Pengertian Katup Solenoid Dan Cara Kerjanya


Solenoid Valve Pneumatic Dan Cara Kerjanya – Pengertian katup solenoid (solenoid valve) secara umum adalah sebuah katup yang digerakan oleh energi listrik dengan melalui solenoida, memiliki kumparan sebagai penggerakan yang digunakan untuk menggerakkan piston yang bisa digerakan oleh arus DC ataupun DC. Katup ini memiliki lubang keluaran, lubang masukan, dan juga lubang exhaust.

Fungsi lubang masukan adalah sebagai terminal atau tempat udara yang bertekanan masuk atau supply (service unit). Lubang keluaran memiliki fungsi sebagai tempat terminal atau tempat tekanan angin keluar yang terhubung menuju pneumatic.

Sedangkan lubang exhaust memiliki fungsi sebagai saluran yang dapat mengeluarkan udara bertekanan yang telah terjebak saat plunger mengalami pindah posisi ketika katup solenoid sedang beroperasi.

Solenoid valve merupakan elemen kontrol yang biasa digunakan dalam fluidisc. Adapun fungsinya adalah untuk mematikan, release, dose, distribute (mix fluids). Katup solenoid ini memiliki banyak jenis berdasarkan type dan penggunaannya. Namun jika dibedakan menurut modelnya, katup solenoid terbagi dalam dua bagian yaitu solenoid valve single coil dan solenoid valve double coid. Keduanya memiliki cara kerja yang hampir sama.

Solenoid valve ini dilengkapi dengan switching cepat dan aman, keandaalan yang cukup tinggi, masa service yang sangat lama (awet), kompatibilitas media yang baik dari bahan yang dimanfaatkan, memiliki daya kontrol rendah dan desain yang simple.

Katup solenoid ini memiliki cukup banyak variasi untuk penggunaan atau kebutuhan dari mesin tersebut. Berikut ini adalah beberapa kegunaan dari solenoid valve:

  • Digunakan sebagai penggerak tabung cylinder
  • Digunakan sebagai penggerak piston valve
  • Digunakan sebagai penggerak blow zet valve
  • Dan lain sebagainya.

Baca juga: Pengertian Dan Fungsi Thermostat

Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari katup solenoid adalah katup listrik yang memiliki koil sebagai penggeraknya, saat koil mendapat supply tegangan maka koil akan mengalami perubahan menjadi medan magnet yang dapat menggerakkan plunger di bagian dalamnya. Jika posisi plunger berpindah maka lubang keluaran katup solenoid akan menghasilkan udara bertekanan tinggi dari supply (service unit).

Perlu diketahui bahwa katup solenoid ini memiliki tegangan kerja sebesar 100/200 VAC. Namun ada pula yang memiliki tegangan kerja DC.

Keterangan:

  1. Valve Body
  2. Terminal masukan (Inlet Port)
  3. Terminal keluaran (Outlet Port)
  4. Manual Plunger
  5. Terminal slot power suplai tegangan
  6. Kumparan gulungan (koil)
  7. Spring
  8. Plunger
  9. Lubang jebakan udara (exhaust from Outlet Port)
  10. Lubang Inlet Main
  11. Lubang jebakan udara (exhaust from inlet Port)
  12. Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port
  13. Lubang plunger untuk Inlet Main
  14. Lubang plunger untuk exhaust inlet Port

Sedangkan gambaran dari cara kerja katup solenoid adalah sebagai berikut:

Keterangan Gambar :

A – Input side
B – Diaphragm
C – Pressure chamber
D – Pressure relief passage
E – Solenoid
F – Output side

Cara Kerja Sistem Pneumatic

Kompressor akan diaktifkan dengan cara menghidupkan penggerak awal yaitu motor listrik. Selanjutnya udara disedot secara langsung oleh kompresor yang kemudian ditekan ke dalam sebuah tangki udara sampai bisa mencapai tekanan beberapa bar.

Untuk dapat menyalurkan udara bertekanan menuju semua sistem atau sirkuit pneumatik maka dibutuhkan unit pelayanan (service unit) yang dilengkpi dengan penyaring (filter), katup kran (shut off valve), dan juga pengatur tekanan (regulator).

