KR20160127935A

KR20160127935A - 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치

Info

Publication number: KR20160127935A
Application number: KR1020150059450A
Authority: KR
Inventors: 마영철
Original assignee: 마영철
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-07

Abstract

본 발명은 약품 투입에 따른 작동상태를 감시 및 진단하여 이상발생시 운용자로 하여금 신속한 조치를 취할 수 있도록 하고, 궁극적으로 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전이 가능하도록 한 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치를 제공한다.
이를 위하여, 본 발명은 약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 원수공급라인에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서, 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부와, 펌프와 원수공급라인 사이의 약품이송관에 설치되어 배관 압력(P2)을 측정하기 위한 제2압력측정부와, 원수공급라인의 배관 압력(P3)을 측정하기 위한 제3압력측정부와, 약품이송관에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부 및, 펌프 작동시 유량측정부에서 측정한 약품투입량(F1)과 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 제1~3압력측정부에서 측정한 압력값(P1,P2,P3)을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러가 구비된다.
상기의 기술적 구성에 따르면, 펌프에서 원수공급라인까지의 각 부분의 배관 압력과 약품투입량을 측정하여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력함으로써 이상발생시 운용자로 하여금 신속한 조치를 취할 수 있고, 궁극적으로 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전이 가능하여 수질사고의 방지는 물론이고 운영비용 또한 절감할 수 있다.

Description

약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치{Antiseptic solution input equipment equipped with a feeding monitoring function}

본 발명은 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약품 투입에 따른 작동상태를 감시 및 진단하여 이상발생시 운용자로 하여금 신속한 조치를 취할 수 있도록 하고, 궁극적으로 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전이 가능하도록 한 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치에 관한 것이다.

일반적으로 물은 강이나 댐에서 끌어들여 취수장, 착수정, 혼화지, 응집지, 침전지, 여과지, 약품 투입, 정수지, 배수지의 단계를 거쳐 정수처리된다.

이중 약품 투입은 물을 이송하기 위한 원수공급라인에 약품(염소 등)을 주입하여 세균 등 미생물을 살균처리하게 되는데, 펌프로 약품저장탱크의 약품을 펌핑하여 원수공급라인에 주입하게 된다.

이 경우, 기존 설비는 펌프의 동작만을 제어하여 약품을 투입한다는 점에서 펌프가 작동하더라도 배관 압력저하 등으로 실제 약품 투입이 이루어지지 않는 경우에는 생산된 물을 모두 버리거나 재처리하여야 한다는 문제점이 있었다.

