KR102199987B1 - Hydraulic Deadweight Tester for High Pressure Gases - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 피스톤-실린더 모듈을 활용하는 것이 가능하며 제작성이 향상되고 액체를 주입하는 것이 용이한 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic deadweight pressure gauge for a high pressure gas, and more particularly, to a hydraulic deadweight pressure gauge for a high pressure gas that can utilize an existing piston-cylinder module and improves fabrication and makes it easy to inject a liquid. will be.
일반적으로, 산업현장에서는 고압 기체의 배관시스템에 많이 사용되고 있으며, 배관의 내부는 사용되는 기체의 성분 외에는 다른 성분(기름 및 기타 이물질)이 혼합되는 일이 없어야 하는 경우가 많다.In general, industrial sites are widely used in piping systems for high-pressure gas, and there are many cases where other components (oil and other foreign matter) should not be mixed in the interior of the piping except for the components of the gas used.
예를 들면, 연료전지(fuel cell)의 수소 충전소, 천연가스(CNG) 충전소, 기타 고순도 산소(O2) 등 비교적 고압의 기체가 사용되는 배관시스템은 화재의 위험성이 있는 물질로부터 항상 격리되어야 한다. 비록 실질적인 열원(불꽃 등)이 주변에 존재하지 않더라도, 고압 기체는 그 자체만으로도 팽창에 의한 위험이 존재하며, 고압 기체에 오일과 같은 오염 물질이 혼합되면 고압 기체가 압축-팽창하면서 열이 발생하여 폭발성 화재가 발생할 수 있다.For example, piping systems that use relatively high-pressure gases such as hydrogen charging stations for fuel cells, natural gas (CNG) charging stations, and other high-purity oxygen (O 2 ) should always be isolated from materials that may cause fire. . Even if there is no actual heat source (flame, etc.), the high-pressure gas itself has a risk of expansion, and when contaminants such as oil are mixed with the high-pressure gas, heat is generated as the high-pressure gas compresses and expands. An explosive fire may occur.
이와 같은 고압 기체 배관 시스템에는 내부 압력을 확인하기 위한 압력계측기가 설치되며, 이들 압력계측기에 대한 정기적인 점검이 필요하다.In such a high-pressure gas piping system, a pressure gauge is installed to check the internal pressure, and regular inspection of these pressure gauges is required.
그리고, 압력계측기가 사용되는 곳은 특수한 환경이므로 압력계측기의 정기 점검시에도 오염에 노출되지 않도록 주의하여야 한다. 또한, 압력계측기의 점검시에 정밀도가 매우 높은 실험이 필요한 경우가 있는데, 이러한 요건을 모두 충족하는 압력계측기가 분동식 압력계이다.In addition, since the pressure gauge is used in a special environment, care should be taken not to be exposed to contamination even during regular inspection of the pressure gauge. In addition, there are cases where an experiment with very high precision is required when checking a pressure gauge. A pressure gauge that satisfies all these requirements is a deadweight pressure gauge.
분동식 압력계는 압력(P=F/A)의 정의인 "단위면적(A)(㎡)당 누르는 힘(F)(N)"을 잘 표현한 단순한 기계장치이면서도 가장 신뢰성 있는 압력계로 알려져 있다.The deadweight pressure gauge is known as the most reliable pressure gauge, although it is a simple mechanical device that well expresses the definition of pressure (P=F/A), "Pressure force per unit area (A) (㎡) (F) (N)".
상기 분동식 압력계는 힘의 평형상태를 이용하여 압력을 측정하는 방법을 이용하고, 유압 및 공압 측정에서 1차 표준기(교정용 표준기 또는 표준압력 발생기)로 사용되고 있는 압력계이다.The deadweight pressure gauge uses a method of measuring pressure using a force equilibrium state, and is a pressure gauge used as a primary standard (a calibration standard or a standard pressure generator) in hydraulic and pneumatic measurements.
대한민국 등록특허공보 제10-1641081호, 제10-1091648호, 제10-0982284호, 제10-0806959호, 제10-0542229호, 제10-0449151호, 제10-0439160호, 제10-0284161호, 공개특허공보 제10-2011-0092776호, 제10-2017-0065194호, 미국 등록특허공보 제6,701,791호 등에는 분동식 압력계와 관련된 다양한 기술이 공개되어 있다.Korean Patent Publication Nos. 10-1641081, 10-1091648, 10-0982284, 10-0806959, 10-0542229, 10-0449151, 10-0439160, and 10-0284161 No., Patent Publication Nos. 10-2011-0092776, 10-2017-0065194, and U.S. Patent Publication No. 6,701,791 disclose various technologies related to a deadweight pressure gauge.
