WO2017043681A1 - 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비 - Google Patents

파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비 Download PDF

Info

Publication number
WO2017043681A1
WO2017043681A1 PCT/KR2015/009577 KR2015009577W WO2017043681A1 WO 2017043681 A1 WO2017043681 A1 WO 2017043681A1 KR 2015009577 W KR2015009577 W KR 2015009577W WO 2017043681 A1 WO2017043681 A1 WO 2017043681A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cross
sectional area
pilot
flow path
head
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/009577
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최한옥
Original Assignee
볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
최한옥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비, 최한옥 filed Critical 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority to PCT/KR2015/009577 priority Critical patent/WO2017043681A1/ko
Publication of WO2017043681A1 publication Critical patent/WO2017043681A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid

Definitions

  • the present invention relates to pilot check valves and heavy construction equipment having the same, and more particularly, to a pilot check valve having a poppet whose cross sectional area is reduced along the axial direction and to heavy construction equipment having the same.
  • Pilot check valve is a general-purpose component used in hydraulic systems where natural weight is a concern because pipes are broken or leakage occurs inside the control valve due to its own weight acting as a main load and installed directly on the actuator with a large basic pressure. .
  • FIG. 1 is a schematic view of a hydraulic circuit of equipment in which a conventional pilot check valve (US 2010/0059125 A) is used.
  • Fluid supplied through the port 112 may open the poppet 230 and may be supplied to the cylinder 104 via the port 114.
  • control valve 102 When the load 108 is lowered, the control valve 102 is switched so that the fluid passes through the control valve 102, the cylinder 104, the check valve 100, and the control valve 102 sequentially from the pump 1. . Pressure oil flowing in line 109 is supplied to pilot port 116 to open poppet 230.
  • Reference numerals 148 and 240 denote valve seats 148 and springs 240, respectively.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of another conventional pilot check valve (US 2010/0084028 A).
  • the valve 10 includes a valve body and a poppet 36.
  • the valve body includes a valve head 12 and a cage 24.
  • the valve head 12 includes a plunger chamber 14.
  • the plunger 16 is moved axially in the plunger chamber 14.
  • the port 20 is formed in the wall of the valve head 12.
  • the plunger 16 includes an axial spring recess 22.
  • the Cage 24 includes a poppet bore.
  • the poppet bore has bore segments 26, 30, 32, 34 arranged concentrically and axially.
  • Poppet 36 has head 40 and stem 42.
  • the poppet head 40 has a cylindrical side wall and has a second direction (for convenience of description, the moving direction of the poppet for opening the valve is a first direction, and the moving direction of the poppet for closing the valve is a second direction.)
  • the second direction end of the poppet stem 42 is attached to the spring guide 44 by a retainer 46.
  • the spring 50 is located between the spring guide 44 and the second direction end of the cage 24. The spring 50 exerts a force on the poppet 36 and the plunger 16 in the second direction.
  • Ports 52, 54 extend through bore segment 30 to bore segment 30.
  • the drain 58 is connected to one of the ports 52, 54 from the second direction end of the cage 24. The other end of the drain 58 is in communication with the plunger chamber 14.
  • Unexplained reference numerals 62, 64, 70, and 72 denote an annular retainer 62, shoulder 64, shoulder 70, and shoulder 72, respectively.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of another conventional pilot check valve
  • FIG. 4 schematically illustrates the shape of the poppet 620 of the conventional pilot check valve of FIG. 3.
  • the stem 623 of the poppet 620 of the pilot check valve of FIG. 3 has a constant size with a relatively small outer diameter at the end in the first direction. Therefore, the pressure generated by the self-weight is suddenly released at the moment when the poppet 620 is opened, and the first shock occurs, and the actuator is operated at a speed higher than the supply flow rate in the second place, so that shock and vibration are likely to occur due to the vacuum phenomenon.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to add a meter-out function to prevent the vacuum phenomenon caused by its own weight to enable a hydraulic system that can be operated comfortably.
  • a valve body which forms a flow path connecting between the first main port and the second main port, and the valve seat is provided on the flow path;
  • the closure comprises a head and a stem
  • the head is in contact with the valve seat to close the flow path and away from the valve seat in a first direction to open the flow path
  • the stem is formed extending from the head along a second direction opposite to the first direction
  • the closing part has a cross-sectional area reduction section in which the cross-sectional area decreases along the second direction from a point of contact with the valve seat,
  • the cross-sectional area change rate in the second direction is less than or equal to zero over the entire section, and the cross-sectional area change rate in the end section is less than zero
  • the cross-sectional area reduction section includes at least one cross-sectional area reduction delay section,
  • the at least one cross-sectional area reduction delay section provides a pilot check valve having a greater rate of change in cross-sectional area along the second direction than the adjacent portion in the first direction.
  • a work cylinder having a small chamber and a large chamber, the work cylinder being installed so that its own weight is applied to the fluid in the large chamber;
  • the valve body further includes a pilot port
  • the first main port is in communication with the first direction side of the head
  • the second main port is in communication with the second direction side of the head
  • the first main port is connected to the large chamber
  • the pilot port provides a heavy construction equipment connected to the line connected to the small chamber.
  • the present invention has the effect of suppressing the occurrence of shock and vibration by making the poppet and the plunger, etc. in a structure and shape capable of meter-out control of the flow rate to enable a smooth operation.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a hydraulic circuit of equipment in which a conventional pilot check valve is used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of another conventional pilot check valve.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of another conventional pilot check valve.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the shape of the poppet of the conventional pilot check valve of FIG.
  • FIG. 5 is a view schematically showing a hydraulic circuit of a heavy construction equipment using a pilot check valve.
  • FIG. 6 is a sectional view of a pilot check valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view schematically illustrating the shape of the poppet of the pilot check valve of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a view schematically showing the shape of the poppet of the pilot check valve according to the second embodiment of the present invention.
  • the pilot check valve of the present invention includes a valve body and a closure.
  • the valve body forms a flow path connecting between the first main port and the second main port.
  • the valve seat is provided on the flow path of the valve body. The closure closes / opens the flow path as it contacts / spaces the valve seat.
