KR20200056755A - 스마트 밸브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스마트 밸브 시스템은 양단에 플랜지부가 형성되는 밸브 유닛와, 토크 센서, 위치 센서, 정압 센서, 온도 센서, 진동 센서 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하되, 상기 정압 센서 및 온도 센서는 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 플랜지부에 삽입되도록 마련되는 센서부와, 상기 센서부와 연동되어, 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 상태 검지부와, 상기 플랜지부와 인접한 위치에 마련되는 상기 정압 센서 및 온도 센서를 통해 취득한 압력 및 온도 정보를 기반으로 유량 정보를 취득하여 제어 신호로 변환하는 메인제어부와, 상기 메인제어부와 연동되되, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부 및 상기 구동부와 상기 밸브 유닛을 연결하기 위해 구비되는 스템부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 밸브 시스템{A smart valve system}

본 발명은 밸브 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 능동적인 밸브의 유량 제어를 위해 상기 밸브에 다양한 종류의 센서를 탑재함으로써, 장기간 동안 밸브의 성능을 유지할 수 있는 스마트 밸브 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 유체의 압력, 온도, 속도 및 유량을 조절하는데 사용되는 것으로써, 유체가 이동하는 통로를 개폐하여 흐름을 조절하거나, 유체의 흐름 방향을 전환하는데 주로 사용된다.

아울러, 공장 설비 등과 같은 유체 프로세스가 중요시 되는 사용처에서 유체의 압력, 온도, 속도 및 유량 등의 물리적인 수치를 원하는 상태로 제어하기 위해 유량제어밸브가 사용된다.

종래 사용되는 밸브의 제어 방법으로서, 단순히 밸브의 개폐 위치, 개폐 범위, 개폐 상태만으로 판단하여 밸브를 제어하게 되는데, 이러한 제어 방식의 경우에는 밸브에 이상 상황이나 오작동이 발생되었을 때, 상기 밸브의 정확한 유량 제어가 불가능한 문제점을 내포하고 있음과 동시에, 밸브 제어에 필요한 별도의 체크 밸브, 보조 유로, 유체 탱크 등의 각종 부자재의 설치를 요구함에 따라 밸브 제어 시스템의 대형화가 불가피한 문제점을 내포하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 특허청에 2015년 03월 11일 자로 출원된 출원번호 제 10-2015-0033523호의 '밸브 누출 감시 시스템'에서 광섬유 센서를 통해, 밸브의 이상 상황을 정확하게 검지할 수 있는 기술이 존재하고 있지만, 한정적인 검지 수단을 통해 밸브 상태를 검지해야 함에 따른, 실제 밸브를 관통하는 유량에 대해 정밀한 검지가 어려울 뿐만 아니라, 밸브의 제어에 있어서도 사용자의 직접적인 개입이 요구됨에 따라, 밸브의 유지 관리 및 보수 효율이 저하되는 문제점은 여전히 존재하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다양한 센서의 도입을 통해, 신뢰성 높은 밸브 유량제어를 가능하게 함과 동시에, 센서를 통해 수집한 다양한 정보를 바탕으로 능동적인 밸브의 유량제어를 진행할 수 있으면서도, 밸브 시스템의 구성을 단순화하여, 소형화된 스마트 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 스마트 밸브 시스템은 양단에 플랜지부가 형성되는 밸브 유닛과, 토크 센서, 위치 센서, 정압 센서, 온도 센서, 진동 센서 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하되, 상기 정압 센서 및 온도 센서는 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 플랜지부에 삽입되도록 마련되는 센서부와, 상기 센서부와 연동되어, 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 상태 검지부와, 상기 플랜지부와 인접한 위치에 마련되는 상기 정압 센서 및 온도 센서를 통해 취득한 압력 및 온도 정보를 기반으로 유량 정보를 취득하여 제어 신호로 변환하는 메인제어부와, 상기 메인제어부와 연동되되, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부 및 상기 구동부와 상기 밸브 유닛을 연결하기 위해 구비되는 스템부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 구동부의 구동 이후, 상기 센서부와 연동되어 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위한 제 2 센서 상태 검지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스마트 밸브 시스템은 상기 구동부의 구동 이후, 상기 유량 조절 부재를 통한 유체의 유량이 조절될 때까지, 상기 센서부에서 제공되는 토크 정보, 위치 정보, 압력 정보, 온도 정보, 진동 정보 중 어느 하나 이상의 정보를 취득하고, 보조제어 신호를 생성하여 상기 보조제어 신호를 통해 구동부의 구동을 제어하기 위해 마련되는 보조제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예의 스마트 밸브 시스템은, 양단에 플랜지부가 형성되는 밸브 유닛과, 토크 센서, 위치 센서, 정압 센서, 온도 센서, 진동 센서 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하도록 마련되는 센서부와, 상기 플랜지부와 탈착 가능하도록 결합되되, 상기 정압 센서 및 온도 센서가 방사상으로 삽입 결합되는 플랜지 연장부와, 상기 센서부와 연동되어, 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 상태 검지부와, 상기 플랜지부와 인접한 위치에 마련되는 상기 정압 센서 및 온도 센서를 통해 취득한 압력 및 온도 정보를 기반으로 유량 정보를 취득하여 제어 신호로 변환하는 메인제어부와, 상기 메인제어부와 연동되되, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부 및 상기 구동부와 상기 밸브 유닛을 연결하기 위해 구비되는 스템부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 구동부 내에 배치되는 토크 센서 및 위치 센서와, 상기 밸브 유닛에 구비되는 진동 센서와, 상기 플랜지 연장부에 삽입 결합되되, 각각 적어도 한 쌍 이상 구비되어 방사상을 이루도록 상기 플랜지 연장부와 결합되는 정압 센서 및 온도 센서를 포함하고, 상기 정압 센서 및 온도 센서는, 동일 종류의 센서가 상호 마주보도록 배치되되, 상기 정압 센서 및 온도 센서가 교대로 배치되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스마트 밸브 시스템은 토크, 위치, 진동, 온도, 압력 등 유체의 물리량을 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 밸브와 일체화 될 수 있도록 구비함으로써, 밸브 시스템의 소형화를 통한 다양한 배관 설치 장소에 대한 범용성을 향상시킬 수 있으면서, 상기 센서를 통해 유체의 각종 물리량을 측정함으로써, 보다 신뢰성 높은 유량 제어를 진행할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 사용자의 개입 없이도 메인제어부를 통해 각종 물리량을 수집, 연산가능하도록 구비됨으로써, 밸브를 관통하는 유량을 조절할 수 있음에 따라, 불필요한 인력 소모를 저감할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

