밸브란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
가장 간단한 용어로, 밸브는 배관 시스템을 통과하는 중액체, 가스 또는 고체의 흐름을 제어하는 데 사용되는 장치입니다. 가장 일반적인 경우는 밸브를 사용하여 매질 흐름을 중지 및 시작하는 것입니다. 일부 밸브는 유량 제어 밸브라고도 합니다.
밸브에는 다양한 용도가 있기 때문에 다양한 종류의 기계식으로 사용할 수 있습니다. 주어진 시나리오에서 적절한 밸브를 사용하면 응용 프로그램이 원활하고 안전하게 실행되어 원하는 목표를 가장 효율적으로 달성할 수 있습니다.
밸브 분류는 다양하지만 대부분의 밸브는 로터리, 리니어, 자가 작동의 세 가지 범주로 나뉩니다.
- 로터리
회전 밸브는 회전 마개 구성 요소를 사용하여 배관 시스템 내의 흐름을 차단합니다. 대부분의 경우 이 회전은 90도로 제한되므로 로터리 밸브를 흔히 쿼터-턴 밸브라고 합니다. 이러한 유형의 밸브는 0도에서 닫히고 90도에서 열립니다.
일부 로터리 밸브는 더 큰 회전도로 작동할 수 있으며 두 개 이상의 위치를 포함합니다. 로터리 밸브 유형의 일반적인 예로는 버터플라이, 플러그 및 볼 밸브가 있습니다.
- 선형
선형 밸브는 배관 시스템을 통과하는 흐름을 시작, 중지 또는 조정하기 위해 직선으로 움직이는 디스크, 슬릿, 다이어프램 등의 유동 방해기를 사용합니다. 이 밸브는 두 가지 유형, 즉 상승 스템(다중 회전)과 축면으로 분리할 수 있습니다.
다중 회전 선형 밸브는 제어 분야에서 특히 잘 작동하며 글로브 밸브, 게이트 밸브 및 니들 밸브를 포함합니다. 동축 및 앵글 시트 밸브와 같은 축 밸브는 빠른 속도로 작동되며 주로 ON/OFF 공정 응용 분야에 사용됩니다.
다른 범주의 밸브에 비해 선형 운동 밸브의 사이클 시간이 로터리 밸브보다 긴 경향이 있습니다.
- 자가 작동
선형 및 로터리 밸브와 달리, 자가 작동식 밸브는 운전자의 직접 입력이 필요하지 않습니다. 대신 공정 라인 내의 압력을 사용하여 압력 컨트롤 밸브를 열거나 닫습니다. 이 밸브 유형은 일반적으로 감압 밸브로 사용되며 시스템 내에서 최대 허용 압력에 도달하면 열립니다. 이 메커니즘의 결과로, 자체 작동식 밸브는 특정 응용 분야에서 일반적인 안전 요구 사항입니다.
일반적으로 자체 작동되는 밸브에는 릴리프 밸브, 안전 밸브, 체크 밸브 및 증기 트랩이 포함됩니다.
쿼터 회전 밸브의 종류
4분방향 밸브는 핸들을 돌려 다양한 동작을 할 수 있으므로 이러한 밸브 유형은 정밀도에 비해 빠르고 쉬운 열기/닫기에 우선 순위를 부여하는 응용 분야에 흔히 사용됩니다.
- 볼 밸브
볼 밸브는 유체 흐름을 차단해야 하는 대부분의 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 실제로, 이 밸브는 가장 널리 사용되는 공정 제어 밸브입니다. 이 회전식 밸브는 파이프 스트림에서 회전하여 흐름을 시작하거나 중지하는 포팅된 구를 사용합니다.
밸브의 포트는 파이프의 직경과 정확히 일치되도록 장착할 수 있으므로 볼 밸브는 헤드 손실이 적습니다. 볼 밸브는 다른 로터리 밸브 옵션보다 비싸지만 버터플라이 밸브 같은 유형보다 더 나은 밀봉을 제공합니다.
