KR0152799B1 - 펌프의 압력센싱회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력센싱회로에 관한 것으로, 종래의 회로는 이상이 발생하여 유량이 없는 상태에서 펌프의 압력이 빈번하게 변하면 압력센싱부내의 콘덴서의 충전전압이 완전히 방전되기 전에 다시 충전작용을 하기 때문에 비교기의 출력이 빈번하게 바뀌게 되고 이로인해 펌프가 구동과 정지를 자주 반복한다. 이와같이 펌프가 구동/정지를 자주 반복하게 되면 펌프의 임펠러에 무리가 가고, 또한 펌프를 구동시키는 트라이악구동부에 대전류가 반복적으로 흐르게 되어 트라이악의 수명이 짧아 지며, 심한 소음과 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 압력상태에 따라 온/오프되는 커넥터(PS)의 온/오프상태를 감지하여 그에 따른 신호를 출력하는 감지부와; 상기 감지부의 출력신호에 따라 펌프를 구동/정지 시키기 위한 제어신호를 출력하는 제1비교부로 구성한 펌프의 압력센싱회로를 창안한 것으로, 이의 작용을 통해 즉, 압력에 따라 펌프가 구동/정지를 반복하게 될 때, 압력의 변동이 빈번하게 일어나도 소정의 시정수 타이밍으로 펌프를 안정되게 제어하도록 함으로써 펌프의 주요부품인 임펠러 및 트라이악을 보호함과 동시에 소음을 줄일 수 있으며 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

펌프의 압력센싱회로

제1도는 일반적인 펌프제어 회로의 블록 구성도.

제2도는 펌프 운전 곡선도.

제3도는 제1도에 있어서, 센싱부의 상세 회로도.

제4도는 제1도에 있어서, 펌프의 동작 상태를 나타낸 도.

제5도는 본 발명의 일실시예의 회로도.

제6도는 제5도에 있어서, 압력센싱부에 의한 펌프의 동작 상태를 나타낸 도.

제7도는 제5도의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 압력센싱부 110 : 유량센싱부

120 : 리셋트부 130 : 공운전감지부

140 : 트라이악구동부 150 : 펌프

101 : 감지부 101a : 압력센싱부

101b : 버퍼부 102 : 비교부

102a : 충/방전부 102b : 비교기부

본 발명은 물을 펌핑시키는 물펌프에 관한 것으로, 특히 압력센싱부에 있어서, 배관으로 인한 압력의 누수나 기타 이상발생으로 압력의 변동이 심할 때 이를 항상 일정한 시간간격으로 감지하게 함으로써 압력에 따른 펌프의 구동/정지 동작이 안정되게 하도록 한 펌프의 압력센싱 회로에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 펌프제어 회로의 블록 구성도로서, 이를 참조하여 종래의 기술에 대해 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 펌프를 동작시키기 위해서는 먼저, 배관을 연결하고 전원스위치를 온한다.

그러면 압력센싱부(100)에서는 압력스위치를 감지하여 출력하고, 유량센싱부(110)에서는 유량스위치를 감지하여 출력한다.

상기와 같이 압력센싱부(100) 및 유량센싱부(110)의 센싱결과에 따라 리셋트부(120) 또는 공운전감지부(130)가 동작하고, 그 리셋트부(120) 또는 공운전감지부(130)의 출력상태에 따라 트라이악구동부(140)가 동작하여 펌프(150)를 구동한다.

이때, 압력과 유량의 조건에 따른 펌프(150)의 동작과정에 관하여 펌프(150)의 운전 곡선을 나타낸 제2도를 참조하여 설명한다.

먼저, 유량이 기준점 이하이고, 압력도 기준점 이하이면 펌프(150)는 구간1의 상태가 되는데, 이때는 공운전 상태로서 셋팅된 값의 시정수에 따라 펌프(150)가 일정시간 운전 후 정지한다.

그리고 유량은 기준점 이하이지만 압력이 기준점 이상이면, 즉 유량은 없는데 압력이 높으면 구간2의 상태가 되는데, 이는 단절구간에 해당하므로 수초이내에 정지한다.

그리고 유량은 기준점 이상이고, 압력도 기준점 이상이면 구간3의 상태가 되는데, 이는 동작하는 상태이다.

