KR102404267B1 - Upper protection pipe system for underground water wells including automatic winding-based underwater sensor and water collecting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동 권취 기반의 수중 센서와 채수 장치를 포함한 지하수 관정용 상부 보호관 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 수중 센서와 채수 용기를 상호 간섭 없이 안정적으로 동시 또는 독립적으로 자동 방식으로 구동할 수 있음은 물론, 더 나아가 밀폐 기능과 도르래 기능을 뚜껑에 융합하여 사용 및 관리의 편의성을 보장할 수 있는 상부 보호관 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an upper protection pipe system for an underground water well including an automatic winding-based underwater sensor and a water collecting device, and more particularly, the underwater sensor and the collecting vessel can be stably driven simultaneously or independently without mutual interference in an automatic way. Of course, it further relates to an upper protective tube system that can ensure convenience of use and management by fusing the sealing function and the pulley function to the lid.
현재, 지하수 관리에 대한 다양한 문제점이 도출되고 있는데, 공업화 및 도시화에 따른 공업 폐수/생활하수의 증가 등으로 인하여 지하수가 오염되기 쉽고 지하수의 난개발로 지하수가 고갈되기도 하며, 2016년 기준으로 사각지대에 놓인 미등록 관정 수가 50만여 공에 이를 뿐 아니라 기존 지하수 관정용 상부 보호시설이 대부분 콘크리트 맨홀 구조, 조적식 장옥으로 시공되어 노후에 따른 지하수 관정에 대한 관리가 부실하여 지하수 오염원의 주요 유입 경로가 되는 실정이다.Currently, various problems regarding groundwater management are being derived, but due to the increase in industrial wastewater/living sewage due to industrialization and urbanization, groundwater is easily polluted, and groundwater is sometimes depleted due to the reckless development of groundwater. In addition to the number of unregistered wells laid out, the number of unregistered wells has reached 500,000, and most of the existing upper protection facilities for groundwater wells are constructed with concrete manhole structures and masonry-type jade structures. to be.
이러한 문제를 해결하기 위해 특히 지상에 노출된 지하수 관정용 상부 보호시설에 대한 개선과 개발이 시급한바, 상부 보호 시설은 지하수 오염을 방지하면서 업무의 편의성을 개선하고 사후관리 비용을 줄일 수 있는 기본적인 목적이 요구된다.In order to solve this problem, it is urgent to improve and develop the upper protection facility for groundwater wells exposed to the ground. The basic purpose of the upper protection facility is to prevent groundwater contamination while improving work convenience and reducing follow-up management costs. this is required
이러한 상부 보호시설을 통한 대표적인 지하수 관리 방법의 하나는 상부 보호시설의 중공을 통해 다양한 센서가 장착된 케이블을 관정으로 장입하거나 인양하여 관정의 수질이나 여러 문제를 파악함과 동시에 상부 보호시설의 개구를 개폐하여 관정 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 것이라 할 수 있다.One of the representative methods of managing groundwater through the upper protection facility is to charge or lift cables equipped with various sensors through the hollow of the upper protection facility to identify the water quality and various problems in the well and to close the opening of the upper protection facility at the same time. It can be said to prevent foreign substances from entering the well by opening and closing it.
선행기술을 참조하면, 국내 특허 제 1027775호인 도르래가 구비된 관측관정 상부보호장치는 지하수의 수질 또는 수위를 측정하는 센서가 전선을 통해 장입된 관측관정과 상기 관측관정의 상부 측으로 연장되게 결합되는 밀폐형의 덮개를 갖는 관측관정 보호관으로 이루어지고, 상기 센서는 도르래를 통하여 상기 관측관정의 내부로 삽입하거나 혹은 인양할 수 있게 한 도르래가 구비된 관측관정 상부보호장치에 있어서, 상기 관측관정 보호관의 내부로부터 외부로 노출시킬 수 있게 하기 위하여 상기 관측관정 보호관의 내부에 이동된 상태로 수용지지 되며, 일단에는 상기 센서를 인양하거나 삽입시 상기 전선을 안내하기 위한 상기 도르래가 설치된 인양지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도르래가 구비된 것을 특징으로 한다고 공개되어 있다.Referring to the prior art, the domestic patent No. 1027775, the observation well upper protection device equipped with a pulley, is a closed type in which a sensor measuring the water quality or water level of groundwater is charged through an electric wire and the observation well is coupled to extend to the upper side of the observation well. In the observation well upper protection device having a pulley that can be inserted into or lifted from the inside of the observation well through the pulley, and the sensor is provided with a protective tube for the observation well having a cover of In order to be exposed to the outside, it is received and supported in a moved state inside the protection tube of the observation well, and at one end it includes a lifting support means provided with the pulley for guiding the electric wire when lifting or inserting the sensor. It is disclosed that it is characterized in that it is equipped with a pulley to
그런데, 상기 기술에 의하면 상부 보호관의 상부 구조가 회전도르래로 인하여 복잡해질 뿐 아니라 관리자가 수동으로 조작해야 한다는 불편함이 따른다.However, according to the above technology, the upper structure of the upper protection tube becomes complicated due to the rotary pulley, and the operator has to manually operate it, which is inconvenient.
또한, 실제 관정 내 지하수의 수질을 측정할 때 수중 센서에 의해 실시간 관측을 하는 것은 물론 더욱 정밀한 분석을 위해 지하수 시료를 채취하는 채수 수단이 요구될 수 있는데 지하수 채수를 위한 별다른 구성이나 해결 수단이 없다는 단점이 따른다.In addition, when measuring the quality of groundwater in a well, real-time observation by an underwater sensor as well as a collection means for collecting groundwater samples for more precise analysis may be required. Disadvantages follow.
