Magneetventiel selectiegids

Voordat er een type magneetventiel wordt gekozen, moet er voldoende informatie over de toepassing worden verzameld. Deze handleiding beschrijft de belangrijkste parameters voor magneetventielen. Bepaal welke relevant zijn voor uw toepassing en gebruik het filter in de webshop om de kleppen te vinden die aan uw eisen voldoen.

Belangrijke informatie

Dit zijn de belangrijkste richtlijnen bij het kiezen van een magneetventiel. Houd deze richtlijnen in gedachten voordat je een klep kiest.

• Magneetventielen zijn erg gevoelig voor vuil en werken alleen met schone vloeistoffen of lucht.
• Merk op dat indirect geregelde magneetventielen een permanent drukverschil van ongeveer 0,5 bar nodig hebben om goed te functioneren. Daarom kun je indirect gestuurde kleppen niet gebruiken in een gesloten circuit of systemen met een lage inlaatdruk. Direct en semi-direct gestuurde kleppen werken met een drukverschil vanaf 0 bar.
• Zorg ervoor dat het gebruikte medium en de temperatuur compatibel zijn met de materialen van de klep, zoals de behuizing en de afdichtingsmaterialen.
• Magneetventielen openen en sluiten snel (tussen ongeveer 10 en 1000 ms). Onjuist gebruik kan drukpieken in het systeem veroorzaken(waterslag).

Belangrijke parameters

Dit is een lijst met enkele belangrijke parameters waarmee je rekening moet houden bij het selecteren van een klep:

1. Werkingsprincipe
2. Circuitfunctie
3. Pijpdiameter en schroefdraadtype
4. Doorlaat, Kv-waarde en debiet
5. Medium (bepaalt de keuze van klepmaterialen)
6. Druk
7. Temperatuur
8. Responstijd
9. Spanning
10. IP-classificatie

Werkingsprincipe

Er zijn verschillende soorten magneetventielen, elk met een ander werkingsprincipe:

• Direct bediend (werkt vanaf 0 bar)
• Semi-direct gestuurd (werkt vanaf 0 bar)
• Indirect bediend (drukverschil vereist, normaal gesproken minstens 0,5 bar)

Het is belangrijk om het juiste werkingsprincipe te kiezen. Direct bediende kleppen werken vanaf 0 bar. In de klep zit een kleine opening die wordt afgesloten door een plunjer met een polymeer pakking. Als de elektromagneet elektrisch wordt bekrachtigd, wordt de plunjer door de elektromagnetische kracht opgetild en gaat de klep open. Dit principe wordt vaak gebruikt voor kleine kleppen en is geschikt voor kleine stroomsnelheden. Voor grotere debieten wordt een semi-direct of indirect gestuurde klep aanbevolen. Beide maken gebruik van de mediumdruk om de klep te openen en te sluiten. Semi-direct gestuurde kleppen werken vanaf 0 bar en hebben vaak een krachtigere spoel dan indirect gestuurde kleppen. Indirect gestuurde kleppen hebben een permanent drukverschil van ongeveer 0,5 bar nodig voor een goede werking. Het voordeel van indirect gestuurde kleppen is dat ze meestal grote stromen kunnen regelen met een relatief kleine spoel en daardoor minder energie verbruiken.

Controleer of er een permanent drukverschil over de klep is van minstens 0,5 bar. In dit geval kan worden gekozen voor een indirect gestuurde klep (een semi-direct gestuurde klep is in dit geval natuurlijk ook toegestaan). Als dit niet het geval is (lage inlaatdruk, gesloten circuit, ...), kies dan voor een (semi-)direct bediende magneetklep.

Voor een gedetailleerde uitleg van de werkingsprincipes kun je het artikel over magneetventieltypen lezen.

Circuitfunctie

De circuitfunctie drukt uit welke functie een klep heeft in het circuit. De belangrijkste circuitfuncties worden uitgelegd.

