KR20140054613A - 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치 - Google Patents

공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치 Download PDF

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KR20140054613A
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Abstract

본 발명은 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐의 수문 및 배수갑문에 사용되는 유압장치로써, 수문 및 배수갑문의 개폐를 위해 작동되는 유압실린더에 공기배출밸브를 설치하여, 상기 유입실린더 내 피스톤의 전, 후 왕복운동시, 실린더 내부에 포집되는 공급오일 내 공기를 주기적으로 외부로 배출될 수 있도록 한 것으로, 상기 공기배출밸브로 유입되는 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우 개방되어 외부로 공급오일과 공기를 외부로 배출할 수 있도록 함으로써, 유압실린더 내 피스톤 씰의 마모 및 수문 및 배수갑문의 소음 및 진동을 감소시켜, 수문의 수명을 늘릴 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것이다.

Description

공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치{HYDRAULIC APPARATUS FOR SLUICE GATE USING AIR ELIMINATION VALVE}
본 발명은 댐의 수문 및 배수갑문의 개폐시, 실린더 내에 포집되어 소음 및 단열압축으로 인한 고열로 씰의 마모를 발생시키는, 공급오일의 공기를 주기적으로 배출할 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치에 관한 것이다.
대형 댐의 수문과 강 하구의 배수갑문을 설치하고 이를 개패(open & closed)하여 수위를 조절하고 있다.
이 수문과 배수갑문은 대형이며, 고 하중으로 큰 힘의 견인력과 뒤틀림 없는 동조제어(synchronized control)가 필수적으로 요구된다.
따라서, 수문과 배수갑문 개패(open & closed) 할 때 출력밀도(kw/kg)가 높고 정밀 동조제어와 속도 및 힘 제어 등이 용의한 유압실린더를 널리 사용하고 있다.
유압실린더의 크기와 수량은 수문과 배수갑문 크기나 구조물 설치 가능성 유무에 따라서 유압실린더의 수량을 1개 또는 2개를 사용한다.
유압실린더 1개를 사용할 경우는 비교적 작은 크기의 수문에 주로 사용하지만 수문 중심 상부에 고 강성 프레임을 별도로 설치해야 하고, 유압실린더 2개를 사용하는 경우는 수문이 뒤틀리지 않도록 동조를 해야 한다.
유압실린더를 이용한 수문과 배수갑문의 작동은 유압동력발생장치(HPU: hydraulic power unit)를 구동하여 고압의 유량을 실린더의 로드부에 공급하면 실린더는 후진하고 이때 수문이나 배수갑문은 열리게((open)되고, 방향제어밸브를 작동하여 유량을 실린더의 헤드부에 공급하면 실린더는 전진하여 닫힘(closed)가 된다. 이때 실린더가 완전히 전진하지 않은 상태에서 수문이나 배수갑문은 바닥에 접촉하여 정지되는 구조를 가진다.
유압장치의 오일에는 압력, 온도, 기름의 종류 등에 따라 달라질 수 있지만, 대기압 상태에서 용해된 상태의 공기를 약 9%정도 포함하고 있다.
이 공기는 교축부와 유압펌프 등으로부터 공기가 혼입될 수 있고, 복귀관이 탱크로 잘못 연결되어 있을 때, 오일이 탱크에 머무르는 시간이 너무 짧거나 혹은 유압유로부터 공기가 충분히 분리되지 못했을 때 발생한다.
이와 같이 유압동력발생장치에서 공기가 함유된 오일을 사용하여 실린더를 전, 후진시킬 경우, 실린더 로드부에 공급 오일 중의 공기가 로드에 조립된 피스톤부분에 비중 차에 의해서 모이게 되고, 이는 수문과 갑문을 열때 유압실린더 로드부에서 헤드부로 새나가면서 윤활 막을 깨고 단열압축으로 고열이 발생하여, 실린더 내면과 피스톤 씰(seal)부분에서 큰 마찰이 발생하여 스틱슬립 (stick slip)이 발생한다. 즉, 피스톤 실과 튜브 내면에서 원활한 작동이 되지 않아, 스틱슬립 (stick slip)에 의한 진동을 발생하며, 수문 및 배수갑문 스킨플레이트(skin plate)를 가진 하여 큰 소음을 발생한다.
유압실린더의 내부에 공기가 있을 경우, 단열압축(adiabatic compression)에 의한 온도상승과 상승 열에 의한 실손상(seal damage by burning)을 더 자세히 살펴보면, 유압실린더의 내부에 공기가 있을 경우, 공기와 같은 압축성 유체는 하기의 식과 같이, 압력을 높이면 열이 발생한다.
