KR102597315B1 - 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템 - Google Patents

Abstract

밸브 자가진단 밸브 시스템은 유로를 가지는 밸브와 제공되는 유체의 압력에 의하여 다이아프램 또는 피스톤으로 스템을 상하로 이동시켜 상기 밸브 내 유로를 개폐하는 공압 작동기 및 상기 다이아프램 또는 피스톤의 파손 및 상기 밸브의 누설을 감지하기 위하여, 압력 센서, 밀도 센서, 습도 센서 및 온도 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 센서부를 포함하여, 상기 센서부는 상기 다이아프램 또는 피스톤으로 구획되는 영역 중 상기 유체가 제공되는 제1 영역의 반대측인 제2 영역의 일측에 설치되어진다.

Description

밸브 상태 자가진단 밸브 시스템{VALVE SYSTEM WITH SELF-DIAGNOSIS OF VALVE SATATUS}

본 발명은 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브의 이상 여부를 판단하기 위해 하나 이상의 센서를 구비하고, 초기 센서 데이터에서 스템이 작동함에 따른 변화 값을 제거한 보정 센서 데이터를 얻고, 그 보정 센서 데이터를 가지고, 이상 여부를 사용자에게 알려줌으로써 사용자가 보다 최적의 상태로 밸브를 관리할 수 있는 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템이다.

본 발명은 유로를 가지는 밸브와 그 유로를 개폐할 수 있게 해주는 공압 작동기가 하나로 설치되고, 그 공압 작동기의 내부에는 다이아프램 또는 피스톤과 연결되어 있는 스템이 밸브 내의 유로를 개폐를 할 수 있다. 그리고 설치된 밸브의 고장 여부를 판단할 수 있게 도와주는 센서가 부착되어 있는 형태를 말한다.

이때, 다이아프램 또는 피스톤의 파손 또는 밸브의 누설의 판단을 위해, 장착된 센서를 통해 얻은 데이터를 통해 밸브 및 공압 작동기의 이상여부를 판단해 알려준다.

그러나, 종래의 장치에서는 압력 및 밀도의 변화가 스템의 이동에 의하는 것인지, 혹은 상기 밸브 실내에 갇힌 기체의 온도 변화의 영향에 의하는 것인지 구별하는 것이 곤란했다.

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0021036호

본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 밸브의 이상 여부를 판단하기 위해 하나 이상의 센서를 구비하고, 초기 센서 데이터에서 스템이 작동함에 따른 변화 값을 제거한 보정 센서 데이터를 얻고, 보정 센서 데이터를 가지고, 이상 여부를 사용자에게 알려줌으로써 사용자가 보다 최적의 상태로 밸브를 관리할 수 있는 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템은 유로를 가지는 밸브와 제공되는 유체의 압력에 의하여 다이아프램 또는 피스톤으로 스템을 상하로 이동시켜 상기 밸브 내 유로를 개폐하는 공압 작동기와 상기 다이아프램 또는 피스톤의 파손 및 상기 밸브의 누설을 감지하기 위하여, 압력 센서, 밀도 센서, 습도 센서 및 온도 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 센서부를 포함하며, 상기 센서부는 상기 다이아프램 또는 피스톤으로 구획되는 영역 중 상기 유체가 제공되는 제1 영역의 반대측인 제2 영역의 일측에 설치된다.

이때, 상기 공압 작동기는 공압이 입력되는 입력 포트 및 공압이 출력되는 출력 포트를 포함하며, 상기 센서부는 상기 출력 포트에 설치되어 공압의 누설 여부를 검지 할 수 있다.

또한, 상기 센서부는 압력 센서 및 밀도 센서를 포함하며, 최초에 연속적으로 측정하여 센서 데이터의 평균값을 산출하고, 상기 스템이 이동함에 따른 데이터 변화 값을 연속적으로 측정 및 산출하고, 상기 센서 데이터 평균값에서 상기 데이터 변화 값을 제거하여 산출되는 보정 센서 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 다이아프렘 또는 피스톤의 파손 및 상기 밸브의 누설을 경고할 수 있다.

