Die richtige Wahl eines Magnetventils

Ein Magnetventil ist eine elektromechanische Vorrichtung in einem Hydraulikkreis, die mit Hilfe von elektrischem Strom ein Magnetfeld erzeugt und damit eine Zylinderspule betätigt, der die Öffnung des Fluidstroms in einem Ventil steuert.

Das Magnetventil darf nicht verwechselt werden mit einer Absperrklappe. Eine Absperrklappe verfügt über ein elektrisches Auslösesystem, das vom Ventilkörper getrennt sein kann. Ein Magnetventil dagegen besteht aus einem einzigen Block, und es ist nicht möglich, das Antriebssystem vom Gehäuse des Magnetventils zu trennen. Ein Magnetventil ist im Allgemeinen kompakter als ein Ventil.

Magnetventile auf einen Blick

Die Wahl eines Magnetventils

Magnetventil der Firma Brickmann
Magnetventil der Firma Brickmann

Für die richtige Wahl eines Magnetventils ist es zwingend erforderlich, festzulegen, welche Flüssigkeit verwendet werden soll. Im allgemeinen sollen Magnetventile mit Flüssigkeiten arbeiten, die keine Festpartikel enthalten, wie Wasser, Öl, Petroleumderivate, Dampf, Druckluft oder Kältemittel. Ist dies definiert, so können Sie das Material bestimmen, aus denen Ihr Magnetventil hergestellt sein muss. Die meisten Magnetventile werden aus Messing hergestellt (ideal für Wasser, Schweröl, Luft oder inertes Gas), aus Inox (für korrosive Flüssigkeiten oder Gase) oder aus Kunststoff (hauptsächlich für die Lebensmittel- und die chemische Industrie). 

Um jede Art von Fehlfunktionen durch das Vorhandensein von Festpartikeln (auch „Verschmutzungen“ genannt) zu vermeiden, raten wir zum Einbau eines Filters vor dem Magnetventil.

Magnetventile können Zweiwege- oder Mehrwegeventile sein. Sie werden im Allgemeinen durch zwei Ziffern definiert, von denen eine die Anzahl der Kanäle und die andere die Anzahl der Positionen bestimmt. Ein Magnetventil 3/2 hat beispielsweise 3 Wege und 2 Positionen.

Die meisten Magnetventile funktionieren als Auf-Zu-Ventil (geöffnet oder geschlossen);  es gibt jedoch Modelle, die proportional funktionieren, je nach Strom oder Spannungszufuhr.

Je nach Anwendungsbereich und zur Optimierung der Zufuhrzeit Ihres Magnetventils  haben Sie die Wahl zwischen im  Normalzustand geschlossenen (NF) oder im  Normalzustand geöffneten Magnetventilen (NO):

    • Ein im Normalzustand geschlossenes Magnetventil öffnet sich, wenn es elektrisch betrieben wird.
    • Ein im Normalzustand offenes Magnetventil öffnet sich, wenn es elektrisch betrieben wird.

 

Falls erforderlich können Sie auch ein bistabiles Magnetventil in Betracht ziehen, dessen Klappe selbst bei einer Unterbrechung der Zufuhr seine Position beibehält. Das Hauptinteresse dieser Magnetventile besteht darin, dass sie einen sehr geringen Energieverbrauch haben.

Magnetventile sind im allgemeinen feuchtigkeitsempfindlich. Dementsprechend müssen die äußeren Umstände untersucht werden, um ein Magnetventil mit einem ausrechenden Schutzindex (IP) wählen zu können. Sie haben auch die Möglichkeit, einen weniger hohen Schutzfaktor zu wählen und das Magnetventil zu verschieben, um es in einen weniger feuchten Bereich zu verlagern.

Magnetventile definieren sich auch über einen Nominaldurchmesser (ND), weil sie sich direkt in einen Kreislauf integrieren. Die Anschlussdurchmesser und die Schläuche werden je nach Land oder geografischem Bereich über die Normen des Gebietes definiert, in dem sie eingesetzt werden und unter Berücksichtigung der Flüssigkeiten, die in ihnen zirkulieren sollen. Magnetventile können auch anderen Normen unterliegen; beispielsweise denen, die Installationen in ATEX-Umgebungen (explosionsgefährdeter Bereich), insbesondere für die Industrien des Energiesektors.

Magnetventil mit Direktsteuerung oder servogesteuertes Magnetventil?

Servogesteuertes Magnetventil der Firma Airwork
Servogesteuertes Magnetventil der Firma Airwork

Ein servogesteuertes Magnetventil nutzt den Druckunterschied zwischen zugeführter und nachgeschalteter Flüssigkeit, um sich zu öffnen und zu schließen. Sie kann also nur in einer Richtung genutzt werden. Die Spule wird in diesem Fall verwendet, um das Öffnungs- oder Schließsignal zu geben, sie benötigt keine hohe elektrische Leistung. Diese Art Magnetventil wird also eher für Anwendungen mit hohem Durchfluss verwendet, um sicherzustellen, dass die Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausgang des Magnetventils für das Auslösen ausreichend ist.Ein Magnetventil mit direkter Steuerung erfordert keinen Druckunterschied, da die Spule direkt auf die Membran oder das Ventil wirkt. Möglicherweise ist jedoch eine hohe elektrische Leistung erforderlich. Dieser Magnetventiltyp wird vorzugsweise für schwache Durchsätze mit einem Druck, der von 0 bar bis zum maximalen Druck des Kreislaufs variieren kann.

