Lär dig mer om magnetventiler

Maximalt differenstryck (max. P)

När en ventil är stängd, byggs trycket upp framför ventilen. Det är detta tryck som ventilen måste klara att öppna mot, det vill säga det är denna kraft som spolens effekt måste övervinna för att ventilen skall öppna, och ett flöde skall uppstå. Detta kallas för differenstryck, och varje ventil har alltid en angivelse för det maximala differenstryck den kan öppna mot. Differenstrycksprestanda är vanligtvis bättre för ventiler med AC-spole än med DC-spole, men varierar kraftigt mellan olika typer av ventiler. Differenstrycket är skillnaden mellan trycket framför ventilen och trycket bakom. I vissa applikationer kan det förekomma ett tryck bakom ventilen även om ventilen är stängd. Så länge differenstrycket inte överstiger det som anges i specifikationen, kan alltså ventilen öppna. Försiktighet bör iakttas i denna typ av applikationer, för om differens-trycket skulle överstiga det som anges, kan det innebära att ventilen ej kan öppna, och i AC-utföranden är det vanligt att spolen bränns sönder.

Minsta differenstryck (min. P)

När en ventil öppnar, kan tryckförhållandena förändras. När media strömmar genom ventilen, finns ett tryck efter ventilen (mottryck). Detta tryck kan variera beroende på applikation. till exempel vid fyllning av en tank har man ett litet mottryck, medan matning av vatten till en sprinklerdosa har ett stort mottryck. I en del fall har man samma tryck både före och efter ventilen. Inget flöde förekommer i dessa fall genom ventilen. Vissa ventiltyper kräver att det finns ett differenstryck över ventilen för att de skall kunna öppna fullt. Om differenstrycket uteblir resulterar det i funktionsstörningar. I specifikationerna för magnetventiler finns det alltid angivet vilket det minsta tillåtna differenstrycket är. Kontrollera alltid att tillräckligt differenstryck finns, välj annars en ventil som är oberoende av differenstryck, det vill säga ∆P=0. Vid beräkning av flöde genom ventilen måste man veta hur stort differenstrycket över ventilen är. Ju större differenstrycket är, desto större flöde kan man uppnå.

Maximalt tillåtet tryck

Det maximalt tillåtna trycket (ledningstrycket) är det högsta tryck som en ventil får utsättas för, i öppet eller stängt läge. Detta tryck är oftast högre än det maximala differenstrycket för ventilen. Det är dock viktigt att påpeka att om det maximala differenstrycket överskrids vid öppning eller stängning, kan ventilens innerdelar och spole skadas.

Sprängtryck

Alla ventiltyper är sprängtryckstestade för fem (5) gånger det angivna maximalt tillåtna trycket. Trycktestet är destruktivt, men försäkrar att ventilen inte splittras vid tryck som ligger långt över de angivna arbetstrycken. Vid tryck som överstiger sprängtrycket, kan ventilhuset splittras.

Inloppstryck

Inloppstrycket anges ofta i bar. Om man är osäker på trycket bör man mäta upp det med hjälp av en tryckmätare eller liknande instrument.

Utloppstryck

Utloppstrycket kan tas fram på samma sätt som inloppstrycket. Utloppstrycket är ofta låst till det maximalt tillåtna tryckfallet i systemet. Om man känner till inloppstrycket och differenstrycket över ventilen kan man givetvis beräkna utloppstrycket för ventilen.

Differenstryck (p)

I stora eller komplicerade system är det ofta önskvärt att hålla differenstrycket över varje ventil till ett minimum och ofta finns maximalt differenstryck väl definierat i kundens specifikation. För ventiler för vätska som öppnar mot atmosfärstryck gäller: differenstryck = inloppstryck. För ånga och gaser kan man bara använda 50 % av inloppstrycket som differenstryck vid beräkning med hjälp av formlerna i denna katalog. I alla andra sammanhang är differenstryck detsamma som skillnaden mellan inloppstryck och utloppstryck.

