KR20110035298A - 액튜에이터 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액튜에이터 시험장치에 관한 것으로, 이동바퀴의 설치로 이동이 가능한 프레임과, 상기 프레임의 하단에 배치되어 오일을 저장하며, 오일의 온도를 조절하여 실제 액튜에이터의 구동에 사용되는 오일과 동일 점성의 오일을 공급할 수 있는 탱크와, 상기 탱크에 저장된 오일을 소정의 압력으로 펌핑하며 역류를 방지함과 아울러 필요에 따라 오일을 상기 탱크측으로 재순환시킬 수 있는 공급부와, 상기 공급부로부터 공급된 오일의 압력을 측정함과 아울러 정량의 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 제어하는 매니폴드부와, 상기 탱크, 상기 공급부 및 상기 매니폴드부에 전원을 선택적으로 공급하며, 설정을 제어하는 제어부와, 상기 매니폴드부와 액튜에이터를 연결하여 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 하는 연결부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 액튜에이터의 시험에 사용되는 오일의 점도를 실제 액튜에이터의 구동에 사용하는 점도와 동일한 조건으로 만들어 그 액튜에이터의 시험에 사용함으로써, 시험결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

액튜에이터, 시험, 오일 점성

Description

액튜에이터 시험장치{Test device for actuator}

본 발명은 액튜에이터 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 동작조건에 부합하는 성능 시험이 가능하도록 하여 시험 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액튜에이터 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소에는 발전소에서는 열에너지 또는 기계적에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 그러므로 발전을 하려면 이에 상당하는 에너지를 소비해야 하는데, 이러한 발전을 위한 에너지의 근원을 발전자원 또는 전력자원이라고 한다. 현재 발전용으로 사용되는 발전기는 거의 전자기유도 작용을 이용하여, 기계동력을 전력으로 변환시키는 방식이다.

따라서 모든 에너지의 흐름을 기계동력으로 바꾸어 전력을 발생하게 한다. 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 전지나, 열에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 열전쌍이 있지만, 전지는 대규모 발전에는 사용하지 않으며, 열전쌍을 발전에 사용하는 것은 아직 시험적인 단계에 머물러 있다. 발전자원으로서 무엇을 사용하느냐에 따라서 발전방식과 원동설비도 달라지게 된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 화력발전소에는 전기에너지를 생산하기 위해 발전기, 터빈, 배관, 주증기 및 주급수 계통라인에 설치된 밸브 및 그 밸브를 구동하기 위한 유압 액튜에이터 등을 포함한 여러 계통의 기기들이 설치된다.

한편, 상기 주증기 및 주급수 계통라인에 설치된 밸브 액튜에이터들은 발전소의 안전을 위해 주기적으로 정비를 받거나 검사를 받는다.

상기 액튜에이터들을 시험하는 종래의 시험장치들은 저장된 오일 또는 공기를 액튜에이터에 공급하고 이때의 액튜에이터에 연결이 용이하지 않으며, 오일의 점도가 실제 구동시 사용되는 오일의 점도와 차이가 발생하여 액튜에이터의 시험결과에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 공급된 유압의 정확도가 저하되고, 현장에서 압력을 측정할 때 압력 상태의 확인이 불편한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구동에 필요한 공급오일의 점도를 실제 액튜에이터를 구동하는 오일의 점도와 동일하게 맞춰 액튜에이터의 동작상태를 시험함으로써, 그 시험결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액튜에이터 시험장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공급되는 유압을 정확하게 제 어가 가능하며, 측정된 데이터를 현장에서 실시간으로 확인할 수 있는 액튜에이터 시험장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 액튜에이터 시험장치는, 이동바퀴의 설치로 이동이 가능한 프레임과, 상기 프레임의 하단에 배치되어 오일을 저장하며, 오일의 온도를 조절하여 실제 액튜에이터의 구동에 사용되는 오일과 동일 점성의 오일을 공급할 수 있는 탱크와, 상기 탱크에 저장된 오일을 소정의 압력으로 펌핑하며 역류를 방지함과 아울러 필요에 따라 오일을 상기 탱크측으로 재순환시킬 수 있는 공급부와, 상기 공급부로부터 공급된 오일의 압력을 측정함과 아울러 정량의 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 제어하는 매니폴드부와, 상기 탱크, 상기 공급부 및 상기 매니폴드부에 전원을 선택적으로 공급하며, 설정을 제어하는 제어부와, 상기 매니폴드부와 액튜에이터를 연결하여 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 하는 연결부를 포함한다.

