KR101420696B1 - 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 작동시 정력압력 및 유량을 제어하며, 고유량 및 고압력을 이용하여 타격을 유도하고, 타격시 발생하는 피크압도 감소시킬 수 있도록 한 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트에 관한 것인바, 본 발명은 전방헤드와 후방헤드로 구성된 몸체; 상기 몸체 내에 승강작동이 가능하게 결합되는 피스톤; 상기 몸체의 전방헤드에 결합되어 상기 피스톤에 의해 타격되는 치즐; 상기 후방헤드의 내부에 형성된 실린더 하실과 실린더 상실에 작동유체를 선택적으로 공급하여 피스톤을 왕복운동시키는 유압부를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트{Crushing blow You work excavators to boost pressure}

본 발명은 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 작동시 정력압력 및 유량을 제어하며, 고유량 및 고압력을 이용하여 타격을 유도하고, 타격시 발생하는 피크압도 감소시킬 수 있도록 한 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트에 관한 것이다.

일반적으로 파쇄작업시 사용되는 어터치먼트는 피스톤의 왕복운동시 발생된 운동에너지를 타격에 의해 치즐로 전달하여 암반이나 콘크리트 등과 같은 피파쇄물을 파쇄하는 장치로서, 공급라인과 리턴라인을 통해 어터치먼트의 유압동력원과 연결되어 압유를 공급받아 작동된다.

일반적으로 어터치먼트는 크게 구분하여 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.

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

치즐은 피스톤의 운동에너지를 충격에너지로 바꾸어 피파쇄물에 전달하는 것으로, 피스톤이 상승위치로부터 타격 위치로 하강시 피스톤에 의해 타격된다.

어터치먼트의 유압시스템은 어터치먼트로 유입되어 실린더로 공급되는 작동유의 방향을 제어하는 밸브장치를 갖추고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 어터치먼트들의 작동시 그 어터치먼트의 타격력은 주로 피스톤의 중량과 그 피스톤의 하강속도에 의해 결정되며, 피스톤의 하강속도는 주로 후방헤드에 형성된 실린더실에 충전되는 가스의 초기 충전압력에 의해 영향을 받는다.

이에 따라 실린더실에 충전되는 가스압력이 어터치먼트 전체에서 요구하는 압력보다 높은 경우에는 정격작동압력이 상승하게 되어 유압공급원의 압유를 공급하기 위한 펌프와 같은 작동수단의 작동압력이 높아지게 된다.

이와 같이 펌프의 작동압력이 높아지게 되면 토출 압유량이 제한을 받게되며 이에 따라 어터치먼트에서 공급되는 압유량이 감소되어 파쇄효율이 저하되는 문제점이 있다.

반면에, 실린더실에 충전되는 가스압력이 어터치먼트 전체에서 요구하는 압력보다 낮은 경우에는 정격작동압력이 낮아져 유압공급원의 압유를 공급하기 위한 펌프의 작동압력이 낮아지게 된다.

이와 같이 펌프의 작동압력이 낮아지게 되면 토출 압유량이 상승하게 됨에 따라 피스톤의 타격수는 증가하는 반면 타격력이 상대적으로 저하되어 역시 파쇄효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이를 해소하고자 대한민국 등록특허 10-0524671호가 출원된 바 있다.

상기 선행기술은 몸체와, 상부격실 및 하부격실이 형성되며 피스톤이 왕복동가능하게 상기 몸체에 내설된 실린더와, 상기 몸체의 하부에 구비되고 상기 실린더와 연통하며 상기 피스톤에 의해 왕복동가능하게 타격되는 치즐과, 상기 몸체의 상부에 구비되고 상기 실린더와 연통하며 상기 피스톤의 일단부를 가압하는 가스가 충전된 가스챔버와, 상기 실린더로의 압유의 출입을 제어하고 상기 상부격실과 연통하는 피스톤전환실을 구비하며 밸브체가 왕복동가능하게 내설된 제어밸브로 이루어진 어터치먼트에 있어서, 일측포트가 상기 가스챔버와 연통되고, 타측포트는 상기 실린더의 상부격실과 상기 제어밸브를 연결하는 유압라인과 연통하며, 상기 각각의 포트가 연통되며 피스톤부가 왕복동가능하게 내설되는 실린더부를 구비하는 가속장치를 포함하여 구성되는 파쇄작업시 타격압을 승압시키는 어터치먼트에 관련된다.