  • the poppet is illustrated as a closed part, the present invention is not limited thereto and may be applied to other various types of pilot check valves.
  • the head and the stem of the closing part exemplify a single body, but the present invention is not limited thereto, and the head and the stem may be separate bodies.
  • a spring will generally be provided on the first direction side of the head to push the head in the second direction.
  • FIG 5 is a view schematically showing a hydraulic circuit of the heavy construction equipment in which the pilot check valve 600 is used.
  • the heavy equipment can be an excavator, for example. As shown, the heavy equipment includes a pump 800, a control valve 700, a working cylinder 504, and a pilot check valve 600.
  • the pump 800 supplies the pressurized oil.
  • the control valve 700 switches the supply path of the pressure oil supplied from the pump 800. According to the switching of the control valve 700, the pressure oil supplied from the pump 800 may be selectively supplied to the line 506 or the line 509.
  • the work cylinder 504 has a large chamber 504L and a small chamber 504S.
  • the working cylinder 504 is installed such that a load connected to the piston arm is applied to the fluid in the large chamber 504L.
  • the first main port 1 of the pilot check valve 600 is connected to the large chamber 504L of the cylinder 504 via a line 507.
  • the second main port 2 of the pilot check valve 600 is connected to the line 506.
  • Pilot port 3 of pilot check valve 600 is connected to line 509 via line 511.
  • the magnitude of the force applied to the head 621 of the poppet 620 by the supplied pressure oil is due to the force applied to the poppet 620 by the spring 630 and the fluid present in the first main port 1. If sufficient to overcome the force of force applied to the head 621 of the poppet 620, the poppet 620 is opened. Thereafter, the high pressure hydraulic oil is supplied to the large chamber 504L of the working cylinder 504 through the first main port 1.
  • the large chamber 504L expands and lifts up its own weight connected to the piston arm.
  • the small chamber 504S contracts.
  • the fluid in the small chamber 504S is discharged along the line 509.
  • the supplied pressure oil is supplied to the small chamber 504S of the cylinder 504, while supplied to the pilot port 3 through the line 511.
  • the force of the force applied to the head 621 of the poppet 620 by the pilot pressure and the fluid present in the second main port 2 is applied to the poppet 620 by the spring 630 and the first force.
  • the poppet 620 is opened if it is sufficient to overcome the force of the force applied to the head 621 of the poppet 620 by the pressure oil supplied through the main port 1.
  • the shape and structure of the poppet 620 and the plunger 650 are changed to enable the meter-out control of the flow rate. This makes it possible to operate smoothly and to suppress the occurrence of shock and vibration. Finally, heavy construction equipment employing the pilot check valve 600 of the present invention can increase the comfort of the driver.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the pilot check valve 600 according to the first embodiment of the present invention.
  • the pilot check valve 600 includes a valve body 610 and a poppet 620.
  • the pilot check valve 600 includes a spring 630, a spring guide 640, a plunger 650, and the like.
  • the first main port 1, the second main port 2, and the pilot port 3 are formed in the valve body 610.
  • the first main port 1 is in communication with the first direction side of the head 621, and the second main port is in communication with the second direction side of the head 621.
  • the drain 4 is formed in the valve body 610 of FIG. The drain 4 allows the chamber 651 to communicate with the second main port 2.
  • Poppet 620 includes head 621 and stem 623.
  • the head 621 closes the flow path when the head 621 contacts the valve seat 611, and opens the flow path when the head 621 is spaced apart from the valve seat 611 in the first direction.
  • the stem 623 is formed extending from the head 621 along a second direction opposite to the first direction.
  • the spring 630 applies the elastic force toward the second direction to the poppet 620.
  • pilot pressure oil When pilot pressure oil is supplied through the pilot port 3, the pilot pressure oil exerts a pilot pressure on the plunger 650, whereby the plunger 650 exerts a force in the first direction on the poppet 620.
  • the maximum stroke of the plunger 650 is preferably smaller than the maximum stroke of the poppet 620.
  • the stroke of poppet 620 is large enough to allow the flow rate required for meter in operation to pass therethrough.
  • the stroke of the plunger 650 is smaller than the stroke of the poppet 620 so that the meter out function can be performed when the poppet 620 is opened by pilot hydraulic pressure. Accordingly, the opening amount of the poppet 620 (opening amount for allowing the fluid flowing from the first main port 1 to the second main port 2 to pass) through the hydraulic pressure is supplied through the second main port 2. It becomes smaller than the opening amount of the poppet 620 by the used pressure oil (the opening amount which allows the fluid flowing from the second main port 2 to the first main port 1 to pass).
  • FIG. 7 is a view schematically illustrating the shape of the poppet 620 of the pilot check valve 600 of FIG. 6.
  • the poppet 620 has a cross-sectional area reduction section (a: b + c + d) in which the cross-sectional area decreases along the second direction from a contact point with the valve seat 611.
  • the rate of change of the cross-sectional area in the second direction over the entire sections b, c, and d is zero or less.
  • the rate of change of the cross-sectional area along the second direction in the end section d is less than zero.
  • the cross-sectional area means the area of the cross section orthogonal to the axial direction of the poppet 620.
  • the cross-sectional area reduction section a includes at least one cross-sectional area reduction delay section c.
  • the cross-sectional area reduction delay section (c) has a larger rate of change in cross-sectional area along the second direction than the adjacent section (b) in the first direction. (In FIG. 7, the rate of change of the cross-sectional area of the section b is less than 0, and the rate of change of the cross-sectional area of the section c is 0.) As shown in FIG. Can be.
  • FIG 8 is a view schematically showing the shape of the poppet 620 of the pilot check valve 600 according to the second embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional area reduction section (a) may have at least one groove 625 on its outer surface. By the cross-sectional area occupied by the at least one groove 625, the cross-sectional area of the poppet 620 is reduced.
  • the cross-sectional area reduction section (a) includes a section (b, e, g, i) in which the cross-sectional change rate in the second direction is less than zero and a section (c, f, h) in which the cross-sectional change rate is zero. Therefore, the cross-sectional area reduction delay interval is the interval (c, f, h).
  • widths and depths of the grooves 625 are the same and different in length, but the present invention is not limited thereto. At least one of the length, depth and width of the groove 625 may be different.
  • FIG 8 illustrates an embodiment in which the number of the grooves 625 increases in the second direction, but the present invention is not limited thereto. At least one of the number, depth, and width of the grooves 625 may increase in the second direction.
  • FIG 8 illustrates an embodiment in which the groove 625 is formed in a predetermined outer diameter section of the stem 623, but the present invention is not limited thereto. Of course, the change in the outer diameter and the groove 625 may be given together.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

