KR101476999B1

KR101476999B1 - 유압실린더의 내부 누유 측정 장치

Info

Publication number: KR101476999B1
Application number: KR1020130076284A
Authority: KR
Inventors: 김성현; 박종원; 최병오; 이규석
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2014-12-29

Abstract

본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 유압실린더; 상기 유압실린더에서 누출되는 누유를 압력차이에 의해 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부에 흡입된 누유의 온도를 측정하는 온도측정부; 내부에 상기 누유와 동일한 성분의 유체가 일정량 채워진 상태로 상기 흡입부에서 이송된 누유가 채워지는 채움통; 및 상기 채움통의 수위변화량을 상기 온도측정부에서 측정된 누유의 온도에 따라 변화하는 누유의 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더에서 누출된 내부 누유량으로 측정하는 누유량측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유압실린더의 내부 누유 측정 장치{DEVICE FOR OIL INNER LEAK FROM HYDRAULIC CYLINDER}

본 발명은 유압실린더의 신뢰성을 높이기 위하여 유압실린더의 피스톤 씰 결함에 의한 누유를 측정하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압실린더란, 유압을 이용하여 큰 출력ㆍ추력의 왕복운동을 실현하는 기계이며, 공작기계나 토목ㆍ건설기계에 널리 쓰이고 있다.

유압실린더의 종류로는 플런저가 왕복운동되는 플런저형 유압실린더와 피스톤이 왕복운동되는 피스톤형 유압실린더 등이 있다.

또한, 유압실린더는 그 신뢰성을 높이기 위하여, 유압실린더의 최저 작동 압력, 시동 압력, 스틱 슬립, 출력 효율, 외부누유, 내부누유를 측정할 수 있다.

이 때, 유압실린더의 최저 작동 압력 측정은 유압실린더를 무부하 상태에서 일정시간동안 작동시킨 후, 유압실린더의 속도를 10 mm/로 작동시키며, 유압실린더가 최저작동압력 이하에서 원활하게 작동하여야 한다.

또한, 유압실린더의 시동 압력 측정은 유압실린더를 무부하 상태에서 수평하게 설치하고, 피스톤을 헤드부와 로드부의 중앙 위치에 두고, 대기압 상태에서 24시간 방치한 후 작동 시키며, 로드 포트 및 헤드 포트의 최대 압력이 정격 압력의 3%를 초과하지 않아야 된다.

또한, 유압실린더의 스틱 슬립 측정은 유압실린더를 수평하게 고정한 후, 로드부 및 헤드부에 단계별로 압력을 가하며, 스틱 슬립이 발생하지 않고 원활한 작동이 되어야 된다.

또한, 유압실린더의 출력 효율 측정은 시험 실린더와 부하 실린더 사이에 로드셀을 장착한 후 정격 압력과 정격 속도로 작동시키며, 출력 효율이 90% 이상이여야 된다.

또한, 유압실린더의 누유 측정은 내부 누유 측정과 외부 누유 측정이 있는데, 내부 누유 측정은 로드부 및 헤드부에 최고 사용 압력을 10분동안 가하고 내부 누유량을 측정하며, 누유량이 기준누유량을 초과하지 않아야 되며, 외부 누유 측정은 피스톤의 행정 거리가 100m가 되었을 때, 발생되는 총 누유량을 측정하며, 누유량이 기준누유량을 초과하지 않아야 된다.

이러한, 유압실린더의 누유 측정과 관련된 기술로서, 한국등록실용 제1995-00084105호는 피스톤을 사이에 두고서 공기실과 유체실이 형성되어 상기 유체실이 유압기기의 유체를 차단하는 밸브에 기밀하게 연결되는 실린더와; 상기 실린더의 공기실에 기밀하게 연결되어 내부에 일정량의 액주가 채워지며, 그 일측에 소정의 직경을 가지는 액주관이 연통되도록 형성되는 액주통과; 상기 액주관에 설치되어 액주의 변화에 따라서 승,하강하는 부구와; 상기 부구와 전기적으로 연결되어 부구 상승시 도통되어 신호를 발생하는 신호부로 구성된 것을 특징으로 하는 유압기기의 누유측정장치를 제시하고 있다.

그러나 종래기술은 유압실린더에 누출되어서 액주통으로 흘러내려온 누유만 측정함으로써, 그 누유량이 미세할 경우 유압실린더에 누출된 누유가 유압실린더와 액주통 사이의 경로에 머무르게 되어 그 누유량을 측정할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 유압실린더의 내부 누유 측정 장치의 개발이 필요한 실정이다.

