솔레노이드 밸브의 구성

1. 솔레노이드 밸브란?

솔레노이드 밸브는 전자기 액추에이터(솔레노이드)와 밸브 본체로 구성된 온/오프 전기 기계적으로 작동되는 밸브입니다. 솔레노이드 플런저 어셈블리는 밸브를 열고 닫는 역할을 하는 밸브 액추에이터입니다. 이 액추에이터는 플런저 동작이 열리거나 닫힐 수 있도록 배열할 수 있습니다. 밸브 본체는 공정 유체와 접촉하는 부품을 포함하는 압력으로 구성됩니다.

 

솔레노이드는 전기 에너지를 기계적 당김/밀기 동작으로 변환하며  철심 주위에 단단히 감긴 와이어 코일과 강자성 플러그 또는 플런저로 구성됩니다. 전류가 코일을 통과할 때 자기장이 생성되며 루프 코일을 따라 흐르는 전류의 경우 원이 결합되어 아래 표시된 자기장을 형성합니다.

 

 

 

더 많은 루프를 추가하면 자기장 라인 또는 플럭스의 양이 증가합니다. 이것은 솔레노이드의 전자기력을 증가시키며, 이는 또한 밸브를 작동시키는 데 더 많은 힘을 의미합니다.

 

또 다른 방법은 코일을 통해 흐르는 전류의 양을 늘리는 것입니다. 이것은 솔레노이드로의 공급 전압을 증가시킴으로써 수행되며  솔레노이드 밸브는 DC 또는 AC로 작동할 수 있고 일반적인 DC 전압은 6, 12, 24 및 240볼트이며  60Hz의 AC는 24, 120, 240 및 480볼트입니다.

 

 

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비례 솔레노이드 밸브

비례 솔레노이드 밸브는 전기 입력에 대한 응답으로 유량 또는 압력의 부드럽고 지속적인 변화를 제공하는 특수 유형의 솔레노이드 밸브입니다. 이 유형은 제어 밸브로 분류할 수 있습니다.

 

솔레노이드 밸브가 비례 밸브가 되려면 플런저 위치를 제어해야 합니다. 일반적으로 스프링에 의해 수행되는 외력을 통해 플런저의 균형을 유지함으로써 달성되며 스프링은 외력이 솔레노이드의 전자기력과 같아질 때까지 압축됩니다. 플런저의 위치를 제어해야 하는 경우 전류를 변경하여 스프링에 불균형한 힘을 가해야 합니다. 스프링은 힘의 균형이 확립될 때까지 압축되거나 늘어납니다.

 

이 유형의 한 가지 문제는 마찰의 영향이며 마찰은 전자기력과 스프링력의 부드러운 균형을 방해합니다. 이 효과를 무효화하기 위해 특수 전자 제어가 사용됩니다. 솔레노이드 밸브 비례 제어 특성에 사용되는 일반적인 방법은 펄스 폭 변조 또는 PWM입니다. PWM 신호를 제어 입력으로 적용하면 솔레노이드가 매우 빠른 속도로 연속적으로 활성화 및 비활성화됩니다.

 

이렇게 하면 플런저가 진동하여 안정적인 위치로 이동하고 플런저의 위치를 변경하려면. 듀티 사이클이라고도 하는 솔레노이드의 켜짐 및 꺼짐 상태가 제어됩니다.

일반 온/오프 솔레노이드 밸브와 달리 비례 솔레노이드 밸브는 비례 공압 액추에이터, 스로틀 밸브, 버너 제어 등과 같이 자동화된 유량 제어가 필요한 응용 분야에 사용됩니다.

 

 

 

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2. 솔레노이드 밸브의 구성

솔레노이드 밸브는 솔레노이드와 밸브 본체의 두 가지 주요 부분으로 분리할 수 있습니다. 솔레노이드는 수동, 공압, 유압 등과 같은 다양한 액추에이터의 한 유형일 뿐이며 솔레노이드는 필요한 작업 유형에 따라 다양한 부품을 가지고 있습니다.