따라서 지하수의 수질이나 온도를 측정하는 수중 센서는 물론 지하수를 채취할 수 있는 채수 용기를 동시에 구비함과 아울러 이러한 수중 센서와 채수 용기를 독립적인 구동 수단에 의해 자동으로 구동할 수 있는 편리하고 진보한 지하수 관정용 상부 보호관 시스템을 개발할 필요성이 대두되는 현실이다.Therefore, it is a convenient and advanced technology that not only includes an underwater sensor that measures the water quality or temperature of groundwater, but also a collection container that can collect groundwater, and can automatically drive these underwater sensors and collection container by independent driving means. The need to develop an upper protection pipe system for groundwater wells is a reality.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 수중 센서와 채수 용기를 동시에 구비함과 아울러 독립적인 구동 수단에 의해 상호 간섭 없이 안정적으로 자동 방식으로 구동할 수 있는 지하수 관정용 상부 보호관 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다. The present invention has been devised to overcome the problems of the above technology, and as well as having an underwater sensor and a water collecting container at the same time, an upper protection pipe system for an underground water well that can be operated stably and automatically without mutual interference by an independent driving means Its main purpose is to provide
본 발명의 다른 목적은 수중 센서의 구동 수단(제 1 케이블 조작부)이 뚜껑과 연계되어 뚜껑의 회전으로 수중 센서를 승강할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a structure in which the driving means of the underwater sensor (the first cable operation unit) is connected with the lid to elevate the underwater sensor by rotation of the lid.
본 발명의 또 다른 목적은 수중 센서의 승강을 조절하는 제 1 케이블 조작부가 뚜껑의 회전은 물론 뚜껑의 개폐 기능을 겸비할 수 있는 세부 구조를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a detailed structure that can combine the opening and closing function of the lid as well as the rotation of the first cable operation unit for controlling the elevation of the underwater sensor.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동 권취 기반의 수중 센서와 채수 장치를 포함한 지하수 관정용 상부 보호관 시스템은, 본체관과, 상기 본체관의 개구를 개폐하는 뚜껑을 포함한 상부 보호관; 상기 상부 보호관의 일 측에 설치된 것으로 제 1 케이블을 권취한 상태에서 회전되는 제 1 케이블 조작부와, 상기 제 1 케이블의 단부에 장착된 수중 센서를 포함한 수중 센서 어셈블리; 상기 상부 보호관의 타 측에 설치된 것으로 제 2 케이블을 권취한 상태에서 회전되는 제 2 케이블 조작부와, 상기 제 2 케이블의 단부에 장착된 채수 용기를 포함한 채수 어셈블리; 상기 제 1,2 케이블 조작부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an upper protection pipe system for an underground water well including an automatic winding-based underwater sensor and a water collecting device according to the present invention includes a main body pipe and an upper protection pipe including a lid for opening and closing the opening of the body pipe; An underwater sensor assembly including a first cable manipulation unit installed on one side of the upper protective tube and rotated in a state in which a first cable is wound, and a water sensor mounted on an end of the first cable; a water collecting assembly installed on the other side of the upper protective tube and including a second cable manipulator that rotates in a state in which a second cable is wound, and a water collecting container mounted on an end of the second cable; and a controller for controlling driving of the first and second cable manipulation units.
또한, 상기 뚜껑은, 원판 형태로 이루어진 상태에서, 측면의 둘레 방향을 따라 일정 깊이 함입되어 상기 케이블을 권취하는 함입 홈을 포함하고, 상기 제 1 케이블 조작부는, 모터를 포함한 상태에서 상기 뚜껑의 외면 중앙 부위에 설치되어 상기 뚜껑을 회전시키는 제 1 회전부를 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, the lid, in a state made in the form of a disk, is depressed at a predetermined depth along the circumferential direction of the side to include a depression groove for winding the cable, the first cable operation unit, the outer surface of the lid in a state including a motor It is installed in the central portion characterized in that it includes a first rotating portion for rotating the lid.
본 발명에 따른 자동 권취 기반의 수중 센서와 채수 장치를 포함한 지하수 관정용 상부 보호관 시스템에 의하면, According to the upper protection pipe system for underground water wells including an automatic winding-based underwater sensor and water collection device according to the present invention,
1) 수중 센서와 채수 용기를 상호 간섭 없이 안정적으로 동시 또는 독립적으로 자동 방식으로 구동할 수 있는 편의성을 제공하고, 1) Provides the convenience of automatically operating the underwater sensor and the water collecting container in an automatic way, simultaneously or independently, without mutual interference;
2) 채수 용기에서 채취한 지하수 시료에 새어 나가는 현상을 방지할 수 있으며,2) It is possible to prevent leakage of the groundwater sample collected from the collecting container,
3) 뚜껑을 다양한 방향인 3축으로 회전하여 개폐의 편의성과 회전 도르래 구동의 안정성을 강화할 수 있는 효과를 가진다.3) The lid is rotated in 3 axes in various directions to enhance the convenience of opening and closing and the stability of the rotary pulley drive.
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도 1은 본 발명의 시스템의 상부 보호관과 컨트롤러의 구성을 개략적으로 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 상부 보호관에 수중 센서 어셈블리가 장착된 상태를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 상부 보호관에 채수 용기가 장착된 상태를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 컨트롤러에 대한 제어 상태의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 5는 채수 용기의 구체적인 구조를 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 뚜껑의 추가 실시예를 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 폐쇄된 상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 열린 상태를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 열린 상태에서 수직 기립된 상태를 도시한 단면도. 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an upper protective tube and a controller of the system of the present invention.
Figure 2 is a conceptual view showing a state in which the underwater sensor assembly is mounted on the upper protective tube of the present invention.
