KR101516760B1 - 제트믹서 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제트믹서 시험장치에 관한 것이다.
본 발명의 제트믹서 시험장치는, 원유공급 배관에 고정되며, 하단에 원유유입구(111)가 형성되어 원유가 내측으로 유입되며, 원유유입구(111)를 통해 공급되는 원유의 압력에 의해 회전하는 블레이드(122) 및 블레이드(122)와 연결된 채 수직 방향으로 형성되어 있는 샤프트(121)를 포함하여 구성된 터빈(120)이 내부에 설치되어 있는 고정부(100)와, 내부가 고정부(100) 내부와 연통되도록 상기 고정부(100)의 상부에 연결되어 있되, 일측이 상기 터빈(120)과 연결되어 터빈(120)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있으며, 측면에 원유가 분사되는 분사구(250)가 형성되어 있는 회전부(200)로 구성된 제트믹서를 시험하는 제트믹서 시험장치에 있어서, 상부에 상기 제트믹서의 고정부(100) 하단이 안착되는 안착부(11)가 구비되어 있으며, 안착부(11)의 둘레를 따라 상측으로 돌출된 원통형의 벽체부(12)가 형성되어 있는 테이블(10)과; 상기 안착부(11)를 관통하여 상기 샤프트(121)와 연결되어 샤프트(121)를 강제 회전시켜 샤프트(121)와 연결된 제트믹서의 회전부(200)를 회전시키는 회전장치(20)와; 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 가하는 유압공급장치(30)와; 상기 테이블(10)의 벽체부(12) 내주면을 따라 형성되어 있는 레일(40)과; 일측 단부는 상기 레일(40)을 타고 이동하는 롤러(54)가 설치되어 있으며, 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있으며, 일측은 상기 유입된 압력에 따라 롤러(54)와 레일(40) 사이의 반력을 조절하도록 이루어진 반력조절장치(50);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 단시간에 실제 사용될 제트믹서의 내구성을 검증할 수 있도록 분사구로부터 유체가 분사될 때 작용하는 유체의 운동량에 해당하는 반발력을 가하는 반력조절장치가 제트믹서 회전부의 회전 경로를 따라 이동하면서 지속적으로 제공하도록 하면서, 제트믹서의 회전부를 강제 연속 회전시키도록 하여 실제 설치 환경과 최대한 유사한 환경 조건을 만들어 연속 회전을 통해 단기간에 제트 믹서를 구동시킨 다음, 제트믹서를 분해하여 오링, 기어박스, 슬라이딩 플레이트와 같은 제트믹서 내부 부품들의 상태를 육안으로 확인하여 내구성을 검증 평가할 수 있게 된다.

Description

제트믹서 시험장치{Test equipment for submerged rotary jet mixer}

본 발명은 제트믹서 시험장치에 관한 것으로, 제트믹서의 터빈을 구동모터로 강제 회전시켜 제트믹서의 회전부를 회전시키고, 제트믹서 내부로는 유압을 가하고, 분사구에 롤러가 구비된 반력조절장치를 설치하는 한편 테이블 벽체에 롤러가 타고 이동하는 레일을 설치하여 가해진 유압에 따라 롤러와 레일 사이에 원하는 반력을 세팅하여 일정 압력과 회전수에 따른 시험 후 제트믹서를 분해하여 내구성을 측정할 수 있도록 한, 제트믹서 시험장치에 관한 것이다.

석유화학 플랜트에 있어서 원유나 석유화학제품의 저장을 위한 저장탱크에는 유체의 성상에 따라 침전물이나 슬러지 등이 하부에 생성 및 축적되며 저장탱크 내의 유체가 균일한 상태로 유지되지 못하는 현상이 일어나게 된다.

이러한 현상은 이후의 공정과 저장탱크의 유지 보수에 심각한 문제를 일으키는 원인이 되므로 저장탱크 내부의 유체 상태를 물리적으로 안정적이고 균일한 상태로 유지해야 한다.

이를 위해서 저장탱크 내부에는 교반 장치를 설치하는 것이 일반적이다.

교반 장치의 일예인 제트 믹서(Jet mixer)는 슬러지 생성을 방지하고 유체의 균일도를 향상시키기 위한 유체 분사 방식의 혼합장치로 외부의 별도 동력장치 도움 없이 내부로 유입되는 유체의 유동만으로 회전하여 저장조 내부의 전체 유체를 유동 및 혼합시켜 슬러지 생성을 방지하고 결과적으로는 유체를 균일한 상태로 유지시켜 이송 및 관리가 용이하게 할 수 있게 해준다.

