KR20160103267A

KR20160103267A - 브레이커용 컨트롤 밸브

Info

Publication number: KR20160103267A
Application number: KR1020150025528A
Authority: KR
Inventors: 이의명; 전준태; 유제록
Original assignee: 전준태; 유제록
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-09-01

Abstract

본 발명은 브레이커용 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 유체 흐름을 방향 전환하도록 밸브실(VR)에 설치되는 브레이커용 컨트롤 밸브에 있어서, 밸브하우징(300), 밸브 스풀(200) 및 밸브 플러그(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 제 1 단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 4유로(P4) 및 상기 제 5 유로(P5)와 연통되고, 상기 제 2 단차면(220)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 4유로(P4)와 연통되며, 상기 제 3단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 2유로(P2) 및 상기 제 3 유로(P3)와 연통되고, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 3유로(P3)와 연통되는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 단차면(210)은 제 1 압력면(211)을 향하여 경사지도록 형성되고, 상기 제 2 단차면(220)은 제 2 압력면(221)을 향하여 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

Description

브레이커용 컨트롤 밸브{Control Valve for Breaker}

본 발명은 브레이커용 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 유체 흐름을 방향 전환하도록 밸브실(VR)에 설치되는 브레이커용 컨트롤 밸브에 있어서,

상기 밸브실(VR)의 외형을 이루며, 유체가 공급되는 인라인과 연통된 제1유로(P1), 아웃라인과 연통된 제2유로(P2), 실린더 하실과 연통된 제3유로(P3), 실린더 상실과 연통된 제4유로(P4) 및 아웃라인과 연통된 제5유로(P5)가 내주면에 순차 형성되되, 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 타 유로보다 큰 직경을 가지며 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 형성된 밸브하우징(300);

상기 밸브 하우징(300)의 내주면(310)에 면접되게 끼워져 설치되며, 상기 제 1,2,3,4,5유로(P1,P2,P3,P4,P5)와 선택적으로 연통되면서 상하이동되게 외주면에 길이방향으로 간격을 두고 형성된 제 1,2,3 단차면(210,220,230) 및 상기 제2단차면(220)에 형성된 제2관통공(222)과 상기 제3단차면(230)에 형성된 제3관통공(232)을 가지는 밸브 스풀(200);

상기 밸브 스풀(200)의 내부면에 면접되게 끼워지고, 상기 밸브실(VR)의 개방면을 밀폐하며, 상기 개방면에 가까운 상기 밸브 스풀(200)의 상단측 공간과 연통되는 적어도 하나 이상의 플러그 관통공(120)을 갖는 밸브 플러그(100); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,

상기 제 1 단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 4유로(P4) 및 상기 제 5 유로(P5)와 연통되고,

상기 제 2 단차면(220)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 4유로(P4)와 연통되며,

상기 제 3단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 2유로(P2) 및 상기 제 3 유로(P3)와 연통되고, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 3유로(P3)와 연통되는 것을 특징으로 하되,

상기 제 1 단차면(210)은 제 1 압력면(211)을 향하여 경사지도록 형성되고,

상기 제 2 단차면(220)은 제 2 압력면(221)을 향하여 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이커(BREAKER)는 유압 혹은 공압에 의한 동력이 피스톤의 상면에 단속(斷續)적으로 작용하여 일정영역 내에서 상하 왕복운동되는 피스톤이 치즐(CHISEL)의 두부를 타격하여 외부로 노출되어 있는 치즐의 선단으로 하여금 파쇄대상물이 접촉되어 있는 상태에서 이를 파쇄토록 하여 주는 기구이다.

예컨대, 브레이커는 도 1 에 예시된 바와 같이, 실린더(10)내 피스톤(70)의 상단부에 형성된 가스 챔버(50) 내에 질소 가스 등 압축성 가스가 주입되어 충전되고, 피스톤(70)의 하단에는 치즐(30)의 두부가 상기 피스톤(70)과 접촉 가능하게 동축상에 장착되며, 이 상태에서 공급되는 유체의 압력 상태가 밸브실(VR)에 설치된 컨트롤 밸브에 의해 전환되면서 상기 피스톤(70)을 승하강시키게 되는데, 이때 가스 챔버(50) 안의 질소가스의 팽창력이 상기 피스톤(70)을 통해 치즐(30)의 두부를 타격하는 해머링 에너지(hammering energy)로 전환되어 그 선단에 접하고 있는 암반, 콘크리트 등의 경도성 파쇄대상물을 파쇄하도록 구성된다.

