KR101490765B1 - 탁수 유입 급속 차단 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도 배관으로부터 물탱크 등에 탁수가 유입될 경우 이를 감지하여 즉시 급수를 차단하고 탁수를 배출한 후, 공급수의 탁도가 정상에 도달하였을 때 다시 물의 공급을 자동으로 개시할 수 있는 탁수 유입 급속 차단 밸브에 관한 것으로, 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a) 상부에 마련되어 밸브 몸체(300)내로 유입되는 급수의 탁도를 측정하는 유입수 탁도 측정 장치(100)와, 상기 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a)에 마련되어 밸브 몸체(300) 내에 유입된 물을 외부로 배출할 수 있는 퇴수관(19)과, 상기 퇴수관(19)에 마련된 제1전자밸브(17)와, 상기 밸브 몸체(300)의 급수 배출측(b)에 마련되고 전동 액추에이터(1)에 의하여 구동되어 급수의 배출을 차단하거나 허용하는 급수 개폐 장치(200)와, 상기 유입수 탁도 측정 장치(100)의 신호를 입력 받아 계산한 탁도가 기준치 미만일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 개방함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 닫고, 계산한 탁도가 기준치 이상일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 폐쇄함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 여는 콘트롤러(5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탁수 유입 급속 차단 밸브{DIRTY WATER BLOCKING VALVE}

본 발명은 탁수 유입 급속 차단 밸브에 관한 것으로, 더 상세하게는 상수도 배관으로부터 물탱크 등에 탁수가 유입될 경우 이를 감지하여 즉시 급수를 차단하고 탁수를 배출한 후, 공급수의 탁도가 정상에 도달하였을 때 다시 물의 공급을 자동으로 개시할 수 있는 탁수 유입 급속 차단 밸브에 관한 것이다.

아파트 단지 등에서는 대형 물탱크를 구비하고, 상수도 급수를 저장한 후 각 수용가에 공급한다. 배관 공사, 배관의 균열, 배관의 노후 등에 의하여 배관 내로 일시적인 토사 유입, 지하수 유입, 녹물 유입 등이 있을 경우 탁수가 대형 물탱크에 투입되고, 이로 인하여 물탱크 내에 저장된 물 전체가 오염되는 문제가 있다. 물탱크 내에 일시적으로 탁수가 유입되는 경우에도 물 전체가 오염되므로, 저장된 물 전체를 물탱크로부터 배출하고, 물탱크 내부를 청소한 후 다시 상수도 급수관으로부터 물을 공급 받아 저장해야 한다. 그러나, 대형 물탱크에 저장된 물을 모두 버리고, 물탱크를 청소한 후 다시 물을 채우는 데는 많은 비용이 소요된다.

본 발명은 아파트 단지 등에 마련된 물탱크에 공급되는 급수에 일시적으로 탁수가 유입된 경우 발생할 수 있는 상술한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상수도 배관으로부터 물탱크 등에 탁수가 유입될 경우 이를 감지하여 즉시 급수를 차단하고 탁수를 배출한 후, 공급수의 탁도가 정상에 도달하였을 때 다시 물의 공급을 자동으로 개시할 수 있는 탁수 유입 급속 차단 밸브를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 과제는, 밸브 몸체의 급수 유입측에 마련되어 밸브 내로 유입되는 급수의 탁도를 측정하는 유입수 탁도 측정 장치와, 상기 밸브 몸체의 급수 유입측에 마련되어 밸브 몸체 내에 유입된 물을 외부로 배출할 수 있는 퇴수관과, 상기 퇴수관에 마련된 제1전자밸브와, 상기 밸브 몸체의 급수 배출측에 마련되고 전동 액추에이터에 의하여 구동되어 급수의 배출을 차단하거나 허용하는 급수 개폐 장치와, 상기 유입수 탁도 측정 장치의 신호를 입력 받아 탁도가 기준치 미만일 때에는 상기 전동 액추에이터를 제어하여 상기 급수 개폐 장치를 개방함과 동시에 상기 제1전자밸브를 닫고, 탁도가 기준치 이상일 때에는 상기 전동 액추에이터를 제어하여 상기 급수 개폐 장치를 폐쇄함과 동시에 상기 제1전자밸브를 여는 콘트롤러를 포함하는 탁수 유입 급속 차단 밸브에 의하여 해결된다.

