鉱山のさまざまなタイプのバルブに適切な電動アクチュエータを選択するにはどうすればよいですか?

現代の採掘作業は、重機、正確なプロセス、厳格な安全プロトコルの複雑な調和です。スラリー輸送や換気制御から水管理や消火に至るまで、多くの重要なシステムの中心には、バルブとそれを制御するデバイスであるアクチュエーターとの間の重要な相互作用があります。右を選択する 炭鉱電動アクチュエータ 単純な調達の問題ではありません。これは、運用効率、安全コンプライアンス、総所有コストに直接影響を与える基本的なエンジニアリング上の決定です。間違った選択をすると致命的な障害につながる可能性がありますが、正しい選択を選択すれば、地球上で最も厳しい条件下でも信頼性が保証されます。

コア動作環境を理解する

バルブの種類を詳しく調べる前に、バルブが使用される極限環境を十分に理解することが不可欠です。 炭鉱電動アクチュエータ 実行しなければなりません。このコンテキストは、後続のすべての仕様を決定します。

地下鉱山の雰囲気は敵対的なことで有名です。浸透しているのが特徴です 石炭粉塵 そして潜在的に 爆発性雰囲気 、これには最高の基準が必要です。 防爆認証 。機器は、内部の火花や爆発を抑制し、周囲の大気への引火を防ぐように設計する必要があります。さらに、高レベルの 湿度 そしてその可能性 水浸し 非常に高い要求 侵入保護 (IP) 定格 、通常は IP67 または IP68 で、湿気による繊細な内部電子機器やギアの損傷を防ぎます。

振動と衝撃 近くの機械や地質活動からの影響は一定の要因です。アクチュエータは、内部コンポーネントの位置がずれたり損傷したりすることなく、これらの力に耐えられるように頑丈に構築されている必要があります。物理的に、坑道やトンネル内のスペースは非常に限られていることが多いため、 アクチュエータの寸法と取付形状 重大な懸念事項です。最後に、アクチュエータは鉱山の既存のアクチュエータとシームレスに統合する必要があります。 制御システム 単純なローカルの押しボタン ステーションであっても、業界標準のプロトコルを使用する複雑な分散制御システム (DCS) であっても。この要素の組み合わせにより、 炭鉱電動アクチュエータ ユニークで専門的な分野。

炭鉱電動アクチュエータの主な選択基準

選択プロセスは、いくつかの交渉不可能な技術的および環境的基準の基礎に基づいて構築されます。これらの要素は、すべての可能性を考慮したチェックリストを形成します。 炭鉱電動アクチュエータ オプションを評価する必要があります。

防爆認証: これは最も重要な安全要件です。アクチュエータは、特定の危険ゾーン (ゾーン 1 やゾーン 21 など) で使用するために、ATEX、IECEx、または MSHA などの認定機関からの認証を取得する必要があります。デバイス上の認証マークは、可燃性の粉塵やガスが存在する雰囲気下で安全に動作することがテストされ、承認されていることを示します。認定されていないアクチュエータを鉱山の爆発の可能性のあるエリアに設置しないでください。

侵入保護 (IP) 評価: この評価は IEC 60529 規格によって定義されており、固体および液体に対する保護レベルを示します。あ 炭鉱電動アクチュエータ 通常、IP67 の最低定格が必要です。これは、粉塵の侵入および水深 1 メートルまでの 30 分間の浸漬に対する保護を保証します。バルブが水没したり、高圧洗浄を受ける可能性がある用途では、IP68 定格が必須です。

トルク出力: アクチュエータは、考えられるすべての条件下でバルブを動作させるのに十分な回転力 (トルク) を生成する必要があります。 最大離脱トルク 圧力下で固定されているバルブを開くのに必要であり、 ランニングトルク 動き続けるために必要です。トルク不足のアクチュエータの選定は故障の主な原因となります。バルブに必要なトルクを安全マージンで超えるトルク出力を持つアクチュエータを選択するのが標準的です。

デューティサイクルと電圧: の デューティサイクル 動作頻度を指します。まれに動作するバルブ (遮断バルブ) もあれば、常に調整するバルブ (制御バルブ) もあります。アクチュエータは、予想される動作周波数に対して定格が定められている必要があります。同様に、鉱山で利用可能な電源電圧 (例: DC24V、AC110V、AC240V、AC480V) は、適切な機能を確保し損傷を回避するために、アクチュエータの設計電圧と一致する必要があります。

制御とフィードバックのオプション: モダンな 炭鉱電動アクチュエータ ユニットはさまざまな制御オプションを提供します。基本モデルは単純な開閉機能を提供しますが、高度なモデルは比例的な機能を提供します。 変調制御 正確な流量調整を実現します。統合されたポテンショメータまたはエンコーダは、重要な機能を提供します。 位置フィードバック 制御室に送信し、バルブのリアルタイムのステータスを確認します。このデータは、自動化されたプロセス制御と安全性監視に不可欠です。

アクチュエータとバルブの種類の適合

の 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.

