Magneetventielen

Magneetventiel

Een magneetventiel, ook wel magneetklep genoemd, is een elektromechanisch apparaat waarin het magneetventiel een elektrische stroom gebruikt om een magnetisch veld op te wekken en zo een mechanisme in werking te stellen dat de opening van de vloeistofstroom in een klep regelt.

Magneetventielen verschillen in de kenmerken van de elektrische stroom die ze gebruiken, de sterkte van het magnetisch veld dat ze opwekken, het mechanisme dat ze gebruiken om de vloeistof te regelen en het type en de kenmerken van de vloeistof die ze controleren. Het mechanisme van het magneetventiel varieert van lineaire werking, plunjer-aangedreven actuators tot draai-armatuur-actuators en wip-actuators. Het magneetventiel kan een twee-poorts ontwerp gebruiken om een debiet te regelen of een drie- of meerpoorts ontwerp gebruiken om de debieten tussen de poorten te schakelen. Meerdere magneetventielen kunnen samen op een verdeelblok worden geplaatst.

Het magneetventiel is het meest gebruikte regelelement in de vloeistofindustrie.

Taken van een magneetventiel zijn o.a.:

• het afsluiten mengen van vloeistoffen.
• vrijgeven mengen van vloeistoffen.
• doseren mengen van vloeistoffen.
• distribueren mengen van vloeistoffen.
• mengen van vloeistoffen.

Magneetventiel merken

Ebora is niet merkgeboden, maar zal bij de keuze voor het beste magneetventiel voor uw toepassing wel als eerste kijken bij de merken die wij vertegenwoordigen. Op het gebied van magneetventielen zijn dit o.a. de merken Burkert, Festo, FIP en het eigen merk Ebora.

Voordelen van magneetventielen

Ze zijn te vinden in veel toepassingsgebieden. Magneetventielen (ook wel solenoids genoemd) bieden een snelle en veilige schakeling, hoge betrouwbaarheid, lange levensduur, goede gemiddelde compatibiliteit van de gebruikte materialen, laag regelvermogen en compact ontwerp.

Werking magneetventiel

Er zijn veel variaties in het klepdesign. Magneetventielen kunnen veel poorten en vloeistofpaden hebben. Een 2-weg magneetventiel heeft bijvoorbeeld 2 poorten; als de klep open is, dan zijn de twee poorten verbonden en kan er vloeistof tussen de poorten stromen; als de klep gesloten is, dan zijn de poorten geïsoleerd.

Als de klep open is wanneer het magneetventiel niet onder spanning staat, dan wordt de klep normaal geopend (N.O.) genoemd. Op dezelfde manier als de klep gesloten is wanneer de elektromagneet niet wordt geactiveerd, dan wordt de klep normaal gesloten genoemd (NC). Er zijn ook 3-weg en meer gecompliceerde ontwerpen. Een 3-wegklep heeft 3 poorten; het verbindt één poort met een van de twee andere poorten (meestal een toevoerpoort en een uitlaatpoort).

Magneetventielen worden ook gekenmerkt door de manier waarop ze werken. Een magneet van een magneetventiel kan een beperkte kracht genereren. Als die kracht voldoende is om de klep te openen en te sluiten, dan is het een direct werkende magneetklep.

Bij hogere drukken of kleinere magneten zijn hoge krachten nodig voor de bediening. Om deze krachten op te wekken, kan een intern gestuurde magneetventielconstructie toegepast worden welke de leidingdruk gebruikt om de hoge klepkrachten op te wekken; een voorstuur ventiel (servo) regelt hoe de leidingdruk wordt gebruikt. servo gestuurde kleppen worden gebruikt in vaatwassers en irrigatiesystemen waar de vloeistof water is en er altijd een voordruk aanwezig is.

Welke bediening van magneetventielen zijn er?

In sommige magneetventielen werkt de magneet direct op de hoofdklep. Anderen gebruiken een kleine, complete magneetklep, bekend als een pilot, om een grotere klep in werking te stellen. Het tweede type is eigenlijk een magneetklep in combinatie met een pneumatisch bediende klep, maar ze worden verkocht en verpakt als één enkele eenheid, een zogenaamde magneetklep. Servo gestuurde kleppen hebben veel minder vermogen nodig om te regelen, maar ze zijn merkbaar langzamer. Servo gestuurde magneetventielen hebben gewoonlijk te allen tijde vol vermogen nodig om te openen en open te blijven, waarbij een direct werkende magneetventiel slechts gedurende een korte periode vol vermogen nodig kan hebben om het te openen, en slechts een laag vermogen om het vast te houden.

Een direct werkende magneetklep werkt meestal in 5 tot 10 milliseconden. De werkingstijd van een gestuurde klep hangt af van de grootte ervan; typische waarden zijn 15 tot 150 milliseconden.

Het stroomverbruik van de magneetventielen variëren per toepassing en worden voornamelijk bepaald door de vloeistofdruk en de leidingdiameter. Bijvoorbeeld, een populaire 3/4" 10 bar sprinklerklep, bedoeld voor 24 VAC (50 Hz), heeft een kortstondige inschakelduur van 7,2 VA, en een vereiste houdvermogen van 4,6 VA. Een industriële 1/2" 700 bar magtneetventiel, bedoeld voor 12, 24, of 230 VAC-systemen in hogedruk-vloeistof- en cryogene systemen, heeft een inschakelduur van 300 VA en een houdstroom van 22 VA. 

Hoewel er meerdere ontwerpvarianten zijn, is het volgende een gedetailleerde uitsplitsing van een typisch magneetventielontwerp.

Onderdelen van magneetventiel

Een magneetventiel bestaat uit twee hoofdonderdelen: de magneetklep en de klep. De elektromagneet zet elektrische energie om in mechanische energie die op zijn beurt de klep mechanisch opent of sluit. Een direct werkende klep heeft slechts een kleine stroomkring.  In dit voorbeeld vermenigvuldigt een membraanstuurventiel deze kleine stuurstroom, door deze te gebruiken om de stroom door een veel grotere opening te regelen.

Magneetventielen kunnen gebruik maken van metalen afdichtingen of rubberen afdichtingen, en kunnen ook voorzien zijn van elektrische interfaces voor een eenvoudige regeling. Een veer kan worden gebruikt om de klep open (normaal open) of gesloten (normaal gesloten) te houden terwijl de klep niet geactiveerd is.

Alternatieven voor een magneetventiel

Een magneetventiel wordt vaak ingezet om twee redenen:

1. Het magneetventiel werkt erg snel
2. Het mageetventiel heeft een veilige toestand bij stroomuitval

Als er voor een magneetventiel is gekozen voor het eerste punt kunnen we met een kogelkraan met een 1 seconde elektrische aandrijving aardig in de buurt komen. Het voordeel van de kogelkraan is dat deze veel robuster is en een volle doorlaat heeft. Vooral interessant bij doorlaten groter dan 1 1/2".

Bij het tweede punt wordt het al weer een ander verhaal, want elektrische aandrijvingen met een failsafe functie zijn over het algemeen veel duurder. Maar ook hier geld dat bij grotere afmetingen dit interessant kan zijn.