Katup kupu-kupu dan katup gerbang adalah dua jenis katup yang umum digunakan dalam aplikasi konservasi air industri dan perkotaan. Keduanya memiliki perbedaan yang jelas dalam hal struktur, fungsi, dan aplikasi. Artikel ini akan membahas perbedaan antara katup kupu-kupu dan katup gerbang secara detail, mulai dari prinsip, komposisi, biaya, daya tahan, pengaturan aliran, pemasangan, hingga perawatan.
1. Prinsip
Prinsip Katup Kupu-kupu
Fitur terbesar darikatup kupu-kupuStrukturnya sederhana dan desainnya ringkas. Prinsip kerjanya adalah pelat kupu-kupu melingkar berputar mengelilingi batang katup sebagai poros tengah untuk mengontrol aliran fluida. Pelat katup berfungsi seperti pos pemeriksaan, dan hanya dengan persetujuan pelat kupu-kupu, katup dapat melewatinya. Ketika pelat kupu-kupu sejajar dengan arah aliran fluida, katup terbuka penuh; ketika pelat kupu-kupu tegak lurus dengan arah aliran fluida, katup tertutup penuh. Waktu buka-tutup katup kupu-kupu sangat singkat, karena hanya perlu berputar 90 derajat untuk menyelesaikan operasi buka-tutup penuh. Hal ini juga menjadi alasan mengapa katup ini disebut katup putar dan katup seperempat putaran.
Prinsip Katup Gerbang
Pelat katup darikatup gerbangbergerak naik turun secara vertikal menuju badan katup. Ketika pintu katup terangkat penuh, rongga bagian dalam badan katup terbuka penuh, sehingga fluida dapat mengalir tanpa hambatan; ketika pintu katup diturunkan penuh, fluida akan tersumbat sepenuhnya. Desain katup gerbang membuatnya hampir tidak memiliki hambatan aliran saat terbuka penuh, sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan pembukaan penuh atau penutupan penuh. Perlu ditekankan di sini bahwa katup gerbang cocok untuk pembukaan penuh dan penutupan penuh! Namun, katup gerbang memiliki kecepatan respons yang lambat, yaitu waktu buka tutup yang lebih lama, karena dibutuhkan beberapa putaran untuk memutar roda tangan atau roda gigi cacing agar dapat membuka dan menutup sepenuhnya.
2. Komposisi
Komposisi katup kupu-kupu
Seperti disebutkan sebelumnya, struktur katup kupu-kupu relatif sederhana, mencakup komponen-komponen utama seperti badan katup, pelat katup, poros katup, dudukan katup, dan penggerak. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Badan katup:
Badan katup kupu-kupu berbentuk silinder dengan saluran vertikal di dalamnya. Badan katup dapat terbuat dari berbagai material, seperti besi cor, besi ulet, baja tahan karat, baja karbon, perunggu aluminium, dan sebagainya. Tentu saja, pemilihan material bergantung pada lingkungan penggunaan katup kupu-kupu dan sifat medianya.
Pelat katup:
Pelat katup adalah bagian pembuka dan penutup berbentuk cakram yang telah disebutkan sebelumnya, yang bentuknya mirip cakram. Material pelat katup biasanya sama dengan material badan katup, atau lebih tinggi dari material badan katup, karena katup kupu-kupu bersentuhan langsung dengan media, tidak seperti katup kupu-kupu garis tengah di mana badan katup langsung terpisah dari media oleh dudukan katup. Beberapa media khusus perlu meningkatkan ketahanan aus, ketahanan korosi, dan ketahanan suhu tinggi.
Batang katup:
Batang katup menghubungkan pelat katup dan penggerak, serta bertanggung jawab untuk mentransmisikan torsi guna memutar pelat katup. Batang katup biasanya terbuat dari baja tahan karat 420 atau material berkekuatan tinggi lainnya untuk memastikan kekuatan dan daya tahannya yang memadai.
Dudukan katup:
Dudukan katup dilapisi di rongga bagian dalam badan katup dan bersentuhan dengan pelat katup untuk membentuk segel guna memastikan media tidak bocor saat katup ditutup. Terdapat dua jenis penyegelan: segel lunak dan segel keras. Segel lunak memiliki kinerja penyegelan yang lebih baik. Material yang umum digunakan antara lain karet, PTFE, dll., yang umum digunakan pada katup kupu-kupu centerline. Segel keras cocok untuk lingkungan bersuhu dan bertekanan tinggi. Material yang umum digunakan antara lain SS304+Grafit Fleksibel, dll., yang umum digunakan padakatup kupu-kupu eksentrik rangkap tiga.
