KR101285439B1 - 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치 및 방법 - Google Patents

스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 유압 실린더의 회전을 방지하도록 지지부재(40)를 사용하여 측정 장치가 시험 중 회전하지 못하게 하여 측정 결과 값의 정밀도를 높이고, 지지 부재(40)의 형상을 H형으로 하여 부품수를 줄여 종전의 복잡한 측정 장치를 간단하게 하고, 간격 유지부재(90)를 사용하여 장착하고 해체할 때 부품의 추락 가능성을 제거하기 위하여, 피스톤 축(20), 상기 피스톤 축의 자유단에 부설된 누름부재(10), 행거 케이싱(50)과 상기 실린더 사이에 끼워지는 ㅁ자형 부재로, 행거 봉(70)을 기준으로 대칭 형상이면서 상기 실린더를 상기 피스톤 축 바깥까지 지지하는 지지부재(40)를 현장에 설치되어 있는 상기 스프링 행거의 스프링(60)의 일단을 누르고 있는 스프링 누름판(80) 위에 상기 누름 부재를 올려 접촉하게 하고, 상기 유압 실린더를 가압하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치 및 방법{Performance Tester and the Methods of Spring Hanger}
본 발명은 현장에 설치되어 있는 지지장치의 성능시험 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 현장에 설치되어 있는 스프링 행거(Hanger)의 작용하중과 성능을 시험하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1238584(3013년 2월 22일) “스프링 지지대의 성능 시험 방법 및 장치”에 개시된 골조 지지형 스프링 지지대의 성능시험에 관한 장치 및 방법이 개시되어 있다.
배경 기술에 나타난 장치와 방법으로서는 도 5의 (1)에 예시된 바와 같이 유압 실린더의 실린더 지지점이 구형 지지부재(100)의 끝과 피스톤 축의 거리가 D만큼 떨어져 있어 성능 측정시 R방향 또는 그 역방향으로 회전하게 되어 스프링에 인가되는 하중이 행거 봉과 평행으로 작용하지 못하고 수평 방향의 분력이 작용하여 측정 결과 값의 신뢰도가 떨어지고, 도 5의 (2)에 예시된 바와 같이 부품 수가 많아 준비 작업에 많은 시간과 인력을 필요로 하며, 현장에 측정 장비를 장착할 때에 부품의 도 5의 (3)과 같이 추락가능성이 있어 안전성에도 문제가 있어 경제적이지 못하다. 이에 본 발명에서는 측정 장치를 스프링 행거에 설치하고 해체하는 시간을 줄이고, 보다 더 안전하며, 보다 더 측정 정밀도를 높이고자 하였다.
이를 위하여 본 발명에서는 유압 실린더의 회전을 방지하도록 지지부재(40)를 사용하여 측정 장치가 시험 중 회전하지 못하게 하여 측정 결과 값의 정밀도를 높이고, 지지 부재(40)의 형상을 H형으로 하여 부품수를 줄여 종전의 복잡한 측정 장치를 간단하게 하고, 간격 유지부재(90)를 사용하여 장착하고 해체할 때 부품의 추락 가능성을 제거하였다.
이상과 같이 함으로서 스프링 행거의 측정 장치가 간단해지면서도, 측정 정밀도가 높고, 측정시 안전도가 높아져 스프링 행거를 사용하는 플랜트의 경제성과 안전성, 신뢰성이 한층 향상될 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명에 의한 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치의 일 실시도
도 2는 본 발명에 의한 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치의 일 실시사진
도 3은 본 발명에 의한 지지부재의 일 실시예
도 4는 본 발명에 의한 지지부재의 설치에 관한 일 실시도
도 5는 본 발명과 관련한 종래의 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치의 일 실시 사진
용어의 정의
지지대(支持臺) : Support 또는 Hanger 라고 하는 것으로 본 발명에서는 발전설비의 배관과 같은 산업설비를 상부에서 아래로 매달아 지지하거나 하부에서 상부에 있는 것들을 받치고 있는 것을 말한다.
스프링 행거(Spring Hanger) : 통상적으로는 스프링을 사용하여 상부에서 하부에 매달린 물건을 지지하는 것을 말하나 본 발명에서는 이와 같은 통상적인 표현에 더하여 상기 지지대중 스프링을 사용하는 모든 것을 더 포함한다. 그러므로 본 발명은 스프링 써포트(Spring Support), 콘스탄트 행거(Conatant Hanger)도 본 발명의 적용 대상이다.
건축 골조(骨組) : 건축물의 뼈대를 이루는 기둥과 보의 주 구조재를 말하는 것으로 철근 콘크리트, H-Beam과 같은 산업용 구조재 또는 건축재를 말한다. 본 발명에서는 스프링 행거가 건축 골조에 지지되어 있는 곳을 말할 때 사용하는 것이므로, 스프링 행거가 지지되어 있는 건축물 부분이 더 확실한 표현이다. 그러므로, 본 발명에서는 건축 골조와 골조를 같은 의미에서 혼용한다.
