Wat Is Een Bistabiel Magneetventiel?

Magneetventielen zijn kritische componenten voor de regeling van vloeistofstromen. Conventionele magneetventielen gebruiken een elektrische stroom om een magnetische kracht op te wekken die de actuator beweegt en de plunjers en spoelen aandrijft die het openen en sluiten van de kleppen in werking stellen. Dit betekent dat een constante stroom elektriciteit nodig is om een standaard solenoïde te laten werken. Niet alle magneetventielen hebben echter een constante stroom elektriciteit nodig; een bistabiel magneetventiel maakt gebruik van een kleine permanente magneet die boven op de klep is aangebracht om te kunnen werken. Hierdoor hebben zij minder energie nodig om te werken dan standaard magneetventielen, wat leidt tot een energiebesparing door hun werking.

Inhoudsopgave

• Wat bistabiele magneetventielen doen
• Onderdelen en ontwerp van bistabiel magneetventiel
• Hoe bistabiele magneetventielen werken
• Soorten bistabiele magneetventielen
• Voordelen:
• Nadelen:
• Toepassingsvoorbeelden
• FAQs

Wat bistabiele magneetventielen doen

Als bistabiel magneetventiel maakt de deze gebruik van een elektrische stroom en een permanente magneet om kleppen te openen en open te houden. Hij werkt ongeveer hetzelfde als een standaard magneetventiel, maar is afhankelijk van de polariteit van de stroom om de kracht van de permanente magneet te verhogen of te verlagen. Sommige bistabiele magneetventielen gebruiken een veer of een andere belasting om de teruggaande kracht te leveren die de klep sluit.

Wanneer het bistabiel magneetventiel volledig open of gesloten is, verbruikt hij geen stroom; daarom is hij geschikt voor werking op batterijen en met beperkt stroomverbruik. Een bistabiel magneetventiel kan open blijven totdat een elektrische lading van de tegenovergestelde polariteit wordt toegepast. Hij sluit binnen milliseconden door het opheffen van de magnetische kracht die door de semi-permanente magneet wordt opgeslagen. De gebruikte kortstondige bekrachtigingspuls kan ook worden verhoogd of verlaagd om de openingssnelheid te beïnvloeden.

De slag van het magneetventiel kan geoptimaliseerd worden om de efficiëntie te verbeteren. Bistabiele magneetventielen zijn het doeltreffendst wanneer de wachttijd in de open stand langer is dan de bewegingstijd. In wezen moet de klep de volledig open/dicht-status gedurende lange tijd vasthouden.

Onderdelen en ontwerp van een bistabiel magneetventiel

Pulserende magneetventielen worden hoofdzakelijk bediend door de polariteit van de stroom om te keren. Dit gebeurt op twee manieren:

• 2-weg spoel ontwerp: Een 2-weg magneetventiel heeft één wikkeling en een andere draad van de elektrische bron van waaruit de polariteit van de stroom verandert.
• 3-weg spoel ontwerp: Een drieweg bistabiel magneetventiel is een driedraads magneetventiel met twee wikkelingen in tegengestelde richting.

De stroom wordt selectief op een van de spoelen gezet, zodat de stroom in één richting loopt. Het toepassen van stroom op de andere spoel van een drieweg bistabiel magneetventiel heeft het omgekeerde polariteitseffect. Het bistabiele magneetventiel kan zowel op gelijkstroom als op wisselstroom werken door ventielspoelen toe te voegen om wisselstroom in gelijkstroom om te schakelen.

Hoe bistabiele magneetventielen werken

Een standaard DC bistabiel magneetventiel bestaat uit een spoel, plunjer, en stop - gewoonlijk een magnetisch materiaal. Wanneer een elektrische stroom op de spoel wordt gezet, vormt deze een elektromagneet die de plunjer naar de aanslag trekt. Deze actie zet de plunjer in een open stand en maakt de doorstroming van vloeistoffen mogelijk.

Er moet een constante toevoer van elektriciteit naar de spoelen zijn om de klep in een open stand te houden. Het kost eerst meer energie om de plunjer omhoog te brengen en de klep te openen dan om hem in de open stand te houden.

Soorten bistabiele magneetventielen

Bistabiele magneetventielen worden ingedeeld naar hun magnetische eigenschappen. Er zijn twee hoofdtypen: Met permanente magneet en met restmagneet.

Permanente magneet bistabiel magneetventiel

Magneetkleppen met permanente vergrendeling maken gebruik van permanente magneten (Afbeelding 2 met label D). Deze magneten helpen de elektromagneten (Afbeelding 2 met label E) om de elektromagneet in de uitgeschoven aan- of uitstand te houden. De permanente magneet genereert een kleine magnetische flux om het anker (afbeelding 2 met het label A) naar de vaste pool (afbeelding 2 met het label F) aan te trekken wanneer er geen stroom wordt toegepast. De werking van deze permanente magneet kan gemoduleerd worden door de sterkte van de elektromagnetische flux van de spoel van de solenoïde te veranderen, hoofdzakelijk door de polariteit van de stroom te veranderen.

