KR101827389B1 - 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블로 연결시켜 해수 탱크 내 수위 레벨을 계측하는 압력식 레벨 계측 센서에 있어서, 상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스가 원통형 금속으로서 단부에 나사산이 형성된 메인 바디와; 상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스 단부에 오링과 함께 나사체결되며 내측에 압력센서가 형성되는 절연통으로; 구성되어 상기 메인 바디에 흐르는 방식용 미세전류가 레벨 계측 센서의 단부에 전달되는 것을 방지하여, 레벨 계측 센서 단부의 전기 분해 현상을 차단시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 선박의 ICCP(impressed current cathodic protection 외부 전원식 음극 방식장치) 방식에 의한 미세전류가 압력센서가 방수 밀폐 결합된 압력식 레벨 계측 센서 단부에 흐르지 못하게 하여 해수 침전물의 성장에 의한 압력식 레벨 계측 센서의 손상을 방지됨으로써, 선박에서는 장치 내부로 해수나 오일이 침투하여 절연 불량이 발생되는 고장을 해결하는 압력식 레벨 계측 센서가 제공되는 이점이 있다.

Description

센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서{Sensing part waterproof and durabilty reinforced pressure type water level sensor}

본 발명은 케이블로 연결시켜 해수 탱크 내 수위 레벨을 계측하는 압력식 레벨 계측 센서에 있어서, 상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스가 원통형 금속으로서 단부에 나사산이 형성된 메인 바디와; 상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스 단부에 오링과 함께 나사체결되며 내측에 압력센서가 형성되는 절연통으로; 구성되어 상기 메인 바디에 흐르는 방식용 미세전류가 레벨 계측 센서의 단부에 전달되는 것을 방지하여, 레벨 계측 센서 단부의 전기 분해 현상을 차단시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서에 관한 것이다.

일반적으로 압력식 레벨 계측 센서는 선출원번호 10-2009-7001013 용량식 압력 센서나, 선등록번호 20-0377148 압력식 수위감지 센서와 같이 일반적으로 널리 알려진 센서 모듈이다.

이와 같은 압력식 레벨 계측 센서는 수위에 따른 수압 변화를 감지하여 수위 레벨을 측정하는 장치로서, 산업용 탱크, 지하수, 저수조의 수위를 측정하기 위하여 사용되며, 선박에서는 선박의 안전 및 경계운항에 관계되는 Heeling & Trim, 밸러스트 탱크, 연료유 탱크 등의 수위를 계측하는 장치로 사용된다.

특히, 선박에서는 직접적으로 해수나 오일과 같은 열악한 환경에 투입되어 사용되는 예가 많아서, 장치 내부로 해수나 오일이 침투하여 절연 불량이 발생되어 고장이 잦은 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점의 원인을 분석하는 과정에서, 선박에서는 선체의 부식을 방지하기 위하여 선체에 미세하게 전류를 흘리는 ICCP(impressed current cathodic protection 외부 전원식 음극 방식장치) 방식이 사용되는데, 이러한 미세전류에 의하여 압력식 레벨 계측 센서가 손상되는 것을 발견하였다.

즉, 상기 미세전류가 압력식 레벨 계측 센서 단부에서 전기분해 현상을 발생시켜 압력식 레벨 계측 센서 단부에서 도 7에서 보여지는 바와 같이 해수 환원물이 침전 성장하게 되는데, 상기 해수 환원물이 도 7에서 보여지는 바와 같이 압력식 레벨 계측 센서 저부의 방수 결합된 압력 센서 결합 부분에서 성장하면서 방수를 파괴시켜 도 8에서 보여지는 바와 같이 압력식 레벨 계측 센서 내부를 침수시켜 고장을 일으키는 문제점이 있었다.

