KR20230002126U - 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤 조립체가 이에 연결된 유체 실린더를 진동하게 하는 진동밸브 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 연속적으로 공급되는 유체의 압력을 이용해 1차 피스톤과 2차 피스톤의 단면적 비만큼 가압된 유체가 실린더에 좌우 연속적으로 공급되어 실린더의 진동을 달성하는 진동밸브 조립체의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 출력 포트(V94)를 중심으로 대칭으로 배치된 좌우 각각 1개씩의 체크 밸브(51)를 구성함과 동시에 실린더 인출 또는 인입 가압 측 반대 유로로 연결되게 하여 배압을 최소화시키는 셔틀 밸브 조립체(64)를 포함하는 구조의 실린더 왕복동 진동 밸브 조립체이다.

Description

면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤 조립체가 이에 연결된 유체 실린더를 진동하게 하는 진동밸브 조립체 {Vibration valve assembly oscillating directly connected fluid cylinder}
본 고안은 1차 피스톤에 연속적으로 공급되는 유체의 압력을 이용해 이와 기계적으로 연결된 두 개의 2차 피스톤이 좌우 연속적으로 유체를 토출시켜 이와 연결된 유체 실린더를 빠른 속도로 진동하게 하도록 유로가 구성된 밸브 조립체의 구조에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 2차 피스톤 출력 측이 1차 출력 포트(V84)에 내부적으로 연결되어 1차 피스톤 입력 측에 공급된 1차 유체가 2차 피스톤 출력 유체로 활용되게 하며, 두개의 2차 피스톤 각각의 출력 포트가 복동 실린더의 인출 및 인입 포트에 각각 연결되어 실린더가 왕복 운동을 할 수 있게 함에 있어서, 왕복 운동 시 가압되는 실린더 포트의 반대 포트의 배압(back pressure)을 최소화시킬 수 있는 셔틀 밸브(shuttle valve) 조립체가 내장된 밸브 조립체에 관한 것이다.
관련 선행 기술의 가장 대표적인 응용 분야는 출력측 2차 피스톤에 공급되는 2차 유체를 물로 하여 물펌프로 활용하는 고압 물펌프다.
종래 기술 중 특허 10-2027399 도 2와 같이 1차 피스톤에 연결된 2차 피스톤이 좌우 각각 2개의 체크 밸브에 연결되고 2차 유체 입력 체크 밸브(341)를 통해 공급된 2차 유체가 밸브 조립체에 의해 가압되어 출력 체크 밸브(342)를 통해 토출되는 구조이다.
특허 10-2027399 2019.9.25, 1쪽 도면 2
관련 선행 기술의 가장 대표적인 응용 분야는 출력측 2차 피스톤에 공급되는 2차 유체를 물로 하여 물펌프로 활용하는 고압 물펌프다.
종래 기술 중 특허 10-2027399의 경우 도2와 같이 2차 하우징(321)에 구성된 입력 체크 밸브 (341) 및 출력 체크 밸브 (342) 에 의해 1차 피스톤에 공급되는 1차 유체와 2차 피스톤이 가압하는 2차 유체와는 완전하게 분리되어 있어 2차 유체는 별도로 공급되도록 외부 배관을 해야 한다.
또한 하우징 조립체 (310) 구조에 있어서 1차 피스톤과의 단면적 비를 달리하는 2차 피스톤(221)을 구성하는 경우 2차 하우징(321) 전체를 교체해야 하는 구조이다.
본 고안은 1차 출력 포트(V84)에 내부적으로 체크 밸브를 구성하여 1차 유체를 2차 유체로도 활용하게 하며 동시에 2차 피스톤 가압측 반대 방향이 유체 탱크에 연결된 1차 출력 포트와 연결되게 하여 배압(back pressure)을 최소화시키는 셔틀 밸브(shuttle valve) 조립체를 포함하는 구조로 한다.
본 고안은 밸브 조립체에 연결된 탱크 측의 저압 유체를 흡입할 수 있는 체크밸브를 각각 1개씩 구성하여 2차 피스톤 가압측에 복동 실린더(double acting cylinder)를 바로 연결하여 이 실린더가 좌우로 빠르게 왕복 운동을 할 수 있게 하며, 셔틀 밸브 조립체를 구성하여 실린더 가압측 반대 포트는 탱크로 연결되게 하여 배압을 최소화 시킬 수 있다. 따라서 양로드(double rod) 실린더 뿐만 아니라 인입 및 인출측 가압 면적이 상이한 단로드(single rod) 실린더도 배압 없이 왕복 운동을 원활하게 할 수 있다.
도1 : 본 고안에 의한 밸브 조립체가 좌측으로 진행하여 이와 연결된 실린더 로드가 우측으로 이동하는 상태를 나타내는 단면도
도2 : 본 고안에 의한 밸브 조립체가 우측으로 진행하여 이와 연결된 실린더 로드가 좌측으로 이동하는 상태를 나타내는 단면도