분동식 압력계는 피스톤과 그 위에 올려지는 분동의 질량과 실린더에 가해지는 유체의 압력 사이의 평형상태를 이용하여 압력을 측정하며, 분동식 압력계의 표준압력(PS)은 다음의 수학식 1로 정의된다.The weight pressure gauge measures the pressure by using the equilibrium state between the piston and the mass of the weight placed on it and the pressure of the fluid applied to the cylinder, and the standard pressure (P S ) of the weight pressure gauge is expressed by the following equation. Is defined.
상기 수학식 1에 있어서, PS는 표준압력(단위:Pa)을 나타내고, ΣM은 피스톤 질량을 포함하여 피스톤에 부하된 분동 질량의 합(단위:kg)을 나타내고, g는 지역 중력가속도(단위:㎨)를 나타내고, A는 피스톤-실린더의 기준 단면적(단위:㎡)을 나타낸다.In Equation 1, P S represents the standard pressure (unit: Pa), ΣM represents the sum (unit: kg) of the mass of the weight loaded on the piston including the piston mass, and g represents the local gravitational acceleration (unit: :㎨), and A represents the reference cross-sectional area (unit: m2) of the piston-cylinder.
분동식 압력계는 압력 발생기 등으로 매질에 압력을 가하면, 피스톤이 밀려서 이동하게 되고, 매질이 미는 힘(압력)과 피스톤-실린더의 단면적과 여기를 눌러주는 힘(F=M*g)이 평형을 이루고, 이때의 압력이 표준압력이다.In a deadweight pressure gauge, when pressure is applied to a medium by means of a pressure generator, the piston is pushed and moved, and the force pushed by the medium (pressure) and the cross-sectional area of the piston-cylinder and the force that presses it (F=M*g) are balanced. And the pressure at this time is the standard pressure.
분동식 압력계의 동작용 압축 매질은 기체와 액체로 나누어지고, 액체는 측정 범위 500MPa~1GPa까지 운용이 가능하지만, 기체는 10MPa(1,500psi)가 최대 수준이다.The compression medium for operation of the deadweight pressure gauge is divided into gas and liquid, and the liquid can be operated in the measuring range of 500 MPa to 1 GPa, but the gas is at the maximum level of 10 MPa (1,500 psi).
기체 매질을 사용하는 분동식 압력계의 경우, 정밀 가공된 원통형 금속 또는 세라믹으로 피스톤과 실린더를 제작하는데, 동작의 특성상 기체는 액체(오일)에 비해 피스톤-실린더의 틈 사이로 쉽게 빠져나가기 때문에 피스톤에 머무는 시간이 매우 짧아 분동식 압력계의 고유한 동작을 충분히 발휘하지 못한다. 따라서, 순수하게 매질을 기체로 사용하는 분동식 압력계의 측정범위는 대략 10MPa 수준이 한계이다.In the case of a deadweight pressure gauge using a gas medium, pistons and cylinders are made of precision-machined cylindrical metal or ceramic. Due to the nature of operation, gas easily escapes through the gap between the piston-cylinder compared to liquid (oil). Since the time is very short, the unique operation of the deadweight pressure gauge cannot be sufficiently exhibited. Therefore, the measurement range of a weight pressure gauge using purely a medium as a gas is limited to approximately 10 MPa.
이를 극복하기 위해 고압력으로 압축된 기체를 이용하여 일정 체적을 가진 공간에 액체(보통 윤활유와 같은 오일)를 채우고, 기체로 이 액체를 압축하여 유압식 분동식 압력계를 동작시키는 방법을 사용한다. 이 방법을 사용하면, 기체의 압축한계 수준까지도 측정할 수 있으며, 최대 100MPa~140MPa까지도 가능하다.To overcome this, a liquid (usually oil such as lubricating oil) is filled in a space with a certain volume using a gas compressed at high pressure, and the liquid is compressed with gas to operate a hydraulic deadweight pressure gauge. Using this method, it is possible to measure even the compression limit level of the gas, and up to 100 MPa to 140 MPa.
