유압밸브의 종류

유압 밸브는 다음 세 가지 주요 목적 중 하나를 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 

1. 유체의 제어 유량
2. 시스템 또는 라인의 유체 압력 모니터링 및 제어
3. 유체 방향 제어

이러한 세 가지 등급의 유압 밸브 각각에 대해 설명하고 각각에 대한 밸브 종류에 대해 알아보겠습니다. 

 

1) 유압 유량 제어 밸브

유압 시스템에서 유압유량 제어밸브는 유압유의 유량을 유지하거나 조정하는 데 사용됩니다.  일반적으로 유량 영역을 변경할 수 있는 개구부 또는 포트이며 해당 유량 영역을 변경하여 유량에 영향을 미칩니다.

 

 

 

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일반적인 예는 유압 실린더를 늘리거나 수축하는 속도를 제어하는 것입니다. 때로는 유압 모터 또는 다른 유압 액추에이터에있을 수 있습니다. 작동 속도는 작동유의 유량과 직접적인 관련이 있습니다.

 

유량을 줄이면 속도가 감소하고 유량을 높이면 작동 속도가 증가합니다. 더 큰 유량은 피스톤에 작용하는 더 큰 힘과 같으며, 이는 또한 실린더가 수축되거나 확장되는 더 큰 속도를 의미합니다.

 

 

유량 제어 밸브의 종류

유량 제어 밸브는 유량을 변경하기 위해 사용하는 원리 방법에 따라 다릅니다. 유량은 하나 이상의 유량 유형이 있기 때문에 포괄적인 용어이며 mm3/sec로 표시되는 체적 유량이 있습니다. 이것은 유압 피스톤 로드의 선형 속도를 계산하는 데 사용됩니다.

 

파운드/초로 측정되는 중량 유량은 일반적으로 주로 영국식 단위로 전력을 계산하는 데 사용됩니다. 일반적으로 감속 또는 가속할 때 관성력을 계산하는 데 사용되는 kg/sec로 측정되는 질량 유량도 있습니다.

 

유량 제어 밸브는 기본적으로 단위 시간당 밸브를 통과하는 유체의 양을 조절하기 때문에 모든 유량 제어 밸브는 모든 유형의 유량에 사용할 수 있습니다. 유량을 변경하는 데 사용되는 메커니즘에 따라 다릅니다.

 

예를 들어:

• 볼 밸브
• 니들 핀 유량 제어 밸브
• 다이어프램 밸브
• 버터플라이 밸브

 

따라서 주어진 유량 제어 밸브는 유량을 조절하는 특정 원리 방법을 달성하기 위해 특정 메커니즘을 사용하여 작동합니다. 기본 메커니즘은 사용할 경우 흐름 제어가 다양해질 것이라는 과학적 개념입니다. 메커니즘은 과학적 개념을 달성하기 위해 사용하는 도구입니다.

 

 

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유량 제어 메커니즘에 따른 유압 밸브의 종류

볼 밸브

볼 밸브는 구멍이 있는 볼의 메커니즘을 사용하며 구멍이 입력과 출력을 정렬할 때마다 유압유가 해당 경로로 흐릅니다. 따라서 여러 볼 밸브 구성이 있으며 이러한 구성은 연결된 입력 및 출력의 수에 따라 달라집니다. 양방향, 3방향 또는 4방향 볼 밸브가 될 수 있습니다.

 

 

 

2방향 볼 밸브에서 흐름은 하나의 입력과 하나의 출력 사이에만 있습니다. 공을 흐름 방향에 수직으로 돌리면 통로가 완전히 차단됩니다. 3방향 볼 밸브와 같은 다른 구성에서는 필요에 따라 선택한 두 개의 포트를 연결할 수 있습니다.

 

 

볼 밸브 메커니즘은 흐름을 차단하거나 열기 위한 "스위치"로 사용됩니다. 부분적으로만 돌릴 때 스로틀 밸브로도 사용할 수 있지만 스로틀링에는 적합하지 않습니다.

 

 

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니들 핀 밸브

니들 핀 밸브는 저압 응용 분야에서 높은 정확도로 유량을 제어하는 데 사용됩니다. 특히 압력 보상 유량 제어에서 유량을 제어하는 데 사용됩니다.

 

 

 

니들 밸브는 흐름을 차단하기 위해 테이퍼 오리피스에 있는 플런저와 함께 작동합니다. 흐름을 열고 닫는 것은 플런저를 들어 올려 이루어집니다.

