KR20220081032A - 유체 제어밸브용 성능 검사 시스템 및 검사방법 - Google Patents

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김정훈
김범택
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영도산업 주식회사
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Abstract

본 발명의 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템은 시험용 가스가 충진된 고압탱크와, 상기 고압탱크와 인렛 파이프 사이에 연결되어 고압탱크에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브 내부로 공급하는 제1배관과, 아웃렛 파이프와 연결되어 유체 제어밸브를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관과, 상기 제2배관과 연결되고 제2배관의 압력을 외부로 배출하는 제3배관과, 상기 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부와, 상기 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부와, 상기 제2배관의 압력을 측정하는 제2압력 측정부와, 상기 제3배관의 압력을 측정하는 제3압력 측정부와, 상기 제1배관을 개폐하는 제1개폐부 및 제3배관을 개폐하는 제3개폐부를 포함하고, 상기 유체 제어밸브의 메뉴얼 밸브는 열림 상태이고, 솔레노이드 밸브는 검사 단계별로 열림 및 닫힘 동작되어 솔레노이드 밸브의 개폐 동작시 시험용 가스의 누설 여부를 검사하여, 솔레노이드 밸브의 성능을 검사할 수 있다.

Description

유체 제어밸브용 성능 검사 시스템 및 검사방법{PERFORMANCE TEST SYSTEM AND TEST METHOD FOR VALVE}
본 발명은 고압용기에 저장된 원료가스를 고압용기에 충전하거나 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어하는 유체 제어밸브의 성능을 시험하여 불량 여부를 검사하는 유체 제어밸브용 성능 검사 시스템에 관한 것이다.
현재, 수소 연료전지시스템의 경우 원료가스가 저장된 고압용기에 유체 제어밸브가 설치되어 고압용기로 원료가스를 충전할 때 원료가스의 흐름을 제어하고, 고압용기에 저장된 원료가스를 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어한다.
유체 제어밸브는 전기적인 신호에 따라 정밀하게 원료가스의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있고, 압력용기에 저장된 유체의 압력을 일정하게 유지해야 되며, 수소 연료전지 자동차의 전복이나 화재 발생시 고압용기의 폭발을 방지할 수 있어야 된다.
종래의 유체 제어 시스템용 밸브는 미국 등록특허 US 7,309,113 B2(2007 12. 18)에 개시된 바와 같이, 고압 실린더에 장착되고 제1압력을 갖는 제1 지역과 제2압력을 갖는 제2지역 사이에 연결되는 메인 유동 통로가 형성되는 밸브 바디와, 메인 유동 통로에 연결된 입구측에 설치되는 필터와, 메인 유동 통로와 연통된 부분에 설치되어 메인 유동 통로를 수동으로 개폐하는 매뉴얼 밸브와, 메인 유동 통로와 연통되는 배압 통로에 설치되어 전기적인 신호에 따라 배압 통로를 개폐하는 솔레노이드 밸브와, 메인 유동 통로에 설치되어 과압이 발생되면 메인 유동 통로를 막고 정상압이 되면 메인 유동 통로를 개방하는 셔틀 밸브를 포함한다.
이와 같은 유체 제어밸브는 솔레노이드 밸브의 개폐시 기밀이 유지되는 여부를 시험하여 솔레노이드 밸브가 정밀하게 작동되는 지 여부를 시험하는 성능 시험을 실시해야된다.