가장 간단한 방법은 액체의 비압축성을 이용하는 것으로, 기체와 액체를 분리할 수 있는 장치를 기체 부분과 유압 부분(유압 분동식 압력계) 사이에 설치하는 방법으로, 고(高)압력으로 압축된 기체를 서서히 넣어 가압하고, 이 기체를 액체로 밀어서(압축) 분동식 압력계를 동작시키는 방법이다.The simplest method is to use the incompressibility of the liquid. A device that can separate gas and liquid is installed between the gas part and the hydraulic part (hydraulic weight pressure gauge). It is a method of operating a deadweight pressure gauge by putting it in, pressurizing it, and pushing (compressing) this gas into a liquid.
예를 들면, 유압식 분동식 압력계와 기체 부분 중간에 기체와 액체 분리통을 설치하고, 기체를 천천히 가압하여 피스톤의 단면적과 질량의 크기와 힘의 평형이 이루는 지점에서 유압 분동식 압력계가 동작을 하도록 구성한다.For example, a gas-liquid separator is installed in the middle of a hydraulic weight pressure gauge and a gas part, and the gas is slowly pressurized so that the hydraulic weight pressure gauge operates at the point where the cross-sectional area of the piston and the size of the mass and force are balanced. Make up.
그러나, 이 방법은 단순하고 저렴하나 많은 공간을 차지하고 사용에 불편한 점이 있어서 많이 사용하지 않는다.However, this method is simple and inexpensive, but it takes up a lot of space and is inconvenient to use, so it is not used much.
또한, 이 방법은 가압한 다음 감압하는 과정에서 기체에 액체(기름)이 혼합되어 배출될 가능성이 높으며, 이는 실험대상 기기의 내부를 오염시킬 가능성이 높다.In addition, in this method, there is a high possibility that liquid (oil) is mixed with gas and discharged in the process of depressurizing after pressurization, which is likely to contaminate the interior of the equipment under test.
미국 등록특허 제6,701,791호에는 실린더의 측면에 액체통을 설치하고, 피스톤의 아래에서 받는 압력과 동일한 기체 압력이 액체통 위쪽으로도 유입되고, 실린더 측면의 작은 구멍을 통해 액체가 유입되어 유압식 분동식 압력계처럼 동작할 수 있도록 구성된 피스톤-실린더 모듈이 공개되어 있다.In U.S. Patent No. 6,701,791, a liquid container is installed on the side of the cylinder, and gas pressure equal to the pressure received from the bottom of the piston flows into the upper part of the liquid container, and the liquid is introduced through a small hole on the side of the cylinder. A piston-cylinder module configured to act like a pressure gauge is disclosed.
종래 피스톤-실린더 모듈에 액체통을 설치하는 경우에는 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 액체를 주입하는데에 어려움이 많으며, 기존의 피스톤 모듈을 활용할 수 없다는 문제가 있다.In the case of installing a liquid container in a conventional piston-cylinder module, there is a problem in that the structure is complicated, making it difficult to manufacture, there are many difficulties in injecting liquid, and the existing piston module cannot be utilized.
본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 주기둥에 기액분리공간을 형성하므로 제작성이 향상되고 액체를 주입하는 것이 용이한 고압 기체용 유압 분동식 압력계를 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above points, and provides a hydraulic weight pressure gauge for a high-pressure gas, which is easy to inject liquid and improves fabrication by forming a gas-liquid separation space in a main column.
본 발명의 실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계는 본체베이스에 수직으로 설치되고 내부에 기액분리공간이 형성되는 주기둥과, 상기 주기둥의 내부에 삽입 설치되고 상기 기액분리공간이 형성되도록 상기 주기둥의 내면과 간격을 두고 외면이 위치하고 내부에는 액체 매질이 충진되어 유압이 작용하는 유압공간이 형성되는 중앙기둥과, 상기 주기둥의 상부에 결합 설치되고 상기 중앙기둥의 상면에 접하여 설치되는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 상하이동이 가능하게 설치되고 상기 중앙기둥의 유압공간쪽으로 상하이동하면서 가압 또는 감압하는 피스톤과, 상기 피스톤의 상단이 고정되는 피스톤캡을 포함하여 이루어진다.The hydraulic deadweight pressure gauge for high-pressure gas according to an embodiment of the present invention is installed vertically on the main body base and has a gas-liquid separation space formed therein, and is inserted into the main column to form the gas-liquid separation space. The outer surface is spaced apart from the inner surface of the main column, and the inner surface is filled with a liquid medium to form a hydraulic space for hydraulic pressure, and the main column is installed in contact with the upper surface of the main column. It comprises a cylinder, a piston installed in the interior of the cylinder so as to be able to move upwardly and to pressurize or depressurize while moving toward the hydraulic space of the central column, and a piston cap to which the upper end of the piston is fixed.
