KR101422812B1 - Hydraulic apparatus for sluice gate using air elimination valve - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐의 수문 및 배수갑문에 사용되는 유압장치로써, 수문 및 배수갑문의 개폐를 위해 작동되는 유압실린더에 공기배출밸브를 설치하여, 상기 유입실린더 내 피스톤의 전, 후 왕복운동시, 실린더 내부에 포집되는 공급오일 내 공기를 주기적으로 외부로 배출될 수 있도록 한 것으로, 상기 공기배출밸브로 유입되는 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우 개방되어 외부로 공급오일과 공기를 외부로 배출할 수 있도록 함으로써, 유압실린더 내 피스톤 씰의 마모 및 수문 및 배수갑문의 소음 및 진동을 감소시켜, 수문의 수명을 늘릴 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic device for a hydraulic gate and a drain gate for an air discharge valve and more particularly to a hydraulic device used for a gate and a drain gate of a dam, Wherein a discharge valve is provided to periodically externally discharge air in the supply oil collected in the cylinder during reciprocal movement of the piston in the inlet cylinder, If the pressure is within the preset pressure range, it can be opened to discharge the supplied oil and air to the outside, thereby reducing the wear of the piston seal in the hydraulic cylinder and the noise and vibration of the gate and drain lock, The present invention relates to a hydraulic device for a hydrant and a drainage gate, in which an air discharge valve is provided.

Description

공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치{HYDRAULIC APPARATUS FOR SLUICE GATE USING AIR ELIMINATION VALVE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hydraulic device for a hydraulic gate and a drainage gate,

본 발명은 댐의 수문 및 배수갑문의 개폐시, 실린더 내에 포집되어 소음 및 단열압축으로 인한 고열로 씰의 마모를 발생시키는, 공급오일의 공기를 주기적으로 배출할 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling the operation of a dam, including a water gate and an air discharge valve installed in the cylinder for opening and closing the dam gate and drainage gate, And a hydraulic device for a drainage gate.

대형 댐의 수문과 강 하구의 배수갑문을 설치하고 이를 개패(open & closed)하여 수위를 조절하고 있다.The water gates of the large dam and the drainage gates of the river mouth are installed and open and closed to regulate the water level.

이 수문과 배수갑문은 대형이며, 고 하중으로 큰 힘의 견인력과 뒤틀림 없는 동조제어(synchronized control)가 필수적으로 요구된다.These gate and drain locks are large and require high power, large traction force, and synchronized control without distortion.

따라서, 수문과 배수갑문 개패(open & closed) 할 때 출력밀도(kw/kg)가 높고 정밀 동조제어와 속도 및 힘 제어 등이 용의한 유압실린더를 널리 사용하고 있다.Therefore, hydraulic cylinders with high output density (kw / kg) and precise tuning control and speed and force control are widely used when opening and closing the gate and drain.

유압실린더의 크기와 수량은 수문과 배수갑문 크기나 구조물 설치 가능성 유무에 따라서 유압실린더의 수량을 1개 또는 2개를 사용한다. The size and quantity of the hydraulic cylinders shall be one or two hydraulic cylinders depending on the size of the gates and drainage gates or the possibility of installation of the structures.

유압실린더 1개를 사용할 경우는 비교적 작은 크기의 수문에 주로 사용하지만 수문 중심 상부에 고 강성 프레임을 별도로 설치해야 하고, 유압실린더 2개를 사용하는 경우는 수문이 뒤틀리지 않도록 동조를 해야 한다.If one hydraulic cylinder is used, it is mainly used for relatively small sized gates, but a high rigidity frame should be installed separately on the upper part of the gates. If two hydraulic cylinders are used, the gates should be synchronized so that the gates are not twisted.

유압실린더를 이용한 수문과 배수갑문의 작동은 유압동력발생장치(HPU: hydraulic power unit)를 구동하여 고압의 유량을 실린더의 로드부에 공급하면 실린더는 후진하고 이때 수문이나 배수갑문은 열리게((open)되고, 방향제어밸브를 작동하여 유량을 실린더의 헤드부에 공급하면 실린더는 전진하여 닫힘(closed)가 된다. 이때 실린더가 완전히 전진하지 않은 상태에서 수문이나 배수갑문은 바닥에 접촉하여 정지되는 구조를 가진다.The operation of hydrants and drainage locks using hydraulic cylinders drives a hydraulic power unit (HPU) and supplies a high-pressure flow to the load section of the cylinder, which causes the cylinder to move backward and open the gate and drain locks When the direction control valve is operated and the flow rate is supplied to the head portion of the cylinder, the cylinder is advanced and closed. In this case, the gate and the drain lock are stopped in contact with the floor without fully advancing the cylinder .

유압장치의 오일에는 압력, 온도, 기름의 종류 등에 따라 달라질 수 있지만, 대기압 상태에서 용해된 상태의 공기를 약 9%정도 포함하고 있다.The oil of the hydraulic device may vary depending on the pressure, temperature, oil type, etc., but it contains about 9% of the air in a dissolved state at atmospheric pressure.

