Làm thế nào để thiết kế hệ thống khí nén an toàn?
Làm thế nào để thiết kế hệ thống khí nén an toàn?
Hệ thống khí nén là một hệ thống khá an toàn, sạch sẽ và có thể áp dụng tốt trong việc áp dụng vào hệ thống tự động. Nhưng nó cũng có một số vấn đề về an toàn cần được đảm bảo để tránh gây ra những nguy hiểm cho người vận hành và các thiết bị máy móc trong hệ thống. Vậy nên ngay trong giai đoạn đầu của việc thiết kế hệ thống cần phải chú ý để đảm bảo các yêu cầu này.
Thiết kế hệ thống khí nén an toàn bắt đầu từ kết nối với bộ phận chuẩn bị khí nén và tiếp tục ghép các van khí nén với xi lanh khí nén một cách chính xác. Bài viết này xem xét các khái niệm cơ bản về tiêu chuẩn an toàn khí nén và chỉ ra cách tốt nhất để thiết kế hệ thống khí nén để đảm bảo vận hành an toàn trong trường hợp dừng khẩn cấp hoặc mất không khí cung cấp cho cơ cấu chấp hành.
Yêu cầu an toàn khí nén
Một trong những yêu cầu chính cho các nhà chế tạo máy là đảm bảo an toàn cho người vận hành. Bảo vệ máy khỏi hư hỏng và tuân thủ các quy định cũng được yêu cầu. An toàn máy phải bắt đầu ở giai đoạn thiết kế và được xem xét trong tất cả các giai đoạn phát triển bao gồm mô hình, thiết kế, sản xuất, lắp ráp, tích hợp, khởi động, thử nghiệm, vận hành và bảo trì.
Thiết kế hệ thống khí nén không chỉ an toàn cho người vận hành mà còn bảo vệ máy khỏi bị hư hại. Giảm áp suất không khí, mất áp suất không khí hoặc giảm áp suất không khí trong trường hợp dừng khẩn cấp có thể gây ra nhiều vấn đề khác nhau.Mất kiểm soát hoặc mất áp suất là một phần khá phổ biến khi sử dụng khí nén. Khi không khí trở lại hệ thống, chuyển động bất ngờ khi xi lanh được cấp lại không khí cũng có thể gây ra thiệt hại. Những vấn đề này phải được xem xét và tính toán trong giai đoạn thiết kế.
Có nhiều tiêu chuẩn liên quan để đảm bảo một chiếc máy hợp pháp, hiệu quả và an toàn. Danh sách một phần bao gồm quy trình đánh giá rủi ro thường được mô tả trong ISO 12100. Chi tiết về các yêu cầu dừng khẩn cấp có thể được tìm thấy trong ISO 13850 và NFPA 79. Hai tiêu chuẩn phân loại các mức an toàn cần thiết là Mức hiệu suất (PL) theo tiêu chuẩn ISO 13849-1 và Tính toàn vẹn an toàn Cấp độ (SIL) trong tiêu chuẩn IEC 62061.
Chức năng dừng an toàn ngăn chặn chuyển động nguy hiểm và ngăn chặn kích hoạt bất ngờ từ trạng thái nghỉ. Kiểm soát an toàn đối với hệ thống khí nén cũng bao gồm giải phóng năng lượng, giảm áp lực và lực, hạn chế tốc độ, dừng hoặc chặn chuyển động và chỉ di chuyển theo hướng an toàn.
Kiểm soát an toàn của máy bao gồm sử dụng các thiết bị an toàn đã được chứng minh với tuổi thọ dài. Có một số chỉ tiêu an toàn cơ bản để sử dụng trong quá trình thiết kế mạch khí nén của máy, đặc biệt là khi áp dụng các thiết bị an toàn khí nén.
