Directional Control Valves memungkinkan cairan atau gas mengalir di jalur yang berbeda dari port katup, menyediakan jalur aliran ke atau dari komponen/sumber lain. Mereka adalah salah satu bagian terpenting dari sistem hidrolik dan pneumatik. Katup kontrol arah terdiri dari spool yang digerakkan secara mekanis atau elektrik dalam silinder. Posisi spul memungkinkan atau mencegah aliran fluida di dalam saluran; ini sering terjadi secara instan, menyebabkan cairan berakselerasi dan melambat dengan cepat.
Prinsip Kerja Directional Control Valves
Directional Control Valve digunakan dalam sistem pneumatik untuk mengarahkan atau menghentikan aliran udara bertekanan atau oli ke peralatannya. Mereka mungkin elemen yang paling banyak digunakan dalam sistem pneumatik dan dapat digunakan misalnya untuk menggerakkan silinder, katup industri yang lebih besar, atau alat udara. Katup dapat memiliki dua atau lebih port dan memenuhi berbagai fungsi sirkuit. Fungsi dan perilaku katup dapat ditunjukkan dengan simbol. Namun simbol tersebut tidak menjelaskan konstruksi katup. Katup kontrol arah dapat digerakkan dengan cara yang berbeda, seperti penggerak manual atau penggerak solenoida. Artikel ini berfokus pada katup solenoid arah yang berbeda untuk sistem pneumatik.
Baca Juga : Perbedaan Antara Katup Proporsional, Directional, dan Servo
Katup solenoida pneumatik umumnya memiliki desain spul. Mereka terdiri dari bodi aluminium dengan lubang silinder. Port katup yang berbeda terhubung ke silinder. Kumparan geser di dalam silinder memiliki beberapa segel sepanjang panjangnya. Dengan menggeser spool bolak-balik melalui silinder, port yang berbeda dapat dihubungkan atau ditutup. Untuk membuat penyegelan tanpa kebocoran sama sekali sangat sulit dengan desain spool. Oleh karena itu, katup solenoida pneumatik selalu memiliki kebocoran internal yang sangat kecil (tetapi dapat diterima). Dengan katup jenis ini, udara dapat mengalir ke dua arah melalui katup. Ini disebut dua arah.
Kekuatan yang dibutuhkan untuk menggerakkan spul bisa relatif kecil; tekanan udara memiliki pengaruh terbatas pada gaya yang dibutuhkan. Juga, gaya pegas pada katup mono stabil cukup kecil. Akibatnya, solenoida biasanya mengkonsumsi daya yang rendah. Karena sebagian besar katup dioperasikan oleh pilot, gaya solenoida yang dibutuhkan bahkan lebih sedikit. Operasi percontohan (operasi tidak langsung) berarti katup menggunakan tekanan udara untuk menggerakkan katup, tekanan udara dikendalikan oleh solenoida. Dengan desain ini, solenoida harus menghasilkan gaya yang jauh lebih rendah daripada gaya yang dihasilkan oleh tekanan udara. Katup dapat diujicobakan secara internal atau diujicobakan secara eksternal. Katup yang diujicobakan secara internal menggunakan tekanan saluran masuk untuk menggerakkan katup, katup yang diujicobakan secara eksternal menggunakan saluran terpisah untuk operasi percontohan. Katup yang diujicobakan secara internal memerlukan tekanan diferensial tertentu biasanya 0,1 – 1,5 bar untuk beroperasi. Jika tekanan terlalu rendah, katup tidak akan berganti status saat solenoida digerakkan. Katup yang diujicobakan secara internal tidak cocok untuk digunakan dalam sistem tekanan rendah atau aplikasi vakum.
Kadang-kadang insinyur bertanya apakah katup solenoida pneumatik dapat digunakan untuk media lain seperti air atau minyak. Jawaban singkatnya adalah tidak disarankan. Banyak katup solenoida pneumatik digerakkan secara internal dan mengeluarkan udara dalam jumlah minimal yang diperlukan untuk menggerakkan katup. Sedikit kehilangan udara ke lingkungan dapat diterima di sebagian besar aplikasi, tetapi tidak untuk air, oli, atau jenis media lainnya. Selanjutnya, bahan katup dioptimalkan untuk digunakan dengan udara. Biasanya, katup terbuat dari bagian aluminium dan segel NBR atau HNBR. Media selain udara dapat menyebabkan korosi atau reaksi kimia lainnya, yang dapat berdampak negatif pada umur katup.
