KR20190089662A - 멀티 포기용 밸브 제어 장치 - Google Patents

Abstract

개시되는 멀티 포기용 밸브 제어 장치는, 다수의 수조와 송풍기를 각각 연결되는 다수의 후방 배관; 상기 다수의 후방 배관에 각각 설치되어 유체가 통과하여 흐르는 다수의 제어 밸브; 상기 각 후방 배관에 설치되어 상기 후방 배관에 흐르는 유체의 현재 압력을 각각 측정하여 출력하는 다수의 압력 센서; 및 상기 후방 배관에 적용되어 압력을 받아 동작하는 압력 트랜스미터로부터의 일정 전류에 따라 상기 다수의 압력 센서로부터의 유체의 현재 압력 각각이 사용자가 설정한 원하는 압력으로 조절되도록 상기 다수의 제어 밸브 각각의 개도량을 제어하는 제어기;를 포함한다.

Description

멀티 포기용 밸브 제어 장치{Valve controller for multi-aeration}

본 발명(Disclsoure)은, 밸브 제어 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 멀티 포기용 밸브 장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로 운영중인 하수처리장의 폭기조(활성오니조)의 공기량 제어방식은 폭기조에 용존산소 자동측정기를 폭기조에 설치하고, 용존산소 측정기에 일정범위를 세팅하여 가변형 터보브로워의 콘트롤 장치로 신호를 보내 공기량을 제어하는 방식을 사용하고 있으나 상기 용존산소측정 센서봉에 이물질이 묻어 비정상적인 공기량 공급으로 폭기조의 미생물 활성을 저해하고 있으며, 또한 기온이 심한 여름 및 겨울에 폭기조 온도변화에 따른 미생물 활성의 적정온도 25~35℃ 유지가 곤란하고 특히 여름철 경우에는 터보브로워에서 공급되는 공기온도는 60~70℃로 폭기조의 기존온도를 40℃ 이상으로 상승시키는 주원인으로 미생물 활성의 악조건이 되고 있어 시설운영에 많은 어려움이 있는 것이 현재의 실정이다.

이와 관련하여, 한국 등록특허공보 제1996-9385호에는 고농도 유기물 폐수를 연속호흡측정기를 이용하여 폭기조 내로 유입되는 부하를 일정하게 유지함으로써 안정운전과 경제적인 운전을 할 수 있는 폐수의 처리방법 및 그 장치에 관한 기술이 기재되어 있다.

한국 공개특허공보 제1999-52853호에는 활성오니공정에서 용존산소량을 연속적으로 검출하고 그 검출량에 근거하여 첨가되는 원수의 양을 조절함으로써 용존산소에 의한 유기물 부하가 자동으로 조절되는 활성오니공정에서의 용존산소제어방법이 기술되어 있다.

한국 등록특허공보 제247321호에는 생물학적 폐수처리 공정에서 비 산소 소비율과 질산성 질소를 실시간 자동측정하여 간헐회분식 반응조의 공정을 최적화시키는 방법 및 장치가 기재되어 있다.

한국 등록실용신안공보 제161014호에는 공기를 공급하는 브로워와, 상기 브로워를 조작하기 위한 컨트롤장치로 구성된 정화조용 공기공급장치가 기술되어 있다.

그러나 하나의 송풍기에 의해 복수의 수조에 공기를 공급하는 경우, 종래 밸브 제어 장치는 송풍기가 가동시에 각각의 수조의 밸브를 수동으로 조정하여 유량을 조정한다. 이때 밸브 조정시에 압력이 순간적으로 증가하는 현상이 발생하여 송풍기가 서지를 얻어 소손이 발생할 수 있다.

1. 한국 등록특허공보 제1996-9385호 2. 한국 공개특허공보 제1999-52853호 3. 한국 등록특허공보 제247321호 4. 한국 등록실용신안공보 제161014호

본 발명(Discloure)은, 복수의 수조에 수용된 유체의 현재 압력 각각이 사용자가 설정한 원하는 압력으로 조절되도록 제어 밸브를 제어함으로써 제어 후방 수위 변경에 상관없이 자동으로 운전을 가능한 멀티 포기용 밸브 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치는, 다수의 수조와 송풍기를 각각 연결되는 다수의 후방 배관; 상기 다수의 후방 배관에 각각 설치되어 유체가 통과하여 흐르는 다수의 제어 밸브; 상기 각 후방 배관에 설치되어 상기 후방 배관에 흐르는 유체의 현재 압력을 각각 측정하여 출력하는 다수의 압력 센서; 및 상기 후방 배관에 적용되어 압력을 받아 동작하는 압력 트랜스미터로부터의 일정 전류에 따라 상기 다수의 압력 센서로부터의 유체의 현재 압력 각각이 사용자가 설정한 원하는 압력으로 조절되도록 상기 다수의 제어 밸브 각각의 개도량을 제어하는 제어기;를 포함한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치에서, 상기 일정 전류는 4 mA 내지 20 mA의 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치에서, 상기 제어 밸브를 비례 적분 미분(PID) 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치에서, 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치에서, 상기 제어기는 PID 방식으로 상기 제어 밸브의 개도량을 제어흐는 PID 제어기를 포함하는 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수조의 수위가 변경할 때마다 압력 조건이 변경되어 그때마다 후방 제어 밸브를 조정하여 송풍기를 가동하면, 기계적인 무리뿐 아니라 상시인원이 모니터링해야 하는 애로 사항이 있다.