미국 등록특허 US 7,309,113 B2(2007 12. 18)
따라서, 본 발명의 목적은 유체 제어밸브의 성능을 검사하여 불량 여부를 확인하는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 검사 시스템에서 솔레노이드 밸브의 성능을 다단계로 성능 시험을 실시할 수 있어 검사시간을 단축하고 검사의 정밀도를 향상시킬 수 있는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템은 시험용 가스가 충진된 고압탱크와, 상기 고압탱크와 인렛 파이프 사이에 연결되어 고압탱크에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브 내부로 공급하는 제1배관과, 아웃렛 파이프와 연결되어 유체 제어밸브를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관과, 상기 제2배관과 연결되고 제2배관의 압력을 외부로 배출하는 제3배관과, 상기 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부와, 상기 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부와, 상기 제2배관의 압력을 측정하는 제2압력 측정부와, 상기 제3배관의 압력을 측정하는 제3압력 측정부와, 상기 제1배관을 개폐하는 제1개폐부 및 제3배관을 개폐하는 제3개폐부를 포함하고, 상기 유체 제어밸브의 메뉴얼 밸브는 열림 상태이고, 솔레노이드 밸브는 검사 단계별로 열림 및 닫힘 동작되어 솔레노이드 밸브의 개폐 동작시 시험용 가스의 누설 여부를 검사할 수 있다.
상기 고압탱크의 압력은 700bar 이상이고, 상기 제1배관과 제2배관 사이는 제4배관에 의해 연결되고, 제4배관에는 제4배관을 개폐하는 제4개폐부가 설치되며, 상기 제4배관은 충전시 아웃렛 파이프를 통해 고압가스가 고압용기로 충전될 때 개방될 수 있다.
상기 제3개폐부는 제3배관에 설치되어 제3배관을 통해 설정된 압력으로 변환하여 배출하는 레귤레이터 밸브와, 제3배관을 개폐 동작하는 개폐밸브와, 제3배관을 통과하는 고압가스의 유량을 제어하고 유량을 표시하는 유량 표시부가 구비된 유량 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 유체 제어밸브의 성능 검사방법은 시험용 가스가 충진된 고압탱크; 상기 고압탱크와 인렛 파이프 사이에 연결되어 고압탱크에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브 내부로 공급하는 제1배관; 아웃렛 파이프와 연결되어 유체 제어밸브를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관; 상기 제2배관과 연결되고 제2배관의 압력을 외부로 배출하는 제3배관; 상기 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부; 상기 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부; 상기 제2배관의 압력을 측정하는 제2압력 측정부; 상기 제3배관의 압력을 측정하는 제3압력 측정부; 및 상기 제1배관을 개폐하는 제1개폐부 및 제3배관을 개폐하는 제3개폐부를 포함하는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템을 이용하고, 솔레노이드 밸브를 닫힘 작동하고, 제1배관을 통해 유체 제어밸브 내부로 고압가스를 공급하여 솔레노이드 밸브가 닫힘 상태일 때 기밀유지 여부를 검사하는 제1검사단계와, 상기 제1검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브를 열림 동작하고 유체 제어밸브의 내부압력과 유체 제어밸브의 배출측 압력을 비교하여 동압을 이루는 지 여부를 측정하여 솔레노이드 밸브의 열림 동작의 정성 작동 여부를 검사하는 제2검사단계와, 상기 제2검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브를 닫힘 동작하고 유체 제어밸브의 내부압력 변화를 측정하여 솔레노이드 밸브가 열리고 닫힘 동작된 후 솔레노이드 밸브가 정상 작동되는지 여부를 검사하는 제3검사단계와, 상기 제3검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브는 닫힘 상태를 유지하고 유체 제어밸브의 아웃렛 파이프로 고압가스를 공급한 후 유체 제어밸브의 배출측의 압력이 낮아질 때 유체 제어밸브의 내부압의 변화를 측정하여 충전시 솔레노이드 밸브의 누설여부를 검사하는 제4검사단계를 포함할 수 있다.
상기 제1검사단계는 솔레노이드 밸브는 닫힘 상태로 작동하고, 제1개폐부를 개방하여 고압탱크에 충진된 고압가스가 제1배관으로 공급하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부의 압력이 제1압력 측정부의 압력과 동일하고, 제2압력 측정부의 압력이 0 bar를 유지하면 솔레노이드 밸브의 닫힘 상태가 정상적으로 작동된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제2검사단계는 제1개폐부가 닫힘으로 작동되어 제1배관을 밀폐하고, 솔레노이드 밸브를 열림 상태로 작동하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부와 제2압력 측정부가 동압을 이루면 합격으로 판단할 수 있다.