아울러, 밸브 유닛의 플랜지부와 결합되도록 마련되는 별도의 플랜지 연장부에 센서를 마련할 수 있도록 함으로써, 밸브 유닛의 강도 향상을 이끌어 낼 수 있음과 동시에 배관을 밸브 유닛과 분리하지 않고도 센서의 교체를 진행할 수 있도록 함으로써, 스마트 밸브 시스템의 유지 보수 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템을 도시한 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템의 밸브를 도시한 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템의 플랜지 연장부를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 4 는 본 발명의 스마트 밸브 시스템의 가동 순서를 개략적으로 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 예에 불과하므로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 본 발명의 실시형태는 여러가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스마트 밸브 시스템은 밸브 유닛(100), 센서부(200), 제 1 센서 상태 검지부(300) 메인제어부(400), 구동부(500), 스템부(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 상기 밸브 유닛(100)은 유체가 유출입되는 유출구 및 유입구의 양단에 플랜지부(110)가 각각 형성되며, 상기 유출구와 유입구 사이에 형성되는 개도를 개방 및 폐쇄하기 위한 개폐 부재(120)가 상기 밸브 유닛(100) 내부에 구비된다.

아울러, 상기 개폐 부재(120)는 실린더 형상 또는 볼 형상을 보유할 수 있게 마련된다.

특히, 실린더 형상의 개폐 부재(120)가 구비되는 경우, 상기 밸브 유닛(100) 내부에서 상기 개폐 부재(120)가 승하강 이동 가능할 수 있도록 상기 밸브 유닛 내부에 가이드부(130)가 형성될 수 있으며, 상기 가이드부(130)를 따라 승하강되는 상기 실린더 형상의 개폐 부재(120)를 통해, 상기 개도를 보다 견고하게 개방 및 폐쇄할 수 있도록 구비된다.