파일럿 체크 밸브는, 제1메인포트 및 제2메인포트 사이를 연결하는 유로를 형성하고, 그 유로 상에 밸브시트가 마련된 밸브바디와, 상기 밸브시트와 접촉/이격됨에 따라 상기 유로를 폐쇄/개방하는 폐쇄부를 포함한다. 상기 폐쇄부는 헤드와 스템을 포함한다. 상기 헤드는 상기 밸브시트와 접촉되어 상기 유로를 폐쇄하고 상기 밸브시트로부터 제1방향으로 이격되어 상기 유로를 개방한다. 상기 스템은 상기 헤드로부터 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 연장되게 형성된다. 상기 폐쇄부는 상기 밸브시트와의 접촉점으로부터 상기 제2방향을 따라 단면적이 감소하는 단면적 감소 구간을 갖는다. 상기 단면적 감소 구간은, 전 구간에 걸쳐 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0 이하이고, 종료 구간에서 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0보다 작다. 상기 단면적 감소 구간은 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간을 포함한다. 상기 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간은, 상기 제1방향 인접 부위보다 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 더 크다. 포펫 및 플런저 등을 유량의 미터 아웃 제어가 가능한 구조와 형상으로 제작하여 부드러운 작동이 가능하도록 함으로써 쇼크와 진동의 발생을 억제할 수 있다.

