KR101428773B1 - 정밀 측정도 향상을 위한 차압계 - Google Patents

정밀 측정도 향상을 위한 차압계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가공 오차에 대한 염려를 줄이고, 측정 변위에 정위치가 변하지 않으며, 차압 측정 중 마찰력의 발생이 없도록 하여 정밀한 측정을 수행할 수 있는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀 측정도 향상을 위한 차압계는, 고압챔버와 고압챔버에 연통된 고압포트를 갖는 고압측 하우징과; 저압챔버와 저압챔버에 연통된 저압포트를 갖고 고압측 하우징의 일단에 기밀되게 결합되어 있는 저압측 하우징과; 상기 고압측 하우징의 타단에 나사 결합되어 있는 고압측 밀폐용 캡과; 저압측 하우징에 나사 결합되어 있는 스프링 캡과; 고압측 하우징 내부에 위치하여 고압챔버와 저압챔버를 구획하고, 고압포트와 저압포트에 작용하는 압력차에 의해 이동 가변되는 차압감지용 엘리먼트과; 일단이 스프링 캡에 지지되어 있고 타단이 차압감지용 엘리먼트에 지지되어 측정 압력의 범위를 변경시킬 수 있도록 하는 측정압력 조정스프링과; 고압측 하우징에 차압감지용 엘리먼트의 가변 방향에 대해 직각 방향으로 설치된 레버 홀더와; 레버 홀더에 설치되어 차압감지용 엘리먼트 지침부 또는 스위치부를 구동시키는 게이지 레버를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

정밀 측정도 향상을 위한 차압계{Precision measurement enhanced differential pressure gauge}
본 발명은 유체의 압력차를 측정하는 차압계에 관한 것으로, 특히 가공 오차에 대한 염려를 줄이고, 측정 변위에 정위치가 변하지 않으며 마찰력의 발생이 없도록 하여 정밀한 측정을 수행할 수 있는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계에 관한 것이다.
일반적으로 압력계는 액체 또는 기체의 압력에 의해 생기는 압력을 측정하는 기기를 말한다. 그 측정 방법에 따라 기기의 중량과 균형을 이루게 하는 액주 압력계와 분동식 압력계, 그리고 탄성체의 탄성력과 균형을 이루게 하는 브르동관(Bourdon tube) 압력계, 다이아프램 및 압력에 의해 변화되는 물리현상을 이용하는 전기저항 압력계 등이 있다. 그리고, 서로 다른 압력 중 어느 한쪽을 기준으로 다른 압력과의 차를 측정하는 것을 차압계(Differential Pressure Gauge)라고 한다.
다이아프램을 이용한 차압계의 경우 다이아프램이 고압챔버와 저압챔버를 구획하고, 이들 차압 변화에 따라 다이아프램이 변위 운동을 하고, 이 변위 운동을 다이아프램측과 연결된 레버를 통해 지시부나 스위치부로 전달하게 된다. 이때 각 챔버측에서는 압력 누출이 없어야 하고, 레버 작동에 마찰력이 최소화되어야 정밀한 측정이 이루어진다. 또한 차압 측정 중 레버는 정위치를 이탈하는 문제가 없어야 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0291603호로서, 개구된 전방이 덮개로 덮여 밀폐되고 내부공간이 형성된 케이싱과; 상기 덮개 안쪽의 내부공간에 전후진가능하게 설치되어 하단부가 덮개의 하단부에 지지되는 계기판과; 상기 계기판뒤쪽의 내부공간을 전방의 고압실과 후측의 저압실로 구획하는 다이어프램과; 상기 고압실과 통하도록 케이싱의 외주면 일측에 설치되어 공압기구의 입구단과 연결되는 고압측 포트와; 상기 저압실과 통하도록 케이싱의 외주면 일측에 설치되어 공압기구의 출구단과 연력되는 저압측 포트와; 상기 고압실의 내벽면 상단부에 일단이 지지되고, 중단부에 스프링에 의하여 다이어프램의 중앙부와 연결되며, 자유단에 자석이 설치되어 다이어프램의 팽창방향에 따라 자유단부가 전후선회하는 구동플레이트와; 상기 자석의 이동에 따른 자력에 의하여 회전하도록 상기 자석과 대응하여 계기판의 하단부 배면에 회전가능하게 지지되는 스크류우축과; 그리고, 상기 스크류우축에 하단부가 축착되어 계기판의 표면에 선회가능하게 놓임으로써 스크류우축의 회전에 따라 선회하여 계기판의 눈금을 지시하는 지시침을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차압계를 제공한다.
