Hvordan virker en magnetventil? Spole, stempel, åbning og fejlfinding forklaret

De fleste magnetventiltilbagekald starter med et symptom snarere end en teori. En tur i køleren løber hele natten og når aldrig sit sætpunkt. En varmepumpe reverserer på det forkerte tidspunkt. En ismaskine oversvømmer fordamperen efter nedlukning. En tekniker trækker derefter spolen af, trykker på stemplet med en skruetrækker og konstaterer, at ventilen stadig bevæger sig frit med hånden. Når det sker, er fejlen elektrisk eller systemsiden, ikke mekanisk. At vide, hvad spolen, stemplet og åbningen hver især skal gøre, og i hvilken rækkefølge, gør et langt diagnostisk opkald til et kort.

Sådan fungerer en magnetventil: Det korte svar

En magnetventil er en elektrisk betjent afspærringsanordning. Strøm passerer gennem en kobbervikling, viklingen frembringer et magnetfelt, og det felt trækker et bevægeligt jernstempel mod en returfjeder. Stemplet bærer en tætning, der enten løfter sig væk fra en lille åbning kaldet åbningen for at tillade strømning, eller presser ned på den for at stoppe strømningen. Afbryd strømmen, og fjederen bringer tætningen tilbage til sin hvileposition. Hver anden del af ventilen eksisterer for at understøtte den enkelte bevægelse: føring af stemplet, tætning af væskebanen og føring af flowet gennem de korrekte porte.

Inde i ventilen: Tre samlinger, der gør arbejdet

En magnetventil ligner en krop med en lille cylinder boltet på toppen, men den opfører sig som tre separate enheder stablet sammen. Hver enkelt fejler på sin egen måde, og symptomet peger normalt på den skyldige forsamling.

Arbejdssekvensen, trin for trin

1. I hvile holder returfjederen tætningen mod åbningen. I en normalt lukket ventil betyder dette ingen flow, selv med fuldt ledningstryk siddende på indløbsporten. Dette er den sikre tilstand for de fleste køle- og brændstofanvendelser.
2. Regulatoren tilfører spænding til spoleterminalerne, normalt gennem et relæ, en termostat eller et afrimningskort.
3. Strøm gennem viklingen opbygger et magnetfelt inde i styrerøret inden for titusvis af millisekunder.
4. Den magnetiske kraft på stemplet stiger, indtil den overstiger fjederkraften plus væsketrykket, der holder tætningen lukket, og stemplet løftes.
5. Forseglingen bevæger sig væk fra åbningen. Væske eller gas passerer nu fra indløbsporten til udløbsporten, og strømningshastigheden indstilles af åbningsdiameteren og trykforskellen over ventilen.
6. Når strømmen fjernes, kollapser feltet, fjederen skubber stemplet ned igen, og tætningen lukker åbningen igen.

Hvorfor spolen bliver varm: Inrush, Holdestrøm og Duty Cycle

Med stemplet stadig siddende, har det magnetiske kredsløb et stort luftgab, så det har brug for et stærkt felt for at trække stemplet ind. Det er startfasen, og det trækker flere gange mærkestrømmen i en brøkdel af et sekund. Når først stemplet er trukket ind, lukkes luftspalten, og den samme holdekraft kan opretholdes med meget mindre strøm. En spole vurderet til 10 watt kan trække, hvad der svarer til 40 volt ampere i det øjeblik, den tændes. Dette forklarer en fejl, der forvirrer mange teknikere: en spole kan måle korrekt modstand og stadig overophedes, fordi et stempel, der aldrig sidder helt fast, holder ventilen fast i indløbstilstanden og tilbereder viklingen. Det forklarer også duty cycle ratings. En ventil, der skal forblive åben i timevis, har brug for en spole designet til kontinuerlig drift, mens nogle korte pulsdesigns kun er klassificeret til intermitterende brug.

Normalt lukket, normalt åbent og flervejsdesign

Normalt lukket

Flow er blokeret uden strøm. Dette er det almindelige valg til væskeledningsdrift, fordi et strømsvigt stopper flowet i stedet for at oversvømme den lave side af systemet.

Normalt åben

Flow passerer uden strøm og stopper, når spolen aktiveres. Disse ventiler bruges, hvor kølevand eller en udluftningsledning skal forblive åben, når styrekredsløbet er dødt.

Tovejs og trevejs

En tovejsventil har et indløb og et udløb og åbner eller lukker blot én vej. En trevejsventil har tre porte og kan omdirigere flow fra én port til en anden, hvilket passer til cylinderstyring, prøveskift og nogle varmgas-bypass-arrangementer. Portkonfigurationen har lige så stor betydning som spolespændingen, fordi en trevejsventil installeret som en tovejsventil vil lække i én position, uanset hvor godt den er tilsluttet.

