KR200241198Y1 - 수위조절용 밸브구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수위조절용 밸브구조에 관한 것으로서, 취수정으로부터 송수관에 연결 설치되어 저장수단에 저수되는 고수위에 따라 부구를 상승시키면서 송수관으로부터의 토출압력에 대한 상대압력을 송수관내에 전달하여 감지수단으로부터 압력을 감지하고 콘트롤러를 통해 펌핑수단을 제어하여 원수의 공급을 제어하는 수위조절용 밸브에 있어서, 상기 송수관 일단에 나사 체결되어 결합 설치되는 중공형의 관체와, 상기 관체의 상하 유동 가능하게 설치되며 각 일단은 부구에 연결 설치되는 연결부재와, 상기 송수관 일단 외측에 부착 설치되어 수위의 고조에 따라 수직으로 승하강되는 연결부재를 지지하기 위한 지지부재로 구성된 것을 특징으로 하는 바, 펌핑수단의 구동에 따른 취수정으로부터의 원수를 저장수단에 저장시킴에 있어, 최종적으로 원수가 토출되는 송수관에 설치된 관체를 통해 토출되는 원수의 압력상태를 부구의 상측에 마련된 수압력 수용부재에서 균일하게 저항이 발생되도록 하여 토출압에 대한 상대적으로 역압 발생이 이루어지도록 하므로써, 역압발생은 기존의 수위제어 밸브와 같이 토출압에 대하여 안정적이 못한 점에 비하여 안정적이면서 신속하게 감지수단에 전달되도록 하여 펌핑수단의 구동을 정지시켜 송수관 및 펌핑수단에 무리를 주지 않는 범위에서 고수위에 따른 원수의 공급을 용이하게 제어할 수 있어 무인 수위제어관리에 효과가 있다.

Description

수위조절용 밸브구조{A valve structure for water level control}

본 고안은 수위조절용 밸브구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하수(地下水)를 포함한 상수(上水)나 침출수(浸出水) 또는 오폐수(汚廢水) 등(이하 원수(原水)라고 약칭함)이 존재하는 지점으로부터 원하는 저장수단까지 원수를 공급하고 또 이를 제어함에 있어, 저장수단으로부터 만수 수위에 이르는 상태에서 고수위에 따라 원수의 공급을 차단하는 밸브의 구조를 개선하여 밸브의 작동으로 송수관으로부터 받는 압력감지를 원활하게 하여 원수를 펌핑하여 공급하는 펌핑수단의 제어가 신속히 이루어 질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 원수를 저장수단으로 저수하기 위한 수위 조절장치는 소정의 집수지나 저수지 또는 지하로부터 원수를 펌핑수단을 통해 원수를 펌핑하여 소정의 거리에 설치된 저장수단으로 공급/저장하고, 저장수단에는 저수되는 원수의 양 또는 수위를 감지수단에서 감지하여 배선된 전선을 통해 콘트롤러로 전달하며, 콘트롤러는 감지된 신호를 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어할 수 있도록 하였다.

첨부된 도 1에서 도시된 바와 같이, 수위제어에 따른 장치의 개략도를 보면, 원수의 취수가 이루어지는 취수정(1)으로부터 펌핑수단(2)으로 하여금 저장수단에 원수를 공급하기 위하여 설치된 송수관(A)은 통상적으로 상기 저장수단(3)의 상측에서부터 원수를 배출시켜 저장수단(3) 내에 원수를 저수할 수 있도록 되어 있고, 상기 송수관에는 토출구로부터 송수관내에 역압밸브(B)로부터 상대적으로 발생되는 압력을 감지하기 위한 감지수단(5)이 구비되어 감지수단은 콘트롤러(6)를 통하여상기 펌핑수단(2)를 제어하여 원수의 공급을 차단할 수 있도록 되어 있는 바, 저장수단(3) 내에 저수된 원수는 저장수단에 마련된 배출구를 통하여 원하는 기타 제반시설 및 농경지 등에 필요로 하는 만큼의 물을 사용할 수 있도록 되어 있다.

