Solenoid Valf Seçimi

Hidrolik silindir veya pnömatik silindir gibi devre elemanlarının girişlerindeki akış hatlarına, akışın sağlanıp sağlanmayacağını kontrol eden solenoid valfler hakkında bilgi vermek istediğim kısmen kapsamlı bir yazıyla karşınızdayız. Bir solenoid valf seçimi yapmadan önce, uygulama hakkında yeterli bilgi toplanmalıdır. Bu yazımızda, solenoid valfler için temel parametreleri açıklamaya çalışacağız. Hangilerinin uygulamanızla alakalı olduğunu belirlemek ve kataloglardan doğru valfleri seçmek konusunda size yardımcı olacağına inanıyorum.

Önemli bilgiler

Aşağıda bahsedeceklerim, bir solenoid valf seçerken en önemli yönergelerdir. Bir valf seçmeden önce bu yönergeleri aklınızda bulundurun.

• Solenoid valfler kire karşı çok hassastır ve sadece temiz sıvılar veya hava ile çalışır.
• Dolaylı olarak kontrol edilen solenoid valflerin düzgün çalışması için yaklaşık 0,5 bar’lık kalıcı bir basınç farkı gerektirdiğini unutmayın . Bu nedenle kapalı devre veya düşük giriş basıncı olan sistemlerde dolaylı kumandalı vanalar kullanamazsınız. Direkt ve yarı direkt kumandalı vanalar 0 bar basınç farkı ile çalışır.
• Kullanılan ortam ve sıcaklığın vananın gövde ve conta malzemeleri gibi malzemeleri ile uyumlu olduğundan emin olunuz .
• Solenoid valfler hızlı açılır ve kapanır (yaklaşık 10 ile 1000 ms arasında). Yanlış kullanım sistemde geçici basınç dalgalanmalarına neden olabilir.

Önemli Parametreler

Bu, bir valf seçerken dikkate almanız gereken bazı temel parametreleri şu şekilde sayabiliriz:

1. Çalışma prensibi
2. Devre Fonksiyonu
3. Boru çapı ve diş tipi
4. Orifis, Kv değeri ve akış hızı
5. Ortam (valf malzemelerinin seçimini tanımlar)
6. Çalışma basıncı
7. Çalışma sıcaklığı
8. Tepki Süresi
9. Voltaj
10. IP derecelendirme

1- Çalışma prensibi

Her biri farklı çalışma prensiplerine sahip farklı solenoid valf türleri vardır:

• Doğrudan kumandalı (0 bar’dan çalışan)
• Yarı doğrudan kumandalı (0 bar’dan çalışan)
• Dolaylı çalıştırma (basınç farkı gereklidir, normalde en az 0,5 bar)

Doğru çalışma prensibini seçmek önemlidir. Doğrudan kumandalı vanalar 0 bar’dan itibaren çalışır. Valfte, polimer contalı bir pistonla kapatılan küçük bir delik vardır. Solenoid (elektromıknatıs) elektriksel olarak enerjilenirse, piston elektromanyetik kuvvet tarafından kaldırılır ve valf açılır. Bu prensip genellikle küçük vanalar için kullanılır ve küçük akış hızları için uygundur. Daha büyük akış hızları için yarı doğrudan veya dolaylı olarak çalıştırılan bir vana önerilir. Her ikisi de valfi açmak ve kapatmak için orta basınçtan yararlanır. Yarı doğrudan kumandalı vanalar, 0 bar’dan çalışır ve genellikle dolaylı kumandalı vanalardan daha güçlü bir bobine sahiptir. Dolaylı olarak çalıştırılan vanaların düzgün çalışması için yaklaşık 0,5 bar’lık kalıcı bir basınç farkı gerekir. Dolaylı olarak çalıştırılan vanaların avantajı, genellikle nispeten küçük bir bobin ile büyük akışları kontrol edebilmeleri ve böylece daha az enerji tüketimine sahip olmalarıdır.

Valf üzerinde en az 0,5 bar’lık kalıcı bir basınç farkı olup olmadığını kontrol edin. Bu durumda, dolaylı olarak çalıştırılan bir vana seçilebilir (bu durumda elbette yarı doğrudan bir vanaya da izin verilir). Durum böyle değilse (düşük giriş basıncı, kapalı devre, ..), (yarı) doğrudan çalışan bir solenoid valf seçin.

2- Devre fonksiyonu

Devre fonksiyonu, bir valfin devrede hangi fonksiyona sahip olduğunu ifade eder. En önemli devre fonksiyonları açıklanacaktır.

