KR101515216B1 - 초대형 유압 브레이커용 실린더 - Google Patents

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KR101515216B1 KR1020140161678A KR20140161678A KR101515216B1 KR 101515216 B1 KR101515216 B1 KR 101515216B1 KR 1020140161678 A KR1020140161678 A KR 1020140161678A KR 20140161678 A KR20140161678 A KR 20140161678A KR 101515216 B1 KR101515216 B1 KR 101515216B1
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이용욱
노준호
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(주)토피도 티엔에이
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Abstract

본 발명은 초대형 유압 브레이커용 실린더에 관한 것이다.
본 발명의 실린더는, 양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있고, 상기 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)는 각각 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 연결 설치되어 있고, 내부에 가스챔버(21)가 형성되어 있는 백헤드(20)와; 상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있으며, 외측에 메인어큐뮬레이터(50) 및 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하기 위한 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있고, 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 치즐(140)이 설치되어 있는 실린더(10)와; 일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되고, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되는 고압유체통로(100)와; 일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되고, 중간 일측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 타측 단부가 막혀 있는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)와; 일측이 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되고, 타측은 실린더(10) 내주면 상,하부에 각각 연결되어 있는 저압유체통로(103);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 백헤드에는 유체주입구와 유체배출구와 각각 연통되는 주입측보조어큐뮬레이터 및 배출측보조어큐뮬레이터가 연결 설치되는 한편, 주입측보조어큐뮬레이터와 연통되는 고압유체통로에 보조고압유체통로가 구비되어 타격에너지를 향상시킬 수 있고, 특히, 백헤드 상부에 주입측보조어큐뮬레이터를 구비하여 메인어큐뮬레이터와 연동되어 축적압력을 가하게 되어 타격 행정시 유체의 떨림 현상 및 맥동을 최솨화해 실린더와 피스톤의 내구성이 증대되며, 타격 행정후 밸브의 하강 행정시 밸브실 고압수압면에 상시 고압이 작용되도록 하여 상시 고압 작용으로 인해 자력으로 밸브 하강을 유도하고, 밸브저압실은 실린더저압실과 연결되도록 하여 밸브의 하강 행정이 원할히 유도되고, 저압 리턴라인에는 밸런스밸브가 설치되고, 저압 리턴라인은 저압유체통로와 상시 연결되도록 하여 저압배출구로 리턴되기까지 원할한 리턴이 이루어지도록 하여 피스톤 상승 및 하강시 유체 흐름을 조정할 수 있게 된다.

Description

초대형 유압 브레이커용 실린더{Sylinder for jumbo hydraulic breaker}
본 발명은 유압 브레이커용 실린더에 관한 것으로 특히 총중량 16톤 정도의 초대형 유압 브레이커에 적용되는 실린더에 관한 것이다.
유압 브레이커용 실린더는 통상적으로 내부에 피스톤이 삽입되어 있고, 메인컨트롤밸브가 외부에 장착되어 메인컨트롤밸브를 통한 유체의 이동에 의해 피스톤이 왕복 이동하고, 유체가 주입, 배출되는 백헤드가 일측에 부착되며, 타측에는 프론트헤드가 부착되고, 프론트헤드 내부로 치즐이 삽입되어 왕복 이동하여 대상물을 타격하도록 구성되어 있다.
그런데, 근래에 들어 대형 광산에서 암반 파쇄 및 철광석 채굴작업을 수행함에 있어서 일반적인 굴삭기로는 작업에 어려움이 있다.
특히 최근 들어 안전공법 강화로 인해 기존 폭약으로 인한 발파공법이 제한되어 감에 따라 총중량 16톤 정도의 초대형 굴삭기의 개발에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
타격에너지의 향상을 위한 기술로 "유압브레이커의 내부압상승장치"(한국 등록실용신안공보 제20-0456319호, 특허문헌 1)에는 치즐의 타격시 내부압 및 오일이 고압공급구 및 저압배출구 측으로 역류하는 것을 방지함으로써 타격 에너지 향상을 기여하고자 하였다.
그러나, 특허문헌 1의 실질적인 목적은 고압공급구에서 발생한 유압이 피스톤에 최대한 손실 없이 전달되도록 할 뿐인지 유압 자체를 높여주지는 못하는 바, 초대형 굴삭기에 적용하여 사용하기에는 적합하지 않다.
