KR101390598B1

KR101390598B1 - 피스톤 푸루버

Info

Publication number: KR101390598B1
Application number: KR1020137000613A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 구게; 하지메 이이다
Original assignee: 가부시키가이샤 오바루
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2014-04-30
Also published as: JP4782236B1; CN102971611A; JP2012018113A; CN102971611B; WO2012005028A1; KR20130045324A; SG186172A1; US8915115B2; US20130091923A1

Abstract

계측 피스톤에 필요 이상의 부하를 거는 일 없이, 계측 실린더내를 원활하게 이동시키는 동시에, 심플한 구조로서 부품 개수를 줄일 수 있는 피스톤 푸루버를 제공한다. 피스톤 푸루버(1)는, 상류단(3) 및 하류단(4)이 형성된 계측 실린더(2)와, 계측 실린더(2)의 하류단측과 연결된 유압 실린더(12)와 계측시에 상류단(3)으로부터 유입된 유체에 의해 계측 실린더(2)내를 상류측으로부터 하류측을 향해서 소정 거리 이동하여 기준 부피의 유체를 배출하는 계측 피스톤(9)과, 유압 실린더(12)로 이동 가능하게 수용된 피스톤 로드(13)를 구비한다. 계측 피스톤(9)과 피스톤 로드(13)과 별개로 구성되어, 계측 피스톤(9)을 상류측의 소정의 계측 준비 위치로 복귀시킬 때에, 피스톤 로드(13)가 계측 피스톤(9)을 하류측으로부터 상류측으로 이동시키고, 계측 피스톤(9)을 소정의 계측 준비 위치에 설치한 후에, 피스톤 로드(13)를 유압 실린더(12)내에 수용한다.

Description

피스톤 푸루버{PISTON PROVER}

본 발명은, 피스톤 푸루버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유량계의 정도(精度)를 검정(檢定)하기 위한 기준 부피가 작은 피스톤 푸루버 형태에 관한 것이다.

유량계를 검정하기 위한 검정 장치란 신규로 제작된 유량계나 사용중의 유량계가 온도, 압력 등의 외부 요인 또는 가동부 마모 등의 내부요인 등에 의한 특성의 변화에 대해서 신뢰할 수 있는 정도로 사용하기 위해서, 정기적으로 또는 임의의 타이밍으로, 특성 시험을 행하기 위한 장치이다. 이 특성 시험은, 크게 나누면, 고정 시험 장치에 피시험 유량계를 개재하고 시험을 행하는 캘리브레이터(calibrator)와 유량계를 유체 시스템 내에 개재하고 임의로 시험을 행하는 푸루버 방식의 유량계 시험 장치에 의해 행하여진다.

푸루버 방식은 유량계의 특성 시험을 온라인으로 행할 수 있고, 필요에 따라서 임의의 특성 시험을 행할 수 있기 때문에, 특히 배관 영향을 받기 쉬운 추측형의 유량계, 예를 들면 터빈 미터의 시험에 많이 사용되고 있다. 푸루버는 단면 일정한 관체내를 피스톤 등의 이동체가 유체와 동기하여 이동하고, 이 이동체가 소정 구간을 이동하는 것에 의해 배출하는 유체를 기준 부피로 하는 장치이다.

푸루버 방식에 의한 유량계의 특성 시험은 푸루버에 규정된 기준 부피의 유체가 유통할 때의 유량계 읽기, 즉, 유량계로부터 발신되는 유량 펄스의 수를 검지하는 것에 의해 단위 부피당 발신되는 유량 펄스의 수(유량 계수), 이른바 K팩터를 산출하는 것이다. 또한, 필요에 의해 복수의 피측유량에 있어서 유량 계수에 기초하여, 연속한 유량 특성 곡선이 구해진다.

