KR101712146B1

KR101712146B1 - 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치

Info

Publication number: KR101712146B1
Application number: KR1020160141910A
Authority: KR
Inventors: 임차묵; 이서규; 권남원
Original assignee: 웨스글로벌 주식회사
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-03-03

Abstract

본 발명은 파이프 말단에 결합된 센서를 보호하는 센서 보호구가 형성되어 스컴 제거 장치와 같은 외부의 물체로부터 센서가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 슬러지침전지 수조 내에 센서가 고정되도록 센서를 지지하고, 스컴 제거 장치가 근접시 동력없이 지지대를 회동시켜 센서의 손상을 방지하고, 슬러지침전지의 계면을 용이하게 측정할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 스컴 제거 장치의 회전속도와 대응되도록 지지대의 위치를 회동 및 복귀시킴으로써 계면 측정이 용이하고, 관리자가 별도로 지지대의 회동속도를 조절할 필요가 없는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.

Description

유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치 {PROTECTION DEVICE FROM MOVING STRUCTURE}

본 발명은 파이프 말단에 결합된 센서를 보호하는 센서 보호구가 형성되어 스컴 제거 장치와 같은 외부의 물체로부터 센서가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 슬러지침전지 수조 내에 센서가 고정되도록 센서를 지지하고, 스컴 제거 장치 및 스크래퍼가 근접시 동력없이 지지대를 회동시켜 센서의 손상을 방지하고, 슬러지침전지의 계면을 용이하게 측정할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 스컴 제거 장치의 회전속도와 대응되도록 지지대의 위치를 회동 및 복귀시킴으로써 계면 측정이 용이하고, 관리자가 별도로 지지대의 회동속도를 조절할 필요가 없는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로 하폐수처리장 및 정수장에 형성된 슬러지침전지는 수조 내의 오염된 물을 약품이나 미생물 등을 이용한 정화처리를 진행한 뒤, 오염수에 형성된 슬러지(sludge)와 스컴(scum)을 제거하여 오염수를 정화한다.

슬러지는 하수처리 또는 정수과정에서 생긴 침전물을 뜻하며, 스컴은 슬러지와 동일한 과정에서 생성되는 부유물로 수면 위에 발생되는 부산물을 뜻한다.

스컴의 경우 수면 위에 발생하는 부유물로 슬러지침전지를 중심으로 회전하는 스컴 제거 장치를 통해 쉽게 제거할 수 있으나, 슬러지는 수면 밑에 생기는 잔여물이기 때문에 확인이 용이하지 않다.

이로 인해 종래에는 슬러지를 제거하기 위하여 타이머를 통한 일정 시간 간격에 따라 슬러지를 인발하도록 하였다.

그러나 시간에 따라 점차 슬러지의 농도가 낮아지므로 불필요한 슬러지를 배출하게 되고, 설치된 설비의 전력 소모량이 증가하므로 슬러지 처리비용이 높아지는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 슬러지 계면계를 침전지에 적용시키게 되었는데, 다양한 계면계 중 초음파를 이용하여 슬러지의 농도 및 슬러지층의 높이를 파악할 수 있는 초음파 슬러지 계면계가 각광받고 있다.

한편, 초음파 슬러지 계면계와 같이 수질을 측정할 수 있는 센서를 이용한 하수처리 장치로서 등록특허공보 제10-0506804호에서는 센서 및 세척수용 집수트러프를 구비한 원통형 상하수도정수장치를 기재하고 있다.

상기 선행기술은 도 1과 같이 본체(100)에 내장된 오염수를 본체(100) 상면에 형성된 유입측센서부(165)를 통해 오염도를 감지하고, 이를 계산하여 오염수를 처리할 수 있는 상하수도 정수장치에 관한 것이다.

그러나 수조의 하면에 형성되는 슬러지의 경우 스컴에 의해 초음파가 반사되거나 슬러지까지 도달하지 못하여 슬러지 측정에는 어려움이 있어 오염수 내부로 초음파 슬러지 계면계가 형성되어야 할 필요가 있으나 선행기술에서는 이에 대한 내용이 기재되어 있지 않다.

또한, 초음파 슬러지 계면계를 파이프 등의 연장부재에 고정하여 오염수에 인입한다 하더라도 회전하는 스컴 제거 장치에 의해 계면계와 결합된 파이프가 충돌할 수 있어 설치되기가 어렵다.

따라서, 스컴 제거 장치의 회전과 관련없이 수조 내에 고정되어 슬러지를 측정할 수 있는 센서 거치대의 개발이 필요한 실정이다.

등록특허공보 제10-0506804호 (2005.08.09.)

