KR101894425B1 - 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 유체가 흐르는 관에 설치된 버터플라이 밸브의 개폐여부를 감지하여 외부 휴대용 단말기 등에 표시되도록 함으로써 사용자가 용이하게 밸브의 개폐상태를 확인할 수 있도록 한 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 실시예에 따른 밸브는, 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크를 회전시키는 구동수단과, 상기 구동수단에 연결되며, 고정핀에 의해 상기 디스크의 일측과 연결되는 구동축과, 보조고정핀에 의해 상기 디스크의 타측과 연결되는 보조축을 포함하는 밸브에 있어서, 상기 구동축의 일측에 설치되며, 상기 구동축의 토크를 측정하는 토크센서와, 상기 토크센서로부터 측정된 값을 수신하는 제어부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브{VALVES WITH MONITORING SYSTEM}

본 개시내용은 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 관한 것으로, 특히 유체가 흐르는 관에 설치된 버터플라이 밸브의 개폐여부를 감지하여 외부 휴대용 단말기 등에 표시되도록 함으로써 사용자가 용이하게 밸브의 개폐상태를 확인할 수 있도록 한 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

버터플라이 밸브란 몸체 중심의 원판 형상의 디스크가 유로에 직각인 축을 회전축으로 90°회전하여 유로를 개폐하면서 유량을 조절하는 방식의 밸브이다. 그 구성으로는 버터플라이 밸브의 바디와, 상기 바디 내부에 90°각도로 회전하면서 유로를 개폐하는 디스크, 상기 디스크를 회전시키는 구동수단 및 상기 구동수단과 디스크를 연결시키는 구동축, 구동축의 반대편에 형성된 보조축으로 구성된다. 여기서, 상기 구동축 및 보조축과 디스크는 고정핀을 통해 상호 견고하게 결합된다.

그러나 유로의 개폐를 위해 상기 디스크를 회전시키게 되면, 상기 디스크와 결합된 축상의 고정핀이 마모 또는 파손되어 실질적으로는 구동수단을 통하여 상기 구동축을 회전시킨다고 하더라도 고정핀이 파손되어 상기 디스크가 구동축과 함께 회전되지 않을 수 있다. 결과적으로는 유동을 막기 위하여 구동축을 90° 회전시킨다고 하더라도 디스크가 90°회전이 이루어지지 않게 되고, 유로가 폐쇄되었다고 믿는 사용자가 밸브를 개방하게 되면 안전사고의 위험이 존재하게 된다.

또한, 상기 밸브가 유로에 설치된 이후에는 연결상태를 확인할 수 없으며, 지속적 사용에 따른 고정핀의 파손 등의 문제를 밸브를 개방시키기 전까지는 확인이 어렵다는 단점이 존재한다.

