Magnetventil-Auswahlhilfe

Magnetventil-Auswahlhilfe

Bevor man sich für einen Magnetventiltyp entscheidet, müssen ausreichende Informationen über die Anwendung gesammelt werden. In diesem Leitfaden werden die wichtigsten Parameter für Magnetventile beschrieben. Bestimmen Sie, welche für Ihre Anwendung relevant sind, und verwenden Sie den Filter im Webshop, um die Ventile zu finden, die Ihren Anforderungen entsprechen. Alternativ können Sie auch den automatischen Ventilauswahlassistenten verwenden, um schnell das richtige Ventil für Ihre Anwendung zu finden.

Wichtige Informationen

Dies sind die wichtigsten Richtlinien bei der Auswahl eines Magnetventils. Beachten Sie diese Richtlinien, bevor Sie ein Ventil auswählen.

  • Magnetventile sind sehr schmutzempfindlich und funktionieren nur mit sauberen Flüssigkeiten oder Luft.
  • Beachten Sie, dass indirekt gesteuerte Magnetventile eine permanente Druckdifferenz von etwa 0,5 bar benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Daher können Sie indirekt betätigte Ventile nicht in einem geschlossenen Kreislauf oder in Systemen mit niedrigem Eingangsdruck verwenden. Direkt- und halbdirektgesteuerte Ventile arbeiten mit einer Druckdifferenz ab 0 bar.
  • Vergewissern Sie sich, dass das verwendete Medium und die Temperatur mit den Werkstoffen des Ventils, z. B. dem Gehäuse und den Dichtungswerkstoffen, kompatibel sind.
  • Magnetventile öffnen und schließen sich schnell (zwischen etwa 10 und 1000 ms). Eine unsachgemäße Verwendung kann zu Druckschwankungen im System führen (Wasserschlag).

Wichtige Parameter

Im Folgenden finden Sie eine Liste der wichtigsten Parameter, die Sie bei der Auswahl eines Ventils berücksichtigen sollten:

  1. Prinzip der Arbeitsweise
  2. Schaltungsfunktion
  3. Rohrdurchmesser und Gewindetyp
  4. Blende, Kv-Wert und Durchflussmenge
  5. Medium (bestimmt die Wahl der Ventilmaterialien)
  6. Druck
  7. Temperatur
  8. Reaktionszeit
  9. Netzspannung
  10. IP-Einstufung

Prinzip der Arbeitsweise

Es gibt verschiedene Arten von Magnetventilen mit jeweils unterschiedlichen Funktionsprinzipien:

  • Direkt betrieben (Betrieb ab 0 bar)
  • Semidirekt betrieben (Betrieb ab 0 bar)
  • Indirekt betrieben (Druckdifferenz erforderlich, normalerweise mindestens 0,5 bar)

Es ist wichtig, das richtige Funktionsprinzip zu wählen. Direktgesteuerte Ventile arbeiten ab 0 bar. In dem Ventil befindet sich eine kleine Öffnung, die durch einen Kolben mit einer Polymerdichtung verschlossen wird. Wird der Magnet (Elektromagnet) elektrisch erregt, wird der Stößel durch die elektromagnetische Kraft angehoben und das Ventil öffnet. Dieses Prinzip wird häufig für kleine Ventile verwendet und ist für kleine Durchflussmengen geeignet. Für größere Durchflussmengen wird ein halbdirekt oder indirekt betriebenes Ventil empfohlen. Beide nutzen den Druck des Mediums zum Öffnen und Schließen des Ventils. Halbdirektgesteuerte Ventile arbeiten ab 0 bar und haben oft eine stärkere Spule als indirekt gesteuerte Ventile. Indirekt betätigte Ventile benötigen zum ordnungsgemäßen Betrieb eine permanente Druckdifferenz von etwa 0,5 bar. Der Vorteil von indirekt betätigten Ventilen besteht darin, dass sie in der Regel große Durchflüsse mit einer relativ kleinen Spule regeln können und dadurch einen geringeren Energieverbrauch haben.

Prüfen Sie, ob über dem Ventil eine permanente Druckdifferenz von mindestens 0,5 bar besteht. In diesem Fall kann ein indirekt betriebenes Ventil gewählt werden (ein halbdirektes Ventil ist in diesem Fall natürlich auch zulässig). Wenn dies nicht der Fall ist (niedriger Eingangsdruck, geschlossener Kreislauf, ...), wählen Sie ein (halb-)direkt gesteuertes Magnetventil.

