직동 밸브

개요

Direct Acting Valve 직동 밸브에서는 솔레노이드밸브의 코일에 정격 전기가 통전하였을 때 코일의 전류로 인하여 솔레노이드 밸브의 플랜 져 중심으로 전자석의 형태가 됩니다. 이렇게 솔레노이드 코어가 전원을 인가하여 동작을 하게 되면 평상시 닫혀있는 Normally Closed 밸브에서는 오리피스를 열거나, 또는 평상시 열려 있는(Normally Open) 밸브의 오리피스를 닫는 동작을 합니다. 이렇게 직동타입의 솔레노이드 밸브는 1차 측과 2차 측의 차압이 없더라도 동작할 수 있습니다. 다시 말해 0 압에서 동작이 가능한 밸브입니다. 직동형 솔레노이드 밸브를 열기 위한 힘은 밸브의 오리피스 크기 및 유체 압력에 비례하게 되고 오리피스 크기가 증가하면 밸브를 열기 위한 힘도 증가하여야 합니다. 솔레노이드 크기를 작게 하면서 큰 오리피스를 열기 위해서는 내부에 파이롯트 pilot 가 사용됩니다. 직동형 솔레노이드 밸브의 단점으로는 밸브의 부착형태는 코일 방향이 수직방향이어야 합니다. 밸브를 눕히거나 수평으로 부착하게 되면 플랜 져가 열려 오동작할 수도 있습니다. 또한 유량범위의 경우 직동식 밸브는 파이로트식 밸브에 비하여 좁은 편이며 유량이나 일차 측 압력이 변하면 이차 측 압력이 설정압력에서 벗어나는 offset 현상이 발생할 수도 있습니다.

내용

직동 타입의 솔레노이드 밸브는 밸브의 1차와 2차의 압력차이가 없어도 작동할 수 있는 밸브입니다. 작동 원리에 있어서 직동 솔레노이드 밸브는 아래 사진과 같이 다이어프램이 없습니다. 따라서 기본 구조는 Diaphragm 식 밸브 또는 파이로트식 밸브에 비하여 간단합니다. 직동 솔레노이드 밸브는 코일에 전원이 인가되면 전자석 역할을 하면서 가동 코일을 움직이게 됩니다. 직동 밸브 내부의 가동 코어의 형태는 플랜 져에 밸브 씰에 결합되어 있습니다. NC 타입의 직동식 밸브에서는 압력이 가해지지 않을 때 항상 닫힌 위치에 있습니다. 또한 반대 동작을 하는 NO 밸브 normally Open 밸브의 경우에는 항상 열려 있는 구조입니다. NC 직동식 밸브에서는 솔레노이드 코일에 전압을 인가하지 않으면 밸브는 SEAL에 의하여  닫힌 상태로 유지되고 아래 그림과 같이 출구 포트로 가는 경로를 차단합니다. 아래 직동식 밸브의 구조는 NC 밸브의 구조입니다. 코일에 사용자가 전압을 인가하면  플런저가 모두 위로 당겨져 밸브의 SEAL이 개방되면서 유체가 통과합니다.

직동밸브 기본 구조

이렇게 NC 밸브의 경우에는 이렇게 평상시에는 닫힘 상태로 있다가 솔레노이드 코일에 전원을 인가하면 전자코일이 전자석 역할을 하면서 플랜 져가 끌어올려지면서 열리고 유체가 밸브를 통해 흐를 수 있는 것입니다. 복귀 동작은 투입한 전원을 해제하면 플랜 져에 붙어 있는 스프링 장력에 의하여 복귀 동작을 합니다. 반대의 경우에는 NO 타입의 밸브로 동작 환경은 NC 밸브와 반대로 동작합니다. 직동형 솔레노이드 밸브의 기본 구조에서 사용 유체의 종류에 따라서 다양한 SEAL 재질과 BODY재질을 제조사에 따라 선정할 수 있습니다.

공압 기호 자료실

솔레노이드 밸브의 코일에 전류를 가하면 스프링의 압력에 대항하여 사진과 같이  위쪽으로 당겨지게 됩니다. 그러면 유체가 입구 포트에 위치한 오리피스를 통해 챔버 내부로 밀려 들어가 주 흐름으로 돌아갑니다. 따라서 직동형 솔레노이드 밸브의 부착 형식은 대부분 코일이 하늘 방향으로 가게 수직 방향으로 취부 하여 사용합니다. 이 밸브를 수평형식으로 취부 하면 플랜 져가 열려 밸브가 오동작할 수도 있습니다. 따라서 다양한 제조회사에서는 직동타입의 솔레노이드 밸브의 경우 부착 형식을 지정하고 있습니다. 직동형 솔레노이드 밸브라고 해서 반드시 수직 방향으로 취부 해야만 하는 것은 아니고 제조사에 따라서 부착 자세가 자유로운 제품도 있습니다.

기타

직동 솔레노이드 밸브의 주요한 특징은 차압이 0 상태에서 동작할 수 있다는 것입니다. 반면에 파이롯트 타입의 솔레노이드 밸브의 경우에는 일반적으로 1 차압이 어느 정도 있어야 효과적으로 작동할 수 있습니다. 따라서 최소한의 압력 차이가 필요합니다. 그렇지만 파이롯트 방식의 솔레노이드 방식에서도 파이로트 킥 방식의 경우에서는 차압 제로에서도 작동하는 밸브가 있으므로 파이롯트 타입의 솔레노이드 밸브라고 해서 반드시 차압이 있어야 하는 것은 아닙니다. 직동식 솔레노이드 밸브의 경우 비교적 간단한 구조로 파이로트 타입에 비하여 경제적이고 비교적 큰 유량에 적합한 솔레노이드 밸브입니다. 그렇지만 반드시 그러한 것은 아니고 대용량에서도 파이롯트 방식으로 동작하는 밸브도 많이 있습니다. 직동식 밸브의 경우 구조적으로 기계적으로 움직이는 부품이 최소화되어 좁은 공간에도 설치할 수 있습니다. 또한 일반적인 직동 타입의 밸브에서는 차압이 필요하지 않기 때문에 열림과 닫힘 속도가 매우 빠릅니다. 파일럿 식 솔레노이드 밸브의 경우 정압보다는 부압 회로에서 작동이 원활한 편입니다. 크기가 작고 비용 효율적입니다. 직동형 솔레노이드 밸브는 제품에 따라서 고압 조건 및 고유량 조건에서 효율적으로 작동할 수 있는 편입니다. 직동식 밸브에서의 오리피스경의 경우 오리피스의 경이 작으면 작을수록 2차 측의 압력은 상승하지만 유량은 감소하고 오리피스경이 커질수록 유량은 증가하나 압력은 감소합니다. 따라서 염색 계통의 강력한 잉크등을 분사할 경우 오리피스경은 적은 것을 선택하는 이유입니다.

AB21 직동식 솔레노이드 밸브.pdf

2.75MB

위의 자료는 CKD 직동형 솔레노이드 밸브 AB21 시리즈 및 AB31 시리즈등에 대한 카탈로그 자료입니다.

kst 직동 솔레노이드 밸브 KCC 정공.pdf

1.07MB

케이시시정공의 직동형 솔레노이드밸브 KST 타입 카탈로그 자료 참조 합니다.