KR20150089261A - 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치에 관한 것으로, 특히 호스를 권취하는 릴드럼과 가이드롤을 승하강시키는 스크류축을 하나의 모터에 의해 제어함으로써 정확한 피치와 함께 릴드럼이 호스를 권취하도록 함으로써 호스의 손상을 방지하고, 또한 적은 수의 모터를 이용함으로써 구조가 간단한 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치는, 교량이나 켄틸레버에 본체부가 부착되고, 본체부의 내부에 설치된 인양장치에 의해 채수부를 인양하여 채수하며, 상기 채수부와 연결되어 채수된 시료수를 측정소로 송수하기 위한 호스를 권취하는 릴드럼이 본체부 내부에 구비된 수질측정시설용 채수기에 있어서,
상기 릴드럼의 회전축이 수직한 방향으로 세워져 설치되고, 상기 릴드럼의 측방향에는 상기 호스가 릴드럼의 정위치에 감기거나 풀릴 수 있도록 안내하는 가이드롤이 수직으로 세워진 스크류축에 설치되어 상하방향으로 이송되며,
상기 릴드럼과 스크류축의 측방향에는 하나의 모터가 설치되고, 상기 모터의 축에는 구동 스프로켓이 설치되어 릴드럼의 축에 설치된 피동 스프로켓과 제1체인에 의해 연결되며, 상기 릴드럼의 축에는 동력 전달을 위한 전달 스프로켓이 더 설치되어 상기 스크류축에 설치된 스크류 스프로켓과 제2체인으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치{Apparatus for winding hose of water sampler}
본 발명은 수질측정시설용 채수기에 관한 것으로, 특히 물을 채수하기 위한 호스를 권취할 때 하나의 동력원에 의해 호스를 권취하는 권취드럼 및 권취드럼에 호스를 안내하는 가이드를 구동시키도록 한 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치에 관한 것이다.
수질측정장치용 채수장치란 강이나 하천 등의 수질을 깨끗하게 보호 및 관리하기 위하여 강이나 하천의 물을 채수하여 원격지의 측정소로 송수하는 기능을 갖는다.
이를 위해 등록특허 제10-1226922호(이하, '종래기술'이라 함)에서는 '수질측정용 균등수위 채수장치'를 제안하였는 바, 도1 및 도2는 이러한 종래기술 구조를 나타낸 도이다.
종래기술에 따른 채수장치(100)는 교량이나 캔틸레버(cantilever, 취수탑)에 부착되는 본체부(110)와 하천이나 호수에서 시료수를 채취하는 채수부(120)를 가지며, 채수부(120)에서 채취된 시료수를 측정소(145)로 이송하는 호스(140)와 채수장치(100)의 동작을 제어하는 제어부를 구비한다.
본체부(110)는 하우징이 교량이나 캔틸레버 부착되고, 내부에 인양윈치(130)와 링크 체인이나 와이어 등의 연결줄(131)을 포함하는 인양장치가 설치되며, 연결줄(131)은 한쪽 끝이 채수부(120)에 연결되어 인양윈치(130)의 작동에 따라서 채수부(120)가 승강 또는 하강한다.
채수장치(100)는 본체부(110)에 채수부(120)에 연결된 호스(140)를 권취하여 길이를 조절하는 호스릴장치(150)를 구비하는데, 호스릴장치(150)는 호스(140)가 감기는 릴드럼(151)과 릴드럼(151)을 정방향과 역방향으로 회전시키는 릴모터(156)로 구성된다.
호스(140)는 세워서 설치된 릴드럼(151) 표면의 상부에서부터 아래쪽으로 감겨 내려오고 하부에서부터 위쪽으로 풀려 올라간다.
또한, 채수장치(100)는 채수부(120)에 연결된 호스(140)가 릴드럼(151)의 정위치에서 감기거나 풀릴 수 있도록 호스(140)가 감기는 위치를 안내하는 가이드롤(160)을 구비한다.
가이드롤(160)은 롤의 외주면에 호스(140)가 걸쳐서 안착되며, 릴드럼(151)의 옆에서 상하로 이동하면서 릴드럼(151)에 호스(140)가 감기는 위치를 안내한다.
