KR102210400B1 - 케이블 수밀성 시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이블 수밀성 시험장치에 관한 것으로, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력장치; 이 축방향 가력장치의 일측에 연결되고 케이블이 관통하는 이동 플레이트; 이동 플레이트가 상대이동 가능하도록 이동 플레이트를 지지하는 고정 플레이트; 이 고정 플레이트 상에 설치되고 이동 플레이트에 연결되어 이동 플레이트가 케이블에 대해 횡방향으로 이동하게 하는 액츄에이터; 고정 플레이트에 형성된 홈 안에서 공간을 두고 장착되는 베어링 베이스; 및 이동 플레이트와 베어링 베이스 사이에 개재되고 베어링 베이스를 감아 돌도록 설치된 베어링부재를 포함하여서, 베어링의 프레임이 찌그러지거나, 회전부재가 탈락하거나, 또는 베어링이 밖으로 이탈하는 것이 방지되어, 케이블 수밀성 시험장치의 효율적인 운용이 가능하고, 유지보수에 소요되는 불필요한 노력과 비용이 절감되며, 케이블 수밀성 시험장치를 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

케이블 수밀성 시험장치 {Cable leak-tightness testing machine}
본 발명은 예컨대 교량용 케이블의 주요 연결부의 수밀성을 확인하기 위한 케이블 수밀성 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이블에 횡방향으로 힘을 가하며 케이블의 수밀성을 시험할 수 있는 케이블 수밀성 시험장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.
케이블은 다수의 강선들이 다발 형태로 마련되어 피복된 것으로서, 이러한 케이블은 건축이나 토목 등 다양한 분야에서 구조용 부재로 널리 사용되고 있다.
이러한 케이블의 사용 중에는 반복적으로 풍동 하중이 작용하기 때문에 케이블의 연결부위인 단부는 시간이 지남에 따라 피복이 찢어지게 되어 강우나 강설 등에 의해 수분이 침투할 가능성이 커지게 된다. 이렇게 케이블의 수밀이 확보되지 못할 경우에는 케이블 내의 강선들이 쉽게 부식하게 되어 케이블의 강성이 유지되지 못하게 되고, 이에 따라 지지하는 구조물의 안전성에 커다란 문제를 발생시킬 수 있다.
이러한 이유로 케이블을 설치하기 전에는 케이블의 수밀성을 시험하는 과정을 통상 거치게 된다. 케이블의 수밀성을 시험하기 위해서는 케이블에 축방향 및 횡방향으로 힘이 동시에 가해져야 하고, 시험액의 공급이나 온도 조절이 필요하기 때문에 별도의 전용 장치를 제작하여 시험하는 것이 일반적이다.
도 1은 종래기술에 따른 케이블 수밀성 시험장치를 일으켜 세운 상태를 도시한 도면이다.
이에 도시된 케이블 수밀성 시험장치(100)는 지면에 고정 설치되는 지지틀(110); 이 지지틀(110)에서 이동가능하게 설치되는 이동틀(120); 이 이동 틀(120)에 설치되어 케이블 시편 또는 정착구(미도시)에 축방향으로 힘을 가하는 축방향 가력장치(130); 및 케이블 시편 또는 정착구를 수용하고 일정량의 물을 저장하는 수용부재(140)를 포함하고 있다.
특히, 횡력 제어를 위해서는 수밀 부위의 정착구에 각도 변화를 주게 되는데, 케이블 시편이 관통하는 이동 플레이트(150)에다 케이블 시편의 길이방향에 직각인 방향으로 변위를 부여하여 케이블 시편에 정해진 회전 변위를 유발하도록 한다. 이러한 각도 변화(횡력 제어)를 반복 실시하여 시험을 수행한 후 케이블 시편을 면밀히 관찰하여, 수분이나 시험액이 정착구 내부 또는 인장부재 표면에서 발견되는지를 검사한다.
여기서, 수밀 부위의 정착구에 각도 변화를 주기 위해, 케이블 시편에 축방향 인장력을 가하는 축방향 가력장치(130)에 연결되면서 케이블 시편이 관통하는 이동 플레이트(150)와 고정 플레이트(170) 사이에 복수의 베어링(미도시)을 위치시키고, 이동 플레이트(150)에다 액츄에이터(160)를 사용하여 변위를 주게 된다. 플레이트들(150, 170) 사이의 마찰력을 줄이기 위한 베어링은 최대 약 1500 Ton의 압축력을 견디며 움직이게 된다.
