- Was ist ein Wasserstoff Druck Magnetventil?
- Nach welchem Prinzip funktioniert ein Wasserstoff Druck Magnetventil?
- In welchen Bereichen werden diese Ventile eingesetzt?
- Welche Druckbereiche werden durch Druck magnetventile in der Wasserstoffwirtschaft abgedeckt?
- Was sind die Leistungskriterien des Wasserstoff Druck Magnetventils?
- Was sind die wichtigsten technischen Parameter, die für den Einsatz dieser Ventile erforderlich sind?
- Sind die für Wasserstoff Druckmagnetventile verwendeten Materialien wichtig?
- Welche Prüfbedingungen und -verfahren werden bei der Herstellung von Wasserstoff-Druckmagnetventilen, z. B. für Wasserstofftankstellen, angewandt?
- Welches sind die Sicherheitsparameter/Vorsichtsmaßnahmen im Zusammenhang mit Wasserstoff-Druckmagnetventilen?
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Was ist ein Wasserstoff Druck Magnetventil?
Ein Wasserstoff druck magnetventil ist ein elektromechanisch betriebenes Gerät, das zur Steuerung des Wasserstoffgasflusses verwendet wird. Die Magnetspule erzeugt ein Magnetfeld, das einen Stößel im Inneren des Ventils bewegt, der das Ventil öffnet oder schließt und so den Durchfluss von Wasserstoff ermöglicht oder ihn blockiert. Das Magnetventil hat eine kompakte Bauweise und wird üblicherweise in Systemen eingesetzt, die eine präzise Steuerung des Flüssigkeitsstroms erfordern. Sie werden im Allgemeinen für Anwendungen eingesetzt, die schnelles und sicheres Schalten, geringen Energieverbrauch, hohe Zuverlässigkeit und gute Medienverträglichkeit erfordern. Daher sind sie ideal für wasserstoffbasierte Industrie- und Automobilanwendungen.
Nach welchem Prinzip funktioniert ein Wasserstoff Druck Magnetventil?
Es gibt zwei Haupttypen von Arbeitsprinzipien, die üblicherweise für Wasserstoffanwendungen verwendet werden: direktwirkende und pilotgesteuerte. Der Hauptunterschied zwischen direktwirkenden und Vorsteuermagneten besteht darin, dass bei vorgesteuerten Ventilen die Prozessflüssigkeit das Öffnen und Schließen des Ventils zusammen mit dem Magnetfeld unterstützt, während bei direktwirkenden Ventilen nur die Magnetkraft des Magneten zum Öffnen oder Schließen der Düse ausreicht.
- Direktwirkend: Ein direktwirkendes Magnetventil erzeugt eine elektromagnetische Kraft, indem es einen elektrischen Strom durch eine Magnetspule leitet. Die Magnetspule ist um einen beweglichen Stößel innerhalb des Ventils gewickelt. Wenn ein elektrischer Strom durch die Magnetspule fließt, wird das Magnetventil aktiviert, und es entsteht ein Magnetfeld, das einen Kolben oder Stößel in das Magnetventil zieht. Durch die Bewegung des Stößels wird das Ventil geöffnet oder geschlossen, wodurch der Durchfluss von Wasserstoffgas durch das Ventil ermöglicht oder verhindert wird. Eine Feder bringt das Ventil in seine ursprüngliche Position zurück, wenn die Magnetspule stromlos wird.
- Vorgesteuert: Im Gegensatz zu einem direktwirkenden Magnetventil steuert ein vorgesteuertes Magnetventil den Flüssigkeitsstrom durch das Hauptventil mit Hilfe eines kleinen Hilfsventils (dem “Vorsteuerventil”). Wenn das Magnetventil aktiviert wird, öffnet es das Vorsteuerventil und lässt eine kleine Menge Flüssigkeit in das Hauptventil einströmen. Dadurch ändert sich der Leitungsdruck im System, wodurch das Primärventil geöffnet wird und die Flüssigkeit durchfließen kann. Wenn die Magnetspule stromlos ist, schließt sich das Vorsteuerventil, wodurch das Hauptventil geschlossen wird und der Flüssigkeitsstrom unterbrochen wird.
