WO2012005390A1 - 압력제어밸브 - Google Patents

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WO2012005390A1
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전만석
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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    • Y10T137/7764—Choked or throttled pressure type
    • Y10T137/7766—Choked passage through main valve head

Definitions

  • the present invention relates to a pressure control valve. More specifically, the present invention relates to a pressure control valve including a stopper having a damping prevention flow path at a contact adjacent to an internal flow path of the main piston so that the pressure oil inside the main piston can be smoothly drained into a gap between the stopper contact surfaces.
  • pressure control valves are used within a set pressure of the hydraulic circuit. In case of changing work equipment according to working condition, it is used to reset set pressure of relief valve required by working equipment.
  • a high pressure side flow path through which a high pressure hydraulic fluid passes from a pump is formed on one side, and a tank side flow path through which the hydraulic oil of the high pressure side flow path is drained to a tank is formed on an outer circumference.
  • a sleeve 10 a poppet 20 for controlling a flow rate flowing from the pump side to the tank side while moving inside the sleeve 10, a poppet spring 30 elastically supporting the poppet 20, and a sleeve 10.
  • the fastener 142 is fixed to the 130.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, and the pressure oil inside the piston flows smoothly to the drain, thereby preventing the control pressure from dropping momentarily, so that the set pressure is equal to the actual pressure. It is an object to provide a pressure control valve.
  • the present invention is coupled to the sleeve 10, the inlet in which the hydraulic fluid flows from the hydraulic pump, the tank flow path communicating with the hydraulic tank is formed so as to be slidably movable in the sleeve 10, the flow path between the inlet port and the tank flow path Poppet 20 that opens and closes, a poppet spring 30 that elastically supports the flow path between the inlet port and the tank flow path by pressing the poppet, and the poppet 20 so that a set pressure is formed in the pressure chamber in the sleeve 10.
  • a valve seat 50 installed opposite to the pilot seat, a pilot poppet 40 for opening a flow path of the valve seat to drain hydraulic oil in the pressure chamber to a hydraulic tank when a high pressure exceeding a set pressure is generated in the pressure chamber, and a pilot poppet 40
  • the pilot poppet spring 80 for elastically supporting the flow path of the valve seat 50 in a closed state by pressurizing
  • the pilot signal pressure coupled to the sleeve 10 and supplied with pilot signal pressure from the outside
  • the flow path for preventing damping and eliminating the sticking phenomenon has a cross-sectional shape in the shape of a V-shaped groove, the cross-sectional shape in the circumferential direction of the V-shaped groove every 90 ° or 180 ° direction, the cross-sectional shape in the shape of a V In the longitudinal direction of the groove is preferably formed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure control valve according to the prior art.
  • 2 is a graph showing pilot pressure versus pressure.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the pressure control valve according to the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view for explaining the case where the pilot pressure passage is closed during overload operation.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the case where the pilot pressure passage is opened when the pressure set value is changed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the configuration of the pressure control valve according to the present invention.
  • 3 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged main portion of the present invention.
  • 4 shows that the right end of the stopper 120 is processed.
  • the stopper 120 processed as described above serves to control the stroke of the main piston 100 and connects the hydraulic oil in the main piston 100 to the drain by flowing the gap between the main piston 100 and the stopper 120. Perform the function.
  • the main piston 100 and the stopper 120 are not separated by X, but are in close contact with each other, thereby showing a sealing effect between the surface and the surface.
  • the pressure oil inside the piston does not flow to the drain and has a force pushing the main piston 100 to the left.
  • FIG. 3 is a graph showing a normal pressure b when a damping phenomenon occurs and a pressure abnormality (a) at which the control pressure drops instantaneously and when there is no stick phenomenon.
  • the cross-sectional shape of the stopper 120 has a V-shaped cross section at a contact portion adjacent to an inner flow path of the main piston 100 so that the pressurized oil in the main piston 100 can be drained smoothly. It can be seen that the flow path is formed in the groove shape. In order that the oil pressure inside the main piston 100 can drain more smoothly, the flow path has a cross-sectional shape of the V-shaped groove every 90 ° or 180 ° in the circumferential direction of the V-shaped groove. Grooves may be formed in the longitudinal direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a case in which the pilot pressure passage is closed during overload operation.
  • the pressure oil discharged from the pump flows into the room D via the orifice in the poppet 20.
  • the poppet 20 is in close contact with the surface of the valve seat 50 inside the sleeve 10 due to the area difference.
  • the pilot poppet 40 opens and the oil flows through tank 1 via line 1 in room D and into the tank. do.
  • the pressure oil at the inlet side of the sleeve 10 is momentarily dropped while the pilot poppet 40 is opened, so that the pressure oil flows to the tank while the poppet 20 moves to the right in the drawing.
  • the set pressure at this time influences the set pressure by changing the force of the pilot poppet spring 80 by adjusting the guide 90.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a case in which the pilot pressure passage is opened when the pressure set value is changed.
  • the pressure oil of the pilot line when the pressure oil reaches the main piston 100 through line 2 generated inside the adjusting plug 130, the main piston 100 moves to the right in the drawing.
  • the pressure setting value applied to the pump is reduced while changing the pressure setting conditions.
  • Plate 150 is configured to be rotated 360 degrees can be connected to the desired piping port and the drain port is installed separately, the pressure oil discharged from the pump passes through the orifice inside the poppet (20) pilot piston (60) Is waiting in Room D.
  • the pressure oil does not flow to the tank side by the action of the backup ring 160, O-ring 170.
  • the pilot pressure is adjusted and at the same time the main piston 120 is moved to the right in the drawing is a structure that the set pressure of the pilot poppet spring 80 is reduced.

