Lær deg mer om magnetventiler

Maksimalt differansetrykk (max. P)

Når en ventil er lukket, bygges trykket opp foran ventilen. Dette er trykket ventilen må klare å åpne mot, det vil si at det er denne kraften spolens effekt må overvinne for at ventilen skal åpne, og en strømning skal oppstå. Dette kalles for differansetrykk, og hver ventil har alltid en angivelse for det maksimale differansetrykket den kan åpne mot. Differansetrykkytelsen er vanligvis bedre for ventiler med AC-spoler enn med DC-spoler, men varierer sterkt mellom ulike typer av ventiler. Differansetrykket er forskjellen mellom trykket foran ventilen og trykket bak. I noen applikasjoner kan det forekomme et trykk bak ventilen selv om ventilen er lukket. Så lenge differansetrykket ikke overstiger det som er angitt i spesifikasjonen, kan altså ventilen åpne. Forsiktighet bør utvises i denne typen applikasjoner, for om differansetrykket skulle overstige det som er angitt, kan det medføre at ventilen ikke kan åpne, og i AC-utførelser er det vanlig at spolen brenner sammen.

Minste differansetrykk (min. P)

Når en ventil åpner, kan trykkforholdene endres. Når mediet strømmer gjennom ventilen, finnes det et trykk etter ventilen (mottrykk). Dette trykket kan variere avhengig av applikasjonen. For eksempel, ved fylling av en tank har man et lite mottrykk, mens mating av vann til en sprinklerdusj har et stort mottrykk. I noen tilfeller har man samme trykk både før og etter ventilen. Ingen strømning forekommer i disse tilfellene gjennom ventilen. Noen ventiltyper krever at det finnes et differansetrykk over ventilen for at de skal kunne åpne fullt. Om differansetrykket uteblir, resulterer det i funksjonsforstyrrelser. I spesifikasjonene for magnetventiler finnes det alltid angitt hvilket det minste tillatte differansetrykket er. Kontroller alltid at tilstrekkelig differansetrykk finnes, velg ellers en ventil som er uavhengig av differansetrykk, det vil si ∆P=0. Ved beregning av strømning gjennom ventilen må man vite hvor stort differansetrykket over ventilen er. Jo større differansetrykket er, desto større strømning kan man oppnå.

Maksimalt tillatt trykk

Det maksimalt tillatte trykket (ledningstrykket) er det høyeste trykket som en ventil kan utsettes for, i åpen eller lukket tilstand. Dette trykket er oftest høyere enn det maksimale differansetrykket for ventilen. Det er dog viktig å påpeke at om det maksimale differansetrykket overskrides ved åpning eller lukking, kan ventilens indre deler og spole skades.

Sprengtrykk:

Alle ventiler er testet med trykk som er fem (5) ganger det angitte maksimale tillatte trykket. Denne trykktesten er destruktiv, men den sikrer at ventilen ikke sprekker ved trykk som er betydelig høyere enn de angitte arbeidstrykkene. Hvis trykket overskrider sprengtrykket, kan ventilhuset sprekke.

Inngangstrykk:

Inngangstrykket angis vanligvis i bar. Hvis du er usikker på trykket, bør du måle det med en trykkmåler eller lignende instrument.

Utgangstrykk:

Utgangstrykket kan måles på samme måte som inngangstrykket. Ofte er utgangstrykket begrenset til det maksimale tillatte trykkfallet i systemet. Hvis du kjenner inngangstrykket og differansetrykket over ventilen, kan du beregne utgangstrykket for ventilen.

Differansetrykk (p):

I store eller komplekse systemer er det vanligvis ønskelig å holde differansetrykket over hver ventil så lavt som mulig. Ofte er det en tydelig definert maksimalt tillatt differansetrykk i henhold til kundens spesifikasjoner. For ventiler som åpner mot atmosfærisk trykk gjelder: differansetrykk = inngangstrykk. For damp og gasser kan du vanligvis bruke maksimalt 50 % av inngangstrykket som differansetrykk når du bruker formlene i denne katalogen. I andre sammenhenger er differansetrykket forskjellen mellom inngangstrykket og utgangstrykket.

