KR200341891Y1 - 권양기 과부하 방지용 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수문이 하강 할 경우와 상승 할 경우 수문의 하부 및 상부, 측면에 각종 부유물, 오물, 또는 기타의 장애물이 위치하고 있을 경우에 감속기, 즉 웜 감속기 또는 권양기의 구동력을 정지시켜 수문의 파손 및 기계장치의 파손을 방지하는 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것으로, 모터의 하부 일측에 모터와 체인으로 결합되어 구동되는 웜부와, 상기 윔부의 일측에 결합되어 동력을 전달하는 베벨 기어와, 상기 베벨 기어와 동일축상에 결합되어 상기 베벨 기어의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변화시키는 변속 장치부와, 상기 변속 장치부의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부로 이루어진 주 감속기와, 상기 주 감속기로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기와, 상기 보조 감속기의 내부에 설치되어 구동되는 스플라킷과, 상기 스플라킷에 의해 상하로 작동되는 락크바와, 상기 락크바에 연결되어 상하로 이동되는 수문으로 구성된 스프라그 잭 권양기에 있어서,

상기 모터의 일측에는 회전력을 전달 또는 차단하는 토오크 리미터가 구비된다.

Description

권양기 과부하 방지용 안전장치{SAFETY EQUIPMENT FOR PREVENTING OVERLOAD OF WINCH}

본 고안은 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수문이 하강 할 경우와 상승 할 경우 수문의 하부 및 상부, 측면에 각종 부유물, 오물, 또는 기타의 장애물이 위치하고 있을 경우에 감속기, 즉 웜 감속기 또는 권양기의 구동력을 정지시켜 수문의 파손 및 기계장치의 파손을 방지하는 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것이다.

최근에 우리나라의 기상조건은 변화가 심하여 강수량에 대하여 예측이 불가할 정도로 그 차이가 심하다. 따라서 하천 및 저수지 관리에 철저를 기하여야 하며, 또한 홍수를 대비한 유수지 및 배수지(배수펌프장)에 대한 각별한 관심을 가지고 수자원관리에 힘를 기울여야 하는데, 이때 대표적인 역할을 담당하고 있는 것이 수문이라고 할 수 있다. 수문은 현재 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로 그 기술이 발전 및 개량되어가고 있는 추세이다.

근래에 와서 환경오염 및 지구 온난화 현상으로 대기가 불안정하여 강수량은 예상을 할 수 없을 정도로 변화가 심하고, 특히 국지적인 집중호우로 인하여 많은 인명 및 재산상의 손실을 입고 있는 실정이며, 각 배수펌프장은 배수능력의 초과가 빈번하여 침수피해가 속출하고 있는 것이 오늘의 현실이다. 또한, 하천의 역류로 인한 피해와 제방의 붕괴로 인하여 많은 가옥과 전답 등이 물 속에 잠겨 모든 사람들을 안타깝게 하고 있다. 그러므로 이에 따르는 수방대책에 만전을 가하여함에 수문의 역할은 공익의 재산을 보호하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.

수문은 여러 용도로 사용되고 있는데, 저수지 등의 물을 가두어 농업용수로 활용하는 역할을 하든지, 하천의 역류를 차단하여 농경지의 침수를 예방하는 역할을 담당하는데, 국지적인 집중호우 및 홍수로 인하여 수위가 상승하는 경우에 수문을 개폐하여 용수를 방류하는 역할을 하고 있다.

수문의 작동은 일반적으로 상승 및 하강시 그 상·하한 값에 해당하는 리미트 스위치가 작동하여 수문의 작동을 정지시키는 방법이 일반적으로 적용되어 왔으나, 리미트 스위치 등의 결함으로 인하여 수문의 작동을 멈추지 못할 경우에는 수문 및 기계장치에 과부하가 걸려 파손되게 되는 문제점이 있었다.