제트믹서의 구성은 본 출원의 발명자가 발명한 "유체 분산 분사장치"(한국 등록특허공보 제10-1246242호, 특허문헌 1)에 일예가 공개되어 있다.

구체적으로 크게 고정부와, 고정부에 회전 가능하게 연결된 회전부로 구성되고, 고정부에는 일측으로 유체가 유입되는 한편 내부에 터빈이 설치되어 유체의 유동에 따라 터빈의 블레이드가 회전하게 되고, 터빈 일측은 기어 연결 방식으로 회전부와 연결되어 회전부를 회전시키게 되어 있다.

더불어 회전부에는 유체가 분사되는 분사구 구비되어 있는 바, 회전부에 구비된 분사구를 통해 유체는 회전 분사 방식으로 분사되게 된다.

회전부의 회전을 위해서 고정부와 회전부 사이에는 기밀을 유지하기 위한 오링(O-Ring) 및 슬라이딩 플레이트(Sliding plate)가 설치된다.

이때, 오링이나 슬라이딩 플레이트가 손상되어 제 기능을 못하게 되면 기어 전달을 위한 기어박스 내부로 이물질 등이 유입되어 베어링, 기어, 축 등의 마모와 파손 등을 초래하여 제트믹서 본체의 기능을 상실하게 된다.

그런데, 원유 저장탱크는 가동 후 수년간에 걸치는 장기간 개방 등의 정비 보수 없이 지속적으로 가동하기 때문에 유체가 내부에 잠겨 가동하는 장치는 그 내구성이 한층 더 검증 및 확보되어야 한다.

하지만, 제트믹서의 수명 예측이나 내구성 검증은 소프트웨어적인 방식으로 해석 및 평가하기에는 그 거동이 복잡하고 불확실성이 높아 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

현재까지 이러한 제트믹서를 실제 설치 환경과 유사한 환경에 구비시켜 실 제품을 연속 가동시켜 내구성을 시험한 장치는 전무한 실정이다.

단지, "교반기의 테스트장치"(한국 등록특허공보 제10-0299432호, 특허문헌 2)에는 임펠러의 형상과 설치 위치에 따른 회전력과 교반 상태를 시험할 수 있도록 한 시험장치가 공개되어 있을 뿐이나, 상기한 특허문헌2는 단지 임펠러 형상이나 회전력 등을 분석하기 위한 테스트 장치일 뿐, 내구성을 측정하는 기능이 구비되어 있지 아니하다.

따라서, 제트 믹서의 내구성을 육안으로 검증 평가할 수 있는 시험장치의 개발이 시급한 실정이라 할 것이다.

KR 10-1246242 (2013.03.15) KR 10-0299432 (2001.06.08)

본 발명의 제트믹서 시험장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 단시간에 실제 사용될 제트믹서의 내구성을 검증할 수 있도록 분사구로부터 유체가 분사될 때 작용하는 유체의 운동량에 해당하는 반발력을 가하는 반력조절장치가 제트믹서 회전부의 회전 경로를 따라 이동하면서 지속적으로 제공하도록 하면서, 제트믹서의 회전부를 강제 연속 회전시키도록 하여 실제 설치 환경과 최대한 유사한 환경 조건을 만들어 연속 회전을 통해 단기간에 제트 믹서를 구동시킨 다음, 제트믹서를 분해하여 오링, 기어박스, 슬라이딩 플레이트와 같은 제트믹서 내부 부품들의 상태를 육안으로 확인하여 내구성을 검증 평가할 수 있게 하려는 것이다.

구체적으로, 제트믹서가 원유 저장태크 내부에 위치한 상태는 제트믹서 외부가 점성이 높은 원유로 둘러쌓인 환경이며, 이때 회전부의 회전 및 펌프의 압력 및 유량에 의해 유체가 분사될 때 주변의 원유로부터 반발력이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 제트믹서 내부로 유체를 공급하는 한편, 분사구에 실린더와 같은 반력조절장치를 설치하고, 반력조절장치의 롤러가 타고 이동할 수 있는 레일을 테이블 벽체부에 원형으로 배치함으로써 전달된 유압에 의해 실린더의 로드가 롤러를 바깥쪽 방향으로 밀어내는 힘과, 이에 대해 롤러가 버티는 힘을 통해 적절한 반발력을 형성함으로써 실제 환경과 유사한 환경이 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

이때, 가해지는 유압의 정도를 조절할 수 있기 때문에 원유저장탱크 내부의 다양한 점도 및 유량 상태에 따른 시험이 가능해질 수 있게 하려는 것이다.

