KR102513778B1 - Pigging apparatus and method for integrated water pipe network management navigation using low nitrogen and Self-driving - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상수도 관로에 탐사와 세척 등의 기능을 갖춘 다기능 스마트피그를 투입하면서 피그의 구동력으로 저압질소의 압력과 에너지를 이용하며, 관로의 곡관부 및 취약부 등을 인지하면서 속도를 자율적으로 변경하도록 한 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a navigation pigging device and method for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving. It relates to a navigation pigging device and method for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, which use pressure and energy of the pipe and autonomously change the speed while recognizing bends and weak parts of the pipeline.
일반적으로, 지하에 매설되어 있는 수도배관은 보통 8-15kgf/㎠ 정도의 압력에 견디도록 되어 있으며, 장기간 사용하는 동안 오염 환경에 노출되어 있기 때문에 배관 내부에 스케일 및 침전물 등의 부착물로 배관의 관경이 축소되거나 관로부식이 발생되어 수질오염과 누수발생의 원인이 되고 있다.In general, water pipes buried underground are designed to withstand a pressure of about 8-15 kgf/cm2, and are exposed to a polluted environment during long-term use. This shrinkage or pipe corrosion occurs, causing water pollution and leaks.
고압의 세척수나 고압가스를 이용한 세척방법은 고압으로 발생하는 물리적 마찰력을 면밀하게 통제하지 못한 상태로 사용할 경우, 배관의 코팅과 부속 등에 손상이 발생할 수 있으며, 고압가스 사용 중에 안전문제가 발생할 수 있어 고압가스 안전관리법에서도 10㎏f/㎠ 이상의 압력과 500㎥이상 고압가스의 저장 및 사용 등에 대하여 규제되는 단점이 있다. If the cleaning method using high-pressure washing water or high-pressure gas is used without carefully controlling the physical frictional force generated by the high pressure, damage to the coating and parts of the pipe may occur, and safety problems may occur while using high-pressure gas. Even in the High-Pressure Gas Safety Management Act, there is a disadvantage in that the storage and use of high-pressure gas with a pressure of 10 kgf/cm2 or more and a pressure of 500 m3 or more are regulated.
또한, 세척수의 압력으로 피그를 이동시키는 스왑피그 세척공법은, 피그이동에 많은 양의 세척수가 필요하며, 세척의 강약을 추측하면서 시행하는 세척방식이기 때문에 세척수의 중력과 피그 속도에 의한 유동충격으로 관로손상이 발생할 수 있으며, 분지관이 많은 상수도관에서 피그 분실 등의 사고가 발생하는 단점이 있다.In addition, the swap pig washing method, which moves the pig by the pressure of the washing water, requires a large amount of washing water to move the pig, and since it is a washing method that is performed while guessing the strength of the washing, the gravity of the washing water and the flow shock caused by the speed of the pig Pipeline damage may occur, and there are disadvantages in that accidents such as loss of pigs occur in water supply pipes having many branch pipes.
또한, 압축공기와 세척수를 이용하는 맥동류 세척공법은 현장에서 컴프레샤로 압축공기를 생산하면서 관로에 주입하는 공법이기 때문에 압축공기를 생산하는 과정에서 발생하는 컴프레샤의 지속적이면서 일정한 공기진동으로 수도배관의 관체 떨림이나 연결부 손상발생이 우려되는 단점이 있다.In addition, since the pulsating flow cleaning method using compressed air and washing water is a method of injecting compressed air into the pipe line while producing compressed air with a compressor on site, the continuous and constant air vibration of the compressor generated in the process of producing compressed air can damage the pipes of water pipes. There is a disadvantage in that vibration or damage to the connection part is concerned.
또한, 가스를 수송하는 가스배관의 피깅은 무거운 대형 금속피그가 투입되어 배관 내에 고압가스가 통상기준 50㎏f/㎠- 70㎏f/㎠의 압력으로 공급되고 있는 상태에서 유체유동에 의한 빠른 주행의 피깅때문에 곡관부와 누수배관이 많고 8-15kgf/㎠ 정도의 압력에 견디도록 되어 있는 상수도관에서는 적용시키기 어려운 단점이 있다.In addition, in the pigging of gas pipelines that transport gas, heavy and large metal pigs are put in and high-pressure gas is supplied in the pipe at a normal pressure of 50 kgf/cm2-70 kgf/cm2, and fast travel by fluid flow. Because of the pigging, there are many bends and leaky pipes, and it is difficult to apply to water supply pipes that are designed to withstand a pressure of about 8-15 kgf / cm2.
또한, 가스배관의 피깅은 발화성 가스가 고압으로 계속 흐르는 유체유동을 이용하므로 배관에 개방부를 설치할 수 없기 때문에 피깅을 시행하는 동안 실시간으로 데이터를 송출하지 못하고 데이터를 저장하여 피깅 후 분석하는 시스템으로 관로상태를 예측하며 진행하는 단점이 있다.In addition, pigging of gas piping uses the fluid flow in which flammable gas continuously flows at high pressure, so it is not possible to install an opening in the pipe, so it is not possible to send data in real time during pigging. There is a downside to predicting the state and proceeding.
또한, 예측성 피깅은 피깅가능성 예측단계에서 오류가 발생하는 경우 피깅단계에서 배관이나 피그장치가 손상되는 사고가 발생하는 단점이 있다.In addition, predictive pigging has a disadvantage in that an accident in which a pipe or a pig device is damaged in the pigging step occurs when an error occurs in the pigging possibility prediction step.
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 질소공급부터 스마트피그, 피그투입구, 토출구에서 발생하는 전반과정과 데이터를 관련하여 분석 처리하는 데이터베이스를 구축하여, 관로의 수명예측, 누수 감지 및 세척의 적정 주기예측 등의 관망유지관리의 기술적 목표를 관리하며, The purpose of the present invention was made in view of the existing problems, and by building a database that analyzes and processes the entire process and data generated from nitrogen supply to smart pig, pig inlet, and discharge port, predicting the life of the pipe, leak Manage the technical goals of pipe network maintenance, such as detection and prediction of appropriate cycles for cleaning,
고압가스 안전관리법의 제한기준에 따라 10kgf/㎠ 미만의 압축질소를 사용하며, 수도배관 내부로 저압의 질소를 일정한 압력과 안전한 시스템으로 공급하며, Compressed nitrogen of less than 10kgf/cm2 is used in accordance with the restriction standards of the High-Pressure Gas Safety Management Act, and low-pressure nitrogen is supplied into the water pipe at a constant pressure and in a safe system.
저압의 압축질소 투입으로도 스마트피그의 이동이 가능하고 곡관부 및 관로 취약부에서도 주행이 가능하도록 탐사장치를 가볍고 소형화하며, Even with low-pressure compressed nitrogen input, the smart pig can be moved and the probe is light and compact so that it can run in bends and weak parts of the pipeline.
