WO2019022265A1 - 유압 타격 장치 - Google Patents

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WO2019022265A1
WO2019022265A1 PCT/KR2017/007976 KR2017007976W WO2019022265A1 WO 2019022265 A1 WO2019022265 A1 WO 2019022265A1 KR 2017007976 W KR2017007976 W KR 2017007976W WO 2019022265 A1 WO2019022265 A1 WO 2019022265A1
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piston
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강영기
조재상
김태용
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주식회사수산중공업
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic striking device, and more particularly, to a hydraulic striking device in which the rod is mounted on a construction equipment such as an excavator and the piston descends to strike the rod.
  • Hydraulic striking device is a device for crushing rock or concrete mounted on construction equipment such as an excavator and a loader.
  • the piston is lowered during operation of the cylinder to strike a rod as a crushing tool. Impact force is applied to the object to be crushed to attain crushing.
  • the hydraulic striking device can control the striking force applied to the rod according to the position of the top dead center of the piston, and the striking force control as described above can be largely made up of two striking strikes.
  • the striking of the hydraulic striking device has a relatively high top dead center, so that a long-stroke striking the rod strongly and a short-stroke striking the rod weakly by having a relatively low top dead center, ≪ / RTI > Such a long shot is effective when crushing the ground where strong rocks are the main part, and it is effective when crushing the ground where soft rocks are the main stone.
  • the hitting control of the breaker provided outside the cylinder of the breaker and the hitting control of the hitting control valve for controlling the hitting by the operation of selecting and rotating any one of the hitting display portion,
  • the hitting load of the breaker can not be staked by the piston, and the striking and striking actions can be selectively performed.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hydraulic striking device capable of automatically switching a striking mode by sensing a pressure magnitude of an upper chamber provided at an upper portion between a piston and a cylinder, And to provide the above-mentioned objects.
  • a hydraulic striking device includes: a piston installed in a cylinder so as to be able to move up and down in a cylinder; an upper chamber provided at an upper portion between the piston and the cylinder; A hydraulic striking device having a lower chamber, comprising: a piston control valve for controlling the rising and falling of the piston; A hitting force control valve for controlling the piston control valve; A rock strength detection valve for controlling the hitting force control valve; A fourth supply line connecting the rock strength detection valve and the piston control valve; And a third operation line connecting the hitting force control valve and the piston control valve, wherein the piston control valve includes: a body; A piston control valve chamber formed in the body; An ascending / descending portion installed between the body and the piston control valve chamber so as to be vertically movable; And a first groove formed in the ascending / descending portion, wherein when the ascending / descending portion is at a descending position, the fourth supplying line and the third operating line are connected by the first groove, and the ascending / The connection between the piston control valve
  • An intermediate chamber disposed between the upper chamber and the lower chamber between the piston and the cylinder; A third supply line connecting the inlet for the hydraulic fluid to the hitting force control valve; A first bottom line connecting the intermediate chamber and the hitting force regulating valve; A second bottom line connecting the first end line and the piston control valve; A first starter line connecting the intermediate chamber and the striking force control valve, wherein a connection portion with the intermediate chamber is located above the intermediate chamber with respect to the first endair line; And a second batting line connecting the first batting line and the piston control valve, wherein the hitting force adjusting valve includes a first spool for operating the hitting force adjusting valve, The first spool interrupts the connection between the first shorting line and the first shorting line and connects the first shorting line and the second shorting line, 3 operating lines are connected.
  • An intermediate chamber disposed between the upper chamber and the lower chamber between the piston and the cylinder; A third supply line connecting the inlet for the hydraulic fluid to the hitting force control valve; A first bottom line connecting the intermediate chamber and the hitting force regulating valve; A second bottom line connecting the first end line and the piston control valve; A first starter line connecting the intermediate chamber and the striking force control valve, wherein a connection portion with the intermediate chamber is located above the intermediate chamber with respect to the first endair line; And a second batting line connecting the first batting line and the piston control valve, wherein the hitting force control valve includes a first spool for operating the hitting force control valve, A first spool lower pressing surface forming a lower surface of the first spool; A first spool lower blocking portion formed on an upper portion of the first spool lower pressing surface; A first spool upper blocking portion formed on the upper portion of the first spool lower blocking portion; A first spool upper pressing surface formed on an upper portion of the first spool upper blocking portion and forming an upper surface of the first spool;
  • the connection between the third supply line and the third operation flow path is established on the first spool lower pressing surface
  • the first spool is installed at the first installation position, the operating oil is supplied through the third supply line, and the first spool lower pressing surface is pressed so that the first spool is at the elevated position And the third supply line and the third hydraulic oil.
  • the first spool when the first spool is installed in the striking force control valve such that the first spool upper pressing surface is positioned in the third operating line direction, the first spool is in a second installation position, Wherein when the first spool is in the lowered position, the connection between the first endair line and the second endair line is blocked by the first spool upper blocking portion, and when the first spool is in the lowered position, The first spool and the second spool are connected by the first spool upper connection portion, the first spool is installed in the second installation position, and the hydraulic oil is supplied through the third supply line Wherein when the first spool is in the raised position by being pressed by the first spool upper pressing surface, the connection between the first and second outline lines is blocked by the first spool upper blocking portion, First line The second connection of the extra-base hit line is being connected by said first spool the upper connecting portion.
  • the sectional area of the first spool lower pressing surface is larger than the sectional area of the first spool upper pressing surface.
  • the first groove can connect the fourth supply line 714 and the third operation line 723 to each other in accordance with the position of the ascending and descending portion, .
  • the third and fourth working lines are connected to each other, so that the lifting and lowering portion can be easily lifted up to the intermediate position, and at the same time, , Thereby making it easier to switch to the long-throw mode.
  • the installation position of the first spool of the hitting force control valve By selecting the installation position of the first spool of the hitting force control valve to the first installation position or the second installation position, it is possible to enable the conversion to the single-stage mode or the long-time mode, or to maintain only the long-time mode, The operation can be performed in a desired hitting mode according to the state of the rock in the working area.
  • FIG. 1A is a diagram showing a hydraulic striking apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a diagram showing a hydraulic striking apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 1B is an enlarged view of a state in which the ascending / descending portion of the piston control valve in Fig.
  • Fig. 1C is an enlarged view of a state in which the first spool of the hitting force control valve of Fig. 1A is installed at the first installation position and is in the lowered position; Fig.
  • FIG. 1D is an enlarged view of a state in which the second spool of the rock strength detecting valve of FIG. 1A is in the lowered position;
  • Fig. 2 is a view showing a state in which the piston rises and is located at the first top dead center in the state of the hydraulic striking device of Fig. 1a; Fig.
  • Fig. 3A is a view showing a state in which the ascending / descending portion of the piston control valve is in the lowered position in the state of the hydraulic striking device of Fig. 2; Fig.
  • Fig. 3b is an enlarged view of the piston control valve of Fig. 3a.
  • Fig. 3b is an enlarged view of the piston control valve of Fig. 3a.
  • Fig. 4 is a view showing a state in which the piston is lowered to a bottom dead center in the state of the hydraulic striking device of Fig. 3a. Fig.
  • Fig. 5 is a view showing a state in which the second spool of the rock strength detecting valve is raised to be in the raised position in the state of the hydraulic striking device of Fig. 4; Fig.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the second spool of the rock strength detecting valve is located at the lowered position in the state of the hydraulic striking apparatus of FIG. 5, the first spool of the striking force control valve is raised, 3 is a view showing a state where an operation line is connected.
  • FIG. 7A shows a state in which the piston rises to the second top dead center in the state of the hydraulic striking apparatus of FIG. 6, and the first spool of the striking force control valve is lowered to disconnect the third supply line from the third operation line. limit.
  • FIG. 7B is an enlarged view of a state in which the ascending / descending portion of the piston control valve of FIG.
  • Fig. 8 is a view showing a state in which the first spool of the hitting force control valve is lowered to the lowered position in the state of Fig. 7A; Fig.
  • Fig. 9 is an enlarged view of the first spool of the hitting force control valve of the hydraulic striking device of Fig.
  • the impact force control valve 500 and the rock strength detection valve 600 described in the following description are shown as being located outside the cylinder 100 of the hydraulic striking device 10 in FIG. 1A or the like, And the rocking force control valve 500 and the rock strength detection valve 600 may be understood to be installed inside the cylinder 100 in the same manner as the piston control valve 400.
  • the first top dead center referred to in the following description is a state in which the piston 200 ascends until the lower step 210 of the piston 200 is positioned on the first trunk line 731
  • the second top dead center is a state in which the piston 200 is lifted until the lower step 210 of the piston 200 is positioned on the first front line 741 as shown in FIG. It says.
  • the first leading line 741 is located at the upper portion of the intermediate chamber 112 than the first end line 731 at the connection portion with the intermediate chamber 112, so that the second top dead center is higher than the first top dead center The position of the piston 200 is obtained.
  • the piston 200 is lowered and the lower surface of the piston 200 touches the upper surface of the rod 300, so that the lower surface of the piston 200 hits the upper surface of the rod 300 .
  • FIG. 1A is a view showing a hydraulic striking apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of a state in which the ascending / descending portion of the piston control valve of FIG. 1A is in a lowered position
  • FIG. 1 (a) is an enlarged view of a state in which the first spool of the hitting force control valve 1a is installed at the first installation position and is in the lowered position
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the piston rises and is located at the first top dead center in the state of the hydraulic striking device of FIG. 1a
  • FIG. 3a is a view showing the state of the hydraulic striking device of FIG. FIG.
  • FIG. 3B is an enlarged view of the piston control valve of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the piston is lowered in the state of the hydraulic striking device of FIG. Above the bottom margin Fig. 5 is a view showing a state in which the second spool of the rock strength detecting valve is raised to a raised position in the state of the hydraulic striking device of Fig. 4, Fig. 6 is a view showing a state in which the hydraulic striking In the state of the apparatus, the second spool of the rock strength detecting valve descends to be positioned at the lowered position, the first spool of the hitting force control valve rises to be located at the raised position, and the third supply line and the third operating line are connected FIG.
  • FIG. 7A is a diagram showing a state in which the piston rises and is located at the second top dead center in the state of the hydraulic striking apparatus of FIG. 6, the first spool of the striking force control valve is lowered so that the connection between the third supply line and the third operating line is blocked
  • FIG. 7B is an enlarged view of a state in which the ascending / descending portion of the piston control valve of FIG. 7A is in the middle position
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the first spool of the impact- Descending to the descending position Is a diagram showing a state
  • Figure 9 is an enlarged view showing the Figure Figure 1a of the first spool of the impact force control valve of a hydraulic impact device is installed in the second installation position.
  • a hydraulic striking apparatus 10 includes an inlet 700 through which hydraulic oil flows, an outlet 800 through which hydraulic oil flows, a cylinder 100 A rod 300 which is struck by the piston 200 to crush the ground and an upper chamber 300 provided between the piston 200 and the cylinder 100, A lower chamber 111 provided below the piston 200 and the cylinder 100 and a lower chamber 111 provided between the upper chamber 113 and the lower chamber 111 between the piston 200 and the cylinder 100.
  • a piston control valve 400 for controlling the upward and downward movement of the piston 200, a hitting force control valve 500 for controlling the piston control valve 400, a hitting force control valve 500 A first supply line 711 connecting the inlet 700 and the piston control valve 400 to each other, A second supply line 712 connecting the inlet 700 and the rock strength detection valve 600, a third supply line 713 connecting the inlet 700 and the rock strength detection valve 600, A fourth supply line 714 connecting the intensity detection valve 600 and the piston control valve 400 and a second end line 732 and a second first line 742 by connecting the piston control valve 400 A first operation line 721 connecting the hitting force control valve 500 and the piston control valve 400 and a second operation line 722 connecting the upper chamber 113 and the rock strength detection valve 600, A third operating line 723 connecting the hitting force control valve 500 and the piston control valve 400 to each other and a first bottom line 731 connecting the intermediate chamber 112 to the hitting force control valve 500, A second outermost line 732 connecting the first outermost line 731 and the piston control valve 400 and a second outermost line 7
  • the inlet port 700 is a passage through which the hydraulic fluid is introduced when the hydraulic fluid is supplied to the inside of the hydraulic striking device 10 and the outlet port 800 is a passage through which the hydraulic fluid is discharged from the hydraulic striker 10, It is a passage which flows out.
  • the inlet port 700 is connected to a high pressure line through which a hydraulic fluid is supplied by a pump (not shown), and the outlet port 800 is connected to a low pressure line through which a hydraulic fluid is sucked by a sump (not shown).
  • the high-pressure line and the low-pressure line are connected to each other outside the hydraulic striking device 10, so that the high-pressure line, the low-pressure line and the hydraulic striking device 10 form a single hydraulic circuit.
  • the operating oil flows into the inside of the hydraulic striking device 10, that is, the inside of the cylinder 100 via the high-pressure line and the inlet port 700, and in this case, do.
  • the operating oil in the high pressure state flows out through the low pressure line and the outflow port 800 through valves and lines to be described later, outside the hydraulic striking device 10, that is, outside the cylinder 100. In this case, It is sucked in a low pressure state and is discharged and recovered.
  • the inlet 700 and the outlet 800 are shown as being located outside the cylinder 100 for ease of illustration and the inlet 700 and the outlet 800 May be formed in the cylinder (100).
  • a hollow 110 is formed inside the cylinder 100 and a piston 200 is installed on the hollow 110 so that the piston 200 can move up and down.
