KR101331764B1 - 유압식 증압실린더 - Google Patents

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Abstract

공압으로 작동유를 제어 및 증압하는 유압식 증압실린더에서 종래에는 1회만 증압 할 수 있었으나, 본 발명은 연속으로 증압하여 유압식 증압실린더의 증압 한계를 해결한 것이다.

Description

유압식 증압실린더{Hydraulic Booster Cylinder}
본 발명은 유압식 증압실린더의 증압피스톤을 펌프와 같이 연속 증압동작하게 공압제어회로를 구성한 유압식 증압실린더 기술이다.
기존의 유압식 증압실린더는 1회만 증압하는 구조로 많은 유량을 증압하기 위하여 증압실린더의 직경이 크거나 스트로크를 길게하기 위하여 전장이 길어지는 문제가 있다.
또한, 기존의 유압식 증압실린더는 제일 많은 유량을 기준하여 제작되므로 에너지 소모량이 많았다.
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2. 대한민국 공개특허 10-2001-0110278
3. 대한민국 공개특허 10-2004-0061763
4. 대한민국 공개특허 10-2003-0073462
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해소하기 위하여 유압식 증압실린더의 증압피스톤에 마스터밸브와 공압제어회로를 구성하여 증압피스톤이 연속(펌핑)으로 왕복 운동하도록 하여, 종래 유압식 증압실린더보다 길이가 현저하게 짧아 제조비가 저렴하고 설치공간도 적으며, 증압피스톤의 왕복 운동 회수가 유량에 알맞게 작동되어 에너지가 절감되도록 하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 전방으로 본체 내부에 작동피스톤(2)이 설치되어 전방의 후진공압작동실(15)로 후진용 공압이 공압통로(10)로 통하고, 후방에 전진공압작동실(25)로 전진용 공압이 공압통로(20)로 통하고, 작동피스톤(2)의 전진공압작동실(25)과 별개로 작동피스톤(2) 후방에 증압유압작동실(35)이 형성되어, 스프링(11)에 지지된 증압피스톤(4)에 작용받는 유압작동실(45)과 증압유압작동실(35)이 구경이 작은 보어(12)로 통하고, 스프링(11)에 지지되면서 피스톤(3)과 구경이 작은 보어(12) 및 작동피스톤(2) 내부에 관통되는 증압피스톤(4), 증압피스톤(4)을 제어하는 밸브스플(6), 스프링(33)에 지지되며 증압피스톤(4)과 선택적으로 접촉되는 체크스플(5)와 공압체크밸브(8, 9) 및 공압회로로 형성되고, 증압피스톤(4) 후진시 유압작동실(45)에서 증압유압작동실(35)로 작동유를 보충하는 스프링(22)에 지지된 유압체크밸브(7)가 증압유압작동실(35)과 유압작동실(45) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더에 있다.
유압식 증압실린더보다 길이가 현저하게 짧아 제조비가 저렴하고 설치공간도 적으며, 기존의 유압식 증압실린더는 제일 많은 유량을 기준하여 제작되므로 에너지 소모량이 많았으나, 본 발명은 증압피스톤의 왕복 운동 회수가 유량에 알맞게 작동되어 에너지 절감 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유압식 증압실린더의 구성을 나타내는 종단면도.
도 2는 상기 유압식 증압실린더의 저부하 시 고속 전진동작을 나타내는 종단면도.
도 3은 상기 유압식 증압실린더의 고부하 시 1차 전진동작을 나타내는 종단면도.
도 4는 상기 유압식 증압실린더의 증압피스톤의 전진단을 나타내는 종단면도.
도 5는 상기 유압식 증압실린더의 증압피스톤의 후진을 나타내는 종단면도.
도 6은 상기 유압식 증압실린더의 증압피스톤의 후진단을 나타내는 종단면도.
도 7은 상기 유압식 증압실린더의 증압피스톤의 2차 전진을 나타내는 종단면도.
도 8은 상기 유압식 증압실린더의 작동유 보충용 체크밸브가 본체 외부로 형성된 것을 나타내는 종단면도.
전방으로 본체 내부에 작동피스톤(2)이 설치되어 전방에 후진공압작동실(15)로 후진용 공압이 공압통로(10)로 통하고, 후방에 전진공압작동실(25)로 전진용 공압이 공압통로(20)로 통하고, 작동피스톤(2)의 전진공압작동실(25)과 별개로 작동피스톤(2) 후방에 증압유압작동실(35)이 형성되어, 스프링(11)에 지지된 증압피스톤(4)에 작용받는 유압작동실(45)과 증압유압작동실(35)이 구경이 작은 보어(12)로 통하고, 스프링(11)에 지지되면서 피스톤(3)과 구경이 작은 보어(12) 및 작동피스톤(2) 내부에 관통되는 증압피스톤(4), 증압피스톤(4)을 제어하는 밸브스플(6), 스프링(33)에 지지되며 증압피스톤(4)과 선택적으로 접촉되는 체크스플(5), 공압체크밸브(8), (9)와 공압회로(이하 마스터밸브로 부름)로 형성된다. 한편 증압피스톤(4) 후진시 유압작동실(45)에서 증압유압작동실(35)로 작동유를 보충하는 스프링(22)에 지지된 유압체크밸브(7)가 증압유압작동실(35)과 유압작동실(45) 사이에 형성된다.
