KR102244772B1 - 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 상태의 가스를 생산, 운송 또는 저장하기 위한 장치에 사용되는 부품 등의 재료에 대한 기계적 성질을 다이어프램을 이용하여 고압의 상태에서도 효율적이고 안정적으로 시험할 수 있도록 하는 챔버형 인장시험기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기는 하단에 플랜지가 형성되고, 그 하단으로부터 일정 높이로 유압홈이 형성되며, 상단에 관통홀이 형성되고, 유압의 형성을 위한 유입포트와 배출포트가 구비되는 덮개 형상의 상부 챔버, 유압홈의 하부에 수평하게 설치되는 다이어프램, 나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하는 체결 수단이 하부에 구비되고, 다이어프램에 연계되며 제한된 범위에서 승강 가능한 형태와 관통홀을 관통하여 일부가 외부로 돌출되는 형태로 상부 챔버의 내부에 설치되는 승강부, 상단에 플랜지가 형성되고, 그 상단으로부터 일정 깊이로 형성된 공압홈의 바닥에 시편의 하부를 자동으로 고정하는 고정 수단이 구비되며, 공압의 형성을 위한 유입포트와 배출포트가 구비되고, 상부 챔버의 수직하방에 설치된 상태로 승강하는 용기 형상의 하부 챔버, 상부 챔버의 유입포트와 배출포트에 연결된 상태로 유압홈에 유압을 형성하는 유압 형성부 및, 하부 챔버의 유입포트와 배출포트에 연결된 상태로 공압홈에 공압을 형성하는 공압 형성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기{Chamber type tensile tester using diaphragm for tensile test in high pressure hydrogen environment}

본 발명은 고압 환경에서의 시편에 대한 인장시험에 다이어프램을 이용하도록 구성되는 인장시험기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 고압 상태의 가스를 생산, 운송 또는 저장하기 위한 장치에 사용되는 부품 등의 재료에 대한 기계적 성질을 다이어프램을 이용하여 고압의 상태에서도 효율적이고 안정적으로 시험할 수 있도록 하는 챔버형 인장시험기에 관한 것이다.

최근, 고압 가스의 수요가 증가함에 따라 고압 상태의 가스를 생산, 운송 또는 저장하기 위한 장치에 사용되는 부품 등의 재료에 대한 물성시험의 수요 또한 증가하고 있는 실정이다.

이와 같은 물성시험은 주로 상온 또는 대기압을 만족하는 표준 시험상태에서 수행되는 것이나, 이러한 표준 시험상태에서의 시험만으로는 고압의 상태에서만 발현하는 재료 고유의 물성에 대한 확인이 불가능하므로 그 재료의 실제 사용환경에 맞는 물성시험의 결과를 얻기 위해서는 가스를 이용한 고압 상태의 조성이 반드시 필요하다.

그러나 고압의 상태에서 물성시험을 실시하기 위해서는 기존의 인장시험기를 챔버의 내부에 설치하여야 하나 이와 같은 방식은 인장시험기에 시편을 고정하기 어렵고, 시편을 교체 또는 제거하는 과정에서 중독이나 일시적인 장애 등 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 특히, 챔버 내부의 고압 형성에 이용되는 가스가 수소, 프로판 또는 부탄 등의 가연성인 경우에는 그 위험성이 더욱 증가하게 된다.

따라서, 고압의 상태에서도 시편에 대한 안정적인 물성시험을 실시할 수 있도록 하는 방안이 요구되고 있으며, 이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-1333184호의 “초음파를 이용한 고압환경하에서의 재료물성 측정장치”, 대한민국 등록특허공보 제10-1367644호의 “고압환경에서의 재료 물성 측정 장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1456587호의 “전기비저항을 이용한 고압환경에서의 재료 물성 측정 장치” 등의 발명이 제안되어 공개된 바 있다.

