防爆電氣作為重要的煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域，自2006年12月20日納入了安全生產(chǎn)許可范圍，國(guó)家及省、市各級(jí)市場(chǎng)監(jiān)督管理局也開(kāi)展了定期或不定期的產(chǎn)品抽查，自2019年10月1日起，防爆電氣被納入CCC(China Compulsory Certification）認(rèn)證管理范圍，這一系列的重要舉措促進(jìn)了我國(guó)防爆電氣領(lǐng)域的迅猛健康發(fā)展。

1 礦用隔爆型電氣設(shè)備箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)要求

隔爆型電氣產(chǎn)品箱體分為單腔結(jié)構(gòu)和多腔結(jié)構(gòu)。當(dāng)電氣設(shè)備符合以下兩點(diǎn)可采用直接引入的單腔結(jié)構(gòu)：

(1)正常運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生火花、電弧、危險(xiǎn)溫度；

(2)電氣設(shè)備的額定功率不超過(guò)250 W，且電流不大于5 A。

多數(shù)箱體為多腔結(jié)構(gòu)，甚至包含多個(gè)主腔和接線腔。根據(jù)隔爆接合面的緊固方式又分為螺栓緊固式箱體和快開(kāi)門(mén)式結(jié)構(gòu)。

1.1 螺栓緊固式箱體

（1）箱體設(shè)計(jì)

對(duì)于采用螺栓緊固方式的箱體，主要隔爆參數(shù)包括隔爆接合面寬度、孔邊沿到法蘭邊沿的距離l、粗糙度及隔爆參數(shù)等，取值要求滿足GB 3836.2-2010中的規(guī)定，具體如表1所示。隔爆接合面的寬度和箱體的容積是成比例的。容積越大，對(duì)應(yīng)的隔爆接合面寬度設(shè)計(jì)的越大，這樣火焰才有足夠的冷卻路徑。

表1 隔爆接合面取值

注：V.外殼容積（cm3)

在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中，有些企業(yè)為了使產(chǎn)品防止潮氣、粉塵進(jìn)入從而保證防護(hù)等級(jí)要求，在隔爆接合面上設(shè)有凹槽的特殊結(jié)構(gòu)以方便安裝橡膠密封墊，如圖1所示。該襯墊不能計(jì)算在隔爆接合面的范圍內(nèi)，隔爆接合面的有效參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求值。

圖1 有凹槽的隔爆接合面

壁厚原則上取值越大外殼隔爆性越好，基于成本及體積等因素選擇合適值，容積較小的箱體取值小為4 mm。容積較大的箱體根據(jù)體積選擇合適的壁厚以保證箱體的強(qiáng)度，容積大的箱體如果既想保證強(qiáng)度又想減輕重量，箱體可以采用加強(qiáng)肋的方式進(jìn)行處理。

(2）緊固件選擇

對(duì)于一類(lèi)防爆電氣設(shè)備，為了防止緊固件頭部受到?jīng)_擊，要求采用護(hù)圈或沉孔結(jié)構(gòu)。隔爆接合面的緊固件的材質(zhì)不允許采用塑料材質(zhì)或輕合金材質(zhì)，且緊固件要求具有一定的強(qiáng)度，性能等級(jí)至少是8.8級(jí)。

當(dāng)緊固件的螺紋孔是盲孔結(jié)構(gòu)時(shí)，要求隔爆外殼壁的剩余厚度至少是螺栓直徑的1/3，少3 mm。且緊固螺栓不帶墊圈完全擰進(jìn)螺紋孔時(shí)，在盲孔的底部至少保留一整扣螺紋的裕量。緊固件螺紋的嚙合深度至少等于緊固件螺紋的外徑。螺紋公差的配合應(yīng)滿足GB/T 2516規(guī)定的6H/6g的要求。

1.2 快開(kāi)門(mén)式結(jié)構(gòu)

為了縮短隔爆型電氣設(shè)備的開(kāi)門(mén)時(shí)間，許多設(shè)備采用了快開(kāi)門(mén)的結(jié)構(gòu)形式?？扉_(kāi)門(mén)的結(jié)構(gòu)形式有上下移動(dòng)式和左右移動(dòng)式，無(wú)論哪種形式都需要門(mén)板四周和殼體法蘭之間有相應(yīng)的限位，即在門(mén)板或殼體法蘭上安裝卡板，使可燃性氣體爆炸后不能將門(mén)沖開(kāi)而導(dǎo)致失爆。目前卡板的形式多種多樣，有齒條形、T形、U形和L形。

快開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)的隔爆接合面的小寬度至少25 mm，間隙值為0.25 mm，且相鄰卡板之間間距不可過(guò)大，防止門(mén)板夾不緊導(dǎo)致失爆。另外特別注意隔爆間隙的計(jì)算，以常見(jiàn)的U形卡板固定模式來(lái)說(shuō)，間隙的計(jì)算值為卡板和法蘭的差值，即ic=c-a-b?？扉_(kāi)門(mén)式結(jié)構(gòu)間隙示意圖如圖2所示。

圖2 快開(kāi)門(mén)式結(jié)構(gòu)間隙示意圖

無(wú)論采用何種緊固方式的隔爆箱體，隔爆外殼在焊接后必須采取去應(yīng)力處理措施。通常消除焊接應(yīng)力的方法有3種：整體退火、自然時(shí)效和振動(dòng)法。未經(jīng)過(guò)去除應(yīng)力處理的隔爆外殼容易導(dǎo)致隔爆面平面度超差，隔爆間隙過(guò)大，甚至箱體在加工使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)變形或開(kāi)裂等現(xiàn)象。

2 操縱桿類(lèi)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

操縱桿包括按鈕、隔離開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)軸等機(jī)構(gòu)，該類(lèi)機(jī)構(gòu)與隔爆外殼之間一般采用鑲嵌銅套的方式進(jìn)行隔爆設(shè)計(jì)，一方面為了防止機(jī)構(gòu)在井下潮濕的環(huán)境中生銹，保證軸件和桿件活動(dòng)自如，另一方面由于頻繁使用而導(dǎo)致隔爆間隙增大時(shí)更換或修復(fù)方便。急停和轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 急停和轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)

該類(lèi)機(jī)構(gòu)的軸座和銅套之間采用過(guò)盈配合，銅套和軸之間是間隙配合。原則上，L≥12.5 mm，隔爆間隙ic≤0.4 mm，粗糙度Ra≤6.3。需要特別注意的是，如果操縱桿直徑超過(guò)箱體中規(guī)定的小接合面寬度，則此處隔爆接合面的寬度應(yīng)至少等于其直徑，但不許超過(guò)準(zhǔn)25 mm。很多廠家會(huì)忽略操縱桿直徑大于準(zhǔn)12.5 mm這種情況下，接合面長(zhǎng)度取值即銅套的長(zhǎng)度應(yīng)至少為該軸直徑。

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