피깅단계에서 관로와 탐사장치가 유동충격으로부터 안전하도록 탐사장치를 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성된 스마트피그 중앙의 코어 내부에 설치하며, In the pigging step, the exploration device is installed inside the core of the smart pig center composed of high-elasticity and high-density foam so that the conduit and exploration device are safe from flow shock,
피그의 탐사기능, 위치추적기능, 데이터 관리기능 등 스마트피그의 핵심기능을 2중 안전시스템으로 하여 데이터 손상 및 피그의 사고에 대비하며, The core functions of Smart Pig, such as exploration function, location tracking function, and data management function of Pig, are made into a double safety system to prepare for data damage and pig accidents,
세척배관의 토출구에 개폐식 새들장치와 무선중계장치를 설치하고, 스마트피그에서 취득하는 탐사 데이터를 손상없이 통합 데이터베이스로 전송하여, 현장에서 관로상태를 실시간 모니터링하면서 피깅의 강약을 조절하며, Install a retractable saddle device and a wireless relay device at the outlet of the washing pipe, transmit the exploration data acquired from the smart pig to the integrated database without damage, monitor the pipe condition in the field in real time, adjust the strength of the pigging,
스마트피그의 자율주행으로 관로의 곡관부 및 관로취약부 등을 인지하여, 관로상태에 따라 스마트피그 속도를 자율적으로 변경시키며, 내비게이션을 이용하면서 저압의 질소를 이용하는 피깅을 시행하여 안전한 피깅과 세척의 품질을 높일 수 있는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치 및 방법을 제공하는데 있다.Smart Pig's autonomous driving recognizes the bends and weak parts of the pipe, autonomously changes the speed of the Smart Pig according to the pipe condition, and performs pigging using low pressure nitrogen while using navigation to ensure safe pigging and cleaning quality It is to provide a navigation pigging device and method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving that can increase
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치는, 다수의 질소실린더(110a)가 연결되어 압축질소를 집합하는 다수의 질소집합관(110)과, 다수의 상기 질소집합관(110)이 연결되는 집합조절탱크(120)와, 상기 집합조절탱크(120)에 연결되어 압축질소를 10kgf/㎠ 미만의 저압으로 조절하여 배출시키는 배출조절관(130)으로 구성되는 질소공급조절부(100); 중심부와 전방부에 설치되는 코어(210)와, 상기 코어(210)의 중심부 외주에 설치되는 세척장치(220)와, 상기 코어(210)의 중심부 내부에 설치되는 탐사장치(230)와, 상기 코어(210)의 중심부 후방부에 설치되는 구동모듈(240)로 구성되는 스마트피그(200); 세척배관 일측 상부에 관로 내부로 상기 스마트피그(200)가 투입되는 제2 몸체(310)와, 상기 제2 몸체(310) 개구에 설치되는 투입구 개폐장치(320)와, 상기 제2 몸체(310) 내부에 설치되는 제4 압력측정계(330)와, 상기 배출조절관(130)과 연결되어 상기 제2 몸체(310) 내부로 압축질소를 투입하도록 상기 투입구 개폐장치(320)에 설치되는 질소투입관(340)으로 구성되는 피그투입구(300); 토출유로의 일측에 설치되는 제2 유량측정계(410)와, 상기 제2 유량측정계(410)의 후방에 설치되는 속도측정계(420)와, 상기 속도측정계(420)의 후방에 설치되는 개폐식 새들장치(430)와, 상기 개폐식 새들장치(430)내에 설치되는 무선중계장치(440)와, 상기 개폐식 새들장치(430)의 후방에 설치되는 토출개폐장치(450)로 구성되는 토출구(400); 및 상기 탐사장치(230)로부터 수신되는 데이터를 분석 처리하는 통합 데이터베이스(510)와, 상기 통합 데이터베이스(510)와 연계하여 상기 스마트피그(200)를 자율주행시키는 자율조정시스템(520)이 구축되는 메인컴퓨터가 설치되어 피깅 전반과정을 통제하는 통제부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The navigation pigging device for integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem is a plurality of nitrogen collection pipes ( 110), a
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 질소집합관(110)의 일측에는 제1 압력측정계(111)와, 제1 압력조절장치(112)와, 압력센서가 포함된 자동개폐장치(113)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, on one side of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 집합조절탱크(120)는, 다수의 상기 질소집합관(110)과 연결되어 50kgf/㎠ 이하의 중압으로 조절된 압축질소를 공급받아 저장하는 제1 몸체(121)와, 상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 압력을 측정하는 제2 압력측정계(122)와, 상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 과잉압력 발생시 압력을 자동조절하는 안전밸브(123)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 배출조절관(130)의 일측에는 상기 자율조정시스템(520)과 연계되어 상기 배출조절관(130) 내부를 통과하는 압축질소의 유량을 조절하면서 배출하도록 제3 압력측정계(131)와, 제2 압력조절장치(132)와, 제1 유량측정계(133)와, 센서가 포함된 유량조절장치(134)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, a third side of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 코어(210)의 중심부와 전방부는 원통형태와 반구형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the central and front portions of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 세척장치(220)는 상기 코어(210)의 외주에 설치되어 주행하도록 원반 폼으로 형성된 다수의 세척원반(221)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 탐사장치(230)는, 상기 코어(210)의 전방부 중앙에 설치되어 관로상태를 측정 및 촬영하는 관로측정모듈(231)과, 상기 코어(210)의 내부 중앙에 대해 상기 관로측정모듈(231)의 후방에 설치되어 상기 스마트피그(200)의 자기위치를 측정하는 자기위치측정모듈(232)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 전방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 변환시키는 통신모듈(233)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 중간측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 저장하는 저장모듈(234)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 후방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 전원을 공급하는 전원모듈(235)과, 상기 코어(210)의 내부에 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)의 둘레를 감싸도록 보호하는 하우징(236)과, 상기 코어(210)의 내부 중앙을 관통하도록 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235), 구동모듈(240)을 연결하는 연결부(237)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 관로측정모듈(231)은 다수의 라이다센서와 영상카메라로 구성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 자기위치 측정모듈(232)은 자이로센서와 가속도센서 및 펄스송출장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the magnetic
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 통신모듈(233)은 상기 탐사장치(230)에서 측정한 탐사데이터를 변환시켜 상기 무선중계장치(440)를 통해 상기 통제부(500)의 메인컴퓨터와 상기 저장모듈(234)로 각각 전송하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 하우징(236)은 상기 탐사장치(230)의 하드웨어가 장착되는 공간을 제공하면서 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)이 외부 충격으로부터 보호되도록 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 구동모듈(240)은 상기 코어(210)의 후방부에 원반형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 설치되는 것으로서, 상기 구동모듈(240)의 후단 중앙에는 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소에 대응하도록 상기 스마트피그(200) 내측으로 오목하게 형성되면서 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소의 압력을 측정하는 구동압력측정부(241)가 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법은, 스마트피그(200)의 구동력으로 사용되는 10kgf/㎠ 미만의 저압질소가 안정적으로 공급되도록 통제부(500)의 자율조정시스템(520)과 연계하여 저압질소의 기준압력을 설정하고, 관로상태에 따라 상기 스마트피그(200) 속도가 자율조정되도록 유량투입 조절범위를 설정하여, 관경과 관로상태에 따라 관로 내에서 상기 스마트피그(200)의 자율주행 범위를 설정하는 자율주행조절 단계(S1); 탐사데이터와 영상을 실시간으로 수신하여 관로상태를 실시간 모니터링하면서 상기 스마트피그(200)의 자율주행으로 관로의 탐사와 기본세척을 시행하며 내비게이션용 스마트지도를 준비하는 스마트피깅 단계(S2); 상기 스마트피깅 단계 후, 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로의 재탐사와 세척 또는 세관을 2차 피깅 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로를 피깅하는 질소스왑피깅 단계(S3); 상기 질소스왑피깅 단계 후 세척수에 질소를 투입하여 발생하는 혼합유동으로 수도배관 내부에 남아있는 침전물을 제거하도록 관로를 흐르는 관로 내를 흐르는 세척수와 질소의 혼합압력을 10kgf/㎠ 미만의 저압으로 조절하여 투입하면서 3차 관로 세척을 시행하는 질소맥동류세척 단계(S4); 및 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 토출수와 토출물질을 분석하고 관로상태를 평가하여 세척의 개시와 종결 여부를 결정하는 세척평가 단계(S5); 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 수신되는 데이터를 분석하여 관로의 상태를 평가하며, 상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하는 관로분석 단계(S6);를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving according to an embodiment of the present invention, the control unit ( 500) to set the reference pressure of low-pressure nitrogen in conjunction with the self-
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 자율주행조절 단계(S1)는, 상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 이동되는 저압질소의 기준압력을 설정하고, 관로에 투입되는 질소유량과 관로압력 및 관로 탐사데이터가 서로 관련하여 관로 내에서 상기 스마트피그(200)의 속도가 제어되도록 자율주행 범위를 설정하며, 상기 스마트피그(200)의 이동속도는 관로에 손상이 없는 범위 내에서 영상진단을 위한 최적의 속도로 설정하되, 관로상태에 따라 관로 취약부등에서는 관로손상이 없도록 상기 스마트피그(200)의 이동속도를 2m/s 이하로 설정하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the autonomous driving control step (S1) of the present invention sets the reference pressure of low-pressure nitrogen moved by the driving force of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 스마트피깅 단계(S2)는, 관로 내에서 상기 스마트피그(200)를 자율주행으로 이동시키면서 탐사한 탐사장치(230)의 데이터와 영상을 통합 데이터베이스(510)로 전송시키면서 관로상태를 실시간 확인하고, 관로를 주행하는 상기 스마트피그(200)와 곡관부, 부착물 및 관로취약부의 거리 및 상태를 감지하며, 상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 주행속도를 제어하면서 관로를 탐사하고 세척하는 1차 피깅을 시행하도록 곡관부 및 부착물 침착 상태와 위치를 정밀하게 파악하여 내비게이션용 스마트지도를 준비하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, in the smart pigging step (S2) of the present invention, the data and images of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 질소스왑피깅 단계(S3)는, 상기 스마트피그(200) 이동의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하고, 1차 피깅 후 제공되는 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 이동시키며, 1차 피깅 후 관로에 남아있는 부착물을 제거하면서 관로상태를 재측정하는 2차 피깅을 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 세척장치(220)가 관로 내에 부착되어 있는 부착물의 연질과 경질 및 관로상태에 따라 관로스왑에 적합한 크기와 강도를 선택하여 관로의 세척 및 세관을 구분하며, 상기 스마트피그(200)가 관로벽면과 밀착하여 주행하면서 발생하는 마찰력 및 상기 스마트피그(200) 후방에서 세척수와 질소의 혼합유동으로 발생하는 마찰력으로 관로를 세척 및 세관하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the nitrogen swap pigging step (S3) of the present invention uses the mixing pressure and mixed flow of washing water and nitrogen as a driving force for the movement of the
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 질소맥동류세척 단계(S4)는, 관로를 흐르는 세척수의 유량을 관로의 50% 이하로 흐르게 하면서 압력을 측정한 후, 세척수와 질소의 혼합압력을 일반 금속관에서는 10kgf/㎠ 미만의 압력으로 질소투입을 개시하고, 경질의 수지관에서는 7kgf/㎠ 미만으로 개시하며, 토출부에서 토출되는 세척수의 유량과 토출속도를 측정하면서 관로상태에 따라 세척수와 저압질소의 혼합압력 및 각각의 유량을 조절하여 투입하며, 질소스왑피깅 후 관로에 남아있는 침전물을 세척수와 저압질소의 혼합유동으로 제거하는 3차 관로세척을 시행하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, in the nitrogen pulsating flow washing step (S4) of the present invention, the pressure is measured while the flow rate of the washing water flowing through the pipe is 50% or less of the pipe, and then the mixed pressure of the washing water and nitrogen is measured in a general metal pipe. Initiate nitrogen input at a pressure of less than 10kgf/cm2, start at less than 7kgf/cm2 in a hard resin pipe, and mix the washing water with low-pressure nitrogen according to the condition of the pipe while measuring the flow rate and discharge speed of the washing water discharged from the discharge part. It is introduced by adjusting the pressure and each flow rate, and is characterized in that the third pipe cleaning is performed to remove the sediment remaining in the pipe after nitrogen swap pigging with a mixed flow of washing water and low pressure nitrogen.