Figure pat00001
T1: Absolute temperature before compression (압축 전 절대온도) [°K]
T2: Absolute temperature after compression (압축 후 절대온도) [°K]
P1 : Pressure before compression (압축 전 압력) [MPa]
P2 : Pressure after compression (압축 후 압력) [MPa]
V1 : Volume of air before compression (압축 전 공기의 체적) [㎤]
V2 : Volume of air after compression (압축 후 공기의 체적) [㎤]
k : Adiabatic index (in case of air, k=1.4) (단열지수, 공기의 경우 1.4)
따라서 여름철 야외에 설치된 유압실린더의 표면 온도가 60℃ 수준으로 상승되었을 때 내부 오일의 온도가 동일하게 높아지며, 허용압력 30 MPa의 고압으로 작동할 경우 사용할 경우 유압실린더 내부의 공기는 하기의 식과 같이, 약 470~800℃까지 높게 올라감으로써, 도 1과 같이 실을 태워 손상시킨다.
Figure pat00002
이에, 수문 및 갑문을 비롯하여 유압실린더가 원활한 작동이 되지 않고 진동을 발생하며, 수문 및 배수갑문 스킨플레이트(skin plate)를 가진 하여 큰 소음을 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수문용 유압실린더의 구조적 문제점인, 공기 배출이 불가능한 문제를 해결하기 위하여, 유압실린더 내부에 있는 피스톤에 공기를 배출할 수 있는 공기배출밸브를 설치함으로써, 주기적으로 내재된 공기를 배출함으로서, 유압실린더의 원활한 운동과 소음 및 진동이 감소되도록 하며, 소음과 진동 감소로 인하여, 환경적 문제 해결은 물론, 실(seal) 마모를 줄일 수 있어, 수문의 고장 방지는 물론 장수명화 할 수 있도록 한 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서, 상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10); 상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유압실린더 내에 공기배출밸브가 설치됨으로써, 소음과 진동이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유압실린더의 작동이 원활해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유압실린더 내에서 전, 후 왕복운동을 하는 피스톤의 씰 마모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수문의 고장 방지 및 사용수명을 장기화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 설치 및 사용이 간편한 효과가 있다.
도 1은 유압장치가 사용되는 댐의 수문 및 배수갑문을 나타낸 도면.
도 2는 단열압축(adiabatic compression)에 의한 온도상승과 상승 열에 의한 실손상을 나타낸 일실시예의 도면.
도 3은 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치가 적용된 수문을 나타낸 일실시예의 평면도.
도 4는 도 3의 유압장치 작동도.
도 5는 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 공기배출밸브를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 7은 도 6의 공기배출밸브가 저압 및 고압에서는 밀폐상태이고, 중압(사전설정압력 범위)에서는 개방되어 공기 및 공급오일을 배출하는 구동모습을 나타낸 일실시예의 작동 예시도.
본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이를 위한 본 발명의 실시예를 살펴보면,
댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서, 상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10); 상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기배출밸브(20)는 양단에 공급오일의 유, 입출부(32, 37)가 형성되는 밸브 하우징(30); 상기 밸브 하우징(30) 내에서, 공급오일의 압력에 의해 길이방향으로 유동되는 이동체(40); 상기 이동체(40) 내부의 유입로(42)와 연통되도록 외주연에 천공형성되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 밸브 하우징(30)의 유출부(37)와 연통되어, 공급오일과 함께 공기를 외부로 배출하여 오리피스 역할을 하는 오리피스부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동체(40)는 상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 내설된 이동체(40)가 유입출부의 연통위치로 이동되어 내부가 개방되고, 상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위보다 상대적으로 낮거나 높은 압력인 경우, 상기 이동체(40)의 위치가 유, 입출부(32, 37)의 비연통위치로 이동되어 내부가 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사전설정압력 범위는 40bar 이상 200bar 이하의 압력인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브 하우징(30) 내에 설치되어, 이동체(40)의 전, 후진에 의해 압축 또는 인장되는 탄성부재(36);가 더 구비되며, 상기 공기배출밸브(20)는 공기배출밸브(20)에 내설된 이동체(40)의 양단부 단면적(A1)(A2) 차이와, 상기 이동체(40) 의해 압축 및 인장되는 탄성부재(36)의 힘(FS)에 의해 작동압력이 조절가능한 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치(200)는 유압실린더부(10), 공기배출밸브(20)로 이루어진다.
