一、我國現行防爆電磁閥的標準規范
電磁閥作為一種執行器,由于系統簡單、動作快、功耗小、動作穩定、外形輕巧,被廣泛使用在工業領域中對流體進行開關控制。在具有爆炸危險的氣體環境中使用的電磁閥,除了滿足其產品標準外,還必須符合防爆電氣標準并取得防爆合格證。根據GB 3836系列標準,適用于具有爆炸危險的氣體環境中的電氣產品的防爆型式可分為“d”型、“e”型、“i”型、“n”型和“m”型等多種形式。由于電磁閥結構比較簡單,帶電部分僅為電磁線圈,實現防爆性能主要是對線圈部分采取適合的防爆型式。根據其結構特點,由于用澆封工藝對產品外形改變較小,實現電磁閥的防爆結構更為方便。因此,澆封型電磁閥(即“m”型電磁閥)得到了廣泛的應用。
根據GB 3836.9__9 性環境用防爆電氣設備澆封型‘ 》和JB/T —9 工業過程系統用電磁閥》,‘ ’型電磁閥在沒汁時和使用中需要相應的保護措施,這是沒汁人員和使用者所必須關注的。
隔爆型電磁閥一般為Ⅱ類電氣設備,除了要滿足JB/T 7392{工業過程控制系統用電磁閥》的技術要求外,還要滿足在爆炸性氣體環境中的防爆安全性要求。根據我國現行標準,既要滿足CB 3836.1—2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分:通用要求》、GB 3836.2-2000{爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分:隔爆型“d”》的要求,還要滿足有關危險場所的防爆安全法律、法規或標準要求。
隔爆型電磁閥能夠實現防爆的關鍵在于隔爆外殼,因此外殼的設計制造必須按規定的要求進行。除此以外,對設備的正確使用、電纜引入處的可靠密封及可靠的接線和接地等都是非常重要的。下面幾點要特別注意:
(1)外殼應有一定的機械強度,能承受可燃氣體產生的爆炸壓力,應不損壞和變形。
(2)外殼與隔爆接合面部位的材質應有良好的耐燃性和耐老化性。
(3)隔爆接合面的結構形式、緊固方式、防爆參數及加工表面精度須按規定加工制造。
(4)電氣接線部位的特殊要求,如接線盒中接線端子的電氣間隙、爬電距離要求、電纜引入裝置的密封要求、接地要求。
(5)外殼的其他要求,如外殼所適應的環境條件(溫度、濕度、砂塵、腐蝕、雨水等),外殼材質的防靜電要求等。
下面就從防爆性能方面,對隔爆型電磁閥的安全性進行論述。
1 隔爆接合面 一隔爆接合面是指隔爆外殼不同部件相對應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從外殼內部傳到外殼外部的部位。用于爆炸性氣體環境的設備外殼隔爆接合面應符合GB 3686.2_200o的規定。此外,在藥粉塵環境中,根據相關論文中的數據表明,止口接合面的間隙應小于0.10 nlnl,止口高度應不小于9mm,在合理的止口接合面和止口高度作用下能起到較好的防塵效果。
二、防爆型電磁閥應用
隨著社會的進步,科技的發展,煤礦日益重視礦井綜合防塵工作,煤礦上大量使用自動灑水裝置,但使用情況并不理想。通過對大量用戶使用情況的調查和實驗室解剖實驗,結果表明:目前,煤礦井下采用的先導式直流防爆電磁閥動作靈活可靠,但適用水壓范圍小,一般只有0.4~1.6 MPa,直動式直流防爆電磁閥的適用水壓范圍較大,通常高壓可以達到6 MPa以上,但流量小,且對加工裝配精度要求高,閥芯直接作用于活塞,容易卡死,動作不靈活。因此,為了解決上述問題,有必要開發一種動作靈活可靠、適用水壓范圍大、流量比較大的防爆電磁閥。
1、DF2o一63型防爆電磁閥的結構特點
新型防爆電磁閥采用直流電磁鐵、先導式結構,用配有可伸縮聚四氟乙烯環的不銹鋼活塞取締原先導式電磁閥的皮碗,通過對活塞的結構設計和阻尼孔的設計,改變電磁閥的受力狀況,從而徹底解決了先導式電磁閥適用水壓范圍小的問題。電磁閥在結構設計上,考慮有常開和常閉兩種形式,這樣電磁閥只有在需要實現與結構相反的狀態時電磁鐵才處于通電的狀態,縮短了通電時問,大大延長了電磁閥的使用壽命。
2、電磁閥實驗室模擬試驗
依據MT/T 715—1997《礦用防爆電磁閥通用技術條件》對新型DF20(K)一63型防爆電磁閥進行了性能測試。
3、電磁閥水壓適應范圍試驗
將電源電壓調至電磁閥額定電壓,調節供水管路上的調節閥,由低到高調整水泵的供水壓力,試驗時每次通電時間2 min,電磁閥開關10次,測定電磁閥的工作情況及通過水量。經反復多次試驗,試驗結果見表1。
該電磁閥在0.2~7.5 MPa水壓范圍內開關自如,且其斷水時間不到4 S,開啟時間不足2 S。
電磁閥對電壓波動的適應性試驗
電磁閥對電壓的波動性能試驗,進行了和水壓的交叉試驗,該電磁閥抗電壓波動性能好,在額定電壓36土20%范圍內均能正常工作。
現場應用效果
2005年8月在山西省離柳集團朱家店二坑煤礦回風巷、主巷、運輸巷等地點進行了安裝使用。使用情況表明,電壓波動(現場基本在土15%左右)對電磁閥動作沒有影響,安裝地點水壓分別為0.7MPa,1.8 MPa,2.9 MPa和5 MPa左右,電磁閥都可以正常使用,在長達1 a多的使用過程中未發生任何故障。目前,該電磁閥已在陽泉礦務局、西山礦務局、汾西礦務局、盤江礦務局、兗州礦務局等廣泛使用。
4、結論
(1)電磁閥具有常開、常閉兩種結構,可以滿足礦井大部分自動灑水的需要;
(2)電壓在土20%范圍內波動對電磁閥的使用性能沒有任何影響;
(3)水壓在0.2~6.3 MPa范圍內電磁閥可正常使用,基本上可以在煤礦井下所有地點使用;
(4)通過開發不同額定電壓的電磁鐵,可以使該電磁閥形成系列化產品,滿足不同行業不同電壓的特殊需要。
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