WO2020197066A1

WO2020197066A1 - 유량 조절 밸브

Info

Publication number: WO2020197066A1
Application number: PCT/KR2020/000926
Authority: WO
Inventors: 조두혁; 장기원
Original assignee: 조두혁; 장기원
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2020-10-01
Also published as: KR20200109149A; KR102206330B1

Abstract

실시예는 유량 조절 밸브에 관한 것이다. 구체적으로는, 이러한 유량 조절 밸브는 단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 온도, 압력, 유량 등을 실시간으로 센서에서 받아들여, 밸브구동기를 통하여 중앙제어반까지 신호를 송출한다. 그리고, 이러한 경우 그 센서는 유체의 흐름 감지시 밸브의 축에 대응하여 밸브구동기로부터도 근접된 밸브 자체에 설치된다. 그래서, 이에 따라 밸브 자체를 통하여 유체의 유량 등이 감지가 이루어지고, 센서의 신호가 밸브구동기로 입력되도록 한다. 또한, 이에 더하여 그 밸브구동기는 그 유체 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신채널에 의해 그 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력되도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이를 통해 밸브가 유체의 흐름을 감지할 시, 중앙제어반에 유체의 흐름을 감지하는 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다.

Description

유량 조절 밸브

본 명세서에 개시된 내용은 유량 조절 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원유 등의 유체의 유량을 조절하는 밸브에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 액체나 기체 등 유체의 공급은 대략 지중에 설치되는, 즉 지하의 일정 깊이에 관로를 매설하고 이 매설된 관로를 통해 소기의 유체 공급을 이루고 있다. 또한, 이러한 경우 송유관에 있어서는 수백 km 등의 장거리로 된다.

그런데, 이러한 유체 공급의 관로상 분기점 또는 말단에서 그 유체의 공급 단속 또는 유량 조절을 위해 필수적으로 밸브가 설치된다.

그러나, 이러한 밸브는 단지 유체의 흐름을 제어하는 간단한 것이어서, 송유관 등에 있어서 필수적으로 설치되면서 그를 통해 유체의 공급 또는 유량 조절을 위해서는 별도의 새로운 기술이 개발되어야 한다.

이러한 배경의 선행기술이 들어있는 특허문헌은 아래의 문헌 정도이다.

(특허문헌 1) KR200327596 Y1

참고적으로, 이러한 특허문헌 1의 선행기술은 유체 유동에 따른 압력에 반응하여 유체의 흐름을 감지하는 기술 정도이다. 그리고, 부가해서 이러한 기술 외에 본 기술과 유사한 선행기술은 대체적으로 검색이 되지 않는 등으로 잘 알려져 있지 않은 편이다.

한편, 기존의 밸브는 구성이 각 센서의 신호를 제어실에서 받아 조건에 만족하도록 밸브구동기로 구동신호를 발생시켜 운용하는 방식이다. 그래서, 제어실까지의 각각의 센서와 밸브구동기가 유선으로 통신할 수 있도록 연결되어야 하고 제어실에서 인력/프로그램으로 특정 상황이 되도록 조건을 주어 별도의 제어 신호를 일으켜야만 한다.

그래서, 밸브구동기 및 센서와 통신선에 문제가 생기면 제어가 불가하고, 최초 설치 이후 추가적인 신호를 주고 받을 경우 별도의 통신선을 추가 설치해야 하는 번거로움이 있다.

개시된 내용은, 기존의 유량 조절 밸브가 제어기와 센서, 밸브구동기가 각각의 유선통신을 통해 연결해 수신 및 제어해야 함으로써 많은 케이블 등으로 밸브의 설치 등이 복잡함 등을 해결할 수 있도록 하는 유량 조절 밸브를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 유량 조절 밸브는,

단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 온도, 압력, 유량 등을 실시간으로 센서에서 받아들여, 밸브구동기를 통하여 중앙제어반까지 센서의 신호를 송출한다. 그리고, 이러한 경우 그 센서는 유체의 상태를 감지할 시 파이프가 아닌 밸브 자체에 위치된다. 그래서, 이에 따라 밸브 자체를 통하여 유체의 유량 등이 감지가 이루어지고, 센서의 신호가 밸브구동기로 입력되도록 한다. 또한, 이에 더하여 그 밸브구동기는 그러한 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신채널에 의해 그 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력되도록 하는 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, 밸브가 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 유체의 상태를 감지하는 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다.

그리고, 이에 더하여 단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 흐름상태를 한눈에 쉽게 파악, 제어한다.

그래서, 이를 통해 수백 km 등의 장거리의 송유관 등에 있어서, 공급의 관로상 분기점 또는 말단에서마다 밸브가 설치되는 복잡한 환경에 맞게 유체의 흐름상태를 파악할 수 있음으로써 제어를 할 수 있도록 한다.

