KR100780311B1 - 수위조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유입구 및 배출구를 갖는 탱크의 수위에 따라 승강하는 플로트와, 상기 플로트의 승강함에 따라 회전하는 회전 풀리와, 상기 회전 풀리에 형성되어 함께 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어와 치합되어 회전하는 종동기어와, 상기 종동기어와 함께 회전하며 유입구 및 배출구를 개폐하는 스위치를 온/오프시키는 회전바를 포함하여 구성되어, 전기적인 구성을 최소화하여 이물질 등의 부착에 의한 오작동을 방지하고, 회로가 단선 또는 단락되어 펌프나 솔레노이드밸브 등 각종 기기들이 오작동하는 것을 방지하는 수위조절장치에 관한 것이다.

수위조절장치, 플로트, 풀리, 기어, 회전바, 스위치

Description

수위조절장치{Control apparatus for water level}

도 1은 본 발명에 의한 수위조절장치를 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 분해사시도.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 의한 수위조절장치의 작동과정을 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 수위조절장치 110 : 하우징

120 : 플로트 130 : 플레이트

140 : 구동기어 150 : 종동기어

160 : 회전바 170 : 스위치

200 : 탱크 210 : 배출구

본 발명은 수위조절장치에 관한 것으로, 구체적으로는 전기적인 구성을 최소 화하여 그로 인한 고장을 줄일 수 있고, 구성이 간단하여 제작이 용이한 수위조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 물이나 기타 여러 가지 종류의 액체를 저장하는 수단, 즉 탱크 등에는 수위조절장치가 구비된다. 수위조절장치는 액체를 저장하는 탱크의 내부를 직접보지 않더라도 수위를 알 수 있도록 하기 위한 것으로 펌프와 연결하여 사용할 경우 액체를 자동으로 공급하거나 배출할 수 있도록 하는 장치이다.

상기와 같이 펌프와 연결된 수위조절장치는 기 설정된 수위보다 탱크의 수위가 낮을 경우 펌프를 구동시켜 탱크 내부로 액체를 보충하고, 기 설정된 수위보다 탱크의 수위가 높을 경우 펌프를 구동시켜 탱크 내부의 액체를 외부로 배출한다.

상기와 같은 통상의 수위조절장치는 수위를 감지하는 센서와, 센서의 신호를 받아 수위를 표시하거나 2차적인 작동, 즉 펌프를 구동시키는 회로를 포함하여 구성된다.

수위를 감지하는 센서에는 여러 가지 종류의 센서가 있는데, 각각의 센서는 감지된 상태를 표시하는 신호가 각기 달라서 센서의 종류에 따라서 그에 적합한 회로를 구성하여 수위조절작용을 하도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 센서와 회로로 구성되는 수위조절장치는 그 대부분이 전기적인 수단에 의해 작동되는 것으로 이물질 등이 센서에 부착되는 경우 정확한 작동이 이루어지지 않으므로 사용이 용이하지 않다.

