플러그 밸브란?- 작동, 유형 및 응용

플러그 밸브란?

플러그 밸브는 밸브 본체 내부에서 회전하여 밸브를 통과하는 흐름을 제어할 수 있는 원통형 또는 원뿔형 테이퍼진 "플러그"가 있는 밸브입니다. 플러그 밸브의 플러그에는 플러그를 통해 옆으로 가는 하나 이상의 중공 통로가 있으므로 밸브가 열려 있을 때 유체가 플러그를 통해 흐를 수 있습니다. 플러그 밸브는 간단하고 종종 경제적입니다.

플러그가 원추형으로 테이퍼진 경우 스템/핸들은 일반적으로 플러그의 더 큰 직경 끝에 부착됩니다. 플러그 밸브에는 일반적으로 보닛이 없지만 손잡이가 노출되거나 대부분 외부에 노출된 플러그 끝이 있는 경우가 많습니다.

이러한 경우에는 일반적으로 줄기가 많지 않습니다. 줄기와 손잡이는 종종 한 조각으로 나오며, 종종 플러그 끝에 부착된 대략 L자 모양의 단순한 손잡이입니다. 플러그의 다른 쪽 끝은 종종 밸브 외부에도 노출되지만 플러그를 본체에 유지하는 메커니즘이 있습니다.

가장 간단하고 일반적인 일반 유형의 플러그 밸브는 두 가지 위치가 있는 2포트 밸브입니다. 즉, 흐름을 허용하기 위해 열리고 흐름을 중지하기 위해 닫힙니다(닫힘). 포트는 유체가 들어오거나 나갈 수 있는 밸브 본체의 개구부입니다.

이러한 종류의 밸브의 플러그인에는 하나의 통로가 있습니다. 포트는 일반적으로 몸체의 반대쪽 끝에 있습니다. 따라서 플러그는 열림 위치에서 닫힘 위치로 변경하기 위해 완전히 4분의 1 회전합니다. 이것은 이러한 종류의 플러그 밸브를 1/4 회전 밸브로 만듭니다. 종종 핸들의 움직임을 1/4 회전으로 제한하는 메커니즘이 있지만 유리 마개에는 그렇지 않습니다.

 

 

플러그 밸브 작동원리

플러그 밸브는 밸브 본체에 중공 통로가 있는 플러그를 기반으로 합니다. 1/4 회전 동작은 파이프와 구멍 사이에 정렬을 생성하여 열린 상태로 이어집니다. 열린 위치에서 90도 각도로 돌리면 밸브가 파이프를 가로질러 위치하여 닫힌 상태가 됩니다.

플러그 밸브는 플러그를 통해 다양한 스타일과 포트 개구부로 제공됩니다.

양방향 플러그 밸브
이 디자인은 중간에 폐쇄 요소(플러그와 슬리브)를 허용하고 개방 및 폐쇄 기능을 위한 직선형 양방향 서비스를 제공합니다.

3방향 플러그 밸브
이 밸브에는 일반적으로 입구에서 직각으로 위치하는 세 번째 포트가 있습니다. 이 플러그 밸브는 흐름을 전환하거나(하나 또는 두 배출구 사이를 향하는 입구에서 유입) 또는 흐름을 결합(단일 배출구로 연결된 두 개의 유입구에서 유입)하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

플러그 밸브의 용도

플러그 밸브는 방향성 흐름 제어, 가스 또는 액체 연료 처리, 슬러리와 같은 부유 고체가 있는 유체 조절 또는 저압, 저온 서비스 처리를 포함하여 많은 상업 및 경공업 응용 분야에 탁월한 옵션입니다.

매끄러운 설계, 인라인 유지보수 기능, 누출 방지 서비스, 흐름에 대한 최소 저항 및 다중 포트 설계 옵션으로 인해 플러그 밸브는 다양한 부문 및 시스템에 적용됩니다.

 

플러그 밸브의 종류

 

1. 윤활 플러그 밸브(Lubricated Plug Valve)

이름에서 알 수 있듯이 윤활 밸브는 마찰과 밀봉 포트를 줄이기 위해 플러그 면과 차체 시트 사이에 압력을 가하여 주입되는 윤활유를 일반적으로 기유와 점도 개선제(예: 비정질 또는 흄드 실리카)로 사용합니다.

밸브 제조업체는 일반적으로 공정 유체에 적합한 윤활제를 권장하며, 밸브는 종종 몇 주기 후에, 어떤 경우에는 매 주기 후에 다시 밀봉해야 합니다. 유지보수가 높은 플러그 밸브로 간주되어 자주 작동하지 않는 애플리케이션에 사용됩니다.

윤활 플러그 밸브는 더러운 업스트림 애플리케이션, 바이패스 밸브가 필요한 가스 파이프라인 시스템, 밸브 스테이션 및 키커 밸브의 블로우다운 밸브와 같이 약간 마모성 입자를 운반하는 유체를 사용하는 공정에서 잘 작동합니다.

2. 무급유 플러그 밸브(Non-Lubricated Plug Valve)
이 플러그 밸브는 쐐기 역할을 하고 체강에 대해 폴리머 슬리브를 누르는 테이퍼 또는 원뿔 모양을 사용합니다. 슬리브를 사용하면 플러그 메커니즘과 본체 사이의 마찰이 줄어듭니다.