또한, 상기 센서부와 연결되어 센서 데이터를 전달받는 제어부를 포함하여, 상기 제어부에는 NFC 또는 RFID 태그 중 적어도 어느 하나의 근거리 무선통신 칩을 포함하여, 상기 센서 데이터를 저장하며 사용자의 단말기의 접근 시 상기 데이터를 전송할 수 있다.

또한, 상기 센서부에 의하여 이상이 감지되는 경우, 상기 공압 작동기에 설치되어 있는 오디오 장치 또는 조명 장치를 통하여 알람을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 공압 작동기의 외부에 설치되어 상기 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표시부를 더 포함하며, 상기 표시부는 상기 스템과 일체로 형성되어 상기 스템의 이동에 따라 상기 밸브의 개폐 상태 정보를 시각적으로 사용자에게 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 스템의 이동에 따른 압력 변화 범위 및 실내 온도 변화에 따른 팽창율을 고려해서 이들을 노이즈로 제거하면서 얻어지는 보정 센서 데이터로 상기 밸브의 이상유무의 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 이상이 감지되는 경우, 상기 공압 작동기에 설치되어 있는 오디오 장치 또는 조명 장치를 통하여 알람을 발생시켜 사용자 또는 관리자에게 이상 상태를 신속하게 전달하여 보다 최적의 상태로 관리할 수 있는 효과가 있다.

셋째, NFC 또는 RFID 태그 중 적어도 어느 하나의 근거리 무선통신 칩이 포함되어 있는 제어부에 센서 데이터를 저장하여 사용자의 단말기의 접근 시 상기 데이터를 전송함으로 사용자가 보다 최적의 상태로 관리할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 상기 공압 작동기의 외부에 설치되어 상기 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표시부를 설치하여, 상기 밸브의 개폐 정보를 시각적으로 사용자에게 제공함으로써 보다 최적의 상태로 관리할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 공압 작동기 중 다이아프램의 단면도; 및
도 2는 본 발명에 따른 공압 작동기 중 피스톤의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2구성요소일수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

밸브 상태 자가진단 밸브 시스템의 구성

도 1은 본 발명에 따른 공압 작동기 중 다이아프램의 단면도, 도 2는 본 발명에 따른 공압 작동기 중 피스톤의 단면도이다.

본 발명에 따른 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 밸브(1), 공압 작동기(2), 센서부(30)로 구성된다.

밸브(1)는 유로(3)와 스템(11)으로 구성된다.

유로(3)는 유체가 이동할 수 있는 관으로 구비된다.

이때 유로(3)의 형상은 사용양태 등을 고려하여 다양한 형태 및 크기로 이루어질 수 있다.

스템(11)은 유로(3)를 통해 유체가 통하거나 멈추거나 유량 등을 제어하기 위해 유로(3) 상부 일측에 홀을 통과하여 유로(3)를 개폐할 수 있도록 구비된다. 스템(11)은 공압 작동기(2)의 다이아프램(4) 또는 피스톤(5)의 하면의 일측에 결합된다.

이때, 스템(11)이 상하 이동을 통해 유로(11)를 개폐할 수 있다.

밸브(1)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 공통적으로 구성되어 있으나, 사용양태 등을 고려하여 다양한 형태 및 크기로 이루어질 수 있다.

공압 작동기(2)는 사용양태에 따라 다이아프램(4) 또는 피스톤(5)을 포함하여 구성된다.

공압 작동기(2)는 밸브(1)의 일측, 바람직하게는 스템(11)이 구비되는 일측과 대응되는 밸브(1)의 상부 일측에 구비되어 스템(11)을 작동시키는 것으로서, 도 1에서 도시한바와 같이 일실시예로, 다이아프램(4)을 사용하는 공압 작동기(2)는 크게 하우징(13), 다이아프램(4) 및 스프링(11a)으로 구성된다.

하우징(13)은 밸브(1)의 상부 일측에 구비되고, 내부에 다이아프램(4) 및 스프링(11a) 등이 구성될 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 형상 및 크기로 이루어져도 무방하다. 본 발명에서는 도 1에서 도시한바와 같이 다이아프램(4)을 통해 내부 공간이 구획되는 상부 하우징(2a) 및 하부 하우징(2b)으로 구성된다.

