KR102178560B1 - Load Test Apparatus in Extreme Temperature Chamber - Google Patents

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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 하중재하장치가 열교차단(熱交遮斷) 구성을 가지고 있어서, 하중재하장치의 실린더 로드(cylinder rod)가 챔버의 관통공을 관통하여 신축함으로써 시편에 연직하중을 가하는 과정에서, 관통공과 실린더 로드 사이의 간극을 통해서 열손실과 결로현상이 발생하는 것을 효과적으로 차단하고 방지하며, 실린더 로드의 열전도로 인하여 챔버 외부의 각종 장치가 과도하게 냉각되는 것을 방지하고, 더 나아가 챔버 내의 수분으로 인하여 실린더 로드에 부식이 발생하거나 그로 인한 고장 발생 및 하중재하 과정에 문제가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 "열교차단 구조의 하중재하장치 및 이를 구비한 극한환경 시험장치"에 관한 것이다. In the present invention, since the load loading device has a thermal cross-blocking configuration, the cylinder rod of the load loading device penetrates through the through hole of the chamber and expands and contracts to apply a vertical load to the specimen. It effectively blocks and prevents heat loss and condensation from occurring through the gap between the ball and cylinder rod, prevents excessive cooling of various devices outside the chamber due to heat conduction of the cylinder rod, and furthermore, due to moisture in the chamber. It relates to "a load-loading device having a thermal cross-blocking structure and an extreme environment test device having the same" that can effectively prevent corrosion of a cylinder rod or a failure resulting therefrom and a problem in the load-loading process.

Description

열교차단 구조의 하중재하장치 및 이를 구비한 극한환경 시험장치{Load Test Apparatus in Extreme Temperature Chamber}Load Test Apparatus in Extreme Temperature Chamber with heat-interrupted structure

본 발명은 극저온(極低溫)이나 극고온(極高溫) 등과 같이 극한의 혹독한 내부 상태를 조성할 수 있는 챔버(Extreme Temperature Chamber) 내에 시험용 시편을 배치하고, 연직방향으로 신축하는 실린더 로드를 구비한 하중재하장치를 이용하여 시험용 시편에 연직하중을 가하여 시편의 강도 측정 등과 같은 하중에 대한 응답특성을 측정하고 관찰하는 극한환경 시험장치와, 이러한 극한환경 시험장치에 구비된 하중재하장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 하중재하장치가 열교차단(熱交遮斷) 구성을 가지고 있어서, 시편에 연직하중을 가하기 위하여 하중재하장치의 실린더 로드(cylinder rod)가 챔버의 관통공을 관통하여 신축하는 과정에서, 챔버의 관통공과 실린더 로드 사이의 간극을 통해서 열손실과 결로현상이 발생하는 것을 효과적으로 차단하고 방지하며, 실린더 로드의 열전도로 인하여 챔버 외부의 각종 장치가 과도하게 냉각 또는 과열되는 것을 방지하고, 더 나아가 챔버 내의 수분으로 인하여 실린더 로드에 부식이 발생하거나 그로 인한 고장 발생 및 하중재하 과정에 문제가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 "열교차단 구조의 하중재하장치 및 이를 구비한 극한환경 시험장치"에 관한 것이다. In the present invention, a test specimen is placed in a chamber capable of creating an extreme harsh internal state such as cryogenic or extremely high temperature, and a cylinder rod that expands and contracts in a vertical direction is provided. An extreme environment testing device that measures and observes response characteristics to loads such as strength measurement of the test specimen by applying a vertical load to a test specimen using a load loading device, and a load loading device provided in such an extreme environment testing device, Specifically, since the load-loading device has a thermal cross-blocking configuration, in the process of expanding and contracting the cylinder rod of the load-loading device through the through hole of the chamber in order to apply a vertical load to the specimen, It effectively blocks and prevents heat loss and condensation from occurring through the gap between the through hole of the chamber and the cylinder rod, and prevents excessive cooling or overheating of various devices outside the chamber due to heat conduction of the cylinder rod. Regarding "Loading Device of Heat Intersection Structure and Extreme Environment Test Device" that can effectively prevent corrosion of the cylinder rod due to moisture in the chamber or the occurrence of failures and problems in the loading process. will be.

극한지역에서의 파이프 라인 동결에 대한 대비, 극한지역에서의 새로운 건설공법 개발 및 검증 등 다양한 목적을 위하여, 매우 낮은 온도의 극저온 환경 또는 매우 높은 온도의 극고온 환경에서 재료나 부재의 성능을 사전 시험을 통해 검증할 필요가 있다. 이를 위해서 극한환경 시험장치를 이용한 시험(극한환경 시험)을 수행한다. 대한민국 등록특허 제10-1734360호에는 종래기술에 의한 극한환경 시험장치의 일예가 개시되어 있다. 종래의 극한환경 시험장치에는, 극저온(極低溫) 또는 극고온(極高溫)의 내부 환경을 조성할 수 있는 챔버(Extreme Temperature Chamber)와, 신축 가능한 실린더 로드(cylinder rod)를 포함하는 하중재하장치가 구비된다. 내부가 온도 극저온이나 극고온 또는 기타 극한상태에 있는 챔버 내에 시편을 배치하고, 실린더 로드가 챔버를 관통한 채 신축하여 시편에 연직하중을 가하게 되며, 그에 따른 강도, 균열 양상 등과 같은 시편의 구조적인 하중응답을 측정하고 모니터링 하는 방식으로 극한환경 시험이 수행된다. Pre-test the performance of materials or members in a very low temperature cryogenic environment or a very high temperature cryogenic environment for various purposes such as preparation for pipeline freezing in extreme regions, development and verification of new construction methods in extreme regions It needs to be verified through. For this, a test (extreme environment test) using an extreme environment test device is performed. Korean Registered Patent No. 10-1734360 discloses an example of an extreme environment test apparatus according to the prior art. In the conventional extreme environment test apparatus, a load-loading apparatus including a chamber capable of creating an internal environment of cryogenic or extremely high temperature (Extreme Temperature Chamber), and a cylinder rod that can be expanded and contracted. Is equipped. The specimen is placed in a chamber in which the internal temperature is cryogenic, extremely high temperature, or other extreme conditions, and the cylinder rod expands and contracts while penetrating the chamber to apply a vertical load to the specimen. An extreme environment test is carried out by measuring and monitoring the load response.

그런데 종래의 극한환경 시험장치에서는, 실린더 로드가 챔버의 관통공을 관통한 채 신축하여 시편에 연직하중을 가하는 과정에서, 관통공과 실린더 로드 사이의 간극을 통해서 열손실이 발생하게 되며, 이러한 열손실로 인하여 챔버의 실내를 원하는 온도로 유지하는데 어려움이 야기되며, 더 나아가 결로현상이 발생하는 문제점이 있다. However, in the conventional extreme environment test apparatus, in the process of applying a vertical load to the specimen by extending and contracting the cylinder rod penetrating through the through hole of the chamber, heat loss occurs through the gap between the through hole and the cylinder rod. Due to this, it is difficult to maintain the interior of the chamber at a desired temperature, and further, there is a problem in that condensation occurs.

경우에 따라서는 챔버의 내부를 매우 다습(多濕)한 상태로 만들어서 장시간 하중재하 시험을 수행할 수도 있는데, 이 때 실린더 로드가 다습 상태에 지속적으로 노출됨으로 인하여 실린더 로드에 부식이 발생할 수 있다. 특히 극한상태의 챔버를 관통하는 부분에서 실린더 로드에 부식이 발생할 수 있는데, 이 경우에는 실린더 로드의 신축이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. In some cases, the interior of the chamber may be made in a very humid state to perform a long-term load-loading test. In this case, corrosion may occur in the cylinder rod due to the continuous exposure of the cylinder rod to the high humidity state. In particular, corrosion may occur in the cylinder rod at a portion penetrating the chamber in an extreme state, and in this case, there is a problem that the cylinder rod does not expand and contract smoothly.

또한 챔버의 내부가 극저온의 극한상태로 되고, 이러한 극저온의 극한상태에서 실린더 로드가 챔버를 관통하여 챔버 내에서 연직방향으로 신축하는 과정에서, 실린더 로드 자체의 열전도로 인하여 챔버의 외부에 위치하는 각종 장치 역시 온도가 저하되어 결로가 발생할 수 있으며, 기타 성능 발휘에 악영향이 발생할 위험이 매우 크다. In addition, the interior of the chamber is in a cryogenic extreme state, and in the process of the cylinder rod penetrating the chamber and expanding and contracting in the vertical direction in the chamber in such an extreme state of cryogenic temperatures, various types of external components located outside the chamber due to heat conduction of the cylinder rod itself. The temperature of the device is also lowered, which may cause condensation, and there is a great risk of adversely affecting other performance.

