Was sind Magnetventile und wie funktionieren sie?

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Magnetventil Bild

Wenn der Fluss oder die Richtung eines Fluids in einem System kontrolliert werden muss, ist ein Regulierventil verwendet wird. Das Ventil kann manuell oder automatisch sein.

Automatische Ventile sind häufiger anzutreffen, wobei das elektronisch betriebene Magnetventil eines der beliebtesten ist.

In diesem Artikel werden die Funktionsweise eines Magnetventils und seine Anwendung in der Industrie, im Maschinenbau und in der Fertigung erläutert.

Wir werden uns auch mit den verschiedenen Arten von Magnetventilen und den unterschiedlichen Materialien, aus denen sie bestehen, befassen.

Davor etwas darüber, was das Magnetventil bedeutet.


Was ist ein Magnetventil?

Auch bekannt als Elektroventil, elektromagnetisches Ventil, oder Elektroventileein Magnetventil ist ein elektromechanische Vorrichtung die mit Hilfe von elektrischem Strom ein Ventil betätigt.

Sie können ein Magnetventil leicht an seinem unverwechselbaren Aussehen erkennen.

In der Regel handelt es sich dabei um das Ventil einer Gas- oder Flüssigkeitsleitung mit einem kleinen Block oben drauf, aus dem Drähte herauskommen.

Magnetventile können in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Gas- oder Flüssigkeitsleitungen beteiligt sind. Dies kann in der Automobilindustrie, in der verarbeitenden Industrie wie Getränkefabriken, Ölanlagen, Haushaltsgeräten wie Geschirrspülern und vielen anderen Bereichen sein.

Magnetventile gibt es in einer breiten Palette von Größen, Formen, Stärken, Ausführungen, Arbeitsmechanismen, Materialien und anderen.

Aufgrund dieser Unterschiede hängt die Wahl des Ventils von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Kapazität, Leitungsdruck, interner Aufbau, Art des Mediums und anderen. 


Arbeitsprinzip des Magnetventils

Magnetventil-Diagramm
Quelle: http://www.youtube.com

Magnetventile können verschiedene Methoden und Mechanismen verwenden, um den Durchfluss von Flüssigkeiten oder Gasen zu stoppen, zuzulassen oder zu beschränken.

Allerdings sind ihre elektromechanische Betätigung bleibt gleich.

Ein typisches Magnetventil besteht aus diesen beiden Hauptteilen: einem Elektromagnetische Baugruppe oder Magneten und dem Ventilkörper mit der Blende und den Anschlüssen. Die Magnetspule besteht aus einer Drahtspule, einem Kolben, einer Hülse und einem Dichtungsmaterial, das aus Gummi oder Metall bestehen kann.

Wenn ein elektrischer Strom durch die Magneteinheit fließt, wird sie erregt die Spule und erzeugt ein Magnetfeld. Dies bewirkt, dass sich der Kolben entweder nach oben oder nach unten bewegt. Durch die Bewegung wird das Ventil geöffnet oder geschlossen, je nach gewünschter Aktion teilweise oder vollständig.

Ein Magnetventil kann einer dieser Typen sein: normal geöffnetes Magnetventil (NO) oder stromlos geschlossenes Magnetventil (NC).

Ein normalerweise offenes Magnetventil hält eine Leitung offen, durch die Flüssigkeit frei fließen kann. Es schließt sich nur, wenn ein elektrischer Strom angelegt wird.

Ein stromlos geschlossenes Magnetventil hält das Ventil geschlossen und öffnet sich nur, wenn die Magnetspule mit Strom versorgt wird, um den Anker zu betätigen. Bei diesem Ventiltyp ist der Durchfluss von Flüssigkeit oder Gas normalerweise eingeschränkt, wenn kein Strom in der Spule fließt.


Materialien für Magnetventile

Da ein Magnetventil von einer Vielzahl von Medien durchströmt wird, ist es äußerst wichtig, dass die für die Herstellung verwendeten Materialien die richtigen sind.

Handelt es sich bei dem Medium um eine heiße Flüssigkeit oder ein heißes Gas, müssen die Werkstoffe der Magnetspule und des Ventils den hohen Temperaturen standhalten können.

Wenn die Medien sind korrosivsollte das Ventil dem standhalten.

Das ist der Grund, warum diese Ventile aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, die oft für das Ventil und die Magneteinheit unterschiedlich sind.

Schauen wir uns nun die gängigen Materialien an, die für die Herstellung von Magnetventilen verwendet werden.

PVC- oder PolyVinylChlorid-Magnetventil

PVC-Magnetventil
Quelle: http://www.electricsolenoidvalves.com

Dank seiner beeindruckenden chemischen Eigenschaften können PVC-Magnetventile mit Flüssigkeiten verwendet werden, die Salze und organische Lösungsmittel enthalten. Das Material ist auch gegen eine breite Palette von Säuren und Laugen beständig.