상부 하우징(2a)은 하우징(13)의 상부 영역을 형성하는 것으로 그 형상은 하우징(13)의 전체 형상을 고려하여 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 하우징(13)이 전체적으로 육각형 단면을 형성하는 것으로 도시하고 있으나, 사용양태에 따라 반구형 또는 다각형 단면을 갖도록 선택적으로 결정될 수 있다.

또한, 상부 하우징(2a)의 일측, 바람직하게는 상면 일측, 보다 바람직하게는 상면 중심 일측에 작동 유체가 입출력 될 수 있도록 개방된 작동 유체 공급원(10)이 형성된다.

이때, 작동 유체 공급원(10) 주변 일측, 바람직하게는 다이아프램(4)이 상승하였을 때 다이아프램(4)과 상부 하우징(2a)이 맞닿는 면 일측에는 스토퍼(10a)를 두어 다이아프램(4)이 상승할 때 상부 하우징(2a)과의 접촉을 피해 다이아프램(4)의 손상을 미연에 방지할 수 있게 도와준다. 사용양태에 따라서는 스토퍼(10a) 외에 다이아프램(4)과 상부 하우징(2a)의 접촉을 막고, 다이아프램(4)을 손상시키지 않는 부재라면 어떠한 부재를 사용하여도 무방하다.

하부 하우징(2b)은 상부 하우징(2a)과 대응되는 크기 및 형상으로 이루어지고, 상부 하우징(2a)과 결합되어 내부에 다이아프램(4) 및 스프링(11a) 등의 구성이 결합될 수 있는 공간을 제공한다.

이때, 하부 하우징(2b)의 일측, 바람직하게는 스템(11)과 대응되는 하부 하우징(2b)의 바닥면 일측에 관통공이 형성된다.

전술한 바와 같이, 상부 하우징(2a) 및 하부 하우징(2b)으로 구성되는 하우징(13)의 내부 영역은 후술하는 다이아프램(4)을 통해 분리되어 상부 하우징(2a)을 통해 형성되는 상부 영역을 제1 영역(20), 하부 하우징(2b)을 통해 형성되는 하부 영역을 제2 영역(21)으로 명명하기로 한다.

다이아프램(4)은 하우징(13)의 내부 일측, 바람직하게는 상부 하우징(2a) 및 하부 하우징(2b)의 결합부분을 중심으로 하우징(13)의 내부 영역을 구획하고, 상부 하우징(2a)의 작동 유체 공급원(10)을 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 하부로 팽창하며 스템(11)을 하강시키는 장치이다. 이러한 다이아프램(4)은 탄성이 있는 얇은 판 형상의 간막으로 상부 하우징(2a)과 하부 하우징(2b)의 사이 일측에 구비된다. 구비된 다이아프램(4)은 내부로 공급되는 작동 유체의 누출을 방지할 수 있도록 상부 하우징(2a) 및 하부 하우징(2b)의 연결부위에서 오링(O-Ring)의 역할을 수행한다. 다이아프램(4) 외에도 이러한 목적을 달성할 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다.

또한, 스프링(11a)이 결합되어지는 다이아프램(4)의 하부면에 보강 부재를 더 구비하여 스프링(11a)과 다이아프램(4)이 직접 접촉되어지는 것을 방지함으로써 다이아프램(4)의 손상을 미연에 방지할 수 있게 해준다. 보강 부재는 어떠한 것으로 특정 지어지지 않고, 다이아프램(4)의 손상을 방지할 수 있는 목적이라면 선택적으로 결정되어질 수 있다.

이때, 스템(11)은 하부 하우징(2b)의 관통공을 관통하여 다이아프램(4)의 하면 일측에 결합되어 다이아프램(4)의 팽창 및 수축에 의해 하강 또는 상승하며 밸브(1)의 유로(3)를 폐쇄 또는 개방되도록 구성된다.