한국등록실용 제1995-0008410호 (1995.10.09)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유압실린더의 피스톤씰 및 튜브내경의 결함으로 누출되는 누유량이 미세한 경우에도 그 누유량을 측정할 수 있는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 유압실린더; 상기 유압실린더에서 누출되는 누유를 압력차이에 의해 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부에 흡입된 누유의 온도를 측정하는 온도측정부; 내부에 상기 누유와 동일한 성분의 유체가 일정량 채워진 상태로 상기 흡입부에서 이송된 누유가 채워지는 채움통; 및 상기 채움통의 수위변화량을 상기 온도측정부에서 측정된 누유의 온도에 의해 변화하는 누유의 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더에서 누출된 누유량으로 측정하는 누유량측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 상기 흡입부가 릴리프밸브이고, 상기 온도측정부가 내부에 온도계가 설치된 온도밸브이며, 상기 채움통의 외면에 수위를 인지하기 위한 눈금이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 상기 흡입부와 채움통 사이에 설치되며 상기 채움통에 채워진 유체와 누유의 역류를 방지하기 위한 역류방지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 상기 역류방지부가 체크밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 상기 흡입부가 상기 유압실린더의 로드 포트와 헤드 포트에서 각각 누출된 누유를 흡입하며, 상기 로드 포트, 헤드 포트, 흡입부를 서로 연결하되, 상기 로드 포트와 흡입부를 연결하는 제1연결모드, 상기 헤드 포트와 흡입부를 연결하는 제2연결모드, 상기 로드 포트와 헤드 포트를 각각 흡입부와 연결하는 제3연결모드로 작동되는 누유경로제어부; 상기 누유경로제어부에 유입된 누유에 압력을 인가하여 상기 흡입부로 강제이송시키기 위한 압력인가부; 및 상기 흡입부와 누유경로제어부 사이에 설치되며 상기 누유경로제어부에 유입된 누유가 상기 흡입부로 이송되는 것을 허용 또는 차단하는 누유게이트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력인가부는 상기 누유경로제어부에 유입된 누유에 압력을 인가하는 압력펌프, 상기 압력펌프가 상기 누유에 인가하는 압력을 측정하는 압력계, 상기 압력펌프에 유입된 누유를 흡입하는 흡입밸브, 및 상기 흡입밸브에서 이송된 누유가 저장되는 저장통을 포함하며, 상기 누유게이트부는 상기 누유경로제어부에 유입된 누유가 상기 흡입부로 이송되는 것을 허용하는 허용모드 또는 차단하는 차단모드로 작동되는 솔레노이드밸브, 상기 솔레노이드밸브가 차단모드로 작동되면 상기 솔레노이드밸브에 유입된 누유가 저장되는 비축통을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 상기 로드 포트와 헤드 포트가 모두 오리피스 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는 유압실린더에 누출되는 누유를 흡입부가 압력차이에 의해 흡입하여 채움통에 채워진 후, 측정부에서 측정됨으로써, 유압실린더에서 누출되는 누유량이 미세한 경우에도 그 누유량을 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치의 실시예를 나타낸 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 유압실린더의 신뢰성을 높이기 위하여 유압실린더에서 누출되는 누유량을 측정하기 위한 유압실린더의 내부 누유 측정 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)는 유압실린더(100), 흡입부(200), 온도측정부(300), 채움통(400), 및 누유량측정부를 포함하여 구성된다.

상기 유압실린더(100)는 실린더블록(110), 피스톤(120)을 포함하여 구성된다.

상기 실린더블록(110)은 상기 피스톤(120)이 삽입될 수 있도록 내부가 중공되며, 외면에 오일이 유출입되는 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)가 각각 형성된다.

상기 피스톤(120)은 상기 실린더블록(110)의 중공된 내부에 삽입된 상태로 상기 오일의 유압에 의해 왕복이동된다.

상기 흡입부(200)는 상기 유압실린더(100)에서 누출되는 누유를 압력 차이에 의해 흡입하며, 릴리프밸브로 구성될 수 있다.

이 때, 상기 흡입부(200)는 상기 유압실린더(100)의 내부압력과 외부압력 차이에 의해 상기 유압실린더(100)에서 누출되는 누유을 흡입하면서 상기 유압실린더(100)의 내부압력이 일정 범위 내에서 유지하는 역할도 하게 된다.

또한, 상기 흡입부(200)는 상기 유압실린더(100)에서 누출되는 누유에 초음파 진동을 가하여 낙하차이에 의해 흡입하는 초음파발진기로 구성될 수 있다.

상기 온도측정부(300)는 상기 흡입부(200)에 흡입된 누유의 온도를 측정하며, 내부에 온도계가 설치된 온도밸브로 구성될 수 있다.

상기 채움통(400)은 내부에 상기 누유와 동일한 성분의 유체가 일정량 채워진 상태로 상기 흡입부(200)에서 이송된 누유가 채워진다.

