KR100759584B1 - Smart Valve System and Control Method for Water Hammering using it - Google Patents

Smart Valve System and Control Method for Water Hammering using it Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트밸브시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의한 스마트밸브시스템은 저수지 또는 댐과 연결된 토출관 상에 설치되며 개폐판의 회동에 의해 개폐되는 개폐밸브; 상기 개폐밸브의 전단에 구비되는 압력센서; 상기 개폐밸브를 유압에 의해 개폐시키는 개폐수단; 상기 개폐수단을 구동시키는 유압실린더 및 피스톤로드와, 유압펌프에 의해 상기 유압실린더에 유압을 공급하는 파워팩과, 상기 파워팩과 연결되며 상기 압력센서에 의해 저수지 방향에서 상기 개폐판에 작용하는 압력이 설정압력값 이상이 되면 개방되어 유압실린더의 피스톤로드를 구동시킴으로써 상기 개폐판을 개방시키는 솔레노이드 밸브가 구비된 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a smart valve system, the smart valve system according to the present invention is installed on the discharge pipe connected to the reservoir or the dam and the opening and closing valve opened and closed by the rotation of the opening and closing plate; A pressure sensor provided at a front end of the on / off valve; Opening and closing means for opening and closing the opening and closing valve by hydraulic pressure; A hydraulic cylinder and a piston rod for driving the opening and closing means, a power pack for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder by a hydraulic pump, and a pressure connected to the power pack and acting on the opening and closing plate in the reservoir direction by the pressure sensor are set. A control unit provided with a solenoid valve which opens when the pressure value is higher than the opening and drives the piston rod of the hydraulic cylinder to open the opening and closing plate; Characterized in that consists of.

이에 따라 본 발명의 스마트밸브시스템은 삼중편심 버터플라이 밸브를 이용하여 밸브 개도, 관로의 조건과 상관없이 수충격 현상을 용이하게 제어할 수 있고, 고가의 수충격 완화 장비를 대체하여 매우 경제적인 장점이 있다. Accordingly, the smart valve system of the present invention can easily control the water shock phenomenon by using the triple eccentric butterfly valve irrespective of the valve opening degree and the conduit condition, and replaces the expensive water shock mitigation equipment and is very economical advantage. There is this.

수충격, 삼중편심 버터플라이 밸브, 스카치요크 구동방식 Water Shock, Triple Eccentric Butterfly Valve, Scotch Yoke Drive

Description

스마트밸브시스템 및 이를 이용한 수충격 제어방법{Smart Valve System and Control Method for Water Hammering using it}Smart Valve System and Control Method for Water Hammering using it}

도 1은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템이 설치된 상태를 나타낸 도면.1 is a view showing a state in which a smart valve system is installed according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 나타낸 측면도.Figure 2 is a side view showing a smart valve system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 나타낸 정면도.Figure 3 is a front view showing a smart valve system according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 스마트 밸브시스템의 제어회로도.4 is a control circuit diagram of the smart valve system according to the present invention.

도 5와 도 6은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템의 작동상태를 나타낸 작동도.5 and 6 is an operation diagram showing an operating state of the smart valve system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 이용한 압력제어를 도시한 그래프.7 is a graph showing pressure control using a smart valve system according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1: 토출관 10: 개폐밸브1: discharge tube 10: on-off valve

11: 개폐판 12: 시이트11: opening and shutting board 12: sheet

20: 압력센서 30: 개폐수단20: pressure sensor 30: opening and closing means

31: 회전축 32a: 장공31: axis of rotation 32a: long hole

32: 회전판 33: 슬라이드너트32: rotating plate 33: slide nut

34: 유압실린더 35: 피스톤로드34: hydraulic cylinder 35: piston rod

36: 파워팩 37: 솔레노이드밸브36: Power Pack 37: Solenoid Valve

38: 유압펌프 39: 축압기38: hydraulic pump 39: accumulator

40: 게이트밸브 41: 스로틀밸브40: gate valve 41: throttle valve

42: 릴리프 밸브 43: 파이롯트 체크밸브42: relief valve 43: pilot check valve

50: 제어부50: control unit

본 발명은 스마트밸브시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관로에서 발생되는 수충격을 제어하기 위한 스마트밸브시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart valve system, and more particularly to a smart valve system for controlling the water shock generated in the pipeline.

주지하는 바와 같이, 수충격(Water Hammer) 현상은 관로에서 밸브 개폐시 또는 펌프가 기동하거나 정지하는 등의 경우에 유체의 흐름에 변화가 생기면, 압력이 파동하며 유속도 급변하게 되는 현상이다. As is well known, the water hammer phenomenon is a phenomenon in which the pressure fluctuates and the flow rate changes suddenly when the flow of the fluid changes when the valve is opened or closed in the pipeline or when the pump is started or stopped.