이때, 상기 가이드부(130)는 유체에 의한 부식 방지를 위해 구리, 알루미늄, 철, 니켈 중 선택된 어느 하나 이상의 금속을 포함하는 합금 재질로 제작되어 구비될 수 있으며, 개도 폐쇄 상태에서의 밀폐력을 향상시키기 위해, 상기 개폐 부재의 외주면에 별도의 씰링 부재가 더 마련될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 가이드부(130)에는 상기 실린더 형상의 개폐 부재(120)의 승하강이 원활하게 진행될 수 있도록 라이너(131)가 상기 밸브 유닛(100)으로부터 교체 가능하도록 구비될 수 있다.

덧붙여, 상기 라이너(131) 및 의 소재는 구리, 알루미늄, 철, 니켈 중 선택된 어느 하나 이상의 금속을 포함하는 합금 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 가이드부(130)의 하단에는 밸브 시트(132)가 마련될 수 있으며, 상기 밸브 시트(132) 또한 상기 밸브 유닛(100)으로 부터 교체 가능하도록 마련될 수 있다.

이를 통해, 배관에 연결된 상태의 밸브 유닛(100)를 배관으로부터 분리하지 않고 상기 라이너(131) 및 밸브 시트(132)를 교체할 수 있음에 따라, 보다 높은 유지 보수 효율 및 장수명성을 보유한 밸브 시스템을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 센서부(200)는 상기 밸브 유닛(100)을 통과하는 유체의 물리량과 후술할 구동부(500)의 구동상태를 측정하기 위해 구비된다.

아울러, 상기 센서부(200)는 토크 센서(210), 위치 센서(220), 정압 센서(230), 온도 센서(240), 진동 센서(250) 중 선택된 어느 하나 이상의 센서를 포함하며, 상기 토크 센서(210) 및 위치 센서(220)는 후술할 구동부(500)와 인접한 위치에 마련된다.

그리고, 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(230)는 적어도 하나 이상 구비되며 상기 플랜지부(110)에 삽입되어 마련될 수 있고, 상기 정압 센서(230)를 통해 유체의 압력 정보를 취득하며, 상기 온도 센서(240)를 통해 유체의 온도 정보를 취득할 수 있게 된다.

한편, 상기 밸브 유닛(100) 내에서 유체 이동 시, 상기 유체에 기포가 생성되면서 발생되는 캐비테이션(공동현상)이 진행될 수 있는데, 상기 캐비테이션이 지속적으로 진행되는 경우, 상기 밸브 유닛(100)을 통과하는 유량의 손실, 소음, 열화가 발생된다.

상기와 같은 지속적인 캐비테이션이 진행되는 것을 중단할 수 있도록, 상기 진동 센서(250)가 상기 밸브 유닛(100)을 통과하는 유체에 의해 캐비테이션 진행 시 발생하는 진동을 센싱하기 위해, 상기 밸브 유닛(100)의 외주면에 부착되도록 구비된다

상기와 같은 다양한 종류의 센서를 탑재함으로써, 각 물리량 간의 상관관계를 도출하여, 보다 신뢰성 높은 밸브의 유량제어를 가능하게 한다.

다음으로, 제 1 센서 상태 검지부(300)는 상기 센서부(200)와 연동되어 상기 센서부(200)의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 것으로, 상기 센서부(200)가 원활하게 동작하는 경우, 후술할 메인제어부(400)에서의 밸브 제어값을 산출할 수 있도록 하며, 상기 센서부(200)가 원활하게 동작하지 않는 경우, 이상 동작 상태를 표시할 수 있도록 구비된다.

아울러, 도면에는 특별히 도시하지는 않았으나, 상기 이상 동작 상태를 표시하기 위해, 상기 제 1 센서 상태 검지부(300)에 별도의 디스플레이 모듈 또는 LED 모듈 등이 포함될 수 있다.

다음으로, 메인제어부(400)는 후술할 구동부(500)와 인접한 위치에 마련되는 상기 토크 센서(210), 위치 센서(220) 및 상기 밸브 유닛(100)에 마련되는 진동 센서(230)를 통해 취득한 구동 정보와, 상기 플랜지부(110)에 삽입되도록 마련되는 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)를 통해 취득한 유체의 압력 정보 및 온도 정보를 기반으로 취득되는 유량 정보를 후술할 구동부(500)를 제어하기 위한 제어 신호로 변환하기 위해 구비된다.

아울러 상기 메인제어부(400)는 압력 정보 및 온도 정보 이외에도 고유유량 계수, 밀도 테이블 등 각종 유체의 물리량과 관련된 정보를 저장하기 위한 메모리 및 연산유닛이 포함될 수 있다.