이 공기는 교축부와 유압펌프 등으로부터 공기가 혼입될 수 있고, 복귀관이 탱크로 잘못 연결되어 있을 때, 오일이 탱크에 머무르는 시간이 너무 짧거나 혹은 유압유로부터 공기가 충분히 분리되지 못했을 때 발생한다.This air can be mixed with air from the throttling part and the hydraulic pump, and when the return pipe is connected to the tank incorrectly, the time for the oil to stay in the tank is too short, or when the air is not sufficiently separated from the hydraulic oil .

이와 같이 유압동력발생장치에서 공기가 함유된 오일을 사용하여 실린더를 전, 후진시킬 경우, 실린더 로드부에 공급 오일 중의 공기가 로드에 조립된 피스톤부분에 비중 차에 의해서 모이게 되고, 이는 수문과 갑문을 열때 유압실린더 로드부에서 헤드부로 새나가면서 윤활 막을 깨고 단열압축으로 고열이 발생하여, 실린더 내면과 피스톤 씰(seal)부분에서 큰 마찰이 발생하여 스틱슬립 (stick slip)이 발생한다. 즉, 피스톤 실과 튜브 내면에서 원활한 작동이 되지 않아, 스틱슬립 (stick slip)에 의한 진동을 발생하며, 수문 및 배수갑문 스킨플레이트(skin plate)를 가진 하여 큰 소음을 발생한다. In this way, when the cylinder is moved forward and backward by using oil containing air in the hydraulic power generation device, the air in the oil supplied to the cylinder rod portion is collected by the specific gravity difference in the piston portion assembled with the rod, The lubricating film breaks from the hydraulic cylinder rod portion to the head portion when heated, and a high temperature is generated by the adiabatic compression, so that a large friction occurs on the inner surface of the cylinder and the piston seal portion, resulting in a stick slip. That is, it is not smoothly operated on the inner surface of the piston chamber and the tube, causing a vibration due to a stick slip, and a large noise is generated by having a water gate and a drainage gate skin plate.

유압실린더의 내부에 공기가 있을 경우, 단열압축(adiabatic compression)에 의한 온도상승과 상승 열에 의한 실손상(seal damage by burning)을 더 자세히 살펴보면, 유압실린더의 내부에 공기가 있을 경우, 공기와 같은 압축성 유체는 하기의 식과 같이, 압력을 높이면 열이 발생한다.If there is air inside the hydraulic cylinder, the temperature rise due to adiabatic compression and the seal damage by burning will be described in more detail. If there is air inside the hydraulic cylinder, The compressible fluid generates heat when the pressure is increased as shown in the following equation.

Figure 112012088105818-pat00001
Figure 112012088105818-pat00001

T1: Absolute temperature before compression (압축 전 절대온도) [°K]T 1 : Absolute temperature before compression [° K]

T2: Absolute temperature after compression (압축 후 절대온도) [°K]T 2 : Absolute temperature after compression [° K]

P1 : Pressure before compression (압축 전 압력) [MPa]P 1 : Pressure before compression [MPa]

P2 : Pressure after compression (압축 후 압력) [MPa]P 2 : Pressure after compression [MPa]

V1 : Volume of air before compression (압축 전 공기의 체적) [㎤]V 1 : Volume of air before compression (volume of air before compression) [㎤]

V2 : Volume of air after compression (압축 후 공기의 체적) [㎤]V 2 : Volume of air after compression (volume of air after compression) [㎤]

k : Adiabatic index (in case of air, k=1.4) (단열지수, 공기의 경우 1.4)
k: Adiabatic index (in case of air, k = 1.4) (Insulation index, 1.4 for air)

따라서 여름철 야외에 설치된 유압실린더의 표면 온도가 60℃ 수준으로 상승되었을 때 내부 오일의 온도가 동일하게 높아지며, 허용압력 30 MPa의 고압으로 작동할 경우 사용할 경우 유압실린더 내부의 공기는 하기의 식과 같이, 약 470~800℃까지 높게 올라감으로써, 도 1과 같이 실을 태워 손상시킨다.Therefore, when the surface temperature of the hydraulic cylinder installed in the outdoor in summer is raised to the level of 60 ° C, the temperature of the internal oil is increased equally, and when operating at a high pressure of the allowable pressure of 30 MPa, By raising the temperature to about 470 to 800 ° C, the yarn is burned and damaged as shown in FIG.

