KR102108762B1 - 위치 자동교정 기능을 갖는 누설시험장치용 밀폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 '누설시험(leaking test)'에 있어서 시험을 위한 물이나 공기를 주입하는 반대 측 통로를 밀폐하기 위한 장치에 관한 것으로, 밀폐수단이 측방향으로 슬라이딩되면서 이동이 가능하도록 설치함으로써 밀폐수단이 검사대상의 연결관에 밀착되는 과정에서 밀폐수단이 측방향으로 이동하면서 자동으로 센터가 일치되도록 한 것이며, 따라서 밀폐할 통로의 위치가 측 방향으로 오차를 갖더라도 자동으로 센터링되면서 정확한 밀폐가 이루어지도록 하는 밀폐장치에 관한 것이다.

Description

위치 자동교정 기능을 갖는 누설시험장치용 밀폐장치{Sealing device for leak testing device with automatic position correction function}

본 발명은 유체(流體)가 사용되는 각종 기기의 누설을 시험하는 장치에 있어서, 시험을 위한 물이나 공기를 주입하는 반대 측 통로(연결관)를 밀폐하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 밀폐할 통로의 위치가 측 방향으로 오차를 갖더라도 밀폐구가 이를 자동으로 센터링하면서 정확한 밀폐가 이루어지도록 하는 밀폐장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 압력을 갖는 공기나 물, 오일 등 유체(流體)가 사용되는 각종 기기는 제조과정에서 결합부나 용접부위 등의 결함에 의한 누출이 발생할 수 있는데, 이를 예방하기 위하여 기기를 제조한 후에는 미리 물이나 공기압력을 가하여 누설의 발생을 확인하는 과정을 거치고 있는데 이를 '누설시험(leaking test)'이라고 한다.

이러한 기능을 하는 누설시험장치는 통상 시험대상 기기의 일측 통로에 압력을 주입하는 장치를 구비하고, 시험대상 기기의 타측 통로는 밀폐되도록 하여 시험도중 압력이 배출되는 것을 확실히 방지하여야 정확한 측정이 이루어질 수 있다.

이를 위하여 누설시험장치의 밀폐장치는 선단에 대상물이 밀폐할 통로에 밀착되면서 밀폐가 가능한 쿠션이 있는 재질로 된 밀폐구를 갖고, 밀폐할 통로에 근접하여 있다가 측정이 시작되면 전진하여 밀폐할 통로를 막아주게 되고, 이러한 상태로 압력을 주입하는 측에서 압력을 주입하여 밀폐 여부를 측정 한 다음 다시 후진하여 다음의 시험을 위하여 대기하는 형태로 작동한다.

그런데 누설을 시험할 대상 기기는 통상 용접, 사출 또는 부품 간의 결합으로 이루어지는 밀폐용기 형태로서 제조과정에서 용접이나 결합 작업시의 오차 또는 합성수지 사출의 오차에 의하여 연결관의 위치가 설계된 위치보다 측 방향으로 약간 이동하여 구성되는 오차가 발생하게 되는 것이다.

이러한 경우 테스트 대상물을 정확한 위치에 고정시키더라도 밀폐를 위한 마스킹툴이 전진하는 위치에 연결관이 정확히 위치하지 않는 경우가 많은 것이고, 따라서 연결관을 정확하게 막지 못하게 되므로 누설시험이 불가하거나 잘못된 시험결과로 인하여 정상제품까지 불량으로 판단하는 등의 문제가 발생하는 것이다.

이에 대비하여 종래에는 밀폐할 연결관의 직경보다 넓은 평면형태의 밀폐수단을 선단에 장착하여 통로의 위치에 차이가 있더라도 모두 밀폐할 수 있도록 대응하고 있으나, 이러한 경우에는 밀폐수단이 항상 위치가 조금씩 다른 위치의 연결관 입구에 반복적으로 밀착되어 균일한 밀폐유지가 어렵고 연결관의 선단에 날카로운 부분이 있는 경우 밀폐수단에 직접 손상이 가해지므로 자주 교체가 필요한 것으로, 결국 밀폐수단의 변형과 밀폐 정밀성의 급격한 저하에 따라 시험의 정확성과 균일성도 저하되고 밀폐수단의 수명이 매우 짧아지는 단점이 있었던 것이다.