유량 계수를 고분해능으로 구하기 위해서는 기준 부피당 발신하는 유량 펄스의 수가 소정수 이상인 것이 필요하고, 예를 들면 기준 부피가 큰 대형의 거치형(据置型) 푸루버의 경우는 10,000 펄스 이상의 규정이 주어진다. 이것에 대해서 기준 부피를 작게 하면, 규정수 이상의 유량 펄스를 발신할 수 없지만, 피스톤 등의 이동체가 이동함으로써 배출되는 유체의 기준 부피와, 그 사이에 유량계로부터 발신되는 발신 펄스(시간)와의 관계로부터 유량 계수를 구할 수 있다. 따라서, 유량 펄스 수가 적은 경우에도 소형인 푸루버(스몰 볼륨 푸루버)를 적용할 수 있다.

상기의 스몰 볼륨 푸루버(이하, SVP라고 한다)에 있어서, 이동체에 피스톤을 이용한 피스톤 푸루버가 알려져 있다. 이 피스톤 푸루버는 기본적으로는 피시험 유량계와 직렬로 접속된 단면이 일정한 계측 실린더를 가지고, 그 계측 실린더내에서 이동하는 피스톤이 일정거리 이동했을 때 수액(輸液)이 되는 유체의 부피와 유량계를 계측하는 것을 비교하는 것이다. 유체의 부피는 실제로는 피스톤의 이동량으로부터 구할 수 있다. 푸루빙에 있어서는 통상 여러 차례의 시험 결과를 평균하여, 평균치에 기초하여 유량 계수(K팩터)가 산출된다. 이 때문에 각각의 관측 유량에 대해 계측 실린더 내에서의 피스톤은, 시험 회수만큼 왕복 이동한다.

계측 실린더내에서 피스톤을 규정 구간 이동하여 계측을 완료하고 나서 피스톤을 다시 원래의 위치로 복귀시키기 위해서는 피스톤 로드(piston rod)를 통하여 유압 또는 공기압을 이용한 액츄에이터로 유체의 흐름에 저항하여 구동하지만 이전에 유체를 유통시키기 위한 유로는 계측 실린더 자체를 이용하는 경우와 계측 실린더에 병렬인 별도로 설치된 바이패스 유로를 이용하는 경우가 있다. 계측 실린더를 유통시키는 경우는 액츄에이터로 복귀되는 피스톤내에 밸브 기능을 가지고 계측시에는 밸브를 닫고 복귀시에 밸브를 열게 되어 있다. 이 방식을 안쪽 밸브 방식(internal valve method)이라고 부른다. 또한, 바이패스 유로를 유통시키는 경우는 바이패스 유로내에 바이패스 밸브를 마련하여 계측시에는 밸브를 닫고 복귀시에 밸브를 여는 것이다. 이 방식을 바깥쪽 밸브 방식(external valve method)이라고 부른다.

이러한 SVP로서 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 이 SVP는 기준 부피를 형성하기 위해서 계측 피스톤에 고정되어 있는 피스톤 로드에 마커를 붙여 이 마커 위치를 디텍터 스위치로 검출하도록 구성되어 있다. 이 때문에 피스톤 로드의 인바(invar)재(저열팽창율의 합금)로 홈을 자르거나, 인바재 전체에 세라믹 코팅을 실시하는 등의 가공이 이루어지고 있다. 또한 이 계측 피스톤을 상류측의 소정 위치로 복귀시킬(리턴) 때에는 계측 피스톤에 고정되어 있는 피스톤 로드의 단면에 유압을 걸어 상류측으로 이동시킨다. 또한 유로 전환에는 별도로 설계된 슬라이드 밸브(피스톤 밸브)를 사용하도록 구성되어 있다.

일본특허 제2796207호 명세서

그러나 상기 특허문헌 1에 기재된 SVP는 계측 피스톤이 회전하는 방향으로 압력을 받은 경우 등에 계측 피스톤에 피스톤 로드가 일체적으로 고정되는 구조이기 때문에, 피스톤 로드가 저항이 되어, 회전을 방해하여 계측 피스톤에 부하를 걸어 버린다고 하는 문제가 있다. 그리고 이 계측 피스톤에 필요 이상으로 부하가 걸리면, 계측 피스톤이 계측 실린더내를 원활하게 이동하지 못하여, 정확한 계량을 행할 수 없게 된다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 SVP는 2중관 구조로 되어 있을 뿐만 아니라 유로 전환용으로 설치된 슬라이드 밸브나, 시일 체크 검출에 독립한 기구를 가지는 등 부품 개수가 많고 구조적으로 복잡한 것이었기 때문에 메인테넌스가 용이하지 않고, 비용적으로도 높게 되어 있었다.

