Koaxial-Magnetventil

Ein Koaxial-Magnetventil ist ein direktwirkendes Magnetventil mit einem relativ ungehinderten Durchflussweg, das für hochviskose Medien oder Hochdruckanwendungen konzipiert ist. Aufgrund ihrer einzigartigen Konstruktion eignen sich diese Ventile für Systeme mit hohen Durchflussanforderungen, bei denen ein minimaler Druckverlust über das Ventil erwünscht ist. Im Allgemeinen werden sie nur als Koaxialventil bezeichnet.

Typischerweise erfordern Systeme, die mit dicken Flüssigkeiten mit Viskositäten von über 50 Centistokes (Quadratmillimeter pro Sekunde) arbeiten, spezialisierte Magnetventile für eine ordnungsgemäße Steuerung. Standard-Magnetventile sind ungeeignet für die Handhabung dichter Flüssigkeiten wie Schweröle, Fett, Sirupe oder andere viskose Substanzen. Diese dicken Flüssigkeiten können den Durchgang blockieren oder übermäßige Kraft zum Betätigen des Ventils erfordern, was es unwirksam macht. Die meisten Magnetventile sind so konzipiert, dass sie bei Aktivierung die Flüssigkeit um 90 Grad nach oben und über die Öffnung leiten, dann um 180 Grad nach unten unter die Dichtung und weitere 90 Grad in Richtung Ausgang. Darüber hinaus verwenden indirekt betriebene Magnetventile kleine Pilotöffnungen mit engen Durchflusswegen. Während diese Konfiguration ideal für Medien mit niedriger Viskosität (wie Wasser, Luft oder leichte Öle) ist, verursacht sie einen erheblichen Druckabfall im System, wenn sie mit dicken Flüssigkeiten verwendet wird.

Die Erfindung der koaxialen Magnetventile hat es ermöglicht, hochviskose Flüssigkeiten zu steuern, indem die Hindernisse auf dem Weg der Flüssigkeit beseitigt wurden. Koaxial-Magnetventile werden zur Förderung von Flüssigkeiten mit einer Viskosität von bis zu 500 oder 600 Centistokes (CST) eingesetzt.

Inhaltsübersicht

• Merkmale des Koaxial-Magnetventils
• Aufbau und Betrieb
• Typen von Koaxial-Magnetventilen
• Merkmale
• Anwendungen
• Auswahlkriterium

Merkmale des Koaxial-Magnetventils

Ein Koax-Ventil bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber Universal-Magnetventilen. Diese Ventile könnten die richtige Wahl für Ihre Anwendung sein, wenn:

• Ihr System erfordert hohe Durchflussraten und einen geringen Druckverlust
• Ihr Medium ist hochviskos (mehr als 50 CST)
• Ihr Medium ist ein aggressives, abrasives, leicht verunreinigtes oder empfindliches Gas oder eine Flüssigkeit
• Sie haben einen sehr hohen Gegendruck (bis zu 400 bar) oder Druckschwankungen
• Ihr System erfordert schnelle Reaktionszeiten
• Ihr Medium ist Vakuum bis zu 10-4 mbar
• Ihr System hat keine Druckdifferenz

Aufbau und Betrieb

Bei einem koaxialen Magnetventil ist die Magnetspule konzentrisch zu einem inneren, seitlich beweglichen Rohr installiert, durch das die Flüssigkeit fließt (Abbildung 2). Dieses Innenrohr ist direkt mit einem magnetischen Stößel verbunden, der sich parallel zur Strömungsrichtung bewegt, wenn die Spule erregt wird. Durch diese seitliche Bewegung wird der Zustand des Ventils unabhängig vom Systemdruck auf offen oder geschlossen geändert. Bei einem stromlos geschlossenen Ventil bewegt sich das Rohr gegen eine Rückstellfeder (in Abbildung 2 nicht dargestellt) und vom Ventilsitz weg (das Rohr bewegt sich in Abbildung 2 nach links), wodurch die Flüssigkeit fließen kann. Durch Abschalten der Spule wird das Rohr mit Hilfe der Rückstellfeder zum Ventilsitz zurückgeschoben (Rohr bewegt sich in Abbildung 2 nach rechts). Um zu verhindern, dass Medien mit anderen Innenteilen des Ventils in Berührung kommen, ist das Rohr mit O-Ringen abgedichtet und gesichert.