도 1은 일실시예에 따른 유량 조절 밸브를 도시한 사시도

도 2a는 도 1의 유량 조절 밸브에 적용된 일실시예에 따른 밸브 동작 원리를 설명하기 위한 도면

도 2b는 도 2a의 동작원리에서 추가적으로 일실시예에 따른 유량 상태의 감지를 원활하기 하기 위한 동작을 구비한 것을 설명하기 위한 도면

도 3a와 도 3b는 도 2의 동작원리에 따른 일실시예에 따른 밸브 구성을 구체적으로 보여주는 도면

도 4a 내지 도 4c는 일실시예에 따른 밸브의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트

도 5는 도 1의 유량 조절 밸브와 다른 실시예에 따른 밸브 구성을 설명하기 위한 도면

도 6은 도 1의 유량 조절 밸브에 적용된 일실시예에 따른 밸브 자체의 작동토크와 유체의 온도와 압력 및 유량의 매핑을 좀 더 상세히 설명하기 위한 도면

도 7은 도 1의 유량 조절 밸브에 적용된 일실시예에 따른 밸브 자체의 작동토크를 구체적으로 구현한 예를 설명하기 위한 도면

실시예에 따른 유량 조절 밸브는,단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 온도, 압력, 유량 등을 실시간으로 센서에서 받아들여, 밸브구동기를 통하여 중앙제어반까지 센서의 신호를 송출한다. 그리고, 이러한 경우 그 센서는 유체의 상태를 감지할 시 파이프가 아닌 밸브 자체에 위치된다. 그래서, 이에 따라 밸브 자체를 통하여 유체의 유량 등이 감지가 이루어지고, 센서의 신호가 밸브구동기로 입력되도록 한다. 또한, 이에 더하여 그 밸브구동기는 그러한 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신채널에 의해 그 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력되도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일실시예에 따른 유량 조절 밸브를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 유량 조절 밸브는 유량 조절 밸브의 밸브개폐부와 그 밸브개폐부의 유로 개폐 동작을 구동하는 밸브구동기(105) 및 그 유로에 의한 유체의 상태를 감지하는 센서(104)를 포함한다. 이러한 경우, 그 밸브개폐부는 예를 들어, 밸브의 몸체(101)에 디스크(102)가 밀착되어 형성된 시트(103), 그 디스크(102)가 연결된 샤프트의 밸브 축을 포함한다.

그래서, 이러한 상태에서 그 일실시예의 유량 조절 밸브는 추가적으로 그 센서(104)가 기존 파이프에 설치되는 방식과는 다르게 밸브 자체에 위치되어 유체의 상태를 감지할 시 그 센서신호가 중앙제어반이 아닌 밸브구동기로 직접 입력된다.

그리고, 그 일실시예의 유량 조절 밸브는 그 밸브구동기(105)에 의해 센서신호가 중앙제어반으로 전달된다. 이러한 경우, 그 일실시예의 밸브는 1개의 통신 채널을 통해 밸브구동기 및 그와 연결된 센서의 신호 수신이 된다.

상기 센서(104)는 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체에 위치되어서 밸브구동기(105)에 전기적으로 연결되므로 유체의 상태를 밸브자체의 작동토크에 의해 감지해서 센서신호가 밸브구동기로 입력된다. 이러한 경우, 그 센서(104)는 그 밸브 자체의 작동토크가 유체 상태별로 상이하게 발생한다. 그래서, 이렇게 센서신호가 중앙제어반이 아닌 액츄에이터인 밸브구동기로 입력되어져서 유체의 흐름상태가 실시간 감지된다.

상기 밸브구동기(105)는 그 센서신호가 입력될 시, 그 센서(104)와 공통의 통신채널로 그 센서신호를 중앙제어반으로 전달해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 제공된다. 그래서, 밸브 자체에 설치된 센서(104)로부터 밸브구동기(105)가 직접 신호를 수신하도록 구성된다. 이러한 경우, 그 센서신호는 유체의 흐름을 단속하기 위한 신호로 중앙제어반으로 전달된다. 따라서, 그 밸브구동기가 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 센서신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만에 의해 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다. 그리고, 또한 그 밸브구동기(105)는 밸브의 설치환경 유형에 따라 자체적으로 그 센서신호에 따른 자체구동 조건을 세팅해서 그 센서신호에 따라 별도의 중앙제어반이 아닌 액츄에이터인 자신이 직접 밸브를 제어할 수 있도록 한다.

도 2a는 도 1의 밸브에 적용된 일실시예에 따른 동작원리를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로는, 그 일실시예에 따른 동작원리는 1개의 통신 채널을 통해 구동기 및 그와 연결된 센서의 신호 수신이 되는 구조에서의 동작원리이다. 참고적으로, 그 구조는 도 1의 밸브 구조이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 밸브의 동작원리는 아래와 같이 이루어진다.

이를 위해, 먼저 그 센서(104)는 아래의 밸브 자체의 위치에 대해서 특정 위치를 가진다.

그 특정 위치는 유체 상태를 감지할 시, 그 밸브개폐부로부터의 일단은 고정상태이고 타단은 플로팅상태에서 연결되어 이격된 밸브의 축에 대응되어 마주보는 축 홀더에 수직 방향으로 위치되고 밸브구동기와 근접되어 전기적으로 연결된다.

