KR101452393B1

KR101452393B1 - 유압식 다단 전도 수문

Info

Publication number: KR101452393B1
Application number: KR1020140049985A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: 덕상이엔지 주식회사
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2014-10-23

Abstract

본 발명은 유압식 다단 전도 수문에 관한 것으로, 수문 프레임 사이에 구비되어 하단부의 메인 샤프트를 중심으로 회전하며 개폐되는 수문 게이트와, 상기 메인 샤프트와 일체로 회전하도록 일단부가 상기 메인 샤프트에 결합되는 메인 암과, 상기 메인 암이 상기 메인 샤프트를 중심으로 회전하도록 상기 메인 암과 연동되게 작동하는 제 1 링크와 제 2 링크 및 중심 샤프트를 포함하는 엑스 링크 모듈과 가이드 링크로 구성된 링크 유닛과, 상기 링크 유닛의 제 1 링크 하단과 힌지 결합되는 피스톤 로드와 유압 실린더로 이루어져 상기 링크 유닛이 작동하게 동력을 제공하는 구동부 및 상기 제 1 링크의 하단에 구비된 스토퍼와 맞물려 상기 링크 유닛의 작동을 단속하여 상기 수문 게이트의 개폐 각도를 유지시키는 록킹 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문이 개시된다.

Description

유압식 다단 전도 수문{Hydraulic Movable Weir}

본 발명은 유압식 다단 전도 수문에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방수량을 조절하기 위해 수문 게이트가 일정 각도로 기울어진 상태일 때 수문 게이트에 작용하는 수압에 의해 수문 게이트가 무단으로 회전하지 않도록 방지하는 유압식 다단 전도 수문에 관한 것이다.

일반적으로 보(weir)는 하천의 수위를 조절하는 일종의 물막이용 울타리를 말하며, 이러한 보는 농업, 공업 및 생활 용수의 확보에 아주 중요한 역할을 하여 현재 널리 사용되고 있다. 또한, 댐이 설치될 수 없는 하천에 보를 여러 개 설치하면 수량의 조절이 가능하기 때문에 중, 대형 댐의 대체 구조물로 사용되기도 한다.

보의 종류는 크게 나누어 고정보와 가동보가 있으며, 고정보는 수문이 개폐되지 않고 고정된 방식으로 구성되며, 가동보는 수문을 개폐할 수 있도록 구성하여 물의 흐름을 다양하게 조절할 수 있도록 구성된다.

가동보는 일반적 경우 수문을 폐쇄시켜 강이나 하천 또는 저수지에 물을 가두어 이를 다양한 용도로 활용할 수 있도록 하고, 홍수 시에는 수문을 개방시켜 물의 흐름이 원활하게 흘러가도록 하는 기능을 수행하며, 하류의 물이 불어난 경우에는 물의 흐름이 상류로 역류하는 것을 방지하는 기능을 아울러 수행한다.

이와 같이 물의 흐름을 다양하게 조절할 수 있도록 가동보에 장착되는 가동보 수문은 일반적으로 하단부의 메인 샤프트를 중심으로 회전하는 수문 게이트와, 수문 게이트를 회전 구동하는 구동부를 포함하는 형태로 구성된다.

이때, 구동부는 유압 실린더 방식이 주로 이용되는데, 수문 게이트를 수직에 근접하게 배치되도록 회전시켜 수문 게이트가 폐쇄되도록 하거나 수문 게이트를 수평에 근접하게 배치되도록 회전시켜 수문 게이트가 개방되도록 하는 방식으로 구성된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 가동보 수문은 수문 게이트를 폐쇄시키기 위해 많은 양의 유압 하중이 필요한데, 통상 유압 실린더가 수직 방향으로 배치되어 유압 실린더의 행정 구간이 길게 형성되므로, 유압 실린더의 작동 중 피스톤 로드의 떨림이나 휨 변형 등이 발생하게 되고, 이에 따라 오일 씰 등의 부품이 손상되는 등의 문제가 발생하였으며, 장시간 사용시 수문 게이트의 개폐 기능을 정상적으로 수행하지 못하게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 선행기술로 한국 등록특허 제10-1118731호의 "가동보 수문"이 있다. 선행기술에 따른 가동보 수문은 2개의 수문 프레임 사이에 수문 게이트가 설치되고, 수문 게이트가 하단부를 중심으로 회전 개폐되어 수로의 물을 저장하거나 흘려보내도록 구성된다.

