KR101199748B1 - 다이아프램 성능시험 장치 - Google Patents

다이아프램 성능시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기구동밸브 내부에 장착될 다이아프램의 성능시험 장치에 관한 것으로, 비구형으로 서로 대응되는 상·하부 하우징(100,200) 내부로 공기 유입구(280)를 통해 압축공기를 공급하면, 상·하부 하우징을 가로질러 배치된 다이아프램(300)이 팽창되고, 팽창된 다이아프램(300)이 상부 하우징(100) 내부에 위치된 압력센서(420)와 누름형 스위치(430)를 가압하여 다이아프램의 정상 작동여부를 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

다이아프램 성능시험 장치 {Diaphragm function test device}
본 발명은 예컨대 공기구동밸브 내에 구비되는 다이아프램(diaphragm)의 성능을 실험할 수 있는 장치에 관한 것이다.
화력발전소, 원자력발전소, 화학공장 및/또는 정유공장 등의 플랜트에서 사용되는 공기구공밸브 내부에는 통상적으로 다이아프램을 구비하고 있다.
공기구동밸브를 구동하는 데에 있어, 가장 중요한 부품은 다이아프램으로 인식되고 있다. 이 다이아프램은 이미 널리 알려진 대로 공기압에 따라 모양이 변형되어야 하므로 그 재질은 고분자화합물 등의 비금속 물질로 제작되는 게 일반적이다.
특히 공기구동밸브의 다이아프램에 대한 정상적인 작동여부를 확인하기 위해서, 일반적으로 공기구동밸브의 제작사는 공기구동밸브를 실제 배관유로에 설치하여 그 성능시험을 수행하고 있는 실정이다.
전술된 바와 같이, 현재 적용되고 있는 성능시험에서는 별도의 배관유로를 구비해야만 하고 이러한 성능시험에 따른 장치를 제작하는 데에 많은 시간과 비용을 투입하고 있는 게 현실이다. 이러한 사실들은 결국 공기구동밸브의 제작·판매 단가에 영향을 미치게 된다.
덧붙여서, 플랜트 운영자는 공기구동밸브 다이아프램의 성능을 시험하기 위해서 현장에 적용될 배관유로를 활용하여 시험을 수행하게 되는데, 이 성능시험은 시간뿐만 아니라 인력소모량이 크고, 플랜트의 안정성에도 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 전술된 단점과 문제점을 해결하기 위해 창출된 것이다.
본 발명은 공기구동밸브 다이아프램의 성능시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특별하기로 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치는, 그 중앙에 개구부와 함께 공기 출입구를 형성하고, 가장자리부를 따라 링형상의 상부 고정플레이트를 구비한 비구형(非球形)의 상부 하우징과; 공기 유입구를 구비하고 상부 하우징과 대응하는 형상으로 되어, 가장자리부를 따라 링형상의 하부 고정플레이트를 구비한 비구형의 하부 하우징; 상부 하우징의 개구부에 위치되고, 압력센서와 함께 스프링의 복원력을 이용한 접점에 개폐하는 누름형 스위치를 구비한 센서부;로 이루어진다.
본 발명은 나사체결된 상·하부 하우징의 내부로 공기 유입구를 통해 압축공기를 공급하여 상·하부 하우징을 가로질러 배치된 다이아프램을 팽창시킨다. 팽창된 다이아프램이 상부 하우징 내부에 위치된 압력센서와 누름형 스위치를 가압하는 압력값으로 다이아프램의 정상 작동여부를 확인할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 공기구동밸브 다이아프램의 성능을 시험할 수 있도록 제공된다.
본 발명은 종래에 사용되었던 별도의 배관유로를 필요로 하지 않기 때문에, 배관유로의 제작과 유지에 따른 추가적인 비용이 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치를 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치의 단면도이다.
이제, 본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치는 첨부도면을 참조로 하여 더욱 구체적으로 설명될 것이다.
본 발명의 성능시험 장치(1)는 2개의 상·하부 하우징(100,200)과; 이 상·하부 하우징(100,200)의 가장자리 내부면에 각각 배치된 링형상의 상·하부 고정플레이트(110,210); 상·하부 고정플레이트(110,210) 사이에 배치되는 다이아프램(300); 및 센서부(400);로 이루어진다. 상·하부 하우징(100,200)이 나사체결되어 있는 성능시험 장치(1)는 타원형상의 비구형으로 도시되어 있으나 이외에도 구형일 수도 있다.
