KR101745968B1 - 체크밸브 및 이를 이용한 체크밸브시스템 - Google Patents

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    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters

Abstract

밸브가이더가 구비된 체크밸브를 개시한다.
유입구와 유출구가 구비된 밸브바디; 상기 밸브바디 내부에서 상기 유입구를 개폐하는 디스크; 상기 디스크가 상기 유입구를 개폐할 수 있도록 상기 디스크가 이동하는 축을 형성하는 힌지핀; 상기 힌지핀의 일측 단부에 연결되어 상기 힌지핀의 회전에 따라 회전되는 회전판; 및 상기 회전판과 연결되는 밸브가이더를 포함하며, 상기 디스크와 상기 힌지핀은 힌지암으로 연결되고, 상기 회전판은 상기 회전판의 중심에서 상기 힌지핀의 일측단부와 연결되며, 상기 회전판이 상기 힌지핀과 맞닿는 면의 반대면에서 상기 회전판의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격된 위치에서 돌출된 컨트럴러그를 포함하며, 상기 밸브가이더는: 상기 회전판에 대향되게 구비되고, 상기 회전판과 회전중심이 동일한 가이더회전판; 상기 컨트럴러그의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 컨트럴러그가 이동하는 경로를 따라 상기 가이더회전판에 형성되는 가이더그루부; 일정이상의 무게를 가지고 있어 외력이 없는 이상 상기 가이더회전판으로부터 지면방향에 위치하는 웨이트; 및 상기 가이더회전판과 상기 웨이트를 연결하는 가이더암을 포함하는 체크밸브를 제공한다.

Description

체크밸브 및 이를 이용한 체크밸브시스템{Check Valve And Check Valve System Using the Same}
본 실시예는 체크밸브 및 이를 이용한 체크밸브시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
체크밸브는 패시브 시스템으로 체크밸브 양단의 압력차에 의해서 작동한다. 체크밸브 유입구와 유출구에 일정크기 이상의 압력차가 있으면 디스크가 회전하여 체크밸브가 열리고, 압력차가 해소되면 체크밸브가 닫히게 된다.
체크밸브는 별도의 동력원을 사용하지 않으면서, 시스템에서 유체의 흐름을 제어하는 장치로, 체크밸브의 디스크가 체크밸브의 열림 또는 닫힘 상태에서 디스크가 고착(Stuck)되어 체크밸브의 정상적인 작동이 이루어지지 않게 되면, 시스템 내에서의 유체흐름이 원활히 제어되지 않아 시스템의 문제를 발생시킬 수 있다.
이렇게, 체크밸브의 정상적인 작동은 시스템의 전체 신뢰도에 큰 영향을 미치지만, 실제로 산업전반에서 사용되는 체크밸브의 경우, 체크밸브가 열림 또는 닫힘 상태에서 디스크가 고착(Stuck)되어 체크밸브가 원활한 작동이 이루어지지 않더라도, 이러한 체크밸브의 고장상황을 빠르게 파악하지 못하거나, 파악하더라도 즉각적으로 문제를 해결할 수 있는 아무런 장치가 없다.
따라서, 체크밸브의 열림 또는 닫힘 상태에서 디스크가 고착(Stuck)되는 등의 문제가 발생하면, 기술자들이 문제가 되는 체크밸브가 있는 현장으로 이동하여 현장에서 고장상황을 해결해야 하므로, 체크밸브의 고장상황을 해결하기 위한 시간적인 텀이 발생하는 문제가 있다.
특히, 원전 등에서 사용되는 체크밸브의 경우, 체크밸브의 열림 또는 닫힘 상태에서 디스크가 고착(Stuck)되는 상황은 안전문제와 직결될 수 있으므로, 즉각적인 체크밸브의 고장상황 파악과 고장상황 파악 후 즉각적으로 문제를 해결할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 실시예는 위와 같은 문제를 해결하기 위한 체크밸브로, 체크밸브의 열림 또는 닫힘 상태에서 디스크가 고착(Stuck)되어 체크밸브의 정상적인 작동이 이루어지지 않는 경우, 체크밸브에 연결되는 밸브가이더의 작동을 통해 정상적인 기능을 수행할 수 있는 체크밸브를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기의 체크밸브에 구동장치, 압력 및 위치확인부 및 제어부를 통한 체크밸브의 오작동 상태를 즉각적으로 파악하여 밸브가이더에 의해 체크밸브를 가동시키는 체크밸브 시스템을 제공하는데 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 유입구와 유출구가 구비된 밸브바디; 상기 밸브바디 내부에서 상기 유입구를 개폐하는 디스크; 상기 디스크가 상기 유입구를 개폐할 수 있도록 상기 디스크가 이동하는 축을 형성하는 힌지핀; 상기 힌지핀의 일측 단부에 연결되어 상기 힌지핀의 회전에 따라 회전되는 회전판; 및 상기 회전판과 연결되는 밸브가이더를 포함하며, 상기 디스크와 상기 힌지핀은 힌지암으로 연결되고, 상기 회전판은 상기 회전판의 중심에서 상기 힌지핀의 일측단부와 연결되며, 상기 회전판이 상기 힌지핀과 맞닿는 면의 반대면에서 상기 회전판의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격된 위치에서 돌출된 컨트럴러그를 포함하며, 상기 밸브가이더는: 상기 회전판에 대향되게 구비되고, 상기 회전판과 회전중심이 동일한 가이더회전판; 상기 컨트럴러그의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 컨트럴러그가 이동하는 경로를 따라 상기 가이더회전판에 형성되는 가이더그루부; 일정이상의 무게를 가지고 있어 외력이 없는 이상 상기 가이더회전판으로부터 지면방향에 위치하는 웨이트; 및 상기 가이더회전판과 상기 웨이트를 연결하는 가이더암을 포함하는 체크밸브를 제공한다.
