KR20180031919A - An operating method of the smart valve that quickly detects rupture in a closed piping and can isolate it - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an operation method of a smart valve that can quickly detect and block damage to a closed pipe. If damage to a closed pipe occurs and the direction of flow between a pump and the damage is reduced to one, the smart valve with the shortest isolation time among the smart valves directly connected to a damaged part is firstly blocked. And then, the smart valves are blocked in sequential order of the isolation time. According to the present invention, if a fluid system of a warship is destroyed, the smart valves can be used to quickly detect and block damage, thereby reducing need for maintenance manpower needed for operations outside the warship and increasing the reliability of the fluid system.

Description

닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법{An operating method of the smart valve that quickly detects rupture in a closed piping and can isolate it}[0001] The present invention relates to a method of operating a smart valve capable of quickly detecting damage in a closed pipe and blocking the same,

본 발명은 닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating a smart valve that can quickly detect and block damage in closed piping.

유체를 사용하는 모든 시스템은 배관의 상태에 따라 시스템의 신뢰도가 좌우된다. 특히 군함의 경우 적과의 교전 및 사고로 인해 유체 시스템이 파손될 경우 전투력을 발휘할 수 없게 된다.All systems using fluids depend on the reliability of the system, depending on the condition of the piping. Especially, in the case of a warship, if a fluid system is broken due to an engagement with an enemy or an accident, the combat power can not be exerted.

이러한 특성으로 인해 군함의 승조원은 주기적으로 배관의 손상을 탐지하고 차단하는 훈련을 진행한다. 실제 전투 중에 유체 시스템의 문제로 인해 전투력을 상실한 경우도 많이 보고되었다.Due to these characteristics, the crew of the warship periodically trains to detect and block damage to the pipeline. There have been many cases of loss of combat power due to fluid system problems during actual combat.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배관에 발생하는 손상을 자동으로 탐지하고 이를 차단하는 밸브, 이른바 스마트 밸브(smart valve)의 개발 필요성이 대두되고 있다.In order to solve these problems, there is a need to develop a so-called smart valve that automatically detects and blocks damage to the piping.

스마트 밸브를 한 마디로 정의하면, 배관상의 손상(rupture)을 감지하여 주어진 기준과 비교하여 기준에 만족하면 손상 인근의 밸브를 닫아 이를 차단하는 밸브를 말한다. 이 경우, 손상이라 함은 배관의 파열에 의해 배관의 설계 시 고려한 유체의 사용량을 넘어선 유출을 의미한다.When a smart valve is defined as a word, it refers to a valve that detects the rupture on the piping and compares it with a given standard, and closes the valve near the damage if it satisfies the criteria. In this case, the term "damage" refers to a leakage exceeding the amount of fluid used in designing the piping due to the rupture of the piping.

미국 특허출원 제09/365511호 “Water flow monitoring system determining the presence of leaks and stopping flow in water pipes”U.S. Patent Application No. 09/365511 entitled " Water flow monitoring system determining the presence of leaks and stopping flow in water pipes &

본 발명은, 닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method of operating a smart valve capable of quickly detecting damage and shutting off a closed pipe.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 닫힌 배관에서 손상이 발생하여 펌프와 손상 사이에 유동 방향이 하나로 줄어들게 되는 경우, 손상과 직접 연결된 스마트 밸브 중 격리 시간이 가장 짧은 스마트 밸브를 최우선으로 차단하고, 그 다음, 격리 시간이 짧은 순서대로 순차적으로 스마트 밸브를 차단함을 특징으로 하는, 닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, when the flow direction between the pump and the damage is reduced to one due to the damage in the closed pipe, the smart valve having the shortest isolation time among the directly connected damage is firstly blocked , And then sequentially disconnecting the smart valve in sequential order of isolation time. A method of operating a smart valve that can quickly detect and shut down damage in a closed conduit.

본 발명에 따르면, 군함의 유체 시스템이 파손될 경우 스마트 밸브를 이용하여 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있다. 이로써 군함의 작전 외에 필요한 유지 보수인력의 소요를 줄이고 유체 시스템에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.According to the present invention, if a fluid system of a warship is broken, a smart valve can be used to quickly detect damage and shut it off. This can reduce the need for maintenance manpower in addition to the operation of the warship and increase the reliability of the fluid system.

