KR101330038B1 - 프루버용 스피어의 크기조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피어의 크기를 조절하기 위해 손으로 직접 스피어에 혼합액을 주입하는 불편함을 해결하고 스피어의 크기를 반복하여 측정하는 문제점을 해결하며, 스피어를 사이징할때 반복적으로 작업할 필요없이 자동으로 정교하게 스피어의 크기를 사이징하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치는 혼합액을 스피어에 주입시기기 위한 주입수단; 반 구형의 형태이며 내부 공간에 스피어가 삽입되는 한 쌍의 커버; 상기 한 쌍의 커버에 장착되어 스피어로부터의 압력을 감지하는 구체감지 센서 및 상기 주입수단 및 상기 구체감지 센서를 제어하는 제어수단을 포함한다.

Description

프루버용 스피어의 크기조절 장치{An automatically sizing apparatus of a sphere for a prover}

본 발명은 프루버용 스피어의 크기를 조절하는 장치에 관한 것으로, 자세하게는 유량계의 정밀도를 측정하는 파이프에서, 파이프 내부 관에 밀착되는 스피어의 크기를 자동으로 조절하며 온전한 구 형태를 확인할 수 있는 프루버용 스피어의 크기조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 계량기는 양을 헤아리는 데 쓰는 기구로서, 정확한 측정이 요구되어 진다. 따라서 근래에는 일정한 기간마다 계량기의 정밀도를 측정하고 검증하는 것이 의무화되어 있다.

계량기 중에 유체의 흐름 량을 측정하는 유량계는 그 정밀도의 정확성이 매우 중요한데 유량계의 정밀도를 측정하는 방법으로는 기준 체적과 비교하는 방법이 많이 사용된다.

기준 체적과 비교하는 방법이란, 기준 체적을 가진 파이프에 2개의 센서를 설치하여 파이프 내부에서 스피어라는 운동자가 센서 사이를 이동하며 토출한 양을 유량계의 측정값과 비교하여 유량계를 교정하는 방법이다.

도 1은 2개의 통과 감지센서를 설치한 기준체적관의 개략평면도이다.

도 1을 참조하여 설명하자면, 기준체적관(10)은 크게 U자 형태의 파이프인 U자관(14), U자관(14) 안에서 서로 일정거리 이격되어 있으며 물체의 통과를 감지하는 통과 감지센서(15,15') 및 U자관(14)의 양 단부에 U자관(14)의 직경보다 큰 형태의 파이프로 이루어진 헤더(13,13')를 포함하여 이루어진다. 헤더(13,13')에는 액체가 들어오거나 나갈 수 있도록 유출입관(16)이 관통연결 되어 있으며 유출입관(16) 내부에는 4방밸브(18)가 개재되어 흐르는 액체의 방향을 제어할 수 있다.

유출입관(16)은 액체가 유입되는 유입구(11) 및 액체가 유출되는 유출구(11')로 이루어지는데 이때 유입구(11)와 유출구(11')의 역할은 4방밸브(18)의 위치에 따라 상호 역할의 교체가 가능하며 유입구(11)와 유출구(11')의 중 어느 한 곳에 교정이 필요한 유량계가 위치할 수 있다.

유입구(11)는 헤더(13)가 연이어 통하는 상태로 함과 동시에, 유출구(11')는 다른 헤더(13')와 연이어 통하는 상태로 한다.

유입구(11)에 액체가 유입되면 액체는 유출입관(16)을 타고 헤더(13)로 이동하게 되며, 유속이 점점 증가하다 일정 유속에 도달하면 헤더(13)안에 위치한 구 형태의 스피어(100)가 U자관(14) 내부에 위치한 하나의 통과 감지센서(15)를 지나가게 된다. 계속 진행하게 되면 스피어(100)는 다른 통과 감지센서(15')에 도달하게 되는데 이와 같이 기준 체적 비교방식은 유량계가 측정한 값과 통과 감지센서(15,15') 사이의 유량 체적을 비교하는 방식이다.