Figure 3 is a conceptual view showing a state in which the water collecting container is mounted on the upper protective tube of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a control state for a controller of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a specific structure of a water collecting container.
Figure 6 is a conceptual diagram showing a further embodiment of the lid of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a closed state of the lid of the upper protective tube of the present invention.
Figure 8 is a cross-sectional view showing an open state of the lid of the upper protective tube of the present invention.
Figure 9 is a cross-sectional view showing a vertically standing state in the open state of the lid of the upper protective tube of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale, and like reference numbers in each drawing refer to like elements.
도 1은 본 발명의 시스템의 상부 보호관과 컨트롤러의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 상부 보호관에 수중 센서 어셈블리가 장착된 상태를 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 상부 보호관에 채수 용기가 장착된 상태를 도시한 개념도이다.Figure 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of the upper protective tube and the controller of the system of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram showing a state in which the underwater sensor assembly is mounted on the upper protective tube of the present invention, Figure 3 is of the present invention It is a conceptual diagram showing a state in which the water collecting container is mounted on the upper protective tube.
본 발명의 시스템은 상부 보호관(1), 수중 센서 어셈블리(2), 채수 어셈블리(3) 및 컨트롤러(50)를 포함한 것을 기본으로 한다.The system of the present invention is based on including an upper protective tube (1), an underwater sensor assembly (2), a water collecting assembly (3) and a controller (50).
구체적으로 도 1 내지 도 3을 보아 알 수 있듯이, 상부 보호관(1)은 공지의 상부 보호관(또는 상부 보호공)과 마찬가지로 관정에서 일정 높이만큼 지상으로 노출된 것으로 내부에 중공(11)을 구비한 파이프 형상을 가진 본체관(10)과, 이 본체관(10)의 개구(본체관의 개방된 상부 부위)를 덮거나 여는 뚜껑(100)을 포함한다. Specifically, as can be seen from FIGS. 1 to 3 , the upper
본 발명에서 본체관(10)은 지하수 관정용 상부 보호관의 상부공과 같은 공지 구조와 같으므로 별도의 설명은 생략하되, 본체관(10)의 개방된 상부 부위(중공과 연통된 상부 입구)를 '개구', 둘레를 따라 곡률지게 연장된 측면을 '외주면', 내부의 빈 공간을 '중공'(11)이라 한다.In the present invention, the
본 발명의 뚜껑(100)은 일반적으로 원형 단면 형상을 가진 본체관(10)의 중공(11)의 형상에 상응하게 원형 단면 형상을 가지는데, 일정 두께를 가져 결과적으로 원판이나 높이가 낮은 원통 형상을 취한다. The
이러한 뚜껑(10)은 공지된 상부 보호관의 뚜껑과 별 차이가 없을 수 있으나, 수중 센서(20)가 매달린 제 1 케이블(201)을 감거나 푸는 회전 도르래로서의 역할을 겸비한 상태에서 하기에서 설명할 제 1 케이블 조작부(200)의 조작으로 회전되는 특수한 기능을 포함할 수 있는바, 이는 후술하도록 한다.This
도 2를 참조하면, 본 발명의 수중 센서 어셈블리는 제 1 케이블(201) 및 제 1 케이블 조작부(200)와 수중 센서(20)를 포함한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 2 , it can be seen that the underwater sensor assembly of the present invention includes a
제 1 케이블 조작부(200)는 제 1 케이블(201)을 감거나 푸는 기능을 제공하는 것으로서 공지의 도르래를 포함한 다양한 구조로 이루어질 수 있으나, 우선 도 2에 도시된 제 1 케이블 조작부(200)는 상부 보호관(1)의 일 측, 구체적으로 본체관(10)의 중공(11) 일 측에 설치된 제 1 도르래(200a)와 이 제 1 도르래(200a)를 회전시키는 모터를 포함한 것을 알 수 있다.The first
즉, 제 1 케이블 조작부(200)는 중공(11)의 일 측에 설치된 모터의 구동으로 이에 연결된 제 1 도르래(200a)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 제 1 도르래(200a)에 권취된 제 1 케이블(201)을 감거나 푸는 기능을 수행한다. That is, the first
이때, 모터는 기어드 모터 또는 스텝 모터로 이루어진 상태에서 감속기를 포함하여 회전 속도 및 회전수, 회전 방향을 제어할 수 있다.In this case, the motor may control the rotation speed, the number of rotations, and the rotation direction including the speed reducer in a state of being a geared motor or a step motor.