 

버터플라이 밸브

버터플라이 메커니즘은 유체 흐름 제어의 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 대칭 이동된 디스크를 통합하여 경로를 열거나 닫습니다. 디스크는 수동으로 회전하거나 스템에 연결된 전기 모터를 사용하여 회전할 수 있습니다.

 

 

버터플라이 밸브는 매우 저렴한 유량 제어 수단입니다. 또한 가볍고 디스크 재료는 다양한 유압 유체 특성을 수용하기 위해 방대한 재료로 제공됩니다. 흐름을 차단하고 흐름을 조절하는 데 사용할 수 있습니다.

 

 

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2) 유체 압력 제어

압력 제어 밸브는 유압 시스템의 유체 압력을 조절하는 데 사용되며 시스템 압력이 특정 설정점을 초과하지 않는지 확인하여 수행됩니다.

 

 

 

압력 제어 밸브의 종류

아래 나열된 몇 가지 유형의 압력 제어 유압 밸브가 있습니다.

 

릴리프 밸브

시스템 압력을 설정 수준 이하로 유지합니다. 밸브의 상류 또는 하류 압력을 유지하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 압력 스파이크 또는 펄스로부터 장비를 보호하는 역할도 합니다.

 

시퀀스 밸브

압력 작동 밸브이며 일반적으로 유체 압력이 일정 수준으로 상승할 때 열리는 일반적으로 닫힌 밸브로 제공됩니다

 

카운터밸런스 밸브

이 밸브는 액추에이터로 유체가 자유롭게 흐를 수 있도록 하지만 특정 압력에 도달할 때까지 역류를 차단합니다.

 

언로딩 밸브

특히 기계가 작동하지 않을 때 펌프의 흐름을 멈추거나 제거하고 탱크로 다시 보냅니다.

 

 

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릴리프 밸브

 

많은 유체 동력 시스템은 설정된 압력 한계 내에서 작동합니다. 이러한 한계 또는 범위는 액추에이터가 작업을 수행하는 데 필요한 생성된 힘의 함수입니다. 이를 모니터링하지 않으면 장비가 과도하게 손상될 수 있습니다. 릴리프 밸브는 장비 손상 및 운전자 손상을 방지하기 위한 보호 장치를 제공합니다.

릴리프 밸브가 흐름이 통과하기 시작하는 압력을 크래킹 압력이라고 합니다. 시스템의 현재 압력과 크래킹 압력 간의 차이를 차압 또는 압력 오버라이드라고 합니다.

 

직동식 릴리프 밸브에는 한쪽 끝에서 시스템의 압력에 직접 노출되는 포핏 볼이 있습니다. 다른 쪽 끝에는 시스템 압력에 대해 밀어내는 스프링에 연결됩니다. 직동 밸브가 일반적으로 닫힌 밸브일 때 스프링에 의해 가해지는 힘은 시스템의 힘보다 큽니다.

 

 

 

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파일럿 작동식 릴리프 밸브

 

큰 유량을 완화해야 하지만 작은 압력 오버라이드 또는 작은 차압을 사용하는 응용 분야의 경우 파일럿 작동 릴리프 밸브가 사용됩니다.

 

 

 

감압 밸브

 

유압 시스템에서는 2 차 저압을 조절하기 위해 감압 밸브가 사용됩니다. 이 밸브는 일반적으로 열려 있으며 원치 않는 다운스트림 압력을 받을 때 흐름을 차단하는 양방향 밸브이기도 합니다.

 

 

 

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시퀀스 밸브

 

둘 이상의 액추에이터가 있는 유압 회로에서는 유압 실린더와 같은 액추에이터를 명확한 순서 또는 순서로 구동하는 것이 일반적입니다. 이 결과는 때때로 실린더가 이동해야 하는 하중에 따라 실린더의 크기를 조정하여 달성할 수 있습니다.

많은 설치에서 공간의 제한과 힘 요구 사항은 작업을 수행하는 데 필요한 실린더 크기를 제어합니다. 이러한 시나리오에서는 시퀀스 밸브를 사용하여 필요한 순서로 실린더를 작동할 수 있습니다.