상기 탁도 측정 장치는, 바닥에 물이 출입할 수 있는 통공이 형성되고 나머지는 밀폐된 하우징과, 상기 하우징의 내부 바닥에 상기 통공을 둘러싸도록 세워진 유리실린더와, 상기 유리실린더 내부에 마련된 피스톤과, 상기 피스톤 외주면에 마련되어 피스톤이 상하로 왕복할 경우 피스톤 상하부 공간을 차단하면서 상기 유리실린더 내벽을 세척할 수 있는 수밀부재와, 상기 피스톤의 상부에 연결된 철심과, 상기 철심 주위에 배치되고 상기 콘트롤러에 의하여 전류가 투입될 때 상기 철심이 하향하도록 자계를 발생시키는 코일과, 상기 통공과 상기 밸브 몸체의 내부를 연결하여 물의 출입이 가능하게 하는 물출입관과, 상기 물출입관에 마련되고 상기 콘트롤러가 상기 코일에 전류를 투입하지 않을 때에만 상기 콘트롤러에 의하여 열리고 일정시간 후 닫히는 제2전자밸브와, 상기 유리실린더 외측에 마련되고 상기 제2전자밸브가 열려 상기 통공을 통해 상기 유리실린더에 유입된 물의 수압에 의하여 상기 피스톤이 상부로 밀려 올라간 후 상기 제2전자밸브가 닫히면 상기 유리실린더에 체류하는 물의 탁도를 측정하여 측정 신호를 상기 콘트롤러에 출력하는 탁도 센서를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 탁수 유입 급속 차단 밸브를 물탱크 등에 물을 공급하는 급수관에 연결할 경우, 물의 탁도가 양호할 때는 급수 개폐 장치를 열어 정상적인 물 공급을 하다가, 급수관에 탁수가 유입된 경우 즉시 전동 액추에이터를 구동시켜 급수 개폐 장치를 폐쇄하고 퇴수관을 개방하게 되므로, 탁수가 물탱크 등으로 유입되지 않고 외부로 배출되게 하고, 외부로 배출되던 퇴수의 탁도가 정상으로 복귀할 경우에는 퇴수관을 닫고, 급수 개폐 장치를 열어 물 탱크 등에 대한 급수를 재개하므로, 상수도 배관에 발생한 일시적인 탁수로 인해 물 탱크의 저장수 전체가 오염되는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 탁도 측정시 시료수를 유리실린더에 흡입하고, 탁도 측정 후 다시 밸브 몸체 내에 투입하므로 별도의 탁도 측정된 시료수를 외부로 배출할 필요가 없고, 매 탁도 측정시마다 유리실린더 내부로의 물 유입 및 배출 과정에서 수밀부재에 의하여 유리실린더 내벽이 세척되므로, 주기적인 탁도 센서용 광투시창의 세척이 불필요하므로 탁도계의 운용이 매우 편리하고 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브를, 탁도 측정을 한 시료수가 배출되고, 급수 개폐 장치가 열린 상태로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브를, 탁도 측정을 위해 시료수가 흡입되고, 급수 개폐 장치가 열린 상태로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브를, 탁도 측정을 위해 시료수가 흡입되고, 급수 개폐 장치가 닫힌 상태로 도시한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브는, 급수 유입측(a)과 배출측(b)에 상수도 배관과 결합되는 플랜지 관부가 형성되고, 상부로 확장된 확장부에 상향 플랜지관(301)이 형성되고, 상기 상향 플랜지관(301) 상부에 캡(302)이 마련된 밸브몸체(300)를 이용하여 구현할 수 있다. 도 1을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유입수 탁도 측정 장치(100)는 상기 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a) 상부의 상기 캡(302)에 설치되어 밸브 몸체(300)내로 유입되는 급수의 탁도를 측정한다. 상기 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a)에는 퇴수관(19)이 마련되어 밸브 몸체(300) 내에 유입된 물을 외부로 배출할 수 있다. 상기 퇴수관(19)에는 제1전자밸브(17)를 마련하다. 본 발명의 급수 개폐 장치(200)는 상기 밸브 몸체(300)의 급수 배출측(b)에 마련되고 전동 액추에이터(1)에 의하여 구동되어 급수의 배출을 차단하거나 허용한다. 상기 급수 개폐 장치(200)는 밸브 몸체(300)의 플랜지 관부로부터 상방으로 연장되어 형성된 디스크 상자(4)와, 밸브 개방시에는 상기 디스크 상자(4)내로 진입하고 밸브 폐쇄시에는 하강하여 배출측 유로를 차단하는 디스크(3)와, 상기 디스크(3)에 나사 결합된 밸브대(2)와 상기 밸브대(2)에 구동축이 연결된 전동 액추에이터(1)를 포함하여 구성된다. 상기 전동 액추에이터(1)의 구동축 회전 방향에 따라 상기 밸브대(2)의 회전방향이 바뀌고, 상기 밸브대(2)의 회전 방향에 따라 상기 디스크(3)가 승강한다. 상기 제1전자밸브(17)와 전동액추에이터(1)와 유입수 탁도 측정 장치(100)는 콘트롤러(5)에 의하여 제어된다. 상기 콘트롤러(5)는 상기 유입수 탁도 측정 장치(100)의 신호를 입력 받아 계산한 탁도가 기준치 미만일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 개방함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 닫고, 계산한 탁도가 기준치 이상일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 폐쇄함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 연다.