Figure 112012088105818-pat00002
Figure 112012088105818-pat00002

이에, 수문 및 갑문을 비롯하여 유압실린더가 원활한 작동이 되지 않고 진동을 발생하며, 수문 및 배수갑문 스킨플레이트(skin plate)를 가진 하여 큰 소음을 발생하는 문제점이 있었다.Accordingly, there is a problem that the hydraulic cylinder including the gate and the gate, vibration occurs, and a large noise is generated by having the gate plate of the gate and the drainage gate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수문용 유압실린더의 구조적 문제점인, 공기 배출이 불가능한 문제를 해결하기 위하여, 유압실린더 내부에 있는 피스톤에 공기를 배출할 수 있는 공기배출밸브를 설치함으로써, 주기적으로 내재된 공기를 배출함으로서, 유압실린더의 원활한 운동과 소음 및 진동이 감소되도록 하며, 소음과 진동 감소로 인하여, 환경적 문제 해결은 물론, 실(seal) 마모를 줄일 수 있어, 수문의 고장 방지는 물론 장수명화 할 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hydraulic cylinder for a hydraulically operated hydraulic cylinder which is capable of discharging air to a piston inside a hydraulic cylinder The air discharge valve can be installed to periodically release the air inside the cylinder so that the smooth movement of the hydraulic cylinder and the noise and vibration can be reduced and the noise and vibration reduction can solve environmental problems as well as seal, And to provide a hydraulic device for a hydrant and a drainage gate in which an air discharge valve is provided to prevent wear of a watercraft and to ensure longevity.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described hereinafter and will be understood by the embodiments of the present invention. Further, objects and advantages of the present invention can be realized by the means and the combination shown in the claims.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서, 상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10); 상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a hydraulic apparatus for use in a hydrant and a drainage gate (D) of a dam (100), the hydraulics apparatus being installed in the hydrant and drainage gate (D) A hydraulic cylinder portion 10 for opening and closing the gate and drain gate D; The air in the supply oil collected in the piston 12 when the cylinder 11 is moved forward or backward is opened periodically or periodically when the pressure of the supplied oil reaches a predetermined pressure range, An air discharge valve (20) for discharging air to the discharge port (20); .

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유압실린더 내에 공기배출밸브가 설치됨으로써, 소음과 진동이 감소되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the air discharge valve is installed in the hydraulic cylinder, noise and vibration are reduced.

또한, 본 발명은 유압실린더의 작동이 원활해지는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect that the operation of the hydraulic cylinder is smooth.

또한, 본 발명은 유압실린더 내에서 전, 후 왕복운동을 하는 피스톤의 씰 마모를 줄일 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of reducing the seal wear of the piston which reciprocates in the forward and backward directions in the hydraulic cylinder.

또한, 본 발명은 수문의 고장 방지 및 사용수명을 장기화할 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of preventing malfunction of the watercraft and prolonging the service life thereof.

또한, 본 발명은 설치 및 사용이 간편한 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of being easy to install and use.

도 1은 유압장치가 사용되는 댐의 수문 및 배수갑문을 나타낸 도면.
도 2는 단열압축(adiabatic compression)에 의한 온도상승과 상승 열에 의한 실손상을 나타낸 일실시예의 도면.
도 3은 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치가 적용된 수문을 나타낸 일실시예의 평면도.
도 4는 도 3의 유압장치 작동도.
도 5는 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 공기배출밸브를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 7은 도 6의 공기배출밸브가 저압 및 고압에서는 밀폐상태이고, 중압(사전설정압력 범위)에서는 개방되어 공기 및 공급오일을 배출하는 구동모습을 나타낸 일실시예의 작동 예시도.1 is a view showing a dam gate and a drainage gate of a dam in which a hydraulic device is used;
Figure 2 is an illustration of an embodiment showing temperature rise due to adiabatic compression and seal damage due to elevated heat.
FIG. 3 is a plan view of an embodiment showing a water gate to which a hydraulic device for a water gate and a drainage gate installed with an air discharge valve according to the present invention is applied.
Fig. 4 is a hydraulic device operation diagram of Fig. 3; Fig.
5 is a front cross-sectional view of an embodiment showing a hydraulic device for a hydrant and a drainage gate provided with an air discharge valve according to the present invention.
6 is a front sectional view of an embodiment of an air discharge valve according to the present invention.
FIG. 7 is an operational example of an embodiment of the air discharge valve shown in FIG. 6, which is in an airtight state at low pressure and high pressure and is opened at a medium pressure (preset pressure range) to discharge air and supply oil.

본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
Before describing in detail several embodiments of the invention, it will be appreciated that the application is not limited to the details of construction and arrangement of components set forth in the following detailed description or illustrated in the drawings. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front,""back,""up,""down,""top,""bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left,"" right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이를 위한 본 발명의 실시예를 살펴보면,To this end, according to an embodiment of the present invention,

댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서, 상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10); 상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A hydraulically operated apparatus for use in a hydrant and a drainage gate (D) of a dam (100), comprising: a hydraulic cylinder part (D) installed in the hydrant and drainage gate (D) for opening and closing a hydrant and a drainage gate 10); The air in the supply oil collected in the piston 12 when the cylinder 11 is moved forward or backward is opened periodically or periodically when the pressure of the supplied oil reaches a predetermined pressure range, An air discharge valve (20) for discharging air to the discharge port (20); .

또한, 상기 공기배출밸브(20)는 양단에 공급오일의 유, 입출부(32, 37)가 형성되는 밸브 하우징(30); 상기 밸브 하우징(30) 내에서, 공급오일의 압력에 의해 길이방향으로 유동되는 이동체(40); 상기 이동체(40) 내부의 유입로(42)와 연통되도록 외주연에 천공형성되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 밸브 하우징(30)의 유출부(37)와 연통되어, 공급오일과 함께 공기를 외부로 배출하여 오리피스 역할을 하는 오리피스부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The air discharge valve (20) includes a valve housing (30) in which oil supply / discharge portions (32, 37) of supply oil are formed at both ends thereof; A moving body (40) which flows in the valve housing (30) in the longitudinal direction by the pressure of supplied oil; And is communicated with the outlet 37 of the valve housing 30 when the pressure of the supplied oil is within the preset pressure range so as to be communicated with the inlet 40 of the movable body 40, An orifice portion 50 serving as an orifice by discharging air to the outside together with the oil; .

