KR101793960B1 - 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트는 건설기계로부터 유압을 공급받아 작동하는 유압모터와, 상기 유압모터의 구동력에 의해 작동되며 진공패드에 진공압을 제공하는 진공펌프와, 상기 유압모터와 진공펌프를 탑재하고 건설기계의 작업장치에 연결되는 연결부를 구비한 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트 {Attachment Of Construction Equipment For Generating Vacuum Pressure}

본 발명은 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압을 구동원으로 사용하는 건설기계의 유압을 사용하여 진공압을 발생시키는 건설기계용 어태치먼트에 관한 것이다.

건설 현장 및 철거 현장에는 다양한 건설기계가 사용되며, 이러한 건설기계는 통상 엔진으로 구동되는 유압펌프에 의해 발생한 유압을 작업장치 및 어태치먼트를 작동시키기 위한 구동원으로 사용하고 있다.

통상 건물의 철거 현장 등에서는 굴삭기와 같은 건설기계의 작업장치에 부착되는 어태치먼트인 유압 브레이커(Hydraulic Breaker), 크러셔(Crusher) 등을 사용하여 콘크리트 벽이나 바닥을 파쇄하며, 절단기로 철근이나 파이프를 절단하는 등의 작업을 통해 건물을 해체하게 되는데, 이러한 작업은 많은 소음과 진동을 동반하는 문제점이 있다.

최근에는 도 1과 같이 벽이나 바닥을 자를 수 있는 회전 톱(110)을 구비한 콘크리트 소잉 머신(100, Concrete Sawing Machine)을 사용하여 벽이나 바닥의 콘크리트를 일정 크기 및 형태로 절단하여 제거하는 철거 공법이 개발되어 사용되고 있고, 이 공법은 철거물의 운반 및 재활용 등에 유리할 뿐 만 아니라 상대적으로 소음과 진동이 감소하는 장점이 있어 많은 철거 현장에 적용되고 있다.

이러한 공법에 의하면 절단된 콘크리트를 벽이나 바닥에서 분리하여 들어 올리기 위해서는 진공으로 작동되는 흡착기 등이 필요한데, 소형 굴삭기의 작업장치에 흡착기를 부착하거나 도 2와 같이 흡착기가 달린 별도의 전용장비를 사용하게 된다. 소형 굴삭기나 전용장비(200)를 사용하는 경우 진공압을 흡착기 역할을 하는 진공패드(300)에 형성시키기 위해서 소형 굴삭기나 전용장비(200)로부터 이격된 지점에 설치된 진공 형성장치(400, 진공펌프 및 그 구동원을 포함)와 진공패드(300)를 별도의 호스(410)를 통해 연결하여야 하는데, 이러한 호스(410)는 작업에 방해가 될 뿐만 아니라 손상되기 쉬운 문제점이 있다. 진공 형성장치(400)의 구동원이전기인 경우, 전선 역시 호스와 같이 작업에 방해가 되거나 손상시 감전의 위험을 발생시키는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해 굴삭기 본체에 진공펌프를 설치하여 호스가 현장의 바닥을 통과하지 않도록 하는 것을 고려해 볼 수 있지만, 다양한 작업을 하는 굴삭기에 일개 작업을 위한 진공펌프를 고정적으로 설치하는 것은 바람직하지 않을 뿐만 아니라 장비에 훼손을 가져오게 되는 문제점이 있다.

