KR101630267B1 - 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량 상판이나 기타 고중량물을 인상할 수 있도록 하되, 동조밸브 및 자유낙하방지밸브를 조합하여 동조효율을 향상시킴으로써 다수의 메인유압실린더의 변위량이 균일성을 갖도록 하면서 중량물의 낙하를 방지할 수 있는 동시에 메인유압실린더들이 일정한 압력을 유지할 수 있도록 할 목적으로, 유압펌프와 연결되어 유체를 공급하는 메인리프트밸브(10)와, 상기 메인리프트밸브와 연결되어 공급된 유체를 분기 이송하는 메인동조밸브(20)와, 상기 메인동조밸브에서 분기 이송된 유체를 각각 일방향으로의 공급을 허용하고 역류를 차단하는 다수의 자유낙하방지밸브(31,32)와, 중량물의 하단과 접하도록 배치되고 상기 자유낙하방지밸브에서 각각 공급된 유체에 의해 기동하여 상기 중량물을 수직 상승시키는 다수의 메인유압실린더(41,42)와, 사용자 조작부의 조작에 의해 상기 메인유압실린더를 기동시켜 중량물의 수직 상승을 제어하는 제어부(50)를 포함하여 구성된 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치가 제공된다.

Description

유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치{APPARATUS FOR RAISING A HIGH-WEIGHTS USING HYDRAULICS TUNING DEVICES}

본 발명은 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에 관한 것으로, 특히 교량 상판이나 기타 고중량물의 균형을 맞추어 안정적으로 인상시킬 수 있으면서도 급격한 추락을 방지할 수 있도록 안전성이 향상된 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 구조는 크게, 가장 상부측에 구비되어 사람이나 차량 등이 통행할 수 있도록 하는 교량상판과 상기 교량상판을 하부면에서 일정한 간격마다 지지하면서 설치되는 교각 및 상기 교량상판의 양단면에 구비되어 일측으로는 지면이 지지되고 상부측으로는 상기 교량상판이 지지될 수 있도록 하는 교대로 구성되어 있다.

그리고 상기 교량상판의 하면과 상기 교각 또는 교대의 상부면 사이에는 상부측으로부터 전해지는 충격력을 흡수하여 교량의 내구성을 향상시키고 교량의 안전성을 유지할 수 있도록 하는 교좌장치가 삽입 설치되어 있다.

이러한 교좌장치는 통상적으로 2~3년을 주기로 교환하거나 점검하여 그 성능이 저하되는 것을 막아 주어야 한다.

그러기 위해서는 상기 교각 상부면에 설치되어 있는 육중한 상판을 들어올리고 작업공간을 확보한 후에 그 사이에 구비된 상기 교좌장치를 점검 또는 교체시공을 시행하게 된다.

그러나 종래의 교량 상부구조물 인상은 유압장치의 압력을 제어하여 교량상부구조의 불균등 인상을 야기하였으며, 이에 따라 동시인상이라고는 하지만 실제적으로 동시인상하지 못하고 인력에 의해 단계적인 인상만을 가능하다는 단점이 있다.

특히, 종래의 방식들은 대형구조물인 교량인상시 발생할 수 있는 다양한 상황(유압장치 이상에 따른 유압의 리턴, 유압 호스의 파단, 상부구조의 편심에 의한 유압잭의 과부하 등)을 고려하지 않아 유사시 안전성 결여에 따른 물적 또는 인적 피해가 예상된다.

