CN108869139B - 一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下防爆柴油机技术领域，提出了一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，包括以下步骤：加工制作加热棒，底座、防爆外壳、上固定座、下固定座和圆柱工装；使底座与下固定座连接，同时将加热棒放入下固定座中；使上固定座固定在底座上面；进行灌注，直至高温绝缘胶从下固定座上的B出口吸出；待高温绝缘胶冷却固定后取下上固定座和下固定座；在加热棒上安装正级接线片、负极接线片和防爆电缆，然后将圆柱工装安装在底座上，灌注环氧树脂，待环氧树脂固化后取下圆柱工装，安装防爆外壳，并通过橡胶圈、垫圈和喇叭嘴将防爆外壳进行封闭，同时将防爆电缆引出。本发明制备方法简单，精度高，可广泛应用于矿用防爆柴油机领域。

Description

一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法

技术领域

本发明属于煤矿井下防爆柴油机技术领域，具体涉及一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法。

背景技术

我国大部分煤矿多分布在山区，冬季时山区最低气温远低于-10℃，以防爆柴油机为动力的无轨胶轮车在-5℃时就会出现启动困难，涡流式防爆柴油机尤为突出，需要人为利用辅助设备给防爆柴油机加热或在进气管中喷射低温启动液启动车辆，影响煤矿防爆柴油机车辆在冬季的使用效率。为解决低温启动困难的问题，地面车辆在柴油机上安装了加热装置，给进入缸内的空气加热，加热装置采用负极搭铁的形式，即柴油机就是加热装置的负极。井下电气防爆要求电气元部件必须采用双线制，以免搭铁造成火花引起事故，故地面车辆的加热装置无法应用于井下防爆车辆。为解决井下防爆车辆柴油机低温启动困难问题，需要制备出一种具有防爆功能，并且安全可靠的柴油机低温辅助启动装置，以保证井下防爆车辆在低温工况下防爆柴油机正常启动。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，为了解决煤矿井下以防爆柴油机为动力的无轨胶轮车低温启动困难问题，提供了一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：、一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，所述低温辅助启动装置包括：加热棒、底座、防爆外壳和喇叭嘴，所述制备方法包括以下步骤：

S1、加工制作加热棒、底座、防爆外壳、上固定座、下固定座和圆柱工装；

S2、使底座的下端与下固定座通过第二螺纹隔爆面密封连接，并通过止口在下固定座上定位，同时将加热棒放入下固定座上加热棒定位孔中；使上固定座通过螺纹隔爆面固定在底座上面，并通过密封圈密封；

S3、将高温绝缘胶储存在上固定座的A入口中进行灌注，将下固定座上的B出口接入负压装置，通过负压将高温绝缘胶吸入到加热棒和固定座之间狭小的缝隙中，直至高温绝缘胶从下固定座上的B出口吸出时停止灌注和负压吸入；

S4、先室温固化高温绝缘胶，12小时后将连接好的加热棒、底座和上下固定座整体加热到60～80℃并保温2小时，再缓慢加热到150℃保温2小时，再缓慢冷却到室温后取下上固定座和下固定座；

S5、在加热棒上安装正级接线片、负极接线片和防爆电缆，然后将圆柱工装通过螺纹隔爆面安装在底座上，将调配好的环氧树脂灌注到圆柱工装中，待环氧树脂固化后取下圆柱工装，通过底座上的螺纹隔爆面安装防爆外壳，并通过橡胶圈、垫圈和喇叭嘴将防爆外壳进行封闭，同时将防爆电缆引出。

所述加热棒包括正极棒、发热丝和不锈钢护套，所述正极棒的一端设置在不锈钢护套外，另一端设置在不锈钢护套内并与设置在不锈钢护套内的发热丝的一端电连接，发热丝的另一端与不锈钢护套电连接，所述正极棒和发热丝与不锈钢护套之间填充有氧化镁绝缘剂，所述加热棒上设置有发热丝的一端设置在防爆柴油机燃烧室内，所述正极接线片设置在正极棒的一端上，负极接线片设置在所述不锈钢护套上。