유출입관(16)의 내부에 위치한 4방밸브(18)는 액체의 흐름을 제어할 수 있는데 이때 U자관(14) 및 헤더(13,13')는 흐름 방향을 전환하기 위해 액체가 관의 내부에 채워져 있어야 하며, 또한 헤더(13,13')안에는 스피어(100)가 미리 배치되어 있어야 한다.

이렇게 유량계를 교정하는 기준 체적 비교방법은 스피어(100)의 상태가 교정하는 결과에 큰 영향을 미친다. 만약 스피어(100)의 크기를 제대로 설정하지 못하거나 형태가 온전한 구(球)형태가 아닐 경우 전술한 헤더(13,13')에 끼어서 스피어(100)가 이동하지 못하거나, 이동을 하더라도 파이프 내부에 완전하게 밀착되지 못하여 정확하게 파이프내의 체적을 측정할 수 없다는 문제점이 있다.

도 2는 기준체적관 안에 위치하는 스피어의 단면을 나타낸 단면도이다.

스피어(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 니트릴(Nitrile) 등으로 구성된 구 형체내부에 주입공(142)을 통하여 외부와 연결된 공동(145)이 형성되어 있는 구조로 되어 있다.

공동(145)에는 낮은 온도에서도 얼지 않는 성질의 부동액(不凍液)과 물이 일정비율로 섞인 혼합액이 주입될 수 있는데, 주입되는 혼합액의 양에 따라 스피어(100)의 크기가 가변적이게 된다.

이하에는 종래 스피어에 혼합액을 주입하면서 스피어의 크기를 조절하는 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3의 (a) 및 (b)는 종래 스피어의 크기를 조절하는 실시 예를 나타낸 사시도이다.

도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명하면 종래에는 부동액과 물이 일정비율로 섞인 혼합액을 주입할 때 주입기(60)를 스피어(100)의 주입공(142)과 결합시킨다. 이때 주입하는 혼합액의 양에 따라 스피어(100)의 크기가 변하게 되는데, 이때 미리 준비된 사이징 보드(50)로 스피어의 크기를 사이징하게 된다.

사이징 보드(50)는 주로 원하는 스피어 사이징 홀이 형성되어 있는 플라스틱과 같은 딱딱한 소재의 사각판 모양이며 스피어 사이징 홀을 관통하여 스피어(100)를 위치시킨다.

이때 스피어(100)가 작거나 커서 사이징 보드(50)에 형성된 원에 꼭맞춤되지 않는다면 다시 주입기(60)로 스피어(100)에 혼합액을 주입하여 스피어(100)를 부풀리거나 스피어(100)에 주입된 혼합액을 누수시켜 스피어 사이징 홀에 꼭 맞도록 작업을 반복해야 한다는 문제점이 있었다.

또한, 사람이 손으로 직접 스피어(100)에 혼합액을 주입한 후 사이즈를 목측하는 행위를 반복해야 하기 때문에 매우 불편할 뿐더러, 크기조절이 정교하지 못하다는 문제점이 있었다.

또한, 스피어(100)의 외형이 구(球)형태인지 타원형태인지 정확하게 알기 힘들다는 문제점이 있었다.

본 발명은 스피어의 크기를 조절하기 위해 손으로 직접 스피어에 혼합액을 주입하는 불편함을 해결하고 스피어의 크기를 반복하여 측정하는 문제점을 해결하며, 사람이 목측하지 않고 스피어의 크기를 원하는 크기로 조절하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치는

혼합액을 스피어에 주입시기기 위한 주입수단; 반 구형의 형태이며 내부 공간에 스피어가 삽입되는 한 쌍의 커버; 상기 한 쌍의 커버에 장착되어 스피어로부터의 압력을 감지하는 구체감지 센서 및 상기 주입수단 및 상기 구체감지 센서를 제어하는 제어수단을 포함한다.