본 발명은 선박에서는 장치 내부로 해수나 오일이 침투하여 절연 불량이 발생되는 고장이 잦은 문제점을 해결하는 압력식 레벨 계측 센서을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명은 이러한 문제점의 원인을 분석하는 과정에서 발견한 선박의 ICCP(impressed current cathodic protection 외부 전원식 음극 방식장치) 방식에 의한 미세전류가 압력센서가 방수 밀폐 결합된 압력식 레벨 계측 센서 단부에 흐르지 못하게 하여 해수 침전물의 성장에 의한 압력식 레벨 계측 센서의 손상을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 케이블로 연결시켜 해수 탱크 내 수위 레벨을 계측하는 압력식 레벨 계측 센서에 있어서, 상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스는 원통형 금속으로서 단부에 나사산이 형성된 메인 바디와; 상기 메인 바디의 일측 단부에 오링과 함께 나사체결되며 내측에 압력센서가 형성되는 절연통으로; 구성되어 상기 메인 바디에 흐르는 방식용 미세전류가 레벨 계측 센서의 단부에 전달되는 것을 방지하여, 레벨 계측 센서 단부의 전기 분해 현상을 차단시키되, 상기 메인 바디의 타측 단부에는 오링과 함께 나사체결되는 캡이 형성되고; 상기 메인 바디의 타측 단부에 삽입되는 케이블에는 상기 케이블이 중심축을 지나며 일측 단부는 원통형으로 형성되고 타측 단부는 원뿔형으로 형성되며 중간부에 플랜지와 오링홈들이 형성되는 케이블 그랜드 패킹이 형성되어; 상기 오링홈에 오링을 끼우고 상기 캡을 상기 플랜지를 압입시키면서 상기 메인 바디에 나사체결시키면, 상기 원뿔형 타측단부가 상기 캡의 바깥으로 노출되면서 압입에 의해 밀폐력을 강화시킨 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서를 기술적 요지로 한다.

삭제

또한, 상기 케이블 그랜드 패킹은 상기 케이블 그랜드 패킹의 내부에 원뿔형 탄성 충진재가 삽입되고; 상기 케이블 그랜드 패킹의 단부에는 상기 케이블이 중심축에 형성되며, 단부에 피시비와 케이블을 체결시키는 커넥터가 상기 케이블에 연결되어 형성된 몰딩이 접합 형성되어, 상기 메인 바디 내부로 케이블을 타고 침투할 수 있는 물을 차단 및 내부 방수시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몰딩과 케이블 그랜드 패킹 접합부에는 원통형 공간부를 형성시키고 상기 원통형 공간부에 케이블을 중심에 넣은 스프링을 삽입시켜 상기 스프링이 상기 탄성 충진재를 상기 케이블 그랜드 패킹 원뿔 내측방향으로 탄성 가압시켜 탄성 충진재의 케이블 그랜드 패킹 내부 밀착력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서는 원형 단면을 가지는 상기 절연통 또는 상기 캡의 외주변에는 공구로 회전시킬 수 있도록 절삭면 또는 나사머리가 형성되는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절연통에는 외주면을 일주하는 홈을 형성시켜 수조 내부에 형성된 고리 또는 노끈으로 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여 선박의 ICCP(impressed current cathodic protection 외부 전원식 음극 방식장치) 방식에 의한 미세전류가 압력센서가 방수 밀폐 결합된 압력식 레벨 계측 센서 단부에 흐르지 못하게 하여 해수 침전물의 성장에 의한 압력식 레벨 계측 센서의 손상을 방지됨으로써, 선박에서는 장치 내부로 해수나 오일이 침투하여 절연 불량이 발생되는 고장을 해결하는 압력식 레벨 계측 센서가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 측면도
도 2는 본 발명의 측단면도
도 3은 본 발명의 분해도
도 4는 본 발명의 케이블 그랜드 패킹 측 분해도
도 5는 본 발명의 사용예를 도시한 사시도
도 6은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 측면부 손상사진
도 7은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 저면부 손상사진
도 8은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 내부 손상사진