피지지물 : 스프링 행거가 지지하고 있는 물건을 말하는 것으로 본 발명에서는 특별히 발전용 배관, 산업용 배관, 기계 설비와 같은 것을 포함한 피지지물로 지칭한다. 스프링 행거가 들고 있거나 매달고 있는 것을 말한다.
스프링 행거의 성능 시험 : 스프링 행거의 작용하중 및 탄성계수를 측정하기 위한 시험을 말한다. 특히, 본 발명에서는 이 시험을 현장에 설치되어 있는 스프링 행거에 대하여 수행하는 것을 말한다.
본 발명은 전술한 배경 기술과 스프링 행거, 스프링 행거의 설치 및 피지지물에 대한 하중 관계 등에 관한 기초 기술을 알고 있는 기술자여야 만이 본 발명의 통상의 지식을 보유한 기술자로 볼 수 있으며, 그러한 사람만이 본 발명의 실시가 가능하므로 이러한 기초 기술을 설명하지 않는다. 만약 이러한 기초기술이 없는 기술자 또는 보통 사람이 본 발명을 실시하고자 한다면 앞서 설명한 기술을 먼저 익혀야 한다.
본 발명은 도 1에 예시된 바와 같이 스프링 행거가 건축 골조에 지지가 되어 피지지물을 받치고 있는 상태에서 상기 스프링 행거의 성능을 시험함에 있어서, 피스톤 축(20), 상기 피스톤 축의 자유단에 부설된 누름부재(10), 행거 케이싱(50)과 상기 실린더 사이에 끼워지는 ㅁ자형 부재로, 행거 봉(70)을 기준으로 대칭 형상이면서 상기 실린더를 상기 피스톤 축 바깥까지 지지하는 지지부재(40)를 현장에 설치되어 있는 상기 스프링 행거의 스프링(60)의 일단을 누르고 있는 스프링 누름판(80) 위에 상기 누름 부재를 올려 접촉하게 하고, 상기 유압 실린더를 가압하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치에 관한 것이다.
이 시험장치는 마주 보는 상기 지지부재의 수평 간격을 유지하는 간격 유지 부재(90)를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 스프링 행거를 골조 지지형 성능시험 장치로 시험함에 있어서, 피 지지물을 골조에 고정하는 단계, 스프링 행거의 스프링 누름판 위에 유압 실린더의 누름부재를 올려놓는 단계, 행거 케이싱과 실린더 사이에 지지부재를 삽입하는 단계, 유압 실린더를 가압하면서 하중-변위 관계를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 방법이다.
이 시험방법은 마주보는 상기 유압 실린더의 상단에 간격 유지 부재를 더 설치하는 단계를 더 포함한다.
누름 부재(10)는 도 1에 예시된 바와 같이 유압 실린더의 피스톤 축(20)의 상단에 ㄱ자 형상으로 한 것이다. 특히, 본 발명에서는 여기에 도 2의 (2)와 같은 간격 유지부재를 삽입할 수 있어야 하므로 간격 유지 부재의 직경보다 큰 구멍을 구비하여야 한다. 누름 부재는 피스톤 축의 상단인 자유단에 나사 또는 핀과 구멍, 볼트너트와 구멍 등으로서 체결되게 하는 것이 실시에 편리하다.
유압 실린더는 도 2에 예시된 바와 같은 통상의 유압 실린더이며, 이를 작동 시키기 위해서는 유압호스와 압력계, 유압 잭등이 추가적으로 필요하지만 본 발명의 사전 인지 기술요건에 해당하므로 더 이상 기술하지 않는다. 실린더에는 도 2의 (1)에 예시된 바와 같은 실린더 측판이 추가된 것을 포함한다. 실린더 측판은 평판을 원통 형상의 실린더 밖으로 일체화 시킨 것으로 도 2와 같이 지지부재와 접촉하기 위한 판이다.
지지부재(40)는 ㅁ자형 또는 도 3과 같은 ㅍ자형 또는 H형 구조재로서 중앙에 행거 봉(70)을 두고 대칭형상으로 설치하여 사용한다. 이 지지부재는 행거 봉을 중심에 두고, 행거 케이싱(50) 밖으로 확정하고, 더 확장하기를 행거 케이싱의 외곽에 설치되는 유압실린더의 밖까지 확장되어 대칭으로 설치된 실린더를 지지하여야만 한다. 지지부재는 도 2와 같이 행거 케이싱과 실린더 사이에서 상하 양단이 접촉되는 구조인 데, 행거 케이싱 밖으로 대칭으로 설치되는 피스톤 축을 지지하는 실린더의 피스톤 축 방향에서 실린더의 일단과 전체와 접촉하게 한다. 장비를 작게 하고자 할 경우에는 최소한 실린더의 피스톤 축 부분 만큼은 반드시 접촉하게 하여야 한다. 피스톤 축까지 지지하는 경우는 도 4의 (2)에 예시된 바와 같이, 실린더 측판을 지지하는 것과 같은 원리이다. 지지부재는 도 3과 같이 제작하여 도 4에 예시된 바와 같이 최소한 SPT 만큼의 거리에서 실린더를 지지하도록 설치하여 성능 시험을 실시하여야 한다. 본 발명에서 본 지지부재는 도 5의 (1)과 같은 종전기술의 실린더 회전을 없애주는 구실을 하는 핵심 부재이므로 본 지지부재의 실시에 본 발명의 설명을 반드시 따라야만 본 발명의 목적을 구현할 수 있다. 지지부재의 네모의 한 변은 도 3과 같이 하여 볼트나 핀으로 조립할 수 있도록 하여야만 네모 형상의 가운데에 행거 봉이 위치하게 조립할 수 있다. 그러므로 본 지지부재는 ㄷ자 형상의 부재의 일단이 볼트나 핀으로 체결되는 형상이어야 한다. 도 4의 (1)은 본 발명에 의한 지지부재가 실린더(30)를 지지하는 일 실례이며, 도 4의 (2)는 실린더 측판을 지지하는 일 실례를 예시하였다.
