Elektromagnetisk solenoidventil: hvor bruges den + typer og arbejdsprincip

Udover almindelige manuelle ventiler kan man også i butikken finde en elektromagnetisk solenoidventil med automatisk funktion. Den gør det muligt ikke kun at styre strømmen af væsker og gasser i rørledninger på afstand, men også at automatisere denne proces.

Sådanne enheder adskiller sig ved deres indvendige konstruktion og formål. Funktionsprincippet er dog det samme for alle – åbning/lukning af ventilen sker ved hjælp af en elektromagnet.

I denne artikel ser vi på, hvad en sådan ventil er nødvendig til, og hvordan den fungerer. Vi vil også tale om de vigtigste varianter af solenoidventiler.

Hvad er en elektromagnetisk ventil nødvendig til?

Solenoidventiler er en kategori af moderne afspærringsarmatur til rørledninger med forskellige formål. I hjemmet anvendes sådanne elektroventiler i biler, specialkøretøjer, vandledninger, automatiske vandingssystemer og varmesystemer.

De bruges også bredt i industrien til at regulere strømmen og kontrollere transport af forskellige væsker og gasser.

Solenoidventilen tilhører strømafhængigt udstyr, da den kræver strømforsyning for at åbne eller lukke.

Indvendigt har den elektromagnetiske ventil til vand eller gas ingen sensorer. Den kan kun bruges til at regulere eller helt lukke for strømmen af arbejdsmediet. Hvis der er behov for automatisering af disse processer, skal der installeres eksterne måleinstrumenter, som ventilen så styres af.

For eksempel kan man bruge en controller og en vandlækagesensor i kombination, så solenoidventilen modtager den tilsvarende kommando fra controlleren i det øjeblik, en lækage opdages, og lukker rørledningen.

Blandt fordelene ved at bruge solenoidventiler er:

• hurtig regulering af strømmen af arbejdsmediet i rørledningen;
• universalitet og pålidelighed af enheden;
• lang levetid;
• små dimensioner og lav vægt;
• mangfoldighed af varianter af apparatet.

Ventilens aktivering sker bogstaveligt talt på brøkdele af et sekund efter, at signalet er givet. Den er designet til at arbejde med væsker under forskelligt tryk, fra 0 til 25 bar, og med varierende temperatur, fra -20 til +120 °C. I strømløs tilstand kan en sådan elektrisk ventil forblive enten i lukket eller åben position – alt efter apparatets modifikation.

Oftest i hjemmet anvendes den elektromagnetiske solenoideventil i vandforsyning og varmesystemer, hvor den bruges til fjernregulering af vandgennemstrømningen.

I vandledninger kan den automatisk lukke for vandtilførslen ved rørbrud. I varmesystemer bruges en sådan ventil som en anordning til regulering af varmebærers flow.

Her reducerer eller øger den selvstændigt strømmen af opvarmet væske fra kedlen til radiatorerne baseret på en ekstern temperatursensor.

Hvordan fungerer en ventil med solenoid?

En solenoidelektrisk ventil består af:

• et hus af stål, støbejern, messing eller polymer;
• en induktionsspole med kerne (solenoide);
• en arbejdslukningsmekanisme;
• en tætning;
• en dæmpningsfjeder.

Induktionsspolen af kobber inde i lukkeanordningen er placeret i et tæt hus, hvor vandet ikke har adgang. Lukning eller åbning af kanalen for arbejdsmediets strøm sker ved hjælp af en stang og membran, der bevæges af solenoide.

Tilslutning af strømforsyning til solenoideventilen sker via terminaler på toppen af apparatets hus ved siden af induktionsspolen.

I strømløs tilstand lukker ventilen helt for strømningskanalen eller holder den helt åben under påvirkning af fjederen. Derefter, når der tilføres spænding til spolen, forskydes kernen med stangen, hvilket resulterer i, at tværsnittet af denne strømning øges/mindskes.

Det generelle arbejdsprincip for den pågældende elektromagnetiske ventil er enkelt – stangens bevægelse sker ved elektromagnetisk induktion. Når der løber elektrisk strøm gennem spolen, påvirkes kernen i dens centrum af et elektromagnetisk felt, hvis styrke og retning afhænger af den påførte spænding i volt.

Som følge heraf forskydes lukkemekanismen og ventilens gennemstrømningsareal ændres.

Solenoideventilens spole kan, afhængigt af apparatets modifikation, arbejde med en spænding på 5–36 V jævnstrøm eller 220 V vekselstrøm.

Elektriske ventiler med lav styresspænding er designet til at fungere i rørledninger med lille diameter og lavt tryk i arbejdsmediet. Deres anvendelsesområde er ret begrænset.

Men sådanne ventiler er lettere at integrere i styresystemer på lavspændingshalvlederenheder og tilslutte til forskellige mikrocontrollere. I vandforsyninger og varmekredse i private hjem bruger man normalt netop dem.

Varianter af solenoidventiler

Der findes flere varianter af den pågældende enhed. Disse apparater klassificeres efter husets materiale, konstruktion og låsens position i strømløs tilstand, tætningstype og tilslutningsmetode til rør.

Hver af disse varianter er designet til at arbejde med et bestemt medium med hensyn til sammensætning, temperatur og tryk. Man skal vælge solenoidventilen omhyggeligt. Hvis man tager en enhed, der ikke opfylder kravene, vil den ikke holde længe.

Den første og vigtigste opdeling af elektromagnetiske ventiler er efter strømtype. De kan således arbejde med vekselstrøm eller jævnstrøm.

Efter tilslutningsmetode opdeles solenoidventiler i:

• flangeventiler;
• muffe;
• studs.