또한, 상기 이동체(40)는 상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 내설된 이동체(40)가 유입출부의 연통위치로 이동되어 내부가 개방되고, 상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위보다 상대적으로 낮거나 높은 압력인 경우, 상기 이동체(40)의 위치가 유, 입출부(32, 37)의 비연통위치로 이동되어 내부가 밀폐되는 것을 특징으로 한다.When the pressure of the supplied oil is within a predetermined pressure range, the movable body 40 is moved to the communicating position of the inlet / outlet portion so that the inside of the moving body 40 is opened, The position of the moving body 40 is moved to the non-smoking position of the oil-receiving portions 32 and 37 so that the inside of the moving body 40 is sealed.

또한, 상기 사전설정압력 범위는 40bar 이상 200bar 이하의 압력인 것을 특징으로 한다.Also, the predetermined pressure range is a pressure of 40 to 200 bar.

또한, 상기 밸브 하우징(30) 내에 설치되어, 이동체(40)의 전, 후진에 의해 압축 또는 인장되는 탄성부재(36);가 더 구비되며, 상기 공기배출밸브(20)는 공기배출밸브(20)에 내설된 이동체(40)의 양단부 단면적(A1)(A2) 차이와, 상기 이동체(40) 의해 압축 및 인장되는 탄성부재(36)의 힘(FS)에 의해 작동압력이 조절가능한 것을 특징으로 한다.
And an elastic member 36 installed in the valve housing 30 and being compressed or tensioned by forward and backward movement of the moving body 40. The air discharge valve 20 is connected to the air discharge valve 20 The operating pressure can be controlled by the difference between the end surface sectional areas A1 and A2 of the moving body 40 mounted on the moving body 40 and the force F S of the elastic member 36 compressed and tensioned by the moving body 40 .

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a hydraulic apparatus for a hydrant and a drainage gate provided with an air discharge valve according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치(200)는 유압실린더부(10), 공기배출밸브(20)로 이루어진다.
As shown in the figure, the hydraulic apparatus 200 for the hydrants and the drain locks provided with the air discharge valve according to the present invention comprises a hydraulic cylinder unit 10 and an air discharge valve 20.

상기 유압실린더부(10)는 본 발명의 댐(100)의 수문 또는 배수갑문(D) 등에 설치되어, 상기 수문 또는 배수갑문(D)을 개폐하기 위한 것으로, 이러한 상기 유압실린더부(10)는 내부로 공급오일이 공급되고, 공급된 공급오일이 로드부(A)(유압실린더의 일측 내부)에 공급되어 실린더(11) 내부의 피스톤(12)을 후진시키게 되면, 상기 피스톤(12)의 후진으로 인하여 피스톤(12)의 피스톤 로드와 연결된 수문 및 배수갑문(D) 또한 들리면서 열리게 되는 것이며, 이와 반대로 공급오일을 헤드부(B)(유압실린더의 타측 내부)에 공급하게 되면, 실린더(11) 내부의 피스톤(12)은 전진하게 되면서, 수문 및 배수갑문(D) 또한 하강하게 되어 닫히게 되는 것이다. The hydraulic cylinder part 10 is installed on the gate or drainage gate D of the dam 100 according to the present invention and opens or closes the gate or drainage gate D, The supply oil is supplied to the inside of the cylinder 11 and the supplied oil is supplied to the rod portion A (one side of the hydraulic cylinder) to move the piston 12 inside the cylinder 11 backward, When the supply oil is supplied to the head portion B (inside the other side of the hydraulic cylinder), the cylinder 11 (11) is opened while the water gate and the drain lock D connected to the piston rod of the piston 12 are also heard and opened. And the drainage gate D is also lowered and closed as the piston 12 moves forward.

이러한, 상기 유압실린더부(10)는 전술된 바와 같이, 수문 또는 배수갑문(D)을 개폐하기 위해, 피스톤(12)이 실린더(11)의 길이방향을 향해 전, 후 왕복운동을 하게 되면, 이러한 피스톤(12)의 왕복운동을 위해 실린더(11)에 공급되는 공급오일 중의 공기가, 로드부(A)에 조립된 피스톤(12) 부분에 비중차에 의해 포집이 되고, 이렇게 포집된 공기는 상기에서 기재된 것과 같이, 수문 또는 배수갑문(D)을 열기 위해 로드부(A)로 공급오일이 계속 주입됨에 따라, 실린더(11)의 내주연과 접촉되어 있는 피스톤(12)의 외주연(피스톤(12)의 외주연에는 씰(seal)이 형성되어 있다)사이를 통해 로드부(A)에서 헤드부(B)로 새어 나가면서 윤활막을 깨고 단열압축으로 고열을 발생시키며, 이는 실린더(11) 내주연과 피스톤(12)의 외주연 접촉부위에서 큰 마찰을 발생시켜 스틱슬립을 발생시킴으로써, 소음과 진동 및 씰의 마모를 야기시킨다.When the piston 12 reciprocates forward and backward in the longitudinal direction of the cylinder 11 to open and close the gate or drainage gate D as described above, The air in the supply oil supplied to the cylinder 11 for the reciprocating motion of the piston 12 is collected by the specific gravity difference in the piston 12 portion assembled to the rod portion A, As described above, as the supply oil is continuously injected into the rod portion A to open the gate or drainage gate D, the outer periphery of the piston 12 in contact with the inner periphery of the cylinder 11 The lubricating film breaks from the rod portion A to the head portion B through the space between the outer circumferential surface of the cylinder 11 and the inner circumferential surface of the cylinder 11, A large friction is generated on the outer circumferential contact portion of the inner periphery and the piston 12, Generated by, thereby causing the abrasion of the noise and vibration and seals.