특히, 상기 메인제어부(400)를 통해, 하기 [식 1] 에 의해 체적 유량을 도출하고, 도출된 체적 유량값을 이용하여, 상기 구동부(500)를 제어하기 위한 제어 신호로 변환할 수 있게 된다.

[식 1]

Q : 체적유량, C_V : 고유유량계수, dP : 밸브유닛 전후단 압력차, S : 비중

상기 식 1 에서 고유유량계수는 상기 메인제어부에 구비되는 메모리에 저장되어 있으며, 상기 메모리에 저장된 고유유량계수와, 상기 센서부에서 취득한 압력 정보를 통해 밸브 유닛의 전후단 압력차를 획득하고, 상기 센서부에서 취득한 온도 정보를 통해 비중값을 산출하여 최종적으로 유체의 체적 유량을 도출하게 된다.

이후, 상기 메인제어부(400)는 상기 체적 유량을 기반으로 후술할 구동부(500)를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 구동부 측으로 송신하게 된다.

이어서, 상기 구동부(500)는 상기 메인제어부(400)에서 송신된 제어 신호를 수신받아 밸브의 개폐를 위한 구동력을 제공하기 위해 구비되는 것으로써, 상기 제어 신호에 따라 구동된다.

상기 구동부(500)는 구동기어, 구동모터를 포함할 수 있으며, 상기 구동부는 후술할 스템부(600)와 연결되고, 상기 스템부(600)는 상술하였던 밸브 유닛(100)과 결합하도록 구비된다.

한편, 상기 구동부(500)와 인접한 위치에 토크 센서(210) 및 위치 센서(220)가 배치될 수 있다.

그리고, 상기 스템부(600)는 상기 구동부(500)에서 제공되는 구동력을 상기 밸브 유닛(100)에 구비되는 개폐 부재(120)측으로 전달하여, 상기 개폐 부재(120)가 상기 밸브 유닛(100) 내부에서 승하강 될 수 있도록 마련되는 것으로, 상기 구동부(500)와 개폐 부재(120)를 연결하기 위한 샤프트를 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템을 도시한 도 2 를 참조하여 밸브 유닛에 구비되는 플랜지 연장부에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템은, 밸브 유닛(100), 센서부(200), 제 1 센서 상태 검지부(300), 메인제어부(400), 구동부(500), 스템부(600) 및 플랜지 연장부(900)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

앞서, 상기 플랜지 연장부(900)를 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템을 구성하는 각 구성과 동일한 기능, 형상, 결합구조를 가지는 구성을 취하고 있으므로, 상기 플랜지 연장부(900)를 제외한 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.

먼저, 상기 플랜지 연장부(900)는, 상술한 플랜지부(100)에 상기 센서부(200)의 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)의 삽입을 위해 형성되는 결합공에 의해 상기 플랜지부(100)의 강도 저하가 발생해되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것으로, 한 쌍이 마련되어 상기 플랜지부(100)의 양단에 각각 결합된다.

특히, 상기 플랜지 연장부(900)는 상기 밸브 유닛(100)의 양단에 각각 형성되는 한 쌍의 플랜지부(110)에 각각 결합되도록 구비되며, 상기 센서부(200)의 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)가 복수개 삽입되도록 마련된다.

특히, 상기 플랜지 연장부(900)에는 복수개의 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)가 방사상으로 배치될 수 있도록 마련되는데, 이에 대해서는 후술할 도 3 에서 보다 상세히 설명하도록 한다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 밸브 시스템에 구비되는 플랜지 연장부(900)에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지 연장부(900)는 중앙에 관통공이 형성되어 있는 형상을 이루도록 구비되며, 상기 관통공 측으로 유체가 흐르게 된다.

아울러, 상기 플랜지 연장부(900)의 일면은 밸브 유닛의 플랜지부와 연결되고, 타면은 배관과 연결되도록 구비된다.

특히, 상기 플랜지 연장부(900)에는 상술한 바와 같이 복수개의 정압 센서(230)와 온도 센서(240)가 삽입 결합되는데, 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)가 상기 플랜지 연장부의 관통공을 중심으로 상호 방사상을 이루도록 배치될 수 있다.