이러한 상태에서, 그 센서(104)가 유체의 상태를 감지할 시 그러한 밸브 자체의 위치에서 유체의 흐름을 밸브자체의 작동토크에 의해 감지해서 센서신호가 밸브구동기(105)로 입력된다.

이러한 경우, 그러한 밸브 자체의 작동토크별로 상이하게 유체의 온도 또는 압력 또는 유량 중에서 적어도 하나 이상의 것을 매핑해서 미리 등록한다. 그리고 나서, 그 센서(104)는 그 유로에 흐르는 유체에서의 밸브 자체에 의한 밸브 작동토크를 검출한다. 그리고, 그 센서(104)는 그 밸브 자체의 작동토크에 대응되는 유체의 온도 또는 압력 또는 유량을 그 매핑 정보에 따라 밸브 자체의 작동토크별로 상이하게 추출한다.

그래서, 그렇게 추출된 센서의 신호가 밸브구동기(105)로 직접 입력된다.

따라서, 이러한 센서에 의해 센서신호가 기존의 중앙제어반으로 입력되는 것과 다르게 밸브구동기로 입력된다.

그리고, 이를 통해 그러한 센서에 의해 밸브를 통해 단속되는 흐르는 유체의 흐름상태가 실시간 감지된다.

참고적으로, 기존에는 유로의 상태 감지시, 센서가 밸브를 중심으로 해서 양측에 설치된 파이프에 설치되어서 그에 따른 입력 유로(A)와 출력 유로(B)의 두 압력을 검출해서 그 상호 간의 차이값에 따라 유로의 상태가 감지되는 것이다.

그래서, 이러한 압력을 감지하기 위한 센서가 여러 개 설치되고, 그 센서별로 유로의 흐름을 제어하기 위한 신호 전달의 케이블이 각기 설치된다. 이로 인해 밸브의 구성과 설치 등이 복잡해진다.

한편, 이러한 경우 일실시예에 따른 유량 조절 밸브는 그 밸브구동기(105)가 유체 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신 채널로 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력된다.

따라서, 이를 통해 1개의 통신 채널을 통해 밸브구동기 및 그와 연결된 센서의 신호 수신이 된다.

그리고, 이러한 경우 그 센서(104)는 유체의 온도 또는 압력 또는 유량의 신호 전달시, 예를 들어 밸브작동기로서 통신타입의 전동기에 전기적으로 연결된다. 그래서, 그 센서(104)는 그 유체의 온도/압력/유량을 그 통신타입의 전동기를 통해 중앙제어반까지 신호송출한다. 따라서, 이에 따라 유체의 흐름상태가 파악/제어되도록 한다.

그래서, 일실시예에 따른 밸브는 단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 온도, 압력, 유량 등을 실시간으로 센서에서 받아들여, 통신타입 밸브구동기를 통하여 중앙제어반까지 신호를 송출한다.

따라서, 이를 통해 유체의 흐름상태를 한눈에 파악, 제어한다.

따라서, 이에 따라 1개의 통신 채널을 통해 밸브구동기 및 그와 연결된 센서의 신호 수신이 된다.

부가적으로, 기존에는 각 센서의 신호를 제어실에서 받아 밸브 구동기로 구동신호를 발생시키는 운용 방식인데, 일실시예는 이와 다르게, 그 센서의 신호를 밸브작동기에서 받아 센서와 공통의 밸브작동기의 통신채널만을 통해 전달한다.

따라서, 이를 통해 기존의 밸브가 제어기와 센서, 밸브구동기가 각각의 유선통신을 통해 연결해 수신 및 제어해야 함으로써 많은 케이블의 설치 등에 따른 복잡한 밸브 구성 등의 점을 해결한다. 참고적으로, 기존에는 구동기, 센서 수 만큼의 채널이 필요하다.

즉, 이러한 기존의 밸브 구성은 밸브별로 각기 센서가 설치되고, 그 센서가 제어기에 각기 연결되는데, 이러한 경우 그러한 센서별로 각기 케이블이 설치되어 개별적으로 제어기에 연결된다.

그리고, 또한 그 기존의 밸브 구성은 밸브별로 밸브구동기가 각기 설치되고, 그 밸브구동기가 역시 제어기에 각기 연결되는데, 이러한 경우에도 그러한 밸브구동기별로 각기 케이블이 설치되어 제어기에 연결된다.

그래서, 그러한 기존의 밸브 구성은 이러한 많은 케이블로 인해 설치 등이 복잡해지는 것이다.

그런데, 일실시예는 이러한 점을 해결해서 센서에 연결되는 케이블을 사용하지 않고, 센서의 신호를 밸브구동기에서 직접 입력받아서 그 밸브구동기에 설치된 케이블만으로 제어기와 연결해서 밸브 구성의 설치가 쉽도록 한다.

도 2b는 도 2a의 일실시예에 따른 유량 조절 밸브의 동작원리에서 추가적으로 일실시예에 따른 유량 상태의 감지를 원활하기 하기 위한 동작을 구비한 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 유량 상태의 감지 동작은 유체 상태를 감지할 시, 밸브 몸체에 센싱용 유로를 추가 설치하여 센서에서 압력, 온도, 유량 등을 충분히 원활하게 센싱할 수 있도록 장치를 구비해서 이루어진다.