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 측면도이며, 도 2는 본 발명의 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 분해도이며, 도 4는 본 발명의 케이블 그랜드 패킹 측 분해도이며, 도 5는 본 발명의 사용예를 도시한 사시도이며, 도 6은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 측면부 손상사진이며, 도 7은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 저면부 손상사진이며, 도 8은 종래기술방식의 압력식 레벨 계측 센서 내부 손상사진이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 압력식 레벨 계측 센서에 관한 것으로서, 메인 바디(20)와 압력센서(330)와 절연통(10)과 캡(30)과 케이블(100)과 플랜지(110-1)와 오링홈(110-2)들이 형성되는 케이블 그랜드 패킹(110)과 피시비(300)와 커넥터(130)와 몰딩(120)과 원통형 공간부(140)와 스프링(141)과 절삭면 또는 나사머리(12)로 구성된다.

본 발명은 케이블(100)로 연결시켜 해수 탱크 내 수위 레벨을 계측하는 압력식 레벨 계측 센서에 관한 것이다.

종래기술방식에서 압력식 레벨 계측센서는 방수 및 내구 강도를 위하여 전체 케이스를 일체형 금속으로 형성시키고 있는데, 본 발명은 상기 종래기술방식과 달리 압력식 레벨 계측센서의 케이스를 메인 바디(20)와 절연통(10)으로 구분시켜 구성된다.

상기 메인 바디(20)는 원통형 금속으로서 도 3에서 보여지는 바와 같이 단부에 나사산(20-1)이 형성된다.

상기 메인 바디(20)는 수압에 대한 내구성을 강화시키기 위하여 SUS316L과 같은 금속을 사용하여 강도를 강화시킨다.

삭제

상기 절연통(10)은 절연성 강화 플라스틱으로 구성되어 수압에 대한 내구성을 만족시키면서 전기 절연성을 가지는 소재로 형성된다.

상기 절연통(10)은 상기 메인 바디(20)의 단부에 형성된 나사산(20-1)에 오링(20-10)과 함께 방수 체결되어 전체 압력식 레벨 계측센서의 케이스를 구성한다.

상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스 내부에는 도 2에서 보여지는 바와 같이 압력센서(330)와 압력센서(330)를 지지고정하는 지지체(320), 와셔(320-1, 320-2) 및 압력센서 신호를 처리하는 피시비(300)가 내장되는데, 상기 압력센서(330)는 특히 상기 절연통(10)의 내측에서 상기 메인 바디(20)의 단부에 의해 오링(330-1, 330-2)과 함께 압입 방수 체결된다.

한편, 선박에서는 선체의 부식을 방지하기 위하여 선체에 미세하게 전류를 흘리는 ICCP(impressed current cathodic protection 외부 전원식 음극 방식장치) 방식이 사용되어 압력식 레벨 계측 센서 표면에도 미세전류가 흐르고 있는데, 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 압력식 레벨 계측센서의 케이스를 따라 흐르던 미세 전류가 압력식 레벨 계측센서의 케이스 단부에서는 상기 절연통(10)에 의하여 절연된다.

따라서, 압력식 레벨 계측센서의 케이스의 단부에서 미세전류에 의한 전기분해가 발생되지 않으므로, 도 6 내지 도 8에서 보여지는 바와 같이 압력식 레벨 계측센서의 케이스 단부에서 방수 기능을 깨트리는 해수환원 침전물이 성장하지 못하게 되는 이점이 있다.

또한, 압력식 레벨 계측센서의 주요 고장은 압력센서(330) 부분에서 주로 발생되는데, 본 발명은 분해 가능한 절연통(10)으로 형성되어 고장시 교체 수리가 쉽게 되는 이점이 있다.

삭제

한편, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 케이블(100)이 결합되는 상기 메인 바디(20)의 타측 단부에도 나사체결되는 캡(30)을 형성시키고, 상기 캡(30)의 결합력에 의하여 방수 밀폐효과가 증가되는 케이블 그랜드 패킹(110)을 포함하여 구성된다.

