KR101136932B1 - 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치 - Google Patents

버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치 Download PDF

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김시화
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Abstract

본 발명은 맨홀 즉 밸브실 내에 설치되어 있는 버터플라이 밸브의 디스크 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 한편, 밸브실 내에 설치되어 있는 기존의 버터플라이 밸브의 구조를 변경하지 않고도 적용을 가능하게 함으로써 작업자가 밸브실 내에 들어갈 필요없이 지상에서 간편하게 밸브의 개폐상태를 점검할 수 있도록 한 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치는, 밸브실(100)의 내부에 보디(28)에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크(26)의 중심면 좌우로 보디(28)의 양측에 형성된 주축수부(281)와 보조축수부(282)에 각각 회전가능하게 결합된 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 일부를 대향되게 삽입하여 다수의 고정핀(13)(14)으로 주회전축(21)과 보조회전축(24)을 각각 고정하며, 상기 주축수부(281)에 회전가능하게 결합된 주회전축(21)의 우측부 끝단은 감속기(7)의 구동부에 연결하여, 상기 구동부의 회전에 의해 디스크(26)가 회전하고, 상기 주축수부(281)에 연결설치되는 감속기(7)의 측면에 디스크(26)의 회전각도를 육안으로 확인하는 인디게이터(9)가 위치되어 주회전축(21)과 일체로 회전하며, 상기 보조축수부(282)에 회전가능하게 결합된 보조회전축(24)은 커버(8)에 의해 밀폐되게 설치되어 각종 용수를 공급 및 단수시키도록 관로(20)에 설치되는 버터플라이 밸브(10)와, 밸브실(100)의 입구를 통하여 작업자의 출입이 가능하도록 사다리(200)가 설치되어 상기 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26) 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 통상의 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 있어서, 상기 인디게이터(9)의 외측에 장착되어 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되며 상기 디스크(26)의 회전각도에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521) 이동거리를 감지하게 되어 회전각을 측정하는 회전각도센서(5)와, 상기 사다리(200)의 일측 상단에 장착되며 상기 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 입력받아 외부로 무선 송출하는 송신부(4)와, 상기 송신부(4)와 이격되게 사다리(200)의 타측 상단에 장착되며 상기 송신부(4)의 전원을 온/오프 하는 전원스위치(46)와, 상기 송신부(4)로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창(63)에 표시하여 지상의 작업자가 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 개폐를 인식할 수 있는 수신단말부(6)를 포함하여 구성된다.

Description

버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치{Wireless checking apparatus of opening and shutting percentage for butterfly valve}
본 발명은 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 맨홀 즉 밸브실 내에 설치되어 있는 버터플라이 밸브의 디스크 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 한편, 밸브실 내에 설치되어 있는 기존의 버터플라이 밸브의 구조를 변경하지 않고도 적용을 가능하게 함으로써 작업자가 밸브실 내에 들어갈 필요없이 지상에서 간편하게 밸브의 개폐율을 확인할 수 있도록 한 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 관한 것이다.
일반적으로 버터플라이 밸브(butterfly valve)는 각종 용수를 공급 및 단수하는데 사용되고 있으며, 대개 둥근 몸체 내부에 원반형의 디스크가 회전축에 조립되어 밸브의 유로를 개폐하는 밸브이다.
종래 버터플라이 밸브는, 몸체에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하여 각종 용수를 공급 및 단수하는 기능을 갖는 디스크의 양쪽에 회전축이 형성되어 밸브 보디의 내부에 결합된다.
도 11은 종래 버터플라이 밸브의 구성을 보인 단면도로써, 버터플라이 밸브(1)는, 보디(28)에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크(26)의 중심면 좌우로 보디(28)의 양측에 형성된 주축수부(281)와 보조축수부(282)에 각각 회전가능하게 결합된 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 일부를 대향되게 삽입하여 다수의 고정핀(13)(14)으로 주회전축(21)과 보조회전축(24)을 각각 고정한다.
그리고 상기 주축수부(281)에 회전가능하게 결합된 주회전축(21)의 우측부 끝단은 감속기(7)에 결합되어 구동축의 회전력을 전달받게 되고, 상기 보조축수부(282)에 회전가능하게 결합된 보조회전축(24)은 커버(8)에 의해 밀폐되어 견고하게 설치된다.
이때 상기 주회전축(21)과 주축수부(281) 그리고 보조회전축(24)과 보조축수부(282)의 사이에는 기밀을 유지하기 위한 방수부재(25)가 결합되며, 상기 방수부재(25)는 V패킹과 어댑터 등으로 구성됨은 주지와 같다.
또한, 상기 디스크(26)의 외주연에는 패킹에 의해 실링(11)이 결합되는바, 상기 실링(11)은 보디(28)의 유로 내부에 형성된 밸브시트의 내주연과 기밀을 유지하도록 설치되어 디스크(26)가 수직상으로 회전되었을 때 용수의 흐름을 완벽하게 차단하게 된다.
