Cara Kerja Solenoid Valve

Solenoid valve adalah katup yang dikontrol secara elektrik. Katup memiliki solenoida, yang merupakan kumparan listrik dengan inti feromagnetik yang dapat digerakkan (plunger) di tengahnya. Dalam posisi istirahat, plunger menutup lubang kecil. Arus listrik melalui kumparan menciptakan medan magnet.

Medan magnet memberikan gaya ke atas pada plunger yang membuka lubang. Ini adalah prinsip dasar yang digunakan untuk membuka dan menutup katup solenoida.

Catatan ringkas mengenai solenoid valve:

• Hanya digunakan untuk cairan dan gas bersih.
• Katup yang dioperasikan tidak langsung memerlukan perbedaan tekanan agar berfungsi.
• Solenoid Valve digunakan untuk: menutup, membuka, memberi dosis, mendistribusikan, atau mencampur media dengan 2 atau lebih saluran masuk / keluar.
• Aksi cepat.
• Opsi untuk penggantian manual, ATEX, persetujuan gas, pemisahan media, dan lainnya.
• Bisa menjadi panas karena membutuhkan energi untuk beralih dan tetap di posisi itu (tergantung jenisnya).
  Umum dalam sistem pemanas, udara tekan, vakum, irigasi, pencucian mobil, dan sebagainya.

Daftar isi

• Bagaimana cara kerja solenoid valve?
• Fungsi rangkaian katup solenoida
• Jenis katup solenoid
• Prinsip kerja katup solenoid
  Kriteria seleksi
  Aplikasi katup solenoid
  FAQ

Bagaimana cara kerja solenoid valve?

Katup solenoid terdiri dari dua komponen utama:

solenoid dan body valve. Gambar 2 menunjukkan komponen-komponennya. Solenoida memiliki kumparan induktif elektromagnetik (A) di sekitar inti besi di tengah yang disebut plunger (E). Saat istirahat, ini dapat terbuka secara normal (NO) atau biasanya tertutup (NC). Dalam keadaan tidak berenergi, katup yang biasanya terbuka terbuka dan katup yang biasanya tertutup ditutup. Ketika arus mengalir melalui solenoida, kumparan diberi energi dan menciptakan medan magnet. Ini menciptakan tarikan magnet dengan plunger, menggerakkannya dan mengatasi gaya pegas (D). Jika katup tertutup secara normal, plunger diangkat sehingga segel (F) membuka lubang dan memungkinkan aliran media melalui katup. Jika katup biasanya terbuka, plunger bergerak ke bawah sehingga segel (F) menghalangi lubang dan menghentikan aliran media melalui katup. Cincin pelindung (C) mencegah getaran dan dengungan pada kumparan AC.

Katup solenoid digunakan dalam berbagai aplikasi, dengan tekanan tinggi atau rendah dan laju aliran kecil atau besar. Katup solenoid ini menggunakan prinsip operasi berbeda yang optimal untuk aplikasi. Tiga hal terpenting dijelaskan dalam artikel ini: akting langsung, akting tidak langsung, dan operasi akting semi langsung.

Fungsi rangkaian katup solenoida

Katup solenoid digunakan untuk menutup, membuka, memberi dosis, mendistribusikan atau mencampur aliran gas atau cairan dalam pipa. Tujuan spesifik dari katup solenoida diekspresikan oleh fungsi rangkaiannya. Gambaran umum tentang katup solenoida 2 arah dan 3 arah ada di bawah ini. Untuk pemahaman mendalam tentang simbol dan memahami diagram fungsi sirkuit, lihat halaman simbol katup kami.

Katup solenoid 2 arah

Katup solenoid 2 arah memiliki dua port, saluran masuk dan saluran keluar. Arah aliran sangat penting untuk memastikan pengoperasian yang benar, jadi biasanya ada panah yang menunjukkan arah aliran. Katup 2 arah digunakan untuk membuka atau menutup lubang. Gambar 3 menunjukkan contoh katup solenoid 2 arah.

