10가지 일반적인 밸브 유형

체크 밸브는 역류 방지 밸브라고도 하며, 주로 유체의 역류를 방지하는 데 사용됩니다. 여러 종류가 있으며, 유압 시스템에서 널리 사용됩니다. 컴팩트한 크기, 단순한 구조, 저렴한 비용 덕분에 가정용 설비에서도 흔히 찾아볼 수 있습니다.

도면에서 볼 수 있듯이, 체크 밸브는 다음과 같이 작동합니다: 유체 압력이 밸브를 밀어 열리면 유체가 통과하게 됩니다. 유체가 역류하려고 하면 밸브가 닫히고, 역류 압력이 클수록 밀봉이 더 강력해집니다. 체크 밸브는 일반적으로 스프링이나 중력을 이용해 닫히며, 수동 조작이 필요하지 않습니다.

다이어프램 밸브는 유연한 다이어프램을 사용하여 유체의 흐름 경로를 차단함으로써 유량을 제어합니다. 이러한 밸브는 부식 저항성이 요구되는 응용 분야에 이상적이며, 다양한 화학물질, 용매 및 부식성 매체를 처리하는 화학 산업에서 널리 사용됩니다.
다이어프램 밸브는 교차 오염을 효과적으로 방지하고 유체의 위생과 안전을 보장하기 때문에 식품 및 제약 산업에서도 자주 사용됩니다.

도면에서 볼 수 있듯이, 다이어프램 밸브는 밸브 본체와 보닛 안에 탄성 있는 다이어프램으로 구성됩니다. 밸브 스템이 올라가면 다이어프램이 올라가 유체가 흐르게 하고, 스템을 내리면 다이어프램이 유입구를 막아 유체의 흐름을 차단합니다. 다이어프램이 작동 메커니즘을 유체와 분리하여 뛰어난 밀봉을 제공하며, 이는 부식성 유체, 섬유질 슬러리, 방사성 유체 등의 오염 없는 작업이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

글로브 밸브는 스톱 밸브라고도 불리며, 유량과 압력을 조절하는 다목적 밸브입니다. 원래 구형의 모양 때문에 이러한 이름이 붙었으나, 볼 밸브와의 혼동을 피하기 위해 스톱 밸브라고 불리기도 합니다.
글로브 밸브는 주로 열교환 시스템에서 사용되며, 유체의 직접적인 흐름을 허용하여 높은 점도의 유체에 적합합니다. 이 밸브는 물 처리, 화학, 석유 및 증기 시스템에 이상적이며, 밸브 내부에서 유체가 축적되거나 고체화되는 것을 방지합니다.

작동 방식은 다음과 같습니다: 핸드휠을 돌리면 밸브 스템이 올라갑니다. 밸브가 열리면 코어가 위로 올라가 유체가 통과하게 됩니다. 유체는 밸브 내부에서 Z자 형태의 경로를 따라 이동하며, 낮은 쪽에서 들어와 높은 쪽으로 나가게 되는데, 이는 저항을 증가시키고 압력을 감소시킵니다. 밸브를 닫을 때는 코어가 내려와 밸브 시트에 밀착되어 밀봉을 형성하고 유체의 흐름을 차단합니다.

작동 중에는 유체가 인렛에서 아웃렛으로 직접 흐릅니다. 이러한 직선 흐름 경로는 밸브 내부의 소용돌이 및 정체를 줄여 높은 점도의 유체가 고체화되거나 축적되는 것을 방지합니다. 볼 밸브는 주로 물 처리 시스템, 화학 및 석유 산업, 증기 시스템에서 사용됩니다.

니들 밸브는 바늘 모양의 플런저가 밸브 시트에 정확하게 맞물리도록 설계되어 저압에서 유체 흐름을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 니들 밸브는 작은 유량이나 일정한 저유량이 필요한 진공 시스템, 가스 튜브 충전, 가스 레이저 등의 장비와 같은 응용 분야, 그리고 캐브레터에서 공회전 연료 흐름을 제어하는 데 이상적입니다.

＊니들 밸브의 베르니어 효과: 니들 밸브 코어의 원뿔형 구조로 인해 제어가 축 방향으로 움직일 때(즉, 코어가 안팎으로 움직일 때) 니들 밸브와 시트 사이에 직경 차이가 발생합니다. 이 베르니어 효과는 미세한 반경 변화로 유량을 정밀하게 제어하는 니들 밸브의 핵심 메커니즘입니다.