또한, 체크밸브; 상기 체크밸브 유입구와 유출구에서 압력을 측정하는 압력측정부와 상기 디스크의 위치를 측정하여 상기 체크밸브의 열린상태 및 닫힌상태를 확인하는 위치측정부를 포함하는 측정부; 상기 체크밸브의 상기 밸브가이더와 연결되어 상기 밸브가이더를 회전시키는 구동장치; 및 상기 체크밸브 유입구와 유출구의 압력차이와 상기 디스크 위치를 비교하여 구동장치를 작동시키는 제어부를 포함하는 체크밸브 시스템을 제공한다.
또한, 체크밸브 시스템을 이용하여 체크밸브를 작동방법에 있어서, 상기 측정부가 상기 체크밸브 내부와 외부에 압력차이 및 체크밸브의 디스크 위치를 측정하는 과정; 상기 제어부가 상기 체크밸브가 열림 불능 상태인지 판단하는 과정; 상기 체크밸브가 열림불능 상태가 아닌 경우 압력차이에 의해 상기 체크밸브가 정상적으로 열리는 과정; 상기 제어부는 체크밸브가 열림불능 상태라고 판단한 경우 상기 구동장치를 구동시켜 상기 밸브가이더가 회전함에 따라 상기 체크밸브가 열리는 과정; 상기 측정부가 상기 체크밸브 내부와 외부에 압력차이 및 체크밸브의 디스크 위치를 측정하는 과정; 상기 제어부가 상기 체크밸브가 닫힘 불능 상태인지 판단하는 과정; 상기 체크밸브가 닫힘불능 상태가 아닌 경우 압력차이 해소로 인해 상기 체크밸브가 정상적으로 닫히는 과정; 및 상기 제어부는 상기 체크밸브가 닫힘불능 상태라고 판단한 경우 상기 모터를 구동시켜 상기 밸브가이더가 회전함에 따라 상기 체크밸브가 닫히는 과정을 포함하는 체크밸브 작동방법을 제공한다.
본 실시예에 따른 체크밸브는 체크밸브의 기능의 이상으로 체크밸브 유입구와 유출구에서 일정크기이상의 압력차가 있더라도 체크밸브가 열리지 않거나, 압력차가 없어져도 체크밸브가 닫히지 않는 등과 같이 제대로 작동을 하지 않는 경우 현장에서 조치가 이루지지 않더라도 밸브가이더 및 구동장치를 이용하여 체크밸브를 열거나 닫을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 체크밸브 유입구와 유출구의 압력차이와 체크밸브 피스톤의 위치를 확인하여, 체크밸브가 열림불능 및 닫힘불능 상태를 인지하고 상황에 따라 밸브가이더를 작동하여 체크밸브를 개폐하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 배면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 시스템의 블록도이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브가이더가 초기위치에서 체크밸브가 닫힌 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브가이더가 초기위치에서 체크밸브가 열린 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브가이더에 의해 체크밸브가 닫힌 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브가이더에 의해 체크밸브가 열린 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브가 작동하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
이하 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제1, 제2, ⅰ), ⅱ), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 체크밸브 및 이를 이용한 체크밸브시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 분해도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 배면도이다.
본 실시예에 따른 체크밸브(100)의 전체적인 구성을 살펴보면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 유입구(120)와 유출구(130)가 구비된 밸브바디(110)와, 상기 밸브바디(110)의 내부에 관통하여 설치되는 힌지핀(210)을 축으로 회동하면서 유입구(120)를 개폐하게 되는 밸브개폐용 디스크(200)와, 힌지핀(210)과 디스크(200)를 연결하는 힌지암(220)을 포함한다.
또한, 힌지핀(210)의 일측 단부에는 회전판(230)을 포함하며, 회전판(230)은 밸브가이더(400)와 연결된다. 힌지핀(210)의 타측 단부에는 디스크(200)의 개폐여부를 표시하는 표시부(260)를 포함한다.
회전판(230)은 밸브가이더(400)가 연결되는 축돌기(240)와 디스크(200)의 움직임에 따라 회전하며, 밸브가이더(400)의 가이더그루부(420) 내에서 움직이는 컨트럴러그(250)를 포함한다.
밸브가이더(400)는 웨이트(450)를 포함하고 있어, 웨이트(450)의 무게로 디스크(200)가 체크밸브(100) 유입구와 유출구의 압력차이에 의해 체크밸브(100)가 개폐되는 경우에는 작동하지 않는다.