Service unit ini memang sangat penting karena udara bertekanan yang dibutuhkan di dalam sirkuit pneumatic harus dalam kondisi bersih, dengan tekanan operasional yang mencapai 6 bar. Udara bertekanan kemudian disalurkan oleh solenoid valve pneumatic saat menerima tegangan input pada kumparan dan  menarik plunger sehingga udara bertekanan akan keluar dari outlet port melewati selang elastis untuk menunju katup pneumatik (katup pengarah atau inlet port pneumatic).

Udara bertekanan yang berhasil masuk akan langsung mengisi tabung pneumatic (silinder pneumatik kerja tunggal) sehingga bisa membuat piston bergerak maju. Udara bertekanan ini akan terus mendorong piston sampai bisa berhenti pada lubang outlet port pneumatic (batas dorong piston).

Jenis-Jenis Solenoida (Solenoid)

Pada dasarnya, solenoida terbagi dalam dua jenis, yaitu:

1. Solenoida Linier atau Linear Electro Mechanical Actuator (LEMA)
2. Solenoida Rotasi atau Rotary Solenoida
  1. Solenoida Liner (Linear Solenoida)

Solenoida linier merupakan sebuah perangkat bersifat elektromagnetik yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak atau mekanis. Disebut dengan solenoida linier karena actuactor atau plungernya mengalami pergerakan maju mundur secara liniear.

Jenis solenoida ini dibedakan lagi menjadi dua macam jenis, yaitu:

  • Solenoida Linier Tarik (Pull Type)

Dalam penggunaannya, solenoida liner tarik atau pull type akan menarik plunger menuju kearahnya.

  • Solenoida Liner Dorong (Push Type)

Kebalikan dari solenoida liner tarik, jenis solenoida linier tipe dorong ini akan mendorong plunger menuju kearahnya.

Kedua jenis solenoida tersebut pada umumnya mempunyai konfigurasi bentuk yang hampir sama. Namun juga memiliki sedikit perbedaan yang ada pada peletakan plunger dan pegasnya.

Penggunaan Solenoid dalam Kehidupan Sehari-Hari

  1. Bel Listrik

Pada bel listrik, jika solenoid sudah dialiri oleh arus listrik maka besi yang ada dalam rangkaian bel listrik akan mengalami perubahan menjadi magnet. Magnet tersebut akan menarik besi lentur yang kemudian bergerak untuk memukul dinding bel, sehingga dapat menghasilkan bunyi.

Perubahan posisi pada besi lentur ini bisa membuat arus listrik menjadi putus, sehingga gaya magnet yang dimiliki besi akan hilang. Lalu kepingan besi lentur akan kembali lagi pada posisi semula, sehingga dialiri listrik kembali dan medan magnet akan membuat besi kembali lagi tertarik ke bagian dinding bel. Pergerakan ini akan terjadi secara berulang dan cepat sehingga bel akan terus menghasilkan bunyi saat dialiri oleh listrik.

  1. Speaker

Dalam sebuah speaker terdapat 2 magnet, yaitu magnet permanen dan elektromagnet yang berasal dari solenoid. Elektromagnet dan magnet permanen nantinya akan saling berhubungan antara satu sama lain. Kutup positif yang dimiliki oleh elektromagnet akan tertarik dengan kutub negatif dari magnet permanen.

Sebeliknya, kutub negatif yang dimiliki oleh elektromagnet akan ditolak oleh kutub negatif dari magnet permanen. Selanjutnya akan terjadi pertukaran orientasi kutub elektromagnet, sehingga membuat arah gaya tarik menariknya juga ikut bertukar. Dalam hal ini, arus bolak balik akan selalu memberikan dorongan pada magnet koil suara dan magent permanen.

  1. Pesawat Telepon

Pesawat telepon umumnya terbagi dalam 2 bagian penting, yaitu mikrofon dan speaker. Cara kerja mikrofon disini adalah mengubah gelombang suara menjadi gelombang listrik. Jika seseorang sedang berbicara maka gelombang suara akan ditangkap oleh mikrofo sehingga membuat  diafragma alumunium menjadi bergetar.

Serbuk karbon pada mikrofon akan selalu berubah sehingga dapat menimbulkan terjadinya gelombang listrik, dimana gelombang listrik ini dikirimkan secara langsung ke penerima pada pesawat telepon yang lain,  kemudian diterima oleh speaker. Speaker akan mendorong gelombang listrik untuk menggerakan membran hingga menghasilkan suara.

