KR20080035398A

KR20080035398A - 소음 개선 구조를 갖는 더블 파이로트 밸브

Info

Publication number: KR20080035398A
Application number: KR1020060102055A
Authority: KR
Inventors: 임동후; 조환영
Original assignee: 주식회사 유압사랑
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-04-23

Abstract

본 발명은 각 체크 밸브 내에 열고 닫는 밸브시트(104,108)와 포펫(105,109)이 형성되어 있고, 체크 밸브의 크래킹 압력을 결정하는 스프링(106,110)이 상기 밸브시트(104,108)와 포펫(105,109)이 상기 스프링(106,110)의 탄력성에 의해 밸브소켓(103,107의 체크시트 부위에 안착구조의 체크밸브에 있어서, 실린더 포트(C1, C2)에 부하가 가해졌을 때 밀폐시키는 체크 기능을 갖는 서로 마주보는 2개의 체크밸브와 상기 2개의 체크밸브 사이에 자유롭게 습동하는 피스톤(102)을 내장한 파이로트식 체크밸브로서, 역부하시에 상기 각 체크밸브 포펫(105,109)을 피스톤(102)에 의해 2단계로 개폐하는 것을 특징으로 하는 더블 파이로트 밸브에 있어서.

도자, 또는 휠 굴삭기의 아우트리거용 실린더를 조작 시 실린더의; 속도를 제어하기 위해서 유로내부에 오리피스(111,112,113)를 적용하여 통과 유량을 제어하는 방식을 적용함에 있어, 작동 유체음을 감소시키는 구조의 오리피스(111,112,113)의 적용방법에 대한 구조.

더블 파이로트 체크밸브, 디컴프레션 형, 굴삭기, 유체음, 오리피스

Description

소음 개선 구조를 갖는 더블 파이로트 밸브{Structure of Double pilot check valve for improving on noize characteristic}

제1도 휠굴삭기의 도자 실린더 적용 유압 회로의 간략도

제2도 종래의 오리피스가 적용된 더블파이로트 체크밸브의 구조도

제3도 본 발명에 따른 더블 파이로트 체크밸브의 구조도 및 더블 오리피스 구조도

제4도 본 발명에 따른 더블 파이로트 체크밸브의 구조도 및 듀얼 오리피스 구조도

제5도 본 발명에 따른 더블 파이로트 체크밸브의 구조도 및 환상 오리피스 구조도

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진 또는 전동모타 2 : 유압 펌프

3 : 콘트롤밸브 4a, 4b : 더블파이로트 체크밸브

5a, 5b : 실린더 6 : 도자 브레이드

7 : 오리피스

101 : 본체 102 : 파이로트 스풀

103 : 밸브소켓 104 : 밸브 시트

105 : 포펫 106 : 스프링

107 : 밸브 소켓 108 : 밸브시트

109 : 포펫 110 : 스프링

111 : 더블 오리피스 112 : 듀얼 오리피스

113 : 환상 오리피스

201 : 본체 202 : 파이로트 스풀

203 : 밸브소켓 204 : 포펫

205 : 스프링 206 : 밸브소켓

207 : 포펫 208 : 스프링

209 : 오리피스

P1, P2 : 펌프포트 C1, C2 : 실린더 포트

본 발명은 굴삭기의 유압시스템에 있어서,

휠 굴삭기의 도저 블레이드용 실린더 또는 아우트리거용 실린더의 적용에 있어서 부하 시에 유압시스템의 내부누유에 의해 도저 블레이드가 밀린다든가, 또는 안정된 상태에서 작업을 위한 아우트리거 실린더가 밀려서 단단하게 고정시키지 못하는 경우에 대비한 역지 밸브의 역할을 하는 더블파이로트 체크밸브를 사용하는 경우가 많다.

이 더블파이로트 체크밸브는 서로 마주보는 2개의 체크밸브와 2개의 체크밸브 사이에 자유롭게 습동하는 파이로트 스풀을 내장한 파이로트식 체크밸브에 있어서, 상기 각 체크밸브 내에 열고 닫히는 습동을 하는 작은 포펫과, 상기 포펫에 크래킹 압력을 결정하는 스프링을 내장하고, 역부하시에 상기 각 체크밸브 포펫을 개폐하는 것을 특징으로 하는 파이로트 체크 밸브로서, 도자 블레이드 또는 아우트리거용 실린더를 적용 시 각각에 맞는 속도 구현을 위하여 더블파이로트 체크밸브내의 실린더 포트에 통과 유량을 제어할 수 있는 오리피스를 적용하고 있는데, 고압 대유량의 압력유가 좁은 오리피스 통과시 높은 유체음이 발생하는 문제가 있다.