Merknad:

Det kan være vanskelig å forstå begrepet "minste differansetrykk". De fleste magnetventiler (servostyrte) krever et minste differansetrykk over seg for å fungere riktig. De er konstruert med utløps- og returventiler som utnytter dette for å åpne og stenge ventilen. Det minste tillatte differansetrykket er stemplet på merkeplaten og må respekteres for å sikre pålitelig funksjon. Hvis beregningen viser et differansetrykk som er lavere enn det som er angitt for ventilen, er ventilen overdimensjonert. I så fall bør du velge en ventil som er beregnet for lavere differansetrykk eller en mindre ventil med en lavere Kv-verdi.

Omgivelsestemperatur

Normal omgivelsestemperatur i våre spesifikasjoner er ansatt til +20 °C.

Høyeste omgivelsestemperatur er den temperaturen en magnetventils spole kan operere kontinuerlig uten å overopphetes, med høyeste tillatte mediatemperatur. Ofte kan applikasjoner også håndteres ved høyere temperaturer, blant annet avhengig av belastningen på spolen. Det er mulig å modifisere ventiler for omgivelsestemperaturer opp til +80 °C, og enda høyere enn dette. Laveste omgivelsestemperatur er ofte satt til -10 °C eller -20 °C, med forutsetningen at frosset væske/vann ikke kan forekomme på ventilen.

Mediatemperatur

Høyeste mediatemperatur er spesifisert med forutsetningen om en omgivelsestemperatur på +20 °C og 100 % RD (Relativ Driftstid). I standardprogrammet håndteres mediatemperaturer opp til +185 °C. Ved spørsmål om mediatemperaturer, kontakt OEM Automatic AB, produktområde Trykk & Flyt.

Laveste mediatemperatur er spesifisert med forutsetningen om en omgivelsestemperatur på +20 °C og 100 % RD (Relativ Driftstid). I standardprogrammet spesifiseres mediatemperaturer ned til -10 °C eller -20 °C, og i kryoprogrammet ned til -196 °C. 

Viktig å tenke på ved dimensjonering av magnetventiler

Det er viktig å dimensjonere magnetventiler på riktig måte, uønskede effekter kan oppstå både ved under- og overdimesjonering. Dimensjonering gjøres enklest med ASCO:s excel-baserte dimensjoneringsprogram.

Underdimensjonering kan resultere i:

• Ventilen slipper ikke gjennom ønsket strømning
• Flytende medier går over til gassform ved utløpsporten
• Reduksjon av utløpstrykk
• Betydelige trykktap i systemet

Overdimensjonering kan resultere i:

• Unødvendige kostnader p.g.a. overdimesjonert utstyr
• Uregelmessig strømning gjennom ventilen som kan være vanskelig å kontrollere
• Forkortet levetid på visse ventiltyper p.g.a. slitasje på indre deler forårsaket av oscillasjon

Definisjon av Kv

Strømningskapasiteten for en ventil angis i Kv - en koeffisient fastsatt for hver ventil. Dette tilsvarer strømningen av vann i liter per minutt (l/min) alternativt kubikkmeter per time (m³/h) ved et differansetrykk på 105 Pa (1 bar) over ventilen med gjennomstrømmingen helt åpen. (Vanntemperaturen er i området +5 °C til +40 °C). 

Kv = 

der:
Q = Det målte strømningen (l/min)
ΔpKv = Det statiske differansetrykket på 105 Pa
Δp = Målt differansetrykk (Pa)
ρ = Væskens tetthet (kg/m³)
ρw = Tettheten for vann (kg/m³) ifølge IEC 534

Forutsetninger

Generelt trenger man å kjenne til så mye data som mulig rundt applikasjonen for å oppnå optimal funksjon på ventilen. Følgende data bør man ha svar på før man dimensjonerer ventilen:

Ønsket strømning

Angis i kubikkmeter/time (m³/h) for vann, for gasser angis det i normal kubikkmeter/time (Nm³/h). For damp angis det i kilo/time (kg/h).

Viskositet

Viskositet er en væskes motstand mot å strømme, på grunn av dens egen friksjon. Viskositeten har stor innvirkning på en ventil sin strømningskapasitet. Strømningen reduseres kraftig når en høyviskøs væske skal passere gjennom en ventil. Det finnes to typer av viskositet:

Dynamisk viskositet; uttrykkes i Pa.s (Pascal-sekunder) eller Poises.
Kinematisk viskositet; som er et forhold mellom dynamisk viskositet og en væskes tetthet, og er den typen viskositet som er ment i ventilspezifikasjoner. Uttrykkes i denne katalogen som centiStoke (mm²/s).