  1. Kunci Pintu Listrik

Cara kerja dari kunci pintu listrik adalah dengan menggunakan gaya elektromagnetik. Solenoida dalam kunci listrik akan dihubungkan menuju saklar. Kemudian jika dihubungkan dengan sumber listrik, yaitu dengan cara menekan saklarnya maka arus listrik akan mengalir menjadi solenoid. Kemudian akan terjadi gaya elektromagnetik yang dapat menarik solenoida sehingga pintu bisa dibuka. Namun jika solenoid tidak dialiri oleh arus listrik maka pintu akan terkunci kembali.

  1. Detektor Logam

Detektor logam biasa digunakan untuk memeriksa keberadaan suatu logam ataupun benda yang bisa mengalami reaksi saat mendapat gaya elektromagnetik. Dalam alat ini terdapat sebuah kumpara besar yang dialiri oleh arus listrik sehingga dapat menimbulkan gaya elektromagnetik.

Jika ada logam yang saling berdekatan dengan detektor logam, maka dia akan langsung mengubah besarnya gaya elektromagnetik dari solenoid yang dihubungkan dengan alarm, sehingga alarm nantinya dapat menghasilkan bunyi.

Solenoid Type 2-Way dan 3-Way

  1. 2-Way Solenoid Valve

Silahkan lihat terlebih dahulu gambar solenoid type 2-way berikut ini:

 

Jika solenoid sedang dalam kondisi De-energize yang dimana posisi plug menyentuh seat maka berarti plug akan menutup seat sehingga aliran dari sisi masuk nantinya tidak dapat keluar menuju sisi keluaran. Pada gambar berikut ini media aliran ditunjukkan dengan warna kuning.

Demikian sebaliknya, jika solenoid mendapat arus yang berasal dari sumber listrik maka kumparan akan mengalami perubahan menjadi magnet yang dapat menarik plug. Posisi plug akan mulai menjauh dari seat sehingga membuat solenoid terbuka. Dalam kondisi ini, media yang masuk dari sisi masukan bisa keluar menuju sisi keluaran. Berikut ini adalah contoh gambar dari solenoid yang sedang dalam kondisi terbuka:

Pada gambar teknik, solenoid biasa digambarkan dalam bentuk blog diagram. Bentuk blog diagram tersebut sangat beragam, tergantung dari model solenoid itu sendiri.

Pada pembahasan berikutnya, kami akan menjelaskan mengenai beberapa macam model solenoid seperti 2 way solenoid, 3 way solenoid, 4 way solenoid, 2 way No solenoid, dan lainnya.

Berikut ini adalah gambaran blok diagram untuk solenoid type 2 way Normaly Close dan penjelasannya.

Ilustrasi blok diagram tersebut sudah dilengkapi dengan keterangan secara lengkap sehingga akan memudahkan Anda dalam memahami cara membacanya.

Blog diagram menggambarkan bahwa solenoid ini memiliki 2 port, yaitu port 1 dan port 2. Port 1 adalah inlet sedangkan port 2 merupakan outlet. Pada sisi B yang ditandai dengan adanya simbol pegas merupakan keadaan dimana solenoid tidak terhubung dengan sumber listrik (De-energize). Sedangkan sisi A merupakan simbol yang menggambarkan bahwa solenoid terhubung dengan sumber listrik (Energize).

Penggambaran mengenai posisi plug pada solenoid ketika De-energize bisa dilihat pada blog diagram sisi B yang memiliki simbol pegas. Sedangkan untuk kondisi plug saat Energize bisa dilihat pada blog diagram sisi A yang memiliki lambang koil. Berikut ini adalah gambar asli dari blog diagram 2 way solenoid.

  1. 3-Way Solenoid Valve

3-way solenoid valve merupakan solenoid valve yang mempunyai 3 lobang atau port di bagian bodynya. Untuk hubungan antara ketiga lobang tersebut akan dijelaskan dengan ilustrasi blog diagram berikut ini.

Ketika solenoid sedang dalam kondisi yang tidak terhubung dengan sumber listrik atau kondisi De-Energize port 1 terhubung ke port 3 dan saluran port 1 ke port 2 tertutup, kemudian jika koil solenoid dihubungkan dengan arus listrik maka solenoid akan energized plunger dalam boy akan mengalami pergerakan sehingga posisi port 1 terhubung menuju port 2 sedangkan saluran port 1 ke port 3 menjadi tertutup.