그러나 종래 기술에 따른 어터치먼트는 유량 및 압력을 정확하게 조절하지 못하게 되고, 타격시 발생하는 피크압을 감소시키지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 피스톤 작동시 정력압력 및 유량을 제어하며, 축압기능 및 유량을 순간적으로 공급되는 유량보다 더 유량을 추가적으로 공급하도록 하여 고유량 및 고압력을 이용하여 타격을 유도하고, 타격시 발생하는 피크압도 감소시킬 수 있도록 한 파쇄작업시 타격압을 승압시키는 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 전방헤드와 후방헤드로 구성된 몸체; 상기 몸체 내에 승강작동이 가능하게 결합되는 피스톤; 상기 몸체의 전방헤드에 결합되어 상기 피스톤에 의해 타격되는 치즐; 상기 후방헤드의 내부에 형성된 실린더 하실과 실린더 상실에 작동유체를 선택적으로 공급하여 피스톤을 왕복운동시키는 유압부;를 포함하고, 상기 유압부는, 외부의 유압공급원과 연결되는 유입구와 유출구가 형성되고, 상기 유입구와 통하는 공급유로와, 상기 유출구와 통하는 회수유로가 형성되며, 상기 공급유로와 통하는 제1통공과, 상기 회수유로와 통하는 제2통공이 형성된 실린더실과, 상기 실린더의 일측단부 삽입결합되고 타측에는 서브 챔버가 형성된 서브 피스톤이 설치되되 상기 서브 피스톤의 후단이 상기 회수유로와 통하는 제2통공에 대응되게 형성되고, 상기 서브챔버와 서브 피스톤의 전방에 통하도록 연결되어 서브 피스톤을 상승키는 유압의 흐름을 유도하는 제3유로가 구성된 서브 가압부; 상기 공급유로와 통하며 실린더 하실에 통하도록 형성된 메인챔버; 상기 회수유로와 통하며 실린더 상실에 통하도록 형성된 회수통로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트에 의해 달성될 수 있다.

삭제

상기 실린더 상실과 통하는 제1순환유로와, 상기 제1순환유로에 통하는 밸브전환유로와, 상기 밸브전환유로에 통하며 상기 서브 챔버와 통하는 제2순환유로가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 피스톤 작동시 정력압력 및 유량을 제어하며, 축압기능 및 유량을 순간적으로 공급되는 유량보다 더 유량을 추가적으로 공급하도록 하여 고유량 및 고압력을 이용하여 타격에너지의 극상승을 유도하고, 타격시 발생하는 피크압도 감소시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트를 나타낸 단면도,
도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트의 작동을 순서대로 나타낸 확대 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트를 나타낸 단면도, 도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트의 작동을 순서대로 나타낸 확대 도면이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 어터치먼트(A)는, 전방헤드(11)와 후방헤드(12)로 구성된 몸체(1) 내에 승강 작동이 가능하게 메인피스톤(2)이 결합설치된다.

상기 몸체(1)의 전방헤드(11)에 결합되어 상기 메인피스톤(2)에 의해 타격되는 치즐(3)이 설치되며, 상기 후방헤드(12)의 내부에 형성된 실린더 하실(41)과 실린더 상실(42)에 작동유체를 선택적으로 공급하여 메인피스톤(2)을 왕복운동시키는 유압부(4)를 포함하여 구성된다.

상기 유압부(4)는 육면체 형상으로 된 바디(10)의 일측에 외부의 유압공급원과 연결되는 유입구(43)와 유출구(44)가 형성되고, 이 유입구(43)와 통하는 공급유로(S) 및 상기 유출구(44)와 통하는 회수유로(R)가 형성된다. 그리고 유압부(4)에는 작동유체에 의해 작동되는 서브 가압부(5)가 마련된다.

