취급상의 주의
허용배압
발생 배압이 크게 되면 압력 오버라이드 특성은 나빠지게 되며, 밸브의 안정성으로부터 배압은 낮은 것이 좋다. 카탈로그에는 강도상의 허용 배압값을 표시하고 있으므로 반드시 파악해서 적용을 해야 한다.
최저설정압력
밸런스 피스톤형의 경우는 메인 밸브의 스프링의 힘만큼의 유압력이 필요하기 때문에 최저 설정압력을 0으로 할 수가 없다.
시운전 조정시에 이 압력(잔압)에 의하여 실린더가 움직이지 않도록 주의를 요한다.
최고설저압력
밸런스 피스톤의 경우는 내장된 직동형 릴리프밸브의 크래킹 압력에 따라 스프링의 탄성력이 2~4종류가 있어 스프링별로 설정 가능한 최고 압력이 다르다.
제일 강한 스프링 하나면 좋다고 생각할 수 있지만, 저압 설정시의 미세조정이 어렵게 되어 압력 오버라이드 특성이 나쁘게 된다.
따라서 스프링 탄성력 세기의 강약형이 사용 용도마다 다르기 때문에 회로 설계시에 사용 용도에 따라 충분한 검토를 필요로 한다.
정격유량
카탈로그 표시사으이 정격유량에는 2종류의 표시방법이 있기 때문에 충분히 주의하여 밸브 크기를 결정한다. 접속하는 배관 크기에 의하여 결정하는 방법과 밸브의 기능이 확보될 수 있는 한계의 유량으로 결정하는 방법이다.
전자는 일반적으로 사용하는 관내 유속(3~4m/sec)으로 결정되고 후자는 압력 오버라이드 특성 및 유압회로 전체의 배관 저항등을 고려하지 않고 그 밸브 원래의 기능으로부터 구한 실험값이다. 당연히 후자 쪽이 대유량으로 표시되어 있어 원래의 접속 배관경을 1단 또는 2단으로 굵게하지 않으면 안되는 경우가 많다.
접속방법
각종 밸브의 배관 접속방법에는 나사형, 가스켓형, 플랜지형의 3종류가 있고, 특수밸브의 종류로 모듈러 밸브, 카트리지 밸브, 로직 밸브등으로 구분하고 있다.
나사형
밸브 본체의 각 포트마다 KS나사 규격인 테이퍼 암나사(PT Tap)가 있어 배관 방식에 따른 배관용 니플을 끼워서 사용할 수가 있도록 되어 있어 사용하기가 편리하다.
그러나 나사형 밸브는 주로 파이프 배관 방법을 사용하므로 배관을 시공시의 시간과 비용이 많이 들고 여러 개의 밸브를 배관하기 위해서는 밸브를 부착할 수 있는 판넬을 필요로 하기 때문에, 외부상으로 전체적인 치수가 커지게 되고, 이를 설치할 공간도 많이 차지하게 되는 단점이 있기 때문에 현재의 사용 추세는 별로 많이 사용하지 않는 방식의 밸브이다.
이 나사형은 배관 접속시 PT나사부에 누유방지를 위해서 테프론 테이프(Teflon Tape)가 필요하며, 테이퍼 나사 체결력을 과도하게 무리를 주지 말아야 배관후 밸브에서의 배관용 니플의 착탈이 곤란하므로 이에 주의를 요한다.
가스켓형
밸브의 한쪽면에 각 포트의 구멍이 있고 구멍의 입구에는 카운터 보어 가공이 되어 있어 이곳에 오링(O-Ring) 패킹을 삽입한 구조로서, 유압 회로상의 모든 밸브를 한 개 또는 여러 개의 매니폴드 블록(Manifold Block)에 각 밸브를 렌치 볼트로 부착 고정하는 방식으로 사용할 수도 있고, 또는 낱개로 사용할 때는 서브 플레이트(Sub Plate)를 사용하면 편리하며, 유압 회로상 여러 개의 밸브라 하더라도 매니폴드에 부착하면 외형적인 치수가 대단히 소형화 시킬 수 있는 방식이므로 유압 시스템에서 제일 많이 사용하고 있으나, 매니폴드를 설계하기가 상당히 어렵고 설계에 대해 기준이 되는 매니폴드 설계 지침서 같은 기술적인 도서가 전혀 없으므로 이를 체계적으로 공부하기가 어렵고, 매니폴드를 가공하는 작업도 대단히 난이한 문제가 많아서 한치의 가공 실수가 큰 낭패를 초래하는 결과로 인해서, 가공물을 폐기해야 하는 상황으로 비용 문제의 경제적인 큰 손실을 발생시킬 수 있다. 따라서 매니폴드의 설계 및 가공을 위해서는 사전에 설계에 대한 완벽한 설계법을 배워야 실수를 줄일 수가 있게 된다.
