KR101681419B1

KR101681419B1 - 휴대용 수동밸브 자동 조작기

Info

Publication number: KR101681419B1
Application number: KR1020150097578A
Authority: KR
Inventors: 김종석; 장유현
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-11-30

Abstract

본 발명은 원자력발전소와 같은 발전설비, 또는 이와 유사한 산업현장에 설치되는 대형 수동밸브를 조작할 수 있는 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 밸브핸들 리브(Valve handle rib)에 적용이 가능하면서 밸브 회전중 핸들리브의 걸림 탈락을 방지하면서 밸브핸들 리브의 각도에 맞추어 사용할 수 있는 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 관한 것이다.
이를 위해 발전설비에 설치된 대형 수동밸브를 수동으로 조작하기 위해 밸브핸들(100)의 리브(100a)를 고정시키는 걸림수단이 손잡이 핸들(1)을 갖춘 몸체(2)의 선단에 구비되어 이루어진 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 있어서, 상기 몸체(2)의 선단에 장착되는 밸브핸들 리브 회전장치(3)는 밸브핸들 고정대(4)와, 상기 밸브핸들 고정대(4)에서 각도조절이 가능한 밸브리브 고정 걸림대(5)들, 상기 밸브핸들 고정대 각도조절 및 고정레버(6) 및, 상기 각각의 밸브리브 고정 걸림대(5)에 유지되고 탈락이 방지되는 탈락방지 걸림후크(7)를 갖춘 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)로 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

휴대용 수동밸브 자동 조작기{Portable manual valve actuator}

본 발명은 원자력발전소와 같은 발전설비, 또는 이와 유사한 산업현장에 설치되는 대형 수동밸브를 조작할 수 있는 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 밸브핸들 리브(Valve handle rib)에 적용이 가능하면서 밸브 회전중 핸들리브의 걸림 탈락을 방지하면서 밸브핸들 리브의 각도에 맞추어 사용할 수 있는 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 관한 것이다.

통상적으로 원자력발전소를 포함한 발전설비에는 대형 밸브들이 설치되는바, 이러한 대형밸브는 전동구동 및 공기구동과 같은 동력 구동식 밸브와 수동식 밸브로 구분된다.

여기서 수동식 밸브의 대부분은 가동 중 자주 사용하지 않거나, 발전설비의 계획 예방정비 기간 중에만 사용하는 경우가 많았다.

한편, 원자력발전소에서 핵연료 교환기 수로 차단밸브 등 일부 대형 특수밸브는 오작동 개폐방지를 위해 수동식 밸브로 설치되는데, 이 같은 대형 수동식 밸브들은 작동을 위해 운전원이 수백 회의 수동회전을 시켜야 한다.

따라서 이로 인해 운전원의 방사선 구역 거주시간이 늘어나고, 작업 피로도가 높아지는 것이 현실이다.

원자력발전소와 같은 발전설비에 이용되는 대형 수동식 밸브에 고정식 모타 구동기를 설치하려면 발전소 계통 안정성 재검토, 설계변경 후 규제기간 인허가 등이 필요하여 밸브 작동을 위한 고정식 모타 구동기의 설치는 시도되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 종래에도 직류 구동식 휴대용 밸브 조작기가 대한민국 등록특허 제10-0427630호로 제안되었으나, 이는 전자식 제어와 무단변속 등 밸브 회전에만 주안점을 둔 기술로서 사용이 불편함과 밸브 핸들 회전 중 무거운 작동기의 추락과 같은 사고로 작업자가 다치거나 조작기의 손상이 제기되었으며, 특히 발전소의 작업상황을 고려한 밸브핸들 리브의 자동 걸림수단 등에 대한 기술내용이 없는 문제점을 지니고 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0427630호(2004.04.06.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 원자력발전소 등에 설치된 대형 수동밸브를 조작할 때 밸브회전 중 핸들리브 걸림이 탈락되는 것을 방지하고 밸브핸들의 리브 각도에 맞추어 리브 걸림수단의 각도를 조작할 수 있기에 다양한 밸브핸들의 리브 종류에 사용이 가능하면서 사용의 불편함을 개선하고 작동 안전성을 강화시킨 휴대용 수동밸브 자동 조작기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원자력발전소와 같은 발전설비에 설치된 대형 수동밸브를 조작하기 위해 밸브핸들 리브를 고정시키는 자동 걸림수단이 손잡이 핸들을 갖춘 몸체의 선단에 구비되어 이루어진 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 있어서, 상기 몸체의 선단에 장착되는 밸브핸들 리브 회전장치는 몸체에 연결되는 밸브핸들 고정대와, 상기 밸브핸들 고정대에 연결되어 각도조절이 가능한 밸브리브 고정 3단 걸림대, 밸브핸들 고정대를 각도 조절하는 고정레버 및, 상기 각각의 밸브리브 고정 걸림대에 연결 설치되면서 밸브핸들의 리브 장착시 상기 리브가 이탈되는 것을 방지하는 탈락방지 걸림후크를 갖춘 밸브핸들 리브 자동 걸림부로 이루어져 있다.

