Burkert 6223 Proportional-Magnetventil - Wie sie funktionieren

Das Burkert Typ 6223 (Abbildung 1) ist ein indirekt betätigtes 2/2-Wege-Proportional-Magnetventil. Er ist für die kontinuierliche Regelung von Flüssigkeiten mit hohen Durchflussmengen ausgelegt und erfordert einen geringen Differenzdruck. Der Typ 6223 verwendet einen servounterstützten, direkt wirkenden Stößel, der das Öffnen und dichte Schließen des Ventils unterstützt. Der 6223 zeichnet sich durch eine geringe Hysterese und eine hohe Ansprechempfindlichkeit aus, die durch Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuert wird. Optional kann das Ventil auch mit einer Gleichspannung betrieben werden. Die meisten Anwendungen verwenden jedoch die PWM-Steuerung, da sie eine genaue Positionierung und eine hochgradig wiederholbare Steuerung für eine optimierte Prozessregelung bietet. Im weiteren Verlauf dieses Artikels wird die PWM-Steuerung des Ventils behandelt.

Der Burkert 6223 ist für den Betrieb mit einem PWM-Controller, wie dem Burkert Typ 8605 oder 8611, ausgelegt. Das Ventil lässt sich leicht in andere Burkert-Produkte integrieren, die die Anforderungen an die Montage und Konfiguration erfüllen, wodurch die Installationszeit verkürzt und die Leistung optimiert wird. Außerdem ist das Ventil mit einem Gehäuse aus Messing oder Edelstahl und der Schutzart IP65 gut vor Umwelteinflüssen geschützt. Dieser Artikel behandelt nur die PWM-Steuerung des Burkert 6223.

Inhaltsübersicht

• Ist das Burkert 6223 das richtige Ventil für Sie?
• Funktionsprinzip
• Merkmale
• Mit welchen anderen Produkten kann es verwendet werden?
• Anwendungen

Ist das Burkert 6223 das richtige Ventil für Sie?

Dieses Ventil könnte das richtige Ventil für Ihre Anwendung sein, wenn:

• Ihr Medium ist eine Flüssigkeit, die große Durchflussmengen erfordert.
• Ihr System hat eine Druckdifferenz von 0,5 bar (8 psi) oder mehr.
• Der Nenndurchmesser der Blende sollte zwischen 13 und 20 mm liegen.
• Ihr maximaler Betriebsdruck liegt unter 10 bar.
• Ihr System benötigt eine hohe Ansprechempfindlichkeit für eine genaue Positionierung.
• Ihr System enthält einen PWM-Controller.
• Ihr System erfordert ein dicht schließendes Ventil.

Funktionsprinzip

Das Burkert Typ 6223 ist ein indirekt betätigtes Magnetventil, bei dem der Stößel direkt mit einem Servokolben gekoppelt ist. Es erfordert eine Mindestdruckdifferenz (mindestens 0,5 bar) zum Öffnen und Schließen des Ventils. Die Position des Stößels wird proportional mit einem PWM-Signal gesteuert, das an die Ventilspule angelegt wird. Das Tastverhältnis des PWM-Signals beeinflusst die Position des Stößels. Bei 100 % Einschaltdauer bewegt sich der Stößel ganz nach oben und das Ventil ist vollständig geöffnet. Wenn sich der prozentuale Bereich für die Einschaltdauer zwischen 0 und 100 ändert, ändert sich auch die Position des Stößels, wodurch der Durchfluss des Ventils gesteuert wird.