Het bistabiele magneetventiel kan aan- en uit-standen handhaven zonder noemenswaardig stroomverbruik. In sommige scenario's, bijvoorbeeld wanneer het anker niet wordt belast, kunnen de vasthoud- en de terugloopfunctie met een veer worden uitgevoerd (figuur 2, afbeelding C), waardoor het energieverbruik nog verder wordt beperkt. De polariteit en de grootte van de stroom beïnvloeden de grootte van de elektromagnetische flux en het effect ervan op de solenoïde. De magneet houdt het anker in permanent contact wanneer de stroom ophoudt, en het omkeren van de polariteit heft de flux op en brengt het anker terug in de uitgeschoven positie.

Restmagneet bistabiel magneetventiel

Restmagneet vergrendelingsschakelingen werken volgens het basisprincipe van de permanent-magneet vergrendelingsschakelingen, zij het met een paar ontwerpverschillen. Deze handhaaft nog steeds de verlengde aan- of uit-stand met nul stroom, maar zonder gebruik van permanente magneten. Er is geen warmteontwikkeling of elektrische ruis in de vergrendelde stand.

Residuele magneet solenoïden maken gebruik van het residuele magnetisme van de meeste DC-actuatoren, versterkt door speciale interne ontwerpkenmerken. Dit levert alle magnetische kracht die nodig is om beide posities vast te houden. Een bekrachtigingspuls met omgekeerde polariteit opent en sluit de klep. Het fundamentele verschil met permanentmagneet-solenoïden is dat u een restmagneet-solenoïde niet kunt vergrendelen als hij eenmaal ontgrendeld is, zoals bij een permanentmagneet-solenoïde. Iemand kan het alleen vergrendelen door toepassing van een elektrische stroom.

Voordelen:

De magnetische vergrendelingsmagneetventielen van vandaag kwalificeren na uitgebreide tests en specifieke industrie- en milieunormen. Maar dat doen andere soorten solenoïden ook. Hier is wat u kunt profiteren van het gebruik van bistabiele magneetventielen.

Magnetisch vergrendeld

Aangezien pulserende magneetventielen posities kunnen handhaven zonder dat er energie wordt toegevoerd, zijn zij minder gevoelig voor elektrische ruis. Zij bieden ook snelle reactietijden, aangezien er slechts een kortstondige impuls nodig is om de klep te openen of te sluiten. Dit zijn kritische attributen voor meet- of ijkscenario's.

Vermogensdissipatie

Bij het opwekken van elektromagnetische flux, krijgen solenoïdspoelen vaak te maken met warmteontwikkeling. Met permanente en restmagneten kunnen bistabiele solenoïden de warmteafvoer omzeilen. Dit maakt ze uitstekend geschikt voor temperatuurgevoelige toepassingen, b.v. fotochemische, chemische reagentia, of bloedproducten.

Laag stroomverbruik

De lage energiebehoefte van bistabiele solenoïden maakt ze ideaal voor afgelegen toepassingen waar de stroomvoorziening onregelmatig of beperkt is. Dit maakt ze ook zeer geschikt voor batterijgevoede opstellingen, waar controle over het gebruikte vermogen zonder de efficiëntie aan te tasten van cruciaal belang is voor het behoud van de levensduur van de batterij.

Compact formaat en veelzijdigheid

Vergrendelingsschakelingen zijn van nature kleiner dan standaardschakelingen omdat ze minder onderdelen hebben, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden verpakt voor verschillende toepassingen.

Nadelen:

Bistabiele magneetventielen zijn ongeschikt voor toepassingen waarbij zij als failsafe-inrichtingen/veiligheidsafsluiters moeten fungeren in gevallen zoals black-outs. Ze zouden nutteloos zijn, tenzij met behulp van complexe aandrijfcircuits met reserve-energie.

Toepassingsvoorbeelden

bistabiele magneetventielen werken universeel, en iedereen die zijn vloeistofstroom wil regelen, gebruikt ze op de een of andere manier. Typische gebruikssituaties zijn onder meer:

• Deursloten
• Industriële instrumentatie-uitrusting
• Door batterij bediende vloeistofstromingssystemen
• Airconditioningsystemen
• Industriële reinigingsapparatuur

FAQs

Wat is het doel van een bistabiele magneetventiel?

Een bistabiele magneetventiel is aanwezig in systemen die minimale supervisie of afstandsbediening vereisen, aangezien zij een ingestelde positie kunnen handhaven zonder de constante toepassing van stroom.

Hoe kunt u weten of uw magnetische vergrendelingsmagneetventiel defect is?

Problemen oplossen met een bistabiel magneetventiel als deze niet open of dicht gaat, gedeeltelijk open staat, een zoemend geluid maakt of een lek heeft. Raadpleeg de handleiding van de fabrikant voor meer details.

Welke factoren moet ik in overweging nemen alvorens een DC-bistabiel magneetventiel te gebruiken?

Bij de bediening van bistabiele magneetventielen is het van essentieel belang de juiste stroom toe te passen. Een lage stroomsterkte kan verhinderen dat de klep volledig opent of sluit, en het gebruik bij te hoge voltages zal extreme hitte produceren, hetgeen tot voortijdige slijtage zal leiden.