摘要：本文首先分析了磁翻柱液位計(jì)的基本構(gòu)成原理和特點(diǎn)，然后闡述了電機(jī)的邏輯保護(hù)措施以及所存在的技術(shù)難點(diǎn)，zui后對(duì)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)上的改進(jìn)措施進(jìn)行了總結(jié)。

 

    引言 正壓外殼型防爆技術(shù)主要應(yīng)用在大型防爆電機(jī)的制造和生產(chǎn)當(dāng)中，磁翻柱液位計(jì)與增安型、粉塵型以及隔爆型外殼相比制造成本較低，因此得到了廣泛的應(yīng)用。磁翻柱液位計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)大致分為兩種[1]，第一，在磁翻柱液位計(jì)的防爆標(biāo)準(zhǔn)中也為經(jīng)常需要在檢驗(yàn)或者是設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)明確其關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容。第二，弱點(diǎn)檢測(cè)保護(hù)領(lǐng)域控制著對(duì)流量以及氣體壓力檢測(cè)和保護(hù)。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員要根據(jù)其特點(diǎn)解決生產(chǎn)中的難點(diǎn)問(wèn)題。 

 

    1 基本原理和特點(diǎn)

    正壓外殼型防爆電機(jī)是在普通電機(jī)的基礎(chǔ)上安裝了通風(fēng)充氣裝置，使外殼內(nèi)部的保護(hù)氣體的壓力要高于外界大氣的壓力，這樣就可以有效的阻止外部含有爆炸性的氣體進(jìn)入到電機(jī)的外殼，以此達(dá)到防爆的目的。但實(shí)際為了保障正壓外殼型防爆電機(jī)的使用安全還在內(nèi)部增加了連鎖裝置和正壓繼電保護(hù)。

 

    一般磁翻柱液位計(jì)采用的保護(hù)氣體為純凈的空氣，但是也可以是其他的氣體或者是惰性氣體。電機(jī)的正壓通風(fēng)的結(jié)構(gòu)主要有兩種：

 

    第一，連續(xù)正壓通風(fēng)結(jié)構(gòu)，就是向電機(jī)外殼中充入保護(hù)氣體，讓電機(jī)的外殼始終保持著正常的正壓值。

 

    第二，正壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。向電機(jī)的外殼充入一定的正壓保護(hù)氣體，但是不進(jìn)行連續(xù)的通風(fēng)，只有電機(jī)的外殼壓力出現(xiàn)泄漏時(shí)會(huì)進(jìn)行隨時(shí)的氣體補(bǔ)償或者是定期進(jìn)行補(bǔ)償。無(wú)論使用以上哪種結(jié)構(gòu)，都要保障電機(jī)外殼的任何部位都要比周圍大氣中的正壓值高出 50Pa。

 

    但是這兩種正壓通風(fēng)結(jié)構(gòu)在電機(jī)啟動(dòng)前都需要一個(gè)換氣的過(guò)程。而換氣量的多少是根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試來(lái)確定的，在換氣的過(guò)程中按照 5 倍內(nèi)腔容量進(jìn)行計(jì)算，取zui高值。但是這個(gè)過(guò)程只是電機(jī)啟動(dòng)前的大流量換氣工作，等到電氣的內(nèi)腔達(dá)到了安全的狀態(tài)就會(huì)以上述的兩種正壓通風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行正常的運(yùn)行。因?yàn)檎龎貉a(bǔ)償結(jié)構(gòu)的運(yùn)行費(fèi)用較低，所以在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中使用zui為廣泛。 

 

    2 邏輯控制保護(hù)

    為了保護(hù)正壓外殼型防爆電機(jī)，設(shè)計(jì)了一套專門的邏輯保護(hù)動(dòng)作。而正壓補(bǔ)償結(jié)構(gòu)外殼的邏輯保護(hù)流程大致為：首先啟動(dòng)通風(fēng)吹掃裝置，然后再檢查壓力的狀態(tài)，如果外殼內(nèi)的壓力值低于設(shè)定的壓力值就開始進(jìn)行換氣，等到換氣端口的流量計(jì)測(cè)器檢測(cè)到流量比zui小的流速大的時(shí)候換氣結(jié)束，zui后進(jìn)入電機(jī)啟動(dòng)與換氣的互鎖模式，電機(jī)啟動(dòng)。在電機(jī)的運(yùn)行期間，當(dāng)壓力值低于中間設(shè)定的壓力值時(shí)就需要補(bǔ)氣，壓力恢復(fù)后補(bǔ)氣結(jié)束。如果出現(xiàn)斷電或者是斷氣的情況，電機(jī)會(huì)從初始狀態(tài)重新啟動(dòng)。

