SOLENOID VALVE 작동원리 및 사용법 ( SOL VALVE, 솔밸브 )

오늘은 SOLENOID VALVE(솔레노이드 밸브)에 대해서 한번 이야기 해 보겠습니다. 우리가 흔히 SOL(솔), SOL VALVE(솔 밸브)라고 줄여서 부르지요? 오늘 포스팅에서는 "솔 밸브" 라고 줄여서 부르도록 하겠습니다. SOLENOID VALVE(솔레노이드 밸브)는 이름이 너무 길어요. ㅠㅠ

자 지난 시간에 Shut off Valve에 대해서 이야기 해 보면서 솔밸브를 잠깐 언급했었지요? 공압으로 작동하는 액츄에이터에 공기를 신속하게 공급하거나 제거하기 위해서 사용한다고 이야기 했었습니다. 그리고 솔밸브의 종류가 정말 많다고도 이야기 했었죠. 오늘은 그 솔밸브에 대해서 좀 더 자세하게 알아보도록 하겠습니다.

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1. Solenoid Valve 작동원리

먼저 솔밸브의 작동원리에 대해서 이야기 해 보겠습니다.

먼저 이러한 코일이 있다고 가정을 해 보겠습니다.

그냥 있을때는 평범한 고철덩어리에 불과합니다.

그런데 만약에 이 코일에 전류를 흘려주게 된다면 자기력에 의한 힘이 발생하게 됩니다.

옛날에 초등학생때 못에 구리선을 감아서 전자석을 만들었던 기억이 있으실 겁니다.

그것과 같은 원리라고 보시면 됩니다.

코일에 흘려준 전류에 의해 생성된 자기력의 힘의 방향은 위 그림의 파란색 화살표 방향과 같습니다.

이게 전류의 방향이 반대가 된다면 힘의 방향도 반대가 됩니다.

이제 이 힘을 이용해서 쇠뭉치를 이동시킬 수 있습니다.

위와 같이 쇠뭉치를 위치시켜놓고 코일에 전류를 흘려보겠습니다.

코일에 전류를 흐르게 해주면 쇠뭉치가 이동하는 것을 확인 할 수 있습니다.

이게 솔밸브의 원리입니다. 생각보다 간단하죠? 만약에 반대로 흐르고 있던 전류를 제거시켜 주면 자기력이 사라집니다. 솔밸브에서는 이때 쇠뭉치를 원래 위치로 이동시키기 위해 스프링을 설치해 둡니다. 그러면 스프링이 밀어주면서 자연스럽게 쇠뭉치는 원래 위치로 이동됩니다.

그래서 솔밸브에서 코일뭉치가 위치한 위와 같은 곳을 솔밸브에 전류를 흘려줄때 만져보면 안쪽 쇠뭉치가 이동하며 부딪히는 듯이 쿵쿵 거리는 느낌을 받을 수 있습니다. 조용한 곳에서 들으면 움직이는 소리도 납니다.

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2. Solenoid Valve의 종류

이번에는 솔밸브의 종류에 대해서 한번 이야기 해 보겠습니다.

위와 같은 모양의 솔밸브도 있고, 아래와 같은 모양의 솔밸브도 있습니다.

그럼 두 형태의 솔밸브는 무슨차이가 있는 걸까요? 사실 큰 차이는 없습니다. 둘다 유체의 통행을 신속하게 통제한다는 것은 동일 합니다. 다만 위쪽 솔밸브들은 재질을 다양하게 해서 여러 유체에도 사용을 합니다. 예를들어 Air뿐 아니라 Gas나 Water, Oil등에도 많이 사용되어집니다. 반면에 아래쪽 솔밸브들은 주로 Air 전용으로 인식되어 집니다. 특히 Air라인이 굉장히 많을때는 조립체로 사용되어지기도 합니다.

 

위와 같이 여러개를 하나의 어셈블리 형식으로 조립해서 사용하는 거죠. 공간적으로 훨씬 절약되고, 공사나 유지보수 측면에서도 편리합니다.

우리가 지금 Solenoid Valve를 알아보는 첫번째 이유는 Pneumatic Diaphragm Actuator(공압 격막식 액츄에이터)에 Air를 공급하는 방법을 알아보기 위해서죠? 그럼 지금부터 알아보도록 하겠습니다.

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3. Solenoid Valve의 사용법

아래와 같은 Shut off Valve가 있다고 가정해 보겠습니다.

이 밸브가 Diaphragm case 하부에 Spring이 있는 Type이라면 Air가 Diaphragm 상부로 들어가야겠지요? 그렇게 밸브를 배관에 설치를 하고, Air라인을 구성하여 Solenoid Valve를 설치하여 조작하는 System Cofigration은 아래와 같습니다.

동작 설명을 하자면 다음과 같습니다. 우리의 주 목적은 밸브를 Open/Close해서 공정배관안의 유체의 흐름을 제어하는 것입니다. 그러기 위해서는 밸브를 제어해야 하는데 위에 예시로 든 밸브는 공압 액츄에이터를 사용한 밸브로 Diaphragm Case 하부영역에는 Spring이 들어 있어서 평상시에 Air를 공급하지 않을때는 열려있는 상태가 됩니다. 밸브가 열려있기 때문에 공정배관 속 유체는 잘 흐르겠지요. 그러다가 유체의 흐름을 멈추어주어야 할때가 오면 우리는 제어판넬에서 솔밸브로 신호를 주게됩니다. 그러면 솔밸브는 Open이되어 컴프레샤로부터 생산된 높은 압력의 Air가 Diaphragm Case상부영역으로 공급이되고, 하부영역의 스프링을 눌러줌과 동시에 밸브는 닫히게 되는 것입니다. 만약 Diaphragm Case내부의 Spring 위치가 아래쪽이 아닌 위쪽이었다면 상황은 반대가 되겠지요. 평상시에 Air공급이 없을때는 밸브가 Close상태가 될것이고, 솔밸브를 작동시켜 Air를 공급시켜 준다면 Spring을 밀어올려 밸브가 Open될 것입니다.

위 내용이 잘 이해가 되지 않는다면 아래 포스팅을 먼저 참조하시기 바랍니다.

https://mech19.tistory.com/139

Shut off valve, On off valve (셧 오프 밸브, 온 오프 밸브)

위와 같은 상황에서는 솔밸브를 액츄에이터에 직접설치하지 않고 별도로 설치가 가능하고 브라켓을 이용한다면 액츄에이터에 설치도 가능합니다. 그리고 볼밸브나 버터플라이밸브의 액츄에이터의 경우 아래와 같이 솔밸브를 아예 액츄에이터에 직접 설치하는 것도 가능합니다.

만약에 솔밸브를 따로 모아서 관리하고자 한다면 밸브나 액츄에이터에 설치하기 보다는 솔밸브 판넬을 아예 따로 만들어서 관리하기도 합니다.

기본적인 시스템을 구성하는 개념은 어느정도 이해가 되셨으려나요? 당연히 여기서 끝이 아닙니다. 시스템을 구성할때 추가되는 악세서리들에 따라 정말 다양하게 변화시키고 구성할 수 있습니다. 솔밸브는 공부할 내용이 정말 무궁무진하거든요. 오늘 내용은 정말 기초적인 시스템의 전체적인 개념정도의 내용일 뿐입니다.

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그럼 오늘은 여기까지 하고 다음시간에는 Sol Valve의 Symbol(기호)에 대해서 알아보겠습니다.

감사합니다.

 

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