또다른 기술로 "타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커"(한국 공개특허공보 제10-2012-0041996호, 특허문헌 2)에는 밸브실과 챔버를 연통시키는 유체통로를 선택적으로 연통되도록 하는 밸브를 구비함으로써 타격력을 증대시키고자 하였다.
그러나, 이러한 특허문헌2의 기술 자체도 최초 공급되는 유압 자체는 기존과 변화가 없기 때문에 타격력 향상을 극대화시키기에는 무리가 있었다.
KR 20-0456319 (2011.10.18) KR 10-2012-0041996 (2012.05.03)
본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 백헤드에는 유체주입구와 유체배출구와 각각 연통되는 주입측보조어큐뮬레이터 및 배출측보조어큐뮬레이터가 연결 설치되는 한편, 주입측보조어큐뮬레이터와 연통되는 고압유체통로에 보조고압유체통로가 구비되어 타격에너지를 극대화시키려는 것이다.
구체적으로, 피스톤 상승 행정시 고압유체통로 및 보조고압유체통로 내부를 이동하는 유체가 서로 합류된 채 실린더상부챔버에서 압력이 분사된 채 가압하는 한편, 백헤드에 충전된 질소가스는 피스톤 상승으로 인한 팽창 압력이 가해져 타격에너지를 극대화시키려는 것이다.
특히, 백헤드 상부에 주입측보조어큐뮬레이터를 구비하여 메인어큐뮬레이터와 연동되어 축적압력을 가하게 되어 타격 행정시 유체의 떨림 현상 및 맥동을 최솨화해 실린더와 피스톤의 내구성을 증대시키려는 것이다.
또, 타격 행정후 밸브의 하강 행정시 밸브실 고압수압면에 상시 고압이 작용되도록 하여 상시 고압 작용으로 인해 자력으로 밸브 하강을 유도하고, 밸브저압실은 실린더저압실과 연결되도록 하여 밸브의 하강 행정이 원할히 유도되도록 하려는 것이다.
또, 저압 리턴라인에는 밸런스밸브가 설치되고, 저압 리턴라인은 저압유체통로와 상시 연결되도록 하여 저압배출구로 리턴되기까지 원할한 리턴이 이루어지도록 하여 피스톤 상승 및 하강시 유체 흐름을 조정할 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있고, 상기 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)는 각각 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 연결 설치되어 있고, 내부에 가스챔버(21)가 형성되어 있는 백헤드(20)와; 상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있으며, 내주면 상측에 상기 피스톤(40)) 하강을 위해 유체가 유입되는 실린더상부챔버(12)가 형성되어 있고, 상기 실린더상부챔버(12) 상측의 내주면에 상기 피스톤(40) 외부를 감싸 설치되어 피스톤(40)의 왕복 이동을 유지하기 위한 씰리테이너(80)가 설치되어 있으며, 내주면 하측에 상기 피스톤(40) 상승을 위해 유체가 유입되는 실린더하부챔버(13)가 형성되어 있고, 상기 실린더하부챔버(13)와 연결되도록 외측에 메인어큐뮬레이터(50)가 설치되어 있으며, 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 일측에 실린더전환포트(14)가 형성되어 있고, 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 타측에 바이패스챔버(15)가 형성되어 있으며, 백헤드(20) 반대편에 프론트헤드(30)가 연결되어 있고, 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 치즐(140)이 설치되어 있으며, 상부 일측에 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하기 위한 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있는 실린더(10)와; 일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되고, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되는 고압유체통로(100)와; 일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되고, 중간 일측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 타측 단부가 막혀 있는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)와; 일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있고, 중간 일측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있으며, 단부는 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되어 있는 저압유체통로(103)와; 일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있고, 타측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있으며, 중간 일측은 실린더저압실(11)에 연결되어 있으며, 상기 실린더저압실(11)에 연결된 부분에는 유로를 개폐시키는 밸런스밸브(91)가 설치되어 있는 저압리턴라인(90);을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 가스챔버(21) 내주면에는 내주면을 따라 다수 개의 보조가스홈(130)이 형성되어 있고, 상기 실린더(10)에는 상기 보조가스홈(130)과 일치되어 일직선을 이루는 연결홈(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또는, 양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있고, 상기 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)는 