이러한 가동보 수문은 수문 게이트, 메인 암, 링크 유닛 및 구동부로 구성되는데, 수문 게이트는 물의 흐름을 차단 및 개방할 수 있도록 플레이트 형태로 형성되며, 2개의 수문 프레임 사이에 회전 가능하게 설치된다.

이러한 수문 게이트를 회전시켜 개폐되도록 수문 게이트는 메인 암과 연결되며 메인 암은 링크 유닛과 연계되어 구동부에서 제공되는 동력에 의해 수문 게이트가 회전된다.

즉, 수문 게이트가 회전할 수 있게 동력을 제공하는 구동부는 유압 실린더와 피스톤 로드로 구성되어 피스톤 로드의 직선 이동에 따라 링크 유닛의 제 1 링크가 중심 샤프트를 중심으로 직선 이동하여 메인 암을 연동시켜 수문 게이트를 회전시켜 수문 게이트의 개폐를 단속하게 된다.

그러나, 상기와 같은 선행기술은 구동부에서 제공되는 동력보다 큰 힘이 수문 게이트에 걸릴 경우 수문 게이트가 전도되어 유량을 조절할 수 없는 문제가 있다.

부연하자면, 수문 게이트를 지나는 유량을 조절하기 위해 수문 게이트는 일정 각도로 기울어진 상태를 유지하게 된다. 그러나, 상류에서 수문 게이트를 향하는 유량이 급격하게 증가하거나 유속이 빨라지는 경우 또는 상류에서 수문 게이트를 향해 과도한 양의 부유물이 떠내려오는 경우 수문 게이트에 과도한 수압(압력)이 가해지게 된다.

이렇게, 수문 게이트에 과도한 수압(압력)이 작용하게 될 때 구동부에서 제공되는 동력보다 큰 수압이 수문 게이트에 가해지게 되면 수문 게이트가 하류를 향해 전도되어 수문 게이트를 지나는 유량을 조절할 수 없는 문제가 있을 뿐만 아니라 구동부에 과도하게 부하가 걸려 파손될 우려가 있다.

KR, B, 10-1118731(2012.02.14)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수문 게이트에 과도한 수압이 걸리더라도 수문 게이트의 개폐 각도를 안정적으로 유지시켜 수문 게이트를 지나는 유량을 지속적으로 조절할 수 있는 유압식 다단 전도 수문을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 수문 프레임 사이에 구비되어 하단부의 메인 샤프트를 중심으로 회전하며 개폐되는 수문 게이트와, 상기 메인 샤프트와 일체로 회전하도록 일단부가 상기 메인 샤프트에 결합되는 메인 암과, 상기 메인 암이 상기 메인 샤프트를 중심으로 회전하도록 상기 메인 암과 연동되게 작동하는 제 1 링크와 제 2 링크 및 중심 샤프트를 포함하는 엑스 링크 모듈과 가이드 링크로 구성된 링크 유닛과, 상기 링크 유닛의 제 1 링크 하단과 힌지 결합되는 피스톤 로드와 유압 실린더로 이루어져 상기 링크 유닛이 작동하게 동력을 제공하는 구동부 및 상기 제 1 링크의 하단에 구비된 스토퍼와 맞물려 상기 링크 유닛의 작동을 단속하여 상기 수문 게이트의 개폐 각도를 유지시키는 록킹 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문에 의해 달성된다.