Oljeklasser

Både hydraul- og fyringsolje er klassifisert i ulike viskositetsklasser, hovedsakelig som lett- eller tungolje. Nedenfor følger en beskrivelse av de vanligste oljeklassene. Ved ønske om oversettelse til andre enheter eller mer detaljert informasjon, kontakt OEM Automatic AB, produktområde Trykk & Strøm.

1. Lettolje - viskositet ved +20 °C begrenset opp til 65 cSt.
2. Fyringsolje grad 2 - viskositet ved +20 °C begrenset innenfor 3,5-8,5 cSt.
3. Fyringsolje grad 4 - viskositet ved +38 °C begrenset innenfor 9-26 cSt.
4. Fyringsolje grad 5 - viskositet ved +38 °C Lettolje begrenset innenfor 30-65 cSt Tungolje begrenset innenfor 75-160 cSt.
5. Fyringsolje grad 6 - viskositet ved +50 °C begrenset innenfor 90-640 cSt.

Responstider

Med responstid menes den tiden det tar fra spolen aktiveres (deaktiveres) til trykket etter ventilen stiger (synker) til en forhåndsbestemt prosentvis nivå av dens maksimale verdi, med ventilen tilkoblet en krets med spesifiserte strømningsprestasjoner.
Responstider skyldes hovedsakelig 4 faktorer:

• Type spenning (AC eller DC)
• Type væske, trykk og viskositet
• Funksjon på ventilen, direktevirkende eller servo/pilotstyrt
• Størrelse og vekt på de bevegelige delene i ventilen

Omtrentlige responstider for ventiler med AC-spoler i luftapplikasjoner under normale forhold:

Små direktevirkende ventiler 5-25 ms
Store direktevirkende ventiler 20-40 ms

For servo/pilotstyrte ventiler:
Små membranventiler 15-60 ms
Store membranventiler 40-120 ms
Små stempelventiler 75-100 ms
Store stempelventiler 100-1000 ms

Generelle tidsangivelser med væskemedia er:
Små direktevirkende ventiler 20-30 % lengre enn ovenfor. Store direktevirkende, samt servo/pilotstyrte ventiler 50-150 % lengre avhengig
av størrelse.

For ventiler med DC-spoler er responstidene ca. 60 % lengre enn ovennevnte.

Tidsangivelser for hver ventil er angitt i spesifikasjonene.

NBR (nitril/perbunan)

Standardblanding egnet for petroleumsoljer, luft, vann, svake syrer, acetylen, fotogen, flytende petroleumsprodukter og terpentin. Anbefales ikke for høyaromatisk bensin eller syrer. NBR er vanligvis kjent som nitrilgummi og er ASCO/JOUCOMATICs standardgummi for å oppnå best mulige tetningsegenskaper både på setetetninger og pakninger (o-ringer, osv.). NBR passer utmerket for de fleste luft-, vann- og lett oljeapplikasjoner. Brukbar temperaturområde for nitril er -20 °C til +90 °C.

FPM (fluorelastomer/viton)

Egnet for temperaturer noe høyere enn NBR. Utmerket motstand mot mange petroleumsoljer, bensin, renserivæsker og jetbrensel. Ikke egnet for freoner. Viton ble utviklet for bruk med hydrokarboner som jetbrensel, bensin osv., som vanligvis forårsaket skadelig oppsvulming i NBR. Viton har et stort temperaturområde lik EPDM, men har fordelen av å være noe mer motstandsdyktig mot "tørr varme". Brukbar temperaturområde for viton er -40 °C til +190 °C.

EPDM (etylenpropylen)

Etylenpropylen brukes i applikasjoner som er høyere enn nitril temperaturmessig, slik som håndtering av varmt vann og damp. EPDM passer for en rekke ulike baser og syrer opp til middels høy konsentrasjon, men har den absolutte ulempen at den ikke kan brukes sammen med petroleumsbaserte væsker eller medier forurenset av dette (for eksempel oljesmurte trykklufter). Brukbar temperaturområde for etylenpropylen er -20 °C til +180 °C.

CR (neopren)

Vanligvis brukt i kjøleapplikasjoner (Freon 22) som ytre tetning. Neopren brukes også i oksygenapplikasjoner. Egnet for alkohol, svake syrer, vann, luft, ammoniakk, argongass og andre gasser. Brukbar temperaturområde for neopren er -20 °C til +90 °C.

UR (uretan)

Brukes med vann og luft ved normale omgivelsestemperaturer, alkohol, ikke-aromatiske løsninger, eter, spiselige fettstoffer og oljer, samt hydrauliske oljer. Dens største fordel er stor styrke og utmerket motstand mot slitasje. Brukbar temperaturområde for uretan er -30 °C til +40 °C.