본 발명은 상술과 같은 실정에 감안하여 이루어진 것으로 계측 피스톤에 필요 이상의 부하를 거는 일 없이 계측 실린더내를 원활하게 이동시키는 동시에 심플한 구조로서 부품 개수를 줄일 수 있는 피스톤 푸루버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 기술수단은, 유체를 유입시키는 상류단(上流端) 및 그 유체를 유출시키는 하류단(下流端)이 형성된 계측 실린더와, 그 계측 실린더의 하류단과 연결된 유압 실린더와, 계측시에 상기 상류단으로부터 유입된 유체에 의해 상기 계측 실린더내를 상류측으로부터 하류측을 향해서 소정 거리 이동하여 기준 부피의 유체를 배출하는 계측 피스톤과, 상기 유압 실린더에 이동 가능하게 수용된 피스톤 로드를 구비한 피스톤 푸루버로서, 상기 계측 피스톤과 상기 피스톤 로드와는 별개로 구성되고, 상기 계측 피스톤을 상류측의 소정의 계측 준비 위치로 복귀시킬 때에, 상기 피스톤 로드가 상기 계측 피스톤을 하류측으로부터 상류측으로 이동시키고, 그 계측 피스톤을 상기 소정의 계측 준비 위치에 설치한 후에, 상기 피스톤 로드만을 상류측으로부터 하류측으로 이동시켜서 상기 유압 실린더내에 수용하는 것을 특징으로 한 것이다.

제 2 기술수단은, 제 1 기술수단에 있어서, 상기 계측 피스톤은, 둘레방향으로 메워 넣은 자성체를 가지고, 상기 계측 실린더는, 상기 계측 피스톤에 메워 넣어진 자성체를 검지하는 2개의 검지 수단을, 상기 계측 실린더의 상류측과 하류측에 상기 소정 거리 떼어 놓아 가지는 것을 특징으로 한 것이다.

제 3 기술수단은, 제 1 또는 제 2 기술수단에 있어서, 상기 계측 실린더의 상류단 및 하류단의 양쪽으로 개폐 가능한 바깥 공기에 연이어 통하는 밸브를 구비한 것을 특징으로 한 것이다.

본 발명에 의하면, 계측 피스톤과 피스톤 로드를 별개 구조로 했기 때문에, 계측 피스톤에 필요 이상의 부하를 거는 일 없이, 계측 실린더내를 원활하게 이동시킬 수 있다. 또한, 종래품에 비해, 심플한 구조이기 때문에, 부품 개수를 줄여 저비용화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 외관 구성의 예를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 외관 구성의 예를 나타내는 상면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 피스톤 푸루버를 포함한 검정 시스템의 구성의 예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 계측 피스톤의 구성의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 초기 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 리턴 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 계량 준비 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 계량 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 피스톤 푸루버에 관한 호적의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1, 2는, 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 외관 구성의 예를 나타내는 도면이다. 도 1은 정면도, 도 2는 상면도이다. 도면중, 1은 피스톤 푸루버, 2는 계측 실린더, 3은 상류단, 4는 하류단, 5, 6은 공기 빼기 밸브, 7은 유체 유입구, 8은 유체 유출구, 9는 계측 피스톤, 10, 11은 자기 스위치, 12는 유압 실린더, 13은 피스톤 로드, d1, d2는 드레인(배수 밸브)을 나타낸다.

피스톤 푸루버(1)는, 유체를 유입시키는 상류단(3) 및 유체를 유출시키는 하류단(4)이 형성된 계측 실린더(2)와, 계측 실린더(2)의 하류단측과 연결된 유압 실린더(12)와, 계측시에 상류단(3)으로부터 유입된 유체에 의해 계측 실린더(2)내를 상류측으로부터 하류측을 향해서 소정 거리 L 이동하여 기준 부피의 유체를 배출하는 계측 피스톤(9)과, 유압 실린더(12)로 이동 가능하게 수용된 피스톤 로드(13)를 구비한다. 계측 피스톤(9)은 예를 들면 알루미늄으로 형성되고, 계측 실린더(2)는 예를 들면 SUS(스테인리스) 등으로 형성된다.

