Защитные предохранительные и блокировочные устройства. Защитные устройства производственного оборудования. Защита от тепловых излучений
Блокировочное устройство - механическое, электрическое или др. устройство, которое при определенных условиях препятствует функционированию элементов машины (обычно до тех пор, пока защитное устройство не зафиксировано). Блокировочные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне. По принципу действия блокировочные устройства делят на механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические, пневматические, комбинированные. Механическая блокировка обеспечивает связь между ограждением и тормозным или пусковым устройством, электрическая блокировка обеспечивает включение только при наличии ограждения.
Тормозные устройства подразделяют:
1. по конструкции на колодочные, дисковые, конические, клиновые, ленточные, электрические;
2. по способу срабатывания на ручные, автоматические и полуавтоматические;
3. по принципу действия на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, комбинированные;
4. по назначению на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.
Тормозная техника позволяет быстро останавливать валы, шпиндели и другие элементы - потенциальные источники опасности.
Требования к тормозным системам:
Надёжность;
Простота использования.
Предохранительные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений, что исключает аварийные режимы работы. Предохранительные устройства по характеру действия подразделяют на: блокировочные и ограничительные. Предохранительные устройства защищают электрические схемы от режимов короткого замыкания и перегрузок. Для этого служат плавкие предохранители, пробки-автоматы и автоматические устройства, отключающие электрическую сеть при возрастании тока в цепи. Плавкие предохранители являются простейшим и самым надежным защитным устройством. Они обладают хорошей чувствительностью и высокой надежностью. Самым распространенным типом плавких предохранителей являются так называемые пробки.
Раздел 11. Емкости и взрывоопасные вещества
Опасности, возникающие при эксплуатации систем под давлением
Опасности, возникающие при эксплуатации систем, находящихся под давлением:
Взрыв, являющейся следствием, например, воспламенения взрывчатой смеси внутри установки или в окружающей среде из-за попадания в неё взрывоопасных веществ;
Получения ожогов под воздействием высоких или низких температур и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
Травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например нарушение герметичности баллона весом 70 кг, давление 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приводит к перемещению его за счёт реактивной тяги с ускорением 5g;
Радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов;
Отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов.
Классификация емкостей
1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводу разбиты на десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов:
Вода – зелёный.
Пар – красный.
Воздух – синий.
Газы горючие и негорючие – желтый.
Кислоты – оранжевый.
Щёлочи – фиолетовый.
Жидкости гор. и негор. – коричневый.
Прочие вещества – серый.
На трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца.
2. Газгольдеры. Газгольдеры высокого давления (до 40 МПа) служат для создания запаса газа высокого давления; газгольдеры низкого давления – для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, отделения механических примесей и других целей.
3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией. Стационарные резервуары изготовляют объёмом до 500 тыс. л. и более, трансп-ые сосуды - обычно до 35 тыс. л. На транспортных сосудах наносят соотв-ие надписи и отличительные полосы
4. Котлы. Это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды или получения пара с давлением выше атмосферного.
При работе с котлами наибольшую опасность представляет взрыв. При взрыве котла происходит мгновенное испарение воды, находящейся под давлением и при температуре выше 100°С, поскольку из - за взрыва давление в нем падает до атмосферного. При мгновенном испарении воды образуется огромное количество пара (1л воды, переходя в пар, увеличивается в объёме в 1700 раз), что является причиной больших разрушений.
5. Баллоны. Они служат для хранения и перевозки сжатых сжиженных и растворенных газов при температурах от -50 до +60°С и различных давлениях.
Баллоны изгот-ют малой (0,4-12л), средней (20-50л) и большой вместимости (80-500 л). У горловины каждого баллона на сферической части выбиваются данные: товарный знак завода-изготовителя; дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания; рабочее и пробное давление (МПа); ёмкость баллона (кг); клеймо ОТК – обозначение действующего стандарта.
Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточные давление ≥0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - ≥0,05 и≤0,1 МПа. Остаточное давление позволяет опред-ть, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность и его арматуры и гарант-вать не проникновение в баллоны другого газа или жидкости.