구체적으로, 센서에 의해 유체 상태를 감지할 시 그 밸브개폐부와 정상 유로의 사이에 유체의 흐름이 밸브 쪽으로 추가적으로 발생하는 센싱용 유로를 형성해서 유체 상태를 밸브 몸체 자체적으로 감지함으로써 유체 상태를 원활히 감지한다.

그래서, 유체의 상태를 감지하는 쪽 측의 센서에서 압력, 온도, 유량 등을 충분히 원활하게 센싱할 수 있도록 한다.

도 3a와 도 3b는 이러한 도 2의 동작원리에 따른 일실시예에 따른 유량 조절 밸브 구성을 구체적으로 보여주는 도면이다. 구체적으로는, 도 3a와 도 3b의 일실시예에 따른 유량 조절 밸브 구성은 센서에 케이블을 연결하지 않고 밸브구동기의 케이블만을 통해 제어기에 연결하는 것이다.

도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 유량 조절 밸브 구성은 밸브별로 센서가 설치되는 경우, 그 센서가 각기 대응되는 밸브구동기에 연결되고 그 밸브구동기를 통해 센서별로 각기 센서의 신호가 중앙제어반으로 전달된다.

그래서, 센서에 별도의 케이블을 연결하지 않고 밸브구동기의 케이블만을 통해 제어기에 연결해서 간단하고 쉽게 센서의 신호가 중앙제어반으로 전달된다.

이러한 경우, 예를 들어, 도 3a와 같이 무선통신의 구성으로 되고 또는, 도 3b와 같이 유선통신의 구성으로 된다.

그리고, 그 무선통신의 구성은 상이한 밸브별로 설치된 센서별로 각기 밸브구동기가 연결되고, 그 밸브구동기는 각기 센서의 신호를 무선 송출해서, 제어기에 연결된 하나의 무선 수신기가 그 센서의 신호를 통합적으로 수신해서 이루어진다.

또한, 그 유선통신의 구성은 상이한 밸브별로 설치된 센서별로 각기 밸브구동기가 연결되고, 그 밸브구동기는 각기 제어기와 케이블을 통해 연결되어, 제어기가 그 센서의 신호를 밸브구동기의 케이블을 통해 센서별로 수신해서 이루어진다.

그래서, 그 일실시예에 따른 밸브 구성은 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 유체의 흐름을 감지하는 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다.

도 4a는 도 1의 유량 조절 밸브에 따른 일실시예에 따른 센서신호의 전달 동작을 보다 구체적으로 순서대로 도시한 플로우 차트이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 유량 조절 밸브의 센서신호의 전달 동작은 먼저 유체의 흐름을 감지하는 센서가 파이프가 아닌 밸브 자체에 위치된다.

이러한 상태에서, 다수의 상이한 밸브 자체의 작동토크별로 상이하게 유체의 온도 또는 압력 또는 유량을 매핑해서 등록한다(S401). 이러한 경우, 그 매핑은 밸브 작동토크와 유체의 온도/압력/유량이 비례적으로 대응하여 된다.

예를 들어, 그 밸브 자체의 작동토크가 클수록 유체의 온도가 올라간 것으로 정한다. 그리고, 이러한 경우 그 밸브 자체의 작동토크가 커진 양만큼 유체의 온도가 올라간 정도가 대응하여 비례적으로 증가한다.

그리고, 다른 예를 들어, 그 밸브 자체의 작동토크가 클수록 유체의 유량이 많아지도록 정하고, 이러한 경우 그 커지는 양에 대응하여 많아지는 양이 증가하도록 된다.

그리고 나서, 일실시예에 따른 유량 조절 밸브는 밸브의 유로에서 유체가 흐를 시, 그 유체로부터 밸브 자체의 작동토크를 검출한다(S402).

그 후, 그 검출된 밸브 자체의 작동토크에 대응되는 유체의 온도 또는 압력 유량을 그 매핑 정보에 의해 밸브 자체의 작동토크별로 실시간 상이하게 추출한다(S403).

그래서, 그렇게 추출된 센서의 신호가 밸브구동기로 직접 입력된다.

그리고, 이에 따라 밸브를 흐르는 유체의 흐름상태가 실시간 감지된다.

다음, 이렇게 추출이 된 유체의 온도 또는 압력 또는 유량을 밸브구동기로서 예를 들어, 통신타입의 전동기를 통해 중앙제어반까지 신호송출한다(S404).

즉, 유체의 상태의 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신 채널로 상기 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력된다.

따라서, 이에 따라 1개의 통신 채널을 통해 밸브구동기 및 그와 연결된 센서의 신호 수신이 된다

따라서, 이를 통해 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다.

그래서, 이에 따라 밸브를 흐르는 유체의 흐름상태가 한눈에 전체적으로 파악, 제어되도록 한다.

따라서, 이를 통해 수백 km 등의 장거리의 송유관 등에 있어서, 공급의 관로상 분기점 또는 말단에서마다 밸브가 설치되는 복잡한 환경에 맞게 유체의 흐름상태를 파악할 수 있음으로써 제어를 하도록 한다.

