KR100894441B1 - 밸브 테스트장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브(10)의 누설 여부를 검사하기 위한 밸브 테스트장치에 관한 것으로서, 밸브(10)의 일단부를 고정하기 위한 고정지그(52)가 설치된 고정형판(54)과, 상기 고정형판(54)과 이격 배치되며 밸브(10)의 타단부를 가압 고정하는 가동지그(56)가 설치된 가동형판(58)과, 상기 가동형판(58)의 후방에 배치되는 형후판(60)과, 상기 고정형판(54)과 형후판(60)에 양단부가 고정 설치되고 외주연에 형성된 나사홈에 의해 상기 가동형판(58)과 나사 결합하여 가동형판(58)의 직선 왕복 운동을 안내하는 복수의 타이바(64)와, 상기 가동형판(58)과 형후판(60) 사이에 설치되며 복수의 토글암(66)들이 링크 연결된 토글기구(68)와, 상기 형후판(60)에 고정설치되는 유압실린더(70) 및 이 유압실린더(70)에 의해 전후진되며 선단부가 상기 토글기구(68)에 연결된 피스톤로드(72)와, 상기 고정지그(52) 또는 가동지그(56)를 통해 상기 밸브(10)와 연결되며 밸브(10) 내로 시험유체를 전달하기 위한 공급관(82)과, 상기 공급관(82)의 일단에 연결되며 시험유체를 저장하는 저장탱크(84)와, 상기 저장탱크(84)와 공급관(82)의 사이에 설치되며 시험유체를 가압하는 가압기(90)와, 상기 공급관(82)의 경로 상에 설치되며 시험유체의 흐름을 단속하는 개폐밸브(88)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 유압실린더를 소구경으로 구성할 수 있어 설비비를 크게 감소시키며 작동유의 사용을 줄일 수 있고 유압실린더의 고속동작이 용이하여 테스트 공정에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.
밸브, 누설, 테스트, 토글기구, 유압실린더, 가동형판, 타이바

Description

밸브 테스트장치{Test device for valve}
본 발명은 밸브의 누설을 테스트하기 위한 밸브 테스트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브를 고정시키는 고정장치가 유압실린더 및 토글기구로 구성되어 유압실린더를 소구경으로 구성할 수 있고 테스트 공정에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 밸브 테스트장치에 관한 것이다.
일반적으로, 버터플라이 밸브 및 볼 밸브 등과 같은 밸브들의 누수 및 누유 여부를 검출하기 위하여 밸브 테스트장치가 이용된다. 통상 밸브 테스트장치는 밸브를 고정시킨 상태에서 밸브에 고압의 시험유체를 통과시키고, 이때 밸브의 셀(shell) 또는 실(seal) 부위에서 시험유체의 누설이 발생하는지를 관찰하는 방식으로 구성된다.
도 1은 종래 밸브 테스트장치의 일예를 보여준다. 밸브(10)를 고정시키기 위하여 고정면판(11) 상에 설치된 고정지그(12) 및 이에 대향하여 설치되는 가동지그(20)가 이용된다. 가동지그(20)는 직압식 유압실린더(14)에 의해 전후진 된다. 보다 상세하게는, 유압실린더(14)는 유압펌프(16)에 의해 작동유가 공급되면 피스톤로드(18)를 전진시키며, 이에 의해 피스톤로드(18)의 선단에 장치된 가동지그(20)가 고정지그(12)측으로 이동하면서 그 사이에 개재된 밸브(10)를 가압 고정시킨다. 밸브(10)의 양측으로는 고정지그(12) 및 가동지그(20) 등을 통해 시험유체를 공급하는 공급관(22)이 연결되며, 공급관(22)의 일단은 시험유체를 저장하는 저장탱크(24)에 연결되고 타단은 드레인(26)에 연결된다. 그리고 저장탱크(24)와 공급관(22) 사이에는 개폐밸브(28) 및 시험유체를 가압하기 위한 가압기(30) 등이 설치된다.