이러한 브레이커의 예들은 다수 공지되어 있는바, 이를테면 하기 선행기술 특허문헌 1에 기재한 바와 같은 등록특허 10-0078639호([가스와 유압을 이용한 타격기구]에는 밸브의 외주부에 형성된 고압유체 통과공을 이용하지 않고 피스톤 상부에 형성되는 후방 환상실과 밸브에 형성된 관통공을 연결하는 통로의 입구를 직접 개폐하는 방식으로 이루어져 피스톤이 가스실을 압축하면서 상사점에 도달하게 되면 스풀(SPOOL)의 외주면과 밸브의 내주면에 의하여 형성된 밸브전환실에 고압유체가 유입되고 이 고압유체는 직접 밸브 내의 상기 스풀을 밀어 밸브에 형성되어 있는 관통공을 개방시킴으로써 곧바로 피스톤 상부에 형성된 후방 환상실을 고압측으로 전환토록 함으로써 밸브의 효율을 극대화시킴과 동시에 타격에너지를 상승시키도록 한 구성이 공개되어 있다.

그러나, 이러한 예들에서는 원통형의 방향전환용 밸브스플의 외주면과 습동외주면 전체에 걸쳐 유압에 의한 과다한 팽창력이 작용하여 이들의 원만한 상호작용이 유발되지 못하게 되고 이에 따라 밸브스플의 외주면 전체에 스크래치가 발생하여 피스톤의 해머링에너지(HAMMERING ENERGY)를 저해하는 요인으로 작용하고 이로인해 브레이커의 수명이 단축되는 문제를 간과하고 있다. 또한, 개폐작용을 하는 과정에서 밸브스플이 유체와 유압의 흐름에 원활하게 대응하지 못하여 그 외주면과 밸브슬리브의 내주면 전체 습동면이 연동적으로 발생하여 습동운동 외주면과 내주면에 스크래치가 발생되고 이에 따라 밸브스플의 습동행정이 제한을 받게 되어 해머링기능이 약화되는 단점도 간과하고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 기존에는 밸브스플이 습동되는 구간의 상,하부에 적어도 하나 이상의 자압공간을 갖는 새로운 형태의 컨트롤밸브를 개발되어 있으며, 이러한 종류의 기존 발명은 하기 선행 기술 문헌의 특허문헌 2의 등록특허 10-0343888호 및 특허문헌 3의 등록 실용신안 20-0253891호로 개시된 바 있다.

그러나, 상기 선행기술은 컨트롤 밸브가 플러그. 스풀, 슬리브로 구성되어 있어 그 구성이 복잡하며, 유량과 유압이 반드시 밸브 슬리브까지 거친 다음 밸브 전환작용을 수행하도록 되어 있어 유체의 이동 경로가 길어져 유온 상승의 원인이 될 뿐만 아니라, 유압의 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 플러그. 스풀, 슬리브의 구성이 하나의 세트로 되어 있었기 때문에, 유지보수에 어려움이 있어 부득이하게 세트째 교체해야 하는 불편함과 함께 유지/보수 및 관리 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.

등록특허 10-0078639호 등록특허 10-0343888호 등록 실용신안 20-0253891호

본 발명은 상기한 기존 발명들의 문제점을 해결하여, 밸브 슬리브를 제거하고 밸브 스풀만을 통하여 밸브의 방향전환기능을 수행하도록 함으로써 유압의 흐름 경로를 단축시켜 유온 상승을 방비하고 유압을 더욱 효율적으로 사용하는 것은 물론, 그에 따른 해머링 에너지의 증가를 가져오는 것을 그 과제로 한다.

또한, 구조가 간단하여 분해 조립이 용이하여 유지 보수가 더욱 쉬운 새로운 형태의 브레이커용 컨트롤 밸브를 제공함은 물론, 밸브 스풀의 외주연에 가해지는 고압의 유압이 밸브 스풀의 중심축에 대하여 비교적 대칭을 이루며 작용하도록 하여, 밸브 스풀의 외주면과 밸브 하우징 내주면과의 마찰을 줄여 원활한 습동운동이 가능하고 마찰에 의한 마모나 스크래치의 발생을 줄일 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.

