KR101897735B1 - 축압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압용기의 유로 개방, 작동기 동력 전달, 유로 누설 방지 차단 기능을 모두 포함할 수 있도록 공압과 유압을 동시에 활용하는 축압기에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 축압기는, 관통홀을 갖는 고정 부재와; 상기 고정 부재에 연결된 실린더와; 상기 고정 부재와 고압용기를 연결하는 고압용기 연결부와; 유압으로 작동하는 작동기와 실린더를 연결하는 작동기 연결부와; 실린더 내부에 위치하는 피스톤과; 실린더와 피스톤 사이에 채워진 유압유와; 피스톤의 외벽에 설치되고, 실린더와 피스톤 사이로의 유압유 누설을 방지하는 오링과; 고정 부재에 설치되고, 피스톤을 완충 작용하는 판형 스프링과; 피스톤과 상기 고정 부재 사이에 채워진 공압부와; 상기 관통홀을 막는 폐쇄니플과; 폐쇄니플을 파단하여 상기 관통홀을 통해 고압용기 연결부와 공압부를 연결시키는 니플파단장치 피스톤과; 니플파단장치 피스톤을 구동시키는 착화기를 포함할 수 있다.

Description

축압기{ACCUMULATOR}

본 발명은 축압기에 관한 것이다.

일반적으로, 압력 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 작동기가 포함된 유압/공압 시스템에서 고압용기의 압력을 사용하여 작동기를 동작한 이후 비교적 높은 압력을 유지한 채로 잔여 압력을 사용하지 않으면 에너지를 낭비를 하게 되고, 시스템의 온도상승 시 압력이 더 상승하여 구조적으로 문제가 발생할 가능성도 존재한다.

이를 해결하기 위한 방법으로 고압용기의 잉여 압력을 저압이 요구되는 가압시스템 등에 활용하는 설계 방법을 적용할 수 있는데, 이 경우 유로의 변경을 위해 개방 또는 차단용 밸브를 적용해야 한다. 고압 기체 유로의 개폐를 위해서는 파이로 밸브나 솔레노이드 밸브 등을 사용하게 된다. 파이로 밸브의 경우 공간을 적게 차지하고 신뢰성이 높으나 유로를 닫아주는 파이로 밸브는 유로를 통해 피스톤에 작용하는 고압에 의해 누설을 방지하기 위한 설계에 어려움이 존재한다. 솔레노이드 밸브의 경우 파이로 밸브에 비해 크기가 커서 공간을 많이 차지하고 파이로 밸브에 비해 신뢰도가 떨어지게 된다.

본 발명은 고압용기의 유로 개방, 작동기 동력 전달, 유로 누설 방지 차단 기능을 모두 포함할 수 있도록 공압과 유압을 동시에 활용하는 축압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 축압기는, 관통홀을 갖는 고정 부재와; 상기 고정 부재에 연결된 실린더와; 상기 고정 부재와 고압용기를 연결하는 고압용기 연결부와; 유압으로 작동하는 작동기와 실린더를 연결하는 작동기 연결부와; 실린더 내부에 위치하는 피스톤과; 실린더와 피스톤 사이에 채워진 유압유와; 피스톤의 외벽에 설치되고, 실린더와 피스톤 사이로의 유압유 누설을 방지하는 오링과; 고정 부재에 설치되고, 피스톤을 완충 작용하는 판형 스프링과; 피스톤과 상기 고정 부재 사이에 채워진 공압부와; 상기 관통홀을 막는 폐쇄니플과; 폐쇄니플을 파단하여 상기 관통홀을 통해 고압용기 연결부와 공압부를 연결시키는 니플파단장치 피스톤과; 니플파단장치 피스톤을 구동시키는 착화기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공압부는 압축 공기로 채워진 공간일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 피스톤의 일부분에 형성된 포펫(puppet)과; 상기 포펫과 맞물리도록 형성된 시트부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 실린더에 배치되고, 실린더와 유압으로 작동하는 작동기를 연결하는 작동기 연결부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 작동기 연결부는 실린더의 외벽에 형성되고, 상기 시트부와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 피스톤의 이동에 의해 포펫이 시트부에 안착함으로써 실린더 내부의 기체 누설이 차단될 수 있다.