스프링(11a)은 다이아프램(4) 및 하부 하우징(2b)의 바닥면 사이에 스템(11)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 유체가 제공되는 영역의 반대측인 제2 영역(21)에 구비된다. 여기서 스프링(11a)은 다이아프램(4)의 복원을 보조하는 장치이다. 사용양태에 따라서는 스프링(11a) 외에 다이아프램(4)을 하방으로 가압하는 공압이 제거되는 경우 다이아프램(4)을 상부 방향으로 복원시킬 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하고, 바람직하게는 탄성장치 또는 고무 등의 탄성부재, 보다 바람직하게는 코일 스프링을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 공압작동기(2)는 스템(11)의 승강을 보다 원활하게 하기 위하여 스템(11)의 작동 공간을 더 확보하기 위한 하부 격벽 하우징(12) 및 스템(11)의 작동상태를 확인하기 위해 하부 격벽 하우징(12)의 내부 일측에 위치표시기(11b)가 더 구비될 수 있다.

하부 격벽 하우징(12)은 밸브(1)와 하우징(13), 바람직하게는 밸브(1)와 하부 하우징(2b) 사이에 구비되어, 스템(11)의 작동 공간을 확보하는 동시에 위치표시기(11b)가 삽입될 수 있는 공간을 제공하는 장치이다. 하부 격벽 하우징(12)의 상부면 및 하부면 각각의 중앙 일측에는 관통공이 형성되어 스템(11)이 통과할 수 있도록 관통공이 형성된다.

이때, 내부에는 위치표시기(11b)와 눈금부(11c)가 구성이 될 수 있는 공간을 제공함으로써, 본 발명에서는 하부 격벽 하우징(12)이 전체적으로 육각형 단면을 형성하는 것으로 도시하고 있으나, 사용양태에 따라 구형 또는 다각형 단면을 갖도록 선택적으로 결정될 수 있다.

또한, 하부 격벽 하우징(12)은 내부의 위치표시기(11b) 및 눈금부(11c)를 사용자 또는 관리자가 시각적으로 확인할 수 있도록 적어도 일부, 바람직하게는 위치표시기(11b) 및 눈금부(11c)와 대응되는 일측이 투명한 재질로 이루어지는 것이 좋다. 사용양태에 따라 하부 격벽 하우징(12)은 전반적으로 투명한 재질로 이루어질 수 있음은 자명하다.

위치표시기(11b)는 사용양태에 따라 전자식 또는 기계식으로 구성될 수 있다. 전자식은 스템(11)의 일측에 위치센서 등을 통해 스템(11)의 승강에 따른 위치변화를 측정할 수 있게 해준다. 기계식은 위치표시기(11b) 및 위치표시기(11b)가 가리키는 눈금부(11c)를 두고 스템(11)이 이동에 따라 움직여 위치변화를 보여줄 수 있다.

본 발명에서는 기계식을 채택하여 사용하였지만 사용양태에 따라 전자식으로 구비될 수도 있다. 본 발명에서의 위치표시기(11b)는 스템(11)의 현재 위치를 나타내어 줄 수 있게 스템(11)의 중간 일측에 눈금을 가리킬 수 있는 위치표시기(11b)가 구비되고, 이와 대응되는 하부 격벽 하우징(12)의 벽면 일측에 눈금이 표시되어 있는 눈금부(11c)가 구비되어 스템(11)의 이동에 따라 위치를 나타내어 줄 수 있게 구비된다.

이때, 스템(11)의 중간 일측의 눈금을 가리키는 위치표시기(11b) 또는 하부 격벽 하우징(12)의 벽면 일측의 눈금부(11c)는 특정하게 정해지지 않고, 사용 양태에 따라 다양한 형태 및 크기로 구비되어질 수 있다.

도 2에서 도시한바와 같이 일실시예로, 피스톤(5)을 사용하는 공압 작동기(2)는 크게 케이싱(14), 피스톤(5)으로 구성된다.

