소개
공압 밸브 액추에이터 는 산업용 밸브 자동화의 공정 제어 애플리케이션에서 중요한 요소입니다. 이러한 액추에이터는 작동하여 압축 공기를 기계적 움직임으로 변환하여 수동 조작 없이도 버터플라이 밸브, 볼 및 게이트 밸브와 같은 필수 밸브를 제어합니다. 유체 제어, 공정 산업 및 신뢰성과 안전이 가장 중요한 곳에서 널리 사용됩니다. 공압 밸브 액추에이터는 단순성, 저렴한 비용, 광범위한 애플리케이션에 적용할 수 있다는 점에서 특히 주목할 만한 제품입니다.
따라서 공정 제어 시스템의 높은 효율성을 달성하기 위해서는 다양한 공압 밸브 액추에이터 유형에 대한 지식이 필수적입니다. 이러한 액추에이터는 밸브와 시스템에 따라 직선 운동 또는 회전 운동을 제공하도록 설계되었습니다. 각각의 장점과 최상의 성능 결과를 보장하기 위해 선택해야 하는 적절한 밸브 유형이 있습니다. 이 기사에서는 공압 밸브 액추에이터의 작동을 설명하고, 가장 많이 사용되는 액추에이터 유형을 설명하고, 액추에이터 사용의 이점을 나열하고, 올바른 액추에이터를 선택하는 방법에 대한 팁을 제공합니다.
공압 밸브 액추에이터의 작동 원리
공압 밸브 액추에이터는 압축 공기 동력을 적용하여 밸브의 위치를 제어하기 위한 기계적 움직임을 생성하는 방식으로 작동합니다. 액추에이터에 공기가 유입되면 챔버에서 압축되어 피스톤, 다이어프램 또는 베인과 같은 다른 부품을 밀어냅니다. 예를 들어 선형 액추에이터에서는 이 압력이 피스톤을 이동시켜 밸브 스템을 열거나 닫는 방식으로 작동하며, 이는 글로브 밸브나 플러그 밸브에 널리 적용되는 개념입니다. 로터리 액추에이터에서는 압축 공기가 베인 또는 기어를 회전시켜 볼 또는 버터플라이 타입과 같은 밸브에 모션을 제공합니다.
공정을 정확하고 안정적으로 만드는 제어 시스템이 있습니다. 솔레노이드 밸브와 제어 밸브는 공기의 흐름을 제어하는 데 사용되며 리미트 스위치는 밸브의 위치에 대한 피드백을 제공하는 데 사용됩니다. 많은 액추에이터에서 볼 수 있는 안전 조치 중 하나는 공기 압력이 해제되면 밸브를 초기 위치로 되돌리는 스프링 리턴 유형입니다. 예를 들어, 비상 차단 시스템에서 이 기능은 밸브를 닫거나 열어 위험을 방지하는 데 도움이 됩니다.
공압식 액추에이터는 전기를 사용하지 않으므로 스파크가 발생하지 않기 때문에 폭발 위험이 발생할 가능성이 있는 영역에서 전기식 액추에이터보다 더 유리합니다. 높은 토크, 빠른 응답, 고성능으로 인해 석유 및 가스, 화학 처리, 발전 산업에서 사용됩니다. 견고한 구조로 인해 안전하고 효과적인 공정 관리에 필수적입니다.
일반적인 공압 밸브 액추에이터 유형
공압 밸브 액추에이터는 몇 가지 주요 유형이 있으며 각 유형은 장점으로 인해 특정 애플리케이션에 적합합니다. 이러한 유형에는 다이어프램 공압 액추에이터, 피스톤 공압 액추에이터, 랙 및 피니언 액추에이터, 베인형 액추에이터, 스카치 요크 액추에이터 등이 있습니다. 각 유형의 액추에이터는 다양한 밸브 자동화 요구 사항을 충족하는 특정 작동 기능을 제공합니다.