- 버터플라이 밸브
버터플라이 밸브는 배관 시스템의 흐름을 따라 내외부로 통하는 디스크 모양의 중앙 장착 방해장치를 사용하여 작동합니다. 이 쿼터 턴 밸브는 더 큰 파이프 크기와 폐쇄, 조절 및 격리가 필요한 폐수 플랜트, 발전소 및 기타 공정 플랜트에서 자주 사용됩니다.
버터플라이 밸브를 사용할 경우 비용이 저렴하고 크기가 작습니다. 그러나 이러한 일반적인 밸브 유형은 볼 밸브보다 누출 및 헤드 손실에 더 취약하며 고압 흐름에 대해서도 잘 작동하지 않을 수 있습니다.
- 플러그 밸브
플러그 밸브는 구조와 기능의 볼 밸브와 매우 유사합니다. 그러나 볼 모양의 방해장치를 사용하는 대신, 밸브를 막거나 플러그는 흐름 흐름 흐름 속으로 또는 흐름 밖으로 움직이는 테이퍼 실린더를 통해 흐름을 막거나 허용합니다. 플러그 밸브는 두 가지 주요 유형으로 윤활 및 비윤활 밸브가 있습니다. 이 유형의 회전 밸브는 화학 처리 산업, 처리 공장 및 폐수 처리 시설의 차단 및 제어 밸브로 자주 사용됩니다. 플러그 밸브는 빈 공간 및 캐비티가 없고 장기적으로 발생하는 누출에 맞춰 조정할 수 있는 기능이 있는 것이 좋습니다. 따라서 이러한 밸브는 정유소나 화학 공장 같은 부식성 환경을 생각하는 극한 서비스 환경에서 자주 사용됩니다.
다중 방향 밸브의 종류
흐름 제어 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 다중 방향 밸브는 핸들을 크랭킹하여 방해 요소를 흐름 경로로 이동함으로써 작동합니다. 이렇게 하면 배관 시스템 내부의 흐름이 제한됩니다. 일부 유형의 다중 방향 밸브를 통해 유동을 다양한 속도로 해제 또는 차단할 수 있습니다. 이러한 유형의 밸브를 흔히 제어 밸브라고 합니다.
- 글로브 밸브
글로브 밸브는 글로브 형태의 디스크를 사용하여 제한 오리피스에 맞대고 닫았을 때 흐름을 차단합니다. 이 다중 방향 밸브는 켜기/끄기 및 조절 작업에 일반적으로 사용됩니다. 글로브 밸브는 유체 흐름을 막거나 막을 수 있습니다.
양방향 글로브 밸브는 정밀도에 권장되지만 3방향 글로브 밸브는 두 개의 입구 포트에서 나오는 미디어를 결합하고 그 결과 혼합물을 출구 포트를 통해 보내는 데 적합합니다. 글로브 밸브는 폐수 플랜트 및 식품 가공 서비스에서 자주 사용됩니다. 이 밸브 유형은 다양한 종류에서 사용할 수 있지만 가장 일반적인 밸브는 Z형 밸브입니다.
- 게이트 밸브
게이트 밸브는 흐름 흐름을 차단하는 데 일반적으로 사용되는 다중 회전 밸브이며, 때때로(때로는 비효율적으로) 스로틀링을 위해 사용됩니다. 이 다중 방향 밸브 유형은 플레이트 형태의 장벽을 사용하여 흐름 흐름을 차단합니다.
게이트 밸브는 다른 밸브 유형에 비해 열 때 헤드 손실이 낮습니다. 이 밸브는 글로브 밸브와 비슷하지만 게이트 밸브는 유량 제한과 조절 기능이 더 낮습니다.