한편, 고압의 유체에 의하여 구동되는 밸브 스풀 상에 형성된 제 1단차면을 포함하는 작동 압력면의 면적을 효율적으로 증대시켜 밸브 스풀이 좀더 신속하고 원활하게 작동할 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 브레이커용 컨트롤 밸브는, 유체 흐름을 방향 전환하도록 밸브실(VR)에 설치되는 브레이커용 컨트롤 밸브에 있어서,

상기 제2관통공(222)은 상기 제3관통공(232)보다 더 크게 형성되며, 상기 밸브 스풀(200)의 상기 제 1 압력면(211) 내측의 내벽(213)은 상기 밸브 플러그(100) 방향으로 그 두께가 증가하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 3 단차면(230)에 상하길이방향으로 1 개 이상의 평면 요홈(240)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 스풀(200)에 형성된 상기 제2관통공(222)은 상기 제3관통공(232)보다 다수 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 상기 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 각각 2개씩 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 하나의 상기 제4유로(P4)는 상기 내주면(310)의 일 측면에 대하여 경사지도록 형성되어, 그 상측이 다른 또 하나의 상기 제4유로의 상측과 근접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 밸브 슬리브를 제거하고 밸브 스풀만을 통하여 밸브의 방향전환기능을 수행하도록 함으로써 유압의 흐름 경로를 단축시켜 유온 상승을 방비하고 유압을 더욱 효율적으로 사용하는 것은 물론, 그에 따른 해머링 에너지의 증가를 가져올 수 있다는 장점이 있다.

또한, 구조가 간단하여 분해 조립이 용이하여 유지 보수가 더욱 쉬운 새로운 형태의 브레이커용 컨트롤 밸브를 제공함은 물론, 밸브 스풀의 외주연에 가해지는 고압의 유압이 밸브 스풀의 중심축에 대하여 비교적 대칭을 이루며 작용하도록 하여, 밸브 스풀의 외주면과 밸브 하우징 내주면과의 마찰을 줄여 원활한 습동운동이 가능하고 마찰에 의한 마모나 스크래치의 발생을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이에 더하여, 고압의 유체에 의하여 구동되는 밸브 스풀 상에 형성된 제 1 단차면의 면적을 경사 구조를 이용하여 거의 150~300%에 가까운 면적을 확보하도록 효율적으로 증대시켜 밸브 스풀이 좀더 신속하고 원활하게 작동할 수 있다는 장점이 있다.

도 1: 기존 발명의 일 실시예에 의한 브레이커의 대략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2a: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 플러그의 단면도.
도 2b: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 플러그의 외관 사시도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 스풀의 외관 사시도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 스풀의 단면도.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 하우징의 외관 사시도.
도 6: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 하우징의 중앙단면도.
도 7: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 밸브 하우징의 각 부분의 단면도.
도 8: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 설치 상태도.
도 9 및 도 10: 본 발명의 일 실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 작동 상태를 나타내는 모식도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 브레이커용 컨트롤 밸브를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명은 도 9 및 도 10에 도시한 것과 같이 크게 밸브 플러그(100), 밸브 스풀(200) 및 밸브 하우징(300)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 밸브 플러그(100)는 상기 밸브 하우징(300)에 형성된 밸브실(VR)의 개방면을 밀폐하며 상측에 삽입되어 고정된다. 또한, 상기 밸브 플러그(100)는 기존 발명에서 밸브실 전체 길이에 걸쳐 설치되는 것과는 달리, 밸브실(VR) 전체 길이의 1/3 이내의 길이로 돌출형성된 것을 특징으로 한다. 이는 기존에 구비되던 밸브 슬리브(미도시)를 제거함에 따라 유체의 유로구성을 새롭게 하여 유체의 경로단축, 유압의 효과적인 전달을 통한 해머링 에너지 상승을 위한 것이다. 한편, 상기 밸브 플러그(100)에는 상기 밸브실(VR)의 상기 개방면에 가까운 상기 밸브 스풀(200)의 상단측 공간과 연통되는 적어도 하나 이상의 플러그 관통공(120)이 형성된다.