이상과 같이, 일실시예는 단순히 유체의 흐름만을 제어하던 기존 밸브와는 달리 밸브 자체를 통하여 유체의 온도, 압력, 유량 등을 실시간으로 센서에서 받아들여, 밸브구동기를 통하여 중앙제어반까지 신호를 송출한다.

그리고, 이러한 경우 그 센서는 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체에 위치되고 밸브구동기에 전기적으로 연결된다. 그래서, 이에 따라 밸브 자체를 통하여 유체의 유량 등이 감지가 이루어지고, 센서의 신호가 밸브구동기로 입력된다.

또한, 이에 더하여 그 밸브구동기는 그러한 감지에 따라 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력될 시, 그 센서와 공통의 통신채널에 의해 그 센서신호를 입력해서 밸브구동기에 의해 센서신호가 입력된다.

따라서, 이를 통해 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 유체의 흐름을 감지하는 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다.

도 4b는 도 1의 일실시예에 따른 유량 조절 밸브의 동작을 전체적으로 순서대로 도시한 플로우 차트이다. 구체적으로는, 그 유량 조절 밸브의 동작은 밸브구동기가 액츄에이터로서 밸브 구동을 직접 제어하는 구조에 따른다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 일실시예의 유량 조절 밸브는 먼저 밸브구동기가 밸브의 구동을 할 시, 유체의 상태를 감지하는 센서로부터 그의 센서신호를 중앙제어반 대신에 직접 수신해서(S411) 센서신호가 밸브구동기로 입력되도록 한다.

그리고 나서, 그 밸브구동기가 그 자체 내에 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅의 유무를 확인해서(S412) 중앙제어반의 제어 없이 간단하게 약식으로 액츄에이터인 자신에서 구동이 되는 상황인지가 파악되도록 한다. 예를 들어, 그 상황은 원유 등의 관로에 설치되는 백업이 필요한 밸브가 아닌 상대적으로 중요하지 않고 간단한 유로의 유체 관리시에 밸브가 사용되는 것 등이다.

상기 확인 결과, 그 밸브구동기 내에 그 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅이 되지 않은 경우, 밸브구동기 상태와 그 센서신호를 중앙제어반인 그의 제어기로 신호 전송해서(S414) 중앙제어반에 의해 제어가 되도록 한다. 그래서, 그의 제어기에서 메인으로 기존과 같이 밸브구동이 집중적으로 관리가 잘 되면서 중요한 설치 상황 등에 맞게 이루어지도록 한다. 또는, 이러한 경우 다른 예를 들어, 밸브구동기가 자체구동이 되면서, 밸브구동기의 상태를 그 제어기에 알려 주변의 다른 밸브구동기도 그 상태에 따라 연계해서 구동되도록 함으로써 전체적으로 유로의 흐름이 통합해서 원활히 제어되도록 한다. 그 경우는 예를 들어, 원유 등과 같이 매우 긴 관로를 통해 유체를 공급하는 환경 등에서이다.

반면, 상기 확인 결과 밸브구동기 내에 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅이 된 경우, 그 조건에 따른 자체구동을 한다(S413). 그래서, 중앙제어반이 아닌 액츄에이터인 밸브구동기 자체에서 밸브의 구동 제어가 직접 이루어지도록 한다.

그 다음, 그 밸브구동기는 그 제어기로 신호가 전송될 시, 제어기의 구동명령의 유무를 확인한다(S415).

상기 확인 결과, 제어기의 구동명령이 없는 경우 전체적으로 밸브구동의 동작을 완료한다.

반면, 상기 확인 결과 제어기의 구동명령이 있는 경우 그 제어기 명령에 따른 구동을 한다(S416).

그래서, 유량 조절 밸브는 유체의 상태를 감지할 시, 유체의 상태를 감지하는 센서로부터 그 유체의 흐름에 관한 센서신호를 밸브구동기가 입력받아 액츄에이터인 그 밸브구동기에 의해 직접제어가 이루어져서 제어기 없이 밸브제어가 된다.

그리고, 또한 그 밸브 구동시, 밸브가 설치되는 상이한 상황 등에서 그 설치환경 유형별로 상이하게 밸브구동기 또는 중앙제어반에서 밸브 구동을 하도록 해서 다양한 밸브 설치환경에 맞게 밸브 구동이 원활히 되도록 한다.

이상과 같이, 일실시예는 유량 조절 밸브가 유체의 상태를 감지할 시, 그 유체의 상태를 감지하는 센서로부터 그에 관한 센서신호를 밸브구동기가 입력받아 액츄에이터인 그 밸브구동기에 의해 직접제어가 이루어진다.

그리고, 또한 그러한 밸브 구동시, 밸브의 설치환경 유형에 따라 밸브구동기 내에 센서신호에 따른 자체구동 조건을 상이하게 세팅해서 그 설치환경 유형별로 밸브구동기 자체 또는 중앙제어반에서 구동이 되도록 한다.

따라서, 이를 통해 별도의 제어기 없이 액츄에이터인 밸브구동기만에 의해 밸브제어가 된다. 그리고, 또한 이에 따라 추가적으로 다양한 밸브 설치환경별로 그에 맞게 밸브 구동이 원활히 된다.

