KR20200012092A

KR20200012092A - 유압펌프 및 이에 사용되는 램

Info

Publication number: KR20200012092A
Application number: KR1020180086922A
Authority: KR
Inventors: 김남진
Original assignee: (주)케이씨이피중공업
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2020-02-05
Also published as: KR102077309B1

Abstract

본 발명은 유압펌프 및 이에 사용되는 램에 관한 것으로써, 구체적으로는 유체로부터 유압펌프의 수밀을 확보하고, 유압펌프의 램 부품을 절감할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전후방에 유압차가 발생하는 드라이브실린더; 일측이 드라이브실린더에 설치되는 딜리버리실린더; 드라이브실린더와 딜리버리실린더를 연통하는 로드; 로드의 일측에 설치되어 드라이브실린더의 내부에 배치되고, 유압차에 의해 전진 또는 후진의 선형이동되는 피스톤; 및 로드의 타측에 설치되어 딜리버리실린더의 내부에 배치되는 램을 포함하고, 램은 딜리버리실린더의 내주면에 밀착된 상태로 피스톤의 선형이동에 의해 왕복운동하며, 유체를 딜리버리실린더의 내부로 인입시키고 외부로 인출시키고, 로드에 설치되는 플랜지; 및 플랜지에 형성되는 실링부를 포함하되, 플랜지와 실링부는 일체로 인서트사출성형된다.

Description

유압펌프 및 이에 사용되는 램{OIL PRESSURE PUMP AND LAM FOR THE SAME}

본 발명은 유압펌프 및 이에 사용되는 램에 관한 것으로써, 구체적으로 수밀을 확보하여 유압펌프로의 유체유입을 보다 효과적으로 수행하며, 유압펌프의 구성 중 램의 구성을 개선하여 장치의 신뢰성을 높이고, 유압펌프의 관리 및 교체비용을 절감할 수 있는 장치에 관한 것이다.

하수처리, 정수과정에서 발생된 침전물을 배출하거나, 건설을 위해 콘크리트를 고층으로 압송하는 등 고체와 유체가 혼합된 물질을 이동시키는데 사용되는 유압펌프 중 딜리버리실린더와 드라이브실린더로 구성된 유압펌프는 딜리버리실린더에 이동 시 발생되는 부압을 이용하여 혼합된 물질을 실린더 내부로 유입시키고, 드라이브실린더를 구동하여 혼합된 물질을 이동 또는 배출하는 연속적인 동작을 구현한다.

딜리버리실린더에서 발생되는 실린더 내의 램의 이동에 따라 발생되므로, 램과 실린더 내면 사이의 수밀은 유압펌프의 작동시 전체적으로 유지되는 것이 바람직하나, 실린더 내면에서 반복적으로 이동하는 램은 마찰에 의한 마모, 유입되는 혼합된 물질과의 충격에 의한 변형 등 다양한 원인에 의하여 손상되므로 적정 사용주기에 따라 교체되어야 한다.

따라서 딜리버리실린더는 사용주기 내에서는 일정한 내구성을 갖고 있어야 하며, 교체가 용이하며, 보다 낮은 비용으로 제작되어야 한다.

붐을 이용하여 콘크리트를 원거리로 이송시키는 도 1 및 도 2에 도시된 콘크리트펌프카를 참조하여 유압펌프를 보다 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.

콘크리트펌프카(10)는 지반을 기준으로 콘크리트펌프카(10)를 일정량만큼 기울이거나 승강시키는 아우트리거(11), 콘크리트를 공급받는 호퍼(20), 호퍼(20)에 연결되어 콘크리트를 유동시키는 압송관(142,143,144), 일측이 압송관(142,143,144)에 연결되고 타측이 엔드호스에 연결되는 붐, 복수 개의 붐을 포함하는 붐조립체(40), 붐을 수직방향으로 회전시키는 액추에이터, 붐조립체(40)를 수평방향으로 회전시키는 턴테이블(30), 압송관(142,143,144)을 통해 붐조립체(40)에 배치되는 이송라인으로 콘크리트를 주입하는 유압펌프(100)로 구성된다.

