로터리 밸브란? 작동 원리, 주요 구조와 적용 분야

01로터리 밸브는 액체 경로를 어떻게 바꿀까요?

일반적인 회전 전단식 밸브는 유로 홈이 있는 로터와 포트가 있는 스테이터가 함께 작동합니다. 구동부가 로터를 회전시키면 홈이 다른 포트와 정렬되면서 연결이 바뀝니다. 로터가 지정 위치에 정지하면 해당 밸브 위치의 유로가 형성됩니다.

공통 포트 COM 하나와 여러 선택 포트가 있는 구조를 예로 들겠습니다. 시약병은 선택 포트에 연결하고 COM은 공용 이송 유로에 연결합니다. A를 선택할 때는 COM과 A의 포트를 연결하고, B를 선택할 때는 다른 위치로 회전합니다. 이는 순차 선택이며 모든 시약을 동시에 연결한다는 뜻이 아닙니다.

중앙 공통 포트가 외곽 선택 포트에 연결되면 선택한 공급원의 액체를 COM으로 모으거나 COM에서 선택한 출구로 보낼 수 있습니다. 실제 양방향 이송 허용 여부는 해당 모델과 시스템 운전 조건에서 확인해야 합니다.

밸브 위치 확인은 연결 상태가 바뀌었다는 뜻이며 새 시약이 출구에 도착했다는 뜻은 아닙니다. 공용 배관에는 이전 액체가 남아 있을 수 있습니다. 펌프가 동작하지 않았거나 기체가 있으면 출구에서 일시적으로 액체가 나오지 않을 수도 있습니다. 따라서 위치 확인, 이송, 액체 치환을 각각 관리해야 합니다.

02주요 구조: 밸브 헤드, 밀봉 부품 조합과 구동부

세라믹 로터리 밸브라는 명칭은 보통 주요 밀봉 부품의 재질을 설명합니다. 헤드와 모든 접액 부품이 세라믹이라는 의미는 아닙니다. 현재 FOREACH MRV3 자료는 지르코니아 스테이터와 사파이어 로터, PEEK 또는 PCTFE 헤드 옵션을 구분합니다. 정확한 재질 조합은 전체 주문 모델명으로 확인해야 합니다.

회전 플러그 밸브 등 다른 구조도 있습니다. 하나의 밀봉 설계를 모든 제품에 적용하지 말고 해당 모델의 단면도나 유체 회로도를 확인해야 합니다.

03포트 수, 위치 수와 유로 구성은 어떻게 다를까요?

10·16·24채널의 공통 포트 선택 구조

이 그림에서는 COM을 선택 채널 수에 포함하지 않습니다. 외곽 선택 포트 10개, 16개, 24개에 공통 포트 1개가 각각 추가되어 전체 포트 수는 11개, 17개, 25개입니다. 모두 COM과 2번 포트가 연결된 상태이며 파란색은 연결 유로를 나타냅니다. 선택하지 않은 유로를 닫는 이 예에서는 나머지 선택 포트가 분리됩니다.

직접 제작한 연결 원리도이며 채널 수와 연결 관계를 설명합니다. 제품 외형, 포트 위치, 내부 치수 또는 실제 번호 방향을 나타내지 않습니다. 공통 포트의 계산 방식, 회전 방향과 채널 번호는 제품 회로도와 제어 프로토콜에서 확인해야 합니다.

채널 수나 위치 수가 같아도 연결 구조, 접액 재질과 정격 압력이 같다는 뜻은 아닙니다. 채널 수는 연결구가 충분한지를 판단하는 기준이며 다른 매개변수도 개별 확인해야 합니다.

예를 들어 2위치 6포트 전환 밸브는 두 연결 상태 사이를 전환하고, 다위치 선택 밸브는 COM에 한 유로씩 연결합니다. 둘 다 회전하지만 수행하는 작업이 다릅니다. 구매 시 6포트 또는 다채널이라고만 지정하면 충분하지 않은 경우가 많습니다.

