FC 전기 니들 밸브 소개

2022.03.02

FC 전기 니들 밸브 소개

자세한 세부 사항

개요: 수동 니들 밸브 및 비례 밸브에 비해 전기 니들 밸브는 디지털 제어, 고감도, 빠른 응답 및 작은 히스테리시스 특성을 가지고 있습니다. 이번 글에서는 외국산 제품을 상대로 개발된 스마트 전자 니들밸브의 국산화 대체품을 소개합니다. 이 제품은 동일한 제품 성능뿐만 아니라 저렴한 비용으로 높은 성능을 제공합니다. 유사한 국내 전기 니들 밸브와 비교하여 크기가 작고 2차 개발 및 적용에 유연성이 있는 특성을 가지고 있습니다. 또한 24비트 ADC와 결합하면 전기 니들 밸브의 정확한 유량 조절 기능을 얻을 수 있습니다.

1. 개요

전기 니들 밸브는 주로 공기 흐름을 조절하는 데 사용되는 바늘 모양의 밸브 샤프트가 있는 미세 조정 가능한 밸브입니다. 니들 밸브의 바늘 모양의 밸브 플러그는 밸브 포트의 리프팅을 점차적으로 더 크게 만들 수 있으며 전원 위아래로 지속적이고 세심하게 조절할 수 있습니다. 전자식 니들밸브는 정밀하게 조절이 가능한 밸브로 널리 사용되고 있으며 주로 가스유량, 진공도, 압력 등을 정밀하게 조절 및 제어하는데 사용된다.

바늘 위치를 조정하는 몇 가지 일반적인 방법은 핸드 휠과 핸들이지만 실험실 및 산업 자동화 생산 공정에서는 일반적으로 컴퓨터 및 기타 제어 장비에 연결할 수 있는 디지털 제어 니들 밸브가 필요합니다. 니들 밸브의 개방은 다음과 같습니다. 디지털 프로그래밍 제어를 통해 규제됩니다. 전동니들밸브는 각종 고정밀 분석기기, 반도체공정장비, 진공공정장비, 고정밀 유량제어 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.

그렇지 않으면 비례 밸브에 비해 전기 니들 밸브는 감도가 높고 히스테리시스가 작은 특성을 갖습니다. 따라서 전기 니들 밸브에 대한 시장 수요에 부응하여 KAOLU 동일한 기술 지표 성능을 가지지만 저비용 고성능을 갖는 스테퍼 모터 컨트롤러로 구동되는 일련의 전기 니들 밸브를 개발했습니다. 유사한 국지적 전기 니들 밸브와 비교하여 크기가 작고 2차 개발 및 적용에 유연성이 있다는 특징이 있습니다. FC 시리즈 전기 니들 밸브와 24비트 ADC를 결합하면 매우 높은 분해능의 유량 제어를 달성할 수 있습니다.

2. 기존 국산전자식 니들밸브와 외산 전자니들밸브 비교

2.1 기존 국부형 전동 니들밸브

현재 국내 전기 니들 밸브는 일반적으로 표준 니들 밸브에 기존 모터 액추에이터를 추가하는 구조를 채택하고 있습니다. 이 구조의 일반적인 제품은 그림 2-1에 나와 있습니다. 모터 액츄에이터 구조의 전동 니들 밸브는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

  1. ①. 전원 전압은 일반적으로 AC 220V(또는 DC 24V)이고 제어 신호는 DC 0~10V(또는 4~20mA)입니다.
  2. ②. 볼 밸브와 버터플라이 밸브용 전동 액츄에이터는 일반적으로 참고용으로 사용되기 때문에 부피가 크다.
  3. ③. 고유한 턴다운 비율은 일반적으로 50:1이므로 조정 및 제어 정확도가 떨어집니다.
  4. ④. 조정 응답시간이 느리고, 렉 현상이 심각합니다. 전환 시간은 최소 5초입니다.
  5. ⑤. 밸브 크기는 일반적으로 크고 가장 작은 것은 "1/4"에 도달할 수 있으며 이는 더 큰 흐름의 조정 및 제어에 더 적합합니다.
  6. ⑥. 전체 압력 저항이 높기 때문에 고압 및 대유량의 조절 및 제어에 더 적합합니다.

2.2 기존 외산 전동 니들밸브

대표적인 외산 전동 니들밸브는 그림 2-2와 같이 INFICON과 MKS 제품이 대표적이다. INFICON 제품의 모델은 VDE016이고, MKS 제품은 "업스트림 유량 제어 밸브" 시리즈(148J, 154B 및 248D 포함)입니다.

외국산 전기 니들 밸브의 주목할만한 특징은 작은 크기와 구동 제어용 독립 모듈로 2차 개발 및 사용이 매우 편리하다는 것입니다. 그림 2-3은 외국산 전동 니들밸브의 주요 기술지표이다.