이에, 본 발명에서는 이러한 유압실린더부(10)에 하기의 공기배출밸브(20)를 설치하는 것이며, 댐(100)에 사용되는 유압실린더부(10)마다 개별적으로 하나씩 사용될 수 있음은 당연할 것이다.
Accordingly, in the present invention, the following air discharge valve 20 is provided in the hydraulic cylinder unit 10, and it will be appreciated that the air discharge valve 20 can be used individually for each hydraulic cylinder unit 10 used in the dam 100 .

상기 공기배출밸브(20)는 전술된 유압실린더부(10)에 설치되는 것으로서, 더욱 자세히는 유압실린더부(10)를 이루는 피스톤(12)과 실린더(11) 중, 실린더(11)의 내부에서 전, 후진 왕복을 하는 피스톤(12)에 형성되도록 하는 것으로서, 유압실린더부(10)의 로드부(A)측에 위치되는 피스톤(12)의 일면에서 피스톤(12)의 폭방향(두께 방향)을 향해 내설되는 형태로 설치되도록 함으로써, 공기배출밸브(20)의 일단, 즉 공기배출밸브(20)의 유입부(32)가 로드부(A)를 향해 개방되는 형태가 되도록 하여, 수문 또는 배수갑문(D)을 개방하기 위해 로드부(A)로 공급오일이 유입될 시, 유입된 공급오일(더욱 자세히는 유입되는 공급오일의 압력)이 피스톤(12)의 일면을 밀어 피스톤(12)을 후진시킴과 동시에, 공기배출밸브(20)의 유입부(32)로도 유입될 수 있도록 한다. 물론, 상기와 같은 공기배출밸브(20)가 설치된 피스톤(12)의 경우, 상기 공기배출밸브(20)의 타측, 즉 공기배출밸브(20)의 유출부(37)를 피스톤(12)의 타면(로드부(A))까지 관통시키는 배출로(13)가 천공형성되어 있어야 함은 당연할 것이다.The air discharge valve 20 is provided in the hydraulic cylinder portion 10 described above and more specifically the piston 12 and the cylinder 11 constituting the hydraulic cylinder portion 10 and the inside of the cylinder 11 (Thickness direction) of the piston 12 on one side of the piston 12, which is located on the rod portion A side of the hydraulic cylinder portion 10, is formed on the piston 12 which reciprocates forward and backward, So that one end of the air discharge valve 20, that is, the inflow portion 32 of the air discharge valve 20 is opened toward the rod portion A, When the supply oil is introduced into the rod portion A to open the lock D, the introduced supply oil (more specifically, the pressure of the incoming supply oil) pushes one side of the piston 12 to move the piston 12 So that it can be introduced into the inflow portion 32 of the air discharge valve 20 at the same time as the backward movement. Of course, in the case of the piston 12 provided with the air discharge valve 20 as described above, the other side of the air discharge valve 20, that is, the outflow portion 37 of the air discharge valve 20, (The rod portion A), as shown in Fig.

이를 위한 상기 공기배출밸브(20)를 살펴보면, 밸브 하우징(30), 이동체(40), 오리피스부(50)로 이루어진다.
The air discharge valve 20 for this purpose includes a valve housing 30, a moving body 40, and an orifice portion 50.

상기 밸브 하우징(30)은 중심부에 길이방향으로 향해 유동홀(31)이 천공형성되어 있고, 이러한 유동홀(31)은 공급오일이 공급되는 밸브 하우징(30)의 일면까지 관통되어 유입부(32)를 형성하되, 밸브 하우징(30)의 타면까지는 관통되지 않도록 한다. 더불어, 이러한 유동홀(31)의 내부 중단에는 천공되는 직경에 변화를 줘 단턱(35)이 형성되어 있도록 한다.The valve housing 30 is formed with a flow hole 31 extending in the longitudinal direction toward the center of the valve housing 30. The flow hole 31 penetrates to one side of the valve housing 30 through which the supply oil is supplied, But not to the other surface of the valve housing 30. In addition, in the inner stop of the flow hole 31, a change is made in the diameter to be drilled so that the step 35 is formed.

또한, 상기 밸브 하우징(30)의 내부에는 복수개의 유출부(37)가 천공형성되는데, 상기 밸브 하우징(30)의 타측에서 길이방향을 향해 소정길이 파여지되, 상기 유출부(37)의 주변에 형성되도록 하며, 밸브 하우징(30)의 내부에서 상기 유동홀(31)에 연통되도록 연통공(38)이 형성되어 있도록 한다.A plurality of outflow portions 37 are formed in the valve housing 30 so that the valve housing 30 is pierced by a predetermined length toward the longitudinal direction from the other side of the valve housing 30, And a communication hole 38 is formed in the valve housing 30 so as to communicate with the flow hole 31.

