KR101452823B1 - 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법 - Google Patents

도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도금 스나우트에 설치되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전되는 구동축과, 상기 구동축의 회전에 의해 회전되는 임펠러와, 상기 구동 모터와 구동축의 사이에 설치되는 감속기를 포함하는 메탈 펌프에 있어서, 상기 구동축의 토크를 측정하는 토크 측정 센서와, 상기 구동 모터의 사용 전류를 측정하고, 이를 토크로 변환하는 전류 및 토크 측정 센서와, 상기 구동축의 회전을 측정하는 회전 측정 센서와, 상기 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 검출 센서의 측정 결과를 인가받아, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전할 경우에는 감속기 알람 경보를 발생시키고, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이상이고 구동축이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 메탈 펌프에 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 측정 센서를 설치하고 상기 센서들에 의해 측정된 값을 제어부가 인가받아 측정된 값의 비율 및 구동축의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 현재 메탈 펌프의 상태를 알려줌으로써, 메탈 펌프의 정비 및 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 하여 제때에 메탈 펌프를 정비 또는 교체할 수 있는 효과가 있다.

Description

도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법 {ANOMALY MONITORING DEVICE FOR METAL PUMP OF GALVANIZING SNOUT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메탈 펌프에 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 측정 센서를 설치하고 상기 센서들에 의해 측정된 값을 제어부가 인가받아 측정된 값의 비율 및 구동축의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 현재 메탈 펌프의 상태를 알려줌으로써, 메탈 펌프의 정비 및 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도금 스나우트(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 스트립(70)을 도금하기 위한 용융 아연이 수용되는 징크 포트(10)와, 징크 포트(10)를 승하강시키는 스크루 잭(21)과 스크루 잭 구동모터(22)가 장착된 승하강 프레임(20)과, 징크 포트(10)의 승하강을 지지하면서 수축 혹은 팽창하는 스틸 벨로우즈(30)와, 스틸 벨로우즈(30)와 연결되어 징크 포트(10)의 승하강을 가이드하고, 일측에 승하강 감지 센서(S1,S2)가 설치된 가이드 바디(40)와, 각각 상기 징크 포트(10)의 양측에 대칭으로 장착되며 플렉시블 호스(51)를 통하여 유량조절밸브(60)와 연결되는 질소 노즐(52)이 측면 가지관에 삽착되어 있고 메인관이 징크 포트(10)의 일측 저면부를 통하여 일측 내부에 삽착되는 한 쌍의 메탈 펌프(50)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 도금 스나우트(100)는 작업자가 외부의 운전패널을 조작하여 스크루 잭 구동모터(22)를 승강모드로 작동시키면 가이드 바디(40)를 따라서 징크 포트(10)가 상승하면서 스틸 벨로우즈(30)를 수축시킨다.
또한, 징크 포트(10)가 완전히 상승하면 상기 상승 감지 센서(S1)의 감지신호에 의해 스크루 잭 구동모터(22)가 작동을 정지한다.
이와 같이 징크 포트(10)가 완전히 상승하고 나면, 작업자는 도금 스나우트(100) 수리작업을 수행하거나 용융 아연을 징크 포트(10)에 공급하는 등의 아연도금 준비작업을 수행할 수 있게 된다.
반면에, 작업자가 외부의 운전패널을 조작하여 스크루 잭 구동모터(22)를 하강모드로 작동시키면 가이드 바디(40)를 따라서 징크 포트(10)가 하강하면서 스틸 벨로우즈(30)를 팽창시킨다.
또한, 징크 포트(10)가 완전히 하강하면 하강 감지 센서(S2)의 감지신호에 의해 스크루 잭 구동모터(22)가 작동을 정지한다.
이와 같이 징크 포트(10)가 완전히 하강하고 나면, 작업자는 도금 스나우트(100)의 징크 포트(10)에 수용된 용융 아연 속으로 금속 스트립(70)을 침지시키면서 아연도금 작업을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 아연 도금 작업을 수행하는 동안, 용융 아연은 가스 상태로 징크 포트(10) 내부에서 상승하게 되는데, 이때 이 아연가스가 징크 포트(10)의 내벽면에 부착되어 에쉬(ash)를 형성하면서 꽃가루처럼 용융 아연을 표면으로 낙하한다.
따라서, 아연 도금 작업을 수행하는 도중에 용융 아연의 표면으로 낙하하여 모이는 에쉬(A)를 제거하고자 할 때마다, 작업자는 유량조절밸브(60)를 개방하고 질소 노즐(52)을 통하여 징크 포트(10) 내부로 질소를 투입한다.