본 발명에 따른 축압기는, 고압용기 유로 개방, 작동기 동력 전달, 고압 유로 차단 기능을 모두 포함할 수 있도록 하나의 축압기로 패키지화하여 장착 소요 공간을 축소하고 정비 편의성을 크게 향상시켰다.

또한, 본 발명에 따른 축압기는, 기존의 고압용기 잉여압력 활용을 위해 유로 차단용 파이로 밸브를 사용하던 방식을 오링과 포펫-시트부 방식으로 변경 적용하여 전자식 제어장비를 적용하는 공간과 비용을 줄일 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 축압기는, 오링을 이용한 1차 누설방지와 포펫-시트부를 이용한 2차 누설방지를 포함한 이중 누설 차단 기능을 통해 유로를 닫아주는 방식의 파이로 밸브의 누설에 대한 신뢰성 문제를 해결하였다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 축압기의 구성 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 축압기에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 축압기(동력전달과 유로누설 방지를 위한 shut-off 기능을 가지는 축압기)의 구성 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 축압기는,

관통홀(또는 배관)(21)을 갖는 고정 부재(덮개부)(20)와;

상기 고정 부재(20)에 연결된 실린더(1)와;

상기 고정 부재(20)와 고압용기(도시하지 않음)를 연결하는 고압용기 연결부(11)와;

유압으로 작동하는 작동기(도시하지 않음)와 실린더(1)를 연결하는 작동기 연결부(10)와;

실린더(1) 내부에 위치하는 피스톤(2)과;

실린더(1)와 피스톤(2) 사이에 채워진 유압유(유압부)(4)와;

피스톤(2)의 외벽에 설치되고, 실린더(1)와 피스톤(2) 사이로의 유압유 누설을 방지하는 오링(9)과;

고정 부재(20)에 설치되고, 피스톤(2)을 완충 작용하는 판형 스프링(13)과;

피스톤(2)과 상기 고정 부재(20) 사이에 채워진 공압부(압축 공기로 채워진 공간)(3)와;

상기 관통홀(21)을 막는 폐쇄니플(7)과;

폐쇄니플(7)을 파단(fracture, 破斷)하여 상기 관통홀(21)을 통해 고압용기 연결부(11)와 공압부(3)를 연결시키는 니플파단장치 피스톤(8)과;

니플파단장치 피스톤(8)을 구동시키는 착화기(12)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 축압기는, 피스톤(2)의 일부분에 형성된 포펫(puppet)(돌출부)(6)과;

상기 포펫(돌출부)(6)과 맞물리도록 형성된 시트부(5)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 축압기는, 실린더(1)와 유압으로 작동하는 작동기를 연결하는 작동기 연결부(10)를 더 포함할 수 있다.

작동기 연결부(10)는 실린더(1)의 외벽(예, 외벽 중앙)에 형성되고, 상기 시트부(5)와 대응하는 위치에 형성된다.

착화기(12)가 동작하면 니플파단장치 피스톤(8)이 이동하여 폐쇄니플(7)을 부러뜨리게 되고 고압용기 연결부(11)와 축압기 공압부(3)가 개방된다.

축압기 피스톤의 오링(9)은 공압부(3)와 유압부(4) 사이를 차단하는 역할을 하고, 피스톤(2)이 실린더(1) 끝단으로 이동하면 포펫(6)이 시트부(5)에 안착하고, 이론 인해 추가로 유로가 차단된다.

유압유 충전 시 판형 스프링(13)에 의해 피스톤(2)의 위치가 결정되므로 충전 후 보관 상태에서 유압부(4)의 온도 상승 시 피스톤(2)이 공압부(3) 방향으로 이동하여 압력 증가 대신 부피 팽창이 되도록 하여 장치의 파손을 방지한다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 축압기(동력전달과 유로누설 방지를 위한 shut-off 기능을 가지는 축압기)의 동작을 좀 더 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 축압기(동력전달과 유로누설 방지를 위한 shut-off 기능을 가지는 축압기)는 고압용기의 유로 개방, 작동기 동력 전달, 유로 누설 방지 차단 기능을 모두 포함할 수 있도록 공압과 유압을 동시에 활용한다.

축압기에 폐쇄 니플(7)을 적용하고, 니플파단장치 피스톤(8)로 폐쇄 니플(7)을 파단시켜 유로를 개방하면 고압용기에 저장된 고압의 기체가 축압기 공압부(3)를 가압하게 된다. 폐쇄니플(7)을 탈착/부착형으로 적용하여 고압용기와 연결된 배관과 축압기 공압부(3)가 분리될 수 있고, 사용한 폐쇄니플(7)을 교환할 수 있도록 구성된다.