우선, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1333184호에는 챔버가 마련된 하우징, 상기 하우징의 바닥부에 마련되어 시편을 거치하는 받침대, 상기 받침대에 거치된 시편에 근접조절이 가능한 하나 이상의 지그, 상기 지그 하부에 구비된 상태로 초음파 센서들을 끼움고정하는 센서삽입구 및 시편에 접촉된 상태로 초음파 신호를 감지하고 외부로 송신하는 초음파 센서 등을 포함하도록 구성되어 고압의 환경에서도 시편의 물성을 안정적으로 정확하게 측정할 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1367644호에는 구동모터, 피니언기어 및 래크기어 등으로 구성되어 재료의 초음파 및 전기비저항을 측정하는 제1 측정부재와 상기 제1 측정부재에서 측정된 초음파 및 전기비저항값을 이용하여 재료의 물성을 측정하는 제2 측정부재를 포함하도록 구성되어 고압환경에 노출된 산업설비 재료의 물성을 정확히 측정할 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1456587호에는 챔버가 마련된 하우징, 상기 하우징의 바닥부에 마련되어 시편을 거치하는 받침판, 시편에 일정한 압력으로 접촉된 상태로 그 시편의 전기비저항 측정 데이터를 감지 및 송신하는 전기비저항 센싱부 등을 포함하도록 구성되어, 시편 내부의 물성 변화를 파악할 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

그러나 상기와 같은 종래의 발명들은 모두 초음파 센서 등의 센서를 이용하여 고압의 상태에 놓인 시편의 손상이나 균열을 감지하거나 전기비저항을 측정하기 위한 것이므로 시편을 구성하는 재료의 기계적 성질 중 인장강도, 항복점, 탄성율 등의 측정을 위한 인장시험에는 적용할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 상기와 같은 문제들을 모두 해결함으로써 고압 상태의 가스를 생산, 운송 또는 저장하기 위한 장치에 사용되는 부품 등의 재료에 대한 기계적 성질을 효율적이고 안정적으로 시험할 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1333184호(2013. 11. 20.) 대한민국 등록특허공보 제10-1367644호(2014. 02. 20.) 대한민국 등록특허공보 제10-1456587호(2014. 10. 24.)

본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 발명으로써,

기존의 인장시험기를 이용한 표준 시험상태에서의 시편에 대한 인장시험으로는 고압의 상태에서만 발현하는 재료 고유의 물성에 대한 확인이 불가능한 문제가 있고,

고압의 상태를 조성하기 위한 목적으로 기존의 인장시험기를 챔버의 내부에 설치하는 경우에는 그 인장시험기에 시편을 고정하기 어려운 문제가 있으며,

고압의 상태에서 재료의 물성을 측정하기 위한 목적으로 제시된 종래의 발명들은 초음파 센서 등의 센서를 이용하여 고압의 상태에 놓인 재료의 손상이나 균열을 감지하고 전기비저항을 측정하기 위한 것이므로 재료의 기계적 성질 중 인장강도, 항복점, 탄성율 등의 측정을 위한 인장시험에는 적용할 수 없는 문제가 있기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자,

하단에 플랜지가 형성되고, 그 하단으로부터 일정 높이로 유압홈이 형성되며, 상단에 관통홀이 형성되고, 유압의 형성을 위한 유입포트와 배출포트가 구비되는 덮개 형상의 상부 챔버; 상기 유압홈의 하부에 수평하게 설치되는 다이어프램; 나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하는 체결 수단이 하부에 구비되고, 상기 다이어프램에 연계되며 제한된 범위에서 승강 가능한 형태와 상기 관통홀을 관통하여 일부가 외부로 돌출되는 형태로 상기 상부 챔버의 내부에 설치되는 승강부; 상단에 플랜지가 형성되고, 그 상단으로부터 일정 깊이로 형성된 공압홈의 바닥에 시편의 하부를 자동으로 고정하는 고정 수단이 구비되며, 공압의 형성을 위한 유입포트와 배출포트가 구비되고, 상기 상부 챔버의 수직하방에 설치된 상태로 승강하는 용기 형상의 하부 챔버; 상기 상부 챔버의 유입포트와 배출포트에 연결된 상태로 상기 유압홈에 유압을 형성하는 유압 형성부; 및, 상기 하부 챔버의 유입포트와 배출포트에 연결된 상태로 상기 공압홈에 공압을 형성하는 공압 형성부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기를 제시한다.

