Magnetventil 101: Arbeitsprinzip und Auswahl des richtigen Typs

Das Magnetventil ist ein grundlegendes automatisches Bauteil zur Steuerung der Durchflussrichtung von Flüssigkeiten und wird als Teil des Stellantriebs betrachtet.

Er wird häufig in mechanischen Steuersystemen und Industrieventilen eingesetzt, um die Richtung des Fluids zu regulieren und so den Schalter des Ventils zu steuern.

Funktionsprinzip eines Magnetventils

Das Magnetventil hat einen geschlossenen Hohlraum mit mehreren Durchgangslöchern, die sich an verschiedenen Stellen befinden. Jedes dieser Löcher führt zu einer eigenen Ölleitung. In der Mitte des Hohlraums befindet sich ein Ventil mit zwei Elektromagneten, die auf beiden Seiten angeordnet sind. Wenn die Magnetspule erregt wird, wird der Ventilkörper zu einer der beiden Seiten gezogen. Durch diese Bewegung des Ventilkörpers wird der Ölfluss reguliert, indem verschiedene Ölablassöffnungen blockiert oder geöffnet werden.

Die Öleinlassöffnung ist normalerweise offen, so dass Hydrauliköl in die verschiedenen Ölablassleitungen fließen und Druck auf den Kolben des Ölzylinders ausüben kann. Dieser wiederum treibt die Kolbenstange und die daran befestigte mechanische Vorrichtung an. Im Wesentlichen wird die mechanische Bewegung durch die Regulierung des Stroms im Elektromagneten gesteuert.

Klassifizierung von Magnetventilen

1. Magnetventile werden prinzipiell in drei Kategorien unterteilt:

1) Direktwirkendes Magnetventil:

Das Prinzip: Die Magnetspule erzeugt bei Erregung eine elektromagnetische Kraft, die das Verschlussstück vom Ventilsitz anhebt und das Ventil öffnet. Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, verschwindet die elektromagnetische Kraft, wodurch die Feder das Verschlussstück wieder auf den Ventilsitz drückt und das Ventil schließt.

Merkmale: Es kann unter Vakuum, Unterdruck und Nulldruck betrieben werden, wobei der Durchmesser im Allgemeinen auf 25 mm oder weniger begrenzt ist.

2) Verteiltes, direkt wirkendes Magnetventil:

Das Prinzip: Das Ventil funktioniert durch eine Kombination aus direkter Wirkung und Pilotsteuerung. Wenn kein Druckunterschied zwischen Einlass und Auslass besteht, hebt die elektromagnetische Kraft das kleine Vorsteuerventil und das Verschlussstück des Hauptventils direkt an, wodurch das Ventil nach dem Einschalten der Stromversorgung geöffnet wird.

Wenn ein Anfangsdifferenzdruck zwischen Einlass und Auslass erreicht wird, steuert die elektromagnetische Kraft das kleine Ventil, wodurch der Druck in der unteren Kammer des Hauptventils steigt und der Druck in der oberen Kammer sinkt. Dadurch entsteht ein Differenzdruck, der das Hauptventil nach oben drückt.

Wenn der Strom abgeschaltet wird, drückt das Vorsteuerventil mit Federkraft oder mittlerem Druck das Verschlussstück nach unten und schließt das Ventil.

Merkmale: Das Ventil kann unter Null-Druckdifferenz, Vakuum und Hochdruckbedingungen arbeiten. Es erfordert jedoch eine hohe Leistungsaufnahme und muss horizontal installiert werden.

3) Vorgesteuertes Magnetventil:

Prinzip: Wenn Strom angelegt wird, öffnet die elektromagnetische Kraft die Pilotbohrung, was zu einem schnellen Druckabfall in der oberen Kammer führt. Dadurch entsteht ein hoher Druckunterschied um das Verschlussstück, und der Flüssigkeitsdruck drückt das Verschlussstück nach oben und öffnet das Ventil.

Wenn der Strom abgeschaltet wird, wird die Pilotbohrung durch die Federkraft geschlossen. Der Einlassdruck erzeugt durch die Bypass-Lochkammer schnell einen niedrigen bis hohen Druckunterschied um das Ventilschließstück, wodurch der Flüssigkeitsdruck das Ventilschließstück nach unten drückt und das Ventil schließt.

Merkmale: Der Flüssigkeitsdruckbereich hat eine hohe Obergrenze und kann an jedem beliebigen Ort installiert werden (anpassbar), solange er die Anforderungen an die Flüssigkeitsdruckdifferenz erfüllt.