이러한 본 발명에 따른 휴대용 수동밸브 자동 조작기는 원자력발전소와 같은 발전설비에 설치되는 대형 수동밸브 전동 조작기 사용시 밸브리브 물림부위가 쉽게 이탈되어 밸브 회전의 장기간 연속작업이 어려운 점을 보강하기 위해 핸들리브 자동 걸림장치를 장착함으로써 전동조작기 연속 사용의 불편함 해소 및 작동 안전성을 강화시킬 뿐만 아니라, 밸브핸들의 리브 종류가 다른 여러 가지 형태의 수동밸브핸들의 회전에 적용이 가능하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 원자력발전소의 고방사선 구역에서의 장기간 작업으로 인한 작업자 피폭량을 감소시키고 작업의 안전성을 보장할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 수동밸브 자동 조작기 전체를 보여주는 사시도,
도 2는 도 1에서 밸브 핸들리브 회전부의 확대 사시도,
도 3은 도 2에서 밸브 핸들리브 자동 걸림부의 확대 외관도,
도 4는 도 3에 도시된 밸브 핸들리브 자동 걸림부의 확대 외관도,
도 5 (A)와 (B)는 본 발명을 이용하여 수동밸브 핸들의 적용상태도 들로서, (A)는 4개 리브형 수동밸브에 적용된 도면이고, (B)는 6개 리브형 수동밸브에 적용된 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하는데, 본 발명의 기술적 사상은 이하의 바람직한 실시 예에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 수동밸브 자동 조작기 전체를 보여주는 사시도로서, 본 발명은 원자력발전소와 같은 발전설비뿐만 아니라, 이와 유사한 산업설비에 설치되는 대형의 수동밸브를 조작할 수 있는 밸브 자동 조작기이다.

본 발명은 발전설비에 설치된 대형 수동밸브를 수동으로 조작하기 위해 밸브핸들(100)의 리브(100a)를 고정시키는 걸림수단이 손잡이 핸들(1)을 갖춘 몸체(2)의 선단에 구비되어 이루어진 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 있어서, 상기 몸체(2)의 선단에 장착되는 밸브핸들 리브 회전장치(3)는 몸체(2)에 연결되는 밸브핸들 고정대(4)와, 상기 밸브핸들 고정대(4)에 연결되어 각도조절이 가능한 밸브리브 고정 걸림대(5)들, 상기 밸브핸들 고정대(4)를 각도 조절하는 고정레버(6) 및, 상기 각각의 밸브리브 고정 걸림대(5)에 연결 설치되면서 밸브핸들(100)의 리브(100a) 장착시 상기 리브(100a)가 이탈되는 것을 방지하는 탈락방지 걸림후크(7)를 갖춘 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)로 이루어져 있다.