케이싱(14)은 내부에 피스톤(5) 및 스템(11) 등이 구성될 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 형상 및 크기로 이루어져도 무방하다. 본 발명에서는 도 2에서 도시한바와 같이 케이싱(14)은 피스톤(5)의 외주면을 감싸도록 형성되어 있는 상부 케이싱(2c) 및 스템(11)의 외주면을 감싸도록 형성되어 있는 하부 케이싱(2d)으로 구성된다. 또한 케이싱(14)은 밸브(1)와 결합됨에 있어서 오링(6)을 추가하여 보다 밀접하게 결합시키고, 유체의 누설을 방지할 수 있게 구비된다.

상부 케이싱(2c)은 케이싱(14)의 상부 영역을 형성하는 것으로 그 형상은 피스톤(5)의 외주면을 감싸고, 피스톤(5)의 외주면과 상부 케이싱(2c)의 내벽이 밀착되도록 구비하여 피스톤(5)이 상하로 이동할 수 있는 공간을 제공함에 있어서 충분한 공간을 확보할 수 있게 형성된다. 하지만 피스톤(5)을 포함하여 피스톤(5)이 상부 케이싱(2c)과 밀착되어서 상하이동을 함에 있어 방해하지 않는 충분한 공간을 확보한 형상이라면 어떠한 형상을 하여도 무관하다.

또한, 상부 케이싱(2c)의 일측, 바람직하게는 상면 일측에 작동 유체가 입출력 될 수 있도록 개방된 작동 유체 공급원(10)이 형성된다.

하부 케이싱(2d)은 상부 케이싱(2c)과 서로 밀착되도록 결합되어 내부에 스템(11)의 외주면을 감싸주는 크기 및 형상으로 이루어지고, 스템(11)과 밀착되도록 구비되어 스템(11)의 상하이동을 방해하지 않는 공간을 제공한다. 하지만 스템(11)을 포함하여 스템(11)이 하부 케이싱(2d)과 밀착되어서 상하이동을 함에 있어 방해하지 않는 충분한 공간을 확보한 형상이라면 어떠한 형상을 하여도 무관하다.

또한, 상부 케이싱(2c)과 하부 케이싱(2d)을 결합함에 있어서 요크 또는 보닛(40)이 사용되어 보다 밀접하게 결합시킨다.

전술한 바와 같이, 상부 케이싱(2c) 및 하부 케이싱(2d)으로 구성되는 케이싱(14)의 내부 영역은 후술하는 피스톤(5)을 통해 분리되는 피스톤(5)의 상부 영역을 제1 영역(20)이라 하고, 피스톤(5)의 하부 영역을 제2 영역(21)으로 명명하기로 한다.

피스톤(5)은 작동 유체의 압력을 받아 공압 작동기(2)의 내부, 바람직하게는 제1 영역(20) 및 제2 영역(21) 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 상부 케이싱(2c)의 측벽면 내부와 접촉되고, 스템(11)과 결합되어 상하 이동하게 구비된다. 피스톤(5)의 중앙 일측에는 스템(11)이 통과하여 밀접하게 결합되고, 피스톤(5)의 중앙 일측, 바람직하게는 스템(11)이 통과하여 결합되어진 중앙 일측이 하부로 굽어진 형상으로 구비된다.

이때, 피스톤(5)의 형상은 도 2에서의 도시한바를 설명하는 예시일 뿐 피스톤(5)의 형상은 제한적이지 않고, 상부 케이싱(2c)과 접촉하고 스템(11)과 결합되어 상하 이동할 수 있는 목적을 달성할 수 있다면 다양한 형상 및 크기로 이루어질 수 있다.

또한, 피스톤(5) 외에도 이러한 목적을 달성할 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다.

전술한 바와 같이 공압 작동기(2)의 일실시예로 다이아프램(4) 또는 피스톤(5)을 사용한 구성을 포함하는 장치를 중심으로 설명하고 있으나, 이는 일 실시예일 뿐이며 이 외에 스템(11)을 승강시켜 유로(3)를 개폐할 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다.

