KR101056755B1

KR101056755B1 - Diaphragm Durability Tester for Compressor

Info

Publication number: KR101056755B1
Application number: KR1020090066351A
Authority: KR
Inventors: 전충환; 신영일; 박현우; 이영준
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-08-12
Also published as: KR20110008818A

Abstract

본 발명은 다이아프램(metal diaphragm)의 물리적 특성 및 수명을 실험할 수 있도록 하기 위한 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치를 제공한다. 이와 같은 실험장치는 챔버(20), 유압부(60), 공압부(80), 제어부(100) 및 데이터 처리부(110)를 구비하여 이루어진다. 이때, 챔버(20)는 캐비티(21)를 형성하는 상하부 플레이트(22, 23)를 구비하고, 상하부 플레이트(22, 23)를 분리시켜 상하부 플레이트(22, 23) 사이에 캐비티(21)내에서 상하방향으로 압축되는 다이아프램(40)의 교환이 가능하도록 한다. 유압부(60)는 하부 플레이트(23)와 접속되어 하부 플레이트(23)를 통해 캐비티(21)내로 유압유가 압축되어 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 상방향으로 압축되도록 한다. 공압부(80)는 상부 플레이트(22)와 접속되어 상부 플레이트(22)를 통해 캐비티(21)내로 압축된 가스가 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 하방향으로 압축되도록 한다. 제어부(100)는 유압부(60) 및 공압부(80)를 제어하여 캐비티(21)내로 유압유와 가스가 교번적으로 입출되도록 제어한다. 그리고, 데이터 처리부(110)는 챔버(20), 유압부(60) 및 공압부(80) 중 지정된 부분에 설치되는 센서로부터 필요한 정보를 수신하여 처리하기 위한 프로그램이 탑재되어, 센서로부터 입력되는 신호를 데이터 처리한다. 이와 같은 실험장치에 의하면, 다이아프램을 교환할 수 있도록 구성되는 챔버에 다양한 종류의 다이아프램을 교환설치하면서 공압부 및 유압부의 제어를 통해 다이아프램의 작동환경을 변화시키면서 다이아프램의 변형특성을 파악 할 수 있으므로, 다이아프램의 재질, 캐비티의 구조 등의 변화에 따른 최적의 설계를 통해 다이아프램 압축기의 수명과 운전효율을 높일 수 있도록 한다. 또한, 내구성 실험을 통해 다이아프램의 교환주기를 미리 알수 있으므로, 효과적인 유지보수를 통해 압축기의 안정적인 운전을 도모할 수 있다. The present invention provides a diaphragm durability test apparatus for a compressor to be able to test the physical properties and life of the diaphragm (metal diaphragm). Such an experimental apparatus includes a chamber 20, a hydraulic part 60, a pneumatic part 80, a control part 100, and a data processing part 110. At this time, the chamber 20 includes upper and lower plates 22 and 23 forming the cavity 21, and separates the upper and lower plates 22 and 23 in the cavity 21 between the upper and lower plates 22 and 23. It is possible to replace the diaphragm 40 is compressed in the vertical direction. The hydraulic part 60 is connected to the lower plate 23 so that the hydraulic oil is compressed into the cavity 21 through the lower plate 23 so that the diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed upward. do. The pneumatic part 80 is connected to the upper plate 22 to allow the compressed gas to flow into the cavity 21 through the upper plate 22 so that the diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed downward. do. The controller 100 controls the hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80 to control the hydraulic oil and the gas to alternately enter and exit the cavity 21. The data processing unit 110 is equipped with a program for receiving and processing necessary information from a sensor installed in a designated portion of the chamber 20, the hydraulic unit 60, and the pneumatic unit 80, and a signal input from the sensor. To process the data. According to the experimental apparatus, the diaphragm deformation characteristics can be identified while changing the operating environment of the diaphragm by controlling the pneumatic part and the hydraulic part while exchanging and installing various types of diaphragms in the chamber configured to replace the diaphragm. Therefore, it is possible to increase the life and operating efficiency of the diaphragm compressor through the optimum design according to the change of the material of the diaphragm, the structure of the cavity, and the like. In addition, since the diaphragm replacement cycle can be known in advance through the durability test, the compressor can be stably operated through effective maintenance.

Description

Diaphragm durability tester for compressors {DIAPHRAGM ENDURANCE TESTING MACHINE FOR HYDROGEN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 주로 금속 다이아프램(metal diaphragm)을 사용하는 다이아프램식 압축기의 설계 및 제조시 다양한 조건에 따른 다이아프램(metal diaphragm)의 변형특성과 같은 물리적 특성 및 내구성을 실험할 수 있도록 하기 위한 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에 관한 것이다. The present invention relates to a diaphragm durability experiment apparatus for a compressor, and more specifically, to the design and manufacture of a diaphragm-type compressor mainly using a metal diaphragm of the diaphragm (metal diaphragm) according to various conditions The present invention relates to a diaphragm durability test apparatus for a compressor for testing physical properties such as deformation characteristics and durability.

일반적으로 다이아프램 압축기는 압축기 내부로 유입된 기체가 일정부피에 도달하면, 다이아프램이 상승 또는 하강하여 기체를 압축하는 장치이다. 이와 같은 다이아프램 압축기는 기밀이 정적이므로 안정된 기체를 만들 수 있고, 기체가 분리돼서 운전되기 때문에 100% 오일이 없는 압축공기를 공급할 수 있으며, 금속판을 다이아프램으로 사용하는 유압식의 경우 고압을 형성할 수 있는 장점으로 인해 화공, 석유화학분야 및 응용화학 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, the diaphragm compressor is a device that compresses the gas when the diaphragm rises or falls when the gas introduced into the compressor reaches a certain volume. This diaphragm compressor can produce a stable gas because the airtightness is static, and can supply 100% oil-free compressed air because the gas is separated and operated, and in the case of a hydraulic type using a metal plate as a diaphragm, Due to its advantages, it is widely used in various fields such as chemical, petrochemical and applied chemistry.

이와 같은 다이아프램 압축기와 관련하여 제안된 기술에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0506601호 "다이어프램식 압축기", 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0037104호 "압축기 밸브장치" 및 등록특허공보 등록번호 제10-0844596호 "다이아프램 압축기" 등이 있다. Proposed technologies related to such diaphragm compressors include Republic of Korea Patent Publication No. 10-0506601, "Diaphragm Compressor", Publication No. 10-2007-0037104 "Compressor Valve Device" and Registered Patent Publication No. 10-0844596, "Diaphragm Compressor", and the like.

한편, 다이아프램식 압축기에서 금속 다이아프램(metal diaphragm)은 압축기의 핵심부품 중 하나이다. 이때, 금속 다이아프램은 고온, 고압의 챔버속에서 빠른 속도로 왕복운동되므로 파손의 우려가 높고, 파손시 압축기의 손상과 많은 정비시간이 소요된다. On the other hand, metal diaphragms in diaphragm compressors are one of the key components of the compressor. At this time, since the metal diaphragm reciprocates at a high speed in a high temperature and high pressure chamber, there is a high risk of breakage, and damage of the compressor and a large maintenance time are required in case of breakage.

