KR20160095350A - 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치 - Google Patents

고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치 Download PDF

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Abstract

고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치에 있어서, 상기 고무확장 조인트의 중공(中空) 부위에 설치되고, 중간부분의 유연부재(210)와 상기 유연부재의 일단에 형성되는 제1강관부재(220)와 상기 유연부재의 타단에 형성되는 제2강관부재(230)로 이루어지는 테스트 보조용부재(200); 상기 테스트보조용부재의 상부에 결합되는 제1,2수직고정대받침부재(80,82); 상기 제1,2수직고정대받침부재와 동일 높이에 형성되어 제1,2수직고정대받침부재에 변위(變位)를 일으키도록 하는 실린더장치(600); 상기 고무확장조인트의 몸체(100)의 내부면과, 상기 테스트보조용부재(200)의 외주면 사이의 공간(v1)에 채워 넣어진 물의 압력을 측정하는 수압기(20); 고무확장조인트의 상하부를 밀폐하는 상부커버(600) 및 하부커버(610) 를 포함하는 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치가 제시된다.

Description

고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치{Omitted}
본 발명은
화력발전소 혹은 원자력 발전소, 화학플랜트 산업시설에서는 고압의 유체가 흘러가는 다수의 배관이 상호 연결되어 있으며, 이러한 배관 사이의 충격과 소음 흡수를 위하여 배관 사이에는 고무재질로 된 고무확장조인트(Rubber expansion joint)가 설치되는 것이 통상적이다.
그런데, 이러한 설비에 사용되는 고무확장조인트는 재질이 고무인 관계로 탄성이 좋은 장점이 반면에 강성이 금속에 비하여 약하여 외력에 약하며 고압의 유체가 통과하기 때문에 수밀(水密) 성능이 완벽해야 한다는 제약이 따른다.
또한 이러한 고무확장 조인트는 매우 고압의 유체가 내부에 유동을 하는 금속 파이프에 연결되어 있기 때문에 지속적으로 전후 좌우의 병진운동, 진동, 회전운동을 하게 된다. 이러한 여러 모드의 운동으로 말미암아서 내구성 테스트를 반드시 거쳐야 할 필요가 있다.
발전소에 사용되는 대부분의 고무확장조인트는 그 크기가 지름 1미터가 넘는 경우도 많아 성능테스트를 할 때 다량의 물을 고무확장조인트 내부에 흘려 보내야 하는 불편함과 비용상승 및 테스트시간의 장기화 등의 문제가 발생하였다.
본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 도출된 것으로서, 고무확장조인트에 대한 내압 성능테스트시 내부에 다량의 유체를 사용하지 않더라도 고무확장조인트의 무브먼트 성능 테스트가 가능한 장치를 개발하게 되었다.
등록특허공보 등록번호 10-778553
본 발명의 목적으로 고무확장조인트에 대한 내압 성능테스트시 내부에 다량의 유체를 사용하지 않더라도 내압 성능 테스트가 가능한 장치를 제시함에 있다.
또한 고무확장조인트의 동적 내구성을 측정하기 위하여 매우 단순한 장치인 유압실린더와 웨지 부재를 장착한 상태에서 내압 성능 테스트가 가능한 장점이 있어서, 고무확장 조인트의 무브먼트 성능검사 장치 비용이 매우 절감된다.
고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치에 있어서, 상기 고무확장 조인트의 중공(中空) 부위에 설치되고, 중간부분의 유연부재(210)와 상기 유연부재의 일단에 형성되는 제1강관부재(220)와 상기 유연부재의 타단에 형성되는 제2강관부재(230)로 이루어지는 테스트 보조용부재(200); 상기 테스트보조용부재의 상부에 결합되는 제1,2수직고정대받침부재(80,82); 상기 제1,2수직고정대받침부재와 동일 높이에 형성되어 제1,2수직고정대받침부재에 변위(變位)를 일으키도록 하는 실린더장치(600); 상기 고무확장조인트의 몸체(100)의 내부면과, 상기 테스트보조용부재(200)의 외주면 사이의 공간(v1)에 채워 넣어진 물의 압력을 측정하는 수압기(20); 고무확장조인트의 상하부를 밀폐하는 상부커버(600) 및 하부커버(610) 를 포함하는 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치가 제시된다.
본 발명에 의하여 고무확장조인트에 대한 내압 성능테스트시 내부에 다량의 유체를 사용하지 않더라도 내압 성능 테스트가 가능한 장점이 있다.
또한 고무확장조인트의 동적 내구성을 측정하기 위하여 매우 단순한 장치인 유압실린더와 웨지 부재를 장착한 상태에서 내압 성능 테스트가 가능하고 고무확장 조인트의 무브먼트 성능검사 장치 비용이 매우 절감된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치의 측면도(일부 단면도),