본 발명은 위와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 파이프 말단에 결합된 센서를 보호하는 센서 보호구가 형성되어 스컴 제거 장치와 같은 외부의 물체로부터 센서가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 슬러지침전지 수조 내에 센서가 고정되도록 센서를 지지하고, 스컴 제거 장치가 근접시 동력없이 지지대를 회동시켜 센서의 손상을 방지하고, 슬러지침전지의 계면을 용이하게 측정할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 스컴 제거 장치의 회전속도와 대응되도록 지지대의 위치를 회동 및 복귀시킴으로써 계면 측정이 용이하고, 관리자가 별도로 지지대의 회동속도를 조절할 필요가 없는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 제공하는 데 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치는,

고정체와 연결되는 고정파이프; 상기 고정파이프의 일단과 연결되는 댐퍼부; 및 일단은 상기 댐퍼부와 결합되며, 타단은 상기 초음파 센서와 결합되고, 상기 댐퍼부를 중심으로 회동하는 회동파이프;를 포함하되, 상기 댐퍼부는 상기 회동파이프를 회동시키며, 댐퍼가 내장된 힌지 본체; 및 상기 고정파이프와 상기 회동파이프의 일단과 각각 결합되는 제1 및 2 연결구;을 포함하며, 상기 회동파이프는 상기 회동파이프의 외면과 체결되는 결합체; 및 상기 결합체와 결합되되, 상기 초음파 센서와 이격거리가 존재하여 상기 스컴 제거 장치와 충돌에 의해 상기 회동파이프를 회동시키며, 상기 초음파 센서를 보호하는 센서 보호구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치는, 파이프 말단에 결합된 센서를 보호하는 센서 보호구가 형성됨으로써 스컴 제거 장치와 같은 외부의 물체로부터 센서가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 효과를 보유한다.

또한, 본 발명은 슬러지침전지 수조 내에 센서가 고정되도록 센서를 지지하고, 스컴 제거 장치가 근접시 동력없이 지지대를 회동시킴으로써 센서의 손상을 방지하고, 슬러지침전지의 계면을 용이하게 측정할 수 있는 효과를 보유한다.

또한, 본 발명은 스컴 제거 장치의 회전속도와 대응되도록 지지대의 위치를 회동 및 복귀시킴으로써 계면 측정이 용이하고, 관리자가 별도로 지지대의 회동속도를 조절할 필요가 없는 효과를 보유한다.

도 1은 종래의 하수처리장치에 관한 것이다.
도 2 및 2a는 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치가 설치되는 실시예들을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 정면도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치의 작동예를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

또한, 본 발명은 슬러지침전지 수조 내에 센서가 고정되도록 센서를 지지하고, 스컴 제거 장치가 근접시 동력없이 지지대를 회동시켜 센서의 손상을 방지하고, 슬러지침전지의 계면을 용이하게 측정할 수 있는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치에 관한 것이다.

도 2 및 2a는 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치가 설치되는 실시예들을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치는 주로 하폐수처리장 내 침전지에 설치되는 초음파 계면계를 지지하는 것으로,

이러한 본 발명은 도 2와 같이원형타입의 슬러지침전지(20)를 가로질러 설치되는 통행로(22)의 핸드 레일(23)과 결합되어 설치될 수 있다.

이때, 센서 지지대(10)는 핸드 레일(23)과 직접 결합하여 설치될 수 있으나, 통행로(22) 및 핸드 레일(23)의 진동이 센서 지지대(10)로 전달될 우려가 있어 이를 방지하기 위해 별도의 브라켓(30)을 이용하여 센서 지지대(10)가 핸드 레일(23)에 결합되도록 한다.

센서 지지대(10) 설치시 원형타입의 슬러지침전지(20) 중심을 따라 회전하는 스컴 제거 장치(21)의 회전방향을 고려하여 센서 지지대(10)의 회동방향이 동일하게 설치하도록 한다.

이와 같이 설치된 센서 지지대(10)는 회전하는 스컴 제거 장치(21)와 맞닿더라도 도 댐퍼부(200)에 의해 회동하게 되어 스컴 제거 장치(21)와 센서 지지대(10) 하측에 형성되는 센서가 충돌되지 않도록 한다.

또한, 도 2a와 같이 센서 지지대(10)가 지면에 설치될 수 있는데, 지면에 센서 지지대(10)와 결합되는 브라켓(30)을 지면과 결합하고, 브라켓(30)과 센서 지지대(10)를 결합하여 지면에 형성된 홀로 인입될 수 있도록 한다.

이러한 센서 지지대(10)의 구성은 도 2 내지 5를 통해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 정면도로 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치를 사시도로 나타낸 것이고, 도 5 및 6은 본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치의 작동예를 나타낸 것이다.