所述底座内设置有凹槽，所述底座一端的内圆上设置有包边结构。

所述步骤S1中，加工制作加热棒时，采用缩管工艺将加热棒的不锈钢护套加工成阶梯型，使不锈钢护套靠近正极棒的一端外径较小。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，采用负压法将高温绝缘胶填充在底座和加热棒之间，该方法可将高温绝缘胶均匀严实的填充，采用此工装制备在保证加工精度的同时大大减轻了工人的劳动强度，且便于批量化生产。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的原理图；

图2为本发明实施例提供的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的结构示意图；

图4为图3的局部结构示意图；

图5为加热棒的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种防爆柴油机低温辅助启动装置的高温绝缘胶灌注工艺图；

图7为本发明实施例提供的一种防爆柴油机低温辅助启动装置的环氧树脂灌注工艺图；

图中：1为喇叭嘴，2为防爆电缆，3为垫圈，4为橡胶圈，5为防爆外壳，6为正极接线片，7为螺母，8为环氧树脂，9为加热棒，10为锁紧螺母，11为负极接线片，12为耐高温绝缘胶，13为底座，14为螺纹隔爆面，15为正极棒，16为发热丝，17为不锈钢护套，18为氧化镁绝缘剂，19为凹槽，20为包边结构，21为低温辅助启动装置，22为缸盖局部，23为防爆柴油机燃烧室腔，24为上固定座，25为下固定座，26为密封圈，27为加热棒定位孔，28为防爆加热芯，29为圆柱工装，30为止口，31为第二螺纹隔爆面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~5所示，本发明实施例提供了一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置，该装置通过电气控制实现矿用防爆柴油机低温辅助启动。

如图1所示，该矿用防爆柴油机低温辅助启动装置21通过防爆电缆与防爆开关K、和指示灯L串联后连接在24V防爆电源的正负极之间。如图2所示，该低温辅助启动装置21安装在防爆柴油机缸盖22上，顶部与防爆柴油机燃烧室腔23相通。该低温辅助启动装置与柴油机的安装面采用大圆面结构，增加其受力面积。

如图3所示，为本发明实施例提供的矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的结构示意图，该低温辅助启动装置包括：加热棒9、底座13、防爆外壳5和喇叭嘴1，所述加热棒9的一端设置在防爆柴油机燃烧室内；加热棒9的中部设置在底座13内，并通过填充在加热棒9与底座13之间的耐高温绝热胶12固定在底座13上，底座13的一端外圆上设置有螺纹隔爆面14，防爆外壳5的一端通过螺纹隔爆面14固定设置在底座13上，并将加热棒9的另一端包围，防爆外壳5与加热棒9之间填充有环氧树脂8，所述加热棒9上设置有正极接线片6和负极接线片11，防爆电缆2从喇叭嘴1进入防爆外壳5后分别与正极接线片6和负极接线片11连接；所述矿用防爆柴油机低温辅助启动装置通过防爆导线与防爆开关串联后连接在防爆电源的正负极之间。加热棒9与底座13之间用耐高温绝缘胶分隔，该胶在高温和常温下的绝缘性能均能满足防爆要求；并能在高达1730℃的高温下持续可靠工作。

如图4所示，所述底座13内设置有凹槽19，所述底座13一端的内圆上设置有包边结构20。待填充的耐高温绝缘胶12凝固后，凹槽19可以保证加热棒9与底座13之间的防松性。包边结构20可以将耐高温绝缘胶12牢固的封闭在底座13内。

进一步地，如图5所示，所述加热棒9包括正极棒15、发热丝16和不锈钢护套17，所述正极棒15的一端设置在不锈钢护套17外，另一端设置在不锈钢护套17内并与设置在不锈钢护套17内的发热丝16的一端通过焊接形式电连接，发热丝16的另一端与不锈钢护套17通过焊接形式电连接，所述正极棒15和发热丝16与不锈钢护套17之间填充有氧化镁绝缘剂18，保证了正负极绝缘性能，所述加热棒9上设置有发热丝的一端设置在防爆柴油机燃烧室内，所述正极接线片6通过螺母7固定设置在正极棒15的一端上，负极接线片11通过锁紧螺母10固定设置在所述不锈钢护套17上。