Маркировка баллонов
| Название газа | Окраска баллона | Текст надписи | Цвет надписи | Цвет полосы |
| Ацетилен | Белая | Ацетилен | Красный | - |
| Воздух | Чёрная | Сжатый воздух | Белый | - |
| Углекислота | Чёрная | Углекислота | Жёлтый | - |
| Кислород | Голубая | Кислород | Чёрный | . |
| Азот | Чёрная | Азот | Жёлтый | Коричневый |
| Гелий | Коричневая | Гелий | Белый | - |
| Аргон чистый | Серая | Аргон чистый | Зелёный | Зелёный |
| Все другие горючие | Красная | Наименование газа | Белый | - |
Взрывчатые вещества
Взрывчатое вещество- химическое соединение или их смесь, способное в результате определённых внешних воздействий или внутренних процессов взрываться, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы. Комплекс процессов, который происходит в таком веществе, называется детонацией. Традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определенной скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы).
Существует ряд веществ, также способных к взрыву (например, ядерные и термоядерные материалы, антивещество). Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».
Классификация
По составу:
Индивидуальные химические соединения;
Взрывчатые смеси – композиты.
По физическому состоянию:
Газообразные;
Гелеобразные;
Суспензионные;
Эмульсионные;
Твердые.
По форме работы взрыва:
Инициирующие (первичные);
Бризантные (вторичные);
Метательные;
Пиротехнические.
По методу приготовления зарядов:
Прессованные;
Литые (взрывчатые сплавы);
Патронированные.
По применению:
Военные;
Промышленные;
Спец. назначения;
Антисоциального применения;
Опытно-экспериментальные.
Блокировки
Блокировочные устройства применяют для безопасности эксплуатации оборудования и производственных процессов путем принудительного взаимодействия связанных между собой частей оборудования или параметров технологических процессов.
Наиболее широкое распространение получают ограждения, сблокированные с приводом машины, что обеспечивает выключение питания привода в момент снятия ограждения. При наличии блокировочных ограждений исключается пуск машины без ограждающего устройства, так как в этом случае цепь питания привода находится в разомкнутом состоянии.
В случае, когда необходимо остановить машину (ее механизм) при приближении оператора или отдельных частей его тела к опасной зоне, применяют защитные блокировки, состоящие из сигнального устройства и исполнительного механизма. В качестве сигнального устройства, например, используют освещаемые лучом фотоэлементы: уменьшение их освещенности при пересечении луча приводит в действие блокировку.
В отдельных случаях применяют выталкивающие (соединенный с рабочим механизмом подвижный барьер) или оттягивающие руки оператора из рабочей зоны устройства при наступлении опасного момента. В последнем случае на руки оператора надевают браслеты, соединенные стержнем или проволокой с исполнительным механизмом. Существенным недостатком такого рода устройств является то, что у оператора появляется излишняя напряженность и нервозность в ожидании момента их срабатывания и удара но рукам.
Для предупреждения попадания рук оператора в опасную зону используют также двуручное включение: пусковая цепь замыкается лишь в случае одновременного нажатия обеими руками пусковых кнопок (или рукояток).
Сигнализация
Сигнализация является средством предупреждения работающих о наступлении тех или иных событий. По назначению сигнализация бывает оперативной, предупредительной и опознавательной; но способу информации – звуковой, визуальной, комбинированной (светозвуковой) и одоризационной (по запаху). Для визуальной сигнализации используют источники света (загорание лампы, мигающий свет и др.), световые табло, подсветку шкал измерительных приборов, подсветку на мнемосхемах того или иного участка; для звуковой – сирены, гудки или звонки.
Оперативная сигнализация нужна при ведении технологических процессов, где по условиям безопасности требуется контроль времени, температуры, давления. Сигнализация находит широкое применение при устройстве автоматических линий (без участия оператора). Для этого используют различные измерительные приборы, снабженные контактами. Замыкание контактов происходит при определенных значениях контролируемых параметров.
Оперативную сигнализацию применяют также при согласовании отдельных действий работающих. Широкое применение нашла знаковая сигнализация, передаваемая руками, например, при согласовании действия крановщика и стропальщика.
Предупредительная сигнализация необходима для предупреждения о наличии опасности или ее возникновении. Для этого используют различные плакаты и надписи, а также звуковые и световые сигналы, приводимые в действие от датчиков, регистрирующих отклонение от нормального хода технологического процесса. Световые и звуковые сигналы подаются непосредственно перед наступлением опасности. В некоторых случаях они предупреждают, если какой-либо узел не сработал. Это делается для предотвращения аварии, которая может произойти, если другие части агрегата продолжают работать.