상기 저장수단(3)으로 원수를 저수하여 저장수단 내에 일정수위 즉, 고수위에 이르면, 송수관(A)의 토출구로부터 설치된 수위조절 밸브의 작동으로 원수의 공급을 차단할 수 있도록 하였는 바, 이는 첨부된 도 2에서 도시된 바와 같이, 밸브(4)의 구조를 보면 송수관(A)의 토출구측에는 밀폐턱부재(4a)가 설치되고, 밀폐턱부재(4a)의 하측에는 상기 밀폐턱부재(4a)로부터 개폐되는 개폐판(4-1)을 지지하는 지지턱부재(4b)가 나사 체결되어 연결되는 구조이며, 상기 개폐판(4-1)은 소정길이를 갖는 작동봉(4-2)의 일단에 구비되는 너트(4-3)를 통해 나사 체결되어 결합되며, 작동봉(4-2)의 일단은 소정직경을 갖는 부구(4-4)에 나사 체결되어 결합된 구조이다.

그리고, 상기 개폐판(4-1)이 설치되는 작동봉(4-2)에는 상기 지지턱부재(4b)의 중앙 내경(4b-1)에 안내되는 상태로서 송수관(A)으로부터 원수 토출은 상기 지지턱 결합부재(4b)의 통공(4b-2)을 통해 원수를 통과할 수 있도록 하였다.

상기 송수관(A)의 토출구측에 설치되는 밀폐턱부재(4a) 및 지지턱부재(4b)는 송수관의 일단 외측둘레에 나사부를 주고, 이 나사부에 체결되도록 하여 결합되는 구조이다.

상기와 같은 구조의 밸브(4)를 송수관에 설치함에 있어, 상기 송수관(A)은 펌핑수단(2)으로부터 배관되어 저장수단에 대하여 상측까지 절곡된 부위는 통상 엘보우 연결관(L)에 의하여 배관되는 구조로서, 상기 송수관(A)은 상기 저장수단(3)의 상측에 위치되는 엘보우 연결관(L)에 통상적인 파이프 배관 이음과 같이 나사 체결되어 결합된다.

상기와 같이 설치되어 고/저수위에 따라 작동되는 종래의 밸브의 구조에 있어, 원수가 최종적으로 배출되는 송수관(A)에 연결되는 상기 밀폐턱부재(4a)의 하부에서 지지턱부재(4b)를 나사 체결하여 결합시키되, 상기 개폐판(4-1)을 상기 밀폐턱부재와 지지턱부재 사이에 위치시켜 조립 설치하여 준다.

상기 개폐판(4-1)은 밀폐턱부재(4a)에 대하여 소정거리 이격되어 있는 상태가 되고, 작동봉(4-2)은 지지턱부재(4b)의 내경을 관통한 다음 소정직경의 부구(4-4)에 연결시켜 준다.

상기와 같이 설치된 밸브(4)는 송수관(A)을 통해 저장수단(3)에 원수를 공급 저장함에 있어 다음과 같은 문제점이 지적된다.

원수의 공급으로 저장수단(3)에 공급되어 고수위에 이르는 상태에서 부구(4-4)는 부력으로 상승되어 개폐판(4-1)을 상기 송수관(A)측의 밀폐턱부재(4a)를 점차적으로 폐쇄시키려 하며, 이때 배출되는 원수의 폐쇄 직전 상태의 송수관 내에는 상대적으로 내부압력이 상승되며, 이때의 압력은 송수관(A)의 내측에 역압밸브(B)로부터 상승되는 압력을 감지하는 감지수단(5)에 그 압력정도가 전달되며, 이때 감지수단(5)의 전기적인 신호는 콘트롤러(6)를 통하여 펌핑수단(2)의 구동을 제어하여 취수정(1)으로부터 원수의 공급을 차단하게 된다.

상기 부구(4-4)가 상승됨에 따라 개폐판(4-1)을 상승시킴에 있어, 상기부구(4-4)는 고수위에 이르는 물결의 파동에 따라 유동되어 개폐판(4-1)의 상승이 불안정하게 나타나게 된다. 이는 곧 송수관(A)으로부터 토출되는 원수가 개폐판(4-1)을 상대적으로 밀어내려고 하는 수압력에 있어, 불안정하게 지지된 작동봉(4-2) 및 개폐판(4-1)에 대하여 토출되는 수압력은 일방향으로 편중되는 사례가 빈번히 발생 때문에 상기 개폐판으로부터는 송수관내 발생되는 압력이 매우 불규칙하여 상기 감지수단(5)으로 압력전달이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

상기와 같이 압력감지가 제대로 되지 않는 상태라면, 저장수단(3)으로부터 원수가 고수위에 이루는 상태에서도 압력감지가 불안정하여 콘트롤러(6)를 통한 펌핑수단(2)의 제어가 늦어지게 되어 저수되는 수위가 고수위임에도 불구하고 송수관으로부터의 원수의 토출은 펌핑수단의 제어 이전까지 계속적으로 이루어지게 되어 수위조절이 실패하는 경우가 속출되었다.