상기 탁도 측정 장치(100)는, 바닥에 물이 출입할 수 있는 통공(8)이 형성되고 나머지는 밀폐된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부 바닥에 상기 통공(8)을 둘러싸도록 세워진 유리실린더(21)와, 상기 유리실린더(21) 내부에 마련된 피스톤(13)과, 상기 피스톤(13) 외주면에 마련되어 피스톤(13) 상하부 공간을 분리하면서 피스톤(13)이 상하로 왕복할 때 상기 유리실린더 내벽을 세척할 수 있는 수밀부재(14)와, 상기 피스톤(13)의 상부에 연결된 철심(11)과, 상기 철심(11) 주위에 배치되고 상기 콘트롤러(5)에 의하여 전류가 투입될 때 상기 철심(11)이 하향하도록 자계를 발생시키는 코일(9)과, 상기 통공(8)과 상기 밸브 몸체(300)의 내부를 연결하여 물의 출입이 가능하게 하는 물출입관(6)과, 상기 물출입관(6)에 마련되고 상기 콘트롤러(5)가 상기 코일(9)에 전류를 투입하지 않을 때에만 상기 콘트롤러(5)에 의하여 열리고 일정시간 후 닫히는 제2전자밸브(7)와, 상기 유리실린더(21) 외측에 마련되고 상기 제2전자밸브(7)가 열려 상기 통공(8)을 통해 상기 유리실린더(21)에 유입된 물의 수압에 의하여 상기 피스톤(13)이 상부로 밀려 올라간 후 상기 제2전자밸브(7)가 닫히면 상기 유리실린더(21)에 체류하는 물의 탁도를 측정하여 측정 신호를 상기 콘트롤러(5)에 출력하는 탁도 센서 모듈(15)을 포함하여 구성할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탁도 센서 모듈(15)은 유리실린더(21)에 수집한 시료수에 발광소자(23)의 빛을 렌즈(25)와 작은 구멍(27)을 통해 조사하고 조사광의 90° 방향에서 수광소자(29)에 의하여 산란광을 측정하는 Nephelometric 측정법에 의하여 탁도를 측정하여 탁도에 비례하는 전류(통상 4mA ~ 20mA)를 상기 콘트롤러(5)에 출력할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 탁수 유입 급속 차단 밸브의 동작을 설명하면 다음과 같다.