그러나, 현재까지 이와 같은 금속 다이아프램의 설계는 기존 압축기의 설계조건을 그대로 답습하거나, 설계자의 경험에 의해 이루어지고 있는 것이 현실이어서, 금속 다이아프램의 작동환경에 따른 수명을 예측할 수 없었다. 즉, 새로운 다이아프램 압축기의 개발시 사용조건, 다이아프램의 재질, 캐비티의 설계치 등에 따라 다이아프램의 변형형태와 수명을 측정할 필요가 있으나, 이와 같은 기술이 제공되고 있지 않는 것이다.However, until now, such a design of the metal diaphragm has been followed by the design conditions of the existing compressor or by the designer's experience, so the life expectancy according to the operating environment of the metal diaphragm could not be predicted. That is, it is necessary to measure the deformation form and the life of the diaphragm according to the conditions of use, the material of the diaphragm, the design value of the cavity, etc. in the development of a new diaphragm compressor, but such a technique is not provided.

따라서 본 발명은 이와 같은 현재까지의 문제점을 인식하여 제안된 것으로, 금속 다이아프램의 작동환경과 변형특성을 파악하여 그 수명을 측정할 수 있도록 하므로써, 다이아프램의 재질, 캐비티의 구조 등의 변화에 따른 최적의 설계를 통해 다이아프램 압축기의 수명과 운전효율을 높임과 동시에 금속 다이아프램의 교환주기를 미리 알고 유지보수를 통해 압축기의 안정적인 운전을 도모할 수 있도록 하는 새로운 형태의 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention has been proposed in recognition of such problems up to now, so that it is possible to determine the operating environment and deformation characteristics of the metal diaphragm and to measure the life thereof. Diaphragm durability test for a new type of compressor that increases the lifespan and operating efficiency of the diaphragm compressor through the optimal design, and enables the operation of the compressor to be stable through the maintenance and maintenance of the diaphragm replacement cycle in advance. It is an object to provide a device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 캐비티(21)를 형성하는 상하부 플레이트(22, 23)를 구비하고, 상기 상하부 플레이트(22, 23)를 분리시켜 상기 상하부 플레이트(22, 23) 사이에 상기 캐비티(21)내에서 상하방향으로 압축되는 다이아프램(40)의 교환이 가능하도록 하는 챔버(20)와; 상기 하부 플레이트(23)와 접속되어 상기 하부 플레이트(23)를 통해 상기 캐비티(21)내로 유압유가 압축되어 유입되도록 하므로써, 상기 캐비티(21)내의 상기 다이아프램(40)이 상방향으로 압축되도록 하기 위한 유압부(60)와; 상기 상부 플레이트(22)와 접속되어 상기 상부 플레이트(22)를 통해 상기 캐비티(21)내로 압축된 가스가 유입되도록 하므로써, 상기 캐비티(21)내의 상기 다이아프램(40)이 하방향으 로 압축되도록 하기 위한 공압부(80)와; 상기 유압부(60) 및 공압부(80)를 제어하여 상기 캐비티(21)내로 유압유와 가스가 교번적으로 입출되도록 제어하기 위한 제어부(100) 및; 상기 챔버(20), 유압부(60) 및 공압부(80) 중 지정된 부분에 설치되는 센서로부터 필요한 정보를 수신하여 처리하기 위한 프로그램이 탑재되어, 상기 센서로부터 입력되는 신호를 데이터 처리하기 위한 데이터 처리부(110)를 포함한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention includes upper and lower plates 22 and 23 forming a cavity 21, and the upper and lower plates 22 and 23 are separated to form the upper and lower plates ( 22 and 23, the chamber 20 to enable the exchange of the diaphragm 40 is compressed in the cavity 21 in the vertical direction; The diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed upward by being connected to the lower plate 23 so that the hydraulic oil is compressed into the cavity 21 through the lower plate 23. Hydraulic unit 60 for; The diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed downward by being connected to the upper plate 22 to allow the compressed gas to flow into the cavity 21 through the upper plate 22. Pneumatic part 80 for; A control unit (100) for controlling the hydraulic unit (60) and the pneumatic unit (80) to control the oil and gas to be alternately introduced into the cavity (21); A program for receiving and processing necessary information from a sensor installed in a designated portion of the chamber 20, the hydraulic part 60 and the pneumatic part 80 is mounted, and the data for data processing the signal input from the sensor It includes a processor 110.

이와 같은 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 상기 센서는 상기 다이아프램(40)의 상면(42)에 부착되는 스트레인 게이지(50, strain gauge)를 구비하고, 상기 데이터 처리부(110)는 상기 스트레인 게이지(50)의 신호를 입력받아 상기 다이아프램(40)이 상하방향으로 압축될 때 상기 다이아프램(40)의 변형특성을 처리할 수 있다. In the diaphragm durability experiment apparatus for a compressor according to the present invention as described above, the sensor is provided with a strain gauge (50, strain gauge) attached to the upper surface 42 of the diaphragm 40, the data processing unit 110 When the diaphragm 40 is compressed in the vertical direction by receiving the signal of the strain gauge 50, the deformation characteristic of the diaphragm 40 may be processed.

이와 같은 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 상기 챔버(20)의 상부 플레이트(22)는 상기 캐비티(21)를 형성하는 내면(27)에 상기 스트레인 게이지(50)가 설치되는 위치와 대응되도록 형성되는 센서홈(28)을 갖고, 상기 스트레인 게이지(50)로부터 상기 데이터 처리부(110)로 연장되는 배선(52)이 삽입되도록 상기 센서홈(28)으로부터 상기 상부 플레이트(22)의 외측으로 연장되어 형성되는 배선홈(29)을 가질 수 있다. In the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to the present invention, the upper plate 22 of the chamber 20 has a position where the strain gauge 50 is installed on the inner surface 27 forming the cavity 21. The outer side of the upper plate 22 from the sensor groove 28 has a sensor groove 28 formed to correspond, and the wire 52 extending from the strain gauge 50 to the data processing unit 110 is inserted. It may have a wiring groove 29 is formed to extend.

이와 같은 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 상기 공압부(80)는 압축된 가스가 수용되는 가스 탱크(82)와, 상기 가스 탱크(82)로부터 상기 상부 플레이트(22)로 가스가 흐르도록 연결되는 가스 공급라인(83) 상에 순차적으로 설치되는 제 1 및 제 2 레귤레이터(84, 86; regulator)와, 상기 상부 플레이트(22)로부터 배출되는 가스가 상기 제 1 및 제 2 레귤레이터(84, 86) 사이에서 상기 가스 공급라인(83)으로 흐르도록 연결되는 가스 배출라인(87) 및, 상기 가스 배출라인(87) 상에 설치되어 가스가 상기 가스 공급라인(82)의 방향으로 흐르도록 제한하는 체크밸브(88)를 구비할 수 있다. In the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to the present invention, the pneumatic part 80 is a gas tank 82 in which compressed gas is accommodated, and gas is supplied from the gas tank 82 to the upper plate 22. The first and second regulators 84 and 86 sequentially installed on the gas supply line 83 connected to flow, and the gas discharged from the upper plate 22 are supplied to the first and second regulators. A gas discharge line 87 connected between the 84 and 86 to flow to the gas supply line 83, and a gas is installed on the gas discharge line 87 to allow gas to flow in the direction of the gas supply line 82. It may be provided with a check valve 88 to limit.

