원격으로 작동되는 라인이 몇 초 만에 열리는 것을 본 적이 있다면 공압 작동식 볼 밸브가 작동하는 모습을 본 것입니다. 압축 공기는 피스톤을 움직이고, 피스톤은 볼을 회전시키며, 볼은 흐름을 제어합니다. 원리는 간단하지만 안정적인 자동화는 몇 가지 중요한 세부 사항에 달려 있습니다.
공압 작동식 볼 밸브란 무엇입니까?
공압 작동식 볼 밸브는 공압식 작동기가 상단에 장착된 1/4회전 밸브입니다. 밸브 본체에는 가공된 보어가 있는 볼이 포함되어 있습니다. 보어가 파이프라인과 정렬되면 유체가 흐릅니다. 공이 90도 회전하면 단단한 표면이 흐름을 차단합니다. 액추에이터는 수동 레버를 대체하고 밸브 스템에 토크를 공급합니다.
볼 밸브와 함께 사용되는 대부분의 공압 액추에이터는 랙 앤 피니언입니다. 가압된 공기는 하나 또는 두 개의 피스톤을 밀고 랙은 스템을 회전시키는 피니언 기어를 구동합니다. 더 큰 밸브의 경우 스카치 요크 액추에이터가 더 높은 이탈 토크를 생성합니다.
공압 작동식 볼 밸브의 주요 구성 요소
시스템을 다섯 부분으로 분리하면 시스템을 이해하는 것이 더 쉽습니다.
- 밸브 본체 및 볼: 본체에는 볼, 시트, 씰이 들어 있습니다. 스테인레스 스틸은 부식성 라인과 계측기 라인에서 흔히 사용됩니다.
- 스템 및 장착 상단: 스템은 볼을 액추에이터에 연결합니다. 대부분의 밸브는 ISO 5211 장착 패드를 사용합니다.
- 공압 액츄에이터: 액츄에이터는 동력원입니다. 압축 공기를 회전 운동으로 변환합니다.
- 공기 제어 액세서리: 솔레노이드 밸브, 속도 제어 장치 및 FRL 장치는 액추에이터로 유입되는 공기를 제어합니다.
- 오류 방지 모듈: 스프링 리턴 장치는 공기 압력이 손실되면 밸브를 안전한 위치로 이동시킵니다.
인스트루먼트 튜빙 시스템의 경우 밸브 본체는 스테인레스 스틸 이중 페룰 볼 밸브인 경우가 많습니다. 이 설계를 통해 설치자는 튜브를 표준 압축 피팅과 직접 연결할 수 있으므로 누출 경로가 줄어들고 설치가 더 빨라집니다.
배관 시스템용 스테인레스 스틸 이중 페룰 볼 밸브 이 밸브를 사용하면 압축 피팅과 튜브를 직접 연결할 수 있어 누출 경로와 설치 시간이 줄어듭니다. 최대 3000psig와 넓은 온도 범위를 지원하므로 고압 계측기 라인에 적합한 선택입니다. 제품보기 → 밸브 본체는 액추에이터만큼 중요합니다. 열악한 시트 마감, 잘못 정렬된 스템 또는 약한 장착 러그는 얼마나 많은 공기가 공급되든 성능에 영향을 미칩니다.
공압 작동식 볼 밸브는 어떻게 작동합니까?
작동 순서는 간단하지만 모든 단계가 응답 시간과 안정성에 영향을 미칩니다.
- 압축 공기는 공기 공급 장치에서 액추에이터 입구 포트로 들어갑니다.
- 공기압이 피스톤을 밀어냅니다. 복동식 액추에이터에서는 한 포트가 가압되고 다른 포트는 배기됩니다.
- 피스톤 랙은 피니언 기어를 회전시켜 선형 운동을 90도 회전으로 변환합니다.
- 피니언은 스템과 볼을 회전시켜 밸브를 열거나 닫습니다.
- 제어 신호가 변경되면 솔레노이드가 공기를 반대 포트로 이동시키고 사이클이 반전됩니다.
스프링 리턴 액추에이터에서는 공기가 스프링을 압축하고 밸브를 한 위치로 이동시키는 데 사용됩니다. 공기가 방출되면 스프링이 피스톤과 밸브를 안전 장치 위치로 다시 밀어냅니다. 이는 비상 차단 및 차단 밸브가 작동하는 수입니다.
복동식 대 스프링 리턴 공압식 액츄에이터
가장 일반적인 두 가지 액추에이터 구성은 복동형과 스프링 리턴형입니다. 올바른 선택은 공기 공급이 중단될 때 밸브가 어떤 조치를 취해야 하는지 여부에 따라 달라집니다.
| 특징 | 복동 | 봄 복귀 |
|---|---|---|
| 공기 공급 | 공기는 밸브를 양방향으로 움직입니다. | 공기가 밸브를 한 방향으로 움직이면 스프링이 밸브를 되돌립니다. |
| 안전 장치 위치 | 공기 손실에 대해 정의된 입장이 없습니다. | 열린 위치 또는 닫힌 위치로 돌아갑니다. |
| 토크 출력 | 양방향으로 일정한 토크 | 스프링이 압축되면 토크가 떨어집니다. |
| 액추에이터 크기 | 동일한 토크로 더욱 컴팩트함 | 스프링 하우징으로 인해 더 커짐 |
| 일반적인 사용 | 일반 온/오프 서비스 | 안전, 환기 및 격리 서비스 |
프로세스 안전을 위해 스프링 리턴이 더 일반적인 선택입니다. 공기 공급 신뢰성이 높은 간단한 원격 온/오프 서비스의 경우 복동식으로 충분하고 더 경제적인 경우가 많습니다.