한편 종래 버터플라이 밸브(1)는 맨홀 즉 밸브실(100)의 내부, 즉 지하에 설치될 경우 밸브의 개폐정도를 확인하기 위해서는 밸브실(100) 내로 사다리(200)를 타고 작업자가 들어가서 감속기(7)의 측면에 위치되어 주회전축(21)과 일체로 회전하는 인디게이터(indicator)(9)의 지침(90)을 보고 열림(OPEN)과 닫힘(CLOSE) 상태를 육안으로 확인한 후 디스크(26)의 개폐여부를 판독하고 있으므로 일일이 버터플라이 밸브(1)의 개폐상태를 확인하는 작업이 불편하고 시간이 많이 소요되며, 밸브실(100) 내의 유독가스에 의한 안전사고 발생 및 밸브실(100) 내로 확인이나 순시 등을 위한 출입이 용이하지 않기 때문에 유사시에도 즉시 확인이 불가능하다는 문제점이 있었다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 작업자가 맨홀 즉 밸브실(100) 내에 들어가지 않고도 지상에서 간편하게 밸브의 개폐상태를 확인할 수 있는 무선 확인장치에 관한 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국등록특허공보 제10-1038500호의 버터플라이 밸브의 개폐상태 무선 확인장치에 개시되어 있다.
상기 대한민국등록특허공보 제10-1038500호의 기술은 도 12 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 밸브의 보디(28) 내부의 밸브시트 내에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크(26)의 중심면 양쪽에 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 내단부를 고정하며, 상기 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 외단부는 보디(28)의 양측에 형성된 주축수부(281)와 보조축수부(282)에 축설하고, 주회전축(21)의 외단부 끝단은 구동부(22)에 연결하여, 상기 구동부(22)의 회전에 의해 디스크(26)가 회전하며 각종 용수를 공급 및 단수시키는 통상의 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 보조축수부(282)에 축설된 보조회전축(24)의 단부에 볼트부(32)가 나사결합되어 장착되며 센싱단자(34)가 형성되어 상기 보조회전축(24)과 일체로 회전되는 회전체(30)와, 상기 회전체(30)와 이격되게 위치되어 커버(23)의 내면에 장착되며 상기 센싱단자(34)와 근접되어 회전각을 측정하는 센서부(35)와, 상기 커버(23)의 외측에 장착되며 상기 센서부(35)에서 측정된 데이터를 입력받아 외부로 무선 송출하는 송신부(36)와, 상기 송신부(36)로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창에 표시하여 지상의 작업자가 표시창을 통해 버터플라이 밸브(2)의 개폐를 인식할 수 있는 수신단말부(37)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하여, 버터플라이 밸브(2)에 내장된 디스크(26)의 개도율 데이터를 송신부(36)를 통해 외부의 무선통신 수신단말부(37)로 송신토록 함으로써, 외부에서 작업자가 밸브실(100) 내에 들어가지 않고도 디스크(26)의 개폐여부 및 개도율을 백분율화 된 수치로 확인할 수 있도록 하여 작업이 편리하고 신속하게 이루어질 수 있는 장점이 있으나, 상기 보조회전축(24)의 단부에 센싱단자(34)가 형성된 회전체(30)의 볼트부(32)가 나사결합되도록 너트가공이 필요하고, 상기 회전체(30)와 커버(23) 등을 별도로 제작해야 하므로 구조가 복잡하여 제조원가 증가 및 생산성 저하와 함께 밸브실(100) 내에 설치된 기존의 버터플라이 밸브(2)에는 보조회전축(24)과 보조축수부(282) 측의 구조를 변경하지 않고는 적용하기가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 버터플라이 밸브의 감속기 측면에 위치되어 주회전축과 일체로 회전하는 인디게이터(indicator)의 외측에 회전각도센서를 장착하여 버터플라이 밸브에 내장된 디스크 개도율을 회전각도센서가 측정한 후 이 측정된 데이터를 송신장치를 통해 외부의 무선통신 단말기로 송신토록 함으로써 외부에서 작업자가 밸브실 내에 들어가지 않고도 디스크의 개폐여부 및 개도율을 백분율화 된 수치로 확인할 수 있도록 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 인디게이터의 외측에 볼트를 이용하여 디스크의 회전각도를 측정하는 회전각도센서를 간편하게 장착할 수 있도록 함으로써 밸브실 내에 설치된 기존의 버터플라이 밸브의 구조를 변경하지 않고도 적용할 수 있도록 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치는, 밸브실의 내부에 보디에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크의 중심면 좌우로 보디의 양측에 형성된 주축수부와 보조축수부에 각각 회전가능하게 결합된 주회전축과 보조회전축의 일부를 대향되게 삽입하여 다수의 고정핀으로 