其中，加热棒9的不锈钢护套采用特殊的不锈钢材料制造，不仅耐高温氧化，且防变形能力强，减少了使用过程中易出现的龟裂及变形现象。而且，将不锈钢护套加工成阶梯型，设置发热丝的一端截面半径大，另一端截面半径较小，可以加大加热棒9与底座13之间的间隙，使耐高温绝缘胶固定充分，保证该装置整体的绝缘性。此外，加热棒9上同时引出正极及负极，正负极引出与电源正负极相连，实现了双线制，保证了防爆柴油机启动的安全性。

其中，在底座13与加热棒9之间灌注高温绝缘胶12时，使绝缘胶的灌注高度高于底座13，负极接线片固定在不锈钢护套17上并且通过高温绝缘胶12与底座13绝缘，可以保证本发明的低温辅助启动装置外壳的绝缘性。此外，防爆外壳5与底座13内部填充环氧树脂8，环氧树脂8凝固后，一方面可以将正负极接线片及加热棒9可靠固定，减少冲击，增强耐压性；另一方面保证了正负极接线片与防爆外壳之间的爬电距离，增加了装置的安全性。

进一步地，如图3所示，所述底座13的另一端外圆上设置有多个台阶。一方面可以减轻底座即装置的重量，另一方面，其中一个台阶上设置有第二螺纹隔爆面31，可以将该装置方便地安装在防爆柴油机缸盖22上。

进一步地，所述喇叭嘴通过垫圈3及橡胶圈4将所述防爆外壳5的另一端密封。其中防爆电缆2及喇叭嘴1采用符合防爆电气要求的结构，并用橡胶圈4密封，可以实现防爆。

本发明实施例提出了上述的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，其具体包括以下几个步骤：

1、加工制作加热棒9，底座13、防爆外壳5、上固定座24、下固定座25和圆柱工装29；采用缩管工艺将加热棒9的不锈钢护套17加工成阶梯型；其中，下固定座25上设置有加热棒定位孔27和形成B出口的第一通孔，上固定座24上设置有与底座13配合的螺纹以及形成A入口的第二通孔，所述圆柱工装29的内径小于防爆外壳5的外径；

2、如图6所示，使底座13的下端与下固定座25通过第二螺纹隔爆面31螺纹密封连接，并通过止口30在下固定座25上定位，同时将加热棒9放入加热棒定位孔27中，以保证底座13和加热棒9的同轴度以及加热棒9超出底座13的长度为设定值；使上固定座24通过螺纹隔爆面14固定在底座13上面，并通过密封圈26密封；

3、上固定座24和下固定座25安装完成后，其与底座13之间形成一个密封腔，将高温绝缘胶储存在上固定座24的A入口中进行灌注，将下固定座25上的B出口接入负压装置，通过负压将高温绝缘胶12吸入到加热棒9和固定座13之间狭小的缝隙中，直至高温绝缘胶从B出口吸出时停止灌注和负压吸入；

4、先室温固化高温绝缘胶，12小时后将连接好的加热棒9、底座13和上下固定座整体加热到60～80℃并保温2小时，再缓慢加热到150℃保温2小时，再缓慢冷却到室温后取下上固定座24和下固定座25；

5、如图7所示，在加热棒9上安装正级接线片6、负极接线片11和防爆电缆2，形成防爆加热芯28，将圆柱工装29安装在底座13一端的螺纹上，然后将调配好的环氧树脂灌注到圆柱工装29中，圆柱工装29的内径和高度比防爆外壳5都略小,待环氧树脂固化后取下圆柱工装29，通过底座13上的螺纹隔爆面14安装防爆外壳5，并通过橡胶圈、垫圈和喇叭嘴将防爆外壳5进行封闭，同时将防爆电缆引出。

