기초 강좌｜정밀펌프기술 2-4. 맥동 사이폰 방지 체크밸브

사이폰 방지 체크밸브에는 3가지 역할이 있습니다.。

역할 그 1 흘러나오는 물을 눌러 멈추려는 작용

첫 번째는 말 그대로 사이폰 현상을 방지하는 역할입니다.
사이폰 현상이란, 펌프 토출측 배관의 선단 위치가 흡입측 탱크의 액면 위치보다 낮기 때문에 펌프를 정지시켜도 약액이 계속 흐르는 현상을 말합니다.

초등학교 과학 시간에 위와 같은 실험을 해 보신 분도 많을 것입니다. 다이아프램 펌프도 완전히 같은 현상이 일어납니다.
다이아프램 펌프의 경우, 간단히 호스 내를 물로 채우고 스위치를 켜기만 하면 됩니다. 이후에는 스위치를 꺼도 액이 계속 흐릅니다.

오른쪽 그림과 같이 탱크 내의 액면 위치가 토출측 배관의 선단보다 높으면, 비록 배관이 점선과 같이 되어 있어도 사이폰 현상에 의해 물이 자꾸 흘러나옵니다.

역할 그 2 관성저항에 의한 오버피드 현상을 방지하는 작용

두 번째는 관성저항에 의한 오버피드 현상을 방지하는 작용입니다. 배관의 출구를 관성저항보다 큰 힘으로 억누르는 이미지입니다. 일반적으로 스프링의 힘을 이용하여 일정한 압력으로 억눌러, 그 압력을 웃돌아야 밸브가 열리는 구조로 되어 있습니다.

이때 펌프(피스톤)는 이미 흡입 공정에 들어가 있어, 밸브에 걸리는 힘은 관성력 뿐입니다.
Pa(파스칼)이란 압력 기호로, 1m2당 몇 N(뉴턴)의 힘이 걸려 있는지를 나타냅니다. 또한 Pa은 펌프 등에서 사용하는 압력으로는 작은 값이어서 자릿수가 커지기 때문에, Pa의 100만 배인 MPa(메가파스칼)을 사용하는 경우가 많은 것 같습니다.

이때 관성력은 이미 없어져, 펌프(피스톤)가 토출 행정에 들어가 있습니다. 따라서 다이아프램 펌프의 특성에 의해 배관 내부의 압력이 스프링의 힘을 이겨, 밸브가 열려 액이 배출됩니다.

실제 구조는 다음과 같이 되어 있습니다.

역할 그 3 역류 방지 밸브의 역할

그리고 세 번째는, 역류 방지 밸브(체크밸브)로서의 역할입니다.

예를 들어, 위 그림과 같은 현장을 생각해 봅시다.
만약 탱크 내가 고압이라면, 역류 방지 밸브가 없으면 호스를 분리하자마자 가스나 액체가 분출하여 매우 위험합니다. 그래서 역류 방지 밸브를 사용하여 안전을 도모해야 합니다. 이 역류 방지 기구는 특히 유지보수 시에 효과적입니다.