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 세척평가 단계(S5)는, 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 토출수와 토출물질의 분석 및 관로상태 평가에 따라 상가 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 개시와 종결을 결정하고, 상기 토출수와 토출물질의 처리방법을 결정하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the cleaning evaluation step (S5) of the present invention is an additional smart pigging step according to the analysis of discharge water and discharged substances and evaluation of pipe conditions in the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step. , determining the start and end of the nitrogen swap-pigging step and the nitrogen pulsating current washing step, and determining the treatment method of the discharged water and discharged material.
다른 실시예로서, 본 발명의 상기 관로분석 단계(S6)는, 상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)와 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 데이터를 통해 관로의 부식 및 부착물에 의한 관로손상과 관체의 두께변화를 실시간 분석하며, 세척의 적정주기 예측, 관로의 수명예측, 누수감지의 상기 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하고, 관로손상으로 누수가 감지되는 경우 토출개폐장치(450)로 토출유로를 폐쇄한 후, 관로 내로 저압의 질소를 투입하여 관로 압력을 일정 압력으로 유지시키면서 유지압력이 저하되는 속도를 판단하여 누수여부와 관로손상을 진단하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, in the pipeline analysis step (S6) of the present invention, the pipe through the data of the integrated
본 발명의 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치 및 방법은 자율조정시스템과 연계하여 관로상태를 실시간 모니터링하면서 스마트피그의 자율주행으로 관로를 세척함으로써 관로의 손상없이 스케일 및 침전물 등의 부착물을 안전하고 효율적으로 세척하는 효과가 있다.The navigation pigging device and method for integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving of the present invention monitors the pipeline condition in real time in connection with the autonomous control system and cleans the pipeline with the autonomous driving of the smart pig to remove scale and sediment without damage to the pipeline. It has the effect of safely and efficiently cleaning the attachments of the
또한, 다기능 스마트피그의 탐사데이터를 이용하여 네비게이션용 스마트지도를 제공하며, 내비게이션을 이용하여 피깅의 부작용 발생없이 안전하게 피깅을 시행하는 효과가 있다.In addition, it provides a smart map for navigation using the exploration data of the multifunctional smart pig, and has the effect of safely implementing pigging without occurrence of side effects of pigging using the navigation.
또한, 스마트피그의 구동력으로 사용하는 압축질소에 의해 생물막에 서식하는 미생물 등이 재성장하지 못하도록 사멸시키는 관로소독 효과가 있다. In addition, there is a conduit disinfection effect that kills microorganisms living in biofilms from re-growth by compressed nitrogen used as a driving force of smart pigs.
또한, 탐사데이터를 서로 관련하여 분석 처리하여 통합형 데이터베이스를 구축함으로써 세척의 적정주기 예측, 관로의 수명예측, 누수감지 등 관망유지관리의 기술적 목표를 통합관리하는 효과가 있다.In addition, by constructing an integrated database by analyzing and processing exploration data in relation to each other, there is an effect of integrated management of technical goals of pipe network maintenance, such as predicting the proper cycle of cleaning, predicting pipe life, and detecting leaks.
도 1은 본 발명에 따른 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 질소집합관, 집합조절탱크, 배출조절관으로 구성되는 질소공급조절부의 결합상태를 도시한 구성도.
도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 스마트피그의 내부와 외부를 도시한 구성도.
도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 스마트피그의 전방부와 후방부를 도시한 구성도.
도 5(a)(b)는 본 발명에 따른 수도배관과 피그투입구 및 토출구의 결합상태를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법 순서도.1 is a flow chart of a navigation pigging device for integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving according to the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram showing a combined state of a nitrogen supply control unit composed of a nitrogen collection pipe, a collection control tank, and a discharge control pipe according to the present invention.
Figure 3 (a) (b) is a configuration diagram showing the inside and outside of the smart pig according to the present invention.
Figure 4 (a) (b) is a configuration diagram showing the front and rear parts of the smart pig according to the present invention.
Figure 5 (a) (b) is a configuration diagram showing the coupling state of the water pipe, the pig inlet and the discharge port according to the present invention.
6 is a flow chart of a navigation pigging method of integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving according to the present invention.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하며, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. Hereinafter, in order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings 1 to 6, and the shape of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. . Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described in detail below.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치는, 다수의 질소실린더(110a)가 연결되어 압축질소를 집합하는 다수의 질소집합관(110)과, 다수의 상기 질소집합관(110)이 직병렬로 순차방식으로 연결되는 집합조절탱크(120)와, 상기 집합조절탱크(120)에 연결되어 압축질소를 10kgf/㎠ 미만의 저압으로 조절하여 배출시키는 배출조절관(130)으로 구성되는 질소공급조절부(100); 중심부와 전방부에 설치되는 코어(210)와, 상기 코어(210)의 중심부 외주에 설치되는 세척장치(220)와, 상기 코어(210)의 중심부 내부에 설치되는 탐사장치(230)와, 상기 코어(210)의 중심부 후방부에 설치되는 구동모듈(240)로 구성되는 스마트피그(200); 세척배관 일측 상부에 관로 내부로 상기 스마트피그(200)가 투입되는 제2 몸체(310)와, 상기 제2 몸체(310) 개구에 설치되는 투입구 개폐장치(320)와, 상기 제2 몸체(310) 내부에 설치되는 제4 압력측정계(330)와, 상기 배출조절관(130)과 연결되어 상기 제2 몸체(310) 내부로 압축질소를 투입하도록 상기 투입구 개폐장치(320)에 설치되는 질소투입관(340)으로 구성되는 피그투입구(300); 토출유로의 일측에 설치되는 제2 유량측정계(410)와, 상기 제2 유량측정계(410)의 후방에 설치되는 속도측정계(420)와, 상기 속도측정계(420)의 후방에 설치되는 개폐식 새들장치(430)와, 상기 개폐식 새들장치(430)내에 설치되는 무선중계장치(440)와, 상기 개폐식 새들장치(430)의 후방에 설치되는 토출개폐장치(450)로 구성되는 토출구(400); 및 상기 탐사장치(230)로부터 수신되는 데이터를 분석 처리하는 통합 데이터베이스(510)와, 상기 통합 데이터베이스(510)와 연계하여 상기 스마트피그(200)를 자율주행시키는 자율조정시스템(520)이 구축되는 메인컴퓨터가 설치되어 피깅 전반과정을 통제하는 통제부(500);를 포함하여 이루어져 있다.1 to 5, in the navigation pigging device for integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving according to an embodiment of the present invention, a plurality of
즉, 질소는 공기중에 78% 분포되어 있으며, 일정농도 이하는 인체에 무해한 불연성인 친환경 기체이다. That is, nitrogen is 78% distributed in the air, and it is a non-flammable, environmentally friendly gas that is harmless to the human body below a certain concentration.