이때, 메탈 펌프(50)가 작동되어 징크 포트(10)의 용융 아연 표면에 집진된 에쉬(A)를 메탈 펌프(50)의 메인관을 통해 배출하게 된다.
메탈 펌프(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 모터(55)와, 구동 모터(55)에 연결되어 회전하는 구동축(54)과, 구동축(54)에 연결되어 회전되는 임펠러(53)로 구성되어 임펠러(53)의 회전에 의해 징크 포트 내의 에쉬를 외부로 배출한다.
상기한 종래의 메탈 펌프(50)에는 진동 센서(미도시)가 설치되어 있어 진동 센서에 의해 감지되는 진동을 측정하여 구동 모터(55)의 동력이 임펠러(53)에 제대로 전달되는지를 판별하고 있다.
그러나, 상기한 종래의 진동에 의해 메탈 펌프(50)의 작동을 확인하는 방법은 단순히 진동의 세기만을 측정하여 메탈 펌프(50)의 오작동 여부를 판별하기 때문에, 메탈 펌프(50)의 정확한 현재 상태를 판별해 낼 수 없어 메탈 펌프(50)의 정비 및 교체 시기를 예측하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 메탈 펌프에 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 측정 센서를 설치하고 상기 센서들에 의해 측정된 값을 제어부가 인가받아 측정된 값의 비율 및 구동축의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 현재 메탈 펌프의 상태를 알려줌으로써, 메탈 펌프의 정비 및 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 도금 스나우트에 설치되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전되는 구동축과, 상기 구동축의 회전에 의해 회전되는 임펠러와, 상기 구동 모터와 구동축의 사이에 설치되는 감속기를 포함하는 메탈 펌프에 있어서, 상기 구동축의 토크를 측정하는 토크 측정 센서와, 상기 구동 모터의 사용 전류를 측정하고, 이를 토크로 변환하는 전류 및 토크 측정 센서와, 상기 구동축의 회전을 측정하는 회전 측정 센서와, 상기 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 검출 센서의 측정 결과를 인가받아, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전할 경우에는 감속기 알람 경보를 발생시키고, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전하지 않을 경우이거나, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이상이고 구동축이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 제어부에 의해 달성된다.
또한, 상기 기 설정된 비율은 80%일 수 있다.
또한, 상기 제어부는 구동 모터의 사용 전류가 기 설정된 설정치 이상일 경우 구동모터를 정지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 도금 스나우트에 설치되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전되는 구동축과, 상기 구동축의 회전에 의해 회전되는 임펠러와, 상기 구동 모터와 구동축의 사이에 설치되는 감속기를 포함하는 메탈 펌프에 있어서, (a) 전류 및 토크 측정 센서에 의해 상기 구동 모터의 사용 전류를 측정하는 단계와, (b) 전류 및 토크 측정 센서에 의해 상기 구동 모터의 측정된 사용 전류를 토크로 변환하는 단계와, (c) 토크 측정 센서에 의해 상기 구동축의 토크를 측정하는 단계와, (d) 회전 측정 센서에 의해 상기 구동축의 회전을 측정하는 단계와, (e) 제어부에 의해 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율을 계산하는 단계와, (f) 상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전할 경우에는 상기 제어부가 감속기 알람 경보를 발생시키고, 상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전하지 않을 경우이거나, 상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이상이고 구동축이 회전하지 않을 경우에는 상기 제어부가 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 비율은 80%일 수 있다.
또한, 상기 단계(a) 후, (a') 상기 구동 모터의 사용 전류가 기 설정된 설정치 이상일 경우 상기 제어부가 구동 모터를 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 메탈 펌프에 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 측정 센서를 설치하고 상기 센서들에 의해 측정된 값을 제어부가 인가받아 측정된 값의 비율 및 구동축의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 현재 메탈 펌프의 상태를 알려줌으로써, 메탈 펌프의 정비 및 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 하여 제때에 메탈 펌프를 정비 또는 교체할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 2는 종래 기술에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치의 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감지장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(54)의 토크를 측정하는 토크 측정 센서(200)와, 구동 모터(55)의 사용 전류를 측정하고 이를 토크로 변환하는 전류 및 토크 측정 센서(220)와, 구동축(54)의 회전을 측정하는 회전 측정 센서(250)와, 상기 센서들의 측정값을 인가받아 측정값에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 제어부(230)를 포함한다.
