KR101401091B1 - 자동 수위조절장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하우징(100)에 제공된 가이드부(101), 저수조의 수위변화에 따라 플로트가 상하 이격 배치된 스토퍼들 사이에서 부력에 의해 상하 이동가능하게 제공되고 자석(104)을 상단에 구비하며 상기 가이드부에서 상하 이동하도록 배치된 가동대(105), 배수펌프를 작동시키도록 작동편을 구비한 온-오프되는 스위치, 상기 가동대의 이동에 따라 자석(104)과 연동하여 상기 스위치를 온-오프시키도록 배치된 작동부(110)를 구비한 자동 수위조절장치에 관한 것으로, 상기 스위치는 마이크로스위치(108)이고, 상기 작동부(110)에는 가동대(105)에 제공된 자석(104)과 같은 극성이 대향되게 자석(109)이 제공되어, 수위 변화에 따라 상하 이동하는 가동대의 자석(104)과의 척력에 의해 작동부(110)가 마이크로스위치(108)의 작동편(107)과 접촉되는 온위치와 작동편과 분리된 오프 위치로 회동하도록 구성됨으로써, 종래 철제로 된 작동부의 부식에 따른 문제점이 해소되고, 수위조절장치의 오작동을 방지하여 제품의 동작 신뢰성과 내구성이 향상되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 수위 변화에 따라 배수펌프를 작동시키거나 정지시켜 자동적으로 수위를 조절하기 위한 자동 수위조절장치에 관한 것으로, 특히 수위 변화에 따라 상하 이동하도록 플로트를 지지하는 지지봉에 연결된 가동 자석과 스위치 작동용 고정 자석의 척력을 이용하여 마이크로스위치를 온-오프시켜 수위 변화에 따라 자동으로 배수펌프를 작동시키도록 개선된 자동 수위조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 수중보나, 저수조등에는 배수펌프가 구비되어 수면이 미리 설정된 수위보다 높아지면 자동으로 배수펌프를 작동시키고 설정된 수위보다 낮아지면 배수펌프가 정지되도록 하는 자동 수위조절장치가 사용되고 있다.
이러한 수위조절장치의 예로서, 실용신안등록 제20-0215732호(2000.12.26. 등록)에 개시된 "배수펌프용 수위조절기"는 도 1과 2에 도시된 바와같이 스위치 케이스(1)의 내부 바닥에 일체로 상향 돌설시킨 고정대(2)의 상단에 고정접점편(3)의 일단을 고정설치하고, 상기 고정대(2)사이에 위치되는 가동대(4)의 선단에는 가동접점편(5)을 스프링(6)에 의해 탄력지지되게 설치하며, 상기 가동대(4)의 타단에는 상하 절곡편(7a)으로 구분된 「⊂」자형 단면의 금구(7)를 부착하여 축(4a)을 중심으로 가동대(4)가 피봇운동을 하도록 구성하고, 금구(7)사이에 위치하는 안내벽(1a)의 내부 공간으로 자석(8)이 부착된 승강봉(9)의 상단(9a)이 삽입되게 하며, 수직 하향된 승강봉(9)의 상하 조정고무(10)(11)사이에 후로트(12)를 삽입하여 구성되어 있다. 도면에서 미설명된 부호 P는 펌프이고 P'는 배수파이프이며, 3a는 고정접점, 5a는 가동접점, 13은 고정접점편(3)이고, 14는 스위치케이스이며, T는 저수조를 표시한다.