또한, 종래의 수위조절장치의 회로에 있어서 센서를 통해 신호가 입력되는 라인이 단선 또는 단락되었을 경우, 펌프나 솔레노이드밸브 등 각종 기기들이 오작 동을 하여 막대한 재산상의 피해가 발생되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 종래의 수위조절장치는 센서의 종류에 따라 그에 적합한 회로를 각각 달리 구성하고, 그 구조도 상당히 복잡하므로 수위조절장치의 설비비와 유지관리비 등이 상승되어 비경제적이다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전기적인 구성을 최소화하여 이물질 등의 부착에 의한 오작동을 방지하고, 회로가 단선 또는 단락되어 펌프나 솔레노이드밸브 등 각종 기기들이 오작동하는 것을 방지하는 수위조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 부품수가 적고 구조가 간단하며 제작이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 수위조절장치를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수위조절장치는, 유입구 및 배출구를 갖는 탱크의 수위에 따라 승강하는 플로트와; 상기 플로트의 승강함에 따라 회전하는 회전 풀리와; 상기 회전 풀리에 형성되어 함께 회전하는 구동기어와; 상기 구동기어와 치합되어 회전하는 종동기어와; 상기 종동기어와 함께 회전하며 유입구 및 배출구를 개폐하는 스위치를 온/오프시키는 회전바;를 포함하되, 상기 회전바에는 상기 스위치를 온/오프시키기 위한 자석이 내설되고, 회전바 의 회전구역 내에는 회전바의 유동을 방지하는 볼이 전방으로 탄성지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 종동기어의 일면에는 소정 길이를 갖는 복수의 볼트가 결합되고, 상기 볼트는 종동기어 회전 시 상기 회전 바를 회전시켜 스위치를 온/오프시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 수위조절장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 수위조절장치(100)는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 하부에 마련되어 탱크의 수위에 따라 승강하는 플로트(120)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(110)은 전면으로 개방되고 내부에 소정 공간이 마련된 직육면체 형상으로 개방된 전면에는 커버(112)가 결합되어 그 내부를 밀폐한다.

상기 하우징(110)의 내부에는 소정 두께를 갖는 직사각 형상의 플레이트(130)가 구비되는데, 상기 플레이트(130)의 전면에는 전방으로 소정 거리 돌출되는 한 쌍의 회전축(132, 134)이 형성된다. 상기 한 쌍의 회전축(132, 134)은 후술할 구동기어(140)와 종동기어(150)를 상기 플레이트(130)에 각각 결합시키기 위한 것으로 상하방향으로 소정 간격 이격되게 형성된다.

상기 한 쌍의 회전축(132, 134) 중 하부에 위치되며 상기 구동기어(140)가 결합되는 제 1 회전축(132)에는 구동기어(140)와 일체로 형성되는 회전 풀리(142)가 구비된다. 상기 회전 풀리(142)는 태엽(144) 등의 탄성수단에 의해 상기 제 1 회전축(140)과 연결되고, 그 외주면에는 외주면을 따라 소정의 홈(146)이 형성되며, 홈(146)에는 와이어(148)가 권취된다. 상기 와이어(148)는 상술한 바와 같이 상기 회전 풀리(142)에 권취되는데, 그 일단은 상기 회전 풀리(142)에 연결되고 타단은 탱크의 수위에 따라 승강하는 플로트(120)와 연결된다. 따라서 상기 와이어(148)는 상기 플로트(120)의 승강에 따라 상기 회전 풀리(142)에 권취되거나 회전 풀리(142)로부터 권출된다.

이때, 상기 태엽(144)은 상기 와이어(148)가 권취되는 방향으로 상기 회전 풀리(142)를 탄성 지지하는 바, 상기 플로트(120)의 중량이 상기 태엽(144)의 탄성력과 동일하거나 커야만 탱크의 수위에 따라 승강할 수 있다. 이와 같이 태엽(144)을 이용하여 상기 회전 풀리(142)를 상기 와이어(148)가 권취되는 방향으로 탄성 지지한 이유는 플로트(120) 상승 시 상기 와이어(148)로 회전 풀리(142)를 회전시키기는 것은 불가능하기 때문이다. 상기와 같이 태엽(144)을 사용함으로써 상기 회전 풀리(142)는 상기 플로트(120)의 승강에 따라 시계방향 또는 그 반대방향으로 소정 각도 회전하게 된다.

상기 한 쌍의 회전축(132, 134) 중 상부에 위치되는 제 2 회전축(134)에는 상기 구동기어(140)와 치합하는 종동기어(150)가 결합된다. 상기 종동기어(150)와 플로트(120) 사이에는 후술할 스위치(170)를 온/오프시키기 위한 회전바(160)가 구비된다. 상기 회전바(160)는 상기 제 2 회전축(134)에 회전 가능하게 결합되고 그 내부에는 자석(162)이 내설된다. 또한, 상기 회전바(160)는 스프링(164) 등의 탄성수단에 의해 직립된 상태를 유지하도록 탄성 지지된다.

