KR20160057925A - 안전밸브용 압력 설정 장치 - Google Patents

안전밸브용 압력 설정 장치 Download PDF

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KR20160057925A
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이형곤
임관홍
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주식회사 아이엔티코리아
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Abstract

본 발명의 목적은 안전밸브의 개방 압력을 자동으로 설정하는 안전밸브용 압력 설정 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안전밸브용 압력 설정 장치는, 베이스에 구비되어 안전밸브의 바디를 설치하고, 상기 안전밸브의 밸브체에 지지되는 로드셀을 구비하는 설치부, 상기 설치부를 향하여 구비되어 상기 설치부에 설치된 상기 안전밸브의 설정부재를 조작하여, 상기 안전밸브의 설정된 개방 압력으로 조절하는 조절부, 상기 조절부를 장착하고 상기 베이스에 설치되어 상기 조절부를 상기 설치부에 대하여 승강시키는 승강부, 및 상기 안전밸브의 설정된 개방 압력과 상기 로드셀의 검출 하중 및 스위치의 신호에 따라 상기 조절부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

안전밸브용 압력 설정 장치 {PRESSURE SETTING DEVICE FOR SAFETY VALVE}
본 발명은 안전밸브용 압력 설정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압력 용기에 사용되는 안전밸브의 개방 압력을 설정하는 안전밸브용 압력 설정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 압력용기는 과도한 압력에 의한 폭발을 방지하기 위하여 안전밸브를 구비한다. 안전밸브는 압력용기 내에 작용하는 압력이 설정치에 도달하면 개방되어 압력용기 내의 압력을 배출하도록 구성된다.
일례를 들면, 안전밸브는 압력용기에 나사 결합되고 밸브실을 형성하는 바디, 바디의 내측에 형성되어 압력용기에 연결되는 통로와 배출구의 연통을 단속하도록 밸브실에 배치되는 밸브체, 밸브체를 지지하는 로드, 로드를 탄성적으로 지지하는 탄성부재, 밸브실에 나사 결합되어 탄성부재를 가압하므로 밸브체의 개방 압력을 설정하는 설정부재를 포함한다.
이와 같은 안전밸브가 설치된 압력용기의 내부 압력이 설정치에 도달하면, 즉시 밸브체에 작용하는 압력용기 내의 압력이 탄성부재의 탄성력을 극복하면서 밸브체를 밀어 올리게 되므로 통로와 배출구가 연통되면서 압력용기의 내부 압력이 통로 및 배출구를 통하여 외부로 배출된다. 즉 안전밸브가 개방된다.
안전밸브의 이러한 작동을 위하여, 안전밸브는 개방될 압력으로 미리 설정되어야 한다. 예를 들면, 안전밸브의 압력 설정 방법은 설정 대상인 안전밸브의 통로에 압축 공기 또는 질소 가스를 작용시키면서 작업자가 설정부재를 조절하면서 진행되고 있다.
이와 같은 방법은 안전밸브의 개방 압력 설정에 많은 시간이 소요되고, 설정 압력의 정확성이 떨어지며, 고압 가스 사용에 따라 안전성이 떨어지며, 수작업에 의존하므로 편리성이 떨어지는 단점을 가진다.
본 발명의 목적은 안전밸브의 개방 압력을 자동으로 설정하는 안전밸브용 압력 설정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전밸브용 압력 설정 장치는, 베이스에 구비되어 안전밸브의 바디를 설치하고, 상기 안전밸브의 밸브체에 지지되는 로드셀을 구비하는 설치부, 상기 설치부를 향하여 구비되어 상기 설치부에 설치된 상기 안전밸브의 설정부재를 조작하여, 상기 안전밸브의 설정된 개방 압력으로 조절하는 조절부, 상기 조절부를 장착하고 상기 베이스에 설치되어 상기 조절부를 상기 설치부에 대하여 승강시키는 승강부, 및 상기 안전밸브의 설정된 개방 압력과 상기 로드셀의 검출 하중 및 스위치의 신호에 따라 상기 조절부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 바디는 내부에 밸브실을 형성하고, 상기 밸브체는 상기 밸브실에 연결되는 통로와 배출구의 연통을 단속하도록 밸브실에 배치되며, 상기 설정부재는 상기 밸브실에 나사 결합되어 상기 밸브체를 탄성부재로 가압하여 지지할 수 있다.