도 4c는 도 1의 유량 조절 밸브의 다른 실시예에 따른 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다. 이러한 다른 실시예는 밸브구동기가 직접 제어를 함에 있어서, 중앙제어반이 아닌 수동제어에 의해 되는 것으로, 중앙제어반을 별도로 구비하지 않은 실제적인 예이다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 그 실시예의 유량 조절 밸브는 먼저 전술한 밸브구동기가 상기의 자체구동시, 상기 포맷에 대해 자체조정유형을 다양한 밸브사용환경에 따라 사용자의 수동제어 또는 자체구동할 유형으로 분류해서 미리 설정한다.

그래서, 이러한 상태에서 다음으로 그 밸브구동기가 중앙제어반을 대신하여 전술한 유체의 상태를 감지하는 센서로부터 그의 센서신호를 직접 수신해서(S421) 센서신호가 밸브구동기로 직접 입력되도록 한다.

그리고 나서, 그 밸브구동기가 그 자체 내에 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅의 유무를 확인해서(S422) 간단하게 자체적으로 구동이 되는 상황인지가 파악되도록 한다.

이러한 경우, 그 조건 세팅은 전술한 바에 따라 그 밸브사용환경별로 상이한 자체 조정 유형에 의해 유로 개폐 동작을 자체조정유형별로 상이하게 제어해서 사용자의 수동제어 또는 자체구동의 직접제어 중에서 어느 하나가 되도록 한다.

구체적으로는, 그 조건 세팅은 그 밸브사용환경에 대해서 예를 들어, 밸브의 백업이 필요한 원유 등의 관로에 설치되는 밸브 사용 환경인 경우를 제 1 밸브사용환경으로 설정하고, 밸브의 백업이 필요하지 않은 밸브 사용 환경인 경우를 제 2 밸브사용환경으로 설정한다.

그리고, 이러한 경우, 그 밸브의 백업이 필요한 제 1 밸브사용환경에 대응하여 제 1 자체조정유형을 설정해서 그 제 1 자체조정유형인 경우 사용자에 의한 수동제어가 되도록 한다. 반면, 그 조건 세팅은 밸브의 백업이 필요하지 않은 제 2 밸브사용환경에 대응하여 제 2 자체조정유형을 설정해서 그 제 2 자체조정유형인 경우 자체구동에 의한 직접제어가 되도록 한다.

그리고, 또한 이러한 경우 그 제 2 밸브사용환경은 예를 들어, 원유 등의 관로에서와 같이 밸브의 백업 등이 필요한 상황이 아닌 간단한 유로의 유체 관리시에 밸브가 사용되는 상황 등이다.

그래서, 그 밸브구동기는 상기 확인 결과, 그 자체 내에 그 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅이 되지 않은 경우, 수동조작 입력 여부를 확인한다(S423).

반면, 상기 확인 결과 그 자체 내에 그 센서신호에 따른 자체구동 조건 세팅이 된 경우, 그 조건에 따른 자체구동을 한다. 그래서, 밸브구동기 자체에서 밸브의 구동 제어가 직접 이루어지도록 한다.

그리고, 그 밸브구동기는 그 수동조작 입력 여부에 대한 상기 확인 결과, 수동조작 입력이 없는 경우 밸브 구동 동작을 전체적으로 완료한다.

반면, 상기 확인 결과 수동조작 입력이 있는 경우 그 수동입력에 따른 구동을 한다(S424).

그래서, 이에 따라 일실시예의 유량 조절 밸브는 유체의 상태를 감지할 시, 센서로부터 그 유체의 흐름에 관한 센서신호를 밸브구동기가 입력받아 액츄에이터인 그 밸브구동기에 의해 직접 제어가 이루어져서 제어기 없이 밸브제어가 된다. 예를 들어, 이러한 제어는 전술한 바대로 밸브의 백업 등이 필요하지 않은 간단한 설치환경에서 이루어진다.

이상과 같이, 일실시예는 유량 조절 밸브가 유체의 상태를 감지할 시, 센서로부터 그 유체의 흐름에 관한 센서신호를 밸브구동기가 입력받아 액츄에이터인 그 밸브구동기에 의해 직접 제어가 이루어져서 실제 제어기 없이 밸브제어가 된다.

따라서, 별도의 제어기 없이도 간단하게 밸브의 구동을 직접 제어하고 이에 따라 밸브의 백업 등이 필요하지 않은 간단한 유로의 유체 관리 환경에 적합한 밸브 구동이 될 수 있도록 한다.

도 5는 도 1의 유량 조절 밸브와 다른 실시예에 따른 밸브 구성을 전체적으로 보여주는 도면이다. 구체적으로는, 도 5의 실시예에 따른 유량 조절 밸브 구성은 제어기 없는 독자구성으로, 센서에서 밸브구동기로 바로 신호를 전달해서 그 센서의 신호에 따라 밸브구동기가 자체 동작하는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 그 다른 실시예에 따른 유량 조절 밸브는 먼저 기본적으로 도 1과 동일하게 밸브의 몸체에 디스크가 밀착되어 형성된 시트, 상기 디스크가 연결된 축을 포함한다.