Description

파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비
본 발명은 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비에 관한 것으로서, 특히 단면적이 축방향을 따라 감소되는 포펫을 갖는 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비에 관한 것이다.
파일럿 체크 밸브는 자중이 주 부하로 작용하여 기본 압력이 큰 부분의 액츄에이터에 직접 설치하여 배관이 파손되거나 제어 밸브의 내부에서 누유가 발생하여 자연 하강이 우려되는 유압 시스템에 많이 사용되는 범용의 부품이다.
도 1은 종래의 파일럿 체크 밸브 (US 2010/0059125 A)가 사용된 장비의 유압 회로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
하중(108)을 들어올릴때는 도 1에 도시한 바와 같이, 유체가 펌프(101)로부터 컨트롤밸브(102), 체크밸브(100), 실린더(104) 및 컨트롤밸브(102)를 순차적으로 거치게 된다. 포트(112)를 통하여 공급된 유체가 포펫(230)을 개방시키고, 포트(114)를 거쳐 실린더(104)로 공급될 수 있다.
하중(108)을 내릴때는 컨트롤밸브(102)가 절환되어, 유체가 펌프(1)로부터 컨트롤밸브(102), 실린더(104), 체크밸브(100) 및 컨트롤밸브(102)를 순차적으로 거치게 된다. 라인(109) 내를 흐르는 압유가 파일럿포트(116)에 공급되어 포펫(230)을 개방시킨다.
미설명 도면 부호 148, 240은 각각 밸브시트(148) 및 스프링(240)을 나타낸다.
도 2는 종래의 다른 파일럿 체크 밸브 (US 2010/0084028 A)의 단면도이다.
밸브(10)는 밸브 바디와 포펫(36)을 포함한다.
밸브 바디는 밸브 헤드(12) 및 케이지(cage)(24)를 포함한다.
밸브 헤드(12)는 플런저 챔버(14)를 포함한다. 플런저(16)는 플런저 챔버(14) 내에서 축방향으로 이동된다. 포트(20)는 밸브 헤드(12)의 벽에 형성된다. 플런저(16)는 축방향 스프링 리세스(22)를 포함한다.
케이지(24)는 포펫 보어를 포함한다. 포펫 보어는 동심, 축방향으로 정렬된 보어 세그먼트(26, 30, 32, 34)를 갖는다.
포펫(36)은 헤드(40) 및 스템(42)를 갖는다. 포펫 헤드(40)는 원통형 측벽을 갖고 그 제2방향 (설명의 편의상, 밸브를 개방시키는 포펫의 이동 방향을 제1방향, 밸브를 폐쇄시키는 포펫의 이동 방향을 제2방향이라 한다. 본 명세서 전체에 걸쳐 같다) 끝단에 환형 경사 밸브면을 갖는다. 포펫 스템(42)의 제2방향 끝단은 리테이너(46)에 의하여 스프링 가이드(44)에 부착된다. 스프링(50)은 스프링 가이드(44)와 케이지(24)의 제2방향 끝단의 사이에 위치된다. 스프링(50)은 제2방향으로 포펫(36)과 플런저(16)에 힘을 가한다.
포트(52, 54)는 케이지(24)의 벽을 통하여 보어 세그먼트(30)에 뻗어있다. 드레인(58)은 케이지(24)의 제2방향 끝단으로부터 상기 포트(52, 54) 중 하나에 연결된다. 드레인(58)의 타단은 플런저 챔버(14)와 소통된다.
미설명 도면 부호 62, 64, 70 및 72는 각각 환형 리테이너(62), 숄더(64), 숄더(70) 및 숄더(72)를 나타낸다.
도 3은 종래의 또 다른 파일럿 체크 밸브의 단면도이고, 도 4는 도 3의 종래의 파일럿 체크 밸브의 포펫(620)의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 도 3의 파일럿 체크 밸브의 포펫(620)의 스템(623)은 제1방향 쪽 끝단의 외경이 상대적으로 작은 일정한 크기를 가진다. 따라서 자중에 의해 발생된 압력이 포펫(620)이 개방되는 순간에 급 해제되어 1차 쇼크가 발생하고, 2차로 공급 유량 이상의 속도로 액츄에이터가 작동하여 진공 현상에 의한 쇼크와 진동이 발생하기 쉬운 문제점을 가진다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미터 아웃 기능을 추가하여 자중에 의해 발생하는 진공 현상을 방지하여 안락한 조작이 가능한 유압 시스템 구현을 가능하게 하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
제1메인포트 및 제2메인포트 사이를 연결하는 유로를 형성하고, 그 유로 상에 밸브시트가 마련된 밸브바디와,
상기 밸브시트와 접촉/이격됨에 따라 상기 유로를 폐쇄/개방하는 폐쇄부를 포함하고,
상기 폐쇄부는 헤드와 스템을 포함하고,
상기 헤드는 상기 밸브시트와 접촉되어 상기 유로를 폐쇄하고 상기 밸브시트로부터 제1방향으로 이격되어 상기 유로를 개방하고,
상기 스템은 상기 헤드로부터 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 연장되게 형성되고,
상기 폐쇄부는 상기 밸브시트와의 접촉점으로부터 상기 제2방향을 따라 단면적이 감소하는 단면적 감소 구간을 갖고,
상기 단면적 감소 구간은, 전 구간에 걸쳐 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0 이하이고, 종료 구간에서 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0보다 작고,
상기 단면적 감소 구간은 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간을 포함하고,
상기 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간은, 상기 제1방향 인접 부위보다 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 더 큰 파일럿 체크 밸브를 제공한다.
또한, 본 발명은,