센서부(30)는 압력 센서, 밀도 센서, 온도 센서 및 습도 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 구비된다. 이러한 센서부(30)는 하우징(13) 또는 케이싱(14)의 일측, 바람직하게는 제2 영역(21) 내부의 상황을 측정할 수 있도록 하부 하우징(2b) 또는 하부 케이싱(2d)의 일측에 구비되는 것이 좋다. 이러한 센서부(30)의 설치 위치는 하부 하우징(2b) 또는 하부 케이싱(2d)에 한정되지 않고, 사용양태에 따라 상부 하우징(2a) 또는 상부 케이싱(2c)에 구비되거나, 상부 하우징(2a) 또는 상부 케이싱(2c) 및 하부 하우징(2b) 또는 하부 케이싱(2d) 양측에 모두 구비될 수 있다.

이때, 센서부(30)에 복수의 센서가 사용되는 경우 복수의 센서는 상호 인접한 일측에 집중되도록 구비되거나, 상호 일정 거리 또는 일정 각도 이상 이격되도록 구비될 수 있으며, 이러한 복수의 센서의 배치 방법은 밸브(1) 및 공압 작동기(2)의 크기, 용량, 형태 등을 고려하여 다양하게 배치할 수 있다.

또한, 스템(11)과 일체로 형성되며 스템(11)의 상하 운동을 통해 밸브(1)내 유로(3)를 개폐하였을 때 사용자 또는 관리자에게 개폐 상태 정보를 시각적으로 제공하는 표시부(미도시)를 추가 구비될 수 있다. 여기서 표시부는 공압 작동기(2)의 외부 일측에 설치되어 지며 스템(11)이 상하로 이동함에 따라 개폐되는 밸브(1) 내 유로의 현상태를 표시한다. 또한, 표시부의 형태는 제한적이지 않으며 사용양태에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.

또한, 밸브(1) 또는 공압 작동기(2)의 이상이 감지되었을 경우에 사용자에게 알람을 발생시켜줄 수 있는 오디오 장치(미도시) 또는 조명 장치(미도시)가 공압 작동기(2) 외부의 일측에 추가 구비될 수도 있다. 여기서 오디오 장치 또는 조명 장치는 제한적이지 않으며 사용양태에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.

또한, 센서부(30)와 연결되어 센서 데이터를 전달받는 제어부(미도시)를 추가 구비될 수도 있다. 제어부는 센서부(30)와 유선 또는 무선으로 연결되도록 공압 작동기(2) 일측 또는 공압 작동기(2)와 인접한 일측에 구비되어 NFC 또는 RFID 태그 중 적어도 어느 하나의 근거리 무선통신 칩을 포함하고, 사용자 또는 관리자의 단말기가 접근 시 근거리 무선통신 칩을 이용하여 데이터를 전송해준다.

밸브 상태 자가진단 밸브 시스템의 사용양태

전술한 구성을 갖는 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템의 사용 양태를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

일실시예로 도 1에 도시된 바와 같이, 다이아프램(4)을 구비한 공압 작동기(2)를 활용한 밸브 상태 자가 진단 밸브 시스템의 사용양태를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다이아프램(4)을 구비한 공압 작동기(2)에서는 작동 유체 공급원(10)을 통해 작동 유체가 입력되면 입력된 작동 유체를 통해 제1 영역(20)의 압력이 높아지게 된다. 높아진 압력을 통해 제1 영역(20)이 팽창하게 됨에 따라 다이아프램(4)이 하강하게 된다. 다이아프램(4)이 하강하게 되면 연결되어 있는 스템(11)도 하강하면서 밸브(1) 내의 유로(3)를 폐쇄하게 된다. 여기서 압력은 다이아프램(4)과 연결되어 있는 스프링(11a)을 누를 수 있는 정도의 압력이 가해지게 되고, 스템(11)의 일측에 구비되어진 위치표시기(11b)의 눈금도 아래로 내려 감으로써 스템(11)의 현위치를 나타내어 준다.

반대로 작동 유체가 작동 유체 공급원(10)을 통해 출력되면 제1 영역(20)의 압력은 낮아지게 되고, 다이아프램(4)은 상승하게 된다. 여기서 다이아프램(4)과 연결되어 있는 스프링(11a)을 통해 다이아프램(4)의 상승을 보조하게 된다.

또한, 다이아프램(4)이 상승할 때 스토퍼(10a)까지만 상승하여 다이아프램(4)의 손상을 방지하여 준다. 다이아프램(4)이 상승하게 되면 연결되어 있는 스템(11)도 상승하게 되고, 스템(11)과 연결되어 있는 밸브(1) 내의 유로(3)를 개방하게 된다.