Anmärkning

Det kan vara svårt att förstå uttrycket ”minsta differenstryck”. De flesta magnetventiler (servostyrda) måste ha ett minsta differenstryck över sig för att fungera korrekt då de är konstruerade för att utnyttja detta i ett arrangemang av blödarhål och returtömningskanaler som gör att ventilen kan öppna respektive stänga. Minsta tillåtna differenstryck är stämplat på märkbrickan och måste respekteras för att erhålla pålitlig funktion. Om beräkningen ger ett differenstryck som är mindre än det som är angivet för ventilen är denna överdimensionerad. Om så är fallet skall man välja en ventil utformad för lägre differenstryck alternativt en mindre ventil med ett lägre Kv-värde.

Omgivningstemperatur

Normal omgivningstemperatur anses i våra specifikationer vara +20 °C.

Högsta omgivningstemperatur är den temperatur som en magnetventils spole kan arbeta kontinuerligt utan att överhettas, med högsta tillåtna mediatemperatur. Ofta klaras tillämpningar även i högre temperaturer, bland annat beroende på belastning av spolen. Möjlighet finns till modifiering av ventiler för omgivningstemperaturer upp till +80 °C, och även högre än detta. Lägsta omgivningstemperatur sätts oftast till -10 °C eller -20 °C, med förutsättningen att frusen vätska/vatten inte kan förekomma på ventilen.

Mediatemperatur

Högsta mediatemperatur är specificerad med förutsättningen om en omgivningtemperatur på +20 °C och 100 % RD (Relativ Driftstid). I standardprogrammet klaras mediatemperaturer upp till +185 °C. Vid frågor om mediatemperaturer, kontakta OEM Automatic AB, produktområde Tryck & Flöde.

Lägsta mediatemperatur är specificerad med förutsättningen om en omgivningtemperatur på +20 °C och 100 % RD (Relativ Driftstid). I standardprogrammet specificeras mediatemperaturer ner till -10 °C eller -20 °C, och i kryoprogrammet ner till -196 °C.

Viktigt att tänka på vid dimensionering av magnetventiler

Det är viktigt att dimensionera magnetventiler på rätt sätt, oönskade effekter kan uppstå både vid under- respektive överdimensionering. Dimensionering görs enklast med ASCO:s excel-baserade dimensioneringsprogram.

Underdimensionering kan resultera i:

• Ventilen släpper ej igenom önskat flöde
• Flytande medier övergår till gasform vid utloppsporten
• Reducering av utloppstrycket.
• Avsevärda tryckförluster i systemet

Överdimensionering kan resultera i:

• Onödiga kostnader p.g.a. överdimensionerad utrustning
• Oregelbundet flöde genom ventilen vilket kan vara svårt att kontrollera
• Förkortad livslängd på vissa ventiltyper p.g.a. slitage på inre delar orsakat av oscillation

Definition av Kv

Flödeskapaciteten för en ventil anges i Kv - en koefficient fastställd för varje ventil. Detta motsvarar flödet av vatten i liter per minut (l/min.) alternativt kubikmeter per timme (m³/h) vid ett differenstryck av 105 Pa (1 bar) över ventilen med genomloppet helt öppet. (Vattentemperaturen är i området +5 °C till +40 °C).

Kv = 

där:
Q = Det uppmätta flödet (l/min.)
ΔpKv = Det statiska differenstrycket av 105 Pa
Δp = Uppmätt differenstryck (Pa)
ρ = Vätskans densitet (kg/m³)
ρw = Densiteten för vatten (kg/m³) enligt IEC 534

Förutsättningar

Generellt behöver man känna till så mycket data som möjligt runt applikationen för att erhålla optimal funktion på ventilen. Följande data bör man ha svar på innan man dimensionerar ventilen:

Önskat flöde

Anges i kubikmeter/timme (m³/h) för vatten, för gaser anges det i normalkubikmeter/timme (Nm³/h). För ånga anges det i kilo/timme (kg/h).

Viskositet

Viskositet är en vätskas resistens mot att flöda, på grund av dess egen friktion. Viskositeten har stor inverkan på flödeskapaciteten hos en ventil. Flödet reduceras kraftigt när en högviskös vätska skall passera genom en ventil. Det finns två typer av viskositet:

Dynamisk viskositet; uttalas i Pa.s (Pascal-sekunder) eller Poises.
Kinematisk viskositet; vilket är ett förhållande mellan dynamisk viskositet och en vätskas densitet, samt är den typ av viskositet som avses i ventilspecifikationerna. Uttalas i denna katalog som centiStoke (mm²/s).