또한, 모터를 통해 터빈의 회전수를 조절할 수 있도록 되어 있어 터빈의 회전수에 따른 변화도 측정할 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 레일은 테이블의 벽체부 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되도록 하여 다양한 규격의 제트 믹서의 내구성을 시험할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 제트믹서 시험장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 원유공급 배관에 고정되며, 하단에 원유유입구(111)가 형성되어 원유가 내측으로 유입되며, 원유유입구(111)를 통해 공급되는 원유의 압력 및 유량에 의해 회전하는 블레이드(122) 및 블레이드(122)와 연결된 채 수직 방향으로 형성되어 있는 샤프트(121)를 포함하여 구성된 터빈(120)이 내부에 설치되어 있는 고정부(100)와, 내부가 고정부(100) 내부와 연통되도록 상기 고정부(100)의 상부에 연결되어 있되, 일측이 상기 터빈(120)과 연결되어 터빈(120)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있으며, 측면에 원유가 분사되는 분사구(250)가 형성되어 있는 회전부(200)로 구성된 제트믹서를 시험하는 제트믹서 시험장치에 있어서, 상부에 상기 제트믹서의 고정부(100) 하단이 안착되는 안착부(11)가 구비되어 있으며, 안착부(11)의 둘레를 따라 상측으로 돌출된 원통형의 벽체부(12)가 형성되어 있는 테이블(10)과; 상기 안착부(11)를 관통하여 상기 샤프트(121)와 연결되어 샤프트(121)를 강제 회전시켜 샤프트(121)와 연결된 제트믹서의 회전부(200)를 회전시키는 회전장치(20)와; 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 가하는 유압공급장치(30)와; 상기 테이블(10)의 벽체부(12) 내주면을 따라 형성되어 있는 레일(40)과; 일측 단부는 상기 레일(40)을 타고 이동하는 롤러(54)가 설치되어 있으며, 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력 및 유량을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있으며, 일측은 상기 유입된 압력 및 유량에 따라 롤러(54)와 레일(40) 사이의 반력을 조절하도록 이루어진 반력조절장치(50);를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 회전장치(20)는 상기 샤프트(121)와 연결되는 샤프트연결부재(21)와; 상기 샤프트연결부재(21)와 연결되어 샤프트연결부재(21)를 강제 회전시키는 구동모터(22);로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반력조절장치(50)는 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력 및 유량을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있는 실린더몸체(51)와; 일측이 상기 실린더몸체(51)에 삽입되어 있으며, 실린더몸체(51)로 유입되는 유압에 따라 전,후진하도록 이루어져 있는 로드(52)와; 상기 로드(52)의 단부에 연결되어 있는 롤러연결부재(53)와; 상기 롤러연결부재(53)에 자유 회전 가능하게 연결되어 있으며, 외주면이 상기 레일(40)과 접하도록 이루어진 롤러(54);로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 유압공급장치(30)는 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 타측은 유압공급펌프(31a)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 공급하는 공급배관(31)과; 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 관로 일측에 압력계(32a)가 설치되어 있으며, 원유유입구(111) 내부의 유체를 드레인하고, 일측에 에어퍼지(32b)가 설치되어 있는 드레인배관(32);으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

아울러, 일측은 상기 테이블(10)에 연결되어 있고, 타측은 상기 레일(40)에 연결되어 레일(40)을 상하로 이동시키는 레일이동장치(60)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 단시간에 실제 사용될 제트믹서의 내구성을 검증할 수 있도록 분사구로부터 유체가 분사될 때 작용하는 유체의 운동량에 해당하는 반발력을 가하는 반력조절장치가 제트믹서 회전부의 회전 경로를 따라 이동하면서 지속적으로 제공하도록 하면서, 제트믹서의 회전부를 강제 연속 회전시키도록 하여 실제 설치 환경과 최대한 유사한 환경 조건을 만들어 연속 회전을 통해 단기간에 제트 믹서를 구동시킨 다음, 제트믹서를 분해하여 오링, 기어박스, 슬라이딩 플레이트와 같은 제트믹서 내부 부품들의 상태를 육안으로 확인하여 내구성을 검증 평가할 수 있게 된다.