특히 저수지 또는 댐의 토출측에 설치된 펌프의 경우에는 정전이 되면 펌프의 관성모멘트가 시간에 따라 감소하여 일정 시간 경과 후에는 토출관로 내 물이 역류하면서 펌프 토출측에 설치된 역지밸브를 급폐쇄시켜 "slamming 현상" 및 급속한 유속 변화로 "수충격(waterhammer)현상"을 발생시켜 높은 압력이 형성되어 밸브 또는 관로가 파괴되는 사고가 발생한다.Especially in the case of a pump installed on the discharge side of a reservoir or a dam, when the power failure occurs, the moment of inertia of the pump decreases with time, and after a certain time, the water in the discharge line flows backward and closes the check valve installed on the pump discharge side. And "waterhammers" due to rapid flow rate changes, which create high pressures and cause valve or pipeline failure.

이러한 수충격현상으로 인한 관로의 압력상승으로 펌프, 밸브, 플랜지, 지지 물, 관로 등 설비가 파손을 일으키거나, 부압에 의해 관로가 압괴될 수 있으며, 수주분리가 생겨 재결합시에 발생하는 격심한 충격파에 의해 관로가 파손된다. 또한, 진동 및 소음이 발생하게 되며, 비정상적인 압력변동 때문에 자동제어계 등 압력 컨트롤을 하는 기기들이 난조(예를 들어, 펌프의 잦은 온오프작동 등)를 일으키게 된다. Due to the water pressure increase in the pipeline, equipment such as pumps, valves, flanges, supports, and pipelines may be damaged, or pipelines may be collapsed due to negative pressure. The shock wave breaks the pipeline. In addition, vibrations and noises are generated, and abnormal pressure fluctuations cause devices such as automatic control systems to perform pressure hunting (for example, frequent on / off operation of a pump).

이러한 관로 내 압력이 과도하게 저하되거나 상승되는 수충격현상을 방지하기 위해 에어챔버, 서지탱크, 또는 압력완화밸브와 같은 수충격 완화설비들을 사용하여야 한다. Water shock mitigation devices such as air chambers, surge tanks, or pressure relief valves should be used to prevent water shocks from being excessively reduced or elevated in the pipeline.

이러한 수충격 완화설비는 고가의 장비이므로 설비비용의 증가를 가져오는 문제점이 있으며, 장치가 복잡하고 운영비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다. Such a water shock mitigation facility has a problem of increasing the cost of equipment because it is expensive equipment, the device was complicated and the operation cost is high.

압력을 제한하여 제어하는 방법을 사용하는 경우 관로 및 유동 조건 등에 따라 밸브 폐쇄 시간 및 개도를 달리 적용하여야 하고, 밸브 조정 시간 간격이 최소 1/100초 단위로서 상당히 정밀해야 정확하게 선형제어를 할 수 있게 되는데, 현장에서 밸브를 사용하는 조건은 정확하게 사전 프로그래밍 된 것과 정확하게 동작하지 않는 경우가 예상되고 밸브 개도가 약간의 오차가 발생하여도 밸브에서의 상승수두를 선형적으로 제어할 수 없는 단점이 있었다. In case of using the method to control the pressure by limiting, the valve closing time and opening degree should be applied differently according to the pipeline and flow conditions, and the valve adjustment time interval should be fairly precise as at least 1/100 second so that the linear control can be precisely performed. However, in the field, the condition of using the valve is expected to operate correctly with the pre-programmed one, and there is a disadvantage in that the rise head at the valve cannot be linearly controlled even when a slight error occurs.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 관로에서 발생되는 수충격현상을 제어하기 용이 하도록 하는 스마트밸브시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a smart valve system to facilitate the control of the water shock phenomenon generated in the pipeline.

본 발명의 다른 목적은 별도의 수충격 완화장비가 필요없이 수충격으로부터 기기를 보호할 수 있도록 하는 스마트밸브시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a smart valve system that can protect the device from water shock without the need for a separate water shock mitigation equipment.