상기와 같은 상태에서 개폐판이 제대로 직선적으로 상승되지 못하는 경우는 개폐판으로부터 편마모 등의 부품손실이 발생되어 부품의 교체가 빈번히 발생되기 때문에 밸브의 안정적이지 못한 동작은 결국 무인으로 관리하는 수위조절장치의 특성을 저하시키는 요인이 되었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 취수정으로부터 저장수단까지 이어지는 송수관의 토출구를 고수위에 따라 차단하는 밸브에 있어, 송수관으로부터 밸브의 결합설치를 용이하게 하면서 작동에 따라 밸브의 각 부품의 손상을 방지하고, 부구의 안정적인 상승동작으로 송수관으로부터 받는 압력발생의 감지를 용이하게 전달하여 원수의 공급차단을 신속하게 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 취수정으로부터 송수관에 연결 설치되어 저장수단에 저수되는 고수위에 따라 부구를 상승시키면서 송수관으로부터의 토출압력에 대한 상대압력을 송수관내에 전달하여 감지수단으로부터 압력을 감지하고 콘트롤러를 통해 펌핑수단을 제어하여 원수의 공급을 제어하는 수위조절용 밸브에 있어서, 상기 송수관 일단에 나사 체결되어 결합 설치되는 중공형의 관체와, 상기 관체의 상하 유동 가능하게 설치되며 각 일단은 부구에 연결 설치되는 연결부재와, 상기 송수관 일단 외측에 부착 설치되어 수위의 고조에 따라 수직으로 승하강되는 연결부재를 지지하기 위한 지지부재로 구성된 수위조절용 밸브가 제공된다.

도 1은 수위를 자동으로 제어할 수 있는 장치의 구성을 도시한 개략도,

도 2는 종래 주요부분의 종단면도,

도 3은 본 고안인 수위조절용 밸브를 도시한 분리사시도,

도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 수위조절용 밸브의 작동상태 종단면도,

도 6은 본 고안에 따른 밸브의 부구를 일 실시예로 도시한 종단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 취수정 2: 펌핑수단

3: 저장수단 5: 감지수단

6: 콘트롤러 40: 수위조절 밸브

41: 관체 42a: 원형 링

42b: 지지링 42: 연결부재

43: 부구 43a: 볼록부

44: 수압력 수용부재 44a: 함몰부

44b: 함몰밀착부 45: 지지부재

A: 송수관

이하, 본 고안을 일 실시예로 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 고안인 수위조절용 밸브를 도시한 분리사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 수위조절용 밸브의 작동상태 종단면도이다.

취수정(1)으로부터 펌핑수단(2)에 의한 원수의 공급로인 송수관(A)에 연결 설치되어 저장수단(3)에 저수되는 고수위에 따라 부구를 상승시키면서 송수관(A)으로부터의 토출압력에 대한 상대압력을 송수관(A)내에 전달하여 감지수단(5)으로부터 압력을 감지하고 콘트롤러(6)를 통해 상기 펌핑수단(2)을 제어하여 원수의 공급을 제어하는 수위조절용 밸브(40)에 있어서, 상기 송수관(A) 일단에 중공형의 소정직경을 갖는 관체(41)가 나사 체결되어 결합 설치되고, 상기 관체(41)의 외측둘레에는 원형 링(42a)의 원주상에 좌우 또는 3방향으로 지지봉(42b)이 마련된 연결부재(42)가 설치된다.

상기 지지봉(42b)의 각 일단은 부구(43)에 연결 설치되는데, 여기서 상기 부구(43)의 상측에는 수압력을 전달받기 위해 상부로부터 원형지게 함몰부(44a) 형성되고, 저면은 부구(43)의 상측에 밀착 부착되기 위한 함몰밀착부(44b)가 형성된 수압력 수용부재(44)가 설치된다.