유리실린더(21) 내에 있는 피스톤(13)은 유리실린더(21) 상부에 있다가, 도 1에 도시 된 바와 같이, 콘트롤러(5)가 제2전자밸브(7)를 열고, 코일(9)에 전류를 흘려 주면 철심(11)과 함께 아래 방향으로 내려가면서 유리실린더(21) 내에 있는 시료수를 물출입관(6)을 통해 밸브 몸체(300) 내에 배출한다. 이때 피스톤(13) 외주면에 마련되어 있는 수밀부재(14)는 피스톤(13) 상하부 공간을 분리하면서 상기 유리실린더(21) 내벽을 세척한다.

도 2를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 콘트롤러(5)가 제2전자밸브(7)를 개방한 상태에서 코일(9)에 전류(9)를 차단하면 상수도 수압에 의하여 물이 물출입관(6)을 통해 유리실린더(21)에 유입되고, 수압에 의하여 피스톤(13)은 상방으로 밀려 올라간다. 이때 콘트롤러(5)가 제2전자밸브(7)를 닫으면, 유리실린더(21) 내에는 탁도 측정용 시료수가 수집된다. 탁도측정모듈(15)에서 탁도를 측정하여 탁도 신호값을 콘트롤러(5)에 보내면 콘트롤러(5)는 탁도를 계산하여 정상 범위이면 급수 개폐 장치(200)의 개방 상태를 유지한다. 또한, 주기적으로 도면 1과 같이 시료수를 배출하고 도면 2와 같이 시료수를 흡입하여 탁도 측정하는 과정을 반복한다.

콘트롤러(5)는 탁도측정모듈(15)에서 측정한 탁도가 정상 범위를 벗어나면, 도면 3과 같이, 전동 액추에이터(1)를 구동하여 급수 개폐 장치(200)를 차단하고 퇴수관(19)에 마련된 제1전자밸브(17)를 열어 탁수를 외부(하수도 배관)에 배출한다. 급수 개폐 장치(200)가 닫힌 상태에서도 도 1 및 도 2와 같은 시료수 배출, 흡입 및 탁도측정 과정을 반복한다. 콘트롤러(5)는 측정한 탁도가 정상 범위에 들어오면 전동 액추에이터(1)를 구동하여 급수 개폐 장치(200)를 열고 제1전자밸브(17)를 닫는다.

이와 같은 본 발명의 탁수 유입 급속 차단 밸브를 물탱크 등에 물을 공급하는 급수관에 연결할 경우, 물의 탁도가 양호할 때는 급수 개폐 장치(200)를 열어 정상적인 물 공급을 하다가, 급수관에 탁수가 유입된 경우 즉시 전동 액추에이터(1)를 구동시켜 급수 개폐 장치(200)를 폐쇄하고 퇴수관(19)을 개방하게 되므로, 탁수가 물탱크 등으로 유입되지 않고 외부로 배출된다. 외부로 배출되던 퇴수의 탁도가 정상으로 복귀할 경우에는 퇴수관(19)을 닫고, 급수 개폐 장치(200)를 열어 물 탱크 등에 대한 급수를 재개한다. 따라서, 상수도 배관에 발생한 일시적인 탁수로 인해 물 탱크의 저장수 전체가 오염되는 것을 예방할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 탁도 측정시 시료수를 유리실린더(21)에 흡입하고 탁도 측정 후 다시 밸브 몸체 내에 투입하므로 별도의 탁도 측정된 시료수를 외부로 배출할 필요가 없고, 매 탁도 측정시마다 유리실린더(21) 내부로의 물 유입 및 배출 과정에서 피스톤(13)에 마련된 수밀부재(14)에 의하여 유리실린더(21) 내벽이 세척되므로, 종래 탁도계에서와 달리, 주기적인 탁도 센서용 광투시창의 세척이 불필요하므로 탁도계의 운용이 매우 편리하고 경제적이다.