이러한 밸브 테스트장치는 밸브(10)를 두 지그 사이에 위치시킨 후, 유압실린더(14)를 작동시켜 밸브(10)를 견고하게 고정시키며, 이후 밸브(10) 내부로 시험유체를 통과시켜 밸브의 누설을 검사하게 된다.
이때, 유압실린더(14)에 의해 밸브(10)를 가압 고정시키는 형체력(clamping force)은 밸브(10)에 가해지는 시험압력을 버텨야 한다. 그런데, 종래 밸브 테스트장치는 도시된 바와 같이 밸브(10)를 직압식으로 고정시킴에 따라, 불가피하게 유압실린더(14)의 직경이 커지는 문제점이 있다.
밸브(10)를 고정시키기 위한 형체력은 밸브(10)의 단면적에 걸리는 힘으로서, 필요 형체력은 밸브(10)의 단면적에 시험유체의 압력을 곱한 값이다. 예를 들어, 시험유체의 압력이 45kg/cm2이고 밸브(10)의 직경이 750mm라면, 필요 형체력은 3.14*37.5cm*37.5cm*45kg/cm2으로 계산되며, 대략 200톤(ton)이라 할 수 있다. 따라 서, 유압실린더(14)의 요구 형체력이 적어도 200톤을 넘어야 한다. 이는 유압실린더(14)의 작동유 압력이 100kg/cm2이라고 가정할 경우, 유압실린더(14)의 직경이 대략 500mm 이상이어야 함을 의미한다. 여기에 기기의 안전율 1.5를 적용하여 유압실린더(14)의 요구 형체력이 300톤이라 가정한다면, 실린더의 직경은 대략 600mm 이상이어야 한다. 즉, 종래와 같이 직압식으로 밸브(10)를 고정하는 경우, 필요 형체력을 얻기 위해 유압실린더(14)의 직경이 커지는 문제점이 동반된다.
따라서, 종래 밸브 테스트장치는 보다 다양한 규격의 밸브들을 테스트하기 위해 대형의 유압실린더(14)를 구비해야 하며, 이는 설비비를 증가시키는 주요원인으로 작용한다. 또한, 밸브 테스트장치를 가동함에 있어, 많은 양의 작동유가 사용되어 공정에 소요되는 비용이 증가함은 물론 밸브를 고정시키는 공정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 비교적 적은 구경의 유압실린더로 충분한 크기의 밸브 형체력을 얻도록 하여, 설비비의 감소를 기대하고 테스트 공정에 소요되는 시간 및 비용의 절감을 꾀할 수 있는 새로운 구조의 밸브 테스트장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸브 테스트장치는, 밸브(10)의 누설 여부를 검사하기 위한 밸브 테스트장치에 있어서, 밸브(10)의 일단부를 고정하기 위한 고정지그(52)가 설치된 고정형판(54)과, 상기 고정형판(54)과 이격 배치되며 밸브(10)의 타단부를 가압 고정하는 가동지그(56)가 설치된 가동형판(58)과, 상기 가동형판(58)의 후방에 배치되는 형후판(60)과, 상기 고정형판(54)과 형후판(60)에 양단부가 고정 설치되고 외주연에 형성된 나사홈에 의해 상기 가동형판(58)과 나사 결합하여 가동형판(58)의 직선 왕복 운동을 안내하는 복수의 타이바(64)와, 상기 가동형판(58)과 형후판(60) 사이에 설치되며 복수의 토글암(66)들이 링크 연결된 토글기구(68)와, 상기 형후판(60)에 고정설치되는 유압실린더(70) 및 이 유압실린더(70)에 의해 전후진되며 선단부가 상기 토글기구(68)에 연결된 피스톤로드(72)와, 상기 고정지그(52) 또는 가동지그(56)를 통해 상기 밸브(10)와 연결되며 밸브(10) 내로 시험유체를 전달하기 