본 발명인 센서 지지대(10)는 고정파이프(100), 댐퍼부(200) 및 회동파이프(300)를 포함하고 있다.

고정파이프(100)는 측면이 브라켓(30)과 연결되어 지면이나 핸드 레일(23) 등에 고정된다.

이때, 고정파이프(100)는 볼트 등과 같이 별도의 결합부재를 사용하여 결합되거나, 별도의 가공을 통해 고정파이프(100)를 관통하는 관통구를 형성하여 결합할 수 있도록 한다.

브라켓(30)와 결합된 고정파이프(100)의 하단은 댐퍼부(200)의 제1 연결구(220)와 연결되어 댐퍼부(200) 및 회동파이프(300)와 결합된다.

댐퍼부(200)는 힌지 본체(210)를 중심으로 양 말단에는 각각 제1 및 2 연결구(220, 230)가 형성되어 있다.

힌지 본체(210)는 내면에 댐퍼(도면에 미도시)가 구비되는데, 이때 댐퍼는 유압댐퍼를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

댐퍼는 유압호스(211)와 연결되어 유압이 조절되어 회동파이프(300)의 회동속도를 조절할 수 있다. 이는 회동파이프(300)가 힌지 본체(210)에 의해 빠른 회동이 이루어질 경우 상기 회동파이프(300) 하단과 연결될 센서에 충격이 가해질 우려가 있어 이를 방지하기 위함이다.

제1 및 2 연결구(220, 230)는 각각 고정파이프(100)와 회동파이프(300) 일측 말단과 결합하는 역할로, 상기 고정파이프(100)와 회동파이프(300)의 일측 말단에 형성되는 나사산에 대응되는 형상이 제1 및 2 연결구(220, 230) 내면에 형성되어 나사결합이 이루어지도록 한다.

회동파이프(300)는 힌지 본체(210)의 회전축을 중심으로 회동하는 파이프로, 댐퍼부(200)에 대향하는 일측 말단에 나사산이 형성되어 제2 연결구(230)와 결합된다.

이러한 회동파이프(300)는 센서 보호구(310) 및 초음파 센서(320)를 포함하고 있다.

센서 보호구(310)는 회동파이프(300)의 외면을 따라 결합된 결합체(311)와 연결되되, 초음파 센서(320)와 이격되어 설치된다.

이러한 센서 보호구(310)는 원형타입의 슬러지침전지(20)의 중심을 따라 회전하는 스컴 제거 장치(21)와 충돌하되, 충돌시 초음파 센서(320)와의 이격거리는 유지하며, 스컴 제거 장치(21)로부터 받은 힘은 센서 보호구(310)에서 결합체(311)로 전달되고, 회동파이프(300)가 힌지 회전축(210a)을 따라 회동할 수 있도록 한다.

기존의 계면계 거치대의 경우 스컴 제거 장치(21)가 근접할 경우 동력에 의해 거치대를 수면 밖으로 이동시켜 충돌을 방지하였으나 본 발명에서는 별도의 동력없이도 초음파 센서(320)를 스컴 제거 장치(21)로부터 보호할 수 있고, 스컴 제거 장치(21)의 회전에 방해되지 않도록 회동파이프(300)가 무동력으로 회동될 수 있다는 이점을 가지고 있다.

이에 대한 내용은 후술된 도 5를 통해 자세히 설명하도록 한다.

센서 보호구(310)의 일면 중 초음파 센서(320)와 대향하는 면은 초음파 센서(320)의 너비를 수용할 수 있어야 하며, 수면에 형성되는 슬러지가 센서 보호구(310)에 잔존하지 않고, 통과할 수 있도록 복수개의 관통홀(310a)이 형성될 수 있다.

초음파 센서(320)는 회동파이프(300)의 말단에 형성되며, 원형타입의 슬러지침전지(20)의 수조 내부로 인입되어 설치된다.

이러한 초음파 센서(320)는 수조 내의 슬러지를 초음파를 통해 감지 및 측정하는 역할을 수행한다.

이러한 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치의 작동예는 도 5 및 6을 통해 설명하도록 한다.

도 5 및 6은 본 발명에 따른 유동 구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치의 작동예를 나타낸 것이다.

먼저 도 5는 회동파이프(310)가 회동하여 작동되는 예를 나타낸 것으로, 앞서 초음파 센서 지지대(10)는 스컴 제거 장치(21)의 회전방향과 댐퍼부(200)로 인한 회동파이프(310)의 회동방향은 동일하게 설치되어야 한다.

스컴 제거 장치(21)로부터 받은 힘(두꺼운 화살표로 도시)이 센서 보호구(310)와 먼저 충돌하고, 이는 상술된 바와 같이 결합체(311)로 전달되어 힌지 회전축(210a)을 중심으로 회동파이프(300)가 회동되로록 한다.

