KR100607625B1 - Failsafe device of valve control system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것으로, 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서, 상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하며, 이에 의하면 포지셔너에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도 밸브 구동용 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시킨다.The present invention relates to an emergency safety device for a valve control system, comprising: a valve installed in a pipe to open and close a fluid flow path, an actuator for adjusting the opening degree of the valve, and determining whether the opening degree of the valve is appropriate A valve control system comprising a positioner for supplying pneumatic pressure to control the actuator according to a result, the valve control system comprising: a flow path connected to supply the pneumatic pressure discharged from the positioner to the actuator; a disk for opening and closing the flow path; And an emergency safety valve comprising a biasing member for providing a biasing force to the disk and a piezo valve for operating the disk to open the flow path when the power is supplied, whereby the power supplied to the positioner is cut off. Pneumatic phase supplied to the Edo valve drive actuator The maintained.

밸브, 포지셔너, 편향, 안전, 전원Valve, positioner, deflection, safety, power

Description

밸브제어시스템의 비상안전장치{Failsafe device of valve control system}Failsafe device of valve control system

도1은 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치를 전체적으로 나타낸 개념도;1 is a conceptual view showing an overall emergency safety device of the valve control system according to the present invention;

도2 및 도3은 본 발명의 요부인 비상안전밸브로서 전원이 공급된 상태일 때 및 전원이 차단된 상태일 때의 작동 상태를 각각 나타낸 단면도이다.2 and 3 are cross-sectional views showing an operating state when the power is supplied and the power is cut off as an emergency safety valve, which is an essential part of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

1 : 밸브 2 : 스템1 valve 2 stem

3 : 액추에이터 4 : 포지셔너3: Actuator 4: positioner

5 : 메인라인 7 : 분지라인5: main line 7: branch line

8 : 제어라인 9 : 배출라인8: control line 9: discharge line

10 : 비상안전밸브 12 : 밸브본체10: emergency safety valve 12: valve body

13 : 공압유입포트 14 : 공압배출포트 13: Pneumatic inlet port 14: Pneumatic discharge port

16 : 유로 18 : 디스크16: Euro 18: disc

20 : 레귤레이터 30 : 피에조밸브20 regulator 30 piezo valve

40 : 제어기판40: control board

본 발명은 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포지셔너에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도 밸브 구동용 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시키도록 된 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency safety device of the valve control system, and more particularly to the emergency safety of the valve control system to maintain the state of the pneumatic pressure supplied to the valve drive actuator even when the power supply to the positioner is cut off. Relates to a device.

일반적으로 유체를 수송하도록 설치된 배관 설비는 유체의 온도, 압력 및 유량 등을 최적의 상태로 조정하는 기능을 필요로 하며, 이러한 기능은 배관의 필요 개소에 갖춰지는 밸브제어시스템이 담당한다.In general, the piping equipment installed to transport the fluid needs the function of adjusting the temperature, pressure, and flow rate of the fluid to the optimum state, and this function is the valve control system equipped at the required position of the pipe.

밸브제어시스템은 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브를 가지며, 상기 밸브는 시트에 연결된 스템의 이동에 의해 개도가 조절되며, 상기 스템은 액추에이터에 의해 이동되며, 상기 액추에이터는 포지셔너에 의해 제어된다.The valve control system has a valve installed in the pipe to open and close the flow path of the fluid, the valve is controlled by the movement of the stem connected to the seat, the stem is moved by the actuator, the actuator is moved to the positioner Is controlled by

그리고, 상기 포지셔너는 전원을 공급받아 작동하는 토크모터와, 상기 토크모터에 의해 구동되는 플래퍼와, 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐과, 상기 밸브노즐에 연결되어 액추에이터로 공압을 공급하는 파일럿밸브를 포함하며, 또한 상기 포지셔너는 상기 스템의 이동 위치를 파악하여 밸브의 상태가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 액추에이터를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 구성을 갖는다.The positioner includes a torque motor operated by receiving power, a flapper driven by the torque motor, a valve nozzle opened and closed by the flapper, and a pilot valve connected to the valve nozzle to supply air pressure to the actuator. In addition, the positioner has a configuration to determine the position of the valve to determine the proper state of the moving position of the stem and adjust the pneumatic pressure supplied to operate the actuator based on the determination result.