다음으로, 밸브 스풀(200)에 관하여 설명한다. 상기 밸브 스풀(200)은 도 9 및 도 10 에 도시한 것과 같이 상기 밸브 하우징(300)의 내주면(310)에 면접되며 상기 밸브 플러그(100)의 내주면(140)에 밸브 스플 선단부(202)가 면접되도록 설치된다. 이 경우, 상기 밸브 스풀(200)은 상기 밸브 하우징(300)의 내주면에 슬라이딩 가능하게 결합될 때 그 선단이 상기 밸브 플러그(100)의 고정단(110)과 일정한 간격을 갖고 이격설치되게 길이조정되도록 하여, 유압의 방향에 따라 상기 밸브 하우징(300)과 상기 밸브 플러그(100) 사이에서 유동 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

아울러, 밸브전환 작용을 위해 상기 밸브 스풀(200)의 외주면에는 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이, 밸브 플러그의 고정단(110)과 가까운 일단으로 타단을 향해 간격을 두고 제1단차면(210), 제2단차면(220), 제3단차면(230)이 차례로 형성된다. 한편, 상기 제2단차면(220)에는 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 제2관통공(222)이 형성되고, 상기 제3단차면(230)에는 제3관통공(232)이 형성된다. 이 경우, 상기 밸브 스풀(200)에 형성된 상기 제2관통공(222)은 많은 양의 유체가 통과하며 흘러야 하는 것을 고려할 때, 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 상기 제3관통공(232)보다 다수 형성되며, 상기 제2관통공(222)은 상기 제3관통공(232)보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 3 단차면(230)에는 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 상하길이방향으로 1 개 이상의 평면 요홈(240)이 형성되도록 하여, 그곳에 들어간 작동 유체에 의한 윤활작용도 가능하게 하는 기능을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 제 1 단차면(210)은 도 4에 나타낸 것과 같이 제 1 압력면(211)을 향하여 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 1 단차면(110)의 전체적인 깊이를 깊게 가공하지 않고도 상기 제 1 압력면(211)의 면적을 더욱 크게 확보하는 것이 가능하도록 하여, 경사지지 않게 형성되는 경우에 대비할 때 거의 150~300%에 가까운 면적을 확보하도록 하여 상기 밸브 스풀(200)이 좀더 신속하고 원활하게 작동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브 스풀(200)의 상기 제 1 압력면(211) 내측의 내벽(213)은 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 밸브 플러그(100) 방향으로 그 두께가 증가하도록 경사지게 형성되도록 하여, 상기 밸브 스풀(200)의 상기 밸브 플러그(100) 방향의 최상측 단면의 면적을 증가시킬 수 있도록 하여, 후술할 작동 상태에서 상기 플러그 관통공(120)을 통하여 공급되는 작동 유체의 압력이 작용하는 면적을 더욱 크게 확보하여 더욱 신속하고 원활한 작동이 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1단차면(210)은 유체의 통로가 되는 기능 이외에, 그곳에 들어간 작동 유체에 의한 윤활작용도 가능하게 하는 기능을 가진다.

다음으로, 밸브 하우징(300)에 관하여 설명한다. 상기 밸브 하우징(300)은 도 5 내지 도 7에 도시한 것과 같이, 상기 밸브실(VR)의 외형을 이루며, 유체가 공급되는 인라인과 연통된 제1유로(P1), 아웃라인과 연통된 제2유로(P2), 실린더 하실과 연통된 제3유로(P3), 실린더 상실과 연통된 제4유로(P4) 및 아웃라인과 연통된 제5유로(P5)가 내주면에 순차 형성된다. 이때, 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 통과하는 유량이 많은 것을 고려할 때, 도 7에 도시한 것과 같이 타 유로보다 큰 직경을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 고압의 유체가 작용하여 상기 밸브 스풀(200)의 외주면에 압력을 가하게 되는 것을 고려할 때, 상기 밸브 스풀(200)의 외주면에 가해지는 압력에 의한 합력이 어느 한 방향으로 편향되는 것을 방지하기 위하여 도 7의 에 도시한 것과 같이 상기 밸브 하우징(300)의 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 형성되도록 하여, 상기 밸브 스풀(200)의 외주연에 가해지는 고압의 유압이 상기 밸브 스풀(200)의 중심축에 대하여 비교적 대칭을 이루며 작용하도록 하여, 상기 밸브 스풀(200)의 외주면과 상기 밸브 하우징 내주면(310)과의 마찰을 줄여 원활한 습동운동이 가능하고 마찰에 의한 마모나 스크래치의 발생을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 통과하는 유량을 증대시키는 것과 동시에 외주면에 가해지는 압력이 서로 균형을 맞출 수 있도록 하기위하여 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 도 7에 나타낸 것과 같이 상기 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 각각 2개씩 형성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 하나의 상기 제4유로(P4)는 도 7에 나타낸 것과 같이 상기 내주면(310)의 일 측면에 대하여 경사지도록 형성되어, 그 상측이 다른 또 하나의 상기 제4유로의 상측과 근접하도록 형성되도록 하여, 상기 내주면(310)의 거의 대부분이 상기 제4유로(P4)들과 직접적으로 연통하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브의 작동에 관하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브가 브레이커에 장착된 상태를 나타내는 도 8 내지 도 10에서는, 본 발명의 상기 밸브 하우징(300)의 특징적 형태의 특성상, 상기 제1유로(P1) 내지 제5유로(P5)의 위치와 형상은 상하로 배열된 위치를 제외하고는 작동의 이해를 돕기 위해 모식적으로 표현한 것임에 유의하여야 한다.

