Wie man Magnetventilgeräusche verhindert
Abbildung 1: 2/2-Wege-Magnetventil
Magnetventile, die ungewöhnliche Geräusche erzeugen, können auf zugrunde liegende Probleme hinweisen, die Aufmerksamkeit erfordern, um potenzielle Fehlfunktionen zu vermeiden. Während einige Ventile während des normalen Betriebs natürlich Geräusche abgeben, ist es wichtig, zwischen typischen Betriebsgeräuschen und problematischen Geräuschen zu unterscheiden. Diese Unterscheidung hilft dabei festzustellen, ob das Problem im Magnetventil selbst, in der Steuerungselektronik oder im Leitungssystem liegt. Nachfolgend sind einige der häufigsten Geräusche aufgeführt, die mit Magnetventilen in Verbindung gebracht werden und als Indikatoren für ihren Betriebszustand dienen können.
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Brummendes oder summendes Geräusch
AC-Rauschen
Magnetventile, die mit Wechselstrom betrieben werden, können ein Geräusch erzeugen, das von Vibrationen begleitet wird. Leises Summen und leichte Vibrationen sind bei einigen Typen von Wechselstrom-Magnetventilen normal. Sie entstehen durch Wechselstrom, der ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das auf den Anker des Ventils wirkt. Die meisten Magnetventile enthalten einen Abschattungsring, in der Regel aus Kupfer, der die magnetische Energie puffert, die durch den durch den Magneten fließenden Strom entsteht. Sie glätten die schwankende Stärke des Magnetfelds, indem sie magnetische Energie speichern, wenn der Strom am höchsten ist, und sie abgeben, wenn der Wechselstrom gegen Null geht.
Unterspannung
Wenn die Geräusche oder Vibrationen jedoch übermäßig stark sind, kann dies auf ein oder mehrere Probleme hinweisen. Eine mögliche Ursache ist eine Unterspannung, die durch ein falsches Steuersignal, ein fehlerhaftes Steuersystem, eine schlechte Verkabelung oder eine Fehlfunktion des Steuerrelais verursacht wird. Eine Unterspannung kann dazu führen, dass der Magnet nie vollständig öffnet und zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand hin- und herpendelt, ein Zustand, der anormale Vibrationen und ein hörbares Brummen erzeugt. Dieser Fehler kann diagnostiziert werden, indem man die Magnetspule unter Spannung setzt und die Spannung an ihr misst, um sicherzustellen, dass sie innerhalb der vom Hersteller angegebenen Spezifikationen liegt.
Lose oder fehlende Teile
Eine weitere Ursache können lose oder fehlende Teile in der Baugruppe sein. Dieser Fall könnte durch ein ratterndes Geräusch gekennzeichnet sein. Es sollte überprüft werden, ob alle Teile entsprechend der Anleitung eingebaut und ordnungsgemäß angezogen sind. Dieses Problem kann bei unsachgemäßer Wartung des Ventils auftreten. Wenn einige Komponenten fehlen, finden Sie vielleicht ein passendes Ersatzteil im Katalog Ihres Händlers.
Übermäßiger Druck oder Durchfluss
Eine zu große Druckdifferenz über ein Magnetventil oder eine zu hohe Durchflussmenge kann bei einigen Ventiltypen Brummgeräusche verursachen. Die Magnetventile sollten unter Berücksichtigung der Druck- und Durchflussanforderungen ausgewählt werden. Die Einlass- und Auslassrohre sollten einen ausreichenden Durchmesser haben, um niedrigere Durchflussraten zu ermöglichen. Einige Magnete erfordern für den ordnungsgemäßen Betrieb Drehzahlregelungseinrichtungen.
Interne Schäden können auch zu Betriebsgeräuschen führen. In solchen Fällen sind oft verschlissene Anker oder beschädigte Federn schuld, und bei Verdacht auf verschleißbedingte Probleme sollte das Ventil von einem Fachmann untersucht und gewartet werden.