KR 10-0618604 B, 2006.9.5. 도면 1 US 7,225,803 B, 2007.6.5. 도면 1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 진공패드에 진공압을 형성시킬 진공펌프를 건설기계의 작업장치 최말단에 배치할 수 있도록 하여 진공패드와 진공펌프의 간격을 줄이고 작업 현장의 바닥으로 호스가 통과하지 않도록 하며, 다른 건설기계에 옮겨 장착할 수 있는 범용성을 확보하며, 건설기계에서 제공되는 유압을 사용하도록 하여 진공펌프를 구동하기 위한 별도의 외부 구동원이 필요치 않아서 다양한 작업장소에서 사용하는 것이 가능토록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트는
건설기계의 작업장치 말단에 장착되는 연결부를 구비한 프레임과;
건설기계로부터 작동유를 선택적으로 공급받는 제 1,2 흡입포트와;
상기 제 1 흡입포트로부터 작동유를 공급받아 회전하는 유압모터와;
상기 제 2 흡입포트와 상기 유압모터 사이에 위치하며, 제 2 흡입포트로 작동유가 공급될 경우 상기 유압모터로 작동유가 공급되지 않도록 차단하는 체크밸브와;
상기 유압모터의 회전력을 전달받아 구동하며, 진공패드에 진공압을 공급하는 진공펌프와;
상기 진공펌프와 진공패드를 연결하는 공압라인과 연결되며, 개방시 공압라인에 외기를 공급하여 진공을 해제하는 해제밸브와;
해제밸브와 그 일단이 연결되며, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 개방시키고, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되지 않으면 리턴스프링에 의해 해제밸브를 차단시키는 제어실린더;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트의 또 다른 형태는,
건설기계의 작업장치 말단에 장착되는 연결부를 구비한 프레임과;
건설기계로부터 작동유를 선택적으로 공급받는 제 1,2 흡입포트와;
상기 제 1 흡입포트로부터 작동유를 공급받아 회전하는 유압모터와;
상기 유압모터의 회전력을 전달받아 구동하며, 진공패드에 진공압을 공급하는 진공펌프와;
상기 진공펌프와 진공패드를 연결하는 공압라인과 연결되며, 개방시 공압라인에 외기를 공급하여 진공을 해제하는 해제밸브와;
해제밸브와 그 일단이 연결되며, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 개방시키고, 상기 제 1 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 차단시키는 제어실린더;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

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상기 유압모터 또는 제어 실린더에 공급되는 유량을 조절할 수 있는 오리피스 또는 유량제어밸브가 더 구비되는 것도 바람직하다.

상기 진공펌프는 다이아프램 방식인 것이 보다 바람직하다.

상기와 같은 구성을 구비한 본 발명에 의하면 진공패드와 진공펌프를 가까이 배치할 수 있어 작업현장 바닥으로 호스가 통과할 필요가 없기 때문에 호스의 문제로 인한 작업 중단이 발생하지 않으며, 필요에 따라 다른 건설기계에 옮겨 장착할 수 있고, 진공패드를 구동하기 위한 별도의 외부 구동원을 연결하지 않아도 작업할 수 있으므로 다양한 작업장소에서 사용하는 것이 가능한 효과가 있다.

도 1은 콘크리트 소잉 머신을 나타낸 도.
도 2는 종래 전용장비를 이용한 작업 형태를 나타낸 도.
도 3은 본 발명 일 실시예 물품의 사시도.
도 4는 본 발명 일 실시예 물품의 프레임 내부에 장착되는 부품을 나타낸 도.
도 5는 본 발명 일 실시예가 적용된 진공패드의 구조를 설명하기 위한 도.
도 6는 본 발명 일 실시예 물품의 작동 관계를 설명하기 위한 회로도.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트(1)와 진공패드(300)를 나타낸 사시도이다. 본 실시예의 어태치먼트(1)는 건설기계와 연결되기 위한 연결부(15)를 구비한 프레임(10) 내부에 도 4에 도시한 유압모터(20), 진공펌프(30), 제어 실린더(40), 해제 밸브(50), 밸브 블록(60)이 배치되어 있다. 프레임(10)은 상단에 연결부(15)를 구비하고 있으며, 이러한 연결부(15)는 프레임의 분리 가능한 상판에 설치되어 있다. 본 실시예의 연결부(15)는 소형 굴삭기에 연결될 수 있는 것으로, 버켓 등을 설치하기 위한 커넥팅 로드 및 아암의 말단과 결합하게 된다.

유압모터(20)는 굴삭기의 유압회로로부터 유압을 공급받아 회전되는 것으로, 본 실시예에서 유압모터(20)는 유압 브레이커와 같은 어태치먼트 등의 작동을 위해 굴삭기에 설치되어 있는 옵션 라인과 연결되어 유압을 공급받게 된다.

유압모터(20)의 회전력은 진공펌프(30)로 전달되어 진공펌프(30)를 작동시키게 된다.

진공펌프(30)는 진공패드(300)로부터 공기를 흡입하여 도 5에 도시한 바와 같은 진공패드(300)의 내부 영역(310)에 진공압을 형성하게 되고, 이에 따라 진공패드(300)에 절단된 콘크리트(500)가 흡착되게 된다.