주회전축과 보조회전축을 각각 고정하며, 상기 주축수부에 회전가능하게 결합된 주회전축의 우측부 끝단은 감속기의 구동부에 연결하여, 상기 구동부의 회전에 의해 디스크가 회전하고, 상기 주축수부에 연결설치되는 감속기의 측면에 디스크의 회전각도를 육안으로 확인하는 인디게이터가 위치되어 주회전축과 일체로 회전하며, 상기 보조축수부에 회전가능하게 결합된 보조회전축은 커버에 의해 밀폐되게 설치되어 각종 용수를 공급 및 단수시키도록 관로에 설치되는 버터플라이 밸브와, 밸브실의 입구를 통하여 작업자의 출입이 가능하도록 사다리가 설치되어 상기 버터플라이 밸브의 디스크 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 통상의 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 있어서, 상기 인디게이터의 외측에 장착되어 상기 주회전축과 일체로 회전되며 상기 디스크의 회전각도에 비례하여 수평자의 오일 기포 이동거리를 감지하게 되어 회전각을 측정하는 회전각도센서와, 상기 사다리의 일측 상단에 장착되며 상기 회전각도센서에서 측정된 데이터를 입력받아 외부로 무선 송출하는 송신부와, 상기 송신부와 이격되게 사다리의 타측 상단에 장착되며 상기 송신부의 전원을 온/오프 하는 전원스위치와, 상기 송신부로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창에 표시하여 지상의 작업자가 표시창을 통해 버터플라이 밸브의 개폐를 인식할 수 있는 수신단말부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전각도센서는 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체; 상기 본체 내에 장착되며 송신부의 전원이 공급되는 전원부; 상기 전원부의 전원이 공급되어 디스크의 회전각을 측정하는 각도측정부; 상기 각도측정부에서 측정된 데이터를 일정 레벨의 전류로 증폭하여 데이터를 출력하는 증폭부; 상기 증폭부에서 증폭된 전류를 제어하여 일정한 전류를 흐르게 하는 기준전압부; 상기 증폭부에서 출력된 데이터를 상기 송신부로 출력하는 데이터 출력부를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 각도측정부는 일정량의 오일이 내부에 충전되어 디스크의 회전각도에 비례하여 오일 기포가 이동하는 수평자와, 상기 수평자의 오일 기포 이동거리를 감지하여 회전각을 측정하는 디텍터(detector)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 송신부는 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체; 상기 본체의 내부 저면에 구비된 배터리; 상기 본체 내에 장착되며, 상기 배터리에 연결되고 회전각도센서에서 측정된 데이터를 디지털신호로 변환시키는 변환기; 상기 본체 내에 장착되며 배터리의 전원을 안정적으로 유지하는 파워서플라이; 상기 변환기의 디지털신호를 연산하는 제1연산부; 상기 제1연산부의 연산된 값을 외부의 수신단말부로 무선 송신하는 무선 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신단말부는 배터리팩이 구비되며 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체; 상기 송신부에서 무선 송신된 데이터를 수신하는 무선 모듈; 상기 무선 모듈에서 수신된 데이터를 연산하는 제2연산부; 상기 제2연산부의 연산된 데이터를 숫자로 표출시키는 표시창; 상기 제2연산부에 파워를 공급하는 파워서플라이; 외부의 입력수단을 연결하는 포트가 형성된 외부인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원스위치는 1포인트의 접점식, 광원감지식, 터치식 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 의하면, 버터플라이 밸브의 감속기 측면에 위치되어 주회전축과 일체로 회전하는 인디게이터(indicator)에 일정량의 오일이 내부에 충전되어 디스크의 개폐 각도에 비례하여 오일 기포가 이동하는 수평자와 상기 수평자의 오일 기포 이동거리를 감지하여 측정하는 디텍터(detector)로 이루어지는 회전각도센서를 장착하여 수평자의 오일 기포 이동거리를 디텍터가 감지하여 측정한 후 이 측정된 데이터를 송신장치를 통해 외부의 무선통신 단말기로 송신토록 함으로써 외부에서 작업자가 맨홀 즉 밸브실 내에 들어가지 않고도 디스크의 개폐여부 및 개도율을 백분율화 된 수치로 확인할 수 있도록 하여 작업이 편리하고 신속하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 인디게이터의 외측에 볼트를 이용하여 디스크의 회전각도를 측정하는 회전각도센서를 간편하게 장착할 수 있도록 함으로써 밸브실 내에 설치된 기존의 버터플라이 밸브에 대한 구조를 변경하지 않고도 버터플라이 밸브의 개폐율을 위한 무선 확인장치를 설치하여 작업자가 지상에서 밸브의 개폐상태를 확인할 수 있게 되어 버터플라이 밸브에 대한 유지관리가 간편하고, 작업자의 안전성이 확보되도록 하는 효과가 있다.