- 니들 밸브
니들 밸브는 여러 가지 주요 요소 외에도 글로브 밸브와 매우 비슷합니다. 첫째, 글로브 밸브보다 작으며 소형 시스템 내에서 보다 정밀한 흐름 제어가 가능합니다. 또한 원판 모양 플러그가 아닌 원추 모양의 바늘로 구성되어 오리피스로 들어오고 나가면서 흐름을 중단합니다.
니들 밸브는 시스템을 통해 흐르는 유체를 정확하게 수정하는 방법을 제공합니다. 이 기능은 응용 프로그램에서 켜기/켜기를 위해 사용할 수 있지만, 닫기 위해 많은 회전이 필요하므로 이러한 경우 최상의 옵션은 아닐 수 있습니다.
On/Off 밸브의 종류
이름에서 알 수 있듯이 온/오프 밸브는 흐름이 제한되지 않거나 블록이 완전히 흐르게 하는 빠른 동작 장치입니다. 이러한 유형의 밸브로는 정확한 유량 조정이 허용되지 않지만, 예를 들어 비상 차단이 필요한 상황에서 사용하는 경우 속도가 중요한 다양한 작업에 유용합니다.
- 솔레노이드 밸브
솔레노이드 밸브는 선형 슬라이딩 방해기를 사용하여 밸브를 열거나 닫거나 한 출구로부터 다른 출구로의 흐름을 이동합니다. 이러한 밸브 유형은 1mm 미만에서 100mm까지 다양한 크기로 제공됩니다. 또한 주철, 스테인리스 강, 알루미늄, 플라스틱, 황동과 같은 다양한 소재로 구성될 수 있습니다.
솔레노이드 밸브는 비상 차단 서비스 응용 프로그램과 고압 시스템에 일반적으로 사용됩니다. 또한 다양한 온도를 처리할 수 있으며 일부 모델은 -418°F~1472°F의 극한온도를 처리할 수 있어 솔레노이드 밸브가 극저온 공정에 널리 사용됩니다.
- 동축 밸브
동축 밸브는 공압식 또는 전기적으로 구동되는 2위치 밸브입니다. 전기 동축 밸브는 스프링과 전자기 코일을 사용합니다. 공압 동축 밸브는 스프링과 에어 압력 또는 복동식 공기 압력(양방향에서 나오는 공기 압력)을 사용합니다. 이 밸브는 올바른 출구로 흐름을 전환하려면 셔틀 방해기를 사용합니다.
동축 밸브는 많은 ON/OFF 응용 분야에서 볼 밸브를 대신하는 좋은 대안입니다. 사실, 그들은 더 저렴하고, 작고, 가볍고, 안전하고, 더 빠른 대안이 될 수 있습니다. 동축 밸브의 단점은 유량 용량이 낮고 유체 호환성이 제한적이라는 것입니다.
- 앵글 시트 밸브
밸브 종류와 용도에 따라 달라지는 밸브 목록을 마무리하는 것은 앵글 시트 밸브입니다. 앵글 시트 밸브는 ON/OFF 작업 시 볼 밸브를 대신하는 역할을 할 수 있는 또 다른 유형의 밸브입니다. 시트 각도 밸브에는 이중 작동 또는 스프링 회송 기능이 있는 내장 공압 액추에이터가 사용됩니다.
이 2위치 밸브에는 흐름 경로 내에 위치한 앵글 시트에 끼기 위해 밸브에 비스듬히 들어가는 차단 플러그가 포함되어 있습니다. 밸브가 열리면 플러그가 거의 완전히 흐름 경로에서 빠져 나와 이 유형의 밸브가 가장 높은 속도의 밸브로 작용하며 압력 강하가 가장 낮습니다.