이러한 가이드롤(160)은, 호스(140)가 릴드럼(151)의 상부에서부터 아래쪽으로 감길 수 있도록, 릴드럼(151)의 회전에 따라서 승강 또는 하강하여야 한다.
이를 위하여 본체부(110) 내측에 수직하게 설치되고 표면에 나사산이 형성된 스크류축(162)과 스크류축(162)을 회전시키는 가이드모터(163)를 구비하며, 가이드롤(160)이 설치된 롤장착대(161)가 스크류축(162)의 나사산에 나사 결합한다.
스크류축(162) 상단은 본체부(110) 하우징에 제자리 회전하도록 결합함으로써 가이드모터(163)의 회전에 의해서 스크류축(162)은 제자리에서 회전하고, 롤장착대(161)는 스크류축(162)의 회전을 따라서 같이 회전하지 않도록 함으로써 스크류축(162) 표면에 형성된 나사산의 피치만큼 승강 또는 하강한다.
호스릴장치(150)의 릴모터(156)와 가이드모터(163)의 동작은 제어부를 통해서 제어되는데, 채수부(120)를 올리거나 내릴 때에 그 높이의 차이만큼 호스(140)를 감거나 풀어주어야 하므로 채수부(120)의 승강 또는 하강속도에 비례하게 릴드럼(151)을 좌측 또는 우측으로 회전시켜준다. 또한, 릴드럼(151)의 회전에 따라 호스(140)의 감기는 위치가 변하므로, 릴드럼(151)의 회전속도에 비례하게 가이드롤(160)의 높낮이도 함께 조절한다.
그런데, 이러한 종래기술에 의해 호스(140)를 호스릴장치(150)에 권취하기 위해 제어부가 가이드모터(163)를 제어할 때 스크류축(162) 표면상에 형성된 나사산의 피치만큼 릴모터(156)의 회전수도 각각 정밀하게 제어하여야 하므로 제어에 어려움이 있다.
즉, 나사산의 피치가 틀어지는 경우 인양윈치(130)가 연결줄(131)이 미처 올라오지 않은 상태에서 릴드럼(151)이 계속 회전하게 되면, 호스(140)에 채수부(120)의 무게가 그대로 가해져 절단 등의 손상이 발생하고, 또한 릴드럼(151)에 호스(140)가 올바르게 권취되지 않음으로써 이 또한 호스(140)가 손상되는 결과를 가져온다.
아울러, 호스를 권취하기 위해서는 릴모터(156), 가이드모터(163), 그리고 인양윈치(130)에 내장된 모터 등 3개의 모터를 사용하여야 하므로 구조가 매우 복잡한 문제점도 가지고 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하여, 호스를 권취하는 릴드럼과 가이드롤을 승하강시키는 스크류축을 하나의 모터에 의해 제어함으로써 정확한 피치와 함께 릴드럼이 호스를 권취하도록 함으로써 호스의 손상을 방지하고, 또한 적은 수의 모터를 이용함으로써 구조가 간단한 한 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치는,
교량이나 켄틸레버에 본체부가 부착되고, 본체부의 내부에 설치된 인양장치에 의해 채수부를 인양하여 채수하며, 상기 채수부와 연결되어 채수된 시료수를 측정소로 송수하기 위한 호스를 권취하는 릴드럼이 본체부 내부에 구비된 수질측정시설용 채수기에 있어서,
상기 릴드럼의 회전축이 수직한 방향으로 세워져 설치되고, 상기 릴드럼의 측방향에는 상기 호스가 릴드럼의 정위치에 감기거나 풀릴 수 있도록 안내하는 가이드롤이 수직으로 세워진 스크류축에 설치되어 상하방향으로 이송되며,
상기 릴드럼과 스크류축의 측방향에는 하나의 모터가 설치되고, 상기 모터의 축에는 구동 스프로켓이 설치되어 릴드럼의 축에 설치된 피동 스프로켓과 제1체인에 의해 연결되며, 상기 릴드럼의 축에는 동력 전달을 위한 전달 스프로켓이 더 설치되어 상기 스크류축에 설치된 스크류 스프로켓과 제2체인으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이와같은 본 발명은 하나의 모터 제어를 통해서도 릴드럼과 스크류축을 정밀하게 제어가 가능함으로써 호스의 손상을 방지함과 아울러 제어가 매우 쉬운 장점이 있다.