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Abstract

본 발명은 메인 피스톤 내부의 압유가 스토퍼 접촉면 사이의 틈새로 원활하게 드레인될 수 있도록, 메인 피스톤의 내부유로에 인접하는 접촉부에 댐핑방지 유로를 구비한 스토퍼를 포함하는 압력제어밸브에 관한 것이다.

Description

압력제어밸브
본 발명은 압력제어밸브에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 메인 피스톤 내부의 압유가 스토퍼 접촉면 사이의 틈새로 원활하게 드레인될 수 있도록, 메인 피스톤의 내부유로에 인접하는 접촉부에 댐핑방지 유로를 구비한 스토퍼를 포함하는 압력제어밸브에 관한 것이다.
일반적으로 압력제어밸브(릴리프 밸브를 말함)는 유압회로의 설정된 압력 내에서 사용된다. 작업조건에 따라 작업장치를 교체할 경우 작업장치에 따라 요구되는 릴리프밸브의 설정압력을 재설정하여 사용하게 된다.
종래 기술에 의한 압력제어밸브는, 도 1을 참조하면, 일측에 펌프에서 고압의 작동유가 통과하는 고압측 유로가 형성되고, 외주면에 상기 고압측 유로의 작동유가 탱크로 드레인되는 탱크측 유로가 형성되는 슬리브(sleeve: 10)와, 슬리브(10) 내부에서 움직이면서 펌프측에서 탱크측으로 흐르는 유량을 제어하는 포펫(20)과, 포펫(20)을 탄성지지하는 포펫 스프링(30)과, 슬리브(10) 내부에 형성되는 압력실에 설정값 이상의 고압이 발생하는 경우 유압탱크로 드레인시키는 파일럿 포펫(40)과, 슬리브(10) 내의 압력실에 설정 압력이 형성되도록 파일럿 포펫(40)과 대향되게 설치되는 밸브시트(Valve seat)(50)와, 초기 펌프 압력에 의하여 포펫(20) 내부에서 슬라이딩하여 파일럿 포펫(40)에 접촉되는 파일럿 피스톤(60)과, 파일럿 피스톤(60)을 탄성지지하는 파일럿 피스톤 스프링(70)과, 파일럿 포펫(40)을 탄성지지하는 파일럿 포펫 스프링(80)과, 가이드(90) 내부에서 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 파일럿 신호압에 따라 압력실 내의 설정압력을 가변 조정하는 메인 피스톤(100)과, 가이드(90)의 외측단에 이동가능하게 결합되고, 메인 피스톤(100)을 탄성지지하는 메인 피스톤 스프링(110)과, 메인 피스톤(100)의 움직임을 제어하는 스토퍼(120)와, 메인 피스톤 스프링(120)의 설정 압력을 조종하는 조정 플러그(130)와, 밸브의 설정압력 셋팅 후 압력 변화되는 것을 방지하도록 가이드(90)에 고정되는 체결구(141) 및 조정 플러그(130)에 고정되는 체결구(142)를 포함한다.
한편, 파일럿 라인의 압유가 가압되면 플러그(1) 내부에 생성된 라인 2를 통하여 압유가 메인 피스톤(100)에 도달하게 되며, 이로 인하여 메인 피스톤(100)이 도면상 우측 방향으로 이동하면서 메인 피스톤(100)을 고정지지하는 메인 피스톤 스프링(110)을 압축시킴과 동시에 파일럿 포펫 스프링(80)의 힘을 작게하는 방향으로 움직이면서 펌프에 걸리는 압력 설정치가 감소하게 되며, 압력 설정 조건이 변하게 된다. 이 때, 스틱(Stick)현상이 발생하게 된다. 즉, 원하는 압력 설정값을 입력하더라도, 실제 압력이 이와 일치하지 않게 압력이 발생하는 것을 말한다. 이는 메인 피스톤(100)이 스토퍼(120)와 서로 밀착되어져 면과 면이 씰링(Sealing)의 효과를 가지게 되어서, 메인 피스톤(100) 내부에 있는 압유가 드레인으로 원활하게 흐르지 못하여, 메인 피스톤(100)을 도면상 좌측 방향으로 미는 힘을 가지게 되기때문이다. 도면상 좌측 방향으로 증가한 힘으로 인하여, 메인 피스톤(100)을 도면상 우측 방향으로 움직이고자 하는 파일럿 압력이 증가하여 초기 압력 이상의 주요 원인이 된다. 