그러나, 상기한 종래 수위조절기는 수위 변화에 따라 후로트(12)와 함께 승강봉(9) 선단에 제공된 자석(8)의 변위에 따라 자력에 응답하기 위해 금구(7)가 철제로 되고 저수조나 수중보에서의 습한 사용환경에 노출되어 있어서 쉽게 부식되고 이에 따라 부식된 금구의 회전작동이 원활하지 못하여 오작동 및 정확성이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 장기간 사용에 따라 자석과 접촉되는 철제의 금구가 자화될 수 있고 이 경우 승강봉의 자석(8)의 변위에 따른 금구가 오작동되는 문제가 있으며, 저수조에서 물이나 폐수속에 침지되어 장기간 사용시 고무재로 된 조정고무가 삭아서 후로트(12)가 승강봉에서 미리 설정된 위치에 안정되게 유지되지 못함에 따라 오작동을 일으키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 수위조절기에 따른 문제점을 해결하여 습한 환경에서도 부식되지 않고 장기간 사용시에도 미리 설정된 수위 변화에 정확히 응답하여 배수펌프를 작동시킬 수 있도록 플로트가 장착된 지지대의 자석과 스위치하우징에 제공된 자석의 척력을 이용한 개선된 수위 조절장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 자동 수위조절장치는 하우징(100)에 제공된 가이드부(101), 저수조의 수위변화에 따라 플로트가 상하 이격 배치된 스토퍼들 사이에서 부력에 의해 상하 이동가능하게 제공되고 자석(104)을 상단에 구비하며 상기 가이드부에서 상하 이동하도록 배치된 가동대(105), 배수펌프를 작동시키도록 작동편을 구비한 온-오프되는 스위치, 상기 가동대의 이동에 따라 자석(104)과 연동하여 상기 스위치를 온오프시키도록 배치된 작동부(110)를 구비한 자동 수위조절장치로서,
상기 스위치는 마이크로스위치(108)이고, 상기 작동부(110)에는 가동대(105)에 제공된 자석(104)과 같은 극성이 대향되게 자석(109)이 제공되어, 수위 변화에 따라 상하 이동하는 가동대의 자석(104)과의 척력에 의해 작동부(110)가 마이크로스위치(108)의 작동편(107)과 접촉되는 온위치와 작동편과 분리된 오프 위치로 회동하도록 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 가동대(105)의 하부에는 가동대의 표면에 요홈(120)을 형성하고 그 요홈에 내식성 재료로 된 스냅링(131)을 끼워진 다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 가동대(105)에 제공된 자석(104)과 작동부(110)에 제공된 자석(109)은 방수처리되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 가이드부와 함께 가동부를 측방향 유동을 제한하도록 하는 홀더(132)가 가이드부 하측에서 하우징에 제공된다.
본 발명에 따라 저수조의 배수펌프를 미리 설정된 수위에 도달할 때 자동으로 작동시키거나 정지시키도록 가동대와 마이크로스위치를 동작시키는 위치와 정지시키는 위치 사이에서 회동하는 작동부에 자석을 가동대의 자석과 동일 극성으로 배치하여 그 척력에 의해 가동대 자석의 위치에 연동하여 작동부를 회동시키도록 되어 종래 철제로 된 작동부의 부식에 따른 문제점이 해소되어 수위조절장치의 오작동을 방지하여 제품의 동작 신뢰성과 내구성이 향상되는 효과가 있다.
즉, 종래의 제품은 자석과 철판을 사용함을 인하여, 부식의 문제도 있고 철판이 자석의 미세한 움직임에도 따라서 이동을 하게 되어서 온-오프 동작이 명확하지 않은 점이 있었으나, 본 발명에서는 자석의 척력을 이용하여 온-오프 동작이 매우 명확하게 되어, 오작동의 가능성이 거의 없다.
또한, 자석을 사용함으로서 부식의 가능성이 낮고, 나아가 자석을 몰딩처리함으로서 부식에 따른 문제점을 해결하였다.
도 1은 저수조의 배수펌프에 장착된 수위 조절장치의 개략적인 사용상태도.
도 2와 3은 도 1의 종래 수위 조절장치의 구성과 작동을 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동 수위 조절장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 수위조절장치의 구조를 보여주는 측면도로서, 수위조절장치에서 수위가 낮아진 상태에서 마이크로스위치가 오프 상태로 된 작동상태를 보여준다.
도 6은 도 5의 수위조절장치에서 수위가 상승된 상태에서의 마이크로스위치가 온상태로 된 작동상태를 보여준다.
도 2와 3은 도 1의 종래 수위 조절장치의 구성과 작동을 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동 수위 조절장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 수위조절장치의 구조를 보여주는 측면도로서, 수위조절장치에서 수위가 낮아진 상태에서 마이크로스위치가 오프 상태로 된 작동상태를 보여준다.
도 6은 도 5의 수위조절장치에서 수위가 상승된 상태에서의 마이크로스위치가 온상태로 된 작동상태를 보여준다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 3 내지 도 5에 있어서, 본 발명에 따른 자동 수위조절장치는 하우징(100)과, 그 내부 공간의 일측에 형성된 가이드부(101), 저수조의 수위에 따라 상기 가이드부에서 상하 이동하도록 배치되고 자석(104)이 상단에 내장된 가동대(105), 상기 가이드부와 대향된 위치에서 지지부(106)에 장착되고 접점편(107)이 하측에 제공된 마이크로스위치(108), 상기 가이드부(101)에 대향된 위치에서 마이크로스위치(108)의 작동편(107)과 접촉되는 온위치와 작동편과 분리된 오프 위치로 회동축(103)을 중심으로 회동하도록 배치되고 자석(109)을 구비한 작동부(110)를 포함한다.