상기 실린더의 하부에는 상기 중앙기둥의 내부에 삽입되고 상기 피스톤의 상하이동을 안내하는 피스톤안내부재를 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a piston guide member in the lower part of the cylinder, which is inserted into the central pillar and guides the upward movement of the piston.
상기 중앙기둥에는 내부의 유압공간과 외부의 기액분리공간을 서로 연통시켜 액체(유압)의 흐름을 이루어지는 유압유로가 반지름방향으로 복수개 형성된다.In the central column, a plurality of hydraulic flow paths for flowing liquid (hydraulic pressure) by communicating the internal hydraulic space and the external gas-liquid separation space are formed in a radial direction.
상기 주기둥은 고압 기체의 압력이 작용하도록 가압장치와 연결되고 상기 기액분리공간과는 직접 연통되지 않도록 하부쪽 내부 중앙에 형성되는 중앙유로와, 상기 중앙유로의 상단부에 연통하도록 수평으로 형성되는 수평유로와, 상기 수평유로의 한쪽 끝부분에 연결되고 수직으로 형성되는 수직유로와, 상기 수직유로의 상단부와 상기 기액분리공간을 서로 연결하도록 형성되는 연결유로를 포함한다.The main column is connected to a pressurizing device so that the pressure of the high-pressure gas acts, and a central flow path formed in the center of the lower side so as not to directly communicate with the gas-liquid separation space, and a horizontally formed horizontally to communicate with the upper end of the central flow path And a flow path, a vertical flow path connected to one end of the horizontal flow path and formed vertically, and a connection flow path formed to connect the upper end of the vertical flow path and the gas-liquid separation space to each other.
상기 수평유로의 상기 수직유로와 연결되지 않는 반대쪽 끝부분은 외부로 관통되도록 형성되고, 수평유로의 주기둥 표면으로 노출되는 끝부분에는 필요에 따라 개폐가 가능하게 플러그를 결합하도록 구성하는 것도 가능하다.The opposite end portion of the horizontal flow passage not connected to the vertical flow passage may be formed to penetrate to the outside, and the end portion exposed to the main column surface of the horizontal passage may be configured to connect a plug so as to be opened and closed as necessary. .
상기 수직유로의 상단부 끝부분을 주기둥의 상면쪽으로 노출되도록 외부와 관통되도록 형성하고, 상기 주기둥 상면으로 노출되는 수직유로의 끝부분에는 필요에 따라 개폐가 가능하게 플러그를 결합하도록 구성하는 것도 가능하다.It is also possible to configure the upper end of the vertical flow path to penetrate the outside so as to be exposed to the upper surface of the main column, and to connect a plug so as to be opened and closed as necessary at the end of the vertical flow channel exposed to the upper surface of the main column. Do.
상기에서 수평유로와 수직유로의 플러그는 기체 또는 액체 매질을 주입하기 위한 주입구멍으로 활용하는 것이 가능하다.In the above, the plug of the horizontal flow channel and the vertical flow channel can be used as an injection hole for injecting a gas or liquid medium.
상기 중앙기둥의 상단부 외주면에는 상기 주기둥 내면과의 사이에 기밀을 유지하기 위하여 오링(O-ring)을 설치하는 것이 바람직하다.It is preferable to install an O-ring on the outer peripheral surface of the upper end of the central pillar to maintain airtightness between the inner surface of the main pillar.
본 발명의 실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 의하면, 기액분리공간을 주기둥에 형성하므로, 피스톤-실린더 모듈쪽에 기액분리공간을 형성하는 것에 비하여 가공성 및 제작성이 크게 향상되고, 제조비용이 절감된다.According to the hydraulic weight pressure gauge for high pressure gas according to the embodiment of the present invention, since the gas-liquid separation space is formed in the main column, the processability and fabrication are greatly improved compared to forming the gas-liquid separation space on the piston-cylinder module side, and The cost is reduced.