Опознавательная сигнализация предназначена для выделения того или иного оборудования, его частей или рабочих зон, представляющих опасность или требующих особого внимания. Для этих целей применяют систему сигнальных цветов по ГОСТ 12.4.026–2001 "ССБТ. Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний" . Данный стандарт устанавливает следующие сигнальные цвета: красный, желтый, зеленый, синий. Для усиления зрительного восприятия знаков безопасности и сигнальной разметки сигнальные цвета применяют в сочетании с контрастными цветами – белым или черным. Смысловое значение, область применения сигнальных цветов и соответствующие им контрастные цвета приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Смысловое значение, область применения сигнальных цветов и соответствующие им контрастные цвета
|
Сигнальный цвет |
Смысловое значение |
Область применения |
Контрастный цвет |
|
Непосредственная опасность |
Запрещение опасного поведения или действия |
||
|
Обозначение непосредственной опасности |
|||
|
Аварийная или опасная ситуация |
Сообщение об аварийном отключении или аварийном состоянии оборудования (технологического процесса) |
||
|
Пожарная техника, средства противопожарной защиты, их элементы |
Обозначение и определение мест нахождения пожарной техники, средств противопожарной защиты, их элементов |
||
|
Возможная опасность |
Обозначение возможной опасности, опасной ситуации |
||
|
Предупреждение, предостережение о возможной опасности |
|||
|
Безопасность, безопасные |
Сообщение о нормальной работе оборудования, нормальном состоянии технологического процесса |
||
|
Помощь, спасение |
Обозначение пути эвакуации, аптечек, кабинетов, средств по оказанию первой медицинской помощи |
||
|
Предписание во избежание опасности |
Требование обязательных действий в целях обеспечения безопасности |
||
|
Указание |
Разрешение определенных действий |
- Принят и введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 19 сентября 2001 г. № 387-ст.
На рабочих местах основными техническими средствами охраны труда коллективной защиты являются защитные и блокировочные устройства. Защитные устройства применяются для исключения воздействия на рабочих вредных и опасных производственных факторов. Они подразделяются на оградительные, блокировочные, предохранительные, специальные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления (ГОСТ 12.4.125-83).
Оградительные устройства − это защитная преграда между опасными, вредными факторами и человеком: кожухи, экраны, щиты, козырьки и барьеры и т. д.
Они могут быть стационарными, передвижными, съёмными, подвижными и неподвижными. Требования к ограждениям изложены в (ГОСТ 12.2.062- 82), ССБТ.
«Оборудование производственное. Ограждения защитные». Ограждение должно быть снабжено удобными ручками, скобами для съёмки, а поверхность окрашивается в сигнальный цвет с применением предупредительного знака.
Блокировкой называется совокупность методов и средств, предназначенных для предотвращения аварийных и травмоопасных ситуаций. По принципу действия они подразделяются на: механические, электронные, электромагнитные, электрические, комбинированные и пр.
Блокировочные устройства исключают включение механизма без средств защиты (снят кожух).
Рис. 3.1.1. Схема действия защитной блокировки с применением фотоэлемента:
1 – источник света; 2, 4 – линзы; 3 – пучок параллельных световых лучей; 5 – приемник световых лучей; 6 – контрольное реле; 7 – усилитель.
Рис. 3.1.2 Схема радиоактивной автоблокировки:
1 – трубка Гейгера; 2 – тиратронная лампа; 3 – контрольное реле; 4 – аварийное реле.
Блокировочные устройства служат средством для размыкания магнитных датчиков при воздействии на рабочих и окружающего их пространства электромагнитных полей выше допустимых значений (время срабатывания – 0,01сек.). Блокировочные устройства могут срабатывать на запирание включения педали, рукоятки, привода при нахождении человека или его частей тела (рука, нога) в опасной зоне (фотоэлектрический эффект).
К специальным устройствам безопасности относятся :
уловители в лифтах и подъёмниках, система защиты от поражения электрическим током, блок-замки, ограничители вращения или перемещения груза и т. д.
Предохранительные устройства предназначены для автоматического отключения оборудования при возникновении аварийных ситуаций в работающем оборудовании, вследствие превышения допустимых рабочих параметров: превышение скорости, давления, температуры, электрического напряжения, механических нагрузок и т.д. (предохранительные клапаны, разрывные мембраны плавкие вставки и т.д.).
Тормозные устройства предназначены для замедления или остановки движущегося оборудования или их частей при возникновении опасных производственных факторов (рабочего, стояночного, экстренного торможения).
Световая и звуковая сигнализация предупреждают о включении в работу механизма, о работе в опасной зоне, о достижении предельной концентрации вредных веществ в рабочей зоне, предельных температурах или давлении в установках (комбинированные - светозвуковая сигнализация).