대한민국 등록특허공보 제10-1734360호(2017. 05. 12. 공고).Republic of Korea Patent Publication No. 10-1734360 (2017. 05. 12. Announcement).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 극한의 내부 환경을 조성할 수 있는 챔버와, 신축 가능한 실린더 로드를 구비한 하중재하장치를 포함하는 극한환경 시험장치에서, 하중재하장치를 열교차단 구조를 가지도록 구성함으로써, 실린더 로드가 챔버의 관통공을 관통한 채 신축하여 시편에 연직하중을 가하는 과정에서, 관통공과 실린더 로드 사이의 간극을 통해서 열손실과 결로현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 실린더 로드의 열전도로 인한 챔버 내부의 극저온의 외부 전파를 억제할 수 있고, 더 나아가 챔버 내의 수분으로 인하여 실린더 로드에 부식이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 극한환경 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to overcome the problems and limitations of the prior art as described above, in an extreme environment testing apparatus including a chamber capable of creating an extreme internal environment and a load-loading device having a telescopic cylinder rod, By configuring the load-loading device to have a heat-interrupted structure, heat loss and condensation phenomenon are prevented through the gap between the through hole and the cylinder rod in the process of applying a vertical load to the specimen by expanding and contracting the cylinder rod through the through hole of the chamber. It can effectively prevent the occurrence of the cylinder rod, can suppress the external propagation of cryogenic temperature inside the chamber due to heat conduction of the cylinder rod, and furthermore, the extreme environment that can effectively prevent the occurrence of corrosion on the cylinder rod due to moisture in the chamber. It aims to provide a test device.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 극한의 내부환경을 조성할 수 있는 챔버(20)를 구비한 극한환경 시험장치(100)에 구비되어, 챔버(20) 내에 배치된 시편(200)에 연직하중을 가하는 하중재하장치(10)로서, 챔버(20)의 천정부(21)에 형성된 관통공을 관통하여 하단부가 챔버(20)의 내부에 위치한 상태에서 연직하게 신축하여 시편(200)에 연직하중을 재하하는 실린더 로드(1)를 포함하는데; 챔버(20)의 내부에서 실린더 로드(1)의 하부는, 연직방향으로의 길이 신축이 가능한 주름관(6)에 관통 삽입되어 있으며; 주름관(6)의 상단은 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀봉된 상태로 결합되고, 주름관(6)의 하단은 실린더 로드(1)의 하부를 밀봉된 상태로 감싸게 됨으로써; 실린더 로드(1)가 하중재하를 위하여 자유롭게 연직방향으로 신축하는 것이 가능하면서도, 챔버(20) 내부의 습기나 냉,온기가 주름관(6)의 내부로 유입되지 않고 천정부(21)의 관통공이 주름관(6)에 의해 챔버(20)의 내부와 격리되어, 관통공으로 인한 챔버 내외부간의 열교가 차단되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 하중재하장치가 제공된다. In the present invention, in order to achieve the above object, it is provided in the extreme environment testing apparatus 100 having a chamber 20 capable of creating an extreme internal environment, and the specimen 200 disposed in the chamber 20 As a load-loading device (10) that applies a vertical load, it penetrates through the through hole formed in the ceiling portion (21) of the chamber (20) and extends and contracts vertically while the lower end is located inside the chamber (20), It comprises a cylinder rod (1) for loading the load; In the interior of the chamber 20, the lower portion of the cylinder rod 1 is inserted through the corrugated pipe 6 capable of extending and contracting in the vertical direction; The upper end of the corrugated pipe 6 is coupled to the inner lower surface of the ceiling 21 of the chamber 20 in a sealed state, and the lower end of the corrugated pipe 6 surrounds the lower part of the cylinder rod 1 in a sealed state; While it is possible for the cylinder rod 1 to freely expand and contract in the vertical direction for load loading, moisture, cold, and warmth inside the chamber 20 do not flow into the inside of the corrugated pipe 6, and the through hole of the ceiling 21 is It is isolated from the interior of the chamber 20 by (6), a load loading device is provided, characterized in that it has a configuration that blocks the heat bridge between the interior and exterior of the chamber due to the through hole.

또한 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 극한의 내부 환경을 조성할 수 있는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치된 시편에 연직하중을 가하는 하중재하장치를 포함하는 극한환경 시험장치로서, 상기한 본 발명에 따른 챔버 내외부간의 열교가 차단되는 구성을 가지는 하중재하장치인 것을 특징으로 하는 극한환경 시험장치가 제공된다. In addition, in the present invention, in order to achieve the above object, as an extreme environment testing apparatus comprising a chamber capable of creating an extreme internal environment and a load loading device for applying a vertical load to a specimen disposed in the chamber, the above-described An extreme environment testing device is provided, which is a load-loading device having a configuration in which thermal bridges between the interior and exterior of the chamber according to the invention are blocked.

상기한 본 발명에 따른 하중재하장치 및 이를 구비한 극한환경 시험장치에서, 챔버(20)의 천정부(21)의 외부에 존재하는 실린더 로드(1)의 중간부에는 전기에 의해 열을 발생시키는 가열선(2)이 감겨져 있어서, 전기가 공급되어 가열선(2)이 가열됨으로써, 실린더 로드(1) 자체의 열전도로 인하여 챔버(20)의 열에너지가 챔버(20) 외부로 전파되는 것을 억제하게 되는 구성을 더 가질 수 있으며, 더 나아가, 챔버(20)의 천정부(21)의 외부에 존재하는 실린더 로드(1)의 중간부에는, 판형태의 부재로 이루어져 전기에 의해 열을 발생시키는 밴드 히터부재(3)가 끼워지며; 밴드 히터부재(3)는 챔버(20)의 천정부(21)의 외부 상면에 밀착되어 위치하고 있어서; 전기 공급에 의해 밴드 히터부재(3)가 발열됨으로써, 되어 실린더 로드(1)가 챔버(20)의 천정부를 관통하는 부분에서의 온도를 높여줌으로써, 천정부(21)의 관통공을 통해서 열이 외부로 누출되는 것을 차단하게 되는 구성을 더 가질 수도 있다. In the load-loading device according to the present invention and the extreme environment test apparatus having the same, the middle portion of the cylinder rod 1 existing outside the ceiling 21 of the chamber 20 is heated to generate heat by electricity. Since the wire 2 is wound, electricity is supplied and the heating wire 2 is heated, thereby suppressing the heat energy of the chamber 20 from propagating to the outside of the chamber 20 due to heat conduction of the cylinder rod 1 itself. A band heater member that is made of a plate-shaped member and generates heat by electricity in the middle of the cylinder rod 1 existing outside the ceiling 21 of the chamber 20, furthermore, (3) is fitted; The band heater member 3 is located in close contact with the outer upper surface of the ceiling 21 of the chamber 20; The band heater member 3 is heated by electricity supply, thereby increasing the temperature at the portion where the cylinder rod 1 passes through the ceiling of the chamber 20, so that heat is transferred to the outside through the through hole of the ceiling 21. It may have a more configuration to block leakage into the.

특히, 주름관(6)의 상단에는 수평 플랜지(61)가 일체로 구비되어 수평 플랜지(61)가 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착되어 결합 고정되는 구성을 가질 수도 있고, 이와 달리, 챔버(20)의 내부에는, 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어지고 상단에는 수평 플랜지(61)가 일체로 구비된 상부 슬리브부재(4)가 구비되고, 실린더 로드(1)가 주름관(6)의 내부에 삽입된 상태에서, 실린더 로드(1)는 상부 슬리브부재(4)의 중공을 관통하고 있고, 상부 슬리브부재(4)의 수평 플랜지(61)가 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착된 상태로 결합되어, 주름관(6)의 상단이 상부 슬리브부재(4)를 외면을 감싼 상태에서 밀봉체결링(8)이 주름관(6)의 상단 외면을 감싸서 조임으로써, 주름관(6)의 상단 내면과 상부 슬리브부재(4)의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여, 주름관(6)과 상부 슬리브부재(4)가 밀봉된 상태로 결합되어 있는 구성을 가질 수도 있다. In particular, a horizontal flange 61 is integrally provided at the upper end of the corrugated pipe 6 so that the horizontal flange 61 may have a configuration in which the horizontal flange 61 is in close contact with the inner surface of the ceiling 21 of the chamber 20 and is fixedly coupled. , In the interior of the chamber 20, an upper sleeve member 4 formed of a cylindrical member having a hollow and integrally provided with a horizontal flange 61 is provided at the upper end, and the cylinder rod 1 is a corrugated pipe 6 In the state inserted into the inside of, the cylinder rod 1 penetrates the hollow of the upper sleeve member 4, and the horizontal flange 61 of the upper sleeve member 4 is inside the ceiling 21 of the chamber 20. It is coupled in close contact with the lower surface, and the sealing fastening ring 8 wraps and tightens the upper outer surface of the corrugated pipe 6 while the upper end of the corrugated pipe 6 wraps the upper sleeve member 4 around the outer surface. ), so that there is no gap between the inner surface of the upper end and the outer surface of the upper sleeve member 4, the corrugated pipe 6 and the upper sleeve member 4 may be combined in a sealed state.