여기서 유압펌프는 도 2와 같이 드라이브실린더(110), 딜리버리실린더(120)로 구성되고, 딜리버리실린더(120) 내부에는 로드(131)와 램(130)이 배치된다. 로드(131)가 콘크리트펌프카(10) 전방으로 이동하면 램(130)이 부압을 발생시켜 호퍼(20) 내의 콘크리트를 딜리버리실린더(120) 내부로 유입시키고, 로드(131)가 콘크리트펌프카(10) 후방으로 이동하면 압송관(142, 143, 144)를 통해 콘크리트를 붐 조립체를 통해 엔드호스로 배출시킨다.

따라서 앞에서 설명한 바와 같이 램(130)은 사용 주기 내에서 일정한 내구성을 유지하여야 하므로, 일반적으로 램(130)의 외부면에 실링부재를 별도로 설치하여 일반적으로 수밀을 확보하고, 실링부재만을 교체하여 비용을 절감하고자 하나, 이러한 구조는 실링부재의 품질, 설치 등의 관리가 필요하며, 실링부재가 설치되기 위한 복잡한 램의 구조를 필연적으로 가져오므로, 결과적으로 장치의 신뢰성 및 비용의 측면에서 나쁜 영향을 발생시킬 수 있는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 10-1991-0014155 (1991.08.31 공개)

본 발명의 목적은 수밀을 확보하여 유압펌프로의 유체유입을 보다 효과적으로 수행하며, 유압펌프의 구성 중 램의 구성을 개선하여 장치의 신뢰성을 높이고, 유압펌프의 관리 및 교체비용을 절감할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 지반을 기준으로 콘크리트펌프카를 일정량만큼 기울이거나 승강시키는 아우트리거, 콘크리트를 공급받는 호퍼, 호퍼에 연결되어 콘크리트가 유동되는 압송관, 일측이 압송관에 연결되고 타측이 엔드호스에 연결되는 붐, 복수 개의 붐을 포함하는 붐조립체, 붐을 수직방향으로 회전시키는 액추에이터, 붐조립체를 수평방향으로 회전시키는 턴테이블, 압송관을 통해 붐조립체에 배치되는 이송라인으로 콘크리트를 주입하는 콘크리트펌프를 포함하는 콘크리트펌프카에 있어서, 콘크리트펌프는 전후방에 유압차가 발생하는 드라이브실린더와, 일측이 드라이브실린더에 설치되는 딜리버리실린더와, 드라이브실린더와 딜리버리실린더를 연통하는 로드와, 로드의 일측에 설치되어 드라이브실린더의 내부에 배치되고, 유압차에 의해 전진 또는 후진의 선형이동되는 피스톤; 및 로드의 타측에 설치되어 딜리버리실린더의 내부에 배치되는 램을 포함하며, 램은 딜리버리실린더의 내주면에 밀착된 상태로 피스톤의 선형이동에 의해 왕복운동하며, 피스톤의 이동방향에 따라 유체를 딜리버리실린더의 내부 또는 외부로 이동시키고, 로드에 설치되는 플랜지; 및 플랜지에 형성되는 실링부;를 포함하되, 플랜지와 실링부는 일체로 인서트사출성형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 실링부는 플랜지의 직경방향을 따라 확장되도록 경사가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 딜리버리실린더에 접하는 실링부의 측면에는 마모방지층이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 플랜지는 실링부가 설치되는 결합홈이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 램은 드라이브실린더와 딜리버리실린더를 연통하는 로드에 설치되는 플랜지; 플랜지에 형성되는 실링부를 포함하고, 플랜지와 실링부는 일체로 인서트 사출성형된다.

본 발명은 램의 플랜지에 설치되는 기밀부재 또는 실링부를 통해 딜리버리실린더의 수밀을 확보할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 플랜지와 실링부를 일체로 형성하여 부품절감 및 제작 시간을 감소시키며, 나아가 관리 및 교체비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 콘크리트펌프카의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유압펌프의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 드라이브실린더의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 피스톤과 램의 운동을 나타내는 상태도이다.
도 5 내지 도 7a, b, c는 도 2에 도시된 램의 다양한 예를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 2에 도시된 개폐밸브의 다양한 예를 나타내는 개략도이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유압펌프에 대하여 콘크리트 펌프카의 적용예를 기준으로 설명하도록 하되, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프는 콘크리트 펌프카에만 국한되어 적용되지 않고 다양한 실시예에 적용이 가능하다.

