방향제어기기 기초지식

1. 전자밸브 (솔레노이드 밸브)

 

공기압 실린더 등의 구동기기는 압축 공기의 공급과 배기를 전환하여 동작한다. 이 작업을 수행하기 위해 공기 흐름 방향을 제어하는 것이 전자 밸브이다. 이 전자 밸브의 주요 기능은 실린더 등의 동작을 제어하는 것이고, 이 외에도 시스템에 압축 공기를 공급하거나 시스템에 있는 공기를 배출시키는 역할도 수행한다.

 

대표적인 전자밸브로는 복동 에어 실린더를 조작하는 데 가장 많이 사용되고 있는 5포트 전자 밸브가 있으며 그 외에 2·3포트 전자 밸브는 에어 블로나 에어 모터를 구동시키는 데에 주로 사용된다.

 

2. 전자밸브의 종류

 

 

분류	용도	특징
2포트 전자밸브	에어 블로, 에어 모터	한방향으로 흐름. 밸브를 전환시켜서 출력하거나 멈추게 한다.
3포트 전자밸브	신호용, 단동 실린더 구동	왕복 흐름. 출력기능과 배기기능을 수행한다.
5포트 전자밸브	실린더 구동	전자밸브와 실린더 사이의 배관이 2개임. 공급과 배기를 동시에 수행하여 이에 따라 발생하는 차압으로 구동한다.

 

3. 위치 수(전자밸브가 구현할 수 있는 흐름의 상태 수)

 

2포트와 3포트 전자밸브에는 N.C 타입(상시 닫힘)과 N.O. 타입(상시 열림)이 있다. N.C.타입은 밸브 조작력이 가해지지 않을 때(비통전시), 밸브가 닫혀 있는 상태이다. 또 N.O. 타입은 밸브 조작력이 가해지지 않을 때(비통전시), 밸브가 열려 있는 타입이다. 5포트 전자밸브에는 2위치와 3위치가 있으며, 2위치에는 싱글, 더블, 3위치에는 Closed Center, Exhaust Center, Pressure Center의 3종류가 있다.

 

4. 전환 방식

 

전자 밸브에는 솔레노이드 힘으로 직접 밸브 본체를 전환하는 직동식과 압축 공기의 힘을 이용하여 전환하는 파일럿식이 있다. 이중에서 전자 밸브의 대부분은 파일럿식이다.

 

	직동식	파일럿식
솔레노이드	크다	작다
소비전력	많다	적다
사이즈	크다	작다
최저사용압력	0MPa	0.1~0.2MPa 이상

* 최저사용압력 : 기기 또는 시스템의 사용 가능한 최저 압력

 

5. 전자밸브 주요 용도

 

- 2·3포트 : 유량 조정, 각종 유체(물,기름, 증기, 가스 등) 제어

- 3포트 : 신호, 단동 실린더의 구동 제어나 탱크의 충진 및 방출 등

- 5포트 : 구동기기 제어 (구동기기 등을 동작시키기 위해서는 5포트 밸브가 적합하다. 2개의 출력 포트에서 교대로 급기와 배기를 수행하여 액츄에이터를 구동시킨다.)

 

6. 전자밸브 주요 사양

 

1) 일반사양

 

사용유체	공기
주위온도 및 사용유체온도	최고 50℃
작동방식	내부 파일럿식
최고사용압력	0.7 또는 0.9 MPa
수동조작	Non Lock Push식
급유	불필요
배관나사의 종류	Rc나사, G나사, NPT나사, NPTF나사
설치자세	자유
전환방식	싱글(S), 더블(D), 3위치(3P)
보호구조	방진 IP50(IP65, 67도 대응)
허용전압 변동범위	정격전압의 -10(또는 -15) ~ +10%
리드선 길이(표준)	300mm(또는 600mm)

* 위 일반사항은 공기압용 전자밸브의 대표값이며 기종 등에 따라 달라질 수 있으므로 상세 사항은 각 공기압용 전자밸브의 사양을 확인해야 한다.

 

2) 작동방식

 

· 내부 파일럿(표준)

공급압력을 전자밸브의 내부로 통과시켜 파일럿 밸브에 작용시키는 타입

 

· 외부 파일럿

공급압력으로부터 차단되어 있고 별도 파일럿 밸브의 압력을 외부에서 공급받는 타입.

 

· 직동방식

솔레노이드 작용력으로 메인밸브를 조작하는 방식

 

3) 보호 구조

 

외부로부터 고체 이물질 및 물의 침입에 대한 전자기기 주변 보호구조를 말함.

 

· 보호구조에 관하여

IEC(국제전기표준회의) 규격(EC60529)은 제1특성으로서 고형이물질의 침입에 대한 보호등급과, 제2특성으로서 물의 침입에 대한 보호등급을 함께 규정하고 있으며, 양자를 합친 기기 외부의 보호 등급을 나타내는 IP 번호를 정하고 있다.

 

4) Seal 방식

 

-탄성체 Seal

패킹을 지닌 스플밸브를 슬라이드하여 전환을 하므로 먼지에 강하다.

 

- 메탈 Seal

금속 스플 밸브를 슬라이드 하여 전환을 하므로 수명이 길다