Indirekt betätigte Ventile mit zu geringem Differenzdruck
Einige Ventilkonstruktionen erfordern eine Mindestdruckdifferenz, damit sich das Ventil aus der geschlossenen Position öffnet und im offenen Zustand bleibt. Dies wird als indirekt betrieben, vorgesteuert oder servobetrieben bezeichnet. Wird die Mindestdruckdifferenz nicht eingehalten, öffnet sich das Ventil möglicherweise nicht vollständig oder schwingt schnell zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung hin und her, was zu hörbaren Geräuschen führt. Um dieses Problem zu vermeiden, achten Sie auf die minimale Betriebsdruckdifferenz, die im Datenblatt des Magnetventils angegeben ist, oder verwenden Sie eine Ventilkonstruktion, die keine Mindestdruckdifferenzanforderungen hat. Ein Beispiel ist ein direkt betriebenes Magnetventil oder ein (motorbetriebener) Kugelhahn.
Fremdkörper
Schließlich können Fremdkörper wie Schmutz die Funktion des Ventils beeinträchtigen. Kalk kann eine weitere Ursache sein, vor allem bei Systemen, die mit hartem Wasser betrieben werden. Magnetventile werden bei Temperaturen betrieben, die erheblich höher sein können als die Temperatur der Umgebungsluft. Ähnlich wie bei Warmwasserbereitern können sich Kalkablagerungen auf der Armatur ablagern, so dass sie verklebt und möglicherweise ausfällt. Geräusche sind manchmal ein erster Hinweis auf dieses Problem. Ventile können je nach Konstruktion mehr oder weniger immun gegen dieses Problem sein.
Wasserschlag
Wenn ein Ventil geöffnet ist, fließt das Medium mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch das Ventil. Wird der Durchfluss durch schnelles Absperren des Ventils abrupt gestoppt, baut sich aufgrund des Impulses des bewegten Mediums ein Druck auf, der einen kurzen Druckstoß verursacht. Der Druckstoß verursacht ein Geräusch, das sich anhört, als wären die Rohre mit einem Hammer geschlagen worden. Dieses Phänomen ist bei flüssigen Medien ausgeprägter als bei gasförmigen, da Gase komprimierbar sind und einen Teil der kinetischen Energie in dem Moment aufnehmen können, in dem das Ventil geschlossen wird.
Es gibt mehrere Ansätze zur Lösung des Wasserschlagproblems. Eine davon ist die Verringerung der Durchflussmenge durch Vergrößerung des Durchmessers der Rohre. Dadurch verringert sich der Impuls des Mediums und infolgedessen die maximale Amplitude des Druckstoßes.
Eine andere Lösung besteht darin, das Ventil nicht sofort, sondern schrittweise zu schließen. Dies ist bei der Verwendung von Magnetventilen nicht immer möglich, da einige dieser Ventile mit Schnellschaltern ausgestattet sind. Die Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens wird durch die Reaktionszeit eines Magnetventils angegeben. Ein elektrisch oder pneumatisch betätigter Kugelhahn schaltet seinen Zustand wesentlich langsamer um als Magnetventile.
Eine dritte Lösung ist der Einsatz eines Wasserschlagdämpfers, der manchmal auch als Stoßdämpfer bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, die die durch den Druckstoß übertragene Energie kontrollierter abbaut. Diese Geräte bestehen aus einer Lufttasche, die sich manchmal hinter einem abgedichteten Kolben in einem einseitig geschlossenen Zylinder befindet. Durch den Druckstoß wird der Kolben in Bewegung gesetzt, wodurch die Lufttasche komprimiert wird und die kinetische Energie in Form von Wärme abgeführt wird. Bei einigen Anwendungen mit hohem Durchfluss ist es sehr wichtig, den Wasserschlag-Effekt zu verhindern, da er stark genug sein kann, um Brüche oder Lecks an der schwächsten Stelle des Systems zu verursachen.
