阻火元件式隔爆结构通常由阻火元件和支持件组成,它们之间保持着隔爆性能。将这样的隔爆结构安装在隔爆型电气设备的外壳上,就构成了隔爆外壳的一部分。有时用隔爆外壳的壳壁作为阻火元件的支持件也是允许的,将阻火元件镶嵌在隔爆外壳的壳壁上就构成了这里所说的阻火元件式隔爆结构。根据阻火元件结构的不同,阻火元件式隔爆结构分为金属格网式隔爆结构、金属微孔式隔爆结构、金属叠片式隔爆结构等。其中,金属格网式隔爆结构是一种用金属网叠加起来防止爆炸生成物窜出隔爆外壳的隔爆结构;金属微孔式隔爆结构按照形成“微孔”工艺的不同,又可分为烧结金属式的和金属泡沫式的;金属叠片式隔爆结构由一组相互之间保持一定间隙的金属板和与之连接在一起的金属外壳组成。

对于不同类型的阻火元件式隔爆结构,其具体的阻火元件结构也有所不同。例如,在金属微孔式隔爆结构中,其阻火元件就是具有一定厚度的“微孔金属”板,内部有很多“气泡”,这些气泡相互之间是连通的,形成了流体能够通过的通道。在条件合适的情况下,它能够阻止爆炸生成物通过。而在金属叠片式隔爆结构中,其阻火元件则是一组相互之间保持一定间隙的金属板和与之连接在一起的金属外壳。

叠片宽度和叠片数量:为了使叠片式隔爆结构的流体通过能力等于输送管道的通过能力,需要满足叠片之间的间隙截面积总和不小于输送管道横截面积的1.25倍。根据这个条件,可以计算出所需的(不同)叠片宽度和所需的叠片数量。

3叠片形状和表面粗糙度:为了减小叠片对流体的器壁吸附阻滞作用,叠片迎流体端应制成流线型,叠片表面应尽可能光滑。

4材料:叠片式隔爆结构的金属叠片应能承受所通过液体或气体的长期侵蚀作用。

确定叠片长度:在叠片间隙、叠片宽度和叠片数量确定后,应通过试验来确定叠片长度。试验时需调整叠片长度以获得最小不传爆长度。图2中的阻火元件(5)由几个叠片单元叠加在一起,是调整叠片长度的一种方法。

阻火元件参数:阻火元件式隔爆结构没有标准规定的参数值。所有参数都必须通过一定数量的试验来确定。

试验装置:将被试隔爆结构安装在一个容积为8L的球形试验外壳上,点燃源安装在球形实验外壳的中心。试验在实验环境条件下进行。

试验气体混合物:防爆电器试验人员首先将试验装置安放在爆炸试验罐中,然后对试验装置和试验罐充入试验气体混合槽。根据测试阻火元件式隔爆结构的类别和防爆级别,试验气体混合物的种类和最易传爆浓度如下:

1对于I类设备,甲烷,8.2%。

2对于IIA组设备,丙烷,4.2%。

3对于IIB组设备,乙烷,6.5%。

4对于IIC级设备,氢,27%;乙炔,8.5%。

试验样品:对于每一种试验样品(格网目数、层数、金属丝直径;密度、最大通气孔直径、通孔率、厚度;叠片长度),试验人员应进行50次点燃试验。若在50次试验中至少发生一次“传爆”点燃,但“传爆”点燃次数不超过25次,则可认为该层的层数(金属格网式阻火元件)、厚度(金属微孔式阻火元件)或长度(金属叠片式阻火元件)为临界不传爆层数、临界不传爆厚度或临界不传爆长度。

结论

经过计算和试验研究,我们发现“在50次点燃试验中至少发生一次外部点燃,但外部点燃次数不超过25次”的评价原则对于确定阻火元件式隔爆结构的实际结构值是可靠且实用的。在早期的试验研究中,当使用40目不锈钢钢丝网制作这种结构并叠加10层时,便可以通过IIB级试验。

值得注意的是,阻火元件还必须具备良好的耐热性,以承受爆炸火焰的烧蚀。尤其是当金属网作为阻火元件时,这一点尤为重要。此外,我们还需要指出,本文所讨论的前两种阻火元件仅适用于非连续性气流的情况。而对于其他情况,例如在连续性流体(包括气体、液体)情况下,除了考虑隔爆性能外,还需要重点考虑阻火元件的抗烧蚀性和危险温度可能导致的危险。这方面的例子就是最后一种阻火元件。

除了上述提到的阻火元件式隔爆结构外,还有其他一些结构可以用于隔爆型电气设备,如金属波纹板式隔爆结构、钢珠式隔爆结构等。这些结构的隔爆性能都需要通过试验来确定。