Hogyan válasszuk ki a megfelelő elektromos működtetőt a különböző szeleptípusokhoz egy bányában?

A modern bányászati ​​tevékenység a nehézgépek, a precíz folyamatok és a szigorú biztonsági protokollok összetett szimfóniája. Számos kritikus rendszer – a hígtrágya szállításától és a szellőztetés szabályozásától a vízgazdálkodásig és a tűzoltásig – középpontjában a szelepek és az azokat vezérlő eszközök – a működtetők – közötti döntő kölcsönhatás áll. A jobb kiválasztása szénbánya elektromos működtető nem egyszerű beszerzésről van szó; ez egy alapvető mérnöki döntés, amely közvetlenül befolyásolja a működési hatékonyságot, a biztonsági megfelelést és a teljes birtoklási költséget. A rossz választás katasztrofális meghibásodáshoz vezethet, míg a megfelelő választás a megbízhatóságot biztosítja a Föld legnehezebb körülményei között is.

Az alapvető működési környezet megértése

Mielőtt a szeleptípusokba belemerülnénk, feltétlenül teljes mértékben értékelni kell azt az extrém környezetet, amelyben a szénbánya elektromos működtető teljesítenie kell. Ez a kontextus határoz meg minden további specifikációt.

A földalatti bánya légköre köztudottan ellenséges. Átható szénpor és potenciálisan robbanásveszélyes légkör , amelyek a legmagasabb színvonalat teszik szükségessé robbanásbiztos minősítés . A berendezést úgy kell megtervezni, hogy tartalmazzon minden belső szikrát vagy robbanást, megakadályozva ezzel a környező légkör meggyújtását. Továbbá a magas szintű nedvesség és a potenciál vízbemerítés rendkívül magas kereslet behatolásvédelmi (IP) minősítések , jellemzően IP67 vagy IP68, hogy a nedvesség ne károsítsa az érzékeny belső elektronikát és hajtóművet.

Rezgés és sokk a közeli gépek és a geológiai tevékenység állandó tényező. A működtető szerkezetnek robusztusnak kell lennie, hogy ellenálljon ezeknek az erőknek anélkül, hogy belső alkatrészei rosszul illeszkednének vagy megsérülnének. Fizikailag a hely gyakran erősen korlátozott a bányákban és alagutakban, így a a hajtómű méretei és szerelési konfigurációja kritikus aggodalomra ad okot. Végül az aktuátornak zökkenőmentesen integrálódnia kell a bányában meglévővel vezérlőrendszerek , legyen szó egy egyszerű helyi nyomógombos állomásról vagy egy komplex elosztott vezérlőrendszerről (DCS), amely iparági szabványos protokollokat használ. Ez a tényezők kombinációja teszi a kiválasztást a szénbánya elektromos működtető egyedi és speciális terület.

Főbb kiválasztási kritériumok a szénbányák elektromos működtetőjéhez

A kiválasztási folyamat több, nem megtárgyalható műszaki és környezetvédelmi kritérium alapján történik. Ezek a tényezők alkotják azt az ellenőrző listát, amellyel szemben minden potenciál szénbánya elektromos működtető opciókat kell értékelni.

Robbanásbiztos tanúsítvány: Ez a legkritikusabb biztonsági követelmény. A működtetőknek rendelkezniük kell olyan elismert testületek tanúsításával, mint az ATEX, az IECEx vagy az MSHA, bizonyos veszélyes zónákban (pl. 1. vagy 21. zóna) történő használatra. A készüléken található tanúsító jelzés igazolja, hogy tesztelték és jóváhagyták, hogy biztonságosan működjön éghető porral vagy gázzal rendelkező környezetben. Soha ne szereljen fel tanúsítvánnyal nem rendelkező működtetőt bánya potenciálisan robbanásveszélyes területére.

Behatolásvédelmi (IP) besorolás: Ez az IEC 60529 szabvány által meghatározott besorolás a szilárd tárgyak és folyadékok elleni védelem szintjét jelzi. A szénbánya elektromos működtető jellemzően legalább IP67-es besorolással kell rendelkeznie, amely védelmet biztosít a por behatolása és 30 percre 1 méteres vízbe merítés ellen. Azokban az alkalmazásokban, ahol a szelepek víz alá merülhetnek vagy nagynyomású mosásnak vannak kitéve, az IP68-as besorolás kötelező.

