1. Apa itu katup kupu-kupu pneumatik?
A katup kupu-kupu pneumatikKatup putar seperempat putaran digunakan untuk mengatur atau mengisolasi aliran fluida dalam pipa. Katup ini terdiri dari cakram melingkar (sering disebut "cakram") yang dipasang pada batang, yang berputar di dalam badan katup. "Pneumatik" merujuk pada mekanisme penggerak, yang menggunakan udara terkompresi untuk mengoperasikan katup, memungkinkan kontrol jarak jauh atau otomatis.
Katup kupu-kupu pneumatik dapat dibagi menjadi dua komponen utama: aktuator pneumatik dan katup kupu-kupu.
• Badan katup kupu-kupu: Terdiri dari badan katup, cakram (disc), batang, dan dudukan. Cakram berputar mengelilingi batang untuk membuka dan menutup katup.
• Aktuator pneumatik: Menggunakan udara bertekanan sebagai sumber tenaga, menggerakkan piston atau baling-baling untuk menghasilkan gerakan linier atau putar.
Komponen Utama
*Katup Kupu-kupu:
- Badan Katup: Wadah yang menampung cakram dan terhubung ke pipa.
- Cakram (disc): Pelat datar atau sedikit menonjol yang mengontrol aliran. Saat dipegang sejajar dengan arah aliran, katup akan terbuka; saat dipegang tegak lurus, katup akan tertutup.
- Batang: Batang yang terhubung ke cakram yang mentransmisikan gaya putar dari aktuator.
- Segel dan dudukan: Memastikan penutupan rapat dan mencegah kebocoran.
*Aktuator
- Aktuator pneumatik: Biasanya berupa tipe piston atau diafragma, aktuator ini mengubah tekanan udara menjadi gerakan mekanis. Aktuator ini dapat berupa kerja ganda (tekanan udara untuk membuka dan menutup) atau kerja tunggal (udara untuk satu arah, pegas untuk kembali).
2. Prinsip Operasi
Pengoperasian katup kupu-kupu pneumatik pada dasarnya adalah proses berantai dari "penggerak udara terkompresi".→penggerak aktuator→"Rotasi cakram untuk mengontrol aliran." Sederhananya, energi pneumatik (udara terkompresi) diubah menjadi gerakan mekanis berputar untuk memposisikan cakram.
2.1. Proses Pengaktifan:
- Udara bertekanan dari sumber eksternal (seperti kompresor atau sistem kontrol) dialirkan ke aktuator pneumatik.
- Pada aktuator kerja ganda, udara masuk melalui satu lubang untuk memutar batang katup searah jarum jam (yaitu, untuk membuka katup), dan masuk melalui lubang lainnya untuk memutarnya berlawanan arah jarum jam. Hal ini menghasilkan gerakan linier pada piston atau diafragma, yang kemudian diubah menjadi putaran 90 derajat oleh mekanisme rak dan pinion atau kuk Skotlandia.
- Pada aktuator kerja tunggal, tekanan udara mendorong piston melawan pegas untuk membuka katup, dan pelepasan udara memungkinkan pegas untuk menutupnya secara otomatis (desain aman jika terjadi kegagalan).
2.2. Pengoperasian Katup:
- Saat aktuator memutar batang katup, cakram di dalam badan katup juga berputar.
- Posisi Terbuka: Cakram sejajar dengan arah aliran, meminimalkan hambatan dan memungkinkan aliran penuh melalui pipa. - Posisi Tertutup: Cakram berputar 90 derajat, tegak lurus terhadap aliran, menghalangi saluran dan menyegel terhadap dudukan.
- Posisi tengah dapat mengatur aliran, meskipun katup kupu-kupu lebih cocok untuk penggunaan buka-tutup daripada untuk pengaturan yang presisi karena karakteristik alirannya yang nonlinier.
2.3. Kontrol dan Umpan Balik:
- Aktuator biasanya dipasangkan dengan katup solenoid atau pengatur posisi untuk kontrol yang presisi melalui sinyal listrik.
- Sensor dapat memberikan umpan balik posisi katup untuk memastikan pengoperasian yang andal dalam sistem otomatis.
3. Aksi Tunggal dan Aksi Ganda
3.1 Aktuator Kerja Ganda (Tanpa Pegas Pengembalian)
Aktuator ini memiliki dua ruang piston yang saling berlawanan. Udara terkompresi dikendalikan oleh katup solenoid, yang bergantian antara ruang "pembuka" dan "penutup":
Ketika udara bertekanan masuk ke ruang "pembukaan", udara tersebut mendorong piston, menyebabkan batang katup berputar searah jarum jam (atau berlawanan arah jarum jam, tergantung pada desainnya), yang kemudian memutar cakram untuk membuka saluran pipa.
Ketika udara bertekanan masuk ke ruang "penutup", udara tersebut mendorong piston ke arah yang berlawanan, menyebabkan batang katup memutar cakram berlawanan arah jarum jam, menutup pipa. Fitur: Ketika udara bertekanan hilang, cakram tetap berada di posisi semula ("fail-safe").
3.2 Aktuator Aksi Tunggal (dengan Pegas Pengembalian)
Aktuator ini hanya memiliki satu ruang masuk udara, dengan pegas pengembalian di sisi lainnya:
Saat udara mengalir: Udara terkompresi masuk ke ruang masuk, mengatasi gaya pegas untuk mendorong piston, menyebabkan cakram berputar ke posisi "terbuka" atau "tertutup";
Saat udara hilang: Gaya pegas dilepaskan, mendorong piston kembali, menyebabkan cakram kembali ke "posisi aman" yang telah ditentukan (biasanya "tertutup", tetapi juga dapat dirancang untuk "terbuka").
Fitur: Memiliki fungsi "pengamanan gagal" dan cocok digunakan dalam aplikasi yang memerlukan langkah-langkah keselamatan, seperti yang melibatkan media yang mudah terbakar, meledak, dan beracun.
4. Keuntungan
Katup kupu-kupu pneumatikcocok untuk pengoperasian cepat, biasanya hanya membutuhkan seperempat putaran, sehingga cocok untuk industri seperti pengolahan air, HVAC, dan pengolahan kimia.
- Waktu respons cepat berkat aktuasi pneumatik.
- Biaya rendah dan perawatan lebih sederhana dibandingkan alternatif listrik atau hidrolik.
- Desain yang ringkas dan ringan.