반면에 밸브 본체 구성 요소는 모든 밸브에 대해 동일하지만 디자인과 재질이 다릅니다.

 

다음은 일반적인 솔레노이드 및 밸브 본체 구성 요소입니다.

 

 

 

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코일

코일은 솔레노이드의 주요 부품 중 하나이며 코어 튜브 주위에 단단히 감긴 절연 구리선으로 구성됩니다. 전류가 가해지면 자기장이 생성됩니다.

 

코어

전기자 또는 플런저라고도 하는 코어는 솔레노이드의 움직이는 부분이며  연자성 금속입니다. 부드러움은 낮은 자기장에서 쉽게 자화 및 자기를 제거할 수 있는 강자성 금속을 의미합니다. 코일에 전원이 공급되어 자기장이 생성되면 코어가 끌어당겨져 밸브가 열리거나 닫힙니다.

 

 

코어 스프링

코어 스프링은 자기장이 제거되면 코어를 원래 위치로 되돌립니다. 솔레노이드 어셈블리의 코어 스프링 설계 및 구성은 밸브 작동에 따라 다릅니다. 래칭 타입 솔레노이드 밸브와 같은 일부 설계에서는 스프링을 사용하여 리턴 동작을 생성하지 않습니다.

 

코어 튜브

코어 튜브는 코일이 감겨 있는 곳이며 코일에서 생성된 자속을 향상시키는 연자성 코어 역할을 합니다.

 

고정 코어

고정코어는 자속을 향상시키는 코어 튜브의 닫힌 끝에 설치되며 재료는 연자성 금속입니다.

 

 

 

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진동판

다이어프램은 솔레노이드 어셈블리를 유체에서 분리하는 유연한 재료입니다. 다이어프램은 유체의 압력을 포함하도록 설계되었습니다.

 

스템

스템은 코어 또는 플런저가 부착되는 밸브의 일부입니다. 코어가 코일에 끌리면 스템이 밸브를 작동시키는 코일과 함께 움직입니다.

 

디스크

디스크는 밸브가 닫힐 때 유체의 흐름을 차단합니다. 일부 솔레노이드 밸브 설계에서는 디스크 대신 다이어프램, 벨로우즈 또는 핀치 장치를 사용하여 유체 흐름을 차단합니다. 응용 분야에 따라 디스크는 일반적으로 PTFE 또는 스테인리스 스틸과 같은 부식 및 침식 방지 재료로 만들어집니다.

 

시트

시트는 밸브를 닫을 때 디스크를 누르는 오리피스입니다. 디스크와 마찬가지로 밸브 설계에 따라 시트가 없을 수 있으며 부식 및 침식 방지 재료로 만들어졌습니다. 시트나 디스크가 손상되면 밸브가 통과하여 흐름을 멈출 수 없게 됩니다.

 

씰

다이어프램과 같은 씰은 솔레노이드 어셈블리와 외부 환경을 유체로부터 격리합니다. 응용 분야 및 공정 유체에 따라 PTFE, FKM, NBR 및 EPDM과 같은 다양한 씰 재료를 사용할 수 있습니다.

 

보닛

밸브 보닛은 밸브 본체 상단에 장착되며 코어 튜브와 스템은 보닛을 통해 밸브로 확장됩니다.

 

바디

몸체는 다이어프램, 디스크, 시트 및 입구 및 출구 포트를 고정하는 밸브의 주요 부분입니다.

 

블리드 오리피스

간접 또는 반직접 작동 솔레노이드 밸브의 경우 블리드 오리피스가 다이어프램에 설치됩니다. 일부 밸브 설계는 이퀄라이징 구멍을 사용하며 블리드 오리피스를 사용하면 밸브가 라인 압력을 사용하여 밸브를 열거나 닫을 수 있습니다.

 

파일럿 채널

간접 작동 솔레노이드 밸브의 경우 파일럿 채널이 밸브 본체에 포함되어 있으며 유체가 다이어프램 상단에서 밸브의 다운스트림 측으로 흐르는 곳입니다.