그리고, 이러한 상태로 메인 피스톤(100)이 X만큼 움직일 때 메인 피스톤(100)과 스토퍼(120) 틈새로 압유가 원활하게 드레인 되지 않으면서 스트로크(Stroke) 끝단 부분에서 댐핑(Damping) 현상이 발생되어 제어 압력이 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 피스톤 내부의 압유가 드레인으로 원활하게 흐름으로써, 제어 압력이 순간적으로 떨어지는 현상을 방지하여, 설정한 압력과 실제의 압력이 동일하게 하기 위한 압력제어밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 유압펌프로부터 작동유가 유입되는 유입구와, 유압탱크와 연통되는 탱크유로가 형성되는 슬리브(10)와, 슬리브(10) 내부에 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 유입구와 탱크유로사이의 유로를 개폐하는 포펫(20)과, 포펫을 가압하여 유입구와 탱크유로사이의 유로를 닫힌 상태로 탄성지지하는 포펫 스프링(30)과, 슬리브(10) 내의 압력실에 설정압력이 형성되도록 포펫(20)과 대향되게 설치되는 밸브시트(50)와, 압력실 내에 설정압력을 초과하는 고압 발생시 밸브시트의 유로를 개방시켜 압력실 내의 작동유를 유압탱크로 드레인시키는 파일럿 포펫(40)과, 파일럿 포펫(40)을 가압하여 밸브시트(50)의 유로를 닫힌상태로 탄성지지하는 파일럿 포펫스프링(80)과, 슬리브(10)에 결합되고 외부로부터 파일럿 신호압이 공급되는 파일럿 신호압에 따라 상기 압력실 내의 설정압력을 가변 조정하는 메인 피스톤(100)과, 메인 피스톤(100) 내부의 압유가 원활하게 드레인 될 수 있도록, 메인 피스톤(100) 내부유로에 인접하는 접촉부에 댐핑을 방지하고, 스틱 현상을 없애기 위한 유로를 구비한 스토퍼(120)와, 가이드에 결합되고, 메인 피스톤을 지지하는 스프링(110)의 설정압력을 조정하는 조정플러그(130)와, 플러그의 외측면에 회전가능하게 결합되고, 상기 파일럿 포트와 연통되는 통로가 형성되는 연결구를 포함한다. 댐핑을 방지하고, 스틱 현상을 없애기 위한 유로는 단면 형상이 V자형 홈 형태로서, 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 원주 방향으로 매 90°또는 180°방향마다, 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 길이 방향으로 요홈이 형성되는 것이 바람직하다.
피스톤 내부의 압유가 스토퍼 접촉면 사이의 틈새로 원활하게 흐를 수 있도록 함으로써, 릴리프 밸브의 압력 설정 시간을 줄일 수 있고, 정확한 압력 제어를 가능하게 함으로써, 양질의 제품을 생산할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 압력제어밸브의 단면도.
도 2는 파일럿 압력 대 압력을 나타낸 그래프.
도 3는 본 발명에 의한 압력제어밸브의 단면도.
도 4는 본 발명의 주요 부분의 확대 단면도.
도 5는 과부하 작동시에 파일럿 압력통로가 닫힌 경우를 설명하기 위한 단면도.
도 6은 압력 설정치가 변화할 경우 파일럿 압력통로가 열린 경우를 설명하기 위한 단면도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 2는 본 발명에 의한 압력제어밸브의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 도 3은 본 발명에 주요 발명 부위를 확대한 확대 단면도를 도시한 것이다. 도 4는 스토퍼(120)의 도면 우측 단부를 가공 처리한 것을 보여준다. 이와 같이 가공 처리된 스토퍼(120)는 메인 피스톤(100)의 스트로크를 제어하는 역할과 메인 피스톤(100) 내부에 있는 압유를 메인 피스톤(100)과 스토퍼(120) 틈새로 흐르게 하여 드레인으로 연결하는 기능을 수행한다. 