스몰챔버와 라지챔버를 갖고, 자중이 상기 라지챔버 내의 유체에 인가되도록 설치되는 작업실린더와;
상기 파일럿 체크 밸브를 포함하고,
상기 밸브바디는 파일럿포트를 추가적으로 포함하고,
상기 제1메인포트는 상기 헤드의 상기 제1방향측과 소통되고, 상기 제2메인포트는 상기 헤드의 상기 제2방향측과 소통되고,
상기 제1메인포트는 상기 라지챔버에 연결되고,
상기 파일럿포트는 상기 스몰챔버에 연결되는 라인과 연결되는 건설중장비를 제공한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은 포펫 및 플런저 등을 유량의 미터 아웃 제어가 가능한 구조와 형상으로 제작하여 부드러운 작동이 가능하도록 함으로써 쇼크와 진동의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 파일럿 체크 밸브가 사용된 장비의 유압 회로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 종래의 다른 파일럿 체크 밸브의 단면도이다.
도 3은 종래의 또 다른 파일럿 체크 밸브의 단면도이다.
도 4는 도 3의 종래의 파일럿 체크 밸브의 포펫의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 파일럿 체크 밸브가 사용된 건설중장비의 유압 회로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 파일럿 체크 밸브의 단면도이다.
도 7은 도 6의 파일럿 체크 밸브의 포펫의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 체크 밸브의 포펫의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 파일럿 체크 밸브는 밸브바디와 폐쇄부를 포함한다. 밸브바디는 제1메인포트 및 제2메인포트 사이를 연결하는 유로를 형성한다. 밸브바디의 유로 상에는 밸브시트가 마련된다. 폐쇄부는 밸브시트와 접촉/이격됨에 따라 유로를 폐쇄/개방한다.
이하에서는, 폐쇄부로 포펫을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 기타 다양한 종류의 파일럿 체크 밸브에 적용될 수 있다. 또한, 이하에서는 폐쇄부의 헤드와 스템이 단일 몸체를 이루는 것을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 헤드와 스템이 별개체일 수도 있다. (이 경우, 일반적으로 헤드를 제2방향으로 미는 스프링이 헤드의 제1방향 측에 구비될 것이다.)
도 5는 파일럿 체크 밸브(600)가 사용된 건설중장비의 유압 회로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
중장비는 예컨대 굴삭기일 수 있다. 도시된 바와 같이 중장비는 펌프(800)와 컨트롤밸브(700)와, 작업실린더(504)와, 파일럿 체크 밸브(600)를 포함한다.
펌프(800)는 압유를 공급한다. 컨트롤밸브(700)는 펌프(800)로부터 공급된 압유의 공급 경로를 절환한다. 컨트롤밸브(700)의 절환에 따라 펌프(800)로부터 공급된 압유는 라인(506) 또는 라인(509)에 선택적으로 공급될 수 있다.
작업실린더(504)는 라지챔버(504L) 및 스몰챔버(504S)를 갖는다. 도 5에서 작업실린더(504)는 피스톤암에 연결된 하중이 라지챔버(504L) 내의 유체에 인가되도록 설치되어 있다.
파일럿 체크 밸브(600)의 제1메인포트(1)는 라인(507)을 통하여 실린더(504)의 라지챔버(504L)에 연결된다. 파일럿 체크 밸브(600)의 제2메인포트(2)는 라인(506)과 연결된다. 파일럿 체크 밸브(600)의 파일럿 포트(3)는 라인(511)을 통하여 라인(509)에 연결된다.
제2메인포트(2)를 통하여 고압의 압유가 공급될 때를 살펴본다. 공급된 압유에 의하여 포펫(620)의 헤드(621)에 가해지는 힘의 크기가 스프링(630)에 의하여 포펫(620)에 가해지는 힘과, 제1메인포트(1)에 존재하는 유체에 의하여 포펫(620)의 헤드(621)에 가해지는 힘의 합력을 극복하기에 충분하면, 포펫(620)은 개방된다. 이후, 고압의 압유는 제1메인포트(1)를 지나 작업실린더(504)의 라지챔버(504L)에 공급된다. 라지챔버(504L)가 팽창하면서 피스톤암에 연결된 자중을 들어올리는 작업을 수행한다. 라지챔버(504L)가 팽창함에 따라 스몰챔버(504S)는 수축된다. 스몰챔버(504S)가 수축됨에 따라 스몰챔버(504S) 내의 유체는 라인(509)를 따라 배출된다.
라인(509)를 통하여 고압의 압유가 공급될 때를 살펴본다. 공급된 압유는 실린더(504)의 스몰챔버(504S)에 공급되는 한편, 라인(511)를 통하여 파일럿포트(3)에 공급된다. 그 파일럿 압력과 제2메인포트(2)에 존재하는 유체에 의하여 포펫(620)의 헤드(621)에 가해지는 힘의 합력이 스프링(630)에 의하여 포펫(620)에 가해지는 힘과 제1메인포트(1)를 통하여 공급되는 압유에 의하여 포펫(620)의 헤드(621)에 가해지는 힘의 합력을 극복하기에 충분하면 포펫(620)은 개방된다.
