스프링 부하식 안전 밸브의 작동 원리

안전 밸브

안전 밸브(압력 방출 밸브라고도 함)는 압력 시스템의 작동 압력에 따라 자동으로 열리고 닫힙니다. 일반적으로 폐쇄계 시스템의 장비나 파이프라인에 설치되어 시스템의 안전을 보호합니다. 장비나 파이프라인 내의 압력이나 온도가 안전 밸브의 설정 압력을 초과할 경우, 자동으로 열려 압력을 방출하거나 온도를 낮추어 장비 및 파이프라인 내 매체의 압력을 설정 압력 이하로 유지시킵니다. 이를 통해 장비와 파이프라인의 정상적인 운전을 보장하고, 사고를 예방하며 손실을 줄일 수 있습니다.

스프링식 안전 밸브

스프링식 안전 밸브는 산업용 유체 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 과압 보호 장치입니다. 그 핵심 기능은 시스템 압력이 설정된 값을 초과할 경우 자동으로 열려 압력을 방출하는 것이며, 압력이 정상으로 돌아오면 스프링 힘에 의해 자동으로 닫혀 매체의 지속적인 누출을 방지하는 것입니다.

작동 원리

닫힘 상태: 정상 작동 중에는 스프링이 발생시키는 탄성력이 밸브 코어(밸브 디스크)를 밸브 시트에 눌러 밀봉을 형성합니다. 이때 밸브 코어에 작용하는 매체 압력은 스프링 힘보다 작으므로 밸브는 닫힌 상태를 유지하여 매체의 누출을 방지합니다.

열림 상태: 시스템 압력이 스프링에 의해 설정된 압력 값(설정 압력)을 초과하면, 밸브 코어에 작용하는 매체의 상향력이 스프링 힘보다 커집니다. 이로 인해 밸브 코어가 들어 올려지고, 밸브가 열리며, 매체는 밸브 시트와 밸브 코어 사이의 간격을 통해 배출되어 압력을 방출합니다.

재밀봉 상태: 매체가 배출되면서 시스템 압력이 감소합니다. 압력이 설정 압력 아래의 특정 값(재설정 압력)까지 떨어지면, 스프링 힘이 다시 매체의 힘보다 커집니다. 밸브 코어가 원래 위치로 돌아가 밸브 시트를 재밀봉하고, 밸브는 닫히며 시스템은 안정된 상태로 복귀합니다.

스프링 부하형 안전 밸브의 구조

스프링 부하형 안전 밸브는 간단하고 성숙한 구조를 가지며, 핵심 구성 요소가 적고 고장률이 낮아 광범위하게 사용되는 핵심적인 이유이다.

밸브 디스크: 밸브 시트를 차단하는 밀봉 부품으로, 매체의 압력이 한계 이하일 때 스프링 힘에 의해 밸브 시트에 눌려 밀봉 상태를 유지한다.

스프링: 스프링은 핵심 구동 부품으로, '직접 스프링 부하형', '가이드 슬리브가 있는 스프링형' 등으로 구분되며, 스프링의 압축량을 조절하여 설정 압력을 조정한다.

밸브 시트 + 배출구: 밸브 시트는 밸브 디스크와 협력하여 밀봉을 달성하며, 배출구는 과압 상태의 매체를 배출하기 위해 사용된다(일반적으로 배출 파이프라인에 연결되어 매체가 현장으로 직접 누출되는 것을 방지함).