본 발명에 의한 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에 의하면, 다이아프램을 교환할 수 있도록 구성되는 챔버에 다양한 종류의 다이아프램을 교환설치하면서 공압부 및 유압부의 제어를 통해 다이아프램의 작동환경을 변화시키면서 다이아프램의 변형특성을 파악할 수 있으므로, 다이아프램의 재질, 캐비티의 구조 등의 변화에 따른 최적의 설계를 통해 다이아프램 압축기의 수명과 운전효율을 높일 수 있도록 한다. 또한, 내구성 실험을 통해 다이아프램의 교환주기를 미리 알수 있으므로, 효과적인 유지보수를 통해 압축기의 안정적인 운전을 도모할 수 있다. According to the compressor diaphragm durability test apparatus according to the present invention, while changing the diaphragm in the chamber configured to replace the diaphragm while changing the operating environment of the diaphragm through the control of the pneumatic part and the hydraulic part Since the deformation characteristics of the diaphragm can be grasped, it is possible to increase the lifespan and operating efficiency of the diaphragm compressor through the optimum design according to the change of the diaphragm material and the structure of the cavity. In addition, since the diaphragm replacement cycle can be known in advance through the durability test, the compressor can be stably operated through effective maintenance.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치 를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the diaphragm durability experiment apparatus for a compressor according to the technical idea of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 금속 다이아프램(metal diaphragm)을 사용하는 다이아프램식 압축기의 설계 및 제조시 다양한 조건을 적용하여 다이아프램(metal diaphragm)의 내구성을 실험할 수 있도록 한다. Referring to FIG. 1, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present invention applies a diaphragm by applying various conditions in the design and manufacture of a diaphragm compressor using a metal diaphragm. ) Can be tested for durability.

이와 같은 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 챔버(20), 유압부(60), 공압부(80), 제어부(100) 및 데이터 처리부(110)를 구비하여 이루어진다. The compressor diaphragm durability test apparatus 10 includes a chamber 20, a hydraulic part 60, a pneumatic part 80, a control part 100, and a data processing part 110.

이때, 챔버(20)는 캐비티(21)를 형성하는 상하부 플레이트(22, 23)를 구비하고, 상하부 플레이트(22, 23)를 분리시켜 상하부 플레이트(22, 23) 사이에 캐비티(21)내에서 상하방향으로 압축되는 다이아프램(40)의 교환이 가능하도록 한다. 이와 같은 챔버(20)는 상하부 플레이트(22, 23)를 분리시키므로써, 다이아프램(40)의 교환이 가능하도록 한다. 상하부 플레이트(22, 23)는 서로 합쳐져 다이아프램(40)의 상하방향으로 압축되는 캐비티(21)를 형성하고, 상부 플레이트(22)는 공압부(80)와 접속되어 가스의 입출이 가능하도록 구성되고, 하부 플레이트(24)는 유압부(60)와 접속되어 유압유의 입출이 가능하도록 구성되는데, 이와 같은 구성은 설계자가 실험하고자 하는 조건에 따라 설정할 수 있는 것이다. 물론, 상하부 플레이트(22, 23) 사이에 다이아프램(40)을 위치시키고, 유압유 및 가스가 밀폐되도 록 하여 고정하는 구성은 이 분야에서 널리 사용되고 있는 볼트 체결구조, 오링 및 가스켓의 적용 등을 통해 용이하게 적용할 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. At this time, the chamber 20 includes upper and lower plates 22 and 23 forming the cavity 21, and separates the upper and lower plates 22 and 23 in the cavity 21 between the upper and lower plates 22 and 23. It is possible to replace the diaphragm 40 is compressed in the vertical direction. The chamber 20 separates the upper and lower plates 22 and 23, so that the diaphragm 40 can be replaced. The upper and lower plates 22 and 23 are joined to each other to form a cavity 21 compressed in the vertical direction of the diaphragm 40, and the upper plate 22 is connected to the pneumatic part 80 so as to allow gas to enter and exit. In addition, the lower plate 24 is connected to the hydraulic unit 60 is configured to be able to enter and exit the hydraulic oil, this configuration can be set according to the conditions that the designer wants to experiment. Of course, the configuration in which the diaphragm 40 is positioned between the upper and lower plates 22 and 23, and the hydraulic oil and gas are sealed to be secured through the application of bolt fastening structures, O-rings and gaskets widely used in this field, and the like. Since it is easily applicable, a detailed description thereof will be omitted.

유압부(60)는 하부 플레이트(23)와 접속되어 하부 플레이트(23)를 통해 캐비티(21)내로 유압유가 압축되어 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 상방향으로 압축되도록 한다. 이와 같은 유압부(60)는 일반적인 압축기에서 유압유의 공급을 위해 적용되는 모터(62), 캠유니트(64) 및 피스톤(66)을 적용하여 용이하게 구성할 수 있을 것이다. 본 발명에서 공압부(80)는 상부 플레이트(22)와 접속되어 상부 플레이트(22)를 통해 캐비티(21)내로 압축된 가스가 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 하방향으로 압축되도록 한다. 본 발명에 적용되는 공압부(80)는 가스 탱크(82)에 저장되는 압축 가스를 사용한다. 가스 탱크(82)는 가스 공급라인(83)을 통해 상부 플레이트(22)와 접속되고, 가스 공급라인(83) 상에는 제 1 레귤레이터(84)가 설치되어 가스압을 조정하도록 할 수 있을 것이다. 이와 같은 유압부(60)와 공압부(80)는 통상 유공압기기에서 적용되는 유압유 및 가스의 공급 및 배출을 위한 공급 및 배출라인이 적용되고, 유압유 및 가스의 흐름을 제어하기 위한 각종 밸브류가 적용될 수 있는 것이다.The hydraulic part 60 is connected to the lower plate 23 so that the hydraulic oil is compressed into the cavity 21 through the lower plate 23 so that the diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed upward. do. Such a hydraulic unit 60 may be easily configured by applying a motor 62, a cam unit 64 and a piston 66 applied for supply of hydraulic oil in a general compressor. In the present invention, the pneumatic part 80 is connected to the upper plate 22 so that the compressed gas flows into the cavity 21 through the upper plate 22, so that the diaphragm 40 in the cavity 21 moves downward. To be compressed. The pneumatic part 80 applied to the present invention uses a compressed gas stored in the gas tank 82. The gas tank 82 may be connected to the upper plate 22 through the gas supply line 83, and the first regulator 84 may be installed on the gas supply line 83 to adjust the gas pressure. The hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80 is applied to the supply and discharge line for supplying and discharging the hydraulic oil and gas that is usually applied in the pneumatic equipment, various valves for controlling the flow of the hydraulic oil and gas It can be applied.