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 웨지부재를 도 1의 장치에 삽입하여 고무확장조인트의 무브먼트 성능 테스트를 행하는 것을 표현한 그림
도 4는 고압의 유체를 고무확장조인트에 인입하였을 때, 볼트 등의 체결수단에 걸리는 힘이 줄어드는 것을 설명하기 위한 도면
도 5는 내경이 다소 작은 고무확장 조인트의 무브먼트 성능 검사용 장치에 대한 실시예
도 6은 도 5에 대하여 고무확장조인트의 무브먼트 성능 검사를 행하는 장면
도 7은 고무확장조인트의 실물 사진
도 8은 고무확장 조인트에 가해지는 여러 외력들을 표현한 그림
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위와 균등 범주로 파악되어야 한다.
본 발명 장치는 고무확장조인트의 작동 조건인, 그 내부에 고압의 물을 채워 넣은 상태에서, 고무확장조인트를 소정의 방향으로 변위(變位)를 일으켜서 내압(耐壓) 테스트를 행하는 장치에 해당한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치의 측면도(일부 단면도), 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 웨지부재를 도 1의 장치에 삽입하여 고무확장조인트의 무브먼트 성능 테스트를 행하는 것을 표현한 그림, 도 4는 고압의 유체를 고무확장조인트에 인입하였을 때, 볼트 등의 체결수단에 걸리는 힘이 줄어드는 것을 설명하기 위한 도면, 도 5는 내경이 다소 작은 고무확장 조인트의 무브먼트 성능 검사용 장치에 대한 실시예, 도 6은 도 5에 대하여 고무확장조인트의 무브먼트 성능 검사를 행하는 장면, 도 7은 고무확장조인트의 실물 사진이다.
도 1에서는 고무확장 조인트의 무브먼트(movement) 성능 테스트 장치가 도시되어 있다.
도 7에서와 같이 고무확장조인트는 중공형의 몸체(100)를 가지고 있으며, 양단에는 구멍이 다수 형성된 플랜지(105)가 형성되고, 이러한 플랜지는 고압의 유체가 지나가는 큰 내경의 파이프에 연결된다. 상기 몸체(100)는 고무를 주성분으로 한 재질로 형성된다.
도 8에서 도시된 바와 같이, 고무확장조인트에는 고압의 유체의 유동으로 말미암아서 압축, 인장, 뒤틀림, 벤딩 등의 여러 모드의 외력이 가해지게 되므로, 내구성과 관련된 성능이 고무확장 조인트의 핵심적인 구비조건으로 갖춰져야 한다.
도 1을 참조하면, 도 7에 도시된 고무확장조인트를 도 1의 장치 중앙에 설치를 한 뒤, 고무확장조인트 몸체(100)의 중앙부를 관통하여 테스트보조용부재(200)를 삽입한다.
테스트보조용부재(200)는 크게 3부분으로 구성된다. 즉 중앙의 유연부재(210)와 그 양단에 연장 형성된 제1,2 강관부재(220,230)을 포함하여 구성된다. 유연부재(210)는 외력에 대하여 굽혀지거나 압축되거나 인장될 수 있는 유연한 소재로 이루어진다.
테스트보조용부재(200)의 제1강관부재의 상부 높이는 고무확장조인트 몸체(100) 상부의 플랜지(105) 부분의 높이 보다 상부로 더 돌출되어 있다.
도 1에서 v1 으로 표시된 부분은 고압의 물이 주입된다. v1 으로 표시된 공간은 두개의 원통형 구조인, 고무확장조인트 몸체(100) 내부와 테스트용보조부재(200)의 외부면이 이루는 공간에 해당하는 공간에 해당한다. 즉 즉 두개의 원통형 구조물 사이에만 고압의 물이 존재한다.
v1 으로 표현된 공간의 상하부에는, 상부커버(600) 및 하부커버(610)가 형성되어 v1 공간내의 물이 밀폐된다. v1 내부의 물의 압력은 수압기(20)에 의하여 공급 제어될 수 있다. v1 내부로 물이 공급되는 라인 등은 공지의 기술이므로 상세 설명은 생략한다.
상,하부커버(600,610) 및 고무확장조인트의 플랜지(105)의 체결부에는 볼트 등의 체결수단(71,72,73)이 사용된다. 도 7에서의 볼트구멍(78)에는 이러한 볼트 등의 체결수단이 삽입된다.
통상적으로, 고무확장조인트의 내압 성능 테스트를 할 경우에 본 발명에서 제시된 테스트보조용부재(200)를 사용함이 없이, 고무확장조인트 내부 전체에 물을 인입하여 테스트를 행하였기 때문에 물의 사용량이 많았던 것은 물론이고, 고압의 물에 의한 응력이, 각종 체결장치 부분에 강하게 작용하여, 볼트 등의 크기가 매우 커지는 등 부속품 가격 상승, 장비 준비의 어려움, 사고발생확률의 증가 등의 문제가 있었다.
그런데, 본 발명에서와 같이, v1 공간에만 물이 주입된 상태이므로, 측정 장치에 사용되는 각종 볼트 등의 크기가 경량화 소형화 될 수 있다.
이러한 이유는 도 4를 참조하여 설명한다. 즉, 좌측의 그림과 같이 하나의 면에 압력(P)가 걸린 상태에서 그 단면적을 곱하면, 최종 힘(force) 값을 계산할 수 있는데, 고압의 물에 의하여 동일한 압력이 가해지는 상태에서 본 발명과 같이 두개의 원통형 구조물 사이 공간(v1)에만 물이 존재한다면, 고압의 물에 의한 응력은 단면적이 줄어든 만큼 힘(force)이 줄어드는 결과가 된다는 것을 본 발명에서 적용하였다.
