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气动系统安全运行的方法

  安全的气动系统设计从连接到机器的空气就绪硬件开始,并继续将阀门正确连接到气缸。上海自动化仪表有限公司介绍气动安全标准的基本原理,并描述了如何设计机械气动系统以确保在紧急停机或机器供气不足的情况下安全运行。

  气动安全要求

  机器制造商的首要指令之一是确保操作员的安全。还必须保护机器免受损坏并遵守规定。机器安全必须从设计阶段开始,在开发的各个阶段都考虑到,包括概念、设计、制造、建造、集成、启动、测试、操作和维护。

  气动系统的设计不仅对操作员安全,而且还保护机器免受损坏。在紧急停机事件中,气压下降、气压下降或气压下降会导致各种问题。垂直气缸下降是一个常见问题。失去对零件的控制是另一回事。当空气返回系统时,当气缸充满空气时,意外运动也会造成损坏。在设计阶段必须考虑和考虑这些事件。

  有许多相关标准可以确保机器合法、高效和安全。部分列表包括 ISO 12100 中一般描述的风险评估过程。有关紧急停止要求的详细信息,请参见 ISO 13850 和 NFPA 79。在标准 ISO 13849-1 标准和安全完整性等级 (SIL) 标准中,以及在标准 IEC 62061,有两个标准对必要的安全级别进行分类。最后,可以在 IEC 60204-1 中找到机器安全的良好起点。

  安全停止气动功能可停止危险运动并防止意外激活。安全气动控制还包括释放能量、降低压力和力、限制速度、停止或阻止运动以及仅沿一个安全方向运动。

  上述大多数标准超出了本文的范围。然而,机器的安全控制涉及使用经过验证的长寿命组件。机械气动电气文摘在道路设计中,有一些基本的安全规定,尤其是在气动元件的应用方面。

  空气制备安全

  气压安全 将压缩空气连接到机器的空气制备装置,如图 1 所示。最大压力为 130 psi 的工厂空气供应,适用于大多数气动元件且安全。空气制备装置从单点空气连接到手动关闭安全阀,以消除所有机器或系统压力。这种可锁定的阀门可消除杂乱,并确保空气关闭和锁定维护期间的安全。

  空气制备还应包括一个空气过滤器,它具有 5-40 微米的过滤器成分、一个防砂碗、一个金属盖和手动、半自动或自动排水装置。该过滤器将自动去除水分并防止颗粒污染,这是常见的故障原因。应该使用一个调节器,无论是与过滤器集成还是分开,它应该是自我解决的并包含一个仪表。在没有自动减压的情况下,调节调节旋钮以降低机械气压直到下游使用空气可能会产生意外和不安全的低气压情况。

  在过滤器和调节阀的下游,所有机器都应包括一个电动软启动/卸料阀。在紧急停机或机器电源关闭时,该电磁阀可减轻所有机器设备的压力。这些条件必须将所有能量和任何存储的能量转移到机器上,防止机器移动。与许多其他机器不同,媒体应用程序使事情复杂化并要求最高的控制可靠性。在这些类型的高风险应用中,必须按照标准使用它们来保护操作员。

  手动截止阀和放气阀都会排出大量空气,造成噪音过大。需要消音器来保护操作员的听力。这些消声器不应该是流量控制的,并且必须从操作员的工作区域排出空气。此外,如果对空气进行润滑,则必须过滤废气,并提供一种将航空流体自动重新分类到合适容器中的方法,这样石油和天然气就不会耗尽空气。

  阀门选择和操作

  在紧急停止的情况下,气动螺线管将失去动力。如果可能,方向控制阀应恢复到断电状态。当三位阀返回到中心位置时,这种阀配置会释放压力。如果使用中间关闭阀,截留的空气可能会造成安全隐患。这种被困在堵塞状态的空气会引起运动,维护技术人员正在努力释放堵塞。这会挤压或困住技术人员,造成伤害。在这些情况下,应考虑手动释放滞留空气。

  在紧急停止或停电期间使用在用排气阀时,气压损失可能导致不受控制的运动,在设计过程中应考虑这种潜在的机器损坏运动。同样,关闭电源时气动装置可能会漂移,或者使用两位阀控制的设备在重新应用时可能会意外移动,这些情况也必须加以考虑。在这些情况下,空气准备装置上的软启动阀可以帮助缓和冲击,但由于重新施加气压而产生的运动仍可能对机器造成损坏。因此,阀门应通过故障安全装置(例如弹簧)和/或适当的联锁装置锁定到位。

  气缸和执行器控制

  以垂直方向安装工具的气缸和致动器可能存在操作挤压危险,当空气释放时可能损坏机床。为了减少或消除这种安全隐患,应使用锁定装置(例如测试止回阀或机械阻塞功能)在紧急关闭或断电期间将工具保持在适当位置。

  用于垂直工具的先导止回阀到位,以将空气困在安全隐患中。因此,止回阀必须包括一个手动泄压装置,以去除储存的空气以维持其使用。重要的是,在操作员手册和机器警告标签中清楚地记录和突出这些特殊情况。

  为确保气缸或执行器的安全速度控制,如果行程超过 2 英寸,则应在这些设备中添加流量控制。应该对这些流量控制进行检测。应使用可调节的保险杠,甚至是外部冲击来减轻冲程后的冲击。这些垫子可以帮助减少损坏气缸风险,而阻尼可以将噪音降低到安全水平。

  灵活的软管选择和应用

  当气动软管发生故障时,经常被忽视的是对人员的危害。压力管破裂的快速、令人震惊的冲击会导致严重伤害,尤其是眼睛。良好的集成技术可以帮助消除危险。盘管应受到限制或约束。适当时使用连接管,或将管系成一个整体。适当地增加保护也可以减少危险。

  在机器上设计和安装气动元件时需要考虑许多标准。空气制备、阀门和气缸都在安全气动控制中发挥着关键作用。正确设计和应用这些和其他气动系统组件,并遵守基本的气动设计要求,将使机器更安全。