상기 수압력 수용부재(44)의 함몰부(44a)는 상기 송수관(A) 내의 직경에 수용되는 정도의 직경으로 형성됨이 바람직하다.

상기 관체(41) 일단 외측에는 수위의 고조에 따라 부구(43)로 인해 수직으로 승하강되는 연결부재(42)를 지지하기 위한 지지부재(45)가 부착 설치된다.

상기 부구(43)는 수면적의 접촉면적을 넓히기 위해 타원형체로 형성되거나, 원추형으로 형성되며, 이에 한정하지 않고 모든 형체의 부구 적용이 가능하다.

또한, 부구(43)는 하나의 일체로 내측에 공간을 갖는 형체로 형성될 수 있고, 2개로 양측을 접합하는 방식으로 사용될 수도 있다.

한편, 첨부된 도 6은 본 고안에 따른 밸브의 부구를 일 실시예로 도시한 종단면도로서, 상기 송수관(A)의 입구로부터 수직되는 관체(41)측의 부구(43) 상측은 관체(41)의 입구측 내부직경에 가까운 직경으로 토출되는 수압을 고르게 전달받기 위한 볼록부(43a)가 일체로 형성된다.

상기와 같은 구조로 구성된 본 고안인 수위조절용 밸브의 설치에 따른 수위조절에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 부구(43)와 연결부재(42) 지지부재(45)이 설치되는 관체(41)는 송수관의 일단에 나사 체결하여 조립시켜 주며, 관체(41)의 착탈은 통상적인 파이프의 이음으로 교체하기에 용이하다.

본 고안의 수위조절용 밸브(40)는 종래에서 기술한 바와 같이 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면, 펌핑수단(2)으로 하여금 취수정(1)으로부터 송수관(A)을 따라 저장수단(3)으로 공급되는 원수는 저장수단(3)에 고수위에 이르는 상태에서 첨부된 도 4에서 도시된 바와 같이, 부구(43)는 상승되는 수위에 따라 송수관(A)에 연결 설치된 관체(41)의 수직 하부로 상승된다.

즉, 부구(43)의 상승은 부구를 연결하고 있는 연결부재(42)가 관체(41)의 외측둘레에 설치되어 있기 때문에 상기 연결부재(42)의 원형 링(42a)에 3방향으로 설치된 지지봉(42b)을 지지하고 있는 지지부재(45)에 대하여 가이드 되어 수직으로 상승되며, 이때 상기 부구(43)의 상측에 설치된 수압력 수용부재(44)의 함몰부(44a)는 점차적으로 상승되는 수위에 따라 관체(41)의 내부직경에 안내되는 상태가 된다.

상기 함몰부(44a) 부분이 관체(41)내에 안내되는 상태에서 함몰부(44a)가 갖는 직경은 상기 관체(41)의 내부직경에 근접하는 직경으로 그 저면 방향에 위치하는 부구(43)의 중심상에 대하여 수직을 유지하여 관체를 통해 토출되는 원수의 토출방향과 수직으로 일치되는 상태이다.

또한, 상기 부구(43)는 관체(41)측의 지지부재(45)에 가이드 가능하게 설치된 연결부재(42)의 지지봉(42b)이 3방향으로지지 설치되어 있어 더욱이 토출되는 원수에 의하여 저항 받는 부구(43)의 좌우 흔들림을 자제시켜 수위상태에 따른 부구의 수직 승하강 동작은 매우 안정적이다.

상기와 같은 상태는 상기 송수관(A)으로 공급되어 관체(41)를 통해 토출되는 원수의 토출압력이 상기 수압력 수용부재(44)의 함몰부(44a)에서 집중적으로 전달되며, 이때 상기 관체(41)의 내부에서는 토출압력의 저항으로 상대적인 역압을 발생시키게 된다.

즉, 상기 원수의 토출압력에 따른 역압은 곧 관체(41)를 통한 송수관(A)으로부터 전달되어 상기 송수관(A)측 소정위치에 설치된 감지수단(5)까지 전달되고, 이때의 역압을 감지한 감지수단(5)으로부터 발생되는 전기적인 신호는 콘트롤러(6)를 통해 상기 펌핑수단(2)의 구동을 정지시켜 취수정(1)으로부터 원수의 공급을 차단시켜 줄 수 있게 된다.