공개실용신안공보 제20-2010-7047호(2010. 7. 8)는 약품을 정수장의 원수에 일정 비율로 투입하는데 있어서 보다 안정적으로 투입할 수 있는 액체 불소 정량 투입장치에 관한 것으로, 여기에는 옥외에서 비상 저류조 내에 설치되어 많은 량의 불소를 저장 공급할 수 있도록 마련되고, 그 내부에 저장된 불소의 감소분을 측정 감지할 수 있는 수위계가 구비된 메인저장탱크와; 메인저장탱크와 불소 공급라인으로 연결되어 불소 넘침방지턱이 마련된 옥내에 설치되고, 불소 공급라인 상에 구비된 전동밸브를 통해서 1일 불소 투입량을 고려하여 적정량의 불소가 공급 저장됨에 따라 불소의 과다 투입을 사전에 방지할 수 있도록 마련됨과 아울러 불소 저장량의 높이와 무게로 확인 감시할 수 있도록 그 하부에 계량저울이 설치되고 그 내부에 수위계가 설치된 보조저장탱크와; 보조저장탱크의 최대 불소 저장수위보다 높은 위치에 설치되고, 제어반의 제어를 통해 보조저장탱크에 저장된 불소를 적정량 펌핑하여 원수 유동라인 쪽으로 공급할 수 있게 불소 공급라인 상에 설치된 정량펌프와; 정량펌프에 의해 펌핑 공급되는 불소를 고압으로 당겨 가압수 펌프로부터 제공되는 가압수와 함께 원수 유동라인에 고압 분사하여 불소를 급속 혼화시킬 수 있도록 불소 공급라인과 원수 유동라인의 교차지점에 설치된 인젝터와; 인젝터에 의한 불소의 급속 혼화과정에서 불소 공급라인에 형성되는 진공에 의한 싸이폰 작용을 방지하기 위해 불소 공급라인에 체크 밸브를 매개로 별도로 연결되어 에어를 공급할 수 있도록 구비된 에어공급수단과; 여과된 원수가 정수지로 유동하는 원수 유동라인 상에 액체 상태의 불소를 투입할 수 있도록 여과수거 및 수로가 마련되고, 수로 상에 원수의 유동에 따른 원수의 수위를 측정 감지하도록 마련된 유량계와; 정수지에 수용되는 불소가 함유된 원수를 정수하는 과정에서 일부 원수의 샘플을 샘플링 펌프를 통해서 추출하여 불소이온의 농도를 측정하는 불소농도 분석계와; 유량계, 계량저울, 수위계, 정량펌프 쪽에서 측정한 불소 유동량 및 불소농도 분석계로부터 감지된 신호를 인가 받아 이것을 연산하여 정량펌프의 구동을 제어하는 제어반과; 제어반에 인가되는 각종 신호 및 메인저장탱크, 보조저장탱크의 불소 잔류량과 불소 공급라인 상에 설치되는 각종 구성 설비의 작동 관계를 관리 운영자가 확인할 수 있게 표시하는 중앙제어실에 마련된 모니터링 시스템이 기재되어 있다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 액상의 불화규산(H2SiF6) 약품을 정수장의 원수에 일정 비율로 투입하는 데 있어서 보다 안정적으로 투입할 수 있고, 원수의 유동량과 정수지의 불소이온 농도의 실질적인 측정값을 기준하여 비교 보완함과 동시에 불소의 투입량을 계속적으로 확인하여 요구되는 불소를 투입하게 됨에 따라 정수지의 정수된 물은 정확한 농도의 불소이온이 함유된 상태를 이루게 된다.

그러나 종래의 기술은 전술한 바와 같이 펌프의 오작동으로 인하여 실제 약품 투입이 이루어지지 않는 경우 정수지에서 불소이온 농도를 측정하여 비교할 때까지 전혀 알 수 없으므로 그 사이에 살균되지 않은 물이 정수지로 혼입되어 수질을 떨어뜨린다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 약품 투입에 따른 작동상태를 감시 및 진단하여 약품 투입이 이루어지지 않는 등의 이상발생시 운용자로 하여금 신속한 조치를 취할 수 있도록 하고, 궁극적으로 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전이 가능하도록 한 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 과제를 달성하기 위하여, 약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 원수공급라인에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서, 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부와, 펌프와 원수공급라인 사이의 약품이송관에 설치되어 배관 압력(P2)을 측정하기 위한 제2압력측정부와, 원수공급라인의 배관 압력(P3)을 측정하기 위한 제3압력측정부와, 약품이송관에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부 및, 펌프 작동시 유량측정부에서 측정한 약품투입량(F1)과 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 제1~3압력측정부에서 측정한 압력값(P1,P2,P3)을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기의 컨트롤러는 압력값이 P1≥P2≥P3이고, 약품투입량이 F1＝F2일 때 정상상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기의 약품이송관에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브가 더 설치되어, 컨트롤러는 압력값이 P1＝P4≥P2이고, P2≤P3일 때 이상상태로 판단하고 약품이송관의 누수발생신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기의 약품이송관에 소정압력(P5) 이상이면 배관의 압력을 외부로 분출하는 릴리프밸브가 더 설치되어, 컨트롤러는 압력값이 P1＝P5이고, 약품투입량이 F1＜F2일 때 이상상태로 판단하고 약품이송관의 배관 막힘 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기의 약품이송관에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브가 더 설치되어, 컨트롤러는 압력값이 P1≤P4이고, 약품투입량이 F1＜F2이거나 F1＝0일 때 이상상태로 판단하고 펌프의 고장발생신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기의 컨트롤러는 휴지 후 초기 작동시 압력값 P1과 P2가 같아질 때까지 펌프를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

상기의 약품이송관에 약품이송을 차단하기 위한 긴급차단밸브가 더 설치되어, 컨트롤러는 약품투입량이 F1＞F2일 때 이상상태로 판단하고 원수공급라인의 파손신호를 출력함과 동시에 긴급차단밸브를 작동시켜 원수공급라인의 약품 주입을 차단하는 것을 특징으로 한다.

