앞서 언급했듯이 밸브의 종류, 재질, 작동 방식 등은 매우 다양하다.
그래서 일단 대표적으로 많이 쓰이는 밸브에 대해서 아주 간단하게 알아보려고 한다.
(양이 워낙 방대해서 일일이 정리하는 것은 비효율적이다…) 아래 자리에 이어서 대표적으로 많이 쓰이는 밸브들을 정리해 보았다.
https://blog.naver.com/palmarius/222647419950
플랜트 배관설계: 밸브의 정의와 사용목적(개폐, 조절, 역류방지, 방향전환, 토출, 교축현상, 크래킹압력) 밸브(valve)는 산업플랜트 전반에서 활용되는 중요한 기계장치다.
밸브는 작동방식, 사용목적, 흐른다…blog.naver.com
셀 수 없이 많은 밸브가 있지만 게이트밸브, 버터플라이밸브, 그 로브밸브, 체크밸브, 플러그밸브(plug valbe), 볼밸브(ball valve), 컨트롤밸브(control valve), 릴리프밸브(relief valve) 등이 가장 일반적이다.
이 밸브들을 먼저 살펴보자.■ 게이트 밸브(Gate Valves)
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게이트 밸브 작동 원리
게이트 밸브는 가장 많이 사용되는 밸브 중 하나이다.
게이트 밸브는 밸브의 Disc(gate)가 유체가 흐르는 유로를 수직으로 열거나 막아(on-off) 유체 유동을 제어하는 밸브다.
게이트 밸브는 내부에 위치한 Disc(gate)가 수문 역할을 한다.
핸들을 조작하면 회전하는 나사식 시스템에 의해 Disc(gate)가 오리피스를 직접 가로질러 유로를 열거나 차단한다.
게이트 밸브를 통과하는 유체가 흐른 방향 그대로 밸브를 통과해 지나간다.
즉, 유체의 유동방향이 배관의 축방향(또는 유선방향)이다.
그 때문에 원래 유체가 가지고 있던 압력의 손실이 적다.
(게이트 밸브를 통과하는 유체의 압력 강하가 낮다.
)
게이트 밸브의 구성 요소
게이트 밸브는 일반적으로 핸들을 완전히 열거나 닫는 온오프를 목적으로 사용된다.
적당히 관로를 열거나 닫아서 유량이나 압력을 조절하는 슬로트링 목적으로는 거의 사용하지 않는다.
(아래의 그 로브 밸브가 throttling 목적으로 많이 쓰인다.
) https://blog.naver.com/palmarius/222649630210
플랜트 배관 설계 : 밸브의 분류(classification)(function, appplication, trimmotion, port size에 따른 분류) ■ 밸브의 종류가 다양한 만큼 밸브의 분류 방법도 다양하다.
보통 제조사에……blog.naver.com
■ 버터플라이 밸브(butterfly valve)
버터플라이 밸브(butterfly valve)는 게이트 밸브와 같이 밸브 내 Disc를 통해 유체의 흐름을 제어한다.
게이트 밸브와의 차이점은 회전형(rotary) 시스템에서 원형 Disc가 회전하고 유로가 on-off된다는 것이다.
회전하는 Disc의 모습이 나비를 닮았기 때문에 butterfly valve라고 한다.
주로 저압의 물이 흐르는 경우(소화전 주변 소방배관 등)나 대구경 배관에서 사용된다.
버터플라이 밸브의 연결 타입(end Connection type)에 따라 하단의 그림과 같이 Wafer type, Semi-Lug type, Lug type, Double Flanged type이 있다.
버터플라이 밸브의 연결 타입■ 그로브밸브(Globe Valves)구로브밸브 작동 원리그 로브밸브(Globe Valve)는 게이트 밸브와 함께 가장 많이 사용되는 밸브다.
그 로브밸브는 Disk가 set를 개폐해 유량 및 압력 등을 조절(throttling)하는 밸브다.
구형 밸브 혹은 스톱 밸브라고도 부른다.
구 로브밸브의 구성 요소구로브밸브를 지나는 유체는 밸브를 지나 유동 방향이 S자로 바뀐다.
(즉, 그 로브 밸브의 오리피스가 유체가 유동하는 방향과 같지 않다.
) 다시 올라가 게이트 밸브를 지나는 유체와 비교해 보자. 밸브 내부에서 유체가 흐르는 방향 변화에 차이가 있음을 알 수 있다.