위한 공급관(82)과, 상기 공급관(82)의 일단에 연결되며 시험유체를 저장하는 저장탱크(84)와, 상기 저장탱크(84)와 공급관(82)의 사이에 설치되며 시험유체를 가압하는 가압기(90)와, 상기 공급관(82)의 경로 상에 설치되며 시험유체의 흐름을 단속하는 개폐밸브(88)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밸브 테스트장치에 따르면, 유압실린더와 토글기구를 이용하여 가동형판을 직선 왕복 운동시키고, 타이바의 신장량에 의한 탄성 회복력에 의해 밸브를 가압 고정시킴으로써, 비교적 소구경의 유압실린더로 충분한 크기의 밸브 형체력을 얻을 수 있으며, 이에 따라 장치를 간소화할 수 있고 설비비를 절감할 수 있으며, 나아가서 작동유의 사용을 줄이고 유압실린더의 고속동작을 실현하여 밸브 테스트공정에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 밸브 테스트장치를 개략적으로 보인 측면 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 밸브 테스트장치는 다이(100) 상면에 밸브(10)를 고정시키기 위한 장치들이 설치된다. 다이(100)의 우측에는 밸브(10)의 형체결 및 누설 테스트 등을 조작하기 위한 다수의 버튼들이 배치된 컨트롤박 스(102)가 설치되다. 그리고 다이의 하부에는 유압실린더(70)에 작동유를 공급하기 위한 유압펌프(104) 및 작동유를 저장하는 유압탱크(106) 등이 설치된다. 그리고 밸브(10)의 누설을 테스트하는 장치들은 다이(100)의 하부에 설치되거나 다른 구조물들에 의해 은폐 설치되므로, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도 2에 개념적으로 묘사하였다.
도 2를 참조하면, 다이(100)의 상면에는 서로 이격 배치되는 3개의 형판이 수직으로 설치된다. 우측의 고정형판(54) 상에는 고정지그(52)가 설치되고 중앙의 가동형판(58) 상에는 가동지그(56)가 설치된다. 고정지그(52) 및 가동지그(56)는 밸브(10)를 고정하기 위한 수단으로서, 바람직하게는 밸브(10)의 통로와 접촉되는 부위에 실이 형성되어 있다. 또한, 각 지그는 다양한 규격의 밸브(10)를 수용할 수 있도록 수용부의 폭이 가변되게 형성된다.
가동형판(58)의 후방에는 형후판(60)이 설치된다. 도시된 바와 같이, 수평방향으로 복수개의 타이바(64)가 설치되며, 이 타이바(64)의 양단은 형후판(60)과 고정형판(54)에 고정 설치된다. 가동형판(58)은 타이바(64)의 외주연에 형성된 나사홈과 나사 결합되며, 타이바(64)를 따라 가이드되면서 수평방향으로 왕복 운동한다. 이때, 가동형판(58)의 슬라이드 이동을 위해, 가동형판(58)의 하부에는 다이(100)에 대해 구름 접촉되는 가이드롤러(78)가 설치된다.
형후판(60)과 가동형판(58) 사이에는 복수의 토글암(66)들이 링크 연결된 토글기구(68)가 설치된다. 복수의 토글암(66)들은 관절부(67)에 의해 링크 연결된다. 형후판(60)에는 중앙부를 관통하여 유압실린더(70)가 설치되며, 유압실린더(70)에 의해 전후진되는 피스톤로드(72)의 선단부가 토글기구(68)에 연결된다. 또한, 도시된 바와 같이 형후판(60)의 배면에는 타이바(64)의 선단에 체결되는 스프로켓(76)이 설치된다.