Katup solenoid 3 arah

Katup 3 arah memiliki tiga port koneksi. Biasanya, ia memiliki 2 status (posisi) yang dapat dimasuki. Jadi, ia beralih di antara dua sirkuit yang berbeda. Katup 3 arah digunakan untuk membuka, menutup, mendistribusikan, atau mencampur media. Gambar 4 menunjukkan contoh katup solenoid 3 arah.

Jenis katup solenoid

Normaly Closed Solenoid Valve

Untuk katup solenoida yang biasanya tertutup, katup ditutup ketika tidak diberi energi dan media tidak dapat mengalir melewatinya. Ketika arus dikirim ke kumparan, ini menciptakan medan elektromagnetik yang memaksa plunger ke atas mengatasi gaya pegas. Ini membuka segel dan membuka lubang yang memungkinkan media mengalir melalui katup. Gambar 5 menunjukkan prinsip operasi katup solenoida yang biasanya tertutup dalam keadaan tidak berenergi dan berenergi.

Normaly Open Solenoid Valve

Untuk katup solenoida yang biasanya terbuka, katup akan terbuka jika tidak diberi energi dan media dapat mengalir melaluinya. Ketika arus dikirim ke kumparan, ini menciptakan medan elektromagnetik yang memaksa plunger ke bawah mengatasi gaya pegas. Segel tersebut kemudian ditempatkan di lubang dan menutupnya, yang mencegah media mengalir melalui katup. Gambar 6 menunjukkan prinsip operasi katup solenoida yang biasanya terbuka dalam keadaan tidak berenergi dan berenergi. Katup solenoida yang biasanya terbuka ideal untuk aplikasi yang memerlukan katup terbuka untuk jangka waktu yang lama karena ini lebih hemat energi.

Katup solenoid bi-stable

Katup solenoid bi-stable atau latching dapat diaktifkan dengan catu daya sesaat. Itu kemudian akan tetap di posisi itu tanpa kekuatan. Oleh karena itu, biasanya tidak terbuka atau biasanya tertutup karena tetap pada posisi saat ini ketika tidak ada daya yang dialirkan. Mereka melakukannya dengan menggunakan magnet permanen, bukan pegas.

Prinsip Kerja Solenoid Valve

Direct Acting

Katup solenoida yang bekerja langsung (dioperasikan langsung) memiliki prinsip kerja yang sederhana, yang dapat dilihat pada Gambar 7 beserta komponennya. Untuk katup yang biasanya tertutup, tanpa daya, plunger (E) memblokir lubang dengan segel katup (F). Sebuah pegas (D) memaksa penutupan ini. Ketika daya diterapkan ke kumparan (A), ia menciptakan medan elektromagnetik, menarik pendorong ke atas, mengatasi gaya pegas. Ini membuka lubang dan memungkinkan media mengalir. Katup yang biasanya terbuka memiliki komponen yang sama, tetapi bekerja sebaliknya.

Tekanan operasi maksimum dan laju aliran berhubungan langsung dengan diameter orifice dan gaya magnet solenoid valve. Oleh karena itu, katup solenoid kerja langsung biasanya digunakan untuk laju aliran yang relatif kecil. Katup solenoid yang dioperasikan langsung tidak memerlukan tekanan operasi atau perbedaan tekanan minimum, sehingga dapat digunakan dari 0 bar hingga tekanan maksimum yang diizinkan.

Akting tidak langsung (dioperasikan servo atau pilot)

Katup solenoid yang bekerja tidak langsung (juga disebut dioperasikan servo atau dioperasikan pilot) menggunakan perbedaan tekanan media di atas lubang masuk dan keluar katup untuk membuka dan menutup katup. Oleh karena itu, mereka biasanya membutuhkan perbedaan tekanan minimum sekitar 0,5 bar. Prinsip kerja solenoid valve yang bekerja tidak langsung dapat dilihat pada Gambar 8.