In welchen Bereichen werden diese Ventile eingesetzt?
Wasserstoffdruck-Magnetventile werden in einer Vielzahl von Industrie- und Automobilanwendungen eingesetzt. Er wird hauptsächlich dort eingesetzt, wo eine präzise Kontrolle des Durchflusses eines Fluids (Flüssigkeit oder Gas) erforderlich ist. Ein häufiges Einsatzgebiet dieser Ventile sind Wasserstofftankstellen, wo Ventile installiert werden, um den Durchfluss von Wasserstoff zu ermöglichen oder zu stoppen. Sie werden auch in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, z. B. in chemischen und petrochemischen Anlagen, bei der Stromerzeugung, in der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung, in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt und in medizinischen Geräten, um den Durchfluss von Wasser, Luft, Gas und Öl zu regulieren.
Welche Druckbereiche werden durch Druck magnetventile in der Wasserstoffwirtschaft abgedeckt?
Im Allgemeinen werden Wasserstoffmagnetventile in zwei Hauptdruckkategorien eingesetzt: 500 bar und 1000 bar. Diese Bereiche werden auf der Grundlage der Druckanforderungen der jeweiligen Anwendung ausgewählt. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass die direktwirkenden Ventile von 0 bar bis 1000 bar arbeiten können, während die vorgesteuerten Ventile von 10 bar bis 1000 bar arbeiten können. Es ist auch wichtig zu beachten, dass der Druckbereich je nach der spezifischen Ventilkonstruktion und den verwendeten Materialien variiert. Daher ist es wichtig, das geeignete Ventil für den jeweiligen Druckbereich und die Anwendungsanforderungen auszuwählen.
Druckmagnetventile in der Wasserstoffwirtschaft arbeiten typischerweise im Bereich von 0-10.000 psi (0-700 bar). Der genaue Druckbereich hängt von der jeweiligen Anwendung und den Anforderungen des Systems ab, in dem das Ventil eingesetzt wird.
Beispiel: Wasserstoff-Hochdruck-Magnetventil
Was sind die Leistungskriterien des Wasserstoff Druck Magnetventils?
Die Leistungskriterien eines Wasserstoffgasdruck-Magnetventils sind je nach Anwendung und Anforderungen unterschiedlich. Es gibt jedoch sechs wichtige Leistungsindikatoren (Key Performance Indicators, KPIs), die üblicherweise zur Bewertung der Leistung dieser Ventile verwendet werden.
- Größe der Blende: Die Größe der Ventilöffnung, die den Wasserstofffluss steuert, wird normalerweise in Millimetern oder Zoll gemessen.
- Maximal zulässiger Betriebsdruck: Der höchste Druck, dem das Ventil standhalten kann und der dennoch einen sicheren und zuverlässigen Betrieb gewährleistet.
- Massendurchflusskoeffizient: Ein Maß für die Fähigkeit des Ventils, den Wasserstofffluss zu steuern.
- Druckabfall: Der Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass des Ventils, gemessen in bar oder Pfund pro Quadratzoll.
- Interne und externe Ventilleckage: Die Menge an Wasserstoff, die durch das Ventil entweicht, gemessen in Kubikzentimetern pro Minute oder Kubikfuß pro Stunde.
- Lebensdauer (Anzahl der Zyklen): Die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge des Ventils, bevor es ausgetauscht werden muss; wird normalerweise in Millionen von Zyklen gemessen.
Die oben genannten KPIs werden zur Bewertung der Leistung eines Wasserstoff-Druckmagnetventils herangezogen, wodurch sichergestellt wird, dass das Ventil die Anforderungen der jeweiligen Anwendung erfüllt. Die spezifische Anwendung bestimmt, welcher KPI wichtiger ist und im Mittelpunkt steht.
Was sind die wichtigsten technischen Parameter, die für den Einsatz dieser Ventile erforderlich sind?