상기 질소공급조절부(100)는 저압질소를 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 10kgf/㎠ 미만의 압축질소를 안전하고 안정적으로 사용하도록 하는 역할을 한다. The nitrogen
상기 질소집합관(110)의 일측에는 제1 압력측정계(111)와, 제1 압력조절장치(112)와, 압력센서가 포함된 자동개폐장치(113)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치된다. On one side of the
즉, 상기 질소집합관(110)은 상기 다수의 질소실린더(110a)와 연결되어 준비된 압축질소를 집합하거나, 이와 병행하여 액화질소기화기(미도시)로 현장에서 압축질소를 준비하면서 집합할 수 있도록 압축질소의 공급여건에 따라 다수의 질소실린더(110a)와 액화질소기화기(미도시)를 병행하여 연결되어 직병렬 순차방식으로 연결된다.That is, the
상기 제1 압력측정계(111)는 상기 각 질소집합관(110)에 각각 설치되어 압력을 측정하는 역할을 한다. The
상기 제1 압력조절장치(112)는 상기 각 질소집합관(110)에 각각 설치되어 상기 질소공급조절부(100) 전체의 안전을 강화하는 역할을 한다. The first
상기 압력센서가 포함된 자동개폐장치(113)는 상기 각 질소집합관(110)에 각각 설치되어 상기 다수의 질소집합관(110)에 집합되는 압축질소가 압력 설정에 따라 상기 집합조절탱크(120)로 순차적으로 자동 배출되면서 질소공급의 연속성이 용이하도록 하는 역할을 한다. The automatic opening/
상기 집합조절탱크(120)는, 다수의 상기 질소집합관(110)과 연결되어 50kgf/㎠ 이하의 중압으로 조절된 압축질소를 공급받아 저장하는 제1 몸체(121)와, 상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 압력을 측정하는 제2 압력측정계(122)와, 상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 과잉압력 발생시 압력을 자동조절하는 안전밸브(123)를 포함하여 이루어져 있다.The
상기 배출조절관(130)의 일측에는 상기 자율조정시스템(520)과 연계되어 상기 배출조절관(130) 내부를 통과하는 압축질소의 유량을 조절하면서 배출하도록 제3 압력측정계(131)와, 제2 압력조절장치(132)와, 제1 유량측정계(133)와, 센서가 포함된 유량조절장치(134)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치된다. On one side of the
즉, 상기 배출조절관(130)은 상기 유량조절장치(134)와 상기 통제부(500)의 자율조정시스템(520)과 연계하여 관로상태에 따라 상기 스마트피그(200)의 주행속도를 조절하도록 유량공급 조절을 명령하고, 질소의 공급유량이 조절되도록 하는 역할을 한다. That is, the
상기 코어(210)의 중심부와 전방부는 원통형태와 반구형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것이 바람직하다. The central and front portions of the
상기 세척장치(220)는 상기 코어(210)의 외주에 설치되어 주행하도록 원반 폼으로 형성된 다수의 세척원반(221)으로 구성되는 것이 바람직하다. The
상기 탐사장치(230)는, 상기 코어(210)의 전방부 중앙에 설치되어 관로상태를 측정 및 촬영하는 관로측정모듈(231)과, 상기 코어(210)의 내부 중앙에 대해 상기 관로측정모듈(231)의 후방에 설치되어 상기 스마트피그(200)의 자기위치를 측정하는 자기위치측정모듈(232)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 전방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 변환시키는 통신모듈(233)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 중간측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 저장하는 저장모듈(234)과, 상기 다수의 세척원반(221) 중 후방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 전원을 공급하는 전원모듈(235)과, 상기 코어(210)의 내부에 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)의 둘레를 감싸도록 보호하는 하우징(236)과, 상기 코어(210)의 내부 중앙을 관통하도록 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235), 구동모듈(240)을 연결하는 연결부(237)를 포함하여 이루어져 있다.The
상기 관로측정모듈(231)은 다수의 라이다센서와 영상카메라로 구성되는 것이 바람직하다. The
여기서, 관로벽면을 측정하는 상기 라이다센서는 레이저를 송출하여 반사 레이저를 수신하면서 관로내경을 측정하여 관로 손상 및 부식상태, 부착물 등의 관로상태를 일정거리 단위로 측정하며, 상기 스마트피그(200) 전방의 대상 물체까지의 거리, 방향 등을 3차원 모델로 측정하는 역할을 한다. Here, the lidar sensor that measures the pipe wall surface measures the pipe condition such as damage, corrosion, and attachments in units of a certain distance by measuring the inner diameter of the pipe while sending out a laser and receiving a reflected laser, and the smart pig (200 ) It serves to measure the distance and direction to the target object in the front with a 3D model.
상기 영상카메라는 상기 스마트피그(200) 전방의 관로상태를 촬영하여 영상데이터를 제공하도록 하는 역할을 한다. The video camera serves to provide video data by photographing the pipeline state in front of the
즉, 상기 관로측정모듈(231)은 다수의 라이다센서를 이용하여 일정거리 단위로 관로상태를 탐사하고, 상기 스마트피그(200)가 주행하는 전방의 곡관 및 돌출부의 형상과 피사체와의 거리를 인식하며, 탐사데이터와 영상데이터가 상기 자율조정시스템(520)으로 전송되어 전방충돌에 의한 유동충격을 최소화하도록 속도가 조절되며, 자율주행에 따른 스마트피그(200)의 속도변화에도 일정한 거리를 기준으로 관로를 탐사하도록 하는 역할을 한다. That is, the
상기 자기위치 측정모듈(232)은 자이로센서와 가속도센서 및 펄스송출장치로 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the magnetic
즉, 상기 자기위치 측정모듈(232)은 자이로센서와 가속도센서 및 펄스송출장치에 의해 관로 내부를 이동하는 상기 스마트피그(200)의 기울기와 이동거리, 관로내에서 이동하는 스마트피그(200)의 가속도 등을 측정하여 스마트피그(200)의 3차원 위치데이터를 연속적으로 초기화하면서 지하에 매설된 상수관로의 수치지도를 작성하도록 제공하며, 세척배관의 피그투입구(300) 주변에 지피에스(GPS) 좌표를 설정하면서 지피에스 좌표와 연계하여 스마트피그(200)의 현재위치 추적하고, 좌표와 이동하는 스마트피그(200)의 3차원 위치데이터를 연계하여 지하에 매설된 상수도 관로의 매핑과 스마트피그(200)의 현장위치를 측정하며, 관로 내에서 이동하는 스마트피그(200)의 분실 등 사고에 대비하여 일정시간 단위로 펄스신호를 송출하여 스마트피그(200) 위치를 2중 안전시스템으로 추적하도록 하는 역할을 한다. That is, the magnetic
상기 통신모듈(233)은 상기 탐사장치(230)에서 측정한 탐사데이터를 변환시켜 상기 무선중계장치(440)를 통해 상기 통제부(500)의 메인컴퓨터와 상기 저장모듈(234)로 각각 전송하는 것으로서, 스마트피그(200)의 이동 충격 등에 의한 데이터의 손실에 대비하여 2중 안전시스템으로 전송하도록 이루어져 있다.The
즉, 상기 통신모듈(233)은 현장에서 관로상태를 실시간 모니터링하면서 피깅을 시행하도록 탐사데이터를 상기 무선중계장치(440)를 통해 상기 통제부(500)의 메인컴퓨터로 전송하며, 상기 메인컴퓨터로 전송하는 데이터의 손실에 대비하여 탐사데이터를 스마트피그(200)의 저장모듈(234)로 전송하여, 피깅 후 통합 데이터베이스(510) 구축을 위해 측정 데이터를 안전하게 관리하도록 하는 역할을 한다. That is, the
상기 하우징(236)은 상기 탐사장치(230)의 하드웨어가 장착되는 공간을 제공하면서 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)이 외부 충격으로부터 보호되도록 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것이 바람직하다. The
상기 연결부(237)는 유연성 있고 강한 탄소섬유 소재로 구성되는 것이 바람직하다. The connecting
상기 구동모듈(240)은 상기 코어(210)의 후방부에 원반형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것이 바람직하다. The
상기 구동모듈(240)의 후단 중앙에는 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소에 대응하도록 상기 스마트피그(200) 내측으로 오목하게 형성되면서 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소의 압력을 측정하는 구동압력측정부(241)가 설치되는 것을 특징으로 한다.The center of the rear end of the
즉, 상기 구동모듈(240)은 상기 질소투입관(340)으로 투입되는 압축질소의 압력과 에너지에 의해 구동되도록 상기 스마트피그(200)에 설치되는 것으로서, 투입되는 압축질소가 관로 내부를 이동하면서 관로 벽면 경계부의 기체 속도보다 빠게 이동하는 중앙부의 속도가 구동모듈(240)의 후면 중앙부에서 대응하도록 오목형으로 이루어진다. That is, the
상기 통제부(500)는 상기 메인컴퓨터에 통합 데이터베이스(510)를 구축하며, 질소의 공급유량을 조절하는 상기 질소공급조절부(100)와 스마트피그(200), 피그투입구(300), 토출구(400)의 각 장치와 연계하는 자율조정시스템(520)을 구축하여 스마트피그(200)의 주행 전방에 나타나는 스케일 등의 부착물과 곡관부 등의 상태 및 거리를 감지하고, 질소공급조절부(100)에 질소공급 조절을 명령하여 스마트피그(200)에 가해지는 압력을 조절하면서 지정속도 범위 내에서 스마트피그(200)의 속도를 제어하여 스마트피그(200)를 자율주행 시키며, 피깅 전반과정을 통제하도록 이루어져 있다.The
즉, 상기 통제부(500)는 스마트피그(200)가 이동하는 관로에서 전방에 스케일 등의 부착물과 곡관부 및 분지관 이행부 등이 감지되는 경우 경계 목표물의 상태 및 거리를 파악하여 저속으로 주행하도록 질소공급조절부(100)에 질소 공급조절을 명령하여 관로의 손상 및 피그의 사고를 방지하며, 상황종료 후 다시 정상속도로 주행하여 관로상태에 따라 스마트피그(200)의 주행속도를 자율적으로 제어하도록 하는 역할을 한다. That is, the