본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기는,

상부 챔버와 하부 챔버가 일체로 하나의 챔버를 형성할 수 있는 형태로 구성되고, 그 챔버 내부에 구비되는 체결 수단과 고정 수단을 이용하여 시편의 상부와 하부를 간단하게 고정할 수 있도록 구성되므로, 시편을 구성하는 재료에 대한 기계적 성질을 고압의 상태에서 효율적이고 안정적으로 시험할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기의 사시도.
도 2는 하부 챔머의 내부에 구비되는 고정 수단의 사시도.
도 3은 고정 수단을 구성하는 리프 스프링의 작동 실시도.
도 4는 챔버 내부에 유압과 공압을 형성하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기를 이용하여 시편에 대한 인장시험을 실시하는 순서를 나타낸 순서도.

본 발명은 본 발명은 고압 환경에서의 시편에 대한 인장시험에 다이어프램을 이용하도록 구성되는 인장시험기에 관한 것으로써,

하단에 플랜지가 형성되고, 그 하단으로부터 일정 높이로 유압홈이 형성되며, 상단에 관통홀이 형성되고, 유압의 형성을 위한 유입포트(101)와 배출포트(102)가 구비되는 덮개 형상의 상부 챔버(100); 상기 유압홈의 하부에 수평하게 설치되는 다이어프램(110); 나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하는 체결 수단(121)이 하부에 구비되고, 상기 다이어프램(110)에 연계되며 제한된 범위에서 승강 가능한 형태와 상기 관통홀을 관통하여 일부가 외부로 돌출되는 형태로 상기 상부 챔버(100)의 내부에 설치되는 승강부(120); 상단에 플랜지가 형성되고, 그 상단으로부터 일정 깊이로 형성된 공압홈의 바닥에 시편의 하부를 자동으로 고정하는 고정 수단(131)이 구비되며, 공압의 형성을 위한 유입포트(132)와 배출포트(133)가 구비되고, 상기 상부 챔버(100)의 수직하방에 설치된 상태로 승강하는 용기 형상의 하부 챔버(130); 상기 상부 챔버(100)의 유입포트(101)와 배출포트(102)에 연결된 상태로 상기 유압홈에 유압을 형성하는 유압 형성부(140); 및, 상기 하부 챔버(130)의 유입포트(132)와 배출포트(133)에 연결된 상태로 상기 공압홈에 공압을 형성하는 공압 형성부(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기에 관한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 챔버(100)는 상기 하부 챔버(130)와 함께 일체로 하나의 챔버를 형성하는 덮개 형상의 구성물로써, 하단에 플랜지가 형성되고, 그 하단으로부터 일정 높이로 유압홈이 형성되며, 상단에 관통홀이 형성되고, 유압의 형성을 위한 유입포트(101)와 배출포트(102)가 구비되는 형태로 구성되어, 내부에 설치되는 다이어프램(110)과 승강부(120)에 의한 시편의 고정과 인장이 발생할 수 있도록 한다.

즉, 상기 상부 챔버(100)의 하단에 형성되는 플랜지는 상기 하부 챔버(130)의 상단에 형성되는 플랜지와 함께 상부 챔버(100)와 하부 챔버(130)의 일체화와 기밀성의 확보를 위한 용도로 사용되고, 내부에 형성되는 유압홈은 시편의 고정과 인장이 발생하는 공간으로 사용되며, 외부에 구비되는 유입포트(101)와 배출포트(102)는 공급호스와 배출호스 또는 공급관과 배출관을 연결하는 용도로 사용되어 내부의 유압홈에 시편의 인장을 위한 유압이 형성될 수 있도록 한다.