다만, 디스크(200)가 열린 상태 또는 닫힌 상태에서 고착(Stuck)되어, 동작하지 않는 경우에는 밸브가이더(400)가 작동하여 체크밸브(100)의 디스크(200)를 강제로 회전시킬 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 체크밸브(100)의 각 구성에 대해 도 1 및 도 2를 바탕으로 자세히 설명하도록 한다.
밸브바디(110)는 유입구(120)와 하나 또는 2개 이상의 유출구(130)를 포함할 수 있으며, 보넷커버(140)를 이용하여 밀폐할 수 있다.
밸브바디(110)는 힌지핀통로(150)를 더 포함한다. 힌지핀통로(150)는 유입구(120) 상부에서 유입구(120)와 수직하게 형성되어, 힌지핀통로(150) 양단에는 외부와 통하는 힌지홀(160)을 형성하며, 힌지핀통로(150) 내부에 힌지핀(210)이 위치한다.
다만, 힌지홀(160)을 통해 유체가 빠져나가지 못하고, 힌지핀(210)이 적절하게 회전할 수 있도록 각각의 힌지홀(160)에 베어링(300)을 설치할 수 있다. 따라서, 베어링(300)은 힌지홀(160)로 유체가 빠져나가지 못하도록 실링역할을 함과 동시에 힌지핀(210)이 회전이 원활히 이루어지도록 하는 역할을 한다.
디스크(200)는 체크밸브(100)의 유입구(120)를 개폐하기 위한 원형판으로, 유입구(120)를 막을 수 있는 크기이며, 디스크(200)가 유입구(120)를 향하는 면은 디스크(200)가 닫힌상태 일 때, 유체가 누설되지 않게 편평한 면으로 되어 있다.
디스크(200)가 유입구(120)를 향하는 면의 반대 면에는 힌지암(220)이 연결되고, 힌지암(220)은 디스크(200)와 힌지핀(210)을 연결한다. 디스크(200)는 힌지핀(210)을 축으로 밸브 내부로 회전하므로, 힌지핀(210)이 회전하면, 디스크(200)는 힌지핀(210)을 축으로 회전한다.
체크밸브(100)는 패시브 시스템으로 밸브 양단의 압력차에 의해서 작동한다. 체크밸브 유입구(120)와 유출구(130)에 일정크기이상의 압력차가 있으면 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 회전하여 체크밸브(100)가 열리거나 닫히게 된다.
회전판(230)은 힌지핀(210)의 일측 단부에서 연결되는 원형판으로써, 힌지핀(210)의 일측 단부가 회전판(230)의 중심에 연결되고, 힌지핀(210)의 축과 회전판(230)의 축은 동일선상에 연결되어, 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 회전하면 회전판(230)도 함께 회전하게 된다.
회전판(230)은 밸브가이더(400)가 연결되는 축돌기(240)와 회전가능하도록 결합되어 디스크(200)와 한 몸체를 이루어 회전하며, 밸브가이더(400)의 가이더그루부(420)의 일측 코너와 타측 코너 사이에서 움직이는 컨트럴러그(250)를 포함한다. 이때 밸브가이더(400)는 가이더회전판(410)의 중심홀(430)을 축으로 축돌기(240)에 대해 회전가능하게 연결된다. 도 1을 참조하면, 가이더그루부(420)의 일측 코너는 가이더회전판(410)의 중심홀(430)을 축으로 반시계방향(체크밸브를 닫는 방향) 선단에 위치하는 가이더그루부(420)의 내측 코너부를 의미하고, 타측 코너는 시계방향(체크밸브를 여는 방향) 선단에 위치하는 가이더그루부(420)의 내측 코너부를 의미한다.
컨트럴러그(250)는 회전판(230)이 힌지핀(210)과 맞닿는 면의 반대면에서 돌출된 돌기로써, 회전판(230)의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격된 위치에서 돌출되어 있다. 회전판(230)은 힌지핀(210)과 연결되므로, 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 회전하면, 디스크(200)가 회전하는 각도만큼 컨트럴러그(250)도 회전판(230)의 중심으로부터 동일하게 회전한다.
따라서, 체크밸브(100)가 닫힌상태에서, 밸브가이더(400)가 가이더회전판(410)의 중심홀(430)을 축으로 체크밸브(100)가 열리는 방향으로 디스크(200)가 회전하면, 가이더그루부(420)도 같은 방향으로 회전하여, 컨트럴러그(250)를 이동시켜 디스크(200)가 상기 힌지핀(210)을 축으로 회전하여 체크밸브(100)가 열린상태로 되며, 체크밸브(100)가 열린상태에서, 밸브가이더(400)가 가이더회전판(410)의 중심홀(430)을 축으로 체크밸브(100)가 닫히는 방향으로 디스크(200)가 회전하면, 가이더그루부(420)도 같은 방향으로 회전하여, 컨트럴러그(250)를 이동시켜 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 회전하여 체크밸브(100)가 닫힌상태로 된다.