도3 : 본 고안에 의한 밸브 조립체의 회로도
본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에서 보듯이, 본 고안의 구조는 크게 나누어 개선된 1차 하우징(54), 개선된 2차 하우징(52), 피스톤 조립체(210) 및 셔틀 밸브 조립체(64)로 구성되어 있다.
개선된 2차 하우징(52)에는 두 개의 체크 밸브(50 및 51) 및 어댑터(53)가 조립될 수 있는 공간 및 유로로 구성되어 있으며, 피스톤 조립체는 종래 기술과 동일하게 1차 피스톤, 2차 피스톤 및 절환밸브 조립체로 구성되어 있으며, 셔틀 밸브 조립체(64)는 셔틀 밸브 스프링(62)과 셔틀 밸브 스풀(63)로 구성되어 있다.
개선된 1차 하우징(54)에는 두개의 체크 밸브가 1차 유체 출력 포트(V32)에 연결되어 있는 유로가 구성되어 있고, 셔틀 밸브 조립체가 구성될 수 있는 공간 및 유로가 있다.
1차 입력 포트(V31) 통해 유체가 유입이 되고 1차 출력 포트(V32)를 통해 유체가 연속적으로 토출이 되는 구조이며 이 출력 포트는 외부 유체탱크(70)와 직접 연결되어 있기 때문에 압력이 0에 가깝다.
도 1은 피스톤 조립체(21)가 좌측으로 움직이면서 실린더 인출 가압 포트(V91)를 통해 실린더 피스톤측 가압면(A44)에 압력이 가해져 실린더 로드(66)를 인출하는 위치를 도시하고 있다. 이 때 좌측 체크 밸브(50)는 닫힌 상태이고 우측 체크 밸브(51)는 열린 상태가 된다. 이와 동시에 셔틀 밸브 스풀(63)이 우측으로 밀려 셔틀 밸브 스풀 우측 내부 유로(V88) 및 이와 연결된 실린더 로드측 가압면(A46)이 셔틀 밸브 배출 유로(V90)를 통해 1차 출력 포트(V32)로 연결된다. 따라서 실린더 로드측 가압면에 가해지는 압력이 최소화 되므로 실린더가 인출되는 힘은 최대가 된다.
단로드 실린더의 경우 실린더 피스톤 측 가압면(A45)과 로드측 가압면(A46)이 차이가 있기 때문에 실린더 로드가 인출되는 경우 인출측 포트(V91)에 필요한 유량은 인입측 포트(V92)에 필요한 유량보다 크게 된다. 이 차이를 해소하기 위해 1차 피스톤 출력 포트(V84)에 연결된 체크 밸브(51)을 설치하여 부족한 유량을 보충한다.
도 2는 피스톤 조립체(60)가 우측으로 움직이면서 실린더 인입 가압 포트(V92)를 통해 실린더 로드측 가압면(A45)에 압력이 가해져 실린더 로드(66)를 인입하는 위치를 도시하고 있다. 이 때 좌측 및 우측 체크 밸브는 모두 닫힌 상태이다. 셔틀 밸브가 좌측으로 밀려 셔틀 밸브 스풀 좌측 내부 유로(V87) 및 실린더 피스톤 측 가압면(A45)은 배출 유로(V90)을 통해 1차 출력 포트(V32)로 연결된다. 따라서 실린더 피스톤측 가압면(A45)은 압력이 0에 가까워지면서 배압이 최소화 되므로 실린더 로드(66)가 인입하는 힘은 최대가 된다.
체크 밸브를 대칭으로 2개를 둔 이유는 실린더 배관이 반대가 되는 경우에도 유량 보충 역할을 할 수 있게 하기 위함이다.
도 3은 본 고안에 의한 밸브 조립체 및 이와 연결된 실린더의 회로도를 나타낸다.
1차 피스톤(56)의 가압면과 2차 피스톤(55)의 가압면 비에 의해 피스톤 조립체의 토출 압력이 결정된다. 외경비를 달리하기 위해 내경이 다른 커버 하우징(52)을 별도로 구성하지 않고 내경이 다른 어댑터(53)만을 교체하는 간단한 구조로 되어 있다.
2차 피스톤 출력 포트 2개를 유압 또는 공압 실린더 인입 및 인출 포트에 각각 연결하여 실린더가 빠른 속도로 왕복동 운동을 하게 하여 다짐기 또는 충격기로 이용할 수 있다.
210: 피스톤 조립체
221: 2차 피스톤
310: 하우징 조립체
301: 1차 하우징
321: 2차 하우징
341: 입력 체크 밸브
342: 출력 체크 밸브
50: 좌측 체크 밸브
51: 우측 체크 밸브
52: 개선된 2차 하우징
53: 어댑터
54: 개선된 1차 하우징
62: 셔틀 밸브 스프링
63: 셔틀 밸브 스풀
64: 셔틀 밸브 조립체
65: 실린더 피스톤
66: 실린더 로드
67: 실린더 조립체
70: 유체 탱크
A43: 2차 피스톤 가압면
A44: 셔틀 밸브 스풀 가압면
A45: 실린더 피스톤측 가압면
A46: 실린더 로드측 가압면
V83: 1차 피스톤 입력 포트
V84: 1차 피스톤 출력 포트
V86: 셔틀 밸브 스풀 좌측 가압 유로
V87: 셔틀 밸브 스풀 좌측 내부 유로
V88: 셔틀 밸브 스풀 우측 내부 유로
V89: 셔틀 밸브 스풀 우측 가압 유로
V90: 셔틀 밸브 배출 유로
V91: 실린더 인출 가압 포트
V92: 실린더 인입 가압 포트