상기 제3검사단계는 솔레노이드 밸브는 닫힘 작동되고 제2개폐부를 작동하여 제3배관을 통해 고압가스의 유량이 1LPM으로 배출되도록 하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부의 압력에 변화가 없으면 합격으로 판단할 수 있다.
상기 제1배관과 제2배관 사이는 제4배관이 연결되고, 제4배관에는 제4배관을 개폐하는 제4개폐부가 설치되며, 상기 제4검사단계는 상기 제4개폐부가 열림 동작되어 제4배관이 개방되고, 제1개폐부 및 제3개폐부는 닫힘 작동되며, 솔레노이드 밸브를 닫힘 동작되어, 제2압력 측정부와 밸브압력 측정부의 압력이 동압을 이룬 상태에서, 제3개폐부가 열림 동작된 후 설정시간이 경과한 후 제2압력 측정부의 압력은 낮아지고, 밸브압력 측정부의 압력은 원상태를 유지하면 합격으로 판단할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템은 솔레노이드 밸브의 열림, 닫힘 및 열리고 닫힘 동작시 누수 여부를 정밀 검사하고 솔레노이드 밸브의 성능 검사가 자동으로 이루어지므로 검사시간을 단축하고 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어밸브의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템의 회로도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
일 실시예에 따른 유체 제어밸브(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원료가스가 저장되는 고압용기에 장착되고 원료가스가 통과하는 복수의 유로가 형성되는 밸브 바디(10)와, 밸브 바디(10)에 장착되어 수동으로 유로를 개폐하는 메뉴얼 밸브(12)와, 밸브 바디(10)에 장착되어 전기적인 신호에 따라 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브(14)와, 밸브 바디(10)의 고압용기 내부로 삽입되는 부분에 장착되어 원료가스가 통과하는 인렛 파이프(16,18)와, 밸브 바디(10)에 장착되고 원료가스가 유입 및 배출되는 아웃렛 파이프(20)와, 차량 사고 등으로 인한 화재 발생시 고압용기의 온도가 상승하면 고압용기 내의 원료가스를 외부로 방출하여 고압용기가 폭발하는 것을 방지하는 압력해제장치(Pressure Relief Device)(22)와, 고압용기 내의 원료가스를 외부로 방출시키는 브리드 밸브(Bleed Valve)(24)를 포함한다.
밸브 바디(10)에는 고압용기에 나사 결합되도록 수나사부를 갖는 고압용기 장착부(26)가 형성된다.
인렛 파이프(16,18)는 고압용기에 저장된 원료가스가 배출되고 원료가스의 배출압력이 설정치 이상되면 유로를 차단하는 EFV(Excess Flow Valve)(18)와, 고압용기 내부로 원료가스를 충전할 때 원료가스가 고압용기 내부로 충진될 때 개방되고 고압용기 내부의 원료가스는 배출되지 않도록 체크밸브가 구비된 딥튜브(16)를 포함한다.
밸브 바디(10)의 유로는 제1인렛 파이프(16)와 메뉴얼 밸브(12) 사이를 연결하는 제1유로(30)와, 제2인렛 파이프(18)와 솔레노이드 밸브(14) 사이를 연결하는 제2유로(32)와, 매뉴얼 밸브(12)와 아웃렛 파이프(20) 사이를 연결하는 제3유로(34)를 포함하고, 제1유로(30)와 제2유로(32)는 솔레노이드 밸브(14)를 사이에 두고 서로 연통된다.
밸브 바디(10)에는 위에서 설명한 각종 밸브와 인렛 파이프 및 아웃렛 파이프 및 압력 해제장치가 나사 결합에 의해 장착되도록 암나사부가 형성되는 밸브 장착부(38)가 형성되고 각각의 밸브 장착부에 각종 밸브가 나사 결합되어 고정된다.