도1 및 도2는 종래의 수질측정시설용 채수기의 구조를 보인 도.
도3은 본 발명에 의한 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치를 보인 측단면도
도4는 도3의 평단면도.
이러한 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 도1 및 도2에서와 같이 기본 구조는 동일 및 유사하고, 다만, 도3 및 도4에서와 같이 호스를 릴드럼에 가이드하기 위한 가이드(250) 구조, 그리고, 릴드럼(210)과 스크류축(230)에 회전동력을 인가하기 위한 동력구조를 중점적으로 설명한다.
도3 및 도4는 본 발명의 측단면과 평단면의 구조를 보인 도로서. 베이스 프레임(200)의 상측에 하부지지판(214)이 위치하고, 상기 하부지지판(214)의 둘레로는 기다린 봉 형태의 이탈방지롤러(216)가 복수개 세워지며, 상기 이탈방지롤러(216)의 상측에는 상부지지판(215)이 위치하게 된다.
즉, 하부지지판(214)으로부터 복수개의 이탈방지롤러(216)가 기둥역할을 하며 세워지고, 그 상측에 상부지지판(215)이 결합됨으로써 릴드럼(210)을 지지하기 위한 구조물이 세워지게 되며, 아울러 이탈방지롤러(216)는 하부지지판(214)과 상부지지판(215) 사이에서 측방향으로 회전이 가능하게 축 결합된다.
상기 복수의 이탈방지롤러(216)의 내측으로는 릴드럼(210)이 세워져서 장착되는데, 릴드럼(210)의 하부축(211)은 하부지지판(214)에서 베어링(212)에 의해 회전가능하도록 결합된다.
또한, 상부지지판(215)의 상측에는 로터리조인트(220)가 브라켓(222)에 의해 고정되며, 그 로터리조인트(220)의 축(221)이 상부지지판(215)을 관통하여 하부로 연장됨으로써 릴드럼(210)의 상측이 그 축(221)에 의해 회전가능하게 지지되는 것이다.
한편, 상기 하부지지판(214)의 일측 부위에는 스크류축(230)이 상측으로 입섭되어 회전가능하게 설치되며, 그 스크류축(230)의 상측은 상부지지판(215)에 회전가능하게 결합된다.
이때, 스크류축(230)은 릴드럼(210) 주위에 설치되는 복수의 이탈방지롤러(216)의 바깥쪽에 위치한다.
스크류축(230)에는 가이드(250)가 설치되어 스크류축(230)의 회전에 의해 상하방향으로 승하강하면서 호스(260)가 릴드럼(210)에 정확히 권취되도록 정확한 위치를 안내하게 된다.
상기 가이드(250)는 스크류축(230)의 스크류에 직접 장착되는 몸체(251)가 구비되며, 상기 몸체(251)에는 호스(260)를 릴드럼(210)의 권취높이로 안내하기 위한 가이드롤(252)이 장착되며, 호스(260)가 몸체(251)로 유입되는 위치에서 호스(260)가 가이드롤(252)에 완만한 경사각을 가지고 유입 및 유출되도록 지지롤러(253)가 몸체(251)에 지지되어 설치된다.
이러한 지지롤러(253)에는 양측으로는 발광부와 수광부가 각각 설치된 포토센서(254)가 구비되며, 지지롤러(253)를 지지하는 구조물에는 로드셀(255)이 설치된다.
즉, 발광부와 수광부 사이에 호스(260)가 위치하면서 감기거나 풀리게 되어 호스(260)가 지지롤러(253)를 이탈하는지를 감지하는 것이며, 또한, 로드셀(255)에 의해 지지롤러(253)를 이동하는 호스(260)의 무게를 감지하여 호스(260)에 과도한 하중이 실리게 되는 것을 방지하게 된다.