따라서, 그 로브 밸브는 게이트 밸브보다 압력 강하가 크다.
(그 로브밸브에서 유체의 에너지 손실이 더 큰) 유체의 개폐(on-off)는 스템에 연결된 디스크 또는 플러그가 set을 막으면서 이루어진다.
그 로브밸브 내부에서는 유체의 흐름 방향이 바뀐다.
또 다른 게이트 밸브와 그 로브 밸브의 차이점은 그 로브 밸브가 스로틀링(throttling)에 사용된다는 것이다.
유체의 압력 강하가 크기 때문에 상대적으로 안정적으로 유로의 단면적을 조절하여 유량과 압력을 제어할 수 있다.
앵글 밸브(angle valve)도 일종의 그 로브 밸브다.
다양한 종류의 angle valve – GENEBRE■ 플러그 밸브(Plug Valves), 볼 밸브(Ball Valves)플러그 밸브의 작동 원리플러그 밸브(plug valve or cock valve)는 플러그 형태의 Disc가 유로를 개폐하여 작동하는 밸브이다.
플러그 밸브는 가장 역사가 깊고 기본적인 형태를 가진 밸브다.
(아래 그림 참조)플러그 밸브의 구성 요소가장 대표적인 플러그 밸브가 볼 밸브다.
(자료에 따라 플러그 밸브와 볼 밸브의 작동 방식은 거의 비슷하지만 다른 종류의 밸브로 구분하기도 한다.
) 볼 밸브는 개폐 부분에 핸들과 연결된 구멍이 뚫린 구체(sphere)가 있으며 핸들의 회전에 의해 구멍을 막거나 열어 밸브를 개폐한다.
볼 밸브는 주로 유체가 기체일 때 많이 쓰인다.
또는 fuelgas 및 fueloil 등 연료계통에도 많이 설치된다.
볼 밸브의 작동 원리■ 체크밸브(Check Valves)스윙 체크 밸브 작동 원리스윙 체크 밸브 작동 원리체크밸브(check valve)는 관로에서 유체의 역류(nonreturn)를 방지하기 위해 사용한다.
체크밸브도 다양한 종류가 있는데, 가장 유명한 것이 스윙체크밸브(swing check valve)와 리프트체크밸브(lift check valve)다.
리프트 체크밸브의 작동원리통상 스윙 체크 밸브는 2″이상, 리프트 체크 밸브는 2″이하로 사용되는 경우가 많다.
이 외에도 하단 그림과 같이 역류방지를 위한 밸브의 작동방식에 따라 여러 체크밸브가 존재한다.
다양한 체크 밸브■ 컨트롤 밸브(Control Valves)컨트롤 밸브(control valve)는 센서가 감지한 신호에 따라 자동으로 압력과 유량을 조절하기 위해 사용된다.
통상 컨트롤 밸브는 그 로브 밸브 형태로 제작되며, 아래와 같은 작동 프로세스에 따라 유량 또는 압력을 제어한다.
컨트롤 밸브의 작동 과정다이어프램(diphragm) 컨트롤 밸브는 플랜트 현장에서 흔히 볼 수 있다.
(아래 그림 참조) 컨트롤 밸브는 작동 방식이 다른 밸브보다 복잡하고 계장(instrument) 요소가 많기 때문에 다른 포스트를 통해 따로 정리한다.
공기압 다이어프램 제어 밸브■ 릴리프 밸브(Relief Valves)Pressure Relief Valve(PRV) 압력 감쇠 밸브릴리프 밸브(relief valve)는 안전, 기계 파손 방지, 프로세스 압력 유지 등을 위해 시스템 내부의 유체를 조건에 따라 배출시켜 과도한 압력을 조절하는 밸브다.
대표적으로 위 그림과 같은 압력 감쇠 밸브(Pressure Relief Valve, PRF)가 있다.
일정 압력 이상으로 스프링이 힘을 받으면 자동으로 열려 압력을 낮춰준다.
릴리프 밸브(relief valve)모든 밸브에 대해 자세히 알기도 어려우므로 위와 같은 사용 빈도가 높은 밸브에 대해서만 의사소통이 가능한 정도만 파악해 두자. 어차피 밸브 선정 및 구매 시 사양서와 밸브 메이커(Vendor)의 specification 및 카탈로그를 제공받아 활용해야 한다.