도 6을 참조하면, 다음은 본 발명의 저압질소와 내비게이션 피그를 이용한 스마트 관망관리 피깅방법은, 스마트피그(200)의 구동력으로 사용되는 10kgf/㎠ 미만의 저압질소가 안정적으로 공급되도록 통제부(500)의 자율조정시스템(520)과 연계하여 저압질소의 기준압력을 설정하고, 관로상태에 따라 상기 스마트피그(200) 속도가 자율조정되도록 유량투입 조절범위를 설정하여, 관경과 관로상태에 따라 관로 내에서 상기 스마트피그(200)의 자율주행 범위를 설정하는 자율주행조절 단계(S1); 탐사데이터와 영상을 실시간으로 수신하여 관로상태를 실시간 모니터링하면서 상기 스마트피그(200)의 자율주행으로 관로의 탐사와 기본세척을 시행하며 내비게이션용 스마트지도를 준비하는 스마트피깅 단계(S2); 상기 스마트피깅 단계 후, 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로의 재탐사와 세척 또는 세관을 2차 피깅 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로를 피깅하는 질소스왑피깅 단계(S3); 상기 질소스왑피깅 단계 후 세척수에 질소를 투입하여 발생하는 혼합유동으로 수도배관 내부에 남아있는 침전물을 제거하도록 관로를 흐르는 관로 내를 흐르는 세척수와 질소의 혼합압력을 10kgf/㎠ 미만의 저압으로 조절하여 투입하면서 3차 관로 세척을 시행하는 질소맥동류세척 단계(S4); 및 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 토출수와 토출물질을 분석하고 관로상태를 평가하여 세척의 개시와 종결 여부를 결정하는 세척평가 단계(S5); 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 수신되는 데이터를 분석하여 관로의 상태를 평가하며, 상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하는 관로분석 단계(S6);를 포함하여 이루어져 있다.Referring to FIG. 6, the following is smart pipe network management using low pressure nitrogen and navigation pigs of the present invention The pigging method sets the reference pressure of low-pressure nitrogen in conjunction with the self-regulation system 520 of the controller 500 so that low-pressure nitrogen of less than 10 kgf / cm 2 used as the driving force of the smart pig 200 is stably supplied, An autonomous driving control step of setting the autonomous driving range of the smart pig 200 in the pipeline according to the pipe diameter and pipe condition by setting the flow rate input control range so that the speed of the smart pig 200 is autonomously adjusted according to the pipe condition ( S1); A smart pigging step (S2) of preparing a smart map for navigation by receiving exploration data and images in real time and monitoring the pipe condition in real time, conducting exploration and basic cleaning of the pipe through autonomous driving of the smart pig 200; After the smart pigging step, while driving the smart pig 200 using the navigation, mixing with the mixing pressure of washing water and nitrogen with the driving force of the smart pig 200 to perform re-exploration and washing of the pipeline or secondary pigging of the customs pipe A nitrogen swap pigging step (S3) of pigging a pipeline while driving the smart pig 200 using flow; After the nitrogen swap-pigging step, the mixing pressure of the washing water and nitrogen flowing through the pipe flowing through the pipe is adjusted to a low pressure of less than 10 kgf / cm 2 to remove the sediment remaining inside the water pipe by the mixed flow generated by introducing nitrogen into the washing water A nitrogen pulsating current washing step (S4) of performing a tertiary pipe cleaning while introducing; and a cleaning evaluation step (S5) of analyzing the discharged water and discharged substances of the smart pigging step, the nitrogen swap pigging step, and the nitrogen pulsating current washing step, and evaluating the pipe condition to determine whether to start or end the cleaning; Pipeline analysis step of preparing to build an integrated database 510 of the control unit 500 by analyzing the data received in the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step to evaluate the state of the pipe line ( S6);
즉, 상기 자율주행조절 단계(S1)는, 상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 이동되는 저압질소의 기준압력을 설정하고, 관로에 투입되는 질소유량과 관로압력 및 관로 탐사데이터가 서로 관련하여 관로 내에서 상기 스마트피그(200)의 속도가 제어되도록 자율주행 범위를 설정하며, 상기 스마트피그(200)의 이동속도는 관로에 손상이 없는 범위 내에서 영상진단을 위한 최적의 속도로 설정하되, 관로상태에 따라 관로 취약부등에서는 관로손상이 없도록 상기 스마트피그(200)의 이동속도를 2m/s 이하로 설정하도록 이루어져 있다.That is, in the autonomous driving control step (S1), the reference pressure of the low-pressure nitrogen moved by the driving force of the
상기 스마트피깅 단계(S2)는, 관로 내에서 상기 스마트피그(200)를 자율주행으로 이동시키면서 탐사한 탐사장치(230)의 데이터와 영상을 통합 데이터베이스(510)로 전송시키면서 관로상태를 실시간 확인하고, 관로를 주행하는 상기 스마트피그(200)와 곡관부, 부착물 및 관로취약부의 거리 및 상태를 감지하며, 상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 주행속도를 제어하면서 관로를 탐사하고 세척하는 1차 피깅을 시행하도록 곡관부 및 부착물 침착 상태와 위치를 정밀하게 파악하여 내비게이션용 스마트지도를 준비하도록 이루어져 있다.In the smart pigging step (S2), the data and images of the
상기 질소스왑피깅 단계(S3)는, 상기 스마트피그(200) 이동의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하고, 1차 피깅 후 제공되는 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 이동시키며, 1차 피깅 후 관로에 남아있는 부착물을 제거하면서 관로상태를 재측정하는 2차 피깅을 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 세척장치(220)가 관로 내에 부착되어 있는 부착물의 연질과 경질 및 관로상태에 따라 관로스왑에 적합한 크기와 강도를 선택하여 관로의 세척 및 세관을 구분하며, 상기 스마트피그(200)가 관로벽면과 밀착하여 주행하면서 발생하는 마찰력 및 상기 스마트피그(200) 후방에서 세척수와 질소의 혼합유동으로 발생하는 마찰력으로 관로를 세척 및 세관하도록 이루어져 있다.The nitrogen swap pigging step (S3) uses the mixed pressure and mixed flow of washing water and nitrogen as a driving force for the movement of the
상기 질소맥동류세척 단계(S4)는, 관로를 흐르는 세척수의 유량을 관로의 50% 이하로 흐르게 하면서 압력을 측정한 후, 세척수와 질소의 혼합압력을 일반 금속관에서는 10kgf/㎠ 미만의 압력으로 질소투입을 개시하고, 경질의 수지관에서는 7kgf/㎠ 미만으로 개시하며, 토출부에서 토출되는 세척수의 유량과 토출속도를 측정하면서 관로상태에 따라 세척수와 저압질소의 혼합압력 및 각각의 유량을 조절하여 투입하며, 질소스왑피깅 후 관로에 남아있는 침전물을 세척수와 저압질소의 혼합유동으로 제거하는 3차 관로세척을 시행하도록 이루어져 있다.In the nitrogen pulsating current washing step (S4), the pressure is measured while the flow rate of the washing water flowing through the pipe is 50% or less of the pipe, and then the mixed pressure of the washing water and nitrogen is set to nitrogen at a pressure of less than 10 kgf / cm 2 in a general metal pipe. Initiate injection, start at less than 7kgf/cm2 in the hard resin pipe, measure the flow rate and discharge speed of the washing water discharged from the discharge part, and adjust the mixing pressure and flow rate of the washing water and low pressure nitrogen according to the pipe condition After nitrogen swap pigging, the third pipe cleaning is performed to remove the sediment remaining in the pipe with a mixed flow of washing water and low pressure nitrogen.