이에 종래의 기술들은 교량의 낙교를 방지하는 방지나 스토퍼 등을 이용하여 교량의 전도방지 및 안전성을 향상시키고 있지만 이러한 장치 및 스토퍼는 교량이 상승하는 시점에는 그 기능을 하지 못하고 상승 후 인력에 의해 설치되어야지만 그 기능을 수행할 수 있어 교량 상승시에는 교량의 안전성을 확보할만한 장치가 전혀 없어 문제시되고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 대한민국 등록특허 제 10-1327824호(특허문헌 1)와 같이 상단이 교량의 상부구조물의 바닥면에 결합되고, 멀티-펌프로부터 유량을 제공받아 상기 교량의 상부구조물의 바닥면으로 압력을 제공하는 유압잭; 상기 유압잭의 양측으로 소정의 간격만큼 이격되어 상기 교량의 상부구조물과 상기 교량의 하부구조물 사이에 설치되어, 상기 유압잭의 인상시 상기 유압잭과 동시에 인상되면서, 상기 교량의 상부구조물의 인상시 발생가능한 상기 교량의 상부구조물의 이상거동을 방지하는 한 쌍의 안전잭; 및 상기 한 쌍의 안전잭과 상기 유압잭에 연결되어, 상기 교량의 상부구조물에 가해지는 편심하중을 중심축하중으로 상기 유압잭에 전달하는 교좌부재를 포함함으로써 교량의 상부구조물과 교량의 하부구조물 사이에 복수 개가 설치되어, 상기 교량의 상부구조물을 동시에 상승시키도록 작동되는 상부구조물인상유닛을 비롯하여, 교량의 상부구조물과 교량의 하부구조물 사이에 복수 개가 설치되어, 상기 교량의 상부구조물을 동시에 상승시키도록 작동되는 교량의 상부구조물 인상장치에 있어서, 상기 교량의 상부구조물의 바닥면과 상기 교량의 하부구조물의 상부 사이에 복수 개가 설치된 상기 상부구조물인상유닛; 상기 교량의 하부구조물의 상부에 설치되어, 상기 교량의 상부구조물에서 상기 교량의 하부구조물에 가해지는 압력과, 상기 교량의 하부구조물에 대한 상기 교량의 상부구조물의 변위를 감지하는 센서부; 및 상기 복수의 상부구조물인상유닛에 연결되어, 상기 상부구조물 인상유닛으로 제공되는 유량의 양을 제어하는 제어부; 를 포함하여, 상기 교량의 상부구조물의 변위 및 상기 교량의 상부구조물로 가해지는 하중을 고려하여, 상기 복수의 상부구조물인상유닛으로 하여금 상기 교량의 상부구조물을 연속적이고 동시적으로 인상시키도록 작동되는 교량의 상부구조물인상장치를 제안한 바 있다.

그러나 특허문헌 1의 경우 동시 인상을 위해 서보밸브를 이용하여 유압의 양을 제어하는 구조이므로 로드에 따른 유량변화의 동조 효율이 80% 내지 90%정도로 균일성이 낮고, 또한 보조적인 안전장치가 구비되어 있지 않다는 단점이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-1327824호(2013.12.20 공고)

본 발명은 상기의 종래 기술이 내포한 단점을 해결하기 위한 것으로, 교량 상판이나 기타 고중량물을 인상할 수 있도록 하되, 동조밸브 및 자유낙하방지밸브를 조합하여 동조효율을 향상시킴으로써 다수의 메인유압실린더의 변위량이 균일성을 갖도록 하고, 또한 동조밸브가 구비된 보조유압실린더를 통해 예상치 못한 중량물의 낙하를 방지할 수 있는 동시에 메인 유압실린더들이 일정한 압력을 유지할 수 있도록 하는 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치는, 유압펌프와 연결되어 유체를 공급하는 메인리프트밸브와, 상기 메인리프트밸브와 연결되어 공급된 유체를 분기 이송하는 메인동조밸브와, 상기 메인동조밸브에서 분기 이송된 유체를 각각 일방향으로의 공급을 허용하고 역류를 차단하는 다수의 자유낙하방지밸브와, 중량물의 하단과 접하도록 배치되고 상기 자유낙하방지밸브에서 각각 공급된 유체에 의해 기동하여 상기 중량물을 수직 상승시키는 다수의 메인유압실린더와, 사용자 조작부의 조작에 의해 상기 메인유압실린더를 기동시켜 중량물의 수직 상승을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시 예로서, 본 발명은 상기 메인유압실린더의 변위량을 감지하는 변위센서가 구비되고, 상기 중량물의 가장자리에 다수의 보조유압실린더가 배치되며, 상기 제어부는 상기 메인유압실린더의 변위량만큼 상기 보조유압실린더를 구동시켜서 상기 중량물의 가장자리를 지지하게 된 것을 특징으로 하며, 이때 상기 보조유압실린더는 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 되고, 상기 보조유압실린더의 피스톤 단부에 경사면을 가진 지지구가 구비되며, 상기 중량물의 가장자리 하단이 상기 지지구의 경사면에 접하게 구성할 수 있다.

