Как функциите за безопасност на неуспех работят във въздушни задействани клапани?
Остави съобщение
В областта на съвременната индустриална автоматизация контролът на течностите е решаваща връзка. Задействаните клапани на въздуха се използват широко в много индустрии като нефтохимическа, електрическа енергия, обработка на вода, храна и медицина и др. Поради тяхната проста структура, бърза реакция и висока безопасност. Въпреки това, в индустриална среда обаче често се случват неочаквани прекъсвания за контрол на системите или енергийните доставки. За да се гарантира, че производственият процес може да бъде в предварително зададено безопасно състояние при такива неочаквани обстоятелства и да се избегне щети от оборудване, замърсяване на околната среда и дори жертви, въздушните задействани клапани обикновено са проектирани с функция за безопасност. Тази статия ще се задълбочи в основните концепции и принципите на работа на неуспешната функция на задействаните въздушни клапани и нейното значение за осигуряване на индустриална безопасност.
Какво е безопасно за неуспех?
Така нареченият „неуспешен“ означава, че когато системата срещне отказ на ключови компоненти (като контролни сигнали и източници на енергия), тя може автоматично да премине към предварително зададено безопасно състояние, което може да сведе до минимум рисковете без външна намеса. За задействаните въздушни клапани това "безопасно състояние" обикновено се отнася до това, че клапанът е напълно отворен (неуспешен, Open, FO) или напълно затворен (неуспешен, FC). Кое състояние е избрано зависи от изискванията за безопасност на клапана в конкретния процес.
Например, състоянието на неуспех на клапан, използван за аварийно отрязване на подаването на гориво, трябва да бъде „отслабване“, за да се предотврати продължаването на горивото да тече в случай на загуба на контрол; Докато състоянието на неуспех на клапан, използван за охлаждащо водоснабдяване, може да се наложи да бъде настроен на „неуспех“, за да се гарантира, че критичното оборудване може да продължи да се охлажда, когато контролът не успее да избегне прегряване на повреди. Целта на проектирането на неуспех е да се разчита на вътрешния механизъм, за да принуди клапанът да достигне това предварително зададено безопасно положение, когато се губят нормални възможности за управление.
Механизъм за безопасност на неуспех
Най-често срещаният начин за задействаните въздушни клапани да постигнат функции за безопасност на неуспех е използването на еднодействащи въздушни клапани с функции за връщане на пружината (еднодействащ пролетен отвръщащ се задвижващ механизъм). Този задвижващ механизъм съдържа въздушна камера и връщане на пружина. Неговият принцип на работа може да бъде разделен на два етапа: По време на нормална работа системата за управление преминава сгъстен въздух във въздушната камера на задвижването, а налягането на газ действа върху буталото или диафрагмата. Генерираната тяга преодолява силата на предварителното натоварване на пружината и триенето и средната сила на операцията на клапана, задвижвайки стъблото на клапана да се движи, така че клапанът да достигне позицията, необходима за работа (например, ако е „неуспешен“ тип, вентилацията кара клапана да се отвори по време на нормална работа).
По време на този процес пружината се компресира или разтяга, съхранявайки потенциална енергия. След като се появи повреда, като прекъсване в сгъстеното подаване на въздух (като разкъсване на тръбопровода за източник на въздух, спиране на въздушния компресор) или загуба на мощност в соленоидния клапан, контролиращ въздушната верига, което води до отрязване на въздушната верига, което ще изчезне. Към този момент се отделя съхранената потенциална енергия на предварително компресирана или опъната пружина, изтласквайки буталото или диафрагмата в обратното движение, задвижвайки стъблото на клапана, за да задвижва клапана до предварително зададено положение за неуспех (например, клапан „неуспешно затваряне“ автоматично ще се затвори). Целият процес разчита изцяло на механичната сила на пружината и не разчита на външна енергия или сигнали, като по този начин гарантира оперативната надеждност в случай на повреда.
Спусък-безопасен спусък
В съвременните системи за индустриална автоматизация, функцията „безопасна за неуспех“ на задействаните въздушни клапани обикновено се задейства от две основни причини: прекъсване на действителното захранване на сгъстен въздух и повреда или прекъсване на контролния сигнал.
Първо, от гледна точка на източника на въздух, загубата на сгъстено подаване на въздух е най -често срещаният спусък. По време на работа, ако въздушният компресор спре да работи, налягането на резервоара за газ пада до зададената долна граница, има очевидно изтичане в основния тръбопровод или разкъсванията на газопровода поради корозия, вибрации и т.н., задвижващият механизъм няма да може да получи достатъчно налягане на въздуха, за да натисне буталото или диафрагмата. В допълнение, има няколко ключови спомагателни компонента в контролната въздушна верига, като въздушни филтри, регулатори на налягането, смазочни материали и др. Ако тези компоненти причиняват спад в налягането надолу по веригата поради замърсяване, блокиране или повреда на стареене, това ще доведе до недостатъчно налягане на въздуха, реално получено от задействащия механизъм. Когато налягането падне до критична точка, която не може да преодолее триенето на корпуса на клапана или предварителното зареждане на пружината, задвижването автоматично ще освободи първоначалното налягане на въздуха и пружинният механизъм ще се намеси, за да започне действие, безопасно.
Второ, загубата на контролни сигнали от електронната контролна част също е задействащ път, който не може да бъде игнориран. В повечето пневматични системи за управление отварянето и затварянето на източника на въздух на задвижването се контролира от соленоиден клапан. Когато соленоидният клапан работи, той разчита на тока да задвижва намотката, за да генерира магнитно поле, така че ядрото на клапана да е в отворено или заволно състояние, за да контролира дали компресираният въздух влиза в работната камера на задвижването. След като соленоидният клапан загуби мощност поради прекъсване на захранването в системата за управление, ненормална операция на реле, лош контакт с проводници или повреда на модула, вътрешната му възвръщаемост ще принуди ядрото на клапана да се върне в позицията по подразбиране. По това време соленоидният клапан не само ще затвори входа на въздуха, но и може да отвори изпускателния канал, причинявайки бързото налягане на задвижването на задвижването бързо. В това състояние работната камера в задвижването губи налягане и първоначално компресираната пружина вътре в нея освобождава съхранената енергия, избутва буталото назад и задвижва клапана до предварително проектираната „неуспешна позиция“.