즉, 도 4의 (a)와 같이 디스크(200)가 닫힌 상태일 때, 컨트럴러그(250)가 회전판(230)의 중심으로부터 아래방향에 위치하며, 도 4의 (b)와 같이 체크밸브(100)가 열려 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 90°만큼 시계방향으로 이동하면, 컨트럴러그(250)도 회전판(230)의 중심을 축으로 시계방향으로 90°만큼 이동하게 된다.
본 설명에서 장치의 회전방향의 설명과 관련하여 사용되는 시계방향 또는 반시계방향의 내용은 구성의 작동원리를 설명하는 것으로, 발명의 내용을 특정방향으로 한정하는 것이 아니다.
힌지핀(210)의 타측 단부는 표시부(260)로 연결되며, 표시부(260)는 힌지핀(210)의 타측 단부에서 수직하게 절곡되어 일측 방향을 가리키도록 돌출되어 있다. 표시부(260)는 컨트럴러그(250)가 회전하는 각도와 동일한 범위에서 회전한다.
도 2와 같이 밸브바디(110)에 표시판(170)을 설치하여 체크밸브(100)가 닫힌 상태에서 표시부(260)가 가리키는 방향의 표시판(170)에는 닫힌상태를 나타내는 ‘C’를 표시하고, 체크밸브(100)가 열린 상태에서 표시부(260)가 가리키는 방향의 표시판(170)에는 열린상태를 나타내는 ‘O’를 표시하는 것도 가능하다.
밸브가이더(400)는 체크밸브(100)가 닫힌상태에서 디스크가 고착되어 ‘열림불능’상태가 되거나, 체크밸브(100)가 열린상태에서 디스크가 고착되어 닫힘불능’상태가 되어, 체크밸브(100)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에 디스크(200)의 개폐를 돕는 수단으로, 가이더회전판(410), 가이더암(440) 및 웨이트(450)를 포함한다.
가이더회전판(410)은 회전판(230)에 대향하는 원형판으로, 중심에 중심홀(430)을 포함하고 있으며, 중심홀(430)은 회전판(230)의 축돌기(240)에 끼워져, 가이더회전판(410)이 축돌기(240)을 축으로 회전하므로 회전판(230)과 회전중심이 동일하다.
가이더회전판(410)의 외주는 가이더암(440)과 연결되는 부분을 제외하고 톱니형태로 이루어져 있다. 이러한 가이더회전판(410) 외주의 톱니부분은 외부의 구동장치(500)와 연결되고, 가이더회전판(410)은 구동장치(500)에 의해 회전할 수 있다.
가이더그루부(420)는 컨트럴러그(250)가 이동하는 경로를 따라 가이더회전판(410) 상에 형성된 홀로써, 가이더회전판(410)의 중심에서 소정의 간격으로 동일한 길이만큼 이격된 원호형태의 홀이다.
컨트럴러그(250)는 웨이트(450)가 가이더회전판(410)으로부터 지면방향에 위치하는 밸브가이더(400)의 ‘초기위치’에서의 가이더그루부(420) 내에서만 이동한다.
가이더그루부(420)는 컨트럴러그(250)가 회전판(230)의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격된 길이만큼 가이더회전판(410)의 중심으로부터 이격된 위치에서 형성된 홀로써, 회전판(230)에서 돌출된 컨트럴러그(250)는 가이더그루부(420) 내에서 이동하게 된다.
다만, 가이더회전판(410)에 연결되는 구동장치에 의해 밸브가이더(400)가 회전하면, 가이더그루부(420)도 회전하게 되므로, 가이더그루부(420)가 회전판(230)의 컨트럴러그(250)를 회전시킨다. 컨트럴러그(250)가 회전함에 따라 디스크(200)도 힌지핀(210)을 축으로 회전하게 된다.
웨이트(450)는 일정이상의 무게를 가지고 있어 구동장치(500)에 의해 밸브가이더(400)가 작동하지 않는 이상 웨이트(450)의 무게로 인해 구동장치의 정지관성을 이기고 회전하여 가이더회전판(410)으로부터 지면방향인 밸브가이더(400)의‘초기위치’에 놓이며, 가이더암(440)으로 가이더회전판(410)과 연결되어 있다. 웨이트(450)는 구동장치(500)에 의해 밸브가이더(400)가 작동하지 않는 이상 가이더회전판(410)이 회전하지 못하도록 하는 역할을 한다.
웨이트(450)는 디스크(200)가 열리지 않아 구동장치(500)에 의해 가이더회전판(410)이 도 4의 (d)와 같이 이동하거나, 디스크(200)가 닫히지 않아 구동장치에 의해 가이더회전판(410)이 도4의 (c)와 같이 이동하여 웨이트(450)가 움직이더라도, 이후 웨이트(450)는 무게로 인해 밸브가이더(400)는 다시 ‘초기위치’로 되돌아 온다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 시스템의 블록도이다.
이러한 체크밸브(100)는 제어부(600), 측정부(700) 및 구동장치(500)를 추가로 포함하는 체크밸브 시스템에 사용될 수도 있다.
