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深入解析防爆气体涡街流量计的防爆机制

发布时间: 2025-04-27  点击次数: 19次
  防爆气体涡街流量计是一种用于测量气体流量的仪表,特别适用于易燃易爆环境中。
  一、防爆设计基于以下两种核心原则:
  能量限制:通过限制设备内部可能产生的电火花、热效应等能量释放,避免引燃周围爆炸性气体。
  隔离与密封:通过隔爆外壳、密封结构等物理手段,防止爆炸性气体进入设备内部,或阻止内部爆炸向外传播。
  二、防爆气体涡街流量计防爆机制详解
  1.电气防爆设计
  防爆标志与等级
  常见的防爆标志包括Exd(隔爆型)、Exi(本质安全型)、Exm(正压型)等。
  防爆等级通常为ExIIBT4~T6(适用于Ⅱ类爆炸性气体环境,温度组别T4~T6)。
  本质安全型防爆(Exia/Exib)
  通过限制电路中的电压、电流和储能元件能量,确保在故障状态下也不会产生足以引燃爆炸性气体的火花或热效应。
  例如:
  使用低功耗传感器(如电容式或磁电式涡街检测器);
  限制信号线路长度和负载电阻,确保总能量低于安全阈值(通常<1.3J)。
  隔爆型防爆(Exd)
  将可能产生火花的电气部件(如接线端子、放大器)封装在高强度隔爆外壳内。
  外壳能承受内部爆炸压力,并通过法兰间隙(通常≥0.5mm)冷却爆炸火焰,防止向外传播。
  2.机械结构优化
  密封设计
  采用O型圈、密封垫片等材料,确保外壳与传感器、接线盒之间的密封性,防止爆炸性气体渗入。
  接合面光洁度要求高(如Ra≤6.3μm),并涂覆防锈油。
  防爆传感器设计
  涡街发生体(如三角柱、梯形柱)采用非金属材料(如聚四氟乙烯)或防静电涂层,避免静电积聚。
  传感器与流体接触部分采用防腐蚀材料(如哈氏合金),减少火花产生风险。
  3.安全认证与标准
  国际认证:
  IEC60079:国际电工委员会防爆电气设备标准。
  ATEX:欧盟防爆设备指令,要求设备符合特定防爆等级(如Ⅱ2GExdIICT4)。
  国内认证:
  GB3836:中国国家标准,规定防爆电气设备的技术要求和试验方法。
  三、防爆气体涡街流量计关键技术措施
  1.本质安全电路设计
  限流限压:
  在电源输入端串联限流电阻或齐纳二极管,限制电流和电压。
  例如:本质安全型电路的工作电压通常<24V,电流<100mA。
  储能元件限制:
  电容和电感需满足安全能量要求(如电容≤0.1μF,电感≤10mH)。
  2.隔爆外壳设计
  强度计算:
  外壳材质通常为铸铝或不锈钢,厚度需通过爆炸压力计算确定(如1.5倍最大内压)。
  法兰间隙:
  隔爆接合面宽度和间隙需符合标准(如IIB级气体:间隙≤0.4mm,接合面宽度≥12.5mm)。
  3.静电防护
  接地设计:
  流量计外壳和金属管道需可靠接地,导除静电电荷。
  防静电材料:
  传感器和密封件采用导电或抗静电材料(如碳黑填充橡胶),表面电阻<1GΩ。
  4.温度控制
  防爆温度组别匹配:
  根据气体类型(如氢气、甲烷、乙炔)选择温度组别(T1~T6),确保设备表面温度低于气体引燃温度。
  例如:T4组别设备表面温度需<135℃。
  散热设计:
  通过散热片、风冷或液冷降低内部元器件温度。
 

 

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