제어부(100)는 유압부(60) 및 공압부(80)를 제어하여 캐비티(21)내로 유압유와 가스가 교번적으로 입출되도록 제어한다. 이와 같은 제어부(100)는 일반적으로 자동화 분야에서 적용되는 컴퓨터, PLC 제어 등 다양한 방법이 적용될 수 있을 것이다. 그리고, 이 제어부(100)는 이 분야에서 다양하게 제시되어 적용되는 기술과 같이 유압유 및 가스의 제어를 위한 각종 센서, 자동 제어밸브와 연결되어 구성될 것이다. The controller 100 controls the hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80 to control the hydraulic oil and the gas to alternately enter and exit the cavity 21. Such a control unit 100 may be applied to various methods such as a computer, a PLC control generally applied in the automation field. In addition, the control unit 100 will be configured to be connected to various sensors, automatic control valves for the control of hydraulic oil and gas, such as a technique that is variously presented and applied in this field.

데이터 처리부(110)는 챔버(20), 유압부(60) 및 공압부(80) 중 지정된 부분에 설치되는 센서로부터 필요한 정보를 수신하여 처리하기 위한 프로그램이 탑재되어, 센서로부터 입력되는 신호를 데이터 처리한다. 이와 같은 데이터 처리부(110)는 통상 컴퓨터를 적용하여 구성할 수 있는 것이다. 이 데이터 처리부(110)는 다이아프램(40), 가스의 공급 및 배출라인, 유압유의 공급 및 배출라인, 유압유 및 가스가 유입되는 챔버(20) 등에 설치되는 다양한 종류의 센서로부터 신호를 전달받고, 이들을 미리 수행되는 프로그램을 통해 원하는 데이터로 형성하게 된다. 예컨대, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이와 같은 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치를 통해 유압유와 가스 압력의 변화(도 10 참조), 압력변화에 따른 스트레인 변화(도 11 참조), 가스 주입이 없는 경우 다이아프램(40) 지점별 스트레인 변화량(도 12 참조), 가스 주입시 다이아프램(40) 지점별 스트레인 변화량(도 13 참조)에 대한 데이터를 얻는 것을 확인할 수 있다. The data processing unit 110 is equipped with a program for receiving and processing necessary information from a sensor installed in a designated portion of the chamber 20, the hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80, the data input signal from the sensor Process. Such a data processing unit 110 can be configured by applying a normal computer. The data processor 110 receives a signal from various types of sensors installed in the diaphragm 40, the gas supply and discharge lines, the hydraulic oil supply and discharge lines, the chamber 20 into which the hydraulic oil and the gas flow, and the like. These are formed into desired data through a program executed in advance. For example, in the preferred embodiment of the present invention, the hydraulic oil and gas pressure change (see FIG. 10), the strain change according to the pressure change (see FIG. 11), and gas injection through the diaphragm durability test apparatus for the compressor according to the present invention. In this case, it can be confirmed that data on strain change amount (see FIG. 12) per diaphragm 40 point and strain change amount (see FIG. 13) for diaphragm 40 point during gas injection are obtained.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 13에 의거하여 상세히 설명하고, 도 1 내지 도 13에서 있어서 동일한 기술적 요소에는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 본 발명에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치와 관련되는 일반적인 다이아프램식 압축기와 관련하여 이 분야의 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 to 13, and like reference numerals designate like elements in FIGS. 1 to 13. On the other hand, in each figure, with respect to the general diaphragm-type compressor associated with the diaphragm durability test apparatus for the compressor according to the present invention shown in the drawings and detailed description of the configuration and operation and effects thereof can be easily understood from the related art in this field. Are shown briefly or omitted and centered on the relevant parts of the invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치의 사진 도면이고, 도 3은 도 2에서 챔버가 설치된 부분을 확대하여 보여주는 사진 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버의 상부 플레이트(22)를 내면 방향에서 보여주는 사진 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 다이아프램의 상면에 스트레인 게이지가 부착되는 형태를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버, 유압부, 공압부, 제어부 및 데이터 처리부의 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 유압부 및 스트레인 게이지와 데이터 처리부의 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버와 공압부의 가스 공급관계를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2 is a photographic view of the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a photograph showing an enlarged portion of the chamber installed in Figure 2, Figure 4 is a preferred embodiment of the present invention In the diaphragm durability experiment apparatus for a compressor according to the photograph showing the upper plate 22 of the chamber in the inner direction, Figure 5 is a diaphragm durability experiment apparatus for compressor according to a preferred embodiment of the present invention on the upper surface of the diaphragm Figure 6 is a view for explaining the form attached to the strain gauge, Figure 6 is a diagram for explaining the relationship between the chamber, hydraulic unit, pneumatic unit, control unit and data processing unit in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention Figure 7 is a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention 8 is a view for explaining the relationship between the hydraulic unit, the strain gauge and the data processing unit, and FIG. 8 is a view for explaining the gas supply relationship between the chamber and the pneumatic unit in the diaphragm durability test apparatus for the compressor according to the preferred embodiment of the present invention.

도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이 아프램 내구성 실험장치(10)는 챔버(20), 유압부(60), 공압부(80), 제어부(100) 및 데이터 처리부(110)를 구비하여 이루어진다. 여기서, 챔버(20), 유압부(60), 공압부(80)는 단일체로 이루어지는 프레임(12)상에 설치된다. 2 and 6, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention includes a chamber 20, a hydraulic part 60, a pneumatic part 80, and a control part 100. And a data processing unit 110. Here, the chamber 20, the hydraulic part 60, and the pneumatic part 80 are provided on the frame 12 which consists of a unitary body.