버터플라이 밸브의 개폐를 담당하는 디스크의 정상적인 작동 유무를 밸브를 개방시키지 않고도 외부의 모니터링 시스템을 통하여 확인할 수 있는 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브를 제공함에 있다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 밸브는, 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크를 회전시키는 구동수단과, 상기 구동수단에 연결되며, 고정핀에 의해 상기 디스크의 일측과 연결되는 구동축과, 보조고정핀에 의해 상기 디스크의 타측과 연결되는 보조축을 포함하는 밸브에 있어서, 상기 구동축의 일측에 설치되며, 상기 구동축의 토크를 측정하는 토크센서와, 상기 토크센서로부터 측정된 값을 수신하는 제어부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크를 회전시키는 구동수단과, 상기 구동수단에 연결되며, 고정핀에 의해 상기 디스크의 일측과 연결되는 구동축과, 보조고정핀에 의해 상기 디스크의 타측과 연결되는 보조축을 포함하는 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디의 내측과 상기 디스크가 맞닿는 면에 설치되고, 회전하는 각도를 측정하는 로터리센서와, 상기 로터리센서로부터 측정된 값을 수신하는 제어부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 밸브의 개폐여부를 확인할 수 있어 작업효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 디스크와 구동축과의 연결상태를 모니터링하여 결함여부를 사전에 확인 가능하므로 안전사고를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 사시도.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 분해사시도.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 단면도.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 있어서, 밸브 바디의 내측과 상기 디스크가 맞닿는 면에 설치된 로터리센서와 디스크의 구성도.
도 5a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 있어서, 디스크가 정지한 상태도.
도 5b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 있어서, 디스크의 회전에 따른 작동상태도.
도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 블럭도.
도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 또 다른 블럭도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 사시도를, 도 2는 분해사시도, 도 3은 단면도를 도시한다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 밸브(1)는, 밸브 바디(10)와, 상기 밸브 바디(10)의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디(10)의 유로를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 디스크(20)를 회전시키는 구동수단(30)과, 상기 구동수단(30)에 연결되며, 고정핀(40)에 의해 상기 디스크(20)의 일측과 연결되는 구동축(30)과, 보조고정핀(51)에 의해 상기 디스크(20)의 타측과 연결되는 보조축(50)을 포함하는 밸브(1)에 있어서, 상기 구동축(30)의 일측에 설치되며, 상기 구동축(30)의 토크를 측정하는 토크센서(60)와, 상기 토크센서(60)로부터 측정된 값을 수신하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부(90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 배관과 배관 사이에는 유로의 개폐를 제어하기 위한 밸브(1)가 구성되어 있다. 상기 밸브(1)는 밸브 바디(10)를 중심으로 하여 양 측에 배관이 연결되어 있어 평소에는 유체가 흐르다가 상기 밸브 바디(10) 내측에 형성된 디스크(20)가 회전하여 유로를 폐쇄하면서 유체의 유동이 정지하게 되는 것이다. 상기 디스크(20)의 일측에는 중심부에 삽입 관통하는 구동축(30)을 중심으로 하여 90°만큼 회전하면서 밸브의 개폐여부를 결정한다. 상기 구동축(30)과 디스크(20)는 고정핀(31)을 통해 상호 결합되어 있어 구동축(30)이 회전함에 따라 디스크(20)가 함께 회전하게 된다. 상기 구동축(30)의 일단은 상기 디스크(20)를 회전시키기 위한 구동수단(40)과 연결되어 상기 구동수단(40)을 통해 디스크(20)를 회전시켜 유로의 개폐를 결정하는 것이다. 또한, 상기 디스크(20)의 타측에는 보조축(50)이 보조핀(51)에 의해 상호 결합되어 있다.

상기 구동수단(40)은 구동모터(41)를 통하여 상기 구동축(30)을 회전시키는 자동방식과, 핸들(45)을 통하여 상기 구동축(30)을 회전시키는 수동방식이 존재한다. 상기 구동모터(41), 바람직하게는 펄스 신호를 줄 때마다 일정 각도만을 회전하는 스테핑 모터를 작동시킴에 따라 축이 회전하고, 이를 감속기(43)를 통하여 속도를 감속시킨다. 여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 감속기(43)는 바람직하게는 유성기어감속기인 것을 특징으로 한다. 유성기어감속기는 중심부에 위치하는 하나의 썬기어를 중심으로 주변기어들이 맞물려 돌아가면서 구동모터(41)의 회전을 감속시켜 구동축(30)에 전달하는 역할을 한다. 또한, 상기 구동수단(40)은 모터의 작동에 의한 자동방식과 핸들을 회전하면서 작동시키는 수동방식을 겸용으로 사용할 수 있어, 상기 구동모터(41)에 문제가 발생한 경우, 모터가 회전하지 않도록 중립으로 설정하고, 상기 핸들(45)을 통해 수동으로 구동축(30)을 회전시킬 수 있다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동축(30)은 그 일측에 설치된 토크센서(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 토크센서(60)는 구동축(30)을 중심으로 하여 회전하는데 필요한 토크를 감지하는 센서로서, 상기 구동축(30)은 디스크(20)와 고정핀(31)을 통해 상호 결합되어 있고, 상기 구동수단(40)을 통하여 상기 구동축(30)을 회전시킬 때 필요한 토크가 상기 토크센서(60)에 의해 측정된다. 그러나 상기 언급한 바와 같이, 고정핀(31)이 마모 또는 파손된 경우 실질적으로는 구동수단(40)을 통하여 상기 구동축(30)을 회전시킨다고 하더라도 상기 디스크(20)가 구동축(30)과 함께 회전되지 않을 수 있다. 그에 따라서 상기 토크센서(60)에 의해 측정된 값은 상기 구동축(30)이 디스크(20)와 함께 회전하는 경우에 측정된 값보다 작을 것이고, 상기 측정된 값에 대한 데이터를 제어부(80)로 전송한다.

