Halbdirektwirkendes Magnetventil

Magnetventile werden in verschiedenen Industriezweigen zur Steuerung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen eingesetzt. Ein halbdirekt wirkendes Magnetventil kombiniert die Eigenschaften von direkt und indirekt wirkenden Magnetventilen; diese Ventile können ab Null bar arbeiten und große Durchflussmengen bewältigen. Dieser Artikel befasst sich mit den Merkmalen, dem Aufbau, den Vor- und Nachteilen halbdirekt wirkender Magnetventile sowie mit einem Vergleich mit anderen Ventiltypen:

• Direktwirkende Magnetventile
• Indirekt wirkendes Magnetventil

In unserem Artikel über Magnetventile finden Sie Informationen über den Aufbau, die Funktionsweise und die Anwendungen von Magnetventilen.

Inhaltsübersicht

• Konstruktion und Verarbeitung
• Vorteile
• Nachteil
• Vergleich mit anderen Magnetventiltypen
• Schlussfolgerung

Konstruktion und Verarbeitung

Ein halbdirekt wirkendes Magnetventil, auch bekannt als Magnetventil mit Hubunterstützung, kombiniert die Eigenschaften von direkt und indirekt betätigten Magnetventilen. Das Ventil öffnet und schließt durch Differenzdruck, kann aber im Gegensatz zu indirekt wirkenden Ventilen auch bei einem Differenzdruck von null bar öffnen.

Konstruktion:

Ein halbdirekt wirkendes Magnetventil besteht aus zwei Kammern, die durch eine flexible Membran getrennt sind (Abbildung 2, Bezeichnung H). Ein kleines Loch in der Membran verbindet die beiden Kammern, so dass in beiden Kammern der gleiche Druck herrscht. Die Oberfläche der Membran in der oberen Kammer ist größer als die Oberfläche in der unteren Kammer. Dadurch wird die Membran nach unten gegen den Ventilsitz gedrückt, wodurch eine zuverlässige Abdichtung entsteht.

Arbeiten

• Wenn die Spule (Abbildung 2, Bezeichnung A) erregt wird, entsteht ein Magnetfeld, das den ferromagnetischen Stößel (Abbildung 2, Bezeichnung E) zur Mitte der Spule zieht.
• Der Stößel ist über eine Feder mit der Membran verbunden (Abbildung 2, Kennzeichnung D), und diese verbundene Baugruppe hebt sich, wodurch das Ventil geöffnet wird.
• Außerdem wird eine kleine Pilotöffnung geöffnet, die eine Verbindung zwischen der oberen Kammer und dem Auslass herstellt, wodurch der Druck in der oberen Kammer gesenkt wird.
• Der sich daraus ergebende Druckunterschied auf beiden Seiten der Membran unterstützt das Abheben der Membran.
• Wenn die Magnetspule stromlos ist, bewegt sich der Kolben nach unten, senkt die Membran ab und verschließt die Pilotöffnung. Der Druck in der oberen Kammer steigt, und das Ventil schließt sich. Ohne die Feder würde der Stößel in der erregten Position verbleiben, und das Ventil würde nicht richtig funktionieren.

Vorteile

• Breiter Druckbereich: Halbdirektwirkende Magnetventile eignen sich für ein breites Spektrum von Druckanwendungen, von Niederdruck (Null oder Vakuum) bis zu Hochdrucksystemen. Der Grund dafür ist, dass diese Ventile mit Hilfe von Differenzdruck arbeiten und sich nicht nur auf die von der Magnetspule erzeugte Kraft verlassen.
• Geringer Stromverbrauch: Der Ventilschaft wird durch den Stößel aufgedrückt und durch den Ventilsitz in seiner Position gehalten. Diese Konstruktion erfordert weniger Energie zum Öffnen und Schließen des Ventils, da die Magnetkraft nur zur Überwindung der Federkraft zum Öffnen des Ventils erforderlich ist.
• Leistungsstarke Spulen
  • In einem halbdirekten Magnetventil erzeugt die starke Spule ein starkes Magnetfeld, das die Federkraft überwindet und das Ventil öffnet. Diese Konstruktion ermöglicht es, das Ventil mit kürzeren Stromimpulsen zu betreiben, wodurch die Erwärmung der Spule minimiert und die Lebensdauer des Ventils verlängert wird. Darüber hinaus ist die stärkere Spule eines halbdirekten Magnetventils widerstandsfähiger gegen Spannungsschwankungen, was eine gleichbleibende Leistung auch unter wechselnden Betriebsbedingungen oder bei Problemen mit der Spannungsstabilität gewährleistet.
  • Indirekt wirkende Ventile werden durch den Druck des Mediums betätigt, wobei die Spule nur ein kleines Pilotventil öffnet, das den Durchfluss des Mediums durch das Ventil ermöglicht. Diese Bauweise erfordert weniger Energie für den Betrieb, kann aber aufgrund der geringeren Leistung der Spule und des durch den Medienstrom verursachten Verschleißes zu einer kürzeren Lebensdauer führen.