Das Öffnen und Schließen des Ventils wird durch den Druck des Mediums unterstützt, das durch einen Pilotkanal in eine Kammer ein- und ausströmt. Beim Öffnen des Ventils (Abbildung 2.2) entleert sich bei Betätigung des Vorsteuerventils die Kammer oberhalb des Kolbens, wodurch der Druck unterhalb des Kolbens ansteigt und das Ventil geöffnet wird. Wenn das Ventil geschlossen ist (Abbildung 2.1), fließt das Medium durch den Steuerkanal in die Kammer über dem Kolben, wodurch der Druck das Ventil vollständig schließt. Ein Vorteil der servounterstützten Ventilkonstruktion besteht darin, dass zum Öffnen des Ventils eine geringere Magnetkraft erforderlich ist, was den Stromverbrauch und die Spulentemperatur im Laufe der Zeit reduziert. Dabei ist zu beachten, dass ein geringer Differenzdruck erforderlich ist, um den Kolben zu bewegen. Außerdem darf der Pilotkanal nicht verstopft sein. Daher sind servogesteuerte Ventile ideal für saubere Flüssigkeiten und sollten keine Partikel in der Flüssigkeit enthalten, die das Kanalloch blockieren könnten.

Das an die Ventilspule angelegte PWM-Signal wird über einen separat erhältlichen Regler gesteuert. Das Burkert Proportionalventil Typ 6223 arbeitet mit einer Betriebsspannung von 24 VDC und ist für den Dauerbetrieb mit einer Einschaltdauer von 100% ausgelegt.

Merkmale

Zulassungen für das Ventil 6223

Diese Ventilserie ist mit den folgenden Nennwerten und Zulassungen erhältlich:

• IP65: Mit Aufsteckmodul oder mit Gerätesteckdose auf dem Ventil.
• ATEX, IECEx: Zulassung von Geräten und Schutzsystemen zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.

Material des Gehäuses und der Dichtung

Die für dieses Ventil verfügbaren Materialien sind optimal für neutrale Flüssigkeiten wie Wasser geeignet. Das Gehäuse kann aus Messing oder Edelstahl bestehen. Der Standarddichtungswerkstoff ist Fluorkautschuk (FKM). FKM ist öl- und chemikalienbeständig und kann in einem breiten Temperaturbereich von -26°C bis +230°C eingesetzt werden.

Anschlussgrößenbereich

Das Burkert Ventil 6223 ist mit Anschlussgrößen von G 3/8" bis G 1" erhältlich. Der unterstützte Druckbereich reicht von 0,5 bar bis 10 bar. Es ist wichtig zu wissen, dass ein Mindestdruck erforderlich ist, um dieses Ventil vollständig zu öffnen. In der nachstehenden Tabelle sind die entsprechenden Düsengrößen und Kv-Werte angegeben. Der Kv-Wert in der Tabelle gibt den Wasserdurchfluss in m3 pro Stunde für Wasser an, das bei 20 °C und 1 bar Druckdifferenz über ein vollständig geöffnetes Ventil gemessen wird. Die richtige Dimensionierung der Ventile ist sehr wichtig, um eine gute Leistung Ihres Systems zu gewährleisten und die Kosten zu optimieren. Als Faustregel gilt: Wählen Sie ein Ventil mit einem Kv-Wert, der etwas größer ist (idealerweise 10 %) als die Anwendung. Verwenden Sie unseren Ventilgrößenrechner, um schnell die richtige Ventilgröße zu ermitteln.

Tabelle 1: Burkert 6223 Proportional-Magnetventil Düsengrößen und Kv-Werte

Anschlussgröße (BSP)	Blende (mm)	Kv (m3/h)	Druck (bar)
G 3/8"	10	1.5	0.5-10
G 1/2"	10	1.5	0.5-10
G 1/2"	13	2.5	0.5-10
G 3/4"	13	2.5	0.5-10
G 3/4"	20	5.0	0.5-10
G 1"	20	5.0	0.5-10

Mit welchen anderen Produkten kann es verwendet werden?

Der Bukert Typ 6223 wird ohne Steuerelektronik und Kabelsteckerzubehör geliefert. Burkert bietet jedoch Produkte an, die speziell für das Magnetventil 6223 entwickelt wurden. Durch die Verwendung eines Burkert-Steckers oder -Reglers wird die Installationszeit verkürzt und die Leistung optimiert. Sie können jedoch auch in Verbindung mit Produkten anderer Hersteller verwendet werden.

