KR101804945B1 - 초고압 실링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 실링장치는 일 영역이 콘 형상으로 이루어지는 제2 패킹부와 상기 제1 패킹부의 일 영역이 삽입 가능하도록 형성되는 홈을 포함하는 제2 패킹부를 구비한다. 이에 따라 고압이 인가되는 경우 홈의 확장에 의하여 제2 패킹부가 외부 실린더와 밀착되며, 초고압이 인가되는 경우 제2 패킹부에 의하여 오일이 유입되어 홈이 더욱 확장되어 실링효과를 향상시킬 수 있다.

Description

초고압 실링장치{HIGH PRESSURE SEALING APPARATUS}

본 발명은 초고압 유체를 수용하는 챔버에 끼워지는 피스톤 사이를 실링 하는 실링장치에 관한 발명이다.

종래의 유체를 수용하는 챔버와 피스톤 사이의 실링구조는 외주면에 형성되는 링 형상의 외부돌기와 내주면에 형성되는 링 형상의 내부돌기로 이루어지며, 고압이 발생하는 경우 상기 내부돌기는 피스톤 쪽으로 휘어지게 된다.

고압이 발생하는 경우 피스톤 쪽으로 휘어지는 링형상의 내부돌기에 의한 피스톤 내벽의 손상이 발생하며, 내부돌기의 형상이 뒤틀려 피스톤의 정비시 분해의 어려움이 발생하게 된다. 또한, 고압에서의 반복적인 사용에 의하여 돌출되는 부분의 손상이 발생하여 자주 교체해야하는 번거로움이 있다.

이에 본 발명의 초고압 저장장치를 누설 없이 장기간 실링 하기 위한 것에 실링장치를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공기가열기는 일 단부가 리세스되어 형성된 홈을 포함하는 제1 패킹링, 상기 홈에 일 영역이 삽입될 수 있도록 일 단부가 콘 형상으로 이루어지는 제2 패킹링 및 상기 제2 패킹링상에 배치되는 오링을 포함하고, 인가되는 압력에 근거하여 상기 제2 패킹링의 상기 일 단부가 상기 홈에 삽입되며 상기 홈이 확장되도록 상기 제2 패킹링이 변형되도록 이루어진다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 패킹링의 타단부에 배치되는 제1 백업링 및 상기 오링의 이탈을 방지하도록 상기 오링의 상부에 배치되는 제2 백업링을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 패킹링은 상기 제2 패킹링의 두께 방향으로 형성되는 제1 홀과 제1 홀로부터 상기 일 단부로 연결되는 제2 홀을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 인가되는 압력에 근거하여 상기 제1 홀로 유입된 오일이 상기 제2홀을 통하여 상기 홈으로 유입되도록 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 외부 압력으로 인하여 제2 패킹부가 제1 패킹부의 홈으로 삽입되거나 유입되는 오일에 의하여 상기 홈이 확장되므로, 제2 패킹부가 실린더 및 챔버에 밀착하게 되므로 실링효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 저압의 상태에서도 오링의 탄성력에 의하여 실링되므로, 저압 및 고압에서 모두 적용가능하다.

도 1은 실링장치가 장착되는 챔버 및 실린더의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 본 발명과 관련된 공기가열기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 실링장치가 장착되는 챔버 및 실린더의 단면도이다.

일 실시예에 따른 챔버(10)는 유체를 수용할 수 있는 내부공간을 구비한다. 상기 챔버(10)는 원통형 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 내부공간 또한 원통구조로 이루어질 수 있다. 상기 챔버(10)는 상기 내부공간을 커버하기 위하여 실린더(20)가 안착할 수 있는 결합공간을 포함할 수 있다.

상기 실린더(20)는 상기 원통구조의 내부공간으로 삽입될 수 있는 돌출영역을 포함한다. 상기 내부공간이 한 쌍의 개구영역을 포함하는 경우 상기 한 쌍의 개구영역에 끼워지는 한 쌍의 실린더가 배치될 수 있다.