2/2-weg

2/2-weg betekent dat de klep twee poorten heeft (inlaat- en uitlaatpoort) en twee standen (open en gesloten). De meeste 2/2-wegkleppen zijn normaal gesloten (of NC). Dit betekent dat de klep gesloten is als hij niet van stroom wordt voorzien en opent zodra de spoel van stroom wordt voorzien. Een normaal open magneetventiel (NO) werkt op de tegenovergestelde manier: de klep is open als er geen spanning op staat en is gesloten als er elektrische spanning op de spoel staat. De meeste 2/2-wegkleppen kunnen slechts in één doorstroomrichting worden gebruikt. Dit wordt meestal aangegeven door een pijl op de behuizing.

Het rechter vierkant geeft de stroom aan in uitgeschakelde toestand en het linker vierkant in ingeschakelde toestand. Lees het artikel Klepsymbolen voor een uitgebreidere uitleg.

3/2-way

Een 3/2 wegklep heeft drie poorten en twee standen. De 3/2-weg magneetventielen worden meestal direct bediend en werken vanaf 0 bar. Ze hebben meestal kleine openingen, waardoor ze alleen geschikt zijn voor kleine stroomsnelheden. Als je een grotere opening nodig hebt, kun je een 3-weg elektrische kogelkraan overwegen. Er zijn verschillende opties voor de circuitfunctie, zoals normaal gesloten (A), normaal open (B), omleiden (C) en universeel (D). Deze functies kunnen worden gevisualiseerd aan de hand van de volgende diagrammen:

Pijpdiameter en schroefdraadtype

De poorten van magneetventielen hebben meestal binnendraad. Het type schroefdraad is in de meeste gevallen British Standard Pipe Parallel (BSPP), aangeduid met de letter G (bijvoorbeeld G1/4 inch). De draadmaat wordt aangegeven in inches. Houd er rekening mee dat deze maat niet hetzelfde is als de buisdiameter. De tabel hieronder toont enkele standaardmaten met de schroefdraadgegevens:

BSP-grootte (in)	schroefdraadsteek/inch	schroefdraadsteek mm	draaddiepte mm	buitendiameter mm	middellijn mm	inner diameter mm
1/8	28	0,907	0,581	9,728	9,147	8,566
1/4	19	1,337	0,856	13,157	12,301	11,445
3/8	19	1,337	0,856	16,662	15,806	14,950
1/2	14	1,814	1,162	20,955	19,793	18,631
3/4	14	1,814	1,162	26,441	25,279	24,177
1	11	2,309	1,479	33,249	31,770	30,291
1 1/4	11	2,309	1,479	41,910	40,431	38,952
1 1/2	11	2,309	1,479	47,803	46,324	44,845
2	11	2,309	1,479	59,614	58,135	56,656

Ons assortiment fittingen maakt het mogelijk om een magneetventiel aan te sluiten op vrijwel elk soort leidingsysteem:

Type pijp	Fitting	Voorbeeld
Gas van waterleiding	Knelfitting
	Indrukfitting
	Slangpilaar
PVC pipe	PVC fitting
Polyethyleen slang	Knelfitting
Adapters	Smeernippel
	Verloopnippel
	Adapter
	Lijmmof

Doorlaat, Kv-waarde en debiet

De stromingsweerstand van een magneetventiel is afhankelijk van de vorm van het ventiellichaam en de diameter van de opening van het ventiel. De opening is de diameter (mm) van het gat dat wordt afgesloten in de klep, zoals weergegeven in de onderstaande doorsnedetekening (A). Vaak geldt: hoe groter de pijpaansluitingen van de klep, hoe groter de opening.