Eine ausführliche Erläuterung der Funktionsprinzipien finden Sie im Artikel über Magnetventiltypen.

Schaltungsfunktion

Die Kreislauffunktion drückt aus, welche Funktion ein Ventil im Kreislauf hat. Die wichtigsten Schaltkreisfunktionen werden erläutert.

2/2-Wege

2/2-Wege bedeutet, dass das Ventil zwei Anschlüsse (Einlass- und Auslassöffnung) und zwei Stellungen (offen und geschlossen) hat. Die meisten 2/2-Wege-Ventile sind normalerweise geschlossen (oder NC). Das bedeutet, dass das Ventil im stromlosen Zustand geschlossen ist und sich öffnet, sobald die Spule elektrisch erregt wird. Ein stromlos offenes Magnetventil (NO) funktioniert genau umgekehrt: Das Ventil ist im stromlosen Zustand offen und wird geschlossen, wenn die Spule elektrisch erregt wird. Die meisten 2/2-Wege-Ventile können nur in einer Durchflussrichtung verwendet werden. Dies wird in der Regel durch einen Pfeil auf dem Gehäuse angezeigt.

schaltplan 2-Wege Öffner und Schließer

Ein normal geschlossenes 2/2-Wege-Magnetventil (links) und ein normal geöffnetes 2/2-Wege-Magnetventil (rechts)

Das rechte Quadrat zeigt den Durchfluss im stromlosen Zustand an, das linke Quadrat den stromführenden Zustand. Lesen Sie den Artikel Ventilsymbole für eine ausführlichere Erklärung.

3/2-Wege

Ein 3/2-Wege-Ventil hat drei Anschlüsse und zwei Stellungen. Die 3/2-Wege-Magnetventile sind in der Regel direktgesteuert und arbeiten ab 0 bar. Sie haben in der Regel kleine Öffnungen, so dass sie nur für kleine Durchflussmengen geeignet sind. Wenn Sie eine größere Öffnung benötigen, können Sie einen elektrischen 3-Wege-Kugelhahn in Betracht ziehen. Es gibt mehrere Optionen für die Funktion des Stromkreises, wie z. B. Öffner (A), Schließer (B), Umleitung (C) und Universal (D). Diese Funktionen können anhand der folgenden Diagramme veranschaulicht werden:

schaltplan 3-Wege-Ventil

Rohrdurchmesser und Gewindetyp

Die Anschlüsse von Magnetventilen haben in der Regel ein Innengewinde. Der Gewindetyp ist in den meisten Fällen British Standard Pipe Parallel (BSPP), gekennzeichnet durch den Buchstaben G (zum Beispiel G1/4 Zoll). Die Gewindegröße wird in Zoll angegeben. Bitte beachten Sie, dass diese Größe nicht mit dem Rohrdurchmesser identisch ist. Die folgende Tabelle zeigt einige Standardgrößen mit den Gewindedaten:

BSP-Größe (in) gewindesteigung/Zoll gewindesteigung mm gewindetiefe mm Äußerer Durchmesser mittendurchmesser mm Innendurchmesser
1/8 28 0,907 1 9,728 1 8,566
1/4 19 1 0,856 1 1 1
3/8 19 1 0,856 1 1 1
1/2 14 1 1 20,955 1 1
3/4 14 1 1 1 25,279 1
1 11 2,309 1 33,249 1 1
1 1/4 11 2,309 1 1 1 38,952
1 1/2 11 2,309 1 47,803 46,324 44,845
2 11 2,309 1 1 1 56,656

Unser Sortiment an Armaturen ermöglicht den Anschluss eines Magnetventils an nahezu jedes Rohrleitungssystem:

Art der Leitung Fitting Beispiel
Gas der Wasserleitung Klemmverschraubung Klemmverschraubung
Steckfittings Steckfittings
Schlauchanschlussstutzen Schlauchanschlussstutzen
PVC-Rohr PVC-Fittings PVC-Fittings
Polyethylen-Schlauch Klemmverschraubung Polyethylen-Schlauch
Adapter Nipple Nippelanschluss
Reduzierhülse Reduzierhülse
Adapter adapterstück
Fassung Steckfassungen

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Blende, Kv-Wert und Durchflussmenge

Der Durchflusswiderstand eines Magnetventils ist abhängig von der Form des Ventilkörpers und dem Durchmesser der Ventilöffnung. Die Öffnung ist der Durchmesser (mm) des Lochs, das im Ventil verschlossen wird, wie in der Schnittzeichnung unten (A) dargestellt. Oft gilt: Je größer die Rohrleitungsanschlüsse der Armatur, desto größer ist die Blende.

