怎樣設(shè)計防爆箱殼體？

    近幾年，由于煤礦形勢好轉(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，由于對于防爆產(chǎn)品并不了解，設(shè)計出來的產(chǎn)品并不能滿足防爆標準的要求，浪費了大量的人力物力。本文就針對這類情況，根據(jù)國家標準和力學(xué)結(jié)構(gòu)的要求，提出隔爆型防爆電氣產(chǎn)品的設(shè)計方法，供大家參考。

     具有隔爆外殼的電氣設(shè)備稱為隔爆型電氣設(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隔爆間隙點燃外殼周圍的爆炸性氣體混合物，隔爆型電氣設(shè)備的標準編號為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，對于接合面的長度、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，就是隔爆外殼把火焰罩住，隔爆外殼內(nèi)發(fā)生的爆炸就不會傳到外部了。科學(xué)地說，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)過隔爆接合面間隙傳播之后大大地變小變?nèi)酰瑴囟冉档停筒荒茳c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"》對隔爆面的zui大間隙或直徑差、隔爆接合面zui小有效長度、隔爆接合面邊緣至螺孔邊緣的zui小有效長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。實際產(chǎn)品中外殼與門結(jié)構(gòu)大致分為兩種，即快開門與螺栓緊固，其接合面都有間隙存在。因此，要求隔爆接合面的間隙在標準規(guī)定的范圍內(nèi)，例如，對快開門結(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 6.3um,（轉(zhuǎn)軸3.2um）*防爆的要求，隔爆接合面必須通過圓車，立車，立銑加工，表面是圓盤型刀紋構(gòu)成，車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 隔爆結(jié)合面不是越光滑越好  在進行法蘭平面加工時，一般是用車床、鏜床加工，在保證機床精度的前提下應(yīng)先進行粗加工，然后松一次卡盤爪，以消除粗加工時的內(nèi)應(yīng)力，然后再卡緊，同時卡緊力稍減一些，再進行精加工，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)減小進給量，并采取冷卻潤滑措施。這些都會降低隔爆面的應(yīng)力。  （2）結(jié)構(gòu)強度（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)強度，以承受爆炸時所產(chǎn)生的爆炸壓力。
  對礦用產(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)計時，通常取1MPa。

  
       隔爆型或增安型或兩者都同時存在的防爆結(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、生產(chǎn)、檢驗、維護的過程中，如何保證產(chǎn)品具有這一功能且有效，是一個重要的課題。
 
 
  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， 其防護等級達到IP54，這可滿足一般的要求，若要提高其防護等級，增設(shè)密封件是一種既經(jīng)濟，效果又好的方式。

 隔爆接合面是隔爆外殼不同部件相對應(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由此傳到外殼外部的部位，也是爆炸性氣體進出外殼的通路，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，則它的截面積波動會較大，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性能達到規(guī)定的要求，并且任何一處的密封壓力也不會對有可能產(chǎn)生的爆炸物由外殼內(nèi)部排出外殼造成有害影響。溝槽*為機械加工而成，其截面積大小基本無波動，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、維修過程中，擰動殼蓋或殼體的力的大小容易控制。
   
對于增安型殼體而言，不需要考慮爆炸物排發(fā)的問題，因為這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，而圖6所示則由于受密封件阻隔而不能直接檢測，只能間接檢測并通過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程中，也不會掉落，同時隔爆接合面*處于保護之下。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，這樣的結(jié)構(gòu)造成了浪費。
      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，后面工序不再機械加工。溝槽內(nèi)放置發(fā)泡的密封件，既能確保防護性能（可達IP66），又能使殼蓋與殼體接合處不會出現(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，則會出現(xiàn)整個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)，是在參考庫柏公司一負荷開關(guān)軸的防護結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進而來的。當(dāng)水從進水通道進入手柄座空間1內(nèi)時，手柄座中間部分較高，水會沿著四周低的部位從泄水通道排出，若進入的水多，漫過凸起部位達到密封件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，因而水也不會進入空間2內(nèi)。當(dāng)水以較大壓力作用于密封件2時，由于其反唇口設(shè)計，水壓越大則唇口圓弧面在手柄組件上的壓也越大，所以水也不會進入空間2內(nèi)。另外的進入通道，由密封件1密封。通過防護試驗檢測，該結(jié)構(gòu)可達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)和防護等級密切相關(guān)。    樂清市依客思電氣有限公司位于中國電器之都——樂清市，是一家集研發(fā)、制造、貿(mào)易、服務(wù)于一體的民營科技型企業(yè)。 公司主要經(jīng)營廠用防水防塵電器
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