높은 정밀도가 요구되는 중요 애플리케이션을 위한 소프트 스타트의 중요성

2023년 5월 1일 스폰서 콘텐츠 기준

밸브를 선택할 때 살펴봐야 할 매개변수가 많이 있지만 유체 분석과 같이 민감한 장비가 관련되고 응용 분야에 정밀도가 중요한 경우 초기 흐름이 놀랄 수 있으므로 흐름의 리프트오프 특성을 고려해야 합니다. 시스템 전반의 수명과 작동에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 밸브가 급격한 유량 급증을 허용하는 경우 유압 충격(물 또는 유체 해머라고도 함)이 발생할 수 있습니다. 이는 다이어그램 1에서 볼 수 있으며 원으로 표시된 영역은 밸브가 들어올리거나 열릴 때 발생하는 급격한 흐름 스파이크를 보여줍니다.

갑작스러운 이륙의 일반적인 원인

갑작스러운 이탈은 일반적으로 흡입구(일반적으로 노즐)의 내부 밀봉 표면이 표면에 고무가 부착된 포핏인 밸브의 작동 밀봉 표면과 맞물리는 방식으로 인해 발생합니다. 불행하게도 고무(Viton, EPDM 등)의 특성상 고착, 변형 및 품질 저하가 발생하여 특정 상황에서는 포핏이 노즐에 달라붙다가 급격하게 분리되는 결과를 낳습니다. 기계적 불규칙성은 유량의 급격한 증가를 유발하거나 이에 기여할 수도 있지만 이는 스프링이나 마찰력과 같은 밸브 설계에 따라 매우 다릅니다.

특정 유형의 밸브에는 게이트 밸브, 볼 밸브 또는 니들 밸브와 같은 흐름 리프트 오프 또는 서지 및 해머를 줄이는 데 더 적합하게 만드는 특성이 있습니다. 응용 분야에서 돌입 흐름을 제한하려면 밸브의 작동 오리피스가 자유 영역에서 가변적이어야 합니다. 포핏 또는 스풀 밸브와 같은 일반적인 제어 밸브에는 고정 오리피스가 있으므로 씰 표면의 리프트가 오리피스 전체 둘레에 걸쳐 작용합니다. 이로 인해 초기 흐름이 급증하게 됩니다. 예를 들어, 제어된 리프트가 0.001인 0.006 오리피스는 6.5% 전체 흐름을 나타내며 이는 갑작스러운 리프트 오프 또는 점프와 동일합니다.

시스템 및 애플리케이션에 대한 흐름 영향

유압 충격으로 인해 진동, 소음이 발생하고 심지어 파이프나 씰이 파열/고장될 수도 있습니다. 특히 민감한 시스템의 경우 원활하고 일관된 흐름 해제를 보장하는 것이 중요하며 이는 기계의 수명이나 유지 관리 일정뿐만 아니라 중요합니다. 유량의 급격한 변화는 아무리 짧더라도 약물 또는 환기 제어와 같이 제어가 중요한 응용 분야에서 특히 해롭고 비용이 많이 들 수 있습니다. 또한 소형 혈압 커프와 같은 시스템 측면을 측정하기 위해 계측기를 사용하는 경우에도 마찬가지입니다. 유량의 급격한 스파이크는 게이지가 제 시간에 측정하고 전달하기에는 너무 높고 빠르며 이로 인해 판독값이 부정확하거나 불완전해질 수 있습니다.

다이어그램 1: 갑작스러운 이륙

다이어그램 2: 소프트 스타트

매체에 대한 흐름 영향

급격한 흐름 급증은 라인에 너무 이르거나 과도한 양의 매체가 유입된다는 의미일 수도 있으며, 이는 샘플 추출과 같은 중요한 응용 분야에서 고가의 시약/용매를 낭비하거나 심지어 부정확한 분석을 초래할 수도 있습니다. 또한 혈액이나 용혈이나 동질분열에 민감한 기타 민감한 체액과 같이 고려해야 할 매체 자체의 상태도 있으며, 여기서 체액 내의 세포나 화합물이 분해됩니다. 난류는 화학 결합의 느슨함을 증가시키므로 흐름의 중단이나 충격을 최소화하면 섬세한 샘플이 파괴되거나 훼손되는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 섬세한 응용 분야를 위한 밸브는 난류를 최소화하여 구성 요소, 내부 장비 및 유체 구성이 손상되지 않도록 보호하는 흐름 프로필을 제공해야 합니다. 이를 달성하려면 "소프트 스타트"를 권장합니다(그림 2 참조). 표시된 이전 리프트 오프와 달리 "소프트 스타트"는 흐름을 부드럽게 도입한 후 비례 유량(현재 또는 제공된 단계당)으로 원활하게 완화됩니다.

곡선 일관성

유량 곡선이 밸브 간 동일한 추세, 특히 리프트오프 특성을 따르도록 보장하는 것은 생산의 일관성과 제품에 대한 신뢰도를 높이는 데 중요합니다. 결국, 마이크로리터의 유량을 허용하는 우수한 저급 제어는 반복 가능한 경우에만 우수합니다. 그러나 두 밸브가 완벽하게 동일할 수 없기 때문에 두 밸브가 완전히 동일한 성능을 발휘할 수는 없다는 점도 인정해야 합니다. 따라서 대신 모든 밸브가 작동하는 범위가 있어야 합니다. 밸브를 선택할 때 특정 배치 내의 모든 밸브가 적절하게 균일하고 특정 응용 분야에서 예상대로 작동할 수 있도록 이 범위를 알고 이해해야 합니다. 특히 이륙과 관련이 있을 수 있습니다.