Aktuator:
Aktuator digunakan untuk menggerakkan batang katup agar berputar. Bentuk yang umum digunakan adalah manual, elektrik, pneumatik, atau hidrolik. Aktuator manual biasanya dioperasikan dengan tuas atau roda gigi, sementara aktuator elektrik, pneumatik, dan hidrolik dapat dikendalikan dari jarak jauh dan dioperasikan secara otomatis.
Komposisi katup gerbang
Struktur katup gerbang relatif kompleks. Selain badan katup, pelat katup, poros katup, dudukan katup, dan penggerak, terdapat juga pengepakan, penutup katup, dll. (lihat gambar di bawah).
Badan katup:
Badan katup gerbang biasanya berbentuk barel atau baji, dengan saluran langsung di dalamnya. Material badan katup sebagian besar terbuat dari besi cor, baja cor, baja tahan karat, kuningan, dll. Demikian pula, material yang tepat harus dipilih sesuai dengan kondisi penggunaan.
Penutup katup:
Penutup katup terhubung ke badan katup untuk membentuk rongga katup tertutup. Biasanya terdapat kotak isian pada penutup katup untuk memasang pengepakan dan menyegel batang katup.
Gerbang + dudukan katup:
Gerbang adalah bagian pembuka dan penutup katup gerbang, biasanya berbentuk baji. Gerbang dapat berupa struktur gerbang tunggal atau ganda. Katup gerbang yang umum kami gunakan adalah gerbang tunggal. Material gerbang katup gerbang elastis adalah GGG50 yang dilapisi karet, dan gerbang katup gerbang segel keras terbuat dari material bodi + kuningan atau baja tahan karat.
Batang katup:
Batang katup menghubungkan gerbang dan aktuator, serta menggerakkan gerbang ke atas dan ke bawah melalui transmisi berulir. Material batang katup umumnya terbuat dari material berkekuatan tinggi seperti baja tahan karat atau baja karbon. Berdasarkan pergerakan batang katup, katup gerbang dapat dibagi menjadi katup gerbang batang naik dan katup gerbang batang tidak naik. Ulir batang katup pada katup gerbang batang naik terletak di luar badan katup, sehingga kondisi buka dan tutupnya terlihat jelas; ulir batang katup pada katup gerbang batang tidak naik terletak di dalam badan katup, sehingga strukturnya relatif kompak dan ruang pemasangannya lebih kecil dibandingkan katup gerbang batang naik.
Sedang mengemas:
Pengemasan terletak di dalam kotak isian penutup katup, yang digunakan untuk menutup celah antara batang katup dan penutup katup guna mencegah kebocoran media. Bahan pengemas yang umum digunakan antara lain grafit, PTFE, asbes, dll. Pengemasan dikompresi oleh kelenjar untuk memastikan kinerja penyegelan.
Aktuator:
• Roda tangan adalah aktuator manual yang paling umum, yang menggerakkan transmisi ulir batang katup dengan memutar roda tangan untuk menggerakkan katup ke atas dan ke bawah. Untuk katup gerbang berdiameter besar atau bertekanan tinggi, aktuator elektrik, pneumatik, atau hidrolik sering digunakan untuk mengurangi gaya operasi dan mempercepat kecepatan buka-tutup. Tentu saja, ini topik lain. Jika Anda tertarik, silakan baca artikelnya.Berapa Banyak Putaran Untuk Menutup Katup Kupu-kupu?Berapa Lama Waktu yang Dibutuhkan?
3. Biaya
Biaya Katup Kupu-kupu
Katup kupu-kupu biasanya lebih murah daripada katup gerbang. Hal ini karena katup kupu-kupu memiliki panjang struktur yang pendek, membutuhkan lebih sedikit material, dan proses manufaktur yang relatif sederhana. Selain itu, katup kupu-kupu lebih ringan, yang juga mengurangi biaya transportasi dan pemasangan. Keunggulan biaya katup kupu-kupu terutama terlihat pada pipa berdiameter besar.
