礦用隔爆電動(dòng)機(jī)防爆減壓閥

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(撫順煤礦電機(jī)制造有限責(zé)任公司，遼寧撫順 113122)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量的日益增加，煤礦井下作業(yè)設(shè)備的使用量增大，從而使得配套煤礦井下作業(yè)機(jī)組的礦用隔爆電動(dòng)機(jī)的需求量也在持續(xù)增長(zhǎng)。為了滿(mǎn)足煤炭產(chǎn)量的需要，增加煤礦井下作業(yè)機(jī)組的使用率及安全性能，配套煤礦井下作業(yè)機(jī)組的礦用隔爆電動(dòng)機(jī)(殼體封閉結(jié)構(gòu))就會(huì)存在作業(yè)時(shí)，電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下其內(nèi)部溫升較高，停止運(yùn)行一段時(shí)間后電機(jī)機(jī)座殼體內(nèi)壁通過(guò)熱冷交換產(chǎn)生呼吸，便會(huì)產(chǎn)生冷凝水，電機(jī)使用時(shí)間越長(zhǎng)冷凝水聚集越多。隨著電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)機(jī)座殼體內(nèi)部溫度升高，冷凝水就會(huì)氣化，產(chǎn)生高溫高壓，由于電機(jī)殼體內(nèi)部是封閉的，冷凝水氣化產(chǎn)生的壓力無(wú)法排除電機(jī)殼體外，氣壓過(guò)高時(shí)就可能產(chǎn)生爆炸，這樣就會(huì)對(duì)電機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)及使用壽命造成威脅，此問(wèn)題已經(jīng)引起了全國(guó)各大煤炭系統(tǒng)的高度重視。

1 防爆減壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

(1)防爆減壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防爆減壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 防爆減壓閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

(2)防爆減壓閥的結(jié)構(gòu)的工作原理

如圖1所示，防爆減壓閥外套1焊接在穿透電機(jī)機(jī)座殼體上，外套內(nèi)側(cè)加工隔爆內(nèi)螺紋，用于緊密配合防爆減壓閥。防爆減壓閥閥體2外側(cè)上部是外六角結(jié)構(gòu)，便于減壓閥的安裝，下部加工隔爆外螺紋，用于緊密配合防爆減壓閥外套1，此外防爆減壓閥閥體2與外套1端面配合面用工業(yè)皮革密封圈8密封，增加其密封性。防爆減壓閥閥體2內(nèi)側(cè)與防爆減壓閥閥芯3采用間隙配合，是便于隨著電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，殼體溫升提高，殼體內(nèi)部產(chǎn)生的壓力經(jīng)過(guò)此處縫隙排出電機(jī)機(jī)座殼體外。防爆減壓閥閥芯3、圓柱螺旋壓縮彈簧7、平墊圈6、孔用彈性擋圈5組裝于減壓閥閥體1腔內(nèi)，防爆減壓閥閥芯3頂部加工外螺紋，用于緊密配合防爆減壓閥閥帽4加工的內(nèi)螺紋。圓柱螺旋壓縮彈簧7從防爆減壓閥閥芯3頂部套在防爆減壓閥閥芯3上，其作用是利用圓柱螺旋壓縮彈簧7的伸縮力，使電機(jī)殼體內(nèi)部所產(chǎn)生的壓力，在達(dá)到或未達(dá)到一定值時(shí)，彈起或復(fù)位防爆減壓閥閥芯3、防爆減壓閥閥帽4、平墊圈6、圓柱螺旋壓縮彈簧7、O型密封圈9組成的連動(dòng)件。平墊圈6用于擋住圓柱螺旋壓縮彈簧7?？子脧椥該跞?安裝防爆減壓閥閥體2腔內(nèi)的溝槽內(nèi)，用于擋住防爆減壓閥閥芯3、圓柱螺旋壓縮彈簧7、平墊圈6，使其無(wú)法脫離防爆減壓閥閥體2。防爆減壓閥閥芯3底部與防爆減壓閥閥體2腔內(nèi)底部配合面用O型密封圈9增加其密封性。防爆減壓閥閥帽4加工有內(nèi)螺紋，用于緊密配合防爆減壓閥閥芯3頂部加工的外螺紋，防爆減壓閥閥帽4與防爆減壓閥閥體2配合面采用O型密封圈9增加其密封性。