이때, 상기 상부 챔버(100)는 딥 드로잉(Deep drawing) 방식으로 성형 가공되어 이음새를 최소화한 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 내부에 형성된 유압홈의 부피를 감소시키기 위한 목적으로 한 차례 이상의 딥 드로잉이 더 실시되어 그 외형이 계단식으로 구성될 수 있다.

즉, 상기 상부 챔버(100)는 단순한 형태의 용기 형상으로 구성될 수 있으나, 딥 드로잉 방식으로 수차례 성형 가공되어 1차로 하단의 플랜지를 포함하는 하부의 형상이 구성되고, 2차 또는 3차로 상부의 형상이 구성되는 것일 수 있으며, 어떠한 형상이든 상단의 중심에는 홀 가공이 실시되고, 그 상단을 구성하는 윗면이나 아랫면에는 상기 승강부(120)가 승강 가능한 범위를 제한하기 위한 제한부(103)가 추가로 형성 또는 체결된다.

이때, 상기 제한부(103)에도 미리 홀 가공이 실시된 상태이거나 상기 상부 챔버(100)의 상단에 형성 또는 체결된 후에 홀 가공이 실시되어 그 상부 챔버(100)의 상단에 형성된 홀과 함께 수직 방향으로의 개방로를 형성하게 되며, 이중 다른 홀의 상방에 형성되는 홀, 즉, 상부 챔버(100)의 최상단에 형성되는 홀을 관통홀이라 지칭하기로 하고, 관통홀의 수직하방에 형성되는 홀을 내부홀이라 지칭하기로 한다.

한편, 상기 상부 챔버(100)의 일측에는 그 상부 챔버(100)를 일정한 높이에서 지면과 수평한 상태로 견고하게 고정하기 위한 하나 이상의 지지 수단이 연결될 수 있으며, 이를 대신하여 유입포트(101)와 배출포트(102) 각각에 대한 공급관과 배출관의 연결 방식이 상부 챔버(100)를 수평한 상태로 견고하게 고정하기 위한 방식으로 이용될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 다이어프램(110)은 상기 유압홈의 하부에 수평하게 설치되는 탄성을 가진 막(膜) 형상의 구성물이며, 상기 상부 챔버(100)와 상기 하부 챔버(130)가 함께 일체로 형성하는 챔버의 내부를 유압이 형성되는 상부 공간과 공압이 형성되는 하부 공간으로 구획함으로써 각각의 공간에서 형성되는 유압과 공압의 세기 차이에 의한 시편의 인장이 발생할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 다이어프램(110)을 고정하기 위한 용도로 상기 유압홈의 내부에 설치되는 고정구는 그 유압홈의 내벽을 따라 원형으로 형성될 수 있으며, 다이어프램(110)과 승강부(120)의 설치에 의해 상기 상부 챔버(100) 하부측으로의 유체 등의 출입을 완전히 방지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하나, 반드시 그러한 것은 아니며 소량의 기체의 출입 정도는 허용될 수 있다.

이때, 상기 승강부(120)는 상기 상부 챔버(100)와 상기 하부 챔버(130)가 일체로 형성하는 챔버 내부에서의 시편의 고정과 인장을 위한 용도로 사용되는 구성물이며, 상기 다이어프램(110)에 연계되며 제한된 범위에서 승강 가능한 형태와 상기 관통홀을 관통하여 일부가 외부로 돌출되는 형태로 상기 상부 챔버(100)의 내부에 설치되되, 그 하부에는 나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하는 체결 수단(121)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 승강부(120)는 일자형의 몸체를 기준으로 하여, 상기 제한부(103)에 내입된 상태로 그 제한부(103) 내부의 천장면 또는 바닥면에 걸림으로써 승강부(120) 전체의 승강 가능한 범위를 제한하는 걸림부(122)가 상부측에 구비되는 형태로 구성되고, 상기 다이어프램(110)을 사이에 두고 상부와 하부가 서로 결합될 수 있는 형태의 결합부(123)가 하부측에 구비되는 형태로 구성되어, 상부측 말단부가 상기 상부 챔버(100)의 외부에 위치하고 하부측 말단부가 상부 챔버(100)의 내부에 위치하는 형태로 설치될 수 있다.