Biaya Katup Gerbang
Biaya produksi katup gerbang biasanya lebih tinggi, terutama untuk aplikasi berdiameter besar atau bertekanan tinggi. Struktur katup gerbang kompleks, dan akurasi pemesinan pelat gerbang dan dudukan katup tinggi, sehingga membutuhkan lebih banyak proses dan waktu selama proses produksi. Selain itu, katup gerbang lebih berat, sehingga meningkatkan biaya transportasi dan pemasangan.
Seperti dapat dilihat dari gambar di atas, untuk DN100 yang sama, katup gerbang jauh lebih besar daripada katup kupu-kupu.
4. Daya tahan
Daya Tahan Katup Kupu-kupu
Ketahanan katup kupu-kupu bergantung pada material dudukan katup dan badan katupnya. Khususnya, material penyegel katup kupu-kupu dengan segel lunak biasanya terbuat dari karet, PTFE, atau material fleksibel lainnya, yang dapat mengalami keausan atau penuaan akibat penggunaan jangka panjang. Tentu saja, material penyegel katup kupu-kupu dengan segel keras terbuat dari material sintetis berkinerja tinggi atau segel logam, sehingga ketahanannya telah ditingkatkan secara signifikan.
Secara umum, katup kupu-kupu memiliki daya tahan yang baik dalam sistem tekanan rendah dan tekanan sedang, tetapi kinerja penyegelan dapat berkurang dalam lingkungan tekanan tinggi dan suhu tinggi.
Perlu juga disebutkan bahwa katup kupu-kupu dapat mengisolasi media dengan membungkus badan katup dengan dudukan katup untuk mencegah korosi pada badan katup. Pada saat yang sama, pelat katup dapat dienkapsulasi sepenuhnya dengan karet dan dilapisi sepenuhnya dengan fluor, yang secara signifikan meningkatkan ketahanannya terhadap media korosif.
Daya tahan katup gerbang
Desain segel dudukan elastis katup gerbang menghadapi masalah yang sama dengan katup kupu-kupu, yaitu keausan dan penuaan selama penggunaan. Namun, katup gerbang dengan segel keras berkinerja baik di lingkungan bertekanan dan bersuhu tinggi. Karena permukaan segel logam-ke-logam katup gerbang memiliki ketahanan aus dan korosi yang tinggi, masa pakainya biasanya lebih lama.
Namun, pintu gerbang katup mudah tersangkut oleh kotoran dalam media, yang juga dapat memengaruhi daya tahannya.
Selain itu, penampilan dan strukturnya menentukan bahwa sulit untuk membuat lapisan penuh, jadi untuk media korosif yang sama, apakah terbuat dari semua logam atau lapisan penuh, harganya jauh lebih tinggi daripada katup gerbang.
5. Pengaturan aliran
Pengaturan aliran katup kupu-kupu
Katup kupu-kupu tiga eksentrik dapat menyesuaikan aliran pada bukaan yang berbeda, tetapi kurva karakteristik alirannya relatif nonlinier, terutama ketika katup hampir terbuka penuh, alirannya berubah drastis. Oleh karena itu, katup kupu-kupu hanya cocok untuk kondisi dengan persyaratan akurasi penyesuaian rendah, jika tidak, katup bola dapat dipilih.
Pengaturan aliran katup gerbang
Katup gerbang dirancang agar lebih cocok untuk operasi pembukaan penuh atau penutupan penuh, tetapi tidak untuk mengatur aliran. Dalam keadaan terbuka sebagian, katup gerbang akan menyebabkan turbulensi dan getaran fluida, yang mudah merusak dudukan katup dan katup gerbang.
6. Instalasi
Pemasangan katup kupu-kupu
Pemasangan katup kupu-kupu relatif mudah. Bobotnya ringan, sehingga tidak memerlukan terlalu banyak dukungan selama pemasangan; strukturnya kompak, sehingga sangat cocok untuk penggunaan di ruang terbatas.
Katup kupu-kupu dapat dipasang pada pipa dari segala arah (horizontal maupun vertikal), dan tidak ada persyaratan ketat untuk arah aliran di dalam pipa. Perlu dicatat bahwa pada aplikasi bertekanan tinggi atau berdiameter besar, pelat kupu-kupu harus berada dalam posisi terbuka penuh selama pemasangan untuk menghindari kerusakan pada segel.
Pemasangan katup gerbang
Pemasangan katup gerbang lebih rumit, terutama untuk katup gerbang berdiameter besar dan bertutup rapat. Karena berat katup gerbang yang besar, diperlukan dukungan dan pemasangan tambahan selama pemasangan untuk memastikan stabilitas katup dan keselamatan pemasang.