本发明的制备得到的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置使用方法如下：将本发明的低温辅助启动装置1安装在防爆柴油机缸盖2上，顶部与防爆柴油机燃烧室腔3相通，并通过防爆电缆连接好如图1所示的电路，防爆车辆在正常温度下启动时，防爆开关关闭，该装置不起作用。当环境温度较低，防爆柴油机启动困难时，驾驶员打开防爆开关K，24V直流电源正负极通过防爆开关、指示灯与低温辅助启动装置正负极接通，这时指示灯L打开，低温辅助启动装置通电后内部发热丝发热而温度升高，由于该装置一端的发热部位与防爆柴油机燃烧室相通，从而加热防爆柴油机燃烧室空气，当通电15s时，该装置顶部8mm处温度可以达到850℃，燃烧室内部的空气温度相应升高。这时驾驶员启动防爆车辆，可顺利着车，完成了一次辅助启动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，其特征在于，所述低温辅助启动装置包括：加热棒（9）、底座（13）、防爆外壳（5）和喇叭嘴（1），所述制备方法包括以下步骤：

S1、加工制作加热棒（9）、底座（13）、防爆外壳（5）、上固定座（24）、下固定座（25）和圆柱工装（29）；

S2、使底座（13）的下端与下固定座（25）通过第二螺纹隔爆面（31）密封连接，并通过止口（30）在下固定座（25）上定位，同时将加热棒（9）放入下固定座（25）上加热棒定位孔（27）中；使上固定座（14）通过螺纹隔爆面（14）固定在底座（13）上面，并通过密封圈（26）密封；

S3、将高温绝缘胶储存在上固定座（24）的A入口中进行灌注，将下固定座（25）上的B出口接入负压装置，通过负压将高温绝缘胶吸入到加热棒（9）和固定座（13）之间狭小的缝隙中，直至高温绝缘胶从下固定座（25）上的B出口吸出时停止灌注和负压吸入；

S4、先室温固化高温绝缘胶，12小时后将连接好的加热棒（9）、底座（13）和上下固定座整体加热到60～80℃并保温2小时，再缓慢加热到150℃保温2小时，再缓慢冷却到室温后取下上固定座（24）和下固定座（25）；

S5、在加热棒（9）上安装正极 接线片（6）、负极接线片（11）和防爆电缆（2），然后将圆柱工装（29）通过螺纹隔爆面（14）安装在底座（13）上，将调配好的环氧树脂灌注到圆柱工装（29）中，待环氧树脂固化后取下圆柱工装（29），通过底座（13）上的螺纹隔爆面（14）安装防爆外壳（5），并通过橡胶圈（4）、垫圈（3）和喇叭嘴（1）将防爆外壳（5）进行封闭，同时将防爆电缆引出。

2.根据权利要求1所述的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，其特征在于，所述加热棒（9）包括正极棒（15）、发热丝（16）和不锈钢护套（17），所述正极棒（15）的一端设置在不锈钢护套（17）外，另一端设置在不锈钢护套（17）内并与设置在不锈钢护套（17）内的发热丝（16）的一端电连接，发热丝（16）的另一端与不锈钢护套（17）电连接，所述正极棒（15）和发热丝（16）与不锈钢护套（17）之间填充有氧化镁绝缘剂（18），所述加热棒（9）上设置有发热丝的一端设置在防爆柴油机燃烧室内，所述正极接线片（6）设置在正极棒的一端上，负极接线片（11）设置在所述不锈钢护套（17）上。

3.根据权利要求1所述的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，其特征在于，所述底座（13）内设置有凹槽（19），所述底座（13）一端的内圆上设置有包边结构（20）。

4.根据权利要求2所述的一种矿用防爆柴油机低温辅助启动装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，加工制作加热棒（9）时，采用缩管工艺将加热棒（9）的不锈钢护套（17）加工成阶梯型，使不锈钢护套（17）靠近正极棒（15）的一端外径比另一端小。

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