Jak vyberete správný elektrický pohon pro různé typy ventilů v dole?

Moderníí důlní provoz je komplexní symfonií těžkých strojů, přesných procesů a přísných bezpečnostních protokolů. V srdci mnoha kritických systémů – od dopravy kalu a řízení ventilace až po hospodaření s vodou a potlačení požáru – leží zásadní souhra mezi ventily a zařízeními, která je řídí: pohony. Výběr vpravo uhelný důl elektrický pohon není záležitostí jednoduchého zadávání zakázek; jde o zásadní inženýrské rozhodnutí, které má přímý dopad na provozní efektivitu, dodržování bezpečnostních předpisů a celkové náklady na vlastnictví. Špatná volba může vést ke katastrofálnímu selhání, zatímco ta správná zajišťuje spolehlivost v nejnáročnějších podmínkách na Zemi.

Pochopení základního provozního prostředí

Než se ponoříme do typů ventilů, je nutné plně ocenit extrémní prostředí, ve kterém a uhelný důl elektrický pohon musí provést. Tento kontext určuje každou následující specifikaci.

Atmosféra podzemního dolu je notoricky nepřátelská. Vyznačuje se pronikavostí uhelný prach a potenciálně výbušné atmosféry , které vyžadují nejvyšší standardy certifikace proti výbuchu . Zařízení musí být navrženo tak, aby zadrželo jakoukoli vnitřní jiskru nebo explozi, a zabránilo tak vznícení okolní atmosféry. Kromě toho vysoké úrovně vlhkost a potenciál pro ponoření do vody poptávka mimořádně vysoká stupně ochrany proti vniknutí (IP). , obvykle IP67 nebo IP68, aby se zabránilo poškození citlivé vnitřní elektroniky a převodů vlhkostí.

Vibrace a šok z blízkých strojů a geologické aktivity jsou stálými faktory. Pohon musí být robustně zkonstruován, aby odolal těmto silám, aniž by jeho vnitřní součásti byly vychýlené nebo poškozené. Fyzicky je prostor v důlních šachtách a tunelech často značně omezen, takže rozměry pohonu a montážní konfigurace kritická obava. A konečně, pohon se bude muset hladce integrovat do stávajícího dolu řídicí systémy ať už se jedná o jednoduchou místní tlačítkovou stanici nebo o komplexní distribuovaný řídicí systém (DCS) využívající standardní protokoly. Tato kombinace faktorů činí výběr a uhelný důl elektrický pohon jedinečný a specializovaný obor.

Klíčová kritéria výběru pro elektrický pohon uhelných dolů

Výběrové řízení je založeno na několika nesmlouvavých technických a ekologických kritériích. Tyto faktory tvoří kontrolní seznam, proti kterému je veškerý potenciál uhelný důl elektrický pohon možnosti je třeba vyhodnotit.

Certifikace proti výbuchu: Toto je jediný nejkritičtější bezpečnostní požadavek. Pohony musí mít certifikaci od uznávaných orgánů, jako je ATEX, IECEx nebo MSHA pro použití ve specifických nebezpečných zónách (např. zóna 1 nebo zóna 21). Certifikační značka na zařízení potvrzuje, že bylo testováno a schváleno pro bezpečný provoz v atmosféře s hořlavým prachem nebo plynem. Nikdy neinstalujte necertifikovaný pohon do potenciálně výbušné oblasti dolu.

Hodnocení ochrany proti vniknutí (IP): Toto hodnocení, definované normou IEC 60529, udává úroveň ochrany proti pevným předmětům a kapalinám. A uhelný důl elektrický pohon by měl mít obvykle minimální krytí IP67, které zaručuje ochranu proti vnikání prachu a ponoření do vody do hloubky 1 metru po dobu 30 minut. Pro aplikace, kde mohou být ventily ponořeny nebo vystaveny vysokotlakému mytí, je povinné krytí IP68.

Výstup točivého momentu: Pohon musí vyvinout dostatečnou rotační sílu (točivý moment), aby mohl ventil ovládat za všech možných podmínek, včetně maximální vypínací moment nutné k otevření ventilu, který byl usazen pod tlakem a kroutící moment potřeba to udržet v pohybu. Výběr pohonu s nedostatečným kroutícím momentem je primární příčinou selhání. Standardní praxí je vybrat pohon s výstupním kroutícím momentem, který s bezpečnou rezervou překračuje požadovaný krouticí moment ventilu.

Pracovní cyklus a napětí: The pracovní cyklus odkazuje na frekvenci provozu. Některé ventily jsou ovládány zřídka (izolační ventily), zatímco jiné neustále modulují (regulační ventily). Pohon musí být dimenzován na očekávanou provozní frekvenci. Podobně dostupné elektrické napájecí napětí v dole (např. 24V DC, 110V AC, 240V AC, 480V AC) musí odpovídat konstrukčnímu napětí pohonu, aby byla zajištěna správná funkce a nedošlo k poškození.

Možnosti ovládání a zpětné vazby: Modern uhelný důl elektrický pohon jednotky nabízejí řadu možností ovládání. Základní modely mohou nabízet jednoduchou funkci otevření/zavření, zatímco pokročilé modely poskytují proporcionální modulační ovládání pro přesnou regulaci průtoku. Integrované potenciometry nebo enkodéry poskytují životně důležité zpětná vazba polohy do velínu a potvrďte stav ventilu v reálném čase. Tato data jsou nezbytná pro automatizované řízení procesů a monitorování bezpečnosti.