먼저, 토크 측정 센서(200)는 구동축(54)의 일 영역에 설치되어 구동축(54)이 구동 모터(55)의 회전에 의해 비틀리게 되어 형성되는 비틀림 모멘트를 측정하는 센서로서, 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서로 마련될 수 있다. 상기한 표면 탄성파 센서는 일반적으로 널리 사용되는 것이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시 예에서는 토크 측정 센서(200)가 SAW 센서로 마련되는 것으로 설명하지만, 반드시 이에 한정되지 않고 구동축(54)의 토크를 측정할 수 있는 모든 수단을 포함한다.
상기한 토크 측정 센서(200)에 의해 측정된 구동축(54)의 토크는 파장으로 검출되어 신호 검출 배관(240)에 의해 수신부(210)로 전달되고, 전달된 파장은 수신부(210)에 의해 신호화 된다. 상기와 같이 신호화된 구동축(54)의 토크는 제어부(230)로 전달된다.
그리고, 전류 및 토크 측정 센서(220)는 구동 모터(55)의 사용 전류를 측정하고, 측정된 사용 전류를 구동 모터(55)의 토크로 변환시키는 센서이다. 상기와 같이 측정된 구동 모터(55)의 사용 전류와 토크는 제어부(230)로 전달된다.
회전 측정 센서(250)는 구동축(54)에 설치되어 구동축(54)의 회전을 검출하는 센서이다. 상기와 같이 측정된 구동축(54)의 회전 여부 또한 제어부(230)로 전달된다.
한편, 제어부(230)는 토크 측정 센서(200), 전류 및 토크 측정 센서(220), 회전 측정 센서(250)의 측정 결과를 인가받아 구동 모터(55)의 토크에 대한 구동축(54)의 토크 비율을 기 설정된 비율과 비교하고 구동축(54)의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 메탈 펌프의 현재 상태를 작업자에게 알려준다. 예를 들어 설명하면, 제어부(230)는 구동 모터(55)의 토크에 대한 구동축(54)의 토크 비율이 80% 이하이고, 구동축(54)이 회전할 경우에는 감속기 알람 경보를 발생시킨다. 이 경우에는 구동 모터(55)에 의해 입력되는 토크 대비 구동축(54)으로 출력되는 토크가 상대적으로 약함과 동시에 구동축(54)이 회전하고 있으므로 구동 모터(55)와 구동축(54)을 연결하는 감속기(미도시)에 이상이 생긴 경우이다. 따라서, 제어부(230)는 상기와 같은 경우에 감속기 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 이를 알려주게 된다.
또한, 제어부(230)는 구동 모터(55)의 토크에 대한 구동축(54)의 토크 비율이 80% 이상이고, 구동축(54)이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시킨다. 이 경우에는 구동 모터(55)에 의해 입력되는 토크 대비 구동축(54)으로 출력되는 토크가 상대적으로 강함에도 불구하고 구동축(54)이 회전하지 않으므로 구동축(54)이 외부 요인에 의해 구속되어 이상이 생긴 경우이다. 따라서, 제어부(230)는 상기와 같은 경우에 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 이를 알려주게 된다. 이때, 제어부(230)는 구동 모터(55)의 토크에 대한 구동축(54)의 토크 비율이 80% 이하이더라도 구동축(54)이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시킨다.
한편, 제어부(230)는 구동 모터(55)의 사용 전류가 구동 모터(55)의 설정된 한계 전류를 초과하게 되면 즉시 구동 모터(55)를 정지시켜 구동 모터(55)에 과부하가 걸리지 않게 한다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 전류 및 토크 측정 센서(220)에 의해 구동 모터(55)의 사용 전류를 측정하는 단계(S1)를 수행한다.
그 후, 제어부(230)는 구동 모터(55)의 측정된 사용 전류와 한계 전류를 비교하여(S2) 사용 전류가 한계 전류를 초과할 경우 구동 모터(55)의 동작을 정지시킨다.(S3)
구동 모터(55)의 사용 전류가 한계 전류 미만일 경우에는 전류 및 토크 측정 센서(220)에 의해 구동 모터(55)의 측정된 사용 전류를 토크로 변환하는 단계(S4)를 수행한다.