또한, 상기 주입수단은 스피어와 나사결합되며 혼합액이 분사되는 노즐 및

상기 노즐과 회전가능하게 결합하는 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 커버의 이동경로를 안내하는 슬라이딩 홈; 및 상기 슬라이딩 홈에 결합하며, 롤러를 구비한 슬라이딩 받침을 구비한 안내판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 커버를 상기 슬라이딩 홈에서 선형 이동시키는 선형이송기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 커버는 상호간의 결합을 고정하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스피어의 크기를 자동으로 조절하여 직접 손으로 혼합액을 주입하는 불편함을 해결하며, 자동으로 스피어의 사이즈를 조절하여 시간과 비용의 손실이 개선되는 효과가 있고 스피어의 형태를 정확하게 측정하여 스피어의 교정 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 기준체적관의 개념도.
도 2는 기준체적관의 내부에 삽입되는 스피어의 단면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 스피어의 크기조절 장치 실시 예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치의 일 실시예에 따른 사시도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치의 사시도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 프루버용 스피어의 크기조절 장치(200)는 크게 반 구(半 球)형태의 커버로 이루어져서 내부는 빈 공간을 형성하고 내표면에 복수개의 센서가 분산배치된 커버(210), 펌프(270)와 연결되고 펌프(270)에 의해 공급되는 혼합액을 스피어(100)에 주입하는 주입기(260) 및 사이징 장치(200)의 전반적인 제어를 담당하는 제어PC(280)로 이루어진다.

자세하게 설명하자면 커버(210)는 한 쌍으로 이루어지되, 서로 결합하면 온전한 구 형태를 이루며 내부에 형성된 빈 공간에는 스피어(100)가 위치할 수 있으며, 커버(210)는 전진 또는 후퇴 운동을 할 수 있도록 안내판(240)에 형성된 슬라이딩 홈(230)에 위치한다.

따라서 커버(210)는 슬라이딩 홈(230) 위에서 구체결합 또는 분리될 수 있으며 한 쌍의 커버(210)의 하단에는 롤러 등으로 이루어진 슬라이딩 받침(217)이 위치하여 슬라이딩 홈(230)에 끼워지고 따라서 슬라이딩 받침(217)은 슬라이딩 홈(230)에서 용이하게 직선운동을 할 수 있다.

이때 안내판(240)의 하측에는 모터 및 기어 등으로 이루어져 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 선형이송기구(250)가 위치하고 제어PC(280)의 제어에 의해 커버(210)를 전진 또는 후퇴시킨다. 각각의 커버(210)는 결합하였을 때 서로 고정할 수 있도록 표면에 잠금장치(214) 등이 부가되어 있을 수 있다.

한편, 커버(210)의 내부에 위치하는 복수개의 센서는 스피어(100)의 크기와 형태를 감지하는 구체확인 센서(215)로서, 이는 압전센서 등으로 이루어질 수 있을 것이다.

한 쌍의 커버(210)의 일 측에는 통신선(285)이 구비되어 구체확인 센서(215)에서 감지된 정보들이 제어PC(280)로 전달될 수 있다. 물론 통신선(285)의 양 단부는 데이터들이 통신할 수 있도록 연결단자로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 제어PC(280)는 또 다른 통신선(286)을 구비할 수 있으며 이는 펌프(270)와 연결되고 펌프(270)는 제어PC(280)의 제어에 따라 혼합액이 담긴 수조(290)에 저장된 혼합액을 연결된 호스를 통해 스피어(100)에 공급한다.

주입기(260)는 혼합액이 분사되는 노즐(262) 및 노즐(262)과 결합하는 손잡이(265)로 구분할 수 있다. 손잡이(265)는 원반형태로 이루어져 호스와 회전가능하게 결합되고, 커버(210)가 서로 맞닿아 결합할 때 주입기(260)와 충돌이 일어나지 않도록 손잡이(265)가 끼워질 수 있는 홀이 커버(210)의 상부에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스피어 사이징 방법을 설명한다.