본 발명의 일실시예에 의한 브레이커용 컨트롤 밸브는 도 8 내지 도 10에 도시한 것과 같이 동작하면서 유체(유압)의 흐름을 전환하여 피스톤(600)을 승하강 시켜서 치즐(500)을 타격하게 된다.

먼저, 도 8에서와 같이 유체가 인라인(IN)을 통해 유입되면, 유체는 실린더(10)의 하실로 유입되어 피스톤(600)을 밀어 올리게 되고, 동시에 제1유로(P1)를통해 밸브실(VR)로 들어가게 된다.

이때, 상기 밸브실(VR)의 상기 밸브 스풀(200)은 도 9에 도시한 것과 같이 하방향으로 이동되어 있는 초기 상태이므로, 상기 제 2 유로(P2)와 상기 제3유로(P3)는 상기 밸브 스풀(200)의 외주면과 상기 밸브 하우징(300)의 내부면 사이에서 상기 제3단차면(230)에 의해 서로 연통된 상태에서 아웃라인(OUT)과 연결되어 있고, 상기 제4유로(P4)와 상기 제5유로(P5)도 마찬가지로 상기 제1단차면(210)에 의해 서로 연통된 상태에서 상기 아웃라인(OUT)과 연결되어 있는 상태에 있게 된다.

따라서, 상기 밸브 스풀(200)의 외주면에서 압력이 가해지는 상기 제1,3단차면(210,230)은 저압상태를 유지하게된 반면에, 상기 밸브 스풀(200)의 내부에서 압력이 가해지는 상기 제2단차면(220), 즉 제2관통공(222)에는 고압이 걸리게 된다. 한편, 피스톤(600)이 실린더(10)의 내주면의 일정 거리에 위치하는 최대 스트로크 위치까지 상승하여 도달하면, 상기 밸브 스풀(200)의 상기 제3유로(P3)에 강한 압력의 유체가 전달되어 상기 밸브 스풀(200)의 단차면을 강하게 압력 상승시키면 상기 밸브 스풀(200)은 상승하게 되며, 이로 인해 상기 밸브 스풀(200)의 상단을 누르던 유체도 상기 플러그 관통공(120)을 통해 상기 밸브실(VR) 내부로 유입되게 되어 결국 상기 밸브 스풀(200)도 상기 피스톤(600)과 함께 상승하면서 도 10에 도시한 것과 같이 상사점에 도달하게 된다.

이와 동시에, 피스톤(600)이 최대 상승하면서 가스 챔버(710)을 최대로 압축하게 되고, 그 최대점에 이르는 순간 가스 챔버(710)내의 가스가 급격히 팽창하면서 피스톤(600)을 강하게 하강시키게 된다. 이때, 실린더 하실의 유체가 아웃 라인(OUT)을 통해 배출되게 되므로 상기 실린더 하실은 저압상태로 전환되고, 반대로 실린더 상실에는 도 10에 도시한 것과 같이 인라인(IN)과 연결된 제1유로(P1)를 통해 들어온 고압의 유체가 상사점에 위치하는 밸브스풀(200)의 제2관통공(222)을 통하여 제4유로(P4)를 통하여 공급되므로 상기 실린더 상실은 고압 상태가 된다.

따라서, 상기 가스 챔버(710)에서 압축되었던 가스의 팽창력에 더하여, 상기 실린더 상실과 실린더 하실의 압력차에 의한 구동력까지 더하여져, 상기 피스톤(600)은 매우 원활하고 강력하게 하강동작을 하며 타격력을 증대시킨다.

이때, 상기 제2유로(P2)와 제5유로(P5)는 도 10에 도시한 것과 같이 차단된 상태에 있기에, 상기 피스톤(600)의 하강에 의하여 실린더 하실에서 유출되는 유체는 상기 밸브실(VR) 내부로 유입되지 않고 아웃라인(OUT)으로만 배출되게 된다.