플랜지형
밸브 본체의 각 포트마다 파이브 배관용 플랜지가 부착되어 있는 밸브로서, 플랜지에 파이프를 삽입한 후에 가용접 한 후에 플랜지부의 볼트를 빼서 밸브 본체에서 배관부를 떼어내 완전 용접을 한 후, 배관부를 반드시 산처리 작업으로 배관 파이프 내,외경의 스케일을 제거한 후 물로 깨끗하게 세척후 에어건으로 플러싱(Flushing) 작업후에 밸브에 재부착을 하는 방식의 밸브이다.
이 플랜지형의 밸브류는 대부분의 유압 밸브중에서도 초고압인 31.5MPa 이며, 호칭 사이즈도 최소한 06(3/4")이상의 대구경이고, 대유량용의 밸브에서 사용되는 것으로, 일반적인 유압 시스템에 많이 사용하는 최고사용 압력이 21MPa용의 밸브류에서는 유압기기 제조업체에서 생산하지 않고 있는 것이 현실이다.
하이 베트 (high vent)형
무부하용 전자전환 밸브 부착형 릴리프 밸브에 있어서 무부하 상태에서 부하 작동상태로 전환될 때의 소요시간은 일반적으로 2초 전후의 정도가 걸린다.
부하 작동상태로의 전환을 더욱 빨리 하고 싶을 때에는 주 밸브에 있는 스프링력을 강력하게 하면 되며, 일반적으로 스프링을 하나 더 추가하여 사용한다.
그러면 전환 소요시간은 0.5초 정도로 단축된다. 그러나 스프링력이 증가한 만큼 최저설정 압력이 높게 되어서 압력 손실이 증가하게 된다.
압력 오버라이트 특성
크래킹 압력(Cracking pressure)(밸브가 열리기 시작하는 개시압력) 이상에서 통과유량(릴리프 유량이라고도 한다)이 많아 지게 되면, 압력이 서서히 높아지게 된다.
이 관계를 나타낸 것을 압력 오버라이드 특성이라고 한다. 이 특성은 설정압력보다 약간 낮은 압력에서부터 밸브가 열려 탱크로 기름이 흐르게 된다. 설정압력에 가깝게 되면 탱크로 흐르는 기름 양 때문에 액츄에이터로 가는 이용유량이 감소하기 때문에 액튜에이터 운동이 감속된다.
이 때문에 압력 오버라이드 특성이 좋은 밸런스 피스톤형의 밸브가 많이 사용되고 있다.
니들 밸브의 마모
작동유의 흐름은 포핏 밸브에 부딪쳐 흐름의 방향이 변화한다. 고압으로 설정되면 이 부분의 유속이 빠르고 포핏 밸브가 포핏 밸브 시트부에 접촉하는 작동 빈도가 매우 많기 때문에 포핏 밸브측의 마모는 반드시 발생하게 된다.
또 작동유속에 있는 미세한 금속분에 의하여 더억 마모가 진행된다. 마모가 되면 이 부분에서의 누설유가 많게 되어 설정압력이 저하한다. 따라서 적어도 6개월에 한번 정도는 이부분의 정기점검이 필요하다.
채터링(chattering)현상
포핏 밸브가 포핏 밸브 시트에 연속적으로 닿아 소음이 발생하는 현상을 채터링이라고 한다.
이 현상이 발생하면 공작기계에서는 가공면에 흠이 생기기도 하고 공구가 파손된느 원인이 되며 밸브 시트를 때리게 되어 변형되므로 부품 교환을 요하는 경우도 있다.
포핏 밸브는 포핏 밸브 시트와 스프링만으로 지지되어 있다. 이때 유압원측의 압력 진동(맥동이라고 ㅎ나다. 펌프가 그 발생 원인이다.)에 의하여, 포핏 밸브와 스프링이 자려 진동(공진)을 일으키는 상태가 이 채터링 현상이다.
직동형 릴리프 밸브에는 이러한 현상이 발생하기 쉽고, 또한 고압, 고온유 때에 채터링 현상이 많이 발생한다.
서지 압력(Surge Pressure)
급격한 압력상승이 있을 때 밸브가 빨리 열리지 않으면 설정압력을 초과하는 서지압력이 생긴다.
밸런스 피스톤형 릴리프 밸브는 포핏 밸브가 열리고, 그 후에 메인 피스톤부가 열리도록 하는 작동기구이기 때문에 밸브가 열리는 시간이 지연되어 서지압이 높게 된다.
이 때문에 건설기계, 차량과 같은 충격 부하가 생기는 곳에는 직동형 릴리프밸브가 주로 사용된다.
| 직동형 | 밸런스피스톤형 | |
| 안정할때까지의 시간 | 0.02초 | 0.10초 |
| 서지압력(설정압에 대하여) | 1~1.2배 | 1.2~1.5배 |
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