또, 본 발명의 실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 의하면, 주기둥에 기액분리공간을 형성하므로, 기존의 피스톤-실린더 모듈을 활용하는 것이 가능하며, 제조비용을 절감하는 것이 가능하다.In addition, according to the hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to an embodiment of the present invention, since a gas-liquid separation space is formed in the main column, it is possible to utilize the existing piston-cylinder module, and it is possible to reduce the manufacturing cost. .
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 의하면, 수직으로 세워져 설치되는 주기둥의 수평유로 또는 수직유로의 플러그를 통하여 기체 또는 액체 매질을 주입하는 것이 가능하므로, 매질의 주입이 용이하게 이루어진다.And, according to the hydraulic deadweight pressure gauge for high-pressure gas according to an embodiment of the present invention, since it is possible to inject a gas or liquid medium through a plug of a horizontal passage or a vertical passage of a main column installed vertically, injection of the medium This is done easily.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 있어서, 주기둥과 중앙기둥이 조립된 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 있어서, 주기둥과 중앙기둥이 분리된 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 있어서, 분동이 적재되지 않은 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계에 있어서, 분동이 적재된 상태를 나타내는 단면도이다.1 is a partial cross-sectional perspective view showing a hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which a main column and a central column are assembled in the hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which a main column and a central column are separated in a hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a state in which the weight is not loaded in the hydraulic weight pressure gauge for high pressure gas according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a state in which a weight is loaded in a hydraulic weight pressure gauge for a high pressure gas according to an embodiment of the present invention.
다음으로 본 발명에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.The present invention can be implemented in various forms, and is not limited to the embodiments described below.
이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.Hereinafter, in order to clearly describe the present invention, detailed descriptions of parts that are not closely related to the present invention are omitted, and the same or similar elements are denoted by the same reference numerals throughout the description of the present invention, and repetitive descriptions are omitted. .
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 주기둥(10)과, 중앙기둥(30)과, 실린더(50)와, 피스톤(60)과, 피스톤덮개(70)를 포함하여 이루어진다.First, the hydraulic deadweight pressure gauge for high-pressure gas according to an embodiment of the present invention, as shown in Figs. 1 to 3, the
상기 주기둥(10)은 본체베이스(도면에 나타내지 않음)에 수직으로 설치된다.The
상기 주기둥(10)의 내부에는 기액분리공간(18)이 형성된다.A gas-
상기 주기둥(10)에는 고압 기체의 압력이 작용하도록 가압장치(도면에 나타내지 않음)와 연결되고 상기 기액분리공간(18)과는 직접 연통되지 않도록 하부쪽 내부 중앙에 중앙유로(13)가 형성된다.The
상기 중앙유로(13)는 압력발생기(도면에 나타내지 않음) 쪽에 연결되어, 고압 기체에 설정된 일정한 압력이 작용하도록 구성된다.The