이 경우 메인 피스톤(100)과 스토퍼(120)는 도 2에서 보듯이 X만큼 떨어져 있는 것이 아니고 서로 밀착되어져 면과 면이 씰링(Sealing)된 효과를 나타낸다. 이와 같은 경우에는 피스톤 내부에 있는 압유는 드레인으로 흐르지 못하고 메인 피스톤(100)을 좌측 방향으로 미는 힘을 가지게 된다. 좌측 방향으로 증가한 힘으로 인하여 피스톤을 오른쪽으로 움직이고자 하는 파일럿 압력이 증가하여 초기 압력 이상의 주요 원인이 된다. 그리고 이러한 상태로 피스톤이 X만큼 움직일 때 피스톤과 스토퍼에서 틈새로 원활하게 드레인 되지 않게되면, 스트로크(Stroke) 끝단 부분에서 댐핑(Damping) 현상이 발생하게 된다. 도 3은 댐핑(Damping) 현상이 발생하여, 순간적으로 제어 압력이 떨어지는 압력 이상(a)의 경우와, 스틱 현상이 없는 경우의 정상 압력(b)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 이와 같은 댐핑(Damping) 현상을 방지하기 위하여 스토퍼(120)의 도면 우측 단부를 가공 처리한 것을 보여준다. 도 4를 참조하면, 스토퍼(120)의 단부 처리된 가공면이 메인 피스톤(100) 내부의 압유가 원활하게 드레인 될 수 있도록, 메인 피스톤(100) 내부 유로에 인접하는 접촉부에 단면 형상이 V자형 홈 형태로 유로를 형성하고 있음을 볼 수 있다. 메인 피스톤(100) 내부의 압유가 보다 원활하게 드레인이 될 수 있도록, 유로는 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 원주 방향으로 매 90°또는 180°방향마다, 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 길이 방향으로 요홈이 형성될 수 있다.
도 5는 과부하 작동시에 파일럿 압력통로가 닫힌 경우를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 정상 설정치가 사용될 경우에는 펌프에서 토출된 압유는 포펫(20)에 있는 오리피스를 거쳐서 룸(Room) D로 유입된다. 이 경우 면적 차이에 의하여 포펫(20)은 슬리브(10) 내부 밸브시트(50)면에 밀착된다. 오일 압력이 파일럿 포펫 스프링(80)에 의한 압력 설정치에 도달하면, 파일럿 포펫(40)이 열리고, 오일은 룸(Room) D에서 포펫(20)을 거쳐 라인(line) 1을 경유하여 탱크로 흐르게 된다. 이와 동시에 슬리브(10) 입구측에 있던 압유는 파일럿 포펫(40)이 열리면서 순간적으로 압력이 떨어져서 포펫(20)이 도면상 우측으로 이동하면서 압유가 탱크로 흐르게 된다. 이 때의 설정압력은 가이드(90)의 조정에 의하여 파일럿 포펫 스프링(80)의 힘을 변하게 함으로써 설정압력을 좌우하게 된다.
도 6은 압력 설정치가 변화할 경우 파일럿 압력통로가 열린 경우를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 파일럿 라인의 압유가 가압되면 조정 플러그(130) 내부에 생성된 라인(line) 2를 통하여 압유가 메인 피스톤(100)에 도달하게 되면 메인 피스톤(100)이 도면상 우측으로 이동하게 되며, 이 경우 메인 피스톤 스프링(120)을 압축시킴과 동시에 파일럿 포펫 스프링(80)의 힘을 작게하는 방향으로 움직이면서 펌프에 걸리는 압력 설정치가 감소하면서 압력 설정 조건이 변하게 된다. 플레이트(150)는 360도 회전이 가능하게 구성이 되어 원하는 배관 포트에 연결이 가능하고 드레인 포트가 별도로 설치되어 있고, 펌프에서 토출된 압유는 포펫(20) 내부의 오리피스를 통과하여 파일럿 피스톤(60)을 통과하여 룸(Room) D에 대기하고 있다. 이 때, 이 압유는 백업링(160), 오링(170)의 작용으로 탱크 측으로 흐르지 않게 된다. 초기 압력 설정 후, 파일럿 압력을 조절함과 동시에 메인 피스톤(120)이 도면상 우측으로 이동하면 파일럿 포펫 스프링(80)의 설정압력이 감소하게 되는 구조이다.

