KR100607625B1 - 밸브제어시스템의 비상안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것으로, 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서, 상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하며, 이에 의하면 포지셔너에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도 밸브 구동용 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시킨다.

밸브, 포지셔너, 편향, 안전, 전원

Description

밸브제어시스템의 비상안전장치{Failsafe device of valve control system}

도1은 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치를 전체적으로 나타낸 개념도;

도2 및 도3은 본 발명의 요부인 비상안전밸브로서 전원이 공급된 상태일 때 및 전원이 차단된 상태일 때의 작동 상태를 각각 나타낸 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 밸브 2 : 스템

3 : 액추에이터 4 : 포지셔너

5 : 메인라인 7 : 분지라인

8 : 제어라인 9 : 배출라인

10 : 비상안전밸브 12 : 밸브본체

13 : 공압유입포트 14 : 공압배출포트

16 : 유로 18 : 디스크

20 : 레귤레이터 30 : 피에조밸브

40 : 제어기판

본 발명은 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포지셔너에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도 밸브 구동용 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시키도록 된 밸브제어시스템의 비상안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체를 수송하도록 설치된 배관 설비는 유체의 온도, 압력 및 유량 등을 최적의 상태로 조정하는 기능을 필요로 하며, 이러한 기능은 배관의 필요 개소에 갖춰지는 밸브제어시스템이 담당한다.

밸브제어시스템은 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브를 가지며, 상기 밸브는 시트에 연결된 스템의 이동에 의해 개도가 조절되며, 상기 스템은 액추에이터에 의해 이동되며, 상기 액추에이터는 포지셔너에 의해 제어된다.

그리고, 상기 포지셔너는 전원을 공급받아 작동하는 토크모터와, 상기 토크모터에 의해 구동되는 플래퍼와, 상기 플래퍼에 의해 개폐되는 밸브노즐과, 상기 밸브노즐에 연결되어 액추에이터로 공압을 공급하는 파일럿밸브를 포함하며, 또한 상기 포지셔너는 상기 스템의 이동 위치를 파악하여 밸브의 상태가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 액추에이터를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 구성을 갖는다.

그러나, 이와 같은 밸브제어시스템은 정전 등에 의해 전원이 갑자기 차단되는 경우, 토크모터에 공급되던 전원이 차단됨으로써 포지셔너의 액추에이터 제어기능이 상실된다.

따라서, 포지셔너에서 액추에이터로 공급되던 공압이 차단됨은 물론 액추에이터에 공급되어 있는 공압도 포지셔너 등을 통해 외부로 배출되며, 이는 밸브가 차단되거나 완전히 개방되는 등 유체의 유동이 급격하게 변화됨으로써 배관 설비가 매우 불안정한 문제점을 발생시킨다.

종래에는 공압이 차단되었을 때 배관 설비의 안정적인 운용을 위한 안전밸브, 예컨대 록업밸브(Lockup valve) 등이 알려져 있으나, 이는 전원이 차단되었을 때 적용되는 안전장치는 아니다.

또한, 종래의 포지셔너의 경우, 전원이 차단되었을 때 밸브의 상태를 유지하기 위한 기능이 내장된 전자식 포지셔너가 알려져 있으나, 이는 사용되고 있는 포지셔너를 폐기하고 전자식 포지셔너로 교체하여야 하기 때문에 교체시간이 과다하게 소요됨은 물론 교체비용도 많이 들어 경제적인 측면에서도 바람직하지 않은 문제점을 갖는 것이며, 게다가 전자식 포지셔너를 적용하기 곤란하거나 종래의 포지셔너를 요구하는 사용자에게는 새로운 형태의 안전장치가 필요한 실정이었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원이 차단되었을 때 밸브의 개도 등을 현 상태에서 유지시켜 배관 설비의 안정성이 향상될 수 있도록 된 밸브제어시스템의 비상안전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에 이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서, 상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1은 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치를 전체적으로 나타낸 개념도이다.

(1)은 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브를 나타내며, 상기 밸브(1)는 시트(미도시됨)에 연결된 스템(2)의 이동에 의해 개도가 조절되며, 상기 스템(2)은 액추에이터(3)의 동작에 의해 이동되며, 상기 액추에이터(3)는 포지셔너(4)에 의해 제어된다.

그리고, 상기 포지셔너(4)는 스템(2)의 이동 위치를 파악하여 밸브(1)의 상태가 적정한지를 판단하며 그 판단 결과에 의해 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 기능을 갖는다.

보다 상세하게는, 상기 포지셔너(4)는 메인라인(5)으로부터 공압을 공급받아 제어에 적정한 압력으로 변환시켜 제어라인(8)을 통해 비상안전밸브(10)로 배출시 키며, 상기 비상안전밸브(10)는 제어라인(8)을 통해 공급된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 배출시킨다.

상기 비상안전밸브(10)는 전원이 "온(ON)" 상태일 때 제어라인(8)을 통해 유입된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 공급하도록 유로를 개방시키며, 전원이 "오프(OFF)" 상태일 때 배출라인(9)의 공압이 유지되도록 유로를 차단시키는 구성을 갖는다.

상기 비상안전밸브(10)의 구조를 도2 및 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

상기 비상안전밸브(10)는 밸브본체(12)를 가지며, 상기 밸브본체(12)에는 제어라인(8)을 통해 포지셔너(4)에 연결됨으로써 포지셔너(4)에서 배출된 공압을 제공받는 공압유입포트(13)와, 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)에 연결되어 상기 포지셔너(4)에서 배출된 공압을 액추에이터(3)에 공급하는 공압배출포트(14)가 형성되며, 상기 공압유입포트(13)와 공압배출포트(14)는 유로(16)에 의해 연결된다.

