KR100692389B1

KR100692389B1 - 차압스위치

Info

Publication number: KR100692389B1
Application number: KR1020050032998A
Authority: KR
Inventors: 박신오
Original assignee: 주식회사수산중공업
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR20060110596A

Abstract

본 발명은 차압스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력이 다른 두 작동유체를 흡입하여 차압을 측정하고 압력을 받는 피스톤의 면적비를 조절하여 차압에 따라 작동되는 차압스위치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 차압스위치는 상단면적과 하단면적이 다른 피스톤과, 상기 피스톤의 왕복운동에 의하여 작동되는 스위치부와, 상기 피스톤이 내부에서 왕복운동 하는 제1수용실과 상기 스위치부를 수용하는 제2수용실을 가지는 하우징과, 제1 작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 상단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 상부포트와, 제2작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 하단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 하부포트와, 상기 피스톤을 복귀시키는 탄성스프링과, 상기 하우징의 외벽에 설치되어 상기 탄성스프링의 탄성력을 조절하는 압력조절너트를 구비하여, 상기 피스톤 양단의 압력차에 의한 힘이 상기 탄성스프링의 탄성력을 능가하면 상기 피스톤을 운동시키어 스위치부가 온 되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

차압스위치, 데릭실린더, 유압, 압력스위치

Description

차압스위치{DIFFERENTIAL PRESSURE SWITCH}

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 차압스위치의 구성을 나타낸 사시도,

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 차압스위치의 구성을 나타낸 단면도,

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 차압스위치의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,

도4는 종래 기술의 압력스위치의 구성을 나타낸 단면도,

도5는 데릭실린더와 차압스위치의 유압회로도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10 : 상부 케이스 20 : 격막

30 : 하부 케이스 40 : 하우징

50 : 터미널 60 : 접촉디스크

70 : 지지대 80 : 스위치부

90 : 압력조절너트 100 : 탄성스프링

110 : 상부포트 120 : 하부포트

130 : 피스톤 140 : 제1수용실

150 : 제2수용실

본 발명은 차압스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력이 다른 두 유체를 흡입하여 차압을 측정하고 압력을 받는 피스톤의 면적비를 조절하여 차압에 따라 작동되는 차압스위치에 관한 것이다.

하물을 들어올려서 운반하는 기계장치인 크레인에는 과부하를 방지하기 위하여 과부하 방지 장치가 설치되어 있다. 이러한 과부하 방지 장치들에는 하물의 하중이 과하중인지 여부를 판단하기 위하여 압력스위치가 사용되고 있다. 크레인의 부움(Boom)에 하물을 매달아 들어올릴 경우, 데릭실린더를 신장시키어 부움을 상승시킨다. 즉, 데릭실린더 내부의 피스톤 하부에 압유를 공급시키고, 압유가 피스톤을 전진시키어 데릭실린더를 신장시킨다. 데릭실린더가 신장되면 데릭실린더에 의하여 지지되는 부움이 상승하여 하물을 들어올린다. 이 때 데릭실린더의 피스톤 하부에는 하물의 하중에 의한 압력이 작용하므로, 압력스위치를 사용하여 데릭실린더의 피스톤 하부에서 상기의 압력을 측정한다. 압력스위치에 의하여 측정되는 압력이 설정치 이상을 초과하면 압력스위치가 온(ON) 된다. 압력스위치가 온(ON) 될 경우 크레인에 과하중이 작용하는 것으로 판단하여 크레인의 운전이 정지 된다.

도4에는 종래의 과부하 방지 장치에 사용되는 압력스위치가 도시되어 있다. 압유가 흡입포트(280)를 통과하여 유입되면 피스톤(270)에 압력을 가한다. 피스톤(270)에 가해지는 압력이 탄성스프링(240)의 탄성력을 능가하면 피스톤(270)이 전진한다. 피스톤(270)이 전진하면 피스톤(270)과 지지대(260)에 의하여 연결되어 있 는 접촉디스크(250)가 전진한다. 접촉디스크(250)가 전진함에 따라 접촉디스크(250)가 터미널(220)과 연결되어 압력스위치가 온(ON) 된다. 또한, 압력이 감소하여 탄성스프링(250)의 탄성력 보다 작아질 경우 탄성스프링(250)에 의하여 접촉디스크(250)가 후퇴하여 압력스위치는 오프(OFF) 된다. 탄성스프링(250)의 탄성력은 압력조절너트(230)를 사용하여 조절이 가능하다.