2/2 yönlü

2/2 yol, valfin iki ağzı (giriş ve çıkış ağzı) ve iki konumu (açık ve kapalı) olduğu anlamına gelir. 2/2 yollu vanaların çoğu normalde kapalıdır (veya NC). Bu, valfin enerji verilmediğinde kapalı olduğu ve bobine elektriksel olarak enerji verildiği anda açıldığı anlamına gelir. Normalde açık bir solenoid valf (NO) tam tersi şekilde çalışır: valfin enerjisi kesildiğinde açılır ve bobine elektrik verildiğinde kapanır. Çoğu 2/2 yollu vana, yalnızca bir akış yönünde kullanılabilir. Bu genellikle muhafaza üzerinde bir ok ile gösterilir.

Sağdaki kare, enerjisiz konumdaki akışı ve soldaki kare, enerjili konumu gösterir.

3/2 yönlü

3/2 yollu bir valfin üç ağzı ve iki konumu vardır. 3/2 yollu solenoid valfler genellikle doğrudan çalıştırılır ve 0 bar’dan itibaren çalışır. Genellikle küçük deliklere sahiptirler, bu da onları yalnızca küçük akış hızları için uygun hale getirir. Daha büyük bir deliğe ihtiyacınız varsa, 3 yollu bir elektrikli küresel vana düşünebilirsiniz. Devre fonksiyonu için normalde kapalı (A), normalde açık (B), yön değiştirme (C) ve evrensel (D) gibi çeşitli seçenekler vardır. Bu fonksiyonlar aşağıdaki diyagramlarla görselleştirilebilir:

3- Boru çapı ve diş tipi

Solenoid valflerin portları genellikle dişi tipte dişe sahiptir. Diş tipi çoğu durumda İngiliz Standardı Paralel Borudur (BSPP), G harfi ile gösterilir (örneğin G1/4 inç). İplik boyutu inç olarak verilir. Lütfen bu boyutun boru çapıyla aynı olmadığını unutmayın. Aşağıdaki tablo, diş verileriyle birlikte bazı standart boyutları göstermektedir:

das

4- Orifis, Kv değeri ve akış hızı

Bir solenoid valfin akış direnci, valf gövdesinin şekline ve valf ağzının çapına bağlıdır. Orifis, aşağıdaki kesit çiziminde (A) gösterildiği gibi vanada kapatılacak deliğin çapıdır (mm). Çoğu zaman bu geçerlidir: vananın boru bağlantıları ne kadar büyükse, orifis de o kadar büyüktür.

Valfin akış direnci, akış katsayısı Kv olarak ifade edilir. Bu sabit , 20°C’de 1 bar basınçta vanadan geçen su miktarını m³ /saat cinsinden gösterir ^. Kv değeri ne kadar yüksek olursa, belirli bir basınçta akış hızı o kadar yüksek olur. Akış hızı aşağıdaki formülle hesaplanır:

Q = Akış hızı [m ³ /saat]
Kv = Akış katsayısı
dp = Giriş ve çıkış arasındaki fark basınç [bar]
SG = Özgül Ağırlık (Su = 1)

Su dışındaki gazlar ve sıvılar için akış hızının hesaplanmasında başka formüller kullanılmalıdır. 

Çoğu uygulama için solenoid valfin doğru boyuta ve akış kapasitesine sahip olması önemlidir. Kv değeri, gerekli kapasiteye sahip bir vana seçmek için iyi bir seçim kriteridir. Vana için doğru boyutu sezgisel olarak seçmeyi tercih ederseniz, başlangıç ​​noktası olarak orifis veya boru bağlantı boyutunu kullanabilirsiniz.

5- Ortam (malzeme seçimini belirler)

Nötr sıvılar ve gazlar için solenoid valfler kullanılır. Bunlar örneğin yağlar, yağlayıcılar, yakıtlar, su, hava veya buhar olabilir. Selenoid valf seçerken kullanılan malzemelerin ortam ile uyumlu olması önemlidir. Pirinç gövde, solenoid valf için en yaygın olanıdır ve çoğu madde için uygundur. FKM (Viton) ve EPDM gibi conta malzemelerinin her biri, onları farklı uygulamalar için uygun kılan belirli özelliklere sahiptir. 

6- Çalışma Basıncı

Solenoid valf seçimi için sistemin çalışma basıncı önemlidir. Belirtilen maksimum basınç aşılırsa tehlikeli durumlar ortaya çıkabilir ve valf patlayabilir veya hasar görebilir. Lütfen maksimum basıncın genellikle bir ortam türü ile ilişkili olduğunu unutmayın. Dolayısıyla gazlar veya sıvılar için farklı değerler olabilir. Belki daha da önemlisi, giriş ve çıkış arasındaki minimum basınç farkıdır (Çalışma Prensibi bölümüne bakın). Minimum ve maksimum basınç farkı genellikle bar olarak ifade edilir.