상기의 컨트롤러는 약품투입량 F1이 F2와 편차를 보일 경우, 펌프의 작동을 강제하여 약품투입량 F1=F2 조건을 만족하도록 펌프의 속도제어값을 보정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 배수지 또는 개수로에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서, 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부와, 펌프와 배수지 또는 개수로 사이의 약품이송관에 설치되어 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브와, 약품이송관에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부 및, 펌프 작동시 유량측정부에서 측정한 약품투입량(F1)과 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 제1압력측정부에서 측정한 압력값(P1)과 압력부하밸브의 설정압력값(P4)을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 펌프에서 원수공급라인까지의 각 부분의 배관 압력과 약품투입량을 측정하여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력함으로써 이상발생시 운용자로 하여금 신속한 조치를 취할 수 있고, 궁극적으로 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전이 가능하여 수질사고의 방지는 물론이고 운영비용 또한 절감할 수 있다는 매우 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치의 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치의 다른 실시 예를 보인 회로도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예는 약품보관탱크(1)로부터 약품을 펌핑하여 원수공급라인(2)에 약품을 주입하기 위한 펌프(10)가 구비된 약품투입장치에 양호하게 구현된다.

이를 위하여 본 발명의 실시 예는 도 1에 도시한 바와 같이, 펌프(10)의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부(20)와, 펌프(10)와 원수공급라인(2) 사이의 약품이송관(3)에 설치되어 배관 압력(P2)을 측정하기 위한 제2압력측정부(30)와, 원수공급라인(2)의 배관 압력(P3)을 측정하기 위한 제3압력측정부(40)와, 약품이송관(3)에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부(50) 및, 펌프(10) 작동시 유량측정부(50)에서 측정한 약품투입량(F1)과 상기 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 제1~3압력측정부(20,30,40)에서 측정한 압력값(P1,P2,P3)을 비교하여 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러(100)가 구비된다.

상기의 기술적 구성에서, 약품보관탱크(1)는 원수를 소독하기 위한 액상의 약품(염소 등)을 수용하고, 배관(4)을 통해 펌프(10) 흡입단과 연결된다.

또한 약품보관탱크(1)와 펌프(10) 사이의 배관(4)에는 약품의 잔량을 측정할 수 있도록 약품잔여수위에 따라 변위가 변하는 압력계(60)가 설치된다.

펌프(10)는 약품을 미량~광범위에서 정밀한 송출량 제어가 가능한 펌프로, 일례로 다이어프램 타입의 정량펌프나 튜브펌프가 양호하게 적용된다.

제1압력측정부는 펌프(10)의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 구성요소로, 스키드(skid)장치 내의 펌프(10) 송출단에 설치되어 약품 송출에 따른 압력 변위를 전기적 신호를 출력한다. 스키드장치는 내부에 펌프, 약품이송관, 누액 저장함 및 누액 감지 센서 등이 설치되고, 약품에 부식되지 않는 비금속 재질의 함체로 제작된다.

약품이송관(3)은 스키드장치 내의 펌프(10) 송출단과 원수공급라인(2) 사이에 설치되어 펌핑된 약품을 원수공급라인(2)으로 이송한다.

제2압력측정부(30)는 약품이송관(3)의 배관 압력(P2)을 측정하기 위한 구성요소로, 약품이송관(3)에 설치되어 약품 이송에 따른 압력 변위를 전기적 신호로 출력한다.

원수공급라인(2)은 수돗물을 생산하기 위한 일반정수처리과정에서 여과지의 물을 정수지로 보내기 위한 관로나 간이상수도에서 지하수나 계곡수를 끌어들여 물탱크로 보내기 위한 관로 등이 이에 해당한다.

제3압력측정부(40)는 원수공급라인(2)의 배관 압력(P3)을 측정하기 위한 구성요소로, 약품이송관(3) 말단 또는 원수공급라인(2)에 설치되어 원수 흐름에 따른 압력 변위를 전기적 신호로 출력한다.

유량측정부(50)는 약품의 투입량을 측정하기 위한 구성요소로, 약품이송관(3)에 설치되어 약품의 유속에 따른 전기적 신호를 출력한다.

