Apa itu Katup Pengunci?

Katup pengunci adalah aksesori pneumatik yang digunakan untuk melindungi posisi pengoperasian aktuator pneumatik ketika pasokan udara instrumen atau sinyal udara kontrol menjadi tidak normal.

Dalam rakitan katup kontrol pada umumnya, aktuator bergantung pada udara bertekanan untuk mempertahankan atau mengubah posisi katup. Jika pasokan udara tiba-tiba turun di bawah tekanan yang ditentukan, kehilangan udara saja dapat menyebabkan aktuator berpindah ke posisi yang tidak diinginkan.

Katup pengunci memberikan pilihan lain.

Tergantung pada konfigurasinya, itu bisamempertahankan tekanan aktuator, mematikan sirkuit pneumatik, mengganti jalur udara, atau mengunci katup kontrol pada posisi terakhirnya.

Hal ini membuat katup pengunci berguna dalam aplikasi kontrol proses di mana perubahan posisi katup yang tidak terduga dapat mempengaruhi stabilitas produksi, peralatan, atau proses.

Pabrikan yang berbeda menggunakan desain pneumatik yang berbeda. SMC, KOSO, Fisher dan Masoneilan semuanya menawarkan solusi untuk fungsi kegagalan udara atau penguncian, namun struktur dan metode pengoperasiannya tidak sama.

Bagaimana Cara Kerja Katup Pengunci?

Prinsip dasarnya didasarkan pada pemantauan tekanan pneumatik.

Dalam kondisi normal, pasokan udara instrumen melewati perangkat pengunci dan mencapai aktuator atau sirkuit kontrol pneumatik.

Ketika tekanan yang dipantau tetap berada di atas nilai preset, katup tetap berada dalam kondisi pengoperasian normal.

Ketika tekanan turun di bawah setpoint, mekanisme internal mengubah sirkuit pneumatik.

Tergantung pada desainnya, ini mungkin:

• Tutup saluran udara
• Perangkap tekanan di dalam aktuator
• Alihkan pasokan udara ke port lain
• Buang atau arahkan kembali tekanan aktuator
• Pertahankan aktuator pada posisinya saat ini

Hal yang penting adalah bahwa katup pengunci biasanya tidak mengontrol media proses secara langsung. Sebaliknya, ia mengontrolsirkuit pneumatik yang terhubung ke aktuator.

Prinsip Kerja Katup Pengunci SMC

SMCKatup Pengunci Seri IL201/211/220dirancang untuk sistem kontrol proses pneumatik di mana terjadi kegagalan sumber udara atau pipa pasokan udara.

Seri ini mencakup konfigurasi akting tunggal, akting ganda, dan tiga port. SMC menyatakan bahwa versi kerja tunggal dan ganda mempertahankan tekanan di bagian pengoperasian sebagai tindakan darurat hingga sumber udara kembali normal, sedangkan versi tiga port mengubah port pasokan ketika terjadi masalah.

Prinsip operasinya didasarkan pada hubungan antaratekanan sinyal dan pegas penyesuaian.

Ketika tekanan sinyal lebih tinggi dari pengaturan pegas, diafragma bergerak, saluran pembuangan menutup dan udara diarahkan ke ruang diafragma bawah. Ini menggerakkan piston internal dan membuka saluran udara normal.

Ketika tekanan sinyal turun di bawah tekanan yang disetel, posisi diafragma berubah. Tekanan di ruang bawah dilepaskan, dan pegas menggerakkan mekanisme katup untuk mematikan sirkuit udara terkait. Dalam konfigurasi tiga port, jalur aliran berubah dari satu port suplai ke port lainnya.

Untuk seri IL201/211/220, SMC mencantumkan kisaran tekanan yang disetel0,14–0,7 MPadan tekanan sirkuit pneumatik penutup maksimum sebesar0,7 MPa.

Pertimbangan utamanya adalah udara instrumen yang bersih. Manual SMC secara khusus merekomendasikan udara bertekanan bersih dengan menghilangkan kelembapan dan debu karena konstruksi internal mencakup saluran kecil.

Prinsip Kerja Katup Pengunci KOSO

KOSO menggunakan lock valve sebagai aksesoris pneumatiknyamematikan, mengalihkan atau mengunci sirkuit udara instrumental.

ItuKatup Kunci KOSO CL420 dan CL523adalah contoh aksesori kontrol pneumatik jenis ini. KOSO mencantumkan tekanan maksimum 800 kPa dan kisaran tekanan yang disetel 100–600 kPa untuk model ini.

Konsep pengoperasian dasarnya adalah memantau tekanan pneumatik yang relevan dan mengubah sirkuit udara ketika tekanan mencapai kondisi peralihan yang ditentukan.