상기 세척평가 단계(S5)는, 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 토출수와 토출물질의 분석 및 관로상태 평가에 따라 상가 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 개시와 종결을 결정하고, 상기 토출수와 토출물질의 처리방법을 결정하도록 이루어져 있다.In the cleaning evaluation step (S5), the smart pigging step, the nitrogen swap pigging step, and the nitrogen pulsation step are performed according to the analysis of the discharged water and the discharged material and the evaluation of the pipe condition in the smart pigging step, the nitrogen swap pigging step, and the nitrogen pulsating current washing step. It is configured to determine the start and end of the flow cleaning step, and to determine the treatment method of the discharged water and discharged material.
즉, 각 세척단계의 개시와 종결은 질소스왑피깅 단계(S3) 및 스마트피깅 단계(S2)의 세척 후에 토출수와 토출물질의 분석 및 관로상태가 세척평가 기준 이내로 평가되는 경우 세척을 종결할 수 있으며, 질소맥동류세척 단계(S4) 후에도 세척평가 기준 이내로 평가되지 않는 경우 각 단계의 세척을 선택하여 반복하도록 이루어져 있다.That is, the start and end of each cleaning step can be completed when the analysis of the discharged water and the discharged material and the pipe condition are evaluated within the cleaning evaluation criteria after the cleaning of the nitrogen swap pigging step (S3) and the smart pigging step (S2). And, if it is not evaluated within the cleaning evaluation criteria even after the nitrogen pulsating flow cleaning step (S4), the washing in each step is selected and repeated.
상기 관로분석 단계(S6)는, 상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)와 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 데이터를 통해 관로의 부식 및 부착물에 의한 관로손상과 관체의 두께변화를 실시간 분석하며, 세척의 적정주기 예측, 관로의 수명예측, 누수감지의 상기 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하고, 관로손상으로 누수가 감지되는 경우 토출개폐장치(450)로 토출유로를 폐쇄한 후, 관로 내로 저압의 질소를 투입하여 관로 압력을 일정 압력으로 유지시키면서 유지압력이 저하되는 속도를 판단하여 누수여부와 관로손상을 진단하도록 이루어져 있다.In the pipeline analysis step (S6), through the
즉, 상기 탐사장치(230)로부터 수신된 데이터를 통해 관로상태와 관체의 두께 변화를 분석하면서 지하에 매설된 관로를 매핑하며, 관체의 부식깊이 비율이 35% 이상으로 분석되는 경우, 관로의 수명을 예측하도록 재검사 여부를 결정하고, 관로 탐사에서 누수가 감지되거나 유수율 분석에서 누수가 의심되는 경우, 관로 분석과 저압질소를 이용한 관로 압력유지 테스트를 통해 누수를 진단하도록 이루어져 있다.That is, the pipeline buried underground is mapped while analyzing the pipe condition and thickness change of the pipe body through the data received from the
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be practiced with modifications and variations within the scope of the present invention, and the technical ideas to which such modifications and variations have been applied also fall within the scope of the following claims. Must see.
100 : 질소공급조절부
110 : 질소집합관 110a : 질소실린더
111 : 제1 압력측정계 112 : 제1 압력조절장치
113 : 자동개폐장치 120 : 집합조절탱크
121 : 제1 몸체 122 : 제2 압력측정계
123 : 안전밸브 130 : 배출조절관
131 : 제3 압력측정계 132 : 제2 압력조절장치
133 : 제1 유량측정계 134 : 유량조절장치
200 : 스마트피그 210 : 코어
220 : 세척장치 221 : 세척원반
230 : 탐사장치 231 : 관로측정모듈
232 : 자기위치측정모듈 233 : 통신모듈
234 : 저장모듈 235 : 전원모듈
236 : 하우징 237 : 연결부
240 : 구동모듈 241 : 구동압력측정부
300 : 피그투입구 310 : 제2 몸체
320 : 투입구 개폐장치 330 : 제4 압력측정계
340 : 질소투입관 400 : 토출구
410 : 제2 유량측정계 420 : 속도측정계
430 : 개폐식 새들장치 440 : 무선중계장치
450 : 토출개폐장치 500 : 통제부
510 : 통합 데이터베이스 520 : 자율조정시스템100: nitrogen supply control unit
110:
111: first pressure measuring system 112: first pressure regulator
113: automatic switchgear 120: collective control tank
121: first body 122: second pressure measuring system
123: safety valve 130: discharge control pipe
131: third pressure measuring system 132: second pressure regulator
133: first flow meter 134: flow control device
200: smart pig 210: core
220: washing device 221: washing disk
230: exploration device 231: pipe measurement module
232: self-positioning module 233: communication module
234: storage module 235: power module
236: housing 237: connection
240: driving module 241: driving pressure measuring unit
300: pig inlet 310: second body
320: inlet opening and closing device 330: fourth pressure measuring system
340: nitrogen inlet pipe 400: discharge port
410: second flow meter 420: speed meter
430: retractable saddle device 440: wireless relay device
450: discharge switchgear 500: control unit
510: integrated database 520: self-regulation system
Claims (19)
중심부와 전방부에 설치되는 코어(210)와, 상기 코어(210)의 중심부 외주에 설치되는 세척장치(220)와, 상기 코어(210)의 중심부 내부에 설치되는 탐사장치(230)와, 상기 코어(210)의 중심부 후방부에 설치되는 구동모듈(240)로 구성되는 스마트피그(200);
세척배관 일측 상부에 관로 내부로 상기 스마트피그(200)가 투입되는 제2 몸체(310)와, 상기 제2 몸체(310) 개구에 설치되는 투입구 개폐장치(320)와, 상기 제2 몸체(310) 내부에 설치되는 제4 압력측정계(330)와, 상기 배출조절관(130)과 연결되어 상기 제2 몸체(310) 내부로 압축질소를 투입하도록 상기 투입구 개폐장치(320)에 설치되는 질소투입관(340)으로 구성되는 피그투입구(300);
토출유로의 일측에 설치되는 제2 유량측정계(410)와, 상기 제2 유량측정계(410)의 후방에 설치되는 속도측정계(420)와, 상기 속도측정계(420)의 후방에 설치되는 개폐식 새들장치(430)와, 상기 개폐식 새들장치(430)내에 설치되는 무선중계장치(440)와, 상기 개폐식 새들장치(430)의 후방에 설치되는 토출개폐장치(450)로 구성되는 토출구(400); 및
상기 탐사장치(230)로부터 수신되는 데이터를 분석 처리하는 통합 데이터베이스(510)와, 상기 통합 데이터베이스(510)와 연계하여 상기 스마트피그(200)를 자율주행시키는 자율조정시스템(520)이 구축되는 메인컴퓨터가 설치되어 피깅 전반과정을 통제하는 통제부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.A plurality of nitrogen collection pipes 110 to which a plurality of nitrogen cylinders 110a are connected to collect compressed nitrogen, a collection control tank 120 to which a plurality of nitrogen collection pipes 110 are connected, and the collection control tank 120 A nitrogen supply control unit 100 composed of a discharge control pipe 130 connected to and discharging compressed nitrogen at a low pressure of less than 10 kgf / cm 2;
A core 210 installed in the center and the front portion, a cleaning device 220 installed on the outer circumference of the center of the core 210, a search device 230 installed inside the center of the core 210, Smart pig 200 composed of a drive module 240 installed in the rear part of the center of the core 210;
The second body 310 into which the smart pig 200 is put into the conduit at the top of one side of the washing pipe, the inlet opening and closing device 320 installed in the opening of the second body 310, and the second body 310 ) Nitrogen input installed in the inlet opening and closing device 320 to inject compressed nitrogen into the second body 310 connected to the fourth pressure measuring system 330 installed inside and the discharge control pipe 130 A pig inlet 300 composed of a pipe 340;
A second flow meter 410 installed on one side of the discharge flow path, a speed meter 420 installed at the rear of the second flow meter 410, and a retractable saddle device installed at the rear of the speed meter 420 A discharge port 400 composed of a 430, a wireless repeater 440 installed in the open and close saddle device 430, and a discharge switch 450 installed at the rear of the open and close saddle device 430; and
An integrated database 510 that analyzes and processes data received from the exploration device 230 and an autonomous control system 520 that autonomously drives the smart pig 200 in conjunction with the integrated database 510 are built. A navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it includes;
상기 질소집합관(110)의 일측에는 제1 압력측정계(111)와, 제1 압력조절장치(112)와, 압력센서가 포함된 자동개폐장치(113)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
On one side of the nitrogen collecting pipe 110, a first pressure measuring instrument 111, a first pressure regulator 112, and an automatic opening/closing device 113 including a pressure sensor are installed in a row at regular intervals. A navigation pigging device for integrated pipe network management using low-pressure nitrogen and autonomous driving.