Основными техническими средствами охраны труда, служащими для коллективной защиты работающих, являются защитные устройства.
Защитными устройствами называются устройства, применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. В частности, защитные устройства предупреждают попадание человека в опасную зону.
Опасной зоной считается пространство, в котором постоян-. но действует или периодически возникает ситуация, опасная для жизни и здоровья работающего.Х)пасная зона может быть ограниченной (локализованной вокруг опасного элемента оборудования) и неограниченной, изменяющейся в пространстве и времени (например, пространство под транспортируемым грузом и т. п.).
Кроме защиты человека защитные устройства предохраняют оборудование от аварий, создают необходимую согласованность действий человека и машины, предупреждают последствия ошибочных действий персонала, служат для автоматизации работы оборудования и т. п.
Защитные устройства весьма разнообразны по принципу действия и конструктивному исполнению. В некоторой степени условно их можно подразделить на: оградительные, блокировочные, предохранительные, специальные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления.
Оградительные устройства представляют собой физическую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. Это всевозможные кожухи, щиты, экраны, козырьки, планки, барьеры. Благодаря простоте конструкции, малой стоимости и надежности они нашли широкое применение в технике.
По способу установки ограждения могут быть стационарными или передвижными, неподвижными и подвижными (откидными, раздвижными, съемными).
Ограждение должно иметь простую и компактную конструкцию, отвечать требованиям эстетики, само не быть источником опасности и не ограничивать технологические возможности оборудования. Ограждения желательно выполнять в виде сплошных кожухов, щитов, экранов. Допускается использование металлических сеток и решеток при условии обеспечения постоянства формы и необходимой жесткости. Ограждение не должно терять своих защитных свойств под воздействием возникающих при эксплуатации оборудования факторов, таких, например, как вибрация, высокая температура и др.
Если оборудование не должно эксплуатироваться без ограждения. то необходимо предусматривать блокировку, останавливающую работу оборудования при снятом, открытом или находящемся в другом нерабочем состоянии ограждении.
/Блокировкой называется совокупность методов и средств, обеспечивающих закрепление рабочих органов (частей) аппаратов, машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется и после снятия блокирующего воздействия.
Блокировочные устройства применяются для предотвращения аварийных и травмоопасных ситуаций.
Существует очень много видов блокировочных устройств. Некоторые из них, иногда называемые запретно-разрешающими, препятствуют неправильному включению и выключению аппаратов, механизмов, регулирующих, пусковых и запорных устройств, не допускают включения машины при снятом ограждении, а также препятствуют другим неправильным действиям обслуживающего персонала. Другие блокировочные устройства (аварийные) предотвращают развитие аварийной ситуации, автоматически отключая определенные участки технологической системы или включая специальные сбрасывающие устройства и т. п.
По принципу действия блокировочные устройства подразделяются на механические, электронные, электромагнитные, электрические, пневматические, гидравлические, оптические и комбинированные. Например, механическая блокировка, препятствующая включению агрегата при снятом ограждении, может быть осуществлена с помощью специальных стопоров, защелок или замков. Однако механические блокировки сложны по устройству и поэтому применяются редко.
Широко используется электрическая блокировка, осуществляемая с помощью электрических связей цепей управления, контроля и сигнализации блокируемого оборудования. Такие блокировки в основном применяются для предотвращения неправильного включения отдельных механизмов или частей оборудования. Электрическая блокировка съемных или откидных ограждений сравнительно просто решается установкой конечных выключателей. При снятии или неправильной установке ограждений она отключает цепи управления электродвигателя привода.*
Широко применяются сейчас блокировки, основанные на фотоэлектрическом эффекте. Преимуществом фотоэлектрической защиты является отсутствие каких-либо мешающих или затемняющих рабочую зону ограждений. Действие такой защиты основано на том, что луч света, проходя через опасную зону, попадает на фотоэлемент. При перекрытии луча каким-либо предметом прекращается освещение фотоэлемента, электрическая цепь разрывается и машина (станок) останавливается.
Предохранительными называются устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию оборудования ограничением скоростей, давлений, температур, электрического напряжения, механических нагрузок и других факторов, которые могут разрушить оборудование и привести к несчастным случаям. Предохранительные устройства должны автоматически с минимальным инерционным запаздыванием срабатывать при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.
В зависимости от природы опасного фактора предохранительные устройства можно подразделить на несколько групп.