본 발명 액튜에이터 시험장치는, 액튜에이터의 시험에 사용되는 오일의 점도를 실제 액튜에이터의 구동에 사용하는 점도와 동일한 조건으로 만들어 그 액튜에이터의 시험에 사용함으로써, 시험결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 테스트를 위해 오일을 공급하는 펌프 이외에 액튜에이터에 공급 및 그 액튜에이터에서 배출되는 오일의 양을 조절할 수 있는 수단을 부가하여, 유압을 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있으며, 피스톤의 이동거리를 눈금자로 표시하여 검출 결과를 실시간으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명 액튜에이터 시험장치의 바람직한 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액튜에이터 시험장치의 설치 상태를 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액튜에이터 시험장치의 시스템 회로 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액튜에이터 시험장치는, 이동바퀴(110)의 설치로 이동이 가능한 다단의 프레임(100)과, 상기 프레임(100)의 하단에 배치되어 오일을 저장하며, 오일을 필요에 따라 가열할 수 있는 탱크(200)와, 상기 탱크(200)에 저장된 오일을 소정의 압력으로 펌핑하며 역류를 방지함과 아울러 필요에 따라 오일을 상기 탱크(200)측으로 재순환시킬 수 있는 공급부(300)와, 상기 공급부(300)로부터 공급된 오일의 압력을 측정함과 아울러 정량의 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 제어하는 매니폴드부(400)와, 상기 탱크(200), 공급부(300) 및 매니폴드부(400)에 전원을 선택적으로 공급하며, 설정을 제어하는 제어부(500)와, 상기 매니폴드부(400)와 시험대상이며, 상기 프레임(100)의 상단측에 위치하는 액튜에이터(600)를 연결하여 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 하는 연결부(700)와, 상기 프레임(100)의 하단에 위치하여 액튜에이터(600)의 피스톤 이동거리를 확인할 수 있는 인디케이터(800)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액튜에이터 시험장치의 구성을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 프레임(100)은 본 발명의 각 구성요소들을 용이하게 이동이 가능하며, 액튜에이터(600)를 상단 일측에 올려놓은 상태로 시험함이 가능하도록 하는 것으로, 상하 2단으로 구성할 수 있으나 위에 언급한 조건들을 수용할 수 있는 범위에서 1단 또는 2단 이상의 구조로 구성할 수 있다.

상기 프레임(100)에 실장되는 탱크(200)는 오일을 저장하는 것이며, 그 저장된 오일의 온도를 설정하는 온도설정부(210) 및 오일의 온도를 측정하는 온도측정부(220)와, 상기 온도측정부(220)의 결과에 따라 오일을 가열하는 가열부(230)와, 오일 이외의 이물을 필터링하는 배기부(240)와, 오일의 레벨을 측정하는 레벨측정부(250)와, 오일의 배출을 위한 드레인밸브(260)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성에서 상기 온도설정부(210)는 제어부(500)를 통해 사용자가 입력한 설정온도와 온도측정부(220)에서 측정한 오일의 온도를 비교하여 그 결과를 제어부(500)에 전송한다.

상기 온도설정부(210)의 설정온도는 바람직하게 실제 액튜에이터의 구동에 사용되는 오일의 점도와 동일한 점도로 상기 탱크(200)에 저장된 오일의 점도가 유지될 수 있는 온도로 하며, 그 설정온도에 비해 온도측정부(220)에서 측정된 온도가 낮을 경우 제어부(500)는 가열부(230)를 동작시켜 오일의 온도를 상승시킨다.

상기 탱크(200)에는 오일의 양을 측정할 수 있는 레벨측정부(250)가 마련되어 있으며, 공기의 일부 배기를 통해 순환 과정에서 오일 이외에 유입될 수 있는 이물을 일부 제거하는 배기부(240)가 마련되어 있으며, 오일의 장기간 사용에 의해 그 오일을 교체할 필요가 있을 때 저장된 오일을 배출하기 위한 드레인밸브(260)가 마련되어 있다.

상기 탱크(200)에 저장되고, 실제 구동 오일과 점도가 동일한 정도로 맞춰진 오일은 공급부(300)에 의해 탱크(200)에서 유출되어 상기 매니폴드부(400)로 공급되거나, 그 매니폴드부(400)로 공급되지 않은 상태로 다시 탱크(200)로 순환되는 등의 작용을 하게 된다.

