제어 밸브의 종류와 작동 기준

핵심 정리

제어 밸브는 관로를 흐르는 유체의 통로를 여닫거나 바꾸어 흐름의 방향, 압력, 유량을 조절하는 장치다. 열린 밸브에서는 유체가 높은 압력 쪽에서 낮은 압력 쪽으로 흐른다. 유압·공압 회로에서 밸브는 펌프가 만든 에너지를 필요한 액추에이터로 나누어 보낸다. 따라서 회로의 동작은 밸브가 무엇을 제어하는지에 따라 정해진다.

밸브는 제어 목적에 따라 구분한다. 방향 제어에는 스풀 밸브와 슬라이드 밸브가 대표적으로 쓰인다. 두 밸브는 모두 흐름 방향을 바꾸는 방향 제어 밸브다. 체크 밸브는 흐름 방향을 바꾸지 않고 한 방향의 흐름만 허용한다. 체크 밸브는 유체의 흐름을 한 방향으로만 허용하는 방향 제어 밸브다. 체크 밸브는 역류를 막으며, 대부분 유체 자체의 압력으로 작동한다.

압력 제어 밸브는 회로 압력을 설정값 안에 유지한다. 릴리프 밸브는 설정 압력을 넘으면 유체를 배출해 압력을 제한하는 압력 제어 밸브다. 감압 밸브는 유체의 압력을 낮추어 일정하게 유지하는 압력 제어 밸브다.

순서 제어에는 설정 압력 도달 시 작동 압력 시퀀스 밸브를 쓴다. 설정 압력에 도달하면 유로를 열어 분기 회로의 액추에이터를 순서대로 작동시킨다. 압력 시퀀스 밸브는 흐름 방향이 아니라 압력의 크기를 기준으로 작동한다.

유량 제어에는 흐름 방향은 제어하지 않음 교축 밸브를 쓴다. 교축 밸브는 유로 면적을 줄여 유량을 조절한다.교축 밸브는 유로 면적을 줄여 유량을 조절하는 밸브로 흐름 방향을 제어하지 않는다. 셔틀 밸브는 두 입구 가운데 압력이 높은 쪽을 출구에 연결하는 양방향 제어 밸브다.

자세히

체크 밸브의 한 방향 흐름과 역류 방지

체크 밸브는 방향을 바꾸는 밸브와 달리 흐름을 열거나 막는 역할만 한다. 스풀은 레버, 파일럿 압력, 솔레노이드로 위치를 바꾸어 유로를 전환한다. 반면 체크 밸브는 허용된 방향으로만 열리고 반대 방향의 흐름은 막도록 구성된다. 따라서 체크 밸브를 양방향 흐름을 조절하는 밸브로 보면 안 된다. 체크 밸브는 역류 방지를 목적으로 하므로, 흐름이 되돌아오려는 순간에도 차단을 유지한다. 외부 조작 없이 유체 압력만으로 작동하는 경우가 많다는 점도 방향 전환 밸브와 구분하는 기준이다.

슬루스 밸브, 콕, 스프링의 구분

슬루스 밸브는 유체 흐름 방향에 직각으로 미끄러져 유로를 여닫는 밸브다. 콕은 원뿔형 플러그를 90도 회전시켜 유로를 여닫는 밸브다. 두 밸브는 모두 유로를 여닫지만, 슬루스 밸브는 직선으로 미끄러지고 콕은 회전한다. 이 운동 방식의 차이를 알아야 직선 이동과 회전 이동을 묻는 선지를 가릴 수 있다. 같은 묶음에 든 스프링은 결합용이 아닌 제어용 기계요소이며 부품을 결합하지 않는다. 따라서 스프링을 결합 요소로 분류한 선지는 틀린 것이다.