수중 센서(20)는 제 1 케이블(201)의 일 측, 바람직하게는 제 1 케이블(201)의 하단에 장착된 상태에서 공지의 지하수용 수중 센서와 같은 구조와 기능을 수행할 수 있다.The
예를 들어, 수중 센서(20)는 지하수 내의 수질을 측정하는 수질 측정 기능을 포함하거나 수온을 측정할 수 있는 온도 측정 기능을 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 이러한 수중 센서(20)는 공지의 수중 센서(수질 측정 센서 또는 수온 측정 센서 등)과 같으므로 구체적인 별도의 설명은 생략한다.For example, the
또한 도 3을 보아 알 수 있듯이 본 발명의 채수 어셈블리는 제 2 케이블(301) 및 제 2 케이블 조작부(300)와 채수 용기(30)를 포함한 것을 알 수 있다. Also, as can be seen from FIG. 3 , it can be seen that the water collection assembly of the present invention includes the
제 2 케이블 조작부(300)는 제 2 케이블(301)을 감거나 푸는 기능을 제공하는 것으로서 공지의 도르래를 포함한 다양한 구조로 이루어질 수 있는데, 다시 말해 상술한 제 1 케이블 조작부(200)와 구조 및 기능은 같되 중공(11) 내 설치 위치만 다르게 제 1 케이블 조작부(200)와 별개로 설치된 것으로서 제 1 케이블 조작부(200)와 일정 거리 떨어진 중공(11)의 타 측에 장착될 수 있다.The second
다시 말해, 본 발명의 시스템은 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 매단 각각의 케이블(201,301) 간의 상호 충돌이나 꼬임 방지와 같은 안정적인 운용을 강화하기 위하여 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 별도로 상승 및 하강하기 위한 조작 수단을 제 1,2 케이블 조작부(200,300)라는 2개의 조작부로 구비한 것을 특징으로 한다.In other words, the system of the present invention provides an
즉, 도 3에 도시된 제 2 케이블 조작부(300)는 상부 보호관(1)의 일 측, 구체적으로 제 1 케이블 조작부(200)에서 떨어진 본체관(10)의 중공(11) 내 타 측에 설치된 제 2 도르래(300a)와 이 제 2 도르래(300a)를 회전시키는 모터(미도시)를 포함한다.That is, the second
이러한 제 2 케이블 조작부(300)는 제 1 케이블 조작부(200)와 마찬가지로 모터의 구동으로 이에 연결된 제 2 도르래(300a)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 제 2 도르래(300a)에 권취된 제 2 케이블(301)을 감거나 푸는 기능을 수행한다. 이때의 모터 역시 기어드 모터 또는 스텝 모터로 이루어진 상태에서 감속기를 포함하여 회전 속도 및 회전수, 회전 방향을 제어할 수 있다.This second
채수 용기(30)는 지하수를 수집, 즉 채수하여 수중 센서(20)에서 측정한 것 이상으로 정밀하게 지하수의 수질을 측정하거나 색상 등을 확인할 수 있는 기반을 제공하는 기능을 제공하는 것으로서, 후속 도면에서 자세히 도시된 것처럼 일정 체적을 가진 하우징(31)을 포함한 상태에서 이 하우징(31)의 일 측, 예를 들어 하부에 관통되어 지하수 시료(하기에서는 '시료'라 함)를 하우징(31) 내로 유입할 수 있는 시료 유입구(32)를 포함할 수 있다.The collecting
이러한 채수 용기(30) 역시 공지의 지하수 수집용 채수 용기와 같다 할 수 있으나, 더욱 원활하게 채수할 수 있는 개량된 구조를 포함할 수 있는바, 이는 후술하도록 한다.Such a
본 발명의 컨트롤러(50)는 상술한 제 1,2 케이블 조작부(200,300)의 구동을 제어하는 기능하는 것으로서, 다시 말해 상부 보호관(1)의 일 측에 장착되어 관리자의 조작 등에 의하여 제 1,2 케이블 조작부(200,300) 각각에 장착된 모터의 회전수, 회전 방향, 회전 속도를 제어하는 기능을 포함할 수 있다. The
도 4는 본 발명의 컨트롤러에 대한 제어 상태의 일 실시예를 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a control state for a controller according to the present invention.
도 4를 참조하면, 컨트롤러(50)는 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 각기 다른 조작부, 즉 제 1,2 케이블 조작부(200,300)를 개별 제어하기 위한 터치 스크린이나 스위치를 구비한 제어 화면을 포함할 수 있는 것은 물론, 더 나아가 상기 제 1, 2 케이블 조작부(200,300)의 권취 속도 및 권취 길이를 제어하는 기능을 포함하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 4 , the
즉, 컨트롤러(50)는 수중 센서 및 채수 용기의 상승/하강 구동 기능과 아울러, 상승/하강 속도 제어 기능, 심도 조절 기능을 수행할 수 있다는 의미이다.That is, it means that the
즉, 본 발명에서 '자동 권취 기반'이라 함은 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 수동 조작이 아닌 제 1,2 케이블 조작부(200,300)를 컨트롤러(50)에 의한 제어로써 자동으로 조작할 수 있다는 것을 의미한다.That is, in the present invention, the term 'auto-winding base' means that the first and second
정리하면, 본 발명의 시스템은 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 개별 제어할 수 있는 제 1,2 케이블 조작부(200,300)를 각각 구비함과 아울러 관리자의 수동 방식이 아닌 모터 구동에 의한 자동 구동 방식을 지원하여, 수중 센서(20)와 채수 용기(30)를 매단 각각의 케이블(201,301)이 상호 꼬임이나 충돌 현상 없이 수중 센서(20)/채수 용기(30)를 단독적으로 관정, 즉 지하수 내로 투입하거나 아니면 동시 투입하여 지하수의 수질이나 온도를 측정하거나 더욱 정밀한 지하수 수질을 측정할 수 있는 기반을 갖추는 특성을 제공한다.In summary, the system of the present invention is provided with first and second
도 5는 채수 용기의 구체적인 구조를 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a specific structure of a water collecting container.
도 5를 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 채수 용기(30)는 개량된 구조를 포함할 수 있는바, 우선 높이 방향으로 연장된 원통 형상의 하우징(31)과, 제 2 케이블(301)의 단부에 걸리는 고리(32a)를 구비하여 하우징(31)의 상부에 개폐되는 상부 캡(32) 및 하우징(31)의 하부 일 측에 관통된 시료 유입구(33)를 포함한 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 5 , the
이러한 구조에 의하면, 상부 캡(32)의 개폐 기능에 따라 하우징(31)을 제 2 케이블(301)의 단부에 더욱 편리하게 매달거나 장착할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.According to this structure, it is possible to provide a function of more conveniently hanging or mounting the housing 31 to the end of the
더 나아가, 도 5를 참조하면 하우징(31)의 내부, 구체적으로 시료 유입구(33)의 상부 측 위치에는 커버(34)와 스프링(35)이 추가로 장착될 수 있다.Furthermore, referring to FIG. 5 , a cover 34 and a spring 35 may be additionally mounted inside the housing 31 , specifically, at a position on the upper side of the sample inlet 33 .