도 1 및 도 2를 숙지한 상태에서, 도 3 및 도 6을 참조하면, 챔버(20)는 캐비티(21)를 형성하는 상하부 플레이트(22, 23)와, 상하부 플레이트(22, 23) 사이에 결합되어 캐비티(21)내에서 상하방향으로 압축되는 다이아프램(40)을 갖는다. 이와 같은 챔버(20)는 상하부 플레이트(22, 23)를 분리시키므로써, 다이아프램(40)의 교환이 가능하도록 한다. 이때, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 크기가 상대적으로 작은 다이아프램(40', 도 7참조)을 실험할 수 있도록 하기 위해 보조 챔버(20')를 설치한 형태를 보여주고 있다. 물론, 이와 같은 보조 챔버(20')는 본 발명에 따라 구성되는 챔버(20)와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 1 and 2, with reference to FIGS. 3 and 6, the chamber 20 is disposed between the upper and lower plates 22 and 23 forming the cavity 21 and the upper and lower plates 22 and 23. It has a diaphragm 40 which is coupled to and compressed up and down in the cavity 21. The chamber 20 separates the upper and lower plates 22 and 23, so that the diaphragm 40 can be replaced. At this time, the diaphragm durability test apparatus 10 for the compressor according to the present embodiment is a form in which the auxiliary chamber 20 'is installed to allow the diaphragm 40' (see FIG. 7) having a relatively small size to be tested. Is showing. Of course, such an auxiliary chamber (20 ') has the same configuration as the chamber 20 is configured according to the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 3, 도 6 및 도 8에서 보는 바와 같이, 챔버(20)의 상부 플레이트(22)상에는 상부 커버 플레이트(24)가 설치된다. 이 상부 커버 플레이트(24)에는 공압부(80)의 가스 공급라인(83)과 가스 배출라인(87)이 접속되는 흡입 체크밸브(32)와 배출 체크밸브(34)가 설치되고, 가스의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(도시 않음)가 설치되며, 캐비티(21)내의 가스압을 측정할 수 있는 압력센서(도시 않음)를 상부 플레이트(22)로 장입시키기 위한 홀이 형성된다. 그리고, 하부 플레이트(23) 의 하측에는 상측 커버 플레이트(24)와 대응되는 하부 커버 플레이트(25)가 설치되고, 이 하부 커버 플레이트(24)의 하측에는 유압부(60)로부터 유압유를 공급받아 캐비티(21)로 흐르는 유압로를 형성하는 매니폴드 블록(26, manifold block)이 설치된다. 그리고, 매니폴드 블록(26)에는 온도센서(54), 압력센서(56) 등이 설치된다. 3, 6 and 8, the upper cover plate 24 is installed on the upper plate 22 of the chamber 20. The upper cover plate 24 is provided with a suction check valve 32 and a discharge check valve 34 to which the gas supply line 83 and the gas discharge line 87 of the pneumatic part 80 are connected, and the temperature of the gas. A temperature sensor (not shown) for measuring the pressure is installed, and a hole for inserting a pressure sensor (not shown) capable of measuring the gas pressure in the cavity 21 into the upper plate 22 is formed. In addition, a lower cover plate 25 corresponding to the upper cover plate 24 is installed below the lower plate 23, and the lower side of the lower cover plate 24 receives hydraulic oil from the hydraulic unit 60 and the cavity. The manifold block 26 which forms the hydraulic path which flows into the 21 is provided. The manifold block 26 is provided with a temperature sensor 54, a pressure sensor 56, and the like.

본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 다이아프램(40)의 상면(42)에 스트레인 게이지(50, strain gauge)를 부착하고, 이 스트레인 게이지(50)의 신호가 데이터 처리부(110)로 전송되도록 하여 다이아프램(40)이 상하방향으로 압축될 때 다이아프램(40)의 변형특성을 처리하도록 한다. 특히, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 스트레인 게이지(50)의 파손을 방지하고, 안정적으로 다이아프램(40)의 압축을 얻을 수 있도록 하기 위해 특별히 설계된 상부 플레이트(22)를 구비하여, 다이아프램(40)의 변형특성을 확인할 수 있도록 한다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서 상부 플레이트(22)는 다이아프램(40)의 압축시 다이아프램(40)의 변형율을 측정하기 위해 스트레인 게이지(50)를 부착시킬 수 있도록 캐비티(21)를 형성하는 내면(27)에 스트레인 게이지(50)가 설치되는 위치와 대응되도록 센서홈(28)이 형성된다. 그리고, 스트레인 게이지(50)로부터 데이터 처리부(110)로 연장되는 배선(52)이 삽입되도록 센서홈(28)으로부터 상부 플레이트(22)의 외측으로 연장되어 배선홈(29)이 형성된다. In the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment, a strain gauge 50 is attached to an upper surface 42 of the diaphragm 40, and the signal of the strain gauge 50 is a data processor. It is transmitted to the 110 so as to handle the deformation characteristics of the diaphragm 40 when the diaphragm 40 is compressed in the vertical direction. In particular, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment is specifically designed to prevent damage to the strain gauge 50 and to stably obtain the compression of the diaphragm 40, the upper plate 22 ), So that the deformation characteristics of the diaphragm 40 can be confirmed. That is, as shown in Figure 4, in the present embodiment, the upper plate 22 can be attached to the cavity (strain gauge 50) to measure the strain of the diaphragm 40 during compression of the diaphragm 40 ( The sensor groove 28 is formed on the inner surface 27 forming the 21 to correspond to the position where the strain gauge 50 is installed. The wiring groove 29 is formed by extending from the sensor groove 28 to the outside of the upper plate 22 so that the wiring 52 extending from the strain gauge 50 to the data processor 110 is inserted.

이와 같은 센서홈(28)과 배선홈(29)에 의해, 도 5에서 보는 바와 같이, 다이아프램(40)의 상면(42)에 부착되는 스트레인 게이지(50)와, 이로부터 외부로 연장되는 배선(52)은 다이아프램(40)이 압축되는 경우에도, 스트레인 게이지(50)의 파손을 방지하고, 다이아프램(40)의 안정적인 압축을 제공하게 된다. By such a sensor groove 28 and a wiring groove 29, as shown in FIG. 5, the strain gauge 50 attached to the upper surface 42 of the diaphragm 40, and the wiring extending therefrom. 52 prevents the strain gauge 50 from breaking even when the diaphragm 40 is compressed, and provides stable compression of the diaphragm 40.

한편, 도 2 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)에서 유압부(60)는 하부 플레이트(23)와 접속되어 하부 플레이트(23)를 통해 캐비티(21)내로 유압유가 압축되어 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 상방향으로 압축되도록 한다. 이와 같은 유압부(60)는 일반적인 압축기에서 유압유의 공급을 위해 적용되는 모터(62), 캠유니트(64) 및 피스톤(66)을 적용하여 구성된다. 그리고, 본 실시예에서는 캠유니트(64)의 캠축 각도를 측정하기 위하여 캠축에 로타리식 엔코더(69; 360sample/rev)를 설치하였다. 이 엔코더(69)는 다이아프램(40)이 상하방향으로 압축되는 횟수를 카운터하고 모터의 회전속도를 감지하는데 사용된다. Meanwhile, as shown in FIGS. 2 and 6, in the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment, the hydraulic part 60 is connected to the lower plate 23 and the cavity through the lower plate 23. By allowing hydraulic oil to be compressed and introduced into 21, the diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed upward. Such a hydraulic unit 60 is configured by applying a motor 62, a cam unit 64 and a piston 66 that is applied for the supply of hydraulic oil in a general compressor. In this embodiment, in order to measure the camshaft angle of the cam unit 64, a rotary encoder 69 (360 samples / rev) is provided on the camshaft. This encoder 69 is used to counter the number of times the diaphragm 40 is compressed in the vertical direction and to sense the rotational speed of the motor.

이와 같은 유압부(60)는 제어부(100)로부터 전원을 공급받아 모터(62, 본 실시예에서 15마력)가 구동하면, 모터(62)의 구동력은 캠유니트(64)에 설치되는 풀리(65)에 전달되고, 캠유니트(64)의 캠(도시 않음)의 회전에 의해 피스톤(66)은 왕복운동되면서 유압유를 챔버(20)의 캐비티(21)내로 압축시키게 되고, 이 유압유의 압력으로 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 상부 플레이트(22)로 밀착되면서, 캐비티(21)의 상측에 흡입 체크밸브(32)를 통해 흡입되어 있던 가스가 압축되게 된다. 본 실시예에서 유압부(60)에서 사용하는 유압 작동유는 실제 압축기 운전시 사용되는 AW-32를 사용하였다. When the hydraulic unit 60 receives power from the control unit 100 and the motor 62 (15 horsepower in this embodiment) is driven, the driving force of the motor 62 is the pulley 65 installed in the cam unit 64. ), The piston 66 is reciprocated by the rotation of the cam (not shown) of the cam unit 64 to compress the hydraulic oil into the cavity 21 of the chamber 20, the pressure of the hydraulic oil As the diaphragm 40 in 21 is in close contact with the upper plate 22, the gas sucked through the suction check valve 32 on the upper side of the cavity 21 is compressed. In this embodiment, the hydraulic oil used in the hydraulic unit 60 used AW-32 which is used in actual compressor operation.