그리고, 상기 유로(16)는 디스크(18)에 의해 개폐되며, 상기 디스크(18)는 편향부재(19)에 의해 유로(16)를 폐쇄시키는 방향으로 이동된다. 또한, 상기 디스크(18)는 피에조밸브(30)에 의해 작동되어 유로(16)를 개방시킨다.

상기 피에조밸브(30)는 레귤레이터(20)에서 공급되는 제어공기로 상기 디스크(18)를 작동시켜 유로(16)를 개방시키도록 설치된다. 즉, 상기 피에조밸브(30)는 레귤레이터(20)에서 배출되어 디스크(18) 쪽으로 공급되는 제어공기의 통로를 제공하는 배관(미도시됨)에 설치되어 제어공기의 통로를 개방시키는 통상의 구성을 가지면 충분하다.
그리고, 상기 피에조밸브(30)는 제어기판(40)에 연결되어 작동되며, 상기 제어기판(40)은 전원을 공급받았을 때 상기 피에조밸브(30)를 작동시켜 제어공기의 통로를 개방시키도록 미리 프로그래밍된다. 이때, 제어기판(40)에 공급되던 전원이 차단되면 피에조밸브(30)도 작동을 멈추며, 이는 레귤레이터(20)에서 공급되어 디스크(18)를 이동시키는 제어공기가 더 이상 디스크(18)를 이동시키도록 공급되지 않게 한다.

상기 레귤레이터(20)는 메인라인(5)에서 분지된 분지라인(7)을 통해 공급되는 공기의 압력을 일정한 세팅압력으로 변환시켜 피에조밸브(30)에 공급하는 통상의 구조를 가지면 충분하다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 전원이 정상적으로 공급되면 포지셔너(4)는 정상적으로 작동하여 액추에이터(3)를 제어하며, 비상안전밸브(10)는 포지셔너(4)에서 배출되어 액추에이터(3)로 공급되는 공기유로를 개방시킨 상태를 유지한다(도2 참조).

즉, 상기 포지셔너(4)는 스템(2)의 이동 위치를 파악하여 밸브(1)의 상태가 적정한지를 판단하며 그 판단 결과에 의해 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급되는 공압을 조절하는 기능을 정상적으로 수행한다.

또한, 상기 비상안전밸브(10)는 제어라인(8)을 통해 유입된 공압을 배출라인(9)을 통해 액추에이터(3)로 공급하도록 유로를 개방시키는바, 이는 전원 공급에 의해 정상적으로 작동하는 피에조밸브(30)에 의해 레귤레이터(20)에서 공급된 제어공기로 디스크(18)를 이동시켜 유로(16)가 개방된 상태를 유지하게 한다.

다음에, 전원이 차단되면 액추에이터(3)를 제어하는 포지셔너(4)의 기능이 상실되는바, 이는 토크모터에 공급되던 전원이 차단됨으로써 포지셔너(4)에서 액추에이터(3)로 공급되던 공압이 차단됨은 물론, 비상안전밸브(10)가 없는 경우, 액추에이터에 공급되어 있는 공압도 포지셔너 등을 통해 외부로 배출되며, 이는 밸브가 차단되거나 완전히 개방되는 등 유체의 유동이 급격하게 변화됨으로써 배관 설비가 매우 불안정한 문제점을 발생시킨다.

그러나, 본 발명의 경우, 전원이 차단되면, 레귤레이터(20)에서 공급되는 공압으로 디스크(18)를 이동시키는 피에조밸브(30)에도 전원이 차단되며, 이는 레귤레이터(20)에서 공급되어 디스크(18)를 이동시키는 제어공기가 더 이상 디스크(18)를 이동시키도록 공급되지 않는다(도3 참조).

따라서, 상기 디스크(18)는 편향부재(19)에 의해 닫힘 위치로 이동함으로써 제어라인(8)과 배출라인(9)을 연결시키는 유로(16)를 차단시키며, 특히 배출라인(9)을 폐쇄시켜 액추에이터(3)를 작동시키도록 공급된 유압을 유지시키며, 이는 전원이 차단됨과 동시에 액추에이터(3)가 현 상태를 유지하도록 하여 배관을 통해 흐르는 유체 유동이 안정적인 상태를 유지하게 한다.

물론, 전원이 다시 공급되면, 상기 포지셔너(4)와 비상안전밸브(10)가 정상적으로 작동한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 밸브제어시스템의 비상안전장치에 의하면, 전원이 차단되었을 때, 포지셔너와 액추에이터를 연결시키도록 설치된 비상안전밸브가 액추에이터로 공급되어 있던 공압의 상태를 유지시킴으로써 배관의 유체 유동이 급격하게 변화되는 것을 방지하는 우수한 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 배관에 설치되어 유체의 유로를 개폐시키도록 된 밸브와, 상기 밸브의 개도를 조절하는 액추에이터와, 상기 밸브의 개도가 적정한지를 판단하고 그 판단 결과에 의해 상기 액추에이터를 제어하도록 공압을 공급하는 포지셔너로 이루어진 밸브제어시스템에 있어서,

   상기 포지셔너에서 배출된 공압을 액추에이터로 공급하도록 연결된 유로와, 상기 유로를 개폐시키는 디스크와, 상기 유로를 폐쇄시키도록 디스크에 편향력을 제공하는 편향부재 및 전원이 공급되면 상기 유로를 개방시키도록 디스크를 작동시키는 피에조밸브로 이루어진 비상안전밸브를 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비상안전밸브는 공압을 미리 설정된 압력으로 조정하여 상기 피에조밸브에 공급하도록 설치된 레귤레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 밸브제어시스템의 비상안전장치.

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