Claims (1)

1차 입력 포트를 통해 연속적으로 공급되는 1차 유체의 압력을 이용해 1차 피스톤과 좌우로 배치된 2차 피스톤의 단면적 비만큼 가압된 2차 유체의 연속적인 토출을 좌행정 및 우행정 시 달성하는 밸브 조립체에 있어서,

상기 밸브 조립체는 개선된 1차 하우징, 개선된 2차 하우징, 피스톤 조립체 및 셔틀 밸브 조립체를 포함하고,

상기 2차 하우징(52) 내부에는 1차 하우징 1차 출력 포트(V94)를 중심으로 서로 마주 보게 연결된 2개의 체크 밸브(50 및 51)를 구성하는데, 이는 실린더 피스톤(65) 좌우 면적비가 다른 실린더를 기동 시킬 때 내부에 공동(Cavitation) 현상이 생기는 것을 방지하기 위해 탱크와 연결된 1차 출력 포트(V94)를 통해 작동 유체를 보충해 주는 것을 특징으로 하며,

상기 2차 하우징(52) 내부에 2차 피스톤의 크기에 따라 달리 구성할 수 있는 어탭터(53)가 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기 셔틀 밸브 조립체는 셔틀 밸브 스풀(63) 및 이 스풀의 좌우 양쪽에 위치한 2개의 셔틀 밸브 스프링(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 밸브 조립체.
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JPH0227399A (ja) 1988-07-15 1990-01-30 Nec Corp 音声メッセージ送出装置

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