이와 같은 유압 제어밸브는 솔레노이드 밸브(14)의 작동이 정밀하게 이루어지는 여부를 시험하는 성능 검사 시스템이 구비된다.
일 실시예에 따른 성능 검사 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 시험용 가스가 충진된 고압탱크(50)와, 성능 검사 시스템에 유체 제어밸브(100)를 장착하면 고압탱크(50)와 인렛 파이프(16,18) 사이에 연결되어 고압탱크(50)에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브(100)로 공급하는 제1배관(52)과, 아웃렛 파이프(20)와 연결되어 유체 제어밸브(100)를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관(54)과, 제2배관(54)과 연결되고 제2배관(54)의 압력을 외부로 배출하는 제3배관(56)과, 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부(60)와, 유체 제어밸브(100)의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부(62)와, 제2배관(54)의 압력을 측정하는 제2압력 측정부(64)와, 제3배관(56)의 압력을 측정하는 제3압력 측정부(66)와, 제1배관(52)을 개폐하는 제1개폐부(70)와, 제3배관(56)을 개폐하는 제3개폐부(72)를 포함한다.
고압탱크(50)는 질소가스가 충진되거나 질소와 헬륨이 혼합된 혼합가스가 충진되고, 고압탱크(50)의 일측에는 고압탱크(50) 내부압을 측정하는 고압탱크 압력 측정부(68)가 연결되고, 고압탱크 내부압을 일정하게 유지하기 위해 질소 공급부(74)와 고압탱크(50) 사이에는 컴프레셔(76)가 설치된다.
제1배관(52)과 제2배관(54) 사이는 제4배관(80)에 의해 연결되고 제4배관(80)에는 제4배관(80)을 개폐하는 제4개폐부(82)가 설치된다. 여기에서 제4배관(80)은 충전시 아웃렛 파이프(20)를 통해 고압가스가 고압용기로 충전될 때 제4배관(80)이 개방되어 고압탱크(50)의 압력이 제2배관(54)으로 공급된다.
제1개폐부(70)는 전원이 인가되면 제1배관을 자동으로 개폐하는 자동밸브와, 수동으로 제1배관을 개페하는 수동밸브 한 쌍으로 구성되고, 시험시 수동밸브는 항상 열린 상태이고, 제1배관(52)의 개폐 작용은 자동밸브에 의해 이루어진다. 수동밸브는 자동밸브의 오작동시 작업자가 수동으로 작동시키기 위한 밸브이다.
제3개폐부(72)는 제3배관(56)에 설치되어 제3배관(56)을 통해 설정된 압력으로 변환하여 배출하는 레귤레이터 밸브(84)와, 제3배관(56)을 개폐 동작하는 개폐밸브(86)와, 제3배관(56)을 통과하는 고압가스의 유량을 제어하고 유량을 표시하는 유량 표시부가 구비된 유량 컨트롤러(88)를 포함한다.
이러한 제3개폐부(72)는 제3배관(56)을 통과하는 고압가스의 압력이 레귤레이터 밸브(84)에 의해 감압이 이루어지고, 유량 컨트롤러(88)에 의해 유량이 제어되어 제3배관(56)을 통과하는 고압가스의 압력을 제어할 수 있다.
제1배관(52)은 저압의 시험용 가스가 공급되는 제5배관(90)과 연결되고, 제5배관(90)은 저압의 질소가스가 공급되는 저압 탱크(92)와 연결되고 제5배관(90)에는 제5배관(90)을 개폐하는 제5개폐부(94)가 설치된다.
고압탱크(50)의 가스압력은 700 bar 정도이고, 저압 탱크(92)의 가스 압력은 24 bar 정도로 설정되어, 고압 검사를 진행할 경우 고압탱크의 압력을 사용하고, 저압 검사를 진행할 경우 저압탱크(92)의 압력을 사용한다.