К предохранителям от механических перегрузок относятся срезающиеся шпильки и штифты, фрикционные муфты, центробежные регуляторы. Срезающимися шпильками, рассчитанными на определенную нагрузку, шкив или шестерня соединяется с приводным валом. Если нагрузка превысит допустимую, то шпилька разрушается (срезается) и шкив или шестерня начинают вращаться вхолостую. Для пуска машины необходимо заменить шпильки. Фрикционные муфты позволяют регулировать значение допустимого крутящего момента и автоматически начинают работать, как только нагрузка приходит в норму. Паровые и газовые турбины, детандеры, дизели снабжаются центробежными регуляторами, которые ограничивают подачу рабочего вещества в машину при увеличении частоты вращения.
К предохранителям от превышения давления пара и газа относятся предохранильные клапаны и разрывные мембраны, принцип действия которых описан выше. Основным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является безотказность автоматического открывания клапана при определенном заданном давлении (давлении срабатывания) и пропускание рабочей среды в таких количествах, чтобы дальнейший рост давления в системе был исключен. Кроме того, предохранительный клапан должен безотказно автоматически закрываться при давлении, не нарушающем технологический процесс в системе, а также сохранять герметичность в закрытом состоянии.
Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого или даже мгновенного повышения давления применяются предохранительные мембраны, которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делятся на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наибольшее распространение имеют разрывные мембраны - плоские и предварительно выпученные (куполообразные). Принцип действия разрывной мембраны основан на ее разрушении под действием нагрузки, превышающей предел прочности материала мембраны. Куполообразные мембраны бывают разрывными и выщелкивающими. Разрывные мембраны устанавливают вогнутой поверхностью в сторону давления выщелкивающие - наоборот.
Ограничители перемещения
применяются для предотвращения движения частей какого-либо механизма или целой машины за установленные пределы или габариты. К ним относятся концевые выключатели (ограничители хода) и упоры.
Они, например, применяются на грузоподъемных кранах для ограничения высоты подъема крюковой обоймы и ограничения передвижения самого крана, на металлорежущих станках для ограничения движения суппорта и т. п.
Предохранители от превышения силы электрического тока применяются для предотвращения короткого замыкания, разрушения электрической изоляции и т. п. Действие плавких предохранителей (пробочных или трубчатых) основано на перегорании плавкой вставки при увеличении электрического тока сверх допустимого. Существуют также автоматические предохранители с тепловыми реле. Автоматы с электромагнитными расцепителями при недопустимом токе производят мгновенное отключение линии (отсечку). Автоматы с комбинированными расцепителями имеют и тепловую и элекромагнитную отсечку.
К специальным устройствам безопасности относятся системы защиты от поражения электрическим током, ловители в лифтах и других подъемниках, двурукое включение на прессах, блок-замки, улавливатели инструмента и материалов, ограничители массы поднимаемого груза, ограничители вращения и крена кранов и многие другие.
Защитная блокировка, основанная на принципе занятости обеих рук оператора во время включения и рабочего хода оборудования, находит широкое применение, в частности на прессовом оборудовании. Недостатком этого вида блокировки является возможность пуска оборудования при выходе из строя или преднамеренном деблокировании (заклинивании) одной из пусковых кнопок (рукояток).
К устройствам автоматического контроля и сигнализации относятся устройства, предназначенные для контроля, передачи и воспроизведения информации с целью привлечения внимания обслуживающего персонала и принятия им необходимых решений при появлении или возможности возникновения опасного или вредного производственного фактора.)Эти устройства по назначению подразделяются на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру передачи сигнала - на постоянные и пульсирующие. По способу срабатывания они бывают автоматическими и полуавтоматическими.
Эти сигнализирующие устройства контролируют давление, высоту, расстояние, температуру, влажность, содержание в воздухе вредных веществ, шум, вибрацию, скорость движения, скорость ветра, вылет стрелы крана, частоту оборотов, вредные излучения и т. п.
"Большое распространение имеет световая и звуковая сигнализация. Световая сигнализация в электроустановках предупреждает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий, маневрах средств транспорта и т. п. Звуковые сигналы подаются с помощью сирен, звонков, свистков, гудков. Звук сигнала должен сильно отличаться от обычного шума, характерного для данной производственной обстановки. Звуковыми сигналами снабжаются подъемные и транспортные установки; агрегаты, обслуживаемые группой рабочих; опасные зоны и др. Звуковые сигналы могут применяться для предупреждения о достижении предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, предельно допустимого уровня жидкости в резервуарах, предельных температур и давлений в различных установках.