한편, 본 발명에서 챔버(20) 내부의 실린더 로드(1) 하부에서, 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어진 하부 슬리브부재(5)가 실린더 로드(1)의 외면에 밀봉된 상태로 끼워져서 구비되며; 실린더 로드(1)의 하부가 주름관(6)에 관통 삽입되고, 주름관(6)의 하단은 하부 슬리브부재(5)의 외면을 감싼 상태에서 밀봉체결링(8)이 주름관(6)의 하단 외면을 감싸서 조임으로써, 주름관(6)의 하단 내면과 하부 슬리브부재(5)의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여, 주름관(6)과 하부 슬리브부재(5)가 밀봉된 상태로 결합되는 구성을 가질 수 있다. On the other hand, in the present invention, under the cylinder rod 1 inside the chamber 20, a lower sleeve member 5 made of a cylindrical member having a hollow is provided by being fitted in a sealed state to the outer surface of the cylinder rod 1 ; The lower part of the cylinder rod 1 is inserted through the corrugated pipe 6, and the lower end of the corrugated pipe 6 covers the outer surface of the lower sleeve member 5, and the sealing fastening ring 8 is the lower outer surface of the corrugated pipe 6 By wrapping and tightening the corrugated pipe 6, the lower inner surface of the corrugated pipe 6 and the outer surface of the lower sleeve member 5 are in close contact without gaps, so that the corrugated pipe 6 and the lower sleeve member 5 are combined in a sealed state. Can have.

상부 슬리브부재와 하부 슬리브부재를 사용하는 경우, 주름관의 상단이 상부 슬리브부재를 감싼 상태 및 주름관의 하단이 하부 슬리브부재를 감싼 상태에서 밀봉체결링이 주름관의 상단, 하단의 외면을 감싸서 조임으로써, 주름관과 상,하부 슬리브부재와 각각 밀착되도록 하여 밀봉된 상태로 결합될 수 있으며, 이 때, 상부 슬리브부재와 하부 슬리브부재 각각의 원주를 따라 오목한 형태의 원주홈을 형성하여, 주름관을 감싼 밀봉체결링이 원주홈 내에 위치한 상태로 조여짐으로써, 주름관과 상,하부 슬리브부재 사이가 밀봉상태로 결합되도록 할 수 있다. In the case of using the upper sleeve member and the lower sleeve member, the sealing fastening ring wraps around and tightens the outer surfaces of the upper and lower ends of the corrugated pipe while the upper end of the corrugated pipe wraps the upper sleeve member and the lower end of the corrugated pipe wraps the lower sleeve member, The corrugated pipe and the upper and lower sleeve members are in close contact with each other so that they can be combined in a sealed state. At this time, a concave circumferential groove is formed along the circumference of each of the upper sleeve member and the lower sleeve member to seal the corrugated pipe. By tightening the ring in a state located in the circumferential groove, the corrugated pipe and the upper and lower sleeve members can be coupled in a sealed state.

본 발명에서는 챔버의 천정부 외측에서는 실린더 로드에 감겨진 가열선의 가열에 의해 실린더 로드의 온도를 상승시킬 수 있으므로, 실린더 로드의 하부가 극저온 상태로 냉각되더라도 챔버 외부에서 실린더 로드가 과도하게 냉각되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되며, 따라서 실린더 로드의 외면에 결로 현상이 발생하여 작동성능이 저하되는 것을 사전에 효과적으로 예방할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. In the present invention, since the temperature of the cylinder rod can be increased by heating the heating wire wound around the cylinder rod outside the ceiling of the chamber, even if the lower part of the cylinder rod is cooled to a cryogenic state, excessive cooling of the cylinder rod outside the chamber is effectively prevented. Therefore, the effect of being able to effectively prevent deterioration of the operating performance due to the occurrence of condensation on the outer surface of the cylinder rod is exhibited.

특히, 본 발명에서 실린더 로드는 주름관으로 둘러싸이고, 이러한 주름관 내부로는 챔버 내부의 습기나 냉,온기가 유입되지 않은 채, 자유롭게 연직방향으로 승하강 운동하여 하중 재하 작동을 하게 되는 바, 챔버의 천정부에서 관통공과, 이를 관통하는 실린더 로드의 외면 사이에 존재하는 간극을 통해서 챔버 내외부 간의 열교(熱交)가 효과적으로 차단되며, 따라서 열교로 인하여 발생하는 챔버 내부의 열에너지 손실을 방지하고, 챔버 외부에서 실린더 로드 등의 하중재하장치 각 부분에서의 결로 발생을 방지할 수 있음은 물론이고, 다습한 챔버의 내부 상태에서의 하중 재하시험과정에서의 실린더 로드 부식도 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. In particular, in the present invention, the cylinder rod is surrounded by a corrugated pipe, and the inside of the corrugated pipe is freely moved up and down in the vertical direction without inflow of moisture, cold, or hot air into the corrugated pipe to perform a load loading operation. Thermal bridge between the inside and outside of the chamber is effectively blocked through the gap existing between the through hole at the ceiling and the outer surface of the cylinder rod penetrating it, thus preventing the loss of heat energy inside the chamber caused by the thermal bridge, and It is possible to prevent condensation from occurring in each part of the load-loading device such as the cylinder rod, as well as to effectively prevent the corrosion of the cylinder rod during the load-loading test in the internal state of a humid chamber. .

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 극한환경 시험장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 극한환경 시험장치에 대해 도 1의 화살표 A-A에 따른 단면 형상을 정면방향에서 바라보는 개략적인 정면도이다.
도 3은 챔버와 수평지지빔에서 하중재하장치가 설치된 부분을 상세히 보여주는 도 2의 원 B부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 하중재하장치를 내부 구조가 보이도록 단면형태로 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 극한환경 시험장치에 구비된 하중재하장치를 별도로 분리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 하중재하장치를 보여주는 도 3에 대응되는 도 2의 원 B부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 7은 도 6에 도시된 하중재하장치를 내부 구조가 보이도록 단면형태로 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 하중재하장치를 별도로 분리하여 보여주는 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of an extreme environment testing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view of the extreme environment testing apparatus shown in FIG. 1 as viewed from the front direction of the cross-sectional shape along arrow AA of FIG. 1.
FIG. 3 is a schematic enlarged view of a circle B of FIG. 2 showing in detail a portion in which a loading device is installed in the chamber and the horizontal support beam.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the load loading device shown in FIG. 3 in a cross-sectional shape so that the internal structure thereof is visible.
5 is a schematic perspective view showing a separately separated load loading device provided in the extreme environment test apparatus shown in FIG. 1.
6 is a schematic enlarged view of a circle B portion of FIG. 2 corresponding to FIG. 3 showing a load loading device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the load loading device shown in FIG. 6 in a cross-sectional shape so that the internal structure thereof is visible.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the load loading device shown in FIG. 6 separately.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is described as an embodiment, by which the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited.

도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 극한환경 시험장치(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1에 도시된 극한환경 시험장치(100)에 대해 도 1의 화살표 A-A에 따른 단면 형상을 정면방향에서 바라보는 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에서는 실험을 위한 시편(200)으로서 콘크리트 빔 부재가 챔버(20)의 내부에 배치된 것을 예시하였다. 특히, 도 2에서는 챔버(20)는 그 내부가 보이도록 도시하였다. FIG. 1 is a schematic perspective view of an extreme environment testing apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an arrow AA of FIG. 1 for the extreme environment testing apparatus 100 shown in FIG. 1. A schematic front view of the cross-sectional shape according to the front direction is shown. 1 and 2 illustrate that a concrete beam member is disposed inside the chamber 20 as the specimen 200 for the experiment. In particular, in FIG. 2, the chamber 20 is shown so that the inside thereof is visible.