그러나 상기 배경기술은 스크류우축의 회전에 따른 마찰 발생으로 측정 정밀도를 높이는데 한계가 있다.
한국 등록실용신안 등록번호 제20-0439501호(미소차압계) 한국 등록실용신안 등록번호 제20-0458864호(자력식 차압계) 한국 공개특허 공개번호 제98-11793호(레벨 판독 차압계)
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 가공 오차에 대한 염려를 줄이고, 측정 변위에 정위치가 변하지 않으며, 차압 측정 중 마찰력의 발생이 없도록 하여 정밀한 측정을 수행할 수 있는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀 측정도 향상을 위한 차압계는,
고압챔버와 고압챔버에 연통된 고압포트를 갖는 고압측 하우징과;
저압챔버와 저압챔버에 연통된 저압포트를 갖고 고압측 하우징의 일단에 기밀되게 결합되어 있는 저압측 하우징과;
상기 고압측 하우징의 타단에 나사 결합되어 있는 고압측 밀폐용 캡과;
저압측 하우징에 나사 결합되어 있는 스프링 캡과;
고압측 하우징 내부에 위치하여 고압챔버와 저압챔버를 구획하고, 고압포트와 저압포트에 작용하는 압력차에 의해 이동 가변되는 차압감지용 엘리먼트과;
일단이 스프링 캡에 지지되어 있고 타단이 차압감지용 엘리먼트에 지지되어 측정 압력의 범위를 변경시킬 수 있도록 하는 측정압력 조정스프링과;
고압측 하우징에 차압감지용 엘리먼트의 가변 방향에 대해 직각 방향으로 설치된 레버 홀더와;
레버 홀더에 설치되어 차압감지용 엘리먼트과 연동하여 지침부 또는 스위치부를 구동시키는 게이지 레버를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 고압측 하우징, 저압측 하우징, 고압측 밀폐용 캡, 스프링캡 및 레버홀더들간의 접합면에는 측정 압력의 누출방지를 위해 오링이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 레버 홀더에는 하면에 실링 다이아프램이 설치되고, 게이지 레버가 실링 다이아프램의 중앙에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 실링 다이아프램과 고압측 하우징간의 접촉면에는 오링이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 레버 홀더는 상부로 대구경을 갖는 확장구멍과 그 하부로 상대적으로 소구경을 갖는 축소구멍을 일축상에 연통적으로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 게이지 레버의 상부는 레버 홀더내의 상부 베어링에 회전 자유롭게 지지되고 동시에 게이지 레버의 하부는 오링을 매개로 레버 홀더에 지지되고, 게이지 레버의 하단은 아암을 매개로 차압감지용 엘리먼트에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 게이지 레버는 레버 홀더에 오링을 통해 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 정밀 측정도 향상을 위한 차압계에 따르면, 고압측 하우징의 고압 챔버와 저압측 하우징의 저압 챔버에 접해 있는 부분에는 모두 오링이 설치되어져 압력 누출의 발생은 없게 된다. 또한 실링 다이아프램을 사용하는 경우 게이지 레버의 정위치 이탈을 없앨 수 있고, 마찰력의 발생이 제거되고 동시에 가공 치수 오차에 의한 누출도 발생하지 않아 측정 정밀도를 증대시킬 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차압계의 분해사시도.
도 2는 도 1의 조립단면도.
도 3은 본 발명의 차압계에 적용되는 측정 게이지부의 제 1실시 예의 구성도.
도 4는 본 발명의 차압계에 적용되는 측정 게이지부의 제 2실시 예의 구성도.
도 5는 본 발명의 차압계에 적용되는 측정 게이지부의 제 3실시 예의 구성도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2와 같이 본 발명에 따른 차압계(10)는 내부로 고압챔버(121)와 고압챔버(121)에 연통된 고압포트(122)를 갖는 고압측 하우징(12)이 구비된다.
고압측 하우징(12)의 일단에는 저압측 하우징(14)이 조립되어 있다. 고압측 하우징(12)과 저압측 하우징(14)의 조립면에는 압력 누출방지를 위한 오링(28a)이 설치되어 있다. 따라서 저압측 하우징(14)은 고압측 하우징(12)에 기밀되게 결합된다. 저압측 하우징(14)은 고압측 하우징(12)에 나사 결합으로 조립되거나 볼트로 조립될 수 있다. 저압측 하우징(14)은 내부에 저압챔버(141)와 저압챔버(141)에 연통된 저압포트(142)를 갖는다.
