Wie funktionieren Magnetventile?

Magnetventile werden zum Verteilen oder Mischen von Flüssigkeiten verwendet. Um die einwandfreie Funktion eines Magnetventils zu gewährleisten, ist es gut, wenn das Wasser einen minimalen Anteil an Verunreinigungen enthält. Es ist daher ratsam, einen selbstreinigenden Filter an der Eintrittsstelle oder auf der Membran selbst zu installieren, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, auch wenn das Wasser nicht ganz sauber ist. Eine regelmäßige Demontage zu Reinigungszwecken wird ebenfalls empfohlen.

Einer ihrer Vorteile ist, dass sie automatisch arbeiten, programmiert und aus der Ferne überwacht werden können. Sie sind nicht nur eine zuverlässige Lösung, sondern bieten auch schnelle und sichere Schaltmöglichkeiten. Magnetventile können sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom angesteuert werden.

Einige Ventile können auch bei fehlender Stromversorgung durch manuelle Betätigung bedient werden. Dadurch wird das Risiko vermieden, dass versehentlich Wasser verschüttet wird, zum Beispiel bei Wartungsarbeiten. In einigen Fällen kann das Vorhandensein eines Durchflussreglers nützlich sein, um abrupte Druckschwankungen und damit verbundene Schäden an den Leitungen zu vermeiden.

Bei einem Standard-Magnetventil wie einem hydraulischen Schieberventil oder einem Pilzventil ist das Ventil über ein Federsystem mit dem Kolben, den Sperrstiften oder anderen ähnlichen Vorrichtungen verbunden. Der Kolben befindet sich in einem hohlen Rohr, das oft als „Kern“ bezeichnet wird.

Infolge der elektrischen Spannung erzeugt der Spulendraht, der auf der Außenseite des Kerns gewickelt ist, ein Magnetfeld im Inneren des Rohrs. Dadurch bewegt sich der Kolben und drückt oder zieht das Ventil in die eine oder andere Richtung, sodass es sich öffnet bzw. schließt. Die Öffnungs- oder Schließeinstellung des Ventils hängt von der spezifischen Konfiguration und dem Typ des gewählten Magneten und der Magnetsteuerung ab.

Zum Beispiel, wenn ein Ventil vom Typ „normal offen“ ist: Das Ventil bleibt offen, bis der Magnet ein Eingangssignal erhält. Die Durchflussmenge der Flüssigkeit bleibt in der Leitung konstant, unabhängig von der maximalen Durchflussmenge der Flüssigkeit.

Das Ventil wird automatisch geschlossen (durch die in seiner Spule erzeugte elektromagnetische Kraft), wenn es ein elektromagnetisches Signal erhält. Durch die Aktivierung der Spule unter dem elektrischen Impuls wird das Ventil geschlossen und der Durchfluss automatisch geregelt.

Sobald das elektromagnetische Feld aufhört, kehrt das Ventil in seinen „normalen“ Zustand zurück und der Durchfluss wird wieder freigegeben oder eingeschränkt.

Bei einem „normal geschlossenen“ Magnetventil ist das Gegenteil der Fall.

Einige Steuerventilkonstruktionen verwenden zusätzliche Komponenten, einschließlich fortschrittlicher Schaltungstechnologien, um ein komplexeres Paket von Merkmalen und Funktionen zu bieten, z. B. die Fähigkeit, den Durchfluss zu steuern oder den Druck zu regeln. So kann die Spule auf einen größeren Bereich von Eingangssignalstärken reagieren.

Es gibt verschiedene Kriterien für die Klassifizierung eines Magnetventils:

• Minimaler/maximaler Betriebsdruck;
• Art der Stromversorgung (DC oder AC);
• Anzahl der Eingänge und Ausgänge (Leitungsanordnung);
• Gleichgewichtszustand (monostabil oder bistabil).

Die interne Leitungsanordnung wird entsprechend dem System gewählt, in dem solche Magnetventilebenötigt werden, während die Art der Versorgung davon abhängt, was das Magnetventil selbst steuern muss.

Der Druck istein essenzieller Parameter. Der maximal zulässige Druck muss mit der Aufgabe des Geräts übereinstimmen, sonst versagt das Ventil. Der Mindestdruck ist wichtig, um einen angemessenen Flüssigkeitsdurchfluss zu gewährleisten. Wenn der Druck der Flüssigkeit gleich oder niedriger als der Mindestdruck ist, funktioniert das Ventil nicht ordnungsgemäß und reduziert den Durchfluss oder behindert den Durchfluss.