커버(34)는 하우징(31)의 중공의 직경에 상응하거나 약간 작은 직경을 가진 원판(채수 용기의 하우징이 원통 형상이라는 가정)으로 이루어진 구조체이다. 이 커버(34)는 시료 유입구(33)를 개방하거나 닫을 수 있는 높이(두께)로 이루어져 있다.The cover 34 is a structure made of a disk (assuming that the housing of the collecting container has a cylindrical shape) having a diameter corresponding to or slightly smaller than the diameter of the hollow of the housing 31 . The cover 34 has a height (thickness) that can open or close the sample inlet 33 .
스프링(35)은 이 커버(34)의 저면과 하우징(31)의 바닥면 사이에 설치되어 부력에 따라 탄성을 발휘할 수 있는 기능을 제공한다.The spring 35 is installed between the bottom surface of the cover 34 and the bottom surface of the housing 31 to provide a function of exerting elasticity according to the buoyancy force.
즉, 채수 용기(30)가 수중 깊숙이 들어가 부력이 발생하면 스프링(35)이 신장, 즉 상승하여 커버(34)를 올리면서 시료 유입구(33)를 개방하여 하우징(31) 내로 지하수를 유입하고, 채수 용기(30)를 상승하여 부력이 사라지면 스프링(35)이 복원, 즉 수축하여 커버(34)가 하강하면서 시료 유입구(33)를 닫아 하우징(31) 내로 유입한 지하수의 유출을 방지하면서 지상까지 안전하게 시료를 운반할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.That is, when the
앞서 제 1 케이블 조작부(200)는 다양한 구조로 이루어질 수 있다 하였는데, 하기에서는 제 1 케이블 조작부(200)가 회전 도르래의 기능을 수행할 수 있는 뚜껑(100)과 연동된 구조를 추가로 제시한다.Previously, it was said that the first
도 6은 본 발명의 뚜껑의 추가 실시예를 도시한 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating a further embodiment of the lid of the present invention.
우선, 도 6을 기준으로 가상의 X-Y-Z 축이라는 3축을 기준으로 본체관(10)의 앞쪽 방향, 즉 X축 방향을 '전방','후방', 좌우 옆쪽 방향, 즉 Y축 방향을 '측방', 위아래 방향, 즉 Z축 방향을 '상방','하방'이라 정의한다. 즉, 본 발명에서 후술할 샤프트의 연장 방향에 대해 3개 축을 동원하여야 빠른 이해가 될 수 있으므로, 상기와 같은 방향 정의를 기준으로 설명한다.First, based on the three axes of the virtual X-Y-Z axis based on FIG. 6 , the front direction of the
도 6의 뚜껑(100)은 일반적으로 원형 단면 형상을 가진 본체관(10)의 중공(11)의 형상에 상응하게 원형 단면 형상을 가지는데, 일정 두께를 가져 결과적으로 원판이나 높이가 낮은 원통 형상을 취한다.The
이러한 원판 형상의 뚜껑(100)은 공지의 상부 보호관(1)의 상부를 덮는 공지의 뚜껑과 별 차이가 없으나, 제 1 케이블(201)을 직접 권취(와인딩)할 수 있는 구조를 가졌다는 것이 본 발명의 주요 특징이다.This disc-shaped
또한, 뚜껑(100)이 본체관(10)의 개구에 닫힌 상태를 기준으로, 외부로 드러난 상면(바깥쪽면)은 '외면', 내부인 하면(안쪽면)은 '내면', 외면과 내면 사이에서 둘레를 따라 연장된 면을 '측면'이라 정의한다. In addition, based on the state in which the
도 6에 따른 뚜껑(100)은 제 1 케이블(201)을 권취한 회전 도르래와 같은 기능을 수행한다. The
잘 알려진 바와 같이, 일반적인 회전 도르래는 원판(pully)의 측면(원판은 원형의 상면/하면과 이 사이의 옆면인 측면으로 이루어져 있다고 정의)에 함입된 홈에 줄이나 끈이 감겨 원판이 회전하면서 끈을 이동하거나 감고 풀면서 동력을 전달하는 역할을 한다.As is well known, a general rotary pulley is a pulley with a string or string wound around a groove recessed in the side of a circular plate (a circular plate is defined as consisting of the top/bottom side and the side between the teeth), so that the disc rotates and the string rotates. It plays a role in transferring power by moving, winding, and unwinding.