또한 송신부의 배터리 전원을 온/오프 하는 전원스위치를 사다리의 상단에 별도로 구비함으로써 버터플라이 밸브의 개폐율이 장시간 이루어지지 않을 때 전원스위치를 오프시키면 배터리의 방전이나 소모를 방지하게 되어 배터리를 수시로 교체해야 하는 불편함을 해소할 수 있으므로 에너지 절감 및 유지관리를 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치를 나타낸 구성도,
도 2는 도 1의 측면을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 회전각도센서가 결합되는 상태를 나타낸 요부 분리 확대 도면,
도 4는 도 3의 결합상태를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 측면을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 디스크 폐쇄시 회전각도센서의 결합상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 회전각도센서를 나타낸 도면,
도 8의 (a)는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 디스크 폐쇄시 회전각도센서의 각도측정부를 나타낸 도면, (b)는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 디스크 개방시 회전각도센서의 각도측정부를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 송신부를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 수신단말부를 나타낸 도면,
도 11은 종래 버터플라이 밸브의 구성을 보인 단면도,
도 12는 종래 버터플라이 밸브의 개폐상태 무선 확인장치를 나타낸 구성도,
도 13은 상기 도 12의 A부분을 확대한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 표기하고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략됨에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 측면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 회전각도센서가 결합되는 상태를 나타낸 요부 분리 확대 도면이고, 도 4는 도 3의 결합상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 측면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 디스크 폐쇄시 회전각도센서의 결합상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 회전각도센서를 나타낸 도면이고, 도 8의 (a)는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 디스크 폐쇄시 회전각도센서의 각도측정부를 나타낸 도면이고, (b)는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 디스크 개방시 회전각도센서의 각도측정부를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 송신부를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 수신단말부를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치는 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 밸브실(100)의 내부에 보디(28)에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크(26)의 중심면 좌우로 보디(28)의 양측에 형성된 주축수부(281)와 보조축수부(282)에 각각 회전가능하게 결합된 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 일부를 대향되게 삽입하여 다수의 고정핀(13)(14)으로 주회전축(21)과 보조회전축(24)을 각각 고정하며, 상기 주축수부(281)에 회전가능하게 결합된 주회전축(21)의 우측부 끝단은 감속기(7)의 구동부에 연결하여, 상기 구동부의 회전에 의해 디스크(26)가 회전하고, 상기 주축수부(281)에 연결설치되는 감속기(7)의 측면에 디스크(26)의 회전각도를 육안으로 확인하는 인디게이터(9)가 위치되어 주회전축(21)과 일체로 회전하며, 상기 보조축수부(282)에 회전가능하게 결합된 보조회전축(24)은 커버(8)에 의해 밀폐되게 설치되어 각종 용수를 공급 및 단수시키도록 관로(20)에 설치되는 버터플라이 밸브(10)와, 밸브실(100)의 입구를 통하여 작업자의 출입이 가능하도록 사다리(200)가 설치되어 상기 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26) 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 통상의 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 있어서, 상기 인디게이터(9)의 외측에 장착되어 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되며 상기 디스크(26)의 회전각도에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521) 이동거리를 감지하게 되어 회전각을 측정하는 회전각도센서(5)와, 상기 사다리(200)의 일측 상단에 장착되며 상기 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 입력받아 외부로 무선 송출하는 송신부(4)와, 상기 송신부(4)와 이격되게 사다리(200)의 타측 상단에 장착되며 상기 송신부(4)의 전원을 온/오프 하는 전원스위치(46)와, 상기 송신부(4)로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창(63)에 표시하여 지상의 작업자가 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 개폐를 인식할 수 있는 수신단말부(6)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 인디게이터(9)는 주지된 바와 같이 주회전축(21)의 우측부 끝단에 삽입되어 키(key)(73)로 주회전축(21)과 고정된 제1스플라인 보스(72)와 상기 제1스플라인 보스(72)에 삽입되어 고정된 제2스플라인 보스(74)의 외측면에 형성된 다수의 너트부(75)에 인디게이터 통공(91)을 통하여 볼트(95)로 체결하여 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되도록 결합되며, 상기 제2스플라인 보스(74)는 감속기(7)의 구동부(도시생략)와 연결되어 상기 구동부의 회전에 의해 디스크(26)가 회전하도록 구성되어 있고, 상기 인디게이터(9)의 외측 표면에는 지침(90)이 형성되어 있으며, 상기 지침(90)은 감속기 커버(71)에 표기된 0°(CLOSE)～90°(OPEN)까지의 눈금을 가리키게 되어 디스크(20)의 회전각도를 육안으로 확인할 수 있도록 되어 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서(5)는 인디게이터(9)의 외측에 본체(50)에 고정된 지지대(56)의 통공(57)을 통하여 볼트(95)로 인디게이터(9)와 함께 상기 제2스플라인 보스(74)의 외측면에 형성된 다수의 너트부(75)에 체결하여 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되도록 장착되고, 사다리(200)의 일측 상단에 장착된 송신부(4)와 케이블로 연결된다.