본 발명의 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에 따르면, 다수의 메인유압실린더가 동조밸브 및 낙하방지밸브와 연계하여 구동하므로 동조효율이 향상되어 각각의 유압 실린더가 일정한 높이로 인상될 수 있어서 중량물 인상시 수평을 유지할 수 있고, 또한 중량물의 가장자리에서 수평 방향으로 왕복 이동하는 보조 유압실린더가 동조밸브와 연계하여 상기 메인 유압실린더의 변위량만큼 쐐기 형태의 보조지지구를 이동시켜 중량물을 지지하므로 다수의 메인유압실린더의 압력차를 원천적으로 방지하여 더욱 중량물의 균형을 안정적으로 유지할 수 있는 동시에 중량물의 낙하를 방지할 수 있는 등 안전성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에서 보조 유압실린더의 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치의 사용상태도로서, 도 3은 중량물의 인상 전 상태를, 도 4는 중량물의 안상 후 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에서 보조 유압실린더의 구성도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이 본 발명의 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치는, 메인리프트밸브(10), 메인동조밸브(20), 다수의 자유낙하방지밸브(31,32), 다수의 메인유압실린더(41,42) 및 제어부(50)를 포함한다.

상기 메인리프트밸브(10)는 유압펌프(P)와 연결되어 상기 메인유압실린더(41,42)로 유체를 공급하기 위해 마련되고, 상기 메인동조밸브(20)는 상기 메인리프트밸브(10)와 연결되어 상기 메인리프트밸브(10)에서 공급된 유체를 제1자유낙하방지밸브(31) 및 제2자유낙하방지밸브(32) 양쪽으로 각각 균일하게 분기 이송하기 위해 마련된다.

제1자유낙하방지밸브(31) 및 제2자유낙하방지밸브(32)는 각각 사용자 조작부(60)의 조작에 따라 일방향으로의 유체 공급을 허용하고 그 역류를 차단하도록 마련된다. 제1메인유압실린더(41) 및 제2메인유압실린더(42)를 각각 기동시키고자 할 때 각 메인유압실린더(41,42)로 유체를 공급하나 그 역류는 차단하게 할 수 있고, 반대로 메인유압실린더(41,42)의 기동을 해제하고자 할 때에는 유체의 역류를 허용할 수 있게 마련된다.

상기 제1메인유압실린더(41) 및 제2메인유압실린더(42)는 내부에 피스톤이 내재된 것으로 중량물(1)의 하단과 접하도록 배치되고 상기 제1자유낙하방지밸브(31) 및 제2자유낙하방지밸브(32)에서 각각 공급된 유체에 의해 기동하여 상기 중량물(1)을 수직 상승시킨다.

상기 제어부(50)는 사용자 조작부(60)의 조작에 의해 상기 각 메인유압실린더(41,42)를 기동시켜 중량물(1)의 수직 상승을 제어하기 위해 마련된 것으로, 이때 상기 제어부(50)는 상기 메인유압실린더(41,42)의 변위량에 대응하여 보조유압실린더(110,120)를 구동시킬 수 있다.

즉, 도 1 및 도 2를 참조하는 바와 같이 상기 제1메인유압실린더(41) 및 제2메인유압실린더(42)에는 각각 피스톤의 상승 변위량을 감지하는 제1변위센서(411) 및 제2변위센서(421)가 구비되고, 상기 중량물(1)의 가장자리에는 다수의 보조유압실린더, 예를 들면 도시한 바와 같이 제1보조유압실린더(110) 및 제2보조유압실린더(120)가 배치되며, 상기 제어부(50)는 상기 각 메인유압실린더(41,42)의 각 변위센서(411,421)에서 측정된 변위량을 감지하여 변위량만큼 상기 보조유압실린더(110,120)를 구동시켜서 상기 중량물(1)의 가장자리를 지지하도록 마련될 수 있다. 이때 각 메인유압실린더(41,42)의 변위량이 미세하게 작을 경우 감지 및 제어가 용이하지 않을 수 있으므로 증폭기(412)(422)를 사용하여 변위량을 증폭시킬 수 있다.