여기서, 상기 링크 유닛은 제 1 및 제 2 링크가 중심 샤프트를 중심으로 회전 가능하게 서로 교차하는 방향으로 결합되는 엑스 링크 모듈 및 상기 엑스 링크 모듈의 상단에 수평 배치되도록 결합되어 상기 엑스 링크 모듈의 작동에 따라 상하 이동하는 가이드 링크를 포함하고, 상기 메인 암은 상기 가이드 링크에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스토퍼는 상기 구동부의 피스톤 로드와 제 1 링크를 힌지 결합시키는 연결 샤프트의 측단에 형성되되, 상기 연결 샤프트는 제 1 링크와 일체로 형성되어 피스톤 로드가 연결 샤프트를 중심으로 회전하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스토퍼는 상기 록킹 유닛과 마주하는 부분에 톱니가 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 록킹 유닛은 상기 스토퍼의 하부에 위치한 래크 및 상기 래크의 하부에 설치되어 래크를 승강시켜 스토퍼와 맞물리는 승강 실린더를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 래크의 하부 양측단에 설치되어 래크의 승강을 안내하는 가이드 실린더를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문에 의하면, 유압 실린더를 수평 방향으로 작동하도록 배치하고, 유압 실린더에 의해 상하 방향으로 작동하는 링크 유닛을 통해 수문 게이트가 회전 개폐되도록 구성함으로써, 유압 실린더의 행정 구간을 짧게 형성할 수 있고, 이에 따라 유압 실린더 및 피스톤 로드의 떨림 또는 휨 변형 등을 방지할 수 있어 부품 손상이 방지되고 장시간 사용하더라도 안정적으로 작동시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 유수의 방수량을 조절하기 위해 수문 게이트가 일정 각도로 기울어진 상태일 때 링크 유닛의 하부에 설치된 록킹 유닛이 제 1 링크가 이동하지 않도록 스토퍼와 맞물려 고정하기 때문에 수문 게이트에 과도한 수압이 걸리더라도 수문 게이트가 무단으로 회전하지 않고 그 상태를 유지할 수 있어 안정적으로 유량을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문의 작동 상태를 나타낸 측면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문을 나타낸 분해 사시도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문은 2개의 수문 프레임(200) 사이에 회전 가능하게 설치되어 유수의 방수량을 조절하는 수문 게이트(100)와 수문 게이트(100)의 메인 샤프트(110)와 결합되는 메인 암(300)과 메인 암(300)과 연동되는 링크 유닛(400)과 링크 유닛(400)에 동력을 제공하는 구동부(500) 및 링크 유닛(400)에 구비된 스토퍼(417)와 맞물려 링크 유닛(400)의 작동을 단속하여 수문 게이트(100)의 개폐 각도를 유지시키는 록킹 유닛(600)으로 구성된다.

부연하자면, 수문 게이트(100)는 물의 흐름을 차단 및 개방할 수 있도록 플레이트 형태로 형성되며, 2개의 수문 프레임(200) 사이에 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 수문 게이트(100)의 하단부에는 메인 샤프트(110)가 수문 프레임(200) 내부에서 지지되도록 수평 방향으로 돌출 형성되고, 수문 게이트(100)는 이러한 메인 샤프트(110)를 중심으로 회전하며 개폐되도록 구성된다.

메인 암(300)은 일측 방향으로 길게 형성되며, 메인 샤프트(110)와 일체로 회전하도록 일단부가 메인 샤프트(110)에 고정 결합된다. 즉, 메인 암(300)을 회전시킴으로써, 메인 샤프트(110)가 일체로 회전하고 이에 따라 수문 게이트(100)가 일체로 회전하며 개폐 작동되도록 구성된다.

이러한 메인 암(300) 또한 수문 게이트(100)와 마찬가지로 수문 게이트(100)가 완전 폐쇄된 상태에서 경사지게 배치되도록 구성된다. 따라서, 수문 게이트(100) 및 메인 암(300)은 완전 폐쇄되도록 작동한 상태에서 경사지게 배치되기 때문에, 각각의 자중에 의해 수문 게이트(100)가 개방된 상태로 회전하려는 회전력이 발생한다.

링크 유닛(400)은 메인 암(300)과 연결 결합되어 메인 암(300)이 메인 샤프트(110)를 중심으로 회전하도록 메인 암(300)과 연동되게 작동하며, 구동부(500)는 이러한 링크 유닛(400)이 작동하도록 링크 유닛(400)을 구동시킨다.

이때, 링크 유닛(400)은 구동부(500)의 구동에 의해 상단부가 상하 방향으로 이동하도록 작동하고, 메인 암(300)은 타단부가 링크 유닛(400)의 상단부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되어 링크 유닛(400)의 상하 이동에 따라 메인 샤프트(110)를 중심으로 회전하도록 구성된다.