상기 가동대(105)의 상단에는 자석(104)이 고정되고, 가이드부(101)에 고정되고 가동대에 형성된 슬로트(111)를 관통하여 배치된 고정핀(112)에 의해 가동대의 상하 이동범위가 제한된다. 상기 가동대의 하부는 봉 형태로 이루어지고, 물에서 부력에 의해 뜰 수 있는 플로트(115)가 가동대에서 상하 이동가능하게 설치되어 있다. 상기 가동대에는 또한 부력에 의한 플로트(115)의 자유로운 상하 이동범위를 제한하도록 미리 설정된 간격으로 상하 스토퍼(117, 118)가 고정배치되어 있다. 상기 상측 스토퍼(117)의 위치는 저수조 수위가 상승하여 배수펌프 작동이 필요한 지점에 대응하여 배치되고, 하측 스토퍼(118)의 위치는 배수펌프의 작동이 필요하지 않는 수위에 대응된 지점에 배치된다. 상기 상하 스토퍼(117,118)의 간격과 가동대 하측의 봉형태 부분의 길이는 저수조에서 배수펌프 작동이 필요한 수위에 따라 미리 설정된다.
이로써, 저수조의 수위 변화에 따라 플로트(115)가 가동대에서 상하 스토퍼 사이에서 상승하거나 하강하게 되면서 수위가 상측 스토퍼(117) 보다 높아지면 플로트의 부력에 의한 상승력으로 가동대(105)가 승강하게 되고, 수위가 낮아지면 자중에 의해 가동대도 하강하게 됨으로써, 가동대(105)의 상단에 배치된 자석(104)이 상하 이동하게 됨에 따라 이에 응답하여 마이크로스위치를 온-오프시키는 고정자석을 작동시키게 된다.
상기 가동대의 자석(104)과 작동부(110)의 자석(109)은 동일 극성이 서로 대향되게 배치되어 척력이 작용함으로써 가동대의 이동에 따라 작동부가 마이크로스위치를 온-오프시키는 접점편과 접촉 또는 분리되게 연동된다.
즉, 수위가 낮은 상태에서 도 4에 도시된 바와같이 가동대의 자석이 작동부의 자석 보다 낮은 위치에 있게 되면, 가동대의 자석과 작동부의 자석의 척력에 의해 작동부는 시계방향으로 회동되어 접점편이 떨어져 마이크로스위치가 오프 상태로 되고, 이때에는 도면에 도시되지 않은 배수펌프의 작동이 정지된 상태로 유지된다.
그런 다음, 수위가 상승함에 따라 플로트가 상승하여 상측 스토퍼(117)에서 저지됨에 따라 플로트의 부력에 의해 가동대 자체가 승강하게 됨에 따라 가동대 상단의 자석이 상승하게 되고, 도 5에 도시된 바와같이 가동대 자석의 높이가 작동부 보다 높게 도달하면 척력에 의해 작동편은 힌지축(119)을 중심으로 반시계방향으로 회동함으로써 작동편의 자석과 반대쪽 단부가 접점편과 접촉하여 마이크로스위치가 온 상태로 되고, 이에 따라 배수펌프가 작동하여 배수작용을 수행하게 된다.
그런 다음 수위가 낮아져 도 4의 위치로 플로트가 하강하여 하측 스토퍼에 도달하면 가동대와 플로트의 자중에 의해 가동대가 하강하게 되고 가동대의 자석이 작동부 보다 낮은 위치로 오면 그 척력에 의해 작동부가 도 4와 같이 시계방향으로 회동함에 따라 반대쪽 단부에서 접촉되었던 접점편이 분리되고 마이크로스위치가 오프 상태로 됨으로써 배수펌프가 정지됨으로써, 저수조의 수위에 따라 본 발명에 따른 수위조절장치에 연동하여 배수펌프가 자동으로 온-오프됨으로써 저수조 수위가 자동으로 조절된다.
본 발명에 따라 가동대에 배치된 자석과 작동부에 배치된 두개의 자석의 척력에 의해 반영구적인 마이크로스위치의 온-오프 제어를 사용환경에 관계없이 정확히 할 수 있고 수위조절장치의 수명 또한 종래의 것과 비교하여 연장할 수 있다.
또한, 가동대를 내식성의 합성수지재 또는 카본소재로 성형하여 제조하고, 저수조의 물의 출렁거림에 의한 플로트와 가동대의 측방향으로의 흔들림을 방지하도록 가이드부에 의해 가동대의 상하 이동을 가이드하고, 플로트의 부력을 감안하여 가동대의 비중을 적당히 선정함으로써 가이드부에 의해 가동대의 상하 동작이 측방향의 유동없이 원활하게 이루어질 수 있고, 이로써 마이크로스위치의 온-오프 작동의 정확성을 담보할 수 있게 된다.
