KR101412647B1 - Motor-Operated Vavle Having Vavle Stem Motion Sensor - Google Patents

Motor-Operated Vavle Having Vavle Stem Motion Sensor Download PDF

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Abstract

본 발명은 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛과, 상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체와, 일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템과, 상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재 및, 상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a motor drive valve provided with a valve stem operation monitoring sensor. According to the present invention, there is provided a motor drive valve comprising: a helical gear meshed with a pinion gear provided on a drive shaft of a motor provided at one side; a worm shaft integrally provided in the helical gear; An actuator including a worm gear coupled to the worm shaft to switch a direction of a power, a drive sleeve rotatably coupled to the worm gear, and a stem nut coupled to the inside of the drive sleeve; and a coupling unit coupled to the actuator, A valve body provided with a yoke provided therein, a valve body provided at a lower portion of the valve bonnet and having a valve seat that opens and closes a flow of fluid in the valve body, And the other end of which is coupled to the stem nut through the coupling portion; And a PCB module that receives an operation signal of the sensor member and an operation signal of the actuator to transmit an operation signal to a remote location, Wherein the sensor member comprises any one of an optical sensor, a rotation sensor, a motion sensor, and a position sensor, for detecting that the valve stem is not working due to wear of the drive sleeve when the actuator is actuated .

Description

밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브{Motor-Operated Vavle Having Vavle Stem Motion Sensor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a motor-operated Vavle Having Vibration Stem Motion Sensor,

본 발명은 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 밸브스템의 동작상태와 손상상태를 실시간으로 감시할 수 있는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to a motor drive valve having a valve stem operation monitoring sensor, and more particularly, to a motor drive valve having a valve stem operation monitoring sensor capable of monitoring the operation state and the damage state of the valve stem in real time, .

일반적으로, 발전소 또는 각종 산업플랜트에는 물, 공기 같은 유체의 흐름을 차단 또는 조절하기 위해 여러 종류의 밸브들이 설치되는데, 이러한 밸브들은 시스템의 운전과 안전에 중요한 역할을 하고 있다.Generally, various types of valves are installed in a power plant or various industrial plants to shut off or regulate the flow of fluid such as water or air. These valves play an important role in the operation and safety of the system.

특히, 밸브를 구동시키는 동력원으로서 전동, 유압, 공압모터를 사용하는 밸브를 모터구동밸브(Motor-Operated Vavle: MOV)라고 하며, 모터에서 발생된 힘은 여러 종류의 기어연결을 매개로 엑츄에이터의 밸브스템과 디스크로 전달되어 밸브의 열림 또는 닫힘동작을 수행한다.Particularly, a valve using an electric, hydraulic or pneumatic motor as a power source for driving a valve is referred to as a motor-operated valve (MOV). The force generated by the motor is transmitted to the valve The valve is transferred to the stem and disk to perform the opening or closing operation of the valve.

이러한, 종래의 모터구동밸브는 밸브에 설치되어 있는 리미트스위치 또는 토크스위치의 동작에 의해 밸브의 열림 또는 닫힘동작이 완료되었는지의 여부만을 감지할 수 있었다.The conventional motor drive valve can detect whether or not the valve opening or closing operation has been completed by the operation of the limit switch or the torque switch provided on the valve.

또한, 엑츄에이터는 작동을 하나 밸브스템을 작동시키는 드라이브슬리브가 마모됨으로 인해 밸브스템의 작동여부는 알 수 없는 문제점이 있다.Further, there is a problem that it is not known whether the valve stem operates due to wear of the drive sleeve which operates the valve stem.

즉, 밸브의 심각한 고장이나 파손이 발생되어야만 비로소 밸브가 비정상 상태라는 것을 알 수 있었으며, 심한 경우에는 밸브의 고장으로 인해 발전소 또는 각종 산업플랜트의 운전 정지 또는 안전사고를 유발하여 심각한 안전 및 경제적 손실을 초래하게 된다.
In other words, it can be understood that the valve is in abnormal condition only if serious failure or breakage of the valve occurs. In severe cases, the valve failure will cause the shutdown or safety accident of the power plant or various industrial plants to cause serious safety and economic loss .