그리고 밸브실(100) 내에 설치된 기존의 버터플라이 밸브는 상기 인디게이터(9)를 고정하고 있는 볼트(95)를 풀고 인디게이터(9)의 외측에 회전각도센서(5)를 위치시킨 다음 상기와 같은 동일한 방법으로 상기 제2스플라인 보스(74)의 외측면에 형성된 다수의 너트부(75)에 볼트(95)를 체결하여 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되도록 장착이 가능함으로써 버터플라이 밸브에 대한 구조를 변경하지 않고도 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치의 적용이 가능하다.
상기 회전각도센서(5)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(50); 상기 본체(50) 내에 장착되며 송신부(4)의 전원이 공급되는 전원부(51); 상기 전원부(51)의 전원이 공급되어 디스크(26)의 회전각을 측정하는 각도측정부(52); 상기 각도측정부(52)에서 측정된 데이터를 일정 레벨의 전류로 증폭하여 데이터를 출력하는 증폭부(53); 상기 증폭부(53)에서 증폭된 전류를 제어하여 일정한 전류를 흐르게 하는 기준전압부(54); 상기 증폭부(53)에서 출력된 데이터를 입력하여 상기 송신부(4)로 출력하는 데이터 출력부(55)를 포함하여 구비된다.
상기 전원부(51)는 송신부(4)의 전원, 즉 후술하는 송신부(4)의 배터리(41)와 케이블로 연결되어 전원이 공급된다.
그리고 상기 각도측정부(52)는 도 8의 (a)와 (b)에 나타낸 바와 같이, 일정량의 오일이 내부에 충전되어 디스크(26)의 회전각도에 비례하여 오일 기포(521)가 이동하는 수평자(520)와, 상기 수평자(520)의 오일 기포(521) 이동거리를 감지하여 회전각을 측정하는 디텍터(detector)(530)로 이루어진다.
이때, 상기 수평자(520)는 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 일정량의 오일이 충전된 수평자(520)가 가로방향으로 평형을 이루게 되면 수평자(520)의 오일 기포(521)는 정중앙에 위치하게 되고, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 수평자(520)가 시계반대방향으로 회전하게 되면 수평자(520)가 회전되는 각도에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521)가 상향 이동하게 되며 수평자(520) 오일 기포(521)의 이동거리를 디텍터(530)가 감지하여 회전각을 측정하게 된다. 즉 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26)가 닫힌상태(CLOSE)를 0°로 세팅(이때 인디게이터(9)의 지침(90)은 닫힌상태(CLOSE)를 향하도록 위치됨)하였을 때 수평자(520)의 오일 기포(521)는 정중앙에 위치하게 되고, 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26)가 최대로 열린상태(OPEN)를 90°로 세팅(이때 인디게이터(9)의 지침(90)은 열린상태(OPEN)를 향하도록 위치됨)하였을 때 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26)가 열리는 각도에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521)는 상향 이동하게 되며 수평자(520) 오일 기포(521)의 이동거리를 디텍터(530)가 감지하여 회전각을 측정하게 된다.
그리고 도시는 하지 않았지만 상기 회전각도센서(5)가 시계방향으로 회전되도록 상기 회전각도센서(5)를 180°회전시켜서 인디게이터(9)의 외측에 장착하여 구성할 수 있음은 물론이다.
특히 상기 회전각도센서(5)는 0°～140°까지 측정이 가능하고 오차율은 ±1% 이내이나 이에 한정할 필요는 없는 것이며, 상기 버터플라이 밸브(10)의 작동 특성상 디스크(26)의 회전각도가 0°～90°간격임을 고려하여 0°～90°에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521)가 이동되도록 형성됨이 바람직하다.
상기 증폭부(53)는 각도측정부(52)에서 측정한 디스크(26)의 회전각도에 값은 아날로그 값이므로 미세전류에 의해 불규칙 노이즈를 포함하고 있어 이를 일정 레벨의 전류로 증폭하여 데이터를 출력하게 된다.
상기 기준전압부(54)는 상기 증폭부(53)에서 증폭되어 불규칙하게 흐르는 전류를 일정하게 흐르도록 하여 상기 각도측정부(52)에서 측정한 데이터를 안정적으로 출력하도록 하는 역할을 한다.
상기 데이터 출력부(55)는 상기 각도측정부(52)에서 측정한 데이터를 상기 증폭부(53)를 통해 입력받아 케이블을 통해 송신부(4)로 출력하게 된다.
상기 송신부(4)는 사다리(200)의 일측 상단에 장착되어 상기 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 입력받아 이를 외부로 무선 송출하게 된다.