본 발명의 또 다른 목적은 밸브 개도에 따른 오차가 발생하지 않도록 하여 밸브에서의 상승수두를 선형적으로 제어할 수 있도록 하는 스마트밸브시스템을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a smart valve system that can linearly control the head of the rise in the valve so that the error does not occur according to the valve opening.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트밸브시스템은 저수지 또는 댐과 연결된 토출관 상에 설치되며 개폐판의 회동에 의해 개폐되는 개폐밸브; 상기 개폐밸브의 전단에 구비되는 압력센서; 상기 개폐밸브를 유압에 의해 개폐시키는 개폐수단; 상기 개폐수단을 구동시키는 유압실린더 및 피스톤로드와, 유압펌프에 의해 상기 유압실린더에 유압을 공급하는 파워팩과, 상기 파워팩과 연결되며 상기 압력센서에 의해 저수지 방향에서 상기 개폐판에 작용하는 압력이 설정압력값 이상이 되면 개방되어 유압실린더의 피스톤로드를 구동시킴으로써 상기 개폐판을 개방시키는 솔레노이드 밸브가 구비된 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Smart valve system according to the present invention for achieving the above object is installed on the discharge pipe connected to the reservoir or the dam, the opening and closing valve opening and closing by the rotation of the opening and closing plate; A pressure sensor provided at a front end of the on / off valve; Opening and closing means for opening and closing the opening and closing valve by hydraulic pressure; A hydraulic cylinder and a piston rod for driving the opening and closing means, a power pack for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder by a hydraulic pump, and a pressure connected to the power pack and acting on the opening and closing plate in the reservoir direction by the pressure sensor are set. A control unit provided with a solenoid valve which opens when the pressure value is higher than the opening and drives the piston rod of the hydraulic cylinder to open the opening and closing plate; Characterized in that consists of.

또한, 본 발명의 상기 제어부는 상기 파워팩에 의해 발생된 압력을 저장하며 정전시에 상기 유압실린더를 구동시키도록 하는 축압기가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the control unit of the present invention is characterized in that the accumulator for storing the pressure generated by the power pack and to drive the hydraulic cylinder in case of power failure.

아울러, 본 발명의 상기 유압실린더 및 피스톤로드는 상부와 하부에 각각 구 비되며, 상기 개폐수단은, 개폐밸브의 개폐판과 연동되도록 결합되는 회전축과, 상기 회전축의 일측 단부에 결합되어 연동되며 양측 소정부위에 장공이 각각 형성된 회전판과, 각각의 상기 유압실린더의 피스톤로드 단부를 각각의 상기 장공에 회전축을 중심으로 대칭되게 결합되도록 하며 피스톤로드의 섭동에 의해 상기 장공을 따라 슬라이드 이동되면서 상기 회전판을 회전시키는 슬라이드너트가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the hydraulic cylinder and the piston rod of the present invention is provided on the upper and lower, respectively, the opening and closing means, the rotary shaft coupled to interlock with the opening and closing plate of the opening and closing valve, and coupled to one side end of the rotary shaft is interlocked and both sides The rotary plate is formed in each of the rotating plate and the piston rod end of each of the hydraulic cylinder symmetrically coupled to each of the long hole about the rotation axis and the slide plate is moved along the long hole by the perturbation of the piston rod A slide nut for rotating is further provided.

본 발명의 수충격 제어방법은 a) 저수지와 연결된 토출관으로부터 토출되는 토출압력을 압력센서에 의해 감지하는 단계; b) 감지된 토출압력이 설정압력값 이상이 되면 유압펌프에 의해 발생된 유압을 공급하는 파워팩과 연결된 솔레노이드 밸브가 개방되는 단계; c) 개방된 솔레노이드 밸브로부터 전달된 유압에 의해 유압실린더의 피스톤로드가 구동되는 단계; d) 피스톤로드의 구동에 의해 개폐수단이 작동되어 개폐밸브가 개방되는 단계; 로 이루어지며, 상기 단계가 반복되도록 하여 설정압력값 이상의 토출압력에 의해 개폐판에 작용되는 수충격을 제어하는 것을 특징으로 한다. Water impact control method of the present invention comprises the steps of: a) sensing the discharge pressure discharged from the discharge pipe connected to the reservoir by a pressure sensor; b) opening the solenoid valve connected to the power pack for supplying the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump when the detected discharge pressure is higher than the set pressure value; c) driving the piston rod of the hydraulic cylinder by the hydraulic pressure transmitted from the open solenoid valve; d) opening and closing the valve by opening and closing the valve by driving the piston rod; It characterized in that the step is repeated to control the water shock acting on the opening and closing plate by the discharge pressure of the set pressure value or more.

또한, 본 발명은 b), c)단계에서, 정전시에 상기 유압펌프의 작동이 정지되면 상기 파워팩에 의해 발생된 압력을 저장하는 축압기에 의해 상기 유압실린더의 피스톤로드가 구동되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that in the b), c), the piston rod of the hydraulic cylinder is driven by an accumulator for storing the pressure generated by the power pack when the operation of the hydraulic pump is stopped at the time of power failure do.