컨트롤러는 마이크로프로세서가 탑재된 제어수단으로, 제1~3압력측정부를 통하여 펌프(10)의 송출압력(P1), 약품이송관(3)의 배관 압력(P2), 원수공급라인(2)의 배관 압력(P3)을 측정하고, 유량측정부(50)를 통해 약품의 투입량을 측정할 수 있다.

또한 컨트롤러(100)는 펌프(10)의 제어속도에 따라 설정된 약품투입량(F2) 정보가 저장된다. 상세하게는, 펌프(10)는 4~20㎃의 아날로그나 디지털 신호의 입력에 의해 속도가 제어되는데, 속도에 따른 약품투입량을 미리 산출하여 저장해 둠으로써 유량측정부(50)를 통해 측정한 실제 약품투입량과의 비교시 기준값으로 활용한다.

그리고 컨트롤러(100)는 약품투입량 F1과 F2를 비교하고 압력값 P1,P2,P3를 비교하여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력한다.

여기서, 컨트롤러(100)는 제어반에 실시간으로 각 구간의 압력값이나 약품투입량을 디스플레이하고, 램프나 부저음 등을 통해 정상상태나 이상상태를 표시하며, 약품투입장치의 다이아그램에 고장점을 표시할 수 있다.

물론, 약품투입장치의 운용시설에 대하여 무인운전을 하는 경우 컨트롤러(100)는 이상상태를 알리기 위한 SMS통보시스템, 전화음성통보시스템과 연동되거나 원격제어를 위한 스마트폰/PC원격제어시스템과 연동하여 운용될 수 있다.

다음은 컨크롤러(100)에 프로그래밍된 알고리즘에 의해 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 과정에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기의 컨트롤러(100)는 압력값이 P1≥P2≥P3이고, 약품투입량이 F1＝F2일 때 정상상태로 판단한다.

상세하게는, 펌프(10)의 작동으로 약품보관탱크(1)에 수용된 약품이 배관(4)을 통해 펌프(10)로 유입되어 송출되고, 약품이송관(3)을 통해 원수공급라인(2)으로 이송된다.

컨트롤러(100)는 제1압력측정부(20)를 통해 펌프(10)의 송출압력을 측정하고, 제2압력측정부(30)를 통해 약품이송관(3)의 배관 압력을 측정하고, 제3압력측정부(40)를 통해 원수공급라인(2)의 배관 압력을 측정하고, 유량측정부(50)를 통해 약품투입량을 측정한다.

여기서, 펌프(10)에서 송출된 약품이 원수공급라인(2)에 주입되기 위해서는 송출압력이 원수공급라인(2)의 배관 압력보다 높아야 하므로, 컨트롤러(100)는 압력값을 비교하여 P1≥P2≥P3인지를 판단하고 약품투입량을 비교하여 F1＝F2인지를 판단하여 조건에 부합하는 경우에는 정상상태로 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 이상상태로 판단한다(F1=F2 조건은 약품투입량의 오차범위를 포함한다).

즉, 컨트롤러(100)는 압력값이 조건에 부합하더라도 유량측정부(50)에서 측정한 실제 약품투입량(F1)과 펌프(10)의 제어속도에 따라 미리 설정된 약품투입량(F2)을 비교함으로써 기계적인 결함 뿐만 아니라 약품투입량까지도 체크하여 이상여부를 판단할 수 있게 된다.

다음, 상기의 약품이송관(3)에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브(70)가 더 설치되어, 컨트롤러(100)는 압력값이 P1＝P4≥P2이고, P2≤P3일 때 이상상태로 판단하고 약품이송관(3)의 누수발생신호를 출력한다.

상기의 기술적 구성에서, 약품이송관(3)의 말단이 약품보관탱크(1)의 액면보다 위치가 낮은 경우에는 펌프(10) 작동을 중지하더라도 약품이송관(3) 내에서 약품이 계속하여 흐르는 사이폰 현상이 발생하게 되는데, 압력부하밸브(back pressure valve; 70)는 이러한 사이폰 현상을 방지하여 약품을 정밀하게 주입할 수 있도록 평상시에는 밸브가 닫혀 있고 펌프(10)가 작동하여 배관 압력이 설정압력(P4) 이상이 되면 밸브가 열려 약품이 흐르도록 한다.