상기 제어부(80)는 전송된 데이터를 수신하고 기 설정된 토크값과 상기 측정된 토크값을 상호 비교한다. 그에 따라, 상기 측정값이 기 설정된 토크값과 동일하거나 큰 차이가 없으면 상기 구동축(30)과 디스크(20)를 연결시키는 고정핀(31)이 마모 또는 파손되지 않았다는 것을 예상할 수 있다. 상기 제어부(80)를 통해 개폐여부에 문제가 없다는 것을 확인하여, 해당사실을 모바일기기등과 같은 모니터부(90)를 통해 신호를 전송한다. 따라서, 밸브(1)를 개방하지 않더라도 밸브가 정상적으로 개폐작동한다는 것을 확인할 수 있다. 만약 상기 측정값이 기 설정된 토크값보다 낮다면 상기 제어부(80)는 모니터부(90)에 이상신호를 송신하여 사용자가 모바일기기등을 통하여 해당사실을 확인할 수 있게 된다.

도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 있어서, 밸브 바디의 내측과 상기 디스크가 맞닿는 면에 설치된 로터리센서와 디스크의 구성도를 도시하고, 도 5a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브에 있어서, 디스크가 정지한 상태도를, 도 5b는 디스크의 회전에 따른 작동상태도를 도시한다.

또한, 도 6 및 도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 개폐여부 확인 시스템을 갖는 밸브의 블럭도를 도시한다.

본 개시내용의 또 다른 특징에 따른 밸브(1)는, 밸브 바디(10)와, 상기 밸브 바디(10)의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디(10)의 유로를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 디스크(20)를 회전시키는 구동수단(30)과, 상기 구동수단(30)에 연결되며, 고정핀(40)에 의해 상기 디스크(20)의 일측과 연결되는 구동축(30)과, 보조고정핀(51)에 의해 상기 디스크(20)의 타측과 연결되는 보조축(50)을 포함하는 밸브(1)에 있어서, 상기 밸브 바디(10)의 내측과 상기 디스크(20)가 맞닿는 면에 설치되고, 회전하는 각도를 측정하는 로터리센서(70)와, 상기 로터리센서(70)로부터 측정된 값을 수신하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부(90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터리센서(70)는 밸브 바디(10)의 내측면과 상기 디스크(20)가 맞닿는 면에 형성되어, 상기 디스크(20)가 회전하는 것을 로터리센서(70)가 감지할 수 있게 된다. 상기 구동수단(40)을 통하여 디스크(20)를 회전시키면 상기 디스크(20)와 보조핀(51)을 통하여 결합된 보조축(50) 및 고정핀(31)을 통하여 결합된 구동축(30)이 디스크(20)와 함께 회전하게 되고, 상기 디스크(20)와 맞닿는 면에 설치된 로터리센서(70)가 디스크(20)의 회전에 따른 각도를 측정하게 된다.