Baca Juga : Cara Memilih Actuactor Valve
Klasifikasi Directional Control Valves
Directional Control Valves dapat diklasifikasikan menurut :
- Jumlah port
- Jumlah posisi
- Metode penggerak
- Jenis kumparan.
Contoh: Katup kontrol arah 5/2 akan memiliki lima port dan dua posisi spool.
Jumlah Port
Port yang akan dihitung adalah port eksternal saja. 5/2
Jumlah Posisi
Termasuk posisi normal dan kerja yang dapat diambil oleh spool katup ada jenis seperti dua posisi, tiga posisi dan katup proporsional.
Metode Pengaktifan
Manual, pegas, elektrik, pneumatik, dan hidrolik.
Dioperasikan secara manual
Katup yang dioperasikan secara manual bekerja dengan tuas atau dayung sederhana di mana operator menggunakan tenaga untuk mengoperasikan katup. Gaya pegas terkadang digunakan untuk memulihkan posisi katup. Beberapa katup manual menggunakan tuas atau sinyal pneumatik atau hidraulik eksternal untuk mengembalikan spool.
Dioperasikan secara mekanis
Katup yang dioperasikan secara mekanis menerapkan gaya dengan menggunakan bubungan, roda, rol, dll., sehingga katup ini dapat aus.
Dioperasikan secara Hidraulik
DCV (Directional Control Valves) yang dioperasikan secara hidrolik bekerja pada tekanan yang jauh lebih tinggi daripada padanan pneumatiknya. Oleh karena itu mereka harus jauh lebih kuat di alam sehingga presisi mesin dari bahan kualitas dan kekuatan yang lebih tinggi.
Dioperasikan Secara Solenoid
Mereka banyak digunakan dalam industri hidrolika. Katup ini menggunakan solenoida elektromekanis untuk menggeser spool. Karena aplikasi sederhana dari tenaga listrik menyediakan kontrol, katup ini digunakan secara ekstensif.
Namun, solenoida listrik tidak dapat menghasilkan gaya besar kecuali disuplai dengan daya listrik dalam jumlah besar. Pembangkitan panas menimbulkan ancaman bagi penggunaan katup ini dalam waktu lama ketika diberi energi dari waktu ke waktu. Banyak yang memiliki siklus tugas terbatas. Hal ini membuat penggunaan akting langsung mereka umumnya terbatas pada gaya penggerak rendah.
Seringkali katup solenoid berdaya rendah digunakan untuk mengoperasikan katup hidrolik kecil (disebut pilot) yang memulai aliran fluida yang menggerakkan katup hidrolik yang lebih besar yang membutuhkan lebih banyak tenaga.
Katup pneumatik bi-stable biasanya adalah katup pilot yang merupakan katup penahan 3 porting 2 posisi. Katup mempertahankan posisinya selama kehilangan daya, oleh karena itu namanya bi-stable.
Bi-stabilitas dapat dicapai dengan penahan mekanis dan 2 solenoida yang berlawanan atau gerendel magnetik “magna-latch” dengan kumparan sensitif polaritas. Pembukaan positif dan penutupan negatif atau sebaliknya. Kumparan dipegang dalam posisi magnetis saat digerakkan.
Jenis Kumparan
Spool terdiri dari dua jenis yaitu sliding dan rotary. Spool geser berbentuk silinder pada penampang, dan tanah serta alur juga berbentuk silinder. Katup putar memiliki tanah dan alur seperti bola dalam bentuk lubang yang dibor melaluinya.
Jenis Directional Control Valves
Directional Control Valves ditunjuk dengan dua angka. Angka pertama menunjukkan berapa banyak port yang dimiliki katup, dan angka kedua adalah jumlah status. Misalnya, katup 2/2 arah memiliki dua port (masuk/keluar) dan dua status (terbuka/tertutup). Katup 5/2 arah memiliki lima port dan dua status. Katup arah biasanya memiliki dua, tiga, atau lima port. Pada bagian berikut, berbagai jenis akan dijelaskan secara lebih rinci.