계측 실린더(2)내에는, 이동체로서 계측 피스톤(9)이 끼워 넣어져, 이 계측 피스톤(9)이 계측시에 측정 유체의 유체압에 의해 이동되어 기준 부피의 유체를 배출한다. 유압 실린더(12)내에는, 피스톤 로드(13)가 끼워 넣어져, 이 피스톤 로드(13)는 하류단(4)을 구성하는 유출측 단면판에 설치된 저널 베어링(도시하지 않음)에 의해 액밀하게 축받침된 상태로 슬라이딩 된다. 공기 빼기 밸브(5,6) 및 드레인(d1,d2)은 개폐 가능한 바깥 공기로 연이어 통하는 밸브이고, 피스톤 푸루버(1)의 동작 상태에 따라 적절히 개폐된다.

본 발명에 의한 피스톤 푸루버(1)는, 계측 피스톤(9)과 피스톤 로드(13)가 별개로 구성되어 있다. 계측 피스톤(9)을 상류측의 소정의 계측 준비 위치로 복귀시키는 리턴 동작시에, 피스톤 로드(13)가 계측 피스톤(9)을 하류측으로부터 상류측으로 이동시키고, 계측 피스톤(9)을 소정의 계측 준비 위치에 설치한 후에, 피스톤 로드(13)만을 상류측으로부터 하류측으로 이동시켜서 유압 실린더(12)내에 수용하도록 하고 있다.

또한, 계측 피스톤(9)은, 둘레방향으로 메워 넣은 자성체(91)를 가진다. 계측 실린더(2)는, 계측 피스톤(9)에 메워 넣어진 자성체(91)를 검지하는 2개의 검지 수단에 상당하는 자기 스위치(10,11)를, 계측 실린더(2)의 길이방향(상류측과 하류측)에 소정 거리 L 떨어뜨려 가진다. 이들 2개의 자기 스위치(10,11)에 의해, 계측 피스톤(9)이 소정 거리 L 이동한 것을 검지하도록 구성되어 있다. 즉, 계측 피스톤(9)이 소정 거리 L 이동함으로써 배출되는 유체 부피가 기준 부피가 된다. 한편, 자기 스위치(10,11)간의 소정 거리 L은, 가변할 수 있게 되어 있어, 이것에 의해 기준 부피를 조정하는 것을 가능하게 하고 있다.

도 3은, 본 발명에 의한 피스톤 푸루버를 포함한 검정 시스템의 구성의 예를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도면 중, 14, 15는 자기 스위치, 16은 공유압(空油壓) 변환 유닛, 17은 유로 전환 밸브, 18은 계측 개시 밸브, 71은 제 1 실린더 유입구, 72는 제 2 실린더 유입구, 81은 제 1 실린더 유출구, 82는 제 2 실린더 유출구를 나타낸다. 유체 유입구(7)는 제 1 실린더 유입구(71) 및 제 2 실린더 유입구(72)에 접속되고, 유체 유출구(8)는 제 1 실린더 유출구(81) 및 제 2 실린더 유출구(82)에 접속된다. 또한, 유체 유입구(7)와 유체 유출구(8)는 유로 전환 밸브(17)를 사이에 두고 접속된다.

공유압 교환 유닛(16)은, 공기압 공급원(161), 4방향 전자밸브 등의 전환 밸브(162), 공유압 변환부(163,164), 급압구(給壓口)(165,166)를 구비하여 구성된다. 공기압 공급원(161)으로부터의 공기압은, 전환 밸브(162)로 공급처가 전환되어, 공유압 변환부(163) 혹은 공유압 변환부(164)에 공급된다. 공유압 변환부(163)는, 공기압 공급원(161)으로부터 공급된 공기압을 유압으로 변환하여, 변환한 유압을 급압구(165)로부터 유압 실린더(12)내에 공급한다. 이것에 의해, 피스톤 로드(13)는 계측 실린더(2)의 방향으로 이동한다.