도 6에 따른 뚜껑(100)에 장착된 회전 도르래는 정확히는 롤(roll) 또는 와인더(winder)와 같은 구조로서, 회전 성능을 가진 상태에서 단부 또는 일 측에 관정의 수질 등의 다양한 상태를 측정하기 위한 여러 측량 센서가 장착된 케이블을 권취하는 기능을 제공한다. The rotary pulley mounted on the
이때, 제 1 케이블 조작부(200)는 본체관(10)의 외부(외주면) 일 측과 뚜껑(100)의 외면에 연결되어 뚜껑(100)을 본체관(10)에서 개폐하는 것은 물론, 뚜껑(100)이 회전 도르래의 기능을 수행할 수 있도록 뚜껑(100)을 회전시키는 기능을 수행한다. At this time, the first
이러한 제 1 케이블 조작부(200)는 앞서 언급한 모터를 포함하여 컨트롤러(50)에 의해 자동으로 뚜껑(100)을 개폐/회전 구동할 수 있는바, 더욱 구체적인 구조에 대해서 첨부된 도면과 함께 후술한다.The first
도 7은 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 폐쇄된 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 열린 상태를 도시한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 상부 보호관의 뚜껑이 열린 상태에서 수직 기립된 상태를 도시한 단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing the closed state of the lid of the upper protective tube of the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view showing the open state of the lid of the upper protective tube of the present invention, Figure 9 is the lid of the upper protective tube of the present invention It is a cross-sectional view showing a vertically standing state in an open state.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 1 케이블 조작부(200)에 대한 개량된 세부 구조가 도시되어 있는 것을 알 수 있다.7 to 9, it can be seen that the improved detailed structure of the first
우선, 뚜껑(100)이 원판 형태로 이루어진 상태에서 뚜껑(100)의 내면에서 회전 가능하게 돌출된 풀리(120)를 포함한 구조를 제 1 실시예라 할 때 이 뚜껑(100) 및 풀리(120)의 중심에 제 1 케이블 조작부(200)가 회전 가능하게 연결되어 뚜껑(100)의 시계/반시계 방향 회전으로 케이블을 풀거나 감도록 해야 한다.First, assuming that the structure including the
이를 위해, 제 1 케이블 조작부(200)는 뚜껑(100)의 외면 중앙 부위에 회전 가능하게 연결된 제 1 회전부(210)를 포함한다.To this end, the first
도 7을 참조하면, 뚜껑(100)의 외면 중앙 부위로부터 뚜껑(100)의 표면과 수직한 방향으로 연장된 회전축(제 1 실시예에서 언급한 샤프트)(121)과 힌지 구조를 갖는 제 1 회전부(210)가 결합하여 제 1 회전부(210)를 기준으로 회전축이 회전(상술한 X-Y-Z축에서 Z축을 중심으로 회전)하면서 뚜껑(100)을 회전시킬 수 있다.Referring to FIG. 7 , a first rotating part having a hinge structure and a rotating shaft (shaft mentioned in the first embodiment) 121 extending in a direction perpendicular to the surface of the
이때, 제 1 회전부(210)는 모터(미도시)를 포함하여 자동으로 뚜껑을 회전시키는 것이 가능하다. At this time, the first
이로써, 뚜껑(100)이 본체관(10)에서 개방된 상태에서 제 1 회전부(210)를 기준으로 뚜껑(100), 특히 풀리(120)가 회전하면서 케이블을 감거나 풀 수 있는, 즉 장입하거나 인양할 수 있는 기반을 갖춘다.As a result, the
구체적으로, 앞서 언급한 회전 도르래에 대한 제 1 실시예로서 제 1 회전부(210)가 회전축(121)을 매개로 뚜껑(100) 및 풀리(120)와 연결되어 회전축(121)의 회전으로 뚜껑(100), 특히 풀리(120)를 회전시킬 수 있고, 이와 별개의 실시예, 즉 제 2 실시예로서의 제 1 회전부(210)는 회전축(121)을 매개로 뚜껑(100)과 연결되어 회전축(121)의 회전으로 뚜껑(100)을 회전시킬 수 있다는 의미이다.Specifically, as a first embodiment for the aforementioned rotary pulley, the first
더 나아가, 뚜껑(100)의 표면이 본체관(10)의 개구 표면으로부터 수직 배치되어 제 1 케이블이 중력 방향으로 안정적으로 향하도록 할 뿐 아니라 뚜껑(100)의 개폐의 편의성을 제공하기 위해, 도 7 내지 도 9를 보아 알 수 있듯이 제 1 케이블 조작부(200)는 제 2,3 회전부(220,230) 및 이들을 연결하는 복수 개의 샤프트를 포함하는 것이 가능하다.Furthermore, the surface of the
구체적으로, 제 1 케이블 조작부(200)는 제 1 내지 제 3 회전부(210,220,230) 및, 제 1 내지 제 3 샤프트(240,250,260)를 포함할 수 있다.Specifically, the first
이러한 세부 구조를 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 뚜껑(100)의 외면과 회전축을 매개로 연결된 제 1 회전부(210)로부터 제 2,3 회전부(220,230)의 순서로 배치되고, 제 1,2 회전부(210,220) 사이에 제 1 샤프트(240), 제 2,3 회전부(220,230) 사이에 제 2 샤프트(250), 제 3 회전부(230)와 본체관(10)의 외주면 일 측 사이에 제 3 샤프트(260)가 배치된다.When this detailed structure is described with reference to FIGS. 7 to 9 , the second and
