Предохранительные средства защиты

Особое значение в обеспечении безопасности труда имеют предохранительные устройства, не допускающие аварии при нарушении нормального режима работы машины.

Предохранительные устройства можно разделить на две группы:

устройства со специально предусмотренным слабым звеном, которое в критический момент разрушается и тем самым предупреждает аварию;

устройства, не выходящие из строя после срабатывания.

К первой группе относят специальные штифты, муфты, плавкие предохранители, предохранительные мембраны и др.

Во вторую группу входят предохранительные клапаны, концевые выключатели, ограничители грузоподъемности, скорости и др.

Ни одна машина или установка не может считаться пригодной для работы, если она не оснащена соответствующими предохранительными устройствами, предупреждающими аварии и поломки.

Штифты и предохранительные муфты - устройства, обеспечивающие передачу крутящего момента не выше установленной величины. При возникновении опасных перегрузок рабочих органов машин штифт или срезная шпилька, соединяющие привод или непосредственно рабочий вал оборудования, срезаются, и работа механизмов прекращается.

Штифт рекомендуют выполнять из серого чугуна СЧ12-28 или СЧ15-32.

Более совершенными устройствами, автоматически отключающими рабочие органы при их перегрузке, являются фрикционные, электромагнитные и другие муфты, позволяющие регулировать величину крутящего момента.

Например, в фрикционных муфтах при перегрузках две половины муфты начинают проскальзывать одна по другой, сохраняя при этом постоянство вращающего момента. Муфты в отличие от штифтов и шпилек нe нуждаются в частой смене.

Для предупреждения аварии при перегрузке подъемно-транспортного оборудования используют кулачковую предохранительную муфту. От приводного вала крутящий момент передается ведущему и ведомому кулачковым дискам. Диски сжимаются пружиной, силу сжатия которой регулируют гайкой. Через цилиндрические выступы ведомого диска, которые входят в пазы втулки, крутящий момент передается звездочке, закрепленной на втулке. При достижении предельного момента кулачки ведущего диска, преодолевая натяжение пружины, скользят по наклонной поверхности кулачков ведомого диска и попадают в промежутки между соседними кулачками. При этом раздается специфический звук (треск), сигнализирующий о наступившей перегрузке механизма.

Предохранительные мембраны (взрыворазрядители) устанавливают на оборудовании, в котором образуется пылевоздушная смесь и может возникнуть зажигание (дезинтеграторы, молотковые дробилки и другие машины ударного измельчения).

Для снижения силы возможного взрыва необходимо уменьшить свободный объем, в котором может быть создана взрывоопасная концентрация. На этом оборудовании: подшипники изолируют от внутренних объемов, заполненных пылью; обеспечивают надежное крепление вращающихся деталей; включают металлоудерживающий узел с подъемной массой магнитов Р более 12 кг; устанавливают взрыворазрядные трубы и мембраны.

Взрыворазрядители присоединяют к специальному отверстию в кожухе машины, которое составляет не менее 0,03 м² на 1 м³ защищаемого внутреннего объема оборудования. Корпус машины должен находиться под небольшим вакуумом, чтобы пыль не выделялась в помещение. Вот почему взрыворазрядное отверстие перекрывают легкоразрушающейся перегородкой - мембраной. Мембрана должна легко разрушаться избыточным давлением, но сохраняться при вакууме и вибрации. Ее изготовляют из эластичного, прочного, негорючего материала - алюминиевой или медной фольги.

Для защиты электродвигателей от перегрузки используют тепловые реле с биметаллической пластинкой (рис.).

Рис. Тепловое реле с биметаллической пластиной: 1 - нагревательный элемент; 2 - корпус реле; 3 - кнопка; 4 - тяга; 5 - контакты; 6 - рычаг; 7- биметаллическая пластинка

Эти реле имеют три основные части: нагревательный элемент, включаемый последовательно в защищаемую от перегрузки сеть; биметаллическую пластинку, состоящую из двух спрессованных металлических пластинок с различными коэффициентами линейного расширения; контакты.