Monostabile Magnetventilebefinden sich im Gleichgewicht, wenn sie sich in der Ruhephase befinden, d. h., wenn sie nicht erregt sind, während sie erregt sind, wenn sie Strom erhalten.

Bistabile Magnetventile enthalten zwei Magnete mit jeweils einer unabhängigen Stromversorgung. In der zuletzt erreichten Phase befindet sich das Ventil in einer Gleichgewichtslage. Durch Bestromung des anderen Magneten wird das Ventil dazu gebracht, seine Stellung zu ändern. Werden die beiden Magnete jedoch gleichzeitig bestromt, bleibt die Stellung des Ventils unverändert.

Das Gehäuse des Magnetventils ist der Hauptteil, in dem sich die Anschlüsse, die verschiedenen Öffnungen und die Sitze befinden. Sie bestehen in der Regel aus thermoplastischen Werkstoffen, können aber je nach den zu erzielenden Eigenschaften auch aus anderen metallischen Werkstoffen hergestellt werden.

Der feste Kern hat die Aufgabe, den Durchfluss abzusperren, und besteht aus rostfreiem Stahl, während der Phasenverschiebungsring aus Kupfer besteht und, sobald er über den festen Kern gestülpt ist, die starken Vibrationen im Falle einer Wechselstromversorgung verhindert.

Das Führungsrohr dient der Führung des beweglichen Kerns und besteht vollständig aus Nylon. Der bewegliche Kern schließlich gleitet in der Hülse, sobald er von der Spule in Bewegung gesetzt wird, und ist aus magnetischem Edelstahl gefertigt.

In den Fällen, in denen die Magnetventile mit einer speziellen Servosteuerung ausgestattet sind, wird die Membran zum Öffnen und Schließen der Hauptöffnung mithilfe eines Pilotmagneten verwendet, der die Anordnung steuert.

Die meisten Magnetventile sind nach dem Baukastensystem aufgebaut, d. h. sie bestehen aus austauschbaren Teilen. Die wichtigsten Teile sind:

• Das Ventilgehäuse: Es besteht aus den Eingangsanschlüssen, den Ventilsitzen und der Düse, die den Durchfluss steuert;
• Die Spule ist der Elektromagnet, der aus Kupferdrähten besteht und bei Belastung die Bewegung des Kolbens beeinflusst;
• Das Spulengehäuse: ist ein an einem Ende abgedichteter Nichteisenmetallzylinder, in dem sich der Kolben als Reaktion auf einen elektromagnetischen Impuls bewegt.

Diese Modularität ermöglicht eine einfache Wartung des Systems und den Austausch von Teilen (insbesondere von Spulen, die häufig ausfallen); weitere fortschrittliche Komponenten können beispielsweise verschiedene Klemmenanordnungen und DIN- (oder Schraub-) Stecker sein.

Magnetventile werden beim Betrieb von Motoren mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung verwendet. Sie werden von einem Steuergerät gesteuert, das in der Lage ist, sie in der Reihenfolge in der Zeit von einigen Millisekunden zu öffnen und zu schließen, damit der Kraftstoff zu den Zylindern fließt.

Magnetventile werden in allen Industriezweigen eingesetzt, z. B. in der Wasseraufbereitung, in der Heizungs- und Kältetechnik, bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, in der Medizintechnik, in der Lebensmittelindustrie, in der Textilindustrie und in anderen industriellen Prozessen.

Magnetventile werden auch häufig für die automatische Bewässerung eingesetzt. Sie sind unerlässlich für die Steuerung der Wassermenge, die durch die Rohre des gesamten Systems fließt. Sie werden mit einer Programmiereinheit kombiniert, die die Bewässerungszyklen nach Wunsch einstellen kann. Die Magnetventile kommen den Landwirten zu Hilfe, die bei der Bewässerung eines Feldes das Ein- und Ausschalten von Hand vornehmen mussten und bei schlechtem Wetter oder weit entfernten Steuerungen lange brauchten, um die Gießkannen abzuschalten.

Magnetventile sind ähnlich wie Wasserhähne, die den Durchfluss eines flüssigen oder gasförmigen Mediums regeln. Magnetventile werden hauptsächlich für hydraulische oder pneumatische Versorgungssysteme verwendet. Man findet sie in Bewässerungssystemen, Heizungen, Klimaanlagen, Geschirrspülern usw.

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