KR20210026501A - 파이프의 스페이서 장치 - Google Patents

Abstract

파이프의 스페이서 장치가 소개된다.
파이프의 스페이서 장치는 파이프 사이에서 유체의 이동 경로를 제공하는 바디와, 이동 경로를 개폐하도록 상기 바디에 마련되는 스페이드와, 이동 경로를 개폐하기 위한 구동력을 스페이드에 제공하는 액츄에이터와, 이동 경로의 내부 압력을 측정하는 감지 센서와, 내부 압력이 기 설정된 기준 압력을 만족하는지 여부에 따라, 이동 경로가 개폐되도록 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

파이프의 스페이서 장치{SPACER APPARATUS OF PIPE}

본 발명은 파이프의 스페이서 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유조선, LNG운반선, 부유식 원유생산저장설비 등과 같이, 대형 화물창이 설치된 선박, 석유화학공장, 발전소 등에는 다양한 용도의 배관 시스템이 설치된다.

이러한 배관 시스템은 평상시에 사용되지 않다가 비상시에만 사용될 수 있다. 예를 들어, 평상시 파이프 내 유체의 흐름이 차단되어 있다가 특별한 경우에만 유체의 흐름이 유지되도록 하거나, 반대로 평상시 유체의 흐름이 유지되도록 하다가 특별한 경우(유지/보수 필요시)에만 유체의 흐름이 차단되도록 할 수 있다.

그런데, 개폐 밸브를 통해 파이프 내 유체의 흐름을 차단하는 경우, 개폐 밸브의 오작동 또는 누수 등으로 인해 파이프 내 유체의 흐름이 완전하게 차단되지 못할 수 있다.

이에 파이프 내 유체의 흐름 차단이 필요할 때, 파이프 내 유체의 흐름을 완벽하게 차단할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

특허문헌: 국내 공개특허 10-2010-0069895호 (2010. 06. 25. 공개)

본 발명의 실시예들은 파이프 내 유체의 흐름이 개폐 밸브에 의해 차단될 때, 유체의 이동 경로를 자동으로 완벽하게 차단할 수 있는 파이프의 스페이서 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 파이프의 스페이서 장치는, 파이프 사이에서 유체의 이동 경로를 제공하는 바디; 상기 이동 경로를 개폐하도록 상기 바디에 마련되는 스페이드; 상기 이동 경로의 개폐를 위한 구동력을 상기 스페이드에 제공하는 액츄에이터; 상기 이동 경로의 내부 압력을 측정하는 감지 센서; 및 상기 내부 압력이 기 설정된 기준 압력을 만족하는지 여부에 따라, 상기 이동 경로가 개폐되도록 상기 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 컨트롤러는 상기 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 낮으면, 상기 유체가 상기 이동 경로를 유동하지 않는 것으로 판단하고, 상기 이동 경로를 폐쇄하기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가할 수 있다.

또한, 상기 스페이드는 상기 바디에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상기 액츄에이터에 구동 연결되는 지지대; 및 상기 이동 경로를 밀폐하도록 상기 지지대에 마련되는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지 센서는 상기 이동 경로의 일단측에 위치되고, 상기 이동 경로의 일단측 내부 압력을 측정하는 제 1 센서; 및 상기 이동 경로의 타단측에 위치하고, 상기 이동 경로의 타단측 내부 압력을 측정하는 제 2 센서를 포함하고, 컨트롤러는 상기 이동 경로가 상기 스페이드에 의해 폐쇄된 상태에서, 상기 이동 경로의 일단측 내부 압력과 상기 이동 경로의 타단측 내부 압력 사이의 압력 차이가 기 설정된 기준 압력 차이보다 높으면, 상기 유체가 상기 이동 경로를 유동하는 것으로 판단하고, 상기 이동 경로를 개방하기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 파이프 내 유체의 흐름이 개폐 밸브에 의해 차단될 때, 유체의 이동 경로를 자동으로 완벽하게 차단함으로써, 개폐 밸브의 오작동 또는 누수 등으로 인한 파이프 내 유체의 흐름을 미연에 방지할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치에 의해, 유체의 이동 경로가 차단된 상태를 도시한 상태도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치에 의해, 유체의 이동 경로가 차단된 상태를 도시한 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치에 의해, 유체의 이동 경로가 차단된 상태를 도시한 상태도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치(10)는, 바디(100), 스페이드(200), 액츄에이터(300), 감지 센서(400) 및 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 바디(100)는 파이프(P, P') 사이에서 설치될 수 있다. 예를 들어, 바디(100)는 동일 연장선상에 이격하여 위치한 한 쌍의 파이프(P, P') 양 단부(연결 부위)를 상호 연결할 수 있다. 본 실시예에서, 바디(100)는 한 쌍의 파이프(P, P')의 연결 부위에 결합되지만, 바디(100)는 2개보다 많은 수(일 예로, 3개, 4개...)의 파이프를 연결하는 파이프의 연결부위에 설치될 수 있다.