종래의 기술에 의하면, 과부하 방지 장치에 사용되는 압력스위치는 작동유체를 한 곳에서만 흡입하여 압력을 측정할 수 있었다. 따라서 데릭실린더의 피스톤 하부에서만 유압을 측정하여 크레인에 작용하는 하중이 과하중인지 여부를 판단하였다. 데릭실린더 피스톤의 하부에는 하물의 중량에 의한 압력 뿐 만 아니라 데릭실린더 내의 피스톤 상부의 작동유체의 유압까지 같이 작용한다. 그래서 종래의 압력스위치에 의하여 검출되는 압력은 하물의 중량에 의한 압력 뿐 만 아니라 데릭실린더 내의 피스톤 상부의 유압까지 같이 포함되므로 실제의 하중에 의한 압력보다 높은 값을 나타낸다. 따라서 종래의 압력스위치로는 실제의 하중에 의한 과하중을 정확하게 방지할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 두 곳에서 압력을 측정하여 실제의 하중이 과하중인지 여부를 판단하기 위해서는 종래의 압력스위치를 2개 사용하여야 한다. 따라서 2개의 압력스위치를 사용하는 경우에는 2개의 압력스위치에서 나오는 전기신호를 상호 비교하여 차압에 해당하는 전기신호를 출력해야 하므로 별도의 전자시스템이 필요하게 되어 차압을 측정하는데 비용이 증가한다는 문제점이 있다.

또한, 데릭실린더 내의 피스톤은 상면에 피스톤 로드가 연결되어 있으므로 압력을 받는 면적이 상면과 하면에서 면적차이가 발생한다. 따라서 단순한 차압스위치 만으로는 데릭실린더 상부의 허압을 제거할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 차압스위치는 압력이 다른 작동유체를 흡입하여 차압에 따라 작동하는 스위치를 제공하는 데 있다. 즉, 데릭실린더 내의 피스톤 하부와 상부의 작동유체를 흡입하여 그 차압에 의하여 작동되는 스위치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 두 곳에서 압유를 유입하여 기계식으로 차압을 측정함으로써 차압을 측정하는데 비용을 감소할 수 있는 차압스위치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차압스위치 내부에서 압력을 받는 피스톤의 상단과 하단의 단면적을 조절하여 실질적인 하중에 의하여 동작할 수 있는 차압스위치를 제공하기 위함이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 상단면적과 하단면적이 다른 피스톤과; 상기 피스톤의 왕복운동에 의하여 작동되는 스위치부와; 상기 피스톤이 내부에서 왕복운동 하는 제1수용실과 상기 스위치부를 수용하는 제2수용실을 가지는 하우징과; 제1작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 상단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 상부포트와; 제2작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 하단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 하부포트와; 상기 피스톤을 복귀시키는 탄성스프링과; 상기 하우징의 외벽에 설치되어 상기 탄성스프링의 탄성력을 조절하는 압력조절너트를 구비하여; 상기 피스톤 양단의 압력차에 의한 힘이 상기 탄성스프링의 탄성력을 능가하면 상기 피스톤을 운동시키어 스위치부가 온 되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치부는 그 일단이 제1수용실로 삽입되어 피스톤의 일단에 연결되는 지지대와, 제2수용실 내에서 상기 지지대의 타단에 지지되어 있는 접촉디스크와, 상기 하우징의 외벽을 통하여 제2수용실로 인입되어 상기 접촉디스크와 연결시 전기회로를 통전시키는 터미널을 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 차압스위치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1 내지 도3을 참조하면 본 발명에 따른 차압스위치는 제1수용실(140)과 제2수용실(150)을 가지는 하우징(40)과, 제1수용실 내부에서 왕복운동 하는 피스톤(130)과, 제2수용실 내부에서 피스톤(130)의 왕복운동에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 되는 스위치부(80)와, 피스톤(130)을 복귀시키는 탄성스프링(100)과, 탄성스프링(100)의 탄성력을 조절하는 압력조절너트(90)를 구비한다.