또한, 도 3 및 도 8에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서 공압부(80)는 상부 플레이트(22)와 접속되어 상부 플레이트(22)를 통해 캐비티(21)내로 압축된 가스가 유입되도록 하므로써, 캐비티(21)내의 다이아프램(40)이 하방향으로 압축되도록 한다. 본 실시예에 적용되는 공압부(80)는 가스 탱크(82)에 저장되는 압축 가스를 사용한다. 가스 탱크(82)는 가스 공급라인(83)을 통해 상부 플레이트(22)와 접속되고, 가스 공급라인(83) 상에는 제 1 레귤레이터(84)가 설치되어 가스압을 조정하도록 한다. 특히, 본 실시예에서 공압부(80)는 압축된 가스가 수용되는 가스 탱크(82), 이 가스 탱크(82)로부터 상부 플레이트(22)로 가스가 흐르도록 연결되는 가스 공급라인(83) 상에 순차적으로 설치되는 제 1 및 제 2 레귤레이터(84, 86; regulator), 상부 플레이트(22)로부터 배출되는 가스가 제 1 및 제 2 레귤레이터(84, 86) 사이에서 가스 공급라인(83)으로 흐르도록 연결되는 가스 배출라인(87) 및, 이 가스 배출라인(87) 상에 설치되어 가스가 가스 공급라인(82)의 방향으로 흐르도록 제한하는 체크밸브(88)를 갖는다. 이때, 본 실시예에 따라 설치되는 보조 챔버(20')에도 가스 공급라인(83')상에 제 2 레귤레이터(86')가 설치된다. 3 and 8, in this embodiment, the pneumatic part 80 is connected to the upper plate 22 so that the compressed gas is introduced into the cavity 21 through the upper plate 22. The diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed downward. The pneumatic part 80 applied to this embodiment uses the compressed gas stored in the gas tank 82. The gas tank 82 is connected to the upper plate 22 through the gas supply line 83, and the first regulator 84 is installed on the gas supply line 83 to adjust the gas pressure. In particular, in the present embodiment, the pneumatic part 80 is on a gas tank 82 in which the compressed gas is accommodated, and on the gas supply line 83 connected to flow the gas from the gas tank 82 to the upper plate 22. Gas discharged from the first and second regulators 84 and 86 and the upper plate 22 sequentially installed to the gas supply line 83 between the first and second regulators 84 and 86. And a check valve 88 installed on the gas discharge line 87 to restrict the gas to flow in the direction of the gas supply line 82. At this time, the second regulator 86 'is installed on the gas supply line 83' in the auxiliary chamber 20 'installed according to the present embodiment.

이와 같은 구성을 갖는 공압부(80)을 통해 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 가스를 재사용하는 효과를 갖는다. 즉, 전술한 바와 같이, 유압부(60)의 작동에 의해 캐비티(21)내의 압축되는 가스의 압력이 배출 체크밸브(34)의 설정압력보다 높아지게 되면, 캐비티(21)내의 가스는 가스 배출라인(87)을 통해 토출되고, 다시 가스 공급라인(83)으로 재순환되어 가스의 소모없이 장치를 가동시킬 수 있도록 한다. 본 실시예에서 공압부(80)에서 사용하는 가스는 취급 및 폭발 위험 때문에 수소압축기에서 사용되는 수소 대신 압축질소를 사용하였다. Through the pneumatic part 80 having such a configuration, the compressor diaphragm durability test apparatus 10 according to the present embodiment has an effect of reusing gas. That is, as described above, when the pressure of the gas compressed in the cavity 21 becomes higher than the set pressure of the discharge check valve 34 by the operation of the hydraulic unit 60, the gas in the cavity 21 is a gas discharge line Discharged through 87 and recycled back to gas supply line 83 to allow the device to run without consuming gas. In the present embodiment, the gas used in the pneumatic part 80 used compressed nitrogen instead of hydrogen used in the hydrogen compressor because of the risk of handling and explosion.

본 실시예에서 가스 탱크(82)에서 나온 가스는 제 1 레귤레이터(84)를 거쳐 챔버(80)와 보조 챔버(80')로 각각 6bar와 14bar로 공급된다. 그리고, 공급된 가스는 챔버(80) 및 보조 챔버(80')에서 압축되어 토출되고, 토출된 가스는 체크밸브(88)를 지나 다시 가스 공급라인(83, 83')으로 복귀하여 순환하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 가스 소모없는 다이아프램의 내구성 시험을 할 수 있다. In this embodiment, the gas from the gas tank 82 is supplied to the chamber 80 and the auxiliary chamber 80 'at 6 bar and 14 bar, respectively, via the first regulator 84. The supplied gas is compressed and discharged in the chamber 80 and the auxiliary chamber 80 ', and the discharged gas passes through the check valve 88 and returns to the gas supply lines 83 and 83' to circulate. . Therefore, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment can test the durability of the diaphragm without gas consumption.

도 2 및 도 6을 참조하면, 제어부(100)는 유압부(60) 및 공압부(80)를 제어하여 캐비티(21)내로 유압유와 가스가 교번적으로 입출되도록 제어한다. 이와 같은 제어부(100)는 PLC 제어를 적용하여 컨트롤 박스의 형태로 제작된다. 유압부(60) 및 공압부(80), 그리고 각종 센서의 전원은 제어부(100)를 통해 공급되도록 한다. 그리고, 이 제어부(100)에는 유압부(60)와 공압부(80)의 유압과 가스압, 온도, 모터의 속도(rpm), 작동시간 그리고 모터의 회전횟수를 나타내는 인디케이터가 설치된다. 2 and 6, the control unit 100 controls the hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80 to control the hydraulic oil and gas to alternately enter and exit the cavity 21. The control unit 100 is manufactured in the form of a control box by applying the PLC control. The power of the hydraulic unit 60, the pneumatic unit 80, and various sensors are supplied through the control unit 100. In addition, the control unit 100 is provided with indicators for indicating the hydraulic pressure and gas pressure of the hydraulic unit 60 and the pneumatic unit 80, the temperature, the speed (rpm) of the motor, the operating time and the number of rotations of the motor.