진공패드(300)는 고리부(320)를 통해 굴삭기의 작업장치에 매달아 사용하게 되는데, 굴삭기의 붐이나 아암과 같은 작업장치를 작동시켜 진공패드(300)를 상승시키면 절단된 콘크리트(500)가 바닥으로부터 인양되어 이동될 수 있게 된다. 본 발명의 물품 역시 굴삭기의 작업장치에 연결되는 것이므로, 본 발명 물품의 프레임에 고리를 형성하여 진공패드를 연결하는 것도 가능할 것이다.

이러한 기본적인 작동관계를 구현하기 위한 유압회로의 구성을 도 6을 참조하여 설명한다.

옵션 라인으로 유압을 공급하기 위한 굴삭기의 유압회로(도 6의 A부분)에 대해서는 당업자라면 별도의 설명이 없더라도 이해할 수 있는 것이므로 이에 대한 설명을 생략한다. 굴삭기의 컨트롤 밸브에 의해 공급방향이 제어되는 작동유가 옵션 라인을 통해 밸브 블록(60)으로 공급된다. 밸브 블록(60)내에는 제 1 흡입포트(V1)와 제 2 흡입포트(V2) 사이를 연결하는 릴리이프 밸브(61)가 설치되어 유압모터(20)에 공급되는 압력을 조절한다. 제 1 배출포트(M1) 직전에 유압모터(20)의 회전수를 조절하기 위한 제 1 오리피스(62)가, 제 2 배출포트(M2) 직전에는 제 2 배출포트(M2)로 작동유가 공급되지 않도록 하는 체크 밸브(63)가 설치되어 있다. 제 2 흡입포트(V2) 직후에는 제어 실린더(40)로 유량을 공급하기 위해 유로가 분기되고, 분기된 유로 상에는 제 2 오리피스(64)가 설치되어 제어 실린더(40)로 공급되는 유량을 제어하게 된다. 상기 제 1,2 오리피스 대신 유량제어밸브를 사용하는 것도 가능할 것이다. 굴삭기 옵션 라인으로부터 공급되는 작동유의 유량과 압력이 굴삭기 측에서 조절되어 공급된다면, 이와 같은 밸브 블록(60)이 필요치 않을 수도 있다.

진공패드(300)에 절단된 콘크리트(500)를 흡착할 때의 유압회로는 다음과 같이 작동한다.

제 1 흡입포트(V1)를 통해 공급된 작동유는 제 1 오리피스(62)를 통과하면서 유압모터(20)에 적합한 유량으로 조절된 후 유압모터(20)로 공급되어 유압모터를 회전시키고, 다시 제 2 흡입포트(V2)를 통해 굴삭기로 리턴된다. 유압모터(20)로 공급되는 작동유는 제 2 배출포트(M2)와 제 2 흡입포트(V2)를 잇는 유로와, 제 1 흡입포트(V1) 및 제 1 배출포트(M1)을 잇는 유로를 연통하는 릴리이프 밸브(61)에 의해 적정압력으로 조절된다. 유압모터(20)에 의해 진공펌프(30)가 회전하여 진공패드(300)에 진공압을 형성시키게 된다.

다음으로, 진공패드(300)에서 흡착된 콘크리트(500)를 분리하기 위해서는 진공패드(300)의 진공압을 해제시켜야 한다. 이를 위해서는 진공패드(300)에 공급되는 진공압을 해제할 수 있는 스위치부가 필요하다. 이러한 스위치부는 진공펌프(30)과 진공패드(300) 사이에 형성된 유로를 개방하거나 차단하여 대기압이 유로 상에 공급되거나 차단되는 형태로 간단히 구현될 수 있는데, 예를 들어 유로 상에 외부 대기와 연통될 수 있는 별도의 밸브를 설치하여 이러한 밸브를 여닫는 등의 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다.

본 실시예에서는 이러한 스위치부가 제어 실린더(40) 및 해제 밸브(50)에 의해 구현된다. 굴삭기에서 공급되는 작동유를 제 1 흡입포트(V1)로 공급되지 않고 제 2 흡입포트(V2)로 공급되게 되면, 체크 밸브(63)에 의해 유압모터(20)에는 작동유가 공급되지 않고, 제어 실린더(40)로 작동유가 공급된다. 해제 밸브(50)과 연결된 제어 실린더(40)는 해제 밸브(50)를 작동시켜, 진공 펌프(30)와 진공패드(300)사이의 유로에 대기압이 공급되도록 한다. 이에 따라 진공패드(300)에는 진공압이 형성되지 않게 되고, 절단된 콘크리트(500)는 진공패드(300)로부터 분리되게 된다.