상기 송신부(4)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(40); 상기 본체(40)의 내부 저면에 구비된 배터리(41); 상기 본체(40) 내에 장착되며, 상기 배터리(41)에 연결되고 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 디지털신호로 변환시키는 변환기(42); 상기 본체(40) 내에 장착되며 배터리(41)의 전원을 안정적으로 유지하는 파워서플라이(43); 상기 변환기(42)의 디지털신호를 연산하는 제1연산부(44); 상기 제1연산부(44)의 연산된 값을 외부의 수신단말부(6)로 무선 송신하는 무선 모듈(45)을 포함하여 구성된다.
상기 배터리(41)는 일회용이거나 또는 충전가능한 충전지가 적용되나 초박형의 구조를 이루기 위해서는 시중에 판매되는 원형의 박형 리튬 이온 배터리가 바람직하다.
한편 상기 본체(40)에 내장된 배터리(41)의 방전이나 소모시 이를 교체하는 작업이 번거로우므로 상기 배터리(41)의 전원을 온/오프 하는 전원스위치(46)가 더 구비된다.
그리고 상기 전원스위치(46)는 설치환경에 따라 사용이 편리하도록 1포인트의 접점식, 광원감지식, 터치식 중에서 선택된 어느 하나로 구성된다. 이들은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 전원스위치(46)는 사다리(200)의 상단에 장착되어 상기 송신부(4)의 배터리(41)와 케이블로 연결된다. 이는 상기 버터플라이 밸브(10)의 개폐율이 장기간 이루어지지 않을 때 전원스위치(46)를 오프시키게 되면 배터리(41)의 방전이나 소모를 방지하게 되어 배터리를 수시로 교체해야 하는 불편함을 해소하고, 에너지 절감 및 유지관리가 편리하다.
또한 상기 전원스위치(46)를 사다리(200)의 상단에 장착함으로써 외부에서 작업자가 밸브실(100)의 덮개를 열고 신속하게 전원을 공급 및 차단할 수 있다.
상기 송신부(4)와 전원스위치(46)는 상기 사다리(200)의 상단뿐만 아니라 작업자가 밸브실(100) 내에 들어가지 않고도 작동 및 배터리(41)의 교체작업이 가능한 밸브실(100) 입구의 내부에 장착하여 구성할 수 있다.
상기 변환기(42)는 아날로그 값을 디지털 값으로 변환시키는 AD변환기가 바람직하다.
따라서 회전각도센서(5)에서 측정한 디스크(26)의 회전각도에 대한 값은 아날로그 값이므로 이를 디지털 값으로 변환시킨다.
상기 제1연산부(44)는 변환기(42)에서 전송된 디지털 값을 연산하여 버터플라이 밸브(10)의 개폐 상태를 백분율로 환산하여 후술하는 수신단말부(6)의 표시창(63)에 표시하게 된다. 오차율은 ±3%이내로 한다.
상기 무선 모듈(45)은 제1연산부(44)에서 전송된 데이터를 외부의 수신단말부(6)로 무선 송신하는 것으로, 외부에는 2.4GHz 안테나(462)가 장착되어 있다.
구체적으로는 무선 모듈(46)은 Bluetooth 2.4GHz 무선 트랜시버이다.
상기 수신단말부(6)는 상기 송신부(4)로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창(63)에 표시함으로써 지상의 작업자가 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 개폐율을 백분율화 된 수치로 인식할 수 있다.
상기 수신단말부(6)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 배터리팩(66)이 구비되며 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(60); 상기 송신부(4)에서 무선 송신된 데이터를 수신하는 무선 모듈(61); 상기 무선 모듈(61)에서 수신된 데이터를 연산하는 제2연산부(62); 상기 제2연산부(62)의 연산된 데이터를 숫자로 표출시키는 제2표시창(63); 상기 제2연산부(62)에 파워를 공급하는 파워서플라이(64); 외부의 입력수단을 연결하는 포트가 형성된 외부인터페이스(65)를 포함하여 구성된다.
상기 무선 모듈(61)은 제2연산부(62)에서 전송된 데이터를 외부의 수신단말부(6)로 무선 송신하는 것으로, 외부에는 2.4GHz 안테나(612)가 장착되어 있다.
구체적으로는 무선 모듈(61)은 Bluetooth 2.4GHz 무선 트랜시버이다.
상기 제2연산부(62)는 ARM사의 RISC 프로세서가 바람직하나 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
상기 송신부(4) 및 수신단말부(6)의 무선 모듈(46)(61)의 통신은 근거리 무선 센서 네트워크이며, 블루투스(Bluetooth)를 기반으로 한다.
블루투스(Bluetooth)란 가정,사무실 등에서 10～100m의 근거리 무선 통신을 구현하는 기술이다. 즉 다양한 전자 장치 간의 개인 접속(personal connectivity)을 위한 글로벌 단거리 무선 표준이다.
또 저전력, 초소형, 저비용, 내장된 보안성, 견고함, 사용상의 용이성 및 애드-혹(ad-hoc) 네트워킹 기능을 포함한 고유의 특징을 계속 진화시켜가고 추세이며, IEEE802.15.1을 기반으로 반경 10~100m 내에서 최대 723kbps의 속도로 상의 노드를 연결할 수 있다.