도 1은 콘크리트펌프카의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유압펌프의 개략도이며, 도 3은 도 2에 도시된 드라이브실린더의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 콘크리트펌프카(10)는 붐조립체(40), 액추에이터, 턴테이블(30), 유압펌프(100)를 포함한다.

붐조립체(40)는 콘크리트펌프카(10)로부터 콘크리트를 건물의 고층으로 유동시키기 위한 복수 개의 붐(1,2,3…n)을 포함하며, 턴테이블(30)의 단부에 설치되는 붐1을 기준하여 붐n까지 수직으로 회전가능하도록 상호간에 힌지 결합된 구조체이다.

액추에이터는 붐을 수직방향으로 회전시키는 구성이며, 턴테이블(30)은 콘크리트펌프카(10)에 입설되어 붐조립체(40)를 수평방향으로 회전시키는 구성이다.

유압펌프(100)는 압송관(142,143,144)을 통해 붐조립체(40)에 배치되는 이송라인으로 유체인 콘크리트를 주입하는 구성이다.

보다 구체적으로, 유압펌프(100)는 드라이브실린더(110), 딜리버리실린더(120), 로드(131)를 포함한다.

드라이브실린더(110)의 내부에는 피스톤(111)이 배치되며, 피스톤(111)을 기준하여 전후방에 발생하는 유압차에 의해 피스톤(111)이 드라이브실린더(110)의 내부를 따라 전진 또는 후진의 선형이동이 이루어진다.

딜리버리실린더(120)의 일측은 드라이브실린더(110)에 설치되고, 타측은 호퍼(20)에 설치되며, 내부에 램(130)이 배치된다.

로드(131)는 피스톤(111)의 선형이동을 램(130)에 전달하기 위한 구성으로, 드라이브실린더(110)와 딜리버리실린더(120)를 연통하여 일측에 피스톤(111)이 설치되고, 타측에 램(130)이 설치된다.

딜리버리실린더(120)는 호퍼(20)로 공급되는 콘크리트가 유입되어 압송관(142,143,144)으로 배출된다.

여기서, 딜리버리실린더(120)로 유입되는 콘크리트가 드라이브실린더(110) 측으로 유동되는 것을 방지하기 위하여, 램(130)은 딜리버리실린더(120)의 내주면에 밀착된 상태로 피스톤(111)의 선형이동에 의해 왕복운동한다.

또한, 램(130)이 딜리버리실린더(120)에 밀착됨에 따라 램(130)이 드라이브실린더(110) 측으로 후진할 경우, 딜리버리실린더(120)의 내부에 형성되는 부압에 의해 호퍼(20)에 공급되는 콘크리트 등의 유체가 딜리버리실린더(120)의 내부로 인입된다.

그리고 램(130)이 전진할 경우, 딜리버리실린더(120)의 내부에 형성되는 정압에 의해 딜리버리실린더(120)의 내부에 수용된 콘크리트 등의 유체가 압송관(142,143,144)으로 인출되어 압송된다.

도 4는 도 3에 도시된 피스톤과 램의 운동을 나타내는 상태도이다.

도 4를 참조하면, 각각 한 쌍의 딜리버리실린더(120)와 드라이브실린더(110)에서 로드(131)가 후진하여 준비된 상태에 있고, 이 상태에서 오일탱크(150)로부터 유동되는 오일이 드라이브실린더(110)에 유입되어 전후방에 유압차가 발생하면 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤(111)이 선형이동된다.

한 쌍의 드라이브실린더(110)에 배치된 피스톤(111)은 전후진 동작을 교번하여 진행하게 되고, 이에 따라 한 쪽의 딜리버리실린더에 수용된 콘크리트는 압송관(142,143,144)으로 인출되고, 다른 쪽의 딜리버리실린더에는 호퍼(20)에 공급된 콘크리트가 인입되는 과정이 반복된다.

도 5 내지 도 7a, b, c는 도 2에 도시된 램의 다양한 예를 나타내는 단면도 및 사시도이다.