К сигнализирующим устройствам относятся также различные приборы-указатели: манометры, термометры, вольтметры, амперметры и др.
Человек хорошо воспринимает и запоминает зрительные образы и различные цвета. На этом основано широкое использование на предприятиях цвета в качестве закодированного носителя информации об опасности. Цвета сигнальные и знаки безопасности регламентированы ГОСТ 12.4.026-79 (рис. 28, а-ж).
Устройства дистанционного управления предназначены для управления технологическим процессом или производственным оборудованием за пределами опасной зоны. Эти устройства могут быть стационарными и передвижными.
Рисунок 27 – Схема маятникового сигнализатора крана СКМ-3.
Защитные устройства являются специальными дополнениями к основному оборудованию и служат для обеспечения безопасности его эксплуатации и защиты обслуживающего персонала. Необходимость защитных устройств связана с возникновением так называемых опасных зон, т.е. пространств, в которых постоянно действуют или периодически возникают ситуации, опасные для жизни и здоровья обслуживающего персонала. Опасные зоны возникают при эксплуатации машин, станков и аппаратов, имеющих движущиеся, вращающиеся, толкающие, режущие части и детали, а также при эксплуатации подъем-
но-транспортных механизмов и выполнении ремонтно-монтажных работ. При конструировании оборудования и проектировании технологического процесса должны быть выявлены опасные зоны и приняты меры к их исключению или применению защитных устройств, исключающих возможность попадания человека в опасные места.
К защитным устройствам от механического травмирования относятся предохранительные тормозные, оградительные устройства, средства автоматического контроля и сигнализации, знаки безопасности, системы дистанционного управления.
Системы дистанционного управления и автоматические сигнализаторы на опасную концентрацию паров, газов, пылей применяют во взрывоопасных производствах и производствах с возможностью выделения в воздух рабочей зоны токсичных веществ.
Предохранительные защитные устройства предназначаются для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящего момента и т.п.), характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых. Тем самым исключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 предохранительные защитные устройства по характеру действия бывают блокировочными и ограничительными.
Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электрические, электронные, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные.
Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы.
Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор. Наиболее часто эти виды защиты применяются в машинах и агрегатах, не имеющих ограждений, или если работа может вестись при снятом или открытом ограждении.
Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и пустить его в ход.
Электрическую блокировку применяют на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.
Электромагнитную блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле.
Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работают магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле, и оптическая блокировка. В последнем случае лучи от источника света направляются через опасную зону в фотоэлемент, преобразующий свет в электрический ток, который, пройдя через усилитель и контрольное реле, замыкает цепь пускового электромагнита. При попадании человека в опасную зону свет перестает поступать в фотоэлемент, электрическая цепь размыкается, и привод машины отключается. Оптическая блокировка используется для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах, штамповочных станках.
Пневматические и гидравлические блокировки применяются в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т.д. В случае превышения допустимого значения давления реле давления подает импульс на электромагнит, который обеспечивает закрытие запорного устройства (быстродействующего клапана) на линии подачи рабочего вещества и одновременно производится останов привода агрегата.
Примерами ограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или срабатывание) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах; плавкие предохранители в электроустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т.п. Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах.
К защитным устройствам относятся также тормоза. Условия их применения разнообразны: часто выключения двигателя недостаточно для остановки движущихся частей механизма и необходимо дополнительное торможение; в других случаях тормоз может быть использован как своеобразный регулятор движения, например в процессе поднятия груза грузоподъемным устройством; в центрифугах тормоза устраняют вибрацию при большой скорости вращения барабана и т.п. Тормозные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на колодочные, дисковые и клиновые; по способу срабатывания – на ручные и автоматические; по принципу действия – на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; по назначению – на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.
Оградительные устройства – класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, зоны обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ и т.п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т.п.).
В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83, классифицирующим средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на кожухи, щиты, козырьки, барьеры и экраны; по способу изготовления – на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки – на стационарные и передвижные. Возможно применение подвижного (съемного) ограждения. Оно представляет собой устройство, сблокированное с рабочими органами механизма или машины, вследствие чего закрыт доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента.
Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке частиц и случайные воздействия обслуживающего персонала ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машин. При расчете на прочность ограждений машин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учитывать возможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых заготовок. Расчет ограждений ведется по специальным методикам /14/.