Защита электродвигателя должна реагировать не на величину тока или продолжительность его действия, а на количество выделяемого в обмотке двигателя тепла. На этом принципе основана работа тепловых реле с биметаллической пластинкой.

При протекании через нагревательный элемент тока, превышающего номинальный ток двигателя или сети, элемент выделяет такое количество тепла, при котором незакрепленный (левый) конец биметаллической пластины поднимается вверх (изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения), освобождая защелку рычага. Своим нижним концом рычаг перемещает тягу влево, которая размыкает контакты. Контакты разрывают цепь управления, например магнитного пускателя. Кнопка, выходящая за пределы корпуса реле, служит для возврата рычага в исходное положение после срабатывания реле.

Для отключения электродвигателей от сети в случае понижения напряжения применяют реле минимального напряжения (рис.).

Рис. Схема реле минимального напряжения:1 - полюсы; 2 - зажимы; 3 - пружина; 4 -якорь; 5 - катушки; 6,7 - контакты; 8 - контактный мостик

 При нормальном напряжении на зажимах усилие пружины уравновешивается электромагнитными силами катушек, а якорь притянут к полюсам; подвижная система повернута по часовой стрелке, и контактный мостик не касается контактов (контакты разомкнуты).

Отключение электродвигателей при перегрузке осуществляют с помощью и других более сложных устройств - концевых выключателей, ограничителей грузоподъемности. Одна из схем концевого выключателя электродвигателя подъемника представлена на рис. а.

Рис. Предохранительные устройства грузоподъемных машин: а - рычажный концевой выключатель; б - ограничитель грузоподъемности; 1 - клеммы электрической цепи; 2 - пружина; 3 - ролик; 4 - рычаг; 5 - контакты; 6 - штырь; 7 - выключатель привода; 8 - регулирующая гайка; 9 - шток

 При подходе кабины подъемника к предельному верхнему (или нижнему) уровню штырь отодвигает рычаг с роликом и выключатель срабатывает, размыкая электрические контакты.

Ограничитель грузоподъемности (рис.) срабатывает при увеличений нагрузки на трос.Трос выпрямляется и двигает ролик вправо; ролик соединен со штоком, который воздействует на рычаг выключателя электропривода подъемника.

Оборудование, работающее под давлением, оснащают устройствами, предохраняющими оператора от травм при загрузке сырья или выгрузке готовой продукции.

На рис. а изображена схема предохранительного устройства для открывания разгрузочных горловин вакуумных котлов.

Рис. Предохранительные устройства крышек вакуумных котлов: а - разгрузочной горловины;б - загрузочной горловины; 1 - разгрузочная горловина; 2 - чека; 3 - маховик; 4 - удлиненный ключ; 5 - пластина; 6 - крышка горловины; 7 - загрузочная горловина; 8 - вилка; 9 - козырек-отражатель

 При наличии остаточного давления в котле во время разгрузки возможен внезапный выброс пара и готовой горячей продукции. Во избежание ожогов оператор, находясь на безопасном расстоянии, ключом-штангой отворачивает маховик замка крышки горловины. При этом образуется небольшая щель, через которую выходят пар и остатки горячих масс. От полного открывания крышку удерживают чека и пластина. Когда давление сравнивается с атмосферным, маховик отворачивают полностью, серьгу вместе с маховиком отводят влево, а крышку откидывают ключом-штангой вправо.

Предохранительное устройство открывания загрузочной горловины вакуумного котла представлено на рис. б. Здесь крышка дополнительно оснащена козырьком-отражателем, который экранирует щель, образующуюся при открывании горловины. Козырек-отражатель защищает оператора от выброса пара.

Технические устройства предусматривают для защиты от отравлений ядовитыми веществами. Например, при использовании раствора нитрита натрия в колбасном производстве пробковый кран емкости с раствором нитрита натрия блокируют стопорными штифтами. Чтобы открыть кран, необходимо специальным ключом, который хранится у составителя фарша, вывернуть штифт. После того как порция раствора налита, кран снова блокируют штифтом.