KR101068406B1 - 수문 권양기용 제동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수문의 하강시 과도한 속도로 하강하지 않도록 제동력을 발휘하는 수문 권양기용 제동장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수문 권양기용 제동장치는 수문과 연결되어 수문의 급하강시 작동되는 제동장치에 있어서, 수문의 하강시 구동축과 연결되어 회전되는 회전판(4); 상기 회전판(4)의 외부에 장착되며 마찰면이 형성된 브레이크 드럼(6); 상기 회전판(4)에 회전가능하게 결합되며 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 브레이크 드럼(6)과 마찰 접촉되어 제동력을 발휘하는 제동부재(2)로 구성되며, 상기 제동부재(2)는 상기 회전판(4)에 축핀(23)으로 회전되도록 결합된 작동구(22); 상기 작동구(22)에 의해 회전되도록 회전판(4)에 결합된 회전구(25); 상기 회전구(25)에 의해 외측으로 밀려나와서 상기 브레이크 드럼(6)의 마찰면에 접촉되는 마찰부재(26)로 구성된다.

Description

수문 권양기용 제동장치{BRAKE FOR FLOODGATE WINCH}
본 발명은 수문 권양기용 제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문의 하강시 과도한 속도로 하강하지 않도록 제동력을 발휘하는 수문 권양기용 제동장치에 관한 것이다.
일반적으로 강이나 하천의 댐이나 저수지에는 물을 가두거나 방류하기 위하여 수문이 설치되는데, 이러한 수문은 기계식이나 유압식으로 된 수문 권양기와 연결됨으로써, 상기 수문 권양기의 작동에 연동하여 개폐된다.
수문의 종류는 여러 가지가 있으며, 그 중에서도 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 수문의 구성은 배수로의 입구에 양측으로 수직 가이드레일이 설치되고, 이 가이드레일에는 횡방향으로 승강작동부에 의해 승강작동되는 승강로드가 형성되며, 승강로드의 하부에 수문이 체결되어 개폐 작동함으로써 배수로를 개폐토록 구성된다.
이때, 권양기는 구동 모터나 구동 기관에 의한 전동력 또는 수동 장치 등에 의한 수동력으로부터 전달되는 회전 동력을 이용하여 수문을 상승 또는 하강시킴으로써 수문을 개폐하기 위한 장치이다.
따라서 수문의 개폐에 있어서 권양기의 역할은 자동으로 수문을 개폐할 수 있고, 운용 과정에서 권양기의 정전이나 고장으로 인하여 자동 운용이 불가능할 때에는 수동으로 수문을 개폐할 수 있어야 한다.
수문 권양기는 그 작동 방법과 구조에 따라 스핀들식과 핀잭식으로 구분되고, 스핀들식 수문 권양기는 고정 설치된 회전축에 연결된 원형 핸들을 회전시킴으로써 수문을 승강시켜 수문을 개폐시킨다.
또한 핀잭식 수문 권양기는 스핀들식 수문 권양기의 단점을 보완한 것으로, 다수의 기어로 이루어진 기어 박스를 이용하여 토크를 증가시키고, 기어 박스의 회전축에 래크바를 연결하여 수문을 승강시킨다.
도 1은 일반적인 수문개폐기를 나타낸 것으로, 모터에 의한 회전동력을 감속시키고 동력전달을 중단시키는 밴드브레이크(12)와 수문 하강시 완강되게 하는 원심브레이크(13)가 구비된 기어박스(11); 상기 기어박스(11)에서 감속된 회전동력을 전달받아 래크바(16)(17)를 상승시키는 권양기(14)(15)로 이루어지며 래크바(16)(17)하부에 수문이 결합된다.
즉 전동 모터를 이용하여 기어박스(11)에 회전동력을 전달하면 기어박스(11)에서 회전동력을 감소시켜 권양기(14)(15)로 전달하게 되고 권양기(14)(15)에서는 기어박스(11)에서 전달된 회전동력으로 래크기어를 회전시켜 래크바(16)(17)를 들어올리게 하므로써 래크바(16)(17)하부에 체결된 수문을 들어올리도록 되어 있다.
이렇게 원하는 위치까지 수문을 들어올리면 밴드브레이크(12)로 동력전달을 차단시켜 수문이 들어올려진 상태로 놓이게 한다.
수문을 닫기 위해서는 밴드브레이크(12)를 서서히 풀어 수문이 자중에 의해 하강되도록 하면 되는 것으로 수문 하강시 서서히 하강되게 하기 위하여 원심브레이크(13)를 사용하고 있다.
기존의 원심브레이크(13)는 수문개폐시 회전되는 회전축의 선단에 설치되며 수문하강시 회전축이 빠르게 회전되면 내부의 브레이크 뭉치가 원심력에 의해 외벽과 마찰되게 하므로써 수문 하강시 수문이 빠르게 하강되지 않도록 한다.
즉 원심브레이크(13)는 수문 하강시 빠르게 회전축이 회전할때는 브레이크 뭉치가 외벽에 접촉되면서 수문이 빠르게 하강되지 않도록 잡아주는 것이다.
그러나, 종래 원심브레이크(13)는 회전축이 빠르게 회전될때만 브레이크가 걸리고 천천히 회전될때는 브레이크가 걸리지 않아 브레이크가 간헐적으로 걸리게 되므로 수문하강시 일정속도로 수문을 하강시킬 수 없어 기어박스(11)와 권양기(14)(15)내부의 기어열에 무리를 주게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 수문의 과도한 하강시 작동하여 제동시킴으로써 수문의 파손 및 구동장치의 파손을 방지할 수 있는 수문 권양기용 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 수문의 하강시 구동축과 연결되어 회전되는 회전판; 상기 회전판의 외부에 장착되며 마찰면이 형성된 브레이크 드럼; 상기 회전판에 회전가능하게 결합되며 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 브레이크 드럼과 마찰 접촉되어 제동력을 발휘하는 제동부재를 포함하고, 상기 제동부재는, 상기 회전판에 축핀으로 회전되도록 결합된 작동구; 상기 작동구에 의해 회전되도록 회전판에 결합된 회전구; 상기 회전구에 의해 외측으로 밀려나와서 상기 브레이크 드럼의 마찰면에 접촉되는 제동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 권양기용 제동장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 작동구는 일정 길이를 갖는 호형의 금속편재이며, 상부에는 상기 회전구가 걸리도록 걸림홈이 형성되고, 하부로 갈수록 두께와 면적이 상부보다 크게 형성되며, 상기 축핀이 상부에 가깝도록 편중되게 결합되어 하부에 무게가 집중되도록 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 회전구는 회전판과 힌지축으로 결합되는 보스와, 상기 보스와 일체로 형성된 일정한 길이를 갖는 지지대로 구성되어 힌지축을 중심으로 회전운동되는 것을 특징으로 한다.
