KR100340636B1 - A water-knocking preventive apparatus of water supply and drain pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 급배수펌프의 수격방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급배수관의 체크밸브 선단부측의 급배수관 소정위치에 체크밸브를 구비한 공기가압조를 설치함으로서, 배수과정에서 공기가압조 내부에 공기가 압축되어 있다가 배수완료후 하류수관 내의 물이 역류할 때, 상기 공기가압조에 압축되어 있던 공기의 일부가 팽창하면서 급배수관측의 체크밸브를 지지하여 그 체크밸브가 서서히 닫혀서 수격현상을 방지하도록 하고, 상기 공기가압조 내에 가압되어 있던 또 다른 일부의 공기는 배수관의 말단부로 작용하면서 급배수펌프의 여과망에 낀 이물질을 제거할 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to a water hammer prevention device for a water supply and drainage pump, and more particularly, by installing an air pressurizing tank having a check valve at a predetermined position of a supply and drainage pipe at the tip end side of the check valve of the water supply and drainage pipe, When the water in the downstream water pipe flows backward after the drainage is completed, a part of the air compressed in the air pressure tank expands and supports the check valve on the side of the water supply and drain pipe so that the check valve closes gradually to stop water hammer. Another part of the air pressurized in the air pressurizing tank acts as a distal end of the drain pipe to remove foreign substances caught in the filter net of the water supply and drainage pump.
본 발명에 따른 급배수펌프의 수격방지장치는, 집수조(10)의 소정위치에는 말단부에 배수펌프(13)가 설치되어 집수조(10)의 물을 배출시킬 수 있게 하는 배수관(11)이 설치되고, 이 배수관(11)의 소정위치에는 배수관 내의 물이 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(14)와, 배수관 내의 물의 흐름을 개폐하는 잠금밸브(12)가 설치된 것에 있어서, 상기 배수관의 체크밸브(14)의 선단부측의 배수관(11)에는 배수관 내의 공기가 가압 팽창되게 하는 공기가압조(25)가 돌출되게 설치되고, 공기가압조(25)의 일측에는 배관내 압력이 대기압 이하로 되면 외기를 유입하기 위한 체크밸브(24)를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the water hammer prevention device of the water supply and drainage pump according to the present invention, a drainage pump 13 is installed at a distal end of the water collecting tank 10 so as to discharge water from the water collecting tank 10, and In a predetermined position of the drain pipe 11, a check valve 14 for preventing water from flowing back in the drain pipe and a lock valve 12 for opening and closing the flow of water in the drain pipe are provided. The air pressure tank 25 for protruding the pressure of the air in the water drain pipe is protruded in the drain pipe 11 at the tip end side of the head), and on one side of the air pressure tank 25, when the pressure in the pipe becomes below atmospheric pressure, air is introduced. It characterized in that it comprises a check valve 24 for.
이에 따라, 배수과정에서 이물질을 원활하게 제거하여 작동의 신뢰성을 향상하고 수격 현상을 방지하여 설비의 내구성을 증대하는 동시에 시공이 완료된 현장에도 용이하게 변경 적용하여 시설비 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.Accordingly, it is possible to smoothly remove the foreign matter in the drainage process to improve the reliability of the operation and prevent water hammer phenomenon to increase the durability of the facility and to easily change and apply to the site where the construction is completed, thereby reducing the burden of facility costs.
Description
본 발명은 급배수펌프의 수격방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급배수관의 체크밸브 선단부측의 급배수관 소정위치에 체크밸브를 구비한 공기가압조를 설치함으로서, 배수과정에서 공기가압조 내부에 공기가 압축되어 있다가 배수완료후 하류수관 내의 물이 역류할 때, 상기 공기가압조에 압축되어 있던 공기의 일부가 팽창하면서 급배수관측의 체크밸브를 지지하여 그 체크밸브가 서서히 닫혀서 수격현상을 방지하도록 하고, 상기 공기가압조 내에 가압되어 있던 또 다른 일부의 공기는 배수관의 말단부로 작용하면서 급배수펌프의 여과망에 낀 이물질을 제거할 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to a water hammer prevention device for a water supply and drainage pump, and more particularly, by installing an air pressurizing tank having a check valve at a predetermined position of a supply and drainage pipe at the tip end side of the check valve of the water supply and drainage pipe, When the water in the downstream water pipe flows backward after the drainage is completed, a part of the air compressed in the air pressure tank expands and supports the check valve on the side of the water supply and drain pipe so that the check valve closes gradually to stop water hammer. Another part of the air pressurized in the air pressurizing tank acts as a distal end of the drain pipe to remove foreign substances caught in the filter net of the water supply and drainage pump.
