Magnetventil
Ein Magnetventil, auch bekannt als Magnetventil, ist eine elektromechanische Vorrichtung, bei der das Magnetventil einen elektrischen Strom zum Erzeugen eines Magnetfeldes verwendet und so einen Mechanismus aktiviert, der die Öffnung des Flüssigkeitsstroms in einem Ventil steuert.
Magnetventile unterscheiden sich in den Eigenschaften des von ihnen verwendeten elektrischen Stroms, der Stärke des von ihnen erzeugten Magnetfeldes, dem Mechanismus zur Regulierung des Fluids sowie der Art und den Eigenschaften des von ihnen kontrollierten Fluids. Der Mechanismus des Magnetventils variiert von Linearbetrieb, kolbenbetriebenen Stellgliedern über Dreharmaturen bis hin zu Kipphebeln. Das Magnetventil kann eine Zweiwegeausführung zur Steuerung eines Durchflusses oder eine Drei- oder Mehrwegeausführung zum Umschalten der Durchflüsse zwischen den Anschlüssen verwenden. Mehrere Magnetventile können gemeinsam auf einem Verteiler platziert werden.
Das Magnetventil ist das am weitesten verbreitete Steuerelement in der Fluidindustrie.
Zu den Aufgaben eines Magnetventils gehören unter anderem:
- das Abschalten des Mischens von Flüssigkeiten.
- Freisetzung von Mischflüssigkeiten.
- Dosieren des Mischens von Flüssigkeiten.
- Verteilung von Mischflüssigkeiten.
- Mischen von Flüssigkeiten.
Vorteile von Magnetventilen
Sie sind in vielen Anwendungsbereichen zu finden. Magnetventile (auch solenoids genannt) bieten schnelles und sicheres Schalten, hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer, gute durchschnittliche Kompatibilität der verwendeten Materialien, geringe Regelleistung und kompakte Bauweise.
Betätigung des Magnetventils
Es gibt viele Variationen in der Ventilausführung. Magnetventile können viele Anschlüsse und Fluidwege haben. Ein 2-Wege-Magnetventil hat beispielsweise 2 Anschlüsse; wenn das Ventil geöffnet ist, sind die beiden Anschlüsse verbunden und das Fluid kann zwischen ihnen fließen; wenn das Ventil geschlossen ist, sind die Anschlüsse isoliert. Wenn das Ventil geöffnet ist, während das Magnetventil nicht unter Spannung steht, wird das Ventil normalerweise als offen (N.O.) bezeichnet. Wenn das Ventil geschlossen ist, wenn der Magnet nicht aktiviert ist, wird das Ventil normalerweise als geschlossen (NC) bezeichnet. Es gibt auch 3-Wege- und kompliziertere Ausführungen. Ein 3-Wege-Ventil hat 3 Anschlüsse; es verbindet einen der beiden anderen Anschlüsse (normalerweise eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung).
Magnetventile zeichnen sich auch durch ihre Funktionsweise aus. Ein Magnet eines Magnetventils kann eine begrenzte Kraft erzeugen. Reicht diese Kraft zum Öffnen und Schließen des Ventils aus, handelt es sich um ein direktwirkendes Magnetventil.
Bei höheren Drücken oder kleineren Magneten sind für den Betrieb hohe Kräfte erforderlich. Um diese Kräfte zu erzeugen, kann eine intern gesteuerte Magnetventilkonstruktion verwendet werden, die den Leitungsdruck zur Erzeugung der hohen Ventilkräfte nutzt; ein Pilotventil (Servo) steuert die Verwendung des Leitungsdrucks. Servogesteuerte Ventile werden in Geschirrspülern und Bewässerungssystemen eingesetzt, wo die Flüssigkeit Wasser ist und immer ein Vordruck vorhanden ist.
Betätigung
Bei einigen Magnetventilen wirkt der Magnet direkt auf das Hauptventil. Andere verwenden ein kleines, komplettes Magnetventil, das so genannte Pilotventil, um ein größeres Ventil zu betreiben. Der zweite Typ ist eigentlich ein Magnetventil in Kombination mit einem pneumatisch betätigten Ventil, aber sie werden als eine einzige Einheit verkauft und verpackt, ein so genanntes Magnetventil. Servoventile benötigen deutlich weniger Energie zum Regeln, sind aber deutlich langsamer. Vorgesteuerte Magnetventile benötigen in der Regel jederzeit die volle Leistung, um sich zu öffnen und offen zu bleiben, wobei ein direktwirkendes Magnetventil nur für kurze Zeit die volle Leistung zum Öffnen und nur für geringe Leistungen zum Halten benötigt.
Ein direktwirkendes Magnetventil arbeitet in der Regel in 5 bis 10 Millisekunden. Die Betriebszeit eines gesteuerten Ventils ist abhängig von seiner Größe; typische Werte sind 15 bis 150 Millisekunden.
Die Leistungsaufnahme der Magnetventile variiert je nach Anwendung und wird hauptsächlich durch den Fluiddruck und den Rohrdurchmesser bestimmt. So hat beispielsweise ein beliebtes 3/4" 10 bar Sprinklerventil, das für 24 VAC (50 Hz) ausgelegt ist, eine kurzfristige Einschaltdauer von 7,2 VA und eine erforderliche Halteleistung von 4,6 VA. Ein industrielles 1/2" 700 bar Magnetventil, das für 12, 24 oder 230 VAC-Systeme in flüssigen und kryogenen Hochdrucksystemen ausgelegt ist, hat eine Einschaltdauer von 300 VA und einen Haltestrom von 22 VA.
Obwohl es mehrere Ausführungsvarianten gibt, folgt eine detaillierte Aufschlüsselung einer typischen Magnetventilausführung.
Teile des Magnetventils
Ein Magnetventil besteht aus zwei Hauptteilen: dem Magnetventil und dem Ventil. Der Magnet wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um, die wiederum das Ventil mechanisch öffnet oder schließt. Ein direktwirkendes Ventil hat nur einen kleinen Kreis. In diesem Beispiel multipliziert ein Membran-Steuerventil diesen kleinen Steuerstrom, indem es den Strom durch eine viel größere Öffnung steuert.
Magnetventile können Metall- oder Gummidichtungen verwenden und können auch mit elektrischen Schnittstellen zur einfachen Steuerung ausgestattet werden. Eine Feder kann verwendet werden, um das Ventil offen (normalerweise offen) oder geschlossen (normalerweise geschlossen) zu halten, während das Ventil nicht aktiviert ist.