전술한 바와 같이, 포펫(620)이 개방되는 순간, 종래의 파일럿 체크 밸브(600)에서는 1차 쇼크가 발생된다. 또한, 포펫(620) 개방이 유지되는 동안, 자중에 의하여 스몰챔버(504S)에 공급되는 유량 이상의 속도로 작업실린더(504)의 피스톤이 낙하되어 스몰챔버(504S)에서는 캐비테이션 현상이 발생되어 2차 쇼크가 발생된다. 스몰챔버(504S)에서 캐비테이션 현상이 발생되면, 스몰챔버(504S) 및 라인(509) 내의 유체 압력은 저하되고, 그로 인하여 파일럿포트(3)에 공급되는 파일럿압력도 저하된다. 이로 인하여 포펫(620)은 폐쇄된다. 포펫(620)이 폐쇄되면 피스톤의 낙하 행정이 중지되고, 스몰챔버(504S) 및 라인(509) 내의 유체의 압력은 다시 상승한다. 이로 인하여 포펫(620)은 다시 개방된다. 하중을 내릴 때에는 이렇듯 포펫(620)의 개방 및 폐쇄가 반복될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 포펫(620) 및 플런저(650)의 형상 및 구조를 변경하여, 유량의 미터 아웃 제어가 가능하도록 하였다. 이를 통하여, 부드러운 작동이 가능하게 되고, 쇼크와 진동의 발생을 억제할 수 있다. 종국적으로 본 발명의 파일럿 체크 밸브(600)가 채용된 건설중장비는 운전자의 안락성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 포펫(620) 및 플런저(650)의 형상 및 구조는 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 파일럿 체크 밸브(600)의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 파일럿 체크 밸브(600)는 밸브 바디(610) 및 포펫(620)을 포함한다. 이 밖에, 파일럿 체크 밸브(600)는, 스프링(630), 스프링 가이드(640), 플런저(650) 등을 포함한다.
밸브바디(610)에는 제1메인포트(1), 제2메인포트(2) 및 파일럿포트(3)가 형성된다. 제1메인포트(1)는 헤드(621)의 상기 제1방향측과 소통되고, 제2메인포트는 헤드(621)의 제2방향측과 소통된다. 도 6의 밸브바디(610)에는 드레인(4)이 형성되어 있다. 드레인(4)은 챔버(651)가 제2메인포트(2)와 소통되도록 한다.
포펫(620)은 헤드(621) 및 스템(623)을 포함한다.
헤드(621)는 밸브시트(611)와 접촉되면 유로를 폐쇄하고, 밸브시트(611)로부터 제1방향으로 이격되면 유로를 개방한다. 스템(623)은 헤드(621)로부터 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 연장되게 형성된다.
스프링(630)은 상기 제2방향을 향한 탄성력을 상기 포펫(620)에 가한다.
파일럿포트(3)를 통하여 파일럿압유가 공급되면, 파일럿압유가 플런저(650)에 파일럿압력을 가하고, 그에 따라 플런저(650)는 제1방향을 향한 힘을 포펫(620)에 가한다.
플런저(650)의 최대 스트로크는 포펫(620)의 최대 스트로크보다 작은 것이 바람직하다. 포펫(620)의 스트로크는 미터 인 작동시 필요한 유량이 통과할 수 있도록 충분히 크게 한다. 플런저(650)의 스트로크는 파일럿 유압에 의하여 포펫(620)이 개방될 때, 미터 아웃 기능이 수행될 수 있도록 포펫(620)의 스트로크보다 작게 한다. 따라서, 파일럿 유압에 의한 포펫(620)의 개방량 (제1메인포트(1)로부터 제2메인포트(2)로 흐르는 유체가 통과되도록 하는 개도량)이 제2메인포트(2)를 통하여 공급된 압유에 의한 포펫(620) 개방량 (제2메인포트(2)로부터 제1메인포트(1)로 흐르는 유체가 통과되도록 하는 개도량) 보다 작게 된다.
도 7은 도 6의 파일럿 체크 밸브(600)의 포펫(620)의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
포펫(620)은 상기 밸브시트(611)와의 접촉점으로부터 제2방향을 따라 단면적이 감소하는 단면적 감소 구간(a: b+c+d))을 갖는다.
단면적 감소 구간(a)은, 전 구간(b, c, d)에 걸쳐 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0 이하이다. 단면적 감소 구간(a)은, 그 종료 구간(d)에서 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0보다 작다. 여기서, 단면적이란 포펫(620)의 축방향과 직교되는 단면의 면적을 의미한다.
단면적 감소 구간(a)은 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간(c)을 포함한다. 단면적 감소 지연 구간(c)은, 제1방향 인접 구간(b)보다 제2방향을 따른 단면적 변화율이 더 크다. (도 7에서, 구간 b의 단면적 변화율은 0보다 작고, 구간 c의 단면적 변화율은 0이다.) 도 6에 도시한 바와 같이, 단면적 감소 지연 구간(c)은 단면적 변화율이 0인 외경이 일정한 구간일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 체크 밸브(600)의 포펫(620)의 형상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
단면적 감소 구간(a)은 그 외표면에 적어도 하나의 홈(625)을 가질 수 있다. 적어도 하나의 홈(625)이 차지하는 단면적 만큼, 포펫(620)의 단면적은 감소한다. 단면적 감소 구간(a)은, 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0보다 작은 구간(b, e, g, i)과 단면적 변화율이 0인 구간(c, f, h)을 포함한다. 따라서, 단면적 감소 지연 구간은 구간 (c, f, h)이다.
도 8에서는 홈(625)들의 폭 및 깊이가 같고, 길이가 다른 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 홈(625)의 길이, 깊이 및 폭 중 적어도 하나는 다를 수 있다.
또한, 도 8에서는 제2방향으로 갈수록 홈(625)의 개수가 많아지는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2방향으로 갈수록 홈(625)의 개수, 깊이 및 폭 중 적어도 하나가 증가할 수 있다.
또한, 도 8에서는 스템(623)의 일정 외경 구간에 홈(625)이 형성된 실시예를 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 외경 변화와 홈(625) 형성이 함께 주어질 수도 있음은 물론이다.