도면에 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 극한환경 시험장치(100)는, 원하는 극고온도, 극저온, 고습도 상태 등의 극한상태의 내부환경을 조성할 수 있으며 내부에 시편(200)이 배치되어 극한환경 시험이 진행되는 챔버(20)와, 시편(200)에 연직하중을 재하할 수 있는 하중재하장치(10)와, 상기 하중재하장치(10)가 설치되는 지지프레임(30)을 포함하여 구성된다. As illustrated in the drawings, the extreme environment testing apparatus 100 according to the present invention can create an internal environment of extreme conditions such as a desired extremely high temperature, cryogenic temperature, and high humidity state, and the specimen 200 is disposed therein to Consisting of a chamber 20 in which an environmental test is conducted, a load loading device 10 capable of loading a vertical load on the specimen 200, and a support frame 30 on which the load loading device 10 is installed do.

지지프레임(30)은, 챔버(20)의 외측에서 챔버(20)의 천정부(21) 위를 가로질러 배치되는 수평지지빔(31)과, 상기 수평지지빔(31)의 양단에서 각각 연직하게 세워져서 수평지지빔(31)을 지지하게 되는 한 쌍의 연직기둥부(32)를 포함하여 구성된다. 수평지지빔(31)에는, 실린더 로드(1)를 신축시키기 위한 연직구동모듈(19)이 고정 설치된다. The support frame 30 is a horizontal support beam 31 disposed across the ceiling 21 of the chamber 20 from the outside of the chamber 20, and vertically at both ends of the horizontal support beam 31, respectively. It is constructed to include a pair of vertical pillars 32 that are erected to support the horizontal support beams 31. A vertical drive module 19 for extending and contracting the cylinder rod 1 is fixedly installed on the horizontal support beam 31.

챔버(20)는 시편(200)이 배치될 수 있는 내부공간을 가지는 부재로서 지지프레임(30)의 수평지지빔(31) 아래에 위치하며, 극저온이나 극고온의 원하는 실내온도를 유지할 수 있는 구성을 가지며, 실내습도 역시 원하는 정도가 될 수 있는 구성을 가진다. 이와 같이 챔버(20)의 실내 상태를 원하는 온도와 습도 등의 상태 즉, 시험을 위한 극한환경으로 조성하기 위한 구조 및 방법은 공지된 것인 바, 이에 대한 설명은 생략한다. The chamber 20 is a member having an internal space in which the specimen 200 can be placed, and is located under the horizontal support beam 31 of the support frame 30, and is configured to maintain a desired indoor temperature of cryogenic or extremely high temperature. It has a configuration that allows the indoor humidity to become a desired level. In this way, a structure and method for creating an indoor state of the chamber 20 into a state such as a desired temperature and humidity, that is, an extreme environment for testing, are known, and a description thereof will be omitted.

본 발명에는 하중재하장치(10)가 구비되는데, 하중재하장치(10)는 신축하는 실린더 로드(1), 및 상기 실린더 로드(1)를 신축시키기 위한 연직구동모듈(19)을 포함하며, 연직구동모듈(19)은 고정수단에 의해 지지프레임(30)의 수평지지빔(31) 위에 고정설치된다. 챔버(20)의 천정부(21)에는 관통공이 형성되어 있으며, 실린더 로드(1)는, 수평지지빔(31)과 천정부(21)의 관통공을 관통하여 그 하단부가 챔버(20)의 내부에 위치한 상태에서 연직하게 신축하여 시편(200)에 연직하중을 재하하게 된다. In the present invention, a load loading device 10 is provided, and the load loading device 10 includes a cylinder rod 1 that expands and contracts, and a vertical drive module 19 for expanding and contracting the cylinder rod 1, and The driving module 19 is fixedly installed on the horizontal support beam 31 of the support frame 30 by a fixing means. A through hole is formed in the ceiling 21 of the chamber 20, and the cylinder rod 1 passes through the through hole of the horizontal support beam 31 and the ceiling 21, so that the lower end thereof is inside the chamber 20. The vertical load is applied to the specimen 200 by extending and contracting vertically in the positioned state.

본 발명에 따른 하중재하장치(10)에는 아래에서 설명하는 구조로 이루어진 열교차단 구조가 구비되어 있다. 도 3에는 하중재하장치(10)에서 챔버(20)의 천정부(21)를 관통하는 부분만을 상세히 보여주는 도 2의 원 B부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3에 도시된 하중재하장치(10)의 부분을 내부 구조가 보이도록 단면형태로 도시한 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 따른 하중재하장치(10)에서 실린더 로드(1) 및 이와 결합된 부재들만을 별도로 분리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. The load-loading device 10 according to the present invention is provided with a thermal cross-blocking structure made of the structure described below. 3 is a schematic enlarged view of the circle B portion of FIG. 2 showing in detail only a portion penetrating the ceiling 21 of the chamber 20 in the load loading device 10, and FIG. 4 is shown in FIG. A schematic cross-sectional view showing a portion of the loaded load device 10 in a cross-sectional shape so that the internal structure is visible, and FIG. 5 shows a cylinder rod 1 and a combination thereof in the load loading device 10 according to the present invention. A schematic perspective view is shown separately showing the separated members.

앞서 설명한 것처럼 지지프레임(30)의 수평지지빔(31) 아래에는 챔버(20)가 위치하게 되고, 그에 따라 수평지지빔(31)은 챔버(20)의 천정부 위를 가로질러 위치하게 되는데, 수평지지빔(31)과 챔버(20)의 천정부(21) 사이에는 연직간격이 존재한다. 하중재하장치(10)의 실린더 로드(1)는 챔버(20)의 천정부(21)에 형성된 관통공을 통과함으로써 천정부(21)를 관통하게 되는데, 수평지지빔(31)과 챔버(20)의 천정부(21) 사이의 연직간격에 의해 실린더 로드(1)가 외부에 노출되는 부분이 존재한다. 편의상 수평지지빔(31)과 챔버(20)의 천정부(21) 사이에서 실린더 로드(1)가 외부에 노출되어 있는 부분을 "실린더 로드의 중간부"라고 기재하고, 챔버(20)의 천정부(21)를 관통하여 실린더 로드(1)가 챔버(20) 내에 위치하고 있는 부분을 "실린더 로드의 하부"라고 기재한다. As described above, the chamber 20 is positioned under the horizontal support beam 31 of the support frame 30, and accordingly, the horizontal support beam 31 is positioned across the ceiling of the chamber 20. A vertical gap exists between the support beam 31 and the ceiling 21 of the chamber 20. The cylinder rod 1 of the load-loading device 10 passes through the through hole formed in the ceiling 21 of the chamber 20 to pass through the ceiling 21. The horizontal support beam 31 and the chamber 20 There is a portion in which the cylinder rod 1 is exposed to the outside due to the vertical gap between the ceiling portions 21. For convenience, the portion in which the cylinder rod 1 is exposed to the outside between the horizontal support beam 31 and the ceiling 21 of the chamber 20 is described as "the middle part of the cylinder rod", and the ceiling of the chamber 20 ( The portion where the cylinder rod 1 is located in the chamber 20 through 21) is referred to as "the lower part of the cylinder rod".

본 발명에서, 실린더 로드(1)의 중간부에는 전기에 의해 열을 발생시키는 가열선(2)이 감겨져 있다. 필요에 따라서는 밴드 히터부재(3)가 더 구비될 수 있는데, 밴드 히터부재(3)는 도면에 예시된 것처럼 판형태의 부재로 이루어지고, 전기에 의해 열을 발생시키는 것이다. 도면에 도시된 것처럼, 실린더 로드(1)의 중간부에는 가열선(2)이 감겨져 있고, 가열선(2)이 감겨져 있는 부분의 아래에서는 실린더 로드(1)가 밴드 히터부재(3)를 관통하게 되어, 밴드 히터부재(3)가 실린더 로드(1)와 직교하는 형태로 실린더 로드(1)에 끼워져 구비될 수 있다. 밴드 히터부재(3)는 챔버(20)의 천정부(21)의 외부 상면에 밀착되어 위치한다. In the present invention, a heating wire 2 for generating heat by electricity is wound around an intermediate portion of the cylinder rod 1. If necessary, a band heater member 3 may be further provided. The band heater member 3 is made of a plate-shaped member as illustrated in the drawings, and generates heat by electricity. As shown in the figure, the heating wire 2 is wound around the middle part of the cylinder rod 1, and the cylinder rod 1 penetrates the band heater member 3 under the part where the heating wire 2 is wound. Thus, the band heater member 3 may be fitted to the cylinder rod 1 in a form orthogonal to the cylinder rod 1 to be provided. The band heater member 3 is positioned in close contact with the outer upper surface of the ceiling 21 of the chamber 20.

