Hoe kunnen geluiden van magneetventielen voorkomen worden

Luidruchtige magneetventielen zijn vaak alleen maar een ergernis, maar ze kunnen ook een aanduiding zijn voor een probleem waarnaar gekeken moet worden om te voorkomen dat ze kapotgaan. Sommige ventielen maken ook geluid als ze normaal werken, en daarom is het belangrijk in staat te zijn te herkennen of het ventiel normaal werkt of dat er een probleem is met het magneetventiel, de elektrische aansturing of met de leidingen. De meest voorkomende ventielgeluiden zijn hieronder opgesomd.

Gonzend of zoemend geluid

Wisselstroom geluid

Magneetventielen werkend op wisselstroom kunnen vibreren en een zoemend geluid maken. Zacht zoemen en kleine vibraties zijn normaal in sommige types wisselstroommagneetventielen. De wisselstroom veroorzaakt een variërend magnetisch veld dat werkt op de plunjer van het ventiel. Hierdoor wordt de plunjer herhalend aangetrokken en losgelaten, met een trilling en een zoemend geluid tot gevolg.. De meeste magneetventielen hebben een conductie ring, meestal gemaakt van koper, die gebruikt wordt als buffer voor de magnetische energie die gecreëerd wordt door de stroom die door de spoel stroomt. Deze speciale ringen vereffenen de fluctuaties van het magnetische veld door de magnetische energie op te slaan terwijl de stroom zijn piek bereikt heeft en deze energie weer vrij te geven als de wisselstroom weer dicht bij nul is.

Onderspanning

Echter, als het geluid of de vibraties overmatig zijn kan dit een aanduiding zijn voor een of meerdere problemen. Een van de potentiële oorzaken is onderspanning, veroorzaakt door een incorrecte voeding, een niet correct werkende aansturing, kapotte bedrading of storing in het controlerelais. Onderspanning kan een onvolledige opening van het magneetventiel veroorzaken. Maar ook het oscilleren tussen de open- en dichtposities, een toestand die abnormale vibraties en een waarneembaar gonzen veroorzaakt, is een van de mogelijke gevolgen. Deze storing kan worden vastgesteld door de spoel onder stroom te zetten en de spanning over de polen te meten, hierbij erop lettend dat deze binnen de fabrieksspecificaties is.

Losse of missende onderdelen

Een andere oorzaak kan losse of missende onderdelen in het systeem zijn. In zo’n geval kan een karakteriek klapperend/ratelend geluid gehoord worden. In zo’n geval moet men controleren dat alle onderdelen naar behoren zijn geïnstalleerd en goed vastgezet. Dit probleem kan zich voordoen als er ondeskundig onderhoud is gepleegd aan het ventiel. Als er enige onderdelen missen, kunnen de desbetreffende vervangingsonderdelen in de distributeurcatalogus gevonden worden.

Het luidruchtig werken van een magneetventiel kan veroorzaakt worden door interne schades. Een versleten plunjer of beschadigde veren zijn vaak de oorzaak van een al te luidruchtig werkend magneetventiel. Wanneer men een vermoeden heeft dat er dergelijke slijtage gerelateerde problemen zijn, dan moeten de ventielen onderzocht en onderhouden of vervangen worden.

Overmatige druk of stroomsnelheid

Een overmatig drukverschil over een magneetventiel of een te hoge stroomsnelheid, kan bij sommige ventieltypen een gonzend geluid veroorzaken. Magneetventielen moeten gekozen worden met inachtneming van de druk- en stroomsnelheidsvereisten.

Indirect werkende ventielen met te laag drukverschil

Sommige ventielen hebben een minimaal drukverschil nodig om te openen vanaf de gesloten positie en om in de open stand te blijven staan. Dit noemt men indirect werkend, pilot-werkend of servo-werkend. Als het drukverschil te laag is, kan het zijn dat het ventiel niet volledig opent, of dat het snel resoneert tussen de open- en dichtstand en hierbij een geluid produceert. Om dit probleem te voorkomen, moet men letten op het voorgeschreven minimale drukverschil. Voorbeelden van ventielen waarbij geen minimaal drukverschil vereist is, zijn een direct werkend magneetventiel of een (elektrisch aangedreven) kogelkraan.

Vreemde stoffen

Tenslotte kunnen vreemde stoffen zoals vuil het werken van een ventiel beïnvloeden. Kalksteen kan een andere reden zijn, in het bijzonder in systemen met hard water. Magneetventielen kunnen bij temperaturen gebruikt worden die aanzienlijk hoger zijn dan de omgevingstemperatuur. In een proces dat vergelijkbaar is met dat van waterkokers, kan calcium afgezet worden op het armatuur en de plunjer, wat tot gevolg heeft dat de plunjer blijft kleven en mogelijk vastloopt. Geluiden kunnen een voortijdige indicatie zijn voor dit probleem. Andere kleppen zijn minder gevoelig voor dit probleem, afhankelijk van hun ontwerp.