이때, 상기 다이어프램(110)의 중심부 측에는 상기 승강부(120)를 구성하는 일자형 몸체가 관통하는 하나의 중심홀과 상기 결합부(123)를 구성하는 상부와 하부의 결합을 위한 다수의 결합홀이 형성될 수 있으며, 그 테두리 측에도 상기 고정구에의 고정을 위한 다수의 고정홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 체결 수단(121)은 기존의 인장시험기에 적용되는 방식들 중 하나의 방식인 나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하도록 구성되는 장치이며, 상기 상부 챔버(100)의 천장면과 일정거리 이격되도록 위치됨으로써 인장시험의 실시를 위한 상기 승강부(120)의 충분한 승강거리가 확보될 수 있도록 한다.

이때, 상기 체결 수단(121)에 시편의 상부를 고정하기 위한 방식으로 이용하는 나사체결 방식이라 함은 나사산이 형성된 시편의 말단부를 체결 수단(121)에 형성된 나사홈에 직접 체결하는 방식을 말하며, 이와 같은 방식으로의 시편 상부의 고정은 본 발명을 이용하여 시편에 대한 인장시험을 실시하고자 하는 사용자에 의한 수동 체결 방식으로 실시된다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하부 챔버(130)는 상기 상부 챔버(100)와 함께 일체로 하나의 챔버를 형성하는 용기 형상의 구성물이며, 상단에 플랜지가 형성되고, 그 상단으로부터 일정 깊이의 공압홈이 형성되는 형태로 구성됨으로써 상부 챔버(100)와 함께 일체로 하나의 챔버를 형성할 때 그 챔버의 내부에 고압의 상태가 형성된 상태로 인장시험이 발생하는 공간이 형성될 수 있도록 한다.

이때, 상기 공압홈의 바닥에는 시편의 고정을 위한 고정 수단(131)이 구비됨으로써 상기 상부 챔버(100)와의 결합을 위해 상기 하부 챔버(130)가 상승할 때 상기 체결 수단(121)에 의해 상부가 고정된 상태인 시편의 하부가 추가로 고정될 수 있도록 하며, 시편의 하부를 고정하는 방식으로는 체결 수단(121)과 동일하게 나사체결 방식이 이용되나 체결이 자동으로 발생하도록 구성되는 점에서 체결 수단(121)과는 차이가 발생한다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정 수단(131)은 상기 하부 챔버(130) 내부의 바닥에 회전 가능한 형태로 설치되고, 나사체결 방식으로 시편의 하부가 결합되는 결합홈이 상단에 형성되는 회전부(134) 및, 가이드(135)에 의해 지지되는 판형인 헤드(136)의 양측면을 관통하는 형태로 형성된 수평홀(137)을 일측 말단부가 고정된 상태인 리프 스프링(138)이 가리는 형태로 구성되어 상기 회전부(134)의 측면에 설치되는 다수의 날개부(139)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정 수단(131)에 의한 시편 하부의 결합을 위하여 상기 하부 챔버(130)의 내부에는 외부의 유입포트(132)를 통해 유입되는 수소 등 가스의 직분사를 위한 분사구가 형성될 수 있으며, 그 분사구에 의한 가스의 분사방향은 상기 날개부(139)를 향해 비스듬히 형성됨이 바람직하다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정 수단(131)은 상기 하부 챔버(130)의 유입포트(132)를 통해 내부의 유압홈으로 유입되어 상기 날개부(139)를 향해 일정속도로 직분사되는 가스에 의해 회전함으로써 상기 체결 수단(121)에 상부가 고정된 상태인 시편의 하부를 나사체결 방식으로 고정할 수 있게 되며, 그 날개부(139)에 가해지는 가스의 압력 또는 가스의 속도가 일정수준을 초과하는 경우에는 상기 리프 스프링(138)이 젖혀지고 상기 수평홀(137)이 개방됨에 따라 상기 회전부(134)에 가해지는 압력이 상당량 상실되고, 회전속도의 증가가 방지되게 된다.