상기 주기둥(10)에는 상기 중앙유로(13)의 상단부에 연통하도록 수평으로 수평유로(15)가 형성된다.A
그리고, 상기 주기둥(10)에는 상기 수평유로(15)의 한쪽 끝부분에 연결되는 상태로 수직으로 수직유로(17)가 형성된다.In addition, a
또, 상기 주기둥(10)에는 상기 수직유로(17)의 상단부와 상기 기액분리공간(18)을 서로 연결하도록 연결유로(21)를 형성한단.In addition, a
상기 수평유로(15)의 상기 수직유로(17)와 연결되지 않는 반대쪽 끝부분은 외부로 관통되도록 형성된다.The opposite end of the
상기 수평유로(15)의 주기둥(10) 표면으로 노출되는 끝부분에는 필요에 따라 개폐가 가능하게 플러그(16)를 결합하도록 구성한다.The end portion exposed to the surface of the
그리고, 상기 수직유로(14)의 상단부 끝부분은 주기둥(10)의 상면쪽으로 노출되도록 외부와 관통되도록 형성한다.In addition, the upper end of the
상기 주기둥(10) 상면으로 노출되는 수직유로(14)의 끝부분에는 필요에 따라 개폐가 가능하게 플러그(17)를 결합하도록 구성한다.The end of the
상기에서 수평유로(15)와 수직유로(14)의 플러그(16), (17)는 기체 또는 액체 매질을 주입하기 위한 주입구멍으로 활용하는 것이 가능하다.In the above, the
상기 주기둥(10)의 본체(12)는 내부에 바닥이 막힌 기액분리공간(18)이 형성되는 원통형상으로 형성된다.The
상기 중앙기둥(30)은 상기 주기둥(10)의 내부에 삽입 설치된다.The
상기 중앙기둥(30)은 기액분리공간(18)이 형성되도록 상기 주기둥(10)의 내면과 간격을 두고 외면이 위치하도록 설치된다.The
상기 중앙기둥(30)의 내부에는 액체 매질이 충진되어 유압이 작용하는 유압공간(34)이 형성된다.The inside of the
상기 중앙기둥(30)에는 내부의 유압공간(34)과 외부의 기액분리공간(18)을 서로 연통시켜 액체(유압)의 흐름을 이루어지는 유압유로(38)가 반지름방향으로 복수개 형성된다.In the
상기 중앙기둥(30)의 상단부 외주면(35)에는 상기 주기둥(10) 내면과의 사이에 기밀을 유지하기 위하여 오링(46)을 설치하는 것이 바람직하다.It is preferable to install an O-
상기 중앙기둥(30)의 상단부 외주면(35)에는 오링(46)이 삽입되는 오링홈(36)이 형성된다.An O-
상기 주기둥(10)의 내부에는 조립홈(19)을 형성하고, 상기 중앙기둥(30)의 하단부에는 상기 조립홈(19)에 삽입되는 조립돌기(39)를 형성한다.An
상기 조립홈(19)에는 암나사를 형성하고, 상기 조립돌기(39)에는 수나사를 형성하여 나사결합으로 상기 중앙기둥(30)을 상기 주기둥(10)에 일체로 고정 결합하는 것도 가능하다.A female screw is formed in the
상기 중앙기둥(30)의 내부에는 나사결합을 위하여 중앙기둥(30)을 회전시키기 위한 렌치홈(37)을 형성하는 것도 가능하다.It is also possible to form a
상기 중앙기둥(30)의 본체(32)는 내부에 바닥이 막힌 유압공간(34)이 형성되는 원통형상으로 형성된다.The
상기 렌치홈(37)은 상기 중앙기둥(30)의 내부 바닥에 형성한다.The
상기 실린더(50)는 상기 주기둥(10)의 상부에 결합 설치된다.The
상기 주기둥(10)의 상단부 내면에는 암나사부(24)를 형성하고, 상기 실린더(50)의 하단부를 나사결합으로 조립하도록 구성하는 것도 가능하다.It is also possible to form a
상기 주기둥(10)의 기액분리공간(18)의 위쪽에는 상기 실린더(50)의 저면이 접하며 상면이 폐쇄된 공간이 형성되도록 단턱(22)을 형성한다.A stepped
상기 실린더(50)의 하부는 상기 중앙기둥(30)의 상면에 접하도록 설치된다.The lower portion of the
상기 피스톤(60)은 상기 실린더(50)의 내부에 상하이동이 가능하게 설치된다.The
상기 피스톤(60)은 상기 중앙기둥(30)의 유압공간(34)쪽으로 상하이동하면서 가압 또는 감압하도록 설치된다.The
상기 피스톤캡(70)의 저면에는 상기 피스톤(60)의 상단이 고정된다.The upper end of the
상기 피스톤캡(70)은 상기 피스톤(60)과 함께 상하이동이 가능하도록 설치된다.The
상기 피스톤캡(70)에는 분동의 하중이 작용한다.The load of the weight acts on the
상기에서 실린더(50)와 피스톤(60), 피스톤캡(70)의 구성은 기존의 피스톤실린더 모듈의 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.In the above, the configuration of the
그리고, 상기 실린더(50)의 하부에는 상기 중앙기둥(30)의 내부에 삽입되고 상기 피스톤(60)의 상하이동을 안내하는 피스톤안내부재(56)를 설치하는 것도 가능하다.In addition, it is possible to install a
상기 피스톤안내부재(56)는 상기 실린더(50)와 일체로 형성하는 것도 가능하고, 상기 실린더(50)와 별도의 부품으로 제작하여 조립하도록 구성하는 것도 가능하다.The
상기와 같이 피스톤안내부재(56)를 형성하여 설치하면, 상기 중앙기둥(30)의 피스톤(60)이 삽입되는 부분을 고도로 정밀하게 유지하지 않아도 되므로, 중앙기둥(30)의 제조가 용이해진다.When the
다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고압 기제용 유압 분동식 압력계의 작동과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.Next, the operation of the hydraulic deadweight pressure gauge for a high pressure base according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 피스톤캡(70)에 분동의 하중이 작용하지 않는 상태에서는 상기 피스톤(60) 및 피스톤캡(70)이 위쪽으로 이동된 위치를 유지한다.First, as shown in FIG. 4, in a state in which the weight of the weight does not act on the