챔버(20)의 내부가 극저온의 극한상태로 되고, 이러한 극저온의 극한상태에서 실린더 로드(1)가 챔버(20)의 천정부(21)를 관통하여 챔버(20) 내에서 연직방향으로 신축하는 과정에서, 실린더 로드(1)의 열전도성으로 인하여 챔버(20)의 외부에 위치하는 하중재하장치(10)의 각종 부재 역시 온도가 저하되어 결로가 발생할 수 있으며, 기타 성능 발휘에 악영향이 발생할 수 있다. 이러한 상황에 대비하여, 본 발명에서는 가열선(2)에 전기를 공급하여 열을 발생시킴으로써, 실린더 로드(1)의 열전도성으로 인하여 챔버(20) 내부의 극저온 상태가 실린더 로드(1)를 타고 챔버(20)의 외부로 전파되는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다. 즉, 챔버(20)의 내부에 위치하는 실린더 로드(1)의 하부가 극저온 상태로 냉각되고 실린더 로드(1)의 열전도 특성으로 인해 이러한 극저온 상태가 전파되더라도, 챔버(20)의 외부에서는 가열선(2)을 가열하여 실린더 로드(1)의 중간부가 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있게 되며, 따라서 실린더 로드(1)의 중간부를 포함하여 하중재하장치(10)에서 챔버(20)의 외부에 위치하고 있는 각종 부재에 결로가 발생하고, 그로 인하여 작동성능이 저하되는 것을 사전에 효과적으로 예방할 수 있게 되는 것이다. 전기 공급에 의해 가열되는 가열선(2)은 실린더 로드(1)에서 복수개 위치에 구비될 수 있는데, 실린더 로드(1)의 중간부 이외에, 실린더 로드(1)의 하부에서 주름관(6)의 내부 위치에도 필요에 따라서는 가열선(2)이 구비될 수 있다. A process in which the inside of the chamber 20 is in an extreme state of cryogenic temperature, and in this extreme state of cryogenic temperature, the cylinder rod 1 penetrates the ceiling 21 of the chamber 20 and expands and contracts in the vertical direction within the chamber 20 In, due to the thermal conductivity of the cylinder rod 1, various members of the load-loading device 10 located outside the chamber 20 may also decrease in temperature, resulting in condensation, and other performance performance may be adversely affected. . In preparation for this situation, in the present invention, by supplying electricity to the heating wire 2 to generate heat, the cryogenic state inside the chamber 20 is driven by the cylinder rod 1 due to the thermal conductivity of the cylinder rod 1. It is possible to effectively suppress propagation to the outside of the chamber 20. That is, even if the lower part of the cylinder rod 1 located inside the chamber 20 is cooled to a cryogenic state, and the cryogenic state propagates due to the heat conduction property of the cylinder rod 1, the heating wire outside the chamber 20 By heating (2), it is possible to prevent excessive cooling of the intermediate portion of the cylinder rod 1, and thus, from the load-loading device 10 to the outside of the chamber 20 including the intermediate portion of the cylinder rod 1 It is possible to effectively prevent in advance that condensation occurs in various members that are located, and thus the operating performance is deteriorated. The heating wire 2 heated by electricity supply may be provided at a plurality of positions in the cylinder rod 1, and in addition to the middle part of the cylinder rod 1, the inside of the corrugated pipe 6 at the lower part of the cylinder rod 1 The heating wire 2 may be provided in the location as necessary.

또한 밴드 히터부재(3)가 구비되는 경우, 전기에 의해 밴드 히터부재(3)가 발열되어 실린더 로드(1)가 챔버(20)의 천정부를 관통하는 부분에서의 온도를 높여줌으로써, 천정부(21)의 관통공을 통해서 열이 외부로 누출되는 것을 차단하게 되고, 그에 따라 실린더 로드(1)와 챔버(20) 내부에서 결로가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 챔버(20) 내부의 열손실도 방지할 수 있게 된다. In addition, when the band heater member 3 is provided, the band heater member 3 is heated by electricity to increase the temperature at the portion where the cylinder rod 1 passes through the ceiling of the chamber 20, and thus the ceiling 21 ) To prevent heat from leaking to the outside through the through hole, thereby effectively preventing condensation from occurring in the cylinder rod (1) and the chamber (20), and heat loss inside the chamber (20) Can also be prevented.

본 발명에서, 챔버(20)의 천정부(21)를 관통하여 챔버(20) 내에 위치하고 있는 실린더 로드(1)의 하부는 연직방향으로의 길이 신축이 가능한 주름관(6)에 관통 삽입되어 있다. 주름관(6)의 내부에 실린더 로드(1)의 하부가 삽입되어 있는 상태에서 주름관(6)의 상단은 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀봉된 상태로 결합되며, 주름관(6)의 하단은 실린더 로드(1)의 하부를 밀봉된 상태로 감싸게 된다. 시편(200)에 직접 하중을 가하는 실린더 로드(1)의 하부 끝단은 주름관(6)의 하단 외부에 노출되어 있다. In the present invention, the lower portion of the cylinder rod 1 located in the chamber 20 through the ceiling portion 21 of the chamber 20 is inserted through the corrugated pipe 6 capable of extending and contracting in the vertical direction. In a state in which the lower part of the cylinder rod 1 is inserted into the corrugated pipe 6, the upper end of the corrugated pipe 6 is sealed to the inner lower surface of the ceiling 21 of the chamber 20, and the corrugated pipe 6 The lower end of the cylinder rod 1 is wrapped in a sealed state. The lower end of the cylinder rod 1 directly applying a load to the specimen 200 is exposed outside the lower end of the corrugated pipe 6.

구체적으로 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예의 경우, 주름관(6)의 상단이 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀봉된 상태로 결합될 수 있도록, 주름관(6)의 상단에 수평 플랜지(61)가 일체로 구비되어 있으며, 수평 플랜지(61)가 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착되어 볼트 등의 체결수단에 의해 천정부(21)에 결합 고정되어 있다. 그리고 주름관(6)의 하단은 실린더 로드(1)의 하부를 직접 밀봉된 상태로 감싸게 되는데, 도면에 예시된 것처럼, 주름관(6)의 하단이 실린더 로드(1)의 하부를 감싼 상태에서 밀봉체결링(8)이 주름관(6)의 하단 외면을 강하게 감싸서 조임으로써, 주름관(6)의 하단 내면과 실린더 로드(1)의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여 밀봉된 상태로 결합시킬 수 있다. Specifically, in the case of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the upper end of the corrugated pipe 6 so that the upper end of the corrugated pipe 6 can be sealed to the inner lower surface of the ceiling 21 of the chamber 20 The horizontal flange 61 is integrally provided, and the horizontal flange 61 is in close contact with the inner surface of the ceiling 21 of the chamber 20 and is coupled and fixed to the ceiling 21 by a fastening means such as a bolt. And the lower end of the corrugated pipe 6 is directly sealed to the lower portion of the cylinder rod 1, and as illustrated in the drawing, the lower end of the corrugated pipe 6 is sealed while the lower end of the cylinder rod 1 is wrapped. By tightly enclosing the outer surface of the lower end of the corrugated pipe 6 and tightening the ring 8, the inner surface of the lower end of the corrugated pipe 6 and the outer surface of the cylinder rod 1 are in close contact with each other so that there is no gap, so that it can be combined in a sealed state.

이러한 구성에 의하면, 주름관(6)의 내부와 주름관(6)의 외부는 공기가 통하지 않도록 분리되며, 따라서 실린더 로드(1)의 하부에서 주름관(6)의 내부에 위치하는 부분 즉, 주름관(6)에 의해 감싸져 있는 부분은 챔버(20)의 내부 공기와 접하지 않은 채 격리된다. 주름관(6)은 신축이 가능하므로, 실린더 로드(1)의 신축에 의해 챔버(20)의 내부에서 실린더 로드(1)의 하부가 연직 승하강운동을 하는 과정에서, 주름관(6)의 내부는 위와 같이 외부로부터 격리되어 있는 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다. According to this configuration, the inside of the corrugated pipe 6 and the outside of the corrugated pipe 6 are separated so that air does not pass, and thus a portion located inside the corrugated pipe 6 from the lower portion of the cylinder rod 1, that is, the corrugated pipe 6 The portion enclosed by) is isolated without contacting the internal air of the chamber 20. Since the corrugated pipe 6 is expandable and contracted, the inside of the corrugated pipe 6 is in the process of vertically lifting and lowering the cylinder rod 1 in the chamber 20 by the expansion and contraction of the cylinder rod 1 It is possible to maintain the state of being isolated from the outside as above.

