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(撫順煤礦電機制造有限責任公司，遼寧撫順 113122)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量的日益增加，煤礦井下作業(yè)設備的使用量增大，從而使得配套煤礦井下作業(yè)機組的礦用隔爆電動機的需求量也在持續(xù)增長。為了滿足煤炭產(chǎn)量的需要，增加煤礦井下作業(yè)機組的使用率及安全性能，配套煤礦井下作業(yè)機組的礦用隔爆電動機(殼體封閉結構)就會存在作業(yè)時，電機在高速運轉的情況下其內部溫升較高，停止運行一段時間后電機機座殼體內壁通過熱冷交換產(chǎn)生呼吸，便會產(chǎn)生冷凝水，電機使用時間越長冷凝水聚集越多。隨著電機高速運轉，電機機座殼體內部溫度升高，冷凝水就會氣化，產(chǎn)生高溫高壓，由于電機殼體內部是封閉的，冷凝水氣化產(chǎn)生的壓力無法排除電機殼體外，氣壓過高時就可能產(chǎn)生爆炸，這樣就會對電機安全運轉及使用壽命造成威脅，此問題已經(jīng)引起了全國各大煤炭系統(tǒng)的高度重視。

1 防爆減壓閥的結構設計及工作原理

(1)防爆減壓閥的結構設計

防爆減壓閥的結構設計見圖1。

圖1 防爆減壓閥結構設計圖

(2)防爆減壓閥的結構的工作原理

如圖1所示，防爆減壓閥外套1焊接在穿透電機機座殼體上，外套內側加工隔爆內螺紋，用于緊密配合防爆減壓閥。防爆減壓閥閥體2外側上部是外六角結構，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內側與防爆減壓閥閥芯3采用間隙配合，是便于隨著電機高速旋轉，殼體溫升提高，殼體內部產(chǎn)生的壓力經(jīng)過此處縫隙排出電機機座殼體外。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，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，使電機殼體內部所產(chǎn)生的壓力，在達到或未達到一定值時，彈起或復位防爆減壓閥閥芯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組成的連動件。平墊圈6用于擋住圓柱螺旋壓縮彈簧7。孔用彈性擋圈5安裝防爆減壓閥閥體2腔內的溝槽內，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，當電機殼體內部所產(chǎn)生的壓力，在達到一定值時，從電機內部通過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等組成的連動件，穿過防爆減壓閥閥體2內腔，從防爆減壓閥閥體2與防爆減壓閥閥帽4的配合面排出電機機座殼體外。待壓力減小時，通過上訴連動件的重力和圓柱螺旋壓縮彈簧7的伸縮力，使防爆減壓閥恢復初始狀態(tài)。這樣反復動作就解決了礦用隔爆電動機減壓的問題。

2 防爆減壓閥的測試試驗

防爆減壓閥的主要目的是為了排除電機機座殼體內的壓力，彈簧的選取是一個關鍵環(huán)節(jié)，若彈力過大，無法起到減壓功能；若彈力過小，殼體內的壓力無法及時減壓。再加上彈簧安裝空間受限，若彈簧過粗、過長，不易安裝；若彈簧過細，過短，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輔助工具，一端與防爆減壓閥連接，一端與水壓試驗站的快換接頭連接，對其進行水壓試驗。

圖2 防爆減壓閥測試試驗結構圖

優(yōu)先選取幾種規(guī)格和長度的彈簧作為試驗對象，經(jīng)過翻覆試驗及計算，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，當水壓上升至0.1MPa時，出現(xiàn)漏水情況，即防爆減壓閥的承受壓力為0.1MPa。

通過試驗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。即當機座腔內氣壓達到0.1MPa時，防爆減壓閥便發(fā)揮作用，將電機腔內氣壓釋放出來，減低電機的危險系數(shù)，提高了電機的安全性和使用壽命。

3 防爆減壓閥的應用

防爆減壓閥具有結構緊湊、簡單、體積小、安裝方便等特點，可以在殼體封閉的礦用隔爆電動機上使用，如圖3所示。目前我公司已應用在YBCS-650采煤機用隔爆型三相異步電動機產(chǎn)品上。

圖3 防爆減壓閥應用結構圖

根據(jù)對使用該品種電機的客戶使用情況的考察，我們對防爆減壓閥使用的安全性進行不斷的改進。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表面，為了防止防爆減壓閥被上述雜物砸壞或進入電機腔體內，我們在防爆減壓閥外部又裝有防護罩，充分保證電機運行的安全性，滿足客戶的要求。

目前，使用該品種電機的客戶反饋良好，電機沒有因為增加防爆減壓閥而影響電機本身的性能，也沒有再出現(xiàn)因為電機腔內冷凝水及壓力無法釋放所造成的電機質量問題。

4 結語

防爆減壓閥具有結構緊湊、簡單、體積小、安裝方便、減壓效果顯著，經(jīng)濟性高，電機的安全性和使用壽命都得到了提高等優(yōu)點。防爆減壓閥適用于殼體封閉的礦用隔爆電動機結構，它解決了殼體封閉結構的礦用隔爆電動機在煤礦井下作業(yè)時，電機腔內冷凝水及壓力無法釋放，造成電機安全性、使用壽命降低的問題，使電機的安全性和使用壽命得到了顯著提高。

[1] 中煤科工集團上海研究所檢驗中心.煤礦電氣防爆技術基礎.中國礦山大學出版社，2012.3.

[2] 成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社，2008.5.

[3] 李梅蘭.防爆電動機行業(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.化學工業(yè)出版社，2005.