Oljeklasser

Både hydraul- och brännolja är klassade i olika viskositetsklasser, huvudsakligen som lätt- eller tjockolja. Nedan följer en beskrivning av de vanligaste oljeklasserna. Vid önskemål om översättning till andra enheter eller utförligare information kontakta OEM Automatic AB, produktområde Tryck & Flöde.

1. Lättolja - viskositet vid +20 °C begränsad upp till 65 cSt.
2. Brännolja grad 2 - viskositet vid +20 °C begränsad inom 3,5-8,5 cSt.
3. Brännolja grad 4 - viskositet vid +38 °C begränsad inom 9-26 cSt.
4. Brännolja grad 5 - viskositet vid +38 °C Lättolja begränsad inom 30-65 cSt Tjockolja begränsad inom 75-160 cSt.
5. Brännolja grad 6 - viskositet vid +50 °C begränsad inom 90-640 cSt.
   
   

Responstider

Med responstid avses den tid det tar från det att spolen aktiveras (deaktiveras) tills trycket efter ventilen stiger (sjunker) till en förutbestämd procentuell nivå av dess maximala värde, med ventilen ansluten till en krets med specifiserade flödesprestanda.
Responstider härrör sig främst till 4 faktorer:

• Typ av spänning (AC eller DC)
• Typ av vätska, tryck och viskositet
• Funktion på ventilen, direktverkande eller servo/ pilotstyrd
• Storlek och vikt på de rörliga delarna i ventilen

Ungefärliga responstider för ventiler med AC-spolar i luftapplikationer under normalförhållanden:

Små direktverkande ventiler 5-25 ms
Stora direktverkande ventiler 20-40 ms

För servo/pilotstyrda ventiler:
Små membranventiler 15-60 ms
Stora membranventiler 40-120 ms
Små kolvventiler 75-100 ms
Stora kolvventiler 100-1000 ms

Generella tidsangivelser med vätskemedia är:
Små direktverkande ventiler 20-30 % längre än ovan. Stora direktverkande, samt servo/pilotstyrda ventiler 50-150 % längre beroende
på storlek.

För ventiler med DC-spole är responstiderna ca. 60 % längre än ovan nämnda.

Tidsangivelser för varje ventil finns angivna i specifikationerna.

NBR (nitril/perbunan)

Standardblandning lämplig för petroliumoljor, luft, vatten, svaga syror, acetylen, fotogen, vätskeformiga petroliumgaser och terpentiner. Rekommenderas ej för högaromatisk bensin eller syror. NBR kallas vanligtvis nitrilgummi och är ASCO/JOUCOMATIC’s standardgummi för att uppnå bästa möjliga tätningsegenskaper både på sätestätningar och packningar (o-ringar, etc.) NBR passar utmärkt till de flesta luft-, vatten- och lättoljeapplikationer. Användbart temperaturområde för nitril är -20 °C till +90 °C.

FPM (fluorelastomer/viton)

Lämplig för temperaturer något högre än NBR. Utmärkt tålighet mot många petroliumoljor, bensin, kemtvättvätskor och jetbränsle. Ej lämplig för freoner. Viton utvecklades för användning med kolväten som jetbränsle, bensin etc. vilka vanligtvis orsakade skadlig svällning på NBR. Viton har ett stort temperaturområde liknande EPDM, men har fördelen att vara något tåligare mot ”torr värme”. Användbart temperaturområde för viton är -40 °C till +190 °C.

EPDM (etylenpropylen)

Etylenpropylen används i applikationer som ligger högre än nitril temperaturmässigt, såsom hantering av hetvatten och ånga. EPDM lämpar sig för en mängd olika baser och syror upp till medelhög koncentration men har den absoluta nackdelen att den ej kan användas tillsammans med petroliumbaserade vätskor eller media förorenat av detta (t.ex. oljesmord tryckluft). Användbart temperaturområde för etylenpropylen är -20 °C till +180 °C.

CR (neopren)

Används vanligtvis i kylapplikationer (Freon 22) som yttre tätning. Neopren används även i syrgasapplikationer. Lämplig för alkohol, svaga syror, vatten, luft, ammoniak, argongas och andra gaser. Användbart temperaturområde för neopren är -20 °C till +90 °C.

