كيف يمكنك اختيار المحرك الكهربائي المناسب لأنواع الصمامات المختلفة في المنجم؟

تعد عملية التعدين الحديثة عبارة عن سيمفونية معقدة من الآلات الثقيلة والعمليات الدقيقة وبروتوكولات السلامة الصارمة. في قلب العديد من الأنظمة المهمة - بدءًا من نقل الملاط والتحكم في التهوية إلى إدارة المياه وإخماد الحرائق - يكمن التفاعل الحاسم بين الصمامات والأجهزة التي تتحكم فيها: المحركات. اختيار الحق المحرك الكهربائي منجم الفحم ليست مسألة شراء بسيطة؛ فهو قرار هندسي أساسي يؤثر بشكل مباشر على الكفاءة التشغيلية، والامتثال للسلامة، والتكلفة الإجمالية للملكية. يمكن أن يؤدي الاختيار الخاطئ إلى فشل كارثي، بينما يضمن الاختيار الصحيح الموثوقية في الظروف الأكثر تطلبًا على الأرض.

فهم بيئة التشغيل الأساسية

قبل الخوض في أنواع الصمامات، من الضروري أن نقدر تمامًا البيئة القاسية التي تعيش فيها أ المحرك الكهربائي منجم الفحم يجب أن يؤدي. هذا السياق يملي كل المواصفات اللاحقة.

من المعروف أن جو المنجم تحت الأرض معادٍ. ويتميز بأنه منتشر غبار الفحم وربما أجواء متفجرة ، والتي تتطلب أعلى معايير شهادة مقاومة للانفجار . يجب أن تكون المعدات مصممة بحيث لا تحتوي على أي شرارة أو انفجار داخلي، بما يمنعها من إشعال الجو المحيط بها. علاوة على ذلك، مستويات عالية من رطوبة والإمكانات ل غمر الماء الطلب مرتفع بشكل استثنائي تصنيفات حماية الدخول (IP). ، عادةً IP67 أو IP68، لمنع الرطوبة من إتلاف الأجهزة الإلكترونية الداخلية الحساسة والتروس.

الاهتزاز والصدمة من الآلات القريبة والنشاط الجيولوجي هي عوامل ثابتة. يجب أن يتم بناء المحرك بقوة ليتحمل هذه القوى دون أن تصبح مكوناته الداخلية غير متوازنة أو تتلف. من الناحية المادية، غالبًا ما تكون المساحة محدودة للغاية في ممرات وأنفاق المناجم، مما يجعل عملية التنقيب أبعاد المحرك وتكوين التركيب مصدر قلق بالغ. وأخيرًا، سيحتاج المشغل إلى التكامل بسلاسة مع الموجود في المنجم أنظمة التحكم سواء كانت محطة ضغط محلية بسيطة أو نظام تحكم موزع معقد (DCS) يستخدم بروتوكولات متوافقة مع معايير الصناعة. هذا المزيج من العوامل يجعل اختيار أ المحرك الكهربائي منجم الفحم مجال فريد ومتخصص.

معايير الاختيار الرئيسية للمشغل الكهربائي لمنجم الفحم

تعتمد عملية الاختيار على أساس عدة معايير فنية وبيئية غير قابلة للتفاوض. تشكل هذه العوامل القائمة المرجعية التي يتم على أساسها كل الإمكانات المحرك الكهربائي منجم الفحم يجب تقييم الخيارات.

مقاومة للانفجار هذا هو شرط السلامة الأكثر أهمية. يجب أن يحمل المشغلون شهادات من هيئات معترف بها مثل ATEX أو IECEx أو MSHA لاستخدامها في مناطق خطرة محددة (على سبيل المثال، المنطقة 1 أو المنطقة 21). تؤكد علامة الاعتماد الموجودة على الجهاز أنه تم اختباره واعتماده للعمل بأمان في جو يحتوي على غبار أو غاز قابل للاشتعال. لا تقم مطلقًا بتركيب مشغل غير معتمد في منطقة منجم يحتمل أن تكون قابلة للانفجار.