상기 서브 가압부(5)는 공급유로(S) 및 회수유로(R)와 통하는 실린더실(50)이 피스톤(200)과 평행되게 장착되고, 상기 실린더실(50)에 서브 피스톤(200)이 삽입되어 구성된다.

또한 유압부(4)에는 공급유로(S)와 통하는 메인챔버(16)가 형성되며, 메인챔버(16)는 제5통공(57)을 통해 실린더 하실(41)과 통하게 된다. 그리고 회수유로(R)와 통하며 실린더 상실(42)에 통하는 회수통로(7)가 형성된다.

한편 서브 가압부(5)의 실린더실(50)은, 공급유로(S)와 통하는 제1통공(53)이 중앙에 형성되고, 서브 피스톤(200)은 실린더실(50)의 일측 단부, 즉 도면상 하부에 결합됨으로써 실린더실(50)의 타측, 즉 도면상 상부에는 빈공간으로 된 서브 챔버(52)가 형성된다.

그리고 실린더실(50)의 하부에 회수유로(R)와 통하는 제2통공(54)이 형성되며, 이는 서브 피스톤(200)의 후단에 대응되게 형성됨이 바람직하다.

또한 서브 챔버(52)와 서브 피스톤(200)의 전방에 통하도록 연결되어 서브 피스톤(200)을 상승시키는 유압의 흐름을 유도하도록 제3유로(58)가 형성된다.

제3유로(58)는 일단부가 서브 챔버(52)와 통하고, 타단부는 서브 피스톤(200)의 전방에 향하도록 형성된다.

따라서 서브 챔버(52)의 작동유체가 제3유로(58)로 이동하여 서브 피스톤(200)의 전방에 유입됨으로써 서브 피스톤(200)을 상승시키는 동력을 발휘하게 된다.

한편 실린더 상실(42)과 통하는 제1순환유로(101)와, 상기 제1순환유로(101)에 통하는 밸브전환유로(55)와, 상기 밸브전환유로(55)에 통하며 상기 서브 챔버(52)와 통하는 제2순환유로(102)가 형성된다.

상기한 서브 가압부(5)는 타격시 실린더실(50)에 저장되어 있는 유체를 피스톤 실린더 상실(42)로 이동시켜 정격압력 및 유량을 제어하여 고유량 및 고압력을 이용하여 타격을 유도하게 됨으로 공급 유량보다 10%~20%의 압력 상승 효과를 얻을 수 있게 되며, 따라서 피파괴물의 파괴력이 높아져 타격 효율이 증대됨과 타격시 발생하는 피크압도 감소하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 외부의 유압공급원으로부터 작동유체가 유입구(43)를 통해 공급된 후 공급유로(S)를 통해 실린더실(50)을 경유하여 메인챔버(16)로 유입된 다음 제5통공(57)을 통해 실린더 하실(41)로 공급되기 시작한다(화살표 실선). 이때 실린더실(50)에 유입된 작동유체의 일부는 서브 피스톤(200)을 밀어 올리게 된다.

한편 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 하실(41)로 공급된 작동유체의 압력에 의해 메인피스톤(2)이 상승하기 시작한다(큰 화살표). 이때 서브 피스톤(200)은 완전히 하단까지 이동되어 있으므로 실린더실(50)에 잔류하던 유체는 메인챔버(16)를 통해 실린더실(50)의 상방으로 이동된 후 제4순환유로(56)를 통해 유출구(44)로 회수되어 배출된다. 아울러 실린더 상실(42)에 잔류했던 유체도 동반되어 유출구(44)로 배출된다.

이후 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 하실(41)로 공급되는 작동유체의 압력에 의해 메인피스톤(2)이 상사점에 도달하게 된다. 이때는 실린더 하실(41)의 압력이 가장 높은 시점이다.

한편 도 5에 도시된 바와 같이, 압력 평형에 의해 실린더 하실(41)로는 더이상 작동유체가 공급되지 못하게 되므로, 작동유체는 실린더실(50)의 타단과 통하는 제3유로(58)를 통해 서브 피스톤(200)의 하방으로부터 고압의 유체가 이동되어 들어와 고압을 형성하게 되어 서브 가압부(5)를 작동시켜 피스톤을 상승 이동시킨다.