제2배관(54)은 제6배관(110)이 연결되고 제6배관(110)에는 제6배관(110)을 개폐하는 개폐밸브(112)와, 제6배관(110)을 통과하는 고압가스의 유량을 제어하고 유량을 표시하는 유량 표시부가 구비된 유량 컨트롤러(114)와, 제6배관(110)의 압력을 측정하는 제6압력 측정부(116)가 설치된다.
제2배관(54)은 고압가스를 외부로 방출하는 제7배관(120)이 연결되고, 제7배관(120)에는 제7배관(120)을 개폐하는 제7개폐부(122,124)가 장착된다.
유체 제어밸브(100)의 유로는 제8배관(130)으로 연결되고 제8배관(130)은 고압가스를 외부로 배출하는 벤트 배관(150)과 연결되고, 제8배관(130)에는 제8배관(130)을 개폐하는 제8개폐부(132,134)가 장착된다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 성능 검사 시스템의 검사방법을 다음에서 설명한다.
먼저, 시험자가 제1검사를 위해 제1시험버튼을 온시키면, 성능 검사 시스템은 자동으로 솔레노이드 밸브(14)의 닫힘 상태의 성능 검사를 실시한다. 이때, 메뉴얼 밸브(12)는 열림 상태를 유지한다.
구체적으로, 솔레노이드 밸브(14)는 닫힘 상태로 작동하고, 제1개폐부(70)를 개방하면 고압탱크(50)에 충진된 고압가스가 제1배관(52)으로 공급된다. 이때, 제1배관(52)은 인렛 파이프(16,18)와 연결되므로 인렛 파이프(16,18)를 통해 솔레노이드 밸브(14)로 고압가스가 작용한 상태로 된다. 설정된 시간이 경과한 후 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부(62)의 압력은 제1배관(52)의 압력을 측정하는 제1압력 측정부(60)의 압력과 동일하고, 제2배관(54)의 압력을 측정하는 제2압력 측정부(64)의 압력이 0 bar를 유지하면 솔레노이드 밸브(14)의 닫힘 상태가 정상적으로 작동된 것으로 판단한다.
제1검사에서 솔레노이드 밸브의 닫힘 상태가 정상적으로 작동된 것으로 판단되면, 제2검사를 실시한다.
제2검사는 제1개폐부(70)가 닫힘으로 작동되어 제1배관(52)을 밀폐하고, 솔레노이드 밸브(14)를 열림 상태로 작동한다. 그러면 유체 제어밸브(100) 내부의 압력이 솔레노이드 밸브(14)를 통과하여 제2배관(54)에 작용하게 되고, 밸브압력 측정부(62)와 제2압력 측정부(64)가 동압을 이루면 합격으로 판정한다.
즉, 제2검사는 솔레노이드 밸브(14)에 고압이 작용한 상태에서 정상적으로 열림 동작되는지 여부를 시험하는 것으로, 솔레노이드 밸브(14)가 정상적으로 열림 동작되면 유체 제어밸브의 내부압이 제2배관(54)으로 이동되어 유체 제어밸브의 내부압력과 제2배관(54)의 압력이 동압을 이루면 솔레노이드 밸브(14)가 정상적으로 열림 동작되는 것을 판단한다.
제2검사에서 솔레노이드 밸브(14)가 정상적으로 열림 작동되는 것으로 판단되면 제3검사를 실시한다.
제3검사는 솔레노이드 밸브(14)가 닫힘으로 작동되고 제2개폐부(72)를 작동하여 제3배관(56)을 통해 제2배관(54) 내부압력이 미세하게 누수가 발생되도록 한다. 즉, 제2개폐부(72)의 레귤레이터 밸브(84)와 유량 컨트롤러(88)를 제어하여 제3배관(56)을 통해 고압가스의 유량이 1LPM이 되도록 제어한다.
이러한 상태에서 설정된 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부(62)의 압력에 변화가 없으면 합격으로 판단한다.