Port inlet dan outlet dipisahkan oleh membran karet, juga disebut diafragma. Membran memiliki lubang kecil sehingga media dapat mengalir ke kompartemen atas dari saluran masuk. Untuk katup solenoida kerja tidak langsung yang biasanya tertutup, tekanan masuk (di atas membran) dan pegas pendukung di atas membran akan memastikan bahwa katup tetap tertutup. Ruang di atas membran dihubungkan oleh saluran kecil ke port bertekanan rendah. Sambungan ini diblokir dalam posisi tertutup oleh plunger dan segel katup. Diameter lubang "pilot" ini lebih besar dari diameter lubang di membran. Ketika solenoida diberi energi, lubang pilot dibuka, yang menyebabkan tekanan di atas membran turun. Karena perbedaan tekanan pada kedua sisi membran, maka membran akan terangkat dan media dapat mengalir dari lubang masuk ke lubang keluar. Katup yang biasanya terbuka memiliki komponen yang sama, tetapi bekerja sebaliknya.

Ruang tekanan ekstra di atas membran bertindak seperti penguat, sehingga solenoida kecil masih dapat mengontrol laju aliran yang besar. Katup solenoid tidak langsung hanya digunakan untuk media aliran dalam satu arah. Katup solenoid yang dioperasikan tidak langsung digunakan dalam aplikasi dengan perbedaan tekanan yang cukup dan laju aliran tinggi yang diinginkan.

Akting semi-langsung

Katup solenoida kerja semi-langsung menggabungkan sifat katup langsung dan tidak langsung. Ini memungkinkan mereka untuk bekerja dari nol batang, tetapi mereka masih dapat menangani laju aliran yang tinggi. Mereka terlihat mirip dengan katup tidak langsung dan juga memiliki membran bergerak dengan lubang kecil dan ruang tekanan di kedua sisinya. Perbedaannya adalah plunger solenoida terhubung langsung ke membran. Prinsip kerja dari solenoid valve semi direct acting dapat dilihat pada Gambar 9.

Saat plunger diangkat, ia langsung mengangkat membran untuk membuka katup. Pada saat yang sama, lubang kedua dibuka oleh plunger yang memiliki diameter sedikit lebih besar dari lubang pertama di membran. Ini menyebabkan tekanan di ruang di atas membran turun. Akibatnya, membran terangkat tidak hanya oleh plunger, tetapi juga oleh perbedaan tekanan.

Kombinasi ini menghasilkan katup yang beroperasi dari batang nol dan dapat mengontrol laju aliran yang relatif besar. Seringkali, katup yang dioperasikan semi-langsung memiliki kumparan yang lebih kuat daripada katup yang dioperasikan tidak langsung. Katup yang dioperasikan semi langsung juga disebut katup solenoid pengangkat bantuan.

Akting langsung 3 arah

Katup solenoida 3 arah memiliki tiga port, jadi tergantung apakah Anda ingin pencampuran (dua saluran masuk dan satu saluran keluar) atau pengalihan (satu saluran masuk dan dua saluran keluar) mempengaruhi pengoperasian. Katup tertentu juga dapat bekerja di kedua arah, yang disebut fungsi rangkaian universal. Namun, hanya dua port yang terhubung di setiap negara bagian. Gambar 10 menunjukkan contoh katup solenoid kerja langsung 3 arah.

Hanya dua port yang terhubung pada satu waktu. Pada Gambar 10, plunger memiliki lubang di bagian atas dan bawahnya dengan dua dudukan katup. Pada waktu tertentu, satu terbuka dan satu tertutup untuk mengarahkan media ke arah aliran yang diinginkan. Di bawah ini adalah contoh fungsi rangkaian untuk katup yang biasanya tertutup (kebalikan dari katup yang biasanya terbuka).