상기 케이블 그랜드 패킹(110)은 상기 메인 바디(20)의 타측 단부에 삽입되는 케이블(100)에 형성되는 것으로서, 상기 케이블(100)이 중심축을 지나며, 일측 단부는 원통형으로 형성되고, 타측 단부는 원뿔형으로 형성된다.

상기 케이블 그랜드 패킹(110)의 외주변 중간부에는 플랜지(110-1)와 오링홈(110-2)들이 형성되는데, 상기 케이블 그랜드 패킹(110)의 오링홈(110-2)에 오링(30-1, 30-2, 30-3)들을 끼우고 상기 메인 바디(20)에 삽입 후, 상기 캡(30)으로 상기 플랜지(110-1)를 압입시키면서 상기 메인 바디(20)에 나사체결시키면, 상기 원뿔형 타측단부가 상기 캡(30)의 바깥으로 노출되면서 원뿔 부분이 압입에 의해 캡에 밀착 강화되어 방수 기능을 향상시킨다.

한편, 상기 케이블 그랜드 패킹(110) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 고무 또는 실리콘과 같은 탄성 소재로 형성된 원뿔형 탄성 충전재(111)가 삽입된다.

상기 탄성 충진재(111)는 상기 케이블 그랜드 패킹(110)의 내부면과 케이블(100)을 압박하여 상기 케이블(100)을 타고 침투되는 물을 차단시킨다.

본 발명의 상기 케이블 그랜드 패킹(110) 단부에는 또한, 상기 케이블(100)이 중심축에 형성되며, 단부에 피시비(300)와 체결시키는 커넥터(130)가 상기 케이블(100)에 연결되어 형성된 몰딩(120)이 접합 형성된다.

상기 몰딩(120)은 불측의 사고로 인하여 상기 케이블(100)을 따라 메인 바디(20) 내부로 물이 침투하는 것을 대비하여, 케이블(100) 전선 부분을 방수시키기 위하여 전선이 노출되는 부분은 몰딩처리하여 완전 노출 차단시키고 메인 바디(20) 내부에 설치된 피시비(300)에 체결되는 커넥터(130) 부분만 노출시킨 것이다.

즉, 상기 몰딩(120)은 메인 바디(20) 내부에서 케이블(100)을 2중 방수시키기 위하여 형성된다.

본 발명은 이와 함께 상기 몰딩(120)과 케이블 그랜드 패킹(110) 접합부에 원통형 공간부(140)를 형성시키고 상기 원통형 공간부(140)에 케이블(100)을 중심에 넣은 스프링(141)을 삽입시킨다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 스프링(141)이 상기 탄성 충진재(111)를 상기 케이블 그랜드 패킹(110) 원뿔 내측방향으로 탄성 가압시키게 된다.

따라서, 상기 탄성 충진재(111)는 상기 케이블 그랜드 패킹(110)의 원뿔 내부 방향으로 밀착력이 증가되어, 케이블(100)을 타고 상기 케이블 그랜드 패킹(110)으로 물이 침투되는 것을 차단시킨다.

본 발명의 일 실시예에서는 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 상기 원통형 공간부(140)를 확보하기 위하여 스프링통을 삽입시켰으나, 내부에 스프링을 삽입시키기 위한 공간 확보의 개념에서 원통형 공간부와 스프링통은 동일한 구성요소라 할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 종래의 압력식 레벨 계측 센서 케이스를 절연통(10)과 캡(30), 메인바디(20)로 구분하여 방수기능을 향상시키는 것이므로, 방수 체결을 위해서나 체결 후 부품의 교체를 위해서 원형 단면으로 형성되는 상기 절연통(10)과 캡(30)의 분해 또는 조립을 위한 수단이 필요하다.