7- Çalışma Sıcaklığı

Uygun solenoid valfi seçerken minimum ve maksimum sıcaklık özelliklerini göz önünde bulundurun. Donma riskinden dolayı 0°C’nin altındaki su vanalarının kullanılmaması tavsiye edilir.

8- Tepki Süresi

Bir solenoid valfın tepki süresi, solenoidin etkinleştirildiği an ile basıncın maksimum test basıncının %10’una düşmesine veya %90’ına yükselmesine kadar geçen süre olarak tanımlanır. Bir vananın maksimum nominal çalışma basıncı altı bardan yüksekse, tepki süresi altı barda ölçülecektir. Tepki süresi valfin yapısına, bobin özelliklerine, atmosfer basıncına ve ortamın viskozitesine bağlıdır. DC vanaların tepki süresi, AC vanalardan biraz daha yavaştır. Doğrudan çalıştırma valfleri genellikle dolaylı valflerden daha hızlıdır. Doğrudan kumandalı vanalar için ortak değerler 5 ile 50 ms arasındadır. Dolaylı kumandalı vanalar için tepki süreleri küçük versiyonlar için 50 ms’den büyük versiyonlar için 1500 ms’ye kadar değişir. Bazı uygulamalar için kısa yanıt süresi istenmez. (Örneğin su darbesinden kaçınmak için.) Hızlı kapanan valfler, devrede basınç dalgalarına neden olabilir ve bunun sonucunda borulara veya diğer bileşenlere zarar verebilir.

9- Gerilim ve bobin

Solenoid valfin bobininin amacı, elektrik enerjisini harekete dönüştürmektir. Bobin, bir borunun etrafına sarılmış bakır telden yapılmıştır. Çekirdekte ferromanyetik malzemeden bir piston bulunur. Bobinden bir elektrik akımı geçtiğinde, bir manyetik alan oluşur. Manyetik alan, pistonu harekete geçirecek şekilde bir kuvvet uygular. Bu prensip vanayı açar veya kapatır.

Solenoid bobinler, farklı voltajlarda doğru akım (DC) ve alternatif akım (AC) için mevcuttur. Seçim,  valfin karakteristiği üzerinde bir etkiye sahiptir. 

Sıkça sorulan bir soru, bir DC bobini için polaritenin önemli olup olmadığıdır. Çoğu durumda DC bobinleri için gerekli polarite yoktur, yalnızca bir zamanlayıcı veya LED konnektörü kullanıldığında, bu ek bileşenler için polarite önemlidir.

Elektrik güvenliği, alçak gerilim bobinlerinin bir avantajıdır. Daha yüksek voltajlarda akım daha düşüktür. AC bobinleri, ani özelliklerinden dolayı aynı tipteki DC bobinlerden biraz daha güçlüdür.

10- IP derecelendirme

IP derecelendirmesi (Giriş Koruması) veya IP Kodu, tehlikeli parçalara erişime ve su, toz ve ayrıca vücut parçalarının girişine karşı koruma derecesini gösteren elektrikli cihazlarda bir işarettir. Kod, uluslararası IEC 60529 normunda tanımlanmıştır . IP derecesi iki basamaktan oluşur. İlk hane, tehlikeli parçalara erişime ve nesnelerin girişine karşı koruma derecesini gösterir. İkinci hane neme karşı koruma derecesini gösterir. İsteğe bağlı olarak, son bir rakam, tehlikeli bileşenlerle temasa karşı direnci gösterir. Aşağıdaki tablo, kodlamanın ilk iki hanesinin anlamını göstermektedir.

İlk rakam. Tehlikeli parçalara erişime ve nesnelerin girişine karşı koruma:

(1) – Koruma yok
(2) – Nesneler > 50 mm
(3) – Nesneler > 12 mm
(4) – Nesneler > 2,5 mm
(5) – Nesneler > 1,0 mm
(6) – Toz korumalı
(7) – Toz geçirmez

İkinci rakam. Su girişine karşı koruma sınıfı:

(1) – Koruma yok
(2) – Damlayan su (dikey)
(3) – Damlayan su (15° eğimli)
(4) – Püskürten su
(5) – Sıçrayan su
(6) – Su jetleri
(7) – Güçlü su jetleri
(8) – Yüksek basınçlı güçlü su jetleri
(9) – Daldırma (1m’ye kadar)