UR (uretan)

Används med vatten och luft vid normala omgivningstemperaturer, alkohol, icke aromatiska lösningar, eter, ätbara fetter och oljor samt hydrauloljor. Dess största fördel är stor styrka och utmärkt tålighet mot förslitning. Användbart temperaturområde för uretan är -30 °C till +40 °C.

VMQ (silikon)

Känd som den enda elastomer som, under vissa förutsättningar, kan användas både för höga och låga temperaturer, vilket är dess vanliga användningsområde. VMQ lämpar sig även för väteperoxid och vissa syror. Passar dock ej för ånga (kort livslängd på sätestätningar).

FMQ (fluorsilikon)

God tålighet mot värme och de flesta lösningsmedel. God karakteristik vid låga temperaturer. Fluorsilikon-blandningar klarar bensin bättre
än silikon.

HYP (hypalon) 

Används för att hantera starkt oxiderande vätskor, ätbara vätskor, många kemikalier etc. Rekommenderas ej för aromatiska eller klorinerade kolväten. Användbart temperaturområde för hypalon är -40 °C till +120 °C.

Anmärkning

Temperaturområden för olika gummimaterial har vissa begränsningar beroende på var de används i ventilkonstruktionen. Ett membran som stelnar vid låg temperatur påverkar självklart ventilens funktion medan en o-ringstätning i samma material fortfarande kan uppfylla sin tätande funktion vid samma låga temperatur. Generellt kan temperaturer ner till -20 °C accepteras för standardventiler medan man vid lägre temperaturer måste välja specialelastomerer såsom silikon eller lågtemperaturnitril. Dessa kan utöka det nedre temperaturområdet ner till ungefär -40 °C beroende på applikation. Den övre temperaturgränsen för elastomerer är generellt sett ca. +100 °C förutom för FPM, EPDM och VMQ, vilka i vissa applikationer kan användas upp till +190 °C. PTFE, vilket ej anses vara en elastomer, används ofta som packning eller sätestätning vid högre temperaturer. Detta unika kemikalieresistenta material kan användas för temperaturer från -270 °C till +250 °C.

CA (acetal)

Acetalplast (Celcon eller Delrin) och termoplaster är extremt styva utan att vara spröda. De ger stor elasticitet, styvhet och livslängd. De är lukt- och smaklösa, giftfria och resistenta mot de flesta lösningsmedel. Celcon anses ha något bättre värmestabilitet än Delrin.

PA (nylon)

En polyamidharts känd för att vara hållbar och även resistent mot många kemikalier. En värmebeständig variant av nylon används i ASCO/JOUCOMATICs magnetventiler.

PSU (polysulfon)

Känd som den mest värmeresistenta av termoplasterna. Den har utmärkt resistens mot oorganiska syror, alkaliska lösningar och alifatiska kolväten.

PTFE

PTFE är beständigt mot i princip alla förekommande medier. Dess breda temperaturområde gör den användbar som sätestätning i både kryoventiler (t.ex. flytande kväve) och i ångventiler. Rulon är en variant på PTFE som är utblandad för att få högre slitstyrka och mekanisk tålighet. Användbart temperaturområde för PTFE är -270 °C till +250 °C.

HYT (hytrel)

Ett starkt högflexibelt materiel (termoplast polyester). Används som membran i vissa ventiltyper.

PC (polykarbonat)

Bra i saltlösningar och vattenapplikationer. Rekommenderas ej för ickepolära lösningar. Känd för att ha stor slagtålighet och hög tålighet mot oorganiska syror och alifatiska kolväten.

PVC (polyvinyl klorid)

Känd för hög tålighet mot kemikalier men med något lägre temperaturområde än andra plaster. Utmärkt tålighet mot alkaliska lösningar, mineralsyror och många andra kemikalier som påverkar konventionella material.

PP (polypropylen)

En termoplast känd för att ha utmärkt tålighet mot oorganiska salter, mineralsyror och gaser. Den har god tålighet mot fotografiska lösningar och är en av få plaster som klarar ångsterilisering.

PE (polyetylen)

En familj plaster som spänner från låg smältpunkt till hög förbränningstemperatur, från flexibel till fast. Fastän något mjuk erbjuder de god elektrisk, kemisk och fuktbeständighet.

PPS (polyphenylensulfid)

Denna (ryton) harts har överlägsen kemisk resistens och påverkas inte av något känt media under +200 °C. Den har låg friktion, god slittålighet och hög elastisk styrka.

