KR200266015Y1

KR200266015Y1 - 유압시스템용증압기

Info

Publication number: KR200266015Y1
Application number: KR2020010014957U
Authority: KR
Inventors: 구경철
Original assignee: 이종수; (주)후스
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-02-27
Also published as: KR20010002221U

Abstract

본 고안은 저압의 유압원으로부터 공급되는 1차압력을 이용하여 고압의 2차압력을 연속적으로 발생시킬 수 있는 유압시스템용 증압기에 관한 것이다.

본 고안은 증압피스톤(200) 및 절환밸브(300)가 내장되고 저압의 유압원으로부터 공급되는 1차압력을 고압의 2차압력으로 증압시키는 유압시스템용 증압기에 있어서, 유압차에 의해서만 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 절환밸브(300);와 상기 절환밸브의 양 측면으로 유압을 작용시키는 소유압실(210a)(210b)을 형성하는 플러그(220)를 구비하고 상기 소유압실로의 유체의 공급 및 배출이 이루어지기 위한 작동유로(211a)(211b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 증압피스톤(200);과 속이찬 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 고압플런저(310);와 공급포트(107)와 귀한포트(109)(108)가 같은 방향으로 형성되고, 반지모양의 체임버(107a) (108a)(109a)를 내측 원주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 본체(110);와 상기 고압플런저(310)가 왕복운동을 하기 위한 소직경부(140)가 하나의 몸체 내에 형성된 것을 특징으로 하는 고압형성부(120);를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압시스템용 증압기이다.

Description

유압시스템용 증압기{intensifier for hydraulic system}

본 고안은 프레스, 자동화라인 등 기존의 저압용으로 사용중인 유압라인에서 별도의 고압이 필요할 때 부설하여 소요 압력으로 증압시킬수 있도록 하는 유압시스템용 증압기에 관한 것으로, 더 상세하게는 저압의 유압원으로부터 공급되는 1차압력을 이용하여 고압의 2차압력을 연속적으로 발생시킬 수 있는 유압시스템용 증압기에 관한 것이다.

종래의 유압시스템에 사용하는 증압기는 단동식의 경우 구성 부품들이 대부분 외부로 노출되어 있고 작동속도도 느리며, 1차압력 및 유량에 대한 효율이 떨어지고 2차압력이 고압일수록 부피도 커지고 사용범위도 한정되는 단점이 있고, 복동식의 경우에는 구성요소의 숫자가 많아지고 그 형상이 복잡·세밀하여 구성요소간 마찰문제, 질량증가에 의한 관성력 및 다수의 부품을 기계가공하거나 조립하는 과정에서 발생하는 편심(동심원)의한 마모 및 진동 등의 문제로 일정 수준이상의 성능발휘가 제한되는 단점이 있었다.

또한 종래에 증압기는 피스톤과 본체(실린더)와의 접동면 사이에 기밀유지를 위하여 O-링을 끼우는 경우가 적지 않았는데 이러한 O-링의 손상으로 증압기의 신뢰도와 내구성 및 기능이 크게 저하되는 결과가 초래되었다.

상술한 종래의 문제점을 감안하여, 본 고안은 유압회로가 형성된 복동식 피스톤과 절환밸브가 상호작용을 하도록 증압기본체(실린더 역활)에 내장하되 각종 구성요소 및 작동유로의 형상을 단순·소형화하여 절환밸브 및 증압피스톤이 고속 왕복운동을 하더라도 증압기의 신뢰도와 내구성을 보장할 수 있게 하고, 소요되는부품의 숫자를 줄임으로써 제작단가 및 고장발생의 가능성을 낮추며 고장발생시 수리에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 증압기의 제공을 본 고안의 기술적 과제로 한다.

