CN212748787U - 一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，所述测试装置包括防爆试验槽、张力装置、内置式测压装置、信号保护装置，张力装置、内置式测压装置、信号保护装置和滚筒置于密闭式防爆试验槽体内；张力装置安装在隔爆滚筒外转子上，模拟现场受力状况；内置式测压装置安装于电动滚筒内部，两端分开布置；信号保护装置用于张力信号监测。本实用新型通过对隔爆型永磁电动滚筒外壳施加额定载荷和过载，分别对隔爆型永磁电动滚筒进行内部点燃不传爆试验，确定受力方向及试验方法。本实用新型通过模拟永磁电动滚筒在实际受力状态下的进行内部点燃不传爆试验，与传统的空载状态试验方法相比更加准确可靠。

Description

一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置

技术领域

本实用新型属于防爆测试技术领域，具体设计一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置和试验方法。

背景技术

传统防爆电机轴转、壳体不转，壳体和幅板承受扭矩，不承受径向外力。现有的方法主要是针对类似传统电机式的旋转设备，将传感器直接安装在防爆壳体外壳壁上，分别在静止和旋转状态下点燃内部爆炸性气体混合物，测量其爆炸压力作为参考压力。同时在静止、空载情况下点燃其内部爆炸性气体，进行内部点燃不传爆试验，考核其失爆性能。

现有试验设备及检测方法主要针对隔爆外壳不受外力或受力很小的内转子旋转体，驱动方式主要采用主驱动电机带动被测旋转样品的方式，主驱动电机由变频控制器控制其转速，可以实现对被测样品不同体积、电压、速度的控制，实现对所有防爆旋转设备的检验要求，测压装置直接安装在隔爆外壳上，测量内部爆炸压力。但该驱动方式无法实现内装式外转子电动滚筒的驱动旋转，采用现有方式带动滚筒定子旋转，转子固定的方式脱离实际使用情况，不满足标准要求。由于内装式电动滚筒与其他旋转设备不同，其隔爆外壳在实际工作中承受外部载荷情况下，可能会发生形变或隔爆面间隙变大，从而产生失爆现象。

目前还没有这方面的模拟载荷加载装置和试验方法来考核电动滚筒在受力状态下的主要的防爆性能。现有的多回路参考压力测量装置不适用于直接安装在旋转的隔爆外壳上进行参考压力测量。

随着隔爆型永磁电动滚筒的广泛应用，传统的防爆试验系统在技术和旋转设备传动加载上已不满足要求，目前亟需一种针对滚筒结构特点的防爆性能测试装置和试验方法。

实用新型内容

针对现有技术不能满足对电动滚筒防爆性能进行有效准确考核的问题，本实用新型的目的是提供一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，本实用新型的另一目的是提供一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能试验方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，包括：防爆试验槽、张力装置、内置式测压装置、信号保护工装，所述防爆试验槽构建密闭式防爆试验空间，并承载隔爆型永磁电动滚筒样品；所述张力装置置于密闭式防爆试验槽体内，且施力部件设置在隔爆型永磁电动滚筒样品的外转子上，模拟现场受力状况；所述内置式测压装置的测量终端安装于电动滚筒内部；所述信号保护装置对应张力装置和内置式测压装置设置。

进一步的，所述防爆试验槽包括包括槽体、槽盖、配气装置、点火装置、供电装置；所述槽用构建防爆性能测试的试验空间，槽体的两端设置有相应的槽盖，以与槽体配合，在其内部形成密闭的试验空间；所述配气装置与槽体内腔连通，以向电动滚筒样品和试验槽内部充入试验用爆炸性气体；所述点火装置与槽体内腔连接配合，以用于引爆槽体内样品内的爆炸性气体；所述供电装置与槽体配合设置，以用于向槽体的隔爆型永磁电动滚筒样品提供动力。

进一步的，所述张力装置由由钢丝绳、拉力计、加力装置配合构成，钢丝绳绕电动滚筒样品的外转子分布；所述拉力计和加力装置设置防爆试验槽内，拉力计的一端连接钢丝绳，另一端连接加力装置。

进一步的，所述内置式测压装置由若干压力传感器、信号采集器和处理器配合组成，所述若干压力传感器分别安装于电动滚筒样品的内部，若干压力传感器与外部的信号采集器进行数据连接；所述信号采集器与处理器进行连接。

进一步的，所述信号保护装置由信号监测单元装置和断电保护单元装置配合组成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过对外装式测压装置改为通过冷却通道进入的内置式测压装置，能够更准确的对永磁电动滚筒内部的参考压力进行测定。