그리고, 스크류축(230)의 측부로는 포스트(256)가 하부지지판(214)과 상부지지판(215)에 지지되어 입설되는데, 몸체(251)이 구비된 요홈(251-2)이 포스트(256)에 삽입된 형태로 위치함으로써 스크류축(230)의 회전시에 가이드(250)가 회전하지 않고 포스트(256)에 의해 회전이 고정된 채로 상하방향으로 승하강하는 것이다.
또한, 스크류축(230)의 상측에는 상부리미트스위치(231)가 장착되고, 하측에는 하부리미트스위치(232)가 장착되어 있게 된다.
한편, 상기 릴드럼(210)과 스크류축(230)을 회전시키기 위한 동력구조를 설명하면, 릴드럼(210)의 하부축(211)에는 피동스프로켓(243)이 설치되고, 그 피동스크로켓(243)의 하측에는 전달스프로켓(244)이 설치되어 있다.
또한, 스크류축(230)의 하부에는 전달스프로켓(244)과 동일한 높이에 스크류 스프로켓(245)이 설치되며, 하부지지판(214)에는 동력을 발생시키기 위한 하나의 모터(240)가 설치되는데, 이러한 모터(240)는 감속기(241)가 일체로 구비되어 있고, 모터(240)의 축에는 구동스크로켓(242)이 피동스프로켓(243)과 동일한 높이로 구비되어 있다.
이때, 피동스프로켓(243)과 스크류 스프로켓(245)의 기어비는 릴드럼(210)의 회전수와 스크류축(230)의 회전수(또는 피치)에 의해 결정될 수 있으며, 전달스프로켓(244)과 스크류 스프로켓(245)은 동일한 1:1 기어비를 갖는다.
구동스프로켓(242)과 피동스프로켓(243)은 제1체인(246)으로 연결되고, 전달스프로켓(244)과 스크류 스프로켓(245)은 제2체인(247)에 의해 연결되어 동력이 전달된다.
이렇게 구성된 본 발명의 동작을 도1 내지 도4까지를 설명하면, 호스(260)를 인양할 때는 인양윈치(130)에 의해 채수부(120)가 위로 끌어 당겨지게 되고, 이때 제어부(도시하지 않음)는 모터(240)를 구동시켜 피동스프로켓(243)이 반시계방향으로 회전시킴으로써 릴드럼(210)을 반시계방향으로 회전시켜 호스(260)를 권취하게 된다.
이때, 모터(240)의 동력이 피동스프로켓(243)에 의해 스크류 스프로켓(245)에 전달됨으로써 스크류축(230)도 회전하여 가이드(250)가 호스(260)의 감기는 위치에 맞게 하강하면서 호스(260)를 안내하여 릴드럼(210)의 상측으로부터 하측으로 호스(260)가 감기게 되는 것이다.
제어부는 호스(260)를 감도록 모터(240)를 제어하는 도중에 포토센서(254)와 로드셀(255)의 감지된 신호를 계속 수신받게 되는데, 포토센서(254)로부터 신호가 발생되면, 이는 호스(260)가 지지롤러(253)를 이탈한 상태가 되므로 경보를 알림과 동시에 인양윈치(130)와 모터(240)의 구동을 중지시킴으로써 관리자로 하여금 이에 대한 조치를 행하도록 한다.
또한, 로드셀(255)로부터 감지된 무게가 설정된 무게값을 넘는다면, 이는 인양윈치(130)가 늦게 당겨 올려져서 연결줄(131)이 채수부(120)의 무게를 지지하지 못하고, 호스(260)가 채수부(120)의 무게를 지지하는 경우이므로 호스(260)가 과도한 장력에 의해 파손될 위험이 크다.
따라서 제어부는 모터(260)의 구동을 일시중지시켜 호스(260)를 감는 동작을 중지시키고, 인양윈치(130)만 구동시킴으로써 호스(260)에 가해진 채수부(120)의 무게를 연결줄(131)이 지탱할 수 있도록 하며, 로스셀(255)로부터 감지된 무게가 설정된 무게값을 넘지 않으면 다시 모터(260)를 구동시켜 호스(260)가 릴드럼(210)에 계속 감기도록 한다.