그리고 유량은 기준점 이상이고, 압력도 기준점 이상이면 구간4의 상태가 되는데, 이는 동작하는 상태이다.

그러면 상기 압력스위치를 감지하는 압력센싱부(100)와 유량스위치를 감지하는 유량센싱부(110)의 작용에 관하여 상세 회로도를 나타낸 제3도와 펌프(150)의 동작 상태도를 나타낸 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압력센싱부(100)의 구성을 살펴보면, 전원전압(VCC)이 저항(R1)과 커넥터(PS)와 저항(R2)에 의해 분압되어 콘덴서(C1)에 충전되고, 이 충전전압(Vc1)은 비교기(CP1)의 반전입력단자(-)에 인가된다.

그리고 전원전압(VCC)이 저항(R3)과 저항(R4)에 의해 분압되어 기준전압(VR1)으로 비교기(CP1)의 비반전입력단자(+)에 인가된다.

다음으로 유량센싱부(110)의 구성을 살펴보면, 전원전압(VCC)이 저항(R7) 및 커넥터(FS)와 저항(R8)에 의해 분압되어 콘덴서(C2)에 충전되고, 이 충전 전압(Vc2)은 비교기(CP2)의 비반전입력단자(+)에 인가된다.

그리고 상기 기준전압(VR1)이 비교기(CP2)의 반전입력단자(-)에 인가된다.

이때, 상기 비교기(CP1,CP2)의 출력측에 전원전압(VCC)을 각기 분압하는 저항(R5,R6) 및 저항(R9,R10)이 접속되어 그 비교기(CP1,CP2)의 출력전압이 공운전감지부(130)에 인가되거나, 또는 다이오드(D1,D2)를 각기 통해 리셋트부(120)에 인가된다.

참고로 여기서 커넥터(PS)는 압력상태에 따라 온/오프되는 압력스위치(도면미표시)의 신호를 받아들이는 커넥터이고, 커넥터(FS)는 유량상태에 따라 온/오프되는 유량스위치(도면 미표시)의 신호를 받아들이는 커넥터이다.

여러 가지 동작 상태 중 예를들어, 펌프(150)가 운전 중에 압력이 기준점 이상이 되고, 유량이 기준점 이하가 되면, 커넥터(PS)는 단락되고 커넥터(FS)는 개방된다.

이와같이 커넥터(PS)가 단락상태로되면 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 분배된 전압이 콘덴서(C1)에 충전되어 비교기(CP1)의 반전입력단자(-)에 입력된다.

이에따라 상기 비교기(CP1)는 반전입력단자(-)에 인가된 전압(VC1)과 비반 전입력단자(+)에 인가된 기준전압(VR1)을 비교하여 그에따른 신호를 출력한다.

이때는 그 비교기(CP1)로부터 저전위신호가 출력된다.

그리고 커넥터(FS)가 개방된 상태이면 저항(R8)에 걸리는 전압이 없으므로 비교기(CP2)의 비반전입력단자(+)에는 인가되는 전압이 없다. 따라서 비교기(CP2)는 반전입력단자(-)에 입력된 상기 기준전압(VR1)에 의해 저전위신호가 출력된다.

이와같이 비교기(CP1,CP2)에서 모두 저전위 신호가 출력됨에 따라 펌프(150)는 구동을 멈춘다.

이후, 압력이 기준점보다 낮아지면 커넥터(PS)는 개방상태가 되어 콘덴서(C1)의 충전전압은 저항(R2)를 통해 방전된다.

이로인해 비교기(CP1)의 출력은 고전위출력이 되어 펌프(150)는 다시 구동한다.

이와같이 펌프(150)가 정지상태에서 운전상태로 갈때에는 압력에 의해 구동된다. 즉, 압력이 기준점보다 낮아지면 펌프(150)가 구동한다.

그런데, 이 과정에서 펌프(150)가 정지된 상태에서 펌프(150)관의 노후로 압력이 덜어지거나 사용자가 임의로 토출측의 밸브를 조금 열어놓았을 경우에는, 압력이 기준점보다 낮아 졌으므로 펌프(150)가 다시 구동을 시작하지만 금방 압력이 기준점보다 높아지게 된다.