Berikut ini adalah gambar blok diagram 3-way solenoid valve:

Sedangkan symbol dari 3-way solenoid valve adalah sebagai berikut:

Perubahan jalur aliran seperti demikian membuat solenoid tipe 3-way ini banyak digunakan dalam dunia industri. Salah satunya adalah sebagai perangkat eksekusi sistem interlock. Langsung saja lihat contohnya pada gambar berikut ini.

Pada gambar tersebut, solenoid memiliki fungsi sebagai bagian dari interlock I-0341. Seperti misalnya interlock I-0341 yang berisi pernyataan sebagai berikut ini:

  1. Apabila tekanan dalam vessel A rendah maka valve XV 888 akan menutup.
  2. Apabila level tangka B rendah maka valve XV 888 akan menutup.
  3. Apabila pompa B beroperasi maka XV 888 akan membuka.

Reaksi dari valve XV 888 yang bisa membuka ataupun menutup dikarenakan adanya perangkat 3-way solenoid valve yang dapat mengubah kondisi dari De-energized menjadi Energized, dan demikian sebaliknya.

Gambar berikut ini menggambarkan pemasangan 3 way solenoid valve pada suatu ESD valve.

Membuka dan menutupnya ESD valve tersebut tergantung dari kondiis 3-way solenoid valve itu sendiri. Untuk pemasangan seperti diatas dalam kondisi normal ESD valve akan membuka apabila solenoid Energized  dan menutup saat solenoid De-energized.

Baca juga: Jenis Jenis Motor DC

Tips Memilih Solenoid Valve untuk Kebutuhan Proyek Anda

Selanjutnya kami akan memberikan beberapa tips memilih solenoid valve yang sesuai dengan kebutuhan proyek Anda:

  1. Memahami Sistem Kerja Solenoid Valve

Sebelumnya Anda harus paham mengenai sistem kerja solenoid valve agar bisa menentukan jenis solenoid manakah yang dibutuhkan. Solenoid valve memiliki sistem kerja dasar, yakni normally open dan normally close.

Normally close (NC) merupakan prinsip kerja solenoid valve dalam posisi normal atau tanpa arus (off / katup valve tertutup). Sebaliknya, sistem kerja dari solenoid ini adalah open atau katub terbuka dan katup valve tertutup jika mendapat supply tegangan.

  1. Memilih Bahan

Bahan yang digunakan dalam pembuatan solenoid valve sangat beragam, mulai dari plastik pvc, plastik tlefon, nylon, kuningan atau brass, stainless steel, dan sebagainya. Silahkan pilih bahan sesuai dengan kebutuhan atau produk Anda.

Jika produk tersebut adalah gas maka Anda harus memilih solenoid dari bahan kuningan yang spesifikasinya dapat digunakan untuk gas. Namun jika produk Anda adalah minuman ataupun makanan maka pilihlah solenoid dari bahan stainless stell supaya lebih aman untuk makanan.

  1. Tekanan Maksimal pada Solenoid Valve

Selanjutnya Anda juga harus mengecek spesifikasi tekanan yang dimiliki oleh solenoid valve. Jika produk Anda memiliki tekanan tinggi seperti air dengan tekanan lebih dari 10 bar maka pilihlah solenoid yang khusus high pressure.

Sedangkan solenoid dari bahan plastik memiliki tekanan maksimal sekitar 8 bar. Kebanyakan solenoid plastik bukan merupakan tipe low pressure sehingga diperlukan tekanan untuk membantu proses buka tutup solenoid.

  1. Memilih Merk yang Sesuai

Merk juga menjadi hal yang penting untuk diperhatikan. Kualitas yang dihasilkan oleh setiap merk sudah pasti berbeda. Seperti misalnya solenoid yang merupakan buatan dari Cina dibandingkan dengan solenoid dari Eropa.

Jika digunakan dalam industri skala besar untuk melakukan produksi setiap hari dan bahkan nonstop maka sangat disarankan untuk memilih solenoid Eropa. Solenoid buatan Eropa seperti sirai memang memiliki harga yang jauh lebih mahal.

Namun untuk masalah kualitas tidak perlu diragukan lagi dan sudah diakui oleh dunia. Bukan berarti bahwa solenoid buatan China memiliki kualitas buruk. Jika perawatan dan pemakaiannya benar maka solenoid China juga bisa awet.

Leave a Comment