상기 유압실린더부(10)는 본 발명의 댐(100)의 수문 또는 배수갑문(D) 등에 설치되어, 상기 수문 또는 배수갑문(D)을 개폐하기 위한 것으로, 이러한 상기 유압실린더부(10)는 내부로 공급오일이 공급되고, 공급된 공급오일이 로드부(A)(유압실린더의 일측 내부)에 공급되어 실린더(11) 내부의 피스톤(12)을 후진시키게 되면, 상기 피스톤(12)의 후진으로 인하여 피스톤(12)의 피스톤 로드와 연결된 수문 및 배수갑문(D) 또한 들리면서 열리게 되는 것이며, 이와 반대로 공급오일을 헤드부(B)(유압실린더의 타측 내부)에 공급하게 되면, 실린더(11) 내부의 피스톤(12)은 전진하게 되면서, 수문 및 배수갑문(D) 또한 하강하게 되어 닫히게 되는 것이다.
이러한, 상기 유압실린더부(10)는 전술된 바와 같이, 수문 또는 배수갑문(D)을 개폐하기 위해, 피스톤(12)이 실린더(11)의 길이방향을 향해 전, 후 왕복운동을 하게 되면, 이러한 피스톤(12)의 왕복운동을 위해 실린더(11)에 공급되는 공급오일 중의 공기가, 로드부(A)에 조립된 피스톤(12) 부분에 비중차에 의해 포집이 되고, 이렇게 포집된 공기는 상기에서 기재된 것과 같이, 수문 또는 배수갑문(D)을 열기 위해 로드부(A)로 공급오일이 계속 주입됨에 따라, 실린더(11)의 내주연과 접촉되어 있는 피스톤(12)의 외주연(피스톤(12)의 외주연에는 씰(seal)이 형성되어 있다)사이를 통해 로드부(A)에서 헤드부(B)로 새어 나가면서 윤활막을 깨고 단열압축으로 고열을 발생시키며, 이는 실린더(11) 내주연과 피스톤(12)의 외주연 접촉부위에서 큰 마찰을 발생시켜 스틱슬립을 발생시킴으로써, 소음과 진동 및 씰의 마모를 야기시킨다.
이에, 본 발명에서는 이러한 유압실린더부(10)에 하기의 공기배출밸브(20)를 설치하는 것이며, 댐(100)에 사용되는 유압실린더부(10)마다 개별적으로 하나씩 사용될 수 있음은 당연할 것이다.
상기 공기배출밸브(20)는 전술된 유압실린더부(10)에 설치되는 것으로서, 더욱 자세히는 유압실린더부(10)를 이루는 피스톤(12)과 실린더(11) 중, 실린더(11)의 내부에서 전, 후진 왕복을 하는 피스톤(12)에 형성되도록 하는 것으로서, 유압실린더부(10)의 로드부(A)측에 위치되는 피스톤(12)의 일면에서 피스톤(12)의 폭방향(두께 방향)을 향해 내설되는 형태로 설치되도록 함으로써, 공기배출밸브(20)의 일단, 즉 공기배출밸브(20)의 유입부(32)가 로드부(A)를 향해 개방되는 형태가 되도록 하여, 수문 또는 배수갑문(D)을 개방하기 위해 로드부(A)로 공급오일이 유입될 시, 유입된 공급오일(더욱 자세히는 유입되는 공급오일의 압력)이 피스톤(12)의 일면을 밀어 피스톤(12)을 후진시킴과 동시에, 공기배출밸브(20)의 유입부(32)로도 유입될 수 있도록 한다. 물론, 상기와 같은 공기배출밸브(20)가 설치된 피스톤(12)의 경우, 상기 공기배출밸브(20)의 타측, 즉 공기배출밸브(20)의 유출부(37)를 피스톤(12)의 타면(로드부(A))까지 관통시키는 배출로(13)가 천공형성되어 있어야 함은 당연할 것이다.
이를 위한 상기 공기배출밸브(20)를 살펴보면, 밸브 하우징(30), 이동체(40), 오리피스부(50)로 이루어진다.
상기 밸브 하우징(30)은 중심부에 길이방향으로 향해 유동홀(31)이 천공형성되어 있고, 이러한 유동홀(31)은 공급오일이 공급되는 밸브 하우징(30)의 일면까지 관통되어 유입부(32)를 형성하되, 밸브 하우징(30)의 타면까지는 관통되지 않도록 한다. 더불어, 이러한 유동홀(31)의 내부 중단에는 천공되는 직경에 변화를 줘 단턱(35)이 형성되어 있도록 한다.
또한, 상기 밸브 하우징(30)의 내부에는 복수개의 유출부(37)가 천공형성되는데, 상기 밸브 하우징(30)의 타측에서 길이방향을 향해 소정길이 파여지되, 상기 유출부(37)의 주변에 형성되도록 하며, 밸브 하우징(30)의 내부에서 상기 유동홀(31)에 연통되도록 연통공(38)이 형성되어 있도록 한다.