이 때, 상기 채움통(400)에는 내부에 상기 누유와 동일한 성분의 유체가 일정량 채워지기 때문에 상기 유체가 상기 흡입부(200)와 채움통(400) 사이에도 채워지게 되며, 상기 흡입부(200)에서 상기 채움통(400)으로 이송된 누유가 상기 흡입부(200)와 채움통(400) 사이에 채워진 유체를 상기 채움통(400)으로 밀어내면서 상기 채움통(400)의 수위가 변화하게 된다.

또한, 상기 채움통(400)의 외면에는 상기 채움통(400)의 수위를 인지하기 위한 눈금(410)이 상하방향으로 형성된다.

상기 누유량측정부는 상기 채움통(400)의 수위변화량을 상기 온도측정부(300)에서 측정된 누유의 온도에 의해 변화하는 누유의 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더(100)에서 누출된 누유량으로 측정하며, 마이컴으로 구성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 유압실린더의 누유 측정 장치(1000)는 유압실린더(100)에 누출되는 누유를 흡입부(200)가 압력차이에 의해 흡입하여 채움통(400)에 채워진 후, 측정부에서 측정됨으로써, 유압실린더(100)에서 누출되는 누유량이 미세한 경우에도 그 누유량을 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 상기 유압실린더(100)의 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)로 오일을 기밀하게 채운 후, 상기 실린더블록(110)의 내부에 삽입된 상기 피스톤(120)을 왕복운동시킨다.

다음으로, 상기 흡입부(200)가 압력차이에 의해 상기 유압실린더(100)에서 누출되는 누유를 흡입하여 상기 채움통(400)을 향하여 배출하여, 상기 채움통(400)의 수위가 변화된다.

다음으로, 상기 온도측정부(300)가 상기 흡입부(200)에 흡입된 누유의 온도를 측정한다.

다음으로, 상기 누유량측정부가 상기 채움통(400)의 수위 변화량을 상기 온도측정부에서 측정된 누유의 온도에 의해 변화하는 누유의 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더(100)에서 누출된 누유량으로 측정한다.

이 때, 상기 누유는 온도가 높을수록 점도가 낮아져서 잘 흐르게 되며, 온도가 낮을수록 점도가 높아져서 잘 흐르지 못하게 되며, 상기 누유량측정부는 상기 채움통(400)의 수위변화량을 상기 온도측정부(300)에서 측정된 누유의 온도에 의해 변화하는 누유의 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더(100)에서 누출된 내부 누유량으로 측정하여 상기 누유량을 좀 더 정확히 측정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)는 역류방지부(500), 누유경로제어부(600), 압력인가부(700), 및 누유게이트부(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 역류방지부(500)는 상기 흡입부(200)와 채움통(400) 사이에 설치되며 상기 채움통(400)에 채워진 유체와 누유의 역류를 방지하는 역할을 하며, 체크밸브로 구성될 수 있다.

상기 누유경로제어부(600)는 상기 로드 포트(111), 헤드 포트(112), 흡입부(200)는 서로 연결하되, 상기 로트 포트와 흡입부(200)만을 연결하여 상기 로드 포트(111)에서 누출된 누유만 상기 흡입부(200)로 흡입되게 하는 제1연결모드, 상기 헤드 포트(112)와 흡입부(200)만을 연결하여 상기 헤드 포트(112)에서 누출된 누유만 상기 흡입부(200)로 흡입되게 하는 제2연결모드, 상기 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)를 각각 흡입부(200)와 연결하여 상기 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)에서 누출된 누유가 모두 상기 흡입부(200)로 흡입되게 하는 제3연결모드로 작동될 수 있으며, 삼방변밸브로 구성될 수 있다.

상기 압력인가부(700)는 상기 누유경로제어부(600)에 유입된 누유에 압력을 인가하여 상기 흡입부(200)로 강제이송시키는 역할을 하며, 압력펌프(710), 압력계(720), 흡입밸브(730), 저장통(740)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 압력펌프(710)는 상기 누유경로제어부(600)와 연결되며 상기 누유경로제어부(600)에 유입된 누유에 압력을 인가한다.

상기 압력계(720)는 상기 누유경로제어부(600)와 압력펌프(710) 사이에 연결되며, 상기 압력펌프(710)가 상기 누유경로제어부(600)에 유입된 누유에 인가하는 압력을 측정 및 제어하는 역할을 한다.

상기 흡입밸브(720)는 상기 누유경로제어부(600)에서 상기 압력펌프(710)로 유입된 누유를 흡입하는 역할을 한다.

상기 저장통(730)은 상기 흡입밸브(720)에서 이송된 누유가 저장된다.

상기 누유게이트부(800)는 상기 흡입부(200)와 누유경로제어부(600) 사이에 설치되며, 상기 누유경로제어부(600)에 유입된 누유가 상기 흡입부(200)로 송되는 것을 허용 또는 차단하는 역할을 하며, 솔레노이드밸브(810), 비축통(820)을 포함하여 구성될 수 잇다.