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 엑츄에이터가 동작함에 따라 밸브스템의 동작을 실시간으로 확인하여 안전사고를 예방할 수 있는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브를 제공하는 하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a motor-operated valve having a valve stem operation monitoring sensor that can observe an operation of a valve stem in real time as an actuator operates to prevent a safety accident The purpose.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛과, 상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체와, 일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템과, 상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재 및, 상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브를 제공한다.
In order to achieve the above and other objects of the present invention, according to an embodiment of the present invention, there is provided a helical gear which is engaged with a pinion gear provided on a drive shaft of a motor provided at one side, a worm shaft integrally provided to the helical gear, An actuator including a drive sleeve coupled to the worm gear and a stem nut coupled to the drive sleeve; and an actuator coupled to the actuator, And a valve seat provided at a lower portion of the valve bonnet and having a valve seat that opens and closes the flow of fluid to the inside of the valve bonnet, A valve stem whose one end is coupled to the stem nut and the other end is coupled to the stem nut through the coupling portion; and at least one of the yoke or the valve stem And a PCB module that receives an operation signal of the sensor member and an operation signal of the actuator and transmits an operation signal to a remote place, Wherein the sensor member comprises one selected from an optical sensor, a rotation sensor, a motion sensor, and a position sensor, and detects that the valve stem is not working due to wear of the drive sleeve when the actuator is operated. A motor drive valve having a stem motion monitoring sensor is provided.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 엑츄에이터가 동작함에 따라 밸브스템의 동작을 실시간으로 확인하여 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention having the above-described configuration, there is an effect that a safety accident can be prevented by checking the operation of the valve stem in real time as the actuator operates.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 단면도.
도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사용상태를 개략적으로 도시하는 도면.1 is a perspective view of a motor-operated valve having a valve stem operation monitoring sensor according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of a motor-operated valve having a valve stem operation monitoring sensor according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIGS. 3A and 3B schematically illustrate the use of a motor-operated valve having a valve stem operation monitoring sensor according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 단면도, 도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사용상태를 개략적으로 도시하는 도면이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a valve stem operation monitoring sensor, and more particularly, FIGS. 3A and 3B are views schematically showing a state of use of a motor-operated valve having a valve stem operation monitoring sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브(100)는 엑츄에이터(110), 밸브보닛(120), 밸브본체(130), 밸브스템(140), 센서부재(150), PCB모듈(160)을 포함하여 이루어진다.1 to 3, a motor drive valve 100 having a valve stem operation monitoring sensor according to an embodiment of the present invention includes an actuator 110, a valve bonnet 120, a valve body 130, A stem 140, a sensor member 150, and a PCB module 160.

엑츄에이터(110)는 일측에 구비된 모터(102)의 구동축(102a)에 설치된 피니언기어(104)와 치합되는 헬리컬기어(112)와, 헬리컬기어(112)에 일체로 설치된 웜축(114)과, 윔축(114)에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어(116)와, 웜기어(116)에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브(118)와, 드라이브슬리브(118)의 내부에 결합된 스템너트(119)를 포함하여 이루어진다.The actuator 110 includes a helical gear 112 meshed with a pinion gear 104 provided on a driving shaft 102a of a motor 102 provided at one side, a worm shaft 114 integrally provided with the helical gear 112, A worm gear 116 coupled to the worm shaft 114 to switch the direction of the power, a drive sleeve 118 coupled to and rotating with the worm gear 116, a stem nut 119 coupled to the inside of the drive sleeve 118, .

밸브보닛(120)은 엑츄에이터(110)의 하부에 결합되는 결합부(122)와, 결합부(122)의 하부에 연장되게 형성된 요크(124)로 이루어진다.The valve bonnet 120 includes an engaging portion 122 coupled to the lower portion of the actuator 110 and a yoke 124 formed to extend to the lower portion of the engaging portion 122.

밸브본체(130)는 밸브보닛(120)의 하부에 결합되며, 내부에는 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트(132)가 구비된다.The valve body 130 is coupled to the lower portion of the valve bonnet 120 and has a valve seat 132 for opening and closing the flow of the fluid.