그러나, 이와 같은 밸브제어시스템은 정전 등에 의해 전원이 갑자기 차단되는 경우, 토크모터에 공급되던 전원이 차단됨으로써 포지셔너의 액추에이터 제어기능이 상실된다.However, such a valve control system loses the actuator control function of the positioner when the power supply to the torque motor is cut off when power is suddenly cut off due to a power failure.

따라서, 포지셔너에서 액추에이터로 공급되던 공압이 차단됨은 물론 액추에이터에 공급되어 있는 공압도 포지셔너 등을 통해 외부로 배출되며, 이는 밸브가 차단되거나 완전히 개방되는 등 유체의 유동이 급격하게 변화됨으로써 배관 설비가 매우 불안정한 문제점을 발생시킨다.Therefore, not only the pneumatic pressure supplied from the positioner to the actuator is blocked, but also the pneumatic pressure supplied to the actuator is discharged to the outside through the positioner. It causes unstable problems.

종래에는 공압이 차단되었을 때 배관 설비의 안정적인 운용을 위한 안전밸브, 예컨대 록업밸브(Lockup valve) 등이 알려져 있으나, 이는 전원이 차단되었을 때 적용되는 안전장치는 아니다.Conventionally, safety valves, such as lockup valves, are known for stable operation of plumbing equipment when pneumatics are cut off, but this is not a safety device that is applied when the power is cut off.

또한, 종래의 포지셔너의 경우, 전원이 차단되었을 때 밸브의 상태를 유지하기 위한 기능이 내장된 전자식 포지셔너가 알려져 있으나, 이는 사용되고 있는 포지셔너를 폐기하고 전자식 포지셔너로 교체하여야 하기 때문에 교체시간이 과다하게 소요됨은 물론 교체비용도 많이 들어 경제적인 측면에서도 바람직하지 않은 문제점을 갖는 것이며, 게다가 전자식 포지셔너를 적용하기 곤란하거나 종래의 포지셔너를 요구하는 사용자에게는 새로운 형태의 안전장치가 필요한 실정이었다.In addition, in the conventional positioner, an electronic positioner having a function of maintaining a state of a valve when a power is cut off is known, but this requires excessive replacement time because the positioner used must be discarded and replaced by an electronic positioner. Of course, the replacement cost is too high, and there is an undesirable problem in terms of economics, and in addition, it is difficult to apply an electronic positioner or a user requiring a conventional positioner, a new type of safety device has been required.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원이 차단되었을 때 밸브의 개도 등을 현 상태에서 유지시켜 배관 설비의 안정성이 향상될 수 있도록 된 밸브제어시스템의 비상안전장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide an emergency safety device of the valve control system that can improve the stability of the piping equipment by maintaining the opening degree of the valve in the current state when the power is cut off. There is a purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에 이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서, 상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치를 마련함에 의한다.As a technical configuration for achieving the above object, the present invention provides a valve which is provided in a pipe to open and close a fluid flow path, an actuator for adjusting the opening degree of the valve, and whether the opening degree of the valve is appropriate. A valve control system comprising a positioner for supplying pneumatic pressure to judge and control the actuator according to the determination result, the valve control system comprising: a flow path connected to supply the pneumatic pressure discharged from the positioner to the actuator, a disc for opening and closing the flow path, and the flow path And an emergency safety valve comprising a biasing member for providing a biasing force to the disk to close the valve and a piezo valve for operating the disk to open the flow path when power is supplied. By provision.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치를 전체적으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual view showing an overall emergency safety device of the valve control system according to the present invention.