  • a gas chamber 114 is formed in an upper portion of the hollow 110 and a rod 300 struck by the piston 200 is installed at a lower portion of the hollow 110 so as to move up and down.
  • the cylinder 100 is provided with a piston control valve 400, a rock strength detecting valve 600, a hitting force control valve 500 and an accumulator 120.
  • the lower chamber 111 refers to a space formed by the lower portion of the lower step 210 of the piston 200 and the interior of the cylinder 100, that is, the hollow 110.
  • the lower chamber 111 functions to increase the pressure of the piston 200 by flowing high pressure hydraulic fluid and is connected to the inlet 700 by the first supply line 711 and the piston control valve chamber 420.
  • the intermediate chamber 112 is located at an upper portion of the lower chamber 111 and between the upper and lower steps 220 and 210 of the piston 200 and the interior of the cylinder 100, Refers to a space formed.
  • the intermediate chamber 112 is connected to the first and second line lines 731 and 732, the first and second line lines 741 and 742 and the main discharge line 810, which will be described later in detail .
  • the upper chamber 113 is located at an upper portion of the intermediate chamber 112 and refers to a space formed by the upper portion of the upper step 220 of the piston 200 and the interior of the cylinder 100, do.
  • the upper chamber 113 functions to lower the piston 200 downward by the high-pressure hydraulic fluid, and is connected to the rock strength detection valve 600 by the second operation line 722.
  • the gas chamber 114 is a space forming the uppermost part of the hollow 110, and the interior of the gas chamber 114 is filled with nitrogen gas.
  • Nitrogen gas filled in the gas chamber 114 functions to buffer the raised piston 200 from reaching the upper portion of the gas chamber 114 and simultaneously pressurizes the piston 200 by the gas pressure of the nitrogen gas So that the piston 200 can be lowered.
  • the accumulator 120 uses the nitrogen gas charged therein to lower the instantaneous pressure rise of the lower chamber 111 when the piston 200 is lowered to the bottom dead point and strikes the rod 300, To prevent the hydraulic oil from being detained due to the pressure rise of the hydraulic oil.
  • a piston 200 is installed inside a hollow 110 formed inside a cylinder 100 so as to be able to move up and down.
  • a lower step 210 is formed at a lower portion of the piston 200,
  • An upper step 220 is formed at an upper portion of the piston 200.
  • the high-pressure operating fluid when the high-pressure operating fluid is supplied to the lower chamber 111, the high-pressure operating fluid pushes the lower step 210 upward, so that the piston 200 rises.
  • the rod 300 struck by the piston 200 descends and strikes the ground, thereby achieving crushing of the ground.
  • the diameter of the lower step 210 and the upper step 220 of the piston 200 is the same as the diameter of the hollow 110.
  • the hydraulic pressure area of the upper step 220 is formed to be larger than the hydraulic pressure area of the lower step 210.
  • the width of the upper step 220 is formed to be larger than the width of the lower step 210, so that the hydraulic area of the hydraulic oil is larger than the lower step 210 of the upper step 220.
  • the piston control valve (400) The piston control valve (400)
  • the piston control valve 400 functions to control the upward and downward movement of the piston 200 by selectively controlling the supply of the operating fluid supplied to the upper chamber 113.
  • the piston control valve 400 is connected to the inlet 700 by a first supply line 711 and is connected by a first operating line 721 to a second outermost line 732 and the second first line 742 and connected to the striking force control valve 500 by the third operation line 723 and the fourth supply line 714 is connected to the rock strength detecting valve 600 And is connected to the outlet 800 by the first outlet line 811, the first outlet line 811a, the first outlet line 811b and the first outlet line 811c, It is connected.
  • the piston control valve 400 is installed inside the cylinder 100 of the hydraulic striking device 10 and is fixed to the inside of the cylinder 100, A piston control valve chamber 420 formed in the body 410 and a lifting and lowering portion 430 installed up and down between the body 410 and the piston control valve chamber 420, And first to third grooves 431, 432, and 433 formed in the steel portion 430.
  • the body 410 is a portion fixedly attached to the cylinder 100 in the piston control valve 400 and the outer surface of the body 410 is connected to a fourth supply line 714, a first operating line 721, Line 1-21, the line 1-2, the line 1-1, the line 1-22, the line 1-1, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12, the line 1-12,
  • An insertion chamber 411 through which the insertion portion 434 of the ascending / descending portion 430 is inserted is formed in the upper portion of the body 410.
  • the insertion chamber 411 is inserted into the lower portion of the insertion chamber 411 and connected to the 1-1 outflow line 811a.
  • the hydraulic fluid introduced into the insertion chamber 411 can be discharged to the outside of the cylinder 100 through the 1-1 outflow line 811a.
  • the piston control valve chamber 420 refers to a space formed inside the body 410 and functions to connect the accumulator 120, the lower chamber 111 and the upper chamber 113 to the first supply line 711 do.
  • the ascending and descending portion 430 is installed so as to be in close contact with the inner surface of the body 410 and is slidable upward and downward between the body 410 and the piston control valve chamber 420 according to the supply of the operating oil.
  • the operation of the ascending / descending section 430 is performed according to whether or not the operating fluid supplied to the first operating line 721 is supplied.
  • the ascending and descending portion 430 is formed with an insertion portion 434 and first to third grooves 431, 432 and 433 which are inserted into the insertion chamber 411 of the body 410.
  • the insertion portion 434 is inserted into the insertion chamber 411 of the body 410 and functions to help the ascending and descending portion 430 to ascend and descend from a predetermined position without being distorted.
  • the first groove 431 is formed by the fourth feed line 714 and the third operation line 712 when the ascending / descending portion 430 is in the lowered position, as shown in Fig. 1B, or in the intermediate position as shown in Fig. Line 723 in the first embodiment.
  • the operating fluid supplied to the fourth supply line 714 flows through the first groove 431 and the third operating line 723 to the hitting force regulating valve 500 So that the hitting force control valve 500 can be operated.
  • the operating fluid remaining in the third operating line 723 can easily flow out of the cylinder 100 through the first to third outflow lines 811c.
  • the operating fluid remaining in the third operation line 723 flows out to the outlet port 800 through the first to third outflow lines 811c, the first outflow line 811 and the main outflow line 810, So that it can be easily recovered to the outside of the hydraulic striking device (10).
  • the second groove 432 is connected to the first-second outflow line 811b and the upper chamber 113 when the ascending / descending section 430 is at the lowered position.
  • the operating fluid in the upper chamber 113 can be discharged to the outside of the cylinder 100 through the second-outflow line 811b,
  • the piston 200 can be easily raised.
  • the operating fluid remaining in the upper chamber 113 flows out to the outlet port 800 through the first to third outflow lines 811b, the first outflow line 811 and the main outflow line 810,
  • the piston 200 can be easily recovered to the outside of the apparatus 10, whereby the piston 200 can be easily raised.
  • the third groove 433 is connected to the first operating line 721 and the operating oil pressurizes the third groove 433 when the operating oil of high pressure is supplied to the first operating line 721, 430 to the upper portion.
  • the lifting and lowering portion 430 is lifted so that the operating oil can be supplied to the upper chamber 113, The lowering of the main body 200 can be performed.
  • the hitting force control valve (500) The hitting force control valve (500)
  • the hitting force control valve 500 functions to control the piston control valve 400 by controlling the timing at which the piston control valve 400 supplies the hydraulic fluid to the upper chamber 113 and operates the hitting force control valve 500
  • the first spool 510 is provided.
  • the striking force control valve 500 is connected to the inlet 700 by a third supply line 713 and is connected to the piston control valve 400 by a third operating line 723, And is connected to the outlet 800 by means of the third outlet line 813 and the main outlet line 810.
  • the fourth supply line 714 connects the rock strength detecting valve 600 and the piston control valve 400, the fourth supply line 714 and the third operation line 723 can indirectly control the rock strength And is connected to the sensing valve 600.
  • first outermost line 731 is also connected to the intermediate chamber 112 by a first outermost line 731 and to the piston control valve 400 by a second outermost line 732 and a first operating line 721.
  • first primary line 741 It is also connected to the intermediate chamber 112 by a first primary line 741 and by a second primary line 742 and a first operating line 721 to the piston control valve 400.
  • the first spool 510 is installed inside the hitting force control valve 500 and includes a first spool lower pressing surface 511 forming a lower surface of the first spool 510, A first spool lower blocking portion 512 formed on an upper portion of the lower pressing surface 511, a first spool upper blocking portion 513 formed on an upper portion of the first spool lower blocking portion 512, A first spool upper pressing surface 516 formed on an upper portion of the upper blocking portion 513 and forming an upper surface of the first spool 510 and a second spool lower pressing surface 516 formed on the upper surface of the first spool lower pressing surface 511 and the first spool lower blocking portion And a first spool upper connecting portion 515 formed between the first spool lower blocking portion 512 and the first spool upper blocking portion 513.
  • the first spool lower connecting portion 514 is formed between the first spool upper blocking portion 513 and the first spool upper blocking portion 513, .
  • the first spool 510 can be divided into a first installation position or a second installation position depending on the position of the first spool 510 installed in the hitting force control valve 500.
  • the first installation position means that the first spool lower pressing surface 511 is installed in the direction of the third operating line 723 in the striking force control valve 500 as shown in FIG.
  • the first spool upper pressing surface 516 is inserted into the first spring 520 and the first spring 520 is elastically pressed against the upper surface of the first spool upper blocking portion 513 And pressurized.
  • the operating oil supplied through the third operation line 723 presses the first spool lower pressing surface 511, thereby operating the hitting force control valve 500.
  • the second mounting position is such that the first spool upper pressing surface 516 is positioned in the direction of the third operating line 723 in the hitting force control valve 500.
  • the second installation position is such that the direction of the first spool 510 of the first installation position is reversed upward and downward and installed in the hitting force control valve 500.
  • the first spool lower pressing surface 511 is positioned in the direction of the first spring 520, and the first spool lower pressing surface 511 presses the first spring 520 .
  • the operating oil supplied through the third operating line 723 presses the first spool upper pressing surface 516, thereby operating the striking force adjusting valve 500.
  • the functions of the first spool 510 are different according to the first installation position and the second installation position.
  • the first spool 510 is in the first installation position
  • the case where the first spool 510 is in the second installation position will be described separately.
  • the operating fluid of the intermediate chamber 112 is supplied to the first-
  • the piston 200 is supplied to the piston control valve 400 via the first opening line 731, the second opening line 732 and the first operating line 721, and the piston 200 is located at the first top dead center.
  • the percussion mode in which the piston 200 is positioned at the first top dead center is referred to as a short-stroke mode, and a detailed description thereof will be described later.
  • the percussion mode in which the piston 200 is positioned at the second top dead center is referred to as a long-stroke mode, and a detailed description thereof will be described later.
  • the hitting force control valve 500 is provided with a first spring 520 and a first spool 510 to facilitate the installation of the first spool 510 to the first installation position or the second installation position,
  • the cover 530 covering the space in which the cover 510 is installed is preferably detachable.
  • the rock strength detection valve 600 functions to control the hitting force control valve 500 by supplying operating oil to the hitting force control valve 500 and controlling the operation thereof, Two spools 610 are provided.
  • the rock strength detection valve 600 is connected to the inlet 700 by a second supply line 712, as shown in FIGS. 1A and 1D,
  • the hitting force regulating valve 500 is indirectly connected by the fourth supply line 714 and the third operation line 723, (Not shown).
  • the operation of the rock strength detecting valve 600 is controlled in accordance with the strength of the ground rock to be crushed by the rod 300, and a detailed description thereof will be described later.
  • the second spool 610 is installed in the rock strength detection valve, as shown in Fig. 1d,
  • the second spool 610 is installed so that the second spool pressing surface 611 is positioned in the second operating line 722 direction. Accordingly, the operating oil supplied through the second operating line 722 presses the second spool pressing surface 611, thereby causing the rock strength detecting valve 600 to operate.
  • the second spool interruption portion 612 disconnects the connection of the second supply line 712 and the fourth supply line 714 .
  • the operating oil is supplied through the second operating line 722 and the second spool pressing surface 611 of the second spool 610 is pressed, so that the second spool 610 is raised
  • the second spool connection portion 613 connects the second supply line 712 and the fourth supply line 714.
  • the hydraulic striking device 10 automatically sets the striking mode by the hydraulic oil flowing through the valves and lines of the hydraulic striking device 10 according to the rock strength of the ground to be crushed by the rod 300 You can switch.
  • the rock strength detecting valve 600 is not operated. As a result, As shown in FIG. 3B, the piston 200 is maintained in the single-stage mode in which the piston 200 is lifted up to the first top dead center, thereby performing the crushing of the ground.
  • the first top dead center refers to a state in which the piston 200 is lifted until the lower step 210 of the piston 200 is positioned above the first bottom line 731, as shown in FIG.
  • the rock strength detecting valve 600 is actuated, Likewise, the piston 200 is converted to the long-run mode in which the piston 200 is lifted up to the second top dead center, and the ground is crushed.
  • the impact force (or impact force) applied to the rod 300 is stronger than in the single-stage mode because the piston 200 hits the rod 300 after the piston 200 rises to the second top dead center. This is because the height of the second top dead center is higher than the height of the first top dead center.
  • the load 300 is also stronger in impact force for crushing the ground, and is therefore very effective in crushing the hard rock.
  • the ground breaking by the single-tooth mode of the hydraulic striking device 10 according to the preferred embodiment of the present invention is performed in the order of FIGS. 1A, 2, 3A, and 4.
