[스크랩] 솔레노이드밸브

*솔레노이드 밸브(전자변)*

 

현장에서 많이 접하게 되는 솔밸브(전자변)에 대해서 예기를 하고자 한다.
저수조나 고가수조에 급수를 공급하는 급수배관 시설에서 아주 중요한 역활을 하는게 솔밸브이다.
솔밸브는 워터링밸브에 부착되어 한 조로 설치 되어 있다.
전자변의 유도 코일에 전원이 공급되면 동작되면 내부의 원형 구조물이 전자석이 되어 위로 당겨 지면서 막고 있는

고무판을 열어 주는 역활을 한다.
보통은 투라인 레벨의 자동회로에 연계되어 설치되어서 동작을 한다.

특히나 고가수조인 경우에는 건물 한 동에만 급수가 공급되는게 아니라 여러동의 고가수조에 하나의 펌프 시설에

의존해서 급수를 공급 하다 보니 각 동 고가수조의 높이에 따른 솔밸브 압력 조절이 필요하기도 하다.

 

*솔레노이드 밸브 작동 원리 *

-.작동 원리

솔레노이드 밸브는 다음과 같은 두개 기본 부품의 조합이다.
(1) 자기(磁氣) 코어(core)가 있는 솔레노이드(전자석)
(2) 한 개 또는 그 이상의 오리피스(orifice)가 있는 밸브 몸체
  오리피스를 통한 유체의 흐름은 솔레노이드에 전류를 통할 때(energized) 또는 전류가 통하지 않을 때(de-energized)

  코어의 움직임에 의하여 닫히거나 열리면서 제어된다.

1. 직동 밸브(Direct Acting Valve)(그림 1. 1A와 1B)
  직동 밸브에서는 솔레노이드에 전기가 통하였을 때 코어가 직접, 평상시 닫혀 있는(Normally Closed) 밸브의 오리피스를 열

  거나, 또는 평상시 열려 있는(Normally Open) 밸브의 오리피스를 닫는다. 이러한 밸브는 압력 0에서 최고 정격압력 사이에서

  정상적으로 작동한다.
  밸브를 열기위한 힘은 오리피스 크기 및 유체 압력에 비례한다. 즉, 오리피스 크기가 증가하면 밸브를 열기위한 힘도 증가하며,

  솔레노이드 크기를 작게 하면서 큰 오리피스를 열기 위해서는 내부에 파이롯트(pilot)가 사용된다.

2. 내부 파이롯트 작동 밸브(Internal Pilot Operated Valve)(그림 1. 2A와 2B, 그림 2. 3A와 3B)
  이 밸브는 내부에 파이롯트와 블리드 오리피스(bleed orifice)가 있으며, 이것들이 밸브 작동을 위한 보조 압력을 사용할 수

  있도록 해 준다. 솔레노이드에 전기가 통하지 않을때 파이롯트 오리피스는 닫혀 있고 유체 압력은 피스톤과 다이어프램

  (diaphragm) 위에 가하면서 확실한 닫힘을 위해 내려 누르고 있다.
  솔레노이드에 전기가 통할 때 밸브의 출구 쪽을 거쳐 피스톤 또는 다이어프램 위에서부터 압력이 이완되면서 코어가 파이롯트

  오리피스를 연다. 유체 압력 그 자신은 다이어프램과 피스톤을 주 오리피스로부터 들어 올려 밸브를 연다.
  이러한 내부 파이롯트 작동 밸브에는 다음과 같은 두 가지 구조가 있다.
  (1) 열린 상태를 유지하기 위하여 최소한의 밸브 입·출구 압력차를 요구하는 부동(浮動) 다이어프램 또는 피스톤
  (2) 솔레노이드 코어에 의해 기계적으로 고정시켜 열린 상태인 헝 형(Hung-Type) 다이어프램 또는 피스톤으로서

        0 압력차에서 열리면서 열린 상태를 유지한다.

3. 수동 리셋 밸브(Manual Reset Valve)(그림 2. 4A와 4B)
   수동 리셋 밸브는 수동으로 핸들을 조작하여 위치 변경을 해야 하며, 밸브 구조 형태에 따라 솔레노이드에 전기가 통하거나

   또는 통하지 않을 때에만 제 자리로 되돌아 온다.

 

솔레노이드 밸브의 종류

 1. 2 Way 밸브 : 2 Way 밸브는 각각 한 개의 입구와 출구에 파이프 접속 구를 가지고 있다. 이 밸브는 유체 흐름의 열고

    닫음을 다음중 하나의 방식으로 행하고 있다.
     (1) 평상시 닫힘 구조(Normally Closed Construction)
            전기가 통하지 않을 때 닫혀 있다가 전기가 통할 때 열림.
     (2) 평상시 열림 구조(Normally Open Construction)
            전기가 통하지 않을 때 열려 있다가 전기가 통할 때 닫힘(그림 1).

2. 3 Way 밸브  : 3 Way 밸브에는 세 개의 파이프 접속구와 두개의 오리피스(하나가 열릴 때 다른 하나는 닫힘)가 있다.