마찬가지로, 공유압 변환부(164)는, 공기압 공급원(161)으로부터 공급된 공기압을 유압으로 변환하여, 변환한 유압을 급압구(166)로부터 유압 실린더(12)내에 공급한다. 이것에 의해, 피스톤 로드(13)는 계측 실린더(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 즉, 공유압 변환 유닛(16)은, 급압구(165,166)의 개폐에 의해, 유압 실린더(12)내에 유압을 도입하고, 혹은, 유압 실린더(12)내로부터 유압을 배출하고, 유압 실린더(12)내의 피스톤 로드(13)를 이동 또는 유지하기 위한 장치이다.

또한, 피스톤 로드(13)를 구성하는 헤드부의 둘레방향에는, 도시하지 않은 자성체가 메워 넣어져 있어, 이것을 유압 실린더(12)의 외주면에 설치된 2개의 자기 스위치(14,15)로 검출함으로써, 피스톤 로드(13)가 유압 실린더(12)의 어느 위치에 있는지를 특정할 수 있다.

구체적으로는, 계측 피스톤(9)을 상류측의 소정의 계측 준비 위치로 복귀시키는 리턴 동작 이외에서는, 피스톤 로드(13)는 유압 실린더(12)내에 수용된 상태가 되지만, 이 상태에서는 피스톤 로드(13)가 자기 스위치(15)의 근방에 있기 때문에, 자기 스위치(15)가 ON 상태가 된다. 따라서, 자기 스위치(15)가 ON 상태이면, 피스톤 로드(13)가 유압 실린더(12)내에 수용된 상태로 특정된다. 또한, 상기 리턴 동작에서는, 피스톤 로드(13)가 계측 실린더(2)의 방향으로 이동하기 때문에, 자기 스위치(15)가 ON에서 OFF로 변화한다. 즉, 자기 스위치(15)가 OFF 상태이면, 리턴 동작에 의해 피스톤 로드(13)가 유압 실린더(12)로부터 계측 실린더(2)로 돌출된 상태라 특정된다. 그리고, 이 리턴 동작에 의해 계측 피스톤(9)을 계측 준비 위치까지 복귀시켰을 때에, 자기 스위치(14)가 OFF에서 ON으로 변화한다.

상기와 같이, 피스톤 로드(13)가 유압 실린더(12)내에 있어서 어느 상태에 있는지에 따라서, 공유압 변환 유닛(16)이 적절한 유압 제어를 행하여, 피스톤 로드(13)를 이동 혹은 유지하도록 구성되어 있다.

상기와 같이, 본 발명의 피스톤 푸루버(1)는, 계측 피스톤(9)과 피스톤 로드(13)가 별개로 구성되어 있어, 리턴 동작시에, 피스톤 로드(13)가 계측 피스톤(9)을 하류측으로부터 상류측으로 이동시키고, 계측 피스톤(9)을 소정의 계측 준비 위치에 설치한 후에, 피스톤 로드(13)만을 상류측으로부터 하류측으로 이동시켜서 유압 실린더(12)내에 수용하도록 하고 있다. 이동 후의 계측 피스톤(9)은 상류측의 소정의 계측 준비 위치에 설치되고 있어, 유로 전환 밸브(17)를 닫은 상태에서, 계측 개시 밸브(18)를 닫음으로써, 유체 유입구(7)로부터 유입되는 유체가 제 1 실린더 유입구(71)로부터 계측 실린더(2)내에 유입된다. 그리고, 이 유체의 압력에 의해 계측 피스톤(9)이 하류측으로 이동하여 계량을 행한다.

상기의 구조를 채용함으로써, 계측중에 계측 피스톤(9)이 회전한 경우에도, 계측 피스톤(9)에 필요 이상의 부하가 걸리지 않아, 계측 피스톤(9)이 계측 실린더(2)내를 원활하게 이동할 수 있기 때문에, 정확한 계량을 행할 수 있다.

