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Magnetventile werden zur Steuerung des Mediendurchflusses eingesetzt. Finden Sie heraus, was sie genau sind, aus welchen Komponenten sie bestehen und wie sie funktionieren.
Was ist ein Magnetventil?
Magnetventile werden auch als Solenoidventile bezeichnet Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Durchfluss von Medien wie Flüssigkeit oder Gas zu steuern. Dabei handelt es sich um einfache Ventile, deren Funktion durch den Stromfluss durch ihre Strukturen gesteuert wird. Sie lassen sich in zwei Haupttypen unterteilen: direkt wirkende Ventile und servogesteuerte Modelle. Es ist zu beachten, dass die Magnetventile unidirektional sind. Bei diesen Geräten fließt das Medium nur in eine bestimmte Richtung und kann nicht zurückfließen. Magnetventile sind in vielen Bereichen der Industrie, aber auch in Wohngebäuden zu finden. Finden Sie heraus, aus welchen Elementen sie bestehen.
Aus welchen Komponenten besteht die Magnetventilkonstruktion?
Die Konstruktion von Magnetventilen kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Es lohnt sich, diesen Aspekt bei der Auswahl für bestimmte Anwendungen zu berücksichtigen.
Die gebräuchlichsten Modelle bestehen aus Kunststoff, wie Teflon, Polypropylen oder Polyethylen. Solche Magnetventile werden typischerweise in Kontakt mit Chemikalien und aggressiven Flüssigkeiten eingesetzt.
Auch Ventile aus rostfreiem und säurebeständigem Stahl sind sehr beliebt. Sie zeichnen sich durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und ihre Eignung für Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen aus. Magnetventile aus Messing hingegen werden in Wasserinstallationen und auch bei nicht aggressiven Chemikalien eingesetzt. Es gibt auch Modelle aus Aluminium, die sich durch ihre einfache Montage und ihr geringes Gewicht auszeichnen.
Konstruktion von Magnetventilen
Magnetventile zeichnen sich durch ihren unkomplizierten Aufbau aus, der aus wenigen Schlüsselkomponenten besteht.
- Korpus – kann, wie oben erwähnt, aus verschiedenen Materialien bestehen. Dieser enthält die übrigen Ventilkomponenten. Es handelt sich um eine Art Gehäuse. Er ist mit Ausgangs- und Eingangsanschlüssen für das durch das Magnetventil fließende Medium ausgestattet.
- elektromagnetische Spule (Solenoid) – ist eine spiralförmige Röhre aus leitendem Draht. Wenn Strom durch den besagten Draht fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt, das für den Betrieb des gesamten Ventils entscheidend ist. Die Magnetspule kann je nach Art des Ventils unterschiedliche Eigenschaften und Abmessungen haben.
- Der Kern (Magnetkern) – ist das Element im Inneren einer elektromagnetischen Spule. Er besteht in der Regel aus ferromagnetischem Material. Wenn ein Magnetfeld erzeugt wird, wird der Kern in Bewegung gesetzt.
- Ventil (Membran) – dieses Element bewegt sich als Reaktion auf die Bewegung des Kerns. Es ist für das Öffnen und Schließen des Medienflusses verantwortlich.
Welche Arten von Magnetventilen gibt es?
Magnetventile gibt es in vielen Varianten. Abhängig von der Anzahl der Durchflusswege des Mediums durch die Geräte wird zwischen verschiedenen Modellen unterschieden: 2-Wege, 3-Wege und Mehrwege.
Magnetventile können auch unterschieden werden durch:
- Verwendetes Element zur Kontrolle des Flüssigkeitsdurchflusses. Die am häufigsten verwendeten sind: ein eingetauchter Kern, ein beweglicher Anker, eine Membran oder ein Kolben.
- Ruhestellung: normal geschlossene Ventile (NZ) – stromlos geschlossen. Im Ruhezustand blockieren sie den Fluss des Mediums. Die Spule öffnet sich bei Stromzufuhr. Normalerweise offene Ventile (NO) sind dagegen stromlos und lassen das Medium durch. Sie schließen sich, wenn der Strom eingeschaltet wird.
- Anzahl der Ruhestellungen: monostabile, bistabile (Impuls-) Ventile.
- Anzahl der möglichen Getriebeübersetzungen (2 oder 3).
- Anwendung: Spezielle Ventile sind für verschiedene Medien erhältlich: Luft, Wasser, Dampf, etc.
Einteilung der Magnetventile nach der Betriebsart
Die Hauptunterteilung der Magnetventile umfasst direktwirkende und servogesteuerte (Membran/indirektwirkende) Modelle.
Direktwirkende Magnetventile sind mit einer Dichtung auf dem Magnetkern ausgestattet. Das Öffnen oder Schließen des Magnetventils wird durch die Veränderung der Position des Kerns bewirkt. Diese Modelle sind für niedrige Durchflussraten geeignet. Sie zeichnen sich außerdem durch eine kurze Betriebszeit aus.
Indirekt wirkende Magnetventile nutzen eine Druckdifferenz, um eine Kraft zu erzeugen, die das Ventil öffnet und offen hält. Sie verfügen über einen großen Betriebsdruckbereich. Sie werden in Rohren mit großem Querschnitt eingesetzt, in denen die Druckkraft des Mediums hoch ist.
Wie funktioniert das Magnetventil?
Magnetventile funktionieren, indem sie ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das die Position des Kerns verändert und so den Durchfluss des Mediums schließt oder öffnet.
Wenn kein Strom durch die Magnetspule fließt, bewegt sich der Kern nicht. Er befindet sich im Zustand “normal geschlossen” (NZ). Wenn der Stromfluss aktiviert wird, entsteht ein elektromagnetisches Feld, von dem der Kern (bestehend aus ferromagnetischen Materialien) angezogen wird. Dadurch bewegt sich der Kern und gibt die Ventilöffnung frei, durch die das Medium fließt.
Wenn der Strom abgeschaltet wird, verschwindet das elektromagnetische Feld und der Kern kehrt in seine Ruhestellung zurück, während er die Ventilöffnung blockiert. Der Durchfluss des Mediums wird gehemmt.
Bei stromlos offenen Ventilen (NO) wird der oben beschriebene Prozess umgekehrt. In der Ruhestellung ist das Magnetventil geöffnet, während das erzeugte elektromagnetische Feld das Schließen des Ventils bewirkt und damit den Durchfluss des Mediums stoppt.
Wo werden Magnetventile eingesetzt?
Magnetventile werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt. Es handelt sich um vielseitige Geräte, die den Durchfluss einer Vielzahl von Substanzen steuern. Sie werden z. B. in der Industrie, in der Heizungstechnik, im Automobilbau, in der industriellen Automatisierung oder in der Pneumatik eingesetzt. Aufgrund der vielfältigen Bauweise dieser Geräte gibt es auch kleine Modelle, die in Elektronikprojekten eingesetzt werden. Sie werden von einem Computer oder Mikrocontroller gesteuert. Sie können z. B. zum Bau einer Lichtschranke verwendet werden.
Magnetventile können auch in hydraulische und pneumatische Ventile unterteilt werden. Letztere sind unter anderem sehr beliebt. in der Medizin-, Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, da sie sich durch einen sterilen Betrieb auszeichnen.