주름관(6)의 상부를 밀폐시킴에 있어서 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예처럼 수평 플랜지(61)를 반드시 주름관(6)의 상단에 직접 일체로 구비해야 하는 것은 아니며, 수평 플랜지(61)를 가지는 상부 슬리브부재(4)를 이용할 수도 있다. 도 6에는 본 발명의 제2실시예에 따른 하중재하장치(10)에 대한 도 3에 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 7에는 도 6에 도시된 하중재하장치 부분을 내부 구조가 보이도록 단면형태로 도시한 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 6에 도시된 하중재하장치(10)에서 실린더 로드 및 이와 결합된 부재들만을 별도로 분리하여 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. In sealing the upper part of the corrugated pipe 6, the horizontal flange 61 does not necessarily have to be provided directly integrally with the upper end of the corrugated pipe 6 as in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, and the horizontal flange ( It is also possible to use the upper sleeve member 4 having 61). 6 is a schematic enlarged view corresponding to FIG. 3 of a load loading device 10 according to a second embodiment of the present invention. 7 is a schematic cross-sectional view showing a portion of the load loading device shown in FIG. 6 in a cross-sectional shape so that the internal structure is visible, and FIG. 8 is a cylinder rod and a cylinder rod in the load loading device 10 shown in FIG. A schematic perspective view corresponding to FIG. 5 is shown separately showing only the combined members separately.

도 6 내지 도 9에 예시된 실시예의 경우, 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어지고 상단에는 수평 플랜지(61)가 일체로 구비된 상부 슬리브부재(4)가 실린더 로드(1)의 외부에 끼워져 있으며, 실린더 로드(1)의 하부가 주름관(6)의 내부에 삽입된 상태에서, 주름관(6)의 상단이 상부 슬리브부재(4)를 감싼 상태로 밀봉되도록 결합되어 있다. 수평 플랜지(61)가 연직 상부에 위치하는 형태로 상부 슬리브부재(4)가 배치되어 실린더 로드(1)가 상부 슬리브부재(4)의 중공을 관통하고 있고, 수평 플랜지(61)는 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착되어 밀실한 상태를 유지하면서 천정부(21)에 결합된다. 주름관(6)의 상단은 상부 슬리브부재(4)와 밀봉된 상태로 결합되는데, 도면에 예시된 것처럼 주름관(6)의 상단이 상부 슬리브부재(4)의 외면을 감싼 상태에서 밀봉체결링(8)이 주름관(6)의 상단 외면을 강하게 감싸서 조임으로써, 주름관(6)의 상단 내면과 상부 슬리브부재(4)의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여 밀봉된 상태로 결합시킬 수 있다. In the case of the embodiment illustrated in FIGS. 6 to 9, an upper sleeve member 4 formed of a cylindrical member having a hollow and integrally provided with a horizontal flange 61 at the top is fitted outside the cylinder rod 1 , In a state where the lower portion of the cylinder rod 1 is inserted into the inside of the corrugated pipe 6, the upper end of the corrugated pipe 6 is coupled to be sealed with the upper sleeve member 4 wrapped around it. The upper sleeve member 4 is arranged in a form in which the horizontal flange 61 is positioned vertically, so that the cylinder rod 1 passes through the hollow of the upper sleeve member 4, and the horizontal flange 61 is the chamber 20 ) Is in close contact with the inner surface of the ceiling portion 21 and is coupled to the ceiling portion 21 while maintaining a tight state. The upper end of the corrugated pipe 6 is coupled to the upper sleeve member 4 in a sealed state, and as illustrated in the drawing, the upper end of the corrugated pipe 6 covers the outer surface of the upper sleeve member 4 and the sealing fastening ring 8 ) Strongly wraps and tightens the upper outer surface of the corrugated pipe 6, so that there is no gap between the upper inner surface of the corrugated pipe 6 and the outer surface of the upper sleeve member 4, so that it can be combined in a sealed state.

상부 슬리브부재(4)에는 그 원주를 따라 오목한 형태의 원주홈이 형성될 수 있는데, 이 경우 주름관(6)을 감싼 밀봉체결링(8)이 원주홈 내에 위치한 상태로 조여지게 됨으로써, 주름관(6)과 상부 슬리브부재(4) 사이가 더욱 완벽한 밀봉상태로 결합될 수 있다. The upper sleeve member 4 may have a circumferential groove in a concave shape along its circumference. In this case, the sealing fastening ring 8 surrounding the corrugated pipe 6 is tightened in a state located in the circumferential groove, so that the corrugated pipe 6 ) And the upper sleeve member 4 may be coupled in a more perfect sealing state.

주름관(6)의 상부에 직접 수평 플랜지가 구비되어 있는 구성을 가지는 도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 제1실시예와 달리, 도 6 내지 도 9에 도시된 본 발명의 제2실시예처럼 수평 플랜지를 구비한 별도의 상부 슬리브부재(4)를 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 설치한 상태에서 주름관(6)의 상부가 상부 슬리브부재(4)를 감싸는 경우, 주름관(6)의 교체작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다. 실린더 로드(1)의 연직방향 승하강이 반복됨에 따라 주름관(6)도 신축이 반복되고, 그 과정에서 주름관(6)이 파손될 수 있으며, 이 경우 주름관(6)을 교체하여야 하는데, 주름관(6)의 상단이 직접 챔버(20)의 천정부(21) 하면에 결합되는 것이 아니라, 위에서 설명한 제2실시예처럼 주름관(6)의 상부가 상부 슬리브부재(4)를 감싸게 되는 구성을 가지게 되면, 상부 슬리브부재(4)는 천정부에 고정 설치되어 있는 상태에서, 주름관(6)의 상부만을 용이하게 상부 슬리브부재(4)와 분리하여 교체한 후 다시 체결할 수 있게 되며, 따라서 주름관(6)의 교체작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.Unlike the first embodiment of the present invention shown in Figs. 1 to 5 having a configuration in which a horizontal flange is provided directly on the top of the corrugated pipe 6, the second embodiment of the present invention shown in Figs. 6 to 9 Likewise, when a separate upper sleeve member 4 having a horizontal flange is installed on the inner surface of the ceiling 21 of the chamber 20 and the upper part of the corrugated pipe 6 surrounds the upper sleeve member 4, the corrugated pipe ( 6) can be easily replaced. As the vertical direction of the cylinder rod 1 is repeated, the corrugated pipe 6 also expands and contracts, and the corrugated pipe 6 may be damaged in the process. In this case, the corrugated pipe 6 must be replaced. ), the upper end of the chamber 20 is not directly coupled to the lower surface of the ceiling portion 21 of the chamber 20, but the upper portion of the corrugated pipe 6 surrounds the upper sleeve member 4 as in the second embodiment described above. In the state that the sleeve member 4 is fixedly installed on the ceiling, only the upper part of the corrugated pipe 6 can be easily separated from the upper sleeve member 4, replaced, and then fastened again. Accordingly, replacement of the corrugated pipe 6 The advantage of being able to perform the work more easily is exhibited.

한편, 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예에서는 주름관(6)의 하단이 실린더 로드(1)의 하부를 직접 밀봉된 상태로 감싸고 있지만, 도 6 내지 도 9에 도시된 제2실시예처럼 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어진 하부 슬리브부재(5)를 실린더 로드(1)의 외부에 밀봉된 상태로 견고하게 끼워서 고정시킨 후 주름관(6)의 하단이 하부 슬리브부재(5)의 외면을 밀봉된 상태로 감싸도록 할 수도 있다. 하부 슬리브부재(5)는 중공을 가지는 원통형상의 부재로 구성되는데, 실린더 로드(1)가 하부 슬리브부재(5)의 중공에 삽입되고, 그에 따라 하부 슬리브부재(5)는 실린더 로드(1)의 하부 외면을 감싸도록 구비된다. 상부 슬리브부재(4)의 경우에는 실린더 로드(1)와 직접 결합되는 것이 아니므로, 실린더 로드(1)는 상부 슬리브부재(4)의 중공에 삽입된 상태에서 자유롭게 연직방향으로 신축할 수 있지만, 하부 슬리브부재(5)는 실린더 로드(1)와 일체가 되도록 결합되며, 특히 실린더 로드(1)의 외면과 하부 슬리브부재(5)의 내면 사이에는 공기가 유입될만한 틈이 없도록 밀봉된 상태로 결합되는 것이다. On the other hand, in the first embodiment shown in Figs. 1 to 5, the lower end of the corrugated pipe 6 directly surrounds the lower portion of the cylinder rod 1 in a sealed state, but the second embodiment shown in Figs. 6 to 9 Likewise, after the lower sleeve member 5 made of a cylindrical member having a hollow is firmly inserted and fixed to the outside of the cylinder rod 1 in a sealed state, the lower end of the corrugated pipe 6 closes the outer surface of the lower sleeve member 5. You can also wrap it in a sealed state. The lower sleeve member 5 is composed of a cylindrical member having a hollow, and the cylinder rod 1 is inserted into the hollow of the lower sleeve member 5, so that the lower sleeve member 5 It is provided to surround the lower outer surface. In the case of the upper sleeve member 4, since it is not directly coupled with the cylinder rod 1, the cylinder rod 1 can freely expand and contract in the vertical direction while being inserted into the hollow of the upper sleeve member 4, The lower sleeve member 5 is coupled to be integral with the cylinder rod 1, and in particular, the outer surface of the cylinder rod 1 and the inner surface of the lower sleeve member 5 are coupled in a sealed state so that there is no gap to allow air to enter. It becomes.