이후 스컴 제거 장치(21)가 회동파이프(300)를 지나가게 되면 회동파이프(300)는 다시 기존의 위치로 복귀하게 되는데, 이때 중력에 의한 갑작스런 위치변화는 회동파이프(300)로 충격이 가해질 수 있다.

따라서, 상술된 바와 같이 힌지 본체(210) 내부에는 댐퍼를 형성하여 회동파이프(300)가 서서히 본래 위치로 복원될 수 있도록 한다.

한편, 스컴 제거 장치(21)의 속력은 수조 내 물의 오염도, 정화정도에 따라 수시로 변화될 수 있다. 그러나 댐퍼로 인한 회동속도는 수시로 설정하기 어려워 계면을 감지 및 측정하는 초음파 센서가 원활하게 작동되지 않을 수 있다.

따라서, 도 6과 같이 결합체(311)가 로프(312)를 통해 회동파이프(300)의 외면을 따라 이동하도록 설계할 수 있다.

본 발명에 따른 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치는 로프(312)와 이를 제어하는 로프 제어 모듈(313)을 추가로 포함할 수 있다.

로프(312)는 결합체(311)와 연결되어 결합체(311)가 회동파이프(300)의 외면을 따라 이동할 수 있도록 한다.

상기 결합체(311)가 초음파 센서(320)와 연결된 측으로 이동할 경우 무게중심이 초음파 센서(320) 방향으로 이동되면서, 모멘트(moment of force, M)가 상승함과 동시에 회동파이프(300)의 회동속도도 비례하여 상승하게 된다.

따라서, 상대적으로 빠르게 회전하는 스컴 제거 장치(21)에 대해 본래 위치에 맞춰 대응할 수 있도록 한다.

상기 로프(312)는 연장 및 수축되어 결합체(311)를 이동시키는데, 이러한 로프(312)의 길이를 제어하는 수단으로 로프 제어 모듈(313)이 필요하다.

상기 로프 제어 모듈(313)은 관리자가 직접 스컴 제거 장치(21)의 회전 속도를 입력하여 상기 회전 속도에 따라 회동파이프(300)가 회동할 수 있도록 로프(312)를 제어할 수 있다.

또는, 내부에 동작 감지 센서(도면에 미도시)를 추가로 포함하여 회동파이프(300)와 스컴 제거 장치(21)의 충돌을 감지 및 계산하여 스컴 제거 장치(21)의 회전 속도에 따라 로프(312)를 제어할 수 있도록 설계할 수 있다.

한편, 상기에서 도 2 내지 6을 인용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 2 내지 6의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10: 초음파 센서 지지대 20: 슬러지침전지
21: 스컴 제거 장치 22: 통행로
23: 핸드 레일 30: 브라켓
100: 고정파이프 200: 댐퍼부
210: 힌지 본체 210a: 힌지 회전축
211: 유압호스 220: 제1 연결구
230: 제2 연결구 300: 회동파이프
310: 센서 보호구 310a: 관통홀
311: 결합체 312: 로프
313: 로프 제어 모듈 320: 초음파 센서

Claims

슬러지침전지의 수조 내로 인입된 초음파 센서를 고정하고, 스컴 제거 장치로부터 상기 초음파 센서 보호할 수 있는 센서 거치대로서,
고정체와 연결되는 고정파이프;
상기 고정파이프의 일단과 연결되며, 댐퍼가 내장되는 댐퍼부; 및
일단은 상기 댐퍼부와 결합되며, 타단은 상기 초음파 센서와 결합되고, 상기 댐퍼부를 중심으로 회동하는 회동파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 댐퍼부는,
상기 회동파이프를 회동시키며, 상기 댐퍼가 내장된 힌지 본체; 및
상기 고정파이프와 상기 회동파이프의 일단과 각각 결합되는 제1 및 2 연결구;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 댐퍼는,
유압을 이용하는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회동파이프는,
상기 회동파이프의 외면과 체결되는 결합체; 및
상기 결합체와 결합되되, 상기 초음파 센서와 이격거리가 존재하여 상기 스컴 제거 장치와 충돌에 의해 상기 회동파이프를 회동시키며, 상기 초음파 센서를 보호하는 센서 보호구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.
청구항 4에 있어서,
상기 결합체는,
상기 스컴 제거 장치의 회전속도에 따라 상기 회동파이프의 외면을 따라 이동되어 상기 회동파이프의 회동속도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스컴 제거 장치의 회전방향과 상기 회동파이프의 회동방향이 동일하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유동구조물 회피 기능을 탑재한 초음파 센서 보호장치.