KR101412647B1 - 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛과, 상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체와, 일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템과, 상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재 및, 상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브{Motor-Operated Vavle Having Vavle Stem Motion Sensor}

본 발명은 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 밸브스템의 동작상태와 손상상태를 실시간으로 감시할 수 있는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소 또는 각종 산업플랜트에는 물, 공기 같은 유체의 흐름을 차단 또는 조절하기 위해 여러 종류의 밸브들이 설치되는데, 이러한 밸브들은 시스템의 운전과 안전에 중요한 역할을 하고 있다.

특히, 밸브를 구동시키는 동력원으로서 전동, 유압, 공압모터를 사용하는 밸브를 모터구동밸브(Motor-Operated Vavle: MOV)라고 하며, 모터에서 발생된 힘은 여러 종류의 기어연결을 매개로 엑츄에이터의 밸브스템과 디스크로 전달되어 밸브의 열림 또는 닫힘동작을 수행한다.

이러한, 종래의 모터구동밸브는 밸브에 설치되어 있는 리미트스위치 또는 토크스위치의 동작에 의해 밸브의 열림 또는 닫힘동작이 완료되었는지의 여부만을 감지할 수 있었다.

또한, 엑츄에이터는 작동을 하나 밸브스템을 작동시키는 드라이브슬리브가 마모됨으로 인해 밸브스템의 작동여부는 알 수 없는 문제점이 있다.

즉, 밸브의 심각한 고장이나 파손이 발생되어야만 비로소 밸브가 비정상 상태라는 것을 알 수 있었으며, 심한 경우에는 밸브의 고장으로 인해 발전소 또는 각종 산업플랜트의 운전 정지 또는 안전사고를 유발하여 심각한 안전 및 경제적 손실을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 엑츄에이터가 동작함에 따라 밸브스템의 동작을 실시간으로 확인하여 안전사고를 예방할 수 있는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브를 제공하는 하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛과, 상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체와, 일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템과, 상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재 및, 상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브를 제공한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 엑츄에이터가 동작함에 따라 밸브스템의 동작을 실시간으로 확인하여 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 단면도.
도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사용상태를 개략적으로 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 단면도, 도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브의 사용상태를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브(100)는 엑츄에이터(110), 밸브보닛(120), 밸브본체(130), 밸브스템(140), 센서부재(150), PCB모듈(160)을 포함하여 이루어진다.

엑츄에이터(110)는 일측에 구비된 모터(102)의 구동축(102a)에 설치된 피니언기어(104)와 치합되는 헬리컬기어(112)와, 헬리컬기어(112)에 일체로 설치된 웜축(114)과, 윔축(114)에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어(116)와, 웜기어(116)에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브(118)와, 드라이브슬리브(118)의 내부에 결합된 스템너트(119)를 포함하여 이루어진다.

밸브보닛(120)은 엑츄에이터(110)의 하부에 결합되는 결합부(122)와, 결합부(122)의 하부에 연장되게 형성된 요크(124)로 이루어진다.

밸브본체(130)는 밸브보닛(120)의 하부에 결합되며, 내부에는 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트(132)가 구비된다.

밸브스템(140)은 일단이 밸브시트(132)의 상부에 결합되고, 타단이 전술한 결합부(122)를 관통하여 스템너트(119)에 결합된다.

이러한, 밸브스템(140)의 상측에는 나사부(142)가 형성되어 있으며, 이 나사부(142)는 전술한 스템너트(119)에 나사결합되어 밸브스템(140)이 스템너트(119)의 회전방향에 따라 상하이동되도록 한다.

센서부재(150)는 요크(124) 또는 밸브스템(140) 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어, 밸브스템(140)의 동작을 감지한다.

이러한, 센서부재(150)는 광센서(152), 회전센서(154), 모션센서, 포지션센서 중 적어도 어느 하나가 사용된다.

광센서(152)는 사각 또는 원형 형상의 몸체(152a)와, 몸체(152a)의 내부에 설치된 발광부(152b)와 수광부(152c)로 이루어진다. 이와 같은, 광센서는 발광부(152b)에서 광원을 밸브스템(140)에 외주연 소정위치에 조사하게 되면, 발광부(152b)로부터 조사된 광원은 밸브스템(140)의 외주연과 부딪혀 굴절되어 수광부(152c)로 들어가게 된다.