  • the rod 300 of the hydraulic striking device 10 is placed in contact with the ground to prepare the ground for crushing.
  • the hydraulic fluid flowing through the first supply line 711 flows through the piston control valve 400 and the cylinder 100 and is supplied to the lower chamber 111.
  • the high pressure hydraulic fluid supplied to the lower chamber 111 and then introduced into the lower chamber 111 pushes up the lower surface of the lower step 210 of the piston 200, Point.
  • the lower chamber 111 and the first lowermost line 731 are connected to each other as the piston 200 is lifted up to the first top dead center so that the high- ), The second outboard line 732, and the first operating line 721 to the piston control valve 400.
  • the piston control valve chamber 420 and the upper chamber 113 are connected to each other so that the high pressure hydraulic fluid supplied to the piston control valve chamber 420 flows into the upper chamber 113 .
  • the high pressure hydraulic fluid supplied to and introduced into the upper chamber 113 pushes down the upper surface of the upper step 220 of the piston 200. As a result, .
  • the hydraulic oil remaining in the lower chamber 111 flows out of the hydraulic striking device 10 through the main outlet line 810 and the outlet port 800 and is recovered.
  • the pressure of the operating oil inside the second operating line 722 connected to the upper chamber 113 is also insufficient to raise the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600,
  • the second spool 610 of the intensity detecting valve 600 does not ascend and remains in the lowered position as shown in FIG.
  • the hydraulic striking device 10 repeats the state shown in Figs. 1A to 4 to execute the striking mode of the hydraulic striking device 10.
  • the ground breaking by the hitting mode of the hydraulic striking device 10 according to the preferred embodiment of the present invention is performed in the order of FIGS. 1A, 2, 3A, 5, 6, 7A and 8.
  • the hitting mode of the hydraulic striker 10 is started in the state of Fig. 4 of the unidirectional mode. Therefore, the operation of raising or lowering the piston 200 shown in Figs. 1 to 4 is the same as the operation of the single-step mode described above, and a description thereof will be omitted.
  • the piston 200 is completely lowered and is positioned at the bottom dead center so that the lower surface of the piston 200 is hit by blowing the upper surface of the rod 300 .
  • the struck rod 300 is lowered to strike the hard rock of the ground so that fracture of the hard rock is achieved.
  • the pressure of the operating oil inside the second operating line 722 connected to the upper chamber 113 is sufficient to raise the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600, The operating fluid that has flowed to the operating line 722 presses the second spool pressing surface 611 of the second spool 610.
  • the second spool 610 ascends and is positioned at the raised position.
  • the second supply line 712 and the fourth supply line 714 are connected as the second spool 610 is in the raised position so that the high pressure hydraulic fluid supplied from the inlet 700 is supplied to the second supply Line 712 and the fourth feed line 714 to the piston control valve 400.
  • the operating fluid that has flowed into the fourth supply line 714 flows to the third operating line 723 through the first groove 431 and flows into the first spool 510 of the hitting force control valve 500 So that the pressing surface 511 is pressed.
  • the first spool 510 ascends as shown in FIG. 6 and is positioned at the raised position.
  • the connection between the first trunk line 731 and the second trunk line 732 is blocked by the first spool lower blocking portion 512, and the connection between the first trunk line 741 and the second trunk line 732,
  • the line 742 is connected by the first spool top connection 515 and the third supply line 713 is connected by the third operating line 723.
  • the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600 is located at the lowered position.
  • the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600 is lowered and positioned at the lowered position.
  • connection between the first shorting line 731 and the second shorting line 732 is cut off while the first shorting line 741 and the second shorting line 742 are connected to each other, ) Is converted into the long-time mode.
  • the ascending and descending portion 430 of the piston control valve 400 is raised to the intermediate position as shown in FIG. 7B while the piston 200 is lifted up to the second top dead center.
  • the first groove 431 connects the fourth supply line 714 and the third operation line 723 even when the ascending / descending section 430 is located at the intermediate position.
  • the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600 As the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600 is in the lowered position, the supply of the hydraulic fluid from the fourth supply line 714 is interrupted, The connection between the third supply line 713 and the third operating line 723 is blocked by the first spool lower pressing surface 511. As a result, the spool 510 is slightly lowered as shown in Fig. 7A, .
  • the operating fluid that has flowed into the first operating line 721 pushes the third groove 433 to lift the lifting / lowering portion 430, so that the lifting and lowering portion 430 is located at the lifted position.
  • the piston control valve chamber 420 and the upper chamber 113 are connected and the high-pressure hydraulic fluid is supplied to the upper chamber 113, so that the piston 200 descends to the bottom dead point as shown in FIG. 5, (300).
  • the hydraulic striking apparatus 10 sequentially executes the states of FIGS. 1A to 4 and 5 to 8, and then repeats the states of FIGS. 5 to 8 in order , So that the long stroke mode of the hydraulic striking device 10 is executed.
  • the hydraulic striking apparatus 10 is capable of efficiently achieving fracture of the ground by converting the striking mode automatically according to the state of the rock, unlike the conventional hydraulic striking apparatus.
  • the first groove 431 When the ascending / descending section 430 is at the lowered position and the intermediate position, the first groove 431 is connected to the fourth supply line (not shown) when the rock strength detecting valve 600 is operated and the hitting force control valve 500 is operated.
  • the first groove 431 connects the fourth supply line 714 and the third operation line 723 when the ascending / descending section 430 is in the lifted position, The switching from the single-step mode to the long-time mode can be facilitated.
  • high-pressure operating fluid is supplied in a state where the ascending / descending section 430 is in the lowered position.
  • the high-pressure operating fluid flows through the third operating line 723 connected to the first groove 431, 510) to actuate the hitting force regulating valve (500).
  • the first spool 510 is pressed and raised so that the third supply line 713 and the third operation line 723 are connected to each other when the first spool 510 is positioned at the raised position, 610 is lowered and is located at the lowered position, the high-pressure hydraulic fluid is supplied to the fourth supply line 714, the first groove 431, the third operation line 723, the third supply line 713, The first supply line 711, and the piston control valve chamber 420, respectively.
  • the fourth supply line 714 and the like form a momentary closed circuit, whereby the operating oil pushes the first groove 431 and the ascending / descending portion 430 rises to the intermediate position.
  • the first groove 431 blocks the connection between the fourth supply line 714 and the third operation line 723 as the ascending and descending portion 430 rises to the intermediate position, .
  • the operating oil supplied through the first first line 741 and the second first line 742 is supplied to the third groove 433 through the first operating line 721 to be supplied to the piston control valve 400, So that the operating fluid is supplied to the upper chamber 113.
  • the operating oil supplied through the first first line 741 and the second first line 742 is supplied to the third groove 433 through the first operating line 721 to be supplied to the piston control valve 400, So that the operating fluid is supplied to the upper chamber 113.
  • the switching from the single-step mode to the long-stroke mode is performed by changing the position of the second spool 610 of the rock strength detecting valve 600, the position of the ascending / descending portion 430 of the piston control valve 400, And the position of the first spool 510 of the valve 500 are respectively determined according to the positions.
  • the actuation of the impact force control valve 500 is performed by the operation of the rock strength detecting valve 600 (i.e., the second spool 610 is raised), and the actuation of the impact force control valve 500
  • the first and second leading lines 741 and 742 are connected by the first spool 510 and the rising and falling portion 430 of the piston control valve 400 is raised to the intermediate position,
  • the supply of the hydraulic oil through the first and second hydraulic lines 741 and 742 is stopped as the piston 200 reaches the second top dead center (that is, the first spool 510 is lowered) So that the ascending / descending portion 430 is completely raised and the piston 200 descends again.
  • the organic operation of the piston control valve 400, the hitting force control valve 500, and the rock strength detecting valve 600 is important for switching to the long-run mode, and the fourth operation according to the position of the ascending / The connection of the supply line 714 and the third operation line 723 is effective in facilitating such an organic operation.
  • the first spool 510 of the hitting force control valve 500 rises to the raised position and the third supply line 713 and the third operation line 723 are connected to each other, The first spool 510 can be easily maintained at the raised position for a sufficient time, thereby facilitating the switching to the long-span mode.
  • the hydraulic striking apparatus 10 may have a striking mode between a single-striking mode and a long striking mode.
  • the fourth supply line 714 and the third operating line The amount of the hydraulic fluid flowing through the first oil passage 723 flows relatively less than the case described above. Therefore, the first spool 510 of the hitting force control valve 500 is raised for a short time by the relatively small amount of the operating oil.
  • the operating oil flows through the first and second tertiary lines 731 and 732 and the first operating line 721
  • the piston control valve chamber 420 and the upper chamber 113 are connected to each other by flowing into the piston control valve 400 and raising the ascending / descending section 430.
  • the piston control valve chamber 420 and the upper chamber 113 are connected to each other, the high-pressure operating fluid is supplied to the upper chamber 113, and the piston 200 descends to the bottom dead center and hits the rod 300.
  • the top dead center of the piston 200 is higher than the height of the first top dead center according to the time when the first spool 510 of the hitting force control valve 500 is lifted, but is lower than the height of the second top dead center can do.
  • the top dead center of the piston 200 can be positioned within the range of the first top dead center (state of FIG. 2) of the mode and the second top dead center (state of FIG.
  • the position of the top dead center of the piston 200 can be positioned within the range of the state of FIG. 2 and the state of FIG. 7A, whereby the striking action of the hydraulic striking device 10 can be continuously performed , That is, an unsteady behavior can be achieved rather than a stepwise behavior.
  • the hydraulic striking device 10 automatically moves the position of the top dead center of the piston 200 in accordance with the above- Can be changed.
  • the striking mode (the mode satisfying the conditions of the first top dead center ⁇ top dead center ⁇ second top dead center) described above between the single mode, the long mode or the single mode and the long mode So that the crushing efficiency of the hydraulic striking device 10 can be increased.
  • the force of the hitting force control valve 500 The first spool 510 The operation of the hydraulic striking device 10 according to the second installation position
  • the first spool 510 can be divided into a first installation position and a second installation position, and the first spool 510 of the second installation position is shown in FIG. 9 have.
  • the first spool upper pressure surface 516 is positioned in the direction of the third operation line 723 inside the hitting force control valve 500 And the first spool lower pressing surface 511 is in contact with the first spring 520.
  • the rock stiffness sensing valve 600 when the rock stiffness sensing valve 600 is not operated and the first spool 510 is in the lowered position by crushing the ground where the soft striking device 10 mainly plays the soft rock, the first bottom line 731 ) And the second shorting line 732 are blocked by the first spool upper blocking portion 513 and the connection between the first shorting line 741 and the second shorting line 742 is blocked by the first spool upper connecting portion 515).
  • the reason why only the first and second shot lines 741 and 742 are connected even when the first spool 510 is in the raised position is that the sectional area of the first spool lower pressing surface 511 is larger than the cross sectional area of the first spool lower pressing surface 511 Is greater than the cross-sectional area of the surface 516.
  • the sectional area of the first spool lower pressing surface 511 is larger than the sectional area of the first spool upper pressing surface 516, the operating oil supplied through the third operating line 723 is pressurized by the first spool upper pressing surface 516, Even if the surface 516 is pressed, the first spool 510 does not rise as high.
  • the first leading line 741 and the second leading line 742 are held connected by the first spool upper connecting portion 515, 731 and the second shorting line 732 are kept blocked by the first spool upper blocking portion 513.
  • the first and second longitudinals 741 and 742 are operated regardless of whether the rock strength detection valve 600 is operated or not, By making the connection of the line 742, the hydraulic striking device 10 always maintains the long-stroke mode. Accordingly, the piston 200 is raised to the second top dead center regardless of the strength of the ground rock.
  • the hydraulic striking device 10 is configured such that the first spool 510 of the hitting force control valve 500 is installed at the first installation position or the second installation position, There is an effect that the mode or the long-time mode can be selected as the conversion mode or only the long-time mode can be selected.
  • the first spool 510 is installed at the first installation position in a region where the rock bed of the ground mixes soft rock and strong rock, so that the single-storey mode or the long-span mode can be automatically converted according to the rock condition of the ground And thus, the ground can be efficiently broken.
  • the first spool 510 is installed at the second installation position, so that the ground mode can be always maintained and the ground can be quickly broken.
  • the user of the hydraulic striking apparatus 10 can simply install the first spool 510 according to the characteristics of the area where the shredding operation is to be performed, thereby improving the efficiency of the operation.
  • the cover 530 which covers the space in which the first spool 520 and the first spool 510 are installed, is detachable, so that the first spool 510 and the second spool 510, There is an effect that the installation position can be easily changed to the installation position.
  • Insertion chamber 420 Piston control valve chamber
  • first spool lower pressing surface 512 first spool lower blocking portion
  • first spool upper blocking portion 514 first spool lower connection portion
  • first spool upper connecting portion 516 first spool upper pressing surface
  • first outflow line 811a first outflow line 811a:
  • Second outflow line 813 Third outflow line

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Abstract

본 발명은 굴삭기 등의 건설장비에 장착되어 피스톤이 하강하여 로드를 타격함으로써, 로드가 지반의 암반 등을 파쇄하는 유압 타격 장치에 관한 것으로, 특히, 지반의 암반의 상태에 따라 피스톤과 실린더 사이에서 상부에 구비되는 상부챔버의 압력 크기를 감지하여 자동적으로 타격 모드를 전환할 수 있는 유압 타격 장치에 관한 것이다.