상기와 같은 상태에서는 중앙유로(13)를 통하여 유입되는 고압 기체(도 4에서 연한 점해칭으로 표시)의 압력이 기액분리공간(18) 및 유압공간(34)에 주입된 액체 매질(도 4에서 진한 점해칭으로 표시)에 작용하여 액체 매질의 압력에 의하여 피스톤(60)이 위쪽으로 이동된 상태를 유지하게 된다.In the above state, the pressure of the high-pressure gas (indicated by soft point hatching in FIG. 4) flowing through the
상기에서 고압 기체는 중앙유로(13)와 수평유로(15), 수직유로(14), 연결유로(21)를 통하여 기액분리공간(18)으로 이동하면서 압력을 전달하게 된다.In the above, the high-pressure gas transfers pressure while moving to the gas-
그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 피스톤캡(70)에 분동의 하중이 작용하게 되면, 피스톤캡(70)이 아래쪽으로 이동하고, 상기 피스톤(60)도 함께 아래쪽으로 이동하게 되고, 피스톤(60)의 이동에 따라 유압공간(34)의 액체 매질(도 5에서 진한 점해칭으로 표시)에 압력이 상승하여 작용하고, 유압유로(38)를 통하여 유기액분리공간(18)의 액체 매질에 전해진 압력에 의해 고압 기체(도 5에서 연한 점해칭으로 표시)가 기액분리공간(18)에서 일부 밀려나 연결유로(21)와 수직유로(14), 수평유로(15), 중앙유로(13)를 통하여 압력발생기(도면에 나타내지 않음)쪽으로 압력이 작용하게 되고, 고압 기체의 압력이 상승한다.And, as shown in Figure 5, when the load of the weight acts on the
상기에서 고압 기체의 압력 변화와 분동 및 피스톤의 질량 등을 이용하여 표준압력을 계산하는 것이 가능하다.In the above, it is possible to calculate the standard pressure using the pressure change of the high-pressure gas and the mass of the weight and the piston.
상기에서는 본 발명에 따른 고압 기체용 유압 분동식 압력계의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of the hydraulic deadweight pressure gauge for high pressure gas according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications are carried out within the scope of the claims, the description of the invention and the accompanying drawings. It is possible, and this also falls within the scope of the present invention.
10 - 주기둥, 12 - 주기둥 본체, 14 - 수직유로, 15 - 수평유로
16,17 - 플러그, 18 - 기액분리공간, 19 - 조립홈, 21 - 연결유로
22 - 단턱, 24 - 암나사부, 30 - 중앙기둥, 32 - 중앙기둥 본체
35 - 상단부 외주면, 36 - 오링홈, 37 - 렌치홈, 38 - 유압유로
39 - 조립돌기, 50 - 실린더, 56 - 피스톤안내부재, 60 - 피스톤
70 - 피스톤캡10-main column, 12-main column body, 14-vertical passage, 15-horizontal passage
16,17-plug, 18-gas-liquid separation space, 19-assembly groove, 21-connection channel
22-stepped, 24-female thread, 30-central pillar, 32-central pillar body
35-Outer circumference of upper part, 36-O-ring groove, 37-Wrench groove, 38-Hydraulic flow path
39-assembly protrusion, 50-cylinder, 56-piston guide member, 60-piston
70-piston cap
Claims (7)
상기 주기둥의 내부에 삽입 설치되고 상기 기액분리공간이 형성되도록 상기 주기둥의 내면과 간격을 두고 외면이 위치하고 내부에는 액체 매질이 충진되어 유압이 작용하는 유압공간이 형성되는 중앙기둥과,
상기 주기둥의 상부에 결합 설치되고 상기 중앙기둥의 상면에 접하여 설치되는 실린더와,
상기 실린더의 내부에 상하이동이 가능하게 설치되고 상기 중앙기둥의 유압공간쪽으로 상하이동하면서 가압 또는 감압하는 피스톤과,
상기 피스톤의 상단이 고정되는 피스톤캡을 포함하며,
상기 주기둥은 고압 기체의 압력이 작용하도록 가압장치와 연결되고 상기 기액분리공간과는 직접 연통되지 않도록 하부쪽 내부 중앙에 형성되는 중앙유로와, 상기 중앙유로의 상단부에 연통하도록 수평으로 형성되는 수평유로와, 상기 수평유로의 한쪽 끝부분에 연결되고 수직으로 형성되는 수직유로와, 상기 수직유로의 상단부와 상기 기액분리공간을 서로 연결하도록 형성되는 연결유로를 포함하고,
상기 수평유로의 상기 수직유로와 연결되지 않는 반대쪽 끝부분은 외부로 관통되도록 형성되고, 수평유로의 주기둥 표면으로 노출되는 끝부분에는 필요에 따라 개폐가 가능하게 플러그를 결합하도록 구성되는 고압 기체용 유압 분동식 압력계.