Typen von Koaxial-Magnetventilen

Alle koaxialen Magnetventile sind im Prinzip direktwirkend und können daher ab einem Differenzdruck von Null arbeiten. Diese Ventile können 2/2-Wege oder 3/2-Wege und normal geschlossen oder normal offen sein.

In einer 2/2-Wege-Konfiguration kann das koaxiale Magnetventil, je nachdem, ob es stromlos geschlossen oder stromlos geöffnet ist, den Auslass versorgen, wenn die Spule erregt oder nicht erregt ist.

Eine 3/2-Wege-Konfiguration kann für die Ableitung von Flüssigkeit zu einem zweiten Auslass verwendet werden, wie in Abbildung 3 dargestellt. Bei dieser Konfiguration befindet sich der Auslass 1 vor dem Rohr, das standardmäßig durch den Einlass gespeist wird. Wenn die Spule stromlos ist, wird die vom Einlass kommende Flüssigkeit zum Auslass 1 abgeleitet, und der Weg zum Auslass 2 ist durch den Ventilsitz versperrt. Wenn die Spule erregt wird, bewegt sich das Rohr vom Ventilsitz weg und öffnet den Auslass 2, während es gleichzeitig den Weg zum Auslass 1 abdichtet.

Merkmale

• Freier Fließweg: Da der Strömungsweg relativ frei von Hindernissen ist, eignen sich Koaxialventile für hochviskose Flüssigkeiten. Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion können sie auch hohe Durchflussraten bei geringem Druckverlust bewältigen.

• Unbeeinflusst von Druck: Koaxiale Magnetventile können Drücke von bis zu 400 bar bewältigen und sind dabei unbeeinflusst von Druckschwankungen am Ein- oder Ausgang. Sie können auch bei einer Druckdifferenz von Null oder in Vakuumanwendungen eingesetzt werden.

• Reaktionszeit: Im Vergleich zu anderen Ventilen für hochviskose Medien (motorisierte Kugel-, Schieber-, Klappen- und Durchgangsventile) ist ein Koaxialventil extrem schnell. Bei anderen Lösungen kann die Auslösung mehrere Sekunden dauern.

• Positionssignalisierung: Optionale Positionssignalgeber können während des Herstellungsprozesses des Ventils hinzugefügt werden, um eine Rückmeldung über die offene oder geschlossene Position zu geben.

• Wartung: Coax-Ventile haben eine hohe Lebensdauer, sind robust und erfordern nur minimale Wartung. Sie können jedoch zur Erleichterung der Inbetriebnahme oder zu Wartungszwecken mit einer manuellen Überbrückung ausgestattet werden.

Anwendungen

Die Hauptanwendung von Koaxial-Magnetventilen sind hochviskose Flüssigkeiten, so dass Systeme, die die folgenden Medien enthalten, großartige Anwendungen für ihre Implementierung sind:

• Die meisten Mineral- und Pflanzenöle wie Maisöl, Olivenöl, Rizinusöl, Kokosnussöl, Sesamöl, Palmöl, Leinöl usw.
• Saure Sahne
• Buttersorten wie Erdnussbutter, Mandelbutter, Haselnussbutter usw.
• Flüssige Fette
• Sirup
• Honey
• Ink
• Geschmolzene Schokolade
• Saucen
• Dickflüssige Kohlenwasserstoffe

Die schnelle Reaktionszeit dieser Ventiltypen sowie ihre Verfügbarkeit in 3/2-Wege-Konfiguration machen sie für präzise Misch-/Dosieranwendungen geeignet.

Auswahlkriterium

Die wichtigsten Auswahlkriterien für Koaxial-Magnetventile sind der Differenzdruck an den Anschlüssen, der KV-Wert und die Ventilöffnung. Der Konstruktionswerkstoff, d. h. das Gehäuse und der Dichtungswerkstoff, muss ebenfalls auf seine Medienverträglichkeit geprüft werden, um Korrosion zu verhindern und die Lebensdauer des Ventils zu gewährleisten.