تصنيف حماية الدخول (IP): يشير هذا التصنيف، الذي يحدده معيار IEC 60529، إلى مستوى الحماية ضد الأجسام الصلبة والسوائل. أ المحرك الكهربائي منجم الفحم يجب أن يكون الحد الأدنى من تصنيف IP67، والذي يضمن الحماية ضد دخول الغبار والغمر في الماء حتى عمق 1 متر لمدة 30 دقيقة. بالنسبة للتطبيقات التي قد تكون فيها الصمامات مغمورة أو تخضع لعمليات غسيل عالية الضغط، يكون تصنيف IP68 إلزاميًا.

إخراج عزم الدوران: يجب أن يولد المشغل قوة دوران كافية (عزم الدوران) لتشغيل الصمام في جميع الظروف الممكنة، بما في ذلك الحد الأقصى لعزم الدوران الانفصالي مطلوب لفتح الصمام الذي تم وضعه تحت الضغط و تشغيل عزم الدوران اللازمة لإبقائها تتحرك. يعد اختيار مشغل ذو عزم دوران غير كافٍ هو السبب الرئيسي للفشل. من الممارسات القياسية اختيار مشغل ذو خرج عزم دوران يتجاوز عزم الدوران المطلوب للصمام بهامش آمن.

دورة العمل والجهد: ال دورة العمل يشير إلى وتيرة العملية. يتم تشغيل بعض الصمامات بشكل غير متكرر (صمامات العزل)، بينما يتم تعديل البعض الآخر بشكل مستمر (صمامات التحكم). يجب أن يتم تصنيف المشغل وفقًا لتردد التشغيل المتوقع. وبالمثل، فإن جهد الإمداد الكهربائي المتوفر في المنجم (على سبيل المثال، 24 فولت تيار مستمر، 110 فولت تيار متردد، 240 فولت تيار متردد، 480 فولت تيار متردد) يجب أن يتطابق مع جهد تصميم المشغل لضمان الوظيفة المناسبة وتجنب الضرر.

خيارات التحكم والملاحظات: حديث المحرك الكهربائي منجم الفحم تقدم الوحدات مجموعة من خيارات التحكم. قد توفر النماذج الأساسية وظيفة فتح/إغلاق بسيطة، بينما توفر النماذج المتقدمة وظيفة متناسبة التحكم في التعديل لتنظيم التدفق الدقيق. توفر مقاييس الجهد أو التشفيرات المتكاملة أهمية حيوية ردود الفعل الموقف إلى غرفة التحكم، للتأكد من حالة الصمام في الوقت الفعلي. تعتبر هذه البيانات ضرورية للتحكم الآلي في العمليات ومراقبة السلامة.

مطابقة المحرك لنوع الصمام

ال 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.

الصمامات الكروية: عملية ربع دورة

توجد الصمامات الكروية في كل مكان في التعدين من أجل التشغيل/الإيقاف وتحويل الخدمة في خطوط الملاط والماء والهواء. عملها عبارة عن دوران بسيط بمقدار 90 درجة (ربع دورة).

متطلبات المحرك: ل المحرك الكهربائي منجم الفحم على صمام الكرة، عزم الدوران هو الاعتبار الأسمى. يجب أن يتغلب المشغل على احتكاك الختم وأي اختلاف في الضغط عبر الكرة. عزم الدوران الانفصالي يعد أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص للصمامات التي قد تكون ثابتة لفترات طويلة. يجب أن يوفر المشغل دورانًا واضحًا بزاوية 90 درجة وأن يظل ثابتًا في موضعه عند نهاية كل رحلة. غالبًا ما يكون التصميم المدمج مفيدًا بسبب قيود المساحة حول هذه الصمامات المشتركة. بالنسبة لخدمة التشغيل/الإيقاف القياسية، غالبًا ما يكون التحكم البسيط بسلكين لأوامر الفتح/الإغلاق كافيًا، على الرغم من أنه يوصى بشدة بالتعليق على الموضع للإشارة إلى الحالة عن بُعد.

صمامات الفراشة: عزم دوران منخفض، قطر كبير

يتم تفضيل صمامات الفراشة لتصميمها المدمج وخفيف الوزن مقارنة بقطر الأنبوب الكبير، مما يجعلها مثالية لتطبيقات التدفق كبيرة الحجم مثل التحكم في التهوية وخطوط المياه الرئيسية ونقل الملاط.