하지만, 이동 플레이트가 변위할 때 고정 플레이트에 베어링을 완전히 고정시키지 않고 이동 플레이트의 이동방향으로 베어링의 프레임과 회전부재가 함께 움직이도록 유도하게 되는데, 이러한 경우에 고정 플레이트에 프레임이 끼여 찌그러지거나, 회전부재가 탈락하거나, 또는 베어링이 각자 따로 움직여 고정 플레이트의 밖으로 이탈하는 일이 생긴다. 이로 인해, 나머지 베어링들이 집중하중을 받게 되어 파손된다. 이렇게 파손된 베어링은 재제작하여 설치해야 하기 때문에, 시험장치의 유지보수에 불필요한 노력과 비용이 소요되며, 시험이 빈번히 지연되어 시험장치의 운용이 매우 비효율적으로 이루어지는 문제가 있게 된다.
이에 본 발명은 이동 플레이트와 고정 플레이트 사이에 위치되는 베어링의 구조를 개선함으로써, 베어링의 프레임이 찌그러지거나, 회전부재가 탈락하거나, 또는 베어링이 밖으로 이탈하는 것이 방지되어, 효율적인 운용이 가능하고, 유지보수에 소요되는 불필요한 노력과 비용이 절감되며, 영구적으로 사용할 수 있는 케이블 수밀성 시험장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치는, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력장치; 상기 축방향 가력장치의 일측에 연결되고 상기 케이블이 관통하는 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트 하에서 상기 이동 플레이트가 상대이동 가능하도록 상기 이동 플레이트를 지지하는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트 상에 설치되고 상기 이동 플레이트에 연결되어 상기 이동 플레이트가 상기 케이블에 대해 횡방향으로 이동하게 하는 액츄에이터; 상기 고정 플레이트에 형성된 홈 안에서 상기 홈에 대해 공간을 두고 장착되는 베어링 베이스; 및 상기 이동 플레이트와 상기 베어링 베이스 사이에 개재되고 상기 베어링 베이스를 감아 돌도록 설치된 베어링부재를 포함하고, 상기 고정 플레이트의 홈의 양측벽에는 핀홀이 형성되어 있고, 상기 베어링 베이스의 양측방으로 뻗은 고정핀이 상기 핀홀에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치에서, 상기 베어링부재는, 두 개의 평행한 슬리이브로 결합하는 두 개의 평행한 제1연결판으로 형성된 복수의 내측 링크; 두 개의 평행한 결합핀으로 결합하는 두 개의 평행한 제2연결판으로 형성되고, 상기 결합핀들이 하나의 내측 링크에 있는 하나의 슬리이브와 다른 내측 링크에 있는 하나의 슬리이브를 각각 관통하여 체인 결합을 형성하는 복수의 외측 링크; 및 상기 슬리이브의 외주면에 끼워져 회전할 수 있는 복수의 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 이동 플레이트와 고정 플레이트 사이에 위치되는 베어링의 구조를 개선함으로써, 베어링의 프레임이 찌그러지거나, 회전부재가 탈락하거나, 또는 베어링이 밖으로 이탈하는 것이 방지되어, 케이블 수밀성 시험장치의 효율적인 운용이 가능하고, 유지보수에 소요되는 불필요한 노력과 비용이 절감되며, 케이블 수밀성 시험장치를 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 케이블 수밀성 시험장치를 일으켜 세운 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치의 일부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 요부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치의 고정 플레이트를 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치의 일부를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 요부를 확대하여 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 평면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치의 정착 플레이트를 도시한 평면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치(200)는, 케이블(미도시)에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력장치(130); 이 축방향 가력장치(130)의 일측에 연결되고 케이블이 관통하는 이동 플레이트(150); 이 이동 플레이트(150) 하에서 이동 플레이트(150)가 상대이동 가능하도록 이동 플레이트(150)를 지지하는 고정 플레이트(170); 이 고정 플레이트(170) 상에 설치되고 이동 플레이트(150)에 연결되어 이동 플레이트(150)가 케이블에 대해 횡방향으로 이동하게 하는 액츄에이터(160); 고정 플레이트(170)에 형성된 홈(172) 안에서 상기 홈(172)에 대해 공간을 두고 장착되는 베어링 베이스(210); 및 이동 플레이트(150)와 베어링 베이스(210) 사이에 개재되고 베어링 베이스(210)를 감아 돌도록 설치된 베어링부재(220)를 포함하고 있다.