Nyomaték kimenet: A szelepmozgatónak elegendő forgóerőt (nyomatékot) kell generálnia ahhoz, hogy a szelep minden lehetséges körülmény között működjön, beleértve a maximális letörési nyomaték nyomás alatt lévő szelep nyitásához szükséges és a futási nyomaték mozgásban tartásához szükséges. Az elégtelen nyomatékú hajtómű kiválasztása a meghibásodás elsődleges oka. Általános gyakorlat, hogy olyan hajtóművet válasszunk, amelynek nyomatéka biztonságosan meghaladja a szelep szükséges nyomatékát.

Üzemi ciklus és feszültség: A munkaciklus a működés gyakoriságára utal. Egyes szelepek ritkán működnek (leválasztó szelepek), míg mások folyamatosan modulálnak (szabályozó szelepek). A szelepmozgatót a várható működési frekvenciára kell méretezni. Hasonlóképpen, a bányában rendelkezésre álló elektromos tápfeszültségnek (pl. 24 V DC, 110 V AC, 240 V AC, 480 V AC) meg kell egyeznie az aktuátor tervezett feszültségével, hogy biztosítsa a megfelelő működést és elkerülje a károsodást.

Vezérlési és visszajelzési lehetőségek: Modern szénbánya elektromos működtető Az egységek számos vezérlési lehetőséget kínálnak. Az alapmodellek egyszerű nyitási/zárási funkciókat kínálnak, míg a fejlett modellek arányosságot biztosítanak moduláló vezérlés a pontos áramlásszabályozás érdekében. A beépített potenciométerek vagy jeladók létfontosságúak pozíció visszajelzés a vezérlőterembe, megerősítve a szelep valós idejű állapotát. Ezek az adatok nélkülözhetetlenek az automatizált folyamatvezérléshez és biztonsági felügyelethez.

A szelepmozgató illesztése a szeleptípushoz

A heart of the selection process is the marriage between the actuator’s performance characteristics and the specific requirements of the valve it will operate. Different valve types present unique challenges and demands.

Golyósszelepek: negyedfordulatú működés

A golyóscsapok mindenütt jelen vannak a bányászatban a be- és kikapcsoláshoz, valamint az iszap-, víz- és levegővezetékek elterelő szolgáltatásához. Működésük egyszerű 90 fokos (negyedfordulatú) forgatás.

A hajtómű követelményei: A szénbánya elektromos működtető egy gömbcsapon, nyomaték a legfontosabb szempont. Az aktuátornak le kell győznie a tömítés súrlódását és a golyón átívelő nyomáskülönbséget. Letörési nyomaték különösen kritikus azoknál a szelepeknél, amelyek hosszabb ideig álltak. Az aktuátornak éles 90 fokos elfordulást kell biztosítania, és minden egyes mozgás végén szilárdan a helyén kell tartania. A kompakt kialakítás gyakran előnyös az ilyen általános szelepek körüli helyszűke miatt. A normál be- és kikapcsolási szolgáltatáshoz gyakran elegendő egy egyszerű kétvezetékes vezérlés a nyitás/zárás parancsokhoz, bár a helyzet visszajelzése erősen ajánlott a távoli állapotjelzéshez.

Butterfly Valques: Alacsony nyomatékú, nagy átmérőjű

A pillangószelepeket kompakt, könnyű kialakításuk miatt kedvelik nagy csőátmérőjükhöz képest, így ideálisak nagy térfogatáramú alkalmazásokhoz, mint például a szellőzés szabályozása, a fő vízvezetékek és a hígtrágya szállítása.

