밸브 액츄에이터 소개

밸브 액츄에이터

밸브 작동기는 밸브를 작동하는 데 필요한 토크와 자동 작동의 필요성을 포함한 다양한 요소를 기준으로 선택됩니다. 액추에이터 유형에는 수동 핸드휠, 수동 레버, 전기 모터, 공압식, 솔레노이드, 유압 피스톤 및 자체 작동식이 포함됩니다. 수동 핸드휠과 레버를 제외한 모든 액추에이터는 자동 작동에 적합합니다.

수동, 고정 및 해머 액츄에이터
수동 액츄에이터는 밸브를 어떤 위치에든 배치할 수 있지만 자동 작동은 허용하지 않습니다. 가장 일반적인 유형의 기계식 액추에이터는 핸드휠입니다. 이 유형에는 스템에 고정된 핸드휠, 해머 핸드휠, 기어를 통해 스템에 연결된 핸드휠이 포함됩니다.

스템에 고정된 핸드휠
스템에 고정된 오른쪽 핸드휠의 이미지에 표시된 대로 휠의 기계적 이점만 제공합니다. 이러한 밸브가 높은 작동 온도에 노출되면 밸브 바인딩으로 인해 작동이 어려워집니다.

해머 핸드휠
이미지에 표시된 대로 해머 핸드휠은 회전의 일부를 통해 자유롭게 이동한 다음 보조 휠의 러그에 부딪힙니다. 보조 휠은 밸브 스템에 부착됩니다. 이러한 배열을 사용하면 밸브를 두드려 닫아 단단히 닫을 수 있고, 닫혀 있으면 두드려 열 수 있습니다.

수동으로 작동되는 기어박스

수동으로 작동되는 밸브에 추가적인 기계적 이점이 필요한 경우, 밸브 보닛에는 이미지에 표시된 대로 수동으로 작동되는 기어 헤드가 장착됩니다. 피니언 샤프트에 부착된 특수 렌치나 핸드휠을 사용하면 기어 이점 없이 두 사람이 필요할 때 한 사람이 밸브를 작동할 수 있습니다. 밸브 스템의 1회전을 생성하려면 피니언을 여러 번 회전해야 하기 때문에 대형 밸브의 작동 시간은 매우 깁니다. 피니언 샤프트에 연결된 휴대용 에어 모터를 사용하면 밸브 작동 시간이 단축됩니다.

수동으로 작동되는 기어박스

수동으로 작동되는 밸브에 추가적인 기계적 이점이 필요한 경우, 밸브 보닛에는 이미지에 표시된 대로 수동으로 작동되는 기어 헤드가 장착됩니다. 피니언 샤프트에 부착된 특수 렌치나 핸드휠을 사용하면 기어 이점 없이 두 사람이 필요할 때 한 사람이 밸브를 작동할 수 있습니다. 밸브 스템의 1회전을 생성하려면 피니언을 여러 번 회전해야 하기 때문에 대형 밸브의 작동 시간은 매우 깁니다. 피니언 샤프트에 연결된 휴대용 에어 모터를 사용하면 밸브 작동 시간이 단축됩니다.

전기 모터 액추에이터

전기 모터는 밸브의 수동, 반자동 및 자동 작동을 허용합니다. 모터는 주로 개방-폐쇄 기능에 사용되지만 아래 이미지에 표시된 대로 밸브를 임의의 지점 개방 위치에 배치할 수 있습니다. 모터는 일반적으로 모터 속도를 줄이고 그에 따라 스템의 토크를 증가시키기 위해 기어열을 통해 연결된 역방향 고속 유형입니다. 모터 회전 방향이 디스크 이동 방향을 결정합니다.
모터가 제어 시스템에 의해 시동될 때처럼 전기적 작동은 반자동일 수 있습니다. 기어 트레인에 맞물릴 수 있는 핸드휠은 밸브의 수동 작동을 제공합니다. 리미트 스위치는 일반적으로 밸브 완전 개방 및 완전 폐쇄 위치에서 모터를 자동으로 정지시키기 위해 제공됩니다. 리미트 스위치는 밸브의 위치에 의해 물리적으로 작동되거나 모터의 토크에 의해 비틀림에 의해 작동됩니다.

유압 액츄에이터

유압 액츄에이터는 공압식 액츄에이터와 유사하게 밸브의 반자동 또는 자동 위치 지정을 제공합니다. 이 액추에이터는 피스톤을 사용하여 신호 압력을 밸브 스템 동작으로 변환합니다. 유압유는 피스톤의 양쪽으로 공급되고 반대쪽은 배출되거나 배출됩니다. 작동유로는 물이나 기름을 사용합니다. 솔레노이드 밸브는 일반적으로 밸브의 열림 또는 닫힘을 지시하기 위해 유압유의 자동 제어에 사용됩니다. 수동 밸브는 유압유 제어에도 사용할 수 있습니다. 따라서 반자동 작동을 제공합니다.

자동 작동 밸브

자체 작동식 밸브는 시스템 유체를 사용하여 밸브 위치를 지정합니다. 릴리프 밸브, 안전 밸브, 체크 밸브, 스팀 트랩 등이 자동 작동 밸브의 예입니다. 이들 밸브는 모두 시스템 유체의 일부 특성을 사용하여 밸브를 작동시킵니다. 이러한 밸브의 작동에는 시스템 유체 에너지 이외의 전원 공급원이 필요하지 않습니다.