상기 제1, 제2보조유압실린더(110,120)를 구동시키기 위한 본 발명은, 보조리프트밸브(130), 보조동조밸브(140) 및 다수의 분기관(141,142)을 더 포함한다.

상기 보조리프트밸브(130)는, 상기 제1, 제2보조유압실린더(110,120) 각각의 일측 단부와 연결되어 각 보조유압실린더(110,120)의 일측 단부로 유체를 공급하거나 회수할 수 있게 마련된다.

상기 다수의 분기관(141,142)은 상기 보조동조밸브(140)에서 분기된 것으로, 각 분기관들은 상기 보조유압실린더에 각각 연결되는데, 예를 들면 제1분기관(141)은 제1보조유압실린더(110)의 타측 단부에 연결되고, 제2분기관(142)은 제2보조유압실린더(120)의 타측 단부에 연결된다. 여기서 '타측'이란 상기 각 보조유압실린더(110, 120)의 실린더 길이방향에 대하여 상기 보조리프트밸브(130)가 연결된 반대 방향을 지칭한다.

상기 보조동조밸브(140)는, 일단이 상기 보조리프트밸브(130)와 연결되고 타단이 상기 다수의 분기관(141,142)과 연결됨으로써 상기 보조리프트밸브(130)에서 공급된 유체를 각 분기관(141,142)으로 균일하게 나누어 공급하거나 회수할 수 있게 마련된다.

이때 상기 제1분기관(141) 및 제2분기관(142)에는 각각 제1릴리프밸브(151) 및 제2릴리프밸브(152)가 더 구비될 수 있다. 상기 제1, 제2릴리프밸브(151,152)는 각 분기관(141,142) 내에 가해지는 유체 압력이 설정압력을 초과하면 유체의 일부를 외부 탱크로 이송하여 설정압력을 초과하지 않고 일정한 압력이 유지될 수 있게 한 것이다.

바람직한 실시 예로서, 도시한 바와 같이 상기 제1, 제2보조유압실린더(110,120)는 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 마련되고, 각각의 보조유압실린더(110,120)의 피스톤 단부에는 쐐기와 같이 경사면을 가진 제1지지구(111) 및 제2지지구(121)가 구비되며, 이때 상기 중량물(1)의 가장자리 하단이 상기 각 지지구(111,121)의 경사면에 접하도록 구성할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치의 작용을 설명하며, 이를 통해 본 발명이 더 구체화될 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치의 사용상태도로서, 도 3은 중량물의 인상 전 상태를, 도 4는 중량물의 안상 후 상태를 나타낸다.

도 1과 같이 사용자의 조작부(60) 작동에 의해 메인리프트밸브(10)에서 공급된 유체는 메인동조밸브(20)에서 제1자유낙하방지밸브(31) 및 제2자유낙하방지밸브(32)로 균등하게 분기되어 이송된 후 제1메인유압실린더(41) 및 제2메인유압실린더(42)로 공급되어 각 메인유입실린더(41,42)의 피스톤이 상승하여 도 4와 같이 중량물(1)을 상승시킨다.

이때 각 메인유입실린더(41,42)로 공급된 유체는 메인동조밸브(20)에서 균등하게 분할되어 공급되므로 제1메인유압실린더(41)와 제2메인유압실린더(42)는 동일한 높이로 상승하게 되어 중량물(1)의 기울어짐을 방지할 수 있다.

더욱이, 제어부(50)가 상기 제1메인유압실린더(41)와 제2메인유압실린더(42)에 각각 구비된 제1변위센서(411)와 제2변위센서(421)의 변위량에 대응하여 제1보조유압실린더(110) 및 제2보조유압실린더(120)를 작동시킨다.

즉, 도 2와 같이 보조리프트밸브(130)에서 보조동조밸브(140)로 유체를 공급하면, 보조동조밸브(140)에서 유체가 제1분기관(141) 및 제1분기관(142)으로 균등하게 분할 공급되며, 이에 따라 제1보조유압실린더(110) 및 제2보조유압실린더(120)의 후방으로 공급된 유체에 의해 피스톤이 전진한다.