이때, 밸브스템(140)의 외주면에는 길이방향을 따라 일정 간격이격하여 복수개의 반사부재(156)가 부착되는 것이 바람직한데, 이는 발광부(152b)에서 조사된 광원이 반사부재(156)에 의해 반사되어 수광부(152c)로 들어가도록 하여 밸브스템(140)의 상하이동을 감지하게 된다.

회전센서(154)는 요크(124)의 길이방향 소정 위치에 설치되는 컨터버(154a)와, 컨버터(154a)의 일측면에 설치되어 밸브스템(140)의 외주면과 접촉하는 회전롤러(154b)로 이루어진다. 이와 같은, 회전센서(154)는 밸브스템(140)이 상하이동함에 따라 회전롤러(154b)가 회전을 하여 컨버터(154a)에 전기적신호를 전달하여 밸브스템(140)의 상하이동을 감지하게 된다.

모션센서(미도시)는 밸브스템(140)의 길이 방향 소정 위치에 설치되어 밸브스템(140)의 상하이동을 감지한다. 이러한, 모션센서는 중력센서, 가속도 센서 등이 사용될 수 있다.

PCB모듈(160)은 밸브스템(140)의 동작을 감지한 센서부재(150)의 신호와, 엑츄에이터(110)의 동작신호를 전송받아 원격지에 전송한다.

이와 같은, PCB모듈(160)은 엑츄에이터(110)의 동작신호와 센서부재(150)를 통한 밸브스템(140)의 동작신호가 동시에 전송되면 제어신호를 바이패스(Byepass)시키고, 이와 반대로, PCB모듈(160)에 엑츄에이터(110)의 동작신호는 전송되는데 센서부재(150)를 통한 밸브스템(140)의 동작신호가 전송되지 않는 경우에는 제어신호를 원격지에 전송한다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브에 따르면, 요크(124) 또는 밸브스템(140)의 길이방향 소정 위치에 센서부재(150)를 설치하여 엑츄에이터(110)는 동작을 하나 드라이브슬리브(118)의 마모로 인해 밸브스템(140)이 동작하지 않음으로써 발생되는 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

102: 모터 152b: 발광부
102a: 구동축 152c: 수광부
104: 피니언기어 154: 회전센서
110:엑츄에이터 154a: 컨버터
112: 헬리컬기어 154b: 회전롤러
114: 웜축 156: 반사부재
116: 웜기어 160: PCB모듈
118: 드라이브슬리브
119: 스템너트
120: 밸브보닛
122: 결합부
124: 요크
130: 밸브본체
132: 밸브시트
140: 밸브스템
142: 나사부
150: 센서부재
152: 광센서
152a: 몸체

Claims (5)

1. 일측에 구비된 모터의 구동축에 설치된 피니언기어와 치합되는 헬리컬기어와, 상기 헬리컬기어에 일체로 설치된 웜축과, 상기 웜축에 결합되어 동력의 방향을 전환하는 웜기어와, 상기 웜기어에 결합되어 회전하는 드라이브슬리브와, 상기 드라이브슬리브의 내부에 결합된 스템너트를 포함하는 엑츄에이터;
   상기 엑츄에이터에 결합되는 결합부가 상부에 설치된 요크를 구비하는 밸브보닛;
   상기 밸브보닛의 하부에 설치되며, 내부에 유체의 흐름을 단속하도록 개ㆍ폐작용을 하는 밸브시트를 구비하는 밸브본체;
   일단이 상기 밸브시트의 상부에 결합되고, 타단이 상기 결합부를 관통하여 상기 스템너트에 결합되는 밸브스템;
   상기 요크 또는 상기 밸브스템 중 적어도 어느 하나의 길이방향 소정 위치에 설치되어 상기 밸브스템의 동작을 감지하는 센서부재; 및
   상기 센서부재의 신호와 상기 엑츄에이터의 동작신호를 전송받아 원격지에 동작신호를 전송하는 PCB모듈;을 포함하여 이루어지되,
   상기 센서부재는 광센서, 회전센서, 모션센서 및 포지션센서 중 선택된 어느 하나로 이루어져, 상기 엑츄에이터가 동작할 때 상기 드라이브슬리브의 마모로 인해 상기 밸브스템이 작동하지 않는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 밸브스템 동작 감시 센서를 구비하는 모터구동밸브.
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