본 발명은 부정류 거동에서 압력파의 주기에 따라 개폐밸브에서 수두가 상승, 하강하는 현상을 이용하여 밸브 토출측 직하류부에 압력센서를 설치하여 개폐밸브 폐쇄시 상승하는 수두를 감지하여 사용자가 원하는 크기만큼의 수두 LEFT ( H_a = TRIANGLE H RIGHT ) 를 상승시키도록 한 후 폐쇄동작을 정지시키면 다음 압력파 주기에서 밸브에서 압력이 저하되어 저수지 수위인 정상수두 LEFT ( H_W RIGHT ) 로 회복하면 다시 개폐밸브를 폐쇄하도록 하여 수충격을 제어하도록 하는 스마트 밸브시스템에 관한 것이다. According to the present invention, a pressure sensor is installed directly downstream of the valve discharge side by using a phenomenon in which the head rises and falls in the on-off valve according to the period of the pressure wave in the unsteady flow behavior. After increasing the amount of head LEFT (H_a = TRIANGLE H RIGHT) and stopping the closing operation, the pressure drops from the valve in the next pressure wave period, and when the valve is returned to the normal head LEFT (H_W RIGHT), the valve is opened again. It relates to a smart valve system to control the water shock by closing.

상기와 같은 방법으로 밸브 폐쇄 동작을 제어하기 위하여 사용자는 H_a 만 입력하면 된다. 이때 H_a 의 크기가 크면 밸브 폐쇄시간이 상대적으로 짧아지게 되고 반대로 H_a 의 크기가 작으면 밸브 폐쇄시간이 상대적으로 길어지게 된다. In order to control the valve closing operation as described above, the user only needs to input H_a. At this time, if the size of H_a is large, the valve closing time is relatively short. On the contrary, if the size of H_a is small, the valve closing time is relatively long.

H_max = H_W + H_a H_max = H_W + H_a

이하, 첨부된 도면을 참조로 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with reference to the drawings as follows.

도 1은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템이 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 나타낸 정면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 스마트 밸브시스템의 제어회로도이고, 도 5와 도 6은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템의 작동상태를 나타낸 작동도이며, 도 7은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 이용한 압력제어를 도시한 그래프이다. 1 is a view showing a state in which a smart valve system is installed according to the present invention, Figure 2 is a side view showing a smart valve system according to the present invention, Figure 3 is a front view showing a smart valve system according to the present invention, Figure 4 5 is a control circuit diagram of a smart valve system according to the present invention, Figures 5 and 6 is an operation diagram showing the operating state of the smart valve system according to the present invention, Figure 7 is a pressure control using the smart valve system according to the present invention It is a graph shown.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스마트밸브시스템은 저수지 또는 댐과 연결된 토출관(1) 상에 설치되는 개폐밸브(10); 상기 개폐밸브(10)의 전단에 구비되는 압력센서(20); 상기 개폐밸브(10)를 유압에 의해 개폐시키는 개폐수단(30); 상기 개폐수단(30)을 설정압력값에 따라 개방시키는 제어부(50); 로 구성된다. As shown, the smart valve system according to the present invention is an on-off valve 10 is installed on the discharge pipe (1) connected to the reservoir or the dam; A pressure sensor 20 provided at the front end of the on / off valve 10; Opening and closing means (30) for opening and closing the open / close valve (10) by hydraulic pressure; A control unit 50 which opens the opening and closing means 30 according to a set pressure value; It consists of.

상기 개폐밸브(10)는 저수지 또는 댐과 연결된 토출관(1) 상에 설치되며 개폐판(11)의 회동에 의해 개폐되게 된다. 상기 개폐밸브(10)는 본인이 출원한 실용신안등록공보 제20-0242558호(고안의 명칭: 버터플라이 밸브)에 개시된 버터플라이 밸브의 구조와 유사한 구조로 되어 있다. 개폐판(11)은 경사진 시이트(12)와 면접촉할 수 있도록 되어 실링효과가 우수하며, 개폐판의 개폐작용이 용이하도록 회전축이 편심되어 있다. The open / close valve 10 is installed on the discharge pipe 1 connected to the reservoir or the dam and is opened and closed by the rotation of the open / close plate 11. The on-off valve 10 has a structure similar to that of the butterfly valve disclosed in Utility Model Registration Publication No. 20-0242558 filed by the applicant (name of butterfly valve). The opening and closing plate 11 is in surface contact with the inclined sheet 12, so that the sealing effect is excellent, and the rotating shaft is eccentric to facilitate the opening and closing action of the opening and closing plate.

상기 압력센서(20)는 상기 개폐밸브(10)의 전단에 구비되어 압력을 체크하게 되며, 체크된 압력이 설정된 압력이상이 되면 개폐판(11)을 개방시키도록 하며 체크된 압력이 설정된 압력이하가 되면 개폐판(11)을 폐쇄시키도록 상기 제어부(50)에 신호를 보내게 된다. The pressure sensor 20 is provided at the front end of the on-off valve 10 to check the pressure, when the checked pressure is more than the set pressure to open the opening and closing plate 11 and the checked pressure is less than the set pressure When the signal is sent to the control unit 50 to close the opening and closing plate (11).