상기 로터리센서(70)는 바람직하게는 로터리인코더로 구성되는 것을 특징으로 한다. 로터리인코더는 회전각을 전기 펄스로 출력하는 디지털식 회전 변위 검출기로서, 상기 디스크(20)가 회전함에 따라 상기 로터리인코더가 회전각을 전기 펄스로 출력하여 회전 변위를 측정할 수 있게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(10)의 내측면에 로터리센서(70)가 설치되고, 이와 맞닿도록 상기 디스크(20)가 위치하며, 디스크(20)가 회전하면서 그 각도를 측정할 수 있는 것이다.

일반적으로 밸브(1)를 개방하거나 폐쇄하기 위해서는 상기 디스크(20)를 90°각도만큼 회전시키는데, 상기 구동수단(40)을 통하여 디스크(20)를 회전시켰을 때 상기 방법에 따라 측정된 값을 제어부(80)로 전송하게 되고, 상기 제어부(80)는 상기 측정된 값과 기 설정된 값(여기서는 90°)과 상호 비교하여 서로 동일하거나 유사하면 상기 보조축(50)과 디스크(20)를 연결시키는 보조핀(31), 또는 상기 구동축(30)과 디스크(20)를 연결시키는 고정핀(31)이 마모 또는 파손되지 않았다는 것을 예상할 수 있다. 상기 제어부(80)를 통해 개폐여부에 문제가 없다는 것을 확인하여, 해당사실을 모바일기기등과 같은 모니터부(90)를 통해 신호를 전송한다. 따라서, 밸브(1)를 개방하지 않더라도 밸브가 정상적으로 개폐작동한다는 것을 확인할 수 있다. 만약 상기 측정값이 기 설정된 값보다 낮다면 상기 제어부(80)는 모니터부(90)에 이상신호를 송신하여 사용자가 모바일기기등을 통하여 해당사실을 확인할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 밸브
10 : 밸브 바디
20 : 디스크
30 : 구동축
31 : 고정핀
40 : 구동수단
41 : 구동모터
43 : 감속기
45 : 핸들
50 : 보조축
51 : 보조핀
60 : 토크센서
70 : 로터리센서
80 : 제어부
90 : 모니터부

Claims (4)

1. 밸브 바디;
   상기 밸브 바디의 내부에 설치되고, 90°각도로 회전하면서 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크;
   상기 디스크를 회전시키는 구동수단;
   상기 구동수단에 연결되며, 고정핀에 의해 상기 디스크의 일측과 연결되는 구동축;
   보조고정핀에 의해 상기 디스크의 타측과 연결되는 보조축;을 포함하는 밸브에 있어서,
   상기 구동축의 일측에 설치되며, 상기 구동축의 토크를 측정하는 토크센서;
   상기 토크센서로부터 측정된 값을 수신하는 제어부;
   상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부;를 포함하고,
   상기 구동수단은 구동모터를 통하여 상기 구동축을 회전시키는 자동방식과 핸들을 통하여 상기 구동축을 회전시키는 수동방식으로 이루어지되,
   상기 구동모터는 펄스 신호를 줄 때마다 일정한 각도만큼 회전하는 스테핑 모터로 이루어지고, 상기 구동모터의 회전을 감속시켜 구동축에 전달하는 유성기어감속기를 더 포함하며,
   상기 제어부는 1) 상기 토크센서로부터 측정된 값과 2) 상기 구동축이 디스크와 함께 회전하는 경우에 측정된 설정값을 상호 비교하여,
   상기 토크센서로부터 측정된 값이 상기 설정값보다 작으면 상기 구동축에 결합된 고정핀의 결함신호를 상기 모니터부에 전송하는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 바디의 내측과 상기 디스크가 맞닿는 면에 설치되고, 회전하는 각도를 측정하는 로터리센서;
   상기 로터리센서로부터 측정된 값을 수신하는 제어부;
   상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 값을 전송받는 모니터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 제3항에 있어서,
   상기 로터리센서는 로터리인코더로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브.

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