도1은 본 고안에 의한 증압기를 분해한 측면도

도2 및 도3은 본 발명에 의한 증압기의 작동상태를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 증압실린더 101: 대유압실

102: 1차측포트 103: 제1역류방지밸브

104: 증압공급로 105: 2차측포트

106: 제2역류방지밸브 107: 공급포트

108: 제1귀환포트 109: 제2귀환포트

110: 본체 120: 고압형성부

130: O-링 140: 소직경부

200: 증압피스톤 210: 소유압실

211: 작동유로 300: 절환밸브

310: 고압플런저

본 고안은 증압실린더의 본체(110) 내부로 증압피스톤(200)이 내장되고 상기 증압피스톤(200)의 내부로 다시 절환밸브(300)가 내장되며, 상기 본체(110)의 좌우로 1차측포트와 2차측포트 및 각각의 포트에 역류방지밸브를 구비하고 고압형성을 위한 공간인 소직경부(140)가 형성된 고압형성부(120)를 장착하고, 상기 증압피스톤(200)의 좌우로 내부에 작동유로와 상기 절환밸브의 양단에 형성된 돌기가 결합할 수 있는 원통형 구멍이 형성된 고압플런저(310)를 구비하고, 상기 본체(110)에 1차유체의 공급포트(107)와 귀환포트(108)(109)를 대향되게 형성하며, 상기 본체 및 증압피스톤에 다수의 작동유로를 구비하여, 저압의 유압원으로부터 공급되는 1차압력을 고압의 2차압력으로 증압시키는 유압시스템용 증압기에 있어서,

유압차에 의해서만 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 절환밸브(300);와 상기 절환밸브의 양 측면으로 유압을 작용시키는 소유압실(210a)(210b)을 형성하는 플러그(220)를 구비하고 상기 소유압실로의 유체의 공급 및 배출이 이루어지기 위한 작동유로(211a)(211b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 증압피스톤(200);과 속이찬 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 고압플런저(310);와 공급포트(107)와 귀한포트(109)(108)가 같은 방향으로 형성되고, 반지모양의 체임버(107a)(108a)(109a)를 내측 원주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 본체(110);와 상기 고압플런저(310)가왕복운동을 하기 위한 소직경부(140)가 하나의 몸체 내에 형성된 것을 특징으로 하는 고압형성부(120);를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압시스템용 증압기에 관한 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 의한 증압기를 분해한 측면도이고, 도2 및 도3은 본 고안에 의한 증압기의 작동상태 단면도이다. 도1에서 본 고안에 의한 증압실린더(100)는 대략 원통형 또는 원기둥형으로된 본체(110)와 증압피스톤(200)과 절환밸브(300) 및 상기 본체의 좌우로 O-링(130)으로 기밀하게 본체와 결합되는 고압형성부(120)로 구별할 수 있다.

절환밸브(300)는 하나의 원통형 기둥 표면을 일정한 폭으로 깍아내어 턱이 지게 한 것으로, 도2의 중앙에 도시된 바와 같이 증압피스톤(200)이 우측에 있고 절환밸브(300)가 증압피스톤(200) 내에서 좌측에 위치하는 경우, 공급포트(107)를 통하여 유입된 저압인 1차유압이 절환밸브(300)의 우측편 플랜지면에 작용하는 반면에 절환밸브(300)가 좌측에 위치함으로써 형성된 소유압실(210b) 내의 유체는 증압피스톤(200) 내의 작동유로(211b)를 통하여 외부로 방출되므로 절환밸브에 작용하는 유압에 의하여 밸브가 우측으로 이동하기 시작하면 좌측플러그(220a)와 절환밸브(300)사이에 틈이 발생하여 작동유로(211a)가 개방되면서 절환밸브(300)의 좌측면에 1차유압이 작용하면서 본격적으로 절환밸브(300)를 좌측으로 밀어낸다.

일단 절환밸브(300)가 우측 끝까지 도달하면 도3에 도시된 바와 같이 작동유로가 형성되어 절환밸브가 우측으로 이동할 때와 동일한 원리로 절환밸브(300)를좌측으로 밀어내게 되며 소유압실(210a)에 차있던 유체는 증압피스톤(200) 내의 작동유로(211a)를 통하여 배출되고, 1차유압이 공급되는 한 절환밸브(300)는 상기 왕복동작을 계속하게 된다.

이밖에도 증압피스톤(200) 내에는 다수의 다른 작동유로(211)들이 형성되어 있고, 이들은 절환밸브의 위치에 따라 증압피스톤의 위치를 좌우로 가변시킬 수 있도록 좌측 대유압실(101a)과 우측 대유압실(101b)을 공급포트(107) 및 제1·2귀환포트(108)(109)로 연결시키는 구조로 되어 있다.