즉, 측정부(700)는 압력측정부(720)와 위치측정부(710)를 포함하고, 압력측정부(720)는 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 압력센서를 설치하여 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)의 압력을 측정한다. 위치측정부(710)는 표시부(260) 또는 표시판(170)에 위치센서를 설치하여 디스크(200)의 위치를 측정하여 체크밸브(100)의 열린상태 또는 닫힌상태를 측정한다.
제어부(600)는 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)의 일정크기이상의 압력차이를 존재하는지를 판단하고, 체크밸브(100)가 열린상태인지 또는 닫힌상태인지를 판단하여 체크밸브(100)의 디스크(200)가 고착된(Stuck) 상태인지를 판단한다. 디스크(200)가 고착된 상태인 경우, 제어부(600)는 구동장치(500)를 구동하여 밸브가이더(400)를 작동시키고, 밸브가이더(400)가 디스크(200)를 회전시킨다.
구동장치(500)는 모터 등과 같이 밸브가이더(400)의 가이더회전판(230)을 회전시킬 수 있는 장치로 외부동력에 의해 작동된다.
밸브가이더(400)는 구동장치(500)에 의해 작동된다. 구동장치(500)는 밸브가이더(400)의 가이더회전판(410)의 외주에 형성된 톱니부분(460)을 통해 밸브가이더(400)와 연결되어 밸브가이더(400)를 회전시킨다.
구동장치(500)가 작동되지 않는 동안에는 밸브가이더(400)가 구동장치(500)의 영향을 받지 않고, 웨이트(450)의 영향을 받으므로 ⅰ)구동장치가 작동하여 밸브가이더(400)가 ‘초기위치’에 있지 않는 경우에는, 구동장치(500)의 작동 이후 웨이트(450)의 무게가 구동장치(500)의 정지관성을 이기고 밸브가이더(400)가 초기위치’로 이동하고, ⅱ)밸브가이더(400)의 웨이트(450)가 가이더회전판(410)으로부터 지면방향인 밸브가이더(400)의‘초기위치’에 놓이는 경우에는, ‘초기위치’를 유지한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브가이더 및 디스크가 움직이는 체크밸브의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브가 작동하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 바탕으로 본 실시예에 따른 체크밸브(100)의 작동방법을 설명한다.
본 실시예에 따른 체크밸브 작동방법은 먼저, 측정부(700)가 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차를 측정하고, 체크밸브(100)의 디스크(200) 위치를 측정하는 과정(S100)를 거친다.
체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이는 압력측정부(720)에 의해 측정이 가능하며, 압력측정부(720)는 압력센서 등을 이용할 수 있으며, 체크밸브의 유입구(120)와 유출구(130)에 압력센서를 설치하여 측정할 수 있다.
초기에는 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이가 없어 체크밸브(100)가 닫힌 상태이고, 측정부(700)는 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이가 변동여부 및 체크밸브(100) 내의 디스크(200) 위치를 계속하여 측정한다.
제어부(600)가 체크밸브(100)가 열림 불능 상태인지 판단하는 과정(S200)을 거친다. 일반적으로 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 일정크기이상의 압력차이가 발생하면 디스크(200)가 회전하여 체크밸브(100)가 열린 상태로 된다. 체크밸브(100)가 열린상태인지 닫힌상태인지는 체크밸브(100)의 표시부(260) 및 표시판(170)에 위치센서 등을 설치하여 판단할 수 있다.
따라서, 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)에 일정크기이상의 압력차이가 존재 함에도, 체크밸브(100)가 닫힌 상태를 유지하는 경우, 체크밸브(100)의 열림불능으로 판단한다.
체크밸브(100)가 열림불능 상태가 아닌 경우 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이에 의해 체크밸브(100)가 정상적으로 열리는 과정(S300)을 거친다. 체크밸브(100)가 닫힌 상태에서 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 일정크기 이상의 압력차이가 생기면, 디스크(200)는 밸브가이더(400)의 작동없이 압력차이에 의해 도 4의 (b)와 같이 회전하여 체크밸브(100)가 열린상태가 된다.
제어부(600)는 체크밸브(100)가 열림불능 상태라고 판단한 경우 구동장치(500)를 구동시켜 밸브가이더(350)가 회전함에 따라 체크밸브(100)가 열리는 과정(S350)을 거친다. 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 압력차이가 존재함에도 디스크(200)가 회전하지 않아 체크밸브(100)가 닫힌상태를 유지하는 경우, 밸브가이더(400)가 작동하여 디스크(200)를 회전 시킨다.
밸브가이더(400)는 구동장치(500)와 연결되어 있고, 구동장치(500)에 의해 밸브가이더(400)가 시계방향으로 회전하여, 가이더그루부(420)가 회전하면서 컨트럴러그(250)의 위치를 이동시켜 도 4의 (d)와 같은 상태로 체크밸브(100)가 열리게 된다. 체크밸브(100)가 열린 상태가 되면, 구동장치는 작동을 정지하게 된다. 구동장치가 작동을 정지하면, 밸브가이더(400)는 구동장치의 영향을 받지 않고, 웨이트(450)의 무게로 중력의 영향을 받아 ‘초기위치’로 되돌아 간다.