축방향 가력장치(130)는 수용부재(140) 상에 장착된다. 축방향 가력장치(130)는 수용부재(140)에 투입된 시험대상물(즉, 케이블 또는 정착구)에 소정의 인장력을 가하도록 연결된다. 축방향 가력장치(130)는 수용부재(140)의 길이방향을 따라 이동하며 시험대상물에 인장력을 가할 수 있다. 축방향 가력장치(130)는 예컨대 외부로부터 공급되는 작동 유체에 의해 작동하도록 된 유압 실린더나 공압 실린더 또는 유압 잭 등과 같은 유체압 가력장치로 구성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
축방향 가력장치(130)의 일측에 케이블이 관통하는 이동 플레이트(150)가 연결된다. 축방향 가력장치(130)가 이동 플레이트(150)를 밀어내면, 상대적으로 축방향 가력장치(130)에 연결된 케이블의 단부를 이동 플레이트(150)의 반대방향으로 밀어내게 됨으로써, 케이블에 축방향의 인장력을 가할 수 있게 되는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(160)는 고정 플레이트(170) 상에 설치되고 이동 플레이트(150)에 연결되어 이동 플레이트(150)가 케이블에 대해 횡방향으로 이동하게 함으로써, 케이블에 횡방향 힘이 가해지도록 마련된다. 액츄에이터(160)는 예컨대 외부로부터 공급되는 작동 유체에 의해 작동하도록 된 유압 실린더나 공압 실린더 등과 같은 유체압 작동장치로 구성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이렇게 액츄에이터(160)가 연결된 이동 플레이트(150)를 주기적으로 밀고 당기면서 이동 플레이트(150)가 고정 플레이트(170)에 대해 상대이동하도록 구동시키면, 케이블에는 횡방향 힘이 작용하게 되어 케이블의 일측 단부가 타측 단부에 대해 일정 범위 내에서 반복적으로 회동하는 변위를 일으킬 수 있게 된다.
고정 플레이트(170)는 이동틀(120; 도 1 참조)에 설치되어, 전술한 이동 플레이트(150)의 이동을 지지하고 있다. 또한, 이러한 고정 플레이트(170)에는 서로 일정 간격을 두고 배열된 복수의 홈(172)이 형성되어 있다.
각 홈(172)의 양측벽에는 소정 크기의 핀홀(174)이 형성되어 있어, 후술하는 베어링 베이스(210)의 고정핀(214)이 삽입될 수 있게 되어 있다.
베어링 베이스(210)는 대략 타원형 또는 사각형 이상의 다각형으로 된 단면 형상을 가진 베이스 본체(212)와, 이 베이스 본체(212)로부터 양측방으로 뻗은 한 쌍의 고정핀(214)을 구비하고 있다. 고정핀(214)이 형성된 측면을 제외한 나머지 표면에는 양측 선단에 가까이 돌출부 또는 단턱부 형상으로 마련된 안내부(216)가 형성될 수 있다. 이러한 안내부(216)는 베어링의 이탈을 방지하여 베어링이 예정된 궤도상에서 이동 또는 주행하도록 하는 역할을 한다.
또한, 베어링 베이스(210)는 고정 플레이트(170)에 형성된 홈(172) 안에서 이 홈(172)에 대해 공간을 두고 장착된다. 보다 구체적으로, 베어링 베이스(210)는 베어링부재의 주행방향의 앞쪽에 위치한 홈(172)의 앞벽과, 베어링부재의 주행방향의 뒤쪽에 위치한 홈(172)의 뒷벽, 및 홈(172)의 바닥과 이격되어 위치한다. 이로써, 베어링부재가 베어링 베이스(210)와 홈(172) 사이의 공간에서 이동될 수 있게 된다.
베어링부재(220)는 이동 플레이트(150)와 베어링 베이스(210) 사이에 개재되면서 베어링 베이스(210)의 표면을 따라 감아 돌게 되어 있다.