도 5를 참조하면, 램(130)은 일 예로 로드(131)에 설치되는 플랜지(136), 플랜지(136)의 양측에 설치되어 딜리버리실린더(120)에 밀착되는 한 쌍의 기밀부재(132)를 포함한다.

기밀부재(132)는 환형 형상으로, 램(130)은 플랜지(136)의 외주면을 따라 함몰되어 기밀부재(132)가 설치되는 결합홈(133)을 더 포함한다.

여기서, 플랜지(136)가 딜리버리실린더(120)의 내주면에 접촉되는 것을 방지하기 위해, 기밀부재(132)는 플랜지(136)의 직경방향을 따라 확장되도록 경사가 형성되는 것이 바람직하다.

즉. 기밀부재(132)가 확장됨에 따라 딜리버리실린더(120)와 플랜지(136)간에 갭이 형성되어도 딜리버리실린더(120)의 수밀을 확보할 수 있고, 플랜지(136)의 마모를 방지할 수 있다.

또한, 기밀부재(132)가 한 쌍으로 구성됨으로써 한 쪽이 마모에 의해 누설이 되어도 다른 한 쪽에 의해 수밀이 확보될 수 있어 장치의 건전성을 보다 확보할 수 있다.

여기서, 램(130)은 철제, 합금강과 같은 공지의 강성소재가 적용될 수 있으며, 기밀부재(132)는 공지의 천연 또는 합성 고무소재가 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 램(130')은 다른 예로 플랜지(136')의 일측에 설치되는 기밀부재(132), 플랜지(136')의 타측에 형성되는 실링부(134)를 포함한다.

전술된 일 예와 같이, 기밀부재(132)는 결합홈(133)에 설치되며, 플랜지(136')의 직경방향을 따라 확장되도록 경사가 형성된다.

실링부(134)는 기밀부재(132)와 대응되도록 경사가 형성되며, 기밀부재(132)와 같이 딜리버리실린더(120)에 밀착된다.

플랜지(136)와 실링부(134)는 일체로 인서트 사출성형될 수 있으며, 이로써 기밀부재 부품절감 및 램의 제작 시간을 줄일 수 있다.

즉, 플랜지(136)와 실링부(134)는 플라스틱과 같은 공지의 합성수지 소재가 적용될 수 있으며, 또한, 실링부(134)의 경우 전술된 기밀부재(132)와 같이 공지의 천연 또는 합성 고무소재가 적용될 수 있다.

여기서, 램(130')의 운동으로 인해 실링부(134)에 발생하는 피로도를 절감하기 위하여, 딜리버리실린더(120)에 접하는 실링부(134)의 측면에는 마모방지층(135)이 형성될 수 있다.

마모방지층(135)은 나일론을 비롯한 공지의 내마모성 소재가 적용될 수 있으며, 접착제를 매개로 부착되거나 도포되어 형성될 수 있다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하면, 램(130'')은 또 다른 예로 전술된 플랜지와 실링부의 인서트 사출 시, 실링부의 위치 변동을 방지하기 위하여 플랜지(136'')에 복수 개의 결합홈(133')이 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 결합홈(133')은 플랜지(136'')의 외주면을 따라 함몰되고, 플랜지(136'')의 길이방향을 따라 복수 개가 순차적으로 일정간격 이격되어 플랜지(136'')에 배치된다.

즉, 복수 개의 결합홈(133')에 의해 실링부의 지지력이 확보되어 보다 견고히 실링부가 플랜지(133'') 상에 설치될 수 있다. 이러한 결합홈(133') 내부에는 도 7a와 같이 실링부 사출시 위치를 확인하고, 실링부 사출 후 실링부와 플랜지(136'')의 결합을 견고하게 하는 보조홈(133'a)이 추가로 형성될 수 있다.

또한, 인서트 사출 시 플랜지(136'')의 내부로 수지가 유입되는 것을 방지하기 위한 차폐벽(136a)이 설치된다.

