怎樣設(shè)計(jì)防爆箱殼體？

    近幾年，由于煤礦形勢(shì)好轉(zhuǎn)，生產(chǎn)礦用防爆產(chǎn)品的廠家大量增加，在這中間，有許多的廠家是初次生產(chǎn)防爆產(chǎn)品，由于對(duì)于防爆產(chǎn)品并不了解，設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品并不能滿足防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求，浪費(fèi)了大量的人力物力。本文就針對(duì)這類(lèi)情況，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和力學(xué)結(jié)構(gòu)的要求，提出隔爆型防爆電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，供大家參考。

     具有隔爆外殼的電氣設(shè)備稱(chēng)為隔爆型電氣設(shè)備，隔爆外殼即能承受內(nèi)部混合爆炸性氣體被引爆所產(chǎn)生的爆炸壓力，又能防止內(nèi)部爆炸火焰和高溫氣體通過(guò)隔爆間隙點(diǎn)燃外殼周?chē)谋ㄐ詺怏w混合物，隔爆型電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB3836.2。  隔爆外殼一般由若干零件組成。零件與零件的接合，就必然留下接合間隙。為了不使外殼內(nèi)部發(fā)生的爆炸傳到外部，對(duì)于接合面的長(zhǎng)度、間隙和粗糙度都必須符合規(guī)定。這種能夠起到隔爆作用的接合面，就叫隔爆接合面。隔爆接合面之所以能起到隔爆作用，形象地說(shuō)，就是隔爆外殼把火焰罩住，隔爆外殼內(nèi)發(fā)生的爆炸就不會(huì)傳到外部了?？茖W(xué)地說(shuō)，就是隔爆接合面間隙破壞了可燃性混合物燃燒和爆炸的火焰反應(yīng)帶，另外，火焰在間隙傳播中又失去了熱量，因此，火焰經(jīng)過(guò)隔爆接合面間隙傳播之后大大地變小變?nèi)?，溫度降低，它就不能點(diǎn)燃隔爆外殼外部的爆炸性氣體混合物了。為了保證隔爆性能，GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分：隔爆型“d"》對(duì)隔爆面的zui大間隙或直徑差、隔爆接合面zui小有效長(zhǎng)度、隔爆接合面邊緣至螺孔邊緣的zui小有效長(zhǎng)度隔爆接合面的平面度、粗糙度都作了相應(yīng)的規(guī)定。
    一..對(duì)外殼的基本要求 （1）不傳爆性能（防爆性能）  隔爆型外殼主要是根據(jù)間隙隔爆的原理設(shè)計(jì)。實(shí)際產(chǎn)品中外殼與門(mén)結(jié)構(gòu)大致分為兩種，即快開(kāi)門(mén)與螺栓緊固，其接合面都有間隙存在。因此，要求隔爆接合面的間隙在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，例如，對(duì)快開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，通常要求其間隙在0.25mm左右。   粗糙度   隔爆接合面平均粗糙度不超過(guò) 6.3um,（轉(zhuǎn)軸3.2um）*防爆的要求，隔爆接合面必須通過(guò)圓車(chē)，立車(chē)，立銑加工，表面是圓盤(pán)型刀紋構(gòu)成，車(chē)出的零件表面粗糙度較高，具有較小的峰谷，和較小的間距組成的微觀幾何特征，好比筑起一道道屏障，有助于火焰從 
   火焰通道噴出，由此可見(jiàn) 隔爆結(jié)合面不是越光滑越好  在進(jìn)行法蘭平面加工時(shí)，一般是用車(chē)床、鏜床加工，在保證機(jī)床精度的前提下應(yīng)先進(jìn)行粗加工，然后松一次卡盤(pán)爪，以消除粗加工時(shí)的內(nèi)應(yīng)力，然后再卡緊，同時(shí)卡緊力稍減一些，再進(jìn)行精加工，切削用量一般為0．1—0．3 Im為宜，平面度應(yīng)≤0．06 mrs。此外還應(yīng)注意應(yīng)增大刀具的前后角、減小刃口圓弧半徑，提高切削速度，適當(dāng)減小進(jìn)給量，并采取冷卻潤(rùn)滑措施。這些都會(huì)降低隔爆面的應(yīng)力。  （2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（耐爆性能）
  隔爆外殼的主要作用就是使內(nèi)部的爆炸限制在外殼之內(nèi)，因此外殼必須具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以承受爆炸時(shí)所產(chǎn)生的爆炸壓力。
  對(duì)礦用產(chǎn)品而言，爆炸性氣體混合物的主要成分是甲烷（CH4），爆炸壓力通常在0.8Mpa左右， 在設(shè)計(jì)時(shí)，通常取1MPa。

  
       隔爆型或增安型或兩者都同時(shí)存在的防爆結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品在防爆電器產(chǎn)品中占有絕大部分，適當(dāng)?shù)姆浪缐m性能是產(chǎn)品必須具備的功能之一，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、維護(hù)的過(guò)程中，如何保證產(chǎn)品具有這一功能且有效，是一個(gè)重要的課題。
 
 
  隔爆外殼的隔爆接合面經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)有平面隔爆、圓筒面隔爆、止口隔爆和螺紋隔爆四種，如圖1、圖2、圖3和圖4所示。在未設(shè)置密封件的情況下， 其防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP54，這可滿足一般的要求，若要提高其防護(hù)等級(jí)，增設(shè)密封件是一種既經(jīng)濟(jì)，效果又好的方式。