즉, 구동부(500)가 링크 유닛(400)을 작동시키게 되면, 링크 유닛(400)은 상단부가 상하 방향으로 이동하게 되고, 메인 암(300)은 이러한 링크 유닛(400)의 상단부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되므로, 링크 유닛(400)과 연동하여 메인 샤프트(110)를 중심으로 회전하게 된다.

따라서, 메인 암(300)이 회전하게 되면, 메인 샤프트(110) 및 수문 게이트(100)가 일체로 회전하므로, 이러한 회전 동작에 의해 수문 게이트(100)가 개폐되도록 작동한다.

특히, 링크 유닛(400)은 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)가 중심 샤프트(413)를 중심으로 회전 가능하게 서로 교차하는 방향으로 결합되는 X자 형태의 엑스 링크 모듈(410)과, 엑스 링크 모듈(410)의 상단에 수평 배치되도록 결합되어 엑스 링크 모듈(410)의 작동에 따라 상하 이동하는 가이드 링크(420)를 포함하여 구성된다.

이때, 메인 암(300)은 가이드 링크(420)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 이때, 제 1 링크(411)의 하단부는 구동부(500)와 회전 가능하게 결합되고, 제 2 링크(412)의 하단부는 별도의 고정구(미도시)에 회전 가능하게 결합될 수 있으나 부품 개수의 감소를 위해 메인 샤프트(110)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이러한 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)는 중심부에 위치한 중심 샤프트(413)를 중심으로 회전 가능하게 서로 교차하도록 배치되므로, 제 2 링크(412)의 하단부가 메인 샤프트(110)에 위치 고정된 상태에서, 제 1 링크(411)의 하단부가 구동부(500)에 의해 수평 이동하게 되면, 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)는 중심 샤프트(413)를 중심으로 서로 대칭 이동하며 상단부가 상하 이동하게 된다.

가이드 링크(420)는 이와 같은 엑스 링크 모듈(410)의 상단에 수평 배치되게 결합되어 엑스 링크 모듈(410)의 작동에 따라 상하 방향으로 이동한다. 이때, 가이드 링크(420)는 일측이 제 1 링크(411)의 상단에 별도의 연결핀(414)을 통해 회전 가능하게 결합되고, 타측은 제 2 링크(412)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 제 2 링크(412)의 상단에는 별도의 링크 지지 롤러(415)가 회전 가능하게 결합되고, 가이드 링크(420)의 타측은 이러한 링크 지지 롤러(415)에 안치되어 지지됨과 동시에 길이 방향을 따라 슬라이드 이동하도록 구성된다. 그리고, 가이드 링크(420)의 하단면에는 링크 지지 롤러(415)에 맞물림 결합될 수 있도록 하향 돌출부(422)가 형성된다.

한편, 메인 암(300)은 앞서 설명한 가이드 링크(420)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는데, 메인 암(300)의 타단부에 별도의 메인 지지 롤러(310)가 회전 가능하게 결합되고, 메인 지지 롤러(310)가 가이드 링크(420)의 상면에 안치되어 지지됨과 동시에 가이드 링크(420)의 상면을 따라 길이 방향으로 슬라이드 이동하도록 구성된다.

그리고, 가이드 링크(420)의 상단면에는 메인 지지 롤러(310)에 맞물림 결합될 수 있도록 상향 돌출부(421)가 형성된다. 또한, 가이드 링크(420)의 일측단에는 메인 지지 롤러(310)가 일정 구간 이상 이동하는 것을 제한하는 걸림부(423)가 형성된다.

한편, 구동부(500)는 수평 방향으로 배치되는 유압 실린더(510)와, 유압 실린더(510)에 결합되어 유압 실린더(510)에 의해 수평 방향으로 직선 이동하는 피스톤 로드(520)를 포함하여 구성되고, 피스톤 로드(520)의 끝단부가 제 1 링크(411)의 하단부와 회전 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.

이때, 피스톤 로드(520)의 끝단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 결합 블록(521)이 결합되고, 결합 블록(521)에는 제 1 링크(411)의 하단에 결합된 연결 샤프트(416)가 삽입 결합되도록 결합홀(522)이 형성된다.