싱글 솔레노이드 밸브솔레노이드에 전원이 공급되지 않는 밸브의 위치에 따라 페일오픈 또는 페일클로즈라고 합니다. 페일오픈 솔레노이드 밸브는 스프링 압력에 의해 열리고 솔레노이드에 전원을 공급하면 닫힙니다. 고장 폐쇄 솔레노이드 밸브는 스프링 압력에 의해 닫히고 솔레노이드에 전원을 공급하면 열립니다. 이중 솔레노이드 밸브는 일반적으로 "그대로" 작동하지 않습니다. 즉, 두 솔레노이드의 전원이 차단될 때 밸브 위치는 변경되지 않습니다.
솔레노이드 밸브의 응용 분야 중 하나는 공압 밸브 액추에이터에 공기를 공급하는 데 사용되는 공기 시스템입니다. 솔레노이드 밸브는 공압 작동기에 대한 공기 공급을 제어하고 이에 따라 공압 작동 밸브의 위치를 ​​제어하는 ​​데 사용됩니다.

파워 액츄에이터의 속도

플랜트 안전 고려 사항에 따라 특정 안전 관련 밸브의 밸브 속도가 결정됩니다. 시스템을 매우 빠르게 격리하거나 열어야 하는 경우 매우 빠른 밸브 작동이 필요합니다. 밸브를 열어 상대적으로 차가운 물을 뜨거운 시스템에 주입하는 경우 열충격을 최소화하려면 더 천천히 열어야 합니다. 엔지니어링 설계에서는 속도 및 전력 요구 사항과 액추에이터에 대한 에너지 가용성을 기반으로 안전 관련 밸브용 액추에이터를 선택합니다.

일반적으로 유압, 공압 및 솔레노이드 액추에이터가 가장 빠른 작동을 제공합니다. 그러나 솔레노이드는 크기와 전력 요구 사항이 과도하기 때문에 대형 밸브에는 실용적이지 않습니다. 또한, 유압 및 공압식 액츄에이터에는 유압 또는 공압 에너지를 제공하는 시스템이 필요합니다. 두 경우 모두 작동 속도는 유압 또는 공압 라인에 적절한 크기의 오리피스를 설치하여 설정할 수 있습니다. 어떤 경우에는 밸브가 열린 상태를 유지하기 위해 유압 또는 공압 압력과 반대되는 스프링 압력에 의해 밸브가 닫힙니다.

전기 모터는 상대적으로 빠른 작동을 제공합니다. 실제 밸브 속도는 모터 속도와 기어비의 조합으로 설정됩니다. 이 조합은 약 2초에서 몇 초 범위 내에서 전체 밸브 이동을 제공하도록 선택할 수 있습니다.

밸브 위치 표시

운영자는 플랜트의 지식을 바탕으로 작동할 수 있도록 특정 밸브의 위치 표시를 요구합니다. 이러한 밸브의 경우 원격 밸브 위치 표시는 밸브가 열려 있는지 닫혀 있는지를 나타내는 위치 조명 형태로 제공됩니다. 원격 밸브 위치 표시 회로는 스템과 디스크 위치 또는 액추에이터 위치를 감지하는 위치 감지기를 사용합니다. 위치 감지기의 한 가지 유형은 밸브 움직임에 의해 물리적으로 작동되는 기계식 리미트 스위치입니다.

또 다른 유형은 밸브 움직임에 의해 물리적으로 작동되는 자기 코어의 움직임을 감지하는 자기 스위치 또는 변압기입니다.

로컬 밸브 위치 표시는 밸브 위치를 나타내는 밸브의 시각적으로 식별 가능한 특성을 나타냅니다. 상승 스템 밸브 위치는 스템 위치로 표시됩니다. 비상승 스템 밸브에는 밸브 작동과 동시에 밸브 작동기에 의해 작동되는 작은 기계식 포인터가 있는 경우가 있습니다. 동력 작동식 밸브에는 일반적으로 로컬 밸브 위치 표시를 제공하는 기계식 포인터가 있습니다. 반면에 일부 밸브에는 위치 표시 기능이 없습니다.

밸브 액츄에이터 요약

• 수동 액추에이터는 가장 일반적인 유형의 밸브 액추에이터입니다. 수동 액추에이터에는 밸브 스템에 직접 부착된 핸드휠과 기계적 이점을 제공하기 위해 기어를 통해 부착된 핸드휠이 포함됩니다.
• 전기 모터 액추에이터는 회전 속도를 줄이고 토크를 증가시키는 기어 트레인을 통해 밸브 스템에 연결된 양방향 전기 모터로 구성됩니다.
• 공압식 액츄에이터는 다이어프램의 한쪽 또는 양쪽의 공기 압력을 사용하여 밸브 위치를 지정하는 힘을 제공합니다.
• 유압 액츄에이터는 피스톤의 한쪽 또는 양쪽에 가압된 액체를 사용하여 밸브 위치를 지정하는 데 필요한 힘을 제공합니다.
• 솔레노이드 액츄에이터에는 밸브 스템에 자석 슬러그가 부착되어 있습니다. 밸브를 위치시키는 힘은 밸브 스템의 슬러그와 밸브 액추에이터의 전자석 코일 사이의 자기 인력에서 비롯됩니다.