즉, 제3검사는 솔레노이드 밸브(14)가 제2시험에서 열림 동작되고, 제3시험에서 닫힘 동작되어 솔레노이드 밸브(14)가 열리고 닫힘 동작된 후 솔레노이드 밸브(14)가 정상 작동되는지 여부를 확인하는 시험으로, 제2배관(54)의 압력이 낮아졌을 때 솔레노이드 밸브(14)에 의해 닫힘 상태인 유체 제어밸브의 내부압에 변화가 없으면 솔레노이드 밸브(14)가 정상적으로 작동되는 것으로 판단한다.
제3검사에서 솔레노이드 밸브(14)가 정상 작동되는 것으로 판단되면 제4검사를 실시한다.
제4검사는 제4개폐부(82)가 열림 동작되어 제4배관(80)이 개방되고, 제1개폐부(60) 및 제3개폐부(72)는 닫힘 작동되며, 솔레노이드 밸브(14)를 닫힘 상태를 유지한다.
그러면 고압탱크(50)의 고압가스가 제4배관(80)을 통해 제2배관(54)으로 공급되고, 제2배관(54)이 연결된 아웃렛 파이프(20)를 통해 유체 제어밸브(100) 내부로 공급된다. 그러면 제2배관(54)의 압력을 측정하는 제2압력 측정부(64)와 유체 제어밸브(100) 내부압을 측정하는 밸브압력 측정부(62)의 압력이 동압을 이루게 된다.
이와 같은 상태에서 제3개폐부(72)가 열림 동작되면 제2배관(54)의 압력이 제3배관(56)을 통해 외부로 배출되어 제2배관(54)의 압력을 측정하는 제2압력 측정부(64)의 압력은 낮아지고, 밸브압력 측정부(62)의 압력은 원상태를 유지하면 합격으로 판정한다.
이와 같은 제4검사는 충전시 솔레노이드 밸브(14)의 누설 여부를 검사하는 것으로, 제2배관(54)을 통해 유체 제어밸브(100)로 고압가스가 공급되면 충전상황을 재연한 것이고, 충전 후 제2배관(54)이 개방되어 제2배관(54)의 압력이 낮아질 때 유체 제어밸브(100)의 내부압은 일정하게 유지하면 충전시 솔레노이드 밸브(14)의 누설이 발생되지 않은 것으로 판단한다.
제4검사에서 솔레노이드 밸브(14)가 정상 작동되는 것으로 판단되면 제5검사를 실시한다.
제5검사는 제7개폐부(122)를 열림 동작하여 제7배관(120)을 개방한다. 그러면 제2배관(54)의 압력이 제7배관(120)을 통해 배출되고 제2압력 측정부(64)는 0 bar로 표시된다.
그리고, 제8개폐부(132,134)를 열림 동작하여 제8배관(130)을 개방하여 유체 제어밸브(100)의 내부압력이 14bar를 이루도록 제어한다. 이러한 상태에서 설정된 시간 동안 유지하여 밸브압력 측정부(62)의 압력은 14bar를 유지하고 제2압력 측정부(64)의 압력은 0 bar를 유지하면 합격으로 판단한다.
이와 같은 제5검사는 저압 상태일 때 솔레노이드 밸브(14)의 누설을 확인하는 시험으로, 유체 제어밸브(100)의 내부압은 14bar를 유지하고 제2배관(64)은 0 bar를 유지하여 설정된 시간(60초) 동안 유체 제어밸브(100)의 내부압이 14bar를 유지하면 솔레노이드 밸브(100)의 저압일 때 누수가 발생되지 않은 것으로 판단한다.
제5검사에서 솔레노이드 밸브가 정상 작동되는 것으로 판단되면 제6검사를 실시한다.
제6검사는 고압용기에 저장된 원료가스가 배출되고 원료가스의 배출압력이 설정치 이상되면 유로를 차단하는 EFV(Excess Flow Valve)(18)의 정상 작동 여부를 검사한다.