그 후, 도 10에 도시한 것과 같이 피스톤(600)의 하강과 동시에 실린더 상실의 공간이 커지면 순간적으로 유체의 이동이 일어나면서 상기 제2단차면(220)에 압력이 가해져 상기 밸브 스풀(200)의 하강이 시작되면서 고압의 유체가 상기 플러그 관통공(120)을 통하여 상기 밸브 스풀(200)의 상단면을 압박하는 동시에, 제2유로(P2)와 제3유로(P3)가 연통되면서 상기 제3단차면(230)에 낮은 압력이 가해지게 되므로 상기 밸브 스풀(200)은 계속 하강하여 도 9에 도시한 것과 같은 하강 상태로 복귀하게 된다.

이 때, 피스톤(600)은 완전히 하강하여 치즐(500)을 타격하여 파쇄작업을 수행하게 되며, 이와 같은 상기 과정을 계속적으로 반복하여 수행하면서 브레이커가 작동하게 된다.

이상에서, 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 밸브 플러그 200: 밸브 스풀
300: 밸브 하우징 VR: 밸브실
400: 실린더
410: 피스톤 작동공
420: 가스 챔버 확장 통공
500: 치즐
600: 피스톤
700: 가스 챔버 하우징 710: 가스 챔버
720: 측면 확장 챔버
730: 가스 통공

Claims

유체 흐름을 방향 전환하도록 밸브실(VR)에 설치되는 브레이커용 컨트롤 밸브에 있어서,
상기 밸브실(VR)의 외형을 이루며, 유체가 공급되는 인라인과 연통된 제1유로(P1), 아웃라인과 연통된 제2유로(P2), 실린더 하실과 연통된 제3유로(P3), 실린더 상실과 연통된 제4유로(P4) 및 아웃라인과 연통된 제5유로(P5)가 내주면에 순차 형성되되, 상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 타 유로보다 큰 직경을 가지며 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 형성된 밸브하우징(300);
상기 밸브 하우징(300)의 내주면(310)에 면접되게 끼워져 설치되며, 상기 제 1,2,3,4,5유로(P1,P2,P3,P4,P5)와 선택적으로 연통되면서 상하이동되게 외주면에 길이방향으로 간격을 두고 형성된 제 1,2,3 단차면(210,220,230) 및 상기 제2단차면(220)에 형성된 제2관통공(222)과 상기 제3단차면(230)에 형성된 제3관통공(232)을 가지는 밸브 스풀(200);
상기 밸브 스풀(200)의 내부면에 면접되게 끼워지고, 상기 밸브실(VR)의 개방면을 밀폐하며, 상기 개방면에 가까운 상기 밸브 스풀(200)의 상단측 공간과 연통되는 적어도 하나 이상의 플러그 관통공(120)을 갖는 밸브 플러그(100); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 제 1 단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 4유로(P4) 및 상기 제 5 유로(P5)와 연통되고,
상기 제 2 단차면(220)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 4유로(P4)와 연통되며,
상기 제 3단차면(210)은, 상기 밸브 스풀(200)의 최하측 하강위치에서는 상기 제 2유로(P2) 및 상기 제 3 유로(P3)와 연통되고, 상기 밸브 스풀(200)의 최상측 상승위치에서는 상기 제 3유로(P3)와 연통되는 것을 특징으로 하되,
상기 제 1 단차면(210)은 제 1 압력면(211)을 향하여 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 밸브 스풀(200)의 상기 제 1 압력면(211) 내측의 내벽(213)은 상기 밸브 플러그(100) 방향으로 그 두께가 증가하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브.
청구항 제 1항에 있어서,
상기 제 3 단차면(230)에 상하길이방향으로 1 개 이상의 평면 요홈(240)이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 밸브 스풀(200)에 형성된 상기 제2관통공(222)은 상기 제3관통공(232)보다 다수 형성되고, 상기 제2관통공(222)은 상기 제3관통공(232)보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브.
청구항 제 3항에 있어서,
상기 제1유로(P1) 및 상기 제4유로(P4)는 상기 내주면(310)의 양 측면으로 연통하여 각각 2개씩 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브.
청구항 제 4항에 있어서,
하나의 상기 제4유로(P4)는 상기 내주면(310)의 일 측면에 대하여 경사지도록 형성되어, 그 상측이 다른 또 하나의 상기 제4유로의 상측과 근접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 컨트롤 밸브.