바디(100)에는 유체의 유입이 이루어지는 입구(101)와, 유체의 배출이 이루어지는 출구(102)가 마련될 수 있다. 그리고 바디(100)의 내부 공간에는 이동 경로(W)가 형성될 수 있다. 이동 경로(W)는 바디(100)의 입구(101)와 출구(102)를 상호 연통되게 연결함으로써, 바디(100)의 내부 공간에서 유체의 이동을 안내할 수 있다.

바디(100)에는 내부 공간을 수직방향으로 가로지르는 스페이드(200)가 슬라이딩 이동 가능하게 장착될 수 있다. 스페이드(200)는 바디(100)의 내부 공간에서 승강되면서, 유체의 이동 경로(W)를 개폐할 수 있다.

스페이드(200)는 바디(100)의 수직방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 지지대(210)와, 이동 경로(W)를 밀폐하도록 지지대(210)에 마련되는 탄성 부재(220)를 포함할 수 있다. 지지대(210)의 상부에는 액츄에이터(300)에 구동 연결될 수 있다. 지지대(210)는 바디(100)의 내부 공간에서 승강을 위한 구동력을 액츄에이터(300)로부터 제공받을 수 있다. 지지대(210)의 하부에는 탄성 부재(220)가 구비될 수 있다.

탄성 부재(220)는 이동 경로(W)의 직경과 대응되는 크기의 원형체로 구성될 수 있다. 탄성 부재(220)는 지지대(210)의 승강에 따라 이동 경로(W)를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 지지대(210)가 바디(100)의 내부 공간에서 상방향으로 상승하면, 탄성 부재(220)는 이동 경로(W)를 개방할 수 있고, 지지대(210)가 바디(100)의 내부 공간에서 하방향으로 하강하면, 탄성 부재(220)는 이동 경로(W)를 폐쇄할 수 있다.

액츄에이터(300)는 이동 경로(W)의 개폐를 위한 구동력을 스페이드(200)에 제공할 수 있다. 액츄에이터(300)는 컨트롤러(500)의 작동신호에 따라 스페이드(200)를 승강시킬 수 있다. 이러한 액츄에이터(300)는 유압 실린더 또는 유압 모터를 포함할 수 있다.

감지 센서(400)는 이동 경로(W)의 내부 압력을 측정할 수 있다. 감지 센서(400)는 이동 경로(W)의 내부 압력에서 측정한 압력 정보를 컨트롤러(500)에 인가할 수 있다. 이 감지 센서(400)는 유체의 유입이 이루어지는 이동 경로(W)의 입구측에 위치될 수 있다.

컨트롤러(500)는 이동 경로(W)의 내부 압력이 기 설정된 기준 압력을 만족하는지 여부에 따라, 액츄에이터(300)를 제어함으로써, 이동 경로(W)를 개폐할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(500)는 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 낮으면, 유체가 이동 경로(W)에서 유동하지 않는 것으로 판단하고, 이동 경로(W)를 폐쇄하기 위한 작동신호를 액츄에이터(300)에 인가할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기준 압력은 파이프 내에 유체가 유동하지 않을 때 기 측정된 파이프의 내부 압력보다 다소 크게 설정된 압력으로 이해될 수 있다.