도 4는, 계측 피스톤의 구성의 예를 나타내는 도면이다. 계측 피스톤(9)은, 자석 등의 자성체(91)와, 강화 테프론(테프론: 등록상표) 등으로 형성된 가이드 링(92)과, NBR(니트릴고무) 등으로 형성된 O링(93)과, 옴니실(omni seal) 등의 실재(94)와, 피스톤 장착용 폐기 탭(95)을 구비한다. 종래의 디텍터 신호의 검출 방법에서는, 계측 피스톤에 고정되어 있는 피스톤 로드를 인바재로 구성하고, 이 인바재에 홈을 절단하거나 인바 전체에 세라믹 코팅할 필요가 있었다. 이 때문에, 코팅 표면 연마나, 디텍터 스위치의 부착 등의 가공이 필요하여, 제조 공정수가 들고 있었지만, 본 발명에서는, 계측 피스톤에 자성체를 구비하여, 이것을 자기 스위치로 검지한다고 하는 간단한 구성으로 했기 때문에, 제조 공정수를 줄이는 것이 가능해진다.

또한, 도 3에 있어서, 피스톤 푸루버(1)는, 계측 실린더(2)의 상류단 및 하류단의 양쪽에 개폐 가능한 바깥 공기에 연이어 통하는 밸브의 일례로서, 공기 빼기 밸브(air vent valve)(5,6)를 구비한다. 그리고, 공기 빼기 밸브(5,6)의 어느 한쪽을 이용하여 계측 실린더(2)와 계측 피스톤(9)과의 사이의 실 체크를 가능하게 하였다. 종래의 실 체크 방법은, 계측 피스톤이 리턴 동작중 매회, 자동적으로 계측 피스톤, 슬라이드(피스톤) 밸브의 옴니실로부터의 누설을, 빈틈에 압력을 가해 차압을 확인하는 구조가 되어 있었다. 이 경우, 차압 발생 장치를 별도 필요로 하여, 구조가 복잡하고 고장 등의 트러블의 원인으로도 되어 있었다.

본 발명에 의한 실 체크 방법에서는, 계측 피스톤(9)을 계측 실린더(2)의 예를 들면 최하류의 소정의 위치에 설치하고, 상류로부터 실제 액체에 의한 압력을 가하여, 공기 빼기 밸브(6)를 수동 조작하는 것에 의해, 누설의 확인을 행하도록 하고 있다. 또한, 상류와 하류를 반대로 하여, 계측 피스톤(9)을 계측 실린더(2)의 최상류의 소정의 위치에 설치하고, 하류로부터 실제 액체에 의한 압력을 가하여, 공기 빼기 밸브(5)를 수동 조작하는 것에 의해, 누설의 확인을 행하도록 해도 좋다.

이와 같이, 본 발명의 실 체크 방법에 의하면, 차압 발생 장치 등의 부품을 필요로 하지 않고, 계측 실린더의 공기 빼기 밸브만을 이용하여 누설의 유무를 확인할 수 있기 때문에, 부품 개수를 줄이는 동시에, 제조 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 정기 점검시 등의 부품 교환에서는, 계측 피스톤의 옴니실만으로 좋기 때문에, 메인테넌스 등이 용이해진다.

도 5 내지 도 8은, 본 발명에 의한 피스톤 푸루버의 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 초기 동작, 도 6은 리턴 동작, 도 7은 계량 준비 동작, 도 8은 계량 동작을 각각 설명하는 도면이다.

도 5의 초기 동작에 있어서, 우선, 피스톤 푸루버(1)는, 유체 유입구(7)로부터 액체 통과를 시작할 때에, 계측 피스톤(9)이 최상류 위치(계측 준비 위치) P1에 있는 경우에는, 유로 전환 밸브(17), 계측 개시 밸브(18)를 모두 닫힘으로 하고, 제 1 실린더 유입구(71)로부터 유체를 유입시킨다. 이것에 의해, 도 5(A)에 도시하는 바와 같이, 유체 압력에 의해 계측 피스톤(9)이 하류측으로 이동한다. 한편, 도 5(A)의 상태는, 계측 실린더(2)내에 유체가 가득차지 않은 것을 전제로 하고 있다.

