Magneetventiel Selectie Gids

Voordat een keuze voor een type magneetventiel gemaakt kan worden moet er voldoende kennis van de toepassing zijn. In deze gids volgt een opsomming van belangrijke eigenschappen van magneetventielen. Bepaal welke relevant zijn voor uw toepassing. Als u onderzocht heeft wat de waardes van de verschillende parameters moeten zijn kunt u in de shop de resultaten filteren voor uw specifieke parameters.

Belangrijke informatie

Eerst volgen een paar belangrijke aanwijzingen voor magneetventielen. Zorg dat u hier rekening mee houdt alvorens een ventiel te kiezen.

• Magneetventielen zijn zeer gevoelig voor vuil en werken alleen met schone vloeistoffen of lucht.
• Let op dat indirect gestuurde magneetventielen een permanente voordruk nodig hebben van meestal 0.5 bar om te functioneren. In een gesloten systeem kunnen daarom geen indirect gestuurde ventielen toegepast worden. Directe en semi-directe gestuurde ventielen werken vanaf 0 bar drukverschil.
• Zorg dat het gebruikte medium en de temperatuur compatibel zijn met de materialen van het ventiel, zoals de behuizing en het membraan.
• Magneetventielen openen en sluiten snel (ordegrootte van enkele tientallen miliseconden). Verkeerd gebruik kan drukgolven in het systeem veroorzaken (waterslag).

Belangrijke parameters

Dit is een opsomming van enkele belangrijke eigenschappen:

1. Sturingsprincipe
2. Circuit Functie
3. Leiding diameter en draadtype
4. Doorlaat, Kv-waarde en debiet
5. Medium (bepaalt materiaalkeuze)
6. Druk
7. Temperatuur
8. Responstijd
9. Voltage
10. IP-rating

Sturingsprincipe

Er zijn meerdere typen magneetventielen met elk verschillende sturingsprincipes:

• Direct gestuurd (werkend vanaf 0 bar)
• Semi-direct gestuurd (werkend vanaf 0 bar)
• Indirect gestuurd (permanente voordruk nodig)

Het is belangrijk om het juiste sturingsprincipe te selecteren. Direct gestuurde ventielen werken vanaf 0 bar. In het ventiel zit een kleine doorlaat welke wordt afgedicht door een plunjer met een rubberen pakking. Zodra de solenoid (elektromagneet) elektrisch bekrachtigd wordt, wordt een plunjer omhoog getrokken en opent het ventiel. Dit principe wordt vaak toegepast bij kleine ventielen en is geschikt voor kleine debieten. Voor grotere debieten wordt een semi-direct of indirect gestuurd ventiel gebruikt. Beiden maken gebruik van de mediumdruk om het ventiel te openen of af te sluiten. Semi-direct gestuurde ventielen werken vanaf 0 bar en hebben vaak een krachtigere spoel dan indirect gestuurde ventielen. Indirect gestuurde ventielen hebben een permanente voordruk nodig van enkele tienden bar voor goede werking. Het voordeel van indirect gestuurde ventielen is dat ze vaak grote debieten kunnen regelen met slechts een kleine spoel en daarmee een beperkt energieverbruik hebben.

Controleer bij uw keuze of er een permanente drukverschil over het ventiel van tenminste 0.5 bar aanwezig is. In dit geval mag een indirect gestuurd ventiel gekozen worden. Als dit niet het geval is (lage voordruk, gesloten systeem, ..), kies dan een (semi-)direct werkend magneetventiel.

Voor een uitgebreide toelichting van de werkingsprincipes kunt u het artikel magneetventiel typen lezen.

Circuit functie

De circuit functie geeft aan welke functie een klep in het systeem heeft. Magneetventielshop.nl levert 2-weg en 3-weg ventielen:

2/2-weg

2/2 weg wil zeggen dat het ventiel twee poorten (in- en uitgang) en twee standen (open en gesloten) heeft. De meeste 2/2-weg magneetventielen zijn normaal gesloten (Normally Closed of NC). Dit betekent dat het ventiel stroomloos gesloten is en opent zodra de spoel elektrisch bekrachtigd wordt. Een normaal open magneetventiel (Normally Open, NO) is geopend in de uitgangspositie en sluit af zodra de spoel elektrisch bekrachtigd wordt. Normaal gesproken kunnen 2/2-weg magneetventielen slechts in één richting gebruikt worden. Dit is meestal aangegeven met een pijl op de behuizing.

Een normaal gesloten 2/2-weg magneetventiel (links), en een normaal open 2/2-weg magneetventiel (rechts)

Het rechter vierkant geeft de stroming aan in uitgangspositie, en het linkervierkant de bekrachtigde positie. Bekijk het artikel ventiel symbolen voor een toelichting.

