在石油、化工、冶金等企业,有一些存在着爆炸性气体(蒸汽)混合物的危险场所。在这些场所,由电气火花、电器表面的温度以及机械摩擦和撞击产生的热量与火花都可能引起爆炸。所以,在有爆炸性气体混合物的场所使用的电梯必须具有可靠的防爆性能。这种具有防爆性能的电梯称为防爆电梯。
防爆电梯除了在结构、机械和电气部分具有防爆的特殊性能外,在其他方面仍应遵守GB7588等电梯技术标准的规定。
目前,防爆电梯基本上是Ⅱ类(工厂用气体、蒸汽、薄雾)气体防爆和Ⅲ类(粉尘、纤维)粉尘防爆;Ⅰ类防爆(煤矿井下甲烷)用于煤矿,目前还没有使用。Ⅱ类防爆根据气体特性又被分成ⅡA、ⅡB和ⅡC三级,ⅡC最为危险。防爆电梯用于ⅡB和ⅡC场所。其中,ⅡB较多。防爆电梯的温度组别基本都是T4(135 °C)。
防止爆炸性气体混合物爆炸的基本方法就是防止引起爆炸的两个条件同时出现。
电气防爆的目的就是不让电气设备和线路在工作中产生的火花与热量点燃危险区域内的爆炸性混合气体。一般可采用外壳限制爆炸、用介质隔离点火源和限制火花能量等方法。
机械系统的防爆任务就是尽可能防止发生金属的撞击与摩擦,对转动、滑动和可能撞击的机构采取安全措施,防止产生火花与高温。
隔爆型电梯就是电梯的防爆电气设备采用隔爆型电气设备。隔爆型电梯根据情况有两种配置:一种是控制柜不防爆,安装在非爆炸危险区;另一种控制柜防爆,可以安装在爆炸危险区域。
隔爆-本安复合型电梯是将大功率的电气设备采用隔爆技术,而在危险场所的控制和信号系统采用本质安全型电器和电路。隔爆-本安复合型电梯的电梯、制动器、电源开关等采用隔爆型电气设备或者设在非危险区域,其机械的防冲击摩擦产生火花的措施也与隔爆型电梯相同。但所有轿厢、井道、层站的控制和信号装置全部采用本质安全型电气设备及线路。这样可以不必取消全隔爆电梯舍去的功能,并降低了故障率,从而提高了可靠性。
1.防爆电梯的防爆设计原则
(1)设备应尽可能安装在非危险区域或低危险区域。
(2)运行速度不要超过1 m/s,一般为0.5 m/s。控制和驱动系统尽可能简单,一般可采用按钮控制和交流双速拖动。在工业场所使用,而且使用频率不高的电梯应能满足要求。
(3)尽量减少电动设备,能用手动代替电动的尽可能用手动,而且结构应简单,活动零部件尽可能少。
(4)电梯设备和线路的防爆等级不能低于所防护的爆炸物质的类别、级别和组别,防爆形式应与不同危险区域的要求相适应。
(5)线路的布线方法与引入装置应与危险区域相适应。对于本安电路,必须防止外部干扰可能造成的危险。
(6)要充分考虑机构运行时、故障时以及结构破坏时可能产生的撞击和摩擦,应有可靠的措施保证其不发生或发生时不产生能点燃爆炸性物质的火花和高温。
图7-17~图7-19分别为机房、轿厢和底坑的主要防爆部位。
图7-17 机房主要防爆部位
图7-18 轿厢主要防爆部位
图7-19 底坑主要防爆部位
2.防爆电梯机械结构的防爆措施
机械和结构的防爆措施总的来说就是避免或减轻发生撞击和摩擦,防止产生火花和高温。
曳引机:应保持轴承和减速箱良好的润滑,轴承、制动轮和减速箱的表面温度应低于爆炸物引燃温度的下限,必要时可加强通风散热。制动器在结构上应有措施防止在释放时制动片衬垫与制动轮相摩擦。制动瓦块的上下端均应与制动臂连接,并能调节。为防止钢丝绳脱槽,应设置由不发生火花材料制作的挡绳装置。(www.xing528.com)
限速器:应选用动作时限速器绳张力较大的类型,如有夹绳钳的限速器,其夹绳钳块应用不发生火花的金属制成。限速器(见图7-20)工作时,内部零件不应有较大的撞击和摩擦。限速器张紧装置应有防钢丝绳脱槽的措施,并在断绳时张紧装置不会与地面撞击。
图7-20 防爆限速器
安全钳与提拉装置:应使用瞬时式安全钳,安全钳的楔块应由不产生火花的金属制造。提拉装置的转轴应装铜衬套,撞击开关的打板应由不产生火花的金属制成。
绳头组合:弹簧不得有裂损,上下垫片应用不发生火花的金属制造,绳头棒通过绳夹板处应有铜衬套。
导靴:滑动导靴靴衬的上下挡板应由青铜制造,并有较大的厚度,不会产生火花或摩擦高温。
门锁:可能产生相对撞击的两个零件,至少有一个由不发生火花的金属制成。
门:门的挂轮、挡轮、门导靴(门脚)均应由不产生火花的金属或塑料制造。门扇之间或门框之间相碰撞的边缘应有橡胶防撞垫,防止发生金属之间的撞击。
缓冲器:宜选用聚氨酯缓冲器,与轿厢底部或对重撞击的面应有橡胶或塑料衬垫。
所有连接线、紧固件必须有可靠的防松和防脱落措施。
机房、底坑地面和轿内地板应由金属撞击不起火花的材料构筑或铺垫,该材料又能导除静电。一方面能避免金属零件、工件等掉落发生撞击火花,另一方面又能导除乘员和维护人员身上积聚的静电,防止在人员接触金属结构时产生静电放电火花。图7-21~图7-27为防爆电梯部分构件。
图7-21 防爆控制柜
图7-22 防爆控制柜本安箱中的电缆引入装置及本安箱
图7-23 防爆电阻箱、制动电阻
图7-24 防爆制动器
图7-25 断路器
图7-26 防爆照明开关
图7-27 防爆安全钳
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