각각 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 연결 설치되어 있고, 내부에 가스챔버(21)가 형성되어 있는 백헤드(20)와; 상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있으며, 외측에 메인어큐뮬레이터(50) 및 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하기 위한 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있고, 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 치즐(140)이 설치되어 있는 실린더(10)와; 일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되고, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되는 고압유체통로(100)와; 일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되고, 중간 일측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 타측 단부가 막혀 있는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)와; 일측이 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되고, 타측은 실린더(10) 내주면 상,하부에 각각 연결되어 있는 저압유체통로(103);를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 실린더 내주면에는 실린더저압실(11)이 형성되어 있으며, 일측은 실린더(10) 하측 내주면에 연결되어 있고, 타측은 실린더(10) 상측 내주면에 연결되어 있으며, 중간 일측은 실린더저압실(11)에 연결되어 있으며, 상기 실린더저압실(11)에 연결된 부분에는 유로를 개폐시키는 밸런스밸브(91)가 설치되어 있는 저압리턴라인(90);이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 가스챔버(21) 내주면에는 내주면을 따라 다수 개의 보조가스홈(130)이 형성되어 있고, 상기 실린더(10)에는 상기 보조가스홈(130)과 일치되어 일직선을 이루는 연결홈(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 백헤드에는 유체주입구와 유체배출구와 각각 연통되는 주입측보조어큐뮬레이터 및 배출측보조어큐뮬레이터가 연결 설치되는 한편, 주입측보조어큐뮬레이터와 연통되는 고압유체통로에 보조고압유체통로가 구비되어 타격에너지를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 피스톤 상승 행정시 고압유체통로 및 보조고압유체통로 내부를 이동하는 유체가 서로 합류된 채 실린더상부챔버에서 압력이 분사된 채 가압하는 한편, 백헤드에 충전된 질소가스는 피스톤 상승으로 인한 팽창 압력이 가해져 타격에너지가 극대화된다.
특히, 백헤드 상부에 주입측보조어큐뮬레이터를 구비하여 메인어큐뮬레이터와 연동되어 축적압력을 가하게 되어 타격 행정시 유체의 떨림 현상 및 맥동을 최솨화해 실린더와 피스톤의 내구성이 증대된다.
또, 타격 행정후 밸브의 하강 행정시 밸브실 고압수압면에 상시 고압이 작용되도록 하여 상시 고압 작용으로 인해 자력으로 밸브 하강을 유도하고, 밸브저압실은 실린더저압실과 연결되도록 하여 밸브의 하강 행정이 원할히 유도된다.
또, 저압 리턴라인에는 밸런스밸브가 설치되고, 저압 리턴라인은 저압유체통로와 상시 연결되도록 하여 저압배출구로 리턴되기까지 원할한 리턴이 이루어지도록 하여 피스톤 상승 및 하강시 유체 흐름을 조정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 평면도(도 1의 View A).
도 3은 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 고압유체통로, 보조고압유체통로, 저압유체통로의 배치 상태를 나타낸 평면도 및 측단면 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 측단면 개략도.(도 2의 View B-1, 2)
도 6은 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 측단면 개략도.(도 2의 View C)
도 7은 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 백헤드와 실린더 연결 부위를 나타낸 개략도.(도 1의 View D)
도 8은 본 발명의 초대형 유압 브레이커를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 일 실시예를 나타낸 정면도이다.
몸체가 되는 실린더(10)의 우측에는 백헤드(20)가 연결되어 있고, 좌측에는 프론트헤드(10)가 연결되어 있는 것을 알 수 있다.
도 2는 도 1의 실린더의 상부를 나타낸 평면도이다.
도면을 보면, 실린더(10) 상측에 메인어큐뮬레이터(50)가 설치되어 있고, 메인어큐뮬레이터(50)의 우측에는 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있으며, 실린더(10) 우측에 백헤드(20)가 연결되어 있다.
메인컨트롤밸브(111)는 도 3, 4, 6에 도시된 바와 같이 Pab 지점에 대응되는 두 개의 홀이 구비되어 있는 메인컨트롤밸브하우징(110), 메인컨트롤밸브하우징(110) 양측에 설치되어 있는 메인컨트롤밸브커버(113) 및 상기 메인컨트롤밸브하우징(110) 내부에 설치되어 있는 메인컨트롤밸브플러그(112)로 구성되며, 메인컨트롤밸브플러그(112)의 이동에 의해 유체의 유입, 배출이 이루어질 수 있도록 밸브전환실(110a), 밸브실고압수압면(110b), 밸브저압실(110c), 밸브어피피스통로(110d), 밸브저압통로구(110e) 등이 구비된다.