그 후, 토크 측정 센서(200)에 의해 구동축(54)의 토크를 측정하고(S5), 회전 측정 센서(250)에 의해 구동축(54)의 회전을 검출한다.(S6)
제어부(230)는 구동 모터(55)의 토크에 대한 구동축(54)의 토크 비율을 계산하고(S7), 상기 토크 비율이 80% 이상 또는 이하인지를 비교한다.(S8)
상기 비교 결과 토크 비율이 80% 이상일 경우, 구동축(54)의 회전 여부를 판별하여(S9), 구동축(54)이 회전하지 않으면 제어부(230)는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 이를 작업자에게 알려주게 된다.(S10)
한편, 상기 비교 결과 토크 비율이 80% 이하일 경우, 구동축(54)의 회전 여부를 판별하여(S11), 구동축(54)이 회전할 경우에는 감속기 알람 경보를 발생시키고(S12), 구동축(54)이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 이를 작업자에게 알려주게 된다.(S10)
상기와 같이 구성되는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치 및 감시방법은 메탈 펌프에 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 측정 센서를 설치하고 상기 센서들에 의해 측정된 값을 제어부가 인가받아 측정된 값의 비율 및 구동축의 회전 여부에 따라 감속기 알람 경보 또는 구동축 구속 알람 경보를 발생시켜 작업자에게 현재 메탈 펌프의 상태를 알려줌으로써, 메탈 펌프의 정비 및 교체 시기를 정확하게 예측할 수 있도록 하여 제때에 메탈 펌프를 정비 또는 교체할 수 있는 효과가 있다.
본 실시 예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 기술적인 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
10 : 징크 포트 20 : 승하강 프레임
21 : 스크루 잭 22 : 스크루 잭 구동모터
30 : 스틸 벨로우즈 40 : 가이드 바디
50 : 메탈 펌프 51 : 플렉시블 호스
52 : 질소 노즐 53 : 임펠러
54 : 구동축 55 : 구동 모터
60 : 유량조절밸브 70 : 금속 스트립
100 : 도금 스나우트 200 : 토크 측정 센서
210 : 수신부 220 : 전류 및 토크 측정 센서
230 : 제어부 240 : 신호 검출 배관
250 : 회전 측정 센서

Claims (6)

  1. 도금 스나우트에 설치되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전되는 구동축과, 상기 구동축의 회전에 의해 회전되는 임펠러와, 상기 구동 모터와 구동축의 사이에 설치되는 감속기를 포함하는 메탈 펌프에 있어서,
    상기 구동축의 토크를 측정하는 토크 측정 센서와;
    상기 구동 모터의 사용 전류를 측정하고, 이를 토크로 변환하는 전류 및 토크 측정 센서와;
    상기 구동축의 회전을 측정하는 회전 측정 센서와;
    상기 토크 측정 센서, 전류 및 토크 측정 센서, 회전 검출 센서의 측정 결과를 인가받아, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전할 경우에는 감속기 알람 경보를 발생시키고,
    상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전하지 않을 경우이거나, 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율이 기 설정된 비율 이상이고 구동축이 회전하지 않을 경우에는 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 제어부를 포함하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 비율은 80%인 것을 특징으로 하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 구동 모터의 사용 전류가 기 설정된 설정치 이상일 경우 구동모터를 정지시키는 것을 특징으로 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시장치.
  4. 도금 스나우트에 설치되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전되는 구동축과, 상기 구동축의 회전에 의해 회전되는 임펠러와, 상기 구동 모터와 구동축의 사이에 설치되는 감속기를 포함하는 메탈 펌프에 있어서,
    (a) 전류 및 토크 측정 센서에 의해 상기 구동 모터의 사용 전류를 측정하는 단계와;
    (b) 전류 및 토크 측정 센서에 의해 상기 구동 모터의 측정된 사용 전류를 토크로 변환하는 단계와;
    (c) 토크 측정 센서에 의해 상기 구동축의 토크를 측정하는 단계와;
    (d) 회전 측정 센서에 의해 상기 구동축의 회전을 측정하는 단계와;
    (e) 제어부에 의해 상기 구동 모터의 토크에 대한 구동축의 토크 비율을 계산하는 단계와;
    (f) 상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전할 경우에는 상기 제어부가 감속기 알람 경보를 발생시키고,
    상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이하이고 구동축이 회전하지 않을 경우이거나, 상기 토크 비율이 기 설정된 비율 이상이고 구동축이 회전하지 않을 경우에는 상기 제어부가 구동축 구속 알람 경보를 발생시키는 단계를 포함하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기 설정된 비율은 80%인 것을 특징으로 하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단계(a) 후,
    (a') 상기 구동 모터의 사용 전류가 기 설정된 설정치 이상일 경우 상기 제어부가 구동 모터를 정지시키는 단계를 더 포함하는 도금 스나우트 메탈 펌프의 설비 이상 감시방법.
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