다시 굴삭기로부터 제 1 흡입포트(V1)로 작동유가 공급되면, 제어 실린더(40)에는 더 이상 작동유가 공급되지 않고 제어 실린더(40) 내의 리턴 스프링에 의해 원 상태로 복귀되며, 해제 밸브(50) 역시 외기를 차단하는 위치로 복귀된다.

제어 실린더의 작동방향은 리턴 스프링의 작동력 대신 제 1 흡입포트(V1)으로 작동유가 유입될 때는 그 압력을 사용하여 해제 밸브를 차단 위치로, 제 2 흡입포트(V2)로 유입될 경우 제 2 흡입포트의 압력을 사용하여 해제 밸브를 개방 위치로 작동시키도록 제어 실린더의 형태를 선택하여 유압회로를 구성하는 것도 가능할 것이다.

본 발명에 사용되는 진공펌프(30)는 다이아프램(Diaphram) 방식의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 진공펌프(30)와 진공패드(300)의 유로 상에는 필터(35)를 설치하는 것이 보다 바람직하다. 일반적으로 진공펌프로 사용되는 베인 펌프를 본 발명의 물품에 적용하면, 철거현장에서 발생하는 먼지 등 각종 이물질이 베인과 하우징 사이에서 문제를 야기시킬 확률이 구조적으로 높을 수 밖에 없기 때문에 이에 대한 주의가 필요하다. 또한 동력원의 방향성에 따라 흡입 배출의 방향이 바뀌는 베인 펌프 등을 사용하면 스위치부를 생략하는 것도 가능할 것이다.

1 : 어태치먼트 10 : 프레임 15 : 연결부
20 : 유압모터 30 : 진공펌프 40 : 제어 실린더 50 : 해제 밸브
60 : 밸브 블록 100 : 콘크리트 소잉 머신 200 : 전용장비
300 : 진공패드 400 : 진공 형성장치 500 : 콘크리트

Claims (6)

1. 건설기계의 작업장치 말단에 장착되는 연결부를 구비한 프레임과;
   건설기계로부터 작동유를 선택적으로 공급받는 제 1,2 흡입포트와;
   상기 제 1 흡입포트로부터 작동유를 공급받아 회전하는 유압모터와;
   상기 제 2 흡입포트와 상기 유압모터 사이에 위치하며, 제 2 흡입포트로 작동유가 공급될 경우 상기 유압모터로 작동유가 공급되지 않도록 차단하는 체크밸브와;
   상기 유압모터의 회전력을 전달받아 구동하며, 진공패드에 진공압을 공급하는 진공펌프와;
   상기 진공펌프와 진공패드를 연결하는 공압라인과 연결되며, 개방시 공압라인에 외기를 공급하여 진공을 해제하는 해제밸브와;
   해제밸브와 그 일단이 연결되며, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 개방시키고, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되지 않으면 리턴스프링에 의해 해제밸브를 차단시키는 제어실린더;를
   포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유압모터 또는 제어 실린더에 공급되는 유량을 조절할 수 있는 오리피스 또는 유량제어밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 진공펌프는 다이아프램 방식인 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   
4. 건설기계의 작업장치 말단에 장착되는 연결부를 구비한 프레임과;
   건설기계로부터 작동유를 선택적으로 공급받는 제 1,2 흡입포트와;
   상기 제 1 흡입포트로부터 작동유를 공급받아 회전하는 유압모터와;
   상기 유압모터의 회전력을 전달받아 구동하며, 진공패드에 진공압을 공급하는 진공펌프와;
   상기 진공펌프와 진공패드를 연결하는 공압라인과 연결되며, 개방시 공압라인에 외기를 공급하여 진공을 해제하는 해제밸브와;
   해제밸브와 그 일단이 연결되며, 상기 제 2 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 개방시키고, 상기 제 1 흡입포트로 작동유가 공급되면 해제밸브를 차단시키는 제어실린더;를
   포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유압모터 또는 제어 실린더에 공급되는 유량을 조절할 수 있는 오리피스 또는 유량제어밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 진공펌프는 다이아프램 방식인 것을 특징으로 하는 진공압을 발생시키기 위한 건설기계용 어태치먼트.
   

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