PEI (polyetermid)

Denna harts har god värmeavledningsförmåga. Den erbjuder bra kemisk tålighet mot ickeoxiderande syror och polära lösningar. Bör ej användas med alkaliska lösningar.

Al (aluminium)

Används i kortslutningsringen för speciella medier, som tätningsbricka etc. Gjutna aluminiumhus används ofta till gasventiler och är endast avsedda för ”vattenfria installationer”. Noteras bör att ventilhus gjutna i aluminium används framgångsrikt i bensin och oljeapplikationer.

Cu Zn (mässing)

Mässingen i ASCO/JOUCOMATICs magnetventiler består av 59 % koppar, 39 % zink och 2 % bly.

Cu Sn (brons)

Används i gjutna ventilhus (t.ex. snedsätesventiler).

Cu (koppar)

Förekommer främst i kortslutningsringen på växelspänningsventiler.

Ni Cr (inconel)

Används i fjädrar i högtemperaturapplikationer t.ex. för ångventiler.

Fe (järn)

Används i gjutjärnsventiler.

Pb (bly)

Används i vissa packningar.

Ni Cu (monel)

Används i plungerrör till medier som är aggressiva mot standard austenitiskt rostfritt stål.

Ni Fe (nickel järn)

Plungermaterial för media med låg temperatur (under -100 °C) speciellt för spolar med lång slaglängd.

Ag (silver)

Kortslutningsring i rostfria magnetventiler.

Fe Cr Ni (austenistiskt rostfritt stål)

Används i ventilhus, fjädrar, plungerrör, etc. Är även känt som 18-8 legering, d.v.s. 18 % krom, 8 % nickel.

Fe Cr Ni (316 rostfritt stål)

Har en annan blandning för att ge ökad korrosionsbeständighet.

Fe Cr (430F magnetiskt rostfritt stål)

Används i plungern och den fasta järnkärnan i toppen av plungerröret. Normal blandning 18 % krom, resten järn.

Installation

Kontrollera på märkplåten: rätt katalognummer, tryck, spänning, medium och varje annan specialinstruktion på eventuellt vidfästad märklapp.

Röranslutning

Anslut ventilen enligt markering på ventilhuset. Stryk tätningsmedel sparsamt och enbart på de utvändiga gängorna (det räcker att bestryka de 3-4 yttersta gängorna). Undvik att använda lim eller annat tätningsmaterial som kan tråda sig. Vid fastdragning av röret i ventilen får ventilen ej användas som hävarm. Verktyg använt på ventilhuset eller röranslutning anbringas så nära anslutningspunkten som möjligt.

Minsta differenstryck

Alla ventiler som måste ha ett minsta differenstryck, måste ha fullt dimensionerade tryck- och tömningsledningar utan strypning. Minsta differenstrycket är stämplat på märkbrickan och måste respekteras för att erhålla pålitlig funktion.
VIKTIGT! Som skydd för magnetventilen (alla ventiler i allmänhet), installera en sil eller ett filter lämpligt för det skydd som erfordras på inloppsidan så nära ventilen som möjligt. Periodisk rengöring erfordras och är beroende på driftbetingelserna.

Skötsel

VARNING! Bryt den elektriska spänningen och ledningstrycket till ventilen före utförande av reparation eller rengöring. För de allra flesta ventilerna är det ej nödvändigt att avlägsna ventilen från ledningsnätet före reparation. OBS! Bryt spänningen innan spolen lyfts av.

Rengöring

En periodisk rengöring av alla ventiler är önskvärd. Tiden mellan rengöringarna kommer att variera beroende på mediet och driften. Ryckig ventilfunktion, överdrivet läckage eller oljud samt utebliven funktion är exempel på fel som kan uppstå i samband med att ventilen ej rengjorts.

Förebyggande underhåll

Periodisk inspektion (beroende på medium och driftbetingelser) av inre ventildelar för fel och onormal förslitning rekommenderas. Gör rent alla delar noggrannt. Byt ut varje del som är försliten eller skadad.

Reservdelssatser

Reservdelssatser och spolar kan erhållas till ASCO-JOUCOMATICs membran- och kolvventiler. Se respektive ventildata.

Ventilens delar och benämningar