상기 베이스는 복수의 기둥 부재를 개재하여 다층으로 구비되는 하부 플레이트와 상부 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 설치부는 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 하부 블록, 및 상기 하부 블록에 결합되어 상기 상부 플레이트를 관통하여 돌출되고 상기 바디와 나사 결합되는 상부 블록을 포함할 수 있다.
상기 로드셀은 상기 제어부에 연결되고 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 감지부, 및 상기 감지부에 연결되어 상기 하부 블록과 상기 상부 블록을 관통하여 상기 밸브체에 지지되어 하중을 전달하는 전달부를 포함할 수 있다.
상기 조절부는 상기 승강부에 브래킷으로 장착되고 상기 제어부에 연결되는 모터, 상기 모터 축에 연장되어 상기 설치부에 설치된 상기 안전밸브의 상기 설정부재에 결합되는 소켓 렌치를 포함할 수 있다.
상기 승강부는 상기 베이스에 상하 방향으로 설치되는 가이드, 상기 가이드에 결합되어 승강하는 승강부재, 상기 승강부재를 장착하고 상기 브래킷을 장착하는 승강 플레이트, 상기 가이드에 설치되어 상기 승강 플레이트에 연결되는 실린더, 및 상기 제어부에 연결되어 상기 실린더에 공급 및 배출되는 공압을 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는 로드셀의 하중을 실시간으로 측정하면서 안전밸브의 개방 압력을 자동으로 설정할 수 있다. 따라서 안전밸브의 개방 압력을 설정하는 설정 시간이 단축되고, 설정 압력이 정확하며, 설정 작업이 편리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전밸브용 압력 설정 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 좌측면도이다.
도 3은 설정 대상인 안전밸브를 설치하는 설치부의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 설치부에 안전밸브를 설치한 상태의 단면도이다.
도 5는 도 1의 안전밸브용 압력 설정 장치의 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전밸브용 압력 설정 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도이다. 일 실시예에 따른 안전밸브용 압력 설정 장치는 안전밸브(60)의 개방 압력을 설정하도록 베이스(10)에 구비되는 설치부(20), 조절부(30), 승강부(40) 및 제어부(50, 도 5 참조)를 포함한다.
베이스(10)는 설치부(20) 및 승강부(40)의 설치를 가능하게 한다. 제어부(50)는 베이스(10)에서 분리되어 별도로 구비될 수 있다. 도시하지 않았으나 제어부는 베이스에 설치될 수도 있다.
일례를 들면, 베이스(10)는 하부 플레이트(11)와 상부 플레이트(12) 및 하부, 상부 플레이트(11, 12) 사이에 개재되어 서로 연결하는 복수의 기둥 부재들(13)을 포함한다. 기둥 부재들(13)은 2층으로 서로 평행하게 배치되는 하부, 상부 플레이트(11, 12)를 설정된 간격으로 이격시켜 설치부(20)의 설치를 가능하게 한다. 도시하지는 않았으나 베이스는 3층 이상의 다층으로 형성될 수도 있다.
설치부(20)는 설정 대상인 안전밸브(60)의 설치 및 압력 설정 후 안전밸브(60)의 제거를 가능하게 한다. 설치부(20)는 상부 플레이트(12)의 관통홀(121) 및 하부 플레이트(11)에 설치되어, 설정 대상인 안전밸브(60)를 고정하고 안전밸브(60)에 작용하는 하중을 측정할 수 있도록 구성된다.
도 3은 설정 대상인 안전밸브를 설치하는 설치부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 설치부에 안전밸브를 설치한 상태의 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 안전밸브(60)에 대하여 먼저 설명한다.
안전밸브(60)는 내부에 밸브실(61)을 형성하는 바디(62), 밸브실(61)에 연결되는 통로(63)와 배출구(64)의 연통을 단속하도록 밸브실(61)에 배치되는 밸브체(65) 및 밸브실(61)에 나사 결합되어 밸브체(65)를 탄성부재(66)로 가압하여 지지하는 설정부재(67)를 포함한다.
밸브실(61)에 이르는 통로(63)의 단부(631)는 밸브실(61) 내부로 돌출되어 밸브체(65)에 의하여 개폐된다. 밸브체(65)는 통로(63)의 단부(631)에 밀착되는 탄성부(651)과 탄성부(651)를 감싸는 금속부(652)를 포함한다. 탄성부(651)는 단부(631)의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
더 구체적으로 보면, 설정부재(67)는 상하 방향으로 관통홀(671)을 구비한다. 안전밸브(60)는 관통홀(671)에 관통 설치되어 외부로 돌출되고 밸브실(61)에서 밸브체(65)에 밀착되는 가압 로드(68)를 더 포함한다. 밸브체(65)의 금속부(652)는 가압 로드(68)의 가압력에 견고하게 대항할 수 있다.