도 1은 열린 배관에 2개의 펌프가 연결되어 1개의 펌프만 동작할 경우 유동 방향을 나타낸다.
도 2는 도 1의 열린 배관에서 2개의 펌프가 동작할 때 유동 방향을 표시한 것이다.
도 3은 닫힌 배관에 2개의 펌프가 연결되어 1개의 펌프만 동작할 경우 유동 방향을 나타낸다.
도 4는 도 3의 닫힌 배관에서 2개의 펌프가 동작할 때 유동 방향을 표시한 것이다.
도 5는 2개의 펌프와 8개의 스마트 밸브가 작동하는 닫힌 배관을 보여준다.
도 6은 도 5에서 2개의 펌프가 작동할 때 발생하는 유동 방향을 보여준다.
도 7은 도 5에서 손상이 발생하여 유동 방향이 변한 상태를 표현한 것이다.
도 8은 도 5에서 유동 방향을 반영하여 손상이 발생했을 때 배관을 차단하는 시간을 정리한 표이다.1 shows a flow direction when two pumps are connected to an open piping so that only one pump operates.
Fig. 2 shows the flow direction when two pumps operate in the open piping of Fig. 1. Fig.
3 shows a flow direction when two pumps are connected to a closed pipe to operate only one pump.
Figure 4 shows the flow direction when two pumps operate in the closed piping of Figure 3;
Figure 5 shows a closed piping in which two pumps and eight smart valves are operated.
FIG. 6 shows the direction of flow generated when two pumps operate in FIG.
FIG. 7 is a view showing a state in which the flow direction changes due to damage occurring in FIG.
FIG. 8 is a table summarizing the time for shutting off the piping when the damage is reflected in the flow direction in FIG.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

군함의 유체 시스템을 구성하는 배관은 그 형태에 따라 열린 배관과 닫힌 배관으로 구분된다.The piping constituting the fluid system of the warship is divided into open piping and closed piping depending on its shape.

열린 배관은 동작하는 펌프의 개수에 따라 다양한 유동 방향(flow direction)을 보인다.Open piping shows various flow directions depending on the number of pumps operating.

도 1은 열린 배관에 2개의 펌프가 연결되어 1개의 펌프만 동작할 경우 유동 방향을 나타낸다. 유동 방향은 한쪽 방향(녹색 화살표시)만 존재한다.1 shows a flow direction when two pumps are connected to an open piping so that only one pump operates. The flow direction exists only in one direction (green arrow).

도 2는 도 1의 열린 배관에서 2개의 펌프가 동작할 때 유동 방향을 표시한 것이다. 2개의 펌프 사이에 있는 배관은 서로 다른 유동 방향이 존재하고 그 외의 영역일 경우 동일 유동 방향이 존재한다(녹색 및 적색 화살표시).Fig. 2 shows the flow direction when two pumps operate in the open piping of Fig. 1. Fig. Pipes between two pumps have different flow directions, and for the other areas there is the same flow direction (green and red arrows).

열린 배관은 밸브와 밸브의 사이에 손상이 발생하면 유동 방향이 달라진다. 그러나 도 1과 같이 펌프가 1개 동작하는 경우는 변화가 없다. 다만, 도 2와 같이 2개의 펌프가 동작하는 경우 유동 방향의 변화가 급격하게 나타난다.Open piping changes direction of flow when damage occurs between valve and valve. However, as shown in Fig. 1, there is no change when one pump is operated. However, when two pumps are operated as shown in Fig. 2, the change in the flow direction suddenly appears.

닫힌 배관은 동작하는 펌프의 개수에 따라 다양한 유동 방향을 보인다.Closed pipes show various flow directions depending on the number of pumps operating.

도 3은 닫힌 배관에 2개의 펌프가 연결되어 1개의 펌프만 동작할 경우 유동 방향을 나타낸다. 유동 방향은 한쪽 방향(녹색 화살표시)만 존재한다.3 shows a flow direction when two pumps are connected to a closed pipe to operate only one pump. The flow direction exists only in one direction (green arrow).