도 2에서 개략적으로 보인 바와 같이, 고정지그(52)와 가동지그(56)에는 각각 공급관(82)이 연결된다. 어느 일측의 공급관(82)은 시험유체가 유입되는 관이며, 다른 일측의 공급관(82)은 시험유체가 유출되는 관이다. 시험유체가 유입되는 공급관(82)의 단부에는 시험유체를 저장하는 저장탱크(84)가 설치되며, 저장탱크(84)와 공급관(82) 사이에는 개폐밸브(88) 및 시험유체를 가압하는 가압기(90)가 설치된다. 시험유체가 유출되는 공급관(82)의 단부에는 드레인(86)이 설치된다. 한편, 도시하지 않았지만, 밸브(10)에서 누설이 발생될 경우 누설된 시험유체를 검출하는 검출수단 등이 더 설치될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 발명의 작동관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 테스트 할 밸브(10)를 크레인 등을 이용하여 고정지그(52)에 거치한다. 그리고, 스프로켓(76)에 연결된 모터 등을 구동시켜 형후판(60)을 전진시킨다. 이후, 유압실린더(70)에 작동유를 유입하면, 피스톤로드(72)가 전진하면서 토글기구(68)를 작동시키고, 가동형판(58)이 타이바(64)를 따라 이동하면서 가동지그(56)가 밸브(10)의 타측을 가압 고정한다. 이와 같이, 토글기구(68)에 의해 밸브(10)를 고정시킴에 따라 소구경의 유압실린더(70)로 충분한 형체력을 얻을 수 있으며, 작동유의 사용량도 크게 줄어든다.
밸브(10)가 고정된 상태에서 공급관(22)을 통해 시험유체를 밸브(10) 내로 공급한다. 그리고, 가압기(90)를 규정된 압력으로 올려 시험유체에 고압을 인가한다. 규정된 시간이 지나면 밸브 누설 테스트를 종료하고, 테스트 결과를 산출한다. 이후, 밸브(10) 내에 잔존하는 시험유체들을 강제 배출시킨 뒤 형체결을 해제하는 것으로 테스트를 종료한다. 밸브(10)의 형체결을 해제하는 것은 형체결의 역순으로 진행된다. 우선 유압실린더(70)에서 작동유를 배출시켜 피스톤로드(72)를 후퇴시킨다. 그리고, 가동형판(58)이 어느정도 후퇴되면 이후 형후판(60)을 후퇴시켜 밸브(10)를 제거할 충분할 공간을 확보한다. 이후 크레인을 이용하여 밸브(10)를 제거한다.
이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래 밸브 테스트장치를 개략적으로 보인 측면 구성도
도 2는 본 발명에 따른 밸브 테스트장치를 개략적으로 보인 측면 구성도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 밸브 52 : 고정지그
54 : 고정형판 56 : 가동지그
58 : 가동형판 60 : 형후판
64 : 타이바 66 : 토글암
67 : 관절부 68 : 토글기구
70 : 유압실린더 72 : 피스톤로드
76 : 스프로켓 78 : 가이드롤러
82 : 공급관 84 : 저장탱크
86 : 드레인 88 : 개폐밸브
90 : 가압기

Claims (1)

  1. 밸브(10)의 누설 여부를 검사하기 위한 밸브 테스트장치에 있어서,
    밸브(10)의 일단부를 고정하기 위한 고정지그(52)가 설치된 고정형판(54)과, 상기 고정형판(54)과 이격 배치되며 밸브(10)의 타단부를 가압 고정하는 가동지그(56)가 설치된 가동형판(58)과, 상기 가동형판(58)의 후방에 배치되는 형후판(60)과, 상기 고정형판(54)과 형후판(60)에 양단부가 고정 설치되고 외주연에 형성된 나사홈에 의해 상기 가동형판(58)과 나사 결합하여 가동형판(58)의 직선 왕복 운동을 안내하는 복수의 타이바(64)와, 상기 가동형판(58)과 형후판(60) 사이에 설치되며 복수의 토글암(66)들이 링크 연결된 토글기구(68)와, 상기 형후판(60)에 고정설치되는 유압실린더(70) 및 이 유압실린더(70)에 의해 전후진되며 선단부가 상기 토글기구(68)에 연결된 피스톤로드(72)와, 상기 고정지그(52) 또는 가동지그(56)를 통해 상기 밸브(10)와 연결되며 밸브(10) 내로 시험유체를 전달하기 위한 공급관(82)과, 상기 공급관(82)의 일단에 연결되며 시험유체를 저장하는 저장탱크(84)와, 상기 저장탱크(84)와 공급관(82)의 사이에 설치되며 시험유체를 가압하는 가압기(90)와, 상기 공급관(82)의 경로 상에 설치되며 시험유체의 흐름을 단속하는 개폐밸브(88)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 테스트장치.
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