 

 

 

 

    3 技術(shù)難點(diǎn)

    正壓外殼的制造技術(shù)比較復(fù)雜，因此需要一套相應(yīng)的保護(hù)控制系統(tǒng)。由于正壓外殼對(duì)密封性、精準(zhǔn)測(cè)量以及對(duì)保護(hù)氣體流量的穩(wěn)定控制要求都比較高，所以在制造和檢測(cè)的過(guò)程中有以下幾個(gè)難點(diǎn)急需解決。

 

    3.1 外殼內(nèi)zui低正壓點(diǎn)的正壓值的檢測(cè)和傳感器的設(shè)置

    密封狀況、通風(fēng)口的位置、外殼的幾何形狀以及接合面密封的位置都會(huì)對(duì)正壓外殼的壓力值產(chǎn)生影響[2]。內(nèi)外部有旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的電機(jī)在風(fēng)扇運(yùn)行中會(huì)很容易產(chǎn)生負(fù)壓的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致外部的危險(xiǎn)氣體入侵電機(jī)內(nèi)部。所以想要解決這一問(wèn)題，保障正壓電機(jī)運(yùn)行的安全性就需要找到這個(gè)負(fù)壓的zui低點(diǎn)?？梢圆捎猛ㄟ^(guò)微壓檢測(cè)技術(shù)對(duì)負(fù)壓進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警，然后對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，將電機(jī)內(nèi)外部的風(fēng)扇位置進(jìn)行合理的改動(dòng)，并且要對(duì)風(fēng)扇附近結(jié)合面的密封性進(jìn)行著重加強(qiáng)。

 

    3.2 對(duì)于可應(yīng)用于 1 區(qū)環(huán)境的 px 保護(hù)型式

    國(guó)家規(guī)定在危險(xiǎn)的運(yùn)行環(huán)境中應(yīng)用正壓型防爆電機(jī)，在換氣的時(shí)候一定要對(duì)外殼的排氣口的實(shí)際換氣流動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在這種情況下是能根據(jù)規(guī)定的開口和排氣口外殼的壓力情況進(jìn)行推測(cè)的，得到的相應(yīng)結(jié)果一定是實(shí)際監(jiān)測(cè)得到的排氣口處的流量，監(jiān)測(cè)使用的工具為流量計(jì)，而不可以使用簡(jiǎn)單的機(jī)械膜片或者是壓力計(jì)[3]，根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果來(lái)進(jìn)一步判斷電機(jī)的換氣過(guò)程是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

    但是在這一監(jiān)測(cè)過(guò)程中遇到zui大的難點(diǎn)就是對(duì)正壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，遇到設(shè)計(jì)難點(diǎn)的主要原因就是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)壓力用的流量計(jì)原本就是電氣元件，想要將流量計(jì)安裝在電機(jī)的排氣口位置就需要對(duì)其進(jìn)行防爆處理。而電機(jī)排氣口位置的壓力值不會(huì)過(guò)高，因此使用的檢測(cè)流量計(jì)除了使用電磁流量計(jì)以外，用其他的流量計(jì)檢測(cè)到的壓力誤差都比較大，但是如果使用電磁流量計(jì)是需要通電作業(yè)，而需要保護(hù)的氣體又是不可以導(dǎo)電的。

 

    3.3 泄漏試驗(yàn)

    在每一臺(tái)電機(jī)出廠前都要進(jìn)行保護(hù)氣體的泄漏試驗(yàn)。在進(jìn)行泄漏試驗(yàn)的時(shí)候電機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)廠家會(huì)給出一定的限制值，以此為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢查生產(chǎn)的每一臺(tái)電機(jī)設(shè)備是否符合密封的標(biāo)準(zhǔn)。但是目前在磁翻柱液位計(jì)的生產(chǎn)行業(yè)中還沒有明確的判斷依據(jù)和防爆的標(biāo)準(zhǔn)。因此在泄漏測(cè)試的過(guò)程中如果檢測(cè)到了泄漏的流速，那么檢測(cè)到的實(shí)際泄漏值的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)從參考，只能根據(jù)生產(chǎn)廠家的出廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。