상기와같이 압력이 기준점보다 낮은상태와 높은상태를 짧은 시간에 반복하게 되면 콘덴서(C1)의 충전전압이 완전히 방전되기 전에 다시 충전되기 때문에, 펌프(150)는 제4도에 도시한 바와같이 구동과 정지를 빈번하게 반복하게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 종래의 회로는 펌프관이 노후되어 압력이 떨어지는 등의 이상이 발생하여 유량이 없는 상태에서 펌프의 압력이 기준점보다 낮거나 크게되는 상태를 짧은 시간에 자주 반복하게 되면, 콘덴서의 충전전압이 완전히 방전되기 전에 다시 충전작용을 하기 때문에 비교기의 출력이 빈번하게 바뀌게 되고 이로인해 펌프가 구동과 정지를 자주 반복한다.

이와같이 펌프가 구동과 정지를 짧은 시간에 자주 반복하게 되면 펌프의 임펠러에 무리가 가고, 또한 펌프를 구동시키는 트라이악구동부에 대전류가 반복적으로 흐르게 되어 트라이악의 수명이 짧아 지며, 심한 소음과 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 펌프가 구동중에 정지하게 되면 압력센싱부의 콘덴서의 충전전압을 빠른시간에 완전히 방전되도록 하여, 이상발생으로 압력이 수시로 변화 하더라도 비교기의 출력이 일정간격으로 나타나도록 함으로써 안정된 간격으로 펌프가 구동되도록 한 펌프의 압력센싱 회로를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 펌프의 압력센싱회로는, 펌프의 압력상태에 따라 온/오프되는 커넥터를 포함하여 구성된 압력센싱부와, 저항, 콘덴서 및 트랜지스터로 이루어져 상기 압력센싱부의 출력신호를 버퍼링하여 반전출력하는 버퍼부로 구성된 감지부와; 상기 감지부의 출력신호에 따라 충/방전되어 그에 따른 신호를 출력하는 충방전부와, 상기 충/방전부의 출력전압을 기준전압과 비교하여 그에따른 신호를 펌프제어신호로 출력하는 비교기부로 구성된 비교부로 구성한다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명의 일실시예의 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 저항(R11) 및 펌프의 압력상태에 따라 온/오프되는 커넥터(PS)로 구성된 압력센싱부(101a)와, 저항(R12, R13) 콘덴서(C3) 및 트랜지스터(Q1)로 이루어져 상기 압력센싱부(101a)의 출력신호를 버퍼링하여 반전출력하는 버퍼부(101b)로 구성되는 감지부(101)와; 상기 감지부(101)의 출력신호에 따라 소정의 시간지연을 갖고 펌프를 구동/정지 시키기위한 제어신호를 출력하는 비교부(102)로 구성한다.

상기 비교부(102)는 상기 감지부(101)의 출력신호에 따라 충/방전되어 그에 따른 신호를 출력하는 충/방전부(102a)와; 상기 충/방전부(102a)의 출력전압과 기준전압을 비교하여 그에따른 신호를 펌프제어신호로 출력하는 비교기부(102b)로 구성한다.

상기 충/방전부(102a)는 방전은 빠르게, 충전은 소정의 시정수 타이밍으로 되는 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성한 본 발명의 일실시예의 작용에 관하여 첨부한 제6도 및 제7도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유량센싱부(110)는 종래의 구성과 같다. 따라서 종래의 회로를 참조한다.

먼저, 펌프에 전원을 투입하여 펌프를 구동 시킨다. 그리고 압력의 상태에 따라 따라 온/오프되는 유량스위치(도면 미표시)와 유량의 상태에 따라 온/오프되는 유량스위치(도면 미표시)를 체크하여 그 스위치들의 온/오프 상태를 판단하여 그에따라 펌프의 구동을 제어한다.

이때, 커넥터(PS)는 압력스위치의 온/오프에 따라 같이 온/오프되고, 커넥터(FS)는 유량스위치의 온/오프에 따라 같이 온/오프된다. 따라서 본 발명에서는 커넥터(PS,FS)의 개방/단락상태로 압력 및 유량의 상태를 체크 하는 것으로 한다.

본 발명에서는 유량이 기준점 이하인 상태 즉, 커넥터(FS)가 개방되어 있는 상태에서 압력의 변화에 따른 펌프의 구동 및 정지에 관하여 설명한다.