Přizpůsobení pohonu typu ventilu

Srdcem procesu výběru je spojení mezi výkonnostními charakteristikami pohonu a specifickými požadavky ventilu, který bude provozovat. Různé typy ventilů představují jedinečné výzvy a požadavky.

Kulové ventily: Čtvrtotáčkový provoz

Kulové ventily jsou v těžbě všudypřítomné pro zapínání/vypínání a odklonění v potrubích pro kejdu, vodu a vzduch. Jejich provoz spočívá v jednoduchém otočení o 90 stupňů (čtvrtotáčkový).

Požadavky na pohon: Pro a uhelný důl elektrický pohon na kulovém ventilu, točivý moment je prvořadým hlediskem. Pohon musí překonat tření těsnění a jakýkoli tlakový rozdíl na kouli. Zlomový moment je zvláště kritický pro ventily, které mohly být delší dobu v klidu. Pohon musí umožňovat ostré otočení o 90 stupňů a musí pevně držet na místě na konci každého pohybu. Kompaktní design je často výhodný kvůli prostorovým omezením kolem těchto běžných ventilů. Pro standardní službu zapnutí/vypnutí je často dostačující jednoduché dvouvodičové ovládání pro příkazy otevření/zavření, i když pro vzdálenou indikaci stavu se důrazně doporučuje zpětná vazba polohy.

Butterfly Valques: Nízký točivý moment, velký průměr

Motýlkové ventily jsou oblíbené pro svou kompaktní a lehkou konstrukci vzhledem k jejich velkému průměru potrubí, díky čemuž jsou ideální pro aplikace s velkým objemem průtoku, jako je řízení ventilace, hlavní vodovodní potrubí a přeprava kejdy.

Požadavky na pohon: Zatímco klapky obecně vyžadují méně provozní moment než u kulových kohoutů stejné velikosti mohou velké průměry běžné v těžbě stále vyžadovat značnou sílu. Pohon musí být správně dimenzován, aby zvládl tento krouticí moment, aniž by byl předimenzován, což plýtvá energií a prostorem. Klíčovou výzvou je kotouč ventilu, který může být v závislosti na své poloze v proudu vystaven hydrodynamickým silám. A uhelný důl elektrický pohon musí být dostatečně robustní, aby držel disk bezpečně v modulované poloze proti těmto silám. Přesné modulační ovládání je běžným požadavkem na škrticí klapky ve ventilačních systémech, kde je třeba pečlivě řídit proudění vzduchu.

Šoupátka: Vysoký tah, lineární pohyb

Šoupátka se primárně používají pro izolaci v provozu zapnuto/vypnuto, kde je vyžadováno těsné utěsnění. Jsou běžné na hlavních vodovodních potrubích a dalších vysokotlakých aplikacích. Na rozdíl od čtvrtotáčkových ventilů vyžadují víceotáčkový lineární výstup pro zvedání a spouštění vrat.

Požadavky na pohon: Základním požadavkem pro provoz šoupátka je tah nebo lineární síla, nikoli rotační moment. A uhelný důl elektrický pohon musí být spojen s mechanismem, který převádí jeho rotační výstup na lineární tah. Toho je typicky dosaženo pomocí závitové dříkové matice. Pohon musí vyvinout dostatečný tah, aby překonal statické tření a těsně usadil ventil, aniž by vyvíjel nadměrnou sílu, která by mohla poškodit dřík ventilu nebo šoupátko. Pracovní cyklus je často nízký, protože tyto ventily nejsou navrženy pro častý provoz. Schopnost přesně ovládat tahový výkon je známkou vysoce kvalitního pohonu pro tuto aplikaci.

Kulové ventily: Přesné modulační řízení

Kulové ventily jsou tou volbou pro aplikace vyžadující přesné řízení průtoku a škrcení, jako jsou systémy dávkování chemikálií nebo přesné body vstřikování vody. Jejich konstrukce umožňuje jemné nastavení polohy zástrčky vzhledem k sedlu.

Požadavky na pohon: The uhelný důl elektrický pohon pro kulový ventil musí vynikat v přesnost a modulace . Musí pohybovat dříkem ventilu v malých, přesných krocích a přesně držet jeho polohu proti dynamickým silám proudění. Zpětná vazba polohy s vysokým rozlišením je nesmlouvavá pro integraci do regulační smyčky procesu. Pohon musí také poskytovat dostatečný tah, aby překonal systémový tlak působící proti kuželce. Proces výběru zahrnuje přizpůsobení tahu a ovládacího rozlišení pohonu specifickým požadavkům na ovládání procesu.

Nožové šoupátkové ventily: Vysoký tah pro kal a pevné látky

Nožová šoupátka jsou speciálně navržena pro manipulaci s hustými kaly, kaly a materiály s nerozpuštěnými látkami, které jsou endemické pro zpracování uhlí a nakládání s hlušinou.

Požadavky na pohon: Primární požadavky na pohon jsou extrémně vysoké tah output . Pohon musí poskytovat sílu potřebnou k pohonu nabroušené brány skrz viskózní, abrazivní a často nabalená pevná média, aby se dosáhlo vypnutí. Prostředí je jedním z nejvíce abrazivních, takže pohon, i když není v přímé cestě toku, musí být chráněn před všudypřítomným prachem a rozlitím. Odolnost a schopnost vysokého tahu jsou pro tuto aplikaci absolutní priority, které často převažují nad potřebou sofistikovaného ovládání.

Tabulka: Souhrn požadavků na pohon podle typu ventilu