또한, 그 유량 조절 밸브는 역시 그 축을 회전해서 시트와의 밀착여부에 따라 유로에 개방 또는 폐쇄하는 밸브구동기 및 그 유로에 의한 유체의 흐름을 감지해서 유체의 흐름을 단속하기 위한 센서신호가 입력되도록 하는 센서를 포함한다.

그래서, 이러한 상태에서 그러한 밸브에 있어서, 추가적으로 실시예에 따른 구성이 부가되고, 그 구성은 아래와 같이 이루어진다.

즉, 그 센서가 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체에 위치되고 밸브구동기에 전기적으로 연결되므로 유체의 상태를 밸브 자체의 작동토크에 의해 감지해서 센서신호가 밸브구동기로 직접 입력된다.

그리고, 이러한 경우 그 밸브 자체의 작동토크는 유체 상태별로 상이하게 발생한다.

또 밸브구동기는 그러한 센서신호가 입력될 시, 센서의 밸브 자체의 작동토크별로 유로 개폐를 자체 조정하는 포맷을 세팅해서 유로 개폐 동작을 센서신호에 따라 직접 조절함으로써 센서에서 받은 신호로 자체구동이 된다.

이를 통해, 별도의 제어기가 없는 경우에도 밸브구동기에서 단독으로 밸브에 설치된 센서의 신호를 받아 구동한다.

그래서, 기존에는 센서의 신호를 통해 밸브구동기를 제어할 경우 반드시 제어기가 있어야 하나 실시예에서는 센서에서 받은 신호로 자체적인 밸브 구동기의 구동이 가능하도록 세팅을 한다.

예를 들어, 관로 안에 특정 압력이 유지되도록 밸브구동기의 개폐를 자체 조정하는 포맷을 세팅하도록 한다.

따라서, 이를 통해 별도의 제어기가 없는 경우에도 밸브구동기에서 단독으로 밸브에 설치된 센서의 신호를 받아 구동한다.

한편, 이러한 경우 더 나아가서 기존에는 완전히 닫히지 못해 패싱(누설)이 생기는 경우 배관의 전후에 센서를 별도로 달고 통신선로를 연결하여 확인하여야 한다. 그래서, 이러한 것을 실시예에서는 밸브구동기에 유량 또는 압력계를 설치하면 확인 및 이를 감지한 밸브구동기 자체가 패싱을 방지하도록 견고히 닫는 설정도 된다.

도 6은 도 1의 유량 조절 밸브에 적용된 일실시예에 따른 밸브 자체의 작동토크와 유체의 온도 또는 압력 또는 유량의 매핑을 좀 더 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 밸브 자체의 작동토크와 유체의 온도 또는 압력 또는 유량의 매핑은 기본적으로 밸브 자체에 의해 밸브 자체의 작동토크를 검출함으로써 유체의 흐름상태를 실시간 파악하기 위해 구비된 것이다. 이러한 경우, 그 유체의 흐름상태는 그 밸브 자체의 작동토크에 따른 유체의 온도또는 압력 또는 유량으로서 파악이 된다.

그래서, 이에 따라 일실시예에 따른 밸브 자체의 작동토크와 유체의 온도 또는 압력 또는 유량의 매핑은 밸브 자체의 작동토크와 유체의 온도 또는 압력 또는 유량이 비례적으로 대응하여 된 것이다. 그리고, 이러한 경우, 그 밸브 자체의 작동토크는 밸브 자체의 고유한 작동토크이다. 또한, 이에 따라 그 매핑으로서 그를 통해 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체의 작동토크를 검출해서 그 밸브 자체의 작동토크에 대응하여 된 유체의 온도 또는 압력 또는 유량을 통해 유체의 흐름상태를 실시간 감지하도록 정해진다.

따라서, 이러한 유체의 온도 또는 압력 또는 유량에 따라 밸브를 흐르는 유체의 흐름상태가 실시간으로 감지가 된다.

이러한 경우, 그 매핑은 예를 들어, 그 밸브 자체의 작동토크가 클수록 유체의 온도가 올라간 것으로 정한다. 그리고, 이러한 경우 그 밸브 자체의 작동토크가 커진 양만큼 유체의 온도가 올라간 정도가 대응하여 비례적으로 증가하도록 한다.

그래서, 이에 따라 밸브 자체에 의한 밸브 작동토크에 의해 유체의 온도 또는 압력 또는 유량을 검출함으로써 밸브를 흐르는 유체의 흐름상태가 실시간 감지되도록 하는 것이다.

도 7은 도 1의 유량 조절 밸브에 적용된 일실시예에 따른 밸브 작동토크를 구체적으로 구현한 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 밸브 작동토크는 하나의 예로서, 밸브자체의 고유 밸브 작동토크로 된 것으로 다수의 상이한 밸브 유형별로 적용이 된다.

그래서, 전술한 바대로 일실시예의 밸브 자체의 밸브 작동토크가 적용됨에 있어서, 더 정밀한 밸브 자체의 밸브 작동토크가 적용됨으로써 유체의 흐름상태가 실시간 감지되는 것이 더욱더 원활히 이루어진다.

