Struktur, prinsip, pemilihan dan penggunaan katup kontrol diafragma pneumatik

Katup kontrol diafragma pneumatik terdiri dari aktuator diafragma pneumatik dan katup kontrol. Komponen utama katup kontrol diafragma pneumatik meliputi ruang udara, diafragma, pelat dorong, pegas, batang dorong, mur penyetel, skala posisi katup, batang katup, sumbat katup, dudukan katup, kotak pengepakan, badan katup, penutup katup, dan braket.

Pengoperasian katup kontrol diafragma pneumatik digerakkan oleh tekanan sinyal dari pengatur, yang dimasukkan ke dalam ruang udara aktuator pneumatik. Hal ini menghasilkan dorongan, yang mendorong sumbat katup melalui batang dorong yang terhubung, menghasilkan perpindahan yang sesuai—dikenal sebagai langkah. Perubahan posisi sumbat katup mengubah area aliran katup, sehingga mencapai tujuan pengaturan aliran media.

Katup kontrol diafragma pneumatik terdiri dari dua bagian utama: sumbat katup dan badan katup (termasuk dudukan katup). Tergantung pada persyaratan penggunaan tertentu, mereka hadir dalam berbagai bentuk struktural. Jenis utama katup kontrol diafragma pneumatik meliputi katup globe satu dudukan, katup kontrol dua dudukan, dan katup tipe sudut bertekanan tinggi.

1. Katup Globe Satu Dudukan
   • Fitur: Kebocoran rendah, tetapi gaya tidak seimbang yang disebabkan oleh dorongan fluida pada sumbat satu dudukan signifikan.
   • Aplikasi: Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kebocoran rendah, diameter pipa kecil, dan perbedaan tekanan rendah di katup.
2. Katup Kontrol Dua Dudukan
   • Fitur: Badan katup berisi sumbat atas dan bawah. Dorongan dari fluida yang bekerja pada kedua sumbat berada pada arah yang berlawanan, yang sebagian besar saling menghilangkan, menghasilkan gaya tidak seimbang yang minimal. Hal ini memungkinkan perbedaan tekanan yang lebih tinggi di katup. Namun, jalur aliran yang kompleks di dalam badan katup membuatnya rentan terhadap kerusakan erosi yang parah di bawah perbedaan tekanan yang tinggi. Tidak cocok untuk fluida viskositas tinggi, fluida yang mengandung partikel tersuspensi, atau media berserat. Selain itu, karena keterbatasan manufaktur, kedua sumbat mungkin tidak menutup secara bersamaan, yang menyebabkan kebocoran yang signifikan saat dimatikan. Masalah ini diperparah dalam aplikasi suhu tinggi atau suhu rendah karena perbedaan koefisien ekspansi termal material.
3. Katup Tipe Sudut Bertekanan Tinggi
   • Fitur: Badan katup dirancang pada sudut kanan, dengan jalur aliran yang sederhana dan resistansi rendah. Kurang rentan terhadap erosi dari fluida berkecepatan tinggi.
   • Aplikasi: Sangat cocok untuk perbedaan tekanan tinggi, fluida viskositas tinggi, dan fluida yang mengandung partikel tersuspensi. Ia juga dapat menangani fase campuran gas-cair dan kondisi kilat atau kavitasi. Desain katup ini membantu menghindari masalah seperti pengarangan, penempelan, dan penyumbatan.

Katup kontrol diafragma pneumatik hadir dalam dua bentuk: udara-untuk-buka dan udara-untuk-tutup. Pemilihan tergantung pada persyaratan keselamatan dan operasional dari proses produksi, dengan mempertimbangkan potensi bahaya jika tekanan sinyal hilang dan katup tetap terbuka atau tertutup.

• Jika proses lebih aman dengan katup tertutup, katup udara-untuk-buka dipilih. Jika terjadi kehilangan tekanan sinyal, katup akan menutup.
• Sebaliknya, jika proses lebih aman dengan katup terbuka, katup udara-untuk-tutup dipilih. Jika terjadi kehilangan tekanan sinyal, katup akan membuka.

Saat memilih katup kontrol diafragma pneumatik dalam desain sistem kontrol otomatis, perhatian khusus harus diberikan pada karakteristik aliran. Karakteristik aliran ideal yang khas meliputi karakteristik aliran linier, karakteristik aliran persentase yang sama (karakteristik aliran logaritmik), karakteristik aliran pembukaan cepat, dan karakteristik aliran parabolik.

• Di bawah perubahan relatif yang sama dalam pembukaan, perubahan relatif dalam laju aliran besar pada laju aliran rendah dan kecil pada laju aliran tinggi.
• Kerugian: Pada bukaan kecil (beban rendah), kinerja pengaturan buruk, sehingga sulit dikendalikan dan sering menyebabkan osilasi.
• Aplikasi: Tidak cocok untuk sistem dengan bukaan kecil atau variasi beban yang signifikan. Paling baik digunakan dalam sistem dengan beban yang relatif stabil dan konsisten.