특허 공개공보 10-2007-0116050(공개일자: 2007.12.06)

상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 시험대상물의 연결관의 위치가 이미 설계된 위치와 일부 차이가 있더라도 밀폐를 위해 밀폐구가 전진하여 밀폐가 이루지는 과정에서 자동으로 정확한 중심위치로 이동하면서 밀폐가 이루어지도록 하여 밀폐의 정확성과 신속성 및 부품의 정상 여부 판별능률을 향상시키도록 함을 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 검사를 위하여 전후진 하는 지지체에 검사를 위하여 밀폐작용이 일어나는 밀폐수단을 결합하되, 밀폐수단이 측방향으로 슬라이딩되면서 이동이 가능하도록 설치함으로써 밀폐수단이 검사대상의 연결관에 밀착되는 과정에서 밀폐수단이 측방향으로 이동하면서 자동으로 센터가 일치되도록 함을 특징으로 한다.

밀폐수단이 측방향으로 이동이 가능하게 하는 구체적인 수단의 예로는, 지지체에 고정되는 플레이트를 구성하고, 상기 플레이트에 유동축을 결합하되, 원형의 유동공간을 갖도록 결합하면서 플레이트의 상면과 하면에 스틸 볼(강구; steel ball)을 밀착되게 한 상태에서 상단에서 스틸 볼을 눌러 주도록 고정링을 결합하고 유동축의 중간에는 플레이트 아래의 스틸 볼을 밀착시키도록 스페이서를 나사 결합하는 것이다.

이러한 본 발명에 의하면, 제조과정에서 밀폐할 통로의 위치가 균일하지 않고 편차가 있더라도 밀폐를 위하여 결합되는 과정에서 자동으로 마스킹툴이 측방향으로 이동하면서 센터가 일치되는 것으로, 연질인 밀폐수단의 변형이 방지되어 수명이 연장되고 밀폐시험의 반복성(R&R)이 향상된다. 이에 따라 결국 검사대상 물품의 정상 여부 판별능률이 크게 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 예시도
도 2a, 도 2b는 본 발명의 작용 전후상태 단면도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 부품 사시도
도 4는 도 3의 설치상태 단면도

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 밀폐장치에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 검사대상(2)이 테스트를 위하여 안착되는 위치 부근에 설치되어 검사대상(2)의 연결관(3)을 향해 전후진 하면서 테스트과정에서 연결관(3)을 밀폐하는 작용을 반복하도록 구성된다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 지지대(100)에 고정된 실린더(101)의 작용에 의해 승강블록(102)이 승강을 하도록 구성되고 승강블록(102)의 일측에는 일직선의 승강을 이룩하기 위한 가이드봉(103)이 구성되어 지지대(100)에 고정된 가이드관체(104)에 삽입된 상태로 승하강하면서 가이드되도록 구성된다.

상기 승강블록(102)의 아래에 본 발명의 마스킹툴(1)을 비롯한 주요장치가 구성되는데, 승강블록(102)의 아래에 돌출되는 형태로 커버(16)가 결합되고 커버(16)의 중앙에 플레이트(16')가 고정되며, 상기 플레이트(16')를 이용하여 본 발명의 마스킹툴(1)이 측방향으로 이동가능한 상태로 결합되는 것이다.

본 발명의 마스킹툴(1)은 검사대상(2)의 외부로 돌출된 연결관(3)을 수용할 수 있는 내부공간이 형성된 마스킹 어댑터(12)와, 기밀도를 향상하기 위하여 상기 마스킹 어댑터(12)의 선단에 결합되는 연질의 캡(11)과, 상기 마스킹 어댑터(12)의 상부에 연결되어 플레이트(16')를 통과하는 유동축(13)으로 구성된다.