지하 시설물의 특성상 배수시설은 그 중요성이 막중하여 배수펌프의 성능이 최상의 상태로 유지되어야 하는 바, 특히 지하철의 경우 많은 대중이 이용하는 공공성에 비추어 더욱 제반 장치의 작동상 신뢰성이 요구된다.Due to the characteristics of underground facilities, drainage facilities are very important and the performance of drainage pumps should be maintained at the best state. In particular, in the case of subways, the reliability of the various devices is required in view of the publicity used by the public.
도 1은 종래의 지하 시설물 배수장치를 개념적으로 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram conceptually showing a conventional underground facility drainage device.
배수장치는 지하로 유입되는 물을 저장하는 집수조(10), 상기 집수조(10)의 물을 하수관으로 유도하기 위한 복수의 배수관(11)과, 상기 집수조(10)에서 배수관(11)의 상류단에서 설치되는 배수펌프(13)와, 상기 배수관(11) 상에 설치되는 체크밸브(14), 잠금밸브(12), 수격방지기(15), 주름관(16) 등을 주요 구성으로 한다.The drainage device includes a water collecting tank 10 for storing water flowing into the basement, a plurality of drain pipes 11 for guiding the water of the water collecting tank 10 to the sewer pipe, and an upstream end of the drain pipe 11 in the water collecting tank 10. The main constitution includes a drain pump 13 installed at the check valve 14, a check valve 14, a lock valve 12, a water hammer 15, a corrugated pipe 16, and the like installed on the drain pipe 11.
그런데 지하 시설물의 특성상 집수조(10)에는 다량의 이물질이 혼입되어 배수 작용시 배수펌프(13)의 여과망에 흡착되기 쉬우므로 배수능력이 급격히 저하되고 전력소모가 증가하는 문제점이 종종 발생된다.However, due to the characteristics of the underground facility, a large amount of foreign matter is mixed in the water collection tank 10 and is easily adsorbed to the filtering network of the drainage pump 13 during the drainage action, so that the drainage capacity is sharply lowered and the power consumption is often increased.
이러한 이물질에는 생분해되지 않는 성분이 포함되어 있으므로 주기적으로 점검하고 제거하지만 대략 80% 이상 흡착되지 않도록 하기 위한 관리상의 어려움이 있으며, 어느 순간에 이물질이 급증하는 경우 이를 예상하기 어려워 배수량이 급감하면서 배수펌프의 모터를 소손시키는 문제점이 상존한다.Since these foreign substances contain components that are not biodegradable, there are management difficulties to check and remove them periodically but not to adsorb more than about 80% .It is difficult to predict when foreign substances suddenly increase at any moment. There is a problem of damaging the motor.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배수과정에서 이물질을 원활하게 제거하여 작동의 신뢰성을 향상하고 수격 현상을 방지하여 설비의 내구성을 증대하는 급배수펌프의 수격방지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, to smoothly remove the foreign matter in the drainage process to improve the reliability of the operation and prevent water hammer phenomenon to provide a water hammer prevention device of the water supply and drainage pump to increase the durability of the equipment For that purpose.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이미 다른 방식으로 시공 완료된 배수시설에도 용이하게 변경 적용하여 시설비 부담을 줄일 수 있는 급배수펌프의 수격방지장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a water hammer prevention device of the water supply and drainage pump that can be easily changed and applied to the drainage facilities already completed in other ways to reduce the facility cost burden.
도 1은 종래의 지하 시설물 배수장치를 개념적으로 나타내는 구성도,1 is a block diagram conceptually showing a conventional underground facility drainage device,
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 급배수펌프의 수격방지장치 및 그 작동과정을 순차적으로 나타내는 구성도.2 to 5 is a configuration diagram sequentially showing a water hammer prevention device and its operation process of the water supply and drainage pump according to the present invention.