Katup solenoid 3 arah pengalihan: Gambar 10 akan memiliki satu saluran masuk (kiri bawah) dan dua saluran keluar (kanan atas dan bawah). Tidak ada daya yang memiliki plunger yang memblokir lubang bawah, yang berarti media mengalir dari saluran masuk ke stopkontak atas. Saat daya diterapkan, plunger dipaksa menutup stopkontak atas. Ini merutekan media dari inlet ke outlet kanan bawah.

Pencampuran katup solenoid 3 arah:

Gambar 10 akan memiliki dua saluran masuk (kanan atas dan bawah) dan satu saluran keluar (kiri bawah). Tidak ada daya yang memiliki plunger yang memblokir lubang bawah, yang berarti media mengalir dari saluran masuk atas ke stopkontak. Saat daya diterapkan, plunger dipaksa menutup stopkontak atas. Ini merutekan media dari inlet kanan bawah ke outlet.
Katup solenoid 3 arah universal: Katup ini bertindak mirip dengan katup solenoid 3 arah pengalihan. Melihat Gambar 10, media dapat mengalir ke salah satu arah tetapi hanya dua port yang terhubung pada waktu tertentu.

Kegunaan Solenoid Valve yang Disetujui Dalam industri

Tergantung pada aplikasinya, persetujuan tertentu untuk katup mungkin diperlukan. Memiliki katup dengan persetujuan tertentu memastikannya memenuhi permintaan aplikasi. Persetujuan umum adalah:

• UL / UR: Underwriters Laboratories memeriksa dan mensertifikasi produk sehubungan dengan keamanannya
• Air minum: Pastikan cocok untuk keperluan air minum. Untuk informasi lebih lanjut, lihat halaman aplikasi air minum kami atau lihat pilihan katup solenoid air online kami. Persetujuan air minum yang umum adalah:
  
  • Kiwa: Persetujuan air minum untuk pasar Belanda.
  • NSF: Persetujuan air minum untuk Amerika Utara.
  • WRAS: Kepatuhan dengan Peraturan Pasokan Air di Inggris atau Skotlandia Byelaws untuk keamanan material dan pengujian mekanis.
  • KTW: Persetujuan untuk bahan plastik dan non-logam untuk digunakan dengan air minum di Jerman.
  • ACS (Attestation De Conformite Sanitaire): Persetujuan air minum untuk Prancis.
  • Watermark: Sertifikasi untuk produk pipa dan drainase untuk dijual di Australia dan Selandia Baru.
  • FDA: Badan Pengawas Obat dan Makanan AS
• Versi ATEX: Sertifikasi ATEX disediakan untuk perlindungan ledakan. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Petunjuk ATEX untuk katup dan alat kelengkapan.
• Sertifikasi CE: Sertifikasi CE menandakan kesesuaian dengan persyaratan keselamatan, kesehatan, dan perlindungan lingkungan yang tinggi untuk semua produk di Wilayah Ekonomi Eropa. Untuk informasi lebih lanjut, lihat halaman sertifikasi CE kami.
• Versi gas: Katup untuk aplikasi gas memiliki persetujuan DVGW untuk digunakan pada peralatan pembakaran gas sebagai katup pemutus otomatis. Untuk informasi lebih lanjut, lihat halaman Peraturan Persetujuan Gas kami atau lihat pilihan katup solenoid gas kami secara online.
• Peringkat IP: Peringkat IP katup menjelaskan perlindungannya terhadap debu dan air. Untuk informasi lebih lanjut, lihat halaman peringkat IP kami.