더불어, 이러한 상기 밸브 하우징(30)의 유입부(32)에는, 밸브 하우징(30) 내 유동홀(31)에서 길이방향으로 왕복운동하는 후술될 이동체(40)가 유입부(32)쪽으로 탈거되지 않도록 스페이서 링(Spacer Ring, 33)이 설치되어 있도록 한다. 물론, 상기 스페이서 링(33)의 중앙에는 홀(34)이 천공형성되어 있도록 한다. 더불어, 상기 밸브 하우징(30)의 유동홀(31) 내부 타단측에는 탄성부재(ex: 스프링 등, 35)가 내설되어 있도록 한다.
A moving body 40 to be described later which reciprocates in the longitudinal direction in the flow hole 31 in the valve housing 30 is detached toward the inflow portion 32 in the inflow portion 32 of the valve housing 30 (Spacer Ring, 33) should be installed so that the Of course, the hole 34 is formed in the center of the spacer ring 33. In addition, an elastic member (e.g., a spring or the like) 35 is provided on the other end side of the valve housing 30 in the flow hole 31.

상기 이동체(40)는 전술된 밸브 하우징(30)의 내부, 즉 밸브 하우징(30)의 유동홀(31)에 내설되어 밸브 하우징(30)의 길이방향(또는 유동홀(31)의 길이방향)으로 유동되도록 하는 것으로, 일단 외주연은 다른 부위의 외주연보다 직경이 크도록 형성하여 전술된 단턱(35)과 대응되는 걸림턱(41)이 형성되도록 하며, 길이방향으로는 내부 중앙을 관통하는 유입로(42)가 천공형성되어 있도록 하며, 이러한 이동체(40)의 일면은 스페이서 링(33)에 접촉되고, 타단은 탄성부재(36)의 일측에 끼워져 설치되어 있는 형태를 가진다.The movable body 40 is inserted in the valve housing 30 described above, that is, in the flow hole 31 of the valve housing 30, so that the longitudinal direction of the valve housing 30 (or the longitudinal direction of the flow hole 31) So that the outer periphery is formed to have a larger diameter than the outer periphery of the other portion so that the engagement step 41 corresponding to the step 35 described above is formed, One end of the movable member 40 is in contact with the spacer ring 33 and the other end of the movable member 40 is fitted in one side of the elastic member 36.

또한, 상기 이동체(40)의 외주연에는 유입공과 직각을 이루는 연통되는 오리피스부(50)가 천공형성되어있도록 하는데, 상기 오리피스부(50)가 형성되는 이동체(40)의 외주연 위치는, 상기 밸브 하우징(30)에 압력이 가해지지 않거나, 또는 상기 탄성부재(36)의 인장력에 의해 이동체(40)의 일면이 스페이서 링(33)에 밀착되어 있는 상태(공급오일이 저압(40bar 이하)인 제 1경우) 및 밸브 하우징(30)의 유입부(32)로 공급오일이 공급되어 이동체(40)가 밸브 하우징(30) 내부로 최대한 밀려, 상기 이동체(40)의 걸림턱(41)이 밸브 하우징(30) 내 단턱(35)에 접촉되는 경우(공급오일이 고압(ex: 100bar 이상)인 제 2경우)에는 상기 유출부(37)의 연통공(38)과 연통되지 않도록 하되, 공급오일의 압력이 전술된 두 경우(제 1, 2경우)의 중간 압력인 경우((공급오일이 중압(사전설정압력 범위(ex: 40 ~ 100bar 사이))인 제 3경우)에는 이동체(40)의 위치가, 상기 오리피스부(50)가 연통공(38)과 연통되는 위치가 되어, 상기 유입부(32)를 통해 유입되는 공급오일이 공기와 함께 오리피스부(50), 연통공(38), 유출부(37)를 순차적으로 거치며 배출될 수 있도록 한다. A communicating orifice 50 is formed in the outer circumference of the moving body 40 so as to be perpendicular to the inflow hole. The outer circumferential position of the moving body 40, on which the orifice 50 is formed, A state in which the pressure is not applied to the valve housing 30 or the one side of the moving body 40 is in close contact with the spacer ring 33 due to the tensile force of the elastic member 36 The supply oil is supplied to the inlet portion 32 of the valve housing 30 so that the movable body 40 is pushed into the valve housing 30 as much as possible and the engaging jaw 41 of the movable body 40 It is not communicated with the communication hole 38 of the outflow portion 37 in the case of contacting the step 35 in the housing 30 (the second case where the supply oil is high pressure (ex: 100 bar or more)), Is the intermediate pressure in the two cases described above (first and second cases) ((when the supply oil is a medium pressure (i.e., a third case in which the orifice portion 50 is in the range of 40 to 100 bar), the position of the moving body 40 becomes a position where the orifice portion 50 communicates with the communication hole 38, The inflowing supply oil can be discharged through the orifice portion 50, the communication hole 38, and the outflow portion 37 sequentially with the air.