즉, 상기 리프 스프링(138)은 일측 말단부측가 상기 헤드(136)에 연결된 상태로 상기 분사구를 통해 직분사되는 가스를 직접 마주하여 상기 날개부(139)가 회전할 수 있도록 하나 가스의 압력 또는 가스의 속도가 일정수준을 초과하는 경우에는 그 압력에 의하여 뒤로 젖혀지며 상기 수평홀(137)이 개방되도록 함으로써 상당량의 가스가 그 수평홀(137)을 그대로 통과하도록 하는 구성이다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유압 형성부(140)는 공급호스와 배출호스 또는 공급관과 배출관을 이용하여 상기 상부 챔버(100)의 유입포트(101)와 배출포트(102)에 연결된 상태로 상기 유압홈에 유압을 형성하는 장치로써, 공지의 유압 펌프 등으로 구성될 수 있고, 상기 공압 형성부(150)는 공급호스와 배출호스 또는 공급관과 배출관을 이용하여 상기 하부 챔버(130)의 유입포트(132)와 배출포트(133)에 연결된 상태로 상기 공압홈에 공압을 형성하는 장치로써, 공지의 유압 펌프나 부스터 등으로 구성될 수 있다.

이에 더하여, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기는 상기 상부 챔버(100)의 외부로 돌출된 상기 승강부(120)의 말단부와 연결된 상태로 인장력과 압축력을 측정하여 측정값을 생성하는 로드셀(160) 및, 상기 로드셀(160)에 의해 측정되는 측정값을 수신 및 분석하여 상기 유압 형성부(140)와 상기 공압 형성부(150)를 제어하는 제어부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 유압 형성부(140)와 상기 공압 형성부(150)는 본 발명의 사용자에 의하여 수동으로 제어될 수 있으나, 상기 제어부(170)에 의하여 자동으로 제어되어 상기 챔버의 상부 공간에 유압을 형성하고 하부 공간에 공압을 형성할 수 있으며, 이에 관한 구체적인 실시예는 다음과 같다.

우선, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 체결 수단(121)에 시편의 상부가 고정된 상태에서 상기 하부 챔버(130)가 상승하여 상기 상부 챔버(100)와 함께 하나의 챔버를 형성하게 된 후, 상기 제어부(170)는 상기 유압 형성부(140)를 제어하여 상부 챔버(100)의 내부에 기름 등의 유체가 분사되도록 할 수 있고, 일정한 시간차를 두고 상기 공압 형성부(150)를 제어하여 하부 챔버(130)의 내부로 일정량의 가스가 직분사되도록 할 수 있다.

따라서, 상기 다이어프램(110)에 의하여 구획된 상부 공간에 유압이 형성된 후, 일정한 시간차를 두고 하부 공간에서는 상기 고정 수단(131)이 회전하게 되며, 도 5d에 도시된 바와 같은 유압에 의한 다이어프램(110)의 하방으로의 팽창과 고정 수단(131)의 회전으로 인해 상기 승강부(120)가 하강하며 시편을 하부를 고정 수단(131)의 상단에 형성된 결합홈에 나사체결되도록 한다.