Fitur Khusus Solenoid Valve

• Mengurangi pemakaian listrik: Pulsa arus pendek diumpankan untuk membuka atau menutup katup dan daya listrik berkurang cukup jauh untuk menahannya pada posisinya. Ini membantu dalam menghemat energi.
• Latching: Versi latching atau pulse coil memberikan solusi untuk aplikasi dengan switching frekuensi rendah. Katup diberi energi oleh pulsa listrik pendek untuk menggerakkan plunger. Sebuah magnet permanen kemudian digunakan untuk menjaga plunger pada posisi tersebut tanpa tambahan pegas atau medan magnet. Ini menurunkan konsumsi daya dan pengembangan panas di katup.
• Tekanan Tinggi: Versi tekanan tinggi dirancang untuk kebutuhan tekanan hingga 250 bar.
• Penggantian manual: Fitur penggantian manual opsional memberikan keamanan dan kenyamanan yang lebih baik selama commissioning, pengujian, pemeliharaan, dan jika terjadi kegagalan daya. Dalam beberapa versi, katup tidak dapat bergerak secara elektrik saat kontrol manual dikunci.
• Pemisahan media: Desain pemisahan media memungkinkan isolasi media dari bagian kerja katup, menjadikannya solusi yang baik untuk media yang agresif atau sedikit terkontaminasi.
• Vakum: Katup yang tidak memerlukan perbedaan tekanan minimum cocok untuk penyedot debu kasar. Katup solenoid aksi langsung atau semi-langsung universal cocok untuk aplikasi ini. Untuk persyaratan tingkat kebocoran yang lebih ketat, tersedia versi vakum khusus.
• Waktu respon yang dapat disesuaikan: Waktu yang dibutuhkan katup untuk membuka atau menutup dapat disesuaikan, biasanya dengan memutar sekrup pada badan katup. Fitur ini dapat membantu mencegah palu air
• Umpan balik posisi: Status switching katup solenoid dapat ditunjukkan dengan umpan balik posisi listrik atau optik sebagai sinyal biner atau NAMUR. NAMUR adalah keluaran sensor yang menunjukkan keadaan katup hidup atau mati.
• Kebisingan rendah: Katup memiliki desain yang diredam untuk mengurangi kebisingan selama penutupan katup.

Kriteria seleksi

Penting untuk memahami aplikasi Anda sebelum memilih katup solenoid. Beberapa kriteria seleksi penting adalah sebagai berikut:

• Jenis katup solenoida: Tentukan apakah aplikasi Anda memerlukan katup solenoida 2 arah atau 3 arah.
• Bahan body: Menentukan bahan rumah katup berdasarkan sifat kimia dan suhu media, tetapi juga lingkungan tempat katup berada. Kuningan umumnya digunakan untuk media netral. Baja tahan karat memiliki ketahanan kimia, suhu dan tekanan yang baik. PVC dan poliamida biasanya digunakan karena hemat biaya. Namun, mereka juga digunakan dalam aplikasi kelas atas dengan bahan kimia agresif. Perhatikan bahwa bagian mekanis, seperti pendorong baja tahan karat dan pegas bersentuhan dengan media dan harus kompatibel juga. Katup terpisah media khusus tersedia di mana bagian-bagian ini dipisahkan dari fluida oleh membran. Lihat Memilih bahan rumah yang tepat untuk katup solenoid Anda untuk informasi lebih lanjut.
• Bahan segel: Bahan segel harus dipilih berdasarkan sifat kimia dan suhu media. NBR, EPDM, FKM (Viton) dan PTFE (Teflon, seperti yang digunakan oleh produk Janatics Pneumatic) adalah pilihan umum. Lihat Pilih bahan segel yang tepat untuk katup solenoid Anda untuk referensi cepat tentang ketahanan bahan kimia dari bahan segel.
• Voltase: Katup solenoid tersedia dalam versi AC dan DC, dengan masing-masing ada pro dan kontra kecil. Lihat Memilih koil AC atau DC untuk katup solenoid untuk informasi lebih lanjut.
• Fungsi katup: Bergantung pada periode waktu pengoperasian, Anda dapat memilih katup yang biasanya terbuka atau biasanya tertutup. Mayoritas katup solenoida biasanya tertutup. Jika waktu buka katup lebih lama dari waktu penutupan, katup biasanya terbuka lebih disukai dan sebaliknya. Bi-stable, atau latching, juga merupakan pilihan.
• Tekanan: Katup harus mampu menahan tekanan maksimum yang diperlukan untuk aplikasi Anda. Sama pentingnya untuk mencatat tekanan minimum karena perbedaan tekanan tinggi dapat menyebabkan kegagalan katup.
• Jenis operasi: Tentukan apakah aplikasi Anda memerlukan katup solenoid yang dioperasikan langsung, tidak langsung, atau semi-langsung.
• Suhu: Pastikan bahan katup dapat menahan persyaratan suhu minimum dan maksimum aplikasi Anda. Pertimbangan suhu juga penting untuk menentukan kapasitas katup karena mempengaruhi viskositas dan aliran fluida.
• Waktu respons: Waktu respons katup adalah waktu yang dibutuhkan katup untuk berpindah dari posisi terbuka ke tertutup atau sebaliknya. Katup solenoid kerja langsung kecil bereaksi lebih cepat daripada katup kerja semi langsung atau tidak langsung.
• Persetujuan: Pastikan katup disertifikasi dengan tepat tergantung pada aplikasinya.
• Tingkat perlindungan: Pastikan katup memiliki peringkat IP yang sesuai untuk perlindungan dari debu, cairan, kelembapan, dan kontak.