더욱 구체적으로, 상부 하우징(100)은 그 중앙에 센서부(400)를 안착시킬 수 있는 개구부(190)와 함께 공기 출입구(180)를 형성하는 한편, 바람직하기로 개구부(190)의 내주면에는 암나사산(191)을 형성한다. 센서부(400)는 그 외주면 둘레에 숫나사산(491)를 형성하여, 개구부(190)의 암나사산(191)과 센서부(400)의 숫나사산(491)을 나사체결할 수 있다. 참고로, 다이아프램(300)은 당해분야의 숙련자들에게 알려져 있듯이 공기구동밸브의 크기에 상응하게 다이아프램의 크기도 달라져야 하는데, 다이아프램의 크기에 따라 이의 팽창높이도 달라지기 때문에 다이아프램의 팽창 정도에 따라 다이아프램과 맞닿게 될 상부 하우징에 설치된 센서부(400)의 높낮이를 조절할 필요가 있다.
공기 출입구(180)는 상부 하우징(100)에 설치되는바, 이 공기 출입구(180)를 통해 밀폐된 상·하부 하우징으로 이루어진 장치, 더욱 구체적으로 장치의 상부 하우징 내부로 공기를 유입 혹은 유출시켜 다이아프램의 팽창 혹은 복원을 돕도록 한다. 물론, 다이아프램의 팽창시에는 공기 출입구(180)를 개방하여 상부 하우징 내부에 채워져 있던 공기를 외부로 용이하게 배출할 수 있게 하는 한편, 다이아프램의 복원시에는 공기 출입구(180)를 통해 장치의 상부 하우징 내부로 공기를 공급하여 다이아프램을 원상 복귀시킬 수 있도록 한다.
이에, 센서부(400)는 상부 하우징(100)과의 나사체결방식을 통해 상부 하우징(100)의 개구부(190)에서 높이를 조절할 수도 있다.
도 3을 참조로 하여, 상부 고정플레이트(110)는 상부 하우징(100)의 가장자리를 따라 배치되도록 링형상으로 이루어진다.
물론, 하부 고정플레이트(210)는 위의 상부 고정플레이트(110)와 동일한 형상으로 이루어져, 상기 상부 고정플레이트(110)와 하부 고정플레이트(210) 사이에 시험대상품목인 다이아프램(300)을 용이하게 고정시킬 수 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(100)과, 상부 고정플레이트(110), 하부 고정플레이트(210), 및 하부 하우징(200)은 나사체결방식으로 견고하게 고정되어 있으며, 나사볼트체결방식 이외에 기밀성을 제공할 수 있는 공지된 다른 방식을 적용할 수도 있다.
하부 하우징(200)은 상부 하우징(100)과 유사한 형상으로 이루어져 있으며, 결합된 상부 하우징(100)과 하부 하우징(200) 내부에 압축공기를 공급할 수 있는 공기유입구(280)를 구비한다.
전술된 바와 같이, 상부 고정플레이트(110)는 상부 하우징(100)의 내주면 상에 위치되고, 하부 고정플레이트(210)는 하부 하우징(200)의 내주면 상에 위치된다. 서로 평행하게 마주보는 상·하부 고정플레이트(110,210) 사이에 다이아프램(300)을 설치한다.
도 2 및 도 4를 참조로, 다이아프램(300)의 일면, 바람직하게는 다이아프램의 상부면 상에 다이아프램용 플레이트(310)를 추가로 구비한다.
실제로 공기구동밸브를 작동할 때 팽창된 다이아프램이 밸브구동부 스템(도시하지 않음)을 가압하게 되는데, 비금속 재질로 만들어진 다이아프램이 통상적으로 금속 재질로 만들어진 밸브구동부 스템을 밀어낼 경우 제작결합 혹은 노후화로 인해 찢어질 우려가 있어 다이아프램과 밸브구동부 스템의 직접적인 접촉을 방지하기 위해 다이아프램용 플레이트(310)를 구비해야만 한다.
물론, 본 발명에 따른 장치 내에서 다이아프램을 실험할 때에도 다이아프램과 센서부(400)와의 접촉을 통해 다이아프램의 손상을 미연에 방지하기 위해서도 플레이트(310)는 필요하다.
선택가능하기로, 다이아프램용 플레이트(310)는 금속 재질로 제작된다.
센서부(400)는 앞서 기술된 바와 같이 상부 하우징(100)의 개구부(190)와 결합될 수 있게 그 외주면 둘레에 숫나사산(491)을 형성하는 한편, 센서부의 하부에 압력센서(420)와 누름형 스위치(430)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
밀폐상태로 결합하여 있는 상·하부 하우징(100,200) 내부에 공기 유입구(280)를 통해 압축공기를 공급하면, 다이아프램(300)이 방사상방향으로 팽창하게 되면서 압력센서(420)와 접촉하게 된다. 이때 압력센서(420)는 팽창된 다이아프램(300) 및/또는 다이아프램용 플레이트(310)로 가해진 압력을 측정한다. 압력센서(420)로 측정된 압력값은 실제로 공기구동밸브 구동시 가해지는 압력과 비교하여 본 발명 내부에 장착된 다이아프램의 정상 작동여부를 판단할 수 있는 근거로 사용된다.