무윤활 플러그 밸브는 유황, 불화수소의 특수 서비스 또는 액체가 갇히거나 응고되어 잠재적으로 밸브를 막힐 수 있는 경우와 같이 유지 관리를 최소한으로 유지해야 하는 응용 분야에서 윤활유 대신 사용되는 경우가 많습니다.

그러나 무급유 플러그 밸브는 구성되는 비금속 재료의 온도 및 화학적 호환성에 의해 제한됩니다.

비윤활 플러그 밸브의 세 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.

리프트식 플러그 밸브
엘라스토머 슬리브 플러그 밸브
완전히 라이닝된 플러그 밸브

3. 다중 포트 플러그 밸브(Multi-Port Plug Valves)
여기에서 3방향 멀티포트 플러그 밸브를 볼 수 있습니다. 상단 이미지는 3-way 3-port 디자인, 하단은 3-way 2-port 디자인입니다.

멀티포트 밸브는 이송 라인과 전환 서비스에 사용됩니다. 단일 다중 포트 밸브는 3개 또는 4개의 게이트 밸브 또는 다른 유형의 차단 밸브의 용도로 사용될 수 있습니다.

그러나 때때로 멀티포트 밸브가 흐름을 완전히 차단하지 못합니다. 적절한 작동을 위해 특정 포트 배열을 지정할 때 세심한 주의를 기울여야 합니다.

4. 편심 플러그 밸브(Eccentric Plug Valve)
이 플러그 밸브의 디자인은 개방 위치에서 폐쇄 위치까지 마찰을 최소화하면서 더 높은 착석력을 필요로 하는 응용 분야에 유리한 하프 플러그를 사용합니다. 토크 시트 밸브는 또한 향상된 차단 기능을 제공합니다.

편심 플러그 밸브는 깨끗하고 더러운 물, 하수, 슬러지 및 슬러리, 공기 및 기타 서비스를 포함한 광범위한 흐름 제어 및 격리 응용 프로그램에 사용됩니다.

5. 확장 플러그 밸브(Expanding Plug Valve)
이 복잡한 플러그 밸브는 밸브가 기계적으로 확장되고 하나의 밸브에서 진정한 이중 차단 및 블리드 기능을 제공할 수 있도록 하는 여러 구성 요소를 사용합니다. 플러그 밸브는 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 회전하는 메커니즘을 사용하고 두 씰을 유로에서 보호합니다.

회전 중에는 몸체와 씰 사이에 접촉이 없으며 밸브가 닫힐 때 씰이 마모되거나 마모되는 것을 방지하기 위해 슬립이 바디 시트로 확장됩니다. 이중 절연이 필요하지 않은 애플리케이션에서 제품 오염을 방지하기 위해 종종 사용됩니다.

 

플러그 밸브 디스크 유형

플러그는 원형 또는 테이퍼 실린더입니다. 그들은 다양한 유형의 포트 개구부를 가질 수 있으며, 각각은 개구부 영역의 정도가 다릅니다.

▷ 직사각형 포트는 플러그 밸브에 가장 일반적입니다. 직사각형 포트는 해당 파이프 단면적의 최소 70%를 나타냅니다.
▷ 원형 포트 플러그에는 플러그를 통해 원형 구멍이 있습니다. 전체 내경 및 축소 내경 설계로 제공됩니다. 감소된 포트가 있는 밸브는 흐름 제한이 중요하지 않은 경우에만 사용됩니다.
▷ 다이아몬드 포트 플러그에는 플러그를 통해 다이아몬드 모양의 포트가 있습니다. 모든 다이아몬드 포트 밸브는 벤츄리 흐름 제한형입니다. 이 디자인은 스로틀링 서비스를 위한 것입니다.

 

플러그 밸브 응용

▷ 플러그 밸브는 일반적으로 저압-저온 서비스에 사용되지만 일부 고압-고온 설계도 존재합니다.
▷ 플러그 밸브는 중간 진공 시스템에서도 방향성 흐름 제어에 사용할 수 있는 고용량 밸브입니다.
▷ 플러그 밸브는 가스 및 액체 연료를 효율적으로 처리할 수 있습니다.
▷ 플러그 밸브는 보일러 급수, 응축수 및 기타 요소와 같은 극한 온도 흐름을 안전하게 처리할 수 있습니다.
▷ 플러그 밸브는 슬러리와 같은 부유 물질을 포함하는 액체의 흐름을 조절하는 데 사용할 수 있습니다.

 

플러그 밸브의 장점과 단점

장점
▷ 플러그 밸브는 부품이 거의 없는 심플한 디자인입니다.
▷ 플러그 밸브는 쉽게 열리고 닫힙니다(큰 치수 제외).
▷ 플러그 밸브의 유지 보수 및 수리는 작동 장소에서 수행 할 수 있습니다.
▷ 플러그 밸브는 흐름 저항이 낮습니다.
▷ 플러그 밸브는 신뢰할 수 있는 누출 방지 기능을 제공합니다.

단점
▷ 마찰력이 높기 때문에 첫 번째 움직임(개폐)에는 많은 힘이 필요합니다.
▷ NPS 4(DN100) 및 더 큰 플러그 밸브에는 기어박스 또는 액추에이터가 필요합니다.
▷ 플러그 밸브 전환은 원추형 플러그로 인해 흐름이 좁아집니다.
▷ 일반적으로 플러그 밸브 비용은 볼 밸브보다 훨씬 큽니다.