상기 공급부(300)는 모터(310)에 의해 구동되는 펌프(320)의 펌핑작용에 의해 상기 탱크(200)로부터 유출되는 오일을 필터링하는 필터(330)와, 상기 필 터(330)를 통해 공급되는 오일의 역류를 방지하여 상기 매니폴드부(400)에 공급하는 체크밸브(V31)와, 상기 체크밸브(V31)의 후단에서 오일을 상기 탱크(200)로 재순환시키는 순환밸브(V32)와, 상기 순환밸브(V32)를 통해 순환되는 오일 또는 상기 매니폴드부(400)에서 유출되는 오일의 온도를 낮추는 쿨러(340)와, 상기 쿨러(340)를 통해 냉각된 오일을 필터링하여 상기 탱크(200)에 저장하는 필터(350)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성에 의하여 상기 공급부(300)는 점도가 실제 구동 오일과 동일한 점도로 맞춰진 탱크(200)의 오일을 인출하여 매니폴드부(400)에 공급하여 그 매니폴드부(400)에서 액튜에이터(600)에 오일을 공급할 수 있도록 하며, 그 액튜에이터(600)에서 배출되는 오일을 매니폴드부(400)를 통해 다시 필터링하여 상기 탱크(200)에 저장할 수 있다.

이때, 상기 펌프(320)의 압력이 과도하여 오일의 공급량이 많을 때에는, 순환밸브(V32)를 통해 탱크(200)로 순환시킬 수 있다.

또한 상기 순환되는 오일 또는 상기 액튜에이터(600)에서 배출되는 오일은 열화될 가능성이 있으며, 이를 방지하기 위하여 쿨러(340)에 의하여 냉각된다.

도 3은 상기 액튜에이터(600)의 단면 및 연결부(500)의 구성도이다.

상기 도 2와 도 3을 각각 참조하면 연결부(500)에는 상기 매니폴드부(400) 의 제1공급경로(411)에 연결되는 연결경로와 제2공급경로(412)에 연결되는 연결경로가 각각 마련되어 있으며, 이를 지나는 오일의 압력을 선택적으로 측정가능한 압력게이지들(710,740)이 마련되며 연결을 용이하게 하는 밸브(730,760)을 포함하고, 그 압력게이지들(710,740)의 연결을 위한 밸브(720,750)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성은 퀵커넥터 방식을 사용하여 액튜에이터(600)와 상기 매니폴드부(400)를 쉽게 연결할 수 있게 된다.

이와 같은 구성에서 상기 공급부(300)를 통해 공급된 오일은 매니폴드부(400)의 솔레노이드 밸브(410)를 통해 제1공급경로(411) 또는 제2공급경로(412)로 공급되어 상기 액튜에이터(600)의 피스톤(610)의 상부 또는 하부에 선택적으로 공급되며, 그 공급에 의해 피스톤(610)의 하부 또는 상부에 위치하는 오일이 각각 배출될 수 있다.

이는 상기 제1공급경로(411)에 마련된 체크밸브(420)를 통해 역류가 방지된 상태로 연결부(700)를 통해 액튜에이터(600)로 공급된 오일은 상기 피스톤(610)의 상부에 공급되며, 피스톤(610)은 하향으로 이동하게 되며, 그 피스톤(610)의 하부측에 위치하는 오일은 제2공급경로(412)를 통해 배출된다.

이때 압력게이지(430)에 의해 공급되는 오일의 압력이 측정되며, 이 동작은 스위치(431)에 의해 이루어진다. 또한 상기 공급경로(411)에는 오일량을 제어할 수 있는 플로우 콘트롤 밸브(440)가 마련되어 정량의 오일이 공급될 수 있도록 한다.

이 플로우 콘트롤 밸브(400)의 작용에 의하여 상대적으로 신뢰성이 저하되는 펌프(320)의 공급량을 제어할 수 있으며, 따라서 시험결과의 신뢰성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 제2공급경로(412)를 통해 오일이 배출되는 경우에도 체크밸브(450), 압력게이지(460) 및 스위치(461), 플로우 콘트롤 밸브(470)가 마련되어 있어 오일의 정량 배출이 가능하게 된다.

상기 액튜에이터(600)의 피스톤(610)이 상향으로 작동하는 경우에는 상기 언급한 것과는 반대의 오일 공급 및 배출상태를 보인다. 즉 제2공급경로(412)를 통해 오일이 액튜에이터(600) 내측의 가로방향 격벽을 가지는 피스톤(610)의 격벽 하부로 공급되고, 제1공급경로(411)을 통해 그 격벽의 상부에 있던 오일이 외부로 배출된다.