절환밸브(300)를 소유압실(210)을 통해 내장한 후 증압피스톤의 양단을 플러그(220)를 사용하여 폐쇄하고, 증압피스톤(200)을 증압실린더 본체(110)의 대유압실(101)을 통해 내장한다. 즉, 본 고안은 절환밸브를 증압피스톤에 내장시킨 다음 증압피스톤의 좌우를 플러그로 밀봉한 후에, 증압피스톤을 증압실린더에 내장시키는 방법으로 조립되는 것이다.

한편, 증압실린더(100)의 양쪽단부를 이루는 각각의 고압형성부(120)에는 일방향 공급로를 형성하고 있는바, 상기 일방향 공급로는 고압형성부(120)의 중심을 지나 지름방향으로 외부와 연결되고, 유압원과 연결되는 1차측포트(102a)(102b) 및 구동장치와 연결되는 2차측포트(105a)(105b)에는 각각 제1역류방지밸브(103a)(103b)와 제2역류방지밸브(106a)(106b)를 설치하여 오일이 1차측포트(102) 측에서 2차측포트(105) 쪽으로만 흐르도록 하고 있다.

그리고 고압형성부(120)에는 증압공급로(104)의 중간에서 본체(110)의 대유압실(101)과 연결되는 소직경부(140)가 하나의 몸체 내에 형성되도록 기계가공 함으로써, 고압이 작용되는 소직경부를 2이상의 부품의 조합으로 형성할 때 고려해야 할 기밀유지의 문제를 보다 근본적이고 간편히 해결할 수 있게 하였다. 또한 증압실린더의 본체(110)의 아래 쪽에는 증압피스톤이 내장되는 위치에 대응하여 공급포트(107)와 제1귀환포트(108)와 제2귀환포트(109)를 한 방향으로 형성하고, 이에 대응하여 상기 포트의 끝단과 증압피스톤이 접하는 부위에 일정폭을 가지는 반지모양의 유로(107a)(108a)(109a)를 본체 안쪽의 원주면을 따라 형성함으로써, 혹시라도 증압피스톤이 왕복운동을 하는 중에 회전을 하더라도 그와 상관없이 1차유체의 공급 및 유출이 계속될 수 있게 하였다. 상기 반지모양의 유로(107a)(108a)(109a)는 본 고안에 의한 증압기를 조립하는 경우에도 작업자가 특정한 방향에 유의하지 않아도 되므로 생산성을 향상시키는데 기여할 수 있다.

상기 공급포트(107)와 제1귀환포트(108)와 제2귀환포트(109)는 증압피스톤의 작동유로(211)와 연계되어 증압피스톤 및 절환밸브를 작동시키게 된다.

증압피스톤(200)의 왕복운동에 연동하여 고압형성부의 중앙에 구비된 소직경부(140a)(140b) 내를 왕복운동하게 되는 고압플런저(310a)(310b)는 그 형상을 내부가 차여진 단순한 원통형으로 하고 크기를 소형화함으로써 고속의 왕복운동에도 관성력의 영향을 덜 받도록 한다.

이러한 구조로 된 본 고안은, 고압형성부의 하부에 형성된 1차측포트(102) 및 본체(110) 하부의 중앙 부위에 형성된 공급포트(107)에 1차압력 즉, 외부의 저압라인을 연결하고 제1귀환포트(108)와 제2귀환포트(109)는 외부의 저압라인으로 바이패스되게 연결하며, 2차측포트(105)는 유압실린더 등의 유압구동장치에 연결하여 사용하면 된다.

이하 작동과정에 대하여 설명한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 증압기의 작동시 1차압력의 오일이 공급포트(107)로 공급되면, 증압피스톤(200)에 형성된 작동유로(211)를 통하여 도면에서 화살표 방향을 따라 오일이 공급되어 좌측 대유압실(101a)로 충진되므로 증압피스톤(200)은 우측으로 이동되어 우측 편의 고압플런저(310b)를 우측으로 가압하여 이동시키게 된다.

이와 동시에, 증압실린더의 우측에 있는 1차측포트(102b)를 통하여 소직경부(140b)로 공급된 오일은 증압피스톤으로부터 힘을 받은 고압플런저(310b)의 가압작용에 의하여 압력이 상승되므로 2차측포트(105b)를 통하여 고압의 오일이 유압구동장치(도시되지 않음)로 보내진다.