De stromingsweerstand van de klep wordt uitgedrukt in de stromingscoëfficiënt Kv. Lees meer over Kv in ons Kv-calculatorartikel. Deze constante geeft de hoeveelheid water in^m3/uur aan die de klep passeert bij een druk van 1 bar bij 20°C. Hoe hoger de Kv-waarde, hoe hoger het debiet bij een bepaalde druk. De stroomsnelheid wordt berekend met de volgende formule:

Waar:

Q = debiet [^m3/uur]
Kv = doorstroomcoëfficiënt
dp = Verschildruk tussen inlaat en uitlaat [bar]
SG = soortelijk gewicht (water = 1)

Voorbeeld

Een magneetventiel met een Kv-waarde van 1,25 is aangesloten op een waterleiding met een druk van 2 bar. Na de magneetklep komt een leiding van 1 m met een vrije uitlaat en een verwaarloosbare drukval. Daarom wordt aangenomen dat de drukval over de klep 2 bar is. Het soortelijk gewicht van water is 1. Het debiet kan worden berekend:

Het debiet wordt gegeven in^m3/uur, maar kan eenvoudig worden omgezet naar liter per minuut: 1,77*1000/60= 29,5 l/min.

Voor andere gassen en vloeistoffen dan water moeten andere formules worden gebruikt om het debiet te berekenen. Lees voor de formules en meer uitleg het artikel over stroomprincipes.

Voor de meeste toepassingen is het belangrijk dat het magneetventiel de juiste grootte en debietcapaciteit heeft. De Kv-waarde is een goed selectiecriterium om een klep met de vereiste capaciteit te kiezen. Als je liever intuïtief de juiste maat voor de klep kiest, kun je de maat van de opening of pijpaansluiting als uitgangspunt nemen.

Medium (bepaalt de materiaalkeuze)

Magneetventielen worden gebruikt voor neutrale vloeistoffen en gassen. Dit kunnen bijvoorbeeld oliën, smeermiddelen, brandstoffen, water, lucht of stoom zijn. Bij het kiezen van een magneetventiel is het belangrijk dat de materialen compatibel zijn met het medium. Een messing behuizing is het meest gangbaar voor magneetventielen en is geschikt voor de meeste stoffen. De afdichtingsmaterialen, zoals FKM (Viton) en EPDM, hebben elk specifieke eigenschappen die ze geschikt maken voor verschillende toepassingen. Lees het artikel over chemische bestendigheid van materialen voor een volledige lijst van media met compatibele klepmaterialen.

Druk

De werkdruk van het systeem is belangrijk voor de keuze van een magneetventiel. Als de opgegeven maximumdruk wordt overschreden, kunnen gevaarlijke situaties ontstaan en kan de klep barsten of beschadigd raken. Houd er rekening mee dat de maximale druk meestal wordt geassocieerd met een type medium. Er kunnen dus verschillende waarden zijn voor gassen of vloeistoffen. Misschien nog belangrijker is het minimale drukverschil tussen de in- en uitlaat (zie het hoofdstuk Werkingsprincipe). Het minimale en maximale drukverschil wordt meestal uitgedrukt in bar.

Temperatuurbereik

Houd rekening met de specificatie van de minimum- en maximumtemperatuur bij het selecteren van het juiste magneetventiel. Het wordt afgeraden om waterkleppen onder 0°C te gebruiken vanwege het risico op bevriezing. Het artikel Chemische bestendigheid van materialen bevat informatie over de temperatuureigenschappen van klepmaterialen.