측정부(700)가 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차를 측정하고, 체크밸브(100)의 디스크(200) 위치를 측정하는 과정(S400)를 거친다.
압력차이는 압력측정부(720)에 의해 측정이 가능하며, 압력측정부(720)는 압력센서 등을 이용할 수 있으며, 체크밸브의 유입구(120)와 유출구(130)에 압력센서를 설치하여 측정할 수 있다.
S300과정 또는 S350과정으로 체크밸브(100)가 열린 상태이고, 측정부(700)는 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이의 변동여부 및 체크밸브(100) 내의 디스크(200) 위치를 계속하여 측정한다.
제어부(600)는 체크밸브(100)가 닫힘 불능 상태인지 판단하는 과정(S500)을 거친다. 체크밸브(100)가 열린상태에서 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 압력차이가 해소되면 디스크(200)가 회전하여 체크밸브(100)가 닫힌 상태가 되어야 한다. 체크밸브(100)가 열린상태인지 닫힌상태인지는 체크밸브(100)의 표시부(260) 및 표시판(170)에 위치센서 등을 설치하여 판단할 수 있다.
따라서, 체크밸브(100)가 열린 상태에서 체크밸브(100)의 유입구(120)와 유출구(130)의 압력차이가 해소됨에도, 디스크(200)가 회전하지 않고 체크밸브(100)가 닫힌상태를 유지하는 경우 체크밸브(100)의 닫힘불능 상태로 판단한다.
체크밸브(100)가 닫힘불능 상태가 아닌 경우 압력차이 해소로 체크밸브(100)가 정상적으로 닫히는 과정(S600)을 거친다. 체크밸브(100)가 열린 상태에서 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 압력차이가 해소되면, 디스크(200)는 밸브가이더(400)의 작동없이 도 4의 (a)와 같이 회전하여 체크밸브(100)가 닫힌상태가 된다.
제어부(600)는 체크밸브(100)가 닫힘불능 상태라고 판단한 경우 밸브가이더(350)가 회전함에 따라 체크밸브(100)가 닫히는 과정(S650)이 진행된다. 체크밸브(100) 유입구(120)와 유출구(130)에 압력차이가 존재하지 않음에도 디스크(200)가 회전하지 않아 체크밸브(100)가 열린 상태를 유지하는 경우, 밸브가이더(400)가 작동하여 디스크(200)를 회전 시킨다.
밸브가이더(400)는 구동장치(500)와 연결되어 있고, 구동장치(500)에 의해 밸브가이더(400)가 반시계방향으로 회전하여, 가이더그루부(420)가 회전하면서 컨트럴러그(250)의 위치를 이동시켜 도 4의 (c)와 같은 상태로 체크밸브(100)가 닫히게 된다. 체크밸브(100)가 닫힌 상태가 되면, 구동장치는 작동을 정지하게 된다. 구동장치가 작동을 정지하면, 밸브가이더(400)는 웨이트(450)의 무게로 인해 웨이트(450)가 구동장치의 정지관성을 이기고 밸브가이더(400)가 초기위치’로 되돌아 간다.
따라서, 상기의 방법을 아래와 같이 4가지 케이스로 분류할 수 있다.
1. 일반적인 작동의 경우(Case 1-Normal Operation)
케이스 1은 체크밸브는 압력차이에 따라 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 회전하여 유입구(120)를 열고 닫는다. 이 경우 디스크(200)는 회전판(230)의 컨트롤러그(250)가 가이더회전판(410)의 가이더그루부(420) 내에서 이동하는 범위만큼 회전하게 된다.
따라서, 밸브가 닫힌 경우와 열린 경우 모두 밸브가이더(400)는 ‘초기위치’를 유지하고, 움직이지 않아 디스크(200)만이 힌지핀(210)을 축으로 이동하게 된다. 이 과정에서 구동장치의 정지관성이 밸브의 압력차에 의한 작동에 영향을 미치지 않는다.
2. 체크밸브 닫힘불능(Case 2-Stuck Open )
케이스 2는 디스크(200)의 양단에 압력차이로 인해 디스크(200)가 이동하여 밸브가 열려 도 4의 (b)에 도시된 것과 같은 상태가 되지만, 도 4의 (b)에 도시된 상태에서 디스크(200)가 고착(stuck)되어 다시 닫힘 상태가 되지 않는 경우 밸브가이더(400)가 작동한다.
즉, 밸브가이더(400)에 연결된 구동장치가 작동하여 밸브가이더(400)의 가이더회전판(410)이 도 4의 (c)와 같이 반시계방향으로 회전하여, 가이더그루부(420)가 회전함으로 컨트럴러그(250)의 위치가 이동하여, 디스크(200)를 이동시켜 체크밸브(100)를 닫힌 상태로 만든다.
이후, 구동장치(500)의 작동이 정지되면, 밸브가이더(400)는 웨이트(450)의 무게로 인해 도 4의 (a)와 같이 ‘초기위치’로 되돌아온다.