탄성부재(66)는 설정부재(67)와 가압 로드(68) 사이에 개재되어 설정부재(67)의 가압에 따라 가압 로드(68)를 통하여 밸브체(65)를 가압한다. 도시하지 않았으나 가압 로드에는 링이 결합되어 가압 로드를 수동으로 당김으로써 밸브체를 일시적으로 개방할 수도 있다.
설치부(20)는 안전밸브(60)의 바디(62)를 고정 설치되는 하부 블록(22)과 상부 블록(23) 및 로드셀(24)을 구비한다. 하부 블록(22)은 하부 플레이트(11) 상에 배치되고, 상부 블록(23)은 하부 블록(22)에 결합되어 상부 플레이트(12)의 관통홀(121)에 설치된다.
하부, 상부 블록(22, 23)은 중앙을 관통하여 형성되며, 상부 블록(23)의 관통홀(231)은 내주면에 나사를 형성한다. 따라서 안전밸브(60)의 바디(62)는 상부 블록(23)의 관통홀(231)에 나사 결합될 수 있다.
하부 블록(22)은 상부를 원통 등으로 형성하고 하부를 삼발이로 형성하여 삼발이 구조 사이로 로드셀(24)의 관찰을 가능하게 한다. 또한, 상부 블록(23)은 원통 등으로 형성되어 하부 블록(22)에 체결부재(25)로 결합된다. 하부, 상부 블록(22, 23)의 분리 구조는 상부 블록(23)의 관통홀(231)에 나사의 형성을 쉽게 한다.
로드셀(24)은 하부, 상부 블록(22, 23)을 관통하여, 안전밸브(60)의 통로(63)로 삽입되어 밸브체(65)에 지지된다. 도시하지 않았으나 안전밸브(60)를 압력 용기에 장착하는 경우, 통로(63)는 압력 용기 내의 압력을 밸브체(65)에 작용될 수 있도록 연결한다.
로드셀(24)은 감지부(241)와 전달부(242)를 포함한다. 감지부(241)는 제어부(50)에 전기적으로 연결되고, 하부 플레이트(11) 상에 배치된다.
전달부(242)는 감지부(241) 상면에 연결되어 하부 블록(22)과 상부 블록(23)을 관통하여 밸브체(65)의 하면에 지지된다. 따라서 전달부(242)는 안전밸브(60)의 밸브체(65)에 작용하는 하중을 감지부(241)로 전달할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 조절부(30)는 설치부(20)를 향하여 상방에 구비되어 설치부(20)에 설치된 안전밸브(60)의 설정부재(67)를 조작하여, 설정된 개방 압력으로 안전밸브(60)를 조절 및 설정할 수 있도록 구성된다.
일례를 들면, 조절부(30)는 모터(31)와 소켓 렌치(32)를 포함한다. 모터(31)는 승강부(40)에 브래킷(33)으로 장착되고 제어부(50)에 전기적으로 연결된다.
소켓 렌치(32)는 모터(31)의 축에 연장되어 설치부(20)에 설치된 안전밸브(60)의 설정부재(67)에 결합되어, 모터(31)의 구동에 따라 안전밸브(60)의 설정부재(67)를 회전시킬 수 있다.
모터(31)는 감속기(311)를 구비할 수 있고, 이 경우, 소켓 렌치(32)는 감속기(311)의 출력축(312)에 구비될 수 있다. 따라서 모터(31)의 구동력은 감속기(311), 출력축(312) 및 소켓 렌치(32)를 통하여 설정부재(67)를 회전시킬 수 있다.
소켓 렌치(32)의 회전에 따라 탄성부재(66)는 밸브체(65)를 가압하고, 밸브체(65)를 지지하는 전달부(242)를 통하여 감지부(241)로 하중이 전달된다. 로드셀(24)은 감지된 하중 값을 제어부(50)로 전달할 수 있다.
승강부(40)는 일측으로 조절부(30)를 장착하고 다른 일측으로 베이스(10)에 설치되어 조절부(30)를 설치부(20)에 대하여 승강시킬 수 있도록 구성된다.