Hvad afgør, om ventilen fungerer i dit kredsløb

• Åbningsstørrelse og flowkoefficient: En kropsstørrelse tilbydes normalt med flere åbningsdiametre, og flowet stiger stejlt med diameteren.
• Minimum trykforskel: Pilotbetjente ventiler har brug for en trykforskel over ventilen for at åbne. Under det tal forbliver de lukkede, selv med spolen aktiveret.
• Maksimal trykforskel: over det åbner ventilen muligvis ikke pålideligt eller lukker muligvis ikke mod strømmen.
• Strømningsretning: de fleste designs forsegler mod strømning, så en omvendt installation lækker forbi sædet, når det er lukket.
• Tætningsmateriale: kølemiddel-, olie- og glykolblandinger kræver hver sin elastomer, og en opsvulmet tætning trækker på styrerøret.
• Spolespænding, frekvens og driftscyklus: en 24 V DC-spole, en 110 V AC-spole og en 220 V AC-spole er ikke udskiftelige, og AC-versionerne afhænger af forsyningsfrekvensen.

Tilpasning af ventilen til jobbet i kølearbejde

Ved køling er magnetventilen normalt en væskeledningsmagnet. Ved en nedpumpningscyklus åbner termostaten ventilen ved en temperaturstigning, kompressoren trækker den lave side ned til nedpumpningsindstillingen, og en lavtrykskontakt stopper kompressoren. Hvis ventilen lækker forbi sit sæde, forbliver den lave side aldrig nede, kompressoren kører korte cyklusser, og maskinen kører hele natten på lavtrykskontrollen.

Direkte virkende ventiler passer til små systemer, hvor den tilgængelige trykforskel er lille, mens pilotbetjente ventiler håndterer større ledningsstørrelser, hvor en direkte virkende spole ville være for stor og for varm. Kølemiddelvalget er også vigtigt her: Et design, der fungerer godt på R134a, kan have brug for en anden åbning og tætningsforbindelse på R32 eller på CO2-systemer, der kører ved meget højere tryk.

EVR Type magnetventil til køle- og klimaanlæg Kompakt magnetventil i splitdesign med messinghus og blå spole, tilgængelig direkte eller servobetjent til væske-, suge- og varmgasledninger. Se produkt →

Ventilfamilier er normalt bygget op omkring det samme arbejdsprincip og skaleres derefter efter portstørrelse, åbning og forbindelsesstil, så en specifikation, der passer til en linjestørrelse, har ofte en direkte tilsvarende en størrelse op eller ned.

DSF kølemagnetventil til klimaanlæg og kølerum Kompakt magnetventil af messinghus med sort spole, designet til præcis regulering af kølemiddelflow i aircondition, kølerum og kommercielle kølekredsløb. Se produkt →

For alle, der ønsker et nærmere kig på en almindelig familie, der bruges på væskeledningspligt, er der en kort teknisk note om EVR-type magnetventiler der dækker byggeri og langsigtet drift.

Fejltilstande, du kan finde på få minutter

• Spolefejl: en åben vikling, en kortsluttet drejning eller et brændt isoleringslag. Mål modstand og sammenlign den med værdien stemplet på spolen.
• Fastsiddende stempel: korrosion, slam eller en opsvulmet tætning kiler stemplet fast i styrerøret, så ventilen brummer uden at flytte sig.
• Lækker sæde: En spån af kobber, lodning flux eller skæl passerer igennem og skærer tætningen, hvilket efterlader en permanent lækagebane.
• Is i åbningen: fugt i kredsløbet fryser ved begrænsningen og blokerer flow, indtil ventilen varmes op igen.
• Forkert spole til forsyningen: en AC-spole på en DC-forsyning eller den omvendte strømforsyning en gang og svigter kort efter.

Før du bestiller: En praktisk tjekliste

1. Notér linjestørrelsen, forbindelsestypen og strømningsretningen vist på den gamle krop.
2. Bemærk væsken, den normale arbejdstemperatur og den omgivende temperatur omkring spolen.
3. Bekræft spolespændingen, AC eller DC, og forsyningsfrekvensen for AC-spoler.
4. Beslut om kredsløbet har brug for en normalt lukket eller normalt åben funktion.
5. Tjek de minimale og maksimale trykforskelle, som systemet kan levere.
6. Tjek driftscyklussen, fordi en ventil, der holder åben i timevis, har brug for en kontinuerlig driftspole.

Bring disse seks numre til en leverandør, og valget bliver en kort samtale i stedet for en gætteleg. Større kataloger dækker samme grund mere detaljeret og en fuld produktbrochure er normalt den hurtigste måde at sammenligne kapaciteter på tværs af en rækkevidde.

FDF Type magnetventil til køle-, klima- og varmepumper Pilotbetjent magnetventil med integreret spole og ventilhus, brugt i kølerum, aircondition, affugtere og defrostere. Se produkt →

En magnetventil er en simpel maskine med et smalt sæt bevægelige dele, og netop derfor kan den diagnosticeres. Spolen omdanner strøm til bevægelse, stemplet ændrer bevægelse til en tilstandsændring, og forseglingen afgør, om flowet stopper. Når et system opfører sig forkert, tager det minutter at teste disse tre links i rækkefølge og fortæller dig, om problemet er ved ventilen, ved controlleren eller et sted længere nede i linjen.