그리고 수문의 상승 및 하강 시에 수문의 하부, 상부, 측면에 장애물을 감지 할 수 있는 특별한 장치가 없기 때문에 각종 부유물, 오물, 또는 기타의 장애물의 영향으로 기계의 파손을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

뿐만아니라 정부의 예산 및 지방자치단체의 예산으로 설치된 수문이 파손되어, 유사시에 사용을 하지 못하는 경우가 발생하여 엄청난 재산상의 손실을 입을 수 있고, 또한 수문의 파손으로 인해 수리 및 예산상의 낭비를 초래하여 국민들의 부담이 가중되는 문제점이 야기되었다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 장애물로 인하여 급격하게 증가되는 출력쪽의 부하를 신속하게 차단하여 수문의움직임을 정지시키고, 모터에서 공회전이 이루어지게 함으로써 수문의 하강 및 상승으로 인한 수문 및 권양기의 파손을 사전에 방지하는 권양기 과부하 방지용 안전장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치를 도시한 정면도;

도 2는 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 주 감속기를 도시한 평단면도;

도 3은 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 토오크 리미터를 도시한 측단면도;

도 4는 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 토오크 리미터를 분해 도시한 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 모터 11 : 주 감속기

12 : 보조 감속기 13 : 락크바

14 : 문틀 17: 수문

21: 허브 24: 볼

25: 디스크 스프링 26: 플랜지 링

28: 구멍 60: 니들 베어링

80: 쉬프트 링 100 : 토오크 리미터

101: 너트 110: 스냅 링

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는 모터의 하부 일측에 모터와 체인으로 결합되어 구동되는웜부와, 상기 윔부의 일측에 결합되어 동력을 전달하는 베벨 기어와, 상기 베벨 기어와 동일축상에 결합되어 상기 베벨 기어의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변화시키는 변속 장치부와, 상기 변속 장치부의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부로 이루어진 주 감속기와, 상기 주 감속기로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기와, 상기 보조 감속기의 내부에 설치되어 구동되는 스플라킷과, 상기 스플라킷에 의해 상하로 작동되는 락크바와, 상기 락크바에 연결되어 상하로 이동되는 수문으로 구성된 스프라그 잭 권양기에 있어서,

상기 모터의 일측에는 회전력을 전달 또는 차단하는 토오크 리미터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 토오크 리미터는 상기 모터의 일측에 연결되어 회전되는 허브와, 상기 허브의 외측에 삽입되어 축방향에 대한 압력을 배가시키는 디스크 스프링과, 상기 디스크 스프링의 일측에 설치되어 디스크 스프링을 지지하는 플랜지 링과, 상기 허브와 디스크 스프링 사이와 디스크 스프링과 플랜지 링 사이에 삽입되어 상기 디스크 스프링과 플랜지 링에 압력을 가하는 볼과, 상기 플랜지 링의 일측에 삽입되어플랜지 링을 지지하는 쉬프트 링과, 상기 쉬프트 링의 일측에 삽입되어 상기 쉬프트 링을 지지하는 너트로 구성된다.

상기 허브의 일측에 형성된 허브 플랜지의 일측에는 상기 볼이 안착되도록 홈이 형성되고, 상기 디스크 스프링의 양측면과 플랜지 링의 일측면에는 상기 볼이 안착되도록 구멍이 형성된다.

상기 쉬프트 링의 내측에는 부쉬와, 니들 베어링과, 플레이트가 삽입되고, 상기 쉬프트 링과 너트 사이에는 와셔가 구비되고, 상기 너트의 외측 중앙에는 스냅링이 삽입된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치에 대한 일 실시 예로서는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 주 감속기를 도시한 평단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 토오크 리미터를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 토오크 리미터를 분해 도시한 사시도이다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는 구동원인 모터(10)의 하부 일측에 모터(10)와 체인(112)으로 결합되어 구동되는웜부(50)와, 상기 윔부(50)의 일측에 결합되어 동력을 전달하는 베벨기어(40)와, 상기 베벨 기어(40)와 동일축상에 결합되어 상기 베벨 기어(40)의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변화시키는 변속 장치부(30)와, 상기 변속 장치부(30)의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부(20)로 이루어진 주 감속기(11)와, 상기 주 감속기(11)로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기(12)와, 상기 보조 감속기(12)의 내부에 설치되어 구동되는 스플라킷(62)과, 상기 스플라킷(62)에 의해 상하로 작동되는 락크바(13)와, 상기 락크바(13)에 연결되어 상하로 이동되는 수문(17)으로 구성된 스프라그 잭 권양기에 있어서, 상기 모터(10)의 일측에는 회전력을 전달 또는 차단 하는 토오크 리미터(100)을 구비함으로서 이루어진다.

상기 토오크 리미터(100)는 상기 토오크 리미터는 상기 모터(10)의 일측에 연결되어 회전되는 허브(21)로 구비되고, 상기 허브(21)의 외측에는 축방향에 대한 압력을 배가시키는 디스크 스프링(25)이 삽입된다.