상기 집합조절탱크(120)는,
다수의 상기 질소집합관(110)과 연결되어 50kgf/㎠ 이하의 중압으로 조절된 압축질소를 공급받아 저장하는 제1 몸체(121)와,
상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 압력을 측정하는 제2 압력측정계(122)와,
상기 제1 몸체(121)의 상부 일측에 설치되어 과잉압력 발생시 압력을 자동조절하는 안전밸브(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
The set control tank 120,
A first body 121 connected to the plurality of nitrogen collecting pipes 110 to receive and store compressed nitrogen adjusted to a medium pressure of 50 kgf / cm 2 or less;
A second pressure gauge 122 installed on one side of the upper portion of the first body 121 to measure pressure;
Navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it includes a safety valve 123 installed on one side of the upper part of the first body 121 to automatically control the pressure when excess pressure occurs.
상기 배출조절관(130)의 일측에는 상기 자율조정시스템(520)과 연계되어 상기 배출조절관(130) 내부를 통과하는 압축질소의 유량을 조절하면서 배출하도록 제3 압력측정계(131)와, 제2 압력조절장치(132)와, 제1 유량측정계(133)와, 센서가 포함된 유량조절장치(134)가 일정 간격을 두고 일렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
On one side of the discharge control pipe 130, a third pressure measuring instrument 131 is connected to the self-regulation system 520 to discharge while controlling the flow rate of compressed nitrogen passing through the discharge control pipe 130, and 2 Integrated pipe network using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that the pressure regulator 132, the first flow meter 133, and the flow regulator 134 including the sensor are installed in a row at regular intervals Management's navigation pigging device.
상기 코어(210)의 중심부와 전방부는 원통형태와 반구형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
Navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that the center and front part of the core 210 are composed of high elasticity and high density foam in a cylindrical shape and a hemispherical shape.
상기 세척장치(220)는 상기 코어(210)의 외주에 설치되어 주행하도록 원반 폼으로 형성된 다수의 세척원반(221)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
The washing device 220 is installed on the outer periphery of the core 210 and is composed of a plurality of washing disks 221 formed of disk foam to drive Navigation piggy of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving Device.
상기 탐사장치(230)는,
상기 코어(210)의 전방부 중앙에 설치되어 관로상태를 측정 및 촬영하는 관로측정모듈(231)과,
상기 코어(210)의 내부 중앙에 대해 상기 관로측정모듈(231)의 후방에 설치되어 상기 스마트피그(200)의 자기위치를 측정하는 자기위치측정모듈(232)과,
상기 다수의 세척원반(221) 중 전방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 변환시키는 통신모듈(233)과,
상기 다수의 세척원반(221) 중 중간측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 데이터를 저장하는 저장모듈(234)과,
상기 다수의 세척원반(221) 중 후방측 세척원반(221)의 중앙에 설치되어 전원을 공급하는 전원모듈(235)과,
상기 코어(210)의 내부에 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)의 둘레를 감싸도록 보호하는 하우징(236)과,
상기 코어(210)의 내부 중앙을 관통하도록 설치되어 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235), 구동모듈(240)을 연결하는 연결부(237)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 6,
The exploration device 230,
A pipe measurement module 231 installed in the center of the front part of the core 210 to measure and photograph the pipe state;
A magnetic position measuring module 232 installed at the rear of the pipe line measuring module 231 with respect to the inner center of the core 210 to measure the magnetic position of the smart pig 200;
A communication module 233 installed in the center of the front-side washing disk 221 among the plurality of washing disks 221 to convert data;
A storage module 234 installed in the center of the middle side washing disk 221 among the plurality of washing disks 221 to store data,
A power module 235 installed in the center of the rear side washing disk 221 among the plurality of washing disks 221 to supply power,
Installed inside the core 210 to protect the circumferences of the pipeline measurement module 231, the magnetic position measurement module 232, the communication module 233, the storage module 234, and the power module 235 housing 236;
Installed to pass through the inner center of the core 210, the pipeline measurement module 231, magnetic position measurement module 232, communication module 233, storage module 234, power module 235, drive module ( 240), a navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it includes a connection part 237 connecting the two.
상기 관로측정모듈(231)은 다수의 라이다센서와 영상카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 7,
The pipe measurement module 231 is a navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it consists of a plurality of lidar sensors and video cameras.
상기 자기위치 측정모듈(232)은 자이로센서와 가속도센서 및 펄스송출장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 7,
The self-positioning module 232 is a navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it consists of a gyro sensor, an acceleration sensor, and a pulse transmission device.
상기 통신모듈(233)은 상기 탐사장치(230)에서 측정한 탐사데이터를 변환시켜 상기 무선중계장치(440)를 통해 상기 통제부(500)의 메인컴퓨터와 상기 저장모듈(234)로 각각 전송하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 7,
The communication module 233 converts the exploration data measured by the exploration device 230 and transmits them to the main computer of the controller 500 and the storage module 234 through the wireless repeater 440, respectively. Navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that.
상기 하우징(236)은
상기 탐사장치(230)의 하드웨어가 장착되는 공간을 제공하면서 상기 관로측정모듈(231), 자기위치측정모듈(232), 통신모듈(233), 저장모듈(234), 전원모듈(235)이 외부 충격으로부터 보호되도록 고탄력 및 고밀도 폼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 7,
The housing 236 is
The pipeline measurement module 231, the magnetic position measurement module 232, the communication module 233, the storage module 234, and the power module 235 are installed outside while providing a space in which the hardware of the search device 230 is mounted. Navigation pigging device of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it is composed of high elasticity and high density foam to be protected from impact.
상기 구동모듈(240)은 상기 코어(210)의 후방부에 원반형태의 고탄력 및 고밀도 폼으로 설치되는 것으로서,
상기 구동모듈(240)의 후단 중앙에는 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소에 대응하도록 상기 스마트피그(200) 내측으로 오목하게 형성되면서 상기 스마트피그(200)의 후방으로 투입되는 압축질소의 압력을 측정하는 구동압력측정부(241)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅장치.The method of claim 1,
The drive module 240 is installed in the rear part of the core 210 as a disk-shaped high-elasticity and high-density foam,
The center of the rear end of the driving module 240 is formed concavely into the smart pig 200 to correspond to the compressed nitrogen injected into the rear of the smart pig 200, and compressed into the rear of the smart pig 200. A navigation pigging device for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that a driving pressure measuring unit 241 for measuring the pressure of nitrogen is installed.
탐사데이터와 영상을 실시간으로 수신하여 관로상태를 실시간 모니터링하면서 상기 스마트피그(200)의 자율주행으로 관로의 탐사와 기본세척을 시행하며 내비게이션용 스마트지도를 준비하는 스마트피깅 단계(S2);
상기 스마트피깅 단계 후, 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로의 재탐사와 세척 또는 세관을 2차 피깅 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 주행시키면서 관로를 피깅하는 질소스왑피깅 단계(S3);
상기 질소스왑피깅 단계 후 세척수에 질소를 투입하여 발생하는 혼합유동으로 수도배관 내부에 남아있는 침전물을 제거하도록 관로를 흐르는 관로 내를 흐르는 세척수와 질소의 혼합압력을 10kgf/㎠ 미만의 저압으로 조절하여 투입하면서 3차 관로 세척을 시행하는 질소맥동류세척 단계(S4); 및
상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 토출수와 토출물질을 분석하고 관로상태를 평가하여 세척의 개시와 종결 여부를 결정하는 세척평가 단계(S5);
상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 수신되는 데이터를 분석하여 관로의 상태를 평가하며, 상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하는 관로분석 단계(S6);를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The reference pressure of low-pressure nitrogen is set in conjunction with the self-regulation system 520 of the control unit 500 so that low-pressure nitrogen of less than 10 kgf / cm 2 used as the driving force of the smart pig 200 is stably supplied, and according to the pipe condition An autonomous driving control step (S1) of setting the automatic driving range of the smart pig 200 in the pipeline according to the pipe diameter and pipe condition by setting the flow rate input control range so that the speed of the smart pig 200 is autonomously adjusted;
A smart pigging step (S2) of preparing a smart map for navigation by receiving exploration data and images in real time and monitoring the pipe condition in real time, conducting exploration and basic cleaning of the pipe through autonomous driving of the smart pig 200;
After the smart pigging step, while driving the smart pig 200 using the navigation, mixing with the mixing pressure of washing water and nitrogen with the driving force of the smart pig 200 to perform re-exploration and washing of the pipeline or secondary pigging of the customs pipe A nitrogen swap pigging step (S3) of pigging a pipeline while driving the smart pig 200 using flow;
After the nitrogen swap-pigging step, the mixing pressure of the washing water and nitrogen flowing through the pipe flowing through the pipe is adjusted to a low pressure of less than 10 kgf / cm 2 to remove the sediment remaining inside the water pipe by the mixed flow generated by introducing nitrogen into the washing water A nitrogen pulsating current washing step (S4) of performing a tertiary pipe cleaning while introducing; and
A cleaning evaluation step (S5) of analyzing the discharged water and discharged substances of the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step and evaluating the pipe condition to determine whether to start or end washing;
Pipeline analysis step of preparing to build an integrated database 510 of the control unit 500 by analyzing the data received in the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step to evaluate the state of the pipe line ( S6); Navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it includes.