도 6은 본 발명의 다른예를 나타내는 구성도이다.6 is a configuration diagram showing another example of the present invention.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 〉〈Explanation of the Signs of Major Parts of Drawings〉
10 : 집수조 11 : 배수관10: sump tank 11: drain pipe
12 : 잠금밸브 13 : 배수펌프12: locking valve 13: drain pump
14, 24 : 체크밸브 15 : 수격방지기14, 24: check valve 15: water hammer
25 : 공기가압조 27 : 레벨스위치25: air pressure tank 27: level switch
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 집수조의 소정위치에는 말단부에 배수펌프가 설치되어 집수조의 물을 배출시킬 수 있게 하는 배수관이 설치되고, 이 배수관의 소정위치에는 배수관 내의 물이 역류하는 것을 방지하는 체크밸브와, 배수관 내의 물의 흐름을 개폐하는 잠금밸브가 설치된 것에 있어서, 상기 배수관의 체크밸브의 선단부측의 배수관에는 배수관 내의 공기가 가압 팽창되게 하는 공기가압조가 돌출되게 설치되고, 공기가압조의 일측에는 배관내 압력이 대기압 이하로 되면 외기를 유입하기 위한 체크밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a drainage pipe for discharging the water in the sump at a distal end of the sump at a predetermined position of the sump, and prevents the water in the sump from flowing backward. In the check valve and the lock valve for opening and closing the flow of water in the drain pipe, the drain pipe on the front end side of the check valve of the drain pipe is provided so that the air pressure tank for pressurizing and expanding the air in the drain pipe protrudes, one side of the air pressure tank It characterized in that it comprises a check valve for introducing outside air when the pressure in the pipe is below atmospheric pressure.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 배수장치 및 그 작동과정을 순차적으로 나타내는 구성도가 도시된다.2 to 5 are diagrams showing the configuration sequentially showing the drainage device and the operation process according to the present invention.
본 발명은 배수펌프(13)에서 체크밸브(14)를 구비하는 복수의 배수관(11)을 통하여 집수조(10)의 물을 하수관으로 배출하는 배수장치에서, 상기 배수관(11) 상에서 체크밸브(14)의 상류 측에는 가압조에 가압된 공기가 팽창하여 수격을 완화하면서 배수펌프(13)로 역방향 압력을 가하여 이물질을 제거하도록 공기가압조(25)가 상호 연통되어 설치된다.The present invention is a drainage device for discharging the water of the sump tank 10 to the sewage pipe through a plurality of drain pipes 11 having a check valve 14 in the drain pump 13, the check valve 14 on the drain pipe (11) On the upstream side of the), the air pressurizing tank 25 is installed in communication with each other to remove foreign matters by applying reverse pressure to the drain pump 13 while expanding the pressurized air to the pressurizing tank to relax the water hammer.
통상 지하철 등의 지하 시설물에서 배수장치는 집수조(10)에 수직으로 세워지는 배수관(11)과 수평으로 연결되는 수평측 배수관(11)으로 구성되는데, 본 발명에 따르면 전술한 도 1의 수격방지기(15) 위치에 독립된 공간을 지니는 밀폐구조의 공기가압조(25)가 체크밸브(14)의 일측의 배수관(11)과 연통되게 설치된다.In the underground facilities such as subway, the drainage is usually composed of a horizontal drain pipe 11 connected horizontally with a drain pipe 11 which is erected perpendicularly to the water collecting tank 10. According to the present invention, the water hammer of FIG. An air pressurizing tank 25 having a sealed structure having a space independent of the position 15 is installed in communication with the drain pipe 11 on one side of the check valve 14.
그리고, 상기 공기가압조(25)의 일측 소정위치에는 공기를 일방향으로 유입시키기 위한 소 용량의 체크밸브(24)가 설치되며, 이 체크밸브(24)는 배수관(11) 내의 압력이 대기압 이하로 될 때 유로를 개방하여 외기를 유입하는 작동압력 범위를 지닌 것을 사용한다.In addition, a check valve 24 having a small capacity for introducing air in one direction is provided at a predetermined position of one side of the air pressurizing tank 25, and the check valve 24 has a pressure within the drain pipe 11 at or below atmospheric pressure. When opening, use the one with the working pressure range to open the flow path and introduce fresh air.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 이 다른 예는 상수도 및 급수설비, 소방펌프설비에 사용되는 것으로서, 도 2 내지 도 5에 도시된 일실시예와 그 구성은 동일한 것이다.Figure 6 shows another embodiment of the present invention, another example is used for water supply, water supply facilities, fire fighting pump equipment, the configuration is the same as the embodiment shown in Figures 2 to 5.
