감압밸브 목적 작동 원리 종류 비교

감압밸브는 컨트롤 밸브의 일종으로 유체의 압력을 감소시켜주는 밸브 임

1차측 입구의 높은 압력을 밸브 내의 조절나사 및 디스크로 조절하여, 2차 측 출구 압력을 원하는 압력으로 낮춰 주는 역할을 함

 

감압밸브의 목적

• 배관의 심한 침식이나 부식을 방지
• 모터나 펌프 등의 배관설비 파손 방지
• 갑작스런 압력상승으로 인한 수격현상 방지
• 적정 수준의 토수량 유지
• 고압조건에서 필요한 장비설치 불필요

작동형태에 따른 분류

• 자력식 : 대부분 일반 산업체
• 자동제어식 : 자력식 감압밸브 + 자동제어가능 = 대형플랜트 설비(ex: 발전소)

구조

• 직동식 감압밸브는 2차 압력조절 스프링과 메인밸브로만 구성되어 있으며, 스프링과 연결된 다이아프램 또는 벨로우즈에 의해 메인밸브가 직접 구동되는 간단한 구조이며, 주로 소형이나 중형의 감압밸브에 사용
• 파이로트식 감압밸브는 메인밸브와 보조밸브, 두 개의 밸브로 구성되며, 보조밸브는 직동식 감압밸브와 동일한 구조를 갖습니다. 파이로트식 감압밸브는 메인밸브 다이아프램 상부의 압력조절 스프링의 탄성력과 메인밸브 디스크의 자중에 의해 닫혀 있는 구조입니다. 밸브를 열고 닫는 형태에 따라 다이아프램식과 피스톤식으로 나누어지며, 주로 대형 밸브에 사용

직동식 감압밸브 작동원리

1. 직동식 감압밸브의 1차측 압력, P1은 밸브의 작동에는 무관하며, 밸브의 작동에 관여하는 구동력은 다이아프램 상부에 있는 압력조절 스프링의 탄성력(Fs)과 다이아프램 하부에 작용하는 밸브의 2차 측 압력에 의한 유체의 힘이 됨
2. 직동식 감압밸브가 정상흐름 상태일 때 디스크가 특정한 개도를 유지하며 밸브를 통과하는 유량을 제어하게 되는데, 이때 디스크를 열려는 힘, 즉 스프링의 탄성력(Fs)과 디스크를 닫으려는 힘, P2에 의한 유체의 힘이 동일하여 평형을 이룸
3. 만일, 밸브의 2차측 압력, P2가 높아지면 높아진 압력에 의해 유체의 힘이 스프링의 탄성력(Fs) 보다 커져서 디스크가 닫히게 되고 밸브의 2차 측 압력이 다시 낮아지게 되는 것이 직동식 감압밸브의 작동원리

파이로트식 감압밸브 작동원리

1. 파이로트식 감압밸브는 크게 메인벨브와 보조밸브로 구성되며, 보조밸브의 원리는 직동식과 같음
2. 메인밸브 1차측과 메인밸브 다이아프램 상부로 연결된 1차 측 배관에 의해 다이아프램 상부로 유입된 유체의 압력은 보조밸브가 열리면 보조밸브를 통해 메인밸브 2차 측으로 흐르면서 메인밸브 다이아프램 상부의 압력이 어떤 특정한 제어압력(Pc)이 됨
3. Pc의 값은 1차측 배관에 부착된 제어용 니들밸브와 보조밸브의 작동에 의해 결정되며, 보조밸브가 많이 열리면 Pc는 낮아지고, 적게 열리면 Pc는 높아짐
4. Pc가 커지면 메인밸브를 닫으려는 힘이 커져서 밸브는 닫히고, Pc가 작아지면 메인밸브를 닫으려는 힘이 작아져 밸브가 열리게 됨
5. Pc는 메인밸브 다이아프램에 작용하여 민감하고 큰 구동력으로 메인밸브 디스크를 움직이게 함

감압밸브 타입별 특성 비교