밸브스템(140)은 일단이 밸브시트(132)의 상부에 결합되고, 타단이 전술한 결합부(122)를 관통하여 스템너트(119)에 결합된다.The valve stem 140 is coupled at one end to the upper portion of the valve seat 132 and at the other end to the stem nut 119 through the engagement portion 122 described above.

이러한, 밸브스템(140)의 상측에는 나사부(142)가 형성되어 있으며, 이 나사부(142)는 전술한 스템너트(119)에 나사결합되어 밸브스템(140)이 스템너트(119)의 회전방향에 따라 상하이동되도록 한다.The threaded portion 142 is screwed to the stem nut 119 so that the valve stem 140 is rotated in the rotational direction of the stem nut 119 As shown in FIG.

센서부재(150)는 요크(124) 또는 밸브스템(140) 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어, 밸브스템(140)의 동작을 감지한다.The sensor member 150 is installed at a predetermined position in the longitudinal direction of at least one of the yoke 124 and the valve stem 140 to sense the operation of the valve stem 140.

이러한, 센서부재(150)는 광센서(152), 회전센서(154), 모션센서, 포지션센서 중 적어도 어느 하나가 사용된다.The sensor member 150 may be at least one of an optical sensor 152, a rotation sensor 154, a motion sensor, and a position sensor.

광센서(152)는 사각 또는 원형 형상의 몸체(152a)와, 몸체(152a)의 내부에 설치된 발광부(152b)와 수광부(152c)로 이루어진다. 이와 같은, 광센서는 발광부(152b)에서 광원을 밸브스템(140)에 외주연 소정위치에 조사하게 되면, 발광부(152b)로부터 조사된 광원은 밸브스템(140)의 외주연과 부딪혀 굴절되어 수광부(152c)로 들어가게 된다. The optical sensor 152 includes a body 152a having a rectangular or circular shape and a light emitting portion 152b and a light receiving portion 152c provided inside the body 152a. When the light source 152b irradiates the light source to a predetermined position on the outer circumference of the valve stem 140, the light source irradiates the light source 152b to the outer circumference of the valve stem 140, And enters the light receiving portion 152c.

이때, 밸브스템(140)의 외주면에는 길이방향을 따라 일정 간격이격하여 복수개의 반사부재(156)가 부착되는 것이 바람직한데, 이는 발광부(152b)에서 조사된 광원이 반사부재(156)에 의해 반사되어 수광부(152c)로 들어가도록 하여 밸브스템(140)의 상하이동을 감지하게 된다.At this time, it is preferable that a plurality of reflection members 156 are attached to the outer circumferential surface of the valve stem 140 at predetermined intervals along the longitudinal direction. This is because the light source irradiated from the light emitting portion 152b is reflected by the reflection member 156 Receiving portion 152c so as to detect the up-and-down movement of the valve stem 140.

회전센서(154)는 요크(124)의 길이방향 소정 위치에 설치되는 컨터버(154a)와, 컨버터(154a)의 일측면에 설치되어 밸브스템(140)의 외주면과 접촉하는 회전롤러(154b)로 이루어진다. 이와 같은, 회전센서(154)는 밸브스템(140)이 상하이동함에 따라 회전롤러(154b)가 회전을 하여 컨버터(154a)에 전기적신호를 전달하여 밸브스템(140)의 상하이동을 감지하게 된다. The rotation sensor 154 includes a container 154a provided at a predetermined position in the longitudinal direction of the yoke 124 and a rotary roller 154b provided on one side of the converter 154a and in contact with the outer circumferential surface of the valve stem 140, . As the valve stem 140 moves up and down, the rotation sensor 154 rotates to transmit an electrical signal to the converter 154a to sense the up-down movement of the valve stem 140 .

모션센서(미도시)는 밸브스템(140)의 길이 방향 소정 위치에 설치되어 밸브스템(140)의 상하이동을 감지한다. 이러한, 모션센서는 중력센서, 가속도 센서 등이 사용될 수 있다.A motion sensor (not shown) is installed at a predetermined position in the longitudinal direction of the valve stem 140 to detect a vertical movement of the valve stem 140. Such a motion sensor may be a gravity sensor, an acceleration sensor, or the like.