여기서, 제 2,3 회전부(220,230)는 힌지(무한 회전을 방지하면서 각도 조절을 위해 외주면에 톱니가 있는 공지의 톱니 힌지 또는 스토퍼 힌지로 이루어지는 것이 바람직)로 이루어져 수동으로 회전되거나 아니면 제 1 회전부(210)와 마찬가지로 힌지 기반 구조에서 추가로 별도의 모터를 구비하여 컨트롤러(50)의 조작으로 자동 구동될 수도 있다.Here, the second and third
구체적으로, 제 1 샤프트(240)는 제 1 회전부(210)의 중앙에서 상부(제 1 회전부의 상면에서 수직 방향)로 연장되다가 90도 절곡되어 뚜껑(100)의 외면(상면)과 평행하게 연장된 축이다. 이때, 제 1 샤프트(240)는 뚜껑(100)의 외면을 지난 부위까지 연장되어 후술할 제 2,3 회전부(220,230) 및 제 2,3 샤프트(250,260)가 본체관(10)의 외주면에서 일정 간격을 두고 배치될 수 있는 기반을 갖춘다.Specifically, the
제 2 회전부(220)는 제 1 샤프트(240)의 단부(외측 단)과 회전 가능하게 연결된 구조, 즉 제 1 회전부(210)와 설치 방향만 다르고 구조는 같거나 비슷한 힌지이다.The
이 제 2 회전부(220)는 도 9를 보아 알 수 있듯이 제 1 샤프트(240)를 회전(상술한 X-Y-Z축에서 Y축을 중심으로 회전)시켜 결과적으로 뚜껑(100)의 외면이나 내면이 정면 또는 후면을 바라볼 수 있도록 뚜껑(100)을 회전하는 기능을 수행한다. As can be seen from FIG. 9 , the second
이러한 제 2 회전부(220)에 의하여 뚜껑(100)이 누운 상태(본체관의 개구 표면과 수평 상태)에서 기립 상태(본체관의 개구 표면과 수직 상태)로 전환할 수 있어 이의 함입 홈(110)에 권취된 제 1 케이블(201)이 제 1 회전부(210)를 기준으로 뚜껑(100)이 회전하여 풀리면서 중력 방향을 따라 더욱 안정적으로 본체관(10)의 중공(11) 내로 진입할 수 있다.By this
제 2 샤프트(250)는 제 2 회전부(220)의 일 측에서 본체관(10)의 외주면과 평행하게 하방을 따라 연장되다가 본체관(10)의 전후 방향(상술한 X-Y-Z축에서 X축 방향)을 따라 절곡 연장된 축이다. 이때, 제 2 샤프트(250)의 절곡 연장 부위는 후술할 제 3 회전부(230)와 결합하여 제 2 샤프트(250)에 회전력을 전달할 수 있는 길이면 충분하다. 다시 말해, 제 2 샤프트(250)를 제 1 부위, 제 1 부위의 단부에서 절곡 연장된 부위인 제 2 부위로 구분할 때 제 1 부위가 제 2 부위보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.The
제 3 회전부(260)는 뚜껑(100)이 본체관(10)의 개구에서 개폐 가능하도록 제 2 샤프트(250)의 하단과 회전 가능하게 연결된 힌지로서, 이 역시 설치 방향만 다를 뿐 상술한 제 1,2 회전부(210,220)와 같거나 유사한 힌지 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 제 3 회전부(230)에 의한 제 2 샤프트(250)의 회전 방향은 상술한 X-Y-Z축에서 X축을 따른 방향(즉, X축을 중심으로 회전)이라 할 수 있다.The third
제 3 샤프트(260)는 제 3 회전부(230)의 일 측에서 절곡 연장되어 본체관(10)에서 외주 면의 일 측에 연결된 축이다. 즉, 제 3 샤프트(260)는 본체관(10)에 지지되어 상술한 제 1 내지 제 3 회전부(210,220,230) 및 제 1,2 샤프트(240,250)를 작동하여 결과적으로 뚜껑(100)을 다양한 방향으로 회전시킬 수 있는 기반을 제공한다.The
정리하면, 본 발명의 제 1 케이블 조작부(200)는 뚜껑(100)을 제 1 내지 제 3 회전부(210,220,230)에 의하여 X,Y,Z축이라는 3축 회전을 수행함으로써 뚜껑(100)의 다양한 위치와 각도 변화를 통해 제 1 케이블(201)을 더욱 간편하고 편리하면서 안정적으로 감거나 풀 수 있는 기능을 제공한다.In summary, the first
앞서 설명한 바와 같이 뚜껑(100)의 함입 홈(110)은 제 1 케이블(201)이 권취되는 공간을 제공하는바, 이때 제 1 케이블(201)은 관정의 정보를 측정하고자 할 때만 함입 홈(110)에 권취될 수도 있고 아니면 함입 홈(110)에 항시 권취되어 있어 관정의 측정 시 곧바로 사용할 수도 있다. 만일 함입 홈(110)에 제 1 케이블이 항시 권취된 경우에는 함입 홈(110)의 입구 측에 개폐 커버(미도시)를 장착하여 제 1 케이블을 보호할 수도 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 권취 기반의 수중 센서와 채수 장치를 포함한 지하수 관정용 상부 보호관 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.As described above, the recessed
As described so far, the configuration and action of the upper protection pipe system for groundwater wells including the automatic winding-based underwater sensor and water collecting device according to the present invention are expressed in the above description and drawings, but this is only an example and is not the case of the present invention. The spirit is not limited to the above description and drawings, and various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.
