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礦用隔爆兼本質(zhì)安全型任意回路組合開(kāi)關(guān)的研制

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針對(duì)目前國(guó)內(nèi)煤炭經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，介紹了礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開(kāi)關(guān)對(duì)于不同回路的隔爆外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及保護(hù)形式等問(wèn)題。

組合開(kāi)關(guān)；礦用隔爆兼本質(zhì)安全型；任意組合；模塊化設(shè)計(jì)

1　引言

目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)出現(xiàn)下行趨勢(shì)，煤炭行業(yè)由于國(guó)內(nèi)采煤技術(shù)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，進(jìn)口煤的價(jià)格越來(lái)越低，煤炭的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題這幾年來(lái)尤為嚴(yán)重，并且隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸提升以及國(guó)家對(duì)環(huán)境的問(wèn)題的越來(lái)越重視等因素影響，煤炭行業(yè)已處于行業(yè)的低谷期，與之配套的礦用設(shè)備生產(chǎn)廠家也受影響。

組合開(kāi)關(guān)是煤礦綜采面集中控制的中心，重要程度尤為明顯，所以煤礦生產(chǎn)是離不開(kāi)組合開(kāi)關(guān)的，組合開(kāi)關(guān)在市場(chǎng)上種類繁多，多為由不同回路數(shù)的單個(gè)隔爆箱體組成，不同回路數(shù)就需要不同尺寸和形式的防爆箱體，由于外殼種類繁多，在目前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下對(duì)開(kāi)關(guān)生產(chǎn)廠家?guī)?lái)成本上的問(wèn)題，所以為解決目前困境，生產(chǎn)一種低成本高效率的組合開(kāi)關(guān)很有必要。

2　研究中解決的關(guān)鍵問(wèn)題

2.1防爆外殼的設(shè)計(jì)

根據(jù)外殼模塊化的思路以及實(shí)際組合開(kāi)關(guān)的需求運(yùn)用情況，我們將箱體以4個(gè)回路做為一個(gè)基本單元稱為一個(gè)主箱體，往上再拼接一個(gè)副箱體變?yōu)?回路組合開(kāi)關(guān)，依次類推。如圖1所示。每個(gè)箱體的兩端我們?cè)O(shè)計(jì)成帶螺紋孔的法蘭，根據(jù)不同需要可以拼接副箱體或者進(jìn)線端板或者出線端板，每個(gè)箱體之間都是通過(guò)8.8級(jí)M12的內(nèi)六角螺釘連接，進(jìn)出線端板也是通過(guò)內(nèi)六角螺釘與箱體連接。當(dāng)組合開(kāi)關(guān)生產(chǎn)廠家接到訂單后如果從零開(kāi)始制造的話制造周期太長(zhǎng)，往往影響交貨日期，采用拼接式的箱體形式廠家在生產(chǎn)過(guò)程中只需對(duì)主副箱體進(jìn)行一定數(shù)量的備料，接到訂單后根據(jù)具體合同的回路數(shù)拼接不同的箱體，根據(jù)不同電壓等級(jí)再進(jìn)行噴漆，從而大大縮短了整個(gè)隔爆外殼的生產(chǎn)周期，并且這種外殼兼容3300V以及1140V和660V的不同電壓等級(jí)，廠家在接到訂單后根據(jù)技術(shù)協(xié)議只需對(duì)進(jìn)出線端板進(jìn)行單獨(dú)加工安裝即可，所以在生產(chǎn)過(guò)程中大大減少了備料繁多的麻煩，對(duì)于成本控制以及生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了極大的提高幫助。

外殼采用提升式快開(kāi)門(mén)設(shè)計(jì)，快開(kāi)門(mén)正對(duì)驅(qū)動(dòng)單元模塊，為后期維護(hù)帶來(lái)了巨大的便利。主箱體布局有主控單元，輔助電源模塊，上部有隔離換向開(kāi)關(guān)，每個(gè)隔離有狀態(tài)顯示窗口，能夠通過(guò)指示燈清晰得知曉隔離運(yùn)行狀態(tài)，主箱體上部設(shè)有頂蓋，通過(guò)螺絲連接，方便拆裝和對(duì)箱體內(nèi)的元器件進(jìn)行維護(hù)，副箱體布局大體和主箱體類似，只是少了主控單元和輔助電源模塊。