미설명 부호 27은 집수조(10)의 수위를 검출하는 레벨스위치로서 ON 접점, OFF 접점, 접지단자를 구비한다.Reference numeral 27 is a level switch for detecting the water level of the water collecting tank 10 and includes an ON contact, an OFF contact, and a ground terminal.
도 2는 배수를 시작하는 상태로서 레벨스위치(27)의 ON 접점이 작동되면 배수펌프(13)에 전원이 인가되고 배수관(11)의 수위가 집수조(10)의 수위와 일치되어 있다가 점차 상승되어 배수관(11)의 공기를 가압한다.2 is a state in which drainage is started, when the ON contact of the level switch 27 is operated, power is applied to the drain pump 13, and the level of the drain pipe 11 coincides with the level of the sump tank 10, and then gradually rises. To pressurize the air in the drain pipe 11.
이때 공기가압조(25)의 압력이 상승되는데 체크밸브(24)가 닫힌 상태이므로 공기가 외부로 누출되지 않아 계속적인 압력상승이 이루어진다. 대체로 공기가압조(25)의 압력은 도 2의 대기압 상태에서 수평측 배수관(11)의 높이 압력만큼 상승되며 도 3의 수평측 배수관(11) 압력 이상되는 순간 체크밸브(14)가 개방되면서 정상적인 배수가 이루어진다.At this time, the pressure of the air pressurizing tank 25 is increased, but since the check valve 24 is closed, air does not leak to the outside and thus a continuous pressure increase is performed. Generally, the pressure of the air pressurizing tank 25 is increased by the height pressure of the horizontal drain pipe 11 in the atmospheric pressure state of FIG. 2, and the check valve 14 is opened as soon as the pressure of the horizontal drain pipe 11 of FIG. Drainage takes place.
도 4에서, 집수조(10)의 배수가 설정 수위까지 진행되면 레벨스위치(27)의 OFF 단자가 작동하여 배수펌프(13)의 작동이 중지되고 수평측 배수관(11) 내의 역류되는 압력에 의해 체크밸브(14)는 닫힌다.In FIG. 4, when the drainage of the sump tank 10 proceeds to the set level, the OFF terminal of the level switch 27 is operated to stop the operation of the drain pump 13 and check by the pressure flowing back in the horizontal drain pipe 11. The valve 14 is closed.
이때 공기가압조(25)에 압축된 공기가 팽창하면서 체크밸브(14)에 순방향의 가압된 공기의 체적만큼 팽창하므로 체크밸브(14)가 급격히 닫히지 않도록 하여 수격현상이 방지된다. 그러므로 종래와 같은 수격방지기(15)를 별도로 설치할 필요가 없다.At this time, since the air compressed in the air pressurized tank 25 expands by the volume of the pressurized air in the forward direction to the check valve 14, the water check phenomenon is prevented by preventing the check valve 14 from closing rapidly. Therefore, it is not necessary to separately install the water hammer preventer 15 as in the prior art.
도 5에서, 공기가압조(25)의 공기는 체크밸브(14)에 순방향의 힘을 작용하는 동시에 하방향으로 배수펌프(13)에도 힘을 작용하여 이물질이 여과망으로부터 이탈되도록 한다. 그러므로 다음 차례의 배수 작동시에 이물질이 배수펌프(13)에 흡착되는 것이 최대한 억제된다.In FIG. 5, the air of the air pressurizing tank 25 acts a forward force on the check valve 14 and also a force on the drain pump 13 in a downward direction so that foreign matters are separated from the filtering network. Therefore, foreign matter adsorbed to the drain pump 13 during the next drain operation is suppressed as much as possible.
이러한 과정에서 배수관(11)의 압력이 대기압 이하로 되면 체크밸브(24)가 개방되면서 배수관(11) 및 공기가압조(25)에 공기가 유입되어 점차 대기압 상태로복귀하고 배수관(11) 내의 수위는 도 4의 상태처럼 집수조(10)의 수위에 접근한다.In this process, when the pressure of the drain pipe 11 becomes below atmospheric pressure, the check valve 24 is opened while air is introduced into the drain pipe 11 and the air pressurizing tank 25 to gradually return to the atmospheric pressure, and the water level in the drain pipe 11 is reduced. Approaches the water level of the sump 10 as shown in FIG.