컨트롤러(100)는 제1압력측정부(20)를 통해 펌프(10)의 송출압력을 측정하고, 제2압력측정부(30)를 통해 약품이송관(3)의 배관 압력을 측정하고, 제3압력측정부(40)를 통해 원수공급라인(2)의 배관 압력을 측정하고, 기 설정된 압력부하밸브(70)의 설정압력을 읽어들인다.

여기서, 펌프(10)에서 송출된 약품의 이송 압력이 원수공급라인(2)의 압력보다 낮아지면 약품 주입이 이루어지지 않게 되는데, 컨트롤러(100)는 압력값을 비교하여 P1＝P4≥P2이고, P2≤P3인지를 판단하여 조건에 부합하는 경우에는 이상상태로 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 프로그래밍된 알고리즘에 의해 소정 주기로 약품 투입 감시 기능을 수행한다.

즉, 펌프(10) 작동시 약품이 정상적으로 송출되는 경우 압력부하밸브(70)가 개방되고, 이때 약품이송관(2)의 파손으로 누수가 발생할 경우 배관압력(P2)이 낮아지게 되므로 P1=P4≥P2이고, P2≤P3 상태가 되어 약품 주입이 이루어지지 않게 된다.

따라서 컨트롤러(100)는 이상상태로 판단시 약품이송관(3)의 누수발생신호를 출력할 수 있게 된다.

다음, 상기의 약품이송관(3)에 소정압력(P5) 이상이면 배관의 압력을 외부로 분출하는 릴리프밸브(80)가 더 설치되어, 컨트롤러(100)는 압력값이 P1＝P5이고, 약품투입량이 F1＜F2일 때 이상상태로 판단하고 약품이송관(3)의 배관막힘신호를 출력한다.

상기의 기술적 구성에서, 약품이송관(3)이 막힌 경우에는 펌프(10)의 작동으로 배관압력이 상승하게 되는데, 릴리프밸브(80)는 배관압력의 과도한 상승을 방지하기 위하여 소정압력 이상이면 외부로 약품을 분출시켜 약품이송관(3)의 배관압력을 설정치 이하로 유지한다.

컨트롤러(100)는 제1압력측정부(20)를 통해 펌프(10)의 송출압력을 측정하고, 유량측정부(50)를 통해 약품투입량을 측정하고, 펌프(10)의 제어속도에 따라 미리 설정된 약품투입량(F2)과 기 설정된 릴리프밸브(80)의 소정압력을 읽어들인다.

여기서, 약품이송관이 막힌 경우 약품 주입량이 줄어들게 되는데, 컨트롤러(100)는 압력값을 비교하여 P1＝P5이고, 약품투입량을 비교하여 P1＜P2인지를 판단하여 조건에 부합하는 경우에는 이상상태로 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 프로그래밍된 알고리즘에 의해 소정 주기로 약품 투입 감시 기능을 수행한다.

즉, 펌프(10) 작동시 약품이송관(3)이 막힌 경우 배관압력이 상승하여 릴리프밸브(80)가 개방되고, 약품투입량이 줄어들게 되므로 P1＝P5이고, P1＜P2 상태가 되어 약품 주입이 줄어들게 된다(약품이송관(3)의 막힘은 배관이 완전히 막혀 폐쇄된 상태를 의미한다기 보다는 펌프(10) 운전 중 이물질의 유입이나 관로의 협착으로 인하여 약품 이송에 부하가 발생한 것으로 해석함이 바람직하다).

따라서 컨트롤러(100)는 이상상태로 판단시 약품이송관(3)의 배관막힘신호를 출력할 수 있게 된다.

다음, 상기의 약품이송관에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브가 더 설치되어, 컨트롤러(100)는 압력값이 P1≤P4이고, 약품투입량이 F1＜F2이거나 F1＝0일 때 이상상태로 판단하고 펌프(10)의 고장발생신호를 출력한다.

상기의 기술적 구성에서, 약품이송관(3)에는 사이폰 현상을 방지할 수 있도록 평상시 밸브가 닫혀 약품의 흐름을 차단하고 펌프가 작동하여 배관 압력이 설정압력(P4) 이상이 되면 밸브가 열리는 압력부하밸브(back pressure valve; 70)가 설치된다(전술한 기술구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다).