本实用新型通过对隔爆型永磁电动滚筒外壳施加额定载荷和过载，分别对隔爆型永磁电动滚筒进行内部点燃不传爆试验，确定受力方向及试验方法。

本实用新型通过模拟永磁电动滚筒在实际受力状态下的进行内部点燃不传爆试验，与传统的空载状态试验方法相比更加准确可靠。

本实用新型提供的信号保护工装，在样品进行防爆性能测试时，对装置内的传感器、线路起到保护作用，有利于试验装置重复利用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1本实例中防爆性能测试装置的结构示意图；

图2本实例中防爆性能测试装置张力装置的结构示意图；

图3本实例中防爆性能测试装置内置测压装置的结构示意图；

图4本实例中防爆性能测试装置信号保护工装的结构示意图；

图5为本实例中隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置加载试验时的结构示意图；

图6为本实例中隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置内部测压时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

隔爆型永磁电动滚筒轴不转，壳体转，壳体内壁镶嵌有永磁体担当电机转子功能，同时壳体既是防爆外壳，又承受压力和扭矩，通过幅板承受扭矩和径向力，需研究胶带几十吨张力包覆在永磁电动滚筒约1/2滚筒侧面上，并随着滚筒低速转动电动滚筒表面受力交变变化是否会影响到永磁电动滚筒的隔爆间隙而产生失爆，是否影响永磁电动滚筒的运行性能。

因此，为了研究电动滚筒与实际受力工况基本一致的试验条件，保证其试验的准确性，本实例提供一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置。

如图1所示，本实例中给出的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置包括：防爆试验槽100、张力装置200、内置测压装置300和信号保护装置400。

其中，防爆试验槽100，用于为防爆性能测试提供试验场所。该防爆试验槽100主要由槽体110、槽盖120、配气装置130、点火装置140、液压站(图中未示出)、操作台(图中未示出)、供电装置(图中未示出)组成。

该槽体110用于构建防爆性能测试的试验空间，内部空腔作为试验空间，承载电动滚筒样品500，具体的结构形式根据实际需求而定。同时，槽体110的两端设置有相应的槽盖120，以与槽体110配合，在其内部形成密闭的试验空间。为了能够很好的安置电动滚筒样品500，本实例在槽体110设置有相应的支撑机架111(如图5所示)，对于该支撑机架111的具体构成可根据实际需求而定。

配气装置130与槽体110内腔连通，以向电动滚筒样品500和试验槽内部充入试验用爆炸性气体。作为举例，这里的配气装置130优选三元配气装置，其通过相应的管路与槽体110内腔连通。

点火装置140与槽体110内腔连接配合，以用于引爆槽体110内样品内的爆炸性气体。对于该点火装置140的具体构成方案，可采用现有可靠方案，此处不加以赘述。

液压站与槽体110配合设置，以用于提供相应的液压动力，配合完成检测。

供电装置与槽体110配合设置，以用于向槽体110的电动滚筒样品500提供动力。

操作台作为整个防爆试验槽100的操作控制结构，其控制连接配气装置130、点火装置140、液压站以及供电装置，协调各装置之间配合工作，完成防爆试验操作。该操作台可由相应的PLC、计算机或其他控制台构成，其可通过相应的现场总线连接各装置，保证运行的可靠性。

针对上述的防爆试验槽100，本测试装置中的张力装置200，设置在防爆试验槽100内，并与防爆试验槽100内的电动滚筒样品配合，用于为防爆性能测试提供所需要的模拟压力。

参见图2，本实例中的张力装置200主要由由钢丝绳210、拉力计220、加力装置230配合构成。

其中，钢丝绳210通过相应的导向装置(如导向轮)分布在防爆槽体110内，具体绕电动滚筒样品的外转子分布，继而能够施加在防爆槽体110内的电动滚筒样品上。

拉力计220和加力装置230设置防爆槽体110内，拉力计220的一端连接钢丝绳210，另一端连接加力装置230。

由此构成的张力装置200可模拟相应的压力，并施加到防爆槽体110内的电动滚筒样品施加在样品上。其中，加力装置230产生动力，以通过拉力计220驱动钢丝绳210，由于钢丝绳210与防爆槽体110内的电动滚筒样品500配合分布，继而该钢丝绳210将对防爆槽体110内的电动滚筒样品形成相应的压力。

本测试装置中的内置式测压装置300，用于测试防爆性能试验中的参考压力。该内置式测压装置300通过将测量终端置于防爆试验槽100内电动滚筒样品内部，以完成防爆性能试验中的参考压力的精确测试。

参见图3，本实例中的内置式测压装置300主要由若干压力传感器310、信号采集器320和处理器330配合组成。

其中，若干压力传感器310分别通过样品轴孔安装于电动滚筒样品500的内部。对于压力传感器310的数量，可根据实际需求而定，作为举例，本实例中采用三个压力传感器310。

