Semi-direct Gestuurd Magneetventiel

Magneetventielen worden veel gebruikt in diverse industrieën om de stroom van vloeistoffen en gassen te regelen. Een semi-direct werkend magneetventiel combineert kenmerken van zowel direct als indirect gestuurde magneetventielen; deze ventielen kunnen werken vanaf nul bar en kunnen grote debieten aan. In dit artikel worden de kenmerken, constructie, voor- en nadelen van semi-direct gestuurde magneetventielen en een vergelijking met de andere ventieltypen behandeld:

• Direct gestuurde magneetventielen
• Indirect gestuurd magneetventiel

Lees ons artikel over magneetventielen voor de opbouw, werking en toepassingen van magneetventielen.

Inhoudsopgave

• Opbouw en werking
• Voordelen:
• Nadelen:
• Vergelijking met andere typen magneetventielen
• Conclusie

Opbouw en werking

Een semi-direct werkend magneetventiel, ook bekend als een magneetventiel met geassisteerde lift, combineert de eigenschappen van direct en indirect gestuurde magneetventielen. Het ventiel gebruikt differentiële druk om te openen en te sluiten, maar in tegenstelling tot indirect gestuurde ventielen kan deze openen vanaf nul bar differentiële druk.

Bouwwijze

Een semi-direct werkende magneetklep bestaat uit twee kamers die van elkaar gescheiden zijn door een flexibel membraan (Afbeelding 2 met label E). Een klein gaatje in het membraan verbindt beide kamers, waardoor de druk in beide kamers gelijk is. De oppervlakte van het membraan in de bovenste kamer is groter dan de oppervlakte in de onderste kamer. Hierdoor wordt het membraan naar beneden tegen de klepzitting gedrukt, waardoor een betrouwbare afdichting ontstaat.

Werking

• Wanneer de spoel (Afbeelding 2 met het label F) bekrachtigd wordt, ontstaat er een magnetisch veld dat de ferromagnetische plunjer (Afbeelding 2 met het label C) naar het midden van de spoel trekt.
• De plunjer is via een veer verbonden met het membraan (Afbeelding 2 met label G) en dit verbonden geheel gaat omhoog, waardoor de klep opent.
• Bovendien wordt een kleine stuurpoort geopend die een verbinding tot stand brengt tussen de bovenste kamer en de uitlaat, waardoor de druk in de bovenste kamer daalt.
• Het resulterende drukverschil aan beide zijden van het membraan helpt het membraan op te lichten.
• Wanneer de elektromagneet wordt uitgeschakeld, gaat de plunjer omlaag, waardoor het membraan daalt en de stuurpoort wordt afgesloten. De druk in de bovenste kamer stijgt, en de klep sluit af. Zonder de veer zou de plunjer in de bekrachtigde positie blijven, en zou de klep niet goed kunnen functioneren.

Voordelen:

• Breed drukbereik: Semi-direct gestuurde magneetventielen zijn geschikt voor een breed scala van druktoepassingen, van lagedruk (nul of vacuüm) tot hogedruksystemen. Dit komt omdat deze kleppen gebruik maken van drukverschil om te werken in plaats van uitsluitend te vertrouwen op de kracht die door de magneetspoel wordt opgewekt.
• Laag stroomverbruik: De klepsteel wordt opengeduwd door de plunjer, maar op zijn plaats gehouden door de klepzitting. Dit ontwerp vereist minder energie om de klep te openen en te sluiten, aangezien de magnetische kracht alleen nodig is om de veerkracht te overwinnen om de klep te openen.
• Krachtige spoelen
  • In een semi-direct gestuurd magneetventiel genereert de krachtige spoel een sterk magnetisch veld dat de veerkracht overwint en de klep opent. Dankzij dit ontwerp kan de klep worden bediend met kortere stroompulsen, waardoor de opwarming van de spoel tot een minimum wordt beperkt en de levensduur van de klep wordt verlengd. Bovendien maakt de sterkere spoel van een semi-direct gestuurd magneetventiel hem beter bestand tegen spanningsschommelingen, zodat hij ook bij wisselende bedrijfsomstandigheden of wanneer de spanningsstabiliteit een punt van zorg is, constante prestaties levert.
  • Indirect gestuurde kleppen vertrouwen op de druk van de media om de klep te bedienen, waarbij de spoel alleen een kleine stuurklep opent die de media door de klep laat stromen. Dit ontwerp vereist minder energie om te werken, maar kan resulteren in een kortere levensduur door het lagere vermogen van de spoel en de slijtage veroorzaakt door de mediastroom.