(1)은 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브를 나타내며, 상기 밸브(1)는 시트(미도시됨)에 연결된 스템(2)의 이동에 의해 개도가 조절되며, 상기 스템(2)은 액추에이터(3)의 동작에 의해 이동되며, 상기 액추에이터(3)는 포지셔너(4)에 의해 제어된다.(1) represents a valve installed in the pipe to open and close the flow path of the fluid, the valve (1) is controlled by the movement of the stem (2) connected to the seat (not shown), the stem ( 2) is moved by the operation of the actuator 3, which is controlled by the positioner 4.

그리고, 상기 포지셔너(4)는 스템(2)의 이동 위치를 파악하여 밸브(1)의 상태가 적정한지를 판단하며 그 판단 결과에 의해 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 기능을 갖는다.The positioner 4 determines the position of the stem 2 to determine the proper state of the valve 1, and adjusts the pneumatic pressure supplied to operate the actuator 3 based on the determination result. Have

보다 상세하게는, 상기 포지셔너(4)는 메인라인(5)으로부터 공압을 공급받아 제어에 적정한 압력으로 변환시켜 제어라인(8)을 통해 비상안전밸브(10)로 배출시 키며, 상기 비상안전밸브(10)는 제어라인(8)을 통해 공급된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 배출시킨다.More specifically, the positioner 4 receives the pneumatic pressure from the main line 5, converts it into a pressure suitable for control, and discharges it to the emergency safety valve 10 through the control line 8, and the emergency safety valve. 10 discharges the pneumatic pressure supplied through the control line 8 to the actuator 3 through the discharge line 9.

상기 비상안전밸브(10)는 전원이 "온(ON)" 상태일 때 제어라인(8)을 통해 유입된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 공급하도록 유로를 개방시키며, 전원이 "오프(OFF)" 상태일 때 배출라인(9)의 공압이 유지되도록 유로를 차단시키는 구성을 갖는다.The emergency safety valve 10 opens the flow path to supply the pneumatic pressure introduced through the control line 8 to the actuator 3 through the discharge line 9 when the power is "on". It has a configuration of blocking the flow path so that the air pressure of the discharge line (9) is maintained when in this "OFF" state.

상기 비상안전밸브(10)의 구조를 도2 및 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The structure of the emergency safety valve 10 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

상기 비상안전밸브(10)는 밸브본체(12)를 가지며, 상기 밸브본체(12)에는 제어라인(8)을 통해 포지셔너(4)에 연결됨으로써 포지셔너(4)에서 배출된 공압을 제공받는 공압유입포트(13)와, 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)에 연결되어 상기 포지셔너(4)에서 배출된 공압을 액추에이터(3)에 공급하는 공압배출포트(14)가 형성되며, 상기 공압유입포트(13)와 공압배출포트(14)는 유로(16)에 의해 연결된다.The emergency safety valve 10 has a valve body 12, the valve body 12 is connected to the positioner 4 through the control line 8 to receive the pneumatic inlet supplied with the pneumatic discharged from the positioner 4 A port 13 and a pneumatic discharge port 14 connected to the actuator 3 through the discharge line 9 to supply the pneumatic discharged from the positioner 4 to the actuator 3 is formed, the pneumatic inlet The port 13 and the pneumatic discharge port 14 are connected by a flow path 16.

그리고, 상기 유로(16)는 디스크(18)에 의해 개폐되며, 상기 디스크(18)는 편향부재(19)에 의해 유로(16)를 폐쇄시키는 방향으로 이동된다. 또한, 상기 디스크(18)는 피에조밸브(30)에 의해 작동되어 유로(16)를 개방시킨다.In addition, the flow path 16 is opened and closed by the disk 18, and the disk 18 is moved in the direction of closing the flow path 16 by the biasing member 19. In addition, the disk 18 is operated by the piezo valve 30 to open the flow path (16).