선택가능하기로, 압력센서(420)는 디스크형상으로 이루어져 있고, 그 중심에 누름형 스위치(430)를 배치할 수 있다.
누름형 스위치(430)는 도시된 바와 같이 센서부(400)의 하부에 위치되되, 스프링의 복원력을 이용한다. 압축공기로 다이아프램이 팽창하게 되면, 다이아프램(300) 및/또는 다이아프램용 플레이트(310)가 압력센서(420)와 함께 누름형 스위치(430)를 가압한다. 누름형 스위치(430)는 다이아프램(300)의 팽창에 의해 눌러지게 되면 누름형 스위치(430) 후단에 설치된 접점(431)과 누름형 스위치(430)가 접속하게 되고, 이와 반대로 다이아프램이 복원하게 되면, 누름형 스위치(430)에 가해진 압력이 없어져, 스프링(432)의 탄발력으로 누름형 스위치(430)는 정위치로 복귀하면서 접점(431)과 분리된다.
누름형 스위치(430)는 압력센서(420)에 가해진 압력이 다이아프램(300) 및/또는 다이아프램용 플레이트(310)의 팽창을 통해 형성된 압력인지 혹은, 파손된 다이아프램을 관통한 압축공기압이 그대로 압력센서(420)와 접촉되었는지를 판단할 수 있다. 다시 말하자면, 제작 결함 또는 노후화 등의 원인으로 다이아프램의 파손되어도 압력센서(420)에는 다이아프램의 팽창에 위한 가압이 아닌 단순히 공기 유입구(280)로 공급될 압축공기와 직접적인 접촉을 통해 압축공기압을 다이아프램의 가압으로 검출할 수도 있기에, 다이아프램의 정상작동을 오판할 소지가 있다. 이러한 사항을 보완하기 위해, 본 발명은 팽창된 다이아프램의 가압에 위해서만 눌려지는 누름형 스위치(430)를 통해 압축공기에 위한 압력인지 다아이프램의 팽창으로 가해진 압력인지를 판단할 수 있다.
압력센서(420)와 누름형 스위치(430)를 통해 검출된 신호에 대한 해석은 이미 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있기 때문에, 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위해서 여기서 이에 대한 설명은 배제한다.
본 발명에 따른 다이아프램 성능시험 장치는 첨부도면과 이를 참조로 하여 기술된 실시예에만 국한되지 않고, 아래의 청구범위의 범주와 범위 내에서 변형 및 변경 가능함을 미리 밝혀둔다.
1 ----- 성능시험 장치,
100 ----- 상부 하우징,
110 ----- 상부 고정플레이트,
180 ----- 공기 출입구,
190 ----- 개구부,
200 ----- 하부 하우징,
210 ----- 하부 고정플레이트,
280 ----- 공기 유입구,
300 ----- 다이아프램,
310 ----- 플레이트,
400 ----- 센서부,
420 ----- 압력센서,
430 ----- 누름형 스위치.

Claims (5)

  1. 그 중앙에 개구부(190)와 함께 공기 출입구(180)를 형성하고, 가장자리부를 따라 링형상의 상부 고정플레이트(110)를 구비한 상부 하우징(100)과;
    공기 유입구(280)를 구비하고 상기 상부 하우징(100)과 대응하는 형상으로 되어, 가장자리부를 따라 링형상의 하부 고정플레이트(210)를 구비한 하부 하우징(200);
    상기 상부 하우징(100)의 개구부(190)에 위치되고, 압력센서(420)와 함께 스프링(432)의 복원력을 이용한 접점(431)을 개폐하는 누름형 스위치(430)를 구비한 센서부(400);로 이루어지며,
    상기 결속된 상·하부 하우징(100,200) 내부로 상기 공기 유입구(280)를 통해 압축공기를 공급하여 상기 상·하부 고정플레이트(110,210) 사이에 위치되어 상기 상·하부 하우징(100,200)을 가로질러 배치된 다이아프램(300)를 팽창시켜, 상기 팽창된 다이아프램(300)이 상기 상부 하우징(100) 내부에 위치된 상기 압력센서(420)와 누름형 스위치(430)의 가압을 통해 다이아프램의 정상 작동여부를 확인할 수 있도록 되어 있는, 다이아프램 성능시험 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개구부(190)의 내주면에는 암나사산(191)과 상기 센서부(400)의 외주면에는 숫나사산(491)을 형성하여 이들을 나사체결하는 다이아프램 성능시험 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 센서부(400)는 상기 개구부(190)에서 높낮이를 조절할 수 있는 다이아프램 성능시험 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서부(400)와 맞닿는 상기 다이아프램(300)의 편평면 상에 플레이트(310)를 추가로 배치하는 다이아프램 성능시험 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부 하우징(100)과, 상부 고정플레이트(110), 하부 고정플레이트(210), 및 하부 하우징(200)은 나사체결방식으로 밀폐되어 있는 다이아프램 성능시험 장치.
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