- 2/2-way valve
- 3/2-way valve
- 5/2-way valve
- 5/3-way valve
2/2-way Valve
Katup yang paling umum dan paling sederhana adalah katup 2/2 arah. Ini memiliki dua port dan dua status (terbuka dan tertutup) dan oleh karena itu juga disebut katup penutup. Mereka digunakan dalam aplikasi pneumatik di mana suplai udara harus ditutup secara berkala. Katup 2/2 arah dapat berupa mono-stable atau bi-stable. Katup 2/2 arah bi-stabil biasanya memiliki satu solenoida dan dioperasikan dengan pulsa untuk beralih keadaan. Katup ini juga disebut sebagai latching. Katup 2/2 arah mono-stabil dapat ditutup secara normal (terbuka saat digerakkan) atau biasanya terbuka (menutup saat digerakkan). Sebagian besar katup solenoida 2/2 arah bersifat mono-stabil dan biasanya tertutup. Gambar di bawah menunjukkan simbol katup yang tertutup normal.
Baca Juga : Apa itu Solenoid Valves 2 Arah?
3/2-way Valve
Katup 3/2 arah memiliki tiga port dan dua status. Mereka digunakan misalnya untuk mengontrol silinder kerja tunggal. Katup digunakan untuk mengisi silinder, tetapi juga untuk melampiaskan silinder sesudahnya untuk mewujudkan langkah kerja baru. Oleh karena itu, katup dengan dua port tidak akan cukup. Port ketiga diperlukan untuk ventilasi. Katup 3/2 arah dapat berupa mono-stable atau bi-stable. Sama seperti katup 2/2 arah, katup 3/2 arah mono-stabil dapat ditutup atau dibuka secara normal. Simbol di bawah menunjukkan mono-stable 3/2-way yang biasanya tertutup.
Baca Juga : Apa itu Solenoid Valves 3 Arah?
5/2-way Valve
Katup 5/2 arah memiliki lima port dan dua status. Katup ini digunakan misalnya untuk mengontrol silinder kerja ganda. Silinder kerja ganda membutuhkan dua port outlet katup. Katup 5/2 arah dapat berupa mono-stable atau bi-stable.
Baca Juga : Apa itu Actuator? dan Perbedaan Jenis Actuator
5/3-way Valve
Semua katup yang disebutkan sebelumnya memiliki dua keadaan. Dimungkinkan juga untuk memiliki keadaan ketiga, misalnya, katup solenoida 5/3 arah. Keadaan ketiga digunakan untuk menghentikan silinder kerja ganda pada posisi perantara. Katup ini mono stabil dan kembali ke posisi tengah saat solenoida tidak diberi energi. Dua solenoida digunakan untuk mengganti katup ke dua keadaan lainnya.
Katup 5/3 tersedia dalam tiga varian; dengan posisi pusat tertutup, dengan posisi pusat ventilasi dan dengan posisi pusat bertekanan. Katup tengah tertutup diwakili oleh simbol yang ditunjukkan di bawah ini.
Baca Juga : Klasifikasi Solenoid Valves
Kesimpulan
dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Prinsip Kerja, Klasifikasi, dan Jenis Directional Control Valves” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Directional Control Valves memungkinkan cairan atau gas mengalir di jalur yang berbeda dari port katup, menyediakan jalur aliran ke atau dari komponen/sumber lain.
- Directional Control Valve digunakan dalam sistem pneumatik untuk mengarahkan atau menghentikan aliran udara bertekanan atau oli ke peralatannya. Mereka mungkin elemen yang paling banyak digunakan dalam sistem pneumatik dan dapat digunakan misalnya untuk menggerakkan silinder, katup industri yang lebih besar, atau alat udara.
- Directional Control Valves dapat diklasifikasikan menurut : Jumlah port, Jumlah posisi, Metode penggerak, dan Jenis kumparan.
- Jenis Directional Control Valves dibagi menjadi empat, yaitu : 2/2-way, 3/2-way, 5/2-way, dan 5/3-way.
Sumber : tameson.com | instrumentationtools.com