若干压力传感器310通过相应的信号线340与外部的信号采集器320进行数据连接；同时，该信号采集器320通过相应的信号线与处理器330进行连接。

这里信号采集器320的具体构成可根据实际需求而定，此处不加以限定。另外，根据需要，该信号采集器320还可配合相应的信号放大器进行使用，进一步提高信号采集的效果。

再者，处理器330主要用于对信号采集器320采集到的信号数据进行预处理、存储、显示。对于其具体构成可根据实际需求而定，此处不加以限定。作为举例，该处理器330采用相应的PC或笔记本来构成。

进一步地，信号采集器320在具体实施时，其可独立设置，也可直接集成在处理器330上。

本测试装置中的信号保护装置400，用于测试防爆性能试验时对试验场所中传感器、线的保护，以及张力信号监测。

参见图4，本实例中的保护装置400主要由信号监测单元装置410和断电保护单元装置420配合构成。

这里的信号监测单元装置410其配合测试装置中的张力装置200进行设置，以进行张力信号监测。对于该信号监测单元装置410的具体构成可根据实际需求而定，此处不加以限定。

断电保护单元装置420，其配合整个测试装置中传感器，信号线等设置，以形成保护，从而提高整个测试装置的可靠性。

根据上述方案形成的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，在实施运行时(如图1和图5)，张力装置200、内置式测压装置300、信号保护装置400以及电动滚筒样品500置于密闭式防爆试验槽体100内；电动滚筒样品500通过支撑机架设置在密闭式防爆试验槽体100内，张力装置200中的施力部件(如钢丝绳210)安装在隔爆滚筒外转子上，以模拟现场受力状况；内置式测压装置的测量终端安装于电动滚筒内部，且两端分开布置；信号保护装置配合张力装置200和内置式测压装置300设置，监测张力信号和保护传感器装置。

在此情况下，通过防爆试验槽100中的配气装置对电动滚筒样品500和试验槽100内部充入试验用爆炸性气体；防爆试验槽100中的外部点火装置引爆样品内部气体；此过程中，内置式测压装置300中的置于样品内部的压力传感器实时测量压力，并通过信号线传输到外部数据采集器内。

由此，本实例基于该隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置进行隔爆型永磁电动滚筒防爆性能试验的过程包括如下步骤：

(1)准备：将隔爆型永磁电动滚筒置于防爆槽体内，接上供电装置，并在隔爆型永磁电动滚筒内部均匀布置至少三个测压传感器，将测压信号线通过防爆槽接口引出，关闭防爆槽盖，准备试验。

(2)配气：通过配气装置130将防爆槽体和电动滚筒内部配置标准规定的爆炸性气体混合物。

(3)参考压力测量：滚筒分别在静止、旋转、静止模拟受力三种状态下，通过点火装置140点燃电动滚筒内部爆炸性气体，采集滚筒内部爆炸压力并分析是否存在压力重叠。将最大压力作为本次参考压力；至少重复测量3次，选取最大压力作为电动滚筒的参考压力。

(4)外壳耐压测试：增加内部配气压力，使爆炸压力为参考压力的1.5倍。若电动滚筒外壳未发生影响防爆型式的永久性变形或损坏，在接合面任何部位的间隙未发生永久性的增大，认为样品合格

(5)内部点燃不传爆试验：根据标准要求样品和槽体内部充入爆炸性气体，在空载、额定载荷、过载三种情况下状态下，点燃内部爆炸性气体，观察是否点燃槽体内部混合气，每种状态下重复5次试验。

以下举例说明一下基于本方案进行隔爆型永磁电动滚筒防爆性能试验的过程。

作为举例，本方案在具体实施时，通过将隔爆型永磁电动滚筒定位在3.4米直径，长度为8米的防爆试验槽内，依据各型号电动滚筒的受力情况，通过张力装置给滚筒施加模拟的胶带张力(额定载荷和过载)，同时配置相应的内置式测压装置及信号保护装置；然后在电动滚筒的隔爆腔内和防爆槽内按标准规定充满相应爆炸性气体，点燃电动滚筒隔爆腔内爆炸性气体，测出爆炸压力。

根据标准要求测出相应次数的爆炸压力后，选取最大值作为参考压力，在空载、额定载荷、过载情况下采用规定的标准混合物采用预压方式产生1.5倍参考压力的爆炸压力，以验证壳体在三种状态下强度是否满足要求。

由于永磁电动滚筒的电动机是外转子电动机，外转子电机与常规电动机的定、转子正好相反，外层是可以旋转并输出扭矩的转子，里面是嵌有绕组的定子，绕组的三相电源线从安装轴中间孔伸出，连接到接线盒上，可正常接通或断开电源。外转子电动机作为电动滚筒使用时，由于外表面覆有橡胶，不利于散热，通常采用水冷式，冷却水从安装支撑轴的中心孔流进、流出，对产生感应电流的定子进行冷却。