좀더, 상세히 설명하자면

제1도는 이러한 더블파이로트 체크밸브를 포함하는 유압회로를 표시하는 계통도로서 휠 굴삭기에 적용된 도자 실린더용 더블파이로트 체크밸브가 적용된 유압회로의 간략도로서 엔진(1)에 의해서 구동되는 유압펌프(2)와 도자 블레이드(6)를 움직이게 하는 유압실린더(5a,5b) 사이에는 더블파이로트 체크밸브(4a,4b)에 기름을 송배급하는 콘트롤 밸브로 구성된 유압시스템도이다.

콘트롤 밸브내에 있는 스풀의 절환방향은 파이로트 포트 pp1, pp2중에 파이로트압력이 어느 포트에 가압되느냐에 의해 결정되며, 작동 구조를 간략히 설명하면 파이로트 포트 pp1에 파이로트 압력이 가압하게 되면 콘트롤 밸브(3)내의 메인스풀이 밀려서 펌프(2)에서 공급된 압력유는 더블파이로트 체크밸브(4a,4b)를 거쳐 실린더(5a,5b) 헤드 측에 공급되어 도자 블레이드(6)를 밀어내리는 방향으로 움직이게 되 고,

파이로트 포트 pp2에 파이로트 압력이 가압하게 되면 콘트롤밸브(3)내의 메인스풀이 밀려서 펌프(2)에서 공급된 압력유는 더블파이로트 체크밸브(4a,4b)를 거쳐 실린더(5a,5b) 로드 측에 공급되어 도자 블레이드(6)를 밀어 올리는 방향으로 움직이게 한다.

제2도는 종래에 적용되고 있는 더블파이로트 체크밸브로서 포트 P1으로 부터 들어온 압력유는 좌측의 체크밸브 포펫((204)을 밀어서 포트 C1을 경유하여 유압실린더에 들어가게 된다. 포트 P2가 드레인 라인과 연결되므로써 포트 P1측의 압력이 포트 P2측보다 높고, 파이로트 스풀(202)은 유압력에 의해 P2측으로 이동하게 되고 포펫(208)의 체크시트부의 면적과 파이로트 스풀(202)의 면적비 차이로 맞은편(밀리는 측)에 있는 체크밸브 포펫(208)을 밀어서 포트 C2와 P2 간을 연통하기 때문에 도자 실린더의 로드 측에 압력유를 공급하게 되어 도자 블레이드는 올라가는 방향으로 움직인다.

반대로 포트 P2에 압력유가 들어오게 되면 압력유는 우측의 체크밸브 포펫((208)을 밀어서 포트 C2을 경유하여 유압실린더에 들어가게 된다. 포트 P1이 드레인 라인과 연결되므로써 포트 P2측의 압력이 포트 P1측보다 높고, 파이로트 스풀(202)은 유압력에 의해 P1측으로 이동하게 되고 포펫(204)의 체크시트부의 면적과 파이로트 스풀(202)의 면적비 차이로 맞은편(밀리는 측)에 있는 체크밸브 포펫(204)을 밀어서 포트 C1와 P1 간을 연통하게 하기 때문에 도자 실린더의 헤드측에 압력유를 공급하게 되어 블레이드는 내려가는 방향으로 움직인다.

이 더블파이로트 체크밸브가 열리고 닫히는 동작의 경우에 더블파이로트 체크밸브 내에 있는 포펫(204,208)이 실린더에 가해지는 압력에 의해 가압되어 있다가 파이로트 스풀에 의해 일순간에 열리고, 가압에 의해 닫히는 동작이 반복되면서 충격에 의한 쇼크가 발생하고 소음과 차체 충격을 가져오게 된다.