상기 개폐수단(30)은 상기 개폐밸브(10)를 유압에 의해 개폐시키는 역할을 하며, 회전축(31)과 장공(32a)이 구비된 회전판(32) 및 상기 회전판(32)을 회전시키는 슬라이드너트(33)로 구성된다. The opening and closing means 30 serves to open and close the opening and closing valve 10 by hydraulic pressure, the rotary plate 31 and the slide nut for rotating the rotary plate 32 and the long hole 32a is provided. It consists of 33.

상기 회전축(31)은 개폐밸브(10)의 개폐판(11)과 연동되도록 개폐판(11)과 결합된다. The rotary shaft 31 is coupled to the opening and closing plate 11 to be interlocked with the opening and closing plate 11 of the opening and closing valve 10.

상기 회전판(32)은 상기 회전축(31)의 일측 단부에 결합되어 상기 회전축(31)과 연동되며 양측 소정부위에 장공(32a)이 대칭되게 각각 형성되어 있다. The rotating plate 32 is coupled to one end of the rotating shaft 31 and interlocked with the rotating shaft 31, and the long holes 32a are symmetrically formed at predetermined portions on both sides thereof.

상기 슬라이드너트(33)는 각각의 상기 장공(32a)에 회전축(31)을 중심으로 대칭되게 결합되게 된다. 이때, 상기 슬라이드너트(33)는 상기 회전판(32)의 장공(32a)에 각각 결합되며, 유압실린더(34)의 피스톤로드(35) 단부가 결합되어 피스톤 로드(35)의 섭동에 의해 상기 장공(32a)을 따라 슬라이드 이동되면서 상기 회전판(32)을 회전시키도록 하는 역할을 한다. 유압실린더(34)의 피스톤로드에 연결된 슬라이드 너트(33)는 스카치 요크 방식을 적용하며, 개폐밸브의 완전 폐쇄 시 최대 토크값을 가지게 된다.The slide nut 33 is symmetrically coupled to each of the long holes 32a about the rotation axis 31. At this time, the slide nut 33 is respectively coupled to the long hole 32a of the rotating plate 32, the end of the piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 is coupled to the long hole by the perturbation of the piston rod 35 Slide along the (32a) serves to rotate the rotating plate (32). The slide nut 33 connected to the piston rod of the hydraulic cylinder 34 applies the scotch yoke method, and has a maximum torque value when the on / off valve is completely closed.

상기 제어부(50)는 상기 개폐밸브(10)의 개폐작용을 제어하는 역할을 하며, 유압실린더(34), 피스톤로드(35), 파워팩(36) 및 솔레노이드밸브(37)를 포함하여 구성된다. 상기 제어부(50)는 압력센서(20)에서 감지된 압력이 사용자가 입력한 설정압력이상이 되면, 즉 설정된 수두 이상이 되면 개폐밸브(10)를 폐쇄하고, 설정압력이하가 되면, 즉 설정된 수두 이하로 내려가면 개폐밸브(10)를 개방시키게 된다. 즉, 제어부(50)는 개폐밸브(10)의 개폐를 제어하여 개폐판(11)으로 통과하는 유량 및 개폐판(11)에 작용하는 압력을 제어하게 된다. The controller 50 serves to control the opening and closing action of the on-off valve 10, and comprises a hydraulic cylinder 34, a piston rod 35, a power pack 36 and a solenoid valve 37. The controller 50 closes the shut-off valve 10 when the pressure sensed by the pressure sensor 20 is equal to or greater than the set pressure input by the user, that is, when the set pressure is equal to or greater than the set head. When lowered below, the on-off valve 10 is opened. That is, the controller 50 controls the opening and closing of the open / close valve 10 to control the flow rate passing through the open / close plate 11 and the pressure acting on the open / close plate 11.

상기 유압실린더(34) 및 피스톤로드(35)는 압력센서의 감지신호에 의해 상기 개폐수단(30)을 구동시키는 역할을 한다. The hydraulic cylinder 34 and the piston rod 35 serve to drive the opening and closing means 30 by the detection signal of the pressure sensor.