제1강관부재(220)의 상부에는 보조용부재상판(221)이 형성되며, 이러한 보조용부재 상판(221)에는 제1,2수직고정대받침부재(80, 82)가 부착된다.
이러한 제1,2수직고정대받침부재와 동일한 높이에서 유압 혹은 공압 실린더(30,32)장치가 설치되어, 상기 제1수직고정대받침부재에 측면에 접촉하여 이를 우측(K 방향)으로 미는 역할을 할 수 있다. 이렇게 실린더 장치에 의하여 제1수직고정대받침부재를 우측으로 밀게 되면, 테스트 대상물인 고무확장조인트(100)가 우측으로 밀리게 된다. 실린더는 펌프(10)에 의하여 가동되며, 유압 또는 공압 펌프에 해당된다. 실린더(32) 단부를 제1수직고정대받침부재(80)에 체결할 경우 K 방향에 반대되는 방향으로 당겨 변위를 일으킬 수도 있다.
이러한 상황은 도 8에서 도시된 그림 중 3번째 그림에 해당하는, 고무확장조인트의 작동 조건이 되는 것이다.
즉, 고무확장조인트 제품의 실제 가동 조건 중, 고무확장조인트의 한쪽이 변위되는 상태의 환경하에서도 v1 공간에 있는 고압의 물에 의하여 고무확장조인트의 구조적 강도가 견딜 수 있는지 여부에 대한 성능 테스트가 가능한 것이다.
제1,2수직고정대받침부재(80,82)의 직상부에 형성된 제1,2수직고정대(50,55)는 제1,2수직고정대받침부재(80,82)를 고정할 수 있다.
한편, 제1,2수직고정대 위치에 실린더 수단을 구비할 경우, 도 8에서 도시된 고무확장조인트가 압축(compression) 혹은 인장(elongation) 되는 모드를 연출하여 테스트가 가능하며, 도 1의 경우는 고무확장조인트 단부가 변위(變位)가 되는 래터럴무브먼트(lateral movement) 의 모드( 도 8의 세번째 그림) 에 해당하는 것이다.
도 3에서는 도 8의 네번째 그림에 해당하는 앵귤러 무브먼트 모드의 외력이 작용하는 상황을 만들어서, 고무확장조인트의 내압 성능 테스트를 행하는 것이다.
앵귤러 무브먼트(angular movement)는 소위 고무확장조인트를 그 길이 방향에 수직하게 꺽이도록 (벤딩시키는) 외력을 가할 때를 말한다.
웨지(wedge) 부재를 제1,2수직고정받침부재(80,82) 의 상부면과 제1,2수직고정대(50,55)의 하부면 사이에 삽입, 형성하여 일정한 회전을 하게 할 수 있다.
웨지는 그 형상적 특징상 경사지게 형성되어 있으므로, 도 3과 같이 우측이 기울어지도록 고무확장조인트를 변위(變位)시킬 수 있게 된다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 웨지부재의 삽입에 의하여 고무확장조인트의 몸체(100) 부분의 우측(도 3 기준) 부분이 아래쪽으로 눌러지게 된다. 이 상황은 도 8의 네번째 그림에 해당하는, 앵귤러 무브먼트 변위를 받고 있는 것에 해당하며, 이 상태에서 고무확장조인트의 내압 성능 시험이 이루어지게 된다.
본 발명의 상기 실시예와는 달리 도 5 및 도 6에서는 고무확장조인트 내부에 테스트보조용부재가 생략된 구성을 가지는 테스트 장치의 실시예를 도시하고 있다.
고무확장조인트(1100)의 플랜지(1101) 상측에 상부커버(60)를 덮어 고무확장조인트 내부를 밀폐시키고 상부커의 직상부에 바로 제1,2수직고정대받침부재(80,82)를 연결한 뒤, 앞선 실시예와 같은 방법으로 고무확장조인트가 K 방향 혹은 R 방향(도 6 참조)를 변위를 일으키도록 한 상태로, 내압(耐壓) 성능 테스트를 수행하게 된다는 점이 앞선 실시예와 차이점이다. 도 5의 실시예의 측정 장치에 사용되는 고무확장조인트의 내경은 앞선 실시예의 경우보다 작은 것을 사용함이 바람직하다. 내압 테스트용 물은 v2 공간 즉, 고무확장조인트(1100)의 내부(v2)에 모두 채워지게 되며, 앞선 실시예와 같이 v1 공간(고무확장조인트와 테스트보조용부재 사이 공간) 공간과는 다르다.
즉, 고무확장조인트 크기가 작을 경우에는 그 내부에 수압이 작은 경우에 해당하는 것이므로, 도 3에서와 같은 대용량의 고무확장조인트 테스트를 위한 테스트보조용부재(200)가 굳이 필요없게 된다. 고무확장조인트 내부 공간 v1 의 부피가 그다지 크지 않고 체결부재(75) 등에 걸리는 힘도 크지 않기 때문이다.
요약하면, 도 3의 경우는 높은 압력이 가해지는 큰 중공을 가진 고무확장조인트에 대하여 사용하고 도 5의 경우는 작은 고무확장조인트(1100)의 내압 테스트용 장치에 해당한다.
상기 실시예들에 있어서, 제1,2 수직고정대는 유압 또는 공압 실린더로 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1,2수직고정대받침부재의 상부와 체결되어서, 제1,2수직고정받침부재를 상방 혹은 하방으로 변위시켜서, 도 8의 1번째 및 2번째 모드로 고무확장조인트의 단부를 변위시키는 형태로 만들어서 내압 테스트를 행할 수도 있다.
10:펌프 20:수압기
30, 32:실린더
50:제1수직고정대
55:제2수직고정대
71,72,73:체결수단
80:제1 수직고정대받침부재
82:제2수직고정대받침부재
100:고무확장조인트 몸체
105:플랜지
200:테스트보조용부재
210:유연부재
220:제1강관부재 221:보조용부재상판
230:제2강관부재
300:웨지(wedge)부재
600:상부커버 610:하부커버