Og i størrelse kan de være fra 6 til 150 DN (fra 1/8 til 6 tommer). Der findes en variant til ethvert rørsystem.

Huset på de omtalte elektromagnetiske ventiler er lavet af:

• plast (forstærket PPA, PVC, nylon);
• rustfrit stål;
• messing;
• støbejern.

Hver af disse varianter har sine egne specifikationer for tryk og temperatur af arbejdsmediet. Disse tal skal nøje undersøges i enhedens datablad for ikke at tage fejl ved valget. For vandforsyning eller varme i et privat hjem vil enhver af ovennævnte varianter dog være tilstrækkelig.

Klassifikation #1 – efter indvendig opbygning

Ventiler opdeles efter styreelementets konstruktion i tre grupper:

1. Skydeventiler.
2. Membranventiler.
3. Stempelventiler.

Elektromagnetiske ventiler i husholdningsudførelse laves normalt med membran. Det er en billig og pålidelig variant, som uden problemer håndterer regulering af vandstrøm i husholdningsvarme- og vandforsyningssystemer.

Indvendige elementer – fjeder, plunscher og kerne, er næsten altid lavet af rustfrit stål, som er kendetegnet ved høj modstandsdygtighed over for temperatur- og trykvariationer i vand.

Hovedinddelingen af solenoidventiler sker efter lukkemekanismens position, når elektromagneten er strømløs.

Efter denne parameter opdeles solenoidventiler i:

• normalt lukkede, ventil lukket (NL);
• normalt åbne, ventil åben (NA);
• bistabile.

I det første tilfælde, så længe der ikke er påført spænding til solenoiden, er kernen på grund af fjederkraften sænket ned, og der er ingen vandstrøm. I det andet tilfælde, når enheden er strømløs, er kanalen tværtimod helt åben, og lukning sker først efter spænding påføres.

Den tredje variant – positionen kan være både åben og lukket.

Klassifikation #2 – efter funktionsprincip

Elektromagnetiske ventiler til vand på 220 V og andre spændinger findes funktionelt i følgende typer:

• envejs;
• tovejs;
• trevejs.

De første har kun én studs til tilslutning til rørledningen. Dette er sikkerhedsanordninger, designet til at udløse damp eller vand ved for højt tryk i rørene.

Tovejs solenoidventiler er de mest almindelige og efterspurgte. De har to studse – indløb og udløb, og installeres i et brud på rørledningen.

Trevejs enheder leveres med tre studse til tilslutning til rør. Disse varianter er designet til at omdirigere strømmen fra en rørledning til en anden.

Mest udbredt anvendes trevejsventiler i varmesystemer. Sådanne enheder gør det nemt at overføre varmebæreren fra et kredsløb til et andet for at blande arbejdsmediet.

Som følge heraf ændres vandtemperaturen i systemet, mens varmekilden fortsætter med at arbejde uden ændring af driftsform.

Elektromagnetiske ventiler findes også:

• direkte virkende;
• indirekte virkende.

I de første bevæges kerneren udelukkende af elektromagneten. I de andre – påvirkes dens bevægelse også af arbejdsmediets tryk.

Klassifikation #3 – efter materiale for tætning og membran

Inde i huset på den elektromagnetiske ventil er der en membran, der blokerer for vandstrømmen. Derudover er der en tætning mellem spolen og hoveddelen med studs. Begge disse elementer er lavet af elastiske polymermaterialer.

Oftest i husholdningselektromagnetiske ventiler til vand er tætninger og membraner lavet af EPDM, som er kendetegnet ved høj modstandsdygtighed over for salte og lave temperaturer.

Tætningen i elektroventiler kan være lavet af:

• FPM (FKM, VITON) – fluorelastomer;
• EPDM – ethylen-propylenelastomer;
• NBR – butadien-nitrilgummi.

Den første variant kendetegnes ved en høj maksimal temperatur for arbejdsmediet og modstandsdygtighed over for olier og benzin. Den anden – er billig og modstandsdygtig over for påvirkning af salte, baser og syrer opløst i vand. Den tredje – tåler kontakt med olieprodukter og bruges normalt i industri og biler.

Dette materiale påvirker ikke prisen på den elektromagnetiske ventil væsentligt. Dele af det er for små i størrelse. Valget af tætnings- og membrantype bør udelukkende baseres på arbejdsmediets egenskaber.

Termiske egenskaber for tætninger er vist i følgende tabel:

I alle tilfælde bør der dog lægges særlig vægt på fraværet af urenheder i vandet ved drift af elektroventilen.

Sand og rust i rørene vil før eller siden ødelægge enhver membran, uanset materialet. Det pågældende apparat må kun installeres, hvis der er et filter i rørledningen.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Oversigt over solenoidventilen:

Hvordan en 220 V direktevirkende elektroventil er opbygget og fungerer:

Typer af elektromagnetiske ventiler efter aktiveringsprincip:

En fjernstyret solenoidventil er ukompliceret og pålidelig i drift. Den er designet til flere titusinder af aktiveringer (fungerer pålideligt i 20-25 år) og kræver ingen specialiseret vedligeholdelse.

Sådan en enhed til vand koster mellem 200 og 400 kr, men den hjælper med at løse mange problemer. Samtidig er det ikke svært at montere den selv, man skal blot vælge den rigtige ventil baseret på specifikationer og materialer.

Ønsker du at tilføje nyttige oplysninger til ovenstående materiale eller påpege en uoverensstemmelse eller fejl? Eller ønsker du at give anbefalinger om valg af den optimale model af en solenoid elektroventil? Skriv venligst dine råd og bemærkninger i kommentarfeltet.

Hvis du har yderligere spørgsmål om artiklens emne, så stil dem til vores eksperter nedenfor under dette indlæg.