Claims (2)

  1. 유압펌프로부터 작동유가 유입되는 유입구와, 유압탱크와 연통되는 탱크유로가 형성되는 슬리브;
    슬리브 내부에 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 유입구와 탱크유로사이의 유로를 개폐하는 포펫;
    상기 포펫을 가압하여 유입구와 탱크유로사이의 유로를 닫힌상태로 탄성지지하는 포펫 스프링;
    상기 슬리브 내의 압력실에 설정압력이 형성되도록 포펫과 대향되게 설치되는 밸브시트;
    상기 압력실 내에 설정압력을 초과하는 고압 발생시 밸브시트의 유로를 개방시켜 압력실 내의 작동유를 유압탱크로 드레인시키는 파일럿 포펫;
    상기 파일럿 포펫을 가압하여 밸브시트의 유로를 닫힌상태로 탄성지지하는 파일럿 포펫스프링;
    상기 슬리브에 결합되고 외부로부터 파일럿 신호압이 공급되는 파일럿 신호압에 따라 상기 압력실 내의 설정압력을 가변 조정하는 메인 피스톤;
    상기 메인 피스톤 내부의 압유가 원활하게 드레인 될 수 있도록, 상기 메인 피스톤 내부유로에 인접하는 접촉부에 댐핑을 방지하고, 스틱현상을 없애기 위한 유로를 구비한 스토퍼;
    상기 가이드에 결합되고, 상기 메인 피스톤을 지지하는 스프링의 설정압력을 조정하는 조정플러그; 및
    상기 플러그의 외측면에 회전가능하게 결합되고, 상기 파일럿 포트와 연통되는 통로가 형성되는 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력제어밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 댐핑을 방지하고, 스틱현상을 없애기 위한 유로는 단면 형상이 V자형 홈 형태로서, 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 원주 방향으로 90°또는 180°방향마다, 상기 단면 형상이 V자형 홈 형태의 길이방향으로 요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 압력제어밸브.
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