Spule für explosionsgefährdete Umgebungen

Atam, ein italienischer Hersteller von verkapselten Spulen und Industriesteckern, stellte auf der der Fachmesse IAMD in Hannover erstmalig den Prototyp einer verkapselten Spule für die Verwendung in explosionsgefährdeten Umgebungen vor. Die Spule ist einzigartig in ihrer Art und stellt die erste verkapselte Spule mit externer Armierung (und nicht mit explosionssicherem Gehäuse) für explosionsgefährdete Umgebungen dar. Sie entspricht der Temperaturklasse T3 und kann eine Anwendung bis zu M2 gewährleisten, gemäß der Atex-Richtlinie 2014/34/EU in Bezug auf „Geräte zur Verwendung im Bergbau, deren Stromversorgung bei Vorhandensein von Gasen unterbrochen wird“, ohne dass eine starke Leistungsminderung erforderlich ist, wie es zum Beispiel bei Spulen mit explosionssicherem Gehäuse der Fall ist, die klassischerweise in die Klassen T5 und T6 (geringe Oberflächentemperaturen) eingeordnet werden.

Diese Eigenschaft garantiert den Herstellern von Magnetventilen, Standardprodukte auch in explosionsgefährdeten Umgebungen in voller Übereinstimmung mit den geltenden Vorschriften und mit einer deutlichen Kostenreduzierung weiterhin nutzen zu können, ohne dafür neue Ventilkörper entwickeln zu müssen.

Die neue Spule ist aus einer Reihe ähnlicher Produkte, die in der Hydraulik bereits häufig angewendet werden, die erste, die der Hersteller für explosionsgefährdete Umgebungen anbietet. Die Anwendungsbereiche für die Spulen reichen von Bergwerken, Bohrinseln und Brennstoffverteilern über Raffinerien und Gasversorgungs- und -aufbereitungsanlagen bis hin zu scheinbar weniger gefährlichen Anwendungen in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie, Holzindustrie oder in landwirtschaftlichen Betrieben im Allgemeinen, wo potenziell explosive Gase oder Stäube vorhanden sind.

In der Atex-Welt werden die normalerweise eingesetzten Spulen mit einem explosionssicheren Gehäusen versehen und in ihrer Leistung im Vergleich zu denselben Magnetventilen in Standardanwendungen abgeschwächt. Auf diese Weise verhindern die Hersteller, dass die Oberflächentemperaturen so weit ansteigen, dass sich die Gase, die in der Arbeitsumgebung vorhanden sind, entzünden könnten.

Um die Leistung der Spule zu mindern, müssen die Hersteller spezielle Ventilkörper entwickeln, die sich durch eine reduzierte Leistung auszeichnen. Die neue, verkapselte Spule von Atam ermöglicht dank der für die externe Armierung verwendeten Materialien niedrige Oberflächentemperaturen, die unter den Selbstentzündungstemperaturen der normalerweise in dieser Art von Anwendung vorhandenen Gase liegt. Die Spule erfährt aber lediglich eine Leistungsminderung von 15 Prozent im Vergleich zu traditionell eingesetzten Produkten. Die verkapselte Spule ist an sich bereits günstiger und die Kosten für die Entwicklung eines neuen Ventilkörpers entfallen.

Die Spule ist in einer magnetischen, externen Armatur verkapselt und verfügt über einen Körper und einen Flansch mit einer korrosionsfesten Zink-Nickel-Beschichtung, die im Salznebel bis zu 120 Stunden gegen weißen Rost und bis zu 700 Stunden gegen schwarzen Rost beständig ist. Sie hat die Schutzart IP65/IP69K gemäß der Norm IEC-EN-60529 und kann sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom zwischen sechs und 240 Volt betrieben werden. Der Prototyp der Spule, der auf der Messe vorgestellt wurde, hat einen Innendurchmesser von 22 Millimeter, einen Außendurchmesser von 45 Millimeter und eine Höhe von 54,5 Millimeter, Abmessungen also, die einem weit verbreiteten Standard in der Hydrauliktechnologie entsprechen.

Der Hersteller zeigte auf der Messe außerdem die zu verkabelnden Stecker für Magnetventile der Baureihe KA und KB, die erst kürzlich gemäß der Norm DIN EN 60529 (VDE 0470) vom VDE zertifiziert wurden. Die Stecker der Baureihen verfügen über Wasser- und Staubdichtigkeit (Schutzart IP65), wodurch sie sich besonders für pneumatische und hydraulische Anwendungen eignen. Die beiden Steckerfamilien zeichnen sich durch robustes Design aus. Jeder Stecker verfügt ab Fabrik über einen Kontakt mit integriertem mechanischem Schutz zwischen der Befestigungsschraube und dem Kabel, wodurch eine Beschädigung der Litzen des Kupferdrahts während der Installation vermieden wird. In den beiden Produktreihen gibt es Standardstecker mit elektronischen Steuerkreisen für Zusatzfunktionen, wie zum Beispiel LED-Leuchtanzeigen, Überspannungsschutz, Gleichrichter und ähnliches.

Hervorzuheben ist die Baureihe KA-A3 mit PWM-Steuerschaltung, die für den Betrieb von Elektromagneten bei optimalem Energieverbrauch entwickelt wurde. Der Stecker KA-A3 kontrolliert die Leistung und damit die zum Elektromagneten des Magnetventils weitergeleitete Energie, indem er sie in den ersten Momenten, in denen der Elektromagnet die erforderlichen magnetischen und mechanischen Kräfte zur Positionierung des beweglichen Kerns innerhalb des Ventils aufbringen muss, maximiert und in der nachfolgenden Phase, wenn die Kraft nicht mehr benötigt wird, reduziert, um so die Erwärmung des Elektromagneten selbst zu begrenzen. Der Stecker sieht auch die Selbstregulierung des Stroms im Magnetventil in Abhängigkeit von der Eingangsspannung vor, um so das Entladen der Batterie des Geräts zu vermeiden, in dem es verbaut ist.

Neben den beiden VDE-zertifizierten Produktfamilien gibt es auch eine Reihe von KA-Steckern mit UL-Kennzeichnung, die für den nordamerikanischen Markt entwickelt wurden und aus speziellen, flammhemmenden Materialien hergestellt sind. do