그리고 컨트롤러(500)는 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 높으면, 유체가 이동 경로(W)에서 유동 중인 것으로 판단하고, 이동 경로(W)를 개방하기 위한 작동신호를 액츄에이터(300)에 인가할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기준 압력은 파이프 내에 유체가 유동할 때 기 측정된 파이프의 내부 압력보다 다소 낮게 설정된 압력으로 이해될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치에 의해, 유체의 이동 경로가 차단된 상태를 도시한 상태도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프의 스페이서 장치(10)는, 바디(100), 스페이드(200), 액츄에이터(300), 제 1 센서(410), 제 2 센서(420) 및 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 제 2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.

제 1 센서(410)는 이동 경로(W)의 일단측에 위치될 수 있다. 본 실시예에서, 제 1 센서(410)는 유체의 유입이 이루어지는 이동 경로(W)의 일구측에 위치될 수 있다. 제 1 센서(410)는 이동 경로(W)의 일단측(입구측) 내부 압력을 측정할 수 있다. 제 1 센서(410)는 이동 경로(W)의 입구측에서 측정된 이동 경로(W)의 일단측(입구측) 내부 압력의 압력 정보를 컨트롤러(500)에 인가할 수 있다.

제 2 센서(420)는 이동 경로(W)의 타단측에 위치될 수 있다. 본 실시예에서, 제 2 센서(420)는 유체의 배출이 이루어지는 이동 경로(W)의 출구측에 위치될 수 있다. 제 2 센서(420)는 이동 경로(W)의 타단측(출구측) 내부 압력을 측정할 수 있다. 제 2 센서(420)는 이동 경로(W)의 출구측에서 측정된 이동 경로(W)의 타단측(출구측) 내부 압력의 압력 정보를 컨트롤러(500)에 인가할 수 있다.

컨트롤러(500)는 이동 경로(W)가 스페이드(200)에 의해 폐쇄된 상태에서, 이동 경로(W)의 일단측 내부 압력과 이동 경로(W)의 타단측 내부 압력 사이의 압력 차이가 기 설정된 기준 압력 차이보다 높으면, 유체가 이동 경로(W)를 유동하는 것으로 판단하고, 이동 경로(W)를 개방하기 위한 작동신호를 액츄에이터(300)에 인가할 수 있다. 여기서, 기 설정된 기준 압력 차이는 이동 경로(W)가 스페이드(200)에 의해 폐쇄된 상태에서, 이동 경로(W)의 일단측(입구측)에서 유체의 흐름이 발생될 때, 이동 경로(W)의 일단측 내부 압력과 이동 경로(W)의 타단측 내부 압력 사이에서 기 측정된 차이 압력보다 다소 작게 설정된 압력으로 이해될 수 있다.

본 실시예에서는, 제 1 센서(410)과 제 2 센서(420)가 이동 경로(W)의 일단측과 이동 경로(W)의 타단측에 각각 설치되고, 컨트롤러(500)는 제 1 센서(410) 및 제 2 센서(420)에서 측정된 압력 차이를 이용하여, 유체가 이동 경로(W)를 유동하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 통해, 센서가 이동 경로(W)의 입구측 또는 출구측 중에서 어느 위치에 설치되어 있는지 여부에 상관 없이, 유체가 이동 경로(W)를 유동하는지 여부를 신속하게 정확하게 파악할 수 있다.

감지 센서(400)가 이동 경로(W)의 입구측에만 설치되는 제 1 실시예의 경우, 작업자의 실수 등에 의해, 감지 센서(400)가 이동 경로(W)의 출구측에 위치되면, 다시 말해, 바디(100)의 입구 및 출구가 파이프에 반대방향으로 위치되면, 유체가 이동 경로(W)를 유동하는지 여부에 대해서 오작동이 발생될 수 있기 때문이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

파이프(일 예로, 대형관)의 유지/보수(maaintenace)를 위해, 먼저, 개폐 밸브(미도시)를 조작하여 파이프 내 유체의 흐름을 차단한다. 이때, 스페이서 장치(10)의 감지 센서(400)는 바디(100) 내 이동 경로(W)의 내부 압력을 측정하고, 측정된 압력 정보를 컨트롤러(500)에 인가한다. 이동 경로(W)의 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 낮으면, 컨트롤러(500)는 유체가 이동 경로(W)에서 유동하지 않는 것으로 판단하고, 이동 경로(W)를 폐쇄하기 위한 작동신호를 액츄에이터(300)에 인가한다.