컨트롤러(100)는 제1압력측정부(20)를 통해 펌프(10)의 송출압력을 측정하고, 유량측정부(50)를 통해 약품투입량(F1)을 측정하고, 기 설정된 압력부하밸브(70)의 설정압력(P4)과 펌프(10)의 제어속도에 따라 미리 설정된 약품투입량(F2)을 읽어들인다.

여기서, 펌프(10)의 고장으로 약품이 송출되지 않은 경우 배관압력이 상승하지 않게 되는데, 컨트롤러(100)는 압력값을 비교하여 P1≤P4이고, 약품투입량을 비교하여 F1＜F2이거나 F1＝0인지를 판단하여 조건에 부합하는 경우에는 이상상태로 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 프로그래밍된 알고리즘에 의해 소정 주기로 약품 투입 감시 기능을 수행한다.

즉, 펌프(10)가 고장(펌프 정지, 다이어프램 파손 등)인 경우 펌프(10)를 작동시키더라도 약품의 송출이 이루어지지 않아 배관압력이 상승하지 않으므로 P1≤P4이고, 약품이 흐르지 않아 F1＜F2이거나 F1＝0인 상태가 된다.

따라서 컨트롤러(100)는 이상상태로 판단시 펌프고장신호를 출력할 수 있게 된다.

다음, 상기의 콘크롤러(100)는 휴지 후 초기 작동시 P1과 P2가 같아질 때까지 펌프(10)를 작동시킨다.

상세하게는, 휴지상태가 지속되면 펌프나 밸브 등의 미세한 틈새로 약품이 빠져나가 배관 압력이 낮아지게 되는데, 곧바로 약품 주입이 이루어질 경우 펌프의 작동에 따른 약품주입량과 실제 약품주입량에 오차가 발생하게 되므로 약품의 정량투입을 위한 초기운전모드를 실시한다.

컨트롤러(100)는 휴지상태에서 약품투입신호가 입력되면, 펌프(10)를 작동시키고 제1압력측정부(20)를 통해 펌프(10)의 송출압력을 측정하고, 제2압력측정부(30)를 통해 약품이송관(3)의 배관 압력을 측정하여 P2과 P1가 같아질 때까지 초기운전모드를 수행하고, 이어서 약품투입신호에 따른 약품주입운전을 수행한다.

따라서 초기운전모드를 통해 약품이송관(3)에 약품이 충전된 상태에서, 약품주입운전을 수행함으로써 맥동현상이 억제되고 펌프(10)의 작동에 따른 약품주입량과 실제 약품주입량이 같게 되어 정량의 약품 주입이 이루어지게 된다.

물론, 초기운전모드시에는 P3 값이 P2보다 크므로 원수공급라인(2)에 약품주입이 이루어지지 않고, P1=P2 조건이 먼저 도달하여 약품주입관(3)에 약품이 충전되게 된다.

결국, 연속되는 펌프(10) 작동시에 펌프(10) 제어속도에 따른 정량의 약품을 송출하여 원수공급라인(2)에 주입할 수 있게 된다.

그리고 컨트롤러(100)는 초기운전모드를 실시하였으나 기준시간 내에 P1이 P2에 도달하지 못하는 경우에는 펌프(10) 흡입구가 막혀 토출이 원활하지 못한 경우이므로 이를 이상상태로 판단하고 펌프(10)의 작동을 멈춘 채 펌프 흡입구 점검신호를 출력한다.

다음, 상기의 약품이송관(3)에 약품이송을 차단하기 위한 긴급차단밸브(90)가 더 설치되어, 컨트롤러(100)는 약품투입량이 F1＞F2일 때 이상상태로 판단하고 원수공급라인(2)의 파손신호를 출력함과 동시에 긴급차단밸브(90)를 작동시켜 원수공급라인(2)의 약품 주입을 차단한다.

상기의 기술적 구성에서, 약품이송관(3)이 접속된 원수공급라인(2)의 후단에서 배관이 파손된 경우 원수공급라인(2)의 유속이 빨라져 약품이송관(3) 내의 약품이 급속히 빨려들어가게 되는데, 긴급차단밸브(90)는 약품의 과도한 주입을 방지하기 위하여 약품의 투입량이 F1＞F2일 때 작동하여 약품이송관(3)을 차단하게 된다.