하우징(40)은 그 내부에 스위치부(80)를 수용할 수 있는 제2수용실(150)과 피스톤(130)이 왕복운동 할 수 있는 제1수용실(140)을 구비한다. 상부 케이스(10)와 격막(20)의 일측이 결합하여 제2수용실(150)을 형성하며, 하부 케이스(30)와 격막(20)의 타측이 결합하여 제1수용실(140)을 형성한다. 하부 케이스(30)에는 압유를 흡입하여 피스톤(130)의 상면에 압력을 가할 수 있도록 상면포트(110)와 또 다 른 압유를 흡입하여 피스톤(130)의 하면에 압력을 가할 수 있도록 하면포트(120)가 설치되어 있다. 격막(20)은 제1수용실(140)과 제2수용실(150)을 분리시키며, 격막(20)의 중앙에는 접촉디스크(60)를 피스톤(130)의 상면에 지지할 수 있는 지지대(70)를 삽입할 구멍이 형성되어 있다. 지지대(70)가 삽입될 경우 제1수용실(140)과 제2수용실(150)은 실링 되어 있다.

스위치부(80)는 제2수용실(150) 내에서 접촉디스크(60)와 터미널(50) 및 접촉디스크(60)를 제1수용실(140) 내에 있는 피스톤(130)에 지지시키는 지지대(70)를 구비하고 있다. 터미널(50)은 일측이 전기회로와 연결될 수 있도록 상부 케이스(10)의 외부에 돌출되어 있고, 타측이 상부 케이스(10) 내부의 제2수용실(150)에 삽입되어 있다. 접촉디스크(60)는 제2수용실(150) 내에서 지지대(70)의 일측에 지지되어 있다. 지지대(70)의 타측은 제1수용실(140)에 삽입되어 피스톤(130)의 상면과 연결되어 있어서 피스톤(130)과 접촉디스크(60)가 함께 운동하게 한다. 따라서 피스톤(130)이 왕복운동 함에 따라 접촉디스크(60)와 터미널(50)은 연결 또는 분리된다. 터미널(50)과 접촉디스크(60)가 연결될 경우 차압스위치는 온 된다.

피스톤(130)은 유압을 받는 상단의 면적과 하단의 면적을 달리한다. 상부포트(110)를 통하여 유입된 압유는 피스톤(130)의 상면에 압력을 가하고, 하부포트(120)를 통하여 유입된 압유는 피스톤(130)의 하면에 압력을 가한다. 따라서 도5와 같이 데릭실린더(300) 내부 피스톤(320)의 상면에 작용하는 압유가 차압스위치의 상부포트(110)에 유입되도록 하고, 데릭실린더(300) 내부 피스톤(320)의 하면에 작용하는 압유가 차압스위치의 하부포트(120)에 유입되도록 유압회로를 구성하면 데 릭실린더(300)에 작용하는 차압을 측정할 수 있다. 다만, 데릭실린더(300) 하부의 유압은 데릭실린더(300) 내부 피스톤(320)의 하단 면적에 작용하고 데릭실린더(300) 상부의 유압은 데릭실린더(300) 내부 피스톤(320)의 상단 면적에 작용하나 데릭실린더(300) 내부 피스톤(320)의 상단에는 피스톤로드가 연결되어 있어서 유압을 받는 피스톤(320)의 상단과 하단의 면적이 동일하지 않다. 따라서 데릭실린더(300) 상부의 유압의 효과를 정확하게 제거하기 위하여 차압스위치 내부에서 압력을 받는 피스톤(130)의 상단과 하단의 면적비를 데릭실린더(300) 내부의 피스톤(320)에서 유압을 받는 상단과 하단의 면적비와 같이 한다.