구체적으로, 제트믹서가 원유 저장태크 내부에 위치한 상태는 제트믹서 외부가 점성이 높은 원유로 둘러쌓인 환경이며, 이때 회전부의 회전 및 펌프의 압력 및 유량에 의해 유체가 분사될 때 주변의 원유로부터 반발력이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 제트믹서 내부로 유체를 공급하는 한편, 분사구에 실린더와 같은 반력조절장치를 설치하고, 반력조절장치의 롤러가 타고 이동할 수 있는 레일을 테이블 벽체부에 원형으로 배치함으로써 전달된 유압에 의해 실린더의 로드가 롤러를 바깥쪽 방향으로 밀어내는 힘과, 이에 대해 롤러가 버티는 힘을 통해 적절한 반발력을 형성함으로써 실제 환경과 유사한 환경이 이루어질 수 있게 된다.

이때, 가해지는 유압의 정도를 조절할 수 있기 때문에 원유저장탱크 내부의 다양한 점도 및 유량 상태에 따른 시험이 가능해질 수 있게 된다.

또한, 모터를 통해 터빈의 회전수를 조절할 수 있도록 되어 있어 터빈의 회전수에 따른 변화도 측정할 수 있게 된다.

더불어, 레일은 테이블의 벽체부 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되도록 하여 다양한 규격의 제트 믹서의 내구성을 시험할 수 있게 된다.

도 1은 제트믹서의 일 실시예를 나타낸 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 제트믹서 시험장치를 나타낸 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 제트믹서 시험장치에 제트믹서가 설치된 상태를 나타낸 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 제트믹서 시험장치의 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에서 제트믹서 회전부의 회전에 따른 반력조절장치의 위치 변화를 나타낸 사시도.

본 발명의 제트믹서 시험장치의 설명에 앞서, 제트믹서의 구성에 대해 개략적으로 설명하기로 한다.

제트믹서는 도 1에 나타나 있는 바와 같이 크게 고정부(100)와, 고정부(100)에 회전 가능하게 연결된 회전부(200)로 구성되어 있다.

상기 고정부(100)는 하부에 원유가 유입되는 원유유입구(111)가 형성되고, 하단부에 원유유입구를 감싼 플랜지부(112)가 구비된 결합부(110)를 포함한다.

한편, 결합부(110)는 회전부(200)의 하부 내측에 형성되는 터빈지지대(210)와 결합되어 상측 원주 방향으로 복수 개가 배열된 핑거(220)와 연접한다.

한편, 상기 결합구(110)는 회전부(200)의 하부 내측에 형성되는 터빈지지대(210)와 결합되어 상부 원주방향으로 복수 개가 배열된 핑거(220)와 연접한다.

또한, 복수 개의 상기 핑거(220)는 원유가 제트믹서 내로 유입되어 상기 노즐본체(230)에 도달하는 것을 방해하지 않게 장착된다.

또한, 터빈지지대(210)의 상부 말단은 상기 터빈지지대(210)로부터 축방향으로 연장되어 터빈(120)을 지지하도록 상기 터빈지지대(210)의 중심에서 천공 가공된 평평한 원주표면을 형성한다.

또한, 상기 터빈(120)은 상기 고정부(100)의 중심에 설치되는 샤프트(121)와, 상기 샤프트(121)의 하부 일측에 하나 이상 설치되는 블레이드(122)로 구성된다.

한편, 상기 샤프트(121)의 상부에 형성된 웜기어(123)는 상기 웜기어(123)의 일측에 설치된 웜휠(240)과 맞물려 회전한다.

상기 회전부(200)는 상기 고정부(100)의 상부에 하부가 결합되고, 상기 터빈(120)의 상부와 결합되는 터빈지지대(210)와, 상기 터빈(120)과 일측이 결합되는 미도시된 원통형의 기어부와, 상기 고정부(100)를 둘러싸는 미도시된 원통형의 노즐본체를 포함한다.

상기 터빈지지대(210)는 중앙에 관통홀이 마련되어 상기 터빈(120)의 샤프트(121)를 감싸며, 하부는 중앙이 천공된 평평한 원주표면을 형성한다.

또한, 상기 터빈지지대(210)는 결합구(110)와 상기 터빈지지대(210) 사이에 필요한 연결통로를 제공하고, 원유관통에 대하여 어떠한 상당한 방해도 제공하지 않는 형상과 치수로 상기 터빈지지대(210)의 일측에 설치되는 핑거(222)와 연접한다.

