방향 제어 밸브란?

분류

방향 제어 밸브란 공기 흐름의 방향을 제어하는 밸브로서 시동과 정지, 그리고 흐름이 방향을 변환하는 기능을 갖춘 밸브를 말합니다. 공압에서의 방향 제어 밸브는 액추에이터에 공급하는 공기 흐름의 방향을 제어하기 위해 사용됩니다.

 

1. 기능에 의한 분류

포트의 수

방향 제어 밸브는 그 사용 목적에서 제어 통로의 수가 기본적인 기능으로 이를 나타내는 것이 포트의 수, 즉 연결 접속구의 수입니다. 포트의 수에 따라서 다음과 같이 구별됩니다.

1) 2 포트 밸브

압축 공기 입구와 작업 라인 출구의 두 개의 포트를 가진 밸브로서 작동 유체를 흘려보내거나 정지시키는 기능을 가지고 있습니다.

2) 3포트 밸브

압축공기 입구와 출구, 그리고 배기구 등 세 개의 포트를 가진 밸브로서 작동 유체는 두 개의 흐름 통로를 가지고 있습니다.

3) 4포트 밸브

압축 공기 입구와 배기구, 그리고 작업 라인 출구 두 개 등 네 개의 포트를 가진 밸브로서 이 밸브는 한 개만으로도 복동 실린더의 방향 제어가 가능합니다.

4) 5포트 밸브

압축 공기 입구와 두 개의 배기구 그리고 두 개의 출구 등 다섯 개의 포트가 있는 밸브로서 4 포트 밸브와 그 기능은 같으나 한 개의 배기구로 배기되는 4 포트 밸브와는 달리 두 개의 배기구가 각각 정해져 있어 액추에이터의 속도 제어를 배기 포트에서 할 경우 배기 교축 밸브를 두 개의 배기구에 접속하여 제어할 수 있습니다.

 

제어 위치의 수

방향 제어 밸브의 흐름 상태를 결정하는 밸브 본체의 전환 위치수를 말하는 것으로 제어 위치의 수가 두 갱 있는 것을 2위치 밸브, 세 개 있는 것을 3위 치 밸브, 네 개 있는 것을 4위 치 밸브라 합니다. 일반적인 방향 제어 밸브는 2위 치 및 3위 치 밸브가 대부분이고 4위 치 이상의 것은 특수한 밸브에 이용됩니다.

 

중립 위치에서 흐름의 형식

3위치 제어 밸브나 4위 치 제어 밸브 중 중립 위치에서 흐름의 형식에 따라 울 포트 블록, PAB 접속, ABR 접속형 등이 있습니다. 올포트 블록 상태란 말 그대로 모든 포트가 중립 위치 상태에서 닫혀 있는 상태를 말하며 PAB 접속은 중립 위치에서 P포트가 A, B 포트로 이어져 압축 공기가 공급되는 상태를 말합니다. ABR 접속은 A, B 포트와 R포트가 이어진 상태로 중립 위치에서 A, B 포트는 R 포트를 통해 대기로 방출됨을 의미합니다.

 

밸브의 복귀 방식에 따른 분류

방향 제어 밸브는 조작력이나 제어 신호를 제거하면 초기 상태로 복귀되어야 합니다. 이와 같은 밸브의 복귀 방식은 크게 스프링 복귀 방식, 공압 신호에 의한 복귀 방식, 디텐트 방식 등으로 나눌 수 있습니다.

스프링 복귀 방식이란 밸브 본체에 내장되어 있는 스프링력으로 정상 상태로 복귀 시키는 방식을 말하고 공압 신호 복귀 방식은 내부의 파일럿 신호로서 복귀시키는 방식을 말합니다. 또한 이 텐트 방식은 메모리 방식으로 조작력이나 제어 신호를 제거하여도 정상 상태로 복귀하지 않고 반대 신호가 주어질 때까지 그 상태를 유지하는 방식을 말합니다.

 

정상 상태에서 흐름의 형식

밸브에 조작력이나 제어 신호를 가하지 않은 상태를 그 배래브의 정상 상태 또는 초기 상태라고 말합니다. 즉, 밸브가 닫혀 있거나 열려 있는 상태를 정상 상태 열림형 또는 정상 상태 닫힘 형으로 구분합니다.

3 포트 2위 치 제어 밸브에서 P포트와 A포트가 초기 상태에서 연결된 상태이면 정상 상태 열림형이고, A포트와 R포트가 연결된 상태이면 정상 상태 닫힘 형이라고 말합니다.

 

2. 조작 방식에 의한 분류

인력 조작 방식

방향 제어 밸브의 제어 위치를 사람의 힘으로 제어하는 방식으로 누름 버튼 방식, 레버 조작 방식, 페달 조작 방식 등이 있습니다.

 

기계적 조작 방식

밸브의 제어 위치를 캠, 링크, 그 밖의 기계적인 방법으로 제어하는 방식으로 플런저, 롤러, 한 방향 롤러 레버, 스프링 방식 등이 있습니다.

 

전자 조작 방식

방향 제어 밸브의 제어 위치를 전자석에 의해 제어하는 것으로 직접 작동 방식과 간접 작동 방식이 있습니다. 직접 작동 방식이란 전자석, 즉 솔레노이드 자체가 직접 밸브의 스풀을 움직이는 것을 말하고 간접 작동 방식이란 솔레노이드로 파일럿 밸브를 조작해서 공기 압력으로 밸브를 제어하는 방식을 말합니다. 이와 같이 전자석에 의해 제어되는 밸브를 일반적으로 전자 밸브 또는 솔레노이드 밸브라고 합니다.

 

공압 조작 방식

압력을 가하거나 제거하여 밸브의 위치를 제어하는 밸브로서 대표적인 것이 마스터 밸브입니다. 그 밖의 조작 방식으로는 차등 압력에 따라 작동되는 차등 압력 작동 방식, 솔레노이드와 파일럿 신호로서 작동되는 복합 작동 방식 등이 있습니다.