도 2, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 데이터 처리부(110)는 챔버(20), 유압부(60) 및 공압부(80) 중 지정된 부분에 설치되는 센서로부터 필요한 정보를 수신하여 처리하기 위한 프로그램이 탑재되어, 센서로부터 입력되는 신호를 데이터 처리한다. 본 실시예에서 데이터 처리부(110)는 노트북 컴퓨터(112)와 데이터 로거(114, data logger)를 구비하여 이루어진다. 이와 같은 데이터 처리부(110)는 챔버(20)에 설치되는 가스 온도 센서와 가스 압력센서, 유압의 온도를 측정하는 온도센서(54), 유압을 측정하는 압력센서(56), 다이아프램(40)에 설치되는 스트레인 게이지(50) 및 엔코더(69)로부터 신호를 데이터 로거(114)에서 처리하고, 이를 노트북 컴퓨터(112)에서 받아 요구되는 데이터로 처리하게 된다. 즉, 데이터 로거(114)는 엔코더(69) 신호 중 "A" 신호를 외부 샘플신호로, "Z" 신호를 시작신호로 이용하여 엔코더 신호와 동기화된 압력, 온도, 스트레인 신호를 획득하도록 한다. 그리고 입력된 신호는 하드웨어 필터를 거쳐 노이즈를 제거한 상태로 노트북 컴퓨터(112)로 전송되도록 한다. As shown in FIGS. 2, 6, and 7, the data processing unit 110 receives and processes necessary information from a sensor installed in a designated portion of the chamber 20, the hydraulic unit 60, and the pneumatic unit 80. A program is mounted to perform data processing on a signal input from a sensor. In the present embodiment, the data processing unit 110 includes a notebook computer 112 and a data logger 114. The data processing unit 110 includes a gas temperature sensor and a gas pressure sensor installed in the chamber 20, a temperature sensor 54 measuring a temperature of hydraulic pressure, a pressure sensor 56 measuring a hydraulic pressure, and a diaphragm 40. The signal from the strain gauge 50 and the encoder 69 installed in the data logger 114 is processed, and it is received by the notebook computer 112 to process the required data. That is, the data logger 114 acquires the pressure, temperature, and strain signals synchronized with the encoder signal by using the "A" signal among the encoder 69 signals as the external sample signal and the "Z" signal as the start signal. The input signal is transmitted to the notebook computer 112 with the noise removed through the hardware filter.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 데이터 처리부의 화면예를 보여주는 이미지 도면이다. 9 is an image diagram showing an example of a screen of the data processing unit in the diaphragm durability experimental apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)에서 데이터 처리부(110)의 노트북 컴퓨터(112)는 데이터 로거(114)를 제어한다. 따라서, 노트북 컴퓨터(112)에는 다이아프램의 내구성 실험시 필요한 그래프와 조건 입력 등 사용자가 실험 조건에 따라 내용을 구성할 수 있도록 하는 프로그램이 제공된다. 도 9에서 보이는 화면에는 측정된 스트레인, 압력, 온도를 실시간으로 표시해주는 그래프와 조건 입력칸으로 구성되어 있다. 9, the notebook computer 112 of the data processor 110 controls the data logger 114 in the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment. Therefore, the notebook computer 112 is provided with a program that allows the user to configure the contents according to the experimental conditions, such as graphs and condition inputs required for the durability test of the diaphragm. The screen shown in FIG. 9 consists of a graph and a condition input column for displaying the measured strain, pressure, and temperature in real time.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 유압유와 가스의 압력변화의 일례를 보여주는 그래프이다. 10 is a graph showing an example of the pressure change of the hydraulic oil and gas obtained in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 10에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 유압유와 가스 압력변화를 알 수 있다. 즉, 그래프에서 보는 바와 같이, 모터 회전수(Rpm)가 빨라질수록 오일과 가스 압력변화의 크기는 감소하고, 압력이 최대가 되는 시점도 점점 지연되는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 10, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment may know hydraulic oil and gas pressure changes. That is, as shown in the graph, as the motor speed Rpm increases, the magnitude of the oil and gas pressure change decreases, and the time at which the pressure is maximized is gradually delayed.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 압력변화에 따른 스트레인변화량의 일례를 보여주는 그래프이다. 11 is a graph showing an example of the amount of strain change according to the pressure change obtained in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치(10)는 압력 변화에 따른 스트레인 변화를 알 수 있다. 즉, 그래프에서 보는 바와 같이, 가스를 주입한 경우에는 유압유의 압력변화에 따라 스트레인도 함께 변화하나, 스트레인의 변화가 유압유의 변화보다 늦게 나타남을 알 수 있다. 이를 통해 캐비티(21) 내의 압력이 최대가 되었을 때는 배출 체크밸브(34)가 열리기 직전으로 볼 수 있는데, 이때 캐비티(21)에는 가스가 압축된 상태로 잔류하고 있으므로 다이아프램(40)이 최대 변형을 하지 못한 상태가 되고, 가스가 배출 체크밸브(34)를 통해 토출된 후, 다이아프램(40)이 캐비티(21) 상단까지 도달하기 때문이라고 판단할 수 있는 것이다. Referring to Figure 11, the diaphragm durability test apparatus 10 for a compressor according to the present embodiment can know the strain change according to the pressure change. That is, as shown in the graph, when the gas is injected, the strain is also changed according to the pressure change of the hydraulic oil, it can be seen that the change of the strain appears later than the change of the hydraulic oil. As a result, when the pressure in the cavity 21 is maximized, the discharge check valve 34 may be viewed immediately before opening. In this case, since the gas remains in the compressed state in the cavity 21, the diaphragm 40 is deformed at maximum. After the gas is discharged through the discharge check valve 34, the diaphragm 40 may reach the upper end of the cavity 21.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 가스를 주입하지 않은 상태에서 다이아프램의 지점별 스트레인변화량의 일례를 보여주는 그래프이다. 12 is a graph showing an example of strain variation for each point of the diaphragm without injecting gas obtained in a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention.

이와 같은, 도 12는 가스를 주입하지 않았을 경우, 반지름 방향 각 지점에서의 모터의 회전수에 따른 최대, 최소 스트레인 절대값의 합을 나타낸 그래프로서, 각 지점의 스트레인 변화의 크기를 나타낸다. 이를 보면, 중심에서 15 지점이 가장 크고, 11, 4 지점 순으로 변화가 큰 것을 알 수 있다. 그리고, 중심에서 모터 회전수가 증가될수록 변형율이 줄어들고, 최대 변형을 보이는 15지점도 모터 회전수가 빨라질수록 변형율이 감소하는 것을 알 수 있다. As described above, FIG. 12 is a graph showing the sum of absolute maximum and minimum strain values according to the rotational speed of the motor at each point in the radial direction when no gas is injected, and shows the magnitude of the strain change at each point. This shows that 15 points are the largest in the center, and 11 and 4 points are the largest. In addition, the strain rate decreases as the motor speed increases in the center, and the strain rate decreases as the motor speed increases in the 15 points showing the maximum deformation.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 가스를 주입한 상태에서 다이아프램의 지점별 스트레인변화량의 일례를 보여주는 그래프이다. FIG. 13 is a graph showing an example of strain variation for each point of a diaphragm in a state in which gas obtained in a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to an exemplary embodiment of the present invention is injected.