PCB모듈(160)은 밸브스템(140)의 동작을 감지한 센서부재(150)의 신호와, 엑츄에이터(110)의 동작신호를 전송받아 원격지에 전송한다.The PCB module 160 receives the signal of the sensor member 150 that senses the operation of the valve stem 140 and the operation signal of the actuator 110 and transmits the signal to the remote site.

이와 같은, PCB모듈(160)은 엑츄에이터(110)의 동작신호와 센서부재(150)를 통한 밸브스템(140)의 동작신호가 동시에 전송되면 제어신호를 바이패스(Byepass)시키고, 이와 반대로, PCB모듈(160)에 엑츄에이터(110)의 동작신호는 전송되는데 센서부재(150)를 통한 밸브스템(140)의 동작신호가 전송되지 않는 경우에는 제어신호를 원격지에 전송한다.The PCB module 160 bypasses the control signal when the operation signal of the actuator 110 and the operation signal of the valve stem 140 are simultaneously transmitted through the sensor member 150, The operation signal of the actuator 110 is transmitted to the module 160. When the operation signal of the valve stem 140 is not transmitted through the sensor member 150, the control signal is transmitted to the remote site.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 따르면, 요크(124) 또는 밸브스템(140)의 길이방향 소정 위치에 센서부재(150)를 설치하여 엑츄에이터(110)는 동작을 하나 드라이브슬리브(118)의 마모로 인해 밸브스템(140)이 동작하지 않음으로써 발생되는 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the motor-operated valve having the valve stem operation monitoring sensor according to the embodiment of the present invention, the sensor member 150 is installed at a predetermined position in the longitudinal direction of the yoke 124 or the valve stem 140, The valve stem 110 is operated but the safety stem of the valve stem 140 is not operated due to wear of the drive sleeve 118.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention It can be understood that it is possible.

102: 모터 152b: 발광부
102a: 구동축 152c: 수광부
104: 피니언기어 154: 회전센서
110:엑츄에이터 154a: 컨버터
112: 헬리컬기어 154b: 회전롤러
114: 웜축 156: 반사부재
116: 웜기어 160: PCB모듈
118: 드라이브슬리브
119: 스템너트
120: 밸브보닛
122: 결합부
124: 요크
130: 밸브본체
132: 밸브시트
140: 밸브스템
142: 나사부
150: 센서부재
152: 광센서
152a: 몸체102: motor 152b:
102a: drive shaft 152c:
104: Pinion gear 154:
110: Actuator 154a: Converter
112: helical gear 154b: rotating roller
114: worm shaft 156: reflective member
116: Worm gear 160: PCB module
118: drive sleeve
119: Stem nut
120: Valve bonnet
122:
124: York
130: valve body
132: valve seat
140: Valve stem
142:
150: absence of sensor
152: Light sensor
152a: Body

Claims (5)

일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터;
상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛;
상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체;
일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템;
상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재; 및
상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈;을 포함하여 이루어지되,
상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브.A helical gear fixed to a pinion gear provided on a drive shaft of a motor provided at one side of the helical gear; a worm shaft integrated with the helical gear; a worm gear coupled to the worm shaft for switching the direction of power; An actuator including a sleeve and a stem nut coupled to the interior of the drive sleeve;
A valve bonnet having a yoke provided on an upper portion of an engaging portion coupled to the actuator;
A valve body provided at a lower portion of the valve bonnet and having a valve seat opening and closing action for interrupting the flow of fluid;
A valve stem having one end coupled to an upper portion of the valve seat and the other end passing through the engagement portion and coupled to the stem nut;
A sensor member installed at a predetermined position in the longitudinal direction of at least one of the yoke and the valve stem to sense operation of the valve stem; And
And a PCB module that receives a signal of the sensor member and an operation signal of the actuator and transmits an operation signal to a remote location,
Wherein the sensor member comprises any one of an optical sensor, a rotation sensor, a motion sensor, and a position sensor, and senses that the valve stem is not working due to wear of the drive sleeve when the actuator is actuated. A motor drive valve having an operation monitoring sensor. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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