상기 제동부재는 회전판에 장착되며 가이드레일이 형성된 브라켓; 상기 브라켓의 가이드레일에 결합되는 가이드; 상기 가이드의 선단에 형성되며 상기 브레이크 드럼의 마찰면에 접촉되는 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 수문의 과도한 하강시 작동하여 제동시킴으로써 수문의 파손 및 구동장치의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 수문개폐기를 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 수문 권양기용 제동장치를 나타낸 도면으로써, 도 2는 제동 전의 상태이고, 도 3은 제동 후의 상태를 나타낸다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 수문 권양기용 제동장치는 수문과 연결되어 수문의 급하강시 작동되는 것으로, 수문의 하강 속도가 완만할때도 작동가능하고, 하강 속도가 급속인 경우에도 작동 가능하도록 작동의 민감도를 적절하게 설정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 수문 권양기용 제동장치를 나타낸 도면으로써, 도 2는 제동 전의 상태이고, 도 3은 제동 후의 상태를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 수문 권양기용 제동장치는 수문의 하강시 구동축과 연결되어 회전되는 회전판(4); 상기 회전판(4)의 외부에 장착되며 마찰면(60)이 형성된 브레이크 드럼(6); 상기 회전판(4)에 회전가능하게 결합되며 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 브레이크 드럼(6)의 마찰면(60)과 접촉되어 제동력을 발휘하는 제동부재(2)로 구성된다.
상기 제동부재(2)는 상기 회전판(4)에 축핀(23)으로 회전되도록 결합된 작동구(22); 상기 작동구(22)에 의해 회전되도록 회전판(4)에 결합된 회전구(25); 상기 회전구(25)에 의해 외측으로 밀려나와서 상기 브레이크 드럼(6)의 마찰면에 접촉되는 마찰부재(26)로 구성된다.
상기 작동구(22)는 일정 길이를 갖는 호형의 금속편재이며, 상부에서 하부로 갈수록 면적이 넓게 형성된다.
그리고 작동구(22)의 상부에는 상기 회전구(25)의 일단부가 걸리도록 걸림홈(24)이 형성된다.
그리고 작동구(22)는 회전이 가능하도록 축핀(23)에 의해 회전판(4)에 결합되는데, 바람직하게는 상기 축핀(23)이 작동구(22)의 상부에 가깝도록 편중되게 결합시킨다.
따라서 작동구(22)의 하부의 무게가 상부 보다 무겁고, 또한 축핀(23)이 편중되게 결합된 상태이므로 작동구(22)의 하부의 회전력이 더욱 증가될 수 있다.
따라서 이렇게 작동구(22)의 하부의 무게가 상부보다 무겁게 함으로써 회전시 원심력에 의해 축핀(23)을 기준점으로 하부가 외측으로 회전되면 상대적으로 상부가 내측으로 회전되어 회전구(25)의 일단부를 눌러주는 힘이 강해질 수 있어 후술될 마찰부재(26)의 접촉력을 보다 증가시킬 수 있어 제동능력이 향상될 수 있다.
상기 회전구(25)는 작동구(22)의 회전력을 전달받아 회전됨으로써 마찰부재(26)를 밀어주어 브레이크 드럼(6)과 마찰접촉되도록 한다.
상기 회전구(25)는 회전판(4)과 힌지축(253)으로 결합되는 보스(251)와, 상기 보스(251)와 일체로 형성된 일정한 길이를 갖는 지지대(252)로 구성되어 힌지축(253)을 중심으로 회전운동된다.
즉 보스(251)는 원통형으로 형성되고, 지지대(252)는 일정 길이를 갖는 막대형상으로써 보스(251)를 회전점으로 하여 지지대(252)가 시소운동을 하게 된다.
상기 마찰부재(26)는 원심력에 의해 외측으로 이동되면서 브레이크 드럼(6)의 마찰면(60)과 접촉되어 제동력을 발휘하는 것으로, 회전판(4)에 장착되며 가이드레일(263)이 형성된 브라켓(262); 상기 브라켓(262)의 가이드레일(263)에 결합되는 가이드(264); 상기 가이드(264)의 선단에 형성되며 상기 브레이크 드럼(6)의 마찰면(60)에 접촉되는 패드(265)로 구성된다.
브라켓(262)은 일정 길이를 갖는 가이드레일(263)이 중심에 형성되고, 다수의 볼트(261)가 체결되어 회전판(4)에 고정된다. 상기 가이드레일(263)은 직선형이며 수직 방향으로 형성됨이 바람직하다.
상기 가이드(264)는 가이드레일(263)에 결합되어 이동되는 것으로 일정 길이를 갖는 막대 형상이다.
상기 패드(265)는 마찰력을 발휘하도록 마찰재질로 이루어지며, 브레이크 드럼(6)의 마찰면(60)이 호형인점을 감안하여 패드(265)의 접촉면도 호형으로 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.
수문의 상승작동은 기어박스의 작동에 의해 이루어진다. 즉 수동 또는 전동에 의해 기어박스에 회전동력이 전달되면 기어박스와 연결된 래크기어를 회전시켜 래크바를 가동시켜 수문을 들어올리게 된다.
이후 수문을 하강시킬때는 자중에 의해 하강되며, 이에 연동하여 회전판(4)이 회전되는데 하강 속도가 급가속될수록 회전판(4)이 더욱 빨리 회전되고 원심력도 더욱 크게 발생된다.
이렇게 회전판(4)이 회전되면서 생긴 원심력에 의해 제동부재(2)의 작동구(22)의 하부가 외측으로 벌어지게 되고, 이 작동구(22)의 상부가 내측으로 회전되면서 회전구(25)의 일측을 하방으로 눌러 회전시키면, 회전구(25)의 타측이 반대방향으로 상승하면서 가이드(264)를 밀어내게 된다.
따라서 가이드(264)가 가이드레일(263)을 타고 밀려나오게 되고, 그 선단의 패드(265)가 브레이크 드럼(6)에 접촉됨으로써 제동력이 발휘된다.
한편 수문의 작동이 정지되면 원심력이 해제되므로 작동구(22)는 무게가 무거운 하부가 원상태로 복귀하게 되므로 상술한 회전작동의 역순으로 구동되어 패드(265)가 브레이크 드럼(6)으로부터 분리되어 제동상태가 해제된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 : 제동부재 4 : 회전판
6 : 브레이크 드럼 22 : 작동구
24 : 걸림홈 25 : 회전구
26 : 마찰부재 264 : 가이드
265 : 패드