그리고, 복수개의 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)는 상기 플랜지 연장부(900)의 관통공을 중심으로 하여, 동일한 종류의 센서가 상호 마주보도록 배치될 수 있으며, 서로 다른 종류의 센서가 교대로 배치됨으로써, 상기 플랜지 연장부(900)의 관통공을 통과하는 유체에 대한 압력 및 온도를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)는 그 일측이 상기 관통공을 향해 일부 노출될 수 있도록 구비됨과 동시에, 센서간의 거리가 소정거리 이격 배치될 수 있도록 함으로써, 센서 간의 간섭이 일어나지 않도록 할 수 있다.

아울러, 상기 정압 센서(230) 및 온도 센서(240)는 상기 플랜지 연장부와 탈착 가능하도록 결합되면서, 타측이 상기 플랜지 연장부의 외주면 방향으로 돌출되도록 구비됨으로써, 적어도 하나의 상기 정압 센서(230) 또는 온도 센서(240)의 고장이 발생되는 경우, 배관을 밸브 유닛과 분리하지 않고도 센서의 교체를 진행할 수 있으므로, 밸브 시스템의 유지 및 보수 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예의 스마트 밸브 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블록도인 도 4를 참조하여 본 발명의 스마트 밸브 시스템에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 스마트 밸브 시스템의 센서부(200)를 통해, 배관을 유동하는 유체에 의해 발생하는 배관상의 압력, 유량, 온도를 포함하는 유량정보와, 진동, 토크 등의 구동 정보를 취득할 수 있게 된다.

이후, 상기 센서부(200)와 연동되어 상기 센서부(200)의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 감지부(300)에서 상기 센서부(200)의 정상 작동 유무를 판별하며, 상기 센서부(200)가 정상 작동된다고 판단되는 경우, 상기 센서부(200)에서 메인제어부(400)로 압력 및 온도 정보를 포함하는 유량 정보 및 구동 정보를 송신할 수 있도록 하며, 상기 센서부(200)가 정상 작동되지 않는 경우, 알람 신호를 사용자에게 송출하고, 이후 진행을 중단하게 된다.

다음으로, 상기 센서부(200)가 정상 작동된다고 판단되어 상기 메인제어부(400)에서 상기 유량 정보를 취득한 이후, 최종적으로 유체의 체적 유량을 도출하게 되고, 상기 메인제어부(400)는 상기 체적 유량을 기반으로 후술할 구동부(500)를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 구동부 측으로 송신하게 된다.

이어서, 상기 구동부(500)는 상기 메인제어부(400)에서 송신된 제어 신호를 수신받아 밸브의 개폐를 위한 구동력을 제공하기 위해 구비되는 것으로써, 상기 제어 신호에 따라 구동된다.

다음으로, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부(500)에 의해 구동력이 생성되며, 상기 구동부(500)와 밸브 유닛(100)을 연결하는 스템부(600)에 의해, 상기 구동력이 밸브 유닛(100)에 구비되는 개폐 부재 측으로 직접 전달됨으로써, 상기 밸브 유닛(100)을 따라 유동되는 유량 제어가 진행된다.

이후, 상기 유량 제어 진행시, 상기 밸브 유닛을 통과하는 유체의 유량이 일정 수준에 도달하게 되는 경우, 유량 제어가 완료되며, 유량 제어가 완료되지 않은 경우에는 제어 신호의 보정을 진행하면서 상기 유량 제어를 진행할 수도 있다.

아울러, 상기 제어 신호의 보정을 위해, 별도의 제어 신호 보정부가 마련될 수 있으며, 상기 제어 신호 보정부를 통해, 상기 유량 제어를 실시간으로 진행할 수도 있다.

한편, 상기 구동부(500)의 구동 이후에도, 상기 센서부(200)를 통해서 지속적인 상기 유량 정보 및 상기 구동정보가 취득될 수 있음에 따라, 상기 구동부(500)의 구동 이후의 센서부(200) 정상 작동 유무를 판단하기 위한 제 2 센서 감지부(700)가 마련될 수 있으며, 상기 센서부(200)가 정상 작동되는 경우, 상기 센서부(200)에서 후술할 보조제어부(800)로 유량 정보 및 구동 정보를 송신할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 센서부(200)가 정상 작동되지 않는 경우에는, 알람 신호를 사용자에게 송출하고, 이후 진행을 중단하게 된다.