본 발명의 수위조절장치에 사용되는 자석들은 항상 저수조에 수용된 액체에 노출되므로 예를들어 에폭시 몰딩으로 방수처리를 하는 것이 바람직하며, 또한 저수조의 수용되는 액체가 산업폐수인 경우 그 액체의 종류에 따라 코팅재료를 선정하여 방수처리하는 것이 바람직하다. 또한, 코팅에 의해 자석 표면을 코팅하는 대신에 상기 자석들을 가동대 및 작동부에 인써트 사출에 의해 배치할 수도 있다. 또한 자석의 외부를 에폭시를 이용하여 몰딩 처리하는 방식으로 방수처리 할 수도 있다.
또한, 폐수가 기름이거나 기름기를 포함하고 있으며, 가동대의 표면에 기름이 묻게 되어서 가동대로부터 하부 스토퍼(118)가 빠지게 되어서 고장이 날 수 있다. 이에 본 발명에서는 가동대의 최하부에 요홈(120)을 형성시키고, 여기에 스냅링(121)을 끼워 넣어서, 하부 스토퍼(118)가 가동대로부터 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한 가동대의 상하 스토퍼들이 사용중에 변위되지 않도록 상부 스토퍼(117) 상측과, 하부 스토퍼 하측에서 가동대의 표면에 요홈(120)을 형성하고 그 요홈에 내식성 재료로 된 스냅링(121)을 끼워 스토퍼가 미리 설정된 위치에서 이동되지 않도록 할 수도 있다.
도 4에서 브라켓(130)이 제공되고 그 일측 단부에는 예를들어 밴드형 클램프(131)가 제공되어 저수조에 설치된 배수펌프의 파이프에 고정할 수 있게 된다. 또한, 가이드부와 함께 가동부를 측방향 유동을 제한하도록 하는 홀더(132)가 가이드부 하측에서 하우징에 제공될 수 있다.
본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자들에 의해 상기한 본 발명의 실시예의 여러 부품들은 다른 형태로 변형되거나 균등한 부품들로 대체될 수 있음은 자명하며, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명한 실시예 구조에 한정되지 않고 오로지 특허청구범위에 기재된 발명의 사상 범위에 의해서만 제한됨을 밝혀둔다.
본 발명의 자동 수위조절장치는 산업용수 뿐만 아니라 폐수를 저장하는 저수조나 댐 및 기타 수위 조절이 필요한 곳에 안정되고 신뢰성 있는 자동 수위조절을 위해 사용될 수 있으며, 기존의 배수펌프에도 간편하게 설치하여 사용할 수 있다.
100 : 하우징 101 : 가이드부
104, 109 : 자석 105 : 가동대
107 : 작동편 110 : 작동부
115 : 플로트 117, 118 : 스토퍼
120 : 요홈 131 : 스냅링
132 : 홀더
104, 109 : 자석 105 : 가동대
107 : 작동편 110 : 작동부
115 : 플로트 117, 118 : 스토퍼
120 : 요홈 131 : 스냅링
132 : 홀더
Claims (4)
- 하우징(100)에 제공된 가이드부(101), 저수조의 수위변화에 따라 플로트가 상하 이격 배치된 스토퍼들 사이에서 부력에 의해 상하 이동가능하게 제공되고 자석(104)을 상단에 구비하며 상기 가이드부에서 상하 이동하도록 배치된 가동대(105), 배수펌프를 작동시키도록 작동편을 구비한 온-오프되는 스위치, 상기 가동대의 이동에 따라 자석(104)과 연동하여 상기 스위치를 온-오프시키도록 배치된 작동부(110)를 구비한 자동 수위조절장치에 있어서,
상기 스위치는 하우징(100) 내에서 상기 가이드부(101)와 대향된 위치에서 지지부(106)에 장착되고 접점편(107)이 하측에 제공된 마이크로스위치(108)이고,
상기 작동부(110)는 가동대(105)에 제공된 자석(104)과 같은 극성을 갖고 대향되게 위치에 자석(109)이 제공되고, 가이드부(101)에 대향된 위치에서 수위 변화에 따라 상하 이동하는 가동대의 자석(104)과의 척력에 의해 마이크로스위치(108)의 작동편(107)과 접촉되는 온위치와 작동편과 분리된 오프 위치로 회동축(103)을 중심으로 회동하도록 하우징내에 배치된 것을 특징으로 하는 자동 수위조절장치. - 제 1항에 있어서, 상기 가동대(105)의 하부에는 가동대의 표면에 요홈(120)을 형성하고 그 요홈에 내식성 재료로 된 스냅링(131)을 끼워진 것을 특징으로 하는 자동 수위조절장치.
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 가동대(105)에 제공된 자석(104)과 작동부(110)에 제공된 자석(109)은 방수처리된 것을 특징으로 하는 자동 수위조절장치.
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 가이드부와 함께 가동부를 측방향 유동을 제한하도록 하는 홀더(132)가 가이드부 하측에서 하우징에 제공된 것을 특징으로 하는 자동 수위조절장치.
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