하부 슬리브부재(5)가 구비되는 경우, 주름관(6)의 하단은 하부 슬리브부재(5)와 밀봉된 상태를 이루면서 결합되는데, 주름관(6)의 하단이 하부 슬리브부재(5)의 외면을 감싼 상태에서 밀봉체결링(8)이 주름관(6)의 하단 외면을 강하게 감싸서 조임으로써, 주름관(6)의 하단 내면과 하부 슬리브부재(5)의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여 밀봉된 상태로 결합시킬 수 있다. 이 경우에도 하부 슬리브부재(5)에 원주를 따라 오목한 형태의 원주홈을 형성할 수 있으며, 이렇게 원주홈이 형성된 경우, 주름관(6)을 감싼 밀봉체결링(8)이 원주홈 내에 위치한 상태로 조여지게 됨으로써, 주름관(6)과 하부 슬리브부재(5) 사이가 더욱 완벽한 밀봉상태로 결합될 수 있다. When the lower sleeve member 5 is provided, the lower end of the corrugated pipe 6 is coupled while forming a sealed state with the lower sleeve member 5, and the lower end of the corrugated pipe 6 surrounds the outer surface of the lower sleeve member 5 In the state, the sealing fastening ring 8 strongly wraps and tightens the lower outer surface of the corrugated pipe 6, so that there is no gap between the lower inner surface of the corrugated pipe 6 and the outer surface of the lower sleeve member 5, so that it is sealed. Can be combined. Even in this case, a concave circumferential groove can be formed along the circumference of the lower sleeve member 5, and when the circumferential groove is formed in this way, the sealing fastening ring 8 surrounding the corrugated pipe 6 is located in the circumferential groove. By being tightened, between the corrugated pipe 6 and the lower sleeve member 5 can be coupled in a more perfect sealing state.

주름관의 하단이 직접 실린더 로드를 감싸는 구성을 가지는 도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 제1실시예와 달리, 도 6 내지 도 9에 도시된 본 발명의 제2실시예처럼, 별도의 하부 슬리브부재(5)가 구비되고 주름관(6)의 하단이 하부 슬리브부재(5)를 감싸는 구성의 경우에는, 주름관(6)의 하부에서 주름관(6)과 실린더 로드(1) 사이의 간격이 증가되어 주름관(6)이 실린더 로드(1)에 직접 접촉하지 않게 되며, 따라서 실린더 로드(1)의 연직방향 승하강 과정에서 주름관(6)에 손상이 발생하는 것을 효과적으로 예방할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. Unlike the first embodiment of the present invention shown in Figs. 1 to 5 having a configuration in which the lower end of the corrugated pipe directly surrounds the cylinder rod, as in the second embodiment of the present invention shown in Figs. 6 to 9, a separate lower part In the case of a configuration in which the sleeve member 5 is provided and the lower end of the corrugated pipe 6 surrounds the lower sleeve member 5, the gap between the corrugated pipe 6 and the cylinder rod 1 is increased at the lower part of the corrugated pipe 6 As a result, the corrugated pipe 6 does not directly contact the cylinder rod 1, and thus, it is possible to effectively prevent damage to the corrugated pipe 6 during the vertical elevating process of the cylinder rod 1. .

도 6 내지 도 8에서는 상부 슬리브부재(4)와 하부 슬리브부재(5)가 모두 사용되는 것으로 도시하였지만, 상부 슬리브부재(4)만을 구비하고 하부 슬리브부재(5)를 사용하지 않아서 주름관(6)의 하단이 실린더 로드(1)의 하부를 직접 밀봉된 상태로 감싸게 될 수도 있으며, 이와 반대로 하부 슬리브부재(5)는 사용하되 상부 슬리브부재(4)는 사용하지 않아서, 주름관(6)의 상단에 수평 플랜지(61)가 일체로 구비될 수도 있다. 6 to 8 show that both the upper sleeve member 4 and the lower sleeve member 5 are used, but the corrugated pipe 6 is provided with only the upper sleeve member 4 and does not use the lower sleeve member 5. The lower end of the cylinder rod 1 may be directly wrapped in a sealed state. Conversely, the lower sleeve member 5 is used, but the upper sleeve member 4 is not used, so that the upper end of the corrugated pipe 6 The horizontal flange 61 may be provided integrally.

본 발명의 하중재하장치(10)에서는, 실린더 로드(1)의 하부가 챔버(20) 내에서 연직방향 승하강하여 시편(200)에 하중을 재하하는 과정에서, 주름관(6)으로 둘러싸인 부분의 내부로는 챔버(20) 내부의 습기나 냉,온기가 유입되지 않는다. 즉, 주름관(6)으로 둘러싸인 공간으로 챔버(20) 내부의 습기나 냉,온기가 유입되지 않은 채, 실린더 로드(1)는 자유롭게 연직방향으로 승하강 운동하여 하중 재하 작동을 할 수 있는 것이다. 특히, 본 발명에서, 챔버(20)의 천정부(21)에서 실린더 로드(1)가 관통하게 되는 부분 즉, 천정부(21)에 형성되어 실린더 로드(1)가 관통하는 관통공은, 수평 플랜지(61)와 주름관(6)에 의해 챔버(20)의 내부와 격리되어 있는 바, 이를 통해서 매우 유리한 효과가 발휘된다. 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예의 경우에는, 주름관(6)의 상단에 일체로 구비된 수평 플랜지(61)가 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착되어 밀봉된 상태를 형성하면서 고정되어 있으며, 도 6 내지 도 9에 도시된 제2실시예의 경우에는, 주름관(6)의 상단이 상부 슬리브부재(4)를 밀실하게 감싸고 있고 상부 슬리브부재(4)의 수평 플랜지(61)가 챔버(20)의 천정부(21) 내부 하면에 밀착되어 밀봉된 상태를 형성하면서 고정되어 있다. 주름관(6)의 하단은 실린더 로드(1)를 직접 밀봉되게 감싸거나 또는 실린더 로드(1)에 일체 결합되는 하부 슬리브부재(5)를 밀봉되게 감싸고 있다. 따라서 챔버(20)의 천정부(21)에서 관통공과, 이를 관통하는 실린더 로드(1)의 외면 사이에 존재하는 간극을 통해서 챔버(20)의 내부 열이 외부로 누출되는 것이 원천적으로 차단된다. 즉, 챔버(20)의 천정부(21)에 형성된 관통공을 통해서 챔버(20) 내외간의 열교(熱交)가 발생하는 것을 사전에 차단하게 되는 것이다. 따라서 챔버 내외부 간의 열교(熱交)로 인한 챔버 내부의 열에너지 손실을 효과적으로 방지할 수 있으며, 챔버 외부에서 실린더 로드를 포함한 하중재하장치의 각 부재 및 부분에서 결로(結露)가 발생하는 것 및 그로 인한 하중재하장치의 여러 작동상의 문제점의 발생을 사전에 효과적으로 예방할 수 있게 된다. In the load-loading device 10 of the present invention, the lower part of the cylinder rod 1 rises and falls in the chamber 20 in the vertical direction to load the specimen 200, and the inside of the portion surrounded by the corrugated pipe 6 No moisture, cold or hot air in the chamber 20 flows into the furnace. That is, the cylinder rod 1 can freely move up and down in the vertical direction to perform a load loading operation without inflow of moisture, cold or hot air inside the chamber 20 into the space surrounded by the corrugated pipe 6. In particular, in the present invention, the portion through which the cylinder rod 1 passes through the ceiling 21 of the chamber 20, that is, the through hole formed in the ceiling 21 and through which the cylinder rod 1 passes, is a horizontal flange ( 61) and the corrugated pipe 6 are separated from the interior of the chamber 20, through which a very advantageous effect is exhibited. In the case of the first embodiment shown in Figs. 1 to 5, the horizontal flange 61 integrally provided on the upper end of the corrugated pipe 6 is in close contact with the inner lower surface of the ceiling 21 of the chamber 20 and is sealed. It is fixed while being formed, and in the case of the second embodiment shown in Figs. 6 to 9, the upper end of the corrugated pipe 6 tightly surrounds the upper sleeve member 4, and the horizontal flange 61 of the upper sleeve member 4 ) Is in close contact with the inner surface of the ceiling 21 of the chamber 20 and is fixed while forming a sealed state. The lower end of the corrugated pipe 6 directly encloses the cylinder rod 1 or encloses the lower sleeve member 5 integrally coupled to the cylinder rod 1 to be sealed. Therefore, leakage of internal heat of the chamber 20 to the outside through the gap existing between the through hole in the ceiling 21 of the chamber 20 and the outer surface of the cylinder rod 1 penetrating therethrough is essentially blocked. That is, heat bridge between the inside and outside of the chamber 20 is prevented from occurring through the through hole formed in the ceiling 21 of the chamber 20. Therefore, it is possible to effectively prevent the loss of heat energy inside the chamber due to thermal bridges between the inside and outside of the chamber. It is possible to effectively prevent the occurrence of various operational problems of the load loading device in advance.

