Pokud je elektromagnetická cívka pod napětím (DC nebo střídavé napětí např. 230V, 110V, 24V, 12V), stává se elektromagnetem a generuje magnetickou sílu. Tato síla umožňuje pohyb jádra uvnitř ventilu. Tímto se ventil otevírá nebo zavírá. Pokud ventilem bez napětí tekutina neprochází, jde o systém NC (normally closed) “normálně uzavřeno”. Pokud ventilem bez napětí tekutina prochází, jde o  systém NO (normally open) “normálně otevřeno”.

Jak je znázorněno na obrázku, když je cívka pod napětím, otvor, přes který proudí tekutina, je normálně uzavřen nebo normálně otevřen.

Jak je zřejmé z obrázku, otevírání a zavírání nepřímo ovládaných elektromagnetických ventilů se provádí pomocí membrány, pístem a tlakem v potrubí. Tekutina v potrubí naplňuje část nad membránou, uzavírá hlavní otvor tlakem a pružinu tlačí dolů. Když je elektromagnetická cívka pod napětím, vytáhne jádro nahoru, čímž se otvor otevře a tekutina projde skrze otvor pro vypouštění tekutiny pod membránou. Membrána se zvedne nahoru.

Solenoidový ventil je z hlediska principu fungování rozdělen do 2 hlavních skupin.

  • Přímo ovládané solenoidové ventily
  • Nepřímo ovládané solenoidové ventily

Jak fungují přímo ovládané elektromagnetické ventily?

Přímo ovládaný elektromagnetický ventil se skládá z těla ventilu, trubky, jádra, cívky, o-kroužku, matice a konektoru.

Přímo ovládaný elektromagnetický ventil je nejprve připojen k potrubí ve směru proudění kapaliny (ve směru šipky na těle). Utěsnění zajišťuje o-kroužek v objímce a těsnicí prvek v jádře.

Pokud je elektromagnetický ventil připojený k potrubí v režimu normálně uzavřený (bez elektřiny kapalina neprochází), musí být ventilová poloha změněna tak, aby tekutina proudila do druhé výstupní strany. Takže N.C (normálně uzavřený) musí být N.O. (normálně otevřený). Jediným požadavkem je, aby cívka na elektromagnetickém ventilu byla napájena elektrickou energií v napěťovém rozsahu, který je na něm uveden. Když je cívka napájena uvedeným proudem (+/- 10% odchylka), vytáhne jádro vzhůru do trubice. Když se jádro, které tlačí otvor v těle ventilu přesune nahoru, proteče kapalina. Poté kapalina, která po otevření proudí, bude nadále procházet výstupem ventilu. Takto ventil funguje, dokud není odpojena elektrická energie na cívce. Po přerušení dodávky elektrické energie cívka jádro pustí. Jádro se opět zavře svou vlastní hmotností a sílou pružiny uzavře otvor na těle. Průtok kapaliny je zastaven. Magnetický ventil se vrátí do své první polohy v N.C (normálně uzavřený).

U elektromagnetického ventilu s přímým zdvihem je velmi důležitý průměr otvoru v těle ventilu. Může být otevřen až do průměru, který bude odčerpávat kolik je potřeba (1-9mm). Průměr tohoto otvoru také ovlivňuje pracovní tlak ventilu. Zatímco rozdílná velikost otvoru pohání stejný výkon cívky, pracovní tlak ventilu klesá.

U elektromagnetického ventilu s přímým tahem je velmi důležitý průměr otvoru v těle ventilu. Může být otevřen až do průměru, který bude odčerpávat kolik je potřeba (1-9mm). Průměr tohoto otvoru také ovlivňuje pracovní tlak ventilu. Zatímco rozdílná velikost otvoru pohání stejný výkon cívky, pracovní tlak ventilu klesá.

Jak fungují nepřímo ovládané elektromagnetické ventily?

Solenoidové nepřímo ovládané ventily mohou být také nazývány membránové elektromagnetické ventily. Ventily mají velký průměr těla. Jsou vyráběny v rozměrech 3/8 “, 1/2”, 3/4 “, 1”, 11/4 “, 11/2”, 2 “, 3”. Průměr otvoru začíná na velikosti 12 mm a jde až do rozměru 80 mm. Těsnění tohoto velkého otvoru nelze zajistit “těsnicím prvkem na jádru”. Řešením je k utěsnění použít membránu.

Jak se zvedne membrána a jak se otevře otvor, aby tekutina prošla? Odpověď na tuto otázku je nejdůležitějším bodem principu nepřímo ovládaného solenoidového ventilu.

Nepřímé ovládání znamená, že stejný tlak na membráně, který zajišťuje těsnění ventilu, vytváří diferenční tlak, čímž se membrána posune nahoru. Otvor se otevře, ventil se posune a tekutina projde skrz.

Očekávaný diferenční tlak je obvykle min. 0,5 bar nebo 0,3 bar. Očekává se, že kapalina, která bude procházet ventilem pro vytváření tlakového rozdílu, by měla být podobně jako vstupní tlak min. 0,5 bar a max. 10 bar, 16 bar, 30 bar, 40 bar, 70 bar.

Jaká je tedy “síla diferenčního tlaku”, při které elektromagnetický ventil změní svou polohu?

V solenoidovém ventilu uzavírá membrána otvor, aby zastavila kapalinu mezi uzávěrem těla a tělem samotným. (Ve středu membrány je otvor o průměru 1 mm, který vyplní část pod membránou, od tohoto otvoru do horní části membrány až po hlaveň tlačí na horní plochu jádra a uzavře otvor malého bypassového otvoru na víku komory). Když je membrána obklopena kapalinou v horní a spodní části, membrána zůstává ve vyváženém tlakovém prostředí.

Když je cívka solenoidového ventilu na víku jádra napájena, jádro v trubici se bude pohybovat nahoru. Při pohybu směrem vzhůru kapalina mezi membránou a uzávěrem protéká 1 mm otvorem na membráně, přes ventil ve víku na těle ventilu a dále na druhou stranu. Tlak na membránu klesá, jak se tekutina nad membránou pohybuje na výstupní straně ventilu. Tlak pod membránou je u kapaliny stále stejný. Vzhledem k tomu, že otvor na membráně je velmi malý, trvá určitou dobu než jím tekutina projde a dojde tak k vyrovnání tlaku. Pokud se tlaková rovnováha předčasně na membráně sníží, tlak pod membránou bude tlačit membránu směrem vzhůru a přilne ke stropu víka. V tomto případě se otvor otevře, tudíž tekutina plynule projde přes otvor směrem k výstupní straně.

Zde by měl být tlak min. 0,5 bar, aby se membrána zvedla natolik, že se změní poloha ventilu. Tak funguje ventil s diferenčním tlakem.