On/Off 밸브 애플리케이션을 위한 에어셋 조절기

2020년 11월 1일 | 제프 웰치

에어셋 조절기는 겉으로는 단순한 장치처럼 보이지만, 특히 안전 계측 시스템에서 올바른 장치가 지정되도록 주의를 기울여야 합니다.

화학 공장 및 기타 중공업 시설에는 일반적으로 공압으로 제어되는 밸브, 액추에이터 및 기기가 많이 포함되어 있습니다. 에어셋 장치는 일반적으로 이러한 구성 요소에 대한 공기 압력 공급을 조절하는 데 사용됩니다. 에어세트는 필터가 내장된 직접 작동식 감압 조절기의 특정 유형입니다. 설계에서는 간과되는 경우가 많지만 안전하고 효과적인 작동을 위해서는 적절한 선택이 필요하며 이는 매우 중요합니다. 왜냐하면 이러한 장치는 비상 차단 및 기타 까다로운 온/오프 밸브 응용 분야에 자주 사용되기 때문입니다.

직접 작동되는 레귤레이터의 경우와 마찬가지로 에어셋은 하류 압력을 감지하고 필요한 설정점으로 유지합니다. 그림 1에서 출구 압력(파란색 영역)은 다이어프램 아래쪽에서 감지되며, 에어셋 조절기는 이 압력을 사용하여 다이어프램 위쪽에서 힘을 생성하고 스프링 힘에 대응합니다. 스프링 케이싱(노란색 영역)은 대기로 배출됩니다.

그림 1. 통합 필터와 내부 릴리프를 갖춘 일반적인 에어셋 조절기가 여기에 나와 있습니다. 출구 압력(파란색 영역)은 다이어프램 아래쪽에서 감지되며, 에어셋 조절기는 이 압력을 사용하여 힘을 생성하고 다이어프램 위쪽의 스프링 힘에 대응합니다. 스프링 케이싱(노란색 영역)은 대기로 배출됩니다.

하류 공기 수요가 증가하면 출구 압력이 감소하기 시작하여 다이어프램 아래쪽에 가해지는 힘이 그에 따라 감소합니다. 스프링은 다이어프램에 의해 가해지는 힘과 일치할 때까지 압축을 풀어 반응합니다. 스프링은 조정 나사로 고정되어 있으므로 스프링이 압축을 풀 수 있는 유일한 방법은 다이어프램 방향입니다.

다이어프램이 밸브 플러그에 부착되어 플러그가 시트에서 멀어지게 되어 입구 영역(빨간색 영역)에서 다운스트림 시스템(파란색 영역)으로의 공기 흐름이 증가합니다. 흐름 요구가 충족되면 다이어프램 아래의 압력이 에어셋 조절기의 설정점까지 증가하고 스프링이 압축되며 밸브 플러그가 시트 쪽으로 구동되어 흐름을 차단합니다.

레귤레이터는 스프링 장력을 조정하여 설정됩니다. 스프링이 단단할수록 조절기 출구 압력이 높아집니다. 작동 중에 레귤레이터는 하류 압력을 유지하는 데 필요한만큼 열립니다. 에어셋 조절기가 안정적인 작동 모드에 있을 때 다이어프램과 스프링 힘이 평형을 이루어야 합니다.

에어셋 조절기는 일반적으로 화학 플랜트 및 석유 정제소에서 사용되는 가장 일반적인 유형의 압력 조절기입니다. 가장 주목할 만한 점은 제어 밸브에 부착되어 있는 것을 볼 수 있으며, 여기서 에어셋 조절기는 시스템 공기 압력을 밸브 작동을 위한 안전한 작동 수준으로 낮추는 데 사용됩니다. 그런 다음 포지셔너/컨트롤러는 일반적으로 자동화 시스템에서 수신되는 설정점 신호를 기반으로 액추에이터에 적절한 압력을 보낼 수 있습니다. 출력은 프로세스 흐름을 조절하기 위해 제어 가능한 밸브 이동을 초래합니다.

많은 응용 분야에서는 밸브 이동 및 프로세스 흐름을 조절하기 위해 포지셔너/컨트롤러를 사용하지 않고 대신 밸브를 완전히 열거나 닫아야 합니다. 이는 자동 온-오프 밸브라고도 하며, 기기 공기 압력은 에어셋에 의해 감소되고 조절기의 솔레노이드 하류는 ​​밸브 작동기에 작용하는 압력을 제어합니다. 솔레노이드는 밸브가 안전하지 않게 작동해야 하는 경우 이 공기 압력을 대기로 방출할 수 있으며 일반적으로 스프링에 의해 이 위치로 구동됩니다.

그림 2는 온/오프 애플리케이션에 사용되는 에어셋 조절기의 예를 보여줍니다. 액추에이터에 대한 주 공기 공급 압력은 에어셋(3)에 의해 원하는 설정점으로 제어됩니다. 이 낮은 압력의 공기는 솔레노이드 밸브(2)를 통과하여 액추에이터(1)에 적용됩니다.