VMQ (silikon)

Kjent som den eneste elastomeren som, under visse forhold, kan brukes både for høye og lave temperaturer, noe som er dens vanlige bruksområde. VMQ egner seg også for hydrogenperoksid og visse syrer. Passer dog ikke for damp (kort levetid på setetetninger).

FMQ (fluorsilikon)

God motstand mot varme og de fleste løsemidler. Gode egenskaper ved lave temperaturer. Fluorsilikonsammensetninger takler bensin bedre enn silikon.

HYP (hypalon)

Brukes for å håndtere sterkt oksiderende væsker, spiselige væsker, mange kjemikalier osv. Anbefales ikke for aromatiske eller klorerte hydrokarboner. Brukbar temperaturområde for hypalon er -40 °C til +120 °C.

Merknad

Temperaturområdene for ulike gummimaterialer har visse begrensninger avhengig av hvor de brukes i ventilkonstruksjonen. En membran som stivner ved lav temperatur påvirker naturligvis ventilens funksjon, mens en o-ringstetning i samme materiale fortsatt kan oppfylle sin tetningsfunksjon ved samme lave temperatur. Generelt kan temperaturer ned til -20 °C aksepteres for standardventiler, mens man ved lavere temperaturer må velge spesialelastomerer som silikon eller lavtemperaturnitril. Disse kan utvide det nedre temperaturområdet ned til omtrent -40 °C avhengig av applikasjonen. Den øvre temperaturgrensen for elastomerer er generelt sett ca. +100 °C, bortsett fra for FPM, EPDM og VMQ, som i noen applikasjoner kan brukes opp til +190 °C. PTFE, som ikke anses for å være en elastomer, brukes ofte som pakning eller setetetning ved høyere temperaturer. Dette unike kjemikalieresistente materialet kan brukes for temperaturer fra -270 °C til +250 °C.

CA (acetal)

Acetalplast (Celcon eller Delrin) og termoplaster er ekstremt stive uten å være skjøre. De gir stor elastisitet, stivhet og holdbarhet. De er luktfrie og smakløse, giftfrie og resistente mot de fleste løsemidler. Celcon anses å ha noe bedre varmestabilitet enn Delrin.

PA (nylon)

En polyamidharpiks kjent for å være holdbar og også resistent mot mange kjemikalier. En varmebestandig variant av nylon brukes i ASCO/JOUCOMATICs magnetventiler.

PSU (polysulfon)

Kjent som den mest varmeresistente av termoplastene. Den har utmerket resistens mot uorganiske syrer, alkaliske løsninger og alifatiske hydrokarboner.

PTFE

PTFE er motstandsdyktig mot nesten alle forekommende medier. Dens brede temperaturområde gjør den nyttig som setetetning i både kryoventiler (for eksempel flytende nitrogen) og i dampventiler. Rulon er en variant av PTFE som er blandet for å oppnå høyere slitestyrke og mekanisk motstandskraft. Brukbar temperaturområde for PTFE er -270 °C til +250 °C.

HYT (hytrel)

Et sterkt, høyfleksibelt materiale (termoplastisk polyester). Brukes som membran i visse ventiltyper.

PC (polykarbonat)

Bra i saltløsninger og vannapplikasjoner. Anbefales ikke for ikke-polare løsninger. Kjent for å ha stor slagfasthet og høy motstandskraft mot uorganiske syrer og alifatiske hydrokarboner.

PVC (polyvinylklorid)

Kjent for høy motstandsdyktighet mot kjemikalier, men med noe lavere temperaturområde enn andre plasttyper. Fremragende motstandsdyktighet mot alkaliske løsninger, mineralsyrer og mange andre kjemikalier som påvirker konvensjonelle materialer.

PP (polypropylen)

En termoplast kjent for å ha utmerket motstandsdyktighet mot uorganiske salter, mineralsyrer og gasser. Den har god motstandsdyktighet mot fotografiske løsninger og er en av få plasttyper som tåler dampsterilisering.

PE (polyetylen)

En familie av plast som spenner fra lav smeltepunkt til høy forbrenningstemperatur, fra fleksibel til stiv. Selv om de er noe myke, tilbyr de god elektrisk, kjemisk og fuktighetsmotstand.