이러한 차폐벽(136a)의 전단에는 도 7a와 같이 격자(136b)가 형성될 수 있다. 격자(136b)는 도 7b와 같이 차폐벽(136a)과 이격하여 형성되어 차폐벽(136a)과 격자(136b) 사이의 이격된 공간을 통해 수지가 유입되어 경화될 수 있도록 하며, 플랜지(136'')와 실링부를 보다 견고하게 고정시킬 수 있다. 또한, 램(130'')의 이동시 유입되는 콘크리트가 램(130'')에 충돌하는 경우 완충시켜 램의 내구성을 높일 수 있다.

한 쌍의 딜리버리실린더(120) 중 콘크리트 등의 유체가 인출되는 딜리버리실린더와 압송관(142,143,144)을 선택적으로 연결하기 위해 유압펌프(100)는 개폐밸브를 더 포함한다.

도 8 및 도 9는 도 2에 도시된 개폐밸브의 다양한 예를 나타내는 개략도이다.

도 8을 참조하면, 개폐밸브(140)는 일 예로 연결부(145), 회동관(141)을 포함한다.

보다 구체적으로, 연결부(145)는 호퍼(20)에 설치되며, 한 쌍의 딜리버리실린더(120)의 단부에 각각 대응하는 한 쌍의 개방부(146)가 형성된다.

회동관(141)은 일측이 압송관(142,143,144)에 회전가능하게 결합되고, 타측은 회전에 의해 개방부(146)에 선택적으로 연결 또는 분리된다.

즉, 회동관(141)이 콘크리트 등의 유체가 인출되는 개방부(146)에 선택적으로 연결됨에 따라 콘크리트가 압송관(142,143,144)으로 유동될 수 있다.

도 9를 참조하면, 개폐밸브(140')는 다른 예로 회동관(141)에 확장부(141')가 형성될 수 있고, 확장부(141')의 지름(d1)이 개방부(146)의 지름(d2)보다 상대적으로 크게 형성된다.

즉, 압송이 종료된 콘크리트 등의 유체가 잔류할 수 있는 공간이 확장부(141')를 통해 확보됨에 따라 딜리버리실린더(120)로부터 인출된 콘크리트의 역류가 방지될 수 있으며, 나아가 균일하고 안정적인 콘크리트 유동이 진행될 수 있다

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압펌프는 램의 플랜지에 설치되는 기밀부재 또는 실링부를 통해 딜리버리실린더의 수밀을 확보할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 플랜지와 실링부를 일체로 형성하여 부품절감 및 제작 시간을 감소시키며, 나아가 관리 및 교체비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 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 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 유압펌프 110 : 드라이브실린더
120 : 딜리버리실린더 130 : 램
140 : 개폐밸브

Claims

전후방에 유압차가 발생하는 드라이브실린더;
일측이 상기 드라이브실린더에 설치되는 딜리버리실린더;
상기 드라이브실린더와 딜리버리실린더를 연통하는 로드;
상기 로드의 일측에 설치되어 상기 드라이브실린더의 내부에 배치되고, 상기 유압차에 의해 전진 또는 후진의 선형이동되는 피스톤; 및
상기 로드의 타측에 설치되어 상기 딜리버리실린더의 내부에 배치되는 램;
을 포함하고,
상기 램은
상기 딜리버리실린더의 내주면에 밀착된 상태로 상기 피스톤의 선형이동에 의해 왕복운동하며, 상기 피스톤의 이동방향에 따라 유체를 상기 딜리버리실린더의 내부 또는 외부로 이동시키고,
상기 로드에 설치되는 플랜지; 및
상기 플랜지에 형성되는 실링부;
를 포함하되,
상기 플랜지와 실링부는 일체로 인서트사출성형되는 것을 특징으로 하는 유압펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 실링부는
상기 플랜지의 직경방향을 따라 확장되도록 경사가 형성되는 유압펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 딜리버리실린더에 접하는 상기 실링부의 측면에는 마모방지층이 형성되는 유압펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 플랜지는
상기 실링부가 설치되는 결합홈이 형성되는 유압펌프.
드라이브실린더와 딜리버리실린더를 연통하는 로드에 설치되는 플랜지; 및
상기 플랜지에 형성되는 실링부;
를 포함하고,
상기 플랜지와 실링부는 일체로 인서트 사출성형되는 것을 특징으로 하는 램.