상기 피에조밸브(30)는 레귤레이터(20)에서 공급되는 제어공기로 상기 디스크(18)를 작동시켜 유로(16)를 개방시키도록 설치된다. 즉, 상기 피에조밸브(30)는 레귤레이터(20)에서 배출되어 디스크(18) 쪽으로 공급되는 제어공기의 통로를 제공하는 배관(미도시됨)에 설치되어 제어공기의 통로를 개방시키는 통상의 구성을 가지면 충분하다.
그리고, 상기 피에조밸브(30)는 제어기판(40)에 연결되어 작동되며, 상기 제어기판(40)은 전원을 공급받았을 때 상기 피에조밸브(30)를 작동시켜 제어공기의 통로를 개방시키도록 미리 프로그래밍된다. 이때, 제어기판(40)에 공급되던 전원이 차단되면 피에조밸브(30)도 작동을 멈추며, 이는 레귤레이터(20)에서 공급되어 디스크(18)를 이동시키는 제어공기가 더 이상 디스크(18)를 이동시키도록 공급되지 않게 한다.The piezo valve 30 is installed to open the flow path 16 by operating the disk 18 by the control air supplied from the regulator 20. That is, the piezo valve 30 is installed in a pipe (not shown) which provides a passage of the control air discharged from the regulator 20 and supplied to the disk 18 to open a passage of the control air. It is enough to have.
And, the piezo valve 30 is connected to the control plate 40 is operated, the control plate 40 is operated in advance to open the passage of the control air by operating the piezo valve 30 when the power is supplied. Is programmed. At this time, when the power supplied to the control board 40 is cut off, the piezo valve 30 also stops operating, which is supplied from the regulator 20 and the control air for moving the disk 18 no longer moves the disk 18. Do not supply it.

상기 레귤레이터(20)는 메인라인(5)에서 분지된 분지라인(7)을 통해 공급되는 공기의 압력을 일정한 세팅압력으로 변환시켜 피에조밸브(30)에 공급하는 통상의 구조를 가지면 충분하다.The regulator 20 is sufficient to have a conventional structure that converts the pressure of the air supplied through the branch line 7 branched from the main line 5 to a predetermined setting pressure and supplies it to the piezo valve 30.

상기한 구성으로 된 본 발명의 작용을 설명한다.The operation of the present invention having the above configuration will be described.

먼저, 전원이 정상적으로 공급되면 포지셔너(4)는 정상적으로 작동하여 액추에이터(3)를 제어하며, 비상안전밸브(10)는 포지셔너(4)에서 배출되어 액추에이터(3)로 공급되는 공기유로를 개방시킨 상태를 유지한다(도2 참조).First, when power is normally supplied, the positioner 4 operates normally to control the actuator 3, and the emergency safety valve 10 is discharged from the positioner 4 to open an air flow path supplied to the actuator 3. (See Fig. 2).

즉, 상기 포지셔너(4)는 스템(2)의 이동 위치를 파악하여 밸브(1)의 상태가 적정한지를 판단하며 그 판단 결과에 의해 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 기능을 정상적으로 수행한다.That is, the positioner 4 determines the proper position of the valve 1 by grasping the movement position of the stem 2 and adjusts the pneumatic pressure supplied to operate the actuator 3 based on the determination result. Run normally.

또한, 상기 비상안전밸브(10)는 제어라인(8)을 통해 유입된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 공급하도록 유로를 개방시키는바, 이는 전원 공급에 의해 정상적으로 작동하는 피에조밸브(30)에 의해 레귤레이터(20)에서 공급된 제어공기로 디스크(18)를 이동시켜 유로(16)가 개방된 상태를 유지하게 한다.In addition, the emergency safety valve 10 opens the flow path to supply the air pressure introduced through the control line (8) to the actuator (3) through the discharge line (9), which is a piezo operating normally by power supply The disk 18 is moved to the control air supplied from the regulator 20 by the valve 30 so that the flow path 16 remains open.