    주로 다이어프램 밸브나 단동 실린더에 압력을 가하거나 배기시킬 때 사용되며, 다음과 같은 세 가지 작동 방식이 있다.
    (1) 평상시 닫힘 구조(Normally Closed Construction)
           밸브에 전기가 통하지 않을 때 압력 포트(port)는 닫히고 배기 포트는 실린더 포트로 연결된다. 밸브에 전기가

           통할때에는 압력 포트가 실린더 포트에 연결되고 배기 포트는 닫힌다.
    (2) 평상시 열림 구조(Normally Open Construction)
           밸브에 전기가 통하지 않을때 압력 포트는 실린더 포트에 연결되고 배기 포트는 닫힌다. 밸브에 전기가 통할 때에는

           압력 포트가 닫히고 실린더 포트는 배기 포트에 연결된다.
    (3) 만능 구조(Universal Construction)
           이 밸브는 평상시 닫힘 상태나 평상시 열림 상태 어느 것이나 가능하고, 두 가지 유체중 어느 하나 만을 선택할 수 있고,

          또한 유체 흐름을 어느 한 쪽에서 다른 쪽으로 우회시킬 수 있다

3. 4 Way 밸브 ; 4 Way 밸브는 일반적으로 복동 실린더를 작동할 때 사용된다.
          이 밸브는 다음과 같은 네 개 또는 다섯 개의 파이프 접속구를 가지고 있다: 한 개의 압력 포트와 두개의 실린더 포트 및

          한 개 또는 두개의 배기 포트A 위치에서 압력은 하나의 실린더 포트에 연결되고 다른 것은 배기로 연결되며, B 위치에서

          압력과 배기 방향이 역전된다.

응답 시간

    완전히 닫힌후부터 완전히 열릴때까지, 또는 그 반대의 응답 시간은 밸브 사이즈, 작동 방식, 전기 공급 상태, 유체, 온도,

    입구 압력, 압력 강하에 따라 달라진다.
    평균적인 조건 하에서 공기용 AC 밸브에 대한 응답 시간은 다음과 같이 일반화 할 수 있다.
    (1) 소형 직동 밸브: 5-10 millisecond
    (2) 대형 직동 밸브: 20-40 millisecond
    (3) 내부 파이롯트 작동 밸브:
       ① 소형 다이어프램 형: 15-50 millisecond
       ② 대형 다이어프램 형: 50-75 millisecond
       ③ 소형 피스톤 형: 75-100 millisecond
       ④ 대형 피스톤 형: 100-150 millisecond
            일반적으로 사용 유체에 따른 영향은 소형 직동 밸브에서는 거의 없다. 그렇지만 대형 직동 밸브와 내부 파이롯트 작

            동 밸브에서의 응답 시간은 50-100% 정도 느리다. DC 밸브의 응답 시간은 AC 밸브보다 50% 정도 더 느리다.

솔레노이드 코일

     특별히 표기하여 명시하지 않는 한, 대부분의 솔레노이드 밸브들에는 연속 사용 코일(Continuous duty coil)이 장착되어

     있으며, 이 밸브들은 과열되거나 고장 없이 연속적으로 전기를 통할 수 있다.
     표준 코일로서 어느 조정 장치에도 연결시킬 수 있는 18 리드선을 공급하고 있으며, 스패이드, 스크류 터미널과 DIN형

     스패이드 커넥터 코일들도 공급하고 있다. 3상 전력 시스템에 대해서는 2가닥의 선을 3상의 어느 2선과도 연결시킬 수 있다.

     모든 코일은 UL, NEMA, IEEE 및 기타 다른 산업 표준들과 부합하여 제작되었다.
      Class B, F, 및 H 절연 시스템은 guide No. OBJY2의 UL 인정 부품 색인(노란색)에 수록되어 있다

1. 코일 작동 전압 사용 범위
     모든 코일은 산업용 전압으로 설계되어 있고 다음 전압 범위에서 사용될 수 있다

Note: 일반적으로 더 넓은 전압 사용 범위를 요하는 밧데리 충전 회로를 위해서는 특별한 코일이 필요한다. 이러한 응용에는

           특별한 연속 사용 등급 Class H 코일은 대기 온도60℃(140℉) 이하에서 전압 사용 범위가 공칭 이하 12-28%까지

           가능하다. 카달로그 넘버에 접두어 “HC”를 첨가한 표준 공칭 전압 125VDC와 250VDC는 각각 90-140 및 180-280

           전압의 범위까지 사용이 가능하다.
           대부분의 솔레노이드 밸브들은 구조에 따라 최대 작동 압력 차(M.O.P.D.) 하에서 공칭 전압 이하 15%까지 작동하며,

           짧은 시간 동안은 공칭 전압 이상10%까지 작동할 수 있다.

2. 소비 전력
     소비 전력은 각 시리즈 쪽에 나타나 있는 Watt Rating에서 구할 수 있다.
      AC 밸브에 대해서는 와트(watt), 볼트-암페어(volt-ampere) “Inrush”(코일에 전기가 통할 때 발생하는 높은

      순간적인 서지)와 볼트-암페어(volt-ampere) “Holding”(Inrush 다음에 일어나는 연속적인 끌어당김) 이 나타나 있다.

       Inrush와 Holding의 정격 전류는 정격 볼트-암페어(volt-ampere rating)를 전압으로 나눔으로써 다음과 같이 구할 수 있다.

      DC 밸브에는 돌입 전류(Inrush current)가 없다. 정격 전류는 정격 DC 와트를 전압으로 나눔으로써 다음과 같이 구할 수 있다.
      Watts(DC) Amps = Voltage
      Notes:
      (1) 밸브에 오랫동안 전기가 통하였을 때에는 솔레노이드가 뜨거워졌기 때문에 아주 짧은 시간 동안만 손으로 대 볼 수 있다.

            이것은 완벽하게 작동하는 안전 온도이다.
            어떠한 과도한 열도 연기나 코일 절연체의 타는 냄새로 알 수 있다.
      (2) AC 밸브는 간단히 코일을 바꿈으로써 다른 전압으로 변경할 수 있다. 마찬가지로 DC 밸브도 다른 전압으로 바꿀 수 있다.

           하지만, AC에서 DC 또는 반대로 DC에서 AC로 바꿀 때에는 각 제 조업체와 상의하기 바란다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 봄바다.

글쓴이 : 작은거인 원글보기

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