즉, 댐(100)의 수문 또는 배수갑문(D)을 열기 위해, 상기 유압실린더부(10)의 로드부(A) 내로 공급오일이 공급되면, 공급된 공급오일은 실린더(11) 내 피스톤(12)을 가압해 밀면서 수문 또는 배수갑문(D)을 열게 되고, 이때, 상기 로드부(A)에 공급된 공급오일 중 일부는 피스톤(12)에 내설되어 있는 밸브 하우징(30)의 유입부(32)로도 유입된다. 이렇게 유입된 공급오일은 스페이서 링(33)의 홀(34)을 통과하여 이동체(40)의 일면을 가압하게 되고, 그 일부는 이동체(40)의 중앙에 천공형성되어 있는 관통공 내부로도 유입되고, 유입되는 공급오일의 압력으로 이동체(40)가 밸브 하우징(30) 내에서 탄성부재(36)를 압축시키며 전, 후 유동되도록 하되, 공급오일이 저압 또는 고압인 경우에는 이동체(40)에 형성된 오리피스부(50)가 유출부(37)의 연통공(38)과 연통되지 않아, 상기 공개배출밸브가 밀폐되어 있는 형태를 가지되, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위(ex: 중압)인 경우, 상기 이동체(40)는 오리피스부(50)가 유출부(37)와 연통되는 적정수준으로 밀림으로써, 공기가 공급오일과 함께 배출될 수 있도록 하는 것이다.That is, when the supply oil is supplied into the rod portion A of the hydraulic cylinder portion 10 to open the gate or the drainage gate D of the dam 100, the supplied supply oil is supplied to the piston (not shown) A part of the supplied oil supplied to the rod portion A is introduced into the inlet portion (not shown) of the valve housing 30 32). The supplied oil flows through the hole 34 of the spacer ring 33 to press one surface of the moving body 40 and a part of the supplied oil flows into the through hole formed in the center of the moving body 40 So that the moving body 40 compresses the elastic member 36 in the valve housing 30 by the pressure of the inflowing supply oil so as to flow before and after the elastic body 36. When the supply oil is low pressure or high pressure, The formed orifice portion 50 does not communicate with the communication hole 38 of the outflow portion 37 so that the open discharge valve is sealed and the pressure of the supplied oil is maintained within the preset pressure range , The moving body 40 pushes the orifice part 50 to a proper level to communicate with the outflow part 37 so that air can be discharged together with the supply oil.

다시 말해, 사전설정압력 범위에서 이동체(40)가 밀렸을때 오리피스부(50)가 연통공(38)과 연통될 수 있도록, 오리피스부(50) 형성위치를 사전에 지정해 놓아야 할 것이다.
In other words, the position for forming the orifice portion 50 should be specified in advance so that the orifice portion 50 can communicate with the communication hole 38 when the moving body 40 is pushed in the preset pressure range.

또한, 상기에서 설명되지 않은 도면의 부호인 '39'는 오링 및 백업링(O-ring & Backup Ring), 'F'는 점검사다리를 의미한다.
The reference numeral 39 in the drawings, which is not described in the above, denotes an O-ring and a backup ring, and an F denotes a check ladder.

더불어, 상기의 공기배출밸브(20)에서,In addition, in the above-described air discharge valve 20,

상기 이동체(40)의 하단부(공급오일이 유입되는 부분)의 단면적(A1)은 하기의 제 1수학식과 같고,Sectional area A1 of the lower end portion of the moving body 40 (the portion into which the supplied oil flows) is the same as the following first expression,

Figure 112012088105818-pat00003
Figure 112012088105818-pat00003

(여기서, 상기 D1은 이동체(40)의 하단부 직경, D3은 이동체(40)의 유입로(42) 직경을 의미함.)(Where D1 is the diameter of the lower end of the moving object 40 and D3 is the diameter of the inflow path 42 of the moving object 40).

상기 이동체(40)의 상단부(탄성부재(36)가 접촉되는 부분)의 단면적(A2)는 하기의 제 2수학식과 같다.Sectional area A2 of the upper end portion of the moving body 40 (the portion where the elastic member 36 is in contact) is the same as the following second expression.

Figure 112012088105818-pat00004
Figure 112012088105818-pat00004

(여기서, 상기 D2는 이동체(40)의 상단부 직경, D3은 이동체(40)의 유입로(42) 직경을 의미함.)(Where D2 is the upper end diameter of the moving object 40 and D3 is the diameter of the inflow path 42 of the moving object 40)

이에, 이동체(40)를 작동시키는 힘(F1)은 이동체(40)의 하단부의 단면적(A1)과 피스톤(12)에 작용하는 힘(PS)의 곱이 되며, 하기의 제 3수학식과 같게 되며,The force F1 for actuating the moving body 40 is the product of the sectional area A1 of the lower end of the moving body 40 and the force P s acting on the piston 12 and is the same as the following equation ,

Figure 112012088105818-pat00005
Figure 112012088105818-pat00005

상기 이동체(40)의 복원력(F2)는 이동체(40)의 상단부의 단면적(A2)과 피스톤(12)에 작용하는 힘(PS)의 곱이 되며, 하기의 제 4수학식과 같게 된다.Restoring force (F2) of the moving object 40 is a product of the power (P S) applied to the cross-sectional area (A2) and the piston (12) of the upper end of the movable body 40, it is equal to the mathematical expression 4 shown below.

Figure 112012088105818-pat00006
Figure 112012088105818-pat00006

이에, 상기 이동체(40)를 작동시키는 힘(F1)이 이동체(40)의 복원력(F2)과 탄성부재(36)의 힘(Fs) 보다 클 때 작동하는 것으로 이는 하기의 제 5수학식과 같다.The operation is performed when the force F1 for actuating the movable body 40 is greater than the restoring force F2 of the movable body 40 and the force Fs of the elastic member 36. This is the same as the fifth equation below.