더불어, 이러한 상기 밸브 하우징(30)의 유입부(32)에는, 밸브 하우징(30) 내 유동홀(31)에서 길이방향으로 왕복운동하는 후술될 이동체(40)가 유입부(32)쪽으로 탈거되지 않도록 스페이서 링(Spacer Ring, 33)이 설치되어 있도록 한다. 물론, 상기 스페이서 링(33)의 중앙에는 홀(34)이 천공형성되어 있도록 한다. 더불어, 상기 밸브 하우징(30)의 유동홀(31) 내부 타단측에는 탄성부재(ex: 스프링 등, 35)가 내설되어 있도록 한다.
상기 이동체(40)는 전술된 밸브 하우징(30)의 내부, 즉 밸브 하우징(30)의 유동홀(31)에 내설되어 밸브 하우징(30)의 길이방향(또는 유동홀(31)의 길이방향)으로 유동되도록 하는 것으로, 일단 외주연은 다른 부위의 외주연보다 직경이 크도록 형성하여 전술된 단턱(35)과 대응되는 걸림턱(41)이 형성되도록 하며, 길이방향으로는 내부 중앙을 관통하는 유입로(42)가 천공형성되어 있도록 하며, 이러한 이동체(40)의 일면은 스페이서 링(33)에 접촉되고, 타단은 탄성부재(36)의 일측에 끼워져 설치되어 있는 형태를 가진다.
또한, 상기 이동체(40)의 외주연에는 유입공과 직각을 이루는 연통되는 오리피스부(50)가 천공형성되어있도록 하는데, 상기 오리피스부(50)가 형성되는 이동체(40)의 외주연 위치는, 상기 밸브 하우징(30)에 압력이 가해지지 않거나, 또는 상기 탄성부재(36)의 인장력에 의해 이동체(40)의 일면이 스페이서 링(33)에 밀착되어 있는 상태(공급오일이 저압(40bar 이하)인 제 1경우) 및 밸브 하우징(30)의 유입부(32)로 공급오일이 공급되어 이동체(40)가 밸브 하우징(30) 내부로 최대한 밀려, 상기 이동체(40)의 걸림턱(41)이 밸브 하우징(30) 내 단턱(35)에 접촉되는 경우(공급오일이 고압(ex: 100bar 이상)인 제 2경우)에는 상기 유출부(37)의 연통공(38)과 연통되지 않도록 하되, 공급오일의 압력이 전술된 두 경우(제 1, 2경우)의 중간 압력인 경우((공급오일이 중압(사전설정압력 범위(ex: 40 ~ 100bar 사이))인 제 3경우)에는 이동체(40)의 위치가, 상기 오리피스부(50)가 연통공(38)과 연통되는 위치가 되어, 상기 유입부(32)를 통해 유입되는 공급오일이 공기와 함께 오리피스부(50), 연통공(38), 유출부(37)를 순차적으로 거치며 배출될 수 있도록 한다.
즉, 댐(100)의 수문 또는 배수갑문(D)을 열기 위해, 상기 유압실린더부(10)의 로드부(A) 내로 공급오일이 공급되면, 공급된 공급오일은 실린더(11) 내 피스톤(12)을 가압해 밀면서 수문 또는 배수갑문(D)을 열게 되고, 이때, 상기 로드부(A)에 공급된 공급오일 중 일부는 피스톤(12)에 내설되어 있는 밸브 하우징(30)의 유입부(32)로도 유입된다. 이렇게 유입된 공급오일은 스페이서 링(33)의 홀(34)을 통과하여 이동체(40)의 일면을 가압하게 되고, 그 일부는 이동체(40)의 중앙에 천공형성되어 있는 관통공 내부로도 유입되고, 유입되는 공급오일의 압력으로 이동체(40)가 밸브 하우징(30) 내에서 탄성부재(36)를 압축시키며 전, 후 유동되도록 하되, 공급오일이 저압 또는 고압인 경우에는 이동체(40)에 형성된 오리피스부(50)가 유출부(37)의 연통공(38)과 연통되지 않아, 상기 공개배출밸브가 밀폐되어 있는 형태를 가지되, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위(ex: 중압)인 경우, 상기 이동체(40)는 오리피스부(50)가 유출부(37)와 연통되는 적정수준으로 밀림으로써, 공기가 공급오일과 함께 배출될 수 있도록 하는 것이다.