 

    4 現(xiàn)有磁翻柱液位計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    現(xiàn)階段我國(guó)的磁翻柱液位計(jì)既有異步電機(jī)又有同步電機(jī)，但是這種電機(jī)大多都是將購(gòu)買的正壓通風(fēng)裝置安裝在電機(jī)主體的外殼上，然后再使用管路對(duì)工作使用的氣壓源頭進(jìn)行接入，在電機(jī)的主腔位置連接通風(fēng)裝置的輸出用導(dǎo)管，底腔位置連接一根氣管和多個(gè)出氣孔，但是要保障電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向和通氣吹掃的方向一致，在電機(jī)冷卻器的上端位置設(shè)置排氣口。雖然這種結(jié)構(gòu)的通風(fēng)裝置不用生產(chǎn)的廠家對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在使用的過(guò)程中還存在著以下幾點(diǎn)限制。

 

    第一，由于通風(fēng)裝置的管徑尺寸是固定的，就很容易導(dǎo)致?lián)Q氣的流量不夠充足，從而造成同步機(jī)和接線盒這種多腔體的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)吹掃死角，以至于現(xiàn)在的磁翻柱液位計(jì)依然在采用增安型結(jié)構(gòu)的接線盒。但是增安型的接線盒的空腔屬于內(nèi)封閉的類型，不確定在電機(jī)換氣后是否會(huì)出現(xiàn) 2 區(qū)類型的危險(xiǎn)環(huán)境。

 

    第二，由于有些集成的正壓通風(fēng)裝置還沒有解決排氣口處的流量監(jiān)測(cè)問(wèn)題，所以不能再 1 區(qū)尾箱場(chǎng)所進(jìn)行應(yīng)用，也不能得到 px 防爆等級(jí)的認(rèn)證。

 

    第三，集成的正壓通風(fēng)裝置在采樣監(jiān)測(cè)的時(shí)候只能完成對(duì) 1 點(diǎn)壓力的檢測(cè)，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多腔體或者是帶有風(fēng)扇的電機(jī)結(jié)構(gòu)就無(wú)法進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。

 

    5 對(duì)磁翻柱液位計(jì)技術(shù)改進(jìn)的建議

    在設(shè)置正壓外殼電機(jī)zui大正壓值的時(shí)候，需要將進(jìn)口的壓力完全放在調(diào)節(jié)出口的位置，在此種故障的模式才可以有效的檢驗(yàn)泄放裝置控制內(nèi)部壓力的可靠性以及反映的速度，因此在供應(yīng)壓縮氣體的時(shí)候，壓力值保持在690kPa 為宜。

 

    在對(duì)磁翻柱液位計(jì)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的時(shí)候還可以增加電機(jī)主腔與接線盒的面積，這樣可以有效的提高換氣的流量。而針對(duì)電機(jī)內(nèi)部或者是外部有風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，需要增加電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)測(cè)試zui低增壓值，以此來(lái)找尋到zui低正壓的位置，因此在布置壓力傳感器的時(shí)候一定要在電機(jī)外殼中多布置幾個(gè)。為了保障研發(fā)的磁翻柱液位計(jì)的高功率密度，改變了電機(jī)的原有結(jié)構(gòu)，用稀釋氣流通風(fēng)散熱代替原有電機(jī)的內(nèi)外風(fēng)扇。但是這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)會(huì)增加電機(jī)的電損耗。 

 

    6 結(jié)語(yǔ)

    由于正壓型電機(jī)的適用范圍較廣，因此得到了快速的發(fā)展。對(duì)正壓外殼性的電機(jī)進(jìn)行防爆技術(shù)上的改進(jìn)可以促進(jìn)此類電機(jī)行業(yè)的發(fā)展。文章主要針對(duì)電機(jī)防爆技術(shù)上存在的難點(diǎn)進(jìn)行解析，從而可以為相關(guān)的研究人員提供些一些建議。