릴드럼(210)에 호스(260)가 감길 때 감기는 호스(260)가 릴드럼(210)으로부터 이탈되지 않도록 복수의 이탈방지롤러(216)가 릴드럼(210)의 주변 둘레로 근접하여 설치됨으로써 호스(260)가 약간 느슨해진다 하더라도 릴드럼(210)으로부터 이탈되지 않으며, 아울러 이탈방지롤러(216)가 회전됨으로써 호스(260)와의 마찰력이 최소화되어 마찰에 의한 호스(260)의 손상을 방지하게 되는 것이다.
릴드럼(210)으로부터 호스(260)를 푸는 경우에도 마찬가지로, 모터(260)의 구동에 의해 릴드럼(210)과 스크류축(230)이 호스(260)를 감는 경우와는 반대로 회전하여 릴드럼(210)의 하측으로부터 호스(260)가 풀려나가게 된다.
이때도 마찬가지로 제어부는 포토센서(254)와 로드셀(255)의 감지신호를 수신받게 되는데, 인양윈치(130)의 연결줄(131)이 너무 빨리 풀려서 채수부(120)의 무게를 오로지 호스(260)가 지탱하는 경우 로드셀(255)로부터 감지된 무게값은 설정된 범위를 넘어서게 되므로 인양윈치(130)의 구동을 일시중지시킨 다음 모터(240)을 구동시켜 호스(260)에 가해진 과도한 장력을 해소시키게 된다.
따라서, 로드셀(255)로부터 감지되는 무게값이 설정된 범위에 들어서면 다시 인양윈치(130)를 구동시켜 호스(260)를 릴드럼(210)으로부터 계속 풀게 되는 것이다.
결국, 하나의 모터(240)에 의해 릴드럼(210)과 스크류축(230)의 회전을 제어함으로써 제어가 매우 쉽고, 또한 유지보수 측면에서도 매우 이로운 것이다.
200 : 베이스 프레임 210 : 릴드럼
211 : 하부축 214 : 하부지지판
215 : 상부지지판 216 : 이탈방지롤러
220 : 로터리 조인트 230 : 스크류
240 : 모터 242 : 구동스프로켓
243 : 피동스프로켓 244 : 전달스프로켓
245 : 스크류 스프로켓 246 : 제1체인
247 : 제2체인 250 : 가이드
251 : 몸체 251-1 : 요홈
252 : 가이드롤 253 : 지지롤러
254 : 포토센서 255 : 로드셀
256 : 포스트 260 : 호스

Claims (4)

  1. 교량이나 켄틸레버에 본체부가 부착되고, 본체부의 내부에 설치된 인양장치에 의해 채수부를 인양하여 채수하며, 상기 채수부와 연결되어 채수된 시료수를 측정소로 송수하기 위한 호스를 권취하는 릴드럼이 본체부 내부에 구비된 수질측정시설용 채수기에 있어서,
    상기 릴드럼의 회전축이 수직한 방향으로 세워져 설치되고, 상기 릴드럼의 측방향에는 상기 호스가 릴드럼의 정위치에 감기거나 풀릴 수 있도록 안내하는 가이드롤이 수직으로 세워진 스크류축에 설치되어 상하방향으로 이송되며,
    상기 릴드럼과 스크류축의 측방향에는 하나의 모터가 설치되고, 상기 모터의 축에는 구동 스프로켓이 설치되어 릴드럼의 축에 설치된 피동 스프로켓과 제1체인에 의해 연결되며, 상기 릴드럼의 축에는 동력 전달을 위한 전달 스프로켓이 더 설치되어 상기 스크류축에 설치된 스크류 스프로켓과 제2체인으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 릴드럼과 스크류축은 하부지지판과 상부지지판에 의해 지지되어 세워지며, 상기 릴드럼의 주변부위로는 복수의 이탈방지롤러가 상기 하부지지판과 상부지지판에 의해 회전가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가이드롤에는 포토센서가 설치되어 호스의 이탈여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가이드롤에는 로드셀이 설치되어 호스에 가해지는 무게를 감지하는 것을 특징으로 하는 수질측정시설용 채수기의 호스 권취장치.

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