상기 디스크 스프링(25)의 일측에는 디스크 스프링(25)을 지지하는 플랜지 링(26)이 설치되고, 상기 허브(21)와 디스크 스프링(25) 사이와 디스크 스프링(25)과 플랜지 링(26) 사이에는 상기 디스크 스프링(25)과 플랜지 링(26)에 압력을 가하는 볼(24)이 삽입된다.

상기 플랜지 링(26)의 일측에는 플랜지 링(26)을 지지하는 쉬프트 링(80)이 삽입되고, 상기 쉬프트 링(80)의 일측에는 상기 쉬프트 링(80)을 지지하는 너트(101)가 삽입된다.

상기 허브(21)의 일측에 형성된 허브 플랜지(22)의 일측에는 상기 볼(24)이안착되도록 홈(14)이 형성되고, 상기 디스크 스프링(25)의 양측면과 플랜지 링(26)의 일측면에는 상기 볼(24)이 안착되도록 구멍(28)이 형성된다.

상기 쉬프트 링의 내측에는 부쉬(27)와, 상기 허브(21)에 형성된 허브축(23)의 회전을 원할하게 하는 니들 베어링(60)과, 상기 니들 베어링(60)을 지지하는 플레이트(70)가 삽입되고, 상기 쉬프트 링(80)과 너트(101) 사이에는 와셔(90)가 구비되고, 상기 너트(101)의 외측 중앙에는 스냅링(100)이 삽입되어 상기 쉬프트 링(80)이 밖으로 이탈되지 않도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는 다음과 같이 작동된다.

상기 모터(10)의 회전력에 의하여 전달되는 회전력은 주 감속기(11)를 거쳐 보조 감속기(12)로 전달이 되며, 보조 감속기(12)에 내장된 스플라킷을 구동시켜 락크바(13)를 움직이게 하여 락크바와 연결된 수문(17)을 개폐작동 시키는 종래의 방식에 있어서, 상기 모터(10)의 일측에는 회전력을 전달 또는 차단 하는 토오크 리미터(100)를 장착하여 모터(10)의 토오크를 제어하는데, 이때 정격 토오크 내에서의 구동이 이루어지면, 토오크 리미터(100)의 내부에 구비된 볼(24)이 상기 허브(21)의 일측에 구비된 디스크 스프링(25)에 압력을 가하게 됨으로써 상기 디스크 스프링(25)이 플랜지 링(26)에 밀착되어 상기 허브(21)와 상기 플랜지 링(26)이 일체로 회전된다.

이때의 정격 토오크란 모터(10)의 정격출력 토오크를 말하며, 이 범위 내에서는 원활한 회전이 정·역으로 가능하게 된다. 하지만 규정 토오크 이상의 토오크가 발생시 즉 모터(10)에 과부하가 걸릴 경우에는 상기 허브 플랜지(22)의 홈(14)과 디스크 스프링(25)의 구멍(28)에 삽입된 볼(24)이 슬립을 하게 되어 모터(10)는 공회전을 하게 된다.

그리고, 상기 모터(10)에 과부하가 해제되면 상기 볼(24)은 자동적으로 상기 디스크 스프링(25)의 구멍(28)에 안착되어 계속적으로 모터(10)의 토르크를 전달하게 된다.

본 고안에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 가동중에 발생 할 수 있는 실시예를 설명하면 다음과 같다.

수문(17)이 개폐작동 되면서 수문(17)에 고체상태의 장애물 예를들어 나무토막, 돌, 쇠붙이, 동물의 사체, 각종 생활쓰레기 등이 존재하고 있을 경우, 수문(17)이 이러한 장애물과 접촉을 하게 되는 상황이 되면 모터(10)는 부하를 받게 되는데, 그 부하의 상태는 다음과 같다.

즉 모터(10)의 기동전류는 정격전류의 600%까지 상승을 하게 되고, 또한 이때 발생하는 토오크는 정격 토오크의 1.5 ~ 1.9배까지 상승을 하게 된다. 이 상태가 되면 수문(17)을 구성하고 있는 모든 기기 및 부속품들은 급격한 하중을 받게 되는데, 이때 구성품 중 가장 취약한 부품인 락크바(13)의 환봉 부분이 휘어지는 상태가 되며, 하중이 점차 가중됨에 따라 감속기(11,12)의 기어의 치 부분이 파손이 되거나, 축의 휨, 베어링의 파손, 웜의 파손 등이 일어나며, 최종적으로는 모터(10)의 코일이 소손하게 되는 것이다.