Bei der Verwendung von Hochdruck-Wasserstoff-Magnetventilen sind sieben technische Parameter erforderlich, um sicherzustellen, dass das Ventil für die jeweilige Anwendung geeignet ist und wie vorgesehen funktioniert.
- Art der zu regelnden Flüssigkeit: Die Art des Mediums, ob es sich um eine Flüssigkeit oder ein Gas handelt, und seine Eigenschaften, wie Viskosität und Dichte, beeinflussen die Leistung des Ventils.
- Temperaturbereich der Flüssigkeit: Der Temperaturbereich, in dem die Flüssigkeit durch das Ventil fließt, da dies die Leistung und Haltbarkeit des Ventils beeinflussen kann.
- Temperaturbereich der Umgebung: Der Temperaturbereich der Umgebung, in der das Ventil installiert werden soll, da dieser ebenfalls die Leistung und Haltbarkeit des Ventils beeinflussen kann.
- Erforderlicher Mindest- und Höchstdurchfluss: Der Bereich der Durchflussmengen, die das Ventil verarbeiten muss.
- Minimaler und maximaler Eingangsdruck: Der Bereich der Eingangsdrücke, den das Ventil bewältigen muss.
- Minimaler und maximaler Ausgangsdruck: Der Bereich der Ausgangsdrücke, den das Ventil aufrechterhalten muss.
- Größe der Einlass- und Auslassrohrleitungen: Die Größe der Einlass- und Auslassleitungen, da sie die Durchflussmenge und den Druckabfall durch das Ventil beeinflusst.
Sind die für Wasserstoff Druckmagnetventile verwendeten Materialien wichtig?
Die für Wasserstoffdruckmagnetventile verwendeten Werkstoffe sind wichtig, weil Wasserstoffgas zwei besondere Schwierigkeiten mit sich bringt. Aufgrund seiner geringen Größe kann Wasserstoff schnell in oder durch die meisten Materialien diffundieren, was zu Lecks oder anderen Problemen führen kann. Es ist auch bekannt, dass Wasserstoff bei einigen Werkstoffen die Sprödigkeit erhöht, ein Phänomen, das als Wasserstoffversprödung bekannt ist. Dies kann dazu führen, dass das Ventil brüchig wird und anfälliger für Störungen ist.
Daher ist die Wahl des Metalls und des Polymers, die für die Ventilkonstruktion verwendet werden, sehr wichtig. Das Ventilgehäuse und andere Bauteile müssen aus wasserstoffdiffusions- und wasserstoffversprödungsbeständigen Werkstoffen hergestellt sein. Edelstahl, Titan und andere korrosionsbeständige Metalle werden häufig für das Ventilgehäuse und andere Komponenten verwendet. Außerdem muss das für die Ventilkonstruktion verwendete Polymer gegen explosive Dekompression zugelassen sein.
Wichtig ist auch, dass die für Wasserstoff-Druckmagnetventile verwendeten Werkstoffe weitere Anforderungen erfüllen müssen, wie z. B. Hochdruckbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Das Ventil muss den Bedingungen der Anwendung standhalten, sowohl in Bezug auf Druck, Temperatur als auch auf die chemische Belastung.
Welche Prüfbedingungen und -verfahren werden bei der Herstellung von Wasserstoff-Druckmagnetventilen, z. B. für Wasserstofftankstellen, angewandt?
Bei der Herstellung von Hochdruck-Wasserstoffmagnetventilen für Wasserstoffanwendungen werden verschiedene Prüfbedingungen und -verfahren angewandt, um sicherzustellen, dass die Ventile die erforderlichen Spezifikationen erfüllen und wie vorgesehen funktionieren. Das Wasserstoffventil muss gemäß der neuesten Fassung der ISO-Norm 19880-3 geprüft werden. Diese Norm legt die Prüfverfahren und Abnahmekriterien für Hochdruckventile fest, die in Wasserstoffsystemen verwendet werden.