그리고 노이즈가 많은 환경에서도 안정된 무선 연결이 가능하며, 주파수 대역은 2.4GHz, 2400~2483.5MHz를 사용하고, 데이터 전송 속도는 1Mbps~3Mbps이다.
이러한 블루투스(Bluetooth) 기술은 핸즈프리, 단말기 사이 무료 네트워크 게임, 데이터 송수신, 소프트웨어 자동 업그레이드, 헤드셋, PDA, 전화기, 노트북, 팩스, 프린트 등의 기기 사이 무선 연결에 폭넓게 응용되고 있다.
또한 본 발명에 따른 상기 송신부(4) 및 수신단말부(6)의 무선 모듈(46)(61)의 통신은 근거리 무선 센서 네트워크로 알려진 블루투스(Bluetooth)를 기반으로 하였으나, 이에 한정하지 않으며 근거리 무선 센서 네트워크로 알려진 통상의 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi)를 기반으로 하여 구성할 수 있음은 물론이다.
상기 무선 모듈(61)과 함께 근거리통신망의 통신 프로토콜인 이더넷 모듈(67)도 구비된다.
또한 밸브의 제조년도, 규격, 호칭압력, 회전수, 식별위치, 제조회사와 같은 이력정보가 저장되고, 일별 시간별 밸브의 개폐작동에 대한 데이터 등을 수록하기 위해 메모리장치가 구비된다.
상기 메모리장치는 플래쉬 메모리(68)와 DDR 메모리(69)로 구성된다.
그리고 상기 외부인터페이스(65)는 USB, 통신케이블 등의 입력수단을 연결하는 포트를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작동관계에 대해 설명하면 다음과 같다.
지상의 작업자가 맨홀 즉 밸브실(100)의 덮개를 열고 사다리(200)의 상단의 전원스위치(46)를 온시킨 후 수신단말부(6)를 온(ON)시키고 송신부(4)와 무선 연결을 시도한다. 이때, 상기 전원스위치(46)가 온이면 밸브실(100)의 덮개가 닫힌 상태에서 수신단말부(6)를 온시키고 송신부(4)와 무선 연결을 시도한다.
무선 연결이 정상적으로 이루어지면 송신부(4)에서 송출하는 데이터를 다운받아 제2연산부(62)에서 연산하여 표시창(63)을 통해 백분율화 된 수치로 표시해준다.
따라서 수신단말부(6)의 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26) 개도율을 확인할 수 있으므로 맨홀 즉 밸브실(100) 내부에 작업자가 들어가서 육안으로 버터플라이 밸브(10)의 개폐상태를 확인할 필요가 없어 작업효율이 월등히 향상될 수 있고, 편리성도 증대될 수 있다.
한편 수신단말부(6)의 메모리장치에 저장된 데이터를 외부인터페이스(65)에 연결된 USB나 통신케이블을 이용하여 본부의 컴퓨터에 다운받아 다양한 지리정보의 구축, 유지, 관리, 편집, 분석,디스플레이 및 출력 등의 과정을 거침으로서 공간정보를 얻고 의사결정을 하는데 도움을 얻을 수 있다.
즉 수신단말부(6)에 저장된 데이터에 의해 지리정보시스템(GIS, geographic information system)을 구축하는데 유용하게 사용될 수 있다.
상기한 수신단말부(6)의 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26) 개도율을 확인한 후 사다리(200) 상단의 전원스위치(46)를 오프(OFF)시키면 송신부(4)에 구비된 배터리(41)의 방전이나 소모를 방지하게 되어 배터리(41)의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명은 도시는 하지 않았지만 상기한 버터플라이 밸브 이외에 맨홀 즉 밸브실(100) 내의 관로(20)에 설치되는 체크밸브 등에도 적용될 수 있음은 당연하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
4 : 송신부 5 : 회전각도센서
6 : 수신단말부 7 : 감속기
8 : 커버 9 : 인디게이터
10 : 버터플라이 밸브 13, 14 : 고정핀
20 : 관로 21 : 주회전축
24 : 보조회전축 26 : 디스크
28 : 보디 40, 50, 60 : 본체
41 : 배터리 42 : 변환기
43, 64 : 파워스플라이 44 : 제1연산부
45, 61 : 무선 모듈 46 : 전원스위치
51 : 전원부 52 : 각도측정부
53 : 증폭부 54 : 기준전압부
55 : 데이터 출력부 56 : 지지대
57, 91 : 통공 62 : 제2연산부
63 : 표시창 65 : 외부인터페이스
66 : 배터리팩 67 : 이더넷 모듈
71 : 감속기 커버 72 : 제1스플라인 보스
73 : 키 74 : 제2스플라인 보스
75 : 너트부 90 : 지침
95 : 볼트 100 : 밸브실
200 : 사다리 281 : 주축수부
282 : 보조축수부 462, 612 : 안테나
520 : 수평자 521 : 오일 기포
530 : 디텍터

Claims (6)