3. 체크밸브 열림불능(Case 3-Stuck Closed)
케이스 3은 디스크(200)의 양단에 압력차이가 있더라도 체크밸브(100)가 열리지 않는 경우이다. 체크밸브(100)가 닫힌 상태에서 디스크(200)가 고착(Stuck)되어 체크밸브(100)가 개방되지 않아 밸브가이더(400)가 작동하게 된다.
이 때는 밸브가이더(400)에 연결된 구동장치가 Case 2와 반대로 작동하여 밸브가이더(400)의 가이더회전판(410)이 도 4의 (d)와 같이 시계방향으로 회전하여, 가이더그루부(420)가 회전함으로 컨트럴러그(250)의 위치가 이동하여, 디스크(200)를 이동시켜 체크밸브(100)가 열린 상태로 만든다.
이후, 구동장치(500)의 작동이 정지되면, 밸브가이더(400)는 웨이트(450)의 무게로 인해 다시 ‘초기위치’로 되돌아오게 되며, 체크밸브(100) 내의 압력차이가 해소되면, 디스크(200)가 힌지핀(210)을 축으로 반시계방향으로 회전하여 시트(180; 도 4 참조)에 맞닿아 체크밸브가 닫힌 상태가 된다.
4. 체크밸브 열림 및 닫힘불능(Case 4-Stuck Closed and Open)
케이스 4는 체크밸브(100)가 닫힌 상태와 열린 상태에서 모두 고착되어 체크밸브(100) 내와 외부에 압력차이가 존재하거나 없는 등의 압력의 변화가 생기더라도 디스크(200)가 회전하지 않는 경우이다.
먼저, 밸브가이더(400)에 연결된 구동장치(500)가 작동하여 밸브가이더(400)의 가이더회전판(410)이 도 4의 (d)와 같이 시계방향으로 회전하여 디스크(200)를 이동시켜 체크밸브(100)를 열린 상태로 만들고, 구동장치(500)의 작동이 정지되면 밸브가이더(400)는 웨이트(450)의 무게로 인해 다시 ‘초기위치’로 되돌아오게 된다.
이후, 유입구(120)에 압력차이가 없어지면, 밸브가이더(400)에 연결된 구동장치(500)가 작동하여 밸브가이더(400)의 가이더회전판(410)이 도 4의 (c)와 같이 반시계방향으로 회전하여 디스크(200)를 이동시켜 체크밸브(100)를 닫힌 상태로 만들고, 구동장치(500)의 작동이 정지되면 밸브가이더(400)는 웨이트(400)의 무게로 인해 도 4의 (a)와 같이 ‘초기위치’로 되돌아온다.
본 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 체크밸브 110 : 밸브바디
200 : 디스크 210 : 힌지핀
230 : 회전판 250 : 컨트럴러그
300 : 베어링 400 : 밸브가이더
420 : 가이더그루부 450 : 웨이트

Claims (10)

  1. 유입구와 유출구가 구비된 밸브바디;
    상기 밸브바디 내부에서 상기 유입구를 개폐하는 디스크;
    상기 디스크가 상기 유입구를 개폐할 수 있도록 상기 디스크가 이동하는 축을 형성하는 힌지핀;
    상기 힌지핀의 일측 단부에 연결되어 상기 힌지핀의 회전에 따라 회전되는 회전판; 및
    상기 회전판과 연결되는 밸브가이더를 포함하며,
    상기 디스크와 상기 힌지핀은 힌지암으로 연결되고,
    상기 회전판은 상기 회전판의 중심에서 상기 힌지핀의 일측단부와 연결되며, 상기 회전판이 상기 힌지핀과 맞닿는 면의 반대면에서 상기 회전판의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격된 위치에서 돌출된 컨트럴러그를 포함하며,
    상기 밸브가이더는:
    상기 회전판에 대향되게 구비되고, 상기 회전판과 회전중심이 동일한 가이더회전판;
    상기 컨트럴러그의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 컨트럴러그가 이동하는 경로를 따라 상기 가이더회전판에 형성되는 가이더그루부;
    일정이상의 무게를 가지고 있어 외력이 없는 이상 상기 가이더회전판으로부터 지면방향에 위치하는 웨이트; 및
    상기 가이더회전판과 상기 웨이트를 연결하는 가이더암을 포함하는 체크밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크는 상기 힌지핀을 축으로 회전하고,
    상기 컨트럴러그는 상기 회전판의 중심을 축으로 회전하며,
    상기 힌지핀 축과 회전판의 중심의 축은 동일선상에서 연결되어, 상기 디스크가 상기 힌지핀을 축으로 회전하는 만큼 상기 컨트럴러그도 상기 회전판의 중심을 축으로 회전하는 체크밸브.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 밸브바디는 상기 유입구 상부에서 상기 유입구와 수직하게 형성되는 힌지핀통로; 및
    상기 힌지핀통로 양단에 외부와 통하는 힌지홀을 포함하고,
    상기 힌지홀을 통해 유체가 빠져나가지 못하고, 상기 힌지핀이 회전할 수 있도록 상기 각각의 힌지홀에 설치되는 베어링을 더 포함하는 체크밸브.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 힌지핀의 타측단부에서 수직하게 절곡되어 일측 방향을 가리키도록 돌출되는 표시부를 더 포함하고,