이때, 상기 종동기어(150)에는 전면과 후면을 관통하는 복수의 관통공(152)이 방사형으로 형성되고, 상기 관통공(152) 중 한 쌍의 관통공에는 소정 길이를 갖는 볼트(154, 156)가 결합된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 볼트(154, 156)는 상기 종동기어(150)를 전면에서 후면으로 관통하여 후방으로 소정 길이 돌출되게 결합되는 바, 종동기어(150) 회전 시 상기 회전바(160)를 회전시키게 된다. 즉, 탱크의 수위에 따라 플로트(120)가 승강하면, 상기 회전 풀리(142)와 함께 구동기어(140)가 회전되고, 그에 치합된 종동기어(150)가 회전되는 바, 종동기어(150)를 관통하는 볼트(154, 156)는 상기 종동기어(150)의 회전에 의해 이동하여 상기 회전바(160)를 회전시키게 되고, 상기 볼트(154, 156)에 의해 회전된 회전바(160)는 스위치(170)를 온/오프시키게 된다. 그리고 상기 스위치(170)는 탱크의 배출구를 개방 및 폐쇄하여 탱크의 수위를 조절하게 된다. 여기서, 상기 탱크의 수위는 상기 종동기어(150)의 직경과, 상기 한 쌍의 볼트(154, 156)의 이격거리에 따라 조절 가능한데, 이에 대한 상세한 설명은 수위조절장치의 동작을 설명할 때 같이 설명하도록 한다.

상기 플레이트(130)의 상부에는 전면으로 피스플레이트(136)가 구비되고, 상기 피스플레이트(136)의 전면 중 회전바(160)가 수직으로 직립된 상태의 일측에는 반구형의 홈(182)이 형성되고, 상기 홈(182)에는 볼(184)이 삽입된다. 또한, 상기 볼(184)이 삽입된 부위에는 볼(184)의 일부가 전방으로 돌출되도록 반구형의 홀(186)이 형성된 커버플레이트(138)가 피스플레이트(136)의 전면에 결합된다. 즉, 상기 커버플레이트(138)는 상기 볼(184)이 피스플레이트(136)의 홈(182)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 피스플레이트(136)에 삽입된 볼(184)은 스프링(188)에 의해 전방으로 탄성 지지되는 바, 상기 볼(184)은 외력이 인가되면 그 내부로 삽입되었다가 외력이 소멸되면 외부로 돌출된다. 이와 같이 구성된 상기 볼(184)은 상기 회전바(160)의 회전구역 내에 구비되는데, 상기 볼트(154, 156)에 의해 수직으로 고정된 회전바(160)가 종동기어(150) 회전 시 자중에 의해 회전되는 것을 방지하기 위한 것이다. 다시 말해, 상기 볼(184)은 상기 한 쌍의 볼트(154, 156) 중 어느 하나에 의해 고정된 회전바(160)가 종동기어(150) 회전 시 다른 하나의 볼트에 의해 이동되기 전까지 유동되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 피스플레이트(136)의 전면 중 상기 회전바(160)의 일측에는 전방으로 돌출되는 스트럿(166)이 형성되는데, 이는 상기 회전바(160)가 일정각도 이상 회전되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 피스플레이트(136)의 전면 중 상기 회전바(160)가 수직으로 직립된 상태에서 회전바(160)와 대응되는 부위에는 스위치(170)가 구비되는데, 상기 스위치(170)는 회전바(160)에 내설된 자석(162)에 의해 온/오프된다. 상기 스위치(170)는 상술한 바와 같이 탱크의 수위가 일정량 이상일 경우 탱크의 배출구를 개방하여 수위를 조절하는 것으로 상기 스위치(170)에 소정의 회로를 결합시키면 공급펌프, 배출펌프 및 유입구와 배출구를 각각 제어할 수 있어 좀 더 편리하게 탱 크의 수위를 조절할 수 있다.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 의한 수위조절장치의 작동과정을 도시하는 도면이다.