متطلبات المحرك: بينما تتطلب صمامات الفراشة بشكل عام أقل عزم الدوران التشغيل مقارنة بالصمامات الكروية ذات الحجم نفسه، فإن الأقطار الكبيرة الشائعة في التعدين لا تزال تتطلب قوة كبيرة. يجب أن يكون حجم المشغل صحيحًا للتعامل مع عزم الدوران هذا دون زيادة حجمه، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة والمساحة. التحدي الرئيسي هو قرص الصمام، والذي، اعتمادًا على موضعه في التدفق، يمكن أن يخضع لقوى هيدروديناميكية. أ المحرك الكهربائي منجم الفحم يجب أن تكون قوية بما يكفي لتثبيت القرص بشكل آمن في وضع معدل ضد هذه القوى. التحكم الدقيق في التعديل يعد هذا متطلبًا شائعًا لصمامات الفراشة في أنظمة التهوية، حيث يجب إدارة تدفق الهواء بعناية.

صمامات البوابة: ذات قوة دفع عالية، وحركة خطية

تُستخدم صمامات البوابة بشكل أساسي للعزل في خدمة التشغيل/الإيقاف حيث يلزم وجود ختم محكم. وهي شائعة في خطوط إمدادات المياه الرئيسية وغيرها من تطبيقات الضغط العالي. على عكس الصمامات ربع دورة، فإنها تتطلب مخرجًا خطيًا متعدد الدورات لرفع البوابة وخفضها.

متطلبات المحرك: ال fundamental requirement for operating a gate valve is التوجه ، أو القوة الخطية، وليس عزم الدوران. أ المحرك الكهربائي منجم الفحم يجب أن يقترن بآلية تحول خرجه الدوار إلى قوة دفع خطية. يتم تحقيق ذلك عادةً من خلال صامولة جذعية ملولبة. يجب أن يولد المشغل قوة دفع كافية للتغلب على الاحتكاك الساكن وتثبيت الصمام بإحكام دون استخدام قوة مفرطة قد تؤدي إلى تلف ساق الصمام أو البوابة. غالبًا ما تكون دورة العمل منخفضة، حيث أن هذه الصمامات غير مصممة للتشغيل المتكرر. تعد القدرة على التحكم بدقة في خرج الدفع علامة على وجود مشغل عالي الجودة لهذا التطبيق.

صمامات الكرة الأرضية: التحكم الدقيق في التعديل

تعد الصمامات الكروية هي الصمام المفضل للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في التدفق والاختناق، مثل أنظمة التغذية الكيميائية أو نقاط حقن الماء الدقيقة. يسمح تصميمها بالتعديل الدقيق لموضع القابس بالنسبة للمقعد.

متطلبات المحرك: ال المحرك الكهربائي منجم الفحم لصمام الكرة الأرضية يجب أن يتفوق فيه الدقة والتعديل . إنه يحتاج إلى تحريك ساق الصمام بزيادات صغيرة ودقيقة والحفاظ على موضعه بدقة ضد قوى التدفق الديناميكي. إن تعليقات الموضع عالية الدقة غير قابلة للتفاوض من أجل دمجها في حلقة التحكم في العملية. يجب أن يوفر المشغل أيضًا قوة دفع كافية للتغلب على ضغط النظام الذي يعمل ضد القابس. تتضمن عملية الاختيار مطابقة دقة المحرك والتحكم مع متطلبات التحكم المحددة للعملية.

صمامات بوابة السكين: الدفع العالي للطين والمواد الصلبة

تم تصميم صمامات بوابة السكين خصيصًا للتعامل مع الملاط السميك والحمأة والمواد ذات المواد الصلبة العالقة، والتي تتوطن في معالجة الفحم وإدارة المخلفات.

متطلبات المحرك: ال primary demand on the actuator is extremely high التوجه output . يجب أن يوفر المشغل القوة اللازمة لدفع البوابة الحادة عبر الوسائط اللزجة والكاشطة والمعبأة في كثير من الأحيان لتحقيق الإغلاق. تعتبر البيئة من أكثر البيئات الكاشطة، لذلك يجب حماية المشغل، رغم عدم وجوده في مسار التدفق المباشر، من الغبار المنتشر والانسكابات. تعد المتانة والقدرة على الدفع العالي من الأولويات المطلقة لهذا التطبيق، وغالبًا ما تفوق الحاجة إلى التحكم المتطور.

الجدول: ملخص متطلبات المشغل حسب نوع الصمام