雙回路爆炸試驗(yàn)設(shè)備硬件設(shè)計(jì)

劉大平

(沈陽(yáng)電氣傳動(dòng)研究所(有限公司)，遼寧沈陽(yáng) 110141)

0 引言

隔爆型在防爆電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和使用中是所有防爆型式中應(yīng)用最廣泛的防爆類型。隨著防爆行業(yè)的快速發(fā)展，為滿足市場(chǎng)需求，各生產(chǎn)企業(yè)制造的隔爆型防爆電氣產(chǎn)品紛繁復(fù)雜。外形尺寸差異較大，一個(gè)產(chǎn)品由多個(gè)隔爆腔體組成日漸成為了防爆市場(chǎng)的主流設(shè)計(jì)理念。爆炸試驗(yàn)設(shè)備是考核隔爆型防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量的主要設(shè)備之一，也是展示各檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)弱的重要標(biāo)志。為了提高檢測(cè)效率，節(jié)約試驗(yàn)成本，開發(fā)設(shè)計(jì)雙回路爆炸試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。

1 設(shè)備用途

爆炸試驗(yàn)設(shè)備是按 GB 3836.2—2010 《爆炸性環(huán)境 第 2 部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》有關(guān)爆炸試驗(yàn)的要求制造的，用于隔爆型電氣設(shè)備的爆炸參考?jí)毫y(cè)定、動(dòng)壓試驗(yàn)及內(nèi)部點(diǎn)燃的不傳爆試驗(yàn)。

2 結(jié)構(gòu)與原理

爆炸試驗(yàn)設(shè)備的系統(tǒng)原理如圖 1 所示。

圖1 爆炸試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)原理

爆炸試驗(yàn)設(shè)備由試驗(yàn)罐、配氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、爆炸壓力測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。

3 各系統(tǒng)的功能與構(gòu)成

3.1 試驗(yàn)罐

試驗(yàn)罐通常為一個(gè)鋼板制成的封閉容器，由罐體、罐蓋、密封圈、氣體管路接頭、電纜引入裝置、安全泄壓裝置等部件組成。其主要有兩個(gè)方面的作用：一是形成相對(duì)密封的環(huán)境，用于配制試 驗(yàn)要求濃度的爆炸性混合氣體；二是起到安全防護(hù)的作用，一旦試驗(yàn)樣品出現(xiàn)炸壞的情況，可防止碎片飛出傷害人身或設(shè)備、設(shè)施安全。所以，試驗(yàn)罐應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及一定的密封性。

3.2 配氣系統(tǒng)

用于配制試驗(yàn)要求的種類、濃度、壓力的爆炸性氣體混合物，可以采用流量法、壓強(qiáng)法、直測(cè)法或其它方法的自動(dòng)配氣系統(tǒng)，也可人工配制，需要具備要求精度的濃度測(cè)量?jī)x器或控制方法。

3.3 點(diǎn)火系統(tǒng)

通常由調(diào)壓器、高壓互感器、火花塞構(gòu)成，用電火花產(chǎn)生的能量點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。

3.4 爆炸壓力測(cè)量系統(tǒng)

由壓力傳感器、濾波器、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、測(cè)量分析軟件等構(gòu)成，用來測(cè)量和記錄爆炸所產(chǎn)生的壓力。

3.5 控制系統(tǒng)

控制設(shè)備的運(yùn)行及試驗(yàn)過程。

4 計(jì)量性能要求

4.1 試驗(yàn)罐

4.1.1 密封性能

試驗(yàn)罐密封性能的核查：罐體充滿氣體0.08MPa時(shí)，每分鐘泄壓不大于0.002MPa。

4.1.2 試驗(yàn)罐經(jīng)常的工作壓力為大氣壓，在爆炸瞬間承受的可能最大壓力為2.5MPa。

4.2 配氣系統(tǒng)

4.2.1 試驗(yàn)氣體種類及濃度要求見表1。

4.2.2 配氣系統(tǒng)的壓力測(cè)量范圍為0～0.05MPa(絕壓)，測(cè)量誤差<±1 %。

4.2.3 商業(yè)用氣體和蒸氣的純度符合試驗(yàn)要求，但是如果純度低于99.9%則不宜使用。

4.3 爆炸壓力測(cè)量系統(tǒng)