프론트헤드(30) 좌측에는 치즐(140) 일부가 내측으로 삽입되어 있는 상태가 도시되어 있다.
치즐(140)은 실린더(10) 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 역할을 한다.
메인컨트롤밸브(111)는 유체의 흐름이 조절되어 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하는 역할을 한다.
백헤드(20)에는 도시된 것처럼 양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있다.
유체주입구(1) 및 유체배출구(2)의 우측에는 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 설치되어 있는데, 이들은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 유체주입구(1)와 주입측보조어큐뮬레이터(60)가, 유체배출구(2)와 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 각각 유로가 연결되도록 설치되어 있다.
백헤드(20) 내부에는 공지된 기술과 마찬가지로 가스챔버(21)가 구비되어 있다.
주입측보조어큐뮬레이터(60)는 유체주입구(1)를 통해 외부에서 280 ~ 300bar 정도의 압력이 가해질 때 유체주입구(1) 뒤쪽에서 메인어큐뮬레이터(50)와 서로 연동하여 축적압력을 가하게 된다.
이를 통해 타격 행정시 유체의 떨림 현상 및 맥동을 최소화하여 실린더(10)와 피스톤(40)의 내구성을 강화시키게 된다.
배출측보조어큐뮬레이터(70)는 저압유체통로(103) 및 유체배출구(2)와 연통되어 구비되어 리턴되는 일정압력의 흐름을 방해하는 차압을 방지하게 된다.
실린더(10)는 상술한 것처럼 상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에는 도 4 내지 6에 도시된 것처럼 타격용 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있다.
실린더(10)의 내주면 상측에는 도 4 내지 6에 도시된 것처럼 상기 피스톤(40)) 하강을 위해 유체가 유입되는 실린더상부챔버(12)가 형성되어 있다.
또, 상기 실린더상부챔버(12) 상측의 내주면에는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 피스톤(40) 외부를 감싸 설치되어 피스톤(40)의 왕복 이동을 유지하기 위한 씰리테이너(80)가 설치되어 있다.
아울러, 실린더(10)의 내주면 하측에는 도 4에 도시된 것처럼 상기 피스톤(40) 상승을 위해 유체가 유입되어 피스톤(40) 하부를 감싸는 실린더하부챔버(13)가 형성되어 있다.
이때, 도 4, 5에 도시된 바와 같이 상술한 메인어큐뮬레이터(50)는 관로가 상기 실린더하부챔버(13)와 연결되도록 설치되어 있다.
메인어큐뮬레이터(50)는 실린더하부챔버(13) 외측 상부에 설치되어 고압의 유압,유량을 압축 및 충격압력을 흡수하여 맥동 제거 역할을 수행하게 된다.
한편, 도 4, 5에 도시된 것처럼 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 일측에 실린더전환포트(14)가 형성되어 있고, 실린더전환포트(14)의 반대편에는 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 타측에 바이패스챔버(15)가 형성되어 있다.
바이패스챔버(15)는 타격용 피스톤(40)을 상승시킨 압력을 고압에서 저압으로 변환시키는 역할을 한다.
실린더(10) 내부에는 고압유체통로(100)가 구비되어 있다.
고압유체통로(100)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되어 있다.
또, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결된다.
도 3에서 Pa로 표기된 부분은 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되는 부분을 나타낸 것이다.
도 3의 아래쪽 도면을 보면 실린더(10)의 측면에서 바라본 Pa 지점의 절단 상태로, 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되는 사각형 단면 형상의 홈 좌측에 고압유체통로(100)가 형성되어 있고, 유로가 서로 연결되도록 이루어져 있어 메인어큐뮬레이터(50)에서 발생하는 고압의 유체가 고압유체통로(100)로 유입될 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 고압유체통로(100)는 메인어큐뮬레이터(50) 및 주입측보조어큐뮬레이트(60)로부터 고압의 유압을 받게 된다.
더불어, 고압유체통로(100)는 실린더하부챔버(13)와 연통되도록 이루어져 있다.