여기서 상기 밸브리브 고정 걸림대(5)는 밸브핸들 고정대(4)에서 각각 회전 가능한 구조로 밸브리브 고정 1단 걸림대(5a)와 밸브리브 고정 2단 걸림대(5b) 및 밸브리브 고정 3단 걸림대(5c)로 이루어져 있으며, 상기 각각의 밸브리브 고정 걸림대(5)의 말단에는 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)가 각각 설치되어 있다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)는 밸브핸들(100)의 리브(100a)가 삽입되는 삽입홈(9)과 상기 삽입홈(9)에 끼워진 밸브핸들(100)의 리브(100a) 탈락을 방지하는 탈락방지 걸림후크(7)를 구비하고 있는데, 상기 탈락방지 걸림후크(7)는 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)의 바디(10)에서 벌려져 있다가 도 4의 화살표 (나)방향으로 밸브핸들(100)의 리브(100a)가 삽입홈(9) 쪽으로 삽입이 되면, 핸들리브 누름쇠(17)가 지렛대 형상으로 움직여서 상기 탈락방지 걸림후크(7)는 작업자가 수동방식으로 움직여서 도 3의 화살표 (가)방향으로 이동시키어 삽입홈(9)이 닫히도록 작용하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 상기 밸브핸들 리브 회전장치(3)를 갖춘 몸체(2)는 밸브 자동 조작기 지지용 손잡이 핸들(1)이 양쪽으로 설치되어 작업자가 손으로 핸들링할 수 있도록 되어 있으며, 또한 상기 몸체(2)에는 밸브 핸들 조작기 토크 조절기(12)와, 밸브핸들 자동 조작기 작동 및 상태지시 판넬(14), 리치움-이온 밧데리(15) 및, 밸브 핸들 조작기 감속장치(16)들을 갖추고 있다.

여기서, 상기 몸체(2)에 장착된 모타에 연결된 밸브핸들 조작기 감속장치(16)를 통해 밸브핸들 리브 회전장치(3)는 동력을 전달하여 후술하는 밸브핸들(100)의 리브(100a)들을 회전시키어 조작할 수 있도록 되어 있다.

본 발명에 따른 휴대용 수동밸브 자동 조작기는 도 5 (A)와 (B)에 도시된 바와 같이 대형 수동밸브에 설치된 밸브핸들(100)의 리브(100a) 설치 이격각도에 맞추어 사용할 수 있는바, 예를 들어 도 5 (A)의 리브(100a) 간격은 90°간격이고, 도 5 (B)의 리브(100a) 간격은 60°간격인데, 이들 리브(100a)들의 간격에 맞추어 회전장치(3)에 설치된 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)의 각각은 밸브핸들 고정대(4)에서 해당 장착된 밸브리브 고정 걸림대(5)들을 고정대 각도조절 및 고정레버(6)를 이용하여 조절할 수 있기에 밸브핸들(100) 리브(100a)의 간격에 맞추어 고정시킨다.

여기서 상기 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8) 각각은 밸브핸들(100)의 리브(100a)가 도 4의 화살표 (나)방향으로 삽입홈(9)에 삽입될 때, 밸브핸들 누름쇠(17)의 장방형 홀이 연결된 누름쇠 입구 안내핀(18)에 걸치면서 이동되어 밸브핸들(100)의 리브(100a)가 손쉽게 삽입홈(9)에 삽입된다.

이어 삽입홈(9)에 삽입된 밸브핸들(100)의 리브(100a)는 누름쇠 반력 스프링(19)에 의해 탄성을 유지하게 되면서 상기 삽입홈(9) 안쪽으로 완전히 삽입이 이루어지면 누름쇠 회전축핀(20)에 의해 안쪽이 늘려지면서 지렛대 형태로 누름쇠 입구쪽이 닫혀짐으로써 밸브핸들(100)의 리브(100a)의 회전시 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)가 안전하게 고정되어 진다.

이 같이 상기 밸브핸들(100)의 리브(100a)의 1차 고정이 완료된 후 밸브핸들(100)의 리브(100a)의 탈락방지를 위해 상기 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)에 설치된 탈락방지 걸림후크(7)를 도 3의 화살표(가)방향으로 작업자가 수동방식으로 이동시키면, 상기 탈락방지 걸림후크(7)는 리브 탈락방지 걸림후크 이동거리 제한핀(21)에 따라 이동되어 리브 탈락방지 걸림후크 고정용 볼(22)에 걸리면서 삽입홈(9)에 안착된 밸브핸들(100)의 리브(100a)를 2차 고정시킨다. 이때 상기 탈락방지 걸림후크(7)는 도 3과 같이 작동하여 위치해 있게 된다.

이와 같이 상기 회전장치(3)에 설치된 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)들에 밸브핸들(100)의 리브(100a)들이 견고하고 안정되게 탈락 위험없이 고정되면, 상기 회전장치(3)에는 몸체(2)의 내부에 장착된 구동원인 모터에 연결된 밸브핸들 조작기 감속장치(16)를 통해 동력이 전달되어 밸브핸들(100)을 회전시킨다.