축압기 유압부(4)와 작동기, 그리고 이를 연결하는 배관에 유압유를 충전한 상태로 대기하며, 작동기 동작 필요 시 폐쇄니플(7)의 유로가 개방되어 축압기 공압부(3)에 압력이 전달되면 피스톤(2)을 통해 이를 유압유(4)에 전달하게 되어 유압에 의해 작동기가 동작하게 된다.

작동기 동작 완료 후 작동기 또는 작동기 연결부(10)에서 기체 누설이 발생하는 경우 이중으로 고압용기의 기체 누설을 방지한다. 예를 들면, 일차적으로 축압기 피스톤(2)의 오링(9)이 기체의 누설을 막게 되고, 이차적으로 피스톤 유압부(4)에 포펫(6) 형상을 적용하고 실린더의 유압 유로 입구에 시트부(5)를 적용하여 오링 누설이 발생하는 경우에도 공압에 의한 힘으로 피스톤(2)이 이동하여 포펫(6)이 시트부(5)에 안착하여 기체 누설이 차단될 수 있다.

또한, 밀폐공간 내 유압유가 충전되어 있는 경우 온도 상승 등의 영향으로 내부압력이 증가할 우려가 있으므로, 유압유 충전 시 피스톤(2)의 위치를 판형 스프링(13)에 의해 구속되게 하여 유압유 충전량을 해당 피스톤 위치로 결정하고 온도 상승에 의해 유압유 부피가 증가하는 경우에도 피스톤(2)이 이동할 수 있는 공간을 확보하여 압력 증가를 방지한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 축압기는, 고압용기 유로 개방, 작동기 동력 전달, 고압 유로 차단 기능을 모두 포함할 수 있도록 하나의 축압기로 패키지화하여 장착 소요 공간을 축소하고 정비 편의성을 크게 향상시켰다.

또한, 본 발명에 따른 축압기는, 기존의 고압용기 잉여압력 활용을 위해 유로 차단용 파이로 밸브를 사용하던 방식을 오링과 포펫-시트부 방식으로 변경 적용하여 전자식 제어장비를 적용하는 공간과 비용을 줄일 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 축압기는, 오링을 이용한 1차 누설방지와 포펫-시트부를 이용한 2차 누설방지를 포함한 이중 누설 차단 기능을 통해 유로를 닫아주는 방식의 파이로 밸브의 누설에 대한 신뢰성 문제를 해결하였다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 관통홀을 갖는 고정 부재와;
   상기 고정 부재에 연결된 실린더와;
   상기 고정 부재와 고압용기를 연결하는 고압용기 연결부와;
   유압으로 작동하는 작동기와 실린더를 연결하는 작동기 연결부와;
   실린더 내부에 위치하는 피스톤과;
   실린더와 피스톤 사이에 채워진 유압유와;
   피스톤의 외벽에 설치되고, 실린더와 피스톤 사이로의 유압유 누설을 방지하는 오링과;
   고정 부재에 설치되고, 피스톤을 완충 작용하는 판형 스프링과;
   피스톤과 상기 고정 부재 사이에 채워진 공압부와;
   상기 관통홀을 막는 폐쇄니플과;
   폐쇄니플을 파단하여 상기 관통홀을 통해 고압용기 연결부와 공압부를 연결시키는 니플파단장치 피스톤과;
   니플파단장치 피스톤을 구동시키는 착화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 축압기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공압부는,
   압축 공기로 채워진 공간인 것을 특징으로 하는 축압기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤의 일부분에 형성된 포펫(puppet)과;
   상기 포펫과 맞물리도록 형성된 시트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축압기.
4. 제 1항에 있어서, 실린더에 배치되고, 실린더와 유압으로 작동하는 작동기를 연결하는 작동기 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축압기.
5. 제 3항에 있어서, 상기 작동기 연결부는 실린더의 외벽에 형성되고, 상기 시트부와 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 축압기.
6. 제 3항에 있어서, 피스톤의 이동에 의해 포펫이 시트부에 안착함으로써 실린더 내부의 기체 누설이 차단되는 것을 특징으로 하는 축압기.

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