| 튜에이터 유형 | 주요 기능 | 장점 | 일반적인 애플리케이션 |
| 다이어프램 액추에이터 | 유연한 다이어프램, 컴팩트한 디자인 | 적은 유지보수, 정밀한 제어 | 제어 밸브(예: 글로브, 플러그) |
| 피스톤 액추에이터 | 원통형 챔버의 피스톤 | 높은 토크, 내구성 | 게이트, 볼, 버터플라이 밸브 |
| 랙 및 피니언 액추에이터 | 리니어-로터리 모션용 기어 시스템 | 일관된 토크, 컴팩트한 디자인 | 볼, 버터플라이 밸브 |
| 베인 액추에이터 | 베인 디자인의 로터 | 컴팩트하고 비용 효율적 | 가벼운 작업, 버터플라이 밸브 |
| 스카치 요크 액추에이터 | 높은 토크를 위한 요크 메커니즘 | 높은 토크, 견고한 구조 | 게이트 밸브, 고강도 애플리케이션 |
다이어프램 공압 액추에이터
다이어프램 공압 액추에이터는 밀폐된 챔버 내에서 유연한 다이어프램을 사용하여 공기 압력을 선형 운동으로 변환하는 액추에이터입니다. 압력이 가해지면 다이어프램이 구부러져 스템이나 밸브를 매우 정확하게 회전시킵니다. 이 설계는 정밀한 제어가 필요한 글로브 및 플러그 밸브와 같은 제어 밸브에 적합합니다.
다이어프램 액추에이터는 피스톤 액추에이터보다 부피가 작고 설계가 덜 복잡하며 좁은 공간과 낮은 토크 애플리케이션에서 사용하기에 이상적입니다. 또한 유연성이 뛰어나 마모가 덜 일어나므로 장기간에 걸쳐 최소한의 유지보수가 필요합니다. 그러나 일반적으로 낮은 압력 범위에서 작동하도록 설계되어 피스톤 액추에이터 또는 로터리 액추에이터가 사용되는 고토크 애플리케이션이나 고하중 밸브에는 적합하지 않습니다.
다이어프램 액추에이터는 정확성, 신뢰성, 크기가 균형을 이루고 있어 정확한 공정 제어가 필요한 산업에서 사용됩니다.
피스톤 공압 액추에이터
피스톤 공압 액추에이터는 높은 힘을 위해 설계되었기 때문에 게이트, 볼, 버터플라이 밸브와 같은 대형 밸브에 사용하기에 적합합니다. 피스톤은 실린더 안에 들어 있고 압축 공기로 작동하는 것이 설계 특징입니다. 따라서 다이어프램 액추에이터보다 더 많은 힘을 생성하고 더 긴 스트로크에서 효과적일 수 있어 산업 분야에서 사용하기에 이상적입니다.
다이어프램 액추에이터와 달리 피스톤 액추에이터는 10bar 이상의 고압에서도 작동할 수 있으며 대형 밸브를 정밀하게 제어하는 데 적합합니다. 또한 유연성이 뛰어나 극한의 조건과 극한의 작동 조건에서도 작동할 수 있습니다. 그러나 더 크고 복잡한 설계로 인해 더 많은 공간과 관리가 필요할 수 있습니다. 피스톤 액추에이터는 견고하고 강력한 액추에이터가 필요한 석유 및 가스, 수처리, 제조 산업에서 널리 사용됩니다.
랙 및 피니언 액추에이터
랙 및 피니언 액추에이터는 스크류 메커니즘을 활용하여 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 회전식 액추에이터입니다. 랙은 압축 공기가 공급되면 선형 경로를 따라 회전하는 직선 기어이며, 피니언은 밸브를 작동하기 위해 회전하는 원형 기어입니다. 이 디자인은 깔끔하고 효과적이며 볼 밸브와 버터플라이 밸브에 적합한 일정한 토크를 생성할 수 있습니다.
다른 로터리 액추에이터와 달리 랙 앤 피니언 시스템은 넓은 압력 범위에서 일정한 토크 출력을 제공합니다. 공기압이 손실되면 밸브가 초기 위치로 돌아가는 단동식과 공기압을 사용하여 밸브를 열고 닫는 복동식의 두 가지 유형으로 제공됩니다. 공정 산업에서 흔히 사용되는 이 액추에이터는 신뢰성, 정확성, 높은 사이클 사용 용량으로 높은 평가를 받고 있습니다.
베인 타입 액추에이터
베인 액추에이터는 회전 운동을 생성하기 위해 로터에 연결된 베인을 사용하는 회전식 액추에이터입니다. 베인의 한쪽에 압축 공기가 공급되면 출력 샤프트가 회전하여 밸브의 위치를 조정합니다. 이 디자인은 작고 깔끔하며 효과적이므로 베인 액추에이터는 공간이 제한적이고 적당한 토크가 필요한 영역에서 사용하기에 이상적입니다.