Description

유압 타격 장치
본 발명은 유압 타격 장치에 관한 것으로, 특히, 굴삭기 등의 건설장비에 장착되어 피스톤이 하강하여 로드를 타격함으로써, 상기 로드가 지반의 암반 등을 파쇄하는 유압 타격 장치에 관한 것이다.
유압 타격 장치는 굴삭기, 로더 등의 건설장비에 장착되어 암반이나 콘크리트 등을 파쇄하는 장비로, 실린더 작동시 피스톤이 하강하여 파쇄공구인 로드(rod)를 타격하고, 상기 로드가 지반의 콘크리트 및 암반 등, 파쇄목적물에 충격력을 가해 파쇄를 달성한다.
유압 타격 장치는 피스톤의 상사점의 위치에 따라 로드에 가해지는 타격력을 조절할 수 있으며, 위와 같은 타격력 조절은 크게 두 개의 타격으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 유압 타격 장치의 타격은 상대적으로 높은 상사점을 갖음으로써, 로드를 강하게 타격하는 장타(long-stroke)와, 상대적으로 낮은 상사점을 갖음으로써 로드를 약하게 타격하는 단타(short-stroke)로 나뉠 수 있다. 이와 같은 장타는 강암(强巖)이 주를 이루는 지반을 파쇄할 때 효과적이며, 단타는 연암(軟巖)이 주를 이루는 지반을 파쇄할 때 효과적이다.
따라서, 지반의 암반의 상태에 따라, 전술한 타격, 즉, 장타 또는 단타로 변환할 수 있는 유압 타격 장치가 개발되었으며, 이러한 유압 타격 장치로는 한국등록특허 제10-1072069호(이하, '특허문헌 1' 이라 한다)에 기재된 것이 공개되어 있다.
특허문헌 1의 브레이커는 브레이커의 실린더 외측에 설치되는 브레이커의 타격력 조절 및 공타방지용 방향 전환부의 강타 표시부, 약타 표시부 및 공타방지 표시부 중 어느 하나를 선택하여 회전시켜 주는 동작에 의해 이와 연설된 타격 조절밸브를 통해 브레이커의 타격로드를 피스톤에 의해 공타불가 및 강타, 약타 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1의 브레이커는 방향 전환부를 회전시켜줘야만, 타격력 조절밸브가 공타 방지관로 또는 강타 전환관로를 차단시키게 되어 강타 또는 약타 모드를 수행할 수 있다. 따라서, 브레이커로 지반의 암반을 파쇄하는 작업을 할 때에 사용자가 직접 암반의 상태를 파악하여 방향 전환부를 회전시켜줘야 강타 또는 약타가 변환되어 수행될 수 있으므로, 작업의 효율이 떨어지고, 사용이 불편하다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지반의 암반의 상태에 따라 피스톤과 실린더 사이에서 상부에 구비되는 상부챔버의 압력 크기를 감지하여 자동적으로 타격 모드를 전환할 수 있는 유압 타격 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 유압 타격 장치는, 실린더 내에서 승하강 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상부에 구비되는 상부챔버와, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 하부에 구비되는 하부챔버를 갖는 유압 타격 장치에 있어서, 상기 피스톤의 승하강을 제어하는 피스톤 제어밸브; 상기 피스톤 제어밸브를 제어하는 타격력 조절밸브; 상기 타격력 조절밸브를 제어하는 암반강도 감지밸브; 상기 암반강도 감지밸브와 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제4공급라인; 및 상기 타격력 조절밸브와 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제3작동라인;을 포함하되, 상기 피스톤 제어밸브는, 몸체; 상기 몸체 내부에 형성되는 피스톤 제어밸브 챔버; 상기 몸체와 상기 피스톤 제어밸브 챔버 사이에서 승하강 가능하게 설치되는 승하강부; 및 상기 승하강부에 형성되는 제1홈을 포함하고, 상기 승하강부가 하강 위치에 있을 경우, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인은 상기 제1홈에 의해 연결되고, 상기 승하강부가 상승 위치에 있을 경우, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인의 연결은 차단되며, 상기 암반강도 감지밸브가 작동되고, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인이 연결됨에 따라 작동유가 상기 제4공급라인 및 상기 제3작동라인을 통해 공급되어 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이에 구비되는 중간챔버; 작동유가 유입되는 유입구와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제3공급라인; 상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제1단타라인; 상기 제1단타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2단타라인; 상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하며, 상기 중간챔버와의 연결부분이 상기 제1단타라인보다 상기 중간챔버의 상부에 위치하는 제1장타라인; 및 상기 제1장타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2장타라인;을 더 포함하되, 상기 타격력 조절밸브는, 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 제1스풀을 구비하며, 상기 제1스풀이 가압되어 상승될 때, 상기 제1스풀은, 상기 제1단타라인과 제1단타라인의 연결을 차단하고, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인을 연결시키며, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동라인은 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이에 구비되는 중간챔버; 작동유가 유입되는 유입구와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제3공급라인; 상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제1단타라인; 상기 제1단타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2단타라인; 상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하며, 상기 중간챔버와의 연결부분이 상기 제1단타라인보다 상기 중간챔버의 상부에 위치하는 제1장타라인; 및 상기 제1장타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2장타라인;을 더 포함하되, 상기 타격력 조절밸브는, 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 제1스풀을 구비하며, 상기 제1스풀은, 상기 제1스풀의 하면을 이루는 제1스풀 하부가압면; 상기 제1스풀 하부가압면의 상부에 형성되는 제1스풀 하부차단부; 상기 제1스풀 하부차단부의 상부에 형성되는 제1스풀 상부차단부; 상기 제1스풀 상부차단부의 상부에 형성되며, 상기 제1스풀의 상면을 이루는 제1스풀 상부가압면; 상기 제1스풀 가압면과 상기 제1스풀 하부차단부 사이에 형성되는 제1스풀 하부연결부; 및 상기 제1스풀 하부차단부와 제1스풀 상부차단부 사이에 형성되는 제1스풀 상부연결부;를 포함하고, 상기 제1스풀이 상기 타격력 조절밸브 내에서 상기 제1스풀 하부가압면이 상기 제3작동라인 방향으로 위치하도록 설치되는 경우, 상기 제1스풀은 제1설치 위치에 있는 것이며, 상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되고, 상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 하부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 하부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2단타라인은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동유로의 연결은 상기 제1스풀 하부가압면에 의해 차단되고, 상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 하부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동유로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1스풀이 상기 타격력 조절밸브 내에서 상기 제1스풀 상부 가압면이 상기 제3작동라인 방향으로 위치하도록 설치되는 경우, 상기 제1스풀은 제2설치 위치에 있는 것이며, 상기 제1스풀이 상기 제2설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되고, 상기 제1스풀이 상기 제2설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 상부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1스풀 하부가압면의 단면적은 상기 제1스풀 상부가압면의 단면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 유압 타격 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
지반의 암반의 상태에 따라 자동적으로 타격 모드가 단타 모드 또는 장타 모드로 전환될 수 있으며, 이를 통해 지반의 파쇄를 효율적으로 달성할 수 있다.
승하강부의 위치에 따라 제1홈이 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)를 연결시키거나, 그 연결을 차단함으로써, 단타 모드에서 장타 모드로의 전환이 용이하게 이루어질 수 있다.
제1스풀이 상승 위치까지 상승할 경우, 제3공급라인과 제3작동라인이 연결됨에 따라 승하강부를 중간 위치까지 용이하게 상승시키는 효과가 있을 뿐만 아니라 제1스풀이 상승 위치에서 충분한 시간동안 유지될 수 있도록 도와주며, 이로 인해, 장타 모드로의 전환을 더욱 용이하게 할 수 있다.
타격력 조절밸브의 제1스풀의 설치 위치를 제1설치 위치 또는 제2설치 위치로 택일함으로써, 단타 모드 또는 장타 모드로의 변환을 가능하게 하거나, 장타 모드로만 유지시키게 할 수 있으며, 이를 통해, 파쇄 작업 지역의 암반의 상태에 따라 원하는 타격 모드로 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치를 도시한 도.
도 1b는 도 1a의 피스톤 제어밸브의 승하강부가 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도.
도 1c는 도 1a의 타격력 조절밸브의 제1스풀이 제1설치 위치로 설치되고, 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도.
도 1d는 도 1a의 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도.
도 2는 도 1a의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 상승하여 제1상사점에 위치한 상태를 도시한 도.
도 3a는 도 2의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤 제어밸브의 승하강부가 하강 위치에 있는 상태를 도시한 도.
도 3b는 도 3a의 피스톤 제어밸브를 확대하여 도시한 도.
도 4는 도 3a의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 하강하여 하사점에 위치한 상태를 도시한 도.
도 5는 도 4의 유압 타격 장치의 상태에서 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 상승하여 상승 위치에 있는 상태를 도시한 도.
도 6은 도 5의 유압 타격 장치의 상태에서 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 하강하여 하강 위치에 위치하고, 타격력 조절밸브의 제1스풀이 상승하여 상승 위치에 위치하며, 제3공급라인과 제3작동라인이 연결된 상태를 도시한 도.
도 7a는 도 6의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 상승하여 제2상사점에 위치하고, 타격력 조절밸브의 제1스풀이 하강하여 제3공급라인과 제3작동라인의 연결이 차단된 상태를 도시한 도.
도 7b는 도 7a의 피스톤 제어밸브의 승하강부가 중간 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도.
도 8은 도 7a의 상태에서 타격력 조절밸브의 제1스풀이 하강하여 하강 위치에 있는 상태를 도시한 도.
도 9는 도 1a의 유압타격 장치의 타격력 조절밸브의 제1스풀이 제2설치 위치로 설치된 것을 확대하여 도시한 도.
이하의 설명에서 언급되는 타격력 조절밸브(500) 및 암반강도 감지밸브(600)는 도 1a 등에 유압 타격 장치(10)의 실린더(100)의 외부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 용이함을 위해 도시된 것이며, 타격력 조절밸브(500) 및 암반강도 감지밸브(600)는 피스톤 제어밸브(400)와 동일하게 실린더(100)의 내부에 위치도록 설치된 것으로 이해될 수 있다.
이하의 설명에서 언급되는 제1상사점은 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)의 하부단턱(210)이 제1단타라인(731)의 상부에 위치할 때까지 피스톤(200)이 상승한 상태를 말하며, 제2상사점은 도 7a에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)의 하부단턱(210)이 제1장타라인(741)의 상부에 위치할 때까지 피스톤(200)이 상승한 상태를 말한다.
이 경우, 제1장타라인(741)은 중간챔버(112)와의 연결부분이 제1단타라인(731)보다 중간챔버(112)의 상부에 위치하므로, 제2상사점은 제1상사점보다 높은 피스톤(200)의 위치를 갖게 된다.
또한, 하사점은 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 하강하여 피스톤(200)의 하부면이 로드(300)의 상부면에 닿음으로써, 로드(300)의 상부면을 타격하는 상태를 말한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치를 도시한 도이고, 도 1b는 도 1a의 피스톤 제어밸브의 승하강부가 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도이고, 도 1c는 도 1a의 타격력 조절밸브의 제1스풀이 제1설치 위치로 설치되고, 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도이고, 도 1d는 도 1a의 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 하강 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도이고, 도 2는 도 1a의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 상승하여 제1상사점에 위치한 상태를 도시한 도이고, 도 3a는 도 2의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤 제어밸브의 승하강부가 하강 위치에 있는 상태를 도시한 도이고, 도 3b는 도 3a의 피스톤 제어밸브를 확대하여 도시한 도이고, 도 4는 도 3a의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 하강하여 하사점에 위치한 상태를 도시한 도이고, 도 5는 도 4의 유압 타격 장치의 상태에서 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 상승하여 상승 위치에 있는 상태를 도시한 도이고, 도 6은 도 5의 유압 타격 장치의 상태에서 암반강도 감지밸브의 제2스풀이 하강하여 하강 위치에 위치하고, 타격력 조절밸브의 제1스풀이 상승하여 상승 위치에 위치하며, 제3공급라인과 제3작동라인이 연결된 상태를 도시한 도이고, 도 7a는 도 6의 유압 타격 장치의 상태에서 피스톤이 상승하여 제2상사점에 위치하고, 타격력 조절밸브의 제1스풀이 하강하여 제3공급라인과 제3작동라인의 연결이 차단된 상태를 도시한 도이고, 도 7b는 도 7a의 피스톤 제어밸브의 승하강부가 중간 위치에 있는 상태를 확대하여 도시한 도이고, 도 8은 도 7a의 상태에서 타격력 조절밸브의 제1스풀이 하강하여 하강 위치에 있는 상태를 도시한 도이고, 도 9는 도 1a의 유압타격 장치의 타격력 조절밸브의 제1스풀이 제2설치 위치로 설치된 것을 확대하여 도시한 도이다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는, 작동유가 유입되는 유입구(700)와, 작동유가 유출되는 유출구(800)와, 실린더(100) 내에서 승하강 가능하게 설치되는 피스톤(200)과, 피스톤(200)에 의해 타격되어 지반을 파쇄하는 로드(300)와, 피스톤(200)과 실린더(100) 사이에서 상부에 구비되는 상부챔버(113)와, 피스톤(200)과 실린더(100) 사이에서 하부에 구비되는 하부챔버(111)와, 피스톤(200)과 실린더(100) 사이에서 상부챔버(113)와 하부챔버(111) 사이에 구비되는 중간챔버(112)와, 피스톤(200)의 승하강을 제어하는 피스톤 제어밸브(400)와, 피스톤 제어밸브(400)를 제어하는 타격력 조절밸브(500)와, 타격력 조절밸브(500)를 제어하는 암반강도 감지밸브(600)와, 유입구(700)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제1공급라인(711)과, 유입구(700)와 암반강도 감지밸브(600)를 연결하는 제2공급라인(712)과, 유입구(700)와 암반강도 감지밸브(600)를 연결하는 제3공급라인(713)과, 암반강도 감지밸브(600)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제4공급라인(714)과, 제2단타라인(732) 및 제2장타라인(742)과 피스톤 제어밸브(400)을 연결함으로써, 타격력 조절밸브(500)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제1작동라인(721)과, 상부챔버(113)와 암반강도 감지밸브(600)를 연결하는 제2작동라인(722)과, 타격력 조절밸브(500)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제3작동라인(723)과, 중간챔버(112)와 타격력 조절밸브(500)를 연결하는 제1단타라인(731)과, 제1단타라인(731)과 제1작동라인(721)을 연결함으로써, 제1단타라인(731)과 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제2단타라인(732)과, 중간챔버(112)와 타격력 조절밸브(500)를 연결하며, 중간챔버(112)와의 연결부분이 제1단타라인(731)보다 중간챔버(112)의 상부에 위치하는 제1장타라인(741)과, 제1장타라인(741)과 제1작동라인(721)을 연결함으로써, 제1장타라인(741)과 피스톤 제어밸브(400)를 연결하는 제2장타라인(742)과, 메인유출라인(810)과 타격력 조절밸브(500)를 연결함으로써, 유출구(800)와 타격력 조절밸브(500)를 연결하는 제1유출라인(811)과, 메인유출라인(810)과 암반강도 감지밸브(600)를 연결함으로써, 유출구(800)와 암반강도 감지밸브(600)를 연결하는 제2유출라인(812)과, 메인유출라인(810)과 타격력 조절밸브(500)를 연결함으로써, 유출구(800)와 타격력 조절밸브(500)를 연결하는 제3유출라인(813)을 포함하여 구성된다.