탄성스프링(100)은 피스톤(130) 상단과 하단의 압력차에 의한 힘이 일정한 값에 도달할 때까지 접촉디스크(60)와 터미널(50)이 분리되도록 피스톤(130)에 탄성력을 제공한다. 따라서 데릭실린더(300)에 과하중이 부하되어 차압스위치 내의 피스톤(130)의 상단과 하단의 압력차에 의한 힘이 탄성스프링(100)의 탄성력을 능가하면 피스톤(130)이 전진하여 터미널(50)과 접촉디스크(60)가 연결되어 차압스위치가 온 된다. 그러나 압력차에 의한 힘이 감소하면 터미널(50)과 접촉디스크(60)가 분리되어 차압스위치가 오프 된다. 탄성스프링의 탄성력은 상부 케이스(10)의 외벽에 설치된 압력조절나사(90)를 사용하여 조절할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차압스위치의 작용을 설명한다.

고압의 제1작동유체는 상부포트(110)를 통하여 하우징(80) 내부로 유입되고, 고압의 제2작동유체는 하부포트(120)를 통하여 하우징(80) 내부로 유입된다. 상부포트(110)를 통하여 유입된 압유는 피스톤(130)의 상면에 압력을 가하고, 하부포트 (120)를 통하여 유입된 압유는 피스톤(130)의 하면에 압력을 가한다. 피스톤(130) 상ㆍ하면의 차압에 의한 힘이 탄성스프링(100)의 탄성력을 능가하면 피스톤(130)은 전진한다. 피스톤(130)이 전진할 경우 지지대(70)에 의하여 피스톤(130)과 고정된 접촉디스크(60)가 전진하여 터미널(50)과 연결된다. 따라서 접촉디스크(60)와 터미널(50)과 연결될 경우 차압스위치는 온 된다.

본 발명에 의하면, 압력이 다른 두 작동유체를 흡입하여 그 차압에 의하여 작동되는 차압스위치를 제공한다. 따라서 본 발명에 의한 차압스위치는 데릭실린더 상부의 허압을 제거하여 실제적인 하중에 의하여 작동할 수 있는 차압스위치를 제공함으로써 보다 정밀한 하중 범위 까지 동작할 수 있는 과부하 방지 시스템에 이용될 수 있다.

앞서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

상단면적과 하단면적이 다른 피스톤과;

일단이 제1수용실로 삽입되어 피스톤의 일단에 연결되는 지지대와, 제2수용실 내에서 상기 지지대의 타단에 지지되어 있는 접촉디스크와, 상기 하우징의 외벽을 통하여 제2수용실로 인입되어 상기 접촉디스크와 연결시 전기회로를 통전시키는 터미널을 구비하며, 상기 피스톤의 왕복운동에 의하여 작동되는 스위치부와;

상기 피스톤이 내부에서 왕복운동 하는 제1수용실과 상기 스위치부를 수용하는 제2수용실을 가지는 하우징과;

제1작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 상단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 상부포트와;

제2작동유체가 상기 제1수용실로 유입되어 상기 피스톤의 하단에 압력을 가하도록 상기 하우징에 설치된 하부포트와;

상기 피스톤을 복귀시키는 탄성스프링과;

상기 하우징의 외벽에 설치되어 상기 탄성스프링의 탄성력을 조절하는 압력조절너트를 구비하여,

상기 피스톤 양단의 압력차에 의한 힘이 상기 탄성스프링의 탄성력을 능가하면 상기 피스톤을 운동시키어 스위치부가 온 되도록 설정된 차압스위치.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 제1수용실과 제2수용실을 분리시키고 상기 지지대를 상기 제2수용실로부터 제1수용실로 관통시키는 구멍이 형성되어 있는 격막과;

격막의 일측과 결합하여 제2수용실을 형성하는 상부 케이스와;

격막의 타측과 결합하여 제2수용실을 형성하는 하부 케이스로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차압스위치.
제3항에 있어서, 상기 상부포트는 상기 하부덮개의 측면에 설치되어 있으며, 상기 하부포트는 상기 하부덮개의 하면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차압스위치.
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