상기 실린더(20)의 상기 돌출영역을 감싸며, 상기 실린더(20)와 상기 챔버(10)의 내벽면 사이에 본 발명의 실링장치(100)가 배치된다.

상기 챔버 및 실린더의 구조는 도면에 도시된 바에 한정되지 아니한다. 이하, 상기 챔버와 실린더 사이에 끼워져 유체의 누수를 방지하는 실링장치의 구체적인 구조를 설명한다.

도 2는 도 1의 A 영역의 확대도 이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2a 및 도 3a를 참조하면, 상기 실링장치(100)는 제1 백업링(110), 제1 패킹링(120), 제2 패킹링(130), 오링(140) 및 제2 백업링(120)을 포함한다. 상기 제1 백업링(110), 제1 패킹링(120), 제2 패킹링(130), 오링(140) 및 제2 백업링(120)은 각각 폐루프 형상으로 이루어지며, 상기 복수의 링들은 순차적으로 적층 된다. 상기 제1 백업링(110), 제1 패킹링(120), 제2 패킹링(130), 오링(140) 및 제2 백업링(120)의 두께는 실질적으로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 백업링(110, 120)은 상기 실링장치(100)의 최 외각에 배치되며 실질적으로 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2 백업링(110, 120)은 내부에 배치되는 복수의 링들의 이탈을 방지한다.

상기 제1 백업링(110) 상에 제1 패킹링(120)이 배치된다. 상기 제1 패킹링(120)은 일 단부에 형성되는 홈(121)을 포함한다. 상기 제1 패킹링(120)의 타단부는 상기 제1 백업링(110)과 접하고, 상기 제1 패킹링(120)의 일 단부는 상기 제2 패킹링(130)과 접하도록 배치된다.

상기 홈(121)은 상기 제1 패킹링(120)의 상기 일 단부로부터 리세스(recessed)되어 형성된다. 상기 홈(121)의 단면은 사각형으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 패킹링(120)은 탄성 변형 가능한 재질로 이루어지며, 상기 홈(121)에 상기 제2 패킹링(130)의 일 영역이 삽입되는 경우 상기 홈(121)을 형성하는 제1 패킹링(120)의 일 영역이 변형되도록 이루어진다.

상기 제2 패킹링(120)의 일 단부와 인접하도록 상기 제2 패킹링(130)이 배치된다. 상기 제2 패킹링(130)의 상기 제1 패킹링(120)과 인접한 일단부가 콘 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 제2 패킹링(130)의 단부는 두께가 점차적으로 작아지도록 빗면으로 이루어질 수 있다. 상기 콘 형상의 일 영역이 상기 제1 패킹링(120)의 상기 홈(121)에 삽입된 상태로 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니므로, 외부의 압력 및 상기 홈(121)의 너비에 따라 상기 제1 및 제2 패킹링(120, 130)이 서로 인접하게 배치된다.

상기 제2 패킹링(130)은 서로 교차하도록 형성되는 제1 및 제2 홀(141a, 141b)을 포함한다. 상기 제1 홀(141a)은 상기 제2 패킹링(130)의 두께 방향으로 형성되고, 상기 제2 홀(141b)은 상기 제2 홀(141a)의 일 영역으로부터 연장되어 상기 복수의 링들의 적층방향으로 형성된다. 상기 제2 홀(141b)은 상기 콘 형상으로 이루어지는 상기 제2 패킹링(130)의 일 영역에 형성되며, 상기 콘 형상의 단부까지 연장된다. 상기 제2 홀(141b)은 상기 제1 패킹링(120)의 상기 홈(121)과 연통된다.

상기 오링(140)은 상기 제2 패킹링(130) 상에 배치되고, 상기 제2 백업링(150)은 상기 오링(140) 상에 배치된다. 상기 오링(140)은 저압상태(약 300 바(bar) 미만)에서 실링을 유지하고, 고 압력 하에서는 상기 제2 패킹링(130)에 일정한 힘을 인가한다.