상기와 같은 수위조절을 위한 밸브(40)의 구성을 이루는 부구(43)는 특히 타원형체로서 일반적인 구 형체의 부구 보다 저장수단 내의 고수위선상과 접촉면적이 넓어 안정적인 상승효과를 기대할 수 있으며, 이는 곧 상기 수압력 수용부재(44)가 토출되는 원수의 압력을 전달받을 때 안정감을 취할 수 있도록 하여 토출압에 다른 역압 발생이 신속하면서 정확하게 송수관(A) 내측으로 전달되어 감지수단(5)까지 전달신호를 정확하게 지켜줄 수 있을 뿐만 아니라, 콘트롤러(6)로부터 펌핑수단(2)의 제어신호 처리속도를 향상시켜 줄 수 있게 된다.

상기와 같은 점은 원수공급의 차단에 관한 펌핑수단(2)의 제어는 부구(43)가 관체(41)를 거의 완전하게 밀폐시키는 정도내에서 송수관(A) 내에 무리하게 발생되는 과부하를 방지하여 송수관의 부분 파열방지 및 펌핑수단의 손상을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편, 첨부된 도 5에서 도시된 바와 같이, 부구(43)는 구형체를 갖고 그 상부에 돌출 형성된 볼록부(43a)는 부구의 상승에 있어, 볼록부(43a)가 점차적으로 관체(41) 내에 안내되는 상태가 되어 토출되는 원수의 저항을 받을 수 있도록 한 구조로, 상기한 수압력 수용부재(44)의 함몰부(44a) 및 상기 볼록부(43a)는 설정하고자 하는 역압 발생에 따른 압력감지정도를 위해 그 함몰부 또는 볼록부 등의 형상이 결정될 수 있으며, 이에 한정하지 않는 범위 내에서 형상설계가 가능하다.

이상에서와 같이, 본 고안은 펌핑수단의 구동에 따른 취수정으로부터의 원수를 저장수단에 저장시킴에 있어, 최종적으로 원수가 토출되는 송수관에 설치된 관체를 통해 토출되는 원수의 압력상태를 부구의 상측에 마련된 수압력 수용부재에서 균일하게 저항이 발생되도록 하여 토출압에 대한 상대적으로 역압 발생이 이루어지도록 하므로써, 역압발생은 기존의 수위제어 밸브와 같이 토출압에 대하여 안정적이 못한 점에 비하여 안정적이면서 신속하게 감지수단에 전달되도록 하여 펌핑수단의 구동을 정지시켜 송수관 및 펌핑수단에 무리를 주지 않는 범위에서 고수위에 따른 원수의 공급을 용이하게 제어할 수 있어 무인 수위제어관리에 효과가 있다.

Claims (6)

1. 취수정으로부터 송수관에 연결 설치되어 저장수단에 저수되는 고수위에 따라 부구를 상승시키면서 송수관으로부터의 토출압력에 대한 상대압력을 송수관내에 전달하여 감지수단으로부터 압력을 감지하고 콘트롤러를 통해 펌핑수단을 제어하여 원수의 공급을 제어하는 수위조절용 밸브에 있어서,

   상기 송수관 일단에 나사 체결되어 결합 설치되는 중공형의 관체와,

   상기 관체의 상하 유동 가능하게 설치되며 각 일단은 부구에 연결 설치되는 연결부재와,

   상기 송수관 일단 외측에 부착 설치되어 수위의 고조에 따라 수직으로 승하강되는 연결부재를 지지하기 위한 지지부재로 구성된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.
2. 제1항에 있어서, 연결부재는 원형의 링의 원주상에 삼방향으로 지지봉이 연결 설치된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 부구의 상측에는 수압력을 전달받기 위해 상부로부터 원형지게 함몰부 형성되고, 저면은 부구의 상측에 밀착 부착되기 위한 함몰밀착부가 형성된 수압력 수용부재가 설치된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.
4. 제3항에 있어서, 함몰부는 관체 내의 직경에 수용되는 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.
5. 제1항에 있어서, 부구는 수면적의 접촉면적을 넓히기 위해 타원형체로 형성된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.
6. 제1항에 있어서, 송수관의 입구로부터 수직되는 부구의 상측은 송수관의 입구측 내부직경에 가까운 직경으로 토출되는 수압을 고르게 전달받기 위한 볼록부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 수위조절용 밸브.