爆炸壓力測(cè)量系統(tǒng)的壓力測(cè)量范圍應(yīng)具有一定的線性度，測(cè)量誤差<±5 %。

4.4 控制系統(tǒng)

時(shí)序控制步長(zhǎng)≤10ms。

4.5 點(diǎn)火系統(tǒng)的絕緣性

用兆歐表對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的電路絕緣性進(jìn)行核查，兆歐表指針應(yīng)指在“∞”處為合格。

5 通用技術(shù)要求

5.1 試驗(yàn)罐

5.1.1 外觀應(yīng)整潔，無銹蝕現(xiàn)象，焊縫均勻、飽滿無裂縫。

5.1.2 橡膠密封圈應(yīng)無損傷漏氣及老化現(xiàn)象。

5.1.3 罐蓋開閉輕便、自如，鎖緊裝置工作可靠。

5.1.4 氣體管路接頭、電纜引入裝置等部件與罐體的連接堅(jiān)固、可靠。

5.1.5 罐內(nèi)的氣體管路、電纜應(yīng)使用金屬波紋管以防止燒損或機(jī)械損傷。

5.1.6 試驗(yàn)罐應(yīng)堅(jiān)固，能夠耐受瞬時(shí)爆炸壓力的沖擊及爆炸碎片的撞擊而不發(fā)生任何損壞。

5.2 配氣系統(tǒng)

5.2.1 氣體管路、閥及其它裝置密封良好，無泄漏。

5.2.2 氣體管路、閥及其它裝置密應(yīng)有相應(yīng)的承壓能力，安全可靠。

5.2.3 管路中的閥及其它裝置應(yīng)開閉、調(diào)節(jié)正常，工作可靠。

5.2.4 管路中各個(gè)閥門開啟應(yīng)保證一定的通氣流暢性，配氣時(shí)若發(fā)現(xiàn)氣體流速異常，應(yīng)及時(shí)清理閥門。

5.3 點(diǎn)火系統(tǒng)

5.3.1 火花塞電極清潔、無積碳。

5.3.2 火花塞電極無嚴(yán)重?zé)g，間隙適中。

5.3.3 火花塞及相關(guān)電路接線良好，導(dǎo)線無損傷漏電，絕緣良好。

5.3.4 火花塞所產(chǎn)生的能量應(yīng)能保證可燃?xì)怏w可靠點(diǎn)燃。

5.4 爆炸壓力測(cè)量系統(tǒng)

5.4.1 采集系統(tǒng)工作應(yīng)穩(wěn)定，觸發(fā)可靠。

5.4.2 壓力傳感器、濾波器、應(yīng)變儀、電子示波器等應(yīng)配置合理以保證系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力，確保數(shù)據(jù)的有效性。

5.4.3 系統(tǒng)應(yīng)功能齊全、使用方便，具備數(shù)據(jù)、圖形、檢索、存儲(chǔ)、輸出等各種功能。

5.5 控制系統(tǒng)

5.5.1 操作方便、可靠。

5.5.2 顯示正常、清晰。

5.6 標(biāo)志

配置的儀器設(shè)備應(yīng)有銘牌，標(biāo)明產(chǎn)品名稱、規(guī)格型號(hào)、制造廠、出廠日期及編號(hào)，有合格證和使用說明書。

5.7 安裝

氣體管路密封良好，氣閥應(yīng)工作正常、完好，罐體應(yīng)可靠接地。

6 結(jié)語

此設(shè)計(jì)方案已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，在應(yīng)用過程中得到了有效驗(yàn)證。結(jié)論為：使用雙回路爆炸試驗(yàn)設(shè)備確實(shí)能夠減少試驗(yàn)罐反復(fù)開啟次數(shù)，節(jié)約試品與設(shè)備裝夾時(shí)間。如試品其中一個(gè)隔爆腔體未發(fā)生傳爆，還可以節(jié)省二次抽真空時(shí)間以及配氣時(shí)間，避免了可燃性氣體的非必要使用，對(duì)時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本都大大降低。