따라서, 상기와 같은 구조를 통해 피스톤 로드(520)는 제 1 링크(411)의 하단부와 회전 가능하게 결합되어 피스톤 로드(520)가 수평 이동함에 따라 제 1 링크(411)의 하단부가 가이드 레일(430)을 따라 수평 이동하게 되고, 이와 동시에 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)가 중심 샤프트(413)를 중심으로 대칭으로 회전 이동하게 되며, 이러한 대칭 회전 이동에 의해 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)의 상단에 결합된 가이드 링크(420)가 상하 이동하게 된다.

이렇게, 가이드 링크(420)가 상하 이동하게 되면, 메인 암(300)의 타단부가 가이드 링크(420)의 상단면을 따라 슬라이드 직선 이동하며 메인 샤프트(110)를 중심으로 회전 이동하게 된다.

이때, 피스톤 로드(520)와 제 1 링크(411)는 연결 샤프트(416)에 의해 결합되는데, 연결 샤프트(416)는 제 1 링크(411)와 일체로 형성되어 피스톤 로드(520)의 결합 블록(521)에 형성된 결합홀(522)에 제 1 링크(411)의 연결 샤프트(416)가 끼워지게 된다.

그리고, 연결 샤프트(416)의 측단에는 아래에서 설명되는 록킹 유닛(600)과 맞물리거나 이격되어 링크 유닛(400)의 작동을 단속하여 수문 게이트(100)의 개폐 각도를 유지시키는 스토퍼(417)가 형성되는데, 이러한 스토퍼(417)는 록킹 유닛(600)과 마주하는 부분에 톱니(417a)가 형성된다.

한편, 링크 유닛(400)의 하부에는 록킹 유닛(600)이 설치되어 링크 유닛(400)의 작동을 단속하여 수문 게이트(100)의 개폐 각도를 유지하게 된다. 이러한 록킹 유닛(600)은 스토퍼(417)의 하부에 위치한 래크(610) 및 상기 래크(610)의 하부에 설치되어 래크(610)를 승강시켜 스토퍼(417)와 맞물리는 승강 실린더(620)로 구성되어 승강 실린더(620)의 작동에 따라 래크(610)가 제 1 링크(411)를 향해 상승하여 스토퍼(417)와 맞물리거나 또는 하강하여 스토퍼(417)와 이격됨으로써 링크 유닛(400)의 작동을 단속하게 된다.

이렇게, 래크(610)를 링크 유닛(400)의 제 1 링크(411)를 향해 승강시키는 승강 실린더(620)는 사각 틀의 형상을 갖되 양측면이 개방된 형태의 지지 프레임(640)의 내부 바닥면에 지지된다.

그리고, 지지 프레임(640)의 내부에 설치된 승강 실린더(620)의 상부에 래크(610)가 위치하여 래크(610)가 승강 실린더(620)의 작동에 따라 지지 프레임(640)의 내부에서 승강하게 되며, 래크(610)와 지지 프레임(640)의 내부 천장면 사이에 앞서 설명한 스토퍼(417)가 개재되어 링크 유닛(400)의 작동에 따라 스토퍼(417)가 지지 프레임(640)의 내부에서 구동부(500)를 향해 전진 또는 후퇴하는 직선 이동을 하게 된다.

또한, 래크(610)의 하부 양측단에는 래크(610)의 승강을 안내하는 가이드 실린더(630)가 설치되는데, 가이드 실린더(630)는 승강 실린더(620)를 중심으로 지지 프레임(640)의 내부 바닥면 양측에 설치된다.