Chuẩn bị khí nén an toàn:
An toàn khí nén bắt đầu khi khí nén được kết nối với bộ phận chuẩn bị không khí của máy, Một nguồn cung cấp không khí được giới hạn ở áp suất tối đa 130 psi là phù hợp và an toàn cho hầu hết các thiết bị khí nén. Bộ phận chuẩn bị không khí bắt đầu bằng một kết nối không khí với van xả tắt thủ công, được sử dụng để loại bỏ tất cả áp suất của máy hoặc hệ thống. Van này giúp loại bỏ không khí và đảm bảo an toàn khi không khí được tắt và khóa để bảo trì.
Bộ phận cung cấp không khí cũng nên bao gồm một bộ lọc không khí với các bộ phận lọc từ 5 đến 40 micrometer,một bình chứa chống vỡ, vỏ kim loại. Bộ lọc sẽ tự động loại bỏ độ ẩm và bảo vệ khỏi ô nhiễm hạt, một nguyên nhân phổ biến làm giảm tuổi thọ và hư hỏng của hệ thống khí nén. Một bộ điều chỉnh nên được sử dụng, tích hợp hoặc tách rời khỏi bộ lọc và nó có thể tự xả khí và bao gồm một đồng hồ đo. Nếu không có tính năng tự xả khí, vặn núm điều chỉnh để giảm áp suất không khí của máy sẽ không có tác dụng cho đến khi không khí được sử dụng ở các thiết bị đầu cuối, có khả năng gây ra tình trạng áp suất không khí thấp bất ngờ và không an toàn.
Ở phía sau của bộ lọc và bộ điều chỉnh, tất cả các máy nên bao gồm một van khởi động / xả mềm hoạt động bằng điện. Van điện từ này sẽ loại bỏ áp suất cho tất cả các thiết bị máy khi nhấn dừng khẩn cấp hoặc tắt nguồn máy. Những điều kiện này phải loại bỏ tất cả năng lượng và bất kỳ năng lượng lưu trữ nào cho máy và ngăn chặn chuyển động của máy. Các van dự phòng cũng phải được sử dụng theo các tiêu chuẩn để bảo vệ người vận hành.
Cả việc ngắt thủ công và van xả có thể làm cạn kiệt lượng không khí đáng kể, gây ra tiếng ồn quá mức. Việc sử dụng bộ giảm âm là cần thiết để bảo vệ thính giác của người vận hành. Những bộ giảm âm này không được kiểm soát dòng chảy và phải được bơm thẳng để xả khí ra khỏi khu vực làm việc của người vận hành. Ngoài ra, nếu không khí được bôi trơn, khí thải phải được lọc và cung cấp phương pháp tự động phân loại lại chất lỏng vào các thùng chứa phù hợp để hơi dầu không bị thoát ra trong khí quyển.
Lựa chọn van và vận hành
Khi dừng khẩn cấp, van điện từ khí nén bị mất năng lượng. Nếu có thể, các van điều khiển hướng sẽ trở lại trạng thái ban đầu khi mất điện. Cấu hình van này làm giảm áp suất khi van 3 vị trí trở về vị trí trung tâm. Nếu sử dụng van đóng ở giữa thì không khí sẽ bị kẹt và có thể gây nguy hiểm. Không khí bị mắc kẹt này, trong tình trạng kẹt, có thể gây ra chuyển động trong khi kỹ thuật viên bảo trì đang làm việc để giải phóng kẹt. Điều này có thể chèn ép hoặc bẫy kỹ thuật viên và gây thương tích. Vậy nên cần phải kiểm tra để đảm bảo an toàn và có các phương án thiết kế để tránh trường hợp này xảy ra.
Mất áp suất không khí có thể gây ra chuyển động không kiểm soát khi sử dụng van xả tổng trong trường hợp dừng khẩn cấp hoặc tắt nguồn, và nên xem xét chuyển động gây hư hỏng này trong quá trình thiết kế. Tương tự, thiết bị khí nén có thể bị trôi khi tắt nguồn hoặc thiết bị được điều khiển bằng van hai vị trí có thể di chuyển bất ngờ khi không khí được áp dụng lại, và những điều kiện này cũng phải được xem xét. Van khởi động mềm trên bộ phận chuẩn bị không khí giúp làm dịu chuyển động trong những tình huống này, nhưng chuyển động do áp dụng lại áp suất không khí vẫn có thể gây hư hỏng máy. Do đó, van phải được giữ cố định bằng một thiết bị chẳng hạn như lò xo hoặc khóa liên động một cách thích hợp.