유입구(700) 및 유출구(800)
유입구(700)는 작동유가 유압 타격 장치(10)의 내부로 공급될 때, 작동유가 유입되는 통로를 말하며, 유출구(800)는 작동유가 유압 타격 장치(10)의 외부로 회수될 때, 작동유가 유출되는 통로를 말한다.
유입구(700)는 펌프(미도시)에 의해 작동유가 공급되는 고압라인과 연결되어 있으며, 유출구(800)는 섬프(미도시)에 의해 작동유가 흡입되는 저압라인과 연결되어 있다.
또한, 고압라인과 저압라인은 유압 타격 장치(10)의 외부에서 서로 연결되어 있으며, 이로 인해, 고압라인과 저압라인 및 유압 타격 장치(10)는 하나의 유압 순환회로를 이루게 된다.
따라서, 펌프가 가동되면 작동유가 고압라인 및 유입구(700)를 통해 유압 타격 장치(10)의 내부, 즉, 실린더(100)의 내부로 유입되어 공급되며, 이 경우, 작동유는 고압 상태로 공급되게 된다.
또한, 고압 상태의 작동유는 후술할 밸브들 및 라인들을 거쳐 저압라인과 유출구(800)를 통해 유압 타격 장치(10)의 외부, 즉, 실린더(100)의 외부로 유출되며, 이 경우, 작동유는 저압 상태로 흡입되어 유출되어 회수된다.
전술한 바와 같이, 도 1a 등에는 유입구(700) 및 유출구(800)가 실린더(100)의 외부에 위치하도록 도시되어 있으나, 이는 설명의 용이함을 위한 것이며, 유입구(700) 및 유출구(800)는 실린더(100)에 형성될 수 있다.
실린더(100)
이하, 실린더(100)에 대해 설명한다.
실린더(100)의 내부에는 중공(110)이 형성되며, 중공(110)에는 피스톤(200)이 승하강 가능하게 설치된다.
중공(110)의 상부에는 가스챔버(114)가 형성되어 있으며, 중공(110)의 하부에는 피스톤(200)에 의해 타격되는 로드(300)가 승하강 가능하게 설치된다.
실린더(100)에는 피스톤 제어밸브(400)와, 암반강도 감지밸브(600)와, 타격력 조절밸브(500)와, 어큐뮬레이터(120)가 설치되어 있다.
하부챔버(111)는 피스톤(200)의 하부단턱(210)의 하부와 실린더(100)의 내부, 즉, 중공(110)에 의해 형성되는 공간을 지칭한다.
하부챔버(111)는 고압의 작동유가 유입되어 피스톤(200)을 상부로 상승시키는 기능을 하며, 제1공급라인(711) 및 피스톤 제어밸브 챔버(420)에 의해 유입구(700)와 연결된다.
중간챔버(112)는 하부챔버(111)의 상부에 위치하며, 피스톤(200)의 상부단턱(220) 및 하부단턱(210) 사이와 실린더(100)의 내부, 즉, 중공(110)에 의해 형성되는 공간을 지칭한다.
중간챔버(112)는 후술할 제1, 2단타라인(731, 732), 제1, 2장타라인(741, 742) 및 메인유출라인(810)과 연결되어 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
상부챔버(113)는 중간챔버(112)의 상부에 위치하며, 피스톤(200)의 상부단턱(220)의 상부와 실린더(100)의 내부, 즉, 중공(110)에 의해 형성되는 공간을 지칭한다.
상부챔버(113)는 고압의 작동유가 유입되어 피스톤(200)을 하부로 하강시키는 기능을 하며, 제2작동라인(722)에 의해 암반강도 감지밸브(600)와 연결된다.
가스챔버(114)는 중공(110)의 최상부를 이루는 공간을 지칭하며, 가스챔버(114)의 내부에는 질소 가스가 충전되어 있다.
가스챔버(114)의 내부에 충전된 질소 가스는 상승된 피스톤(200)이 가스챔버(114)의 상부에 닿지 않게 하는 완충 기능을 함과 동시에, 상기 질소 가스의 가스압으로 피스톤(200)을 하부로 밀어내어 피스톤(200)의 하강을 도와주는 기능을 한다.
어큐뮬레이터(120)는 내부에 충전된 질소 가스를 이용하여 피스톤(200)이 하사점까지 하강하여 로드(300)를 타격시 하부챔버(111)의 순간적인 압력상승을 완충시켜, 하부챔버(111)의 압력상승으로 인한 작동유의 억류를 방지하는 기능을 한다.
피스톤(200)
이하, 피스톤(200)에 대해 설명한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)은 실린더(100)의 내부에 형성된 중공(110) 내부에 승하강 가능하게 설치되며, 피스톤(200)의 하부에는 하부단턱(210)이 형성되고, 피스톤(200)의 상부에는 상부단턱(220)이 형성되어 있다.
따라서, 하부챔버(111)에 고압의 작동유가 공급되면, 상기 고압의 작동유가 하부단턱(210)을 상부로 밀어냄으로써, 피스톤(200)이 상승하게 된다.
또한, 상부챔버(113)에 고압의 작동유가 공급되면, 상기 고압의 작동유가 상부단턱(220)을 하부로 밀어냄으로써, 피스톤(200)이 하강하게 된다.
상부챔버(113)에 작동유가 공급되어 피스톤(200)이 하강되면, 피스톤(200)은 피스톤(200)의 하부에 위치하는 로드(300)를 타격하게 된다.
위와 같이, 피스톤(200)에 의해 타격된 로드(300)는 하강하여 지반을 타격하며, 이로 인해, 지반의 파쇄 등을 달성할 수 있다.
피스톤(200)의 하부단턱(210) 및 상부단턱(220)의 직경은 중공(110)의 직경과 동일한 크기를 갖는다.
또한, 상부단턱(220)의 유압면적은 하부단턱(210)의 유압면적보다 크게 형성된다. 다시 말해, 상부단턱(220)의 폭은 하부단턱(210)의 폭보다 크게 형성되며, 이로 인해, 상기 작동유에 의한 유압면적은 상부단턱(220)이 하부단턱(210)보다 크다.
따라서, 상부챔버(113)와 하부챔버(111)에 고압의 작동유가 동시에 공급될 경우, 상부단턱(220)을 하부로 밀어내는 가압력이 더 크게 작용하게 되며, 이로 인해, 피스톤(200)이 용이하게 하강될 수 있다.
피스톤 제어밸브(400)
이하, 피스톤 제어밸브(400)에 대해 설명한다.
피스톤 제어밸브(400)는 상부챔버(113)로 공급되는 작동유의 공급을 선택적으로 제어함으로써, 피스톤(200)의 승하강을 제어하는 기능을 한다.
피스톤 제어밸브(400)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1공급라인(711)에 의해 유입구(700)와 연결되어 있고, 제1작동라인(721)에 의해 제2단타라인(732) 및 제2장타라인(742)과 연결되어 있고, 제3작동라인(723)에 의해 타격력 조절밸브(500)와 연결되어 있고, 제4공급라인(714)에 의해 암반강도 감지밸브(600)와 연결되어 있고, 제1유출라인(811), 제1-1유출라인(811a), 제1-2유출라인(811b) 및 제1-3유출라인(811c)에 의해 유출구(800)와 연결되어 있다.
또한, 피스톤 제어밸브(400)는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 유압 타격 장치(10)의 실린더(100)의 내부에 설치되며, 실린더(100)의 내부에 고정되게 설치되는 몸체(410)와, 몸체(410) 내부에 형성되는 피스톤 제어밸브 챔버(420)와, 몸체(410)와 피스톤 제어밸브 챔버(420) 사이에서 승하강 가능하게 설치되는 승하강부(430)와, 승하강부(430)에 형성되는 제1 내지 제3홈(431, 432, 433)을 포함하여 구성된다.
몸체(410)는 피스톤 제어밸브(400)에서 실린더(100)에 고정되게 설치되는 부분이며, 몸체(410)의 외면은 제4공급라인(714), 제1작동라인(721), 제3작동라인(723), 제1-1유출라인(811a), 제1-2유출라인(811b), 제1-3유출라인(811c)과 연결되어 있다.
또한, 몸체(410)의 상부에는 승하강부(430)의 삽입부(434)가 삽입되는 삽입 챔버(411)가 형성되어 있다.
이러한, 삽입 챔버(411)는 삽입부(434)가 삽입 챔버(411)의 하부에 삽입됨과 동시에, 제1-1유출라인(811a)과 연결되어 있다.
따라서, 삽입 챔버(411)에 유입된 작동유들은 제1-1유출라인(811a)을 통해 실린더(100) 외부로 유출될 수 있다.
피스톤 제어밸브 챔버(420)는 몸체(410) 내부에 형성되는 공간을 지칭하며, 어큐뮬레이터(120), 하부챔버(111) 및 상부챔버(113)를 제1공급라인(711)과 연결하는 기능을 한다.
승하강부(430)는 몸체(410)의 내면과 밀착되게 설치되며, 작동유의 공급에 따라 몸체(410)와 피스톤 제어밸브 챔버(420) 사이에서 상, 하로 슬라이드 가능하게 설치된다.
위와 같은 승하강부(430)의 작동은 제1작동라인(721)으로 공급되는 작동유의 공급 여부에 따라 이루어지게 된다.
만약, 승하강부(430)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 하강 위치에 위치할 경우, 즉, 승하강부(430)가 몸체(410)의 하부에 위치할 경우, 피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)의 연결을 차단하게 되며, 이로 인해, 상부챔버(113)로의 고압의 작동유의 공급을 차단시킬 수 있다.
만약, 승하강부(430)가 상승되어 도 3b에 도시된 바와 같이, 상승 위치에 위치할 경우, 즉, 승하강부(430) 몸체(410)의 상부에 위치할 경우, 피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)의 연결이 이루어지게 되며, 이로 인해, 상부챔버(113)로의 고압의 작동유의 공급이 달성될 수 있다.
승하강부(430)에는 몸체(410)의 삽입 챔버(411)에 삽입되는 삽입부(434)와, 제1 내지 제3홈(431, 432, 433)이 형성되어 있다.
삽입부(434)는 몸체(410)의 삽입 챔버(411)에 삽입되어 있으며, 승하강부(430)가 삐뚤어지지 않고 정위치에서 승하강되는 것을 도와주는 기능을 한다.
제1홈(431)은 승하강부(430)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 하강 위치에 있거나, 도 7b에 도시된 바와 같이 중간 위치에 있을 때, 제4공급라인(714) 및 제3작동라인(723)을 연결시키는 기능을 한다.
따라서, 승하강부(430)가 하강 위치 또는 중간 위치에 있을 때, 제4공급라인(714)으로 공급된 작동유는 제1홈(431) 및 제3작동라인(723)을 통해 타격력 조절밸브(500)에 공급되어, 타격력 조절밸브(500)를 작동시킬 수 있다.
단, 위와 같은, 제1홈(431)의 구조로 인해, 승하강부(430)가 도 3b에 도시된 바와 같이, 상승 위치에 위치할 경우, 즉, 승하강부(430)가 몸체(410)의 상부에 위치할 경우, 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)의 연결이 차단되며, 제3작동라인(723)은 제1홈(431)에 의해 제1-3유출라인(811c)과 연결되게 된다.
따라서, 제3작동라인(723)에 잔존한 작동유는 제1-3유출라인(811c)을 통해 실린더(100)의 외부로 용이하게 유출될 수 있다.