 

시퀀스 밸브는 일반적으로 닫혀 있고 2방향 밸브입니다. 회로에서 여러 기능이 발생해야 하는 순서를 제어합니다. 그들은 직접 작동 식 릴리프 밸브와 유사하지만 스프링 챔버는 일반적으로 릴리프 밸브의 경우와 같이 출구 포트에 내부적으로 배수되는 것과 달리 저장소로 외부에서 배출됩니다.

 

 

 

언로딩 밸브

 

이 밸브는 일반적으로 펌프를 내리는 데 사용됩니다. 시스템의 압력 설정점에 도달한 후 펌프 출력 흐름(일반적으로 많은 펌프가 있는 시스템에서 단일 펌프의 출력)을 저압에서 저장소로 직접 제어합니다.

스프링에 의해 가해지는 힘은 밸브를 닫힌 상태로 유지합니다. 밸브 스풀의 반대쪽 끝에 작용하는 파일럿 신호(일반적으로 외부 파일럿 신호)가 스프링에 의해 가해지는 힘을 능가할 만큼 충분히 큰 힘을 가하면 밸브 스풀이 이동하여 펌프 출력을 저압으로 저장소로 보냅니다.

언로딩 밸브는 스프링이 장착되어 있어 자연스럽게 닫힌 위치에 유지됩니다. 시스템 압력이 조정 가능한 스프링의 힘을 압도하면 밸브가 열립니다.

 

파일럿 언로딩 밸브

언로딩 밸브에는 메인 밸브에 대한 파일럿 제어를 위한 변형도 있습니다. 메인 밸브 플런저를 통과하는 포트는 시스템 압력이 플런저의 양면에 작용할 수 있도록 합니다.

가벼운 스프링과 플런저의 스프링 끝에서 더 큰 표면에 작용하는 시스템 압력은 밸브를 닫힌 위치에 유지합니다.

내장된 체크 밸브는 시스템 압력을 유지합니다. 시스템 압력이 설정값으로 떨어지면 파일럿 밸브가 닫힙니다. 메인 밸브 스풀의 포트를 통과하는 펌프의 흐름은 밸브를 닫습니다.

파일럿 언로딩 밸브에는 양쪽 끝에 펌프 압력이 있는 피스톤이 있습니다.

 

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3) 방향 제어

방향 제어 밸브는 유체가 여러 경로 또는 하나의 소스에서 나올 때 유체가 둘 이상의 경로로 흐를 수 있도록 하며 흐름을 받거나 줄 수 있는 경로를 조절하는 스풀이 내부에 있습니다. 스풀의 위치는 어떤 경로가 활성화되는지를 결정하는 요소입니다. 전자적으로 제어하거나 수동으로 제어할 수 있습니다.

 

 

 

방향 제어 밸브에는 세 가지 기능이 있습니다.

• 유체 흐름 중지
• 유체 흐름 허용
• 유체 흐름의 방향 변경

 

방향 제어 밸브의 종류

방향 제어 밸브에는 여러 유형이 있지만 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 양방향, 3방향 및 4방향 밸브
• 체크 밸브
• 솔레노이드 작동 밸브

 

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다방향 방향 제어 밸브

 

가장 일반적인 방향 제어 밸브는 2방향 밸브라고 합니다. 2방향 밸브는 흐름을 허용하거나 차단합니다. 수도꼭지는 2방향 밸브의 좋은 예입니다. 수도꼭지는 수동 제어로 유체 흐름을 허용하거나 중지합니다.

 

 

 

 

단동 유압 실린더는 작동하기 위해 포트에서 공급과 배기가 필요하여. 3방향 밸브를 사용합니다. 한 위치에서 액추에이터로 유체가 흐르도록 허용하고 다른 위치에서 유체를 배출합니다. 일부 3방향 밸브에는 모든 포트의 흐름을 차단하는 3번째 위치가 있습니다.

 

복동 액추에이터에는 4방향 밸브가 필요하며 밸브는 가압한 다음 두 개의 포트를 상호 의존적으로 배출합니다. 3위치, 4방향 밸브는 액추에이터를 멈추거나 뜨게 합니다. 3위치, 4방향 밸브는 유압 핸들링에서 일반적입니다.

 

 

 

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체크 밸브

 

체크 밸브는 2포트 밸브이며 하나는 유체가 들어가고 다른 하나는 유체가 나가는 것입니다. 폴리머, 금속 및 고무와 같은 다양한 재료로 만든 여러 유형의 체크 밸브가 있습니다. 가장 일반적인 디자인은 스윙 또는 플랩으로 구성됩니다.

