10 Jenis Valve (Katup) Umum

Check valve adalah katup yang mengalirkan fluida hanya pada satu arah dan berfungsi untuk mencegah aliran balik fluida. Katup ini tersedia dalam berbagai jenis dan banyak digunakan dalam sistem hidrolik. Dengan ukuran yang kompak, struktur sederhana, dan biaya yang rendah, katup cek sering ditemukan dalam aplikasi rumah tangga.

Seperti yang ditunjukkan pada diagram, check valve bekerja dengan cara ini: tekanan fluida mendorong katup terbuka, memungkinkan fluida mengalir. Jika fluida mencoba mengalir kembali, katup akan menutup, dan semakin besar tekanan balik, semakin tersegel katup tersebut. Katup cek biasanya menggunakan pegas atau gravitasi untuk menutup dan tidak memerlukan operasi manual.

Diaphragm valve atau katup diafragma mengontrol aliran fluida dengan menggunakan diafragma fleksibel untuk menutup jalur aliran. Katup ini sangat ideal untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan terhadap korosi, sehingga banyak digunakan dalam industri kimia untuk menangani berbagai bahan kimia, pelarut, dan media korosif.
Katup diafragma juga sering digunakan dalam industri makanan dan farmasi karena dapat mencegah kontaminasi silang dengan efektif serta memastikan kebersihan dan keamanan fluida yang mengalir.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, katup diafragma terdiri dari diafragma elastis di dalam badan dan penutup katup. Ketika batang katup diangkat, diafragma terangkat dan fluida dapat mengalir. Saat batang katup diturunkan, diafragma menutup saluran masuk, menghentikan aliran fluida. Pemisahan antara mekanisme penggerak dan fluida oleh diafragma memberikan penyegelan yang sangat baik, sehingga katup diafragma ideal untuk fluida korosif, lumpur berserat, fluida radioaktif, atau aplikasi lain yang memerlukan operasi bebas kontaminasi.

Globe valve, juga dikenal sebagai stop valve, berfungsi untuk mengatur aliran dan tekanan fluida, serta serbaguna dalam berbagai aplikasi. Nama "globe" berasal dari bentuk awalnya yang bulat, tetapi sekarang sering disebut stop valve untuk menghindari kebingungan dengan katup bola (ball valve).

Globe valve biasanya digunakan dalam sistem pertukaran panas dan memungkinkan aliran fluida secara langsung, sehingga cocok untuk fluida dengan viskositas tinggi. Katup ini ideal untuk sistem pengolahan air, industri kimia, minyak bumi, serta uap, karena dapat mencegah penumpukan atau pengendapan fluida di dalam katup.

ketika handwheel (roda pengatur) diputar, batang katup terangkat, dan inti katup bergerak ke atas, membuka jalur untuk fluida mengalir. Fluida mengalir melalui jalur berbentuk Z di dalam katup, masuk dari sisi bawah dan keluar di sisi atas. Jalur ini menambah hambatan dan mengurangi tekanan. Untuk menutup katup, inti katup turun dan menekan erat pada dudukan, menciptakan segel yang menghentikan aliran fluida.

Aliran yang langsung dari inlet ke outlet membantu mengurangi turbulensi dan penumpukan di dalam katup, sehingga mencegah fluida dengan viskositas tinggi mengental atau menumpuk. Katup globe banyak digunakan dalam sistem pengolahan air, industri kimia, minyak bumi, dan uap.

Katup jarum dilengkapi dengan plunger berbentuk jarum yang pas dengan dudukan katup, memungkinkan pengaturan aliran fluida dengan presisi, terutama pada tekanan rendah. Katup ini sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan laju aliran kecil atau konstan, seperti sistem vakum, pengisian tabung gas, laser gas, dan peralatan sejenis lainnya. Selain itu, katup jarum juga digunakan untuk mengontrol aliran bahan bakar yang idle pada karburator.

＊Efek Vernier pada Katup Jarum: Katup jarum memiliki inti berbentuk kerucut yang menghasilkan efek vernier. Ketika kontrol bergerak secara aksial (artinya, inti bergerak masuk dan keluar), perbedaan diameter antara katup jarum dan dudukannya tercipta. Efek vernier ini, yang menghasilkan perubahan radial yang minimal, merupakan mekanisme kunci untuk pengaturan aliran yang presisi pada katup jarum.