상기 솔레노이드밸브(810)는 상기 누유경로제어부(600)와 연결되며, 상기 누유경로제어부(600)에 유입된 누유가 상기 흡입부(200)로 이송되는 것을 허용하는 허용모드 또는 차단하는 차단모드로 작동된다.

즉, 상기 솔레노이드밸브(810)는 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)의 전반적인 흐름에 관여하여, 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)가 상기 유압실린더(100)에서 누출된 누유를 측정하는 것을 허용 또는 차단하는 역할을 하게 된다.

상기 비축통(820)은 상기 솔레노이드밸브(810)가 차단모드로 작동되면 상기 솔레노이드밸브(810)에 유입된 누유가 저장된다.

이하 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치(1000)의 실시예에 대해 설명하기로 한다.

<실시예>

도 2는 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치의 실시예를 나타낸 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압실린더(100)의 누유 측정 장치(1000)의 실시예는 상기 흡입부(200)가 상기 유압실린더(100)의 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)에서 각각 누출된 누유를 흡입할 수 있으며, 상기 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)가 모두 오리피스 구조로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 로드 포트(111)와 헤드 포트(112)가 모두 오리피스 구조로 형성됨으로써, 상기 로드 포트(111)와 헤드포트에서 상기 흡입부(200)로 흡입되는 누유의 흡입속도가 더욱 증가될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 본 발명에 따른 유압실린더의 내부 누유 측정 장치
100 : 유압실린더
110 : 실린더블록
111 : 로드 포트 112 : 헤드 포트
120 : 피스톤
200 : 흡입부
300 : 온도측정부
400 : 채움통
410 : 눈금
500 : 역류방지부
600 : 누유경로제어부
700 : 압력인가부
710 : 압력펌프
720 : 압력계
730 : 흡입밸브
740 : 저장통
800 : 누유게이트부
810 : 솔레노이드밸브
820 : 비축통

Claims

유압실린더;
상기 유압실린더에서 누출되는 누유를 압력차이에 의해 흡입하는 흡입부;
상기 흡입부에 흡입된 누유의 온도를 측정하는 온도측정부;
내부에 상기 누유와 동일한 성분의 유체가 일정량 채워진 상태로 상기 흡입부에서 이송된 누유가 채워지는 채움통; 및
상기 채움통의 수위변화량을 상기 온도측정부에서 측정된 누유의 온도에 의해 변화하는 점도에 따라 측정된 유량계수로 보상하여 상기 유압실린더에서 누출된 내부 누유량으로 측정하는 누유량측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는
상기 흡입부가 릴리프밸브이고,
상기 온도측정부가 내부에 온도계가 설치된 온도밸브이며,
상기 채움통의 외면에 수위를 인지하기 위한 눈금이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는
상기 흡입부와 채움통 사이에 설치되며 상기 채움통에 채워진 유체와 누유의 역류를 방지하기 위한 역류방지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는
상기 역류방지부가 체크밸브인 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는
상기 흡입부가 상기 유압실린더의 로드 포트와 헤드 포트에서 각각 누출된 누유를 흡입하며,
상기 로드 포트, 헤드 포트, 흡입부를 서로 연결하되, 상기 로드 포트와 흡입부를 연결하는 제1연결모드, 상기 헤드 포트와 흡입부를 연결하는 제2연결모드, 상기 로드 포트와 헤드 포트를 각각 흡입부와 연결하는 제3연결모드로 작동되는 누유경로제어부;
상기 누유경로제어부에 유입된 누유에 압력을 인가하여 상기 흡입부로 강제이송시키기 위한 압력인가부; 및
상기 흡입부와 누유경로제어부 사이에 설치되며 상기 누유경로제어부에 유입된 누유가 상기 흡입부로 이송되는 것을 허용 또는 차단하는 누유게이트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 압력인가부는 상기 누유경로제어부에 유입된 누유에 압력을 인가하는 압력펌프, 상기 압력펌프가 상기 누유에 인가하는 압력을 측정하는 압력계, 상기 압력펌프에 유입된 누유를 흡입하는 흡입밸브, 및 상기 흡입밸브에서 이송된 누유가 저장되는 저장통을 포함하며,
상기 누유게이트부는 상기 누유경로제어부에 유입된 누유가 상기 흡입부로 이송되는 것을 허용하는 허용모드 또는 차단하는 차단모드로 작동되는 솔레노이드밸브, 상기 솔레노이드밸브가 차단모드로 작동되면 상기 솔레노이드밸브에 유입된 누유가 저장되는 비축통을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.
제5항에 있어서, 상기 유압실린더의 내부 누유 측정 장치는
상기 로드 포트와 헤드 포트가 모두 오리피스 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더의 내부 누유 측정 장치.