구체적으로, 제6검사는 솔레노이드 밸브(14)가 열림 동작되고, 제5개폐부(94)가 열림 동작되어 제5배관(90)이 개방되면 저압탱크(92)의 저압가스가 유체 제어밸브(100)에 작용하게 된다. 그리고, 제2배관(54)과 연결된 제6배관(110)에 설치되는 개폐밸브(112)가 개방되면 제6압력 측정부(116)에 24 bar 압력이 표시되고, 밸브압력 측정부(62)의 압력과 제6압력 측정부(116)의 압력이 동압을 이루게 된다.
이러한 상태에서, 제6배관(110)에 장착된 유량 컨트롤러(114)가 500LPM의 유량으로 배출될 때 밸브압력 측정부(62)의 압력이 20 bar를 유지하고, 밸브압력 측정부(62)의 압력과 제6압력 측정부(116)의 압력 차이가 12 bar 이내이면 합격으로 판정한다.
즉, 제6배관(110)에 장착된 유량 컨트롤러(114)가 500LPM의 유량으로 배출되어 배출압력이 설정치 이상일 때 EFV(Excess Flow Valve)(18)가 정상 작동되어 유로를 차단하면 밸브압력 측정부(62)의 압력이 20 bar를 유지하고, 밸브압력 측정부(62)의 압력과 제6압력 측정부(116)의 압력 차이가 12 bar 이내로 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 밸브 바디 12: 메뉴얼 밸브
14: 솔레노이드 밸브 16,18: 인렛 파이프
20: 아웃렛 파이프 50: 고압탱크
52: 제1배관 54: 제2배관
56: 제3배관 60: 제1압력 측정부
62: 밸브압력 측정부 64: 제2압력 측정부
66: 제3압력 측정부 70: 제1개폐부
72: 제3개폐부

Claims (9)

  1. 시험용 가스가 충진된 고압탱크;
    상기 고압탱크와 인렛 파이프 사이에 연결되어 고압탱크에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브 내부로 공급하는 제1배관;
    아웃렛 파이프와 연결되어 유체 제어밸브를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관;
    상기 제2배관과 연결되고 제2배관의 압력을 외부로 배출하는 제3배관;
    상기 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부;
    상기 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부;
    상기 제2배관의 압력을 측정하는 제2압력 측정부;
    상기 제3배관의 압력을 측정하는 제3압력 측정부; 및
    상기 제1배관을 개폐하는 제1개폐부 및 제3배관을 개폐하는 제3개폐부를 포함하고,
    상기 유체 제어밸브의 메뉴얼 밸브는 열림 상태이고, 솔레노이드 밸브는 검사 단계별로 열림 및 닫힘 동작되어 솔레노이드 밸브의 개폐 동작시 시험용 가스의 누설 여부를 검사하는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고압탱크의 압력은 700bar 이상이고, 상기 제1배관과 제2배관 사이는 제4배관에 의해 연결되고, 제4배관에는 제4배관을 개폐하는 제4개폐부가 설치되며, 상기 제4배관은 충전시 아웃렛 파이프를 통해 고압가스가 고압용기로 충전될 때 개방되는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3개폐부는 제3배관에 설치되어 제3배관을 통해 설정된 압력으로 변환하여 배출하는 레귤레이터 밸브와, 제3배관을 개폐 동작하는 개폐밸브와, 제3배관을 통과하는 고압가스의 유량을 제어하고 유량을 표시하는 유량 표시부가 구비된 유량 컨트롤러를 포함하는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템.