볼 밸브에 비해 앵글 시트 밸브는 더 빠르고 저렴하며 내구성이 뛰어납니다. 볼 밸브와 비교했을 때 앵글 시트 밸브의 주요 단점은 앵글 시트 밸브가 미세먼지가 있는 매체와 함께 작동하지 않는다는 것입니다. 직선형 특성 때문에 앵글 시트 밸브가 닫았을 때 씰에 물체를 가두는 경향이 있어 밀폐에 실패할 수 있고 소프트 씰 구성 요소가 손상될 수 있습니다. 반면 볼 밸브는 공을 닫을 때 미립자를 닦아 내는 경향이 있어 볼과 소프트 씰 사이에 물체가 끼이지 않도록 합니다. 또한 앵글 시트 밸브는 작동 압력이 낮은 작업에 더 적합한 경향이 있습니다.
밸브 유형 선택 방법: 주요 선택 고려 사항
여러 유형의 밸브와 그 용도에 대한 핸들을 갖게 되면 특정 용도에 가장 적합한 밸브 유형을 결정할 수 있습니다. 밸브를 선택할 때 결정을 내리기 전에 다음 요소와 질문을 고려하십시오.
- 밸브 크기: 사이즈가 다르면 애플리케이션에 어떤 영향을 미칩니까?
- 압력 등급: 다양한 압력 수준에서 밸브는 어떻게 작동합니까?
- 재료: 밸브의 성이란 무엇이며, 다양한 용도에 어떻게 중요합니까?
- 포트 연결: 몇 개의 입구와 출구 포트가 포함되어 있습니까?
- 매체의 특성: 밸브가 처리할 수 있는 매체의 종류 또는 이 매체는 어떤 종류입니까?
- 작동: 밸브가 자동으로 작동됩니까, 아니면 수동으로 작동해야 합니까?
다음과 같은 용도 관련 추가 요인:
- 용지 온도는?
- 밸브 사이클이 얼마나 자주 됩니까?
- 밸브에 필요한 수명은 얼마입니까?
- 밸브의 목표 비용은 얼마입니까?
다양한 유형의 밸브에 대한 FAQ
특정 유형의 밸브를 선택하는 것이 중요한 이유는 무엇입니까?
특정 응용 분야에서는 밸브 스타일이 다르게 작동합니다. 이는 두 기능(사이클 속도, 위치 제어 등)과 밸브 수명 간의 차이를 의미할 수 있습니다. 일부 유형의 밸브는 특정 용도에 완전히 적합하지 않을 수 있습니다.
선형 밸브와 로터리 밸브의 차이점은 무엇입니까?
회전 밸브는 회전 마개 구성 요소를 사용하여 배관 시스템 내의 흐름을 차단하는 반면, 선형 밸브는 게이트, 글로브 또는 다이어프램과 같은 유동 방해자를 올리거나 내려 기능을 합니다. 회전 밸브는 일반적으로 켜고 끄기 위해 90도 회전만 필요로 하는 반면, 선형 밸브는 폐쇄 부품을 이동하기 위해 샤프트를 여러 번 회전해야 합니다.
왜 온/오프 밸브를 고려해야 합니까?
밸브의 의도된 기능이 매체의 흐름을 멈추거나 시작하는 경우 ON/OFF 밸브를 사용해야 합니다. 유량 조절에는 ON/OFF 밸브를 사용하지 마십시오.
제어 밸브를 고려해야 하는 이유는 무엇입니까?
제어 밸브는 모든 제어 밸브가 스로틀링용으로 권장되지는 않지만, 보다 정밀한 미디어 유량 제어가 필요한 응용 분야에 사용해야 합니다.
모든 선형 밸브를 제어 밸브로 사용할 수 있습니까?
아니요. 예를 들어 게이트 밸브는 제어 용도로 권장되지 않으며 완전히 열거나 완전히 닫도록 설계되었습니다.
일부 밸브가 다른 밸브보다 비싼 이유는 무엇입니까?
비용은 건축 자재, 제조 공정, 설계의 복잡성 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 비용에 영향을 줄 수 있는 다양한 기능과 옵션이 있습니다. 예를 들어, 작동된 밸브는 일반적으로 수동 밸브보다 훨씬 더 비쌉니다.