이에 따라 실린더하부챔버(13)로 유입된 유체는 피스톤(40)에 상승 압력을 가해 피스톤(40)이 실린더(10) 내부에서 상승하게 된다.
도 3, 4에서 Pb지점은 메인컨트롤밸브(111)의 밸브실고압수압면(110b)에 해당하는 지점으로 고압유체통로(100)의 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결된다.
즉, 피스톤(40)을 상승시킨 유체는 실린더하부챔버(13)를 따라 이동하다 바이패스챔버(15) 및 밸브실고압수압면(110b)을 통해 메인컨트롤밸브(111)로 유입된다.
상기한 고압유체통로(100)와 별도로 실린더(10) 내부에는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)가 구비되어 있다.
보조고압유체통로(101, 102)는 도 3, 4의 Pb 지점에서 일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되어 있고, 또, 중간 일측은 Pa 지점에서 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되어 있으며, 타측 단부가 막혀 있다.
도면에서는 두 개의 유로로 구성된 예가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 보조고압유체통로(101, 102)는 Pa 지점에서 도시된 것처럼 고압유체통로(100)를 따라 유입된 유체가 분산되어 공급되고, 상측에서 메인어큐뮬레이터(50)를 통해 유압을 공급받는다.
이에 따라 Pa 지점에 대응되는 실린더하부챔버(13)에서는 고압의 유체가 분산되어 공급되기 때문에 보다 강력한 힘으로 피스톤(40)을 상승시킬 수 있게 된다.
아울러, 피스톤(40)을 상승시킨 유체는 고압유체통로(100)와 마찬가지로 실린더하부챔버(13)를 따라 이동하다 바이패스챔버(15) 및 밸브실고압수압면(110b)을 통해 메인컨트롤밸브(111)로 유입된다.
보조고압유체통로(101, 102)는 고압유체통로(100)와 Pa 지점에서 서로 교차하게 됨에 따라 메인어큐뮬레이터(50) 작동에 따른 600 ~ 750L/min 정도의 굴착기 고유량을 수용하여 원할한 타격에너지를 얻을 수 있게 한다.
저압유체통로(103)는 도 11의 view C 단면, 도 3에 도시된 것처럼 일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있고, 중간 일측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있으며, 단부는 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되어 있다.
도 3에서 Pr5, Pr1으로 표시된 부분은 도 11에서 도면기호 92로 표기된 저압홀(92)로써 Pr2 지점은 밸브저압통로구(110e), Pr3 지점은 밸브 어피피스통로(110d), Pr2 지점은 밸브전환실(110a)에 해당된다.
저압리턴라인(90)는 도 11의 view C 단면에 나타난 바와 같이 일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 저압홀(92)을 통해 연결되어 있고, 타측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 저압홀(92)을 통해 연결되어 있다.
아울러, 저압리턴라인(90)의 중간은 실린더저압실(11)에 연결되어 있는데, 상기 실린더저압실(11)에 연결된 부분에는 유로를 개폐시키는 밸런스밸브(91)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 실린더 저압 통로구에 상시 일정압을 저압으로 연결하는 관통구에 밸런스밸브(91)가 구비되어 유압탱크로 보내는 저압 연결구 앞에 유체의 리턴 유량을 조정함으로써 타격에너지를 극대화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 백헤드(20)의 가스챔버(21) 내주면에는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 내주면을 따라 다수 개의 보조가스홈(130)이 형성되어 있다.
더불어, 상기 실린더(10)에는 상기 보조가스홈(130)과 일치되어 일직선을 이루는 연결홈(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 보조가스홈(130)은 실린더(10)의 길이 방향만큼 형성되어 백헤드(20)의 질소가스 충전량이 증가하게 되고, 이에 따라 고압의 유체이동으로 인한 열손실을 방지하게 되고, 백헤드(20)를 기준으로 할 때 질소압력 체적을 줄여 질소가스 압력을 보충하게 되어 피스톤(40) 상승시 질소가스의 팽창압력 보충으로 최대의 임펙트 에너지를 얻을 수 있게 된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 2의 View B-1, 2측에서의 단면 개략도로 B-1 및 B-2는 피스톤의 상승 전후의 상태가 도시되어 있다.