Waterslag

Als een ventiel open is, stroomt het medium met een bepaalde snelheid door het ventiel. Als deze stroom abrupt wordt gestopt door snel het ventiel te sluiten, wordt er druk opgebouwd door het momentum van het bewegende medium en dit veroorzaakt een korte drukstoot. De drukstoot veroorzaakt een geluid dat klinkt als een hamerslag op de leiding. Dit fenomeen is uitgesprokener bij vloeistoffen dan gasvormige media door het feit dat gassen gecomprimeerd kunnen worden en dus een deel van de kinetische energie kunnen opnemen als het ventiel gesloten wordt.

Er zijn verschillende benaderingswijzen voor het oplossen van het waterslagprobleem. Een ervan is het reduceren van de stroomsnelheid door het vergroten van de leidingdiameter. Dit vermindert het momentum van het medium en dientengevolge wordt de maximale uitslag van de drukstoot verminderd.

Een andere oplossing is om het ventiel geleidelijk te sluiten in plaats van abrupt. Dit is niet altijd mogelijk bij magneetventielen, omdat sommige snelle responstijden  hebben. De openings- en sluitingssnelheid wordt aangegeven door de responstijd van een magneetventiel. Een elektrisch of pneumatisch aangestuurde kogelkraan sluit beduidend langzamer dan een magneetventiel.

Een derde oplossing is om een waterslagdemper te gebruiken. Dit is een apparaat dat de door de drukstoot veroorzaakte energie absorbeert op een beter gecontroleerde manier. Deze apparaten bestaan soms uit een luchtkamer achter een afsluitende zuiger in een cilinder die aan een kant dicht is. De drukstoot veroorzaakt een beweging van de zuiger, waardoor de lucht in de luchtkamer wordt gecomprimeerd en de kinetische energie in warmte wordt omgezet. In sommige toepassingen met hoge stroomsnelheden is het heel belangrijk om waterslag te voorkomen, omdat deze zo krachtig kan zijn dat zelfs leidingbreuken veroorzaakt kunnen worden.

Klikgeluiden

Als magneetventielen open- en dichtgaan, kunnen ze een klikkend geluid geven. Het geluid kan van het ventiel zelf zijn of van de elektrische aansturing, zoals een relais.. In de meeste gevallen zijn deze klikken normale geluiden en moeilijk te voorkomen.

Als echter een magneetventiel zeer snel klikt, bijvoorbeeld iedere seconde of iedere paar seconden, dan is dit meestal een indicatie van een probleem. Meestal wordt dit veroorzaakt door een defecte controller of slechte bedrading. Het beste kan men het spanningsverschil over de magneetspoel meten wanneer deze onder spanning staat en zorgen dat het binnen de specificaties valt en niet meer dan een paar volt fluctueert. Een kleine spanningsfluctuatie kan normaal zijn als het magneetventiel net onder spanning is gezet, maar het moet zich snel stabiliseren tot een gespecificeerde waarde. Om bedradingsproblemen als de oorzaak uit te sluiten kan men het magneetventiel direct op de controller aansluiten. Als hierdoor het probleem opgelost is, dan is het geraden om de bedrading na te kijken en naar een kortsluiting of slechte verbinding te zoeken.

Als de bedrading in orde is, dan kan de controller defect zijn, of het probleem kan veroorzaakt worden door een van de inputs, bijvoorbeeld een defecte sensor of defecte inputbedrading, die ervoor zorgt dat het magneetventiel continue aangestuurd wordt. In ieder geval zal het onderliggende probleem gevonden en verholpen moeten worden, want een zeer snel en continue schakelend magneetventiel zal snel slijten en kan kapotgaan.

Ontluchting van pneumatische ventielen

Sommige pneumatische magneetventielen ontluchten direct naar de buitenlucht. Afhankelijk van de druk en stroomsnelheid kan het geluid dat ze maken redelijk luid zijn en in sommige gevallen is daarom gehoorbescherming voor het personeel vereist, om problemen zoals gehoorverlies, oorsuizen, en algemene stress te voorkomen. Voortdurende en herhaaldelijke blootstelling aan lawaai van boven de 90dB kan op den duur gehoorverlies veroorzaken. Ten einde dit te voorkomen of te reduceren kunnen pneumatische dempers of geluidsdempers geïnstalleerd worden in de ontluchtingspoorten.

Het geluid dat geproduceerd wordt door de ontluchtingspoorten van pneumatische ventielen komt door turbulente lucht die de ontluchtingspoort verlaat. De turbulentie wordt veroorzaakt door een abrupte sprong in stroomsnelheid door de nauwe opening. Geluidsdempers werken door de vrijgekomen energie te absorberen en de lucht over een groter oppervlak te verspreiden, waardoor de geluidsdrukpiek verminderd wordt en het totale lawaai vermindert. Het tweede toepassingsdoel is het beschermen van de ontluchtingspoort tegen vuilintreding.

Er zijn verschillende types pneumatische geluidsdempers verkrijgbaar in de markt. Ze komen voor in verschillende stroomsnelheidscategorieën, tegendrukken, geluidsverminderingscategorieën en fittingen. De meeste hebben filters om te voorkomen dat verschillende vervuilers, zoals oliemist, in de atmosfeer worden vrijgelaten. Afhankelijk van het ontwerp hebben sommige pneumatische geluidsdempers onderhoud nodig om te voorkomen dat dit filter verstopt raakt.

Verdere informatie

Klik één van de onderstaande links voor meer informatie: