Indirekt wirkendes Magnetventil

Magnetventile werden in verschiedenen Industriezweigen zur Steuerung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen eingesetzt. Ein indirekt wirkendes Magnetventil nutzt den Differenzdruck der Flüssigkeit zur Steuerung des Ventils. Dieser Artikel befasst sich mit den Merkmalen, dem Aufbau, den Vor- und Nachteilen von indirekt wirkenden Magnetventilen und vergleicht sie mit anderen Ventiltypen:

• Direktwirkende Magnetventile
• Halbdirektes Magnetventil

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

Inhaltsübersicht

• Konstruktion und Verarbeitung
• Vorteile
• Benachteiligungen
• Vergleich mit anderen Magnetventiltypen
• Schlussfolgerung
• FAQ

Konstruktion und Verarbeitung

Ein indirekt wirkendes Magnetventil, auch vorgesteuertes Ventil genannt, steuert mit Hilfe eines Magneten den Durchfluss von Flüssigkeiten durch ein System. Es wird als indirekt wirkend bezeichnet, weil der Magnet das Ventil nicht direkt öffnet oder schließt, sondern den Druck steuert, der das Ventil betätigt. Abbildung 2 zeigt den Aufbau eines indirekt wirkenden Magnetventils.

Konstruktion:

• Das Ventil besteht aus einem Ventilkörper (Abbildung 2, Bezeichnung I), einer Dichtung (Abbildung 2, Bezeichnung F), einer Membrane (Abbildung 2, Bezeichnung G) und einer Magnetspule (Abbildung 2, Bezeichnung A).
• Der Ventilkörper enthält die Membran und den Ventilsitz, der den Flüssigkeitsdurchfluss steuert.
• Die Magnetspule ist auf dem Ventilgehäuse montiert und wird zur Betätigung des Ventils erregt.

Arbeiten

Die Einlass- und Auslassöffnungen sind durch eine Gummimembran, die so genannte Membran, getrennt, die einen unteren und einen oberen Kammerbereich aufweist. Die Membran hat eine kleine Öffnung, so dass das Medium vom Einlass in beide Kammern fließen kann und der Druck zwischen ihnen ausgeglichen wird. Abbildung 2 links zeigt, dass von der oberen Kammer aus eine größere Fläche auf die Membran drückt als von der unteren Kammer aus, wodurch eine nach unten gerichtete Kraft entsteht, die die Membran gegen den Ventilsitz schließt. Bei einem stromlos geschlossenen Magnetventil unterstützt die Feder diesen Schließvorgang ebenfalls.

Wenn elektrischer Strom durch die Magnetspule fließt, erzeugt er ein Magnetfeld, das den Stößel magnetisiert (Abbildung 2 mit der Markierung E) und ihn nach oben bewegt. Diese Aufwärtsbewegung führt zur Öffnung einer kleinen Pilotöffnung (in Abbildung 2 rechts hervorgehoben). Dadurch sinkt der Druck in der oberen Kammer, was zu einem Aufwärtsdruck auf das Diagramm führt. Dadurch wird das Ventil geöffnet und die obere Kammer mit der Auslassöffnung verbunden (Abbildung 2 rechts).

Sobald der elektrische Strom aufhört, schließt sich der Pilotanschluss, und der Druck in der oberen Kammer steigt an, wodurch das Ventil geschlossen wird. Ein stromlos offenes Ventil enthält die gleichen Komponenten, funktioniert aber auf die entgegengesetzte Weise. Lesen Sie unseren Artikel über Magnetventilteile, um mehr über die einzelnen Teile eines Magnetventils zu erfahren.

Vorteile

• Anwendungen mit hohem Druck und großen Durchflussmengen: Indirekt wirkende Magnetventile sind für Anwendungen mit hohem Druck und großen Durchflussmengen gut geeignet. Direktwirkende Magnetventile erzeugen möglicherweise nicht genug Kraft, um hohe Flüssigkeitsdrücke zu überwinden, wenn die Magnetspule nicht erheblich größer ist.
  • Der Magnet eines indirekt wirkenden Magnetventils steuert den Durchfluss durch den kleinen Vorsteuerkanal, so dass kleine Magnete für indirekte Ventile geeignet sind. Dadurch eignen sich indirekte Magnetventile für Anwendungen mit großen Rohrdurchmessern, ausreichenden Druckdifferenzen und hohen Durchflussraten.
• Kosten: Für Systeme mit hohem Durchfluss oder hohem Druck sind indirekt wirkende Magnetventile wirtschaftlicher. Diese Ventile sind jedoch weniger wirtschaftlich als direktwirkende Ventile für Systeme mit geringem Durchfluss und niedrigem Druck.
• Geringer Stromverbrauch: Ein vorgesteuertes Magnetventil verbraucht weniger Strom, da es nur den Flüssigkeitsstrom durch einen kleinen Steuerkanal steuern muss.
  • Der Magnet kann relativ klein sein, was bedeutet, dass er relativ wenig Strom verbraucht, da er nur so viel Kraft erzeugen muss, dass er die Druckdifferenz des Pilotkanals überwinden kann. Die erforderliche Leistung liegt in der Regel im Bereich von 0,1 - 0,2 Watt. Indirekt wirkende Magnetventile können häufig eingeschaltet oder über lange Zeiträume betrieben werden, ohne zu überhitzen.

Benachteiligungen

• Langsame Reaktionszeit: Indirekt wirkende Ventile sind auf den Druck der Flüssigkeit im System angewiesen, um das Ventil zu betätigen, und es kann länger dauern, bis dieser Druck aufgebaut ist und das Ventil betätigt wird.
• Lecks: Indirekt wirkende Magnetventile können aufgrund der vielen Komponenten und Dichtungsflächen anfälliger für Leckagen und Fehlfunktionen sein.
• Reinheit der Medien: Ein vorgesteuertes Magnetventil ist in der Regel komplexer aufgebaut und enthält ein zusätzliches Vorsteuerventil, das den Durchfluss des Hauptventils steuert. Dieses Vorsteuerventil kann kleinere Öffnungen oder Durchgänge haben, die anfälliger für Verstopfungen oder Verunreinigungen durch Partikel oder Ablagerungen im Medium sind. Daher ist es wichtig, dass das in einem vorgesteuerten Magnetventil verwendete Medium so rein wie möglich ist, um Verstopfungen oder Fehlfunktionen zu vermeiden.
• Unidirektionale Flusskontrolle: Indirekt wirkende Magnetventile steuern den Mediendurchfluss aufgrund der speziellen Konstruktion mit Membran und Pilotanschluss nur in eine Richtung.

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.

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

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

Schlussfolgerung

Indirekt wirkende Magnetventile sind eine geeignete Option für Anwendungen, die hohe Durchflussraten und Drücke erfordern. Diese Ventile können jedoch eine gewisse Zeit für die Betätigung benötigen; daher werden sie häufig in Systemen eingesetzt, in denen eine langsamere Reaktionszeit akzeptabel ist, wie z. B. in Wassersystemen oder anderen Anwendungen zur Förderung von Flüssigkeiten, bei denen eine Verzögerung der Reaktion die Systemleistung nicht negativ beeinflusst.

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

FAQ

Was sind die üblichen Anwendungen von indirekt betätigten Magnetventilen?

Indirekt betätigte Magnetventile werden häufig zur Steuerung von Flüssigkeiten in Wasseraufbereitungs- und -verteilungssystemen, in der Landwirtschaft und in der industriellen Automatisierung eingesetzt.