유체주입구(1)에서 280 ~ 300bar 정도의 고압으로 유체가 작용하게 되면, 유체는 고압유체통로(100)를 따라 이동하다 Pa 지점 즉, 메인어큐뮬레이터(50) 하부 지점에서 보조고압유체통로(101, 102)와 합류하게 되고 이때의 600 ~ 750 L/min 정도의 토출된 유체 유량은 실린더하부챔버(13)로 유입되어 압력을 분사시켜 피스톤(40)은 상승 행정을 하게 된다.
피스톤(40)이 실린더전환포트(14) 위치에 도달하게 되면 일정 고압의 유체는 바이패스챔버(15)를 통해 메인컨트롤밸브(111)에 압력이 전달되면서 메인컨트롤밸브하우징(110) 내부에 있는 메인컨트롤밸브플러그(112)가 상승 행정으로 전환되고 이로 인해 도 4 및 도 5에서 나타난 바와 같이 도 3의 Pb 지점에 대응되는 위치에서 고압유체통로(100) 및 보조고압유체통로(101, 102)상의 유체가 밸브실고압수압면(110b)을 통해 메인컨트롤밸브(111) 내부로 유입된 후 Pab 지점에 도달하고, Pab 지점에서 다시 배출된 유체는 실린더상부챔버(12)dp 압력을 분사 가압하게 된다.
더불어 백헤드(20)에 충전된 질소가스에는 피스톤(40) 상승 행정으로 인한 질소 팽창 압력이 가해지면서 타격에너지가 극대화된다.
이때, 질소충전압력은 백헤드(20) 보조가스홈(130)과 연결홈(120)에 질소가스가 충전되어 임펙트 에너지를 배가시키게 된다.
타격 행정을 수행한 후에는 메인컨트롤밸브(111)의 하강 행정이 시작되는데, 도 5에 도시된 것처럼 밸브실고압수압면(110b)는 상기 고압의 작용으로 자력으로 밸브를 하강하도록 유도하고, 밸브저압실(110c)는 실린더저압실(11)과 연결되면서 하강 행정이 원할해지도록 유도한다.
리턴되는 유체의 흐름은 임의로 조정할 수 있는 유량조절밸브가 내장된 밸브 오리피스통로(110d)에 의해 타격 속도를 조정하게 된다.
더불어, 저압리턴라인(90)는 저압유체통로(103)와 상시 연결되어 있기 때문에 저압배출구(2)로 리턴되기까지 원할한 리턴 양이 조절되며, 밸런스밸브(91)에 의해 피스톤(40)의 상승 및 하강시 유체의 흐름이 원할하게 조정될 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 초대형 유압 브레이커용 실린더는 소규모의 브레이커에 장착될 수도 있으나, 70톤 ~ 160톤 급(총중량 16톤 내외)의 초대형 굴착기에 적용되는 것이 바람직하다 할 것이다.
1 : 유체주입구 2 : 유체배출구
10 : 실린더 11 : 실린더저압실
12 : 실린더상부챔버 13 : 실린더하부챔버
14 : 실린더전환포트 15 : 바이패스챔버
20 : 백헤드 21 : 가스챔버
30 : 프론트헤드 40 : 피스톤
50 : 메인어큐뮬레이터 60 : 주입측보조어큐뮬레이터
70 : 배출측보조어큐뮬레이터 80 : 씰리테이너
90 : 저압리턴라인 91 : 밸런스밸브
92 : 저압홀 100 : 고압유체통로
101, 102 : 보조고압유체통로 103 : 저압유체통로
110 : 메인컨트롤밸브하우징 110a : 밸브전환실
110b : 밸브실고압수압면 110c : 밸브저압실
110d : 밸브 어피피스통로 110e : 밸브저압통로구
111 : 메인컨트롤밸브 112 : 메인컨트롤밸브플러그
113 : 메인컨트롤밸브커버 120 : 연결홈
130 : 보조가스홈 140 : 치즐

Claims (5)

  1. 유압 브레이커용 실린더에 있어서,
    양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있고, 상기 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)는 각각 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 연결 설치되어 있고, 내부에 가스챔버(21)가 형성되어 있는 백헤드(20)와;
    상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있으며, 내주면 상측에 상기 피스톤(40)) 하강을 위해 유체가 유입되는 실린더상부챔버(12)가 형성되어 있고, 상기 실린더상부챔버(12) 상측의 내주면에 상기 피스톤(40) 외부를 감싸 설치되어 피스톤(40)의 왕복 이동을 유지하기 위한 씰리테이너(80)가 설치되어 있으며, 내주면 하측에 상기 피스톤(40) 상승을 위해 유체가 유입되는 실린더하부챔버(13)가 형성되어 있고, 상기 실린더하부챔버(13)와 연결되도록 외측에 메인어큐뮬레이터(50)가 설치되어 있으며, 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 일측에 실린더전환포트(14)가 형성되어 있고, 상기 실린더상부챔버(12)와 실린더하부챔버(13) 사이 타측에 바이패스챔버(15)가 형성되어 있으며, 백헤드(20) 반대편에 프론트헤드(30)가 연결되어 있고, 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 치즐(140)이 설치되어 있으며, 상부 일측에 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하기 위한 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있는 실린더(10)와;