A hajtómű követelményei: Míg a pillangószelepek általában kevesebbet igényelnek üzemi nyomaték mint az azonos méretű golyóscsapok, a bányászatban szokásos nagy átmérők még mindig jelentős erőt igényelhetnek. Az aktuátort megfelelően méretezni kell ahhoz, hogy ezt a nyomatékot túlméretezés nélkül kezelje, ami energiát és helyet pazarol. A fő kihívás a szelep tárcsa, amely az áramlásban elfoglalt helyzetétől függően hidrodinamikai erőknek lehet kitéve. A szénbánya elektromos működtető elég robusztusnak kell lennie ahhoz, hogy biztonságosan tartsa a tárcsát modulált helyzetben ezekkel az erőkkel szemben. Precíz modulációs vezérlés általános követelmény a szellőzőrendszerek pillangószelepeivel szemben, ahol a légáramlást gondosan kell kezelni.

Tolózárak: nagy tolóerő, lineáris mozgás

A tolózárakat elsősorban szigetelésre használják be-/kikapcsoláskor, ahol szoros tömítésre van szükség. Gyakoriak a fő vízellátó vezetékeken és más nagynyomású alkalmazásokban. A negyedfordulatú szelepekkel ellentétben ezek többfordulatú lineáris kimenetet igényelnek a kapu emeléséhez és leengedéséhez.

A hajtómű követelményei: A fundamental requirement for operating a gate valve is tolóerő , vagy lineáris erő, nem forgási nyomaték. A szénbánya elektromos működtető olyan mechanizmussal kell összekapcsolni, amely a forgó teljesítményét lineáris tolóerővé alakítja. Ezt általában menetes száras anyával érik el. A szelepmozgatónak elegendő tolóerőt kell generálnia a statikus súrlódás leküzdéséhez, és szorosan rögzítenie kell a szelepet anélkül, hogy túlzott erőt alkalmazna, amely károsíthatja a szelepszárat vagy a kaput. A munkaciklus gyakran alacsony, mivel ezeket a szelepeket nem gyakori működésre tervezték. A tolóerő-kimenet pontos szabályozásának képessége a kiváló minőségű szelepmozgató jele ehhez az alkalmazáshoz.

Globe szelepek: precíz modulációs vezérlés

A gömbszelepek a precíz áramlásszabályozást és fojtást igénylő alkalmazásokhoz, például vegyianyag-adagoló rendszerekhez vagy precíz vízbefecskendezési pontokhoz való szelepek. Kialakításuk lehetővé teszi a dugó helyzetének az üléshez viszonyított finom beállítását.

A hajtómű követelményei: A szénbánya elektromos működtető mert egy gömbszelepnek kiválónak kell lennie pontosság és moduláció . Kis, precíz lépésekben kell mozgatnia a szelepszárat, és pontosan meg kell tartania pozícióját a dinamikus áramlási erőkkel szemben. A nagy felbontású pozíció-visszacsatolás nem megtárgyalható a folyamatvezérlő hurokba való integráláshoz. Az indítószerkezetnek elegendő tolóerőt is biztosítania kell a dugóval szembeni rendszernyomás leküzdéséhez. A kiválasztási folyamat magában foglalja az aktuátor tolóerejének és vezérlési felbontásának a folyamat specifikus szabályozási követelményeihez való igazítását.

Késes tolózárak: nagy tolóerő iszaphoz és szilárd anyagokhoz

A késes tolózárakat kifejezetten vastag iszapok, iszapok és lebegőanyagot tartalmazó anyagok kezelésére tervezték, amelyek a szénfeldolgozásban és a zagykezelésben endemikusak.

A hajtómű követelményei: A primary demand on the actuator is extremely high tolóerő output . A működtetőnek biztosítania kell azt az erőt, amely szükséges ahhoz, hogy az élezett kaput viszkózus, koptató és gyakran tömörített szilárd közegeken keresztül hajtsa, hogy elérje a lezárást. A környezet az egyik legabrazívabb, ezért az aktuátort, bár nem a közvetlen áramlási útvonalon van, védeni kell a mindent átható portól és kiömléstől. A tartósság és a nagy tolóerő az abszolút prioritások ennél az alkalmazásnál, gyakran felülmúlják a kifinomult vezérlés szükségességét.

táblázat: A szelepmozgató követelmények összefoglalása szeleptípusonként