다시 말해, 제3작동라인(723)에 잔존한 작동유는, 제1-3유출라인(811c), 제1유출라인(811) 및 메인유출라인(810)을 통해 유출구(800)로 유출됨으로써, 유압 타격 장치(10)의 외부로 용이하게 회수될 수 있는 것이다.
제2홈(432)은 승하강부(430)가 하강 위치에 있을 경우, 제1-2유출라인(811b) 및 상부챔버(113)와 연결된다.
따라서, 승하강부(430)가 하강 위치에 있을 때, 상부챔버(113)의 내부의 작동유가 제1-2유출라인(811b)을 통해 실린더(100)의 외부로 유출될 수 있으며, 이를 통해, 피스톤(200)의 상승이 용이하게 이루어질 수 있다.
다시 말해, 상부챔버(113)에 잔존한 작동유는, 제1-2유출라인(811b), 제1유출라인(811) 및 메인유출라인(810)을 통해 유출구(800)로 유출됨으로써, 유압 타격 장치(10)의 외부로 용이하게 회수될 수 있으며, 이를 통해, 피스톤(200)의 상승이 용이하게 이루어질 수있는 것이다.
제3홈(433)은 제1작동라인(721)과 연결되며, 제1작동라인(721)으로 고압의 작동유가 공급될 때, 상기 작동유가 제3홈(433)을 가압함으로써, 승하강부(430)를 상부로 상승시키는 기능을 한다.
따라서, 제1작동라인(721)을 통해 작동유가 제3홈(433) 내부로 공급되면, 승하강부(430)가 상승됨으로써, 상부챔버(113)로의 작동유 공급이 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 피스톤(200)의 하강이 이루어질 수 있는 것이다.
타격력 조절밸브(500)
이하, 타격력 조절밸브(500)에 대해 설명한다.
타격력 조절밸브(500)는 피스톤 제어밸브(400)가 상부챔버(113)로 작동유를 공급하는 시점을 제어함으로써, 피스톤 제어밸브(400)를 제어하는 기능을 하며, 타격력 조절밸브(500)를 작동시키는 제1스풀(510)을 구비하고 있다.
타격력 조절밸브(500)는 도 1a 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 제3공급라인(713)에 의해 유입구(700)와 연결되어 있고, 제3작동라인(723)에 의해 피스톤 제어밸브(400)와 연결되어 있고, 제3유출라인(813) 및 메인유출라인(810)에 의해 유출구(800)와 연결되어 있다.
이 경우, 제4공급라인(714)이 암반강도 감지밸브(600)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하므로, 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)에 의해 간접적으로 암반강도 감지밸브(600)와 연결되어 있다.
또한, 제1단타라인(731)에 의해 중간챔버(112)와 연결되어 있으며, 제2단타라인(732)및 제1작동라인(721)에 의해 피스톤 제어밸브(400)와 연결되어 있다.
또한, 제1장타라인(741)에 의해 중간챔버(112)와 연결되어 있으며, 제2장타라인(742) 및 제1작동라인(721)에 의해 피스톤 제어밸브(400)와 연결되어 있다.
제1스풀(510)은 도 1c에 도시된 바와 같이, 타격력 조절밸브(500) 내부에 설치되며, 제1스풀(510)의 하면을 이루는 제1스풀 하부가압면(511)과, 제1스풀 하부가압면(511)의 상부에 형성되는 제1스풀 하부차단부(512)와, 제1스풀 하부차단부(512)의 상부에 형성되는 제1스풀 상부차단부(513)와, 제1스풀 상부차단부(513)의 상부에 형성되며, 제1스풀(510)의 상면을 이루는 제1스풀 상부가압면(516)과, 제1스풀 하부가압면(511)과 제1스풀 하부차단부(512) 사이에 형성되는 제1스풀 하부연결부(514)와, 제1스풀 하부차단부(512)와 제1스풀 상부차단부(513) 사이에 형성되는 제1스풀 상부연결부(515)를 포함하여 구성된다.
또한, 제1스풀(510)은 타격력 조절밸브(500)에 설치되는 위치에 따라, 제1설치 위치 또는 제2설치 위치로 구분될 수 있다.
제1설치 위치는 도 1c에 도시된 바와 같이, 타격력 조절밸브(500) 내에서 제1스풀 하부가압면(511)이 제3작동라인(723) 방향에 위치하도록 설치된 것을 말한다.
이러한 제1설치 위치의 경우, 제1스풀 상부가압면(516)은 제1스프링(520)에 삽입되게 되며, 제1스프링(520)은 탄성력으로 제1스풀 상부차단부(513)의 상면을 가압하게 된다.
또한, 제1설치 위치의 경우, 제3작동라인(723)을 통해 공급된 작동유는 제1스풀 하부가압면(511)을 가압하게 되며, 이로 인해, 타격력 조절밸브(500)가 작동하게 된다.
제2설치 위치는 도 9에 도시된 바와 같이, 타격력 조절밸브(500) 내에서 제1스풀 상부가압면(516)이 제3작동라인(723) 방향에 위치하도록 설치된 것을 말한다.
다시 말해, 제2설치 위치는 제1설치 위치의 제1스풀(510)의 방향을 상, 하로 반전시켜 타격력 조절밸브(500) 내에 설치한 것이다.
이러한 제2설치 위치의 경우, 제1스풀 하부가압면(511)이 제1스프링(520) 방향에 위치하게 되며, 제1스풀 하부가압면(511)이 제1스프링(520)을 가압하는 형태가 된다.
또한, 제2설치 위치의 경우, 제3작동라인(723)을 통해 공급된 작동유는 제1스풀 상부가압면(516)을 가압하게 되며, 이로 인해, 타격력 조절밸브(500)가 작동하게 된다.
제1스풀(510)은 전술한 제1설치 위치 및 제2설치 위치에 따라 그 기능에 차이가 발생하게 되며, 이하의 설명에서는 제1스풀(510)이 제1설치 위치에 있는 것을 기준으로 설명하고, 제1스풀(510)이 제2설치 위치에 있는 경우는 별도로 설명한다.
제1스풀(510)이 제1설치 위치에 있는 것을 전제로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제1스풀(510)이 하강 위치에 있을 경우, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결되며, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)의 연결은 제1스풀 상부차단부(513)에 의해 차단되며, 제3공급라인(713)과 제3작동라인(723)의 연결은 제1스풀 하부가압면(511)에 의해 차단된다.
따라서, 도 1c의 상태, 즉, 제1스풀(510)이 제1설치 위치에 있고, 하강 위치에 있는 상태에서는 피스톤(200)이 상승하는 경우, 중간챔버(112)의 작동유가 제1단타라인(731), 제2단타라인(732), 제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 공급되며, 피스톤(200)은 제1상사점에 위치하게 된다.
위와 같이, 피스톤(200)이 제1상사점에 위치하게 하는 타격 모드(percussion mode)를 단타 모드(short-stroke mode)라 하며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
제1스풀(510)이 제1설치 위치에 있는 것을 전제로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1스풀(510)이 상승 위치에 있을 경우, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결은 제1스풀 하부연결부(514)에 의해 차단되며, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결되며, 제3공급라인(713)과 제3작동라인(723)는 상호 연결된다.
따라서, 도 6의 상태, 즉, 제1스풀(510)이 제2설치 위치에 있고, 상승 위치에 있는 상태에서는 피스톤(200)이 상승하는 경우, 중간챔버(112)의 작동유가 제1장타라인(741), 제2장타라인(742), 제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 공급되며, 피스톤(200)은 제2상사점에 위치하게 된다.
위와 같이, 피스톤(200)이 제2상사점에 위치하게 하는 타격 모드(percussion mode)를 장타 모드(long-stroke mode)라 하며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
또한, 타격력 조절밸브(500)는, 위와 같은 제1스풀(510)의 제1설치 위치 또는 제2설치 위치로의 설치 위치 변경을 용이하게 하기 위해, 제1스프링(520)과 제1스풀(510)이 설치되는 공간을 덮는 커버(530)는 탈착식으로 구성되는 것이 바람직하다.
암반강도 감지밸브(600)
이하, 암반강도 감지밸브(600)에 대해 설명한다.
암반강도 감지밸브(600)는 타격력 조절밸브(500)로 작동유를 공급하여, 그 작동을 제어함으로써, 타격력 조절밸브(500)를 제어하는 기능을 하며, 암반강도 감지밸브(600)를 작동시키는 제2스풀(610)을 구비하고 있다.
암반강도 감지밸브(600)는 도 1a 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 제2공급라인(712)에 의해 유입구(700)와 연결되어 있고,
제4공급라인(714)에 의해 피스톤 제어밸브(400)와 연결되어 있고, 제2작동라인(722)에 의해 상부챔버(113)와 연결되어 있고, 제2유출라인(812) 및 메인유출라인(810)에 의해 유출구(800)와 연결되어 있다.
이 경우, 제3작동라인(723)이 타격력 조절밸브(500)와 피스톤 제어밸브(400)를 연결하므로, 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)에 의해 간접적으로 타격력 조절밸브(500)와 연결되어 있다.
위와 같은 구성에 의해, 암반강도 감지밸브(600)는 로드(300)에 의해 파쇄되는 지반의 암반의 강도에 따라 그 작동이 제어되며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
제2스풀(610)은 도 1d에 도시된 바와 같이, 암반강도 감지밸브 내에 설치되며,
제2스풀(610)의 하면을 이루는 제2스풀 가압면(611)과, 제2스풀 가압면(611)의 상부에 형성되는 제2스풀 차단부(612)와, 제2스풀 가압면(611)과 제2스풀 차단부(612) 사이에 형성되는 제2스풀 연결부(613)를 포함하여 구성된다.
이 경우, 제2스풀(610)은 제2스풀 가압면(611)이 제2작동라인(722) 방향으로 위치하도록 설치된다. 따라서, 제2작동라인(722)을 통해 공급된 작동유는 제2스풀 가압면(611)을 가압하게 되며, 이로 인해, 암반강도 감지밸브(600)가 작동하게 된다.
제2스풀(610)이 도 1d에 도시된 바와 같이, 하강 위치에 있을 경우, 제2스풀 차단부(612)는 제2공급라인(712)과 제4공급라인(714)의 연결을 차단한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 작동유가 제2작동라인(722)를 통해 공급되어 제2스풀(610)의 제2스풀 가압면(611)이 가압됨으로써, 제2스풀(610)이 상승 위치에 있을 경우, 제2스풀 연결부(613)는 제2공급라인(712)과 제4공급라인(714)을 연결한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)의 지반 파쇄 동작
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)의 지반 파쇄 동작에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 로드(300)로 파쇄하는 지반의 암반 강도에 따라 유압 타격 장치(10)의 밸브들 및 라인들을 유동하는 작동유에 의해 자동적으로 타격 모드를 전환할 수 있다.
따라서, 종래의 유압 타격 장치와 달리, 사용자가 일일히 지반의 암반의 상태를 파악하여 타격 모드를 전환할 필요가 없다.
상세하게 설명하면, 유압 타격 장치(10)의 암반의 강도가 약한 연암(軟巖)이 주를 이루는 지반을 타격할 경우, 암반강도 감지밸브(600)가 작동되지 않게 되며, 이로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 제1상사점까지 상승하게 되는 단타 모드를 유지하여 지반의 파쇄를 수행하게 된다.
제1상사점은 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)의 하부단턱(210)이 제1단타라인(731)의 상부에 위치할 때까지 피스톤(200)이 상승한 상태를 말한다.
반면에, 유압 타격 장치(10)가 암반의 강도가 강한 강암(强巖)이 주를 이루는 지반을 타격할 경우, 암반강도 감지밸브(600)가 작동되며, 이로 인해, 도 7a에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 제2상사점까지 상승하게 되는 장타 모드로 변환되어 지반의 파쇄를 수행하게 된다.
전술한 장타 모드의 경우, 피스톤(200)이 제2상사점까지 상승한 후 로드(300)를 타격하게 되므로, 단타 모드보다 로드(300)에 가해지는 타격력(또는 충격력)이 강하다. 이는, 제2상사점의 높이가 제1상사점의 높이보다 높기 때문이다.
따라서, 로드(300)가 지반을 파쇄하는 타격력 또한 강해지며, 이로 인해, 강암을 파쇄하는데 매우 효과적이다.
단타 모드에 의한 지반 파쇄
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)가 연암이 주를 이루는 지반을 타격시 수행되는 단타 모드에 의한 지반 파쇄에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)의 단타 모드에 의한 지반 파쇄는 도 1a, 도 2, 도 3a, 도 4의 순으로 이루어진다.
먼저, 지반의 연암을 파쇄하기 위해 유압 타격 장치(10)의 로드(300)를 지반에 닿게 위치시켜 지반을 파쇄할 준비를 시킨다.
이후, 도 1a에 도시된 유압 타격 장치(10)의 상태에서, 고압 라인으로부터 고압의 작동유가 공급되어 유입구(700)를 통해 유압 타격 장치(10)의 내부로 유입되면, 고압의 작동유는 제1 내지 제3공급라인(713)으로 유동하게 된다.
이 경우, 제2공급라인(712)은 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)의 제2스풀 차단부(612)에 의해 폐쇄되어 있으므로, 제2공급라인(712)의 작동유는 제4공급라인(714)으로 유동되지 못한다.
또한, 제3공급라인(713)은 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)의 제1스풀 하부차단부(512)에 의해 폐쇄되어 있으므로, 제3공급라인(713)의 작동유는 제3작동라인(723)로 유동되지 못한다.