도 1 내지 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 유압식 증압실린더를 나타내는 도면으로써, 이들 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 유압식 증압실린더를 설명한다.
도 1 에는 유압식 증압실린더의 후진시 내부를 나타내는 종단면도로 후진공압이 공압통로(10)를 통하여 후진공압작동실(15)에서 작동피스톤(2)에 작용하여 작동피스톤(2)을 후진시키고, 체크밸브(9)와 통한 공압통로(50)과 공압통로(40)으로 후진공압이 공압작동실(75)에서 밸브스플(6)에 작용한다. 이때 전진공압작동실(25)의 공압은 공압통로(20)로 배기 된다.
도 2 에는 유압식 증압실린더의 저부하 시 고속 전진동작을 나타내는 종단면도로 전진공압이 공압통로(20)를 통하여 전진공압작동실(25)에서 작동피스톤(2)에 작용하여 작동피스톤(2)을 전진시키고, 공압통로(60)로 공압작동실(65)에서 밸브스플(6)에 작용한다. 이때 공압작동실(75)의 공압은 체크스플(5)를 통하여 공압이 후진공압작동실(15)의 공압과 함께 서서히 배기 된다.
도 3 에는 전진공압작동실(25)의 공압으로 작동피스톤(2)이 전진된 상태에서 공압작동실(75)의 공압은 체크스플(5)를 통하여 서서히 배기되어 공압작동실(65)의 압력(공압 X 작은스플단면적)이 공압작동실(75)의 압력(공압 X 큰스플단면적) 보다 커지면 밸브스플(6)은 이동하며, 이때 공압작동실(55)에 공압통로(60)를 통하여 공압이 유입되며, 공압작동실(55)의 작용으로 증압피스톤(4)이 보어(12)를 통하여 증압유압작동실(35)에 작용하여 증압유압작동실(35)의 작동유의 압력이 상승하여 작동피스톤(2)에 작용한다. 이때 체크스플(5)은 스프링(33)에 의해서 공압통로(40)를 차단한다.
도 4 에는 전진공압작동실(25)의 공압으로 작동피스톤(2)이 전진된 상태에서, 증압피스톤(4)이 계속 전진하여 공압작동실(55)과 공압통로(30)가 통하게 되면, 공압이 공압통로(30) 및 공압체크밸브(8)와 공압통로(50)를 통하여 공압작동실(75)로 유입된다.
도 5 에는 전진공압작동실(25)의 공압으로 작동피스톤(2)이 전진된 상태에서, 공압체크밸브(8)와 공압통로(50)로 공압작동실(75)로 유입된 공압으로 공압작동실(75)의 압력(공압 X 큰스플단면적)이 공압작동실(65)의 압력(공압 X 작은스플단면적)보다 커지면 밸브스플(6)은 이동하여 공압작동실(55)의 공압은 공압통로(70)로 배기되어 증압피스톤(4)은 스프링(11)의 장력으로 후진하며, 이때 증압유압작동실(35)의 압력이 유압작동실(45)의 압력보다 저하되면 체크밸브(7)를 통하여 유압작동실(45)의 작동유가 증압유압작동실(35)로 보충된다.
도 6 에는 전진공압작동실(25)의 공압으로 작동피스톤(2)이 전진된 상태에서, 증압피스톤(4)이 후진하여 체크스플(5)에 접촉되면 공압통로(40)와 공압작동실(75)이 통하게되어 공압작동실(75)의 공압이 공압통로(40)로 배기한다.
도 7 에는 전진공압작동실(25)의 공압으로 작동피스톤(2)이 전진된 상태에서, 공압작동실(75)의 공압이 공압통로(40)로 배기되면, 공압작동실(65)의 압력으로 밸브스플(6)이 이동하여 공압통로(60)와 공압작동실(65)이 통하여 공압통로(60)로 유입된 공압이 공압작동실(55)에 작용하여 증압피스톤(4)은 전진한다. 이와같이 작동피스톤(2)이 끝까지 전진할 때까지 증압피스톤(4)은 계속 왕복운동(펌핑)을 하게되며, 공압체크밸브(9)는 증압피스톤(4)이 전진시 공압통로(40)와 공압작동실이 차단되어 비상시 후진 공압을 공압작동실(75)로 유입하기 위하여 형성된다.
1 : 본체 2 : 작동피스톤
3 : 피스톤 4 : 증압피스톤
5 : 체크스플 6 : 밸브스플
7 : 유압체크밸브 8, 9 : 공압체크밸브
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 : 공압통로 11, 22, 22a, 33 : 스프링 12 : 보어 15 : 후진공압작동실
25 : 전진공압작동실 35 : 증압유압작동실
45 : 유압작동실 55, 65, 75 : 공압작동실