간격 유지 부재(90)는 마주 보는 상기 지지부재의 수평 간격을 유지하기 위하여 도 2의 (2)와 같이 ㄷ자 형상의 부재를 사용하여 전술한 누름부재의 구멍에 끼워 넣음으로 해서, 성능시험시 유압 실린더가 가압됨에 따라 누름부재가 벌어지거나 오그라드는 것을 막는다. 또, 본 시험장치를 설치/해체할 때에 유압실린더를 스프링 행거에 조립하였을 때 누름부재가 스프링 누름판위에 살짝 걸치게 되는 데 이때는 유압 실린더의 추락 가능성이 있으므로 누름부재의 구멍에 본 간격 유지 부재의 양 끝을 끼워 넣고 끝 부분을 잠그면 유압 실린더는 더 이상 추락할 수 없다. 도 2의 (2)와 같이 반드시 ㄷ자 형상이 아니어도 좌우 누름부재를 연결할 수 있는 구조이면 되므로 일자로 하여 행거 케이싱 안쪽으로 배치하여도 된다.
또한, 본 발명에 의하여 현장에 설치되어 있는 스프링 행거를 골조 지지형 성능시험 장치로 시험함에 있어서, 피 지지물을 골조에 고정하는 단계, 스프링 행거의 스프링 누름판 위에 유압 실린더의 누름부재를 올려놓는 단계, 행거 케이싱과 실린더 사이에 지지부재를 삽입하는 단계, 유압 실린더를 가압하면서 하중-변위 관계를 측정하는 단계, 마주보는 상기 유압 실린더의 상단에 간격 유지 부재를 더 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 방법은 다음과 같다.
(1) 스프링 행거가 지지하고 있는 배관을 체인블록이나 턴버클등을 이용하여 H-Beam에 지지하여 시험도중 배관의 처짐이 없도록 조정한다.
(2) 일단에 누름부재가 결합된 유압 실린더의 피스톤 축을 스프링 누름판 위에 대칭으로 배치한다.
(3) 피스톤 축의 이탈을 막고, 축간 거리를 유지하기 위하여 간격 유지 부재를 설치한다.
(4) 행거 케이싱의 하단과 유압 실린더의 실린더 상단에 H형 지지부재를 넣고, 가압하여 H형 지지부재의 중심에 행거 로드가 위치하면서 시험 장치가 대칭으로 설치도록 한다.
(5) 길이 측정용 자를 스프링의 자유단과 골조 또는 행거 케이싱에 연결한다.
(6) 유압 실린더를 가압하면서 압력과 길이 변화를 측정하여 하중-길이 선도를 구한다.
여기서, 행거 로드(Hanger Rod)는 행거 봉을 의미한다. 전술한 시험절차를 좀 더 상세히 설명하면, (1) 스프링 행거가 지지하고 있는 배관을 체인블록이나 턴버클등을 이용하여 H-Beam에 지지하여 시험도중 배관의 처짐이 없도록 조정하는 것은 스프링 행거를 골조 지지형 성능시험 장치로 시험함에 있어서, 피 지지물을 골조에 고정하는 단계이고, (2) 일단에 누름부재가 결합된 유압 실린더의 피스톤 축을 스프링 누름판 위에 대칭으로 배치하는 것은 스프링 행거의 스프링 누름판 위에 유압 실린더의 누름부재를 올려놓는 단계이며, (3) 피스톤 축의 이탈을 막고, 축간 거리를 유지하기 위하여 간격 유지 부재를 설치하는 것은 마주보는 상기 유압 실린더의 상단에 간격 유지 부재를 설치하는 단계이다. (4) 행거 케이싱의 하단과 유압 실린더의 실린더 상단에 H형 지지부재를 넣고, 가압하여 H형 지지부재의 중심에 행거 로드가 위치하면서 시험 장치가 대칭으로 설치도록 하는 것은 행거 케이싱과 실린더 사이에 지지부재를 삽입하는 단계이고, (5) 길이 측정용 자를 스프링의 자유단과 골조 또는 행거 케이싱에 연결하고, (6) 유압 실린더를 가압하면서 압력과 길이 변화를 측정하여 하중-길이 선도를 구하는 것은 유압 실린더를 가압하면서 하중-변위 관계를 측정하는 단계이다.
여기서 설치 작업의 안전성에 문제가 없다면 다음과 같이 위 (3)항을 생략하여 실시할 수 있다.
(1) 스프링 행거가 지지하고 있는 배관을 체인블록이나 턴버클등을 이용하여 H-Beam에 지지하여 시험도중 배관의 처짐이 없도록 조정한다.
(2) 일단에 누름부재가 결합된 유압 실린더의 피스톤 축을 스프링 누름판 위에 대칭으로 배치한다.
(3) 행거 케이싱의 하단과 유압 실린더의 실린더 상단에 H형 지지부재를 넣고, 가압하여 H형 지지부재의 중심에 행거 로드가 위치하면서 시험 장치가 대칭으로 설치도록 한다.
(4) 길이 측정용 자를 스프링의 자유단과 골조 또는 행거 케이싱에 연결한다.
(5) 유압 실린더를 가압하면서 압력과 길이 변화를 측정하여 하중-길이 선도를 구한다.
이 시험 방법은 스프링 행거가 매달려 있는 상태에 대한 것이지만, 스프링 서포트의 경우에는 배관과 같은 피지지물을 위로 받치고 있는 상태이므로 행거 봉이 하늘로 솟아 있는 점만 다르고 나머지는 같은 지지 구조이다. 이 경우에는 지지부재를 행거 케이싱의 하부에 직접 설치하기가 어려우므로 행거 케이싱의 하단에 접촉되어 있는 H-Beam 등의 건축 골조와 실린더 사이에 설치하는 것만 다르고, 나머지는 같다.
10 : 누름부재
20 : 피스톤 축
30 : 실린더
30A : 실린더 측판
40 : 지지부재
50 : 행거 케이싱
60 : 스프링
70 : 행거 봉
80 : 스프링 누름판
90 : 간격 유지 부재
100 : 구형 지지부재