상기 피스톤로드(35)는 단부가 상기 개폐수단(30)의 회전판(32)에 형성된 장공(32a)에 결합되는 슬라이드너트(33)와 체결되어 상기 슬라이드너트(33)를 상기 장공(32a)을 따라 이동되도록 하면서 상기 회전판(32)을 회전시키는 역할을 한다. 이에 따라 상기 회전판(32)이 회전하게 되면 상기 회전판(32)과 연동되는 회전축(31)이 회전을 하게 되고 상기 회전축(31)과 연동되는 개폐판(11)이 회전하게 되어 개폐판(11)의 개폐작용을 하게 되는 것이다. 도 5는 개폐판(11)이 폐쇄된 상태를 나타내며, 도 6은 개폐판이 개방된 상태를 나타낸다. The piston rod 35 is engaged with the slide nut 33, the end of which is coupled to the long hole 32a formed in the rotating plate 32 of the opening and closing means 30, thereby closing the slide nut 33 to the long hole 32a. While rotating along the role of rotating the rotating plate (32). Accordingly, when the rotating plate 32 rotates, the rotating shaft 31 interlocked with the rotating plate 32 rotates, and the opening and closing plate 11 interlocked with the rotating shaft 31 rotates to open and close the plate 11. Will be the opening and closing action. 5 shows a state in which the open / close board 11 is closed, and FIG. 6 shows a state in which the open / close board is opened.

상기 파워팩(36)은 유압펌프(38)에 의해 상기 유압실린더(34)에 유압을 공급하는 역할을 한다. The power pack 36 serves to supply hydraulic pressure to the hydraulic cylinder 34 by the hydraulic pump 38.

상기 솔레노이드밸브(37)는 상기 파워팩(36)과 연결되며 상기 압력센서(20)에 의해 저수지 방향에서 상기 개폐판(11)에 작용하는 압력이 설정압력값 이상이 되면 개방되어 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)를 구동시킴으로써 상기 개폐판(11)이 개도각을 갖도록 개방시키는 역할을 한다. 솔레노이드밸브(37)가 개방되면 상기 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 인출되는 방향으로 유압이 전달되며, 솔레노이드밸브(37)가 폐쇄되면 상기 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 후퇴되는 방향으로 유압이 전달되게 된다. The solenoid valve 37 is connected to the power pack 36 and is opened when the pressure acting on the opening / closing plate 11 in the reservoir direction by the pressure sensor 20 is greater than or equal to a set pressure value. By driving the piston rod 35 of the opening and closing plate 11 serves to open to have an opening angle. When the solenoid valve 37 is opened, the hydraulic pressure is transmitted in the direction in which the piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 is drawn out, and when the solenoid valve 37 is closed, the piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 is closed. Hydraulic pressure is transmitted in the direction of retreat.

상기 제어부(50)는 상기 파워팩(36)에 의해 발생된 압력을 저장하며 정전시에 상기 유압실린더(34)를 구동시키도록 하는 축압기(39)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라 정전시에 축압기(39)에 의해 유압실린더(34)를 구동하도록 함으로써 수충격현상에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있게 된다. 미설명부호 40은 게이트밸브이고, 41은 스로틀밸브이며, 42는 릴리프밸브이며, 43는 파이롯트 체크밸브이다.The controller 50 may further include an accumulator 39 to store the pressure generated by the power pack 36 and to drive the hydraulic cylinder 34 at the time of power failure. Accordingly, the hydraulic cylinder 34 is driven by the accumulator 39 at the time of power failure, thereby making it possible to prevent damage to the device due to water hammer. Reference numeral 40 is a gate valve, 41 is a throttle valve, 42 is a relief valve, and 43 is a pilot check valve.

도 7은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 이용한 수충격 제어를 도시한 그래프이다. 7 is a graph illustrating the water shock control using the smart valve system according to the present invention.

점선은 종래의 개폐밸브 폐쇄시 개폐판에 작용하는 압력을 나타낸 것으로 개폐밸브의 폐쇄시 저수지에서 유출되는 물에 의해 개폐판에 부딪혀 압력이 상승되고 다시 반동에 의해 압력이 저하되며 이를 반복적으로 되면 압력이 저하되어 결국 소 모되는 것을 나타낸다. The dotted line shows the pressure acting on the opening and closing plate when the closing valve is closed, and when the closing valve is closed, the pressure hits the opening and closing plate by water flowing out of the reservoir, and the pressure is lowered by recoil again. It is lowered and eventually consumed.