blende eines Magnetventils

Der Durchflusswiderstand des Ventils wird durch den Durchflusskoeffizienten Kv ausgedrückt. Diese Konstante gibt die Wassermenge inm3/Stunde an, die das Ventil bei einem Druck von 1 bar und 20°C passiert. Je höher der Kv-Wert ist, desto höher ist die Durchflussmenge bei einem bestimmten Druck. Die Durchflussmenge wird nach der folgenden Formel berechnet:

Formel Durchflussmenge Kv-Wert

Wo:

Q = Durchflussmenge [m3/Stunde]
Kv = Durchflusskoeffizient
dp = Differenzdruck zwischen Eingang und Ausgang [bar]
SG = Specific Gravity (Water = 1)

Beispiel

Ein Magnetventil mit einem Kv-Wert von 1,25 ist an eine Wasserleitung mit einem Druck von 2 bar angeschlossen. Nach dem Magnetventil befindet sich ein 1 m langes Rohr mit freiem Auslauf und vernachlässigbarem Druckabfall. Daher wird angenommen, dass der Druckabfall über das Ventil 2 bar beträgt. Das spezifische Gewicht von Wasser beträgt 1. Die Durchflussmenge kann berechnet werden:

Beispiel Kv-Wert-Magnetventil

Die Durchflussmenge wird inm3/h angegeben, kann aber leicht in Liter pro Minute umgerechnet werden: 1.77*1000/60= 29,5 l/min.

Für andere Gase und Flüssigkeiten als Wasser müssen andere Formeln zur Berechnung der Durchflussmenge verwendet werden. Für die Formeln und weitere Erklärungen lesen Sie bitte den Artikel über Strömungsprinzipien.

Für die meisten Anwendungen ist es wichtig, dass das Magnetventil die richtige Größe und Durchflusskapazität hat. Der Kv-Wert ist ein gutes Auswahlkriterium für die Wahl eines Ventils mit der erforderlichen Kapazität. Wenn Sie es vorziehen, die richtige Größe für das Ventil intuitiv zu wählen, können Sie die Größe der Blende oder des Rohranschlusses als Ausgangspunkt verwenden.

Medium (bestimmt die Auswahl der Materialien)

Magnetventile werden für neutrale Flüssigkeiten und Gase verwendet. Dies können z. B. Öle, Schmiermittel, Kraftstoffe, Wasser, Luft oder Dampf sein. Bei der Auswahl eines Magnetventils ist es wichtig, dass die Werkstoffe mit dem Medium kompatibel sind. Ein Messinggehäuse ist das gebräuchlichste für Magnetventile und eignet sich für die meisten Stoffe. Die Dichtungswerkstoffe, wie FKM (Viton) und EPDM, haben jeweils spezifische Eigenschaften, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Lesen Sie den Artikel über die chemische Beständigkeit von Werkstoffen, um eine vollständige Liste der Medien mit kompatiblen Ventilwerkstoffen zu erhalten.

Druck

Der Betriebsdruck des Systems ist wichtig für die Wahl des Magnetventils. Wird der angegebene Maximaldruck überschritten, können gefährliche Situationen entstehen und das Ventil kann bersten oder beschädigt werden. Bitte beachten Sie, dass der maximale Druck in der Regel mit einer bestimmten Art von Medium verbunden ist. Es können also unterschiedliche Werte für Gase oder Flüssigkeiten gelten. Vielleicht noch wichtiger ist der Mindestdruckunterschied zwischen Ein- und Ausgang (siehe Abschnitt Funktionsprinzip). Die minimale und maximale Druckdifferenz wird in der Regel in bar angegeben.

Temperaturbereich

Achten Sie bei der Auswahl des geeigneten Magnetventils auf die Angabe der Mindest- und Höchsttemperatur. Es wird empfohlen, Wasserventile nicht unter 0°C zu verwenden, da die Gefahr des Einfrierens besteht. Der Artikel Chemische Beständigkeit von Werkstoffen enthält Informationen über die Temperatureigenschaften von Armaturenwerkstoffen.