상세하게는, 컨트롤러(100)는 펌프(10) 작동시 유량측정부(50)에서 측정한 약품투입량(F1)과 현 펌프(10)의 제어속도에 따른 설정 약품투입량(F2)을 읽어들여 비교하고, 이상상태로 판단되면 그 즉시 약품이송관(3)의 긴급차단밸브(90)를 작동시켜 약품 주입을 차단한다.

따라서 컨트롤러(100)는 이상상태로 판단시 원수공급라인(2)의 파손신호를 출력하고, 약품의 과주입을 방지할 수 있게 된다.

다음, 상기의 컨트롤러는 약품투입량 F1이 F2와 편차를 보일 경우, 펌프의 작동을 강제하여 약품투입량 F1=F2 조건을 만족하도록 펌프의 제어값을 보정한다.

상세하게는, 펌프(10)의 작동으로 약품보관탱크(1)에 수용된 약품이 배관(4)을 통해 펌프(10)로 유입되어 송출되는 경우, 입력 전압이나 주위 온도, 맥동에 의해 토출량이 미세하게 변화하게 된다.

컨트롤러(100)는 펌프(10) 작동시 유량측정부(50)를 통해 약품투입량을 측정하고, 펌프(10)의 제어속도에 따라 미리 설정된 약품투입량(F2)을 읽어들여 F1, F2를 비교한다.

이때, 컨트롤러(100)는 약품투입량 F1이 F2와 오차범위를 벗어난 편차를 보일 경우, 펌프(10)에 의해 약품투입량이 증가하거나 감소하도록 펌프(10)의 작동을 강제하여 약품투입량 F1=F2 조건을 만족하도록 펌프(10)의 속도 제어값을 보정한다.

물론, 운영자에 의해 새롭게 펌프(10)의 속도제어가 이루어진 경우 컨트롤러(100)는 약품투입량 F1과 현 제어속도에 따른 설정값 F2를 비교하고 오차범위를 벗어나면 F1=F2 조건을 만족하도록 펌프(10)의 작동을 강제하는 자가보정기능을 수행한다.

한편, 본 발명은 원수를 공급하기 위한 원수공급장치와 연동하여 컨트롤러(100)에서 이상신호 발생시 원수공급 또한 중단될 수 있도록 구현함이 바람직하다.

미설명부호 95는 원수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브이다.

다음은 본 발명의 다른 실시 예로서, 도 2에 도시한 바와 같이 약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 배수지 또는 개수로(5)에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서, 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부(20)와, 펌프(10)와 배수지 또는 개수로(5) 사이의 약품이송관(3)에 설치되어 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브(70)와, 약품이송관(3)에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부(50) 및, 펌프(10) 작동시 유량측정부(50)에서 측정한 약품투입량(F1)과 펌프(10)의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 제1압력측정부(20)에서 측정한 압력값과 압력부하밸브(70)에 설정된 설정압력값을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러(100)가 구비된다.

상기의 기술적 구성에서, 전술한 실시 예와 동일한 기술구성에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시 예는 전술한 실시 예와 비교하여, 배수지 또는 개수(5)로에 약품을 주입함에 따라 약품이송관(3)에 배관 압력이 걸리지 않아 최소의 구성으로 정상상태와 이상상태를 판단하기 위한 기술구성을 구현하는데 차이점이 있다.

상세하게는, 펌프(10)의 작동으로 약품보관탱크(1)에 수용된 약품이 배관(4)을 통해 펌프(10)로 유입되어 송출되고, 약품이송관(3)을 통해 배수지 또는 개수로(5)로 주입된다.

컨트롤러(100)는 마이크로프로세서가 탑재된 제어수단으로, 제1압력측정부(20)를 통하여 펌프(10)의 송출압력(P1)을 측정하고, 유량측정부(50)를 통하여 약품의 투입량을 측정하고, 펌프(10)의 제어속도에 따라 설정되어 저장된 약품투입량(F2) 정보를 읽어들이고, 기 저장된 압력부하밸브(70)의 설정압력값(P4)을 읽어들여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 약품투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력한다.