도 13은 가스를 주입했을 경우, 반지름 방향 각 지점에서의 모터 회전수에 따른 최대, 최소 스트레인 절대값의 합을 나타낸 그래프로서, 각 지점의 스트레인 변화의 크기를 나타낸다. 이를 보면, 중심으로부터 15 지점이 가장 크고, 14, 11 지점 순으로 변화가 큰 것을 알 수 있고, 15 지점의 변형율은 타 지점의 3배 이상임을 알 수 있다. 그리고, 모터 회전수에 따른 변형율의 변화는 약간 감소하나 뚜렷하지 않음을 알 수 있어 15지점 변형이 가장 크게 발생하므로 15지점 부근에서의 다이아프램의 파손이 먼저 발생될 것이라 예상할 수 있는 것이다. FIG. 13 is a graph showing the sum of absolute maximum and minimum strain values according to the number of motor revolutions at each point in the radial direction when gas is injected, and shows the magnitude of the strain change at each point. From this, it can be seen that the 15 points are the largest from the center, and the change is the greatest in the order of the 14 and 11 points, and the strain at the 15 points is three times or more than other points. In addition, since the change in the strain rate according to the motor rotation is slightly reduced but not obvious, the deformation of the 15 point is the largest, and therefore, the diaphragm breakage near the 15 point may be expected to occur first.

이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치는 공압부 및 유압부의 제어를 통해 다이아프램의 작동환경을 변화시키면서 다이아프램의 변형특성을 파악할 수 있다. Thus, the diaphragm durability experiment apparatus for a compressor according to the preferred embodiment of the present invention can grasp the deformation characteristics of the diaphragm while changing the operating environment of the diaphragm through the control of the pneumatic part and the hydraulic part.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example and is within the scope not departing from the technical idea of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a diaphragm durability experiment apparatus for a compressor according to the technical idea of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치의 사진 도면;2 is a photographic view of a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에서 챔버가 설치된 부분을 확대하여 보여주는 사진 도면;3 is a photograph showing an enlarged view of a part where a chamber is installed in FIG. 2;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버의 상부 플레이트(22)를 내면 방향에서 보여주는 사진 도면;Figure 4 is a photographic view showing the upper plate 22 of the chamber in the inner direction in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 다이아프램의 상면에 스트레인 게이지가 부착되는 형태를 설명하기 위한 도면;5 is a view for explaining a form in which a strain gauge is attached to the upper surface of the diaphragm in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버, 유압부, 공압부, 제어부 및 데이터 처리부의 관계를 설명하기 위한 도면;6 is a view for explaining the relationship between the chamber, the hydraulic part, the pneumatic part, the control unit and the data processing unit in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 유압부 및 스트레인 게이지와 데이터 처리부의 관계를 설명하기 위한 도면;7 is a view for explaining the relationship between the hydraulic unit and the strain gauge and the data processing unit in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 챔버와 공압부의 가스 공급관계를 설명하기 위한 도면;8 is a view for explaining the gas supply relationship between the chamber and the pneumatic part in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험 장치에서 데이터 처리부의 화면예를 보여주는 이미지 도면;9 is an image view showing an example of a screen of the data processing unit in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 유압유와 가스의 압력변화의 일례를 보여주는 그래프;10 is a graph showing an example of pressure change of hydraulic oil and gas obtained in a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 압력변화에 따른 스트레인변화량의 일례를 보여주는 그래프;11 is a graph showing an example of the amount of strain change according to the pressure change obtained in the diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 다이아프램 내구성 실험장치에서 얻어지는 가스를 주입하지 않은 상태에서 다이아프램의 지점별 스트레인변화량의 일례를 보여주는 그래프;12 is a graph showing an example of strain change amount for each point of a diaphragm without injecting gas obtained in a diaphragm durability test apparatus for a compressor according to a preferred embodiment of the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : (압축기용 다이아프램 내구성) 실험장치10: (Compressor Diaphragm Durability) Experiment Device

20 : 챔버 21 : 캐비티20: chamber 21: cavity

22 : 상부 플레이트 23 : 하부 플레이트22: upper plate 23: lower plate

27 : (상부 플레이트) 내면 28 : 센서홈27: (upper plate) inner surface 28: sensor groove

29 : 배선홈 40 : 다이아프램29: wiring groove 40: diaphragm

42 : (다이아프램) 상면 50 : 스트레인 게이지42: (diaphragm) upper surface 50: strain gauge

52 : (스트레인 게이지) 배선 60 : 유압부52: (strain gauge) wiring 60: hydraulic part

80 : 공압부 82 : 가스 탱크80: pneumatic part 82: gas tank

83 : 가스 공급라인 84 : 제 1 레귤레이터83: gas supply line 84: the first regulator

86 : 제 2 레귤레이터 87 : 가스 배출라인86: second regulator 87: gas discharge line

88 : 체크밸브 100 : 제어부88: check valve 100: control unit

110 : 데이터 처리부110: data processing unit

Claims

The upper and lower plates 22 and 23 forming the cavity 21 are separated, and the upper and lower plates 22 and 23 are separated, and the upper and lower plates 22 and 23 are compressed in the cavity 21 in the vertical direction between the upper and lower plates 22 and 23. A chamber 20 to enable exchange of the diaphragm 40 to be made;

The diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed upward by being connected to the lower plate 23 so that the hydraulic oil is compressed into the cavity 21 through the lower plate 23. Hydraulic unit 60 for;

The diaphragm 40 in the cavity 21 is compressed downward by being connected to the upper plate 22 so that the compressed gas is introduced into the cavity 21 through the upper plate 22. Pneumatic part for 80 and;

A control unit (100) for controlling the hydraulic unit (60) and the pneumatic unit (80) to control the oil and gas to be alternately introduced into the cavity (21);

A program for receiving and processing necessary information from a sensor installed in a designated portion of the chamber 20, the hydraulic part 60 and the pneumatic part 80 is mounted, and the data for data processing the signal input from the sensor Compressor diaphragm durability test apparatus comprising a processing unit (110).

The method of claim 1,

The sensor has a strain gauge 50 attached to the upper surface 42 of the diaphragm 40, and the data processor 110 receives the signal of the strain gauge 50 to receive the diaphragm. Compressor diaphragm durability experimental device, characterized in that for processing the deformation characteristics of the diaphragm 40 when 40 is compressed in the vertical direction.

The method of claim 2,

The upper plate 22 of the chamber 20 has a sensor groove 28 formed on the inner surface 27 forming the cavity 21 to correspond to the position where the strain gauge 50 is installed, and the strain And a wiring groove 29 extending from the sensor groove 28 to the outside of the upper plate 22 so that the wiring 52 extending from the gauge 50 to the data processing unit 110 is inserted therein. Compressor diaphragm durability test device.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,

The pneumatic part 80 is a gas tank 82, the compressed gas is received,

First and second regulators 84 and 86 installed sequentially on the gas supply line 83 connected to flow gas from the gas tank 82 to the upper plate 22;

A gas discharge line 87 connected to allow the gas discharged from the upper plate 22 to flow between the first and second regulators 84 and 86 to the gas supply line 83;

Compressor diaphragm durability test apparatus, characterized in that provided on the gas discharge line (87) is provided with a check valve (88) for restricting the gas flow in the direction of the gas supply line (82).