모델 INFICON VDE016-X MKS 148J MKS 154B MKS 248D
밸브 종류 니들 밸브
운전사 스테퍼 모터 전자기 코일
응답 시간
(열면 닫힘)		 3~4초 15ms / 15ms
표준 크기 KF16 VTF 1/4” 스웨즈락 1/2” 스웨즈락 1/4”
연락처 자료 스테인레스 스틸 스테인레스 스틸, PTEF 등 스테인레스 스틸 등 스테인레스 스틸
압력 범위 1×mbar 10바 / 10바
유량 범위 3× ~75L/분 0.01 ~ 30L/분 0.2 ~ 200L/분 0.1 ~ 50L/분
선형성 /
흐름 해상도 / 풀 스케일의 0.1 ~ 0.2% 전체 규모의 0.1% 전체 규모의 0.1 ~ 2%

 

외관 크기(mm) 60×60×152 85×38×100 / 70×38×85
작동 온도 범위 5 ~ 40c 15 ~ 50c -10~60c
밀봉하다 FPM 금속 탄성 소재
제어 신호 DC 0 ~ 10V 또는 RS232 DC 0~10V 또는 4~20mA
전원공급장치 DC24V(12W) DC15 ~ 24V

위의 기술 지표를 통해 INFICON 전기 니들 밸브만이 스테퍼 제어 방식을 채택하고 MKS 제품은 기본적으로 일반적인 니들 솔레노이드 밸브이며 솔레노이드 밸브는 일반적으로 히스테리시스 현상이 크다는 것을 알 수 있습니다.(그림 2-3 메인 외국산 전기 니들 밸브의 기술 지표.)

구동 회로 모듈을 탑재한 인피콘의 전동 니들 밸브는 현재 가격과 비교하면 전체 가격은 20,000위안 정도이다. 현재 MKS가 홍보하는 주요 제품은 248D이다. 가격은 8,000위안 정도이며 구동회로모듈을 탑재해야 한다. (약 5,000 CNY), 총 가격은 약 13,000 CNY입니다.

삼. KAOLU 전기 니들 밸브

KAOLU 가 개발한 FC 전기 니들 밸브는 기존 수동 니들 밸브의 직경 구조를 변경하고 고정밀 선형 스테퍼 모터를 채택하여 밸브 샤프트를 구동하는 스마트 전자 양방향 계량 니들 밸브입니다. 전동니들밸브와 그 내부구조는 그림 3-1과 같다.

스테퍼 제어 비례 밸브 드라이버의 분해능은 0.0127mm/단계 및 0.0254/단계입니다. 낮은 차압 밸브는 지속적으로 작동할 수 있습니다(100% 듀티비). 정전은 FC 전기 니들 밸브가 정상적으로 닫힌 상태를 의미합니다.

솔레노이드 밸브에 비해 스테퍼 제어 모터 구동 모드의 가장 큰 장점은 냉각 작동입니다. 이는 코일 가열로 인한 제어 작동 문제가 없으며 매우 높은 분해능, 매우 낮은 차압 및 높은 작동 압력을 의미합니다. 밸브는 DC 12 VDC 호환 로직 레벨과 아날로그 0 ~ 2.5 VDC 신호로 제어하거나 직접 통신을 통해 RS485 인터페이스를 사용하여 제어할 수 있습니다. 결과적으로 2% 미만의 히스테리시스, 전체 규모의 2.5% 미만의 뛰어난 선형성, 2ms의 응답 시간 및 수백만 번의 수명 등의 이점을 얻을 수 있습니다. 방문하시기 바랍니다https://www.genndih.com/ko/proportional-flow-control-valve.htm

모델 FC-20 FC-120 FC-300 FC-1000
밸브 종류 니들 밸브
운전사 바이폴라 스테퍼 모터 제어
응답 시간 0.8초(열림에서 닫힘)
표준 크기 G 1/8” G 3/8”
체액 불활성 가스 및 액체
압력 범위 -1 ~ 7바 -1 ~ 5바
유량 범위 3× ~75L/분 0.01 ~ 30L/분 0.2 ~ 200L/분 0.1 ~ 50L/분
최대 흐름 50L/분 @7bar 240L/분 @7bar 290L/분 @7bar 600L/분 @7bar
선형성 2% 0.1~1% 0.2~5% 11%
반복성
(풀 스케일)		 1%
흐름 분해능(단계 길이) 0.1L 0.1 ~ 0.2L 0.2 ~ 0.75L 1L
교대 해결 12.7 음 25.4 음
작동 온도 범위 0 ~ 84c
밀봉하다 표준 FKM 또는 기타 씰 선택
제어 신호 DC: 0~10V(또는 4~20mA)
전원공급장치 DC: 24V(12W)


(그림 3-2 전기 니들 밸브의 주요 기술 지표.)

FC 시리즈 전기 니들 밸브에는 스테퍼 모터 구동 회로 모듈이 장착되어 필요한 전원 공급 장치 및 제어 신호를 제공하고 DC 신호를 바이폴라 스테퍼 모터의 스테퍼 제어로 변환합니다. 또한 RS485 직렬 포트 통신 직접 제어 기능도 제공합니다. 구동 회로 모듈, 배선 방법 및 크기는 그림 3-3에 나와 있습니다.

4. 결론

요약하자면, KAOLU 가 개발한 FC 전기 니들 밸브는 가장 진보된 스테퍼 모터 구동 동적 기술, 기술 지표를 채택하고 외국 제품을 능가하며 저비용 고성능을 제공합니다.

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