Struktur katup jarum memiliki orifice (lubang)  yang relatif kecil dengan dudukan kerucut panjang yang dapat disekrup masuk dan keluar untuk mengubah ukuran pembukaan orifice. Ujung sekrup memiliki plunger (penyumbat) berbentuk jarum yang pas dengan dudukan saat tertutup, memungkinkan pengaturan aliran yang sangat halus. Namun, karena keterbatasan tinggi badan katup, kehilangan tekanan fluida menjadi signifikan, dan pipa yang sempit meningkatkan risiko kerusakan akibat padatan tersuspensi.

Ball valve mengontrol aliran fluida dengan menggunakan bola berbentuk bulat yang memiliki lubang di tengahnya. Katup ini menawarkan kinerja penyegelan yang sangat baik dan memerlukan perawatan yang minim. Operasinya yang sederhana menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan penutupan cepat dan penyegelan yang handal. Katup bola banyak digunakan dalam berbagai pengaturan, termasuk pipa minyak dan gas industri, proses kimia, dan sistem air rumah tangga.

Katup bola terdiri dari inti yang berbentuk bola berongga. Di tengah bola tersebut terdapat lubang yang memiliki diameter sama dengan pipa tempat katup dipasang.

Saat kita memutar gagang katup, batang katup akan berputar, yang menyebabkan bola berongga tersebut juga berputar. Ketika lubang pada bola sejajar dengan jalur aliran, fluida dapat mengalir melalui katup dengan lancar. Namun, untuk menutup saluran, kita cukup memutar gagang katup sejauh 90 derajat. Dengan cara ini, lubang pada bola akan berada di posisi yang tidak sejajar dengan jalur aliran, sehingga aliran fluida akan terhenti.

Butterfly valve (katup kupu-kupu), atau yang sering disebut katup flap, memiliki desain yang sederhana dan dapat beroperasi dengan cepat dengan memutar disk untuk mengontrol aliran. Katup ini sangat cocok untuk mengatur volume besar cairan atau gas pada tekanan rendah. Katup ini juga sangat serbaguna dan dapat digunakan untuk berbagai media, termasuk air, minyak, uap, dan fluida korosif. Beberapa aplikasi umum katup kupu-kupu meliputi pengolahan air, industri kimia dan petrokimia, sistem HVAC, dan irigasi pertanian.

Terdapat beberapa jenis katup kupu-kupu yang masing-masing cocok untuk tekanan dan aplikasi yang berbeda:
(1) Katup Kupu-Kupu Konsentris: Tipe ini memiliki dudukan karet fleksibel dengan disk logam, cocok untuk aplikasi dengan tekanan terendah.
(2) Katup Kupu-Kupu Offset Ganda (Double-Offset): Memiliki dudukan dan disk yang terbuat dari material yang berbeda, memungkinkan katup ini beroperasi di berbagai suhu dan tekanan.
(3) Katup Kupu-Kupu Offset Tiga (Triple-Offset): Memiliki dudukan logam yang dilaminasi atau padat, ideal untuk sistem tekanan tinggi dan lingkungan yang keras, sering digunakan dalam sektor industri dan energi.

Seperti terlihat pada gambar, katup kupu-kupu terdiri dari disk yang berputar yang biasanya terletak di tengah tubuh katup. Saat beroperasi, disk melingkar berputar sekitar porosnya dengan sudut maksimum 90 derajat, yang mengatur aliran media dengan mengubah sudut putarannya. Karena disk selalu berada dalam aliran fluida, hal ini akan meningkatkan resistansi aliran dan menyebabkan kehilangan tekanan lokal.

Pressure reducing valve atau katup pengatur tekanan adalah katup keselamatan yang berfungsi untuk mengontrol atau membatasi tekanan dalam sistem, mencegah kerusakan peralatan, ledakan, atau kebakaran akibat tekanan berlebih. Katup ini bekerja menggunakan pegas atau perangkat pengaturan tekanan di dalam katup yang mengatur pembukaan dan penutupan. Katup keselamatan ini secara otomatis membuka pada nilai tekanan tertentu untuk melepaskan tekanan berlebih. Katup pengatur tekanan sangat penting dalam berbagai aplikasi industri, terutama dalam operasi bertekanan tinggi, untuk memastikan keselamatan industri.

Katup ini dirancang dengan tekanan yang telah disetel sebelumnya, di mana ia secara otomatis membuka ketika tekanan sistem mencapai tingkat tertentu. Pengaturan ini biasanya dioperasikan oleh pegas katup atau elemen mekanis lain seperti bobot atau katup pilot.