도 4는 도 3의 닫힌 배관에서 2개의 펌프가 동작할 때 유동 방향을 표시한 것이다. 배관 전체에서 서로 다른 유동 방향이 존재한다(녹색 및 적색 화살표시).Figure 4 shows the flow direction when two pumps operate in the closed piping of Figure 3; There are different flow directions throughout the pipeline (green and red arrows).

닫힌 배관도 밸브와 밸브의 사이에 손상이 발생하면 유동 방향이 달라진다. 그러나 도 3과 같이 펌프가 1개 동작하는 경우는 변화가 없다. 다만, 도 4와 같이 2개의 펌프가 동작하는 경우 유동 방향의 변화가 급격하게 나타난다.Closed piping also changes the direction of flow if there is damage between the valve and the valve. However, as shown in Fig. 3, there is no change when one pump is operated. However, when two pumps are operated as shown in Fig. 4, the change in the flow direction suddenly appears.

본 발명은, 열린 배관과 닫힌 배관 중 특히 닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method of operating a smart valve capable of quickly detecting and blocking damage in open piping and closed piping, particularly in closed piping.

본 발명의 실시 예로서, 도 5는 2개의 펌프와 8개의 스마트 밸브가 작동하는 닫힌 배관을 보여준다. 그리고 도 6은 도 5에서 2개의 펌프가 작동할 때 발생하는 유동 방향을 보여준다. 그리고 도 7은 도 5에서 손상이 발생하여 유동 방향이 변한 상태를 표현한 것이다. 그리고 도 8은 도 5에서 유동 방향을 반영하여 손상이 발생했을 때 배관을 차단하는 시간(isolation time)을 정리한 표이다.As an embodiment of the present invention, Figure 5 shows a closed piping in which two pumps and eight smart valves are operated. And Fig. 6 shows the direction of flow generated when two pumps are operated in Fig. And FIG. 7 shows a state in which the flow direction changes due to damage occurring in FIG. And FIG. 8 is a table summarizing the isolation time when pipes are damaged when the flow direction is reflected in FIG.

도 6에서, 1번 스마트 밸브(11)에서 8번 스마트 밸브(18)까지 총 8개의 스마트 밸브(11 내지 18)가 작동하며, 손상이 발생하기 전의 유동 방향은 펌프의 개수에 의해 2개의 방향을 보인다(녹색 및 적색 화살표시). 그리고 모든 스마트 밸브는 펌프에서 떨어진 거리와 유동 방향에 따라 2개의 격리가 존재한다.6, a total of eight smart valves 11 to 18 are operated from the No. 1 smart valve 11 to the No. 8 smart valve 18, and the flow direction before the damage occurs is divided into two directions (Green and red arrows). And all smart valves have two isolations depending on the distance away from the pump and the flow direction.

도 7에서, 5번 스마트 밸브(15)와 6번 스마트 밸브(16) 사이에서 손상이 발생하였다. 그리고 상기 손상에 의해 유체 시스템 내의 압력이 떨어진다.In Fig. 7, damage occurred between No. 5 smart valve 15 and No. 6 smart valve 16. And the pressure in the fluid system drops due to the damage.

스마트 밸브 사이에서 손상이 발생하면 각각의 펌프에 의해 생성되는 유동 방향이 펌프와 손상 사이에 하나로 줄어들게 된다. 즉, 도 7에서, 제1 펌프(21)와 손상 사이에는 손상 방향으로만 향하는 유동 방향이 존재하고(녹색 화살표시), 제2 펌프(22)와 손상 사이에도 손상 방향으로만 향하는 유동 방향이 존재하게 된다(적색 화살표시). 그 결과 도 8에서 보는 것처럼 펌프와 손상 사이에 위치하는 스마트 밸브의 격리 시간이 1개로 고정된다.If damage occurs between the smart valves, the direction of flow produced by each pump is reduced to one between the pump and the damage. 7, there is a flow direction between the first pump 21 and the damage only in the damage direction (at the time of the green arrow) and between the second pump 22 and the damage, (At the red arrow). As a result, as shown in FIG. 8, the isolation time of the smart valve located between the pump and the damper is fixed to one.

