Plate valve 작동원리

 

A. Plate valve 의 유형

 

Plate valve (or Channel valve) 는 제작 단가가 낮고 자동(스프링)으로 개폐되는 형식으로 용적식 펌프의 펌프의 in/out 에 설치하여 사용합니다. 이러한 형식의 밸브는 고진공을 형성하거나 최소한의 압력강하를 유지해야 하는 구간에서 적용할 수 있으며 밸브의 형식은 다음과 같습니다. 

 

 1. Plate or Disk type (그림 1) : 판형과 디스크 유형의 Plate valve.

 

그림 1.

 2. Mushroom or poppet type (그림 2) : 버섯 모양 및 포핏 유형의 Plate valve.

 

그림 2.

 

 

 

 

B. 작동 원리

 

Plate valve 는 각각의 유형에 따라 제한된 이동거리 (Stroke)를 갖고 있습니다. 이는 제조사별 모델별로 차이가 있으나 약 6~15mm 를 유지한 상태에서 압력의 차이(1~5 psi)가 발생할 때 상하로 움직여 유체의 흐름을 개방/폐쇄 하게되며 정지시 작동은 스프링의 압력에 의해 제한받게 됩니다.

 

플레이트 표면의 개구부를 통과하는 유체의 속도는 약 25.4 m/sec. (5,000 ft/min.) 로 추정하며 통과하는 유체는 관성력을 최소화 하기 위해 가벼워야 합니다. 스프링 압력은 장력에 의해 조절되며 마찰 저항을 고려하여 판의 크기를 결정합니다. (2 inch, 3 inch, 5 inch, 6 inch) 사용 유체의 다중성에는 작은 밸브가 유효적으로 작동할 수 있습니다. 

 

포핏(poppet) 형색의 플레이트 밸브는 고압으로 작동하는 구간에서 선호되며 판 형태의 밸브는 케이지의 유체 흐름을 역전시키는 구간이 필요한 곳에 적용합니다. 유체의 흐름을 역전시킨다는 것은 플레이트 밸브는 스프링에 의해 의도한 방향으로 Closed 상태를 유지하고 있습니다. 유체의 흐름이 약할 때는 스프링의 장력을 이겨내고 나아갈 힘이 없지만 유체의 압력이 증가하여 스프링 장력보다 세질 경우 플레이트를 밀고 나가면서 유체의 흐름을 역전시키게 됩니다. 

 

 

내용정리

 

Plate valve는 Channel valve 로도 호칭하며 Plate 형식과 Poppet 형식으로 구분됩니다. 유체의 흐름을 역전시킬 때 사용하는 용도로 사용하며 왕복동 컴프레셔의 in/out 과 같이 압력강하를 최소화 히애 하는 구간에 적용합니다. 사용상에 문제점은 컴프레셔 흡기/토출단에서 작동 빈도수의 증가와 함게 고장이 발생한다는 것인데 고정부(볼트/너트) 가 풀리거나 플레이트의 표면에 작은 Crack이 성장하면서 일부를 시키는 경우가 발생할 수 있습니다. 

 

Inside Insights (Chandler)

 

참고문헌

 

1910, KENT mechanical engineers pocket-book.