Nadelen:

• Risico op verstopping: Semi-direct gestuurde magneetventielen hebben een kleine opening in het membraan, waardoor het ventiel verstopt kan raken als het werkmedium vuil bevat. Gebruik een schone vloeistof of een filter om verstopping te voorkomen. Aan de andere kant zijn direct gestuurde magneetventielen minder gevoelig voor verstopping wegens hun grotere opening en eenvoudiger constructie met minder bewegende delen. Grotere deeltjes of onzuiverheden in de vloeistof kunnen echter nog steeds de klepzitting of andere onderdelen beschadigen.

Vergelijking met andere typen magneetventielen

De keuze van het juiste type magneetventiel hangt af van de specifieke toepassingseisen, zoals het vloeistoftype, het debiet, de druk, de temperatuur en de omgevingsomstandigheden. Tabel 1 geeft een overzicht van de verschillende factoren die bij de keuze tussen magneetventieltypes in aanmerking moeten worden genomen.

Tabel 1: Vergelijking tussen direct gestuurde, indirect gestuurde en semi-direct gestuurde magneetventielen

Type magneetventiel	Druktolerantie	Drukverschil	Snelheid	Vermogen	Levensduur van de spoel	Stroomcapaciteit	Zuiverheid van de media	Kostprijs
Direct gestuurd	Geschikt voor lage druk, nuldruk en vacuüm	Geen vereist drukverschil	Snel	Hoog (5-20 W)	Minder	Laag, meestal een(Kv < 0,865)	Kan meer vloeistofresten verwerken dan indirecte of semi-directe, maar een filter wordt nog steeds aangeraden.	Lage initiële kosten voor systemen met laag debiet, kosten nemen toe naarmate het debiet toeneemt.
Indirect gestuurd	Toepassingen onder hoge druk.	Minimaal drukverschil van 0,5 bar (7,3 psi)	Langzaam	Laag (0,1-0,2W)	Medium:	Hoog, typisch een (Kv > 2,6)	Vuil kan het membraan verstoppen. Het gebruik van een zeef kan de tegendruk verhogen en de efficiëntie verminderen.	Economisch voor systemen met een groot debiet
Semidirect gestuurd	Geschikt voor zowel lage als hoge druk	Geen drukverschil nodig	Medium:	Laag	Hoog	Hoog, typisch een (Kv > 2,6)	Vuil kan het membraan verstoppen. Montage van een zeef vóór het magneetventiel kan verstopping voorkomen.	Economisch voor systemen met een groot debiet

Conclusie

Semi-direct gestuurde magneetventielen zijn ontworpen voor hogere debieten en drukverschillen dan direct werkende ventielen. Bovendien hebben zij doorgaans snellere reactietijden dan indirect gestuurde magneetventielen. Bijgevolg zijn zij een uitstekende keuze voor toepassingen waar een snelle reactietijd nodig is, of waar de klep moet werken vanaf nul bar.

Lees onze artikelen over magneetventielen voor luchtbevochtigers, vacuümventielen en magneetventielen voor water voor meer informatie over de specifieke toepassingen van magneetventielen.

FAQ

Wat is het verschil tussen een semi-direct en een direct gestuurd magneetventiel?

Direct gestuurde magneetventielen heffen de plunjer rechtstreeks op met behulp van magnetische kracht, terwijl semi-direct gestuurde magneetventielen een stuurventiel gebruiken om de vloeistofstroom naar de hoofdklep te regelen.