도 2에서 상기 실린더에 형성되는 T자형 구멍(21)은 저장장치에서 발생한 초고압 압력을 상기 실링장치(100)에 유입하기 위한 통로를 제공한다.

이하, 저압인 경우 및 고압인 경우 상기 실링장치의 실링상태를 설명한다.

도 3a는 저압인 상태에서 상기 실링장치의 상태를 설명하기 위한 개념도 이고, 도 3b는 고압이 인가된 상태에서 상기 실링장치의 상태를 설명하기 위한 개념도 이다.

상기 실링장치(100)의 조립 시에, 상기 오링(140)은 약 2~3mm 정도 눌리게 조립된다. 저압인 상태에서 상기 오링(140)의 탄성력에 의하여 상기 제2 패킹링(130)의 일 영역이 상기 홈(121)에 삽입되도록, 상기 제2 패킹링(130)을 이동시킨다. 이에 따라 상기 제1 패킹링(120)의 외면이 상기 챔버(10)의 외면에 밀착하게 되어 실링을 유지하게 된다.

상기 챔버(10)에 압력이 상승하면, 상기 제2 백업링(150)이 밀리고 이에 의하여 상기 제2 패킹링(130)의 콘 형상 부분이 상기 홈(121)에 더 삽입되어 상기 홈(121)이 확장된다. 즉, 상기 홈(121)의 형성하는 상기 제1 패킹링(120)이 벌어져 상기 챔버(10)의 외면과 밀착하게 된다. 상기 제1 패킹링(120)의 변형에 의하여 실링이 높아진다.

300바(bar) 이상의 고압에서, 상기 T형 구멍(21)을 통해 유입된 오일 등이 상기 제2 패킹링(130)의 상기 제1 및 제2 홀(131a, 131b)에 유입된다. 상기 제1 및 제2 홀(131a, 131b)에 유입된 오일은 상기 홈(131)에 차오르게 되며, 이에 따라 상기 홈(121)의 형성하는 상기 제1 패킹링(120)이 벌어지져 상기 챔버(10)의 외면과 더욱 밀착하게 된다.

한편, 상기 압력이 감소하면, 상기 홈(121) 및 상기 제1 및 제2 홀(131a, 131b)에 유입되었던 오일 등이 빠져나가게 되며, 상기 제1 패킹링(120)이 수축하면서 상기 콘 형상의 상기 제2 패킹링(130)을 밀어내게 된다.

이에 따라, 저압, 고압 및 초고압 상태에서 상기 제1 및 제2 패킹링들이 이동 및 변형되므로서, 밀착력을 향상시켜 실링효과를 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 설명된 복수의 링으로 이루어지는 실링장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (4)

1. 일 단부가 리세스되어 형성된 홈을 포함하는 제1 패킹링;
   상기 홈에 일 영역이 삽입될 수 있도록 일 단부가 콘 형상으로 이루어지는 제2 패킹링; 및
   상기 제2 패킹링상에 배치되는 오링을 포함하고,
   인가되는 압력에 근거하여 상기 제2 패킹링의 상기 일 단부가 상기 홈에 삽입되며 상기 홈이 확장되도록 상기 제2 패킹링이 변형되고,
   상기 제2 패킹링은 상기 제2 패킹링의 두께 방향으로 형성되는 제1 홀과 제1 홀로부터 상기 일 단부로 연결되는 제2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 실링장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 패킹링의 타단부에 배치되는 제1 백업링; 및
   상기 오링의 이탈을 방지하도록 상기 오링의 상부에 배치되는 제2 백업링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실링장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   인가되는 압력에 근거하여 상기 제1 홀로 유입된 오일이 상기 제2홀을 통하여 상기 홈으로 유입되는 것을 특징으로 하는 실링장치.

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