Responstijd

De responstijd van een magneetventiel wordt gedefinieerd als het interval tussen het moment van activering van het magneetventiel en het moment dat de druk is gedaald tot 10% of is gestegen tot 90% van de maximale testdruk. Als de maximale nominale werkdruk van een klep hoger is dan zes bar, dan wordt de responstijd gemeten bij zes bar. De responstijd is afhankelijk van de constructie van de klep, de eigenschappen van de spoel, de luchtdruk en de viscositeit van het medium. De responstijd van DC-ventielen is iets langzamer dan die van AC-ventielen. Direct werkende kleppen zijn over het algemeen sneller dan indirect werkende kleppen. Gangbare waarden voor direct bediende kleppen liggen tussen 5 en 50 ms. Voor indirect gestuurde kleppen variëren de reactietijden van 50 ms voor kleine versies tot 1500 ms voor grote versies. Voor sommige toepassingen is een korte reactietijd niet gewenst, bijvoorbeeld om waterslag te voorkomen. Snel sluitende kleppen kunnen drukgolven in het circuit veroorzaken, met schade aan leidingen of andere componenten tot gevolg. Als dit in jouw systeem gebeurt, kun je de installatietips lezen.

Spanning en spoel

Het doel van de spoel van het magneetventiel is om elektrische energie om te zetten in beweging. De spoel is gemaakt van koperdraad dat om een buis gewikkeld is. In de kern bevindt zich een plunjer van ferromagnetisch materiaal. Wanneer er een elektrische stroom door de spoel vloeit, wordt er een magnetisch veld gecreëerd. Het magnetische veld oefent een kracht uit op de plunjer zodat deze in beweging komt. Dit principe opent of sluit de klep.

De magneetspoelen zijn verkrijgbaar voor gelijkstroom (DC) en wisselstroom (AC) met verschillende spanningen. De keuze heeft invloed op de karakteristiek van de klep. De magneetventielen van JP Fluid Control zijn gestandaardiseerd, wat betekent dat de meeste spoeltypen gebruikt kunnen worden in combinatie met verschillende series magneetventielen.

Een veelgestelde vraag is of de polariteit belangrijk is voor een DC-spoel. In de meeste gevallen is er geen polariteit vereist voor DC-spoelen, alleen wanneer een timer of LED-connector wordt gebruikt, is polariteit belangrijk voor deze extra componenten.

Elektrische veiligheid is een voordeel van laagspanningsspoelen. Bij hogere spanningen is de stroom lager. AC-spoelen zijn iets krachtiger dan DC-spoelen van hetzelfde type, vanwege de inschakelingseigenschappen.

De meeste magneetventielen van JP Fluid Control worden geleverd met een DIN-connector. Hierdoor kan de spoel snel worden verwisseld en bovendien is de spoel goed beschermd tegen vocht.

IP-classificatie

De IP-classificatie (Ingress Protection), of IP-code, is een markering op elektrische apparaten die de mate van bescherming aangeeft tegen toegang tot gevaarlijke onderdelen en het binnendringen van water, stof en ook lichaamsdelen. De code is gedefinieerd in de internationale norm IEC 60529. De IP-waarde bestaat uit twee cijfers. Het eerste cijfer geeft de beschermingsgraad aan tegen toegang tot gevaarlijke delen en het binnendringen van voorwerpen. Het tweede cijfer geeft de mate van bescherming tegen vocht aan. Optioneel geeft een laatste cijfer de weerstand tegen contact met gevaarlijke componenten weer. De meeste magneetventielspoelen van JP Fluid Control hebben een IP-65 classificatie. De onderstaande tabel toont de betekenis van de eerste twee cijfers van de codering.

Eerste cijfer. Bescherming tegen toegang tot gevaarlijke onderdelen en het binnendringen van voorwerpen:

(1) - Geen bescherming
(2) - Voorwerpen > 50 mm
(3) - Voorwerpen > 12 mm
(4) - Voorwerpen > 2,5 mm
(5) - Voorwerpen > 1,0 mm
(6) - Stofbescherming
(7) - Stofdicht

Tweede cijfer. Beschermingsgraad tegen binnendringend water:

(1) - Geen bescherming
(2) - Druppelend water (verticaal)
(3) - Druppelend water (15° gekanteld)
(4) - Water sproeien
(5) - Spatten van water
(6) - Waterstralen
(7) - Krachtige waterstralen
(8) - Krachtige waterstralen onder hoge druk
(9) - Onderdompeling (tot 1m)