아울러 작동유체는 실린더실(50)의 상부를 경유하여 실린더 상실(42)로 이동하게 된다. 따라서 이 시점에 실린더 상실(42)의 압력이 실린더 하실(41)의 압력 보다 커지게 되므로 피스톤(200)을 고속으로 하강시키게 된다.

첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이, 메인피스톤(2)이 하사점에 도달하여 치즐(3)을 타격하게 된다. 이와 거의 동시에 서브 피스톤(200)이 공급유로(S)에서 공급되는 작동유체에 의해 다시 상승함으로써 실린더실(50) 내의 잔류 유체가 제3유로(58)를 통해 회수되어 회수유로(R)를 통해 유출구(44)로 배출된다.

이후 다시 도 1에 도시된 단계로 전환되어 상술한 메인피스톤(2)의 상승 및 하강 작동이 반복된다.

본 발명의 작동을 좀더 상세히 서술하면 굴착기 타격시 내압상승은 공급되는 유체를 차단하고 조절하여 압력을 형성하나 이 압력은 증압에 가까운 압력 형성을 시키는 목적을 가지고 있으며, 치즐(3)이 상승할 때는 고압 측에서 들어온 증압이 설치된 곳으로 유량이 진입을 하고 메인피스톤(2)을 상승시킴으로써 타격지점까지 올라와서 밸브의 전환에 메인피스톤의 상부 쪽으로 유량이 전달되며, 동시에 증압이 설치된 서브 챔버(52)의 단면적 크기의 차이에 의해 압력 및 유량을 증가시키게 된다.

만약 유량의 양이 많이 공급되는 경우는 작동이 더 빨라 질 수 있으면 서브 챔버(52)가 최고점과 최저점에 도달하기 전에 작동을 할 수도 있고 공급되는 유량이 적을 경우 타격수는 낮아지겠지만 에너지 형성에서 정상공급과 같은 임팩트 에너지를 낼 수 있도록 하는 것이다.

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.

1 : 몸체 4 : 유압부
5 : 서브 가압부 16 : 메인챔버
7 : 회수통로 11 : 전방헤드
12 : 후방헤드 43 : 유입구
44 : 유출구 50 : 실린더실
52 : 서브 챔버 55 : 밸브전환유로
200 : 서브 피스톤

Claims (3)

1. 전방헤드와 후방헤드로 구성된 몸체;
   상기 몸체 내에 승강작동이 가능하게 결합되는 피스톤;
   상기 몸체의 전방헤드에 결합되어 상기 피스톤에 의해 타격되는 치즐;
   상기 후방헤드의 내부에 형성된 실린더 하실과 실린더 상실에 작동유체를 선택적으로 공급하여 피스톤을 왕복운동시키는 유압부;를 포함하고,
   상기 유압부는,
   외부의 유압공급원과 연결되는 유입구와 유출구가 형성되고,
   상기 유입구와 통하는 공급유로와, 상기 유출구와 통하는 회수유로가 형성되며,
   상기 공급유로와 통하는 제1통공과, 상기 회수유로와 통하는 제2통공이 형성된 실린더실과, 상기 실린더의 일측단부 삽입결합되고 타측에는 서브 챔버가 형성된 서브 피스톤이 설치되되 상기 서브 피스톤의 후단이 상기 회수유로와 통하는 제2통공에 대응되게 형성되고, 상기 서브챔버와 서브 피스톤의 전방에 통하도록 연결되어 서브 피스톤을 상승키는 유압의 흐름을 유도하는 제3유로가 구성된 서브 가압부;
   상기 공급유로와 통하며 실린더 하실에 통하도록 형성된 메인챔버;
   상기 회수유로와 통하며 실린더 상실에 통하도록 형성된 회수통로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유압부는
   상기 실린더 상실과 통하는 제1순환유로;
   상기 제1순환유로에 통하는 밸브전환유로;
   상기 밸브전환유로에 통하며 상기 서브 챔버와 통하는 제2순환유로가 형성된 것을 특징으로 하는 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트.
   

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