이상으로 상술한 바와 같은 구성을 취하는 본 발명의 스마트 밸브 시스템은 토크, 위치, 진동, 온도, 압력 등 유체의 물리량을 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 구비하여 유체의 각종 물리량을 측정하도록 구축됨으로써, 보다 신뢰성 높은 유량 제어를 진행할 수 있다.

아울러, 사용자의 개입 없이도 메인제어부를 통해 각종 물리량을 수집, 연산가능하도록 구비됨으로써, 밸브를 관통하는 유량을 조절할 수 있음에 따라, 불필요한 인력 소모를 저감할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

특히, 상기 밸브 유닛의 플랜지부와 결합되도록 마련되는 별도의 플랜지 연장부에 센서를 마련할 수 있도록 함으로써, 밸브 유닛의 강도 향상을 이끌어 낼 수 있음과 동시에 센서 교체 또한 용이한 구조를 취할 수 있도록 함으로써, 스마트 밸브 시스템의 유지 보수 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

100 : 밸브 유닛
110 : 플랜지부
120 : 개폐 부재
130 : 가이드부
131 : 라이너
132 : 밸브 시트
200 : 센서부
210 : 토크 센서
220 : 위치 센서
230 : 정압 센서
240 : 온도 센서
250 : 진동 센서
300 : 제 1 센서 상태 검지부
400 : 메인제어부
500 : 구동부
600 : 스템부
700 : 제 2 센서 상태 검지부
800 : 보조제어부
900 : 플랜지 연장부

Claims (4)

1. 양단에 플랜지부가 형성되며 내부에 개폐 부재가 구비되는 밸브 유닛;
   토크 센서, 위치 센서, 정압 센서, 온도 센서, 진동 센서 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하되, 상기 정압 센서 및 온도 센서는 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 플랜지부에 삽입되도록 마련되는 센서부;
   상기 센서부와 연동되어, 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 상태 검지부;
   상기 플랜지부에 삽입되도록 마련되는 상기 정압 센서 및 온도 센서를 통해 취득한 압력 및 온도 정보를 기반으로 유량 정보를 취득하여 제어 신호로 변환하는 메인제어부;
   상기 메인제어부와 연동되되, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부; 및
   상기 구동부와 상기 밸브 유닛을 연결하기 위해 구비되는 스템부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부의 구동 이후, 상기 센서부와 연동되어 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위한 제 2 센서 상태 검지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스마트 밸브 시스템은,
   상기 구동부의 구동 이후, 상기 개폐 부재를 통한 유체의 유량이 조절될 때까지, 상기 센서부에서 제공되는 토크 정보, 위치 정보, 압력 정보, 온도 정보, 진동 정보 중 어느 하나 이상의 정보를 취득하고, 보조제어 신호를 생성하여 상기 보조제어 신호를 통해 구동부의 구동을 제어하기 위해 마련되는 보조제어부;800를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템
4. 양단에 플랜지부가 형성되며 내부에 개폐 부재가 구비되는 밸브 유닛;
   토크 센서, 위치 센서, 정압 센서, 온도 센서, 진동 센서 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하도록 마련되는 센서부;
   상기 플랜지부와 탈착 가능하도록 결합되되, 상기 정압 센서 및 온도 센서가 방사상으로 삽입 결합되는 플랜지 연장부;
   상기 센서부와 연동되어, 상기 센서부의 동작 상태를 검지하기 위해 마련되는 제 1 센서 상태 검지부;
   상기 플랜지부와 인접한 위치에 마련되는 상기 정압 센서 및 온도 센서를 통해 취득한 압력 및 온도 정보를 기반으로 유량 정보를 취득하여 제어 신호로 변환하는 메인제어부;
   상기 메인제어부와 연동되되, 상기 제어 신호에 따라 구동되는 구동부; 및
   상기 구동부와 상기 밸브 유닛을 연결하기 위해 구비되는 스템부;를 포함하며,
   상기 센서부는,
   상기 구동부 내에 배치되는 토크 센서 및 위치 센서와, 상기 밸브 유닛에 구비되는 진동 센서와, 상기 플랜지 연장부에 삽입 결합되되, 각각 적어도 한 쌍 이상 구비되어 방사상을 이루도록 상기 플랜지 연장부와 결합되는 정압 센서 및 온도 센서를 포함하고,
   상기 정압 센서 및 온도 센서는,
   동일 종류의 센서가 상호 마주보도록 배치되되, 상기 정압 센서 및 온도 센서가 교대로 배치되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.

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