KR101726509B1 - 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 및 조선 해양용 등 중량물 리프트장치에 사용되는 다수개의 유압 실린더 및 잭업(jack-up)실린더를 작동시 편차없이 동일한 동조율로 작동할 수 있도록 한 유압 동조 장치에 관한 것으로 특히, 사용압력을 고압화시켜 중량물을 편차없이 리프팅할 수 있고 고압 컴포넌트를 사용하는 동일 용량의 시스템에 비해 현저하게 비용이 절감되는 특징을 가진 중량물 리프트의 고압화 유압동조장치에 관한 것이다.
본 발명의 중량물 리프트의 고압화 유압동조장치는 유압유를 공급하는 오일 공급부와 배력된 압력으로 동일한 양의 유압유를 공급하는 고압화 유체 동조장치와 상기 고압화 유체 동조 장치로 부터 공급된 유압유에 의해 일정하게 작동하는 다수의 유압실린더로 구성된 엑츄에이터부로 구성된 것에 있어서, 상기 고압화 유체 동조 장치는 유압유의 방향을 제어하는 복동식 유체제어밸브와 상기 복동식 유체제어밸브와 연결된 유압라인에 병열로 연결되어 한개의 회전축으로 직렬 연결된 제1유압모터와 제2유압모터를 포함하는 배압장치와, 상기 제1유압모터와 연결된 동조부로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치{High pressure hydraulic synchronous apparatus of lifting machine for heavy material}

본 발명은 차량용 및 조선 해양용 등 중량물 리프트장치에 사용되는 다수개의 유압 실린더 및 잭업(jack-up)실린더를 작동시 편차없이 동일한 동조율로 작동할 수 있도록 한 유압 동조 장치에 관한 것으로 특히, 사용압력을 고압화시켜 중량물을 편차없이 리프팅할 수 있고 고압 컴포넌트를 사용하는 동일 용량의 시스템에 비해 현저하게 비용이 절감되는 특징을 가진 중량물 리프트의 고압화 유압동조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 리프트장치는, 유압잭이나 유압실린더로서 주로, 조선 및 선박, 차량, 중장비, 금속 부재, 화물 등 (이하 '중량물'이라 통칭함)과 같이 과중한 무게의 중량물을 일정한 높이로 들어올리거나 또는 내리는 경우에 주로 사용된다.

보통 무거운 중량물을 들어올리는 리프트 장치는 다수개의 유압실린더가 상호 병열 연결되어 작동하므로 중량물의 편하중에 의해 리프트에 단차가 발생되지 않도록 동조장치가 설치된다.

이러한 동조장치는 유량조절밸브 또는 서보제어밸브 및 전용 유압동조제어기를 사용하는 방법 등이 사용되고 있는 데 이와같은 동조장치는 정확한 유량조절이 어려우며 특히 장비 제작 단가가 높아 실용화에 부담을 가중시키는 문제가 있고 특히 고압 사용시 고압용 제어밸브를 사용함으로써 수입에 따른 납기의 지연 및 유지 보수의 어려움이 수반되었다.

또한, 유압실린더의 갯수에 대응되도록 격실을 직렬로 연결하여 유압실린더로 오일을 공급함으로써 다수개의 유압실린더가 동일하게 동작을 수행할 수 있도록한 특허 10-1416566호가 공개되고 있으나 이는 다수개의 격실에 한개의 샤프트를 격실을 관통되게 축설하여 샤프트가 축방향으로 이동하면서 각 격실에 설치한 피스톤을 오일을 공급하도록 된 구조이므로 한개의 축으로 다수개의 피스톤을 작동시켜야 되는 구조상 부하가 많이 걸리고 큰 마력의 모터를 필요로 할 뿐 아니라 구조가 복잡하므로 고가의 설치 비용이 들어가는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 현업 장비 개발 및 개조시 고가의 서보 혹은 비례 밸브 및 전용 유압 동조 제어기 대신에 저가의 고압화 동조 장치를 이용하여 기능 및 성능면에서 종래의 것과 유사하면서 크기가 작아 공간을 적게 차지하고 월등한 리프팅 용량을 발휘하여 장치 설비 제작 단가를 낮추는 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 기존 동조시스템에서 사용하는 상용압력을 고압화시켜 종래 고압 컴포넌트를 사용하는 동일 용량에 비해 현저하게 비용이 절감되는 고압화 유압 동조장치를 제공하는 데 있다.,

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은 유압유를 공급하는 오일 공급부와 배력된 압력으로 동일한 양의 유압유를 공급하는 고압화 유체 동조장치와 상기 고압화 유체 동조 장치로 부터 공급된 유압유에 의해 일정하게 작동하는 다수의 유압실린더로 구성된 엑츄에이터부로 구성된 것에 있어서, 상기 고압화 유체 동조 장치는 유압유의 방향을 제어하는 복동식 유체제어밸브와 상기 복동식 유체제어밸브와 연결된 유압라인에 병열로 연결되어 한개의 회전축으로 직렬 연결된 제1유압모터와 제2유압모터를 포함하는 배압장치와, 상기 제1유압모터와 연결된 동조부로 이루어짐을 특징으로 하는 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 동조부는 대형실린더에 다수개의 소형실린더가 일체로 설치되고 대형실린더의 피스톤과 각 소형실린더의 피스톤이 일정한 길이로 된 다수개의 로드로서 일체로 연결되어 동일한 양의 압유를 엑츄에이터부의 유압실린더에 일정하게 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배압장치의 제2유압모터는 제1유압모터보다 배제용적이 2배 이상 크게 형성됨을 특징으로 한다.