Điều khiển xi lanh và cơ cấu chấp hành
Các xi lanh và bộ truyền động giữ dụng cụ di chuyển theo hướng thẳng đứng có thể gây ra nguy cơ chèn ép người vận hành và có thể làm hỏng dụng cụ máy nếu chúng rơi khi không khí thoát ra. Để giảm hoặc loại bỏ nguy cơ an toàn này, nên sử dụng thiết bị khóa như van an toàn hoặc tính năng chặn cơ học để giữ dụng cụ ở vị trí trong tình trạng dừng khẩn cấp hoặc tắt nguồn.
Một van an toàn, khi được sử dụng để giữ dụng cụ thẳng đứng ở vị trí. Do đó, van an toàn phải bao gồm một thiết bị xả thủ công để xả khí được lưu trữ cho mục đích bảo trì. Điều quan trọng là phải cảnh báo rõ ràng và làm nổi bật các trường hợp đặc biệt này trong hướng dẫn vận hành của nhà điều hành và trên nhãn cảnh báo máy.
Để cung cấp kiểm soát tốc độ an toàn của xi lanh hoặc bộ truyền động, nên thêm các thiết bị điều khiển lưu lượng vào các thiết bị này nếu hành trình lớn hơn 5cm. Nên sử dụng đệm giảm chấn, để tránh các va chạm bên ngoài, để làm giảm sốc khi kết thúc hành trình. Những chiếc đệm này có thể giúp giảm nguy cơ làm hỏng xi lanh, và giảm chấn có thể giảm tiếng ồn đến mức an toàn.
Lựa chọn và ứng dụng ống linh hoạt
Thường bị bỏ qua là những mối nguy hiểm với người vận hành khi ống khí nén bị hỏng. Chuyển động nhanh, đập của ống bị vỡ, có áp suất có thể gây thương tích nghiêm trọng, đặc biệt là mắt. Kỹ thuật tích hợp tốt có thể giúp loại bỏ mối nguy hiểm. Sử dụng ống khí nén thích hợp, tạo thành bó và quấn ống lại với nhau như một nhóm. Có thêm lớp bảo vệ thích hợp cũng có thể làm giảm nguy hiểm.
Kết luận:
Có nhiều tiêu chuẩn để xem xét khi thiết kế và cài đặt các thành phần khí nén trên máy. Chuẩn bị không khí, van và xi lanh đều đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát khí nén an toàn. Thiết kế phù hợp và ứng dụng những thứ này và các thành phần hệ thống khí nén khác cùng với việc tuân thủ các yêu cầu thiết kế khí nén cơ bản sẽ dẫn đến một hệ thống an toàn.
Một số bài viết liên quan:
KT Kikai tự hào là cửa hàng phân phối chính hãng Thiết bị khí nén nhập khẩu từ Đài loan, Trung Quốc nội địa với chất lượng tốt nhất và giá thành thấp nhất thị trường, với mẫu mã đa dạng đầy đủ các mẫu mã và sự tư vấn nhiệt tình.
Để được tư vấn hoặc liên hệ báo giá, làm đại lý, quý khách hãy liên hệ 09765 83 886 hoặc gửi email đến info@thaolapnhanh.vn.
KT KIKAi – Thế giới thiết bị – phụ tùng – máy công nghiệp chính hãng.
Website : www.thaolapnhanh.vn hoặc www.ktkikai.com
Địa chỉ :Số 9/169 Phố Minh Khai – Quận Hai Bà Trưng , Hà Nội
Tầng 3, 37 Hàng Thiếc, Hoàn Kiếm, Hà Nội