Ein Nachteil von PVC ist, dass es im Vergleich zu anderen Materialien wie Messing und Stahl niedrigere Druck- und Temperaturwerte erfordert. Außerdem ist es nicht beständig gegen chlorierte Kohlenwasserstoffe nun ja.

Magnetventil aus Nylon oder Polyamid

Nylon-Magnetventil
Quelle: http://www.wiltronics.com.au

Nylon ist nicht nur kostengünstiger, sondern hat auch mit die besten chemischen und mechanischen Eigenschaften. Das Material ist resistent gegen Salze, Lösungsmittel, Öle und Kohlenwasserstoffe.

Einer der Nachteile von Nylon für Magnetventile ist, dass das Material der korrosiven Wirkung einiger Säuren und Basen nicht standhält. Auch seine Temperatur- und Druckwerte sind niedriger als die von Metallwerkstoffen.

Messing-Magnetventil

Messing-Magnetventil
Quelle: http://www.electricsolenoidvalves.com

Mit seinen hohen Druck- und Temperaturwerten ist Messing ein gutes Material für Magnetventile zur Steuerung verschiedener Medien. Ein Messing-Magnetventil kann in Wasser-, Druckluft- und Ölleitungen eingesetzt werden, sofern keine korrosiven Stoffe vorhanden sind.

Zu den Nachteilen von Messing gehört, dass das Material korrosiven Medien wie Säuren, Salzwasser, Chloriden und destilliertem Wasser nicht standhält. Eine spezielle Messingart, die korrosionsbeständig ist, wird jedoch häufig für raue Medien verwendet.

Vernickeltes Messing ist ein solches Material. Es ist beständig gegen Salze, Stickstoff- und Schwefelverbindungen, schwache Säuren, Schwefelwasserstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid. Vernickeltes Messing weist auch höhere Temperatur- und Druckwerte auf als normales Messing.

Trotz der vielen Vorteile von vernickeltem Messing hat das Material auch seine Nachteile. Vernickeltes Messing ist anfällig für Kratzer. Wenn das passiert, wird die darunter liegende Schicht freigelegt und das Ventil kann anfangen zu korrodieren. 

Edelstahl-Magnetventil

Edelstahl-Magnetventil
Quelle: http://in.omega.com

Ein Magnetventil aus Edelstahl kann aus Edelstahl der Güteklasse 304 oder 316 hergestellt werden. Die Hauptstärken des Materials liegen in seiner Fähigkeit, hohen Temperaturen und Drücken standzuhalten.

Dadurch sind Magnetventile aus Edelstahl in Hochdruckleitungen, die sehr heiße Flüssigkeiten transportieren, besser geeignet als Magnetventile aus Kunststoff.

Edelstahl ist auch verschleißfest und damit ein langlebiges Material für ein Magnetventil. Auch die chemischen Eigenschaften des Materials sind beeindruckend. Es kann mit einer Vielzahl von Medien verwendet werden, ohne dass die Gefahr von Korrosion besteht.

Wenn es um das allgemeine Erscheinungsbild und den Wartungsbedarf geht, kann ein rostfreies Magnetventil von großem Vorteil sein. Es ist resistent gegen Flecken, was Ventile aus diesem Material zu einem der am häufigsten verwendeten in der Lebensmittelindustrie macht.

Ein Nachteil von rostfreiem Stahl ist die geringe Beständigkeit gegen die korrosive Wirkung von Salzsäure, Brom und Chloriden. Magnetventile aus rostfreiem Stahl können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden Stahlsorten. Das hängt von den Anforderungen ab. Magnetventile können auch aus Bronze oder Aluminium hergestellt werden. Diese Materialien sind jedoch nicht üblich.

Die meisten dieser Ventile bestehen aus PVC, Nylon, Messing, vernickeltem Messing und rostfreiem Stahl. Die in Magnetventilen verwendeten Dichtungen können aus Gummi oder Metall bestehen. In den meisten Anwendungen ist Gummi das gebräuchlichste Material, in einigen Fällen werden auch Dichtungen aus Edelstahl verwendet. Jedes Material hat seine Vor- und Nachteile, und die beste Wahl hängt von den jeweiligen Druck- und Temperaturwerten ab.


Magnetventil Vs. Pneumatisches Ventil

Magnetventil vs. Pneumatikventil
Quelle: http://www.solenoidsupplier.com

In vielen Flüssigkeits- und Gassystemen werden elektrisch und pneumatisch betätigte Ventile eingesetzt. Die bekanntesten davon sind die Magnet- und Pneumatikventile.

Welcher Typ verwendet wird, hängt von den erforderlichen Funktionen ab, die bei verschiedenen Anwendungen unterschiedlich sein können. Auch die Art der Flüssigkeit und die Umgebung spielen eine Rolle bei der Wahl des Ventiltyps.