Figure 112012088105818-pat00007
Figure 112012088105818-pat00007

따라서 본 발명의 공기배출밸브(20)의 작동압력은 이동체(40)의 양단부 단면적 A1과 A2의 단면적 차와, 탄성부재(36)의 힘(Spring Force)에 의해서 조정이 가능하다.
Therefore, the working pressure of the air discharge valve 20 of the present invention can be adjusted by the difference in sectional area between the cross-sectional areas A1 and A2 at both ends of the moving body 40 and the spring force of the elastic member 36. [

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10: 유압실린더부 11: 실린더
12: 피스톤 20: 공기배출밸브
30: 밸브 하우징 31: 유동홀
32: 유입부 33: 스페이서 링
34: 홀 35: 단턱
36: 탄성부재 37: 유출부
38: 연통공 39: 백업링
40: 이동체 41: 걸림턱
42: 유입로 50: 오리피스부
100: 댐 200: 유압장치
A: 로드부 B: 헤드부
D: 수문10: Hydraulic cylinder part 11: Cylinder
12: Piston 20: Air discharge valve
30: valve housing 31: flow hole
32: inlet portion 33: spacer ring
34: hole 35: step
36: elastic member 37:
38: communication hole 39: backup ring
40: moving body 41:
42: inlet line 50: orifice part
100: dam 200: hydraulic device
A: Rod section B: Head section
D: The water gate

Claims (5)

댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서,
상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10);
상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20);를 포함하여 이루어지며,
상기 공기배출밸브(20)는 양단에 공급오일의 유, 입출부(32, 37)가 형성되는 밸브 하우징(30)와, 상기 밸브 하우징(30) 내에서, 공급오일의 압력에 의해 길이방향으로 유동되는 이동체(40)와, 상기 이동체(40) 내부의 유입로(42)와 연통되도록 외주연에 천공형성되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 밸브 하우징(30)의 유출부(37)와 연통되어, 공급오일과 함께 공기를 외부로 배출하여 오리피스 역할을 하는 오리피스부(50)로 이루어지고,
상기 이동체(40)는 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 내설된 이동체(40)가 유입출부의 연통위치로 이동되어 내부가 개방되고, 상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위보다 상대적으로 낮거나 높은 압력인 경우, 상기 이동체(40)의 위치가 유, 입출부(32, 37)의 비연통위치로 이동되어 내부가 밀폐되도록 하며,
상기 사전설정압력 범위는 40bar 이상 200bar 이하의 압력이며,
상기 사전설정압력 범위에서 이동체(40)가 밀렸을때 오리피스부(50)가 연통공(38)과 연통될 수 있도록, 오리피스부(50) 형성위치는 사전에 지정되어 있도록 하며,
상기 밸브 하우징(30) 내에 설치되어, 이동체(40)의 전, 후진에 의해 압축 또는 인장되는 탄성부재(36)가 더 구비되며, 상기 공기배출밸브(20)는 공기배출밸브(20)에 내설된 이동체(40)의 양단부 단면적(A1)(A2) 차이와, 상기 이동체(40) 의해 압축 및 인장되는 탄성부재(36)의 힘(FS)에 의해 작동압력이 조절가능한 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
A hydraulic device for use in a hydrant and a drainage gate (D) of a dam (100)
A hydraulic cylinder part 10 installed in the gate and drain gate D for opening and closing the gate and the drain gate D for adjusting the water level;
The air in the supply oil collected in the piston 12 when the cylinder 11 is moved forward or backward is opened periodically or periodically when the pressure of the supplied oil reaches a predetermined pressure range, And an air discharge valve (20)
The air discharge valve 20 includes a valve housing 30 in which oil supply and outflow portions 32 and 37 of supply oil are formed at both ends and a valve housing 30 in the valve housing 30, And the outlet port of the valve housing 30 is connected to the outlet port of the valve housing 30 when the pressure of the supplied oil is within the preset pressure range, And an orifice part (50) communicating with the supply oil (37) and discharging air to the outside together with the supply oil to serve as an orifice,
When the pressure of the supplied oil is within a predetermined pressure range, the movable body 40 is moved to the communicating position of the inlet / outlet portion to open the inside, and the pressure of the supplied oil is relatively higher than the preset pressure range The position of the moving body 40 is moved to the non-smoking position of the oil-receiving portions 32 and 37 so that the inside of the moving body 40 is sealed,
Wherein the predetermined pressure range is a pressure of not less than 40 bar and not more than 200 bar,
The position for forming the orifice portion 50 is predetermined so that the orifice portion 50 can communicate with the communication hole 38 when the moving body 40 is pushed in the preset pressure range,
The air discharge valve 20 is further provided with an elastic member 36 installed in the valve housing 30 to be compressed or tensioned by the forward and backward movement of the moving body 40, Wherein the operating pressure is adjustable by a difference between both end sectional areas A1 and A2 of the movable body 40 and a force F S of the elastic member 36 which is compressed and tensioned by the moving body 40. [ Hydraulic devices for gate and drain locks with drain valves.
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