이때, 위치표시기(11b)의 눈금도 같이 상승함으로써 스템(11)의 현위치를 나타내어 준다.

다른 실시예로 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)을 활용한 공압 작동기(2)를 활용한 밸브 상태 자가 진단 밸브 시스템의 사용양태를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

피스톤(5)을 구비한 공압 작동기(2)는 작동 유체 공급원(10)을 통해 유체가 입력되어 높아진 압력으로 제1 영역(20)이 팽창하게 되고, 팽창을 통해 피스톤(5)이 하강하게 된다. 피스톤(5)이 하강하게 되면 연결되어 있는 스템(11)도 하강을 하게 된다.

여기서 다이아프램(4)과는 반대로 스템(11)과 연결되어 있는 밸브(1) 내 유로는 개방하게 된다.

반대로 작동 유체가 출력되면 제1 영역(20)의 압력은 낮아지게 되고, 낮아진 압력을 통해 피스톤(5)은 상승하게 된다. 여기서 피스톤(5)과 연결되어 있는 스템(11)도 상승하게 된다. 스템(11)의 상승에 의해 밸브(1) 내의 유로는 폐쇄되게 된다.

이때, 추가 구비할 수 있는 표시부로 통해 현 밸브(1) 내 유로(3)의 개폐상태를 사용자 또는 관리자에서 나타내 줄 수 있다.

본 발명에서의 도 1과 도 2의 도시한바를 전술한 내용에서는 사용양태가 다이어프램(4)과 피스톤(5)의 움직임에 따른 유로(3)의 개폐가 반대로 이루어지지만 본 발명을 설명하기위한 예시일 뿐 한정적인 것이 아닌 것으로서 사용자 또는 관리자의 사용양태에 따라 변경이 가능함으로 해석되어야 한다.

센서부(30)는 압력 센서 및 밀도 센서를 포함하여 다이아프램(4) 또는 피스톤(5)의 파손, 오링(6)의 파손 및 밸브(1)의 누설을 검지한다. 센서부(30)는 제2 영역(21)의 초기 상태를 압력 센서 및 밀도 센서로 압력 및 밀도를 연속적으로 측정한 초기 센서 데이터 값을 얻고, 여기서 얻어진 초기 센서 데이터 값의 평균을 내어 평균값을 얻는다.

그리고 다이아프램(4) 또는 피스톤(5), 스템(11)이 이동함에 따른 압력 및 밀도의 변화 값을 연속적으로 측정하여 이를 평균값에서 제거한 보정 센서 데이터를 얻는다. 보정 센서 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 다이아프램(4) 또는 피스톤(5)의 파손, 오링(6)의 파손 및 밸브(1)의 누설을 경고하게 된다. 여기서 기 설정된 범위는 10% 내외의 변화로 보고, 사용자 또는 관리자는 10%내외의 범위를 5%~15% 또는 0%~20%의 범위로 설정할 수 있다.

또한, 보다 정확한 보정 센서 데이터를 얻기 위해 보정 센서 데이터의 값에서 노이즈를 제거하기 위해 온도 센서 및 습도 센서를 추가 구비할 수 있다. 위에서 언급된 노이즈는 다이아프램(4) 또는 피스톤(5), 스템(11)의 이동에 따른 제2 영역(21)에 갇힌 기체의 온도 및 습도의 변화에 따른 팽창률을 말한다. 보정 센서 데이터에서 노이즈를 제거함으로써 보다 정확한 보정 센서 데이터를 얻을 수 있다.

여기서 이상 신호가 발생하면 사용자 또는 관리자에게 알림을 보내서 사용자 또는 관리자가 이상 유무를 미연에 확인할 수 있도록 도와준다. 이로써 사용자 또는 관리자는 이상여부의 판단을 보다 신속하게 대응하여 최적의 상태로 관리할 수 있도록 해준다.

사용자 또는 관리자에게 보내지는 알림으로는 아래의 설명을 참조하도록 한다.