Claims (9)

  1. 제1메인포트 및 제2메인포트 사이를 연결하는 유로를 형성하고, 그 유로 상에 밸브시트가 마련된 밸브바디와,
    상기 밸브시트와 접촉/이격됨에 따라 상기 유로를 폐쇄/개방하는 폐쇄부를 포함하고,
    상기 폐쇄부는 헤드와 스템을 포함하고,
    상기 헤드는 상기 밸브시트와 접촉되어 상기 유로를 폐쇄하고 상기 밸브시트로부터 제1방향으로 이격되어 상기 유로를 개방하고,
    상기 스템은 상기 헤드로부터 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 연장되게 형성되고,
    상기 폐쇄부는 상기 밸브시트와의 접촉점으로부터 상기 제2방향을 따라 단면적이 감소하는 단면적 감소 구간을 갖고,
    상기 단면적 감소 구간은, 전 구간에 걸쳐 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0 이하이고, 종료 구간에서 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 0보다 작고,
    상기 단면적 감소 구간은 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 단면적 감소 지연 구간은, 상기 제1방향 인접 부위보다 상기 제2방향을 따른 단면적 변화율이 더 큰 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단면적 감소 지연 구간은 그 외경이 일정한 구간인 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단면적 감소 구간은 그 외표면에 적어도 하나의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홈의 깊이, 폭 및 개수 중 적어도 하나는 상기 제2방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폐쇄부는 포펫인 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 체크 밸브는 스프링을 추가적으로 포함하고,
    상기 스프링은 상기 제2방향을 향한 탄성력을 상기 폐쇄부에 가하는 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 체크 밸브는 플런저를 추가적으로 포함하고,
    상기 밸브바디는 파일럿포트를 추가적으로 포함하고,
    상기 파일럿포트를 통하여 파일럿압유가 공급되고, 상기 파일럿압유가 상기 플런저에 파일럿압력을 가하고, 그에 따라 상기 플런저는 상기 제1방향을 향한 힘을 상기 폐쇄부에 가하는 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플런저의 스트로크는 상기 폐쇄부의 스트로크보다 작은 것을 특징으로 하는 파일럿 체크 밸브.
  9. 스몰챔버와 라지챔버를 갖고, 자중이 상기 라지챔버 내의 유체에 인가되도록 설치되는 작업실린더와;
    제1항의 상기 파일럿 체크 밸브를 포함하고,
    상기 밸브바디는 파일럿포트를 추가적으로 포함하고,
    상기 제1메인포트는 상기 헤드의 상기 제1방향측과 소통되고, 상기 제2메인포트는 상기 헤드의 상기 제2방향측과 소통되고,
    상기 제1메인포트는 상기 라지챔버에 연결되고,
    상기 파일럿포트는 상기 스몰챔버에 연결되는 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 건설중장비.
PCT/KR2015/009577 2015-09-11 2015-09-11 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비 WO2017043681A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2015/009577 WO2017043681A1 (ko) 2015-09-11 2015-09-11 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2015/009577 WO2017043681A1 (ko) 2015-09-11 2015-09-11 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017043681A1 true WO2017043681A1 (ko) 2017-03-16