  1. 밸브실(100)의 내부에 보디(28)에 형성된 유로의 내부에서 90°각도로 회전운동을 하는 디스크(26)의 중심면 좌우로 보디(28)의 양측에 형성된 주축수부(281)와 보조축수부(282)에 각각 회전가능하게 결합된 주회전축(21)과 보조회전축(24)의 일부를 대향되게 삽입하여 다수의 고정핀(13)(14)으로 주회전축(21)과 보조회전축(24)을 각각 고정하며, 상기 주축수부(281)에 회전가능하게 결합된 주회전축(21)의 우측부 끝단은 감속기(7)의 구동부에 연결하여, 상기 구동부의 회전에 의해 디스크(26)가 회전하고, 상기 주축수부(281)에 연결설치되는 감속기(7)의 측면에 디스크(26)의 회전각도를 육안으로 확인하는 인디게이터(9)가 위치되어 주회전축(21)과 일체로 회전하며, 상기 보조축수부(282)에 회전가능하게 결합된 보조회전축(24)은 커버(8)에 의해 밀폐되게 설치되어 각종 용수를 공급 및 단수시키도록 관로(20)에 설치되는 버터플라이 밸브(10)와, 밸브실(100)의 입구를 통하여 작업자의 출입이 가능하도록 사다리(200)가 설치되어 상기 버터플라이 밸브(10)의 디스크(26) 개도율을 측정하고, 이 측정된 데이터를 무선 데이터 송수신부에 의해 외부 휴대용 단말기로 송출시켜 화면에 표시되도록 하는 통상의 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치에 있어서,
    상기 인디게이터(9)의 외측에 장착되어 상기 주회전축(21)과 일체로 회전되며 상기 디스크(26)의 회전각도에 비례하여 수평자(520)의 오일 기포(521) 이동거리를 감지하게 되어 회전각을 측정하는 회전각도센서(5)와,
    상기 사다리(200)의 일측 상단에 장착되며 상기 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 입력받아 외부로 무선 송출하는 송신부(4)와,
    상기 송신부(4)와 이격되게 사다리(200)의 타측 상단에 장착되며 상기 송신부(4)의 전원을 온/오프 하는 전원스위치(46)와,
    상기 송신부(4)로부터 전송된 데이터를 입력받아 이를 연산하여 표시창(63)에 표시하여 지상의 작업자가 표시창(63)을 통해 버터플라이 밸브(10)의 개폐를 인식할 수 있는 수신단말부(6)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전각도센서(5)는 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(50); 상기 본체(50) 내에 장착되며 송신부(4)의 전원이 공급되는 전원부(51); 상기 전원부(51)의 전원이 공급되어 디스크(26)의 회전각을 측정하는 각도측정부(52); 상기 각도측정부(52)에서 측정된 데이터를 일정 레벨의 전류로 증폭하여 데이터를 출력하는 증폭부(53); 상기 증폭부(53)에서 증폭된 전류를 제어하여 일정한 전류를 흐르게 하는 기준전압부(54); 상기 증폭부(53)에서 출력된 데이터를 상기 송신부(4)로 출력하는 데이터 출력부(55)를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각도측정부(52)는 일정량의 오일이 내부에 충전되어 디스크(26)의 회전각도에 비례하여 오일 기포(521)가 이동하는 수평자(520)와, 상기 수평자(520)의 오일 기포(521) 이동거리를 감지하여 회전각을 측정하는 디텍터(detector)(530)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신부(4)는 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(40); 상기 본체(40)의 내부 저면에 구비된 배터리(41); 상기 본체(40) 내에 장착되며, 상기 배터리(41)에 연결되고 회전각도센서(5)에서 측정된 데이터를 디지털신호로 변환시키는 변환기(42); 상기 본체(40) 내에 장착되며 배터리(41)의 전원을 안정적으로 유지하는 파워서플라이(43); 상기 변환기(42)의 디지털신호를 연산하는 제1연산부(44); 상기 제1연산부(44)의 연산된 값을 외부의 수신단말부(6)로 무선 송신하는 무선 모듈(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신단말부(6)는 배터리팩(66)이 구비되며 소정의 크기를 가지면서 내부에 공간이 형성된 본체(60); 상기 송신부(4)에서 무선 송신된 데이터를 수신하는 무선 모듈(61); 상기 무선 모듈(61)에서 수신된 데이터를 연산하는 제2연산부(62); 상기 제2연산부(62)의 연산된 데이터를 숫자로 표출시키는 표시창(63); 상기 제2연산부(62)에 파워를 공급하는 파워서플라이(64); 외부의 입력수단을 연결하는 포트가 형성된 외부인터페이스(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원스위치(46)는 1포인트의 접점식, 광원감지식, 터치식 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 개폐율 무선 확인장치.
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