  4. 시험용 가스가 충진된 고압탱크; 상기 고압탱크와 인렛 파이프 사이에 연결되어 고압탱크에 충진된 시험용 가스를 유체 제어밸브 내부로 공급하는 제1배관; 아웃렛 파이프와 연결되어 유체 제어밸브를 통과한 시험용 가스가 배출되는 제2배관; 상기 제2배관과 연결되고 제2배관의 압력을 외부로 배출하는 제3배관; 상기 제1배관의 압력을 측정하는 제1압력 측정부; 상기 유체 제어밸브의 내부압력을 측정하는 밸브압력 측정부; 상기 제2배관의 압력을 측정하는 제2압력 측정부; 상기 제3배관의 압력을 측정하는 제3압력 측정부; 및 상기 제1배관을 개폐하는 제1개폐부 및 제3배관을 개폐하는 제3개폐부를 포함하는 유체 제어밸브의 성능 검사 시스템을 이용하고,
    솔레노이드 밸브를 닫힘 작동하고, 제1배관을 통해 유체 제어밸브 내부로 고압가스를 공급하여 솔레노이드 밸브가 닫힘 상태일 때 기밀유지 여부를 검사하는 제1검사단계;
    상기 제1검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브를 열림 동작하고 유체 제어밸브의 내부압력과 유체 제어밸브의 배출측 압력을 비교하여 동압을 이루는 지 여부를 측정하여 솔레노이드 밸브의 열림 동작의 정성 작동 여부를 검사하는 제2검사단계;
    상기 제2검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브를 닫힘 동작하고 유체 제어밸브의 내부압력 변화를 측정하여 솔레노이드 밸브가 열리고 닫힘 동작된 후 솔레노이드 밸브가 정상 작동되는지 여부를 검사하는 제3검사단계; 및
    상기 제3검사단계 완료 후 솔레노이드 밸브는 닫힘 상태를 유지하고 유체 제어밸브의 아웃렛 파이프로 고압가스를 공급한 후 유체 제어밸브의 배출측의 압력이 낮아질 때 유체 제어밸브의 내부압의 변화를 측정하여 충전시 솔레노이드 밸브의 누설여부를 검사하는 제4검사단계를 포함하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1검사단계는 솔레노이드 밸브는 닫힘 상태로 작동하고, 제1개폐부를 개방하여 고압탱크에 충진된 고압가스가 제1배관으로 공급하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부의 압력이 제1압력 측정부의 압력과 동일하고, 제2압력 측정부의 압력이 0 bar를 유지하면 솔레노이드 밸브의 닫힘 상태가 정상적으로 작동된 것으로 판단하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2검사단계는 제1개폐부가 닫힘으로 작동되어 제1배관을 밀폐하고, 솔레노이드 밸브를 열림 상태로 작동하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부와 제2압력 측정부가 동압을 이루면 합격으로 판단하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3검사단계는 솔레노이드 밸브는 닫힘 작동되고 제2개폐부를 작동하여 제3배관을 통해 고압가스의 유량이 1LPM으로 배출되도록 하고 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부의 압력에 변화가 없으면 합격으로 판단하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1배관과 제2배관 사이는 제4배관이 연결되고, 제4배관에는 제4배관을 개폐하는 제4개폐부가 설치되며,
    상기 제4검사단계는 상기 제4개폐부가 열림 동작되어 제4배관이 개방되고, 제1개폐부 및 제3개폐부는 닫힘 작동되며, 솔레노이드 밸브를 닫힘 동작되어, 제2압력 측정부와 밸브압력 측정부의 압력이 동압을 이룬 상태에서, 제3개폐부가 열림 동작된 후 설정시간이 경과한 후 제2압력 측정부의 압력은 낮아지고, 밸브압력 측정부의 압력은 원상태를 유지하면 합격으로 판단하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
  9. 제4항에 있어서,
    솔레노이드 밸브가 닫힘 동작되고, 유체 제어밸브의 내부압을 14bar가 되도록 하고, 제2배관의 압력은 0 bar로 한 후 설정 시간이 경과한 후 밸브압력 측정부의 압력은 14bar를 유지하고 제2압력 측정부의 압력은 0 bar를 유지하면 합격으로 판단하는 제5검사단계와,
    상기 솔레노이드 밸브는 열림 동작되고 유체 제어밸브 내부로 24bar의 저압가스를 공급하고 유체 제어밸브의 배출측으로 500LPM의 유량으로 저압가스가 배출될 때 밸브압력 측정부의 압력이 20 bar를 유지하면 EFV(Excess Flow Valve)가 정상 작동되는 것으로 판단하는 제6검사단계를 더 포함하는 유체 제어밸브의 성능 검사방법.
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