Nachteil

• Gefahr der Verstopfung: Halbdirektwirkende Magnetventile haben eine kleine Öffnung in der Membrane, die das Ventil verstopfen kann, wenn das Arbeitsmedium Verunreinigungen enthält. Verwenden Sie eine saubere Flüssigkeit oder ein Sieb, um Verstopfungen zu vermeiden. Andererseits sind direktwirkende Magnetventile weniger verstopfungsanfällig, da sie eine größere Öffnung und eine einfachere Konstruktion mit weniger beweglichen Teilen haben. Dennoch können größere Partikel oder Verunreinigungen in der Flüssigkeit den Ventilsitz oder andere Komponenten beschädigen.

Vergleich mit anderen Magnetventiltypen

Die Wahl des richtigen Magnetventiltyps hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, z. B. von der Art der Flüssigkeit, der Durchflussmenge, dem Druck, der Temperatur und den Umgebungsbedingungen. Tabelle 1 fasst die verschiedenen Faktoren zusammen, die bei der Auswahl zwischen verschiedenen Magnetventiltypen zu berücksichtigen sind.

Tabelle 1: Vergleich zwischen direkt wirkenden, indirekt wirkenden und halbdirekt wirkenden Magnetventilen

Magnetventil Typ	Drucktoleranz	Druckunterschied	Geschwindigkeit	Stromverbrauch	Lebensdauer der Spule	Durchflussmenge	Reinheit der Medien	Kosten
Direktes Handeln	Geeignet für Niederdruck, Null- und Unterdruck	Keine Druckdifferenz erforderlich	Schnell	Hoch (5-20 W)	Weniger	Niedrig, typischerweise a(Kv < 0,865)	Sie können mehr Flüssigkeitsreste aufnehmen als indirekte oder halbdirekte Leitungen, aber ein Sieb ist dennoch empfehlenswert.	Niedrige Anfangskosten für Systeme mit geringem Durchsatz, Kosten steigen mit zunehmendem Durchsatz
Indirektes Handeln	Hochdruckanwendungen.	Mindestdruckdifferenz von 0,5 bar (7,3 psi)	Langsam	Niedrig (0,1-0,2 W)	Mittel	Hoch, typischerweise a (Kv > 2,6)	Ablagerungen können die Membrane verstopfen. Die Verwendung eines Schmutzfängers kann den Gegendruck erhöhen und die Effizienz verringern.	Wirtschaftlich für Systeme mit großen Durchflussmengen
Semidirektes Handeln	Geeignet für niedrige und hohe Drücke	Keine Druckdifferenz erforderlich	Mittel	Niedrig	Hoch	Hoch, typischerweise a (Kv > 2,6)	Ablagerungen können die Membrane verstopfen. Der Einbau eines Schmutzfängers vor dem Magnetventil kann Verstopfungen vermeiden.	Wirtschaftlich für Systeme mit großen Durchflussmengen

Schlussfolgerung

Halbdirektwirkende Magnetventile sind für höhere Durchflussmengen und Druckunterschiede ausgelegt als direktwirkende Ventile. Außerdem haben sie im Vergleich zu indirekt wirkenden Magnetventilen in der Regel schnellere Reaktionszeiten. Daher sind sie eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, bei denen eine schnelle Reaktionszeit erforderlich ist oder das Ventil ab einem Druck von Null bar funktionieren muss.

Lesen Sie unsere Artikel zu Befeuchtern, Vakuum- und Wassermagnetventilen, um mehr über die spezifischen Anwendungen von Magnetventilen zu erfahren.

FAQ

Was ist der Unterschied zwischen einem halbdirekten Magnetventil und einem direktwirkenden Magnetventil?

Direktwirkende Magnetventile heben den Ventilschaft direkt durch Magnetkraft an, während halbdirekte Magnetventile ein Vorsteuerventil zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms zum Hauptventil verwenden.