또한, 계측 피스톤(9)은 자기 스위치(10,11)간의 위치 P2에 있는 경우에는, 유로 전환 밸브(17)를 닫고, 계측 개시 밸브(18)를 열림으로 하여, 제 1 실린더 유입구(71) 및 제 2 실린더 유입구(72)로부터 유체를 유입시킨다. 이것에 의해, 도 5(B)에 도시하는 바와 같이, 유체 압력에 의해 계측 피스톤(9)이 하류측으로 이동한다. 도 5(B) 상태도, 도 5(A)의 경우와 같이, 계측 실린더(2)내에 유체가 가득차지 않는 것을 전제로 하고 있다. 한편, 계측 피스톤(9)의 위치를 특정할 수 없는 경우에는, 유로 전환 밸브(17), 계측 개시 밸브(18)를 모두 닫힘으로 하고, 제 1 실린더 유입구(71)로부터 유체를 유입시키도록 하면 된다.

상기와 같이 하여 이동한 계측 피스톤(9)은, 도 5(C)에 도시하는 바와 같이, 하류측의 홈 포지션 P3에 설치되고, 도 5(A)의 경우에는 계측 개시 밸브(18)를 열림으로 한다. 또한, 도 5(B)의 경우에는 계측 개시 밸브(18)는 이미 열려 있기 때문에 이대로 둔다. 한편, 어느 경우도 유로 전환 밸브(17)는 닫힌 채로 둔다. 이 홈 포지션 P3에서는, 계측 피스톤(9)이 제 1 실린더 유출구(81)와 제 2 실린더 유출구(82)는 대략 중간 위치에 유지되는 것으로 한다.

도 6의 리턴 동작에 있어서, 도 6(A)에 도시하는 바와 같이, 계측 피스톤(9)이 홈 포지션 P3에 설치된 상태로, 유로 전환 밸브(17)를 연다. 그리고, 급압구(給壓口)(165)로부터 피스톤 로드(13)에 유압을 걸어, 도 6(B), (C)에 도시하는 바와 같이, 피스톤 로드(13)를 이동시키고, 계측 피스톤(9)을 홈 포지션 P3로부터 P4, 그리고, 상류측의 소정의 계측 준비 위치 P1까지 이동시켜, 계측 피스톤(9)을 계측 준비 위치 P1에 설치한다. 여기서, 피스톤 로드(13)가 이동하면, 자기 스위치(15)가 ON에서 OFF로 변화한다. 그리고, 자기 스위치(14)가 OFF에서 ON이 되면, 계측 피스톤(9)이 계측 준비 위치 P1까지 이동했다고 판정된다. 이 계측 준비 위치 P1에서는, 계측 피스톤(9)이 제 1 실린더 유입구(71)와 제 2 실린더 유입구(72)는 대략 중간 위치에 유지되는 것으로 한다.

도 7의 계량 준비 동작에 있어서, 상기에 의해 계측 피스톤(9)을 상류측의 소정의 계측 준비 위치 P1에 설치한 후, 도 6의 경우와는 반대로, 급압구(166)로부터 피스톤 로드(13)에 유압을 걸어, 도 7(A), (B)에 도시하는 바와 같이, 피스톤 로드(13)를 유압 실린더(12)내의 원래의 위치로 복귀시킨다. 그리고, 도 7(B)에 도시하는 바와 같이, 유로 전환 밸브(17)를 닫힘으로 하고, 계량 준비를 종료한다. 이 상태에서는 계측 실린더(2)에 유체가 충전되어 있다. 여기서, 피스톤 로드(13)가 이동하면, 자기 스위치(14)가 ON에서 OFF로 변화한다. 그리고, 자기 스위치(15)가 OFF에서 ON이 되면, 피스톤 로드(13)가 유압 실린더(12)내의 원래의 위치로 복귀되었다고 판정된다.