Claims (4)

  1. 스프링 행거가 건축 골조에 지지가 되어 피지지물을 받치고 있는 상태에서 상기 스프링 행거의 성능을 시험함에 있어서,

    피스톤 축(20); 상기 피스톤 축의 자유단에 부설된 누름부재(10); 실린더(30);를 포함하는 유압 실린더;
    행거 케이싱(50)과 상기 실린더 사이에 끼워지는 ㅁ자형 부재로, 행거 봉(70)을 기준으로 대칭 형상이면서 상기 실린더를 상기 피스톤 축 바깥까지 지지하는 지지부재(40);를

    현장에 설치되어 있는 상기 스프링 행거의 스프링(60)의 일단을 누르고 있는 스프링 누름판(80) 위에 상기 누름 부재를 올려 접촉하게 하고, 상기 유압 실린더를 가압하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치
  2. 제 1 항에 있어서;

    마주 보는 상기 지지부재의 수평 간격을 유지하는 간격 유지 부재(90);를

    더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 장치
  3. 스프링 행거를 골조 지지형 성능시험 장치로 시험함에 있어서,

    피 지지물을 건축 골조에 고정하는 단계;
    스프링 행거의 스프링 누름판 위에 유압 실린더의 누름부재를 올려놓는 단계;
    행거 케이싱과 실린더 사이에 지지부재를 삽입하는 단계;
    유압 실린더를 가압하면서 하중-변위 관계를 측정하는 단계;를

    포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 방법
  4. 제 3 항에 있어서;

    마주보는 상기 유압 실린더의 상단에 간격 유지 부재를 더 설치하는 단계;를

    더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 행거의 골조 지지형 성능 시험 방법
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