이와 관련하여 본 시스템을 적용하여, 복수의 수조 중 일부의 후방 수위 변경에 상관없이 자동으로 운전이 가능하게 한다.

본 발명은 수위가 일정치 않은 다수의 수조에 멀티 포기용 밸브 제어 장치 적용하여 각 수조의 배관 압력을 피드백 받아 일정한 압력을 유지하여 일정한 유량을 적용하여 포기할 수 있다.

즉, PID 제어기가 후방에 간단한 압력 측정 센서의 신호를 받아 자동으로 밸브를 제어하여, 수조 별로 자동 운전을 할 수 있다. 또한 사용자 측에서 수동으로 밸브를 조작하여 포기량을 조절하는 애로 사항을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치의 일 실시형태를 보인 도면.
도 2는 도 1에 도시된 멀티 포기용 밸브 제어 장치의 실제 사진의 일예를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치의 일 실시형태의 일 예를 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 멀티 포기용 밸브 제어 장치의 실제 사진의 일예를 보인 도면이다.

본 발명에 따른 멀티 포기용 밸브 제어 장치는 다수의 후방 배관(3), 다수의 제어 밸브(4), 다수의 압력 센서(2), 및 제어기(1)를 포함한다.

다수의 후방 배관(3)은 다수의 수조(110, 120, 130, 및 140)와 송풍기(150)를 각각 연결된다. 상기 수조의 압력은 높이에 따라 상이하며, 즉 높이가 높을수록 압력은 증가한다. 사용자는 원하고자 하는 압력을 SV(Set Value)에 셋팅을 한다. 예를들면, 사용자가 원하고자 하는 압력은 0.4 bar -> SV : 0.4으로 설정 가능하다.

상기 압력 트랜스미터는 상기 후방 배관에 적용되어 압력을 받아 일정 전류를 출력한다. 상기 일정 전류는 4 mA 내지 20 mA의 범위인 것이 바람직하다.

다수의 제어 밸브(4)는 상기 다수의 후방 배관(3)에 각각 설치되어 유체가 통과하여 흐른다. 상기 제어 밸브(4)는 PID 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

다수의 압력 센서(2)는 상기 각 후방 배관(3)에 설치되어 상기 후방 배관(3)에 흐르는 유체의 현재 압력을 각각 측정하여 출력한다.

제어기(1)는 상기 후방 배관에 적용되어 압력을 받아 동작하는 압력 트랜스미터로부터의 일정 전류에 따라에 따라 상기 다수의 압력 센서(2)로부터의 유체의 현재 압력 각각이 사용자가 설정한 원하는 압력으로 조절되도록 상기 다수의 제어 밸브(4) 각각의 개도량을 제어한다.

상기 제어기(1)는 PID 방식으로 상기 제어 밸브(4)의 개도량을 제어하는 PID 제어기를 포함한다. PID 제어기(1)에 표기되는 PV(Present Value) 값은 압력 트랜스미터에서 받는 압력값이다. 예를들면, 압력 트랜스미터 압력은 0.3 bar -> PV : 0.3으로 설정 가능하다.

상기 조건시에는 PID 제어기(1)는 PID 밸브(4)에 SV 조건을 만족시키기위해

0.3->0.4 Bar의 압력을 만들기위해 제어 밸브(4)를 자동으로 폐쇄시킨다. 상기 제어밸브(4)는 수위 변동에 관련하여 0.4 Bar의 압력을 유지하기 위해 PID 제어가 들어간다.

제1 수조(110), 제2 수조(120), 제3 수조(130), 및 제4 수조(140)의 높이는 1m, 2m, 3m, 및 1m로 각각의 수조는 0.1 바아(bar), 0.2 바아, 및 0.3 바아의 압력이 생성되어 송풍기(150)의 가동 시에는 압력이 낮은 제1 수조(110), 제4 수조(140)로 과폭기가 되고, 압력이 높은 제2 및 제3 수조(120 및 130)에는 적게 아님 포기가 되지 않는다.

이와 관련하여, 도 1 및 도 2에 도시된 PID 제어기(1)를 적용하여, 사용자가 사용할 수 있는 압력을 설정하면 현재 압력 센서(2)에서 측정하는 압력과 비교하여 밸브 제어가 된다. 이로써 각 수조(110, 120, 130, 및 140)의 수위가 변해도 설정 값만큼 밸브 제어가 되어 각 수조(110, 120, 130, 및 140)는 일정한 압력에 유량을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 다수의 수조와 송풍기를 각각 연결되는 다수의 후방 배관;
   상기 다수의 후방 배관에 각각 설치되어 유체가 통과하여 흐르는 다수의 제어 밸브;
   상기 각 후방 배관에 설치되어 상기 후방 배관에 흐르는 유체의 현재 압력을 각각 측정하여 출력하는 다수의 압력 센서; 및
   상기 후방 배관에 적용되어 압력을 받아 동작하는 압력 트랜스미터로부터의 일정 전류에 따라 상기 다수의 압력 센서로부터의 유체의 현재 압력 각각이 사용자가 설정한 원하는 압력으로 조절되도록 상기 다수의 제어 밸브 각각의 개도량을 제어하는 제어기;를 포함하는 멀티 포기용 밸브 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 일정 전류는 4 mA 내지 20 mA의 범위인 것을 특징으로 하는 멀티 포기용 밸브 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 밸브는, PID 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 포기용 밸브 제어 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어기는 PID 방식으로 상기 제어 밸브의 개도량을 제어하는 PID 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 포기용 밸브 제어 장치.

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