In welchen Fällen verwendet man ein Magnetventil?

Ein Magnetventil ist erforderlich, wenn Sie den Durchfluss einer Flüssigkeit oder eines Gases steuern müssen, unabhängig davon, ob es sich um ein Regelventil oder eine Ein-/Aus-Ausführung handelt. Mit anderen Worten, Sie können ein Magnetventil verwenden, um einen Kreislauf zu öffnen oder zu schließen, Produkte zu dosieren, Gase oder Flüssigkeiten zu mischen, usw.

Die Anwendungen sind vielfältig und reichen von der Steuerung von Ein/Aus- Standardprozessventilen über die Steuerung spezifischer Ventile wie Überdruckschutzsysteme und Notabschaltventile bis hin zur Fluidsteuerung in Anwendungen wie Brandschutzventilen. Einer der Vorteile von Magnetventilen gegenüber herkömmlichen Ventilen ist, dass ihr Prinzip eine sehr kurze Reaktionszeit ermöglicht. Aus diesem Grund findet man sie insbesondere in den folgenden Anwendungen:

– In Kompressoren: in der Startphase entlastet das Magnetventil den Kompressor, um das Drehmoment auf dem Motor zu reduzieren.

– In der Landwirtschaft: in Berieselungssystemen gestattet die kurze Reaktionszeit der Magnetventile große Einsparungen der verbrauchten Wassermengen.

– In einigen Sonderfällen, z.B. bei Industriepressen, bei denen ein Ausfall des Magnetventils ein Unfallrisiko für den Bediener darstellen könnte, ist es möglich, Doppelkörperventile einzusetzen. Dies sind in der Regel 3/2-Wege-Magnetventile, die mit einem Doppelklappensystem ausgestattet sind, das es ermöglicht, den möglichen Ausfall einer Klappe zu kompensieren.

Wie dimensioniert man ein Magnetventil?

Um Ihr Magnetventil optimal dimensionieren zu können, müssen Sie den Durchsatz kennen, mittels dessen Sie anschließend den Strömungsfaktor (kv) bestimmen können. Der Strömungsfaktor ist ein theoretischer Wert, der die Flüssigkeitsmenge bei Raumtemperatur angibt, die das Magnetventil mit einem Druckabfall von 1 bar innerhalb von einer Minute durchströmt. Dieser Faktor kann in Liter pro Minute (l/min) oder Kubikmeter pro Stunde (m3/h) angegeben werden.

Sie müssen auch den Eingangsdruck kennen und den Ausgangsdruck bestimmen, um den Druckabfall des Magnetventils zu definieren. Für ein vorgesteuertes Magnetventil muss der Druckabfall mindestens gleich dem minimalen Differentialdruck sein, der für eine korrekte Funktion des Systems erforderlich ist.Anschließend müssen Sie den Durchmesser der Ein- und Auslaufrohre (angegeben in Zoll oder Millimeter) und die Art der Verbindungen (Gewinde oder Flanschmontage) kennen.

Die Wahl der Wegezahl eines Magnetventils (2, 3, 4 oder 5) geschieht je nach der geplanten Verwendung:

    • Das2-Wege-Magnetventil wird insbesondere für die direkte Bestückung eines Kreislaufs verwendet, z.B. zum Füllen eines Tanks.

 

    • Das3-Wege-Magnetventil wird hauptsächlich für die Regelung eines Flüssigkeitskreislaufs eingesetzt. 3-Wege-Magnetventile werden im Allgemeinen mit zwei Eingangsleitungen und einer Ausgangsleitung verwendet, um das Mischen von zwei Flüssigkeiten mit konstantem Durchfluss zu gewährleisten. Sie können auch mit einem Einlassrohr und zwei Auslassrohren verwendet werden, um den Durchfluss an einem der Auslässe zu regeln, indem der Flüssigkeitsstrom zum zweiten Auslass umgeleitet wird.

 

    • Die 4-Wege-Magnetventile verfügen über 2 Einlässe und 2 Auslässe und werden beispielsweise für die Umkehrung der Zyklen für eine Wärmepumpe eingesetzt.

 

Schließlich muss noch die Versorgungsspannung des Magnetventils berücksichtigt werden.Achtung, manche pneumatischen oder hydraulischen Verteiler können Magnetventilen ähneln, aber ihr Funktionsprinzip ist anders. Man findet sie hauptsächlich in pneumatischen oder hydraulischen Kreisläufen und zur Bedienung von Stellantrieben.

Haupteigenschaften:

    • Durchsatz
    • Druck
    • Durchmesser
    • Art der Bedienung
    • Anzahl Wege

 

Was kostet ein Magnetventil?

Der Preis für ein Magnetventil liegt im allgemeinen zwischen 20 und 300€ und richtet sich hauptsächlich nach seinem Durchmesser.