    일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되고, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되는 고압유체통로(100)와;
    일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되고, 중간 일측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 타측 단부가 막혀 있는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)와;
    일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있고, 중간 일측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있으며, 단부는 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되어 있는 저압유체통로(103)와;
    일측은 실린더하부챔버(13) 하측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있고, 타측은 실린더상부챔버(12) 상측의 실린더(10) 내주면에 연결되어 있으며, 중간 일측은 실린더저압실(11)에 연결되어 있으며, 상기 실린더저압실(11)에 연결된 부분에는 유로를 개폐시키는 밸런스밸브(91)가 설치되어 있는 저압리턴라인(90);을 포함하여 구성된,
    초대형 유압 브레이커용 실린더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스챔버(21) 내주면에는 내주면을 따라 다수 개의 보조가스홈(130)이 형성되어 있고,
    상기 실린더(10)에는 상기 보조가스홈(130)과 일치되어 일직선을 이루는 연결홈(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
    초대형 유압 브레이커용 실린더.
  3. 유압 브레이커용 실린더에 있어서,
    양측에 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)가 각각 형성되어 있고, 상기 유체주입구(1) 및 유체배출구(2)는 각각 주입측보조어큐뮬레이터(60) 및 배출측보조어큐뮬레이터(70)가 연결 설치되어 있고, 내부에 가스챔버(21)가 형성되어 있는 백헤드(20)와;
    상기 백헤드(20)와 연결되어 있고, 내부에 피스톤(40)이 왕복 이동 가능하도록 삽입되어 있으며, 외측에 메인어큐뮬레이터(50) 및 피스톤(40)의 왕복운동을 제어하기 위한 메인컨트롤밸브(111)가 설치되어 있고, 내부 일측에 피스톤(40)의 왕복 이동에 의해 왕복 이동하여 파쇄물을 파쇄하는 치즐(140)이 설치되어 있는 실린더(10)와;
    일측은 상기 주입측보조어큐뮬레이터(60)와 연결되고, 타측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 중간 일측은 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되는 고압유체통로(100)와;
    일측이 상기 메인컨트롤밸브(111)와 연결되고, 중간 일측은 상기 메인어큐뮬레이터(50)와 연결되며, 타측 단부가 막혀 있는 복수 개의 보조고압유체통로(101,102)와;
    일측이 상기 배출측보조어큐뮬레이터(70)와 연결되고, 타측은 실린더(10) 내주면 상,하부에 각각 연결되어 있는 저압유체통로(103);를 포함하여 구성된,
    초대형 유압 브레이커용 실린더.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실린더 내주면에는 실린더저압실(11)이 형성되어 있으며,
    일측은 실린더(10) 하측 내주면에 연결되어 있고, 타측은 실린더(10) 상측 내주면에 연결되어 있으며, 중간 일측은 실린더저압실(11)에 연결되어 있으며, 상기 실린더저압실(11)에 연결된 부분에는 유로를 개폐시키는 밸런스밸브(91)가 설치되어 있는 저압리턴라인(90);이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
    초대형 유압 브레이커용 실린더.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가스챔버(21) 내주면에는 내주면을 따라 다수 개의 보조가스홈(130)이 형성되어 있고,
    상기 실린더(10)에는 상기 보조가스홈(130)과 일치되어 일직선을 이루는 연결홈(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
    초대형 유압 브레이커용 실린더.
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