선택하지 않은 흐름의 처리도 확인해야 합니다. 설계에 따라 닫히거나 다른 공통 출구로 모이거나 개별 출구로 계속 흐를 수 있습니다. 위 그림은 닫히는 구조만 보여 주며 모든 다위치 회전 유로를 대표하지 않습니다.

또한 24개 선택 채널이 있다고 해서 24개 유로에서 독립적으로 동시에 정량 공급할 수 있는 것은 아닙니다. 동시 시료 처리에는 별도 펌프, 정량 장치와 전체 유체 회로 구성을 함께 검토해야 합니다.

04장비에서 로터리 밸브는 어떤 작업을 할까요?

시약 선택: 한 기구가 여러 액체에 순차 접근

여러 시약을 차례로 분주하려면 각각의 공급원을 선택 포트에 연결할 수 있습니다. 프로그램이 공급원을 선택한 후 펌프가 이송합니다. 하나의 하류 유로를 여러 공급원이 공유할 수 있지만 잔류액과 세척 관리도 필요합니다.

시료 전처리와 세척: 연속된 공정 단계 연결

시료 채취, 처리액 첨가와 세척에는 서로 다른 액체가 필요할 수 있습니다. 밸브가 단계별로 연결을 바꾸고 펌프와 위치 이동 기구가 목표 용기나 폐액 위치로 이송합니다. 시료가 밸브를 통과한다면 기계 동작 외에 입자, 부착과 시료 이월을 평가해야 합니다.

크로마토그래피 주입: 전체 회로의 연결 변경

외부 시료 루프를 연결한 적합한 주입 전환 밸브는 로딩과 주입 상태 사이에서 연결을 바꿉니다. 이 작업에는 특정 유로와 압력 조건이 필요합니다. 일반 시약 선택 밸브를 고압 주입 밸브로 사용할 수 있다고 가정해서는 안 됩니다.

1. HPLC 주입 밸브의 로딩 및 주입 유로 알아보기

05전체 예시: 시약 A에서 B로 전환

A, B와 세척액을 별도 선택 포트에 연결하고 COM에는 공용 펌프와 분주 니들을 연결했다고 가정하겠습니다. 세척액이 반응 용기에 들어가지 않도록 니들을 폐액 위치로 옮기거나 검증된 별도 폐액 전환 구조를 마련해야 합니다. 이 예는 이동식 니들을 사용합니다.

1. A 분주를 마치고 펌프와 유로를 전환 가능한 조건으로 만든 뒤 니들을 폐액 위치로 이동합니다.
2. 세척액을 선택하고 밸브 위치를 확인한 다음 펌프로 연결된 공용 유로를 세척하여 폐액으로 배출합니다.
3. B로 전환해 공용 유로의 세척액을 치환합니다. 이 치환액은 폐액 위치에서 버립니다.
4. 치환이 공정 요구사항을 충족하면 니들을 목표 용기로 되돌리고 B를 정량 분주합니다.

세척 성능은 밸브 유로, 배관, 피팅, 펌프 챔버와 니들을 포함한 전체 연결 경로에 좌우됩니다. 작은 밸브 내용적은 밸브 내부 잔류액을 줄이지만 시스템의 시료 이월이 없음을 보장하지 않습니다.

06작동 원리에서 실제 선정으로

액체 공급원과 목적지를 나열하고 각 단계의 연결을 그립니다. 이후 채널, 유로 직경, 피팅, 압력 조건과 접액 재질을 비교합니다. MRV3의 10·16·24채널 구성은 여러 공급원을 순차 선택하는 후보이며 적합성은 실제 조건에서 판단해야 합니다.

1. 로터리 밸브 선정 가이드: 유로 설계부터 시스템 검증까지
2. 접액 재질 선정: 밸브 헤드, 로터와 밀봉 재질
3. FOREACH MRV3 다채널 로터리 밸브 시리즈
4. MRV3 데이터시트: 구조, 사양과 주문 옵션 (영어)

07로터리 밸브 자주 묻는 질문