베인 액추에이터는 랙 앤 피니언 액추에이터보다 크기가 작지만 토크를 적게 발생하므로 버터플라이 밸브와 같은 애플리케이션에 적합합니다. 하지만 시간이 지나면 베인 씰이 마모될 수 있으므로 높은 토크나 거친 작동 조건에는 적합하지 않습니다. 베인 액추에이터는 공간과 비용이 중요한 문제인 소형 시스템, 특히 가벼운 회전 운동에 대한 안정적인 성능이 필요한 산업에 가장 적합합니다.
스카치 요크 액추에이터
스카치 요크 액추에이터는 고토크 애플리케이션을 위한 것으로, 선형 운동을 회전 운동으로 변환하는 스카치 요크 메커니즘을 사용합니다. 이 메커니즘은 높고 강력한 토크 출력을 제공하므로 이 액추에이터는 엄격한 산업용 애플리케이션에서 게이트 밸브 및 제어 밸브와 같은 대형 밸브를 작동하는 데 적합합니다. 스트로크의 시작과 끝에서 더 높은 토크를 생성할 수 있기 때문에 다른 액추에이터 유형과 차별화됩니다.
스카치 요크 액추에이터의 또 다른 장점은 중요한 작동 중에 공기압이 손실되는 경우 밸브가 안전한 위치에 있도록 보장하는 스프링 리턴 기능입니다. 랙 앤 피니언 액추에이터보다 무게 대비 토크 비율이 높지만 일반적으로 크기가 더 큽니다. 이러한 액추에이터는 신뢰성, 높은 토크, 열악한 조건에서의 성능이 중요한 석유 및 가스, 석유화학 산업에 주로 적용됩니다.
공압 밸브 액추에이터의 장점 및 응용 분야
공압 밸브 액추에이터는 특정 기능과 다양한 용도로 높은 평가를 받고 있습니다. 안전, 성능, 유연성이라는 세 가지 주요 영역으로 분류할 수 있습니다.
안전
첫 번째 주요 이점은 전기 대신 압축 공기를 사용한다는 점입니다. 이는 오늘날의 세계에서 큰 장점입니다. 따라서 스파크 발생 가능성이 줄어들고 석유 및 가스, 화학 처리 및 광업과 같이 위험이 높은 분야에서 사용하기에 적합합니다. 예를 들어 폭발과 같은 위험 구역에서는 별도의 안전 기능 없이도 안전하고 효율적인 작동을 보장하기 때문에 공압 액추에이터가 전기 액추에이터보다 더 효과적입니다.
성능
공압식 액추에이터는 높은 토크 출력을 제공하므로 게이트 밸브나 볼 밸브와 같은 대형 밸브에 사용하기에 이상적입니다. 정확하고 빠른 밸브 제어가 필요한 공정에서 중요한 짧은 응답 시간을 제공합니다. 예를 들어 공압식 액추에이터는 전기식 액추에이터보다 최대 3배 빠른 작동 속도를 제공하여 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 또한 고온 및 부식성 환경과 같은 다른 불리한 작동 조건을 견딜 수 있도록 잘 제작되어 내구성이 뛰어납니다.
다용도성
공압 액추에이터는 다목적이며 볼, 버터플라이, 글로브 및 게이트 밸브와 같은 다양한 유형의 밸브에 사용할 수 있으므로 많은 산업에 적합합니다. 유체 제어 시스템, 발전소 및 수처리 플랜트에서 널리 적용됩니다. 3bar의 저압과 10bar 이상의 고압에서도 작동할 수 있기 때문에 저압 및 고압 시스템 모두에 적합합니다.
안전, 고성능 및 유연성으로 인해 공압 액추에이터는 정확성, 신뢰성 및 속도가 필요한 산업에서 필수적입니다. 거의 모든 중요한 분야에서 사용되고 있다는 사실만으로도 최신 밸브 자동화의 중요성을 충분히 알 수 있습니다.
필요에 맞는 공압 밸브 액추에이터 선택하기
올바른 공압 밸브 액추에이터를 선택하려면 밸브에 맞고 성능이 우수한 올바른 액추에이터를 얻기 위해 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다. 평가해야 할 주요 측면은 다음과 같습니다:
밸브 유형 및 액추에이터 호환성
작동되는 밸브의 유형에 따라 사용해야 하는 액추에이터의 유형이 결정됩니다. 로터리 모션 밸브에는 볼 밸브 또는 버터플라이 밸브가 포함되며, 이러한 밸브에는 랙 앤 피니언 또는 베인 액추에이터가 필요합니다. 예를 들어 랙 앤 피니언 액추에이터는 일정한 토크를 제공하고 정확한 회전 작동에 적합하며, 베인 액추에이터는 작고 낮은 토크 작동에 효과적입니다. 선형 밸브인 글로브 밸브와 게이트 밸브는 일반적으로 다이어프램 또는 피스톤 액추에이터로 작동합니다. 다이어프램 액추에이터는 낮은 토크 애플리케이션에 가장 적합하고 피스톤 액추에이터는 높은 힘 애플리케이션에 가장 적합합니다.