 

스윙 또는 플랩 체크 밸브에서 금속 디스크는 역류를 방지하기 위해 힌지 또는 트러니언에서 회전합니다. 더 큰 체크 밸브는 일반적으로 스윙 또는 플랩 유형입니다. 그런 다음 스프링 및 볼 체크 밸브가 있으며  적절하게 프로파일이 있는 시트에 장착되는 볼을 특징으로 합니다.

 

일반적으로 체크 밸브는 스프링력의 작용으로 인한 힘으로 인해 닫힙니다. 유체가 흐르고 유체 압력이 크래킹 압력보다 크면 스풀이 시트에서 벗어난 다음 밸브를 엽니다.

 

 

 

Duckbill 체크 밸브는 +Ve 압력이 가해지지 않는 한 상시 폐쇄 밸브를 생성하는 고무 다이어프램을 사용합니다. 그러나 금속 스윙 또는 플랩 체크 밸브와 달리 고무 덕빌 체크 밸브는 매우 안정적입니다. 고무 체크 밸브는 금속 체크 밸브와 관련된 기계적 마모 문제가 없습니다.

 

 

체크 밸브에서 주목해야 할 중요한 값은 밸브가 작동하는 최소 상류 압력인 크래킹 압력입니다. 일반적으로 체크 밸브는 한 방향으로 유체 흐름을 제어하기 위한 것입니다. 따라서 특정 크래킹 압력에 대해 지정할 수 있습니다.

 

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솔레노이드 밸브

 

솔레노이드 밸브는 액체의 흐름 방향을 열거나 닫거나 변경하기 위해 유압 시스템에 사용되는 솔레노이드 제어 방향 밸브입니다. 밸브는 솔레노이드로 작동하며, 이는 기본적으로 중앙의 강자성 코어 주위에 감긴 전류 전달 와이어 코일입니다. 밸브는 포트라고 하는 많은 챔버로 구성됩니다.

 

솔레노이드는 밸브의 개폐 역할을 하는 밸브 내에서 스풀을 이동하는 데 사용됩니다. 스풀은 피스톤과 같은 원통형 구성 요소로, 위치에 따라 포트를 통한 액체의 흐름을 차단하거나 허용하여 작동합니다.

 

 

 

밸브는 위 그림에서 X와 Y로 표시된 솔레노이드를 사용합니다. 이 솔레노이드는 작동을 위해 밸브의 양쪽에 배치되며 밸브는 Z로 표시된 원통형 스풀로 구성됩니다. 스풀에는 더 큰 직경인 "랜드"와 더 작은 직경인 홈이 있습니다. 랜드는 흐름을 차단하는 기능을 하고 홈은 밸브를 통해 흐르도록 하는 기능을 합니다.

 

 

유압 카트리지 밸브

 

카트리지 밸브는 유압 오일의 압력, 방향 및/또는 유량 제어를 내부적으로 제어합니다. 인라인 밸브의 일종으로 유체 흐름과 평행하게 작동하며 높은 유량과 누출 방지 제어가 필요할 때 가장 잘 사용됩니다.

 

 

 

카트리지 밸브는 캐비티에 이식되고 자체 일체형 하우징이 없기 때문에 몸체가 없는 판막으로 간주됩니다. 단일 카트리지에서 많은 밸브 유형으로 작동할 수 있고 일반적인 배열에는 릴리프, 시퀀스, 파일럿 작동, 흐름 제어 또는 균형이 포함됩니다. 무게가 가볍고 설치가 쉬우며 저렴하고 누출에 강하며 수리가 쉽습니다.

 

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카트리지 밸브에는 슬립인과 스크류 장착의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

 

슬립인 카트리지 밸브

 

슬립인 카트리지 밸브는 패널형 카트리지 밸브라고도 합니다. 작동하려면 추가 파일럿 제어가 필요하며 이 유형의 밸브는 매니폴드의 커버 플레이트에 눌려서 고정됩니다.

 

 

 

스크류 장착 카트리지 밸브

 

스크류 장착 카트리지 밸브는  유압 나사산 카트리지 밸브가 나사산을 통해 매니폴드 블록에 고정되며 각각은 릴리프, 제어 흐름 또는 방향과 같은 단일하고 전문화된 작업을 수행합니다.