이때 상기 밸브핸들(100)의 리브(100a)에 가해지는 토크는 토크 조절기(12)를 통해 조절이 가능하며, 밸브핸들 조작기 작동 및 상태지시 판넬(14)으로 회전수를 제어하고 회전완료 수를 지시한다.

그리고 밸브가 완전 개폐한 후 0.8초 동안 상기 밸브 축이 정지하면 비접촉 근접센서(23)가 이를 감지하여 몸체(2) 내에 설치된 모타의 구동을 안정시키어 밸브핸들(100)의 수동조작을 완료한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 휴대용 수동밸브 자동 조작기는 원자력발전소와 같이 발전설비에 설치된 대형 수동밸브를 조작할 때 밸브핸들의 리브가 탈락되는 것을 방지하고 다양한 리브 각도에 맞추어 사용할 수 있기에 사용 편의성을 갖추게 된다.

1 : 손잡이 핸들, 2 : 몸체,
3 : 밸브핸들 리브 회전장치, 4 : 밸브핸들 고정대,
5 : 밸브리브 고정 걸림대, 5a : 고정 1단 걸림대,
5b : 고정 2단 걸림대, 5c : 고정 3단 걸림대,
6 : 고정레버,
7 : 탈락방지 걸림후크, 8 : 밸브핸들 리브 자동 걸림부,
9 : 삽입홈, 10 : 바디(Body),
12 : 토크조절기,
14 : 지시판넬, 15 : 밧데리,
16 : 감속장치, 17 : 핸들리브 누름쇠,
18 : 입구 안내판, 19 : 누름쇠 반력스프링,
20 : 누름쇠 회전축 핀, 21 : 제한핀,
22 : 고정용 볼, 23 : 비접촉 근접센서,
100 : 밸브핸들, 100a : 리브(Rib).

Claims

발전설비에 설치된 대형 수동밸브를 수동으로 조작하기 위해 밸브핸들(100)의 리브(100a)를 고정시키는 걸림수단이 손잡이 핸들(1)을 갖춘 몸체(2)의 선단에 구비되어 이루어진 휴대용 수동밸브 자동 조작기에 있어서,
상기 몸체(2)의 선단에 장착되는 밸브핸들 리브 회전장치(3)는 몸체(2)에 연결되는 밸브핸들 고정대(4)와, 상기 밸브핸들 고정대(4)에 연결되어 각도조절이 가능한 밸브리브 고정 걸림대(5)들, 상기 밸브핸들 고정대(4)를 각도 조절하는 고정레버(6) 및, 상기 각각의 밸브리브 고정 걸림대(5)에 연결 설치되면서 밸브핸들(100)의 리브(100a) 장착시 상기 리브(100a)가 이탈되는 것을 방지하는 탈락방지 걸림후크(7)를 갖춘 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 수동밸브 자동 조작기.
제 1항에 있어서,
상기 밸브리브 고정 걸림대(5)는 밸브핸들 고정대(4)에서 각각 회전 가능한 구조로 밸브리브 고정 1단 걸림대(5a)와 밸브리브 고정 2단 걸림대(5b) 및 밸브리브 고정 3단 걸림대(5c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 수동밸브 자동 조작기.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 밸브핸들 리브 회전장치(3)를 갖춘 몸체(2)는 밸브 자동 조작기 지지용 손잡이 핸들(1)이 양쪽으로 설치되어 작업자가 손으로 핸들링 할 수 있도록 되어 있으며, 또한 상기 몸체(2)에는 밸브 핸들 조작기 토크 조절기(12)와, 밸브핸들 자동 조작기 작동 및 상태지시 판넬(14), 리치움-이온 밧데리(15) 및, 밸브 핸들 조작기 감속장치(16)들을 갖춘 것을 특징으로 하는 휴대용 수동밸브 자동 조작기.
제 1항에 있어서,
상기 밸브핸들 리브 자동 걸림부(8)에 설치된 탈락방지 걸림후크(7)는 수동으로 리브 탈락방지 걸림후크 이동거리 제한핀(21)에 따라 이동시켜 리브 탈락방지 걸림후크 고정용 볼(22)에 걸리도록 작동시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 수동밸브 자동 조작기.