2. Das Magnetventil ist in sechs Unterkategorien nach dem Unterschied in der Ventilstruktur und Material und Prinzip unterteilt:

Direktwirkende Membranstruktur, schrittweise Grobblechstruktur, Pilotmembranstruktur, direktwirkende Kolbenstruktur, schrittweise direktwirkende Kolbenstruktur, Pilotkolbenstruktur.

Vorsichtsmaßnahmen bei der Auswahl des Magnetventils

1. Anwendbarkeit

Die Flüssigkeit in der Rohrleitung muss mit dem in der ausgewählten Magnetventilserie angegebenen Medium kompatibel sein.

Die Temperatur der Flüssigkeit muss niedriger sein als die kalibrierte Temperatur des ausgewählten Magnetventils.

Die zulässige Flüssigkeitsviskosität des Magnetventils liegt in der Regel unter 20 CST und ist zu beachten, wenn sie 20 CST überschreitet.

Wenn der Betriebsdifferenzdruck und der maximale Differenzdruck der Rohrleitung weniger als 0,04 MPa betragen, sollten direktwirkende und mehrstufig direktwirkende Typen wie die Serien ZS, 2W, ZQDF, ZCM gewählt werden.

Ist die Mindestbetriebsdruckdifferenz größer als 0,04 MPa, kann ein vorgesteuertes (Differenzdruck-) Magnetventil gewählt werden.

Der maximale Betriebsdifferenzdruck muss niedriger sein als der maximale kalibrierte Druck des Magnetventils.

Magnetventile arbeiten in der Regel in eine Richtung, daher ist es wichtig, das Vorhandensein von Gegendruckunterschieden zu berücksichtigen. Falls erforderlich, sollte ein Rückschlagventil eingebaut werden.

Wenn die Flüssigkeit nicht ausreichend sauber ist, sollte ein Filter vor dem Magnetventil installiert werden. Das Magnetventil erfordert ein höheres Maß an Sauberkeit des Mediums.

Berücksichtigen Sie sowohl den Strömungsdurchmesser als auch den Düsendurchmesser.

Das Magnetventil wird in der Regel nur über zwei Schalterstellungen gesteuert.

Wenn möglich, sollte eine Bypass-Leitung installiert werden, um die Wartung zu erleichtern.

Im Falle eines Wasserschlags sollte die Öffnungs- und Schließzeit des Magnetventils entsprechend angepasst werden.

Berücksichtigen Sie den Einfluss der Umgebungstemperatur auf das Magnetventil.

Die Strom- und Leistungsaufnahme des Netzteils sollte entsprechend der Ausgangsleistung gewählt werden.

Die Versorgungsspannung darf normalerweise um ±10% abweichen.

Es ist wichtig zu beachten, dass der VA-Wert während des Einschaltens des Wechselstroms hoch ist.

2. Verlässlichkeit

Das Magnetventil gibt es in zwei Ausführungen: stromlos geschlossen und stromlos offen.

Bei der Auswahl eines Magnetventils wird in der Regel empfohlen, den normalerweise geschlossenen Typ zu wählen, der ein- und ausgeschaltet wird.

Wenn die Öffnungszeit jedoch lang und die Schließzeit kurz ist, ist es besser, sich für den normalerweise offenen Typ zu entscheiden.

Werkslebensdauertests sind eine gängige Art von Prüfgegenstand. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass es in China keine offizielle Norm für Magnetventile gibt, so dass bei der Auswahl eines Herstellers Vorsicht geboten ist.

In Fällen, in denen die Auslösezeit sehr kurz und die Frequenz hoch ist, wird im Allgemeinen der Typ mit Direktauslösung bevorzugt. Bei größeren Kalibern ist die schnelle Serie die bessere Wahl.

3. Sicherheit

Im Allgemeinen sind Magnetventile nicht wasserdicht. Wenn die Bedingungen ein Standard-Magnetventil nicht zulassen, wird empfohlen, einen wasserdichten Typ zu wählen, der werksseitig angepasst werden kann.

Es ist darauf zu achten, dass der maximale kalibrierte Nenndruck des Magnetventils den maximalen Druck in der Rohrleitung übersteigt, da es sonst zu einer verkürzten Lebensdauer oder anderen Unfällen kommen kann.

Für korrosive Flüssigkeiten wird ein Magnetventil aus rostfreiem Stahl empfohlen, und für stark korrosive Flüssigkeiten wird ein Magnetventil aus Kunststoff (SLF) empfohlen.

In explosionsgefährdeten Umgebungen ist es notwendig, entsprechende explosionsgeschützte Produkte auszuwählen.

4. Wirtschaft

Viele Magnetventile sind für den universellen Einsatz geeignet, aber es ist wichtig, die kostengünstigsten Optionen zu wählen, die die drei oben genannten Kriterien erfüllen.