A main column installed vertically on the main body base and forming a gas-liquid separation space therein,
A central pillar that is inserted and installed inside the main pillar and has an outer surface spaced apart from the inner surface of the main pillar so that the gas-liquid separation space is formed, and is filled with a liquid medium to form a hydraulic space in which hydraulic pressure acts;
A cylinder coupled to the upper portion of the main pillar and installed in contact with the upper surface of the central pillar;
A piston installed in the cylinder so as to move upwardly and to pressurize or reduce pressure while moving toward the hydraulic space of the central column;
It includes a piston cap to which the upper end of the piston is fixed,
The main column is connected to a pressurizing device so that the pressure of the high-pressure gas acts, and a central flow path formed in the center of the lower side so as not to directly communicate with the gas-liquid separation space, and a horizontally formed horizontally to communicate with the upper end of the central flow path. A flow path, a vertical flow path connected to one end of the horizontal flow path and formed vertically, and a connection flow path formed to connect the upper end of the vertical flow path and the gas-liquid separation space,
For high-pressure gas, the opposite end of the horizontal flow path not connected to the vertical flow path is formed to penetrate to the outside, and the end exposed to the main column surface of the horizontal flow path is configured to connect a plug so that it can be opened or closed as needed. Hydraulic deadweight pressure gauge.
상기 실린더의 하부에는 상기 중앙기둥의 내부에 삽입되고 상기 피스톤의 상하 이동을 안내하는 피스톤 안내부재를 설치하는 고압 기체용 유압 분동식 압력계.
The method according to claim 1,
A hydraulic deadweight pressure gauge for high-pressure gas installed at a lower portion of the cylinder and provided with a piston guide member that is inserted into the central pillar and guides the vertical movement of the piston.
상기 중앙기둥에는 내부의 유압공간과 외부의 기액분리공간을 서로 연통시켜 액체의 흐름이 이루어지는 유압유로가 반지름방향으로 복수개 형성되는 고압 기체용 유압 분동식 압력계.
The method according to claim 1,
A hydraulic weight pressure gauge for high-pressure gas in which a plurality of hydraulic flow paths through which liquid flows by communicating the internal hydraulic space and the external gas-liquid separation space are formed in the radial direction in the central pillar.
상기 수직유로의 상단부 끝부분을 주기둥의 상면 쪽으로 노출되도록 외부와 관통되도록 형성하고, 상기 주기둥 상면으로 노출되는 수직유로의 끝부분에는 필요에 따라 개폐 가능하게 플러그를 결합하도록 구성하는 고압 기체용 유압 분동식 압력계.
The method according to claim 1,
For high-pressure gas configured to allow the upper end of the vertical flow path to be exposed to the outside so as to be exposed toward the upper surface of the main column, and to connect a plug to be opened and closed as necessary at the end of the vertical flow path exposed to the upper surface of the main column Hydraulic deadweight pressure gauge.
상기 중앙기둥의 상단부 외주면에는 상기 주기둥 내면과의 사이에 기밀을 유지하기 위하여 오링을 설치하는 고압 기체용 유압 분동식 압력계.The method according to claim 1,
A hydraulic deadweight pressure gauge for high-pressure gas, wherein an O-ring is installed on the outer peripheral surface of the upper end of the central column to maintain airtightness between the inner surface of the main column.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2019-09-04 KR KR1020190109257A patent/KR102199987B1/en active IP Right Grant
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