일례를 들면, 승강부(40)는 설치부(20)의 안전밸브(60)에 대하여 조절부(30)를 승강시킬 수 있도록 가이드(41), 승강부재(42), 승강 플레이트(43), 실린더(44) 및 솔레노이드 밸브(45, 도 5 참조)를 포함한다.
가이드(41)는 승강부(40)의 대체적인 구조를 형성하며, 베이스(10) 상에 상하 방향으로 설치된다. 즉 가이드(41)는 상부 플레이트(12)의 상면 일측에서 상하 방향으로 설치된다. 또한 가이드(41)는 나란하게 쌍으로 배치될 수 있다.
승강부재(42)는 1쌍의 가이드(41)에 결합되고 하나의 가이드(41)에서 상하 방향으로 이격되는 2개로 구비되어 승강 플레이트(43)에 장착된다. 따라서 승강 플레이트(43)는 가이드(41)를 따라 안정된 상태로 승강될 수 있다.
즉 승강 플레이트(43)는 가이드(41)를 향하는 평면(즉 배면)에 승강부재(42)를 장착하고, 또한 전면에 브래킷(33)을 장착하고 있다. 브래킷(33)에는 모터(31)가 장착된다.
실린더(44)는 가이드(41)의 최상단에 설치되어 승강 플레이트(43)에 연결된다. 즉 실린더(44)는 가이드(41)의 상단에 설치되는 장착 플레이트(46)에 설치되고, 로드(441)는 장착 플레이트(46)를 관통하여 승강 플레이트(43)에 연결된다.
도 5는 도 1의 안전밸브용 압력 설정 장치의 블록도이다. 도 5를 참조하면, 솔레노이드 밸브(45)는 제어부(50)에 전기적으로 연결되어 실린더(44)에 공급 및 배출되는 공압을 제어한다.
제어부(50)의 입력단에는 로드셀(24)과 스위치(51)가 전기적으로 연결되고, 도시하지는 않았지만 제어부(50)는 개방 압력을 설정할 수 있도록 구비된다. 스위치(51)의 온 또는 오프 조작에 따라 안전밸브용 압력 설정 장치가 작동 및 정지된다. 또한 로드셀(24)이 감지한 하중 신호에 따라 안전밸브용 압력 설정 장치가 정지될 수 있다.
제어부(50)의 출력단에는 솔레노이드 밸브(45)와 모터(31)가 연결된다. 또한 제어부(50)는 안전밸브(60)의 개방 압력을 설정할 수 있으며, 설정 개방 압력과 설정 중에 있는 안전밸브(60)의 감지 압력을 표시할 수도 있다.
즉 제어부(50)는 설정된 개방 압력과 로드셀(24)의 검출 하중 및 스위치(51)의 신호에 따라 조절부(30)의 모터(31)와 승강부(40)의 실린더(44)에 연결되는 솔레노이드 밸브(45)를 제어할 수 있다.
이하에서 일 실시예의 안전밸브용 압력 설정 장치로 안전밸브(60)의 개방 압력을 설정하는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 안전밸브(60)의 바디(62)를 설치부(20)의 상부 블록(23)에 나사 결합한다. 이때, 로드셀(24)의 전달부(242)가 안전밸브(60)의 밸브체(65)에 닿는다. 제어부(50)를 통하여 개방 압력을 설정한다.
스위치(51)를 작동시키면, 제어부(50)는 솔레노이드 밸브(45)를 제어하여 공급되는 공압으로 실린더(44)를 하강시킨다. 이에 따라 조절부(30)의 소켓 렌치(32)가 하강되어 안전밸브(60)의 설정부재(67)에 결합된다. 이때, 실린더(44)는 상부 플레이트(12)에 구비된 스토퍼(442)에 의하여 하강 정지된다.
제어부(50)의 제어에 따라 모터(31)가 작동되어 출력축(312)을 통하여 소켓 렌치(32)를 회전시키므로 설정부재(67)가 나사 결합된 바디(62)의 밸브실(61)의 내부로 하강한다.
설정부재(67)의 하강으로 탄성부재(66)가 압축되면서 밸브체(65)를 가압한다. 밸브체(65)의 하중은 로드셀(24)의 전달부(242)를 통하여 감지부(241)로 전달된다.
감지부(241)는 밸브체(65)에 작용하는 하중을 제어부(50)에 전기적인 신호로 보낸다. 제어부(50)는 감지부(241)의 하중 신호에 따라 설정 압력에 도달 여부를 판단한다.