한편, 상기 제트믹서의 회전부(200)는 터빈(120)의 회전에 대응하여 전체 360°회전가능하고, 원유는 동시에 하나 또는 두 개의 노즐을 관통하여 분사될 수 있다.

상기 기어부는 유입되는 원유의 이송 압력 및 유량에 의해 터빈(120)이 회전되면 상기 터빈(120)의 상부에 형성된 웜기어(123)의 회전에 연동되어 웜휠(240)이 회전하고, 상기 웜휠(240)이 회전함으로써 회전한다.

상기 기어부가 회전하면 상기 기어부와 회전부(200)의 외주연을 연결하는 링기어(미도시)가 회전하여 상기 회전부(200)를 회전시킨다.

상기 노즐본체(230)는 상기 고정부(100)를 둘러싸고, 두 개의 정반대로 마주하는 원형 노즐구멍(미도시)을 구비하고, 상기 노즐구멍(미도시)에 결합되는 노즐은 각 노즐구멍(미도시)에서 노즐본체(230)에 확고하게 고정된다.

이러한 제트믹서는 제트믹서는 저장탱크의 내부에 설치되고, 원유유입구(20)는 원유가 이송되는 파이프와 결합된다.

원유가 원유유입구(20)를 통과하여 제트믹서의 내부로 흐를 때, 원유의 이송압력 및 유량이 블레이드(124)에 작용하여 터빈(120)의 샤프트(121)를 회전시킨다.

한편, 샤프트(121)가 회전하면 상기 샤프트(121)의 하부에 형성된 웜기어(123)가 회전하고, 상기 웜기어(123)에 치차결합하는 웜휠(240)이 회전한다.

상기 웜휠(240)이 회전하면 치차결합된 상기 기어부가 회전하면 상기 기어부와 회전부(200)의 외주연을 연결하는 링기어(미도시)가 회전하여 상기 회전부(200)를 회전시킨다.

또한, 상기 회전부(200)가 회전하면서 회전부(200)의 일측 혹은 양측에 형성된 노즐을 통해 원유가 저장탱크에 분산되어 저장된다.

이하에서는 상기와 같은 제트믹서의 내구성을 시험하기 위한 본 발명의 제트믹서 시험장치에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 제트믹서 시험장치는 상기와 같이 원유공급 배관에 고정되며, 하단에 원유유입구(111)가 형성되어 원유가 내측으로 유입되며, 원유유입구(111)를 통해 공급되는 원유의 압력 및 유량에 의해 회전하는 블레이드(122) 및 블레이드(122)와 연결된 채 수직 방향으로 형성되어 있는 샤프트(121)를 포함하여 구성된 터빈(120)이 내부에 설치되어 있는 고정부(100)와, 내부가 고정부(100) 내부와 연통되도록 상기 고정부(100)의 상부에 연결되어 있되, 일측이 상기 터빈(120)과 연결되어 터빈(120)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있으며, 측면에 원유가 분사되는 분사구(250)가 형성되어 있는 회전부(200)로 구성된 제트믹서를 시험하기 위한 것이다.

본 발명의 제트믹서 시험장치는 크게 테이블(10), 회전장치(20), 유압공급장치(30), 레일(40), 반력조절장치(50)를 포함하여 구성되어 있다.

테이블(10)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상면이 원판 형의 형상을 취하며, 하부에는 다수의 지지다리가 결합되어 있다.

이때, 테이블(10)에는 상부에 상기 제트믹서의 고정부(100) 하단이 안착되는 안착부(11)가 구비되어 있다.

안착부(11)는 제트믹서의 고정부(100) 하단이 완전히 밀착되어 유체의 유출이 발생하지 않게 하는 것이 좋다.

이를 위해 테이블(10) 중앙에 개구부를 형성하되, 개구부의 둘레에 안착턱(13)을 형성하여 고정부(100) 하단이 안착턱(13)에 안착되도록 함과 더불어, 안착부(11)는 상면 둘레가 안착턱(13) 하부에 접하도록 하되, 도시된 바와 같이 다수의 볼트(14)를 통해 제트믹서 고정부(100)의 플랜지부(112)로부터 안착부(11)를 관통 체결하여 유체 누출이 발생하지 않게 할 수 있다.

한편, 테이블(10)의 둘레를 따라 도시된 것처럼 상측으로 돌출된 원통형의 벽체부(12)가 형성되어 있다.

벽체부(12)는 테이블(10) 바닥에 기밀이 유지되도록 고정됨이 바람직하다.

