이 작용하도록 함으로써, 하부챔버(B)에 작용하는 항시 고압유(CH)에 의하여 피스톤(200)이 상승할 수 있도록 한다.

이때, 상부챔버(A)에서 배출되는 작동유는 제어밸브(450B)를 순환하여 리턴된다.

이상과 같은 브레이커의 동작을 설명하면, 피스톤(200)이 하강하게 되면 상기 제1대경부(240)가 항시 저압유(CL)의 유동을 차단하면서 제2대경부(220)가 하강되어 항시 저압유(CL)가 충진되는 변환영역(C)에 항시 고압유(CH)가 공급토록 된 다.

이때, 상기 실린더(100)에 연결되는 일체로 2행정밸브(430)를 변환시켜 항시 고압유(CH)를 재생밸브(450A)에 공급토록 하고, 상기 재생밸브(450A)에 공급되는 2행정밸브로부터의 항시 고압유가 작용하는 면적이 재생밸브(450A)자체에 공급되는 항시 고압유(CH)가 작용하는 면적보다 증가되어 재생밸브피스톤(455)이 이동하면서 상기 재생밸브 자체에 공급되는 항시 고압유(CH)가 제어밸브(450B)에 흐르도록 한다.

계속하여, 상기 재생밸브(450A)에서 공급되는 항시 고압유(CH)는 항시 저압유(CL)가 흐르도록 설치되는 제어밸브(450B)의 제어밸브피스톤(415)을 이동시켜 항시 고압유(CH)가 상부챔버(A)에 흐르도록 하여 피스톤(200)을 하강시키는 힘으로 작용토록 한다.

한편, 도5에서와 같이, 상기 재생밸브(450A)는 동일한 구성을 갖는 하나 이상이 순차로 연결되면서 점차로 면적이 증가되어 압력이 증가토록 설치되는 N재생밸브(450_N)... N+1재생밸브(450_N+1)로 이루어진 복수개의 재생밸브가 순차로 더 연결되는 구성으로 이루어 져 이를 순차로 연결하여 복수개 조합하거나 단독으로 동작시킬 때 원하는 지연시간이나 압력을 얻을 수 있다.

즉, 상기 피스톤(200)에 의해 동작하는 로드(300)를 통한 타격 타이밍을 조절할 수 있음은 물론 로드에 전해지는 충격력을 N재생밸브(450_N)... N+1재생밸브(450_N+1)를 순차로 동작시키거나 어느 하나를 선택하는 구성을 통하여 얻을 수 있 게 된다.

이와 같은 구성에 의하여 브레이커의 피스톤(200)은 상호 순차적으로 상승과 하강을 반복하며서 왕복운동하게 되며, 피스톤(200)이 하부챔버(B)로 하강할 때마다 로드(300)를 타격하여 로드(300)에 접촉된 피 파쇄물을 반복 타격하게 되는 것이다.

도1은 종래의 브레이커를 도시한 단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 브레이커의 유압회로를 도시한 단면도이다.

도3은 본 발명의 유압회로에 사용되는 재생밸브를 도시한 단면도이다.

도4는 본 발명의 유압회로에 사용되는 2행정밸브를 도시한 단면도이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이커의 유압회로를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...실린더 160...가스실

200...피스톤 300...로드

430...2행정밸브 435...행정밸브피스톤

450...재생밸브

Claims

실린더의 내측에 항시 저압유가 공급되는 상부챔버와 항시 고압유가 공급되는 하부챔버가 공존하도록 제1,2대경부를 갖는 피스톤이 장착되어 로드를 타격하도록 설치되는 브레이커용 밸브 시스템에 있어서,

상기 실린더에 재생밸브가 연결되어 실린더에서 공급되는 항시 고압유를 공급 받아 동작하는 재생밸브피스톤의 동작시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유측으로 이동하여 항시 고압유를 공급하도록 설치되고,

상기 재생밸브에서 공급되는 항시 고압유에 의해 재생밸브에 연결되는 제어밸브의 제어밸브피스톤을 이동시키고, 상기 제어밸브피스톤의 이동시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유측으로 이동하여 항시 고압유를 제어밸브에 연결되는 실린더의 상부챔버에 공급하도록 설치되고,

상기 실린더는, 피스톤의 상향시 항시 고압유를 재생밸브에 공급하는 2행정밸브가 재생밸브와 실린더 사이에 더 구비되며, 상기 2행정밸브는, 실린더에서 공급되는 항시 고압유가 행정밸브피스톤을 이동시켜 재생밸브에 항시 고압유를 전달하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 밸브 시스템
삭제
제1항에 있어서, 상기 재생밸브는, 재생밸브피스톤에 접촉되면서 분할되는 구성으로 상대적으로 적은 면적을 갖는 제1고압실과 제1고압실보다 큰 면적을 갖는 제1저압실이 구분 설치되어 이에 항시 고압유와 항시 저압유가 공급토록 설치되며,

재생밸브피스톤의 이동시 항시 고압유를 실린더의 상부챔버에 공급토록 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 밸브 시스템
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 재생밸브는, N재생밸브 ... N+1재생밸브가 연결되는 구성으로 이루어 지며,

상기 N재생밸브 ... N+1재생밸브는, 재생밸브와 동일한 구성을 갖는 하나 이상이 순차로 연결되는 구성으로, 항시 고압유가 공급되는 면적이 점차로 증가되어 압력이 증가토록 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 밸브 시스템
실린더의 내측에 항시 저압유가 공급되는 상부챔버와 항시 고압유가 공급되는 하부챔버가 공존하도록 제1,2대경부를 갖는 피스톤이 장착되어 로드를 타격하도록 설치되는 브레이커용 밸브 시스템에 있어서,

상기 실린더의 일측으로 재생밸브에 고압유를 공급하는 2행정밸브가 더 구비되어 재생밸브에 항시 고압유를 공급토록 설치되고, 상기 2행정밸브에서 공급되는 항시 고압유를 공급 받아 동작하는 재생밸브피스톤의 동작시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유측으로 이동하여 항시 고압유를 공급하도록 하고,

상기 재생밸브에서 공급되는 항시 고압유에 의해 재생밸브에 연결되는 제어밸브의 제어밸브피스톤을 이동시키고, 상기 제어밸브피스톤의 이동시 그 외측면에 작용하는 항시 고압유가 항시 저압유측으로 이동하여 항시 고압유를 제어밸브에 연결되는 실린더의 상부챔버에 공급하도록 설치되며,

상기 2행정밸브는, 내측에 설치되는 행정밸브피스톤의 둘레에 항시 저압유가 작용토록 하면서 실린더에서 공급되는 항시 고압유에 의해 행정밸브피스톤을 이동시켜 항시 고압유를 재생밸브에 공급토록 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 밸브 시스템
삭제
제5항에 있어서, 상기 재생밸브는, N재생밸브 ... N+1재생밸브가 연결되는 구성으로 이루어 지며,

상기 N재생밸브 ... N+1재생밸브는, 재생밸브와 동일한 구성을 갖는 하나 이상이 순차로 연결되는 구성으로, 항시 고압유가 공급되는 면적이 점차로 증가되어 압력이 증가토록 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 밸브 시스템