3/2-weg

Een 3/2-weg ventiel heeft drie poorten en twee standen. De 3/2-weg magneetventielen zijn normaal gesproken direct gestuurd, en werken vanaf 0 bar. Er zijn verschillende mogelijkheden voor de circuit functie, zoals normaal gesloten (A), normaal open (B), schakelend (C) en universeel (D). Schematisch kunnen deze functies als volgt worden weergegeven:

Leiding diameter en draadtype

De in- en uitgangspoorten van magneetventielen hebben meestal binnendraad. Het type schroefdraad is in de meeste gevallen parallelle gasdraad. Deze schroefdraad is de meest gangbare standaard in leidingtechniek en wordt officieel BSP (British Standard Pipe) genoemd. De maat wordt gegeven in inches ("). Let op dat deze maat los staat van de pijpdiameter. In onderstaande tabel zijn enkele standaardmaten met de gegevens van de schroefdraad weergegeven:

Met behulp van de fittingen van magneetventielshop zijn de meeste leidingtypes probleemloos aan te sluiten op de magneetventielen:

Type leiding	Fitting	Voorbeeld
Gas of waterleiding	Puntstuk
Kunststofslang	Insteekkoppeling
	Slangtule
PVC buis	Puntstuk
Tyleenslang	Puntstuk
Verloopstukken	Borstnippel
	Reduceernippel
	Neusstuk
	Sok

Doorlaat, Kv-waarde en Debiet

De capaciteit van een magneetventiel is afhankelijk van de vorm van de ventielbehuizing en de interne doorlaat van het ventiel. De doorlaat is de diameter (mm) van het gat dat wordt afgesloten in het ventiel, zoals aangegeven in onderstaande doorsnedetekening (A). Vaak geldt dat hoe groter de leidingaansluitingen van het ventiel zijn, des te groter de doorlaat is.

De capaciteit van het ventiel wordt samengevat in de Kv-waarde. Deze constante geeft aan hoeveel water m³/uur (debiet) door de klep stroomt bij een verschildruk van 1 bar bij 20°C. Hoe hoger de Kv-waarde, hoe groter het debiet zal zijn bij een bepaalde druk. Het debiet wordt uitgerekend met de volgende formule:

Waarbij:

Q = Debiet [m³/uur]
Kv = Hydraulische factor
dp = Drukverschil tussen in en uitgang [bar]
SG = Relatieve Dichtheid (Water = 1)

Voorbeeld

Een magneetventiel met een Kv-waarde van 1.25 wordt aangesloten op een waterleiding met een voordruk van 2 bar. Na het magneetventiel zit een leiding van 1 meter met verwaarloosbare drukval en de leiding heeft een vrije uitgang. Aangenomen wordt dat de drukval over het ventiel ongeveer 2 bar is. De relatieve dichtheid van water is 1. Het debiet kan nu worden berekend:

Het debiet is gegeven in m³/uur, maar kan gemakkelijk worden omgerekend naar liter per minuut: 1.77*1000/60= 29.5 l/min.

Voor andere vloeistoffen dan water en gassen gelden andere formules om het debiet te berekenen. Voor de formules en een toelichting, bekijk het artikel stromingsprincipes.

Bij sommige toepassingen is het belangrijk dat het magneetventiel weinig weerstand heeft om de stroming minimaal te beperken. De Kv-waarde is een goede indicatie voor de weerstand van het ventiel. Als u liever op gevoel de juiste grootte voor het ventiel kiest, kunt u de doorlaat of de leidingaansluitmaat als uitgangspunt nemen.

Medium (bepaalt materiaalkeuze)

Magneetventielen worden gebruikt voor vloeistoffen en gassen. Dit kunnen bijvoorbeeld olies, vetten, brandstoffen, zuren, water of stoom zijn. Bij het selecteren van een magneetklep is het belangrijk dat de materialen compatibel zijn met het medium. De standaard magneetventielen van Tameson hebben een messing behuizing en zijn geschikt voor de meeste stoffen. De verschillende kunststof membranen zoals FKM (viton) en EPDM hebben elk eigenschappen die ze geschikt maken voor elk specifiek medium. Lees de sectie over magneetventiel materialen voor een compleet overzicht van welk materiaal geschikt is in combinatie met welk medium. Deze pagina bevat ook een handige zoekfunctie om snel uw gas of vloeistof op te zoeken.

Druk

De werkdruk van het medium is belangrijk voor de keuze van een magneetventiel. Als het gespecificeerde maximum drukverschil tussen de poorten wordt overschreden kan schade aan de klep ontstaan en kan er lek optreden. Let op dat de maximum druk meestal gekoppeld is aan een type medium. Zo kan voor gas een andere waarde gelden dan voor een vloeistof. Misschien nog belangrijker is het minimum drukverschil tussen de leidingen. Sommige kleppen (indirecte kleppen) hebben een minimum drukverschil nodig tussen in- en uitgaande poort om te werken. Zonder dit drukverschil is correcte werking niet gegarandeerd. Als er twijfel bestaat of het systeem hier altijd aan voldoet wordt afgeraden van dit type klep gebruik te maken. Wel mogelijk zijn directe en semi-directe kleppen. Lees de uitleg magneetventiel typen voor een complete uitleg van kleptypen en aansturingen. Het minimum en maximum drukverschil worden aangegeven in bar. Speciale hoge druk ventielen zijn beschikbaar.