이는, 테스트 대상인 제트믹서의 외부에 유체가 존재하는 상태 즉, 벽체부(12)와 테이블(10) 바닥으로 둘러쌓인 공간에 원유 등과 같은 유체를 충진시킨 상태에서의 시험을 통해 다양한 외부 조건하에서의 제트믹서의 내구성을 측정할 수 있게 해주게 된다.

회전장치(20)는 상기 안착부(11)를 관통하여 상기 샤프트(121)와 연결되어 샤프트(121)를 강제 회전시켜 샤프트(121)와 연결된 제트믹서의 회전부(200)를 회전시키도록 이루어져 있다.

구체적인 예로 상기 샤프트(121)와 연결되는 샤프트연결부재(21)와, 상기 샤프트연결부재(21)와 연결되어 샤프트연결부재(21)를 강제 회전시키는 구동모터(22)로 구성될 수 있다.

이때, 샤프트연결부재(21)는 안착부(11)를 관통하여 제트믹서 고정부(100)의 샤프트(121)와 나사결합되거나 캡 등을 이용하여 연결되며, 샤프트연결부재(21)가 관통하는 안착부(11)에는 원할한 샤프트연결부재(21)의 회전을 위한 베어링, 유압의 누출을 방지하기 위한 실이 설치됨은 자명하다 할 것이다.

유압공급장치(30)는 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 가하도록 이루어져 있다.

이 유압공급장치(30)는 제트믹서 사용시 제트믹서의 내부로 유입되어 블레이드(122)를 회전시키는 원유의 역할이 아닌 반력조절장치(50)의 작동을 위한 것이며, 블레이드(122)의 회전은 회전장치(20)를 통해 이루어게 된다.

유압공급장치(30)의 구체적인 구성 예로 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 타측은 유압공급펌프(31a)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 공급하는 공급배관(31)과, 일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 관로 일측에 압력계(32a)가 설치되어 있으며, 원유유입구(111) 내부의 유체를 드레인하고, 일측에 에어퍼지(32b)가 설치되어 있는 드레인배관(32)으로 구성될 수 있다.

시험시에는 드레인배관(32)은 차단 상태가 되도록 하면서 공급배관(31)을 통해 유압을 공급하여 반력조절장치(50)의 반력을 조절시킨다.

한 사이클의 시험이 종료되면 드레인배관(32)을 통해 제트믹서 내부의 유압을 드레인하여 제트믹서 내부를 육안 검증하게 된다.

이때, 드레인배관(32)과 공급배관(31)은 하나의 유체저장탱크와 연결되도록 하여 순환 사용하도록 할 수 있다.

이때, 유압공급장치(30)를 통해 유압을 가하게 되는 유체는 기름 뿐만 아니라, 물, 공기 등으로 구성될 수 있다.

레일(40)은 상기 테이블(10)의 벽체부(12) 내주면을 따라 형성되어 있다.

레일(40)은 벽체부(12) 내주면에 용접 고정될 수 있다.

그런데, 시험대상인 제트믹서의 크기가 다양한 경우 특히 분사구의 높이가 서로 다른 경우에는 각 시험 대상마다 시험장치를 별도로 준비해야 하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일측은 상기 테이블(10)에 연결되어 있고, 타측은 상기 레일(40)에 연결되어 레일(40)을 상하로 이동시키는 레일이동장치(60)가 더 구비될 수 있다.

도면에서 레일이동장치(60)는 유압 또는 공압 실린더로 구성되어 실린더 로드가 레일을 고정하도록 하여 유압 또는 공압 작동에 의해 로드의 길이를 조절하여 레일(40)이 상하로 이동하도록 하였다.

반력조절장치(50)는 일측 단부는 상기 레일(40)을 타고 이동하는 롤러(54)가 설치되어 있으며, 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력 및 유량을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있으며, 일측은 상기 유입된 압력 및 유량에 따라 전, 후진하도록 이루어져 롤러(54)와 레일(40) 사이의 반력을 조절하도록 이루어져 있다.

이러한 반력조절장치(50)는 실린더몸체(51), 로드(52), 롤러연결부재(53) 및 롤러(54)로 구성될 수 있다.

실린더몸체(51)는 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력 및 유량을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있다.

로드(52)는 일측이 상기 실린더몸체(51)에 삽입되어 있으며, 실린더몸체(51)로 유입되는 유압에 따라 전,후진하도록 이루어져 있다.

