防爆儀表的設(shè)計(jì)和制造,原則是不改變這些儀表的基本性能和特點(diǎn),而是増加某種防爆措施進(jìn)行改制。例如:防爆熱電偶就是在普通熱電偶上設(shè)計(jì)一個(gè)防爆外殼而成,昌暉儀表在本文介紹防爆儀表隔爆改進(jìn)的原理的幾種方法。
1、間隙隔爆原理
早在19世紀(jì)初德國(guó)科學(xué)家貝林(Beyling)在研究火焰穿過(guò)金屬間隙現(xiàn)象時(shí)、發(fā)現(xiàn)間隙縫隙小到一定程度、可以使圓柱形的法蘭容器內(nèi)甲烷與空氣混合物爆炸,不會(huì)引起容器外面的甲烷與空氣混合物的爆炸。其主要原因是金屬間隙能阻止爆炸火焰的傳播和冷卻爆炸產(chǎn)物的溫度,達(dá)到熄火和降溫隔離爆炸產(chǎn)物的效果,俗稱隔爆。隔爆儀表是用間隙防爆原理進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和分類分級(jí)的。隔爆型代號(hào)為d。
隔爆間隙種類有平面法蘭結(jié)合面、止口法蘭結(jié)合面、圓筒結(jié)合面、螺紋結(jié)合面,另外,金屬微孔(粉末冶金)、金屬網(wǎng)罩等結(jié)構(gòu)形式,也屬于間隙防爆原理。
2、減小點(diǎn)燃能量防爆原理
在發(fā)明間隙防爆原理的同一時(shí)期,由英國(guó)科學(xué)家提出限制電路中的電氣參數(shù),降低電路的電壓和電流,或者采取某些可靠保護(hù)電路,阻止強(qiáng)電流和高電壓竄人爆炸危產(chǎn)場(chǎng)所,保證爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所中電路產(chǎn)生的開(kāi)斷電火花或熱效應(yīng)能量小于爆炸性混合物的最小點(diǎn)燃能量,不能點(diǎn)燃爆炸性混合物。安全柵就是基于這一原理的儀表。
在20世紀(jì)初,電還只能應(yīng)用在電力驅(qū)動(dòng)和照明方面,要對(duì)強(qiáng)電技術(shù)減小能量是非常困難,到了20世紀(jì)50年代開(kāi)始有簡(jiǎn)單自動(dòng)控制,才能實(shí)現(xiàn)減小點(diǎn)燃能量的防爆原理。本質(zhì)安全型儀表是用減小點(diǎn)燃能量的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和分類分級(jí)的。本質(zhì)安全型代號(hào)為i。
由于本質(zhì)儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,制造和維護(hù)方便,具有可靠的安全性,能直接應(yīng)用在最危險(xiǎn)的0區(qū)場(chǎng)所,因此,被廣泛地應(yīng)用在石油、化工等大型工程上,并正在逐漸替代笨重的隔爆型機(jī)構(gòu)。
3、阻止點(diǎn)火源與爆炸性混合物相接觸防爆原理
根據(jù)爆炸性混合物的爆炸三要素原理,采取一些有效可靠的措施,迫使電氣火花與周圍環(huán)境中的爆炸性混合物不能直接接觸達(dá)到防爆要求。它與隔爆措施有本質(zhì)區(qū)別,隔爆是隔爆儀表的外殼內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了爆炸,能阻止內(nèi)部的爆炸物和火焰向外傳出,是隔離爆炸物傳出去。而本原理是先把點(diǎn)火源與爆炸性混合物隔離,根本沒(méi)有發(fā)生爆炸現(xiàn)象的可能。目前,已有正壓空氣隔離、油隔離、石英砂隔離、澆封隔離、焊接密封隔離。相應(yīng)的防爆型式稱為正壓型(p);充油型(o)、充砂型(q)、澆封型(m)、氣密型(h)。有些隔離措施尚未定型,人們尚未認(rèn)可,可送國(guó)家指定的防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鑒定,并制定相應(yīng)技術(shù)條件,報(bào)主管部門備案,可稱為特殊型防爆形式。
4、在特定的條件下提高儀表的電氣安全措施
所謂特定條件指某些儀表在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電氣火花、電弧和危險(xiǎn)溫度,但在儀表發(fā)生故障時(shí),如接線松動(dòng)、受潮、過(guò)載發(fā)熱等會(huì)引起點(diǎn)燃火花。因此,采取提高電氣安全措施,如儀表外殼防護(hù)等級(jí)必須達(dá)到IP54等級(jí)也提高電氣絕緣性能,增大電氣間隙和爬電距離,增加散熱措施,增設(shè)危險(xiǎn)溫度報(bào)警系統(tǒng)等,進(jìn)一步確保儀表運(yùn)行時(shí)的安全可靠性,這種增加安全電氣性能的型式,稱為增安型,代號(hào)為e。
另外,有些儀表在正常工作下,不會(huì)點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物,而且一般不會(huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障,稱為無(wú)火花型代號(hào)n。