이러한 가이드 실린더(630)는 로드(631)와 실린더 몸체(632)로 이루어지는데, 로드(631)의 상단은 래크(610)의 하부와 일체로 연결되고, 로드(631)의 하단은 실린더 몸체(632)의 중공에 삽입된다. 또한, 실린더 몸체(632)의 하단은 지지 프레임(640)의 내부 바닥면에 고정되어 래크(610)가 승강 실린더(620)의 작동에 따라 승강할 때 로드(631)가 실린더 몸체(632)의 중공에서 상하 직선이동함으로써 래크(610)가 기울어짐 없이 안정적인 상태로 승강하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 유압식 다단 전도 수문의 동작을 도 1과 도 4 및 도 5에 의거하여 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문의 작동 상태를 나타낸 측면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 유압 실린더(510)에 의해 피스톤 로드(520)가 수평 방향으로 전진 이동하면, 제 1 링크(411)의 하단부가 가이드 레일(430)을 따라 수평 이동하게 되는데, 이러한 수평 이동에 따라 제 1 링크(411)와 제 2 링크(412)가 중심 샤프트(413)를 중심으로 하단부가 서로 근접하는 방향으로 회전하게 된다.

이에 따라, 제 1 링크(411) 및 제 2 링크(412)의 상단부에 결합된 가이드 링크(420)가 상향 이동하게 된다. 가이드 링크(420)가 상향 이동하면, 가이드 링크(420)에 상단에 슬라이드 이동 가능하게 결합된 메인 암(300)이 가이드 링크(420)를 따라 이동하게 된다.

즉, 메인 암(300)이 메인 샤프트(110)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하게 되고 따라서 이러한 메인 암(300)과 함께 메인 샤프트(110) 및 수문 게이트(100)가 일체로 반시계 방향으로 회전하며 수문을 완전 폐쇄한 상태로 작동하게 된다.

이와 같은 상태에서 유압 실린더(510)에 의해 피스톤 로드(520)가 수평 방향으로 일정 구간 후진 이동하면, 제 1 링크(411)와 제 2 링크(412)가 중심 샤프트(413)를 중심으로 하단부가 서로 멀어지는 방향으로 회전하게 되어 가이드 링크(420)가 하향 이동하게 된다.

이에 따라 메인 암(300)이 가이드 링크(420)를 따라 우측으로 이동하며 시계 방향으로 회전하게 되고, 마찬가지로 수문 게이트(100) 또한 시계 방향으로 회전하며 수문을 중간 개방한 상태로 작동하게 된다.

이때, 메인 암(300)은 메인 암(300)의 자중 및 수문 게이트(100)의 자중에 의해서 우측으로 이동하게 되는 작동력이 발생하게 되지만, 이에 더하여 수문 게이트(100)에 작용하는 수압에 의해서도 동일한 회전력이 발생하게 된다.

그리고, 피스톤 로드(520)가 계속해서 수평 방향으로 후진 이동하게 되면, 가이드 링크(420)가 계속해서 하향 이동하게 되며, 이에 따라서 메인 암(300) 및 수문 게이트(100)가 계속해서 시계 방향으로 회전하여 수문 게이트(100)는 최종적으로 수평 상태가 되어 수문 게이트(100)를 완전 개방하게 된다.

이렇게, 수문 게이트(100)가 완전 폐쇄되거나 일정 각도로 기울어진 상태에 위치할 때 수문 게이트(100)에 작용하는 수압에 의해 수문 게이트(100)가 전도되지 않도록 방지하기 위해 록킹 유닛(600)이 작동하게 된다.

즉, 도 4 및 도 5와 같이 수문 게이트(100)가 일정 각도로 기울어져 물의 흐름을 일정량 조절할 때 수문 게이트(100)가 수압에 의해 전도되지 않도록 록킹 유닛은 링크 유닛(400)을 움직이지 않도록 고정하게 된다. 이를 위해 수문 게이트(100)가 일정 각도로 기울어진 상태에서 록킹 유닛(600)의 승강 실린더(620)가 작동하여 래크(610)를 제 1 링크(411)의 스토퍼(417)를 향해 상승시켜 스토퍼(417)의 톱니(417a)에 래크(610)를 맞물리게 하여 제 1 링크(411)의 직선 이동을 고정하게 된다.

이와 같은 상태에서 수문 게이트(100)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키고자 하는 경우 래크(610)가 하강하도록 승강 실린더(620)를 작동시켜 래크(610)를 스토퍼(417)로부터 이격시키게 된다. 그리고, 구동부(500)를 작동시켜 피스톤 로드(520)를 수평 방향으로 전진 또는 후진 이동시켜 수문 게이트(100)의 각도를 조절하게 된다.