이러한 경우, 그 밸브 유형은 글로브류 밸브, 체크류 밸브, 볼류 밸브 등이다.

그리고, 이에 따라 그 밸브 유형별의 밸브 작동토크의 적용은 위의 밸브개폐부의 기준이 되는 볼밸브류의 고유풀개폐포트를 기준으로 각 밸브 유형별과의 고유개폐포트의 차이값에 대응하여 각 밸브 유형별 작동토크에서 가감해서 이루어진다.

예를 들어, 글로브류 밸브인 경우 그의 밸브 작동토크는 볼밸브의 고유풀개폐포트와 글로브류 밸브의 고유 개폐포트의 차이값에 대응하여 글로브류 밸브의 작동토크에서 빼서 된다.

이러한 경우, 일실시예에 따라 그 글로브류 밸브는 체크류 밸브보다 상대적으로 형태 등에 비추어 볼 때 낮은 작동토크가 빼져서 보정됨으로써 글로브류 밸브 자체의 원래 고유 밸브 작동토크로 된다.

그래서, 이를 통해 일실시예의 밸브 자체의 밸브 작동토크가 적용됨에 있어서, 더 정밀한 밸브 자체의 밸브 작동토크가 적용됨으로써 보다 원활하게 유체의 흐름상태가 실시간 감지된다.

실시예들에 의하면, 밸브가 유체의 상태를 감지할 시, 중앙제어반에 유체의 상태를 감지하는 센서의 신호를 밸브구동기에 연결된 하나의 통신채널만으로 전달함으로써 센서의 신호 전달이 쉽고 설치 등이 용이해진다

Claims

유량 조절 밸브의 밸브개폐부;

상기 밸브개폐부에 의한 유로 개폐 동작을 구동하는 밸브구동기; 및

상기 유로에 의한 유체의 상태를 감지해서 상기 밸브구동기의 유로 개폐 동작이 제어되도록 하는 센서를 포함하되,

상기 센서는 상기 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체에 위치되어서 밸브구동기에 전기적으로 연결되므로 유체의 상태를 유체 상태별로 상이한 밸브 자체의 작동토크에 의해 감지해서 센서신호가 밸브구동기로 직접 입력되고,

상기 밸브구동기는 상기 센서신호가 입력될 시, 센서의 밸브 자체의 작동토크별로 유로 개폐를 자체 조정하는 포맷에 의해 유로 개폐 동작을 센서신호에 따라 직접제어해서 센서에서 받은 신호로 자체구동이 되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브구동기는

상기 자체구동시 상기 포맷에 대해서 밸브의 백업의 필요여부를 기준으로 구분한 밸브사용환경별로 미리 설정된 자체조정유형에 의해 유로 개폐 동작을 자체조정유형별로 상이하게 제어해서 중앙제어반에 의해 간접제어 또는 직접제어되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
유량 조절 밸브의 밸브개폐부;

상기 밸브개폐부의 유로 개폐 동작을 구동하는 밸브구동기; 및

상기 유로에 의한 유체의 상태를 감지해서 상기 밸브구동기의 유로 개폐 동작이 제어되도록 하는 센서를 포함하되,

상기 센서는 상기 유체의 상태를 감지할 시, 밸브 자체에 위치되어서 밸브구동기에 전기적으로 연결되므로 유체의 상태를 유체 상태별로 상이한 밸브 자체의 작동토크에 의해 감지해서 센서신호가 밸브구동기로 입력되고,

상기 밸브구동기는 상기 센서신호가 입력될 시, 상기 센서와 공통의 통신채널에 의해 상기 센서신호를 중앙제어반으로 전달해서 밸브구동기만에 의해 센서신호가 제공되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 3 항에 있어서,

상기 밸브구동기는

상기 센서신호가 입력될 시, 상기 센서와 공통의 통신채널에 의해 상기 센서신호를 중앙제어반으로 전달해서 밸브구동기만에 의해 센서신호가 제공되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 센서는

그의 위치가 유체 상태를 감지할 시, 상기 밸브개폐부로부터의 일단은 고정상태이고 타단은 플로팅상태에서 연결되어 이격된 밸브 축에 대응되어 마주보는 축 홀더에 수직방향으로 위치되고 밸브구동기와 근접되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 5 항에 있어서,

상기 센서에 의해 유체 상태를 감지할 시, 상기 밸브개폐부와 정상 유로의 사이에 유체의 흐름이 밸브 쪽으로 추가적으로 발생하는 센싱용 유로를 형성해서 유체 상태를 밸브 몸체 자체적으로 감지함으로써 유체 상태를 원활히 감지하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 센서의 밸브 자체의 작동토크는

다수의 상이한 밸브 유형별로 정해지고, 상기 밸브개폐부의 기준이 되는 볼밸브류의 고유풀개폐포트를 기준으로 각 밸브 유형별과의 고유개폐포트의 차이값에 대응하여 각 밸브 유형별 작동토크에서 가감해서 된 고유 밸브 작동토크인 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.