하중 신호가 설정 압력에 도달하면, 제어부(50)는 모터(31)의 구동을 멈추고, 솔레노이드 밸브(45)를 반대로 제어하여 실린더(44)를 상승시킨다. 이로써 조절부(30)의 소켓 렌치(32)가 설정부재(67)로부터 분리된다.
그 후, 작업자는 설정부재(67)의 외주에 나사 결합된 로크 너트(672)를 바디(62)까지 체결하여 설정부재(67)의 위치를 고정시킨다. 이때, 설정부재(67)와 밸브체(65) 사이에 구비되는 탄성부재(66)는 밸브체(65)의 개방 압력을 설정하게 된다.
작업자는 안전밸브(60)의 바디(62)를 설치부(20)의 상부 블록(23)으로부터 분리한다. 이로써 안전밸브(60)의 개방 압력 설정이 완료된다.
이와 같이, 일 실시예는 로드셀(24)을 사용하여 밸브체(65)에 작용하는 하중을 실시간으로 측정하여 안전밸브(60)의 개방 압력을 자동으로 설정할 수 있다. 따라서 안전밸브(60)의 개방 압력을 설정하는 데 소요되는 설정 시간이 단축되고, 설정 압력이 정확하며, 설정 작업이 편리해진다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 베이스 11: 하부 플레이트
12: 상부 플레이트 13: 기둥 부재
20: 설치부 22: 하부 블록
23: 상부 블록 24: 로드셀
30: 조절부 31: 모터
32: 소켓 렌치 33: 브래킷
40: 승강부 41: 가이드
42: 승강부재 43: 승강 플레이트
44: 실린더 45: 솔레노이드 밸브
46: 장착 플레이트 50: 제어부
51: 스위치 60: 안전밸브
61: 밸브실 62: 바디
63: 통로 64: 배출구
65: 밸브체 66: 탄성부재
67: 설정부재 68: 가압 로드
121, 231: 관통홀 241: 감지부
242: 전달부 311: 감속기
312: 출력축 441: 로드
442: 스토퍼

Claims (7)

  1. 베이스에 구비되어 안전밸브의 바디를 설치하고, 상기 안전밸브의 밸브체에 지지되는 로드셀을 구비하는 설치부;
    상기 설치부를 향하여 구비되어 상기 설치부에 설치된 상기 안전밸브의 설정부재를 조작하여, 상기 안전밸브의 설정된 개방 압력으로 조절하는 조절부;
    상기 조절부를 장착하고 상기 베이스에 설치되어 상기 조절부를 상기 설치부에 대하여 승강시키는 승강부; 및
    상기 안전밸브의 설정된 개방 압력과 상기 로드셀의 검출 하중 및 스위치의 신호에 따라 상기 조절부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디는 내부에 밸브실을 형성하고,
    상기 밸브체는 상기 밸브실에 연결되는 통로와 배출구의 연통을 단속하도록 밸브실에 배치되며,
    상기 설정부재는 상기 밸브실에 나사 결합되어 상기 밸브체를 탄성부재로 가압하여 지지하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는,
    복수의 기둥 부재를 개재하여 다층으로 구비되는 하부 플레이트와 상부 플레이트를 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 설치부는,
    상기 하부 플레이트 상에 배치되는 하부 블록, 및
    상기 하부 블록에 결합되어 상기 상부 플레이트를 관통하여 돌출되고 상기 바디와 나사 결합되는 상부 블록을 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 로드셀은
    상기 제어부에 연결되고 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 감지부, 및
    상기 감지부에 연결되어 상기 하부 블록과 상기 상부 블록을 관통하여 상기 밸브체에 지지되어 하중을 전달하는 전달부를 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는,
    상기 승강부에 브래킷으로 장착되고 상기 제어부에 연결되는 모터,
    상기 모터 축에 연장되어 상기 설치부에 설치된 상기 안전밸브의 상기 설정부재에 결합되는 소켓 렌치를 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 베이스에 상하 방향으로 설치되는 가이드,
    상기 가이드에 결합되어 승강하는 승강부재,
    상기 승강부재를 장착하고 상기 브래킷을 장착하는 승강 플레이트,
    상기 가이드에 설치되어 상기 승강 플레이트에 연결되는 실린더, 및
    상기 제어부에 연결되어 상기 실린더에 공급 및 배출되는 공압을 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 안전밸브용 압력 설정 장치.
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