다음에, 전원이 차단되면 액추에이터(3)를 제어하는 포지셔너(4)의 기능이 상실되는바, 이는 토크모터에 공급되던 전원이 차단됨으로써 포지셔너(4)에서 액추에이터(3)로 공급되던 공압이 차단됨은 물론, 비상안전밸브(10)가 없는 경우, 액추에이터에 공급되어 있는 공압도 포지셔너 등을 통해 외부로 배출되며, 이는 밸브가 차단되거나 완전히 개방되는 등 유체의 유동이 급격하게 변화됨으로써 배관 설비가 매우 불안정한 문제점을 발생시킨다.Next, when the power is cut off, the function of the positioner 4 that controls the actuator 3 is lost. This is because the power supplied to the torque motor is cut off, and the air pressure supplied from the positioner 4 to the actuator 3 is cut off. Of course, when there is no emergency safety valve 10, the pneumatic pressure supplied to the actuator is also discharged to the outside through a positioner, etc., which is a plumbing equipment by changing the flow of fluid rapidly, such as the valve is blocked or fully opened. It causes unstable problems.

그러나, 본 발명의 경우, 전원이 차단되면, 레귤레이터(20)에서 공급되는 공압으로 디스크(18)를 이동시키는 피에조밸브(30)에도 전원이 차단되며, 이는 레귤레이터(20)에서 공급되어 디스크(18)를 이동시키는 제어공기가 더 이상 디스크(18)를 이동시키도록 공급되지 않는다(도3 참조).However, in the case of the present invention, when the power is cut off, the power is also cut off to the piezo valve 30 that moves the disk 18 by the pneumatic pressure supplied from the regulator 20, which is supplied from the regulator 20 to the disk 18 The control air for moving) is no longer supplied to move the disk 18 (see FIG. 3).

따라서, 상기 디스크(18)는 편향부재(19)에 의해 닫힘 위치로 이동함으로써 제어라인(8)과 배출라인(9)을 연결시키는 유로(16)를 차단시키며, 특히 배출라인(9)을 폐쇄시켜 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급된 유압을 유지시키며, 이는 전원이 차단됨과 동시에 액추에이터(3)가 현 상태를 유지하도록 하여 배관을 통해 흐르는 유체 유동이 안정적인 상태를 유지하게 한다.Thus, the disc 18 blocks the flow path 16 connecting the control line 8 and the discharge line 9 by moving to the closed position by the deflection member 19, in particular closing the discharge line 9. This is to maintain the hydraulic pressure supplied to operate the actuator (3), which allows the actuator (3) to maintain the current state at the same time the power is cut off to maintain a stable fluid flow flowing through the pipe.

물론, 전원이 다시 공급되면, 상기 포지셔너(4)와 비상안전밸브(10)가 정상적으로 작동한다.Of course, when power is supplied again, the positioner 4 and the emergency safety valve 10 operate normally.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치에 의하면, 전원이 차단되었을 때, 포지셔너와 액추에이터를 연결시키도록 설치된 비상안전밸브가 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시킴으로써 배관의 유체 유동이 급격하게 변화되는 것을 방지하는 우수한 효과를 갖는다.As described above, according to the emergency safety device of the valve control system according to the present invention, when the power is cut off, the emergency safety valve installed to connect the positioner and the actuator maintains the state of the pneumatic pressure supplied to the actuator. It has an excellent effect of preventing the flow from changing drastically.

Claims (2)

배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서,A valve installed in the pipe to open and close the fluid flow path, an actuator for adjusting the opening degree of the valve, and a positioner for supplying pneumatic pressure to determine whether the opening degree of the valve is appropriate and to control the actuator based on the determination result. In a valve control system, 상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치.A flow path connected to supply the pneumatic pressure discharged from the positioner to the actuator, a disc for opening and closing the flow path, a biasing member for providing a biasing force to the disc to close the flow path, and a disc to open the flow path when power is supplied. Emergency safety device of the valve control system comprising an emergency safety valve consisting of a piezo valve for operating the. 제1항에 있어서, 상기 비상안전밸브는 공압을 미리 설정된 압력으로 조정하여 상기 피에조밸브에 공급하도록 설치된 레귤레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치.2. The emergency safety device of a valve control system according to claim 1, wherein the emergency safety valve further comprises a regulator installed to supply air to the piezo valve by adjusting the air pressure to a preset pressure.
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