이후, 상기 제어부(170)는 상기 유압 형성부(140)에 의한 유압의 형성을 중단하고, 상기 공압 형성부(150)에 의한 공압의 형성은 유지하거나 가속하여 상기 다이어프램(110)의 팽창 방향이 상방으로 전환되도록 하며, 도 5e에 도시된 바와 같이 상기 승강부(120)는 다이어프램(110)과 함께 상승하며 시편을 파단될 때까지 인장시키게 된다.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

100 : 상부 챔버 → 101 : 유입포트
→ 102 : 배출포트
→ 103 : 제한부
110 : 다이어프램
120 : 승강부 → 121 : 체결 수단
→ 122 : 걸림부
→ 123 : 결합부
130 : 하부 챔버 → 131 : 고정 수단
→ 132 : 유입포트
→ 133 : 배출포트
→ 134 : 회전부
→ 135 : 가이드
→ 136 : 헤드
→ 137 : 수평홀
→ 138 : 리프 스프링
→ 139 : 날개부
140 : 유압 형성부
150 : 공압 형성부
160 : 로드셀
170 : 제어부

Claims (3)

1. 하단에 플랜지가 형성되고, 그 하단으로부터 일정 높이로 유압홈이 형성되며, 상단에 관통홀이 형성되고, 유압의 형성을 위한 유입포트(101)와 배출포트(102)가 구비되는 덮개 형상의 상부 챔버(100);
   상기 유압홈의 하부에 수평하게 설치되는 다이어프램(110);
   나사체결 방식으로 시편의 상부를 고정하는 체결 수단(121)이 하부에 구비되고, 상기 다이어프램(110)에 연계되며 제한된 범위에서 승강 가능한 형태와 상기 관통홀을 관통하여 일부가 외부로 돌출되는 형태로 상기 상부 챔버(100)의 내부에 설치되는 승강부(120);
   상단에 플랜지가 형성되고, 그 상단으로부터 일정 깊이로 형성된 공압홈의 바닥에 시편의 하부를 자동으로 고정하는 고정 수단(131)이 구비되며, 공압의 형성을 위한 유입포트(132)와 배출포트(133)가 구비되고, 상기 상부 챔버(100)의 수직하방에 설치된 상태로 승강하는 용기 형상의 하부 챔버(130);
   상기 상부 챔버(100)의 유입포트(101)와 배출포트(102)에 연결된 상태로 상기 유압홈에 유압을 형성하는 유압 형성부(140); 및,
   상기 하부 챔버(130)의 유입포트(132)와 배출포트(133)에 연결된 상태로 상기 공압홈에 공압을 형성하는 공압 형성부(150); 를 포함하여 구성되되,
   상기 고정 수단(131)은,
   상기 하부 챔버(130) 내부의 바닥에 회전 가능한 형태로 설치되고, 나사체결 방식으로 시편의 하부가 결합되는 결합홈이 상단에 형성되는 회전부(134); 및,
   판형인 헤드(136)의 양측면을 관통하는 형태로 형성된 수평홀(137)을 일측 말단부가 고정된 상태인 리프 스프링(138)이 가리는 형태로 구성되어 상기 회전부(134)의 측면에 설치되는 다수의 날개부(139); 를 포함하여 구성되어,
   상기 하부 챔버(130)의 유입포트(132)를 통해 내부로 유입되어 상기 날개부(139)에 일정속도로 직분사되는 가스에 의해 회전하되,
   상기 날개부(139)에 직분사되는 가스의 속도가 일정속도를 초과하는 경우에는 상기 리프 스프링(138)이 젖혀지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 챔버(100)의 외부로 돌출된 상기 승강부(120)의 말단부와 연결된 상태로 인장력과 압축력을 측정하여 측정값을 생성하는 로드셀(160); 및,
   상기 로드셀(160)에 의해 측정되는 측정값을 수신 및 분석하여 상기 유압 형성부(140)와 상기 공압 형성부(150)를 제어하는 제어부(170); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압수소 환경에서의 인장시험에 다이어프램을 이용하는 챔버형 인장시험기.

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