삭제

이와 같이 본 발명에 의하면 고가의 서보 혹은 비례 밸브 및 유압 동조 제어기 대신에 저가의 고압화 동조 장치를 이용하여 기능 및 성능면에서는 종래의 것과 유사하면서 크기가 작아 공간을 적게 차지하면서도 월등한 리프팅 용량을 발휘하여 장치 제작 단가를 낮추는 효과를 제공한다.

도 1 은 본 발명에 따른 동조장치를 나타낸 회로도

이하 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 중량물 리프트의 고압화 유압 동조장치는 유압유를 공급하는 오일 공급부(100)와 배력된 압력으로 동일한 양의 유압유를 공급하는 고압화 유체 동조장치(200)와 상기 고압화 유체 동조 장치(200)로 부터 공급된 유압유에 의해 일정하게 작동하는 다수의 유압실린더(1)(1')로 구성된 엑츄에이터부(300)로 구성된 것을 특징으로 한다.

오일 공급부(100)는 모터(2)의 동력으로 작동되어 오일탱크(3)내의 오일을 공급하는 유압펌프(4)와 안전 릴리프 밸브(5)로 구성된다.

고압화 유체 동조 장치(200)는 유압유의 방향을 제어하는 복동식 유체제어밸브(6)와 상기 복동식 유체제어밸브(6)와 연결된 유압라인(7)에 병열로 연결되어 한개의 회전축(8)으로 직렬 연결된 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)를 포함하는 배압장치(400)와, 상기 제1유압모터(9)와 연결된 동조부(500)로 이루어진다.

상기 동조부(500)는 대형실린더(11)에 다수개의 소형실린더(12)(12')가 일체로 설치되고 대형실린더(11)의 피스톤(13)과 각 소형실린더(12)(12')의 피스톤(14)(14')이 일정한 길이로 된 다수개의 로드(15)(15')로서 일체로 연결되어 동일한 양의 압유를 엑츄에이터부(300)의 유압실린더(1)(1')에 일정하게 공급하도록 되어 있다.

또한, 배압장치(400)의 제2유압모터(10)는 제1유압모터(9)보다 배제용적이 큰 것으로서 구성되어 오일공급부(100)의 오일탱크(3)와 연결된다.

그리고 상기 엑츄에이터부(300)의 유압실린더(1)(1')는 동조부(500)의 각 소형실린더(12)(12')로 부터 일정한 양으로 공급되는 유압으로 작동되어 리프트를 승강시키게 된다.

도면 중 미설명부호 16은 과부하 방지 릴리프밸프이다.

이와 같이 된 본 발명은 오일 공급부(100)의 유압펌프(4)를 통해 공급되는 오일은 복동식 유체제어밸브(6)를 통해 유압라인(7)과 병열로 연결된 배압장치(400)의 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)로 공급되어 이들 유압모터를 구동시키게 되는 데 상기 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)는 한개의 회전축(8)으로 축설되어 동시에 구동하게 되어 있고 또한, 제2유압모터(10)는 제1유압모터(9) 보다 배제용적이 큰 것으로 이루어져 있을 뿐 아니라 오일공급부(100)의 오일탱크(3)와 연결되어 부하가 걸려 있지 않는 반면에 제1유압모터(9)는 동조부(500) 및 엑츄에이터부(300)와 연결되어 부하가 걸려 있으므로 오일공급부(100)로 부터 공급되는 오일에 의해 제2유압모터(10)의 토크는 제1유압모터(9)의 토크보다 배제용적의 차이만큼 더 큰 상태가 된다.

따라서, 제2유압모터(10)의 큰 토크가 제1유압모터(9)로 증압되어 이로 부터 고압의 오일이 고압화 유체동조장치(200)로 공급되어 지고, 제2유압모터(10)의 오일은 오일공급부(100)의 오일탱크(3)로 회수된다.

이와같이 토크가 증압되어 제1유압모터(9)로 부터 높은 토크로 공급되는 오일은 동조부(500)의 대형실린더(11)의 내부로 공급되어 피스톤(13)을 작동시키게 되고 상기 피스톤(13)이 작동되면 이와 로드(15)(15')로서 연결된 소형실린더(12)(12')의 피스톤(14)(14')이 동시에 이동되어 소형실린더(12)(12')의 내부에 충진된 오일을 압송하여 엑츄에이터(300)의 유압실린더(1)(1')에 공급되므로서 리프트를 승강 작동시키게 된다.