이 베어링부재(220)는, 두 개의 평행한 슬리이브(222)로 결합하는 두 개의 평행한 제1연결판(223)으로 형성된 복수의 내측 링크(230); 두 개의 평행한 결합핀(224)으로 결합하는 두 개의 평행한 제2연결판(225)으로 형성되고, 결합핀(224)들이 하나의 내측 링크(230)에 있는 하나의 슬리이브(222)와 다른 내측 링크(230)에 있는 하나의 슬리이브(222)를 각각 관통하여 체인 결합을 형성하는 복수의 외측 링크(240); 및 각 슬리이브(222)의 외주면에 끼워져 회전할 수 있는 복수의 회전부재(250)를 포함한다.
회전부재(250)는 그 단면 직경이 연결판들(223, 225)의 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이들 회전부재(250)는 구형상의 볼부재 또는 원기둥형상의 롤러부재로 될 수 있다.
이와 같이, 고정 플레이트(170)에 베어링 베이스(210)를 설치하고, 이 베어링 베이스(210)의 표면에 복수의 회전부재(250)를 체인과 같이 연결한 베어링부재(220)를 설치하여, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 플레이트(150)의 이동시 이동방향으로 각각의 회전부재(250)가 독립적으로 회전운동을 하게 됨과 동시에, 베어링 베이스(210)를 베어링부재(220) 전체가 예정된 궤도를 따라 주행운동하도록 유도하게 된다. 이로써, 이동 플레이트(150)의 변위가 베어링부재(220)의 운동으로 전달되게 되는 것이다.
예를 들어, 하나의 베어링부재(220)가 대략 30 Ton의 하중을 견딜 수 있게 설계된다면, 베어링부재(220)는 전술한 약 1500 Ton의 압축력을 분산하여 받도록 고정 플레이트(170)에 복수로 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치(200)는, 베어링부재(220)가 베어링 베이스(210)를 둘러싸고 회전하며 움직이는 구조로 개선되어서, 기존에 문제가 되었던 프레임이 찌그러지거나, 회전부재가 탈락하거나, 또는 베어링이 밖으로 이탈하는 현상이 해결될 수 있다. 이러한 현상들이 해결됨으로써, 일부에 집중하중이 걸리지 않고 복수의 베어링부재가 안정적으로 모두 힘을 받을 수 있게 되어, 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
130: 축방향 가력장치 150: 이동 플레이트
160: 액츄에이터 170: 고정 플레이트
210: 베어링 베이스 220: 베어링부재

Claims (8)

  1. 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력장치;
    상기 축방향 가력장치의 일측에 연결되고 상기 케이블이 관통하는 이동 플레이트;
    상기 이동 플레이트 하에서 상기 이동 플레이트가 상대이동 가능하도록 상기 이동 플레이트를 지지하는 고정 플레이트;
    상기 고정 플레이트 상에 설치되고 상기 이동 플레이트에 연결되어 상기 이동 플레이트가 상기 케이블에 대해 횡방향으로 이동하게 하는 액츄에이터;
    상기 고정 플레이트에 형성된 홈 안에서 상기 홈에 대해 공간을 두고 장착되는 베어링 베이스; 및
    상기 이동 플레이트와 상기 베어링 베이스 사이에 개재되고 상기 베어링 베이스를 감아 돌도록 설치된 베어링부재
    를 포함하고,
    상기 고정 플레이트의 홈의 양측벽에는 핀홀이 형성되어 있고,
    상기 베어링 베이스의 양측방으로 뻗은 고정핀이 상기 핀홀에 삽입되는 케이블 수밀성 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 외부로부터 공급되는 작동 유체에 의해 작동하도록 된 유압 실린더나 공압 실린더인 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 고정 플레이트에 서로 일정 간격을 두고 복수로 배열된 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 베이스에서, 상기 고정핀이 형성된 측면을 제외한 나머지 표면에는 양측 선단에 인접하여 안내부가 형성되어, 상기 베어링 베이스로부터 상기 베어링부재의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베어링부재는,
    두 개의 평행한 슬리이브로 결합하는 두 개의 평행한 제1연결판으로 형성된 복수의 내측 링크;
    두 개의 평행한 결합핀으로 결합하는 두 개의 평행한 제2연결판으로 형성되고, 상기 결합핀들이 하나의 내측 링크에 있는 하나의 슬리이브와 다른 내측 링크에 있는 하나의 슬리이브를 각각 관통하여 체인 결합을 형성하는 복수의 외측 링크; 및
    상기 각 슬리이브의 외주면에 끼워져 회전할 수 있는 복수의 회전부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전부재의 단면 직경이 상기 연결판들의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회전부재는 볼부재 또는 롤러부재인 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
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