参考压力测量是防爆电气产品检验的一项重要试验项目，旋转设备在静止和旋转状态下，转速至少为额定转速的90％，按防爆类别配比相应爆炸性气体进行试验。一般旋转设备(如电动机、发电机、转速计等)是轴旋转，壳体不转，将至少两个测压传感器安装于壳体两端的旋转区进行测量，点燃在试样的每一端开始，在静止和旋转状态下交互进行。因此传统的参考压力测量方法显然不适用于永磁电动滚筒。

据此，基于本实例给出的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，针对隔爆型永磁电动滚筒的特点，本实例制定静止、旋转、静止模拟受力三种状态下，测量参考压力静止和静止模拟受力两种状态下和普通电机测试方案相同，将配气管道直接安装在壳体上，同时传感器分布在电动滚筒的隔爆壳体壁上进行测量。

静态受力情况下用张力装置给滚筒施加模拟的胶带张力(额定载荷和过载)，按三个相差120°方向分别施加载荷测量。但由于永磁电动滚筒500的结构特殊性，旋转状态下测压方案如下，通过轴水道或供电孔进入布置测压和配气管道510，在壳体内部靠近旋转体两端布置三个测压点，通过管道固定在指定位置及对传感器、线的保护(设计固定工装、线的保护管道)(如图6)。

内部点燃不传爆试验是分别在空载、额定载荷、过载情况下，外壳内和试验罐内在大气压下充相同的爆炸性混合物，点燃壳体内爆炸性气体，观察是否引爆试验罐内爆炸性气体，以验证隔爆外壳是否传爆。

内部点燃不传爆试验是将试样隔爆接合面间隙至少调整到图纸规定的90％后放置在防爆罐内，外壳内和试验罐在大气压下充以相同的爆炸性混合物，点燃外壳内爆炸性气体，观察是否引爆试验罐内爆炸性气体，以验证隔爆外壳是否传爆，确定试样是否合格。

在标准规定试验之外，模拟电动滚筒在现场使用受力情况下，是否满足防爆要求。试验在静止空载和静止模拟受力两种状态下进行，静止空载状态下试验采用标准规定的试验方法进行。静止模拟受力将按三个相差120°方向分别施加额定载荷和过载荷情况进行试验，以验证在隔爆接合面间隙调整为不低于图纸规定最大间隙的90％情况下受力，是否仍然满足防爆要求。

本实用新型通过对外装式测压装置改为通过冷却通道进入的内置式测压装置，能够更准确的对永磁电动滚筒内部的参考压力进行测定。

本实用新型通过对隔爆型永磁电动滚筒外壳施加额定载荷和过载，分别对隔爆型永磁电动滚筒进行内部点燃不传爆试验，确定受力方向及试验方法。

本实用新型通过模拟永磁电动滚筒在实际受力状态下的进行内部点燃不传爆试验，与传统的空载状态试验方法相比更加准确可靠。

本实用新型提供的信号保护工装，在样品进行防爆性能测试时，对装置内的传感器、线路起到保护作用，有利于试验装置重复利用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，其特征在于，包括：防爆试验槽、张力装置、内置式测压装置、信号保护装置，所述防爆试验槽构建密闭式防爆试验空间，并承载隔爆型永磁电动滚筒样品；所述张力装置置于密闭式防爆试验槽体内，且施力部件设置在隔爆型永磁电动滚筒样品的外转子上，模拟现场受力状况；所述内置式测压装置的测量终端安装于电动滚筒内部；所述信号保护装置对应张力装置和内置式测压装置设置。

2.根据权利要求1所述的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，其特征在于，所述防爆试验槽包括槽体、槽盖、配气装置、点火装置、供电装置；所述槽用构建防爆性能测试的试验空间，槽体的两端设置有相应的槽盖，以与槽体配合，在其内部形成密闭的试验空间；所述配气装置与槽体内腔连通，以向电动滚筒样品和试验槽内部充入试验用爆炸性气体；所述点火装置与槽体内腔连接配合，以用于引爆槽体内样品内的爆炸性气体；所述供电装置与槽体配合设置，以用于向槽体的隔爆型永磁电动滚筒样品提供动力。

3.根据权利要求1所述的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，其特征在于，所述张力装置由钢丝绳、拉力计、加力装置配合构成，钢丝绳绕电动滚筒样品的外转子分布；所述拉力计和加力装置设置防爆试验槽内，拉力计的一端连接钢丝绳，另一端连接加力装置。

4.根据权利要求1所述的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，其特征在于，所述内置式测压装置由若干压力传感器、信号采集器和处理器配合组成，所述若干压力传感器分别安装于电动滚筒样品的内部，若干压力传感器与外部的信号采集器进行数据连接；所述信号采集器与处理器进行连接。

5.根据权利要求1所述的隔爆型永磁电动滚筒防爆性能测试装置，其特征在于，所述信号保护装置由信号监测单元装置和断电保护单元装置配合组成。

Images