Claims (5)

  1. 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치에 있어서,
    상기 고무확장 조인트의 중공(中空) 부위에 설치되고, 중간부분의 유연부재(210)와 상기 유연부재의 일단에 형성되는 제1강관부재(220)와 상기 유연부재의 타단에 형성되는 제2강관부재(230)로 이루어지는 테스트 보조용부재(200);
    상기 테스트보조용부재의 상부에 결합되는 제1,2수직고정대받침부재(80,82);
    상기 제1,2수직고정대받침부재와 동일 높이에 형성되어 제1,2수직고정대받침부재에 변위(變位)를 일으키도록 하는 실린더장치(600);
    상기 고무확장조인트의 몸체(100)의 내부면과, 상기 테스트보조용부재(200)의 외주면 사이의 공간(v1)에 채워 넣어진 물의 압력을 측정하는 수압기(20);
    고무확장조인트의 상하부를 밀폐하는 상부커버(600) 및 하부커버(610)
    를 포함하는
    고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치
  2. 고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치에 있어서,
    상기 고무확장 조인트의 양단의 플랜지(1101) 부위에 체결되는 상부커버 및 하부커버;
    상기 상부커버의 직상부에 형성되는 제1,2수직고정대받침부재(80,82);
    상기 제1,2수직고정대받침부재와 동일 높이에 형성되어 제1,2수직고정대받침부재에 변위(變位)를 일으키도록 하는 실린더장치(600);
    상기 고무확장조인트의 몸체(100)의 내부 공간(v2)에 채워 넣어진 물의 압력을 측정하는 수압기(20);
    상기 제1,2수직고정대받침부재(80,82)의 직상부에 각각 형성되어 제1,2수직고정대받침부재를 고정하는 제1수직고정대(50) 및 제2수직고정대(55)를 포함하는
    고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치

  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1,2수직고정대받침부재(80,82)의 직상부에 각각 형성되어 제1,2수직고정대받침부재를 고정하는 제1수직고정대(50) 및 제2수직고정대(55)가 더 형성됨을 특징으로 하는
    고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 제1,2수직고정대와 제1,2수직고정대받침부재 사이에 삽입되는 웨지부재(300)를 더 포함하는
    고무확장조인트에 대한 무브먼트 성능검사용 장치.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 제1,2 수직고정대는 유압 또는 공압 실린더로 형성되고,
    상기 제1,2수직고정대받침부재의 상부와 체결되어서, 제1,2수직고정받침부재를 상방 혹은 하방으로 변위시킴을 특징으로 하는
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