綜上所述，當(dāng)電機(jī)殼體內(nèi)部所產(chǎn)生的壓力，在達(dá)到一定值時(shí)，從電機(jī)內(nèi)部通過(guò)彈起防爆減壓閥閥芯3、防爆減壓閥閥帽4、圓柱螺旋壓縮彈簧7、平墊圈6、O型密封圈9等組成的連動(dòng)件，穿過(guò)防爆減壓閥閥體2內(nèi)腔，從防爆減壓閥閥體2與防爆減壓閥閥帽4的配合面排出電機(jī)機(jī)座殼體外。待壓力減小時(shí)，通過(guò)上訴連動(dòng)件的重力和圓柱螺旋壓縮彈簧7的伸縮力，使防爆減壓閥恢復(fù)初始狀態(tài)。這樣反復(fù)動(dòng)作就解決了礦用隔爆電動(dòng)機(jī)減壓的問(wèn)題。

2 防爆減壓閥的測(cè)試試驗(yàn)

防爆減壓閥的主要目的是為了排除電機(jī)機(jī)座殼體內(nèi)的壓力，彈簧的選取是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若彈力過(guò)大，無(wú)法起到減壓功能；若彈力過(guò)小，殼體內(nèi)的壓力無(wú)法及時(shí)減壓。再加上彈簧安裝空間受限，若彈簧過(guò)粗、過(guò)長(zhǎng)，不易安裝；若彈簧過(guò)細(xì)，過(guò)短，彈簧彈力不夠。

為了選取彈簧規(guī)格參數(shù)，加工一件如圖2所示。兩端均為M18×1.5螺紋的圓管作為試驗(yàn)輔助工具，一端與防爆減壓閥連接，一端與水壓試驗(yàn)站的快換接頭連接，對(duì)其進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

圖2 防爆減壓閥測(cè)試試驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖

優(yōu)先選取幾種規(guī)格和長(zhǎng)度的彈簧作為試驗(yàn)對(duì)象，經(jīng)過(guò)翻覆試驗(yàn)及計(jì)算，最后選取的彈簧尺寸分別為：彈簧截面直徑d為0.8mm，彈簧中徑D為8mm，有效圈數(shù)n為5圈，自由高度H0為14mm。選取該彈簧，當(dāng)水壓上升至0.1MPa時(shí)，出現(xiàn)漏水情況，即防爆減壓閥的承受壓力為0.1MPa。

通過(guò)試驗(yàn)選取了合適的彈簧參數(shù)，也得出了防爆減壓閥的合理承受壓力。即當(dāng)機(jī)座腔內(nèi)氣壓達(dá)到0.1MPa時(shí)，防爆減壓閥便發(fā)揮作用，將電機(jī)腔內(nèi)氣壓釋放出來(lái)，減低電機(jī)的危險(xiǎn)系數(shù)，提高了電機(jī)的安全性和使用壽命。

3 防爆減壓閥的應(yīng)用

防爆減壓閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、體積小、安裝方便等特點(diǎn)，可以在殼體封閉的礦用隔爆電動(dòng)機(jī)上使用，如圖3所示。目前我公司已應(yīng)用在YBCS-650采煤機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品上。

圖3 防爆減壓閥應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)對(duì)使用該品種電機(jī)的客戶(hù)使用情況的考察，我們對(duì)防爆減壓閥使用的安全性進(jìn)行不斷的改進(jìn)。由于煤礦井下工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常有煤渣、碎石等雜物落入電機(jī)表面，為了防止防爆減壓閥被上述雜物砸壞或進(jìn)入電機(jī)腔體內(nèi)，我們?cè)诜辣瑴p壓閥外部又裝有防護(hù)罩，充分保證電機(jī)運(yùn)行的安全性，滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。

目前，使用該品種電機(jī)的客戶(hù)反饋良好，電機(jī)沒(méi)有因?yàn)樵黾臃辣瑴p壓閥而影響電機(jī)本身的性能，也沒(méi)有再出現(xiàn)因?yàn)殡姍C(jī)腔內(nèi)冷凝水及壓力無(wú)法釋放所造成的電機(jī)質(zhì)量問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

防爆減壓閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、體積小、安裝方便、減壓效果顯著，經(jīng)濟(jì)性高，電機(jī)的安全性和使用壽命都得到了提高等優(yōu)點(diǎn)。防爆減壓閥適用于殼體封閉的礦用隔爆電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，它解決了殼體封閉結(jié)構(gòu)的礦用隔爆電動(dòng)機(jī)在煤礦井下作業(yè)時(shí)，電機(jī)腔內(nèi)冷凝水及壓力無(wú)法釋放，造成電機(jī)安全性、使用壽命降低的問(wèn)題，使電機(jī)的安全性和使用壽命得到了顯著提高。

[1] 中煤科工集團(tuán)上海研究所檢驗(yàn)中心.煤礦電氣防爆技術(shù)基礎(chǔ).中國(guó)礦山大學(xué)出版社，2012.3.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2008.5.

[3] 李梅蘭.防爆電動(dòng)機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀與展望[J].電氣防爆,2005.3.

[4] 張利平.液壓閥原理、使用與維護(hù).化學(xué)工業(yè)出版社，2005.