상기 압력게이지(430,460)에 의해 공급 및 배출되는 오일의 압력을 확인할 수 있으며, 그 압력이 동일하지 않은 경우 누설이 있는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 종래에는 공급되는 압력에 따라 액튜에이터(600)의 피스톤이 얼마나 이동하며, 그 피스톤의 이동에 의해 밸브를 구동시키는데 이상이 없는지 시험할 수 없었으나, 상기 오일의 공급에 의하여 이동하는 피스톤의 이동방향으로 상기 프레 임(100)에 고정되는 눈금자인 인디케이터(800)를 설치하여 피스톤(610)의 이동 정도를 확인할 수 있게 된다.

이와 같이 인디케이터(800)의 설치에 의하여 작업자는 액튜에이터의 정상동작여부를 쉽게 육안으로 확인할 수 있어 시험에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 압력과 온도의 변화에 따라 변화되는 오일의 점성을 그 오일의 온도를 제어하여 실제 액튜에이터의 동작시 점성과 동일한 점성을 갖도록하여 시험함으로써, 시험의 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 액튜에이터의 정상동작 여부를 육안으로 확인함이 가능하여 보다 빠르고 정확한 시험을 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액튜에이터 시험장치의 설치 상태도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 액튜에이터 시험장치의 시스템 구성도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연결부와 액튜에이터의 상세 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:프레임 200:탱크

300:공급부 400:매니폴드부

500:제어부 600:액튜에이터

700:연결부 800:인디케이터

Claims (5)

1. 이동바퀴의 설치로 이동이 가능한 프레임;

   상기 프레임의 하단에 배치되어 오일을 저장하며, 오일의 온도를 조절하여 실제 액튜에이터의 구동에 사용되는 오일과 동일 점성의 오일을 공급할 수 있는 탱크;

   상기 탱크에 저장된 오일을 소정의 압력으로 펌핑하며 역류를 방지함과 아울러 필요에 따라 오일을 상기 탱크측으로 재순환시킬 수 있는 공급부;

   상기 공급부로부터 공급된 오일의 압력을 측정함과 아울러 정량의 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 제어하는 매니폴드부;

   상기 탱크, 상기 공급부 및 상기 매니폴드부에 전원을 선택적으로 공급하며, 설정을 제어하는 제어부; 및

   상기 매니폴드부와 액튜에이터를 연결하여 오일이 공급 및 배출될 수 있도록 하는 연결부를 포함하는 액튜에이터 시험장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프레임에 고정 설치되며, 표면에 눈금이 마련되어 액튜에이터의 피스톤의 이동거리를 육안으로 확인할 수 있는 인디케이터를 더 포함하는 액튜에이터 시험장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탱크는,

   저장된 오일의 온도를 설정하는 온도설정부;

   상기 오일의 온도를 측정하는 온도측정부;

   상기 온도측정부의 결과에 따라 상기 오일을 가열하는 가열부; 및

   상기 오일의 레벨을 측정하는 레벨측정부를 포함하는 액튜에이터 시험장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 공급부는,

   모터에 의해 구동되는 펌프의 펌핑작용에 의해 상기 탱크로부터 유출되는 오일을 필터링하는 필터;

   상기 필터를 통해 공급되는 오일의 역류를 방지하여 상기 매니폴드부에 공급하는 체크밸브;

   상기 체크밸브의 후단에서 오일을 상기 탱크로 재순환시키는 순환밸브;

   상기 순환밸브를 통해 순환되는 오일 또는 상기 매니폴드부에서 유출되는 오일의 온도를 낮추는 쿨러; 및

   상기 쿨러를 통해 냉각된 오일을 필터링하여 상기 탱크에 저장하는 필터를 포함하는 액튜에이터 시험장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 매니폴더부는,

   솔레노이드밸브;

   상기 솔레노이드밸브와 상기 액튜에이터에 각각 연결되어 상기 오일의 공급 또는 배출이 가능한 제1 및 제2공급경로;

   상기 제1 및 제2공급경로 각각을 지나는 오일의 압력을 표시하는 압력게이지; 및

   상기 제1 및 제2공급경로 각각을 지나는 오일의 유량을 제어하는 플로우 콘트롤 밸브를 포함하는 액튜에이터 시험장치.

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