이를 위하여 상기 절연통(10) 또는 캡(30)의 외측에는 몽키 스패너 등과 같은 공구로 잡을 수 있는 절삭면 또는 나사머리(12)를 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 절삭면 또는 나사머리(12)에 의하여 공구를 사용할 수 있으므로 상기 절연통(10) 또는 캡(30)의 방수체결 또는 분리가 쉬워지는 이점이 있다.

한편, 본 발명은 상기 절연통(10)에 외주면을 일주하는 홈(11)을 형성시켜 도 5에 도시된 바와 같이 수조 내부에 형성된 고리(400) 또는 노끈으로 압력식 레벨 계측 센서를 고정시킬 수 있게 한다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 절연통 11 : 홈
12 : 절삭면 또는 나사머리 20 : 메인 바디
30 : 캡
100 : 케이블 110 : 케이블 그랜드 패킹
110-1 : 플랜지 110-2 : 오링홈
120 : 몰딩 130 : 커넥터
140 : 원통형 공간부 141 : 스프링
300 : 피시비 330 : 압력센서

Claims (6)

1. 케이블로 연결시켜 해수 탱크 내 수위 레벨을 계측하는 압력식 레벨 계측 센서에 있어서,
   상기 압력식 레벨 계측센서의 케이스는
   원통형 금속으로서 단부에 나사산이 형성된 메인 바디와;
   상기 메인 바디의 일측 단부에 오링과 함께 나사체결되며 내측에 압력센서가 형성되는 절연통으로; 구성되어 상기 메인 바디에 흐르는 방식용 미세전류가 레벨 계측 센서의 단부에 전달되는 것을 방지하여, 레벨 계측 센서 단부의 전기 분해 현상을 차단시키되,
   상기 메인 바디의 타측 단부에는 오링과 함께 나사체결되는 캡이 형성되고;
   상기 메인 바디의 타측 단부에 삽입되는 케이블에는 상기 케이블이 중심축을 지나며 일측 단부는 원통형으로 형성되고 타측 단부는 원뿔형으로 형성되며 중간부에 플랜지와 오링홈들이 형성되는 케이블 그랜드 패킹이 형성되어; 상기 오링홈에 오링을 끼우고 상기 캡을 상기 플랜지를 압입시키면서 상기 메인 바디에 나사체결시키면, 상기 원뿔형 타측단부가 상기 캡의 바깥으로 노출되면서 압입에 의해 밀폐력을 강화시킨 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서 상기 케이블 그랜드 패킹은
   상기 케이블 그랜드 패킹의 내부에 원뿔형 탄성 충진재가 삽입되고;
   상기 케이블 그랜드 패킹의 단부에는 상기 케이블이 중심축에 형성되며, 단부에 피시비와 케이블을 체결시키는 커넥터가 상기 케이블에 연결되어 형성된 몰딩이 접합 형성되어
   상기 메인 바디 내부로 케이블을 타고 침투할 수 있는 물을 차단 및 내부 방수시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서.
   
4. 제3항에 있어서 상기 몰딩과 케이블 그랜드 패킹 접합부에는
   원통형 공간부를 형성시키고
   상기 원통형 공간부에 케이블을 중심에 넣은 스프링을 삽입시켜
   상기 스프링이 상기 탄성 충진재를 상기 케이블 그랜드 패킹 원뿔 내측방향으로 탄성 가압시켜 탄성 충진재의 케이블 그랜드 패킹 내부 밀착력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서.
   
5. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서
   원형 단면을 가지는 상기 절연통 또는 상기 캡의 외주변에는 공구로 회전시킬 수 있도록 절삭면 또는 나사머리가 형성되는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서.
   
6. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서 상기 절연통에는
   외주면을 일주하는 홈을 형성시켜
   수조 내부에 형성된 고리 또는 노끈으로 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 센싱부 방수 내구성 향상형 압력식 레벨 계측 센서.
   

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