토크 요구 사항
액추에이터는 특히 압력 하에서 필요에 따라 밸브를 열고 닫을 수 있는 충분한 토크를 생성할 수 있어야 합니다. 스카치 요크 액추에이터는 랙 앤 피니언 시스템보다 스트로크의 시작과 끝에서 더 많은 토크를 제공하기 때문에 고토크 애플리케이션에 특히 강력합니다. 저부하 애플리케이션의 경우 베인 액추에이터로도 충분할 수 있지만 토크 출력이 낮기 때문에 대형 또는 고부하 밸브에는 사용할 수 없습니다.
환경 조건
작동 환경은 사용할 액추에이터의 유형을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 방폭 지역에서는 스파크가 발생하지 않는 공압식 액추에이터가 전기식 액추에이터보다 더 선호됩니다. 예를 들어, 피스톤 액추에이터는 견고한 구조로 인해 고온 또는 저온 또는 부식성 대기에 이상적이지만 베인 액추에이터는 내구성이 떨어질 수 있습니다.
액션 모드
스프링 리턴 기능이 있는 단동식 액추에이터는 공기 공급이 차단되면 밸브를 초기 위치로 되돌려주는 페일 세이프 액추에이터입니다. 이 기능은 비상 셧다운 시스템과 같은 애플리케이션에서 매우 중요합니다. 밸브의 개폐에 모두 공기 압력이 사용되는 복동식 액추에이터는 더 나은 제어 기능을 제공하지만 내재된 페일 세이프 기능은 없습니다.
공기 공급 조건
액추에이터는 사용 가능한 공기 압력 및 유량과 호환되어야 합니다. 다이어프램 액추에이터는 3~6bar의 저압에 사용되는 반면 피스톤 및 스카치 요크 액추에이터는 10bar 이상의 고압에 사용되므로 고강도 작업에 적합합니다.
이러한 요소가 토크, 밸브 유형 및 환경 조건과 같은 특정 작동 요구 사항과 일치하면 산업계는 최고의 성능과 안전성을 제공하는 올바른 공압 액추에이터를 선택할 수 있습니다.
공압 밸브 액추에이터 요구 사항에 빈서를 선택해야 하는 이유는 무엇입니까?
액추에이터 제조 전문가로서, Vincer 는 까다로운 애플리케이션을 위한 안정적이고 정확한 고성능 전기 및 공압 액추에이터를 제공하며, 95% 이상의 제품 인증 비율로 높은 신뢰성과 긴 서비스 수명을 보장합니다. Vincer는 800개 이상의 프로젝트를 완료했으며 30개 이상의 인증 및 특허를 획득했습니다. 당사의 액추에이터는 고성능 산업용으로 제작되었으며 1초 미만의 응답 시간을 제공하므로 속도가 중요한 애플리케이션에 적합합니다. AT 시리즈는 높은 토크 애플리케이션을 위해 설계되었으며, AW 시리즈는 컴팩트한 통합을 위해, 스카치 요크 액추에이터는 부드러운 제어와 정확한 포지셔닝을 위해 설계되었습니다. 혁신, 정밀성, 안전에 중점을 둔 Vincer는 고객의 시스템이 최적으로 작동하고 최대한 안정적으로 작동하도록 보장합니다.
결론
공압 밸브 액추에이터는 다양한 공정에 정확하고 안정적이며 에너지 효율적인 제어를 제공하는 최신 산업 자동화 시스템에서 가장 중요한 구성 요소입니다. 다이어프램, 피스톤, 랙 앤 피니언, 베인, 스카치 요크 액추에이터는 모두 장비의 용도에 따라 다양한 이점을 제공합니다. 액추에이터의 선택은 필요한 토크, 동작 유형, 환경 및 공기 가용성에 따라 달라집니다. 이러한 요소를 통해 산업에서는 시스템의 성능, 안전성 및 비용을 향상시킬 수 있습니다. 공압 액추에이터는 유연성, 내마모성 및 가장 혹독한 조건에서 작동할 수 있는 능력으로 인해 여전히 가장 인기 있는 공정 제어 장비 유형 중 하나입니다.
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