이 때, 손상과 직접 연결된 스마트 밸브는 5번 스마트 밸브(15)와 6번 스마트 밸브(16)이며, 이 중 격리 시간이 더 짧은 것은 6번 스마트 밸브(16)이다. 도 8에서 5번 스마트 밸브(15)의 격리 시간은 20초이고 6번 스마트 밸브(16)의 격리 시간은 10초임을 확인할 수 있다.In this case, the smart valve directly connected to the damage is the 5th smart valve 15 and the 6th smart valve 16, of which the shorter isolation time is the 6th smart valve 16. 8, it is confirmed that the isolation time of the fifth smart valve 15 is 20 seconds and the isolation time of the sixth smart valve 16 is 10 seconds.

본 발명은, 이처럼 닫힌 배관에서 손상이 발생하여 펌프와 손상 사이에 유동 방향이 하나로 줄어들게 되는 경우, 손상과 직접 연결된 스마트 밸브 중 격리 시간이 가장 짧은 스마트 밸브를 최우선으로 차단하고, 그 다음, 격리 시간이 짧은 순서대로 순차적으로 스마트 밸브를 차단함을 특징으로 한다.In the present invention, if damage is generated in the closed pipe and the flow direction is reduced to one between the pump and the damage, the smart valve having the shortest isolation time among the smart valves directly connected to the damage is firstly blocked, And sequentially blocks the smart valve in this short sequence.

따라서 본 발명의 실시 예에서는, 6번 스마트 밸브(16)가 최우선으로 차단되고 그 다음으로 5번 스마트 밸브(15)가 차단된다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the sixth smart valve 16 is firstly shut off, and then the fifth smart valve 15 is shut off.

만약, 필요한 경우가 발생하면 상기 6번 스마트 밸브(16)에 후속하여 위치한 7번 스마트 밸브(17)와 8번 스마트 밸브(18)가 순차적으로 차단될 수 있을 것이다. 하지만, 6번 스마트 밸브(16)와 5번 스마트 밸브(15)가 차단됨으로써 손상에 의해 유체 시스템 내의 압력이 떨어지는 문제가 이미 해결되었으므로, 7번 스마트 밸브(17)와 8번 스마트 밸브(18)는 더 이상 차단할 필요가 없어지게 되었다고 볼 수 있다.If necessary, the seventh smart valve 17 and the eighth smart valve 18 positioned next to the sixth smart valve 16 may be sequentially shut off. The seventh smart valve 17 and the eighth smart valve 18 have already been solved since the sixth smart valve 16 and the fifth smart valve 15 are blocked to reduce the pressure in the fluid system due to the damage. It is no longer necessary to intercept them.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 군함의 유체 시스템이 파손될 경우 스마트 밸브를 이용하여 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있다. 이로써 군함의 작전 외에 필요한 유지 보수인력의 소요를 줄이고 유체 시스템에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, when a fluid system of a warship is broken, a damage can be quickly detected and blocked using a smart valve. This can reduce the need for maintenance manpower in addition to the operation of the warship and increase the reliability of the fluid system.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, changes, and substitutions are possible, without departing from the essential characteristics and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

11 : 1번 스마트 밸브
12 : 2번 스마트 밸브
13 : 3번 스마트 밸브
14 : 4번 스마트 밸브
15 : 5번 스마트 밸브
16 : 6번 스마트 밸브
17 : 7번 스마트 밸브
18 : 8번 스마트 밸브
21 : 제1 펌프
22 : 제2 펌프11: Smart valve 1
12: Smart valve 2
13: Smart valve 3
14: Smart valve 4
15: No. 5 smart valve
16: No. 6 smart valve
17: No. 7 smart valve
18: No. 8 smart valve
21: First pump
22: Second pump

Claims (1)

닫힌 배관에서 손상이 발생하여 펌프와 손상 사이에 유동 방향이 하나로 줄어들게 되는 경우, 손상과 직접 연결된 스마트 밸브 중 격리 시간이 가장 짧은 스마트 밸브를 최우선으로 차단하고, 그 다음, 격리 시간이 짧은 순서대로 순차적으로 스마트 밸브를 차단함을 특징으로 하는, 닫힌 배관에서 신속히 손상을 탐지하고 이를 차단할 수 있는 스마트 밸브의 작동방법.If damage to the closed piping causes the flow direction to decrease between the pump and the damage, the smart valve with the shortest isolation time among the smart valves directly connected to the damage will be blocked first and then the sequential Wherein the smart valve is shut off by the shutoff valve.
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