다시 말해, 사전설정압력 범위에서 이동체(40)가 밀렸을때 오리피스부(50)가 연통공(38)과 연통될 수 있도록, 오리피스부(50) 형성위치를 사전에 지정해 놓아야 할 것이다.
또한, 상기에서 설명되지 않은 도면의 부호인 '39'는 오링 및 백업링(O-ring & Backup Ring), 'F'는 점검사다리를 의미한다.
더불어, 상기의 공기배출밸브(20)에서,
상기 이동체(40)의 하단부(공급오일이 유입되는 부분)의 단면적(A1)은 하기의 제 1수학식과 같고,
Figure pat00003
(여기서, 상기 D1은 이동체(40)의 하단부 직경, D3은 이동체(40)의 유입로(42) 직경을 의미함.)
상기 이동체(40)의 상단부(탄성부재(36)가 접촉되는 부분)의 단면적(A2)는 하기의 제 2수학식과 같다.
Figure pat00004
(여기서, 상기 D2는 이동체(40)의 상단부 직경, D3은 이동체(40)의 유입로(42) 직경을 의미함.)
이에, 이동체(40)를 작동시키는 힘(F1)은 이동체(40)의 하단부의 단면적(A1)과 피스톤(12)에 작용하는 힘(PS)의 곱이 되며, 하기의 제 3수학식과 같게 되며,
Figure pat00005
상기 이동체(40)의 복원력(F2)는 이동체(40)의 상단부의 단면적(A2)과 피스톤(12)에 작용하는 힘(PS)의 곱이 되며, 하기의 제 4수학식과 같게 된다.
Figure pat00006
이에, 상기 이동체(40)를 작동시키는 힘(F1)이 이동체(40)의 복원력(F2)과 탄성부재(36)의 힘(Fs) 보다 클 때 작동하는 것으로 이는 하기의 제 5수학식과 같다.
Figure pat00007
따라서 본 발명의 공기배출밸브(20)의 작동압력은 이동체(40)의 양단부 단면적 A1과 A2의 단면적 차와, 탄성부재(36)의 힘(Spring Force)에 의해서 조정이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 유압실린더부 11: 실린더
12: 피스톤 20: 공기배출밸브
30: 밸브 하우징 31: 유동홀
32: 유입부 33: 스페이서 링
34: 홀 35: 단턱
36: 탄성부재 37: 유출부
38: 연통공 39: 백업링
40: 이동체 41: 걸림턱
42: 유입로 50: 오리피스부
100: 댐 200: 유압장치
A: 로드부 B: 헤드부
D: 수문

Claims (5)

  1. 댐(100)의 수문 및 배수갑문(D)에 사용되는 유압장치에 있어서,
    상기 수문 및 배수갑문(D)에 설치되어, 수위 조절을 위해 수문 및 배수갑문(D)을 개폐하는 유압실린더부(10);
    상기 유압실린더부(10) 내부에 설치되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위가 되는 경우 개방됨으로써, 실린더(11)가 전, 후진될 시 피스톤(12) 내에 포집되는 공급오일 중의 공기가 주기적으로 배출될 수 있도록 하는 공기배출밸브(20);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기배출밸브(20)는
    양단에 공급오일의 유, 입출부(32, 37)가 형성되는 밸브 하우징(30);
    상기 밸브 하우징(30) 내에서, 공급오일의 압력에 의해 길이방향으로 유동되는 이동체(40);
    상기 이동체(40) 내부의 유입로(42)와 연통되도록 외주연에 천공형성되어, 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 밸브 하우징(30)의 유출부(37)와 연통되어, 공급오일과 함께 공기를 외부로 배출하여 오리피스 역할을 하는 오리피스부(50);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 이동체(40)는
    상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위인 경우, 내설된 이동체(40)가 유입출부의 연통위치로 이동되어 내부가 개방되고,
    상기 공급오일의 압력이 사전설정압력 범위보다 상대적으로 낮거나 높은 압력인 경우, 상기 이동체(40)의 위치가 유, 입출부(32, 37)의 비연통위치로 이동되어 내부가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사전설정압력 범위는
    40bar 이상 200bar 이하의 압력인 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 밸브 하우징(30) 내에 설치되어, 이동체(40)의 전, 후진에 의해 압축 또는 인장되는 탄성부재(36);가 더 구비되며,
    상기 공기배출밸브(20)는 공기배출밸브(20)에 내설된 이동체(40)의 양단부 단면적(A1)(A2) 차이와, 상기 이동체(40) 의해 압축 및 인장되는 탄성부재(36)의 힘(FS)에 의해 작동압력이 조절가능한 것을 특징으로 하는 공기배출밸브가 설치된 수문 및 배수갑문용 유압장치.
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