Claims (6)

  1. 전방으로 본체 내부에 작동피스톤(2)이 설치되어 전방의 후진공압작동실(15)로 후진용 공압이 공압통로(10)로 통하고, 후방에 전진공압작동실(25)로 전진용 공압이 공압통로(20)로 통하고, 작동피스톤(2)의 전진공압작동실(25)과 별개로 작동피스톤(2) 후방에 증압유압작동실(35)이 형성되어, 스프링(11)에 지지된 증압피스톤(4)에 작용받는 유압작동실(45)과 증압유압작동실(35)이 구경이 작은 보어(12)로 통하고, 스프링(11)에 지지되면서 피스톤(3)과 구경이 작은 보어(12) 및 작동피스톤(2) 내부에 관통되는 증압피스톤(4), 증압피스톤(4)을 제어하는 밸브스플(6), 스프링(33)에 지지되며 증압피스톤(4)과 선택적으로 접촉되는 체크스플(5)와 공압체크밸브(8, 9) 및 공압회로로 형성되고, 증압피스톤(4) 후진시 유압작동실(45)에서 증압유압작동실(35)로 작동유를 보충하는 스프링(22)에 지지된 유압체크밸브(7)가 증압유압작동실(35)과 유압작동실(45) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
  2. 청구항 1에 있어서 증압피스톤(4)을 제어하기 위하여 본체(1)에 공압통로(60)와 통하는 공압작동실(65), 공압통로(40)와 공압작동실(75) 사이에 증압피스톤(4)과 선택적으로 접촉하며 공압통로를 제어하는 스프링(33)에 지지된 체크스플(5), 공압작동실(55)에 증압피스톤(4)에 따라 선택적으로 개폐되는 공압통로(30)가 공압체크밸브(8)와 공압통로(50)를 통하여 공압작동실(75)과 통하고, 공압작동실(65)에는 작은 단면적을 갖고, 공압작동실(75)에는 상대적으로 큰 단면적을 같으며, 공압작동실(65, 75)과 선택적으로 통하는 공압통로(70)를 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
  3. 청구항 2에 있어서 공압작동실(55)에 증압피스톤(4)의 위치에 따라 선택적으로 개폐되는 공압통로(30)가 공압체크밸브(8)와 공압통로(50)를 통하여 밸브스플(6)의공압작동실(75)과 통하는 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
  4. 청구항 1에 있어서 증압피스톤(4) 후진시 유압작동실(45)에서 증압유압작동실(35)로 작동유를 보충하는 스프링(22)에 지지된 유압체크밸브(7)가 증압유압작동실(35)과 유압작동실(45) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
  5. 청구항 1에 있어서 증압피스톤(4) 후진시 유압작동실(45)에서 증압유압작동실(35)로 작동유를 보충하는 스프링(22a)에 지지된 유압체크밸브(7a)가 본체(1)의 외부에 형성되어 증압유압작동실(35)과 유압작동실(45)에 통하게 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
  6. 청구항 1에 있어서 후진공압과 공압작동실(75)과 통하는 공압통로(50) 사이에 공압체크밸브(9)를 형성하여, 비상정지시 후진공압이 공압작동실(75)로 유입하는 것을 특징으로 하는 유압식 증압실린더.
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