圖1　12回路電纜連接器組合開(kāi)關(guān)殼體

由于全國(guó)南北礦的接線方式不太一樣，這種外殼形式給礦方多種接線方式的選擇，根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的接線方式，連接器亦或喇叭嘴。

2.2閉鎖聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)3836.1-2010的要求，組合開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)計(jì)配備閉鎖聯(lián)鎖裝置，針對(duì)這種分體式的隔爆箱體我們?cè)O(shè)計(jì)了一種隨箱體隨意組合的閉鎖形式，主副箱體之間的閉鎖桿靠螺紋加活動(dòng)連接裝置連接，在箱體拼接的同時(shí)，閉鎖機(jī)構(gòu)也能跟著連接上，如圖2所示為剖切面的閉鎖投影視圖。

這種閉鎖保證斷電情況下快開(kāi)門(mén)才能開(kāi)啟，并且隔離手柄和電源手柄無(wú)法打動(dòng)，只有當(dāng)快開(kāi)門(mén)關(guān)上以后，方可實(shí)施操作，保證操作人員的安全和禁止帶電開(kāi)蓋。

2.3輔助電源的模塊化設(shè)計(jì)

由于礦方一般對(duì)工作面有照明需求，所以開(kāi)關(guān)要配備輔助電源的模塊，一般大容量的變壓器體型笨重，直接安裝在箱體內(nèi)的話維修極為不便，對(duì)此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種小車(chē)式的輔助電源模塊，將變壓器和輔助電源綜保做成一個(gè)可自由進(jìn)出的小車(chē)模塊，綜保部門(mén)設(shè)計(jì)成抽屜式結(jié)構(gòu)，真正做到模塊化中的模塊化，保證后期維護(hù)無(wú)障礙，如圖3所示。

圖2　閉鎖連接示意圖

圖3　輔助電源小車(chē)模塊

2.4驅(qū)動(dòng)單元的模塊化設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)單元是組合開(kāi)關(guān)的核心，這個(gè)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)好壞直接影響組合開(kāi)關(guān)的性能好壞。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種抽屜式的驅(qū)動(dòng)單元模塊，隔爆箱體里安裝接觸器安裝架，接觸器裝在活動(dòng)抽屜上，通過(guò)專用工具將接觸器模塊旋進(jìn)旋出如圖4所示。

圖4　驅(qū)動(dòng)單元模塊

2.5保護(hù)方式的選擇

目前市面上保護(hù)形式主要有PLC和DSP兩種保護(hù)形式，這種隔爆外殼和模塊化單元給客戶自由選擇保護(hù)方式的權(quán)利，根據(jù)客戶自身要求，可自由選擇，每個(gè)隔爆外殼和驅(qū)動(dòng)單元都是兼容兩種保護(hù)形式的，這種形式給廠家和消費(fèi)者多了一種雙向選擇，更適應(yīng)市場(chǎng)需求。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，此種結(jié)構(gòu)形式的組合開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)合理，功能齊全，維護(hù)方便，給客戶和廠家的選擇性高，經(jīng)濟(jì)高效，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的礦用設(shè)備市場(chǎng)上有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，今后通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化此種結(jié)構(gòu)形式組合開(kāi)關(guān)將會(huì)發(fā)揮更高效能，服務(wù)更多煤礦企業(yè)。

［1］GB3836.1-2010;GB3836.2-2010.

［2］盧春雷.礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［A］.科學(xué)之友，2008（02B）.

［3］王啟龍，王艷.淺談多回路組合開(kāi)關(guān)的應(yīng)用［J］.煤炭技術(shù)，2004（03）.