롤러연결부재(53)는 상기 로드(52)의 단부에 연결된 "ㄷ" 형상을 취하도록 이루어져 있다.

롤러(54)는 상기 롤러연결부재(53)에 축결합되어 자유 회전 가능하게 연결되어 있다.

이러한 롤러(54)는 도시된 것처럼 상기 레일(40)과 접하도록 이루어져 회전부(200)의 회전에 따라 레일(40)을 타고 이동하도록 이루어져 있다.

이러한 반력조절장치(50)는 유압공급장치(30)를 통해 실린더몸체(51)로 가해진 압력의 크기에 따라 로드(52)가 전진하려는 힘을 받게 되면서 레일(40)과 롤러(54) 사이에 압력이 조절된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 제트믹서 시험장치는 도면에 도시된 것처럼 컨트롤장치(70)가 구비되며, 컨트롤장치(70)는 구동모터(22) 및 유압공급펌프(31a)와 연결되고, 외부에는 버튼과 같은 입력수단이 구비되어 사용자가 구동모터(22)의 회전수, 유압공급펌프(31a)를 통해 가해지는 압력 및 유량의 정도를 조절하도록 할 수 있다.

더불어, 압력계(32a)를 전자식 압력계로 구성하고, 이를 컨트롤장치(70)와 연결하여 유압공급펌프(31a)를 통해 가해진 내부 압력이 자동 측정되도록 할 수도 있다.

또, 컨트롤장치(70)에는 저장메모리 또는 프린트 등과 연결되어 가동시간, 압력, 모터 회전수 등의 설정 데이터가 저장 또는 출력되도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제트믹서 시험장치의 일 작동 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제트믹서의 고정부(100)를 안착부(11)에 안착시킨 후 제트믹서의 샤프트(121)에 연결된 미표기된 캡을 분리한 다음 샤프트(121)와 샤프트연결부재(21)를 서로 고정시키고, 볼트(14)를 조여 제트믹서를 테이블(10)에 견고하게 고정시킨다.

더불어, 제트믹서의 분사구(250)에는 반력조절장치(50)를 연결한다.

이 상태에서 공급배관(31)을 통해 제트믹서 내부로 유압이 들어가게 한다.

밀폐된 제트믹서 내부 공간에 공급배관(31)을 통해 유입된 유압에 의해 압력이 생성되면 반력조절장치(50)의 로드(52)가 외측 방향으로 이동하면서 롤러(54)가 레일(40)과 접하여 밀고 있는 상태가 된다.

압력계(32a)를 통해 제트믹서 내부 압력이 10kg/㎠ 정도의 적정 압력이 생성된 것을 확인되면 유압공급펌프(31a)의 작동을 중지하고 공급배관(31)을 차단한다.

이어 구동모터(22)를 작동시켜 샤프트연결부재(21)를 1,800rpm과 같은 속도로 회전시킨다.

이렇게 되면 기어 연결 방식에 의해 샤프트(121)와 연결된 회전부(200)가 회전하는 상태가 되며, 회전부(200)의 분사구(250)에 연결된 반력조절장치(50)는 함께 회전하는 상태가 된다.

이때, 레일(40)과 롤러(54)는 실린더몸체(51)로 유입되는 압력에 의해 서로 반력을 가진 상태에서 회전하는 상태가 되어 내구성 테스트가 가능해지게 된다.

테스트 중 제트믹서 내부의 압력 및 유량에 따라 유압은 자동으로 공급 및 중단되도록 할 수 있다.

이러한 일련의 과정을 끝낸 다음에는 드레인배관(32)을 통해 제트믹서 내부의 압력을 해소하고, 반력조절장치(50)를 제트믹서로부터 분리한 다음, 제트믹서 내부를 분해하여 내부의 오링, 실, 내부 표면, 터빈 등의 상태를 육안으로 확인하여 내구성을 점검하면 된다.

이처럼 본 발명은 제트믹서 내부에 실제의 설치 환경과 유사한 압력 환경을 제공하고, 실제와 같이 회전부를 회전시켜 사용 환경을 만들어 육안으로 점검할 수 있는 바, 제트 믹서의 성능 검정의 정확도를 높일 수 있다 할 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 제트믹서 시험장치는 비단 원유 저장 탱크에 설치되는 제트믹서 외에도 다양한 유체의 분산을 위해 사용되는 제트믹서의 성능 점검에 활용될 수 있다 할 것이다.