또한 더블파이로트 체크밸브 포트 내에 오리피스를 내장하여 도자실린더의 속도를 제어하게 되는데 고압유가 통상적으로 Ø2~5mm 수준의 좁은 오리피스를 통과하게 됨으로써 소음과 열이 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 그 목적은 기존의 유압시스템을 적용하면서 충격에 의한 쇼크와 소음을 개선하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

더블파이로트 체크밸브 내의 포펫이 열리고 닫힐 때에 쇼크 및 충격에 의한 이음 발생을 근본적으로 해결하기 위한 디컴프레션(Decompression)형의 2단 파이로트 체크밸브를 적용하여 파이로트 스풀에 의해 체크밸브내의 작은 포펫(105,109)이 먼저 열리게 함으로써 급격한 압력강하와 유체흐름을 방지하여 쇼크 및 충격에 의한 이음 발생을 줄이는 구조를 특징으로 하며

또한, 더블파이로트 체크밸브 내의 유량 조절용 오리피스를 적용함에 있어, 유체흐 름에서 오리피스 끝단에 다른 큰 단면적이 연결되어 있어서 이 오리피스 끝단에서 유체입자의 진동 진폭이 최대값이 되어 진동, 소음이 발생하는데, 이 오리피스를 2단으로 구성한 더블형 오리피스(111) 또는 듀얼 타입의 오리피스(112), 또는 환상형의 오리피스(113) 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 더블파이로트 체크밸브의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 고안에 따라 2단 체크밸브와 2단 오리피스구조를 갖는 더블파이로트 체크밸브로서 유압펌프(2)에서 토출된 압력유가 콘트롤밸브(3)를 거쳐 더블파이로트 체크밸브(4a, 4b)의 포트 P1으로 들어온 압력유는 좌측의 체크밸브내의 밸브시트(108)와 포펫(109)을 밀어서 포트 C1을 경유하여 도자실린더(5a, 5b)의 로드쪽 방향으로 들어가게 되고, 포트 P2가 드레인 라인과 연결되므로써 포트 P1측의 압력이 포트 P2측보다 높아 파이로트 스풀(102)은 유압력에 의해 P2측으로 이동하게 되고 포펫(105)의 체크시트부의 면적과 파이로트 스풀(102)의 면적비 차이로 맞은편(밀리는 측)에 있는 체크밸브 포펫(105)을 밀어서 열리게 하고 밸브시트(104)는 압력차에 의해 밸브소켓(103)에 안착되어 있는 형상으로 포트 C2와 P2 간을 연통하여 도자실린더(5a, 5b)의 헤드쪽에 압력유를 공급하게 되어 도자 블레이드(6)는 올라가는 방향으로 움직인다.

반대로 포트 P2에 압력유가 들어오게 되면 압력유는 우측의 체크밸브 포펫((105)을 밀어서 포트 C2을 경유하여 도자실린더(5a, 5b)의 헤드쪽으로 들어가게 되고, 포트 P1이 드레인 라인과 연결되므로써 포트 P2측의 압력이 포트 P1측보다 높고, 파이로 트 스풀(102)은 유압력에 의해 P1측으로 이동하게 되고 포펫(109)의 체크시트부의 면적과 파이로트 스풀(102)의 면적비 차이로 맞은편(밀리는 측)에 있는 체크밸브 포펫(109)을 밀어서 열리게 하고 밸브시트(108)는 압력차에 의해 밸브소켓(107)에 안착되어 있는 형상으로 포트 C2와 P2 간을 연통하게 하기 때문에 도자 실린더(5a, 5b)의 로드쪽에 압력유를 공급하게 되어 블레이드(6)는 내려가는 방향으로 움직인다.

이와 같은 작동구조에서 더블파이로트 체크밸브내의 포펫의 열리고 닫힐때에 쇼크 및 충격에 의한 이음 발생을 해결하기 위한 밸브소켓(103,107)과 밸브시트(104,108), 그리고 작은 포펫(105,109)등 2단 체크밸브 구조의 Decompression형 더블파이로트 체크밸브를 적용하여 파이로트 스풀(102)에 의해 체크밸브가 열릴 때 체크밸브내의 작은 포펫(105,109)이 먼저 열리게 함으로써 급격한 압력강하와 유체흐름을 방지하고 쇼크 및 충격에 의한 이음 발생을 줄이는 구조를 특징으로 한다.

또한 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 더블파이로트 체크밸브 내의 유량 조절용 오리피스를 적용함에 있어, 유체흐름에서 오리피스 끝단에 다른 크기의 단면적이 연결되어 있어서 이 끝단에서 유체입자의 진동 진폭이 최대값으로 되고, 오리피스 입구에서는 진동이 없는 현상을 이용하여, 소음저감을 위해 제3도의 오리피스(111)와 같이 오리피스 두 개를 약간의 간격을 두어 댐퍼 역할을 하는 공간을 가진 구조의 2단으로 구성한 더블 타입의 오리피스(111)를 적용함으로써 도자 또는 아우트리거용 실린더의 작동 시에 낮은 유체음으로 소음 저감형의 오리피스 구조를 내장하는 것을 특징으로 한다.