Die Norm deckt verschiedene Aspekte der Ventilleistung ab, darunter Druck- und Dichtheitsprüfungen, Durchflussprüfungen und Dauerprüfungen. Die Druckprüfung wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Ventil dem maximal zulässigen Betriebsdruck ohne Leckage oder Beschädigung standhalten kann. Bei der Dichtheitsprüfung wird geprüft, ob Wasserstoff intern oder extern austritt. Bei der Durchflussprüfung wird geprüft, ob das Ventil den Wasserstofffluss entsprechend der vorgegebenen Durchflussmenge regeln kann. Der Dauertest wird durchgeführt, um die Lebensdauer des Ventils zu überprüfen.
Zusätzlich zu diesen Tests können die Ventile auch Umwelttests unterzogen werden, z. B. Vibrations- und Temperaturtests, um sicherzustellen, dass sie den Bedingungen der vorgesehenen Anwendung standhalten.
Welches sind die Sicherheitsparameter/Vorsichtsmaßnahmen im Zusammenhang mit Wasserstoff-Druckmagnetventilen?
Wasserstoff ist ein farbloses und geruchloses Gas, das sehr leicht verdampft und zudem hochentzündlich ist. Daher müssen Wasserstoffventile der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU für Geräte der Kategorie 2 entsprechen. Diese Richtlinie legt Sicherheitsanforderungen für Geräte fest, die in explosionsgefährdeten Bereichen, einschließlich Wasserstoff, eingesetzt werden. Die Ventile müssen so konstruiert und gefertigt sein, dass das Risiko einer Entzündung minimiert und Leckagen vermieden werden.
Weltweit bescheinigt IECEx in Kombination mit länderspezifischen Richtlinien den Einsatz von Bauteilen in Wasserstoffanwendungen. Das IECEx-System bietet die Zertifizierung von Geräten und Serviceeinrichtungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, einschließlich Wasserstoff. Neben der Einhaltung dieser Richtlinien muss sichergestellt werden, dass die Ventile gemäß den Anweisungen des Herstellers installiert und gewartet werden. Dazu gehören die richtige Handhabung und Lagerung der Ventile sowie die regelmäßige Überprüfung ihrer Funktionsfähigkeit. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Ventile nur für den vorgesehenen Zweck verwendet werden und dass die Personen, die die Ventile bedienen, entsprechend geschult und kompetent sind.
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SeitzValve ist ein unabhängiges, familiengeführtes Unternehmen mit mehr als 60 Jahren Erfahrung. Das Kerngeschäft der Eugen Seitz AG ist die Magnetventiltechnik für technisch anspruchsvolle Anwendungen. Wir entwickeln Lösungen für gasförmige Medien bei mittlerem bis hohem Druck (16 bis 1.000 bar). Wir sind vollständig vertikal integriert: Alle unsere Produkte werden von unserem Hauptsitz in der Schweiz in Wetzikon bei Zürich entwickelt, produziert, verpackt und versandt. Unser wettbewerbsfähiges Angebot wird durch einen hohen Automatisierungsgrad ermöglicht – die Produktion läuft rund um die Uhr und mit minimalem manuellen Aufwand. Unsere branchenführenden Ventile für Wasserstofftankstellen (HRS) sorgen für eine problemlose Betankung. Wir unterstützen H35- und H70-Architekturen mit maximaler Betankungsleistung bei geringem Stromverbrauch, außergewöhnlichen Temperaturen und minimalem Platzbedarf. Alle Ventile werden mit Betriebsanleitung und CoC (CE/PED, IECEx, ATEX, Nepsi, CCC und mehr) geliefert. Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sind die Hauptunterscheidungsmerkmale aller Seitz Ventile. Jedes Wasserstoffventil wird auf einem automatisierten Prüfstand vollständig auf Funktion und Dichtheit mit wasserstoffbildendem Gas getestet. Mit unserem fundierten anwendungstechnischen Wissen können wir unsere Premium-Magnetventile in Systemmodule integrieren, die auf die Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind. Das SeitzValve Team ist bereit für Ihre Herausforderungen. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wir helfen Ihnen gerne beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft.
Letzte Aktualisierung: 15.02.2023