10 : 테이블 11 : 안착부
12 : 벽체부 13 : 안착턱
14 : 볼트 20 : 회전장치
21 : 샤프트연결부재 22 : 구동모터
30 : 유압공급장치 31 : 공급배관
31a : 유압공급펌프 32 : 드레인배관
32a : 압력계 32b : 에어퍼지
40 : 레일 50 : 반력조절장치
51 : 실린더몸체 52 : 로드
53 : 롤러연결부재 54 : 롤러
60 : 레일이동장치 70 : 컨트롤장치
100 : 고정부 110 : 결합구
111 : 원유유입구 112 : 플랜지부
120 : 터빈 121 : 샤프트
122 : 블레이드 123 : 웜기어
200 : 회전부 210 : 터빈지지대
220 : 핑거 230 : 노즐본체
240 : 웜휠 250 : 원유분사구

Claims (5)

1. 원유공급 배관에 고정되며, 하단에 원유유입구(111)가 형성되어 원유가 내측으로 유입되며, 원유유입구(111)를 통해 공급되는 원유의 압력 및 유량에 의해 회전하는 블레이드(122) 및 블레이드(122)와 연결된 채 수직 방향으로 형성되어 있는 샤프트(121)를 포함하여 구성된 터빈(120)이 내부에 설치되어 있는 고정부(100)와, 내부가 고정부(100) 내부와 연통되도록 상기 고정부(100)의 상부에 연결되어 있되, 일측이 상기 터빈(120)과 연결되어 터빈(120)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있으며, 측면에 원유가 분사되는 분사구(250)가 형성되어 있는 회전부(200)로 구성된 제트믹서를 시험하는 제트믹서 시험장치에 있어서,
   상부에 상기 제트믹서의 고정부(100) 하단이 안착되는 안착부(11)가 구비되어 있으며, 안착부(11)의 둘레를 따라 상측으로 돌출된 원통형의 벽체부(12)가 형성되어 있는 테이블(10)과;
   상기 안착부(11)를 관통하여 상기 샤프트(121)와 연결되어 샤프트(121)를 강제 회전시켜 샤프트(121)와 연결된 제트믹서의 회전부(200)를 회전시키는 회전장치(20)와;
   일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 가하는 유압공급장치(30)와;
   상기 테이블(10)의 벽체부(12) 내주면을 따라 형성되어 있는 레일(40)과;
   일측 단부는 상기 레일(40)을 타고 이동하는 롤러(54)가 설치되어 있으며, 타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력 및 유량을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있으며, 일측은 상기 유입된 압력에 따라 롤러(54)와 레일(40) 사이의 반력을 조절하도록 이루어진 반력조절장치(50);를 포함하여 구성된,
   제트믹서 시험장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전장치(20)는
   상기 샤프트(121)와 연결되는 샤프트연결부재(21)와;
   상기 샤프트연결부재(21)와 연결되어 샤프트연결부재(21)를 강제 회전시키는 구동모터(22);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   제트믹서 시험장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 반력조절장치(50)는
   타측은 상기 테이블(10)에 안착된 제트믹서의 분사구(250)에 연결되어 상기 유압공급장치(30)에 의해 원유유입구(111)로 유입된 압력을 상기 분사구(250)를 통해 수용하도록 이루어져 있는 실린더몸체(51)와;
   일측이 상기 실린더몸체(51)에 삽입되어 있으며, 실린더몸체(51)로 유입되는 유압에 따라 전,후진하도록 이루어져 있는 로드(52)와;
   상기 로드(52)의 단부에 연결되어 있는 롤러연결부재(53)와;
   상기 롤러연결부재(53)에 자유 회전 가능하게 연결되어 있으며, 외주면이 상기 레일(40)과 접하도록 이루어진 롤러(54);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   제트믹서 시험장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 유압공급장치(30)는
   일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 타측은 유압공급펌프(31a)와 연결되어 안착부(11)에 안착된 제트믹서의 원유유입구(111) 내부로 유압을 공급하는 공급배관(31)과;
   일측이 상기 안착부(11)와 연결되어 있고, 관로 일측에 압력계(32a)가 설치되어 있으며, 원유유입구(111) 내부의 유체를 드레인하고, 일측에 에어퍼지(32b)가 설치되어 있는 드레인배관(32);으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   제트믹서 시험장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   일측은 상기 테이블(10)에 연결되어 있고, 타측은 상기 레일(40)에 연결되어 레일(40)을 상하로 이동시키는 레일이동장치(60)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
   제트믹서 시험장치.

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