또한 소음 개선을 위해 오리피스를 전후 양방향으로 각 2단으로 구성한 듀얼 타입의 오리피스를 적용하되, 실린더의 상승하강 동시효과를 위한 제4도의 형상을 갖는 듀얼 타입의 오리피스(112) 구조를 적용한 더블파이로트 체크밸브.

또한 밸브시트(104,108)에 포펫이 안착되는 2단 구조의 체크밸브에서 P1 펌프 포트로 가압 시에는 피스톤이 좌측으로 밀면서 단면적비에 의해 적은 압력으로도 포펫(105)이 밀려 열리게 되나 면적비에 의해 밸브시트(104)는 닫혀 있는 상태로 유지되면서 열린 밸브시트(104)를 통해 C1 실린더 포트의 압력유가 빠져나가게 되는데 이때에도 오리피스를 거쳐야하기 때문에 소음이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 환상형의 구조를 활용하여 오리피스를 개선하면, 밸브시트(108)의 체크시트부 내경과 포펫(109)의 돌출부 외경사이에서 제5도와 같이 환상형의 오리피스를 형성하게 되면, 압력유가 동일면적의 여러 개의 홀로 분산된 홀을 지나게 되면서 발생되는 소음이 한 개의 홀을 통과시의 소음보다 저감되는 원리를 이용한 환상오리피스 구조를 적용한 더블파이로트 체크밸브.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 더블파이로트 체크밸브 내의 유량 조절용 오리피스를 적용함에 있어, 디컴프레션(Decompression)형의 더블파이로트 체크밸브 에 2개의 오리피스 사이에 댐퍼 기능을 넣은 2단 구조의 더블 오리피스(제3도의 111) 또는 양방향의 2단 오리피스인 듀얼형의 오리피스(제4도의 112)로, 또는 환상형의 오리피스(제5도의 113)를 적용함으로써, 도자 실린더, 또는 아우트리거 실린더 등의 액튜에이터 작동 소음을 줄이고 안정적인 작동 구현하는 효과를 갖는다.

Claims

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 더블파이로트 체크밸브내의 유량 조절용 오리피스를 적용함에 있어, 오리피스 끝단에 다른 크기의 단면적이 연결되어서 고압의 대유량 압력유가 좁은 오리피스 통로를 통과하면서 오리피스 끝단에서 압력맥동, 캐비테이숀등이 최대치로 발생하면서 높은 유체음이 발생하게 됨에 따라, 2개의 오리피스 사이에 댐퍼 기능을 넣은 더블오리피스(제3도의 111)를 적용하여 작동 유체음을 감소시키는 구조의 더블파이로트 체크 밸브.
1항에 있어서 더블파이로트 체크밸브 내의 유량 조절용 오리피스를 적용함에 있어, 작동 소음저감을 위해, 그리고 실린더의 상승하강 동시효과를 위한 오리피스를 전후 각 2단으로 구성한 듀얼 타입의 오리피스(제4도의 112) 구조를 적용한 더블파이로트 체크밸브.
상기의 높은 유체음을 감소시키기 위한 방안으로 제5도에서와 같이 체크밸브를 2단구조로, 조금 더 상술하면, 밸브소켓(103,107)에 밸브시트(104,108),와 포펫(105,109)으로 구성된 2단구조의 체크밸브인 디컴프레션(Decompression)형의 더블 파이로트 체크밸브를 적용하여 P1 또는 P2 포트로 압력유가 가하여지게 되면 파이로트 스풀(102)이 반대편으로 밀리게 되면서 단면적비에 의해 적은 압력으로도 포펫(105,109)이 밀려 열리게 되나 면적비에 의해 밸브시트(104,108)는 닫혀 있는 상태로 유지되면서 열린 체크밸브를 통해 C1 실린더 포트의 압력유가 빠져나가게 되는데 이때의 통과유량 제어를 위해 오리피스를 체크밸브 내 밸브시트(104,108)의 체크시트부 내경과 포펫(105,109)의 돌출부 외경사이에 통과 유량을 제어할 수 있는 환상형의 오리피스(제5도의 113) 구조를 갖는 더블파이로트 체크 밸브.