Temperatuurbestandheid

Houdt bij het selecteren van de juiste klep rekening met de specificatie van de minimale en maximale temperatuur. Het is aan te raden om kleppen die waterdamp bevatten niet te gebruiken onder 0°C vanwege de kans op vastvriezen. Onder andere het afdichtingsmateriaal en behuizingsmateriaal moeten goed gekozen worden. Lees hierover meer in magneetventiel materialen. Let op dat verschillende factoren invloed kunnen hebben op de specifcatie, zoals bijvoorbeeld de omgevingstemperatuur, takttijd of de installatie omgeving.

Responstijd

De responstijd van een magneetventielklep is uitgedrukt in het tijdsverloop tussen het moment van het activeren van de solenoid totdat de druk is gevallen tot 10% of opgebouwd tot 90% van de maximale werkdruk. Als de maximale werkdruk hoger is dan zes bar, dan wordt de responstijd bepaald bij zes bar. De responstijd is afhankelijk van de constructie van het systeem, de spoel, de atmosferische druk en de visocsiteit van het medium. In het ontwerp van de klep wordt rekening gehouden met een minimale responstijd door volumes klein te houden. De responstijd van gelijkspanning kleppen is aanzienlijk langzamer dan van wisselspanning kleppen (tot 50%). Direct gestuurde kleppen zijn over het algemeen sneller dan indirecte kleppen. Normale waardes voor directe kleppen zijn tussen de 5 en 50 ms voor respectivelijk kleine en grote kleppen. Voor indirecte kleppen liggen de waardes tussen 15 ms voor kleine uitvoeringen tot ongeveer 150ms voor grote uitvoerigen. Soms is een korte responstijd echter niet gewenst, bijvoorbeeld om waterslag te voorkomen. Hierbij veroorzaakt het plotseling sluiten een drukgolf in het circuit wat schade aan leidingen of andere componenten kan veroorzaken. Als dit een rol speelt bij uw toepassing kunt u de installatietips raadplegen.

Voltage en spoel

Het doel van de spoel van de magneetklep is om elektrische energie in beweging om te zetten. De spoel is gemaakt uit koperdraad dat rond een buis gewikkeld is. In de kern bevindt zich de plunjer van ferromagnetisch materiaal. Wanneer een elektrische stroom door de spoel loopt wordt een magnetisch veld gecreëerd. Het magnetische veld oefent een kracht uit op de plunjer waardoor deze in beweging wordt gezet. Hiermee wordt de klep geopend of gesloten.

De solenoid spoelen zijn beschikbaar voor gelijkspanning (DC) en wisselspanning (AC) voor verschillende voltages. De keuze hiervan heeft effect op de karakteristiek van de klep. De magneetventielen van Tameson zijn gestandaardiseerd, dat wil zeggen dat de meeste spoelen gebruikt kunnen worden gebruikt in combinatie met een veelvoud aan magneetkleppen.

Een veelgestelde vraag is of de richting van de stroom door een DC spoel belangrijk is. De meeste spoelen hebben namelijk geen indicatie voor polariteit. Het antwoord is dat polariteit niet van belang is. De voeding kan dus in beide richtingen worden aangesloten.

Het voordeel van laag voltage is elektrische veiligheid. Bij een hoog voltage is de stroomsterkte lager en de efficientie iets hoger. Gemiddeld genomen zijn AC spoelen iets krachtiger dan DC spoelen van hetzelfde type.

De meeste kleppen worden aangeboden met een DIN connector. Alle afsluiters op Tameson.nl worden geleverd met een stekker. Dit maakt het mogelijk om de spoel snel uit te wisselen en bovendien is de spoel goed beschermd tegen vocht. Optioneel worden DIN connectors geleverd met een LED indicator.

IP-rating

De IP-rating (Ingress Protection) of in het Nederlands IP-codering, is een aanduiding op elektrische apparaten die de mate van beveiliging aangeeft tegen schade door gebruik in omgevingen met vloeistoffen en stof. De code is vastgelegd in internationale norm IEC 60529. De IP-rating bestaat uit twee cijfers. De eerste geeft de mate van bescherming aan tegen elektrische schok en binnendringen van voorwerpen. Het tweede cijfer geeft de beschermingsgraad tegen vocht aan. Eventueel geeft een laatste letter de bestendigheid tegen aanrakingen met gevaarlijke componenten aan. De meeste magneetklep spoelen bij Tameson.nl hebben een IP-65 rating. In onderstaande tabel zijn de betekenis van de eerste twee cijfers van de codering weergegeven.

Verdere informatie

Klik één van de onderstaande links voor meer informatie: