Hvordan fungerer feilsikre funksjoner i luftaktiverte ventiler?
Legg igjen en beskjed
Innen moderne industriell automatisering er væskekontroll en avgjørende kobling. Luftaktiverte ventiler har blitt mye brukt i mange bransjer som petrokjemisk, elektrisk kraft, vannbehandling, mat og medisin, etc. på grunn av deres enkle struktur, rask respons og høy sikkerhet. I industrielle miljøer oppstår imidlertid uventede avbrudd for å kontrollere systemer eller energiforsyninger. For å sikre at produksjonsprosessen kan være i en forhåndsinnstilt sikker tilstand under slike uventede omstendigheter og unngå skader på utstyr, miljøforurensning og til og med skader, er luftaktiverte ventiler vanligvis designet med en "feilsikker" funksjon. Denne artikkelen vil fordype de grunnleggende konseptene og arbeidsprinsippene for den feilsikre funksjonen til luftaktiverte ventiler og dens betydning for å sikre industriell sikkerhet.
Hva er feilsikkert?
Den såkalte "feilsikre" betyr at når systemet møter svikt i nøkkelkomponenter (for eksempel kontrollsignaler og strømkilder), kan det automatisk bytte til en forhåndsinnstilt sikker tilstand som kan minimere risikoen uten ekstern inngrep. For luftaktiverte ventiler, refererer denne "sikker tilstand" vanligvis til at ventilen er helt åpen (feilåpne, FO) eller helt lukket (Fail-Close, FC). Hvilken tilstand som er valgt, avhenger av sikkerhetskravene til ventilen i den spesifikke prosessen.
For eksempel bør den feilsikre tilstanden til en ventil som brukes til å kutte av drivstoffforsyningen, være "mislykkes-for å forhindre at drivstoff fortsetter å strømme i tilfelle tap av kontroll; Mens den feilsikre tilstanden til en ventil som brukes til kjølevannforsyning, må være satt til å "feilåpne" for å sikre at kritisk utstyr kan fortsette å bli avkjølt når kontrollen ikke klarer å unngå overoppheting av skade. Hensikten med feilsikker design er å stole på den interne mekanismen for å tvinge ventilen til å nå denne forhåndsinnstilte sikre posisjonen når normale kontrollfunksjoner går tapt.
Feil-sikker mekanisme
Den vanligste måten for luftaktiverte ventiler for å oppnå feilsikre funksjoner er å bruke enkeltvirkende luftaktiverte ventiler med fjærreturfunksjoner (enkeltvirkende fjæravkastning aktuator). Denne aktuatoren inneholder et luftkammer og en returfjær. Dets arbeidsprinsipp kan deles inn i to trinn: Under normal drift passerer kontrollsystemet trykkluft inn i luftkammeret til aktuatoren, og gasstrykket virker på stempelet eller mellomgulvet. Den genererte skyvekraften overvinner vårens forhåndskraft og friksjonen og middels kraften til ventiloperasjonen, og driver ventilstammen for å bevege seg, slik at ventilen når posisjonen som kreves for arbeid (for eksempel hvis det er en "feil lukkede" type, får ventilasjonen ventilen til å åpne seg under normal drift).
Under denne prosessen komprimeres eller strukes fjæren, og lagrer potensiell energi. Når en feil oppstår, for eksempel et avbrudd i trykkluftforsyningen (for eksempel et brudd på luftkildens rørledning, nedleggelse av luftkompressoren) eller tap av strøm i magnetventilen som kontrollerer luftkretsen, og fører til at luftkretsen blir avskåret, vil trykket som kommer inn i aktuatorens luftkrets forsvinne raskt. På dette tidspunktet frigjøres den lagrede potensielle energien til den tidligere komprimerte eller strukkede fjæren, og skyver stempelet eller membranen i omvendt bevegelse, og kjører ventilstammen for å drive ventilen til en forhåndsinnstilt feilsikker stilling (for eksempel vil en "feilkloss" -ventil automatisk lukke). Hele prosessen er helt avhengig av den mekaniske kraften til våren og er ikke avhengig av ekstern energi eller signaler, og sikrer dermed operativ pålitelighet i tilfelle en fiasko.
Fail-Safe Trigger
I moderne industrielle automatiseringssystemer utløses vanligvis den "feilsikre" funksjonen til luftaktiverte ventiler av to hovedgrunner: avbrudd i den faktiske tilførselen av trykkluft, og svikt eller avbrudd i kontrollsignalet.
For det første, fra et luftkildeperspektiv, er tap av trykkluftforsyning den vanligste utløseren. Under drift, hvis luftkompressoren slutter å fungere, faller gasstanktrykket til den faste nedre grensen, det er en åpenbar lekkasje i hovedrørledningen, eller gassforsyningsrørledningen på grunn av korrosjon, vibrasjon, etc., vil ikke aktuatoren være i stand til å oppnå tilstrekkelig lufttrykk til å skyve stempelet eller diaphragen til å bevege seg. I tillegg er det flere viktige hjelpekomponenter i kontrollluftkretsen, for eksempel luftfiltre, trykkregulatorer, smørere, etc. Hvis disse komponentene forårsaker et fall i nedstrøms trykk på grunn av forurensning, blokkering eller aldringssvikt, vil det også føre til utilstrekkelig drivende lufttrykk mottatt av aktuatoren. Når trykket synker til et kritisk punkt som ikke kan overvinne friksjonen til ventillegemet eller vårens forhåndsinnlasting, vil aktuatoren automatisk frigjøre det opprinnelige lufttrykket, og fjærmekanismen vil gripe inn for å sette i gang en feilsikker handling.
For det andre er tapet av kontrollsignaler fra den elektroniske kontrolldelen også en triggerbane som ikke kan ignoreres. I de fleste pneumatiske kontrollsystemer styres åpningen og lukkingen av aktuatorens luftkilde av en magnetventil. Når magnetventilen fungerer, er den avhengig av strøm for å drive spolen for å generere et magnetfelt, slik at ventilkjernen er i en åpen eller reverserende tilstand for å kontrollere om trykkluft kommer inn i arbeidskammeret til aktuatoren. Når magnetventilen mister strøm på grunn av strømbrudd i kontrollsystemet, unormal relédrift, dårlig ledningskontakt eller modulfeil, vil dens interne returfjær tvinge ventilkjernen til å gå tilbake til standardposisjonen. På dette tidspunktet vil magnetventilen ikke bare lukke luftinntakskanalen, men kan også åpne eksoskanalen, noe som får det indre trykket til aktuatoren til å falle raskt. I denne tilstanden mister arbeidskammeret i aktuatoren presset, og den opprinnelig komprimerte fjæren inni den frigjør den lagrede energien, skyver stempelet tilbake og driver ventilen til den forhåndsdesignede "feilsikre posisjonen".
