Hogyan működnek a hiba-biztonságos szolgáltatások a levegővel működtetett szelepekben?
Hagyjon üzenetet
A modern ipari automatizálás területén a folyadékvezérlés kritikus kapcsolat. A levegővel működtetett szelepeket számos iparágban, például petrolkémiai, elektromos energiát, vízkezelést, élelmiszert és gyógyszert stb. Használnak széles körben, egyszerű szerkezetük, gyors válaszuk és magas biztonságuk miatt. Az ipari környezetben azonban gyakran váratlan megszakítások fordulnak elő a rendszerek vagy az energiaellátáshoz. Annak biztosítása érdekében, hogy a gyártási folyamat ilyen váratlan körülmények között előre beállított biztonságos állapotban legyen, és elkerülje a berendezések károsodását, a környezetszennyezést és az akár veszteségeket is, a levegővel működtetett szelepeket általában "hibabiztos" funkcióval tervezik. Ez a cikk belemerül a levegővel működtetett szelepek hibabiztos funkciójának alapvető fogalmainak és munkavégeinek, valamint annak fontosságába az ipari biztonság biztosításában.
Mi a sikertelen biztonság?
Az úgynevezett "hibabiztos" azt jelenti, hogy amikor a rendszer találkozik a kulcskomponensek (például a vezérlőjelek és az energiaforrások) meghibásodásával, automatikusan átválthat egy előre beállított biztonságos állapotra, amely minimalizálhatja a kockázatokat külső beavatkozás nélkül. A levegővel működtetett szelepek esetében ez a "biztonságos állapot" általában arra utal, hogy a szelep teljesen nyitva van (hibás, fo) vagy teljesen bezárva (Fail-Close, FC). Az, hogy melyik állapotot választják ki, az a szelep biztonsági követelményeitől függ az adott folyamatban.
Például a vészhelyzeti levágáshoz használt szelep nem biztonságos állapotának az üzemanyag-ellátáshoz "sikertelennek" kell lennie, hogy megakadályozzák az üzemanyag folyamatos áramlását a szabályozás elvesztése esetén; Míg a vízellátáshoz használt szelep meghibásodási biztonságos állapotát valószínűleg "meghibásodási nyitásra" kell beállítani annak biztosítása érdekében, hogy a kritikus berendezések továbbra is lehűljenek, ha a vezérlés nem akadályozza meg a túlmelegedést. A meghibásodott kialakítás célja a belső mechanizmusra támaszkodni, hogy a szelepet arra kényszerítse, hogy elérje ezt az előre beállított biztonságos helyzetet, ha a normál vezérlési képességek elvesznek.
Sikertelenítő mechanizmus
A levegővel működtetett szelepek leggyakoribb módja a hibabiztos funkciók eléréséhez az egy hatású, levegővel működő szelepek használata rugó visszatérő funkciókkal (egy hatású rugóverseny-működtető). Ez a szelepmozgató légkamrát és visszatérő rugót tartalmaz. Munkaelve két szakaszra osztható: normál működés közben a vezérlőrendszer a sűrített levegőt a szelepmozgató légkamrájába haladja, és a gáznyomás hat a dugattyúra vagy a membránra. A generált tolóerő legyőzi a rugó előterhelését, valamint a szelep üzemeltetésének súrlódását és közepes erőjét, és a szelep szárát mozgatja, így a szelep eléri a munkához szükséges helyzetet (például, ha ez egy "meghibásodott" típusú szellőzés, a szelep megnyitását okozza a normál működés során).
E folyamat során a rugót tömörítik vagy megfeszítik, tárolva a potenciális energiát. Miután meghibásodnak, például a sűrített levegőellátás megszakítását (például a levegőforrás -csővezeték törése, a légkompresszor leállítása) vagy a légkör által vezérlő mágnesszelep -szelep energiavesztesége, ami a légkör levágását okozza, az aktív levegő kamrába belépő nyomás gyorsan eltűnik. Ezen a ponton a korábban sűrített vagy feszített rugó tárolt potenciális energiája felszabadul, és a dugattyút vagy a membránot hátrafelé tolja, és a szelep szárát meghajtja, hogy a szelepet egy előre beállított meghibásodási helyzetbe helyezze (például egy "hibás-gyarkos" szelep automatikusan bezáródik). A teljes folyamat teljes egészében a rugó mechanikai erőire támaszkodik, és nem támaszkodik külső energiára vagy jelekre, ezáltal biztosítva az operatív megbízhatóságot kudarc esetén.
Hibabiztonsági indító
A modern ipari automatizálási rendszerekben a levegővel működtetett szelepek "hibabiztos" funkcióját általában két fő ok váltja ki: a sűrített levegő tényleges ellátásának megszakítása, valamint a vezérlési jel meghibásodása vagy megszakítása.
Először is, a levegőforrás szempontjából a sűrített levegőellátás elvesztése a leggyakoribb kiváltó. Működés közben, ha a légkompresszor leáll, a gáztartály nyomás a beállított alsó határértékre esik, a fővezetékben egyértelmű szivárgás van, vagy a korrózió, rezgés stb. A gázellátó csővezeték törései, akkor a működtető nem lesz képes elegendő légnyomást kapni a dugattyú vagy a riasztás mozgásához. Ezenkívül a vezérlő légkörben számos kulcsfontosságú kiegészítő alkatrész létezik, például légszűrők, nyomásszabályozók, kenőanyagok stb. Amikor a nyomás olyan kritikus pontra esik, amely nem tudja legyőzni a szeleptest súrlódását vagy a rugó előterhelését, a szelepmozgató automatikusan elengedi az eredeti légnyomást, és a rugó mechanizmus beavatkozik a meghibásodási biztonságos hatás kezdeményezésére.
Másodszor, az elektronikus vezérlési részből származó vezérlési jelek elvesztése szintén olyan indító út, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni. A legtöbb pneumatikus vezérlőrendszerben a szelepmozgató levegőforrásának megnyitását és bezárását mágnesszelep vezérli. Amikor a mágnesszelep működik, az áramra támaszkodik, hogy meghajtja a tekercset, hogy mágneses mezőt hozzon létre, úgy, hogy a szelepmag nyitott vagy megfordító állapotban legyen, hogy ellenőrizze, hogy a sűrített levegő belép -e a működtető munkakamrajába. Miután a mágnesszelep a vezérlő rendszerben az áramkimaradás, a rendellenes relé működése, a rossz vezeték érintkező vagy a modul meghibásodása miatt elveszíti az energiát, annak belső visszatérési rugója arra kényszeríti a szelepmagot, hogy visszatérjen az alapértelmezett helyzetbe. Ebben az időben a mágnesszelep nemcsak bezárja a levegő bemeneti csatornáját, hanem kinyithatja a kipufogócsatornát is, ami a szelepmozgató belső nyomása gyorsan csökken. Ebben az állapotban a szelepmozgató munkakamra elveszíti a nyomást, és az eredetileg tömörített rugó felszabadítja a tárolt energiát, hátrahúzza a dugattyút, és a szelepet az előre megtervezett "hibabiztos helyzetbe" vezeti.