니들 밸브의 구조는 아래와 같습니다. 상대적으로 작은 오리피스와 긴 원뿔형 시트가 있으며, 나사를 돌려 오리피스 개구를 조절할 수 있습니다. 나사 끝에 있는 바늘 모양의 플런저가 닫힐 때 시트와 완전히 맞물려 매우 미세한 유량 조절이 가능합니다. 밸브 본체의 높이가 제한적이어서 유체 압력 손실이 크고, 좁은 배관으로 인해 부유 고체에 의한 손상 위험이 증가합니다.

볼 밸브는 중앙에 구멍이 있는 구형의 공을 사용하여 유체 흐름을 제어합니다. 뛰어난 밀봉 성능을 제공하며 유지보수가 거의 필요하지 않습니다. 간단한 작동 방식으로 인해 빠른 차단과 신뢰성 있는 밀봉이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 볼 밸브는 산업용 석유 및 가스 파이프라인, 화학 공정, 주거용 수도 시스템 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

볼 밸브는 관과 동일한 직경을 가진 속이 빈 공 모양의 코어를 가지고 있습니다. 핸들은 밸브 스템을 회전시켜 코어를 회전하게 합니다. 보어가 유로와 일치할 때, 유체가 통과합니다. 흐름을 차단하려면 핸들을 90도 회전시켜 유로를 막아 유체 흐름을 차단합니다.

버터플라이 밸브, 또는 플랩 밸브는 간단한 설계를 가지고 있으며 디스크를 회전시켜 유량을 빠르게 제어합니다. 이 밸브는 저압에서 대량의 액체나 가스를 관리하는 데 적합합니다. 버터플라이 밸브는 다양한 매체를 처리할 수 있어, 물, 오일, 증기, 부식성 유체 등을 다룰 수 있습니다. 일반적인 응용 분야로는 수처리, 화학 및 석유화학 산업, HVAC 시스템, 농업용 관개 시스템이 있습니다.

버터플라이 밸브는 여러 가지 유형이 있으며, 각각 다른 압력과 응용 분야에 적합합니다:
i. 동심 버터플라이 밸브: 이 유형은 유연한 고무 시트와 금속 디스크를 가지고 있으며, 가장 낮은 압력 등급에 적합합니다.
ii. 이중 오프셋 버터플라이 밸브(고성능 또는 이중 편심): 시트와 디스크에 서로 다른 재료를 사용하여 더 넓은 온도 및 압력 범위에서 작동할 수 있습니다.
iii. 삼중 오프셋 버터플라이 밸브(삼중 편심): 적층형 또는 고체 금속 시트를 사용하며, 고압 시스템과 가혹한 환경에 적합하며 산업 및 에너지 분야에서 널리 사용됩니다.

그림에서 볼 수 있듯이, 버터플라이 밸브는 일반적으로 밸브 몸체의 중심에 위치한 회전 디스크로 구성되어 있습니다. 작동 중에는 원형 디스크가 최대 90도 각도로 회전하여 매체의 흐름을 각도를 조정함으로써 제어합니다. 디스크는 항상 유체 내에 존재하므로 유량 저항이 증가하고 국부적인 압력 손실이 발생하게 됩니다.

압력 감압 밸브는 주로 시스템 압력을 제어하거나 제한하여 과도한 압력으로 인한 장비 고장, 폭발 또는 화재를 방지하는 안전 밸브입니다. 밸브 내부에 있는 스프링 또는 압력 조정 장치를 통해 개폐를 제어하며, 설정된 압력 값에서 자동으로 열려 과도한 압력을 배출합니다. 압력 감압 밸브는 다양한 산업 응용 분야, 특히 고압 작업에서 산업 안전을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

압력 감압 밸브는 시스템 압력이 일정 수준에 도달하면 자동으로 열리는 사전 설정된 압력을 가지고 설계됩니다. 이 설정은 일반적으로 밸브 스프링 또는 무게나 파일럿 밸브와 같은 기타 기계적 요소에 의해 작동됩니다.