이상 신호가 발생하게 되면 추가 구비될 수 있는 오디오 장치 또는 조명 장치를 통하여 사용자 또는 관리자에게 시각적으로나 청각적으로 알려줌으로써 보다 신속하게 대응하여 최적의 상태로 관리할 수 있도록 해준다.

또한, 추가 구비될 수 있는 제어부에서는 구비된 근거리 무선통신 칩을 통하여 사용자 또는 관리자의 단말기 접근을 인지하여 센서부(30)에서 취합해서 저장해 놓은 센서 데이터를 전송하여 보다 신속하게 대응하여 최적의 상태로 관리할 수 있도록 해준다.

전술한 내용에서는 본 발명을 설명하기위한 예시일 뿐 한정적인 것이 아닌 것으로서 사용자 또는 관리자의 사용양태에 따라 변경이 가능함으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 내용은 모든 면에 예시 적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 밸브
2: 공압 작동기
2a: 상부 하우징
2b: 하부 하우징
2c: 상부 케이싱
2d: 하부 케이싱
3: 유로
4: 다이아프램
5: 피스톤
6: 오링
10: 작동 유체 공급원
10a: 스토퍼
11: 스템
11a: 스프링
11b: 위치표시기
11c: 눈금부
12: 하부 격벽 하우징
13: 하우징
14: 케이싱
20: 제1 영역
21: 제2 영역
30: 센서부
40: 요크 또는 보닛

Claims (6)

1. 유로를 가지는 밸브;
   제공되는 유체의 압력에 의하여 다이아프램 또는 피스톤으로 스템을 상하로 이동시켜 상기 밸브 내 유로를 개폐하는 공압 작동기; 및
   상기 다이아프램 또는 피스톤의 파손 및 상기 밸브의 누설을 감지하기 위하여, 압력 센서, 밀도 센서, 습도 센서 및 온도 센서로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 센서부;를 포함하며,
   상기 센서부는 상기 다이아프램 또는 피스톤으로 구획되는 영역 중 상기 유체가 제공되는 제1 영역의 반대측인 제2 영역의 일측에 설치되고,
   상기 센서부는 압력 센서 및 밀도 센서를 포함하며,
   최초에 연속적으로 측정하여 센서 데이터의 평균값을 산출하고, 상기 스템이 이동함에 따른 데이터 변화 값을 연속적으로 측정 및 산출하고, 상기 데이터 평균값에서 상기 데이터 변화 값을 제거하여 산출되는 보정 센서 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 다이아프램 또는 피스톤의 파손, 오링의 파손 및 상기 밸브의 누설을 경고하고,
   상기 온도 센서 및 상기 습도 센서를 통해 측정되는 상기 다이아프램 또는 피스톤, 상기 스템의 이동에 따른 상기 제2영역에 갇힌 기체의 온도 및 습도의 변화에 따른 팽창율을 노이즈로 설정하고, 상기 보정 센서 데이터에서 상기 노이즈를 제거하여 상기 보정 센서 데이터의 오차를 감소하는, 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공압 작동기는 공압이 입력되는 입력 포트 및 공압이 출력되는 출력 포트를 포함하며,
   상기 센서부는 상기 출력 포트에 설치되어 공압의 누설 여부를 검지하는, 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서부와 연결되어 센서 데이터를 전달받는 제어부를 포함하여,
   상기 제어부에는 NFC 또는 RFID 태그 중 적어도 어느 하나의 근거리 무선통신 칩을 포함하여 상기 센서 데이터를 저장하며 사용자의 단말기의 접근 시 상기 데이터를 전송하는, 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서부에 의하여 이상이 감지되는 경우,
   상기 공압 작동기에 설치되어 있는 오디오 장치 또는 조명 장치를 통하여 알람을 발생시키는, 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 공압 작동기의 외부에 설치되어 상기 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표시부를 더 포함하며,
   상기 표시부는 상기 스템과 일체로 형성되어 상기 스템의 이동에 따라 상기 밸브의 개폐 상태 정보를 시각적으로 사용자에게 제공하는, 밸브 상태 자가진단 밸브 시스템.