PPS (polyfenylensulfid)

Denne (ryton) harpiksen har overlegen kjemisk resistens og påvirkes ikke av noe kjent medium under +200 °C. Den har lav friksjon, god slitestyrke og høy elastisk styrke.

PEI (polyeterimid)

Denne harpiksen har god varmeavledningsevne. Den tilbyr god kjemisk motstandsdyktighet mot ikke-oksiderende syrer og polare løsninger. Bør ikke brukes med alkaliske løsninger.

Al (aluminium)

Brukes i kortslutningsringer for spesielle medier, som tetningsvasker osv. Støpte aluminiumshus brukes ofte til gassventiler og er kun ment for "vannfrie installasjoner". Det bør merkes at ventilhus støpt i aluminium brukes suksessfullt i bensin- og oljeapplikasjoner.

Cu Zn (messing)

Messingen i ASCO/JOUCOMATICs magnetventiler består av 59 % kobber, 39 % sink og 2 % bly.

Cu Sn (bronse)

Brukes i støpte ventilhus (for eksempel skråseteventiler).

Cu (kobber)

Forekommer hovedsakelig i kortslutningsringen på vekselstrømventiler.

Ni Cr (inconel)

Brukes i fjærer i høytemperaturapplikasjoner, for eksempel for dampventiler.

Fe (jern)

Brukes i støpejernsventiler.

Pb (bly)

Brukes i visse pakninger.

Ni Cu (monel)

Brukes i plungerør for medier som er aggressive mot standard austenittisk rustfritt stål.

Ni Fe (nikkeljern)

Plungermateriale for medier med lav temperatur (under -100 °C), spesielt for spoler med lang slaglengde.

Ag (sølv)

Kortslutningsring i rustfrie magnetventiler.

Fe Cr Ni (austenittisk rustfritt stål)

Brukes i ventilhus, fjærer, plungerør, osv. Også kjent som 18-8-legering, det vil si 18 % krom, 8 % nikkel.

Fe Cr Ni (316 rustfritt stål)

Har en annen sammensetning for å gi økt korrosjonsbestandighet.

Fe Cr (430F magnetisk rustfritt stål)

Brukes i plungeren og den faste jernkjernen i toppen av plungerøret. Normal sammensetning er 18 % krom, resten jern.

Installasjon

Kontroller merkeplaten: riktig katalognummer, trykk, spenning, medium og eventuelle spesialinstruksjoner på tilhørende merkelapp.

Rørtilkobling

Koble ventilen i henhold til merkingen på ventilhuset. Påfør tetningsmiddel sparsomt og bare på de ytre gjengene (det er nok å påføre de 3-4 ytterste gjengene). Unngå å bruke lim eller annet tetningsmateriale som kan flise seg av. Når røret strammes i ventilen, skal ikke ventilen brukes som et spak. Verktøy brukt på ventilhuset eller rørtilkoblingen plasseres så nær tilkoblingspunktet som mulig.

Minste differansetrykk

Alle ventiler som krever et minimum av differansetrykk, må ha fullt dimensjonerte trykk- og tømmingsledninger uten innsnevring. Det minste differansetrykket er stemplet på merkeplaten og må respekteres for å oppnå pålitelig funksjon.
VIKTIG! Som beskyttelse for magnetventilen (alle ventiler generelt), installer en sil eller et filter egnet for den nødvendige beskyttelsen på innsiden så nær ventilen som mulig. Periodisk rengjøring kreves og avhenger av driftsbetingelsene.

Vedlikehold

ADVARSEL! Koble fra elektrisk spenning og ledningstrykk til ventilen før reparasjon eller rengjøring utføres. For de aller fleste ventiler er det ikke nødvendig å fjerne ventilen fra ledningsnettet før reparasjon. OBS! Koble fra spenningen før spolen løftes av.

Rengjøring

Periodisk rengjøring av alle ventiler er ønskelig. Tiden mellom rengjøringene vil variere avhengig av mediet og driftsforholdene. Rykkete ventilfunksjon, overdreven lekkasje eller støy, samt uteblitt funksjon er eksempler på feil som kan oppstå hvis ventilen ikke rengjøres.

Forebyggende vedlikehold

Periodisk inspeksjon (avhengig av medium og driftsforhold) av indre ventildeler for feil og unormal slitasje anbefales. Rengjør alle deler nøye. Bytt ut enhver del som er slitt eller skadet.

Reservedelsett

Reservedelsett og spoler kan fås for ASCO-JOUCOMATICs membran- og stempeventiler. Se respektive ventildata.

Ventilens deler og betegnelser