상기 플레이트(16')의 내경과 그 내부를 통과하는 유동축(13)의 외경 사이에는 원형의 유동공간(13')이 형성되도록 결합되며, 플레이트(16')의 상면과 하면에 스틸 볼(15)을 밀착되게 한 상태에서 유동축(13)의 상단에서 스틸 볼(15)을 눌러 주도록 고정링(14)을 결합하고 유동축(13)의 중간에는 플레이트(16') 아래의 스틸 볼(15)을 밀착시키도록 스페이서(17)를 나사 결합하였으며, 스페이서(17)의 아래에는 적당한 압력을 스틸 볼(15)을 밀착시킨 상태를 유지하도록 링너트(18)를 결합하였다.

상기 스틸 볼(15)은 위치를 유지시키기 위하여 스러스트 베어링에서 사용되는 형태의 리테이너와 함께 조립하는 것이 정확한 작동과 기능에 유리하며, 스틸 볼을 대체하여 물체를 수평으로 자유롭게 이동될 수 있게 하는 균등한 기술수단 즉, 미끄럼 방식의 마찰을 이용한 수단 등을 사용할 수도 있다.

상기 마스킹 어댑터(12)는 마스킹툴(1)의 하단에 구비되어 검사대상(2)의 외부로 돌출된 연결관(3)을 수용할 수 있는 홈을 갖는데, 검사대상(2)을 밀폐하기 위하여 연결관(3)과 효과적으로 밀착되도록 오링 등을 사용한다.

상기 마스킹 어댑터(12)와 연결관(3)의 기밀도를 향상하기 위하여 상기 마스킹 어댑터(12)의 외측면과 하면을 감싸는 연질의 캡(11)을 구비하여 검사대상(2)을 밀폐했을 때 마스킹 어댑터(12) 및 연결관(3)을 압착하도록 구성한다.

이때, 캡(11)의 내측에 곡면부(11-1)를 형성하여 연결관(3)이 삽입될 때 연결관(3)의 상단에 의해 곡면부(11-1)가 밀리면서 마스킹툴(1)을 움직여 연결관(3)을 중앙으로 가이드할 수 있도록 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 기밀검사를 하고자 하는 검사대상(2)에 밀폐를 하여야 할 연결관(3)에 본 발명의 마스킹툴(1)이 밀착하여 밀폐되게 한 다음 다른 연결관으로 압력을 가하여 압력의 누설여부로 기밀상태를 판별하는 것으로, 실린더(101)의 작용으로 승강블록(102) 이하 본 발명의 전체구성이 가이드관체의 가이드를 받으면 승하강을 하게 된다.

이때, 검사의 신뢰도를 보장하기 위해서는 연결관(3)의 완벽한 밀폐가 중요한데, 검사대상(2)이 합성수지 사출로 만들어지는 경우에는 검사대상(2)마다 연결관(3)이 정확히 동일한 위치에 구성되는 것이 아니고 위치에 편차가 발생하므로 마스킹툴(1)이 항상 일정한 위치에서만 전후진을 하면 항상 동일한 밀폐를 하기가 어려워진다.

이를 위하여 기본적으로 연결관(3)과 마스킹 어댑터(12)를 감싸는 연질의 캡(11)을 구비함과 동시에 캡(11)의 내면에는 곡면부(11-1)를 형성하였다.

특히, 본 발명은 커버(16)의 내부에서 플레이트(16') 상하면에 스틸 볼(15)이 삽입되어 있고 플레이트(16')와 유동축(13) 상단부 외경 사이에 유동공간(13')을 갖고 있으므로 커버(16) 내에서 유동축(13)의 수평이동이 자유롭게 되면서, 연결관(3)과 맞닿는 캡(11)의 내측에 곡면부(11-1)를 형성하여 상기와 같은 연결관(3) 위치의 편차에 대응할 수 있는 보완수단이 마련되는 것이다.

즉, 마스킹 어댑터(12)를 연결관(3)에 결합할 때 중심이 미세하게 어긋날 경우, 연결관(3)이 캡(11)의 곡면부 중 일부에 압력을 가하면서 미끄러져 들어가게 되며, 스틸 볼(15)에 의해 수평으로의 이동이 자유로운 마스킹 어댑터(12)와 유동축(13)이 가압방향으로 밀려나서 결국 연결관(3)의 중심에 유동축(13)과 마스킹 어댑터(12)의 중심이 일치된다.