실선은 본 발명에 의한 스마트밸브시스템을 이용하여 수충격을 제어하는 것을 도시한 것이다. 설정압력의 범위를 정하고 개폐밸브(10)를 폐쇄시킬 경우 압력이 상승하게 되면 개폐밸브(10)를 개방시켜 개폐판(11)에 작용하는 압력을 줄이고 압력이 하강하게 되면 개폐밸브(10)를 폐쇄시켜 개폐판(11)에 작용하는 압력을 줄이는 방식으로 개폐판(11)에 균등한 압력이 작용되도록 함으로써 수충격으로 인한 압력폭과 수충격시간을 줄일 수 있게 된다. The solid line shows controlling the water shock using the smart valve system according to the present invention. In the case of setting the range of the set pressure and closing the shutoff valve 10, when the pressure rises, the on / off valve 10 is opened to reduce the pressure acting on the shutoff plate 11, and when the pressure drops, the shutoff valve 10 is opened. By closing the pressure acting on the opening and closing plate 11 in a manner to reduce the pressure acting on the opening and closing plate 11 it is possible to reduce the pressure width and the water shock time due to the water shock.

상기와 같은 구성으로 된 스마트밸브시스템을 이용하여 다음과 같은 방법으로 수충격을 제어하게 된다. Using the smart valve system configured as described above to control the water shock in the following way.

저수지 또는 댐과 연결된 토출관(1)으로부터 토출되는 토출압력을 압력센서(20)에 의해 감지한다. 감지된 토출압력이 설정압력값 이상이 되면 유압펌프(38)에 의해 발생된 유압을 공급하는 파워팩(36)과 연결된 솔레노이드밸브(37)가 개방되게 된다. 개방된 솔레노이드밸브(37)로부터 전달된 유압에 의해 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 구동되게 된다. 상기 피스톤로드(35)가 구동하게 되면 상기 피스톤로드(35)의 단부가 상기 개폐수단(30)의 회전판(32)에 형성된 장공(32a)에 결합되는 슬라이드너트(33)가 상기 장공(32a)을 따라 이동되어 상기 회전판(32)을 회전시키게 되며, 상기 회전판(32)이 회전하게 되면 상기 회전판(32)과 연동되는 회전축(31)이 회전하게 되고 상기 회전축(31)과 연동되는 개폐판(11)이 회전하게 되어 개폐판(11)이 개방되게 되어 개폐밸브가 개방되게 된다. 전술한 과정이 반복되도록 하여 설정압력값 이상의 토출압력에 의해 개폐판에 작용되는 수충격을 제어하게 되 는 것이다. 이때, 정전시에는 상기 유압펌프(38)의 작동이 정지되면 개폐밸브(10)의 개폐가 이루어지지 않게 되므로 상기 파워팩(36)에 의해 발생된 압력을 저장하는 축압기(39)에 의해 상기 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 구동되어 개폐밸브(10)를 개방시키게 된다. The pressure sensor 20 detects the discharge pressure discharged from the discharge pipe 1 connected to the reservoir or the dam. When the detected discharge pressure is greater than or equal to the set pressure value, the solenoid valve 37 connected to the power pack 36 for supplying the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 38 is opened. The piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 is driven by the hydraulic pressure transmitted from the open solenoid valve 37. When the piston rod 35 is driven, the slide nut 33 having an end portion of the piston rod 35 coupled to the long hole 32a formed on the rotating plate 32 of the opening and closing means 30 is the long hole 32a. Is moved along to rotate the rotating plate 32, when the rotating plate 32 is rotated the rotating shaft 31 is interlocked with the rotating plate 32 and the opening and closing plate interlocked with the rotating shaft 31 ( 11) is rotated so that the opening and closing plate 11 is opened to open and close the valve. By repeating the above-described process is to control the water shock acting on the opening and closing plate by the discharge pressure more than the set pressure value. At this time, when the operation of the hydraulic pump 38 is stopped at the time of power failure, since the opening and closing of the valve 10 is not made, the hydraulic pressure by the accumulator 39 to store the pressure generated by the power pack 36 The piston rod 35 of the cylinder 34 is driven to open the on / off valve 10.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스마트밸브시스템은 삼중편심 버터플라이 밸브를 이용하여 밸브 개도, 관로의 조건과 상관없이 수충격 현상을 용이하게 제어할 수 있고, 고가의 수충격 완화 장비를 대체하여 매우 경제적인 장점이 있다. As described above, the smart valve system according to the present invention can easily control the water shock phenomenon regardless of the valve opening degree and the conduit condition by using the triple eccentric butterfly valve, and replaces the expensive water shock mitigation equipment There is a very economic advantage.