    상기 표시부는 상기 힌지핀을 축으로 회전하여, 상기 디스크가 상기 힌지핀을 축으로 회전한 만큼 상기 표시부도 상기 힌지핀을 축으로 회전하여 상기 체크밸브의 닫힌상태와 열린상태를 표시하는 체크밸브.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가이더회전판의 외주는 상기 가이더암과 연결되는 부분을 제외하고 톱니형태로 이루어지는 체크밸브.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 체크밸브가 닫힌상태에서,
    상기 밸브가이더가 상기 가이더회전판의 회전축을 중심으로 상기 체크밸브가 열리는 방향으로 회전하면, 상기 가이더그루부도 같은 방향으로 회전하여, 상기 가이더그루부의 일측 코너와 상기 컨트럴러그가 맞닿은 후에, 상기 컨트럴러그를 이동시킴으로써 상기 디스크가 상기 힌지핀을 축으로 회전하여 체크밸브가 열린상태로 되며,
    상기 체크밸브가 열린상태에서,
    상기 밸브가이더가 상기 가이더회전판의 회전축을 중심으로 상기 체크밸브가 닫히는 방향으로 회전하면, 상기 가이더그루부도 같은 방향으로 회전하여, 상기 가이더그루부의 타측 코너와 상기 컨트럴러그가 맞닿은 후에, 상기 컨트럴러그를 이동시킴으로써 상기 디스크가 상기 힌지핀을 축으로 회전하여 체크밸브가 닫힌상태로 되는 체크밸브.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 체크밸브;
    상기 체크밸브의 전후에 위치한 상기 유입구와 상기 유출구에서 압력을 측정하는 압력측정부와 상기 디스크의 위치를 측정하여 상기 체크밸브의 열린상태 및 닫힌상태를 확인하는 위치측정부를 포함하는 측정부;
    상기 체크밸브의 상기 밸브가이더와 연결되어 상기 밸브가이더를 회전시키는 구동장치; 및
    상기 유입구와 상기 유출구의 압력차이와 상기 디스크 위치를 비교하여 구동장치를 작동시키는 제어부를 포함하는 체크밸브 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는:
    상기 체크밸브가 닫힌상태에서, 상기 체크밸브의 전후에 위치한 상기 유입구와 상기 유출구에 압력차이가 일정크기 이상 존재함에도 상기 체크밸브가 닫힌상태를 유지하는 경우, 상기 구동장치를 구동하여 상기 체크밸브가 열리는 방향으로 상기 밸브가이더를 회전시키고,
    상기 체크밸브가 열린상태에서, 상기 체크밸브 상기 유입구와 상기 유출구에 압력차이가 해소됨에도 상기 체크밸브가 열린상태를 유지하는 경우, 상기 구동장치를 구동하여 상기 체크밸브가 닫히는 방향으로 상기 밸브가이더를 회전시키시키는 체크밸브 시스템.
  9. 제 8항의 체크밸브 시스템의 작동방법에 있어서,
    상기 측정부가 상기 체크밸브 내부와 외부에 압력차이 및 체크밸브의 디스크 위치를 측정하는 과정;
    상기 제어부가 상기 체크밸브가 열림 불능 상태인지 판단하는 과정;
    상기 체크밸브가 열림불능 상태가 아닌 경우 압력차이에 의해 상기 체크밸브가 정상적으로 열리는 과정;
    상기 제어부는 체크밸브가 열림불능 상태라고 판단한 경우 상기 구동장치를 구동시켜 상기 밸브가이더가 회전함에 따라 상기 체크밸브가 열리는 과정;
    상기 측정부가 상기 체크밸브 내부와 외부에 압력차이 및 체크밸브의 디스크 위치를 측정하는 과정;
    상기 제어부가 상기 체크밸브가 닫힘 불능 상태인지 판단하는 과정;
    상기 체크밸브가 닫힘불능 상태가 아닌 경우 압력차이 해소로 인해 상기 체크밸브가 정상적으로 닫히는 과정; 및
    상기 제어부는 상기 체크밸브가 닫힘불능 상태라고 판단한 경우 상기 구동장치를 구동시켜 상기 밸브가이더가 회전함에 따라 상기 체크밸브가 닫히는 과정을 포함하는 체크밸브 시스템 작동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는:
    상기 체크밸브가 열림불능 상태인 경우, 상기 구동장치는 상기 체크밸브가 열리는 방향으로 상기 밸브가이더를 회전시키고,
    상기 체크밸브가 닫힘불능 상태인 경우, 상기 구동장치는 상기 체크밸브가 닫히는 방향으로 상기 밸브가이더를 회전시키는 체크밸브 시스템 작동방법.
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KR200326124Y1 (ko) 2003-05-22 2003-09-13 두산중공업 주식회사 수직배관의 첵크밸브의 디스크구조
KR200370716Y1 (ko) 2004-10-04 2004-12-16 박종수 수도관용 역류 방지 기능을 갖는 체크밸브

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KR200326124Y1 (ko) 2003-05-22 2003-09-13 두산중공업 주식회사 수직배관의 첵크밸브의 디스크구조
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