Katup gerbang biasanya dipasang pada pipa horizontal, dan arah aliran fluida perlu dipertimbangkan untuk memastikan pemasangan yang benar. Selain itu, langkah buka-tutup katup gerbang panjang, terutama untuk katup gerbang batang naik, dan ruang yang cukup perlu disediakan untuk mengoperasikan roda tangan.
7. Pemeliharaan dan perawatan
Perawatan katup kupu-kupu
Katup kupu-kupu memiliki lebih sedikit komponen dan mudah dibongkar serta dirakit, sehingga lebih mudah dirawat. Dalam perawatan harian, pelat katup dan dudukan katup terutama diperiksa untuk mengetahui usia dan keausannya. Jika cincin penyegel terlihat sangat aus, cincin tersebut perlu diganti tepat waktu. Oleh karena itu, kami menyarankan pelanggan untuk membeli katup kupu-kupu soft-back yang dapat diganti. Jika kerataan permukaan dan lapisan akhir pelat katup sulit untuk mencapai efek penyegelan yang baik, cincin tersebut juga perlu diganti.
Selain itu, terdapat pelumasan batang katup. Pelumasan yang baik membantu fleksibilitas dan daya tahan pengoperasian katup kupu-kupu.
Perawatan katup gerbang
Katup gerbang memiliki banyak komponen dan sulit dibongkar serta dirakit, terutama pada sistem perpipaan besar yang membutuhkan beban kerja perawatan yang besar. Selama perawatan, perhatian khusus harus diberikan pada apakah katup gerbang diangkat dan diturunkan dengan lancar dan apakah terdapat benda asing di alur badan katup.
Jika permukaan kontak dudukan katup dan gerbang tergores atau aus, permukaan tersebut perlu dipoles atau diganti. Tentu saja, pelumasan batang katup juga diperlukan.
Perawatan packing harus lebih diperhatikan daripada perawatan katup kupu-kupu. Packing katup gerbang berfungsi untuk menutup celah antara batang katup dan badan katup guna mencegah kebocoran media. Penuaan dan keausan packing merupakan masalah umum pada katup gerbang. Selama perawatan, kekencangan packing perlu diperiksa secara berkala dan disesuaikan atau diganti jika perlu.
8. Kesimpulan
Singkatnya, katup kupu-kupu dan katup gerbang memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri dalam hal kinerja, biaya, daya tahan, pengaturan aliran, dan pemasangan:
1. Prinsip: Katup kupu-kupu memiliki kecepatan buka dan tutup yang cepat dan cocok untuk keperluan buka dan tutup cepat; katup gerbang memiliki waktu buka dan tutup yang lama.
2. Komposisi: Katup kupu-kupu memiliki struktur sederhana dan katup gerbang memiliki komposisi kompleks.
3. Biaya: Katup kupu-kupu memiliki biaya yang lebih rendah, terutama untuk aplikasi berdiameter besar; katup gerbang memiliki biaya yang lebih tinggi, terutama untuk kebutuhan tekanan tinggi atau material khusus.
4. Daya tahan: Katup kupu-kupu memiliki daya tahan yang lebih baik dalam sistem tekanan rendah dan tekanan sedang; katup gerbang bekerja dengan baik dalam lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi, tetapi pembukaan dan penutupan yang sering dapat memengaruhi masa pakainya.
5. Pengaturan aliran: Katup kupu-kupu cocok untuk pengendalian aliran kasar; katup gerbang lebih cocok untuk operasi terbuka penuh atau tertutup penuh.
6. Pemasangan: Katup kupu-kupu mudah dipasang dan dapat diaplikasikan pada pipa horizontal maupun vertikal; katup gerbang rumit dipasang dan cocok untuk pemasangan pipa horizontal.
7. Perawatan: Perawatan katup kupu-kupu berfokus pada keausan dan penuaan pelat katup dan dudukan katup, serta pelumasan batang katup. Selain itu, katup gerbang juga perlu merawat kemasannya.
Dalam aplikasi praktis, pemilihan katup kupu-kupu atau katup gerbang perlu dipertimbangkan secara komprehensif sesuai dengan kondisi dan persyaratan kerja tertentu untuk memastikan kinerja dan ekonomi terbaik.