Aplikasi solenoid valve

Aplikasi solenoid valve domestik dan industri yang umum meliputi:

• Sistem pendingin menggunakan katup solenoid untuk membalikkan aliran zat pendingin. Ini membantu dalam pendinginan selama musim panas dan pemanasan selama musim dingin.
• Sistem irigasi menggunakan katup solenoida dengan kontrol otomatis.
• Mesin pencuci piring dan mesin cuci menggunakan katup solenoid untuk mengontrol aliran air.
• Sistem pendingin udara menggunakan katup solenoid untuk mengontrol tekanan udara.
• Solenoid valve digunakan dalam sistem penguncian otomatis untuk kunci pintu.
• Peralatan medis dan gigi menggunakan katup solenoid untuk mengontrol aliran, arah, dan tekanan fluida.
• Tangki air menggunakan katup solenoid untuk mengontrol aliran masuk atau keluar air, sering kali dikombinasikan dengan sakelar apung.
• Pencucian mobil untuk mengontrol aliran air dan sabun.
• Peralatan pembersih industri

FAQ

Untuk apa katup solenoid digunakan?
Katup solenoid digunakan untuk membuka, menutup, mencampur, atau mengalihkan media dalam suatu aplikasi. Mereka digunakan dalam berbagai macam aplikasi dari mesin cuci piring, mobil, dan irigasi.

Bagaimana cara mengetahui apakah solenoid Anda buruk?
Jika katup solenoida gagal membuka atau menutup, sebagian terbuka, mengeluarkan suara berdengung atau memiliki koil yang terbakar, Anda perlu memecahkan masalah solenoid katup. Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan pemecahan masalah.

Bagaimana cara memilih katup solenoid?
Saat memilih katup solenoid, penting untuk mengetahui media Anda. Bergantung pada media dan persyaratan aliran, pilih bahan, ukuran lubang, suhu, tekanan, tegangan, waktu respons, dan sertifikasi yang diperlukan untuk aplikasi Anda. Lihat panduan pemilihan katup solenoida untuk informasi lebih lanjut.

Apa itu solenoid?
Solenoida adalah kumparan listrik yang melilit zat feromagnetik (seperti besi) yang bertindak sebagai elektromagnet ketika arus melewatinya.

Bagaimana cara kerja solenoida?
Ketika arus listrik dilewatkan melalui kumparan, medan elektromagnetik dibuat. Medan elektromagnetik ini menyebabkan plunger bergerak naik atau turun. Mekanisme ini digunakan oleh solenoid valve untuk membuka atau menutup valve.

Dapatkan produk solenoid valve berkualitas di Kawan Era Baru Shop.