한편, 증압실린더의 좌측편에 있는 1차측포트(102a) 및 제1역류방지밸브(103a)를 통하여 저압의 1차유체가 좌측의 증압공급로(104a) 및 소직경부(140a)로 공급되면서 고압플런저(310a)를 우측으로 밀어낸다. 한편 절환밸브가 좌측에 위치한는 관계로 우측 소유압실(210b)과 작동유로(211b)가 연결되어 우측 소유압실(210b)의 유체는 제1귀환포트(108)로 배출되고 공급포트(107)로 공급된 오일이 좌측 소유압실(210a)로 충진되기 시작하기 때문에 절환밸브(300)가 우측으로 이동하기 시작한다.

절환밸브가 우측으로 이동되면 도3에 도시된 바와 같이 공급포트(107)로 공급된 1차유체는 도면에서 화살표를 따라 우측 대유압실(101b)로 충진되므로 유압의힘에 의하여 증압피스톤은 좌측으로 이동한다. 따라서 도2의 경우와는 반대로 고압플런저(310a)를 좌측으로 가압하여 이동시키게 되므로, 증압실린더의 좌측편에 있는 1차측포트(102a)로 공급된 오일은 고압플런저(310a)의 가압작용에 의하여 압력이 상승되고 2차측포트(105a)를 통하여 배출되어 유압구동장치(도시되지 않음)로 보내진다. 그리고 절환밸브가 우측으로 이동될 때 좌측 소유압실(210a)의 있는 오일은 작동유로를 따라 제2귀환포트(109)로 배출된다. 이와같이 본 고안은 절환밸브(300)의 연속절환작용에 따라 증압피스톤(200)이 좌우로 왕복운동하면서 1차측포트(102)로 공급되는 오일을 연속적으로 증압시켜 2차측포트(105)로 출력시키게 되는 것으로, 증압피스톤(200)의 단면적과 고압플런저(31)의 단면적에 반비례하여 압력을 증대시킬 수 있으므로 압력을 각종 유압장치에 필요한 높은 압력을 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은 각종 구성요소 및 작동유로의 형상을 단순·소형화하여 절환밸브 및 증압피스톤이 고속 왕복운동을 하더라도 증압기의 신뢰도와 내구성을 보장할 수 있게 하고, 소요되는 부품의 숫자를 줄임으로써 제작단가 및 고장발생의 가능성을 낮추며 고장발생시 수리에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있고, 복동식 증압피스톤(200)을 사용하여 필요한 압력을 얻을 때까지 연속하여 작동되도록 한 것으로 700㎏f/㎠이상의 고압을 발생시킬 수 있으며, 구동면에는 O-링을 사용하지 않고 정밀가공함으로써 작동시 마찰저항이 작아 고속으로 작동될 수 있으므로 단 시간에 고압을 출력할 수 있는 효과가 있다.

Claims

증압실린더의 본체(110) 내부로 증압피스톤(200)이 내장되고 상기 증압피스톤(200)의 내부로 다시 절환밸브(300)가 내장되며, 상기 본체(110)의 좌우로 1차측포트,2차측포트 및 소직경부(140)가 형성된 고압형성부(120)를 장착하고, 상기 증압피스톤(200)의 좌우로 고압플런저(310)를 구비하고, 상기 본체(110)에 1차유체의 공급포트(107)와 귀환포트(108)(109)를 대향되게 형성하며, 상기 본체 및 증압피스톤에 다수의 작동유로를 구비하여, 저압의 유압원으로부터 공급되는 1차압력을 고압의 2차압력으로 증압시키는 유압시스템용 증압기에 있어서,

유압차에 의해서만 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 절환밸브(300);와 소유압실(210a)(210b)을 형성하는 플러그(220)와 작동유로(211a)(211b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 증압피스톤(200);과 속이찬 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 고압플런저(310);와 공급포트(107)와 귀한포트(109)(108)가 같은 방향으로 형성되고, 반지모양의 유로(107a)(108a)(109a)를 내측 원주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 본체(110);와 소직경부(140)를 하나의 몸체 내에 형성한 것을 특징으로 하는 고압형성부(120);를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압시스템용 증압기.