고압측 하우징(12)의 타단에는 고압측 밀폐용 캡(16)이 나사 결합되어 있다. 고압측 하우징(12)과 고압측 밀폐용 캡(16)의 접합면에는 압력 누출 방지를 위한 오링(28b)이 설치되어 있다.
저압측 하우징(14)에는 스프링 캡(18)이 나사 결합되어 있다. 스프링 캡(18)과 저압측 하우징(14)과의 접합면에는 압력 누출방지를 위한 오링(28c)이 설치되어 있다.
고압측 하우징(12)의 내부에 차압감지용 엘리먼트(20)이 설치되어 있다. 차압감지용 엘리먼트(20)은 저압측 하우징(14)의 일측단에 고정되어 있다. 차압감지용 엘리먼트(20)은 고압챔버(121)와 저압챔버(141)를 구획하고, 고압포트(122)와 저압포트(142)에 작용하는 압력(P1,P2)의 차에 의해 이동 가변된다. 즉 고압챔버(121)와 저압챔버(141)내 압력 차에 해당하는 만큼 가변 이동한다.
차압계(10)는 측정 압력의 범위를 조정하기 위해 측정압력 조정스프링(22)이 설치된다. 측정압력 조정스프링(22)은 일단이 스프링 캡(18)에 지지되어 있고 타단이 차압감지용 엘리먼트(20)에 지지되어 있다. 따라서 스프링 캡(18)의 조작으로 측정압력 조정스프링(22)의 압축력이 변화되면 차압감지용 엘리먼트(20)의 측정 압력의 범위를 조정할 수 있다.
고압측 하우징(12)에는 차압감지용 엘리먼트(20)의 가변 방향에 대해 직각 방향으로 설치되어 변위 운동하는 레버 홀더(24)가 나사 결합으로 설치되어 있고, 레버 홀더(24)에는 차압감지용 엘리먼트(20)과 연동하여 지침부 또는 스위치부를 구동시키는 게이지 레버(26)가 설치되어 있다.
이와 같이 차압계(10)는 고압측 하우징(12), 저압측 하우징(14), 고압측 밀폐용 캡(16), 스프링캡(18) 및 레버홀더(24)들간의 접합면에는 오링(28a)(28b)(28c)(28d)이 설치되어져 측정 압력의 누출을 효과적으로 방지한다.
한편, 차압계(10)는 3가지 실시 예로 게이지 레버(26)가 설치될 수 있다.
제 1실시 예로, 도 3과 같이 레버 홀더(24)에는 하면에 실링 다이아프램(28)이 설치되고, 게이지 레버(26)가 실링 다이아프램(28)의 중앙에 연결 구성된 것이다. 이때 실링 다이아프램(28)과 고압측 하우징(12)간의 접촉면에는 오링(28d)이 설치됨이 바람직하다. 이때 게이지 레버(26)는 단일로 실링 다이아프램(28)에 관입 설치되거나 상하로 분할되어 실링 다이아프램(28)에 접합 조립되어 설치될 수 있다.
이때 레버 홀더(24)는 상부로 대구경을 갖는 확장구멍(241)과 그 하부로 상대적으로 소구경을 갖는 축소구멍(242)을 일축상에 연통적으로 갖는다.
이 경우 압력차에 의해 게이지 레버(26)는 실링 다이아프램(28)에 지지된 상태로 각변위 운동이 유도된다. 게이지 레버(26)의 각변위 운동은 도 4와 같이 지시부(27) 또는 스위치부로 변위와 힘을 전달하여 차압을 측정하게 된다. 실링 다이아프램(28)을 적용할 경우 이때 게이지 레버(26)의 정위치가 변하지 않고 마찰력도 없으며 가공치수 오차에 의한 누수도 발생되지 않는 이점을 갖는다.
제 2실시 예로, 도 4와 같이 게이지 레버(26)는 레버 홀더(24)에 오링(30)을 통해 지지될 수 있다. 이때 레버 홀더(24)는 상부로 대구경을 갖는 확장구멍(241)과 그 하부로 상대적으로 소구경을 갖는 축소구멍(242)과 오링 설치를 위한 오링공(243)을 일축상에 연통적으로 갖는다.
이 경우 압력차에 의해 게이지 레버(26)는 역시 동일하게 각변위 운동이 유도되어 지시부 또는 스위치부로 변위와 힘을 전달하여 차압을 측정하게 된다. 이는 구성이 간단하여 제작비용이 저렴하다.