Dalam rakitan katup kontrol, fungsi ini dapat digunakan untuk mencegah pergerakan aktuator yang tidak terkendali setelah kondisi pasokan udara tidak normal.

Sambungan pneumatik dan perilaku peralihan yang tepat bergantung pada model dan pengaturan aktuator yang dipilih. Oleh karena itu, saat mengganti katup pengunci KOSO, pemasok harus memeriksa model asli, konfigurasi port, jenis aktuator, tekanan suplai normal, dan fungsi kegagalan yang diperlukan daripada memilih pengganti hanya berdasarkan ukuran sambungan.

Prinsip Kerja Katup Pengunci Fisher

Fisher mendekati fungsi tersebut melalui katup trip penginderaan tekanan.

ItuKatup Trip Penginderaan Tekanan Fisher 377dirancang untuk aplikasi yang memerlukan tindakan aktuator tertentu ketika tekanan suplai turun di bawah titik trip yang dapat disesuaikan.

Ketika tekanan suplai turun di bawah titik trip, 377 dapat dikonfigurasi untuk membuat aktuator:

• Gagal
• Kunci di posisi terakhir
• Gagal

Ketika tekanan pasokan naik di atas titik trip, katup trip secara otomatis diatur ulang dan memungkinkan sistem kembali ke operasi normal.

Untuk alock-in-terakhirkonfigurasi, ide dasarnya adalah untuk mengisolasi keluaran pneumatik aktuator sehingga tekanan yang sudah bekerja pada aktuator tetap dipertahankan.

Hal ini berbeda dengan sekedar melampiaskan aktuator.

Alih-alih segera memaksa aktuator menuju posisi pegas gagal, sirkuit pneumatik dikonfigurasikan untuk mempertahankan kondisi aktuator yang ada hingga pasokan udara pulih.

Fisher juga menyediakan pengaturan aplikasi menggunakan 377 trip valve dengan pengontrol katup digital dan aktuator pneumatik untuk fungsi lock-in-last.

Hal ini membuat solusi Fisher sangat relevan untuk mengontrol rakitan katup di mana mempertahankan posisi katup yang ada selama hilangnya tekanan suplai merupakan bagian dari filosofi kegagalan yang disyaratkan.

Prinsip Kerja Katup Pengunci Masoneilan

Masoneilan menyediakan solusi penguncian udara pneumatik dan katup transfer untuk aplikasi katup kontrol.

Salah satu contohnya adalahKatup Pemindahan Masoneilan 78-80. Menurut dokumentasi Baker Hughes, katup transfer mengalihkan aliran udara dari satu port ke port lainnya ketika tekanan sinyal turun di bawah tekanan preset selama terjadi kegagalan udara.

Katup transfer tiga arah juga dapat digunakan sebagai katup pengunci dengan menyumbat lubang pembuangan. Dalam konfigurasi ini, katup dapat mengunci katup kontrol pada posisi terakhirnya dengan membatasi tekanan udara di dalam aktuator. Ketika tekanan udara yang gagal pulih kembali di atas tekanan yang disetel, kondisi terkunci dilepaskan dan katup kontrol kembali ke operasi normal.

Masoneilan juga mencantumkan77-6 Katup Pengunci Udaradalam dokumentasi produk dan pusat sumber dayanya.

Oleh karena itu, konsep kuncinya mirip dengan pengaturan lock-in-last Fisher: alih-alih membiarkan tekanan aktuator segera keluar, perangkat pengunci mengisolasi sirkuit pneumatik dan menjaga kondisi aktuator selama periode kegagalan udara.

SMC vs KOSO vs Fisher vs Masoneilan

Meskipun keempat merek tersebut dapat dikaitkan dengan fungsi penguncian pneumatik, struktur produknya tidak boleh dianggap dapat dipertukarkan.

Perbedaan terbesar bukan hanya pada mereknya. Itu adalahtindakan kegagalan yang diperlukan.

Misalnya, satu katup kontrol mungkin harus tetap pada posisinya saat ini ketika tekanan udara hilang, sementara katup kontrol lainnya mungkin perlu dibuka atau ditutup sepenuhnya.

Oleh karena itu, katup pengunci harus dipilih bersamaan dengan filosofi kegagalan aktuator dan katup kontrol.

Apa Yang Terjadi Jika Tekanan Udara Instrumen Turun?

Urutan penguncian yang umum dapat dipahami dalam empat langkah:

Langkah 1: Operasi Normal

Tekanan udara instrumen berada di atas pengaturan penguncian.

Sirkuit pneumatik beroperasi secara normal, dan aktuator merespons keluaran pengatur posisi.