1 : 전동 액추에이터 2 : 밸브대
3 : 디스크 4 : 디스크 상자
5 : 콘트롤러 6 : 물출입관
7 : 제2전자밸브 8 : 통공
9 : 코일 10 : 하우징
11 : 철심 13 : 피스톤
14 : 수밀부재 15 : 탁도센서모듈
17 : 제1전자밸브 19 : 퇴수관
21 : 유리실린더 23 : 발광소자
25 : 렌즈 27 : 구멍
29 : 수광소자 100 : 유입수 탁도 측정 장치
200 : 급수 개폐 장치 300 : 밸브몸체
301 : 상향 플랜지관

Claims (2)

1. 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a) 상부에 마련되어 밸브 몸체(300)내로 유입되는 급수의 탁도를 측정하는 유입수 탁도 측정 장치(100)와, 상기 밸브 몸체(300)의 급수 유입측(a)에 마련되어 밸브 몸체(300) 내에 유입된 물을 외부로 배출할 수 있는 퇴수관(19)과, 상기 퇴수관(19)에 마련된 제1전자밸브(17)와, 상기 밸브 몸체(300)의 급수 배출측(b)에 마련되고 전동 액추에이터(1)에 의하여 구동되어 급수의 배출을 차단하거나 허용하는 급수 개폐 장치(200)와, 상기 유입수 탁도 측정 장치(100)의 신호를 입력 받아 계산한 탁도가 기준치 미만일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 개방함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 닫고, 계산한 탁도가 기준치 이상일 때에는 상기 전동 액추에이터(1)를 제어하여 상기 급수 개폐 장치(200)를 폐쇄함과 동시에 상기 제1전자밸브(17)를 여는 콘트롤러(5)를 구비하고,
   상기 탁도 측정 장치(100)는, 바닥에 물이 출입할 수 있는 통공(8)이 형성되고 나머지는 밀폐된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부 바닥에 상기 통공(8)을 둘러싸도록 세워진 유리실린더(21)와, 상기 유리실린더(21) 내부에 마련된 피스톤(13)과, 상기 피스톤(13) 외주면에 마련되어 피스톤(13) 상하부 공간을 분리하면서 피스톤(13)이 상하로 왕복할 때 상기 유리실린더 내벽을 세척할 수 있는 수밀부재(14)와, 상기 피스톤(13)의 상부에 연결된 철심(11)과, 상기 철심(11) 주위에 배치되고 상기 콘트롤러(5)에 의하여 전류가 투입될 때 상기 철심(11)이 하향하도록 자계를 발생시키는 코일(9)과, 상기 통공(8)과 상기 밸브 몸체(300)의 내부를 연결하여 물의 출입이 가능하게 하는 물출입관(6)과, 상기 물출입관(6)에 마련되고 상기 콘트롤러(5)가 상기 코일(9)에 전류를 투입하지 않을 때에만 상기 콘트롤러(5)에 의하여 열리고 일정시간 후 닫히는 제2전자밸브(7)와, 상기 유리실린더(21) 외측에 마련되고 상기 제2전자밸브(7)가 열려 상기 통공(8)을 통해 상기 유리실린더(21)에 유입된 물의 수압에 의하여 상기 피스톤(13)이 상부로 밀려 올라간 후 상기 제2전자밸브(7)가 닫히면 상기 유리실린더(21)에 체류하는 물의 탁도를 측정하여 측정 신호를 상기 콘트롤러(5)에 출력하는 탁도 센서 모듈(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁수 유입 급속 차단 밸브.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브몸체(300)에는 상향 플랜지관(301)이 형성되고, 상기 상향 플랜지관(301) 상부에는 캡(302)이 마련되며, 상기 탁도 측정 장치(100)는 상기 캡(302)에 설치되는 것을 특징으로 하는 탁수 유입 급속 차단 밸브.
   
   
   

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