상기 자율주행조절 단계(S1)는,
상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 구동력으로 이동되는 저압질소의 기준압력을 설정하고,
관로에 투입되는 질소유량과 관로압력 및 관로 탐사데이터가 서로 관련하여 관로 내에서 상기 스마트피그(200)의 속도가 제어되도록 자율주행 범위를 설정하며,
상기 스마트피그(200)의 이동속도는 관로에 손상이 없는 범위 내에서 영상진단을 위한 최적의 속도로 설정하되, 관로상태에 따라 관로 취약부등에서는 관로손상이 없도록 상기 스마트피그(200)의 이동속도를 2m/s 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the autonomous driving control step (S1),
In connection with the self-regulation system 520, the reference pressure of low-pressure nitrogen moved by the driving force of the smart pig 200 is set,
The autonomous driving range is set so that the speed of the smart pig 200 is controlled in the pipeline in relation to the nitrogen flow rate, pipeline pressure, and pipeline exploration data introduced into the pipeline,
The moving speed of the smart pig 200 is set to the optimal speed for image diagnosis within the range of no damage to the pipe, but the moving speed of the smart pig 200 so that there is no damage to the pipe in the weak part of the pipe according to the pipe condition. Navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that set to 2 m / s or less.
상기 스마트피깅 단계(S2)는,
관로 내에서 상기 스마트피그(200)를 자율주행으로 이동시키면서 탐사한 탐사장치(230)의 데이터와 영상을 통합 데이터베이스(510)로 전송시키면서 관로상태를 실시간 확인하고,
관로를 주행하는 상기 스마트피그(200)와 곡관부, 부착물 및 관로취약부의 거리 및 상태를 감지하며,
상기 자율조정시스템(520)과 연계하여 상기 스마트피그(200)의 주행속도를 제어하면서 관로를 탐사하고 세척하는 1차 피깅을 시행하도록 곡관부 및 부착물 침착 상태와 위치를 정밀하게 파악하여 내비게이션용 스마트지도를 준비하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the smart pigging step (S2),
While moving the smart pig 200 by autonomous driving in the conduit, the conduit state is checked in real time while transmitting the data and images of the exploration device 230 to the integrated database 510,
Detecting the distance and state of the smart pig 200 traveling on the pipe and the bent pipe, attachments and weak pipe parts,
In connection with the self-regulation system 520, the first pigging is performed to explore and clean the pipeline while controlling the driving speed of the smart pig 200. A navigation pigging method for integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized by preparing a smart map for navigation by precisely grasping the deposition state and location of bends and attachments.
상기 질소스왑피깅 단계(S3)는,
상기 스마트피그(200) 이동의 구동력으로 세척수와 질소의 혼합압력과 혼합유동을 이용하고,
1차 피깅 후 제공되는 내비게이션을 이용하여 상기 스마트피그(200)를 이동시키며,
1차 피깅 후 관로에 남아있는 부착물을 제거하면서 관로상태를 재측정하는 2차 피깅을 시행하도록 상기 스마트피그(200)의 세척장치(220)가 관로 내에 부착되어 있는 부착물의 연질과 경질 및 관로상태에 따라 관로스왑에 적합한 크기와 강도를 선택하여 관로의 세척 및 세관을 구분하며,
상기 스마트피그(200)가 관로벽면과 밀착하여 주행하면서 발생하는 마찰력 및 상기 스마트피그(200) 후방에서 세척수와 질소의 혼합유동으로 발생하는 마찰력으로 관로를 세척 및 세관하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the nitrogen swap pigging step (S3),
The mixing pressure and mixing flow of washing water and nitrogen are used as the driving force for the movement of the smart pig 200,
The smart pig 200 is moved using the navigation provided after the first pigging,
After the first pigging, the cleaning device 220 of the smart pig 200 performs the second pigging to remeasure the pipe condition while removing the attachments remaining on the pipe, and the soft and hard attachments attached to the pipe and the pipe condition According to the size and strength suitable for the pipe swap, it separates the washing and customs of the pipe,
The frictional force generated while the smart pig 200 travels in close contact with the pipe wall surface and the frictional force generated by the mixed flow of washing water and nitrogen at the rear of the smart pig 200 are used to wash and clean the pipeline with low pressure nitrogen, characterized in that A navigation pigging method for integrated pipe network management using autonomous driving.
상기 질소맥동류세척 단계(S4)는,
관로를 흐르는 세척수의 유량을 관로의 50% 이하로 흐르게 하면서 압력을 측정한 후, 세척수와 질소의 혼합압력을 일반 금속관에서는 10kgf/㎠ 미만의 압력으로 질소투입을 개시하고,
경질의 수지관에서는 7kgf/㎠ 미만으로 개시하며,
토출부에서 토출되는 세척수의 유량과 토출속도를 측정하면서 관로상태에 따라 세척수와 저압질소의 혼합압력 및 각각의 유량을 조절하여 투입하며,
질소스왑피깅 후 관로에 남아있는 침전물을 세척수와 저압질소의 혼합유동으로 제거하는 3차 관로세척을 시행하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the nitrogen pulsating current washing step (S4),
After measuring the pressure while the flow rate of the washing water flowing through the pipe is 50% or less of the pipe, the mixing pressure of the washing water and nitrogen is less than 10 kgf / ㎠ in the general metal pipe.
In hard resin pipes, it starts at less than 7 kgf / cm 2,
While measuring the flow rate and discharge speed of the washing water discharged from the discharge unit, the mixing pressure and flow rate of the washing water and low-pressure nitrogen are adjusted and injected according to the pipe condition,
A navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that the tertiary pipe cleaning is performed to remove the sediment remaining in the pipe after nitrogen swap pigging with a mixed flow of washing water and low pressure nitrogen.
상기 세척평가 단계(S5)는,
상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계에서 토출수와 토출물질의 분석 및 관로상태 평가에 따라 상가 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 개시와 종결을 결정하고,
상기 토출수와 토출물질의 처리방법을 결정하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the washing evaluation step (S5),
In the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step, the start and end of the smart pigging step, the nitrogen swap pigging step, and the nitrogen pulsating flow washing step are determined according to the analysis of the discharged water and the discharged material and the evaluation of the pipe condition. do,
A navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that for determining the treatment method of the discharged water and discharged material.
상기 관로분석 단계(S6)는,
상기 통제부(500)의 통합 데이터베이스(510)와 상기 스마트피깅 단계, 질소스왑피깅 단계 및 질소맥동류세척 단계의 데이터를 통해 관로의 부식 및 부착물에 의한 관로손상과 관체의 두께변화를 실시간 분석하며,
세척의 적정주기 예측, 관로의 수명예측, 누수감지의 상기 통합 데이터베이스(510)를 구축을 준비하고,
관로손상으로 누수가 감지되는 경우 토출개폐장치(450)로 토출유로를 폐쇄한 후, 관로 내로 저압의 질소를 투입하여 관로 압력을 일정 압력으로 유지시키면서 유지압력이 저하되는 속도를 판단하여 누수여부와 관로손상을 진단하는 것을 특징으로 하는 저압질소와 자율주행을 이용한 통합형 관망관리의 내비게이션 피깅방법.The method of claim 13,
In the pipeline analysis step (S6),
Through the integrated database 510 of the control unit 500 and the data of the smart pigging step, nitrogen swap pigging step, and nitrogen pulsating current washing step, pipe corrosion and attachments of the pipe pipe damage and thickness change of the pipe body are analyzed in real time, ,
Preparing to build the integrated database 510 for predicting the proper cycle of washing, predicting the life of the pipeline, and detecting leaks,
If leakage is detected due to pipeline damage, after closing the discharge passage with the discharge switchgear 450, low-pressure nitrogen is injected into the pipeline to maintain the pipeline pressure at a constant pressure and determine the rate at which the holding pressure decreases to determine whether or not there is leakage and A navigation pigging method of integrated pipe network management using low pressure nitrogen and autonomous driving, characterized in that it diagnoses pipeline damage.
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