본 발명의 동조부(500)는 대구경으로 된 대형실린더(11)에 다수개의 소형실린더(12)(12')를 일체로 연결시켜 대형실린더(11)의 피스톤(13)과 소형실린더(12)(12')의 각 피스톤(14)(14')과 동일한 길이의 로드(15)(15')로서 연결되어 있으므로 대형실린더(11)의 내부에 압유가 공급되면 피스톤(13)은 실린더의 내부에서 일정하게 작동되어 이동하게 됨에 따라 당해 피스톤(13)에 동일한 길이의 로드(15)(15')로서 연결된 각 소형실린더(12)(12')의 피스톤(13)도 동일하게 동조하여 이동하게 되므로 중량물의 무게 편차에 관계없이 엑츄에이터(300)의 유압실린더(1)(1')의 높이를 동일하게 유지시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 고압화 유체 동조장치(200)의 배압장치(400)를 실시예로서 설명하면, 오일공급부(100)의 유압펌프(4)의 1분당 토출유량이 112 LPM(liter per minute)이고, 안전 릴리프밸프(5)의 설정압력이 70bar 그리고 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)가 각각 56 LPM 일 경우 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)의 토출 유체유량은 두개의 모터로 분배된 1/2로 분주되어 속도는 반으로 감소되는 반면에 부하가 걸리지 않고 배제용량이 큰 제2유압모터(10)의 토크가 제1유압모터(9)에 전달되어 유압라인(7) 내의 압력은 2배로 증가하여 동조장치(200)에서 발휘하는 압력은 약 140 bar가 된다.

여기서, 제2유압모터(10)의 배제용적이 제1유압모터(9)의 2배가 되면 동조부(500)에 공급되는 유량은 1/3으로 감소되지만, 반면에 제2유압모터(10)의 토크는 3 배 가량 커져 증압되는 압력은 약 210 bar로 증가하게 되므로서 보다 강한 힘으로 유압실린더(1)(1')를 동일한 높이로 작동시키게 되는 것이다.

이와같이 본 발명에 따르면 소형실린더(12)(12')의 피스톤(14)(14')을 대형실린더(11)의 피스톤(13)으로 동일하고 일정하게 작동시켜 동일한 유압으로 엑츄에이터(300)에 공급하게 되므로 중량물의 무게 편차에 관계없이 일정한 높이로 들어올리고 내릴 수 있고 특히 사용압력을 고압화시켜 중량물을 리프팅 할 수 있으며, 고압 컴포넌트의 사용없이 고압의 유체를 사용함으로써 장비의 개발 단가를 줄임과 동시에 크기가 작아 공간을 적게 차지하며 순쉬운 운전이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

1, 1' : 유압실린더 4 : 유압펌프 7 : 유압라인 9 : 제1유압모터 10 : 제2유압모터 11 : 대형실린더 12, 12' : 소형실린더 13, 14, 14' : 피스톤 15, 15' : 로드 100 : 오일 공급부 200 : 고압화유체동조장치 300 : 엑츄에이터 400 : 배압장치 500 : 동조부

Claims (4)

1. 유압유를 공급하는 오일 공급부(100)와 배력된 압력으로 동일한 양의 유압유를 공급하는 고압화 유체 동조장치(200)와 상기 고압화 유체 동조 장치(200)로 부터 공급된 유압유에 의해 일정하게 작동하는 다수의 유압실린더(1)(1')로 구성된 엑츄에이터부(300)로 구성된 것에 있어서, 상기 고압화 유체 동조 장치(200)는 유압유의 방향을 제어하는 복동식 유체제어밸브(6)와 상기 복동식 유체제어밸브(6)와 연결된 유압라인(7)에 병열로 연결되어 한개의 회전축(8)으로 직렬 연결된 제1유압모터(9)와 제2유압모터(10)를 포함하는 배압장치(400)와, 상기 제1유압모터(9)와 연결된 동조부(500)로 이루어짐을 특징으로 하는 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 동조부(500)는 대형실린더(11)에 다수개의 소형실린더(12)(12')가 일체로 설치되고 대형실린더(11)의 피스톤(13)과 각 소형실린더(12)(12')의 피스톤(14)(14')이 일정한 길이로 된 다수개의 로드(15)(15')로서 일체로 연결되어 동일한 양의 압유를 엑츄에이터부(300)의 유압실린더(1)(1')에 일정하게 공급하도록 되어 있는 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 배압장치의 제2유압모터(10)는 제1유압모터(9)보다 배제용적이 2배 이상 크게 형성됨을 특징으로 하는 중량물 리프트의 고압화 유압 동조 장치.

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