이동 경로(W)를 폐쇄하기 위한 작동신호가 액츄에이터(300)에 인가되면, 액츄에이터(300)는 이동 경로(W)를 폐쇄하기 위한 구동력을 스페이드(200)에 제공한다. 스페이드(200)는 액츄에이터(300)의 작동에 의해, 바디(100)의 수직방향으로 하강됨으로써, 이동 경로(W)를 차단한다.

한편, 개폐 밸브의 조작에 의해 파이프 내 유체의 흐름이 개방되면, 스페이서 장치(10)의 감지 센서(400)는 바디(100) 내 이동 경로(W)의 내부 압력을 측정하고, 측정된 압력 정보를 컨트롤러(500)에 인가한다. 이동 경로(W)의 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 높으면, 컨트롤러(500)는 유체가 이동 경로(W)에서 유동하는 것으로 판단하고, 이동 경로(W)를 개방하기 위한 작동신호를 액츄에이터(300)에 인가한다. 스페이드(200)는 액츄에이터(300)의 작동에 의해, 바디(100)의 수직방향으로 상승됨으로써, 이동 경로(W)를 개방한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 파이프 내 유체의 흐름이 개폐 밸브에 의해 차단될 때, 유체의 이동 경로를 자동으로 완벽하게 차단함으로써, 개폐 밸브의 오작동 또는 누수 등으로 인한 파이프 내 유체의 흐름을 미연에 방지할 수 있다는 장점을 갖는다.

100 :바디 200 :스페이드
210 :지지대 220 :탄성 부재
300 :액츄에이터 400 :감지 센서
410 :제 1 센서 420 :제 2 센서
500 :컨트롤러

Claims (4)

1. 파이프 사이에서 유체의 이동 경로를 제공하는 바디;
   상기 이동 경로를 개폐하도록 상기 바디에 마련되는 스페이드;
   상기 이동 경로의 개폐를 위한 구동력을 상기 스페이드에 제공하는 액츄에이터;
   상기 이동 경로의 내부 압력을 측정하는 감지 센서; 및
   상기 내부 압력이 기 설정된 기준 압력을 만족하는지 여부에 따라, 상기 이동 경로가 개폐되도록 상기 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는,
   파이프의 스페이서 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는
   상기 내부 압력이 기 설정된 기준 압력보다 낮으면, 상기 유체가 상기 이동 경로를 유동하지 않는 것으로 판단하고, 상기 이동 경로를 폐쇄하기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가하는,
   파이프의 스페이서 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스페이드는
   상기 바디에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상기 액츄에이터에 구동 연결되는 지지대; 및
   상기 이동 경로를 밀폐하도록 상기 지지대에 마련되는 탄성 부재를 포함하는,
   파이프의 스페이서 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지 센서는
   상기 이동 경로의 일단측에 위치되고, 상기 이동 경로의 일단측 내부 압력을 측정하는 제 1 센서; 및
   상기 이동 경로의 타단측에 위치하고, 상기 이동 경로의 타단측 내부 압력을 측정하는 제 2 센서를 포함하고,
   상기 컨트롤러는
   상기 이동 경로가 상기 스페이드에 의해 폐쇄된 상태에서, 상기 이동 경로의 일단측 내부 압력과 상기 이동 경로의 타단측 내부 압력 사이의 압력 차이가 기 설정된 기준 압력 차이보다 높으면, 상기 유체가 상기 이동 경로를 유동하는 것으로 판단하고, 상기 이동 경로를 개방하기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가하는,
   파이프의 스페이서 장치.

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