이와같이 장애물이 수문(17)의 움직임을 방해할 경우에는 구동원인 모터(10)의 토오크가 정격 토오크 이상으로 상승을 하게 되며, 이때 토오크 리미터(100) 내의 디스크 스프링(25)에 삽입된 볼(34)이 미끄러짐으로써 주 감속기(11)로 전달되는 동력이 차단되어 모터(10)만이 공회전을 하게 된다. 이러한 과정 중 장애물이 제거되면, 다시 상기 볼(24)의 압력에 의해 디스크 스프링(25)이 플랜지 링(26)에 밀착을 하게 되어 정상적인 동력전달을 하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성과 작용을 갖는 본 고안에 따른 권양기의 과부하 방지장치는 수문이 열릴때와 닫힐때 장애물로 인하여 모터 또는 기계장치에 과부하가 발생하면, 토오크 리미터 내의 볼과 디스크 스프링 사이에서 슬립이 발생하게 되어, 주 감속기로 전달되는 동력이 차단되고, 모터만이 공회전을 하게 됨으로서, 권양기 및 수문의 파손을 방지하고, 이로 인한 손해, 즉 공공의 재산상의 엄청난 피해를 사전에 예방하는데 그 효과가 있으며, 더불어 정부 및 지방자치단체의 주요 시설물인 수문을 잘 관리하여 국가의 예산상의 낭비를 막을 수 있는 효과가 있다.

또한 권양기 장치의 과부하가 발생하면 토오크 리미트 커플링 내에서 슬립이 발생하여 다른 부품의 손상없이 볼과 디스크 스프링만 마모되어 훼손되므로, 볼과 디스크 스프링만을 교체하면 되므로 관리 및 수리에 소요되는 비용을 절약하는 효과가 있다.

그리고, 주 감속기 내에 윔부를 장착하여 수문을 수동으로 개폐시킬 경우 사용자가 적은 힘으로 수문을 작동시킬 수 있어서 신속한 작업이 이루어지고, 또한 웜부는 수문이 중간에 정지할 경우 역회전을 방지하여 수문의 브레이크 작용을 함으로써 수문이 자중으로 인해 낙하되는 상황을 막을 수 있고, 별도의 윔 감속기를 주 감속기의 상부에 설치할 필요가 없어서 권양기의 구조를 간소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 모터의 하부 일측에 모터와 체인으로 결합되어 구동되는 웜부와, 상기 윔부의 일측에 결합되어 동력을 전달하는 베벨 기어와, 상기 베벨 기어와 동일축상에 결합되어 상기 베벨 기어의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변화시키는 변속 장치부와, 상기 변속 장치부의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부로 이루어진 주 감속기와, 상기 주 감속기로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기와, 상기 보조 감속기의 내부에 설치되어 구동되는 스플라킷과, 상기 스플라킷에 의해 상하로 작동되는 락크바와, 상기 락크바에 연결되어 상하로 이동되는 수문으로 구성된 스프라그 잭 권양기에 있어서,

   상기 모터의 일측에는 회전력을 전달 또는 차단하는 토오크 리미터가 구비되는 것을 특징으로 하는 권양기 과부하 방지용 안전장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 토오크 리미터는 상기 모터의 일측에 연결되어 회전되는 허브와;

   상기 허브의 외측에 삽입되어 축방향에 대한 압력을 배가시키는 디스크 스프링과;

   상기 디스크 스프링의 일측에 설치되어 디스크 스프링을 지지하는 플랜지 링과;

   상기 허브와 디스크 스프링 사이와 디스크 스프링과 플랜지 링 사이에 삽입되어 상기 디스크 스프링과 플랜지 링에 압력을 가하는 볼과;

   상기 플랜지 링의 일측에 삽입되어 플랜지 링을 지지하는 쉬프트 링과;

   상기 쉬프트 링의 일측에 삽입되어 상기 쉬프트 링을 지지하는 너트를 포함하는 구성을 특징으로 하는 권양기 과부하 방지용 안전장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 허브의 일측에 형성된 허브 플랜지의 일측에는 상기 볼이 안착되도록 홈이 형성되고, 상기 디스크 스프링의 양측면과 플랜지 링의 일측면에는 상기 볼이 안착되도록 구멍이 형성되는 것을 특징으로 권양기 과부하 방지용 안전장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 쉬프트 링의 내측에는 부쉬와, 니들 베어링과, 플레이트가 삽입되고, 상기 쉬프트 링과 너트 사이에는 와셔가 구비되고, 상기 너트의 외측 중앙에는 스냅링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 권양기 과부하 방지용 안전장치.