Um diese Anforderungen zu verstehen, sollten wir uns die Vorteile der einzelnen Ventiltypen ansehen.

Magnetventile haben die höchsten Schließgeschwindigkeiten, einige erreichen bis zu 10m/s. Sie sind auch präzise und hochgenau, was sie für Systeme zur Dosierung oder Mischung von Flüssigkeiten geeignet macht.

Ein weiterer Vorteil von Magnetventilen ist ihr nahezu geräuschloser Betrieb. Aus diesem Grund sind sie der bevorzugte Ventiltyp in Umgebungen, in denen Geräusche unerwünscht sind.

Magnetventile findet man in Produktionsanlagen, die in Automatisierungssystemen eingesetzt werden. In der Automobilindustrie sind verschiedene Typen von Magnetventilen in Kippern, Baggern und einem Großteil der Gabelstapler zu finden.

Auch in Straßenfahrzeugen werden Magnetventile in einer Vielzahl von Funktionen eingesetzt, z. B. bei der Kraftstoffregelung zur Steuerung der Geschwindigkeit, bei der Steuerung des Ölflusses und im HVAC-System. Mikro-Magnetventile werden aufgrund ihrer Präzision und hohen Schließgeschwindigkeit auch in Robotern eingesetzt.

Pneumatische Regelventile erzeugen Schließkräfte und Drücke, die viel höher sind als die von Magnetventilen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass pneumatische Ventile einen Druck von bis zu 250 PSI und 40 000 lb erreichen, was sie zu den am besten geeigneten Ventilen für Hochdruckleitungen oder große Schaltungen macht.

Pneumatische Ventile sind außerdem kostengünstig und eine gute Wahl, wenn viele Ventile in einem System benötigt werden. Sie sind auch von einer Größe zur anderen aufrüstbar. Da pneumatische Ventile keinen Strom verbrauchen, eignen sie sich für Bedingungen, in denen Funken einen Brand verursachen könnten.

Pneumatische Ventile finden sich in Verbrennungsmotoren, die den Durchfluss von Flüssigkeiten regeln, in Belüftungssystemen und in verschiedenen Arten von Pumpen. Genau wie beim Magnetventil hängt die Größe des Pneumatikventils von den erforderlichen Schließkräften ab.


Welcher Ventiltyp ist besser? Magnetventil oder pneumatisch

Im Vergleich dazu sind Magnetventile schneller, genauer und geräuschärmer als pneumatische Typen. In Situationen, die ein schnell wirkendes Magnetventil erfordern, ist das Magnetventil am besten geeignet.

Aber die elektrischen Steuerventile haben auch ihre Nachteile. Sie sind teurer und weniger leistungsfähig, was in manchen Situationen von Nachteil sein kann. Magnetventile sind auch nicht für den Einsatz in Umgebungen geeignet, die entzündliche Stoffe enthalten.

Pneumatische oder Luftventile sind zwar relativ langsam und laut, dafür aber leistungsfähiger und billiger. Sie können ohne Sicherheitsprobleme mit brennbaren Medien verwendet werden, was sie in manchen Anwendungen zur einzigen Option macht. Außerdem können sie aufgrund ihrer Flexibilität bei der Aufrüstung für die Steuerung einer Vielzahl von Leitungen verwendet werden.

Schlussfolgerung

Magnetventile steuern den Durchfluss von Flüssigkeiten mit Hilfe eines elektromagnetischen Antriebs.

Sie sind schnell und genau, was ihre breite Verwendung in Anwendungen erklärt, die Präzision erfordern.

Die einfach herzustellenden Magnetventile sind auch die gängigsten aller Ventiltypen. Sie können miniaturisiert werden, was der Grund für ihre Beliebtheit in vielen heutigen Fluidsystemen ist.

Es gibt verschiedene Arten von Ventilen, die jeweils spezifischen Anforderungen genügen. Welcher Typ zu verwenden ist, hängt unter anderem von der Art der Flüssigkeit, ihrem Zustand und der Durchflussmenge ab.

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1 Kommentar zu „What are Solenoid Valve and How Do They Work?“

  1. Sehr informativer Beitrag! Magnetventile sind Steuermechanismen, die bei elektrischer Aktivierung oder Deaktivierung den Durchfluss von Flüssigkeiten entweder absperren oder ermöglichen. Typischerweise können Magnetventile in drei Typen eingeteilt werden. Darüber hinaus werden diese Ventile aufgrund ihrer Benutzerfreundlichkeit, ihres geringen Wartungsaufwands, ihrer niedrigen Kosten, ihrer Langlebigkeit, ihrer Effizienz und ihrer Zuverlässigkeit in verschiedenen Industrie- und Haushaltsgeräten eingesetzt.

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