지원 구성 요소 및 작동에 미치는 영향
공압식 액츄에이터만으로는 스스로 제어할 수 없습니다. 가장 일반적인 지원 구성 요소는 솔레노이드 밸브, 리미트 스위치, FRL 장치 및 포지셔너입니다.
- 솔레노이드 밸브: 솔레노이드는 전기 인터페이스입니다. 이는 액추에이터의 한쪽으로 공기를 보내고 다른 쪽을 배기합니다.
- 리미트 스위치: 리미트 스위치는 밸브가 열려 있는지 닫혀 있는지 제어실에 알려줍니다.
- FRL 단위: 필터-조절기-윤활 장치는 공기를 정화하고 압력을 설정하며 움직이는 부품에 윤활유를 공급합니다.
- 포지셔너: 포지셔너는 제어 신호를 실제 밸브 위치와 비교하여 볼 밸브 스로틀 흐름을 허용합니다.
간단한 절연을 위해서는 솔레노이드와 리미트 스위치로 충분합니다. 흐름을 조절하려면 포지셔너가 필요합니다. 더럽거나 습한 공기는 액추에이터 고장의 일반적인 원인입니다.
응용 프로그램 및 장점
공압 작동식 볼 밸브는 원격, 고속 또는 안전 장치 흐름 제어가 필요한 모든 곳에 사용됩니다. 일반적인 예로는 계기용 공기 헤더, 화학물질 투여 스키드, 유압 동력 장치, 가스 벤트 라인 및 수처리 시스템이 있습니다. 밸브에는 대형 전기 모터가 없기 때문에 솔레노이드와 포지셔너의 등급이 적절할 경우 공압식 작동이 위험 지역에 적합합니다.
고압 가스 및 유압 시스템에서 밸브 본체는 높은 차압을 처리할 수 있을 만큼 튼튼해야 합니다. 공압식 액추에이터가 장착된 단조 스테인리스강 고압 볼 밸브는 안정적인 격리를 제공하며 공기 공급이 중단될 때 페일클로즈되도록 구성할 수 있습니다.
액추에이터 옵션이 있는 스테인레스 스틸 고압 볼 밸브 높은 차압을 위해 제작된 이 밸브는 다양한 연결 유형과 더 높은 유량을 위한 큰 보어를 제공합니다. 공압식 액추에이터와 함께 사용하면 원격 작동이 가능하고 비상 환기를 위한 안전 장치 폐쇄가 가능합니다. 제품보기 → 공압 작동식 볼 밸브는 제어실에서 작동하고 PLC로 순환되며 안전 로직에 통합될 수 있습니다. 또한 신속하게 반응하므로 비상 환기에 중요합니다.
주요 선택 및 유지 관리 고려 사항
올바른 공압 작동식 볼 밸브를 선택하는 것은 토크에서 시작됩니다. 액추에이터는 이탈 토크, 차압 및 스템 씰 마찰을 극복해야 합니다. 소형 액추에이터는 현장에서 흔히 볼 수 있는 문제 중 하나입니다.
- 토크: 작동 압력에서 밸브 제조업체의 토크 데이터를 사용하고 안전 여유를 추가하십시오.
- 밸브 재질: SS316은 대부분의 산업, 계측 및 유압 응용 분야에 안전한 선택입니다.
- 좌석 재질: PTFE 시트가 표준입니다. 더 높은 온도에서는 PPL 또는 금속 시트를 사용하십시오.
- 오류 방지 조치: 밸브가 실패 시 열리거나 실패 시 닫혀야 하는지 결정합니다.
- 제어 신호: 솔레노이드가 24V DC, 110V AC 또는 다른 플랜트 표준인지 확인하십시오.
볼 밸브 유형과 비교 방법을 더 자세히 살펴보려면 다음을 참조하세요. 볼 밸브 작동 원리 및 선택에 대한 가이드 .
공간도 중요합니다. 혼잡한 계기판에서는 이중 페럴 90도 각도 볼 밸브가 액츄에이터를 튜브 런에 가깝게 유지하면서 누출 방지 연결을 제공합니다.
스테인레스 스틸 이중 페룰 90도 각도 볼 밸브 90도 설계로 누수 방지 밀봉을 유지하면서 액츄에이터를 밀집된 패널의 튜브 런에 가깝게 유지합니다. 최상위 항목 기능을 사용하면 시스템 분해 없이 온라인 검사가 가능하므로 가동 중지 시간이 줄어듭니다. 제품보기 → 유지 관리는 주로 공기 공급 장치와 씰에 관한 것입니다. 공기를 건조하고 깨끗하게 유지하고, 솔레노이드 코일을 점검하고, 밸브를 주기적으로 순환하십시오. 밸브가 스트로크에 실패하면 솔레노이드와 공기압으로 시작하십시오.
최종 생각
공압 작동식 볼 밸브는 복잡한 기계가 아닙니다. 압축 공기는 피스톤을 움직이고, 피스톤은 피니언을 돌리고, 피니언은 스템을 돌리고, 스템은 볼을 회전시킵니다. 엔지니어링 가치는 잘 가공된 밸브 본체, 올바른 크기의 액추에이터, 깨끗한 공기, 프로세스 위험에 맞는 안전 장치 배열 등 세부 사항에 있습니다. 이러한 세부 사항을 적절하게 처리하면 공압 작동식 볼 밸브가 수년 동안 빠르고 반복 가능하며 신뢰할 수 있는 유량 제어를 제공할 수 있습니다.