도 8의 계량 동작에 있어서, 계측 개시 밸브(18)를 닫힘으로 하고, 제 1 실린더 유입구(71)로부터 유체를 유입시키면, 도 8(A)에 도시하는 바와 같이, 유체 압력에 의해 계측 피스톤(9)이 하류측으로 이동한다. 이 때, 계측 피스톤(9)이 위치 P5에 왔을 때에 자기 스위치(10)가 ON되어, 여기로부터 계량이 시동된다. 그리고, 도 8(B)에 도시하는 바와 같이, 계측 피스톤(9)은 위치 P6을 거쳐, 이동하여, 도 8(C)에 도시하는 바와 같이, 계측 피스톤(9)이 위치 P7에 왔을 때에 자기 스위치(11)가 ON된다. 이것에 의해 계측 피스톤(9)이 기준 부피의 유체를 배출한 것으로서 계량이 종료된다. 그리고 계측 피스톤(9)은 전술한 도 5(C)에 도시한 홈 포지션 P3에 설치되어, 이후, 도 6의 리턴 동작, 도 7의 계량 준비 동작, 도 8의 계량 동작이 필요한 회수만큼 반복하여 실행된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 계측 피스톤과 피스톤 로드를 별개 구조로 했기 때문에, 계측시에 계측 피스톤에 필요 이상의 부하를 거는 일 없이, 계측 실린더내를 원활하게 이동시킬 수 있어, 정확한 계량을 행할 수 있다. 또한, 종래품에 비해, 심플한 구조이기 때문에, 부품 개수를 줄여 저비용화를 실현할 수 있다.

1 : 피스톤 푸루버
2 : 계측 실린더
3 : 상류단
4 : 하류단
5, 6 : 공기 빼기 밸브
7 : 유체 유입구
71 : 제 1 실린더 유입구
72 : 제 2 실린더 유입구
8 : 유체 유출구
81 : 제 1 실린더 유출구
82 : 제 2 실린더 유출구
9 : 계측 피스톤
91 : 자성체
92 : 가이드 링
93 : O링
94 : 옴니실
95 : 피스톤 장착용 폐기 탭
10, 11, 14, 15 : 자기 스위치
12 : 유압 실린더
13 : 피스톤 로드
16 : 공유압 변환 유닛
161 : 공기압 공급원
162 : 전환 밸브
163, 164 : 공유압 변환부
165, 166 : 급압구
17 : 유로 전환 밸브
18 : 계측 개시 밸브

Claims

유체를 유입시키는 상류단 및 상기 유체를 유출시키는 하류단이 형성된 계측 실린더와, 상기 계측 실린더의 하류단측과 연결된 유압 실린더와, 계측시에 상기 상류단으로부터 유입된 유체에 의해 상기 계측 실린더내를 상류측으로부터 하류측을 향해서 소정 거리 이동하여 기준 부피의 유체를 배출하는 계측 피스톤과, 상기 유압 실린더에 이동 가능하게 수용된 피스톤 로드(piston rod)를 구비한 피스톤 푸루버(piston prover)로서,
상기 계측 피스톤과 상기 피스톤 로드와는 별개로 구성되고, 상기 계측 피스톤을 상류측의 소정의 계측 준비 위치로 복귀시킬 때에, 상기 피스톤 로드가 상기 계측 피스톤을 하류측으로부터 상류측으로 이동시키고, 상기 계측 피스톤을 상기 소정의 계측 준비 위치에 설치한 후에, 상기 피스톤 로드만을 상류측으로부터 하류측으로 이동시켜서 상기 유압 실린더내에 수용하는 것을 특징으로 하는 피스톤 푸루버.
제 1 항에 있어서, 상기 계측 피스톤은, 둘레방향으로 메워 넣은 자성체를 가지고, 상기 계측 실린더는, 상기 계측 피스톤에 메워 넣어진 자성체를 검지하는 2개의 검지 수단을, 상기 계측 실린더의 상류측과 하류측에 상기 소정 거리 떨어뜨려 가지는 것을 특징으로 하는 피스톤 푸루버.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계측 실린더의 상류단 및 하류단의 양쪽 모두에 개폐 가능한 외부 공기에 연이어 통하는 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 피스톤 푸루버.