이러한 본 발명의 구성에 의하면, 배수펌프(13)의 기동시 배수관(11) 내의 대기압 상태인 공기를 가압하므로 종래의 구성과 같이 물을 가압하는 것에 비하여 순간 기동전류를 감소시킬 뿐 아니라 MCC 패널의 접점 및 배수펌프(13)의 전기적 충격을 감소하여 내구성을 향상한다.According to the configuration of the present invention, since the air in the atmospheric pressure state in the drain pipe 11 is pressurized at the start of the drain pump 13, as well as reducing the instantaneous starting current as compared to pressurizing water as in the conventional configuration of the MCC panel The electrical shock of the contact point and the drain pump 13 is reduced to improve durability.
종래의 배수장치는 체크밸브(14)에 1차 충격이 전해지고 2차 충격을 수격방지기(15)가 흡수하는 방식으로서, 토출측 압력이 높고 배수관(11)의 직경이 커질수록(100㎜ 이상) 배수관(11)에 전해지는 충격이 심해 고가의 체크밸브(14)와 수격방지기(15)를 사용해야 했다.In the conventional drainage system, the primary shock is transmitted to the check valve 14 and the shock absorber 15 absorbs the secondary shock. As the discharge pressure increases and the diameter of the drain pipe 11 increases (more than 100 mm), the drain pipe The shock transmitted to (11) was severe, and an expensive check valve 14 and a water hammer preventer 15 had to be used.
그러나 본 발명의 구성에 의하면 또한, 배수정지시 체크밸브(14)를 폐쇄하려는 역방향 힘에 대응하여 공기가압조(25)에서 순방향 힘을 발생함에 따라 체크밸브(14)의 폐쇄작동이 비교적 서서히 진행되고 충격을 완화하여 손상을 예방할 수 있다. 따라서 유체의 흐름을 급격히 차단하지 않아 체크밸브(14)에서 1차 충격 자체가 크지 않아 비교적 저가품을 사용할 수 있어 시공단가를 낮출 수 있다.However, according to the configuration of the present invention, the closing operation of the check valve 14 proceeds relatively slowly as the forward force is generated in the air pressurizing tank 25 in response to the reverse force to close the check valve 14 during the drainage stop. And the shock can be alleviated to prevent damage. Therefore, since the primary shock itself is not large in the check valve 14 because the fluid flow is not cut off rapidly, relatively low cost products can be used, thereby reducing the construction cost.
만일 도 1처럼 수격방지기(15)가 설치되어 운영되는 기존의 배수시설에 있어서도 수격방지기(15)의 고장 등의 원인으로 교체시 공기가압조(25)를 대신 설치하기 용이하여 체크밸브(14) 등 주요 부품의 내구성을 보다 향상할 수 있고 궁극적으로 시설비가 절감된다.If the water hammer preventer 15 is installed and operated as shown in FIG. 1, it is easy to install an air pressurizing tank 25 when replacing it due to a failure of the water hammer preventer 15, etc. It can improve the durability of key parts, and ultimately reduce the cost of facilities.
이상에서 본 발명은 배수설비에 관하여 도시하고 설명하였으나 수격방지나 수격예방을 위한 급수설비, 소방펌프설비, 상수도설비 등에도 적용하는 것이 가능하며, 오수정화설비나 배수설비등에서 수격방지는 물론이고 이물질의 제거가 가능한 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to the drainage equipment, it is possible to apply to water supply facilities, fire pump equipment, water supply equipment for water hammer prevention or water hammer prevention, and to prevent water hammer in sewage purification equipment or drainage equipment, as well as foreign matters. Can be removed.
이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은, 배수관 상에서 체크밸브의 선단부측의 배관내 압력을 가압조내의 가압된 공기가 팽창하여 수격을 완화하면서 배수펌프로 역방향 압력을 가하여 이물질을 제거하도록 공기가압조를 설치하여서, 배수과정에서 이물질을 원활하게 제거하여 작동의 신뢰성을 향상하고 수격 현상을 방지하여 설비의 내구성을 증대하는 동시에 시공이 완료된 현장에도 용이하게 변경 적용하여 시설비 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the present invention provides an air pressurizing tank so as to remove foreign matters by applying a reverse pressure to the drain pump while the pressurized air in the pressurizing tank expands the pressure inside the pressurizing tank on the drain pipe to alleviate water hammer. By installing it, it is possible to smoothly remove foreign substances in the drainage process to improve the reliability of the operation and to prevent water hammer to increase the durability of the equipment and to easily change and apply to the site where the construction is completed, thereby reducing the burden of facility costs.
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