• Pada beban rendah, efek pengaturan lemah, sedangkan pada beban tinggi, efek pengaturan kuat. Di dekat posisi tertutup, pengaturannya lembut dan stabil, sedangkan di dekat posisi terbuka penuh, pengaturannya kuat dan efektif.
• Keuntungan: Meningkatkan kualitas pengaturan sampai batas tertentu.
• Aplikasi: Cocok untuk sistem dengan variasi beban yang signifikan. Ini memberikan pengaturan yang efektif di bawah kondisi beban penuh dan beban sebagian.

• Karakteristik Aliran: Pilih berdasarkan variasi beban dan persyaratan pengaturan sistem. Karakteristik linier cocok untuk sistem yang stabil, sedangkan karakteristik persentase yang sama ideal untuk sistem dengan perubahan beban yang signifikan.
• Ukuran Katup: Hitung nilai CV berdasarkan sifat fluida dan pilih ukuran katup yang sesuai dari spesifikasi teknis. Pemilihan nilai CV yang tepat memastikan kinerja optimal dari sistem kontrol aliran.
• Definisi Nilai CV: Ini mengacu pada laju aliran volume atau laju aliran massa media yang melewati katup di bawah tekanan konstan di dalam pipa selama satuan waktu. Ini mewakili kapasitas aliran maksimum katup. Nilai CV katup harus ditentukan melalui pengujian dan perhitungan.

• Koefisien Aliran (Nilai CV): Dikenal sebagai nilai KV di China, nilai CV adalah parameter penting dan indikator teknis untuk katup industri, termasuk katup kontrol. Perhitungan dan pemilihan nilai CV yang benar adalah langkah penting untuk memastikan berfungsinya sistem kontrol aliran pipa dengan benar.

Pemasangan katup kontrol yang tepat tidak hanya memengaruhi kemudahan pemasangan, pembongkaran, dan pemeliharaan, tetapi juga menentukan apakah katup kontrol dapat berfungsi secara efektif dalam sistem kontrol otomatis. Aspek-aspek berikut harus dipertimbangkan selama pemasangan:

• Orientasi Pemasangan

  Katup kontrol harus dipasang secara vertikal pada pipa horizontal. Dalam kasus khusus di mana pemasangan horizontal atau miring diperlukan, alas penyangga harus ditambahkan untuk mengurangi masalah seperti penempelan katup atau pengoperasian yang tidak lengkap yang disebabkan oleh getaran pipa.

• Pertimbangan Lingkungan

  Untuk mencegah penuaan diafragma dan memperpanjang masa pakai katup kontrol, ia harus dipasang jauh dari lingkungan bersuhu tinggi, getaran tinggi, dan sangat korosif.

• Aksesibilitas untuk Pemeliharaan

  Katup kontrol harus dipasang dekat dengan tanah atau lantai untuk memudahkan perawatan dan inspeksi. Celah yang cukup antara katup dan tanah (atau lantai) harus dipastikan untuk memfasilitasi pembongkaran. Untuk katup udara-untuk-buka yang bekerja langsung, karena sumbat katup perlu dilepas dari bagian bawah badan katup, ruang vertikal yang memadai harus dipertimbangkan selama pemasangan pipa.

• Pemasangan Bypass dan Katup Bypass

  Untuk mencegah gangguan produksi dan bahaya keselamatan jika terjadi kegagalan katup kontrol atau sistem, bypass dan katup bypass umumnya harus dipasang. Namun, katup bypass tidak boleh dipasang langsung di atas katup kontrol untuk menghindari kebocoran media korosif ke katup kontrol.

Selain itu, katup penutup harus dipasang sebelum dan sesudah katup kontrol. Untuk media bersuhu tinggi, bertekanan tinggi, pembekuan, atau kental, katup pembuangan juga harus dipasang.

• Inspeksi Dinding Dalam Badan Katup

  Untuk katup yang digunakan dalam lingkungan perbedaan tekanan tinggi dan korosif, dinding bagian dalam rentan terhadap dampak media dan korosi. Fokus pada pemeriksaan ketahanan tekanan dan ketahanan korosi.

• Inspeksi Dudukan Katup

  Periksa keausan pada dudukan katup dan ulir internal yang digunakan untuk memperbaiki dudukan. Periksa apakah korosi telah menyebabkan dudukan menjadi longgar.

• Inspeksi Sumbat Katup

  Sumbat katup, yang merupakan bagian yang bergerak, sangat terkikis oleh media, terutama di bawah kondisi tekanan tinggi di mana kavitasi mempercepat keausan. Periksa sumbat secara menyeluruh selama pemeliharaan.

• Inspeksi Diafragma dan O-Ring

  Periksa penuaan, retak, atau kerusakan pada diafragma dan segel O-ring.

• Inspeksi Pengepakan

  Periksa pengepakan untuk kesesuaian yang tepat dan periksa apakah sudah tua atau rusak.