도 3a는 탱크(200) 내에 액체가 외부로 배출된 뒤, 배출구(210)가 폐쇄된 상태를 도시한다. 상기 상태에서는 플로트(120)가 최저로 하강되고, 회전 풀리(142)와 구동기어(140)는 시계방향으로 최대한 회전되며, 종동기어(150)와 회전바(160)는 반시계방향으로 최대한 회전하여 스위치(170)와 접촉된 상태이다. 이때, 상기 스위치(170)는 오프 상태로 상술한 바와 같이 배출구(210)를 폐쇄한다.

상기와 같이 탱크(200) 내 액체의 수위가 최저인 상태에서 탱크(200)로 액체가 유입되면 도 3b와 같이 수위가 상승하며 플로트(120)도 함께 상승하게 된다. 상기 플로트(120)가 상승되면, 상기 회전 풀리(142)는 태엽(도 2의 144)에 의해 반시계방향으로 회전하며 와이어(148)를 권취하고, 그와 함께 회전하는 구동기어(140)는 종동기어(150)를 회전시키게 된다. 상기와 같이 종동기어(150)가 회전됨에 따라 그에 결합된 볼트(154, 156)가 같이 회전하게 되는데, 도 3a에서 하부에 위치되어 있던 볼트(156)가 상승 회전하며 회전바(160)를 회전시키게 된다. 이때, 상기 회전바(160)는 스위치(170)로부터 벗어나며 온 상태가 된다. 상기 스위치(170)가 온 됨에 따라 배출구(210)는 개방되고 탱크(200) 내의 액체는 외부로 배출된다.

여기서 상기 스위치(170)에 소정의 회로를 결합시키고 공급펌프, 배출펌프를 추가로 구비하여 연결할 경우 탱크(200)의 유입구와 배출구를 자동으로 제어할 수 있어 좀 더 편리하게 탱크의 수위를 조절할 수 있다.

또한, 도면에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 볼트(154, 156) 사이의 이격 거리가 짧을수록 회전 풀리(142)의 회전량은 적어지게 되고, 그 거리가 길수록 회전 풀리(142)의 회전량은 크게 되어 다양한 높이의 수위차가 발생되는 탱크에 적용 가능하다.

또한, 상기 종동기어(150)의 크기가 작으면 회전 풀리(142)의 회전량은 적어지게 되고, 그 크기가 크면 회전 풀리(142)의 회전량은 크게 되어 다양한 높이의 수위차가 발생되는 탱크에 적용 가능하다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수위조절장치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 수위조절장치는 플로트, 회전판 및 기어 등과 같은 기계요소로 구성되어 이물질 등의 부착에 의한 오작동 및 회로가 단선 또는 단락되어 펌프나 솔레노이드밸브 등이 오작동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 부품수가 적고 구조가 간단하며 제작이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 회전바에 내설된 자석에 의해 스위치가 온/오프되는 구조이므 로 별도의 제어기 없이도 수위조절이 가능하다.

Claims (2)

1. 유입구 및 배출구를 갖는 탱크의 수위에 따라 승강하는 플로트와;

   상기 플로트의 승강함에 따라 회전하는 회전 풀리와;

   상기 회전 풀리에 형성되어 함께 회전하는 구동기어와;

   상기 구동기어와 치합되어 회전하는 종동기어와;

   상기 종동기어와 함께 회전하며 유입구 및 배출구를 개폐하는 스위치를 온/오프시키는 회전바;를 포함하되,

   상기 회전바에는 상기 스위치를 온/오프시키기 위한 자석이 내설되고, 회전바의 회전구역 내에는 회전바의 유동을 방지하는 볼이 전방으로 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 수위조절장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 종동기어의 일면에는 소정 길이를 갖는 복수의 볼트가 결합되고, 상기 볼트는 종동기어 회전 시 상기 회전 바를 회전시켜 스위치를 온/오프시키는 것을 특징으로 하는 수위조절장치.

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