Kabelstecker Typ 2518

Burkert Typ 2518, wie in Abbildung 3 zu sehen, ist ein Kabelstecker nach DIN EN 175301-803 Form A für Leistungsanschlüsse. Der Typ 2518 wird mit einer breiten Palette von Schutzschaltungen und LED-Schaltungen für eine schnelle Installation und den Schutz elektrischer Komponenten angeboten. Der Typ 2518 kann in verschiedenen Spannungs- und Frequenzbereichen bestellt werden. Stellen Sie sicher, dass das richtige Modell für Ihr Ventil ausgewählt ist.

Steuergerät Typ 8605

Der Burkert Typ 8605 (Bild 4) ist ein PWM-Regler, der zur Optimierung der Regelung des Ventils Typ 6223 eingesetzt werden kann. Der 8605 kann über den DIN EN 175301-803 Form A (DIN-A)-Anschluss direkt an den 6223 angeschlossen werden, was eine schnellere Montage und kürzere Integrationszeiten ermöglicht. Der 8605 ist mit Ventilsteuerungspunkten ausgestattet, um die Steuerung und Genauigkeit des Ventils zu optimieren. Der 8605 ist ein Open-Loop-PWM-Regler ohne automatische Fehlerüberwachung und -korrektur. Anwendungen, die stabil sind und nicht von den Sollbetriebsbedingungen abweichen, sind für diesen Regler geeignet.

Steuergerät Typ 8611

Der Burkert Typ 8611 (Abbildung 5) ist ein Mehrzweckregler mit PWM-Regelungsmöglichkeiten. Ähnlich wie der 8605 verkürzt der 8611 die Installationszeit durch die parameterbasierte Konfiguration der Ventilarbeitspunkte. Darüber hinaus verfügt der 8611 über eine Vielzahl von Eingängen, die für Sensoreingaben zur Überwachung von Prozessfehlern verwendet werden können. Der 8611 verwendet einen PI (Proportional-Integral)-Regelalgorithmus zur Überwachung und Reduzierung des Fehlers über die Zeit. Anwendungen, die instabil sind oder enge Betriebstoleranzen erfordern, sind für die 8611-Steuerungen gut geeignet. Der 8611 kann über den DIN EN 175301-803 Form A (DIN-A) Anschluss direkt an den 6223 montiert werden. Der DIN-A-Anschluss verbindet den Transistorausgang mit dem Regelventil, so dass keine zusätzlichen Drähte oder Anschlüsse erforderlich sind.

Anwendungen

• Wasserdosierung: Wasserdosiersysteme werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, von der Landwirtschaft über die Wasseraufbereitung bis hin zu Fertigungsprozessen. Dosiersysteme sind so konstruiert, dass sie einen präzisen Durchfluss einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, in ein Rohr oder einen Tank leiten, das bzw. der dosiert wird. Der Burkert Typ 6223 ist für solche Anwendungen gut geeignet. Mit einem Gehäuse aus Messing oder Edelstahl und der Schutzart IP 65 ist der 6223 für den Umgang mit Wasser geeignet. Die PWM-Steuerung ermöglicht die Steuerung des 6223 mit geringer Hysterese, hoher Wiederholgenauigkeit und hoher Ansprechempfindlichkeit. Darüber hinaus kann der 6223 mit seinem servounterstützten Betrieb bei hohen Durchflussraten arbeiten und dicht schließen.

• Wasser-Kühlsystem: Wasserkühlsysteme werden häufig in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt, um die Wassertemperaturen aufrechtzuerhalten, das Algenwachstum zu begrenzen und die Anlagen zu kühlen. Der effiziente Betrieb eines Wasserkühlsystems erfordert eine präzise Steuerung und hohe Durchflussraten. Der Burkert Typ 6223 bietet ein Wasserkühlsystem mit hochpräziser Steuerung und kann hohe Durchflussraten aufrechterhalten. Darüber hinaus kann er in einem geschlossenen Regelkreis mit einem PWM-Burkert-Regler wie dem Typ 8611 präzise gesteuert werden.