연결관(3)이 완전히 삽입되어 마스킹 어댑터(12)의 홈에 밀착수용된 상태에서 연질의 캡(11)이 마스킹 어댑터(12), 연결관(3), 검사대상(2)의 표면에 압착되므로 더욱 기밀성을 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 설명한 본 발명의 구성은 마스킹툴(1)이 수직으로 승하강하면서 작용하는 구성의 예로 설명되었으나, 검사대상의 형태적 또는 기능적 특성에 따라 수평으로 전후진하면서 테스트작용을 하여야 하는 경우도 있을 것이다. 이러한 테스트 작동을 위하여 전체적인 구성을 수평으로 배열하는 경우, 유동축(13)과 마스킹 어댑터(12) 전체가 유동공간(13')의 중심에 위치하지 못하고 자중에 의해 아래쪽으로 밀착되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 도 3, 도 4와 같이 유동공간(13')에 꼭 맞게 삽입되는 원통형의 쿠션링(20)을 삽입하여 테스트 전에는 쿠션링(20)에 의해 유동축(13)이 유동공간(13')의 중심에 위치하게 하고, 작용시 유동축(13)이 일측으로 밀릴 때는 쿠션링(20)이 어느 한쪽으로 압축되면서 유동축(13)이 밀리게 되고 따라서 연결관(3)과 캡(11)이 일치하면서 정확한 밀폐가 이루어진 후, 유동축이 중심으로 복귀할 수 있는 것이다.

1: 마스킹툴 2: 검사대상
3: 연결관
11: 캡 11-1: 곡면부
12: 마스킹 어댑터 13: 유동축
13': 유동공간
14: 고정링 15: 스틸 볼
16: 커버 16': 플레이트
17: 스페이서 18: 링너트
20: 쿠션링
100: 지지대 101: 실린더
102: 승강블록 103: 가이드봉
104: 가이드관체

Claims (3)

1. 검사대상(2)이 테스트를 위하여 안착되는 위치 부근에 설치되어 검사대상(2)의 연결관(3)을 향해 전후진 하면서 테스트과정에서 연결관(3)을 밀폐하는 작용을 반복하도록 구성되는 누설시험장치용 밀폐장치에 있어서,
   실린더에 의해 승강하는 승강블록(102)의 아래에 돌출되는 형태로 커버(16)가 결합되고 커버의 중앙에 플레이트(16')가 고정되며,
   상기 플레이트에 마스킹툴(1)을 이루는 유동축(13)을 결합하되, 원형의 유동공간(13')을 갖도록 결합하고,
   플레이트(16')의 상면과 하면에 스틸 볼(15)을 밀착되게 한 상태에서 유동축(13)의 상단에서 스틸 볼(15)을 눌러 주도록 고정링(14)을 결합하고 유동축(13)의 중간에는 플레이트(16') 아래의 스틸 볼(15)을 밀착시키도록 스페이서(17)를 나사 결합하며,
   상기 유동축의 하단에 결합되는 마스킹 어댑터(12)와,
   마스킹 어댑터의 하부 및 외면에 결합되는 캡(11)으로 구성됨을 특징으로 하는 위치 자동교정 기능을 갖는 누설시험장치용 밀폐장치.
2. 제1항에 있어서, 스틸 볼(15)은 위치를 유지시키기 위하여 스러스트 베어링에서 사용되는 형태의 리테이너와 함께 조립하는 것을 특징으로 하는 위치 자동교정 기능을 갖는 누설시험장치용 밀폐장치.
3. 제1항에 있어서, 유동공간(13')에 꼭 맞게 삽입되는 원통형의 쿠션링(20)을 삽입하여 테스트 전에는 쿠션링(20)에 의해 유동축(13)이 유동공간(13')의 중심에 위치하게 하고, 작용시 유동축이 일측으로 밀릴 때는 쿠션링(20)이 어느 한쪽으로 압축되면서 테스트가 이루어진 다음 중심으로 복귀할 수 있도록 함을 특징으로 하는 위치 자동교정 기능을 갖는 누설시험장치용 밀폐장치.

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