Klickende Geräusche
Beim Öffnen und Schließen von Magnetventilen kann es zu einem Klickgeräusch kommen. Das Geräusch kann vom Ventil selbst oder von einem unterstützenden Schaltkreis, in der Regel einem Relais, das das Ventil mit Strom versorgt, verursacht werden. In den meisten Fällen werden diese Knackgeräusche als normale Betriebsgeräusche angesehen und können nur schwer zu verhindern sein.
Wenn das Magnetventil jedoch schnell klickt, z. B. jede Sekunde oder alle paar Sekunden, deutet dies in der Regel auf ein Problem hin. Die häufigste Ursache ist ein fehlerhaftes Steuergerät oder eine schlechte Verkabelung. Am besten misst man die Spannung am Magnetventil, wenn es unter Strom steht, und stellt sicher, dass sie innerhalb der Spezifikationen liegt und nicht um mehr als ein paar Volt schwankt. Eine kleine Spannungsschwankung ist normal, wenn die Magnetspule zum ersten Mal eingeschaltet wird, sie sollte sich aber schnell auf einen bestimmten Wert einpendeln. Um Verdrahtungsprobleme als Ursache auszuschließen, kann die Magnetspule mit kurzen Leitungen direkt an das Steuergerät angeschlossen werden. Wenn dies das Problem löst, ist es eine gute Idee, nach einem Kurzschluss oder einer schlechten Verbindung irgendwo im Kabelbaum zu suchen.
Wenn die Verdrahtung korrekt ist, könnte das Steuergerät defekt sein, oder das Problem könnte von einem der Eingänge des Steuergeräts herrühren, z. B. von einem defekten Sensor oder einer fehlerhaften Eingangsverdrahtung, die das Magnetventil immer wieder schalten lässt. In jedem Fall sollte die Ursache des Problems gefunden und behoben werden, da ein schnell wechselndes Magnetventil zu erhöhtem Verschleiß und vorzeitigem Ausfall neigt.
Pneumatischer Ventilauslass
Einige pneumatische Geräte, die in industriellen Anwendungen eingesetzt werden, haben Ventile, die den Systemdruck direkt in die Umgebung ablassen. Je nach Druck und Durchfluss kann der Lärm ziemlich laut sein und erfordert in einigen Fällen einen Gehörschutz für die Arbeitnehmer, um Probleme wie Hörverlust, Tinnitus und allgemeinen Stress zu vermeiden. Kontinuierliche oder wiederholte Exposition gegenüber Schalldruckpegeln von mehr als 90 dB kann mit der Zeit zu Gehörverlust führen. Um diese Auswirkungen zu vermeiden oder zu verringern, können in den Auslassöffnungen pneumatische Schalldämpfer oder Schalldämpfer eingebaut werden.
Das Geräusch, das von den Auslassöffnungen pneumatischer Ventile erzeugt wird, stammt von der turbulenten Luft, die aus der Auslassöffnung austritt. Die Turbulenzen werden durch einen plötzlichen Anstieg der Strömung durch die Öffnung verursacht. Schalldämpfer leiten die bei diesem Vorgang freigesetzte Energie ab und verteilen die Luft über eine größere Oberfläche, wodurch die Schalldruckspitze und der Gesamtlärm reduziert werden. Ihr sekundärer Zweck ist es, die Auslassöffnung vor dem Eindringen von Wasser und Schmutz zu schützen.
Auf dem Markt gibt es verschiedene Arten von Druckluftschalldämpfern. Es gibt sie mit verschiedenen Durchflusswerten, Gegendrücken, Geräuschdämpfungswerten und Anschlüssen. Die meisten sind mit Filtern ausgestattet, die verhindern, dass verschiedene Schadstoffe wie Ölnebel in die Atmosphäre gelangen. Je nach Bauart müssen einige Druckluftschalldämpfer regelmäßig gewartet werden, um ein Verstopfen des Filters zu verhindern.
