구조 및 작동원리
방향제어 밸브 : 구조에 따라 포핏 밸브와 슬라이드 밸브로 구분
포핏 밸브
- 연결구는 볼, 디스크 또는 원추(cone)에 의하여 열리거나 닫히게 된다. 즉, 밸브의 시트가 탄성이 있는 실에 의하여 밀봉이 되기 때문에 긴 수명을 가지게 된다.
- 먼지 등의 이물질에 민감하지 않아 작동의 신뢰성이 높다.
- 밸브를 작동시키기 위한 힘은 복원 스프링의 힘과 압축 공기에 의한 힘을 이겨야 하므로 비교적 크게 된다.
- 전자변의 밸브 본체로서 사용되는 밸브로 구조가 단순하고, 고장도 적지만, 밸브 본체에 유체의 전 압력이 걸리기 때문에 고압의 제어에는 합하지 않다.
- 고압·대유량의 절환으로 직접 사용하지않고, 파이롯트 밸브의 신호 발생부에 사용된다. 밸브는 작은 스트로크에서 개폐가 가능하며, 습동부가 없기 때문에 윤활의 필요가 없다.
슬라이드 밸브
- 밸브의 스풀이 미끄럼 운동을 하면서 연결구들을 연결시키거나 차단시키는 방법
- 작동에 요구되는 힘은 압축 공기에 의한 반발력이 없으므로 크기가 작고, 구조가 간단
- 스풀이 밸브 하우징 내에서 미끄럼 운동을 하기 때문에 밀봉 장치에 문제가 있어 수명이 짧고, 먼지나 이물질에 취약
볼 시트 밸브
- 평면으로 열려져 있는 유로를 패인 부분에 있는 밸브 본체를 접동시켜, 유로의 절환을 한다. 접동 방향이 직선인 것과 회전인 것이 있다.
- 구조가 간단하기 때문에 가격이 싸고 크기가 작다.
- 볼 시트 형식은 공칭 치수 1/8 인치 이하의 소형 밸브에만 주로 적용
스풀 밸브(Spool Valves)
케이싱의 중심에 원통의 안내 장치를 가지며, 스풀 (권선기) 형상의 밸브 본체가 그 중에서 축 방향으로 이동한다. 안내 면에는 입출력 Port가 열려져 있기 때문에 스풀이 움직일 수 있도록 유로의 절환이 가능하다. 스풀의 형상 및 케이싱으로 만들어진 유로의 조합에 따라 복잡한 유로의 절환 제어가 가능하며, 전자변, 기계 조작변의 대부분에는 이 밸브가 사용되고 있다. 본체의 동작에 대하여 유체 압력의 영향이 적기 때문에 고압 회로의 절환에 적용된다. 파워 셔벨 등의 유압식 토목 기계의 고압 대유량의 것부터 쇼형의 공기압용 전자변까지 제조되고 있다. 스풀 밸브에 간단한 절환 기능 밸브의 예를 표시해 보았다. 스풀방식 5포트 밸브에는 에어 실린더의 왕복 제로에 이용하는 3위 5포트 밸브의 예를 표시했다.
볼 시트 밸브(2/2 방향 제어 밸브 동작 원리)
- 내장된 스프링은 볼을 시트로 밀어붙여 공기가 공급 라인 P로부터 작업 라인 A로 흐르는 것을 막아 준다.
- 밸브의 플런저를 누르면 볼은 시트로부터 떨어지게 되고, 공급 라인 P에 연결된 공기는 작업 라인 A를 흐르게 된다.
- 이 때에 플런저에 작용하는 힘은 스프링의 반력과 압축 공기가 볼을 밀어올리는 힘을 이길 수 있어야 하기 때문에 커야 한다.
- 플런저를 눌렀던 힘을 제거하면 밸브는 볼을 밀고 있는 스프링에 의해 원 위치로 복귀한다.
볼 시트 밸브(3/2 방향 제어 밸브 동작 원리)