여기서, 펌프(10)에서 송출된 약품이 배수지 또는 개수로(5)에 주입되기 위해서는 송출압력이 압력부하밸브(70)의 개방을 위해 설정압력값(P4)과 적어도 같아야 하므로, 컨트롤러(100)는 압력값을 비교하여 P1≥P4인지를 판단하고 약품투입량을 비교하여 F1＝F2인지를 판단하여 조건에 부합하는 경우에는 정상상태로 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 이상상태로 판단한다(F1=F2 조건은 약품투입량의 오차범위를 포함한다).

이상의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시 예로서, 본 발명을 한정하는 것은 아니며 당업자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술범주 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

1 : 약품보관탱크
2 : 원수공급라인
3 : 약품이송관
4 : 배관(약품보관탱크 - 펌프)
5 : 배수지 또는 개수로
10: 펌프
20: 제1압력측정부
30: 제2압력측정부
40: 제3압력측정부
50: 유량측정부
60: 압력계
70: 압력부하밸브
80: 릴리프밸브
90: 긴급차단밸브
95: 체크밸브

Claims

약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 원수공급라인에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서,
상기 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부와,
상기 펌프와 원수공급라인 사이의 약품이송관에 설치되어 배관 압력(P2)을 측정하기 위한 제2압력측정부와,
상기 원수공급라인의 배관 압력(P3)을 측정하기 위한 제3압력측정부와,
상기 약품이송관에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부 및,
상기 펌프 작동시 상기 유량측정부에서 측정한 약품투입량(F1)과 상기 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 상기 제1~3압력측정부에서 측정한 압력값(P1,P2,P3)을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압력값이 P1≥P2≥P3이고, 상기 약품투입량이 F1＝F2일 때 정상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 약품이송관에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브가 더 설치되어,
상기 컨트롤러는 상기 압력값이 P1＝P4≥P2이고, P2≤P3일 때 이상상태로 판단하고 상기 약품이송관의 누수발생신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 약품이송관에 소정압력(P5) 이상이면 배관의 압력을 외부로 분출하는 릴리프밸브가 더 설치되어,
상기 컨트롤러는 상기 압력값이 P1＝P5이고, 상기 약품투입량이 F1＜F2일 때 이상상태로 판단하고 상기 약품이송관의 배관막힘신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 약품이송관에 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브가 더 설치되어,
상기 컨트롤러는 상기 압력값이 P1≤P4이고, 상기 약품투입량이 F1＜F2이거나 F1＝0일 때 이상상태로 판단하고 상기 펌프의 고장발생신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 휴지 후 초기 작동시 상기 압력값 P1과 P2가 같아질 때까지 상기 펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 약품이송관에 약품이송을 차단하기 위한 긴급차단밸브가 더 설치되어,
상기 컨트롤러는 상기 약품투입량이 F1＞F2일 때 이상상태로 판단하고 상기 원수공급라인의 파손신호를 출력함과 동시에 상기 긴급차단밸브를 작동시켜 상기 원수공급라인의 약품 주입을 차단하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 약품투입량 F1이 F2와 편차를 보일 경우, 상기 펌프의 작동을 강제하여 상기 약품투입량 F1=F2 조건을 만족하도록 상기 펌프의 속도 제어값을 보정하는 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.
약품보관탱크로부터 약품을 펌핑하여 배수지 또는 개수로에 약품을 주입하기 위한 펌프가 구비된 약품투입장치에 있어서,
상기 펌프의 송출압력(P1)을 측정하기 위한 제1압력측정부와,
상기 펌프와 상기 배수지 또는 개수로 사이의 약품이송관에 설치되어 평상시에는 닫혀있고 설정압력(P4) 이상이면 열리는 압력부하밸브와,
상기 약품이송관에 설치되어 약품투입량(F1)을 측정하기 위한 유량측정부 및,
상기 펌프 작동시 상기 유량측정부에서 측정한 약품투입량(F1)과 상기 펌프의 제어속도에 따라 기 설정된 약품투입량(F2)을 비교하고 상기 제1압력측정부에서 측정한 압력값(P1)과 상기 압력부하밸브의 설정압력값(P4)을 비교하여 약품 투입의 정상상태와 이상상태를 판단하고 그에 따른 신호를 외부로 출력하는 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 약품 투입 감시 기능을 구비한 약품투입장치.