Reaktionszeit des Magnetventils

Die Ansprechzeit eines Magnetventils ist definiert als die Zeit, die ein Ventil benötigt, um von einer offenen in eine geschlossene Stellung oder umgekehrt zu gelangen. In der Tat ist die Reaktionszeit beim Einschalten nicht gleich der Reaktionszeit beim Ausschalten von Magnetventilen, insbesondere wenn Wechselstrom verwendet wird. Das C.E.T.O.P.(European Fluid Power Committee) hat ein Standard-Messverfahren zur Bestimmung der Ansprechzeit von Magnetventilen definiert. Es ist jedoch zu beachten, dass viele Ventilhersteller andere Definitionen oder Messverfahren verwenden. Für die Ventilöffnung ist die Ansprechzeit definiert als die Zeitspanne zwischen dem Einschalten des Magneten und dem Erreichen von 90 % des stabilisierten Ausgangsdrucks. Die Ansprechzeit für das Schließen des Ventils ist definiert als die Dauer vom Abschalten der Magnetspule bis zum Absinken des Drucks auf 10 % des Prüfdrucks. Der Test wird mit Luft bei 6 bar und 20°C durchgeführt.

Definition der Reaktionszeit

Die Ansprechzeit für das Schließen des Ventils ist definiert als die Dauer vom Abschalten der Magnetspule bis zum Absinken des Drucks auf 10 % des Prüfdrucks. Der Test wird mit Luft bei 6 bar und 20°C durchgeführt.

Aus elektrischer Sicht reagiert ein Magnetventil nicht sofort, da eine gewisse Zeit vergehen muss, bis der Spulenstrom die Spuleninduktivität überwunden hat. Daher braucht der magnetische Fluss eine gewisse Zeit, um sein Maximum zu erreichen, nachdem die Spannung an den Magneten angelegt wurde. Darüber hinaus kann die Spule bei Verwendung von Wechselstrom bei jedem Phasenwinkel der Versorgungsspannung erregt werden. Wird die Spule beispielsweise genau dann erregt, wenn die Spannung ihren Höchstwert erreicht, dauert es weniger lange, bis sich der Anker bewegt, als wenn die Spule erregt wird, wenn die Spannung gegen Null geht.

Aus mechanischer Sicht dauert es eine gewisse Zeit, bis der Anker den erforderlichen Weg zurückgelegt hat, nachdem die auf ihn wirkende Magnetkraft die Federkraft überwunden hat. Armaturen mit geringerer Masse arbeiten in der Regel schneller, da bei der Bewegung der Armatur eine geringere Trägheit zu überwinden ist, und auch die Druckdifferenz und die Art des Mediums beeinflussen die Ansprechzeit. Bei Luft ist die Reaktionszeit wesentlich kürzer als bei zähflüssigen Medien wie Ölen.

Die Reaktionszeit eines Magnetventils wird sowohl durch elektrische als auch durch mechanische Zwänge bestimmt. Während bei einigen Anwendungen eine schnellere Reaktionszeit besser sein könnte, wäre bei anderen Anwendungen eine schnelle Reaktionszeit sogar unerwünscht, da sie einen Wasserschlag verursachen könnte.

Magnetventil-Vergleich

Nicht alle Magnetventile haben die gleiche Reaktionszeit. Sie kann von einigen zehn Millisekunden bis zu mehreren Sekunden reichen. Kleine direkt wirkende Magnetventile reagieren viel schneller als halbdirekt oder indirekt wirkende Ventile. Direkt betätigte Magnetventile haben eine Reaktionszeit von etwa 30 ms, während die Reaktionszeit von indirekt betätigten Magnetventilen bis zu 1000 ms oder mehr betragen kann.

Elektrische Kugelhähne, die in HLK-Anlagen oder bei der Bewässerung eingesetzt werden, haben eine Reaktionszeit von wenigen Sekunden und bergen daher ein geringes Risiko von Wasserschlägen. Bei Anwendungen wie Zonenventilen werden elektrische Kugelhähne den Magnetventilen vorgezogen.

Wasserschlag

Wasserschlag ist ein Phänomen, das auftritt, wenn der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrsystem durch ein schließendes Ventil abrupt gestoppt wird. Sobald sich das Ventil schließt, wird das Wasser, das auf das Ventil zukommt, wie eine Welle reflektiert und verursacht einen Druckanstieg vor dem Ventil. Abhängig von verschiedenen Faktoren wie Durchflussmenge, Länge der vorgelagerten Rohrleitung und Schließzeit des Ventils kann der Drucksprung groß genug sein, um physische Schäden an Rohren, Verbindungen oder dem Ventil selbst zu verursachen, was zu Brüchen oder Lecks führt. In anderen Fällen ist das einzige Symptom für einen Wasserschlag ein Geräusch, das sich wie ein Hammerschlag auf ein Rohr anhört. Der Wasserschlag-Effekt ist häufiger ein Problem bei Anwendungen mit hohem Durchfluss.

Diese Wirkung kann durch folgende Maßnahmen verhindert oder verringert werden:

• Vergrößern Sie den Rohrdurchmesser (was die Fließgeschwindigkeit verringert),
• einen Wasserschlagschutz einbauen, oder
• Wählen Sie ein Magnetventil oder einen anderen Ventiltyp, der eine langsamere Reaktionszeit hat, wie z. B. ein elektrisches Kugelventil.
• Die ordnungsgemäße Befestigung von Ventilen und Rohrleitungen kann Resonanzen im System verhindern und auch den Geräuschpegel senken.