스피어(100)에 형성된 주입공(142) 중 하부에 형성된 주입공(142)을 마개(144)로 막아 밀봉한 후, 스피어(100)의 상부에 형성된 주입공(142)에 주입기(260)를 결합한다.

이때 주입공(142)에는 암나사가 형성되어 있고 주입기(260)는 수나사가 형성되어 서로 나사결합 할 수 있다.

주입기(260)와 결합된 스피어(100)를 한 쌍의 커버(210) 사이에 위치시키고 커버(210)를 서로 맞닿게 결합한다. 이때, 커버(210)의 내부에 형성된 공간에 스피어(100)가 삽입되어 진다.

커버(210)가 서로 결합하여 구체를 이루면 제어PC(280)는 펌프(270)를 가동시킨다. 이때 펌프(270)는 수조(290)와 호스로 연결되어 있으며 수조(290)에 담긴 혼합액을 스피어(100)의 내부로 이동시키게 된다. 펌프(270)가 가동됨에 따라 혼합액은 스피어(100)의 내부로 주입되고 스피어(100)는 부풀어 오르게 된다.

이때, 스피어(100)가 부풀어 오르면서 복수개의 구체감지 센서(215)에 압력을 가하게 되는데, 스피어(100) 내부에 위치한 모든 구체감지 센서(215)가 일정수치를 넘어서는 압력을 받게 되면 제어PC(280)는 펌프(270)의 구동을 중단시키고 선형이송기구(250)를 제어하여 슬라이딩 홈(230)에 위치한 한 쌍의 커버(210)를 개방시킨다.

이후에 마개(144)로 스피어(100)의 상부에 위치한 주입공(142)을 밀봉함으로써 스피어(100)의 사이징이 종료된다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

예를 들어 펌프(270)가 수조(290)와 일체형으로 이루어져 혼합액을 저장하면서 스피어(100)에 혼합액을 주입할 수 있을 것이며 구체확인 센서(215)가 거리감지 센서 등으로 이루어져 일정거리 내에 물체를 감지할 수도 있을 것이며, 구체 확인센서(215)가 감지한 정보를 외부에 쉽게 표시해주는 알림 장치 등을 구비할 수도 있을 것이다.

10 : 기준체적 장치 11 : 유출구
11' : 유입구 13 : 헤더
14 : U자관 15 : 통과감지 센서
16 : 유출입관 18 : 4방밸브
50 : 사이징 보드 60 : 주입기
100 : 스피어 142 : 주입공
144 : 마개 145 : 공동
200 : 스피어 사이징 장치 210 : 커버
214 : 잠금장치 215 : 구체확인 센서
217 : 슬라이딩 받침 230 : 슬라이딩 홈
250 : 선형이송기구 260 : 주입기
262 : 노즐 265 : 손잡이
270 : 펌프 280 : 제어PC
285,286 : 통신선 290 : 수조

Claims (5)

1. 혼합액을 스피어에 주입시기기 위한 주입수단과;
   반 구형의 형태이며 내부 공간에 스피어가 삽입되는 한 쌍의 커버와;
   상기 한 쌍의 커버에 장착되어 스피어로부터의 압력을 감지하는 구체감지 센서와;
   상기 주입수단 및 상기 구체감지 센서를 제어하는 제어수단과;
   상기 한 쌍의 커버의 이동경로를 안내하는 슬라이딩 홈이 형성된 안내판과;
   상기 슬라이딩 홈에 결합하며 롤러를 구비한 슬라이딩 받침;을 포함함을 특징하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 주입수단은 스피어와 나사결합되며 혼합액이 분사되는 노즐 및
   상기 노즐과 회전가능하게 결합하는 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 커버를 상기 슬라이딩 홈에서 선형 이동시키는 선형이송기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치.
   
5. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 커버는 상호간의 결합을 고정하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프루버용 스피어의 크기조절 장치.
   
   
   
   

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