반면에, 제1공급라인(711)을 통해 유동되는 작동유는 피스톤 제어밸브(400) 및 실린더(100) 내부를 통해 유동되어 하부챔버(111)로 공급된다.
하부챔버(111)로 공급되어 유입된 고압의 작동유는 피스톤(200)의 하부단턱(210)의 하면을 밀어올리게 되고, 이로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 제1상사점까지 상승하게 된다.
위와 같은 피스톤(200)의 상승이 이루어질 경우, 상부챔버(113)에 잔존한 작동유는 피스톤 제어밸브(400)의 제2홈(432) 및 제1-2유출라인(811b)을 통해 제1유출라인(811)으로 유동되며, 제1유출라인(811)으로 유동된 작동유는 메인유출라인(810) 및 유출구(800)를 통해 유압 타격 장치(10)의 외부로 유출되어 회수된다.
따라서, 상부챔버(113)의 내부 압력이 줄어들게 되며, 이로 인해, 피스톤(200)의 상승이 용이하게 이루어질 수 있다.
피스톤(200)이 제1상사점까지 상승됨에 따라, 하부챔버(111)와 제1단타라인(731)는 연결되며, 이로 인해, 하부챔버(111)의 고압의 작동유는 제1단타라인(731), 제2단타라인(732), 제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 유동된다.
제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 유동된 고압의 작동유는 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)에 형성된 제3홈(433)을 가압하게 되며, 이로 인해, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 승하강부(430)가 상승되어 상승 위치에 도달하게 된다.
승하강부(430)가 상승됨에 따라, 피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)는 연결되며, 이로 인해, 피스톤 제어밸브 챔버(420)로 공급된 고압의 작동유는 상부챔버(113)로 유동하게 된다.
상부챔버(113)로 공급되어 유입된 고압의 작동유는, 피스톤(200)의 상부단턱(220)의 상면을 밀어내리게 되고, 이로 인해, 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 하사점까지 하강하게 된다.
위와 같은 피스톤(200)의 하강이 이루어질 경우, 하부챔버(111)에 잔존한 작동유는 메인유출라인(810) 및 유출구(800)를 통해 유압 타격 장치(10)의 외부로 유출되어 회수된다.
따라서, 하부챔버(111)의 내부 압력이 줄어들게 되며, 이로 인해, 피스톤(200)의 하강이 용이하게 이루어질 수 있다.
피스톤(200)이 하사점까지 하강함에 따라, 피스톤(200)의 하면이 로드(300)의 상면을 타격하게 되며, 타격된 로드(300)는 그 충격에 의해 하강하여 지반의 연암을 파쇄하여 연암의 파쇄가 달성된다.
로드(300)가 연암을 파쇄하게 되면, 피스톤(200)에는 반발력이 전달된다. 이 경우, 연암은 약한 강도를 가지므로, 피스톤(200)에 전달된 반발력은 상대적으로 미비하며, 이로 인해, 상부챔버(113) 내부의 작동유의 압력은 미비하게 상승한다.
따라서, 상부챔버(113)와 연결되는 제2작동라인(722)의 내부의 작동유의 압력 또한, 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)을 상승시키기엔 부족하며, 이로 인해, 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)은 상승하지 않고, 도 1d에 도시된 바와 같이, 하강 위치에 위치한 채로 유지된다.
또한, 피스톤(200)이 하사점에 위치하게 되면, 메인유출라인(810), 중간챔버(112) 및 제1단타라인(731)이 연결되므로, 제1작동라인(721)을 통해 공급되어 제3홈(433)을 밀어냄으로써, 승하강부(430)를 상승시킨 작동유는 메인유출라인(810) 및 유출구(800)를 통해 유출되며, 이로 인해, 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)는 다시 하강되어 하강 위치로 복귀하게 된다.
위와 같이, 피스톤(200)이 하사점에 위치하여 로드(300)를 타격하게 되면 피스톤(200)은 다시 도 1a의 위치로 되돌아가게 되고, 전술한 순서를 반복함으로써, 피스톤(200)의 단타 모드에 의한 지반 파쇄가 반복될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 도 1a 내지 도 4의 상태를 반복함으로써, 유압 타격 장치(10)의 단타 모드를 실행하게 되는 것이다.
장타 모드에 의한 지반 파쇄
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)가 강암이 주를 이루는 지반을 타격시 수행되는 강타 모드에 의한 지반 파쇄에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)의 강타 모드에 의한 지반 파쇄는 도 1a, 도 2, 도 3a, 도 5, 도 6, 도 7a, 도 8의 순으로 이루어진다.
유압 타격 장치(10)의 강타 모드는 단타 모드의 도 4의 상태에서 시작하게 된다. 따라서, 도 1 내지 도 4에 도시된 피스톤(200)의 상승 등의 동작은 전술한 단타 모드의 동작과 동일하며, 이에 대한 설명은 생략한다.
유압 타격 장치(10)는 전술한 단타 모드에서 설명한 도 4의 상태를 거친 후, 피스톤(200)이 완전히 하강하여 하사점에 위치함으로써, 피스톤(200)의 하면은 로드(300)의 상면을 타격하게 된다. 따라서, 타격된 로드(300)는 하강하여 지반의 강암을 타격함으로써, 강암의 파쇄가 달성된다.
로드(300)가 강암을 파쇄하면 피스톤(200)에 반발력이 전달된다. 이 경우, 강암은 강한 강도를 가지므로, 피스톤(200)에 전달된 반발력은 매우 크며, 이로 인해, 상부챔버(113) 내부의 작동유의 압력은 순간적으로 고압으로 상승하게 된다.
따라서, 상부챔버(113)와 연결되는 제2작동라인(722)의 내부의 작동유의 압력은 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)을 상승시키기에 충분하며, 이로 인해, 제2작동라인(722)로 유동된 작동유가 제2스풀(610)의 제2스풀 가압면(611)을 가압하게 된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2스풀(610)은 상승하여 상승 위치에 위치하게 된다.
제2스풀(610)이 상승위치에 위치함에 따라, 제2공급라인(712)과 제4공급라인(714)이 연결되며, 이로 인해, 유입구(700)에서 공급된 고압의 작동유는 제2공급라인(712) 및 제4공급라인(714)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 공급된다.
이 경우, 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)는 하강 위치에 있으므로, 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)은 승하강부(430)의 제1홈(431)에 의해 연결되어 있다.(도 1b 참고)
따라서, 제4공급라인(714)으로 유동된 작동유는 제1홈(431)을 통해 제3작동라인(723)으로 유동하여 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)의 제1스풀 하부가압면(511)을 가압하게 된다.
제1스풀 하부가압면(511)이 가압됨에 따라 제1스풀(510)은 도 6에 도시된 바와 같이 상승하여 상승 위치에 위치하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결은 제1스풀 하부차단부(512)에 의해 차단되고, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결되고, 제3공급라인(713)과 제3작동라인(723)가 연결된다.
이 경우, 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)은 하강 위치에 위치하게 된다.
이는, 제2작동라인(722)로 유동된 상부챔버(113)의 작동유는 상부챔버(113) 내부의 순간적인 압력 상승으로 인해 유동되었으므로, 더 이상 제2스풀 가압면(611)을 가압하지 못하기 때문이다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)은 하강하여 하강 위치에 위치하게 된는 것이다.
위와 같이, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결이 차단되는 반면, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)이 연결됨에 따라, 유압 타격 장치(10)의 단타 모드가 장타 모드로 변환된다.
따라서, 하부챔버(111)로 고압의 작동유가 공급되면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 제2상사점까지 상승된다.
이는, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결이 차단되었기 때문에, 하부챔버(111)에 공급되는 작동유는 제1장타라인(741)이 형성된 위치까지 유입되기 때문이다.
위와 같이, 피스톤(200)이 제2상사점까지 상승하는 도중에 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 중간 위치까지 상승하게 된다.
이는, 도 6의 상태에서 제4공급라인(714)에서 공급된 작동유가 제1홈(431)을 밀어올림으로써, 승하강부(430)가 조금 상승하기 때문이다.
물론, 전술한 바와 같이, 승하강부(430)가 중간 위치에 위치하는 경우에도 제1홈(431)은 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)를 연결시키게 된다.
다만, 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)이 하강 위치에 있음에 따라, 제4공급라인(714)에서의 작동유의 공급이 중단되게 되므로, 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)은 도 7a에 도시된 바와 같이 다소 하강하게 되며, 이로 인해, 제3공급라인(713)과 제3작동라인(723)의 연결은 제1스풀 하부가압면(511)에 의해 차단되게 된다.
피스톤(200)이 상승하여 제2상사점에 도달하게 되면, 하부챔버(111)의 작동유는 제1장타라인(741), 제2장타라인(742) 및 제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 유동하게 된다.
따라서, 제1작동라인(721)으로 유동된 작동유는 제3홈(433)을 밀어내어 승하강부(430)가 상승하게 되고, 이로 인해, 승하강부(430)는 상승 위치에 위치하게 된다.
따라서, 피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)는 연결되고, 고압의 작동유가 상부챔버(113)에 공급되면서 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 하사점까지 하강하여 로드(300)를 타격할 수 있다.
위와 같이, 피스톤(200)이 하사점까지 하강하여 피스톤(200)의 하면이 로드(300)의 상면을 타격하게 되면, 피스톤(200)은 다시 반발력을 받게 되고, 전술한 순서를 반복함으로써, 장타 모드에 의한 유압 타격 장치(10)의 파쇄가 반복될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 도 1a 내지 도 4, 도 5 내지 도 8의 상태를 순서대로 수행한 후, 도 5 내지 도 8의 상태를 순서대로 반복함으로써, 유압 타격 장치(10)의 장타 모드를 실행하게 되는 것이다.
전술한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 종래의 유압 타격 장치와 달리, 암반의 상태에 따라 자동적으로 타격 모드가 변환됨으로써, 지반의 파쇄를 효율적으로 달성할 수 있다.
또한, 암반강도 감지밸브(600)가 작동하여 타격력 조절밸브(500)를 작동시킬 때, 승하강부(430)가 하강 위치 및 중간 위치에 있을 경우, 제1홈(431)이 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)를 연결해주고, 승하강부(430)가 상승 위치에 있을 경우, 제1홈(431)이 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)의 연결을 차단해줌으로써, 단타 모드에서 장타 모드로의 전환을 용이하게 할 수 있다.
상세하게 설명하면, 암반강도 감지밸브(600)가 작동하면, 즉, 제2스풀(610)이 상승 위치에 위치하면, 고압의 작동유가 제4공급라인(714)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 공급된다.
이 경우, 승하강부(430)가 하강 위치에 있는 상태에서 고압의 작동유가 공급되며, 이러한 고압의 작동유는 제1홈(431)과 연결된 제3작동라인(723)를 통해 유동되어 제1스풀(510)을 가압함으로써, 타격력 조절밸브(500)를 작동시킨다.
제1스풀(510)이 가압되어 상승하게 됨으로써, 제1스풀(510)이 상승 위치에 위치하게 되면, 제3공급라인(713)과 제3작동라인(723)가 연결되고, 제2스풀(610)은 하강하여 하강 위치에 위치하므로, 고압의 작동유는 제4공급라인(714), 제1홈(431), 제3작동라인(723), 제3공급라인(713), 제2공급라인(712), 제1공급라인(711), 피스톤 제어밸브 챔버(420)에 갇히게 된다.
다시 말해, 상기 제4공급라인(714) 등이 일순간 폐쇄 회로를 형성하게 되며, 이로 인해, 작동유는 제1홈(431)을 밀어내어 승하강부(430)가 중간 위치로 상승하게 되는 것이다.
승하강부(430)가 중간 위치로 상승함에 따라, 제1홈(431)이 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)의 연결을 차단하게 되므로, 제1스풀(510)은 다시 하강하게 된다.
또한, 이 경우, 제1장타라인(741) 및 제2장타라인(742)을 통해 공급된 작동유는 제1작동라인(721)을 통해 제3홈(433)으로 공급되어 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)를 완전히 상승시킴으로써, 상부챔버(113)로의 작동유의 공급이 이루어지게 된다.
전술한 바와 같이, 단타 모드에서 장타 모드로의 전환은 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)의 위치와, 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)의 위치와, 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)의 위치가 각각 어디에 위치하는지에 따라 이루어진다.
다시 말해, 암반강도 감지밸브(600)의 작동(즉, 제2스풀(610)이 상승)에 의해 타격력 조절밸브(500)의 작동이 이루어지게 되고, 타격력 조절밸브(500)의 작동(즉, 제1스풀(510)이 상승)에 의해 제1, 2장타라인(741, 742)이 연결되며, 피스톤 제어밸브(400)의 승하강부(430)가 중간 위치로 상승함에 따라, 타격력 조절밸브(500)의 작동이 중단(즉, 제1스풀(510)이 하강)되고, 피스톤(200)이 제2상사점에 도달함에 따라 제1, 2장타라인(741, 742)을 통한 작동유의 공급이 이루어져 승하강부(430)가 완전히 상승되어 피스톤(200)이 다시 하강하는 것이다.
따라서, 장타 모드로의 전환은 피스톤 제어밸브(400), 타격력 조절밸브(500), 암반강도 감지밸브(600)의 유기적인 작동이 중요하며, 전술한 승하강부(430)의 위치에 따른 제4공급라인(714) 및 제3작동라인(723)의 연결여부는 이러한 유기적인 작동을 용이하게 해주는 효과가 있는 것이다.