Claims (5)

저수지 또는 댐과 연결된 토출관(1) 상에 설치되며 개폐판(11)의 회동에 의해 개폐되는 개폐밸브(10); An opening / closing valve 10 installed on the discharge pipe 1 connected to the reservoir or the dam and opened and closed by the rotation of the opening / closing plate 11; 상기 개폐밸브(10)의 전단에 구비되는 압력센서(20); A pressure sensor 20 provided at the front end of the on / off valve 10; 상기 개폐밸브(10)를 유압에 의해 개폐시키며, 상기 개폐밸브(10)의 개폐판(11)과 연동되도록 결합되는 회전축(31)과, 상기 회전축(31)의 일측 단부에 결합되어 연동되며 양측 소정부위에 장공(32a)이 각각 형성된 회전판(32)과, 각각의 유압실린더(34)의 피스톤로드(35) 단부를 각각의 상기 장공(32a)에 회전축(31)을 중심으로 대칭되게 결합되도록 하며 피스톤로드(35)의 섭동에 의해 상기 장공(32a)을 따라 슬라이드 이동되면서 상기 회전판(32)을 회전시키는 슬라이드너트(33)가 구비된 개폐수단(30); The opening and closing valve 10 is opened and closed by hydraulic pressure, the rotary shaft 31 is coupled to interlock with the opening and closing plate 11 of the opening and closing valve 10, and coupled to one side end of the rotary shaft 31 interlocked and both sides Rotating plate 32, each of which has a long hole (32a) formed in a predetermined portion, and the end of the piston rod 35 of each hydraulic cylinder 34 to be symmetrically coupled to the respective long hole (32a) about the rotation axis 31 Opening and closing means (30) having a slide nut (33) for rotating the rotating plate (32) while being slid along the long hole (32a) by perturbation of the piston rod (35); 상기 개폐수단(30)을 구동시키며, 상부와 하부에 각각 구비되는 유압실린더(34) 및 피스톤로드(35)와, 유압펌프(38)에 의해 상기 유압실린더(34)에 유압을 공급하는 파워팩(36)과, A power pack for driving the opening and closing means 30 and supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder 34 by the hydraulic cylinder 34 and the piston rod 35 respectively provided on the upper and lower portions, and the hydraulic pump 38 ( 36), 상기 파워팩(36)과 연결되며 상기 압력센서(20)에 의해 저수지 방향에서 상기 개폐판(11)에 작용하는 압력이 설정압력값 이상이 되면 개방되어 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)를 구동시킴으로써 상기 개폐판(11)을 개방시키는 솔레노이드 밸브(37)와, When the pressure applied to the power pack 36 and acting on the opening and closing plate 11 in the reservoir direction by the pressure sensor 20 is more than the set pressure value is opened to open the piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 A solenoid valve 37 for opening the opening and closing plate 11 by driving; 상기 파워팩(36)에 의해 발생된 압력을 저장하며 정전시에 상기 유압실린더(34)를 구동시키도록 하는 축압기(39)가 구비된 제어부(50);A controller 50 for storing the pressure generated by the power pack 36 and having an accumulator 39 for driving the hydraulic cylinder 34 in case of power failure; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트밸브시스템.Smart valve system, characterized in that consisting of. 삭제delete 삭제delete a) 저수지와 연결된 토출관(1)으로부터 토출되는 토출압력을 압력센서에 의해 감지하는 단계;a) detecting a discharge pressure discharged from the discharge pipe 1 connected to the reservoir by a pressure sensor; b) 감지된 토출압력이 설정압력값 이상이 되면 유압펌프에 의해 발생된 유압을 공급하는 파워팩(36)과 연결된 솔레노이드 밸브(37)가 개방되는 단계;b) opening the solenoid valve 37 connected to the power pack 36 for supplying the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump when the detected discharge pressure is equal to or higher than the set pressure value; c) 개방된 솔레노이드 밸브(37)로부터 전달된 유압에 의해 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 구동되는 단계;c) driving the piston rod 35 of the hydraulic cylinder 34 by the hydraulic pressure transmitted from the open solenoid valve 37; d) 피스톤로드(35)의 구동에 의해 개폐수단(30)이 작동되어 개폐밸브(10)가 개방되는 단계;d) opening and closing the valve 10 by operating the opening and closing means 30 by driving the piston rod 35; 로 이루어지며, 상기 b), c)단계에서, 정전시에 상기 유압펌프(38)의 작동이 정지되면 상기 파워팩(36)에 의해 발생된 압력을 저장하는 축압기(39)에 의해 상기 유압실린더(34)의 피스톤로드(35)가 구동되고, In the steps b) and c), when the operation of the hydraulic pump 38 is stopped at the time of power failure, the hydraulic cylinder by the accumulator 39 to store the pressure generated by the power pack 36 The piston rod 35 of 34 is driven, 상기 a) ~ d) 단계가 반복되도록 하여 설정압력값 이상의 토출압력에 의해 개폐판(11)에 작용되는 수충격을 제어하는 것을 특징으로 하는 수충격 제어방법.The water shock control method, characterized in that the steps a) to d) are repeated to control the water shock acting on the opening and closing plate 11 by the discharge pressure of the set pressure value or more. 삭제delete
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