Reaktionszeit

Die Ansprechzeit eines Magnetventils ist definiert als die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt der Aktivierung des Magneten und dem Zeitpunkt, zu dem der Druck auf 10 % gefallen oder auf 90 % des maximalen Prüfdrucks gestiegen ist. Ist der maximale Nennbetriebsdruck eines Ventils höher als sechs bar, so wird die Ansprechzeit bei sechs bar gemessen. Die Ansprechzeit ist abhängig von der Konstruktion des Ventils, den Eigenschaften der Spule, dem atmosphärischen Druck und der Viskosität des Mediums. Die Reaktionszeit von Gleichstromventilen ist etwas langsamer als die von Wechselstromventilen. Direkt arbeitende Ventile sind im Allgemeinen schneller als indirekte Ventile. Übliche Werte für direktgesteuerte Ventile liegen zwischen 5 und 50 ms. Bei indirekt betätigten Ventilen reichen die Reaktionszeiten von 50 ms bei kleinen Versionen bis zu 1500 ms bei großen Versionen. Bei einigen Anwendungen ist eine kurze Ansprechzeit nicht erwünscht, beispielsweise um Wasserschläge zu vermeiden. Schnell schließende Ventile können Druckwellen im Kreislauf verursachen, die zu Schäden an Leitungen oder anderen Bauteilen führen können. Wenn dies bei Ihrem System der Fall ist, können Sie die Installationshinweise lesen.

Spannung und Spule

Die Spule des Magnetventils hat die Aufgabe, elektrische Energie in Bewegung umzuwandeln. Die Spule besteht aus Kupferdraht, der um ein Rohr gewickelt ist. Im Kern befindet sich ein Stößel aus ferromagnetischem Material. Wenn ein elektrischer Strom durch die Spule fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld übt eine Kraft auf den Stößel aus, so dass dieser in Bewegung gesetzt wird. Nach diesem Prinzip wird das Ventil geöffnet oder geschlossen.

Die Magnetspulen sind für Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) bei verschiedenen Spannungen erhältlich. Die Wahl hat Auswirkungen auf die Charakteristik des Ventils. Die Magnetventile von JP Fluid Control sind standardisiert, was bedeutet, dass die meisten Spulentypen in Kombination mit einer Vielzahl von Magnetventilserien verwendet werden können.

Eine häufig gestellte Frage ist, ob die Polarität bei einer Gleichstromspule wichtig ist. In den meisten Fällen ist die Polarität für Gleichstromspulen nicht erforderlich, nur wenn ein Zeitschalter oder ein LED-Anschluss verwendet wird, ist die Polarität für diese zusätzlichen Komponenten wichtig.

Die elektrische Sicherheit ist ein Vorteil von Niederspannungsspulen. Bei höheren Spannungen ist der Strom geringer. Wechselstromspulen sind aufgrund des Einschaltverhaltens etwas leistungsstärker als Gleichstromspulen desselben Typs.

Die meisten JP Fluid Control Magnetventile werden mit einem DIN-Stecker geliefert. Dies ermöglicht einen schnellen Wechsel der Spule, außerdem ist die Spule gut gegen Feuchtigkeit geschützt.

IP-Einstufung

Die IP-Schutzart (Ingress Protection) oder der IP-Code ist eine Kennzeichnung auf elektrischen Geräten, die den Schutzgrad gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen und das Eindringen von Wasser, Staub und auch von Körperteilen angibt. Der Code ist in der internationalen Norm IEC 60529 definiert. Die IP-Einstufung besteht aus zwei Ziffern. Die erste Ziffer gibt den Grad des Schutzes gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen und das Eindringen von Gegenständen an. Die zweite Ziffer gibt den Grad des Schutzes gegen Feuchtigkeit an. Optional zeigt eine letzte Ziffer den Widerstand gegen den Kontakt mit gefährlichen Bauteilen an. Die meisten Magnetventilspulen von JP Fluid Control haben die Schutzart IP-65. Die nachstehende Tabelle zeigt die Bedeutung der ersten beiden Ziffern der Kodierung.

Erste Ziffer. Schutz gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen und gegen das Eindringen von Gegenständen:


(1) - Kein Schutz
(2) - Objekte > 50 mm
(3) - Objekte > 12 mm
(4) - Objekte > 2,5 mm
(5) - Objekte > 1,0 mm
(6) - Staubgeschützt
(7) - Staubdicht

Zweite Ziffer. Schutzgrad gegen das Eindringen von Wasser:


(1) - Kein Schutz
(2) - Tropfendes Wasser (vertikal)
(3) - Tropfendes Wasser (15° geneigt)
(4) - Wasser versprühen
(5) - Spritzen von Wasser
(6) - Wasserdüsen
(7) - Leistungsstarke Wasserdüsen
(8) - Leistungsstarke Wasserstrahlen mit hohem Druck
(9) - Eintauchen (bis zu 1m)

Zusätzliche Information

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