또한, 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)이 상승 위치까지 상승할 경우, 제3공급라인(713) 및 제3작동라인(723)이 연결됨에 따라, 작동유가 승하강부(430)를 중간 위치까지 용이하게 상승시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 제1스풀(510)이 상승 위치에서 충분한 시간동안 유지될 수 있도록 도와줌으로써, 장타 모드로의 전환을 더욱 용이하게 하는 효과가 있다.
유압 타격 장치(10)의 무단의 거동
전술한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 단타 모드와 장타 모드 사이의 타격 모드를 가질 수 있다.
예컨데, 피스톤(200)에 전달되는 반발력이 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)을 상승위치보다 더 낮게 상승시킬 정도의 힘인 경우, 제4공급라인(714)과 제3작동라인(723)을 통해 유동하는 작동유의 양이 전술한 경우보다 상대적으로 적게 유동하게 된다. 따라서, 상대적으로 적은 양의 작동유에 의해 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)은 짧은 시간 동안만 상승하게 된다.
따라서, 피스톤(200)이 제1상사점과 제2상사점 사이의 상사점을 가질만큼 상승할 때, 작동유는 제1, 2단타라인(731, 732)과 제1작동라인(721)을 통해 피스톤 제어밸브(400)로 유입되어 승하강부(430)를 상승시킴으로써, 피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)를 연결시키게 된다.
피스톤 제어밸브 챔버(420)와 상부챔버(113)가 연결됨에 따라, 고압의 작동유가 상부챔버(113)에 공급되면서, 피스톤(200)이 하사점까지 하강하여 로드(300)를 타격한다.
전술한 바와 같이, 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)이 상승하는 시간에 따라 피스톤(200)의 상사점은 제1상사점의 높이보다 높으나, 제2상사점의 높이보다 낮게 위치할 수 있다.
다시 말해, 암반의 상태에 따라 피스톤(200)에 전달되는 반발력이 암반강도 감지밸브(600)의 제2스풀(610)을 상승시킬 정도의 힘만을 가지게 되면, 상기 반발력의 크기에 따라 전술한 단타 모드의 제1상사점(도 2의 상태)과, 전술한 장타 모드의 제2상사점(도 7a의 상태)의 범위 내에서 피스톤(200)의 상사점이 위치할 수 있는 것이다.
따라서, 피스톤(200)의 상사점의 위치가 도 2의 상태와 도 7a의 상태의 범위 내에서 위치할 수 있게 되며, 이로 인해, 유압 타격 장치(10)의 타격은 암반 상태에 따른 연속적인 거동, 즉, 단계적 거동이 아닌 무단의 거동이 이루어질 수 있다.
전술한 무단의 거동을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 지반을 파쇄할 때, 파쇄하는 암반의 상태가 계속 변하게 되더라도 이에 맞게 자동적으로 피스톤(200)의 상사점의 위치가 바뀔 수 있다.
따라서, 암반의 강도에 따라서, 전술한 단타 모드, 장타 모드 또는 단타 모드와 장타 모드의 사이의 타격 모드('제1상사점 < 상사점 < 제2상사점' 의 조건을 만족하는 모드)의 변환이 즉각적으로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 유압 타격 장치(10)의 파쇄 효율이 상승된다는 효과가 있다.
타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)의 제2설치 위치에 따른 유압 타격 장치(10)의 작동
이하, 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)이 제2설치 위치에 위치하도록 설치될 경우, 유압 타격 장치(10)의 작동에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 제1스풀(510)은 그 설치 위치에 따라 제1설치 위치와 제2설치 위치로 구분될 수 있으며, 이러한 제2설치 위치의 제1스풀(510)은 도 9에 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2설치 위치를 갖는 제1스풀(510)은 타격력 조절밸브(500) 내부에서 제1스풀 상부가압면(516)이 제3작동라인(723) 방향으로 위치하게 되고, 제1스풀 하부가압면(511)이 제1스프링(520)과 맞닿아있는 형태를 갖는다.
따라서, 유압 타격 장치(10)가 연암이 주를 이루는 지반을 파쇄함으로써, 암반강도 감지밸브(600)가 작동하지 않게 되어 제1스풀(510)이 하강 위치에 있을 경우, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결은 제1스풀 상부차단부(513)에 의해 차단되며, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)의 연결은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결된다.
또한, 유압 타격 장치(10)가 강암이 주를 이루는 지반을 파쇄함으로써, 암반강도 감지밸브(600)가 작동하여 제1스풀(510)이 상승 위치에 있을 경우에도, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결은 제1스풀 상부차단부(513)에 의해 차단되며, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)의 연결은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결된다.
위와 같이, 제1스풀(510)이 상승 위치에 있을 경우에도 제1, 2장타라인(741, 742)만이 연결되는 이유는, 제1스풀 하부가압면(511)의 단면적은 제1스풀 상부가압면(516)의 단면적보다 크기 때문이다.
상세하게 설명하면, 제1스풀 하부가압면(511)의 단면적은 제1스풀 상부가압면(516)의 단면적 보다 크므로, 제3작동라인(723)을 통해 공급된 작동유가 제1스풀 상부가압면(516)을 가압하게 되더라도, 제1스풀(510)은 높게 상승되지 않는다.
따라서, 제1스풀(510)이 상승위치에 있더라도, 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)은 제1스풀 상부연결부(515)에 의해 연결된 채 유지되고, 제1단타라인(731)과 제2단타라인(732)의 연결은 제1스풀 상부차단부(513)에 의해 차단된 채 유지되는 것이다.
위와 같이, 제1스풀(510)이 타격력 조절밸브(500) 내에서 제2설치 위치에 있을 경우, 암반강도 감지밸브(600)의 작동 여부에 상관 없이 제1장타라인(741)과 제2장타라인(742)의 연결이 이루어지게 됨으로써, 유압 타격 장치(10)는 항상 장타 모드를 유지하게 된다. 따라서, 지반의 암반의 강도와 상관 없이 피스톤(200)은 제2상사점까지 상승하게 되는 것이다.
이처럼, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 타격 장치(10)는 타격력 조절밸브(500)의 제1스풀(510)을 제1설치 위치 및 제2설치 위치 중 어느 설치 위치로 설치하느냐에 따라, 단타 모드 또는 장타 모드를 변환식으로 하거나, 장타 모드만을 유지하도록 선택할 수 있는 효과가 있다.
다시 말해, 지반의 암반이 연암과 강암이 혼재되어 있는 지역에서는 제1스풀(510)을 제1설치 위치로 설치함으로써, 지반의 암반의 상태에 따라 단타 모드 또는 장타 모드를 자동적으로 변환 가능하게 할 수 있으며, 이를 통해, 지반을 효율적으로 파쇄시킬 수 있다.
또한, 지반의 암반이 강암이 주를 이루는 지역에서는 제1스풀(510)을 제2설치 위치로 설치함으로써, 항상 장타 모드를 유지하여 지반을 빠르게 파쇄할 수 있다.
위와 같이, 유압 타격 장치(10)의 사용자는 파쇄 작업을 수행할 지역의 특성에 따라 제1스풀(510)의 설치 위치를 간단히 바꿔 설치함으로써, 작업의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1스프링(520)과 제1스풀(510)이 설치되는 공간을 덮는 커버(530)가 탈착식으로 구성됨으로써, 제1스풀(510)의 제1설치 위치 또는 제2설치 위치로의 설치 위치 변경을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
(부호의 설명)
10: 유압 타격 장치
100: 실린더 110: 중공
111: 하부챔버 112: 중간챔버
113: 상부챔버 114: 가스챔버
120: 어큐뮬레이터 200: 피스톤
210: 하부단턱 220: 상부단턱
300: 로드
400: 피스톤 제어밸브 410: 몸체
411: 삽입 챔버 420: 피스톤 제어밸브 챔버
430: 승하강부 431: 제1홈
432: 제2홈 433: 제3홈
434: 삽입부
500: 타격력 조절밸브 510: 제1스풀
511: 제1스풀 하부가압면 512: 제1스풀 하부차단부
513: 제1스풀 상부차단부 514: 제1스풀 하부연결부
515: 제1스풀 상부연결부 516: 제1스풀 상부가압면
520: 제1스프링 530: 커버
600: 암반강도 감지밸브 610: 제2스풀
611: 제2스풀 가압면 612: 제2스풀 차단부
613: 제2스풀 연결부
700: 유입구 711: 제1공급라인
712: 제2공급라인 713: 제3공급라인
714: 제4공급라인 721: 제1작동라인
722: 제2작동라인 723: 제3작동라인
731: 제1단타라인 732: 제2단타라인
741: 제1장타라인 742: 제2장타라인
800: 유출구 810: 메인유출라인
811: 제1유출라인 811a: 제1-1유출라인
811b: 제1-2유출라인 811c: 제1-3유출라인
812; 제2유출라인 813: 제3유출라인

Claims (6)

  1. 실린더 내에서 승하강 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상부에 구비되는 상부챔버와, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 하부에 구비되는 하부챔버를 갖는 유압 타격 장치에 있어서,
    상기 피스톤의 승하강을 제어하는 피스톤 제어밸브;
    상기 피스톤 제어밸브를 제어하는 타격력 조절밸브;
    상기 타격력 조절밸브를 제어하는 암반강도 감지밸브;
    상기 암반강도 감지밸브와 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제4공급라인; 및
    상기 타격력 조절밸브와 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제3작동라인;을 포함하되,
    상기 피스톤 제어밸브는,
    몸체;
    상기 몸체 내부에 형성되는 피스톤 제어밸브 챔버;
    상기 몸체와 상기 피스톤 제어밸브 챔버 사이에서 승하강 가능하게 설치되는 승하강부; 및
    상기 승하강부에 형성되는 제1홈을 포함하고,
    상기 승하강부가 하강 위치에 있을 경우, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인은 상기 제1홈에 의해 연결되고, 상기 승하강부가 상승 위치에 있을 경우, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인의 연결은 차단되며,
    상기 암반강도 감지밸브가 작동되고, 상기 제4공급라인과 상기 제3작동라인이 연결됨에 따라 작동유가 상기 제4공급라인 및 상기 제3작동라인을 통해 공급되어 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이에 구비되는 중간챔버;
    작동유가 유입되는 유입구와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제3공급라인;
    상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제1단타라인;
    상기 제1단타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2단타라인;
    상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하며, 상기 중간챔버와의 연결부분이 상기 제1단타라인보다 상기 중간챔버의 상부에 위치하는 제1장타라인; 및
    상기 제1장타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2장타라인;을 더 포함하되,
    상기 타격력 조절밸브는, 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 제1스풀을 구비하며,
    상기 제1스풀이 가압되어 상승될 때, 상기 제1스풀은, 상기 제1단타라인과 제1단타라인의 연결을 차단하고, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인을 연결시키며, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동라인은 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤과 상기 실린더 사이에서 상기 상부챔버와 상기 하부챔버 사이에 구비되는 중간챔버;
    작동유가 유입되는 유입구와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제3공급라인;
    상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하는 제1단타라인;
    상기 제1단타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2단타라인;
    상기 중간챔버와 상기 타격력 조절밸브를 연결하며, 상기 중간챔버와의 연결부분이 상기 제1단타라인보다 상기 중간챔버의 상부에 위치하는 제1장타라인; 및
    상기 제1장타라인과 상기 피스톤 제어밸브를 연결하는 제2장타라인;을 더 포함하되,
    상기 타격력 조절밸브는, 상기 타격력 조절밸브를 작동시키는 제1스풀을 구비하며,
    상기 제1스풀은,
    상기 제1스풀의 하면을 이루는 제1스풀 하부가압면;
    상기 제1스풀 하부가압면의 상부에 형성되는 제1스풀 하부차단부;
    상기 제1스풀 하부차단부의 상부에 형성되는 제1스풀 상부차단부;
    상기 제1스풀 상부차단부의 상부에 형성되며, 상기 제1스풀의 상면을 이루는 제1스풀 상부가압면;
    상기 제1스풀 가압면과 상기 제1스풀 하부차단부 사이에 형성되는 제1스풀 하부연결부; 및
    상기 제1스풀 하부차단부와 제1스풀 상부차단부 사이에 형성되는 제1스풀 상부연결부;를 포함하고,
    상기 제1스풀이 상기 타격력 조절밸브 내에서 상기 제1스풀 하부가압면이 상기 제3작동라인 방향으로 위치하도록 설치되는 경우, 상기 제1스풀은 제1설치 위치에 있는 것이며,
    상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되고,
    상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 하부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 하부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2단타라인은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동유로의 연결은 상기 제1스풀 하부가압면에 의해 차단되고,
    상기 제1스풀이 상기 제1설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 하부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제3공급라인과 상기 제3작동유로 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1스풀이 상기 타격력 조절밸브 내에서 상기 제1스풀 상부 가압면이 상기 제3작동라인 방향으로 위치하도록 설치되는 경우, 상기 제1스풀은 제2설치 위치에 있는 것이며,
    상기 제1스풀이 상기 제2설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제1스풀이 하강 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되고,
    상기 제1스풀이 상기 제2설치 위치에 있도록 설치되고, 상기 제3공급라인을 통해 작동유가 공급되어 상기 제1스풀 상부가압면이 가압됨으로써 상기 제1스풀이 상승 위치에 있을 경우, 상기 제1단타라인과 상기 제2단타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부차단부에 의해 차단되며, 상기 제1장타라인과 상기 제2장타라인의 연결은 상기 제1스풀 상부연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1스풀 하부가압면의 단면적은 상기 제1스풀 상부가압면의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 유압 타격 장치.
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