Claims (4)

  1. 수문과 연결되어 수문의 급하강시 작동되는 제동장치에 있어서,
    수문의 하강시 구동축과 연결되어 회전되는 회전판;
    상기 회전판의 외부에 장착되며 마찰면이 형성된 브레이크 드럼;
    상기 회전판에 회전가능하게 결합되며 원심력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 브레이크 드럼과 마찰 접촉되어 제동력을 발휘하는 제동부재를 포함하고,
    상기 제동부재는
    상기 회전판에 축핀으로 회전되도록 결합된 작동구;
    상기 작동구에 의해 회전되도록 회전판에 결합된 회전구;
    상기 회전구에 의해 외측으로 밀려나와서 상기 브레이크 드럼의 마찰면에 접촉되는 마찰부재를 포함하고,
    상기 회전구는 회전판과 힌지축으로 결합되는 보스와, 상기 보스와 일체로 형성된 지지대로 구성되어 힌지축을 중심으로 회전 운동되는 것을 특징으로 하는 수문 권양기용 제동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작동구는
    호형의 금속편재이며,
    상부에는 상기 회전구가 걸리도록 걸림홈이 형성되고,
    하부로 갈수록 두께와 면적이 상부보다 크게 형성되어 하부의 무게가 상부 보다 무겁고,
    상기 축핀이 상부로 편중되게 결합된 것을 특징으로 하는 수문 권양기용 제동장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마찰부재는
    회전판에 장착되며 가이드레일이 형성된 브라켓;
    상기 브라켓의 가이드레일에 결합되는 가이드;
    상기 가이드의 선단에 형성되며 상기 브레이크 드럼의 마찰면에 접촉되는 패드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 권양기용 제동장치.

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