이때 도 4와 같이 제1보조유압실린더(110) 및 제2보조유압실린더(120)의 각 피스톤이 전진하면, 쐐기 형태의 각 지지구(111,121) 경사면이 중량물의 가장자리 하단부를 지지하게 된다.

상기 제1보조유압실린더(110) 및 제2보조유압실린더(120)의 구동량(거리)는 지지구(111,121)의 경사면의 경사각도를 고려하여 제1메인유압실린더(41) 및 제2메인유압실린더(42)의 변위량에 의해 하기 식 1로 결정될 수 있다.

[식 1]

[식 1에서 θ는 지지구 경사면의 경사각, x는 보조유압실린더의 이동거리, y는 메인유압실린더의 변위량이다.]

예를 들어 지지구 경사면의 경사각(θ)이 30°이고, 메인유압실린더(41,42)의 변위량(y)이 3mm 상승하였다면, 보조유압실린더의 변위량(x)는, 식 1에 의해 3 ÷ tan(30) = 5.2가 된다.

따라서 상기 제어부(50)가 보조유압실린더(110,120)를 5.2mm 전진하도록 제어하면, 지지구(111,121)의 경사면이 중량물의 가장자리 하단과 접하여 지지될 수 있다.

이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.

1: 중량물
10: 메인리프트밸브
20: 메인동조밸브
31: 제1자유낙하방지밸브
32: 제2자유낙하방지밸브
41: 제1메인유압실린더
411: 제1변위센서
412: 제1증폭기
42: 제2메인유압실린더
421: 제2변위센서
422: 제2증폭기
50: 제어부
60: 조작부
110: 제1보조유압실린더
111: 제1지지구
120: 제2보조유압실린더
121: 제2지지구
130: 보조리프트밸브
140: 보조동조밸브
141: 제1분기관
142: 제2분기관
151: 제1릴리프밸브
152: 제2릴리프밸브

Claims (6)

1. 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치에 있어서,
   유압펌프와 연결되어 유체를 공급하는 메인리프트밸브와, 상기 메인리프트밸브와 연결되어 공급된 유체를 분기 이송하는 메인동조밸브와, 상기 메인동조밸브에서 분기 이송된 유체를 각각 일방향으로의 공급을 허용하고 역류를 차단하는 다수의 자유낙하방지밸브와, 중량물의 하단과 접하도록 배치되고 상기 자유낙하방지밸브에서 각각 공급된 유체에 의해 기동하여 상기 중량물을 수직 상승시키는 다수의 메인유압실린더와, 사용자 조작부의 조작에 의해 상기 메인유압실린더를 기동시켜 중량물의 수직 상승을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 메인유압실린더의 변위량을 감지하는 변위센서가 구비되고, 상기 중량물의 가장자리에 다수의 보조유압실린더가 배치되며, 상기 제어부는 상기 메인유압실린더의 변위량만큼 상기 보조유압실린더를 구동시켜서 상기 중량물의 가장자리를 지지하게 되며,
   상기 보조유압실린더는 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 되고, 상기 보조유압실린더의 피스톤 단부에 경사면을 가진 지지구가 구비되며, 상기 중량물의 가장자리 하단이 상기 지지구의 경사면에 접하게 된 것을 특징으로 하는 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 보조유압실린더 각각의 일측 단부와 연결되어 각각의 보조유압실린더로 유체를 공급하거나 회수하는 보조리프트밸브와,
   상기 보조유압실린더 각각의 타측 단부에 연결된 다수의 분기관과,
   일단이 상기 보조리프트밸브와 연결되고 타단이 상기 다수의 분기관과 연결되어 각 분기관으로 유체를 나누어 공급하거나 회수하는 보조동조밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 분기관 각각에는 분기관 내의 설정압력을 초과하지 않도록 유지하는 릴리프밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 보조유압실린더의 구동거리(x)는 상기 지지구 경사면의 경사각(θ)을 고려하여 상기 메인유압실린더의 변위량(y)에 의해 하기의 식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 동조 장치를 이용한 중량물 인상 장치.
   

   

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