본 발명에 따른 유압식 다단 전도 수문에 의하면, 유압 실린더를 수평 방향으로 작동하도록 배치하고, 유압 실린더(510)에 의해 상하 방향으로 작동하는 링크 유닛(400)을 통해 수문 게이트(100)가 회전 개폐되도록 구성함으로써, 유압 실린더(510)의 행정 구간을 짧게 형성할 수 있고, 이에 따라 유압 실린더(510) 및 피스톤 로드(520)의 떨림 또는 휨 변형 등을 방지할 수 있어 부품 손상이 방지되고 장시간 사용하더라도 안정적으로 작동시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 유수의 방수량을 조절하기 위해 수문 게이트(100)가 일정 각도로 기울어진 상태일 때 링크 유닛(400)의 하부에 설치된 록킹 유닛(600)이 제 1 링크(411)가 이동하지 않도록 스토퍼(417)와 맞물려 고정하기 때문에 수문 게이트(100)에 과도한 수압이 걸리더라도 수문 게이트(100)가 무단으로 회전하지 않고 그 상태를 유지할 수 있어 안정적으로 유량을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

100 : 수문 게이트 110 : 메인 샤프트
200 : 수문 프레임 300 : 메인 암
400 : 링크 유닛 410 : 엑스 링크 모듈
411 : 제 1 링크 412 : 제 2 링크
416 : 연결 샤프트 417 ; 스토퍼
417a : 톱니 420 : 가이드 링크
430 : 가이드 레일 500 : 구동부
510 : 유압 실린더 520 : 피스톤 로드
600 : 록킹 유닛 610 : 래크
620 : 승강 실린더 630 : 가이드 실린더
631 : 로드 632 : 실린더 몸체
640 : 지지 프레임

Claims

수문 프레임 사이에 구비되어 하단부의 메인 샤프트를 중심으로 회전하며 개폐되는 수문 게이트;
상기 메인 샤프트와 일체로 회전하도록 일단부가 상기 메인 샤프트에 결합되는 메인 암;
상기 메인 암이 상기 메인 샤프트를 중심으로 회전하도록 상기 메인 암과 연동되게 작동하는 제 1 링크와 제 2 링크 및 중심 샤프트를 포함하는 엑스 링크 모듈과 가이드 링크로 구성된 링크 유닛;
상기 링크 유닛의 제 1 링크 하단과 힌지 결합되는 피스톤 로드와 유압 실린더로 이루어져 상기 링크 유닛이 작동하게 동력을 제공하는 구동부; 및
상기 제 1 링크의 하단에 구비된 스토퍼와 맞물려 상기 링크 유닛의 작동을 단속하여 상기 수문 게이트의 개폐 각도를 유지시키는 록킹 유닛;을 포함하며, 상기 록킹 유닛은,
상기 스토퍼의 하부에 위치한 래크;
상기 래크의 하부에 설치되어 래크를 승강시켜 스토퍼와 맞물리는 승강 실린더; 및 상기 래크의 하부 양측단에 설치되어 래크의 승강을 안내하는 가이드 실린더를 포함하며,
상기 가이드 실린더는 로드와 실린더 몸체로 구성되며, 상기 로드의 상단은 상기 래크의 하부와 일체로 연결되고, 상기 로드의 하단은 상기 실린더 몸체의 중공에 삽입되고, 상기 실린더 몸체의 하단은 지지 프레임의 내부 바닥면에 고정되는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문.
청구항 1에 있어서,
상기 링크 유닛은
제 1 및 제 2 링크가 중심 샤프트를 중심으로 회전 가능하게 서로 교차하는 방향으로 결합되는 엑스 링크 모듈; 및
상기 엑스 링크 모듈의 상단에 수평 배치되도록 결합되어 상기 엑스 링크 모듈의 작동에 따라 상하 이동하는 가이드 링크;를 포함하고, 상기 메인 암은 상기 가이드 링크에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 구동부의 피스톤 로드와 제 1 링크를 힌지 결합시키는 연결 샤프트의 측단에 형성되되, 상기 연결 샤프트는 제 1 링크와 일체로 형성되어 피스톤 로드가 연결 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 록킹 유닛과 마주하는 부분에 톱니가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 다단 전도 수문.
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