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1: 상부 보호관 2: 수중 센서 어셈블리
3: 채수 어셈블리 10: 본체관
11: 중공 20: 수중 센서
30: 채수 용기 31: 하우징
32: 상부 캡 32a: 고리
33: 시료 유입구 34: 커버
35: 스프링 50: 컨트롤러
100: 뚜껑 110: 함입 홈
120: 풀리 121: 회전축
200: 제 1 케이블 조작부 200a: 제 1 도르래
201: 제 1 케이블 210: 제 1 회전부
220: 제 2 회전부 230: 제 3 회전부
240: 제 1 샤프트 250: 제 2 샤프트
260: 제 3 샤프트 300: 제 2 케이블 조작부
300a: 제 2 도르래 301: 제 2 케이블1: Upper sheath 2: Submersible sensor assembly
3: water collection assembly 10: body tube
11: hollow 20: underwater sensor
30: water collecting container 31: housing
32: upper cap 32a: hook
33: sample inlet 34: cover
35: spring 50: controller
100: lid 110: recessed groove
120: pulley 121: rotation shaft
200: first
201: first cable 210: first rotating part
220: second rotating part 230: third rotating part
240: first shaft 250: second shaft
260: third shaft 300: second cable control unit
300a: second pulley 301: second cable
Claims (9)
본체관과, 상기 본체관의 개구를 개폐하는 뚜껑을 포함한 상부 보호관;
상기 상부 보호관의 일 측에 설치된 것으로 제 1 케이블을 권취한 상태에서 회전되는 제 1 케이블 조작부와, 상기 제 1 케이블의 단부에 장착된 수중 센서를 포함한 수중 센서 어셈블리;
상기 상부 보호관의 타 측에 설치된 것으로 제 2 케이블을 권취한 상태에서 회전되는 제 2 케이블 조작부와, 상기 제 2 케이블의 단부에 장착된 채수 용기를 포함한 채수 어셈블리;
상기 제 1,2 케이블 조작부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
상기 뚜껑은,
원판 형태로 이루어진 상태에서, 측면의 둘레 방향을 따라 일정 깊이 함입되어 상기 케이블을 권취하는 함입 홈을 포함하고,
상기 제 1 케이블 조작부는,
모터를 포함한 상태에서 상기 뚜껑의 외면 중앙 부위에 설치되어 상기 뚜껑을 회전시키는 제 1 회전부를 포함한 것을 특징으로 하는, 상부 보호관 시스템.As an upper protection pipe system for underground water wells including an automatic winding-based underwater sensor and a water collecting device,
an upper protective tube including a main body tube and a lid for opening and closing the opening of the main body tube;
An underwater sensor assembly including a first cable manipulator installed on one side of the upper protective tube and rotated in a state in which a first cable is wound, and a water sensor mounted on an end of the first cable;
a water collecting assembly installed on the other side of the upper protective tube and including a second cable manipulator that rotates in a state in which a second cable is wound, and a water collecting container mounted on an end of the second cable;
A controller for controlling the driving of the first and second cable operation units; including,
The lid is
In a state made in the form of a disk, it is depressed to a certain depth along the circumferential direction of the side and includes an indentation groove for winding the cable,
The first cable operation unit,
The upper protective tube system, characterized in that it includes a first rotating part installed in the central portion of the outer surface of the lid in a state including a motor to rotate the lid.
상기 컨트롤러는,
상기 제 1, 2 케이블 조작부의 권취 속도 및 권취 길이를 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상부 보호관 시스템.The method of claim 1,
The controller is
The upper protective tube system, characterized in that it comprises a function of controlling the winding speed and the winding length of the first and second cable operation units.
상기 채수 용기는,
하우징과,
상기 제 2 케이블의 단부에 걸리는 고리를 구비하여 상기 하우징의 상부에 개폐되는 상부 캡 및,
상기 하우징의 하부 일 측에 관통된 시료 유입구를 포함한 것을 특징으로 하는, 상부 보호관 시스템.The method of claim 1,
The water collection container,
housing and
An upper cap having a ring hooked on the end of the second cable to be opened and closed on the upper part of the housing;
The upper protective tube system, characterized in that it includes a sample inlet through the lower side of the housing.
상기 하우징의 내부에는,
상기 시료 유입구의 주변 높이에 설치된 커버와, 상기 커버의 저면에 설치된 스프링을 포함하여,
부력으로 발생한 상기 스프링의 탄성으로 상기 커버를 승강하면서 상기 시료 유입구를 개폐하는 것을 특징으로 하는, 상부 보호관 시스템.4. The method of claim 3,
Inside the housing,
A cover installed at a height around the sample inlet, and a spring installed on the bottom of the cover,
The upper protective tube system, characterized in that the sample inlet is opened and closed while the cover is raised and lowered by the elasticity of the spring generated by the buoyancy.
상기 제 1 케이블 조작부는,
상기 제 1 회전부 및,
상기 제 1 회전부의 중앙 상부에서 절곡되어 상기 뚜껑의 외면과 평행하게 연장된 제 1 샤프트와,
상기 제 1 샤프트의 외측 단과 회전 가능하게 연결된 제 2 회전부 및,
상기 제 2 회전부의 일 측에서 상기 본체관의 외주면과 평행하게 연장되다가 상기 본체관의 전후 방향을 따라 절곡 연장된 제 2 샤프트와,
상기 뚜껑이 상기 개구에서 개폐 가능하도록 상기 제 2 샤프트의 하단과 회전 가능하게 연결된 제 3 회전부 및,
상기 제 3 회전부의 일 측에서 절곡 연장되어 상기 본체관의 외주면 일 측에 연결된 제 3 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상부 보호관 시스템.The method of claim 1,
The first cable operation unit,
the first rotating part; and
A first shaft bent at the upper center of the first rotating part and extending parallel to the outer surface of the lid;
a second rotating part rotatably connected to the outer end of the first shaft;
a second shaft extending parallel to the outer circumferential surface of the main tube from one side of the second rotating part and bending and extending along the front-rear direction of the main tube;
a third rotating part rotatably connected to the lower end of the second shaft so that the lid can be opened and closed in the opening;
The upper protection tube system, characterized in that it includes a third shaft bent from one side of the third rotating part and connected to one side of the outer circumferential surface of the main body tube.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210190196A KR102404267B1 (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | Upper protection pipe system for underground water wells including automatic winding-based underwater sensor and water collecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210190196A KR102404267B1 (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | Upper protection pipe system for underground water wells including automatic winding-based underwater sensor and water collecting device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102671657B1 (en) * | 2023-06-30 | 2024-06-03 | 주식회사 베타 | Water Sampling and level Measuring System of Underground water |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003139664A (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Kanto Auto Works Ltd | Groundwater-sampling apparatus |
KR200379199Y1 (en) * | 2004-12-11 | 2005-03-17 | 변영덕 | A auto oil lifting installation of underground |
KR20090125526A (en) * | 2008-06-02 | 2009-12-07 | 주식회사 지지케이 | Observation well upside protection apparatus which has a pulley |
-
2021
- 2021-12-28 KR KR1020210190196A patent/KR102404267B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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