Family

ID=58240077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/009577 WO2017043681A1 (ko) 2015-09-11 2015-09-11 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017043681A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109162978A (zh) * 2018-10-22 2019-01-08 陈少同 先导式截止阀
CN110345116A (zh) * 2018-04-02 2019-10-18 僧全松 手动或电动数字液压旋转伺服阀

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641438A (en) * 1945-08-17 1953-06-09 Harry M Arnold Delayed opening poppet valve for steam engines
US3987814A (en) * 1975-03-17 1976-10-26 Caterpillar Tractor Co. Flow responsive poppet relief valve
US5174328A (en) * 1989-03-16 1992-12-29 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Pressure control valve
US5960814A (en) * 1997-09-12 1999-10-05 Ngt, Llc. Counter balanced locking valve
KR20080015653A (ko) * 2006-08-16 2008-02-20 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 압력제어밸브

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641438A (en) * 1945-08-17 1953-06-09 Harry M Arnold Delayed opening poppet valve for steam engines
US3987814A (en) * 1975-03-17 1976-10-26 Caterpillar Tractor Co. Flow responsive poppet relief valve
US5174328A (en) * 1989-03-16 1992-12-29 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Pressure control valve
US5960814A (en) * 1997-09-12 1999-10-05 Ngt, Llc. Counter balanced locking valve
KR20080015653A (ko) * 2006-08-16 2008-02-20 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 압력제어밸브

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110345116A (zh) * 2018-04-02 2019-10-18 僧全松 手动或电动数字液压旋转伺服阀
CN110345116B (zh) * 2018-04-02 2021-11-05 僧全松 手动或电动数字液压旋转伺服阀
CN109162978A (zh) * 2018-10-22 2019-01-08 陈少同 先导式截止阀

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014123251A1 (ko) 건설기계의 압력 제어밸브
CN102400975A (zh) 二级伸缩式液压缸以及液压设备
WO2016111391A1 (ko) 건설기계용 유량 컨트롤밸브
WO2011145753A1 (ko) 압력제어밸브
WO2012091194A1 (ko) 건설기계용 홀딩밸브
WO2015099337A1 (ko) 굴삭기용 압력피크 저감밸브 및 그것을 포함하는 굴삭기용 압력피크 저감 시스템
WO2017043681A1 (ko) 파일럿 체크 밸브 및 이를 구비하는 건설중장비
WO2015037760A1 (ko) 건설기계용 플로트 밸브
CN105035979A (zh) 平衡阀组和液压系统
US3213874A (en) Pressure responsive flow control valve for directional control valve
WO2017061648A1 (ko) 스풀 밸브
US20100206413A1 (en) Hydraulic valve device
CN202091274U (zh) 可变换补偿方式的电液比例控制阀
KR100998611B1 (ko) 건설중장비용 홀딩밸브
WO2016108300A1 (ko) 건설기계용 제어밸브
CN102094863B (zh) 可变换压力补偿方式的电液比例多路控制阀
JP2016509189A (ja) 圧力補償弁
CN112503049A (zh) 液控限速平衡阀
WO2017191855A1 (ko) 건설기계용 전기유압밸브 장치
WO2014027706A1 (ko) 건설기계용 유압 제어밸브
WO2015167041A1 (ko) 건설기계용 유량제어밸브
WO2017018557A1 (ko) 건설기계용 유압회로
WO2019066111A1 (en) FLOW CONTROL VALVE AND HYDRAULIC MACHINE COMPRISING THE SAME
WO2013081213A1 (ko) 레귤레이터에 의해 제어되는 미터 아웃 유압 제어시스템
WO2015119311A1 (ko) 건설기계용 컨트롤밸브 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15903661

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15903661

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1