 隔爆接合面是隔爆外殼不同部件相對(duì)應(yīng)的表面配合在一起（或外殼連接處）且火焰或燃燒生成物可能會(huì)由此傳到外殼外部的部位，也是爆炸性氣體進(jìn)出外殼的通路，在此設(shè)置密封件，須確保其應(yīng)有的功能不受任何有害的影響。因此密封件及殼體相應(yīng)溝槽的截面積應(yīng)適當(dāng)，且密封件在無(wú)氧或低氧情況下不可燃燒。

    現(xiàn)在密封件材質(zhì)通常選用硅橡膠、三元乙丙橡膠。一般溫升高的產(chǎn)品硅橡膠，發(fā)熱不大溫升小的產(chǎn)品，為了降低成本，則選三元乙丙橡膠。根據(jù)溝槽的截面積波動(dòng)大小，密封件材料狀態(tài)的選擇分為發(fā)泡和非發(fā)泡兩種。溝槽預(yù)先由壓鑄模具加工好，后面工序不加工或半加工，則它的截面積波動(dòng)會(huì)較大，選擇發(fā)泡的橡膠比較好，這樣具有較大壓縮體積的發(fā)泡橡膠能夠保證所有密路徑防護(hù)性能達(dá)到規(guī)定的要求，并且任何一處的密封壓力也不會(huì)對(duì)有可能產(chǎn)生的爆炸物由外殼內(nèi)部排出外殼造成有害影響。溝槽*為機(jī)械加工而成，其截面積大小基本無(wú)波動(dòng)，則選擇發(fā)泡或非發(fā)泡的橡膠均可，若隔爆接合面是隔爆螺紋，則選用發(fā)泡的橡膠較好，這樣在裝配、安裝、維修過(guò)程中，擰動(dòng)殼蓋或殼體的力的大小容易控制。
   
對(duì)于增安型殼體而言，不需要考慮爆炸物排發(fā)的問(wèn)題，因?yàn)檫@是增安型防爆型式所決定的，所以密封件的選擇只要考慮除此之外的其它要求，如溫度、耐候性、加工工藝性等。
 
   密封件的如何選擇非常重要，其在殼體接合面的具體位置也很關(guān)鍵。下面就列舉幾種典型結(jié)構(gòu)，并做簡(jiǎn)要分析以供參考。
 
 
 
  圖5所示，密封件在隔爆接合面內(nèi)，接合面的隔爆間隙可以用塞尺直接檢測(cè)，而圖6所示則由于受密封件阻隔而不能直接檢測(cè)，只能間接檢測(cè)并通過(guò)其它途徑確保隔爆間隙符合規(guī)定的要求。圖5所示的接合面由于在密封件外，所以受外界水、蒸汽等的有害影響比圖6要嚴(yán)重，因而要具有相應(yīng)的防腐性能。
      圖7所示，密封件設(shè)在殼體圓筒面根部的槽內(nèi)，在裝配與安裝維修過(guò)程中，也不會(huì)掉落，同時(shí)隔爆接合面*處于保護(hù)之下。圖8所示為圓筒面隔爆結(jié)構(gòu)中， 操作軸的密封。在軸上加工槽，“O"型密封圈放在槽內(nèi)，安裝方便，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不受影響。
 
  
   
  
   圖9所示，密封件設(shè)在隔爆接合面外，這是*位置，若設(shè)在圓筒部位，其加工、 安裝的難度都會(huì)增加；若設(shè)在圓筒與平面轉(zhuǎn)角處，則接合面被一分為二，隔爆面的有效尺寸就只能是其中的一部分了，顯而易見(jiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)造成了浪費(fèi)。
      圖11和圖12所示為增安型殼體接合處的兩種密封結(jié)構(gòu)，前者通常用于防爆燈具接線箱，后者用于防爆配電箱接線箱。殼體接合面的溝槽和凸緣可由模具直接壓鑄加工而成，后面工序不再機(jī)械加工。溝槽內(nèi)放置發(fā)泡的密封件，既能確保防護(hù)性能（可達(dá)IP66），又能使殼蓋與殼體接合處不會(huì)出現(xiàn)影響外觀的縫隙。若放置非發(fā)泡密封件，由于其壓縮比小，則會(huì)出現(xiàn)整個(gè)密封路徑上有的地方凸緣不能*壓下而出現(xiàn)縫隙，有的地方壓力不夠而出現(xiàn)防護(hù)性能不能滿足要求的缺陷。

        圖13為增安型殼體操作軸的密封結(jié)構(gòu)，是在參考庫(kù)柏公司一負(fù)荷開(kāi)關(guān)軸的防護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的。當(dāng)水從進(jìn)水通道進(jìn)入手柄座空間1內(nèi)時(shí)，手柄座中間部分較高，水會(huì)沿著四周低的部位從泄水通道排出，若進(jìn)入的水多，漫過(guò)凸起部位達(dá)到密封件2的唇口部位，由于其唇口是以一定壓力緊貼在手柄組件的圓弧面上的，因而水也不會(huì)進(jìn)入空間2內(nèi)。當(dāng)水以較大壓力作用于密封件2時(shí)，由于其反唇口設(shè)計(jì)，水壓越大則唇口圓弧面在手柄組件上的壓也越大，所以水也不會(huì)進(jìn)入空間2內(nèi)。另外的進(jìn)入通道，由密封件1密封。通過(guò)防護(hù)試驗(yàn)檢測(cè)，該結(jié)構(gòu)可達(dá)IP66。

      放置密封件的溝槽截面積及形狀與密封件的材質(zhì)狀態(tài)和防護(hù)等級(jí)密切相關(guān)。    樂(lè)清市依客思電氣有限公司位于中國(guó)電器之都——樂(lè)清市，是一家集研發(fā)、制造、貿(mào)易、服務(wù)于一體的民營(yíng)科技型企業(yè)。 公司主要經(jīng)營(yíng)廠用防水防塵電器
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