Gambar ini menunjukkan katup pengatur tekanan yang dioperasikan dengan pegas. Ketika tekanan sistem melebihi ambang batas yang ditentukan, tekanan yang meningkat akan mendorong inti katup, mengompres pegas dan membuka katup. Proses ini memungkinkan pelepasan tekanan atau fluida berlebih, sehingga menurunkan tekanan dalam sistem.

Setelah tekanan kembali ke rentang yang aman, pegas akan mendorong inti katup kembali ke posisi semula, menutup katup dan menghentikan aliran. Dengan cara ini, katup pengatur tekanan berfungsi untuk menjaga keselamatan sistem dengan mencegah tekanan berlebih yang dapat menyebabkan kerusakan atau bahaya.

Gate valve menggunakan gerbang yang dapat digerakkan untuk menghentikan atau membuka aliran, tetapi tidak untuk mengatur aliran tersebut. Katup ini memiliki resistansi aliran yang rendah saat terbuka penuh dan membutuhkan usaha minimal untuk dioperasikan. Namun, katup ini membutuhkan waktu yang lebih lama untuk membuka atau menutup sepenuhnya karena jarak pergerakan gerbangnya.

Gate valve tersedia dalam berbagai tipe dan biasanya memiliki struktur yang sederhana tanpa persyaratan khusus untuk pemasangan inlet atau outlet. Katup ini dilengkapi dengan batang yang terangkat yang dioperasikan oleh handwheel atau motor, mengangkat gerbang untuk membuka jalur aliran. Gate valve cocok untuk diameter pipa yang lebih besar. Namun, untuk aplikasi yang memerlukan penyegelan fluida yang ketat, langkah tambahan mungkin diperlukan.

Katup solenoid menggunakan arus listrik dalam kumparan untuk menciptakan medan magnet yang mengontrol operasi katup. Katup ini memungkinkan kontrol otomatis dan jarak jauh, menjadikannya ideal untuk aplikasi seperti kontrol on-off, sistem pengujian, dan kontrol proses. Katup solenoid juga digunakan dalam jack hidrolik dan silinder hidrolik truk.

Dalam katup solenoid Normal Tertutup (Normally Closed/NC), katup tetap tertutup ketika kumparan solenoid tidak diaktifkan. Di dalam katup solenoid NC, terdapat armature (penggerak) yang dikelilingi oleh solenoid. Sebuah pegas menghubungkan armature ke plunger (penyumbat) . Ketika tidak diaktifkan, plunger akan memblokir jalur aliran. Saat arus diterapkan, medan magnet dihasilkan dalam katup solenoid, menarik plunger ke atas dan membuka jalur, memungkinkan fluida mengalir. Setelah arus dimatikan, plunger kembali ke posisi semula, memblokir aliran fluida.

Katup pneumatik, atau katup yang dioperasikan dengan udara, menggunakan tekanan udara untuk mengontrol aliran fluida. Katup ini cocok digunakan dalam kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi. Katup pneumatik umum digunakan di sektor energi untuk kontrol minyak, gas, dan air, di industri kimia untuk reaktor dan tangki penyimpanan, serta dalam perangkat medis seperti ventilator dan sistem pasokan gas.

*Prinsip Kerja Katup Pneumatik: Katup ini membuka ketika tidak ada udara dan menutup saat ada udara.

Katup pneumatik terdiri dari dua bagian utama: perangkat mekanis di bawah dan perangkat pneumatik di atas. Di dalam perangkat mekanis terdapat disk katup yang bergerak naik dan turun untuk membuka atau menutup katup, mirip dengan katup bola. Katup dilindungi oleh tutup (bonnet) yang dapat dibuka untuk perawatan internal. Perangkat mekanis terhubung dengan perangkat atas melalui spindel vertikal yang menunjukkan apakah katup dalam keadaan terbuka atau tertutup.

Perangkat atas mengandung aktuator pneumatik. Ketika gas disuntikkan melalui port, tekanan udara akan menekan diafragma dan pegas, mendorong inti katup ke bawah untuk menutup jalur, mencegah aliran fluida. Sebaliknya, ketika udara dilepaskan, pegas akan kembali mengembang, inti katup bergerak naik, dan jalur terbuka, memungkinkan fluida mengalir.