Direct Gestuurd Magneetventiel
Figuur 1: Direct gestuurd magneetventiel
Magneetventielen worden veel gebruikt in diverse industrieën om de stroom van vloeistoffen en gassen te regelen. Een magneetventiel met directe werking gebruikt de elektromagnetische kracht die wordt opgewekt door de bekrachtigde spoel om de vloeistof- of gasstroom te regelen. In dit artikel worden de kenmerken, constructie, voor- en nadelen van direct gestuurde magneetventielen onderzocht, samen met een vergelijking met andere ventieltypes, waaronder:
Lees ons overzichtsartikel over magneetventielen voor de constructie, werking en toepassingen van magneetventielen.
Inhoudsopgave
Bekijk onze online selectie van Magneetventielen!
Werkingsprincipe
In een normaal gesloten magneetventiel met directe werking oefent de veer (Afbeelding 2 met label D) een kracht uit op de plunjer (Afbeelding 2 met label E), waardoor deze gedwongen wordt om de opening te blokkeren met de afdichting (Afbeelding 2 met label F). Wanneer op de spoel (figuur 2 met opschrift A) stroom wordt gezet, ontstaat een elektromagnetisch veld. Hierdoor beweegt de plunjer omhoog, waardoor de veerkracht wordt overwonnen, de doorlaat wordt geopend en de media worden doorgelaten. Een normaal open klep heeft dezelfde onderdelen, maar werkt op de tegenovergestelde manier.
Figuur 2: Werkingsprincipe en componenten van de direct gestuurd magneetventiel: spoel (A), armatuur (B), shading ring (C), veer (D), plunjer (E), afdichting (F) en klephuis (G). Deze figuur toont de klep in gesloten (links) en open (rechts) toestand.
Voordelen
- Geen minimale werkdruk: Direct gestuurde magneetventielen vereisen geen minimale werkdruk of drukverschil om van 0 bar tot de maximaal toelaatbare druk te worden gebruikt. Ze kunnen ook worden gebruikt in lagedrukcircuits.
- Snel opstarten: Ze starten sneller op dan indirect gestuurde magneetventielen, omdat ze geen drukverschil nodig hebben. Dit maakt hem bijzonder geschikt voor situaties waarin snel openen en sluiten noodzakelijk is.
- Compact: Direct werkende magneetventielen hebben de minst bewegende mechanische onderdelen van alle magneetventieltypen en zijn over het algemeen kleiner; daarom kunnen ze gemakkelijk in krappe ruimtes geïnstalleerd worden. Zij worden gewoonlijk gebruikt in omgevingen met kleine openingen, meestal minder dan 25 mm.
- Lagere kosten bij kleine afmetingen: Direct gestuurde magneetventielen hebben een eenvoudiger ontwerp en vereisen minder onderdelen, hetgeen resulteert in lagere productiekosten. Ze zijn vaak energiezuiniger, waardoor de exploitatiekosten op termijn lager zijn. Voor toepassingen met hoge debieten kan het echter nodig zijn grotere solenoïden te gebruiken, waardoor zowel de grootte als de kosten van de klep kunnen toenemen. Indirect gestuurde magneetventielen zijn voordelig voor hogere debieten. Houd rekening met het typische debiet en de systeemdruk om een geschikte keuze te maken tussen de magneetventieltypes.
Nadelen
- Kleine debieten en toepassingen onder lage druk: Direct gestuurde magneetventielen zijn niet ideaal voor toepassingen met hoge debieten of drukken. Deze toepassingen vereisen een grote opening en een grote solenoïde, waardoor de kosten drastisch stijgen. Daarom worden direct gestuurde magneetventielen gewoonlijk gekozen voor toepassingen met kleine debieten.
-
Hoog stroomverbruik: Bij eendirect gestuurd magneetventiel regelt de elektromagneet rechtstreeks de beweging van de klepsteel. Deze kleppen vereisen een continue toevoer van elektrische energie om de positie van de klep te handhaven. Het stroomverbruik is relatief hoog door de grootte van de solenoïde en de kracht van het magnetische veld dat nodig is om de plunjer van de klep te bewegen.
- Zodra echter de plunjer of het armatuur is opgetild en de klep open is, kan de elektrische stroom worden verminderd tot een lagere houdstroom, die net genoeg is om de klep in de open stand te houden.
- Beperkte levensduur van de spoel: De spoel kan gemakkelijk verbranden met een hoogfrequente voeding. Dat komt omdat hoogfrequente elektrische signalen overmatige hitte in de spoel kunnen opwekken, waardoor deze oververhit raakt en doorbrandt. De hoogfrequente elektrische signalen kunnen ook spanningspieken veroorzaken die de isolatie rond de spoel kunnen beschadigen, wat kan leiden tot kortsluiting en andere elektrische problemen.
Vergelijking met andere typen magneetventielen
De keuze van het juiste type magneetventiel hangt af van de specifieke toepassingsvereisten, zoals het vloeistoftype, het debiet, de druk, de temperatuur en de omgevingsomstandigheden. Tabel 1 geeft een overzicht van de verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze tussen magneetventieltypes.
Tabel 1: Vergelijking tussen direct gestuurde, indirect gestuurde en semi-direct gestuurde magneetventielen
| Type magneetventiel | Druktolerantie | Drukverschil | Snelheid | Vermogen | Levensduur van de spoel | Stroomcapaciteit | Zuiverheid van de media | Kostprijs |
| Direct gestuurd | Geschikt voor lage druk, nuldruk en vacuüm | Geen vereist drukverschil | Snel | Hoog
(5-20 W) |
Minder | Laag, meestal een Kv < 0,865 | Kan meer vloeistofresten verwerken dan indirecte of semi-directe, maar een filter wordt nog steeds aangeraden. | Lage initiële kosten voor systemen met laag debiet, kosten nemen toe naarmate het debiet toeneemt. |
| Indirect gestuurd | Toepassingen onder hoge druk. | Minimaal drukverschil van 0,5 bar (7,3 psi) | Langzaam | Laag (0,1-0,2W) | Medium: | Hoog, meestal een Kv > 2,6 | Vuil kan het membraan verstoppen. Het gebruik van een zeef kan de tegendruk verhogen en de efficiëntie verminderen. | Economisch voor systemen met een groot debiet |
| Semidirect gestuurd | Geschikt voor lage en hoge druk | Geen drukverschil nodig | Medium: | Laag | Hoog | Hoog, meestal een Kv > 2,6 | Vuil kan het membraan verstoppen. Montage van een zeef vóór het magneetventiel kan verstopping voorkomen. | Economisch voor systemen met een groot debiet |
Conclusie
Direct gestuurde magneetventielen zijn geschikt voor toepassingen waarbij de klep snel moet reageren en snel moet openen en sluiten. Zij worden gewoonlijk gebruikt wanneer er weinig ruimte beschikbaar is voor de installatie van kleppen.
FAQ
Wat is het verschil tussen direct-gestuurde en indirect-gestuurde magneetventielen?
Direct gestuurde magneetventielen werken zonder externe drukbron, terwijl stuurventielen de differentiële druk van de vloeistof gebruiken om de klep te regelen. Direct gestuurde kleppen zijn sneller en energiezuiniger, terwijl indirect-gestuurde hogere drukken en debieten aankunnen.
Lees onze artikelen over magneetventielen voor luchtbevochtigers, vacuümventielen en magneetventielen voor water voor meer informatie over de specifieke toepassingen van magneetventielen.