다이어그램은 스프링 작동 압력 감압 밸브를 보여줍니다. 시스템 압력이 설정된 임계값을 초과하면 증가된 압력이 밸브 코어를 밀어 스프링을 압축시키고 밸브를 엽니다. 이를 통해 과도한 압력이나 유체가 배출되며 시스템 압력이 낮아집니다. 압력이 안전 범위로 돌아오면 스프링이 밸브 코어를 초기 위치로 되돌려 밸브를 닫습니다.

게이트 밸브는 가동 가능한 게이트를 사용하여 흐름을 차단하거나 허용하며, 흐름을 조절하는 데 사용되지는 않습니다. 게이트 밸브는 완전히 열렸을 때 유량 저항이 낮고, 작동에 필요한 힘이 적습니다. 하지만 게이트의 이동 거리가 길어 완전히 열거나 닫는 데 시간이 오래 걸립니다.

게이트 밸브는 다양한 유형이 있으며, 일반적으로 특정한 입구나 출구 설치 요구 사항이 없는 간단한 구조를 특징으로 합니다. 그림에서 볼 수 있듯이, 게이트 밸브는 핸드휠이나 모터로 작동되는 상승 스템이 있어, 게이트를 들어 올려 유로를 엽니다.
게이트 밸브는 큰 직경의 파이프에 적합합니다. 그러나 밸브와 밀봉면 사이에 간극이나 마모가 발생할 수 있어, 완전히 닫혀 있어도 약간의 누출이 발생할 수 있습니다. 엄격한 유체 밀봉이 필요한 응용 분야에서는 추가적인 조치가 필요할 수 있습니다.

솔레노이드 밸브는 코일에 전류를 흘려 자기장을 생성하여 밸브의 동작을 제어합니다. 이를 통해 자동화 및 원격 제어가 가능해져 온오프 제어, 시험 플랜트 시스템, 공정 제어와 같은 응용에 적합합니다. 또한 유압 잭 및 트럭 유압 실린더에도 사용됩니다.

일반적으로 닫힘(NC, Normally Closed) 방식의 솔레노이드 밸브에서는 솔레노이드 코일에 전류가 공급되지 않을 때 밸브가 닫혀 있습니다. NC 솔레노이드 밸브 내부에는 솔레노이드를 둘러싼 아마추어가 있으며, 스프링은 아마추어를 플런저와 연결합니다. 전류가 흐르지 않을 때, 플런저가 통로를 막고 있습니다. 전류가 공급되면 솔레노이드 밸브 내부에 자기장이 생성되어 플런저를 위로 당겨 통로를 열어, 유체가 흐를 수 있게 됩니다. 전류가 차단되면 플런저는 원래 위치로 돌아가 유체 흐름을 차단합니다.

공압 밸브, 또는 에어 작동 밸브는 공기 압력을 이용해 유체의 흐름을 제어하며, 고압 및 고온 조건에 적합합니다. 이러한 밸브는 에너지 산업에서 석유, 가스, 물의 제어에 사용되며, 화학 산업에서는 반응기와 저장 탱크에서 사용되고, 의료 기기에서는 인공호흡기와 가스 공급 시스템에 사용됩니다.
＊공압 밸브의 원리는 간단합니다: 공기가 없을 때 열리고, 공기가 있을 때 닫힙니다.

공압 밸브는 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다: 하부의 기계 장치와 상부의 공압 장치. 기계 장치 내부에는 밸브 디스크가 있어, 스톱 밸브(볼 밸브)와 유사하게 밸브를 열거나 닫기 위해 위아래로 움직입니다. 
밸브는 보닛으로 덮여 있으며, 내부 유지보수를 위해 보닛을 열 수 있습니다. 기계 장치는 상부 장치와 수직 스핀들로 연결되며, 스핀들에는 밸브가 열렸는지 닫혔는지를 나타내는 포인터가 있습니다. 
상부 장치에는 공압 액추에이터가 들어 있습니다. 포트를 통해 가스가 주입되면 공기 압력이 다이어프램과 스프링을 압축하여 밸브 코어를 아래로 밀어 유로를 닫고 유체 흐름을 차단합니다. 반대로, 공기가 배출되면 스프링이 팽창하여 밸브 코어가 위로 올라가면서 유로가 열려 유체가 흐를 수 있게 됩니다.