제 3실시 예로, 도 5와 같이 게이지 레버(26)의 상부는 레버 홀더(24)내의 상부 베어링(32)에 회전 자유롭게 지지되고 동시에 게이지 레버(26)의 하부는 오링(30)을 매개로 레버 홀더(24)에 지지되고, 게이지 레버(26)의 하단은 아암(25)을 매개로 차압감지용 엘리먼트(20)에 연결되어 있는 구조를 갖는다.
이는 변위량을 증폭하는 장점이 있으나 베어링(32)과 오링(30)에 의한 회전 마찰력으로 힘의 전달에 손실이 따르는 점을 감안해야 한다.
이와 같이 구성된 차압계(10)는 고압측 하우징(12)의 고압포트(122)와 저압측 하우징(14)의 저압포트(142)에 측정코자 하는 압력원이 연결된다. 따라서 고압 챔버(121)와 저압챔버(141)의 압력차에 의해 차압감지용 엘리먼트(20)이 변위 이동하게 되고, 이에 연동하여 게이지 레버(26)가 각운동 또는 회전운동으로 유도되어 변위와 힘을 지시부나 스위치부로 전달해주게 되어 압력차를 측정해 내게 된다.
이때 고압 챔버(121)와 저압 챔버(141)에 접해 있는 부분에는 모두 오링(28a,28b,28c,28d)이 설치되어져 측정 압력의 누출 발생은 없게 된다. 또한 실링 다이아프램(28)을 사용하는 경우 게이지 레버(26)의 정위치 이탈을 없앨 수 있고, 마찰력도 없으며 가공 치수 오차에 의한 누출도 발생하지 않아 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
12: 고압측 하우징
14: 저압측 하우징
16: 고압측 밀폐용 캡
18: 스프링 캡
20: 차압감지용 엘리먼트
22: 측정압력 조정스프링
24: 레버 홀더
26: 게이지 레버
28: 실링 다이아프램
28a,28b,28c,28d: 오링

Claims (7)

  1. 고압챔버(121)와 고압챔버(121)에 연통된 고압포트(122)를 갖는 고압측 하우징(12);
    저압챔버(141)와 저압챔버(141)에 연통된 저압포트(142)를 갖고 고압측 하우징(12)의 일단에 기밀되게 결합되어 있는 저압측 하우징(14);
    상기 고압측 하우징(12)의 타단에 나사 결합되어 있는 고압측 밀폐용 캡(16);
    상기 저압측 하우징(14)에 나사 결합되어 있는 스프링 캡(18);
    상기 고압측 하우징(12) 내부에 위치하여 고압챔버(121)와 저압챔버(141)를 구획하고, 고압포트(122)와 저압포트(142)에 작용하는 압력차에 의해 이동 가변되는 차압감지용 엘리먼트(20);
    일단이 스프링 캡(18)에 지지되어 있고 타단이 차압감지용 엘리먼트(20)에 지지되어 측정 압력의 범위를 변경시킬 수 있도록 하는 측정압력 조정스프링(22);
    상기 고압측 하우징(12)에 차압감지용 엘리먼트(20)의 가변 방향에 대해 직각 방향으로 설치된 레버 홀더(24);
    상기 레버 홀더(24)에 설치되어 차압감지용 엘리먼트(20)와 연동하여 지침부 또는 스위치부를 구동시키는 게이지 레버(26);를 포함하며,
    상기 레버 홀더(24)에는 하면에 실링 다이아프램(28)이 설치되고, 상기 게이지 레버(26)가 실링 다이아프램(28)의 중앙에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고압측 하우징(12), 저압측 하우징(14), 고압측 밀폐용 캡(16), 스프링캡(18) 및 레버홀더(24)들간의 접합면에는 측정 압력의 누출방지를 위해 오링(28a)(28b)(28c)(28d)이 설치된 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실링 다이아프램(28)과 고압측 하우징(12)간의 접촉면에는 오링(28d)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레버 홀더(24)는 상부로 대구경을 갖는 확장구멍(241)과 그 하부로 상대적으로 소구경을 갖는 축소구멍(242)을 일축상에 연통적으로 갖는 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게이지 레버(26)의 상부는 레버 홀더(24)내의 상부 베어링(32)에 회전 자유롭게 지지되고 동시에 게이지 레버(26)의 하부는 오링(30)을 매개로 레버 홀더(24)에 지지되고, 게이지 레버(26)의 하단은 아암(25)을 매개로 차압감지용 엘리먼트(20)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 게이지 레버(26)는 레버 홀더(24)에 오링(30)을 통해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 측정도 향상을 위한 차압계.
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KR20210029968A (ko) 2019-09-09 2021-03-17 주식회사 비노스텍 매립형 영점 차압 장치

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