먼저, 유량이 기준점보다 이하가 되어 커넥터(FS)가 개방되어 있으면 비교기(CP2)의 비반전입력단자(+)에는 전압이 인가되지 않아 그 비교기(CP2)는 저항(R3,R4)에 의해 분압되어 반전입력단자(-)에 입력된 기준전압(VR1)에 의해 저전위신호를 출력한다.

이와같은 상태에서 압력이 기준점보다 이상이 되어, 압력센싱부(101a)의 커넥터(PS)가 단락되면 버퍼부(101b)의 저항(R12, R13) 및 콘덴서(C3)를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저전위가 인가되어 그 트랜지스터(Q1)는 오프된다.

이로인해 충/방전부(102a)의 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압이 콘덴서(C1)에 충전되어, 그 충전전압(VC1)이 비교기(CP1)의 반전입력단자(-)에 인가된다.

상기 비교기(CP1)는 반전입력단자(-)에 인가된 전압(VC1)과 비반전입력단자(+)에 인가된 기준전압(VR1)을 비교하여 그에따른 전압을 출력한다.

상기와 같이 반전입력단자(-)에 전압(VC1)이 인가되면 상기 비교기(CP1)는 저전위신호를 출력한다.

이와같이 비교기(CP1,CP2)에서 모두 저전위신호를 출력하면 펌프는 정지한다.

상기와 같이 펌프가 정지한 상태에서 압력이 기준점보다 낮아져서 즉, 커넥터(PS)가 개방되면, 전원전압(VCC)이 저항(R11, R12)에 의해 분압된 후 저항(R13)을 통해 콘덴서(C3)에 충전되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되므로 그 트랜지스터(Q1)는 턴온된다.

상기 트랜지스터(Q1)가 턴온됨으로 인해 상기 콘덴서(C1)에 충전되었던 전압이 그 트랜지스터(Q1)를 통해 빠른시간에 접지 레벨로 방전된다.

이로인해 비교기(CP1)의 반전입력단자(-)에는 저전위 신호가 인가되어, 그 비교기(CP1)는 고전위신호를 출력하게 되고, 이로인해 펌프는 다시 구동하게 된다.

이때, 이상이 발생하여 압력의 변동이 짧은 시간에 빈번하게 바뀌어도 충/방전부(102a)의 콘덴서(C1)의 충전전압을 완전히 방전 시키기 때문에, 콘덴서(C1)에 전압이 완전히 충전되는 소정시간이 되어야만펌프는 정지하게 된다.

결국, 비교부(102)의 충/방전부(102a)는 시간지연에 따른 완충기능을 수행하고, 감지부(101)의 버퍼부(101b)는 압력센싱부(101a)의 출력값이 일정값 이상인 경우에 신호를 출력하도록 함으로써 일정값 이하 즉, 미소한 압력변화에 펌프구동이 멈추게되는 등의 일이 발생되지 않도록 하는 완충기능을 수행하게 된다.

이로인해 펌프는 제6도에 도시한 바와같이 안정된 간격으로 구동/정지 동작을 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 압력에 따라 펌프가 구동/정지를 반복하게 될 때, 압력의변동이 빈번하게 일어나도 소정의 시정수 타이밍으로 펌프를 안정되게 제어하도록 함으로써 펌프의 주요부품인 임펠러 및 트라이악을 보호함과 동시에 소음을 줄일 수 있으며, 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 펌프의 압력상태에 따른 온/오프되는 커넥터(PS)를 포함하여 구성된 압력센싱부(101a)와, 저항, 콘덴서 및 트랜지스터로 이루어져 상기 압력센싱부(101a)의 출력신호를 버퍼링하여 반전출력하는 버퍼부(101b)로 구성되는 감지부와(101); 상기 감지부(101)의 출력신호에 따라 충/방전되어 그에 따른 신호를 출력하는 충/방전부(102a)와 그 충/방전부(102a)의 출력전압과 기준전압을 비교하여 그에따른 신호를 펌프제어신호로 출력하는 비교기부(102b)로 구성되는 비교부(102)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 펌프의 압력센싱회로.
2. 제1항에 있어서, 충/방전부(102a)는 방전시간은 짧게 설정되고 충전시간은 소정의 시정수 시간으로 설정되어 구성된 것을 특징으로 하는 펌프의 압력센싱회로.