본 발명에서는 위와 같이 주름관(6)으로 둘러싸인 공간 내부로는 챔버(20) 내부의 습기가 유입되지 않으므로, 챔버(20)의 내부를 매우 다습(多濕)한 상태로 만들어서 장시간 하중재하 시험을 수행하는 경우에도, 주름관(6)의 내부에서는 습기로 인한 실린더 로드의 부식이 발생하지 않게 되며, 따라서 부식으로 인하여 실린더 로드의 신축이 원활하게 이루어지지 않게 되는 현상을 사전에 효과적으로 예방할 수 있게 된다. In the present invention, since moisture inside the chamber 20 does not flow into the space surrounded by the corrugated pipe 6 as above, the inside of the chamber 20 is made to be in a very humid state to perform a long load test. Even in this case, corrosion of the cylinder rod due to moisture does not occur inside the corrugated pipe 6, and thus, a phenomenon in which the expansion and contraction of the cylinder rod is not smoothly performed due to corrosion can be effectively prevented in advance.

1: 실린더 로드
2: 가열선
3: 밴드 히터부재
10: 하중재하장치
20: 챔버
21: 천정부
30: 지지프레임
100: 극한환경 시험장치
200: 시편1: cylinder rod
2: heating wire
3: band heater member
10: load loading device
20: chamber
21: Heavenly Government
30: support frame
100: extreme environment test device
200: Psalm

Claims (7)

챔버의 천정부에 형성된 관통공을 관통하여 하단부가 챔버의 내부에 위치한 상태에서 연직하게 신축하여 시편에 연직하중을 재하하는 실린더 로드를 포함하며;
챔버의 내부에서 실린더 로드의 하부는, 연직방향으로의 길이 신축이 가능한 주름관에 관통 삽입되어 있는데;
챔버의 내부에는, 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어지고 상단에는 수평 플랜지가 일체로 구비된 상부 슬리브부재가 구비되어, 실린더 로드가 상부 슬리브부재의 중공을 관통한 상태에서, 상부 슬리브부재의 수평 플랜지가 챔버의 천정부 내부 하면에 밀착된 상태로 결합되고;
상부 슬리브 부재의 외주면에는 밀봉체결링을 수용하도록 오목한 형태의 원주홈이 형성되어 있어서, 주름관의 상단이 상부 슬리브부재의 외면을 감싼 상태에서, 원주홈에 위치된 밀봉체결링이 주름관의 상단 외면을 감싸서 조임으로써, 주름관의 상단과 상부 슬리브부재 사이에 틈이 없게 밀착되며;
챔버 내부의 실린더 로드 하부에는, 중공을 가지는 원통형상의 부재로 이루어진 하부 슬리브부재가 실린더 로드의 외면에 밀봉된 상태로 끼워져서 구비되고;
하부 슬리브 부재의 외주면에는 밀봉체결링을 수용하도록 오목한 형태의 원주홈이 형성되어 있어서, 주름관의 하단이 하부 슬리브부재의 외면을 감싼 상태에서 원주홈에 위치된 밀봉체결링이 주름관의 하단 외면을 감싸서 조임으로써, 주름관의 하단 내면과 하부 슬리브부재의 외면 사이에 틈이 없게 밀착되도록 하여, 주름관의 하단이 실린더 로드의 하부를 밀봉된 상태로 감싸게 됨으로써;
실린더 로드가 하중재하를 위하여 자유롭게 연직방향으로 신축하는 것이 가능하면서도, 챔버 내부의 습기나 냉,온기가 주름관의 내부로 유입되지 않게 천정부의 관통공이 주름관에 의해 챔버의 내부와 격리되어 있고,
챔버의 천정부의 외부에 존재하는 실린더 로드의 중간부와 실린더 로드의 하부에서 주름관의 내부 위치에는, 각각 전기에 의해 열을 발생시키는 가열선이 구비되어 있고;
챔버의 천정부의 외부에 존재하는 실린더 로드의 중간부에서 가열선이 감겨져 있는 부분의 아래에는, 판형태의 부재로 이루어져 전기에 의해 열을 발생시키는 밴드 히터부재가 구비되는데, 실린더 로드가 밴드 히터부재를 관통하게 됨으로써, 밴드 히터부재가 실린더 로드와 직교하게 실린더 로드에 끼워진 상태로 챔버의 천정부의 외부 상면에 밀착되어 위치하여;
전기 공급에 따른 가열선의 발열을 통해 실린더 로드 자체의 열전도로 인하여 챔버 내의 극저온 상태가 챔버의 외부로 전파되는 것을 억제하게 되고, 전기 공급에 의해 밴드 히터부재가 발열함으로써 실린더 로드가 챔버의 천정부를 관통하는 부분에서의 온도를 높여줘서 챔버 내의 열이 천정부의 관통공을 통해서 외부로 누출되는 것을 차단함으로써, 실린더로드 자체의 열전도와 관통공으로 인한 챔버 내외부간의 열교가 차단되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 하중재하장치.
And a cylinder rod which penetrates through the through hole formed in the ceiling of the chamber and vertically expands and contracts while the lower end is located inside the chamber to apply a vertical load to the specimen;
In the interior of the chamber, the lower portion of the cylinder rod is inserted through the corrugated pipe capable of extending and contracting in the vertical direction;
In the interior of the chamber, an upper sleeve member consisting of a cylindrical member having a hollow and integrally equipped with a horizontal flange is provided at the upper end. Is coupled in close contact with the inner surface of the ceiling of the chamber;
A concave circumferential groove is formed on the outer circumferential surface of the upper sleeve member to accommodate the sealing fastening ring. By wrapping and tightening, the upper end of the corrugated pipe and the upper sleeve member are closely contacted without a gap;
A lower sleeve member made of a cylindrical member having a hollow is provided in a sealed state on the outer surface of the cylinder rod at a lower portion of the cylinder rod inside the chamber;
A concave circumferential groove is formed on the outer circumferential surface of the lower sleeve member to accommodate the sealing fastening ring. By tightening, the bottom inner surface of the corrugated pipe and the outer surface of the lower sleeve member are in close contact with each other so that the lower end of the corrugated pipe encloses the lower portion of the cylinder rod in a sealed state;
While it is possible for the cylinder rod to freely expand and contract in the vertical direction for load loading, the through hole in the ceiling is isolated from the inside of the chamber by the corrugated tube so that moisture, cold, and warmth inside the chamber do not flow into the inside of the corrugated tube.
Heating wires for generating heat by electricity are provided at the inner positions of the corrugated pipes in the lower portion of the cylinder rod and the intermediate portion of the cylinder rod existing outside the ceiling of the chamber;
Beneath the part where the heating wire is wound in the middle part of the cylinder rod existing outside the ceiling of the chamber, a band heater member made of a plate-shaped member to generate heat by electricity is provided, and the cylinder rod is a band heater member By passing through, the band heater member is positioned in close contact with the outer upper surface of the ceiling of the chamber while being fitted to the cylinder rod perpendicular to the cylinder rod;
The heat conduction of the cylinder rod itself prevents the cryogenic conditions in the chamber from propagating to the outside of the chamber through the heating of the heating wire according to the electricity supply, and the band heater member heats up by the electricity supply, so that the cylinder rod penetrates the ceiling of the chamber. A load, characterized in that it has a configuration in which heat conduction of the cylinder rod itself and thermal bridges between the inside and outside of the chamber due to the through hole are blocked by increasing the temperature at the part to prevent heat from leaking out through the through hole in the ceiling. Loading device.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 극한의 내부환경을 조성할 수 있는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치된 시편에 연직하중을 가하는 하중재하장치를 포함하는 극한환경 시험장치로서,
하중재하장치는, 청구항 1에 의한 하중재하장치인 것을 특징으로 하는 극한환경 시험장치.

An extreme environment testing apparatus comprising a chamber capable of creating an extreme internal environment and a load loading device that applies a vertical load to a specimen disposed in the chamber,
The load loading device is an extreme environment test device, characterized in that the load loading device according to claim 1.
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