Langkah 2: Tekanan Udara Turun

Katup pengunci merasakan bahwa tekanan yang dipantau telah turun di bawah nilai yang telah ditetapkan.

Langkah 3: Perubahan Sirkuit Pneumatik

Mekanisme internal mengalihkan, mematikan atau mengisolasi saluran udara terkait.

Tindakan pastinya bergantung pada model dan konfigurasi.

Langkah 4: Posisi Aktuator Terkendali

Aktuator mempertahankan tekanan pneumatiknya, mengunci posisinya saat ini, atau mengikuti tindakan gagal yang ditentukan.

Ketika tekanan udara normal pulih, beberapa desain secara otomatis mengatur ulang dan mengembalikan sirkuit pneumatik ke operasi normal.

Cara Memilih Katup Pengunci

Saat memilih atau mengganti katup pengunci, nama merek saja tidak cukup.

Periksa informasi berikut:

1. Tipe aktuator
Aktuator aksi tunggal dan akting ganda memerlukan pengaturan pneumatik yang berbeda.

2. Tindakan kegagalan yang diperlukan
Tentukan apakah katup membutuhkan:

• Gagal terbuka
• Gagal ditutup
• Gagal di tempatnya

3. Tekanan suplai
Periksa tekanan udara instrumen normal, minimum dan maksimum.

4. Trip atau atur tekanan
Tekanan pengunci harus sesuai dengan persyaratan sistem pneumatik sebenarnya.

5. Konfigurasi pelabuhan
Periksa jumlah port, jenis koneksi dan jalur aliran pneumatik.

6. Konfigurasi pengatur posisi
Katup pengunci harus kompatibel dengan pengaturan positioner dan aktuator.

7. Persyaratan respons
Untuk aplikasi kontrol kritis, perilaku peralihan dan retensi tekanan harus dipertimbangkan selama desain sistem.

Masalah Umum Dengan Katup Pengunci

Beberapa masalah dapat mempengaruhi kinerja katup pengunci.

Tekanan yang Disetel Salah

Jika pengaturannya terlalu tinggi, katup pengunci dapat aktif selama fluktuasi tekanan normal. Jika terlalu rendah, sistem mungkin tidak merespons sebagaimana mestinya ketika terjadi kegagalan pasokan udara.

Udara Instrumen yang Terkontaminasi

Kelembapan, debu, dan kontaminan lainnya dapat mempengaruhi saluran pneumatik kecil dan komponen internal. Udara instrumen yang bersih sangat penting terutama untuk perangkat pengunci pneumatik kompak.

Koneksi Pneumatik Salah

Katup pengunci dapat berfungsi dengan benar dengan sendirinya tetapi gagal memberikan tindakan aktuator yang diperlukan jika susunan pipa tidak tepat.

Mode Kegagalan Salah

Pengaturan lock-in-last tidak boleh dianggap setara dengan operasi fail-open atau fail-closed. Tindakan kegagalan yang diperlukan harus ditentukan sebelum memilih sirkuit pneumatik.

Penggantian yang Tidak Tepat

Pabrikan yang berbeda mungkin menggunakan struktur internal yang berbeda meskipun produk mereka menjalankan fungsi yang serupa. Oleh karena itu, penggantian model-ke-model harus diverifikasi menggunakan persyaratan skema pneumatik dan aktuator asli.

Kesimpulan

SMC, KOSO, Fisher dan Masoneilan semuanya menyediakan solusi pneumatik yang dapat digunakan untuk penguncian, perlindungan kegagalan udara, atau peralihan sirkuit pneumatik, namun mekanisme pengoperasian dan konfigurasi produknya berbeda.

Produk SMC IL Series menggunakan penginderaan tekanan dan peralihan pneumatik berbasis diafragma. Katup pengunci Seri KOSO CL digunakan untuk mematikan, mengalihkan, dan mengunci sirkuit udara secara instrumental. Fisher 377 menggunakan penginderaan tekanan untuk menyediakan fungsi fail-up, fail-down, atau lock-in-last yang dapat dikonfigurasi. Solusi Masoneilan seperti katup transfer 78-80 dapat mengalihkan aliran pneumatik dan, dalam konfigurasi yang sesuai, mempertahankan tekanan aktuator untuk mengunci katup kontrol pada posisi terakhirnya.

Untuk pengadaan dan penggantian, faktor terpenting adalahjenis aktuator, posisi kegagalan yang diperlukan, tekanan suplai, tekanan trip, konfigurasi port, dan sambungan pneumatik.

Jika Anda mencari katup pengunci SMC, KOSO, Fisher atau Masoneilan, memberikan nomor model asli dan konfigurasi aktuator/positioner adalah cara paling andal untuk mengidentifikasi penggantian yang sesuai atau paket aksesori katup kontrol lengkap.