ボールバルブ: 1/4 回転動作

ボールバルブは、スラリー、水、および空気ラインのオン/オフおよび分岐サービスのために採掘現場で広く使用されています。操作は単純な 90 度 (4 分の 1 回転) 回転です。

アクチュエータの要件: のために 炭鉱電動アクチュエータ ボールバルブに、 トルク が最も重要な考慮事項です。アクチュエータは、シールの摩擦とボール間の圧力差を克服する必要があります。 離脱トルク これは、長期間静止していた可能性のあるバルブにとって特に重要です。アクチュエータは、90 度の鮮明な回転を提供し、各移動の終わりに所定の位置にしっかりと保持する必要があります。これらの一般的なバルブの周囲のスペースには制約があるため、コンパクトな設計が有利になることがよくあります。標準的なオン/オフ サービスの場合、オープン/クローズ コマンド用の単純な 2 線式制御で十分な場合が多いですが、リモート ステータス表示には位置フィードバックを強くお勧めします。

バタフライバルブ：低トルク、大径

バタフライ バルブは、大きなパイプ直径に比べてコンパクトで軽量な設計が好まれており、換気制御、主給水ライン、スラリー輸送などの大容量流量の用途に最適です。

アクチュエータの要件: バタフライバルブは一般に必要なものが少なくて済みますが、 作動トルク 同じサイズのボールバルブよりも、採掘で一般的な大きな直径は依然として大きな力を必要とする可能性があります。アクチュエータは、エネルギーとスペースを浪費する過大なサイズにならずに、このトルクを処理できるように適切なサイズにする必要があります。重要な課題はバルブのディスクであり、流れの中の位置によっては流体力の影響を受ける可能性があります。あ 炭鉱電動アクチュエータ これらの力に対してディスクを調整された位置にしっかりと保持するのに十分な堅牢性が必要です。 正確な変調制御 これは、空気の流れを注意深く管理する必要がある換気システムのバタフライ バルブの一般的な要件です。

ゲートバルブ：高推力、直線運動

ゲートバルブは主に、密閉性が必要なオン/オフサービスでの隔離に使用されます。これらは、主要な給水ラインやその他の高圧用途で一般的です。 1/4 回転バルブとは異なり、ゲートを上げ下げするために複数回転のリニア出力が必要です。

アクチュエータの要件: の fundamental requirement for operating a gate valve is 推力 、回転トルクではなく、直線力です。あ 炭鉱電動アクチュエータ 回転出力を直線推力に変換する機構を組み合わせる必要があります。これは通常、ネジ付きステムナットによって実現されます。アクチュエータは、バルブ ステムやゲートを損傷する可能性のある過度な力を加えることなく、静摩擦に打ち勝ち、バルブをしっかりと固定するのに十分な推力を生成する必要があります。これらのバルブは頻繁に動作するように設計されていないため、多くの場合、デューティ サイクルは低くなります。推力出力を正確に制御できることは、この用途向けの高品質アクチュエータの証です。

グローブバルブ: 正確な変調制御

グローブ バルブは、化学薬品供給システムや正確な注水ポイントなど、正確な流量制御と絞りが必要な用途に最適なバルブです。その設計により、シートに対するプラグの位置を微調整できます。

アクチュエータの要件: の 炭鉱電動アクチュエータ グローブバルブは次の点で優れていなければなりません 精度と変調 。バルブステムを少しずつ正確に動かし、動的な流れの力に抗してその位置を正確に保持する必要があります。高分解能の位置フィードバックは、プロセス制御ループへの統合に関して交渉の余地がありません。アクチュエータは、プラグに作用するシステム圧力に打ち勝つのに十分な推力も提供する必要があります。選択プロセスには、アクチュエータの推力と制御分解能をプロセスの特定の制御要件に適合させることが含まれます。

ナイフゲートバルブ: スラリーおよび固体用の高推力

ナイフ ゲート バルブは、石炭の処理や尾鉱の管理に特有の、濃厚なスラリー、スラッジ、浮遊物質を含む物質を処理できるように特別に設計されています。

アクチュエータの要件: の primary demand on the actuator is extremely high 推力 output 。アクチュエータは、遮断を達成するために、粘性、研磨性、および多くの場合充填された固体媒体を介して鋭利なゲートを駆動するのに必要な力を提供する必要があります。環境は最